（ 1 ）49

日本食品保蔵科学会誌
４
２

VOL．

会
長
編集委員長
編集委員

２

NO．

!井 陸雄
太田 英明
稲熊 隆博
古庄
律

副

会

長

井上 茂孝
松田 茂樹

太田

英明

今堀 義洋
宮本 敬久

小宮山美弘

早坂

薫

恩田

竹永

章生

匠

＜報
文＞
卵黄加圧ゲルの形成機構と微細構造に与える温度と圧力強度の影響………………………………………（５１）／小泉亮輔・入澤友啓・多田耕太郎・鈴木敏郎
乾燥米飯の乾燥・保存・吸水における含水率予測……………………………………………………………（５９）／小出章二・折笠貴寛・小出冬菜
村松良樹・田川彰男＜技術報告＞
中低温での加圧処理が β-ラクトグロブリンのゲル形成に与える影響………………………………………（６５）／小泉亮輔・入澤友啓・多田耕太郎・鈴木敏郎＜技術報告＞（英文）イヨカン果実における組織内ガス拡散抵抗測定法の改良とガス拡散抵抗値の特性………………………（７１）／ディルパン アンディ・疋田慶夫・森松和也＜総説＞
果実由来の機能性成分によるメタボリックシンドローム予防および改善に関する研究…………………（７９）／岸田邦博＜文献抄録＞………………………………………………………………………………………………………（８７）＜本会記事＞………………………………………………………………………………………………………（８８）＜会
告＞………………………………………………………………………………………………………（８９）

50

（ 2 ）

Food Preservation Science

CONTENTS OF VOL．
４
２ NO．
２（２
０
１
６）
＜Article＞（Japanese）
Effect of Temperature and Pressure Intensity on the Formation Mechanismand Microstructure of Pressure-induced Hen Egg Yolk Gel
KOIZUMI Ryosuke, IRISAWA Tomohiro, TADA Kotaro and SUZUKI Toshiro………………（５１）
Moisture Content Prediction of Dried Cooked Rice during Drying, Preservation, and Water Sorption
KOIDE Shoji, ORIKASA Takahiro, KOIDE Fuyuna,
MURAMATSU Yoshiki and TAGAWA Akio ………………………………………………………（５９）＜Technical Report＞（Japanese）
Effect of High-Pressure Processing on β-lactoglobulin Gel Formation
at Low to Medium Temperatures
KOIZUMI Ryosuke, IRISAWA Tomohiro, TADA Kotaro and SUZUKI Toshiro………………（６５）＜Technical Report＞（English）
Improving the Measurement of Resistance to Gas Diffusion and the Resistance Characteristics
in Citrus Iyo Fruit（Citrus iyo Hort. ex Tanaka）
DIRPAN Andi, HIKIDA Yoshio and MORIMATSU Kazuya ………………………………………（７１）＜Review＞（Japanese）
Studies on Prevention and Improvement of Metabolic Syndrome
with Functional Compounds in Fruits
KISHIDA Kunihiro …………………………………………………………………………………………（７９）（ 3 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６ 〔報

文〕

51

卵黄加圧ゲルの形成機構と微細構造に与える温度と圧力強度の影響
小 泉 亮 輔＊§・入 澤 友 啓＊・多田耕太郎＊・鈴 木 敏 郎＊
＊ 東京農業大学農学部

Effect of Temperature and Pressure Intensity on the Formation Mechanismand Microstructure of Pressure-induced Hen Egg Yolk Gel
KOIZUMI Ryosuke, IRISAWA Tomohiro, TADA Kotaro and SUZUKI Toshiro＊

Department of Agriculture, Tokyo University of Agriculture, 1737 Funako, Atsugi-shi, Kanagawa

243−0034

The purpose of this study was to examine the mechanism of pressure-induced gel（PG）formation ofhen egg yolk. Egg yolk forms gels by high-pressure processing（over ４
５０MPa）at temperatures above
１
５℃. PG（２０℃, ６５０MPa）showed the highest “Gel Strength” and “Work Done values”. Furthermore,these parameters increased with increasing protein concentration. N-ethylmaleimide was used to inhibit
formation of PG and heat-induced gels（HG）. Result of non-reducing SDS-PAGE showed that apo-LDL
from plasma and granule fractions and apo-HDL from granule fraction were the main proteins thatform PG and HG. In addition, disulfide bonds play an important role in gel formation ; however, there
were no significant differences between PG and HG in disulfide bond formation. The structure of PG
and HG consisted of a network of fine strands and the surface structure was different between PG
and HG as observed by scanning electron microscopy. PG showed a thick and smooth surface,whereas HG showed a thin and rough surface. These results suggested that PG formation of hen egg
yolk occurred via disulfide bond formation. Therefore, the physicochemical characteristics of PG weremuch different from those of HG.
（Received Aug. ２６, ２０
１５；Accepted Dec. ２
２, ２
０
１
５）
Key words：yolk, high-pressure processing, gelation, microstructure
卵黄，高圧処理，ゲル，微細構造

鶏卵はほぼすべての栄養素をバランスよく含んだ完全
１）にされ，特にタンパク質食品への加圧処理ではタンパク

栄養食品と言われ ，世界で広く食され，日本において質の立体構造を維持する非共有結合の開裂や生成が起こも６世紀頃にはすでに食されており２），高い栄養を摂取

り，加熱処理とは異なった変化を示す７）。実際に加圧処できる食品として知られている。特に卵黄はタンパク質

理された卵黄は生の状態の色を保持しつつ，破断しづらを１
６．
５％，脂肪を３
３．
５％含み３），アミノ酸スコアが１
０
０をく，伸展性に富んだゲルを形成する８），９）。また，官能評

示す４）栄養価の高い食品である。また，脂質の大部分は価では光沢，弾力性および味などで加熱したものより高タンパク質と結合したリポタンパク質を形成している３）。

い評価を得ている１０）。しかし，卵黄の加圧処理によるゲリポタンパク質は高密度リポタンパク質（HDL），低密

ル形成の至適条件や形成機構などの報告はほとんどみら

度リポタンパク質（LDL）および超低密度リポタンパ

れない。

５）

ク質（VLDL）に分類される 。これらのリポタンパク

そこで，本報告では卵黄に加圧処理を行い形成される質は高いゲル形成能６）と乳化性を有する３）ことから，鶏卵

卵黄ゲルの形成条件，ゲル形成に関与するタンパク質間黄は加工食品などに広く利用されている。

相互作用およびゲルの微細構造を明らかにすることを目

一方，食品に加圧処理を行うと加熱処理と異なるメカ
ニズムでゲルの特性や物性に変化が生じることが明らか
＊ 〒２
４
３―０
０
３
４ 神奈川県厚木市船子１７３７§ Corresponding author, E-mail：rk２
０
３
１
１
６＠nodai.ac.jp

的として試験を行った。

52

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

５．卵黄加圧ゲルの構成タンパク質の検出

試料および実験方法

加圧ゲルの形成に関与するタンパク質の検出を行うた

１．試料の調製（１）卵黄試料の調製（ 4 ）め卵黄，プラズマおよびグラニュールを試料とし，還元
市販鶏卵を割卵し，卵黄部と卵白部に分離した後，ろ紙を用いて卵黄膜についた卵白（ME＋）および非還元（ME−）状態でSDS-ポリアクリ
ルアミド電気泳動（SDS-PAGE）による分析１３）を行った。

およびカラザを除去した。卵黄膜をメスで破り，卵黄のすなわち，各試料に０，５，１
０，１
５および２
０℃で６
０
０MPa

みを回収し，攪拌したものを試料とした。卵黄のタンパの加圧処理または８０℃の加熱処理を行った後，２％ドデ

ク質濃度はマクロ改良ケルダール法１１）を用いて測定し，

シル硫酸ナトリウム（SDS）および６M尿素を含む０．
１タンパク質濃度が１
０
０，１
２
５および１
５
０!/gになるように

Mトリスヒドロキシメチルアミノメタン（Tris）−塩酸

純水を用いて調整した。

（pH６．
８）溶液に溶解したものを非還元試料とし，２％（２）加圧処理および加熱処理

卵黄はプラスチック

容器（内径１４㎜，高さ３１㎜）に気泡が入らないよう充填，

SDS，６M尿 素 お よ び２％ ２-Mercaptoethanol（２-ME）を含む０．
１M Tris-塩酸（pH６．
８）溶液に溶解したものを密封した後，食品用高圧処理装置（Dr. CHEF，神戸製

還元試料とした。ゲルはポリアクリルアミド濃度５〜

鋼所）を用い，加圧処理を行った。すなわち，加圧処理

２０％のグラジエントゲル（E-T５
２０L，アトー）を用い，時の温度を０，５，１
０，１
５および２
０℃に設定し，圧力強分 子 量 マ ー カ ー（Precision Plus ProteinUnstained

度は５０MPa間隔で２００〜６５０MPaまで設定した後，卵黄Standards, BIO-RAD）と各試料をゲル１枚あたり２０mAに１
５分間の加圧処理を行った試料を試験区（加圧ゲル）で泳動した。染色はクーマーシーブリリアントブルーとした。また，卵黄をプラスチック容器ごと８０℃の恒温（CBB）染色液（高感度CBB染色キット，アプロサイエ

水槽中で３０分間加熱処理を行った１２）試料を対照区（加熱ンス）を用いて行った。ゲルの撮影はゲル撮影装置（E-ゲル）とした。加圧処理および加熱処理後の試料は流水Graph AE-９０００，アトー）を用い，分子量および染色強中で１５分間冷却し，さらに保冷庫（４℃）で８時間静置度の解析は解析ソフト（CS Analyzer３．
０，アトー）をした後に各試験に供した。

用いて行った。また，プラズマとグラニュールはRAJU

２．ゲル強度およびワークダン値の測定

らの方法１４）に従い，分画した。すなわち，卵黄に等量の試料はプラスチック容器に入れたまま試料温度を室温

純 水 を 加 え 攪 拌 後，遠 心 分 離（２
７，
０
０
０×g，６
０分，４

（約２
５℃）に戻した後，物性測定機（５５４３型，Instron）℃）し，上清をプラズマ，沈殿をグラニュールとした。

を用いてゲル強度（GS）およびワークダン値（WD）の６．卵黄加圧ゲルの溶解試験測定を行った。すなわち，±５０Nのロードセルを使用し，加圧ゲルの溶解性を調べるために０．
６M塩化ナトリウ

直径６．
５㎜のプランジャーを用いて圧縮速度５０㎜/min，ム（NaCl）溶 液（S１），０．
６M NaClお よ び１．
５M尿 素 溶挿入率５０％の条件で測定した。なお，GSとWDの解析は

液（S２）
，０．
６M NaClおよび８M尿素溶液（S３），０．
６M

解析ソフト（Bluehill２，Instron）を用いて行った。

NaCl，８M尿素および０．
５M ２-ME溶液（S４）の４種類

３．卵黄加圧ゲルの形成条件の検討のゲル溶解液１５）を調製した（Table１）。なお，それぞれ（１）加圧処理時の温度の影響

加圧処理時の温度のの溶液は０．
１M塩酸溶液あるいは水酸化ナトリウム溶液

影響を調べるために，タンパク質濃度を１５０!/gに調整を用いてpH７．
０に調整した。溶解試験にはタンパク質濃した卵黄を用いて，加圧処理時の温度を０，５，１
０，１
５

度１
５
０!/gに調整した加圧ゲル（２０℃，６５０MPa）およおよび２０℃に設定し，圧力強度６００MPaにて加圧処理をび加熱ゲルを用いた。すなわち，PÉREZ-MATEOSらの方行い，得られたゲルのGSおよびWDを測定した。

法１６）に従い，まずゲル３gに純水を１０!加え，ホモジナ（２）圧力強度とタンパク質濃度の影響

加圧ゲルのイ ズ（９，
０００rpm，１分）（T１
８ ULTRA-TURRAX, IKA）

至適形成条件を調べるために，タンパク質濃度を１００，し た。次 に４℃で１時 間 振 盪 攪 拌 し た 後，遠 心 分 離

１
２
５および１
５
０!/gに調整した卵黄を用いて，２
０℃で２
０
０

（３
４，
７
８
０×g，１
５分，４℃）を 行 い，上 清 を 回 収 し，こ〜６５０MPa（５０MPa間隔）の圧力強度で加圧処理を行い，れを一連の操作とした。さらに沈殿物に対しS１を加え得られたゲルのGSおよびWDを測定した。

て上記の一連の操作を行い，上清を回収した。以後，得４．N-ethylmaleimide添加の影響られる沈殿物に対し同様の操作をS２，S３およびS４をタンパク質濃度を１
２
５!/gに調整した卵黄に対し，ス加えて行い，最終的な沈殿物を不溶性画分とした。ただルフヒドリル基（SH基）保護剤であるN-ethylmaleimide

し，S３とS４は同様の操作を２回繰り返し行った。各（NEM）を２〜１
０お よ び２０mM（１０mMま で２mM間 隔段階で得られた上清は純水を外液とし，４８時間透析したで添加）添加し，攪拌混合後，一晩保冷庫で静置し，２０

後，タンパク質濃度をマクロ改良ケルダール法１１）により℃で６５０MPaの加圧処理を行い，得られたゲルのGSおよ測定した。各溶液に溶解した卵黄ゲルのタンパク質量をびWDを測定した。また，対照区として同様にNEMを算出し，各ゲル溶解液への溶解率を求めた。

添加した加熱ゲルも調製した。

（ 5 ）〔報文〕 加圧処理が卵黄に与える影響

53

Table １ Effect of each solution on protein-protein interaction
Protein-protein interaction
Gel dissolving solution

S１ ０６. M NaCl
S２ ０６. M NaCl＋１５. M Urea
S３ ０６. M NaCl＋８０. M Urea
S４ ０６. M NaCl＋８０. M Urea+０５. M ２-ME

Ionic bondHydrogen bond

×
×
×
×

×
×
×

Hydrophobic
interaction

Disulfide bond×××× : protein-protein interaction cleavage
２-ME : ２-Mercaptoethnol

７．走査電子顕微鏡による卵黄加圧ゲルの微細構造の観が知られており，これに伴い，タンパク質の変性は圧力と温度の双方が関係することが報告されている１８），１９）。ま察
１７）

卵黄ゲルの微細構造観察には森口ら の方法に従ってた，同じ圧力強度において加圧処理時の温度が１０〜５０℃調製した加圧ゲル（１５０!/g，２０℃，６５０MPa）およびの各温度では温度の上昇に伴い，ゲルの硬さが増加する

加熱ゲル（１
５
０!/g，８０℃，０．
１MPa）の試料を用いた。

ことも報告されている９）。本報告の卵黄の加圧ゲル形成

試料の割断面を観察面とし，白金コーティングを行い，試験においても，加圧ゲルの形成には圧力強度だけでは超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡（FE-SEM）（SUなく，加圧処理時の温度が大きく寄与することが明らか

８０
１０，日立ハイテクノロジーズ）により卵黄ゲルの微細となったため，本報告では以降の試験での加圧処理時の構造を観察した。

温度は２０℃に設定することとした。

８．統 計 処 理

２．圧力強度とタンパク質濃度が卵黄加圧ゲルの形成に

統計処理は統計ソフト（エクセル統計２０
１５，社会情報与える影響サービス）を用いてGSおよびWDについてはTukeyの多２０℃での加圧処理における圧力強度とタンパク質濃度

重比較検定（有意水準：p＜０．
０５）を行った。また，ゲが卵黄加圧ゲルの形成に与える影響をFig．
１ a, bに示し

ルの溶解性についてはWELCHのt−検定（有意水準：p＜

た。タンパク質濃度１００!/gでは４５０MPa以下の加圧処理においてはGSおよびWDの増加はみられず（GS：１．
２０．
０５）を行った。

〜２．
０×１
０−２N, WD：０．
４〜１．
６×１
０−３mJ），５００MPaから

実験結果および考察

わずかではあるが値の増加がみられたが（GS：７．
０×１
０−２

１．加圧処理時の温度が卵黄加圧ゲルの形成に与える影

N, WD：７．
５×１
０−３mJ），ゲルは形成せず，６５０MPaにお響

いて脆弱なゲルを形成した（GS：０．
２N, WD：２．
３mJ）。

加圧処理時の温度が卵黄加圧ゲルの形成に与える影響

一方，タンパク質濃度１２５!/gでは４５０MPaからGSおよをTable２に示した。加圧処理時の温度５℃以下では加びWDは増加し始め（GS：０．
１N, WD：１．
５mJ）
，流動性

圧処理を行っても卵黄はゲルを形成せず，粘性が増す程を失い，６５０MPaにおいて自重に耐えうる自立可能なゲ度であり，GSおよびWDは他の温度より有意に低かった。 ル（自立ゲル）を形成した（GS：１．
１N, WD：１
１．
７mJ）。
しかし，加圧処理時の温度１０℃において卵黄のGSおよタンパク質濃度１５０!/gでは，４００MPaにおいてGSおよ

びWDは５℃以下に比べ有意に増加し，脆弱ではあるがびWDが増加し始め（GS：０．
３N, WD：３．
０mJ）
，４
５
０MPa

ゲルを形成した。さらに加圧処理時の温度の上昇とともで自立ゲルを形成した。さらに４５０から５５０MPaまで急にGSおよびWDは有意に高くなる傾向を示し，強固なゲ

激にGSおよびWDは増加し（GS：０．
９〜６．
６N, WD：９．
４ルを形成した。

〜５３．
６mJ），強固な自立ゲルを形成した。その後，５５０

同じ圧力強度での加圧処理においても加圧処理時の温から６５０MPaにかけてもGSおよびWDは増加する傾向を度が異なれば試料に与えるエネルギー量は変化すること示し，より強固な自立ゲルを形成した。６５０MPaでのGS

Table ２ Effect of temperature on high-pressure processing（６００MPa, １５min）of egg yolk
Temperature（℃）

Gel Strength（N）
Work Done（mJ）

０

５

１
０

１
５

２
０

００
. １±００. ０d０１. ０±００. ０d

００. ３±００. ０d０２. １±００. １d

１６. ７±００. ９c
１４６. ７±０８. ８c５０. ９±０２. ０b
４
５１. ５±３０. ５b

６３. ４±０４. ０a
５
６０. ０±３６. ７a

Protein concentration of egg yolk was １
５０mg/g.
Value in the same row that are followed by different letters were significant at ＜００
. ５.

54

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

（a）

8
7

Gel strength（N）

Gel strength
（N）

（a）

6
5
4
3

1

（b）

80

Work done（mJ ）

70

6
5
4
3
2

2

0

（ 6 ）

1
200 250 300 350 400 450 500 550 600 650
Pressure（MPa）

0
0 2 4 6 8 10

20

N-Ethylmaleimide
（mM）
（b）

60

Work done（mJ ）

60
50
40
30
20
10
0

50
40
30
20

200 250 300 350 400 450 500 550 600 650
Pressure（MPa）

10
0

Fig．
１ Effect of pressure intensity and protein
concentration on gel strength（a）and work done
values（b）of egg yolk
Temperature during high-pressure processing : ２０℃ ; broken
line : yolk protein １００mg/g ; dotted line : yolk protein １２
５mg/g ; solid line : yolk protein １５０mg/g.

およびWD（GS：７．
２N, WD：６７．
５mJ）をタンパク質濃0 2 4 6 8 10
20
N-Ethylmaleimide（mM）
Fig．
２ Effect of N-Ethylmaleimide concentration on gel
strength（a） and work done values（b） of pressureinduced and heat-induced egg yolk gels
Protein concentration : １
２５mg/g ; solid line : ２０℃, ６
５０MPa, １５
min ; broken line : ８０℃, ０１. MPa, ３０min.

度間でみると，両値ともに１００!/gに比べ，１
２
５!/gは
約５倍，１
５
０!/gは約３５倍高い値を示した。

変化はみられなかった。また，対照区の加熱ゲルはNEM

以上の結果，圧力強度とタンパク質濃度の増加に伴い無添加では加圧ゲルを約３倍上回るGSおよびWDを示し

GSおよびWDの増加がみられ，卵黄の加圧ゲル形成にはたが，加圧ゲルと同様にNEM濃度の増加に伴い，GSお

４５０MPa以上の圧力強度と１
２
５!/g以上のタンパク質濃

よびWDは急激に減少した。しかし，NEM濃度１０mM以度が必要であることが明らかになった。タンパク質は圧上の添加でも加熱ゲルは加圧ゲルを上回るGSおよびWD

力強度やタンパク質量の増加に伴い変性が促進するこを示した。

と２０），４１０MPaの加圧処理で三次元的網目構造の形成や以上の結果，卵黄にNEMを添加すると，加圧処理お示差走査熱量測定による吸熱ピークの消失，５００MPaのよび加熱処理ともにゲルの形成が著しく阻害されたこと

加圧処理により卵黄の流動性が失われること２１），２２）が報告

から，卵黄の加圧ゲルおよび加熱ゲルの形成にはジスルされている。網目構造の形成や流動性および吸熱ピーク

フィド（S-S）結合が大きく関与していることが示唆さの消失はタンパク質変性によるゲルや凝集体の形成と考れた。これはYANら２３）およびLAIら２４）の鶏卵およびアヒル

えられることから，本報告においても４５０MPa以上の圧

卵の卵黄の加圧処理による不溶化がS-S結合による凝集力強度でゲルの形成が起こることが示唆された。

であるとの推察を支持するものであった。

３．NEM添加が卵黄加圧ゲルの形成に与える影響

４．卵黄加圧ゲルの主要タンパク質の構成

SH基の架橋を阻害するNEMの添加が卵黄加圧ゲルの卵黄加圧ゲルの形成にはS-S結合が大きく関与してい形成に与える影響をFig．
２ a, bに示した。加圧ゲルはることが推察されたため，S-S結合によって架橋する加

NEM濃度６mMまで添加量の増加に伴いGSおよびWD

圧ゲルおよび加熱ゲルの構成タンパク質の検出を行った。

は減少し，著しくゲルの形成が阻害された。NEM濃度

Fig．
３に 卵 黄 のSDS-PAGE（ME+, ME−）の 結 果 を

８mM以上では６mM添加時のGSおよびWDとほとんど

Fig．
４にプラズマおよびグラニュールのSDS-PAGE（ME（ 7 ）〔報M（a）
1a 2a 3a 4a 5a 6a7a文〕 加圧処理が卵黄に与える影響（b）1b2b 3b4b 5b 6b7b55

が，０℃，６００MPaの処理を行った試料（Fig．
３２b）は
２
０
０kDa付近のバンドおよび１
００kDa付近のバンドの染色強度の低下が観察された。加圧処理時の温度を上昇させ

（kDa）
250 -

ることにより，２０℃，６００MPaの処理（Fig．
３６b）では
２
００kDa付近のバンドは消失し，１００kDa付近のバンドは150 -未処理の試料に比べ染色強度が８０％程度低下した。ま100 75 -た，７５kDa付近のバンドも染色強度の低下が認められた。
次に，プラズマおよびグラニュール（Fig．
４）において50 -はプラズマにみられる７５および２００kDa付近のバンドは

37 -それぞれapo-LDL７０およびapo-LDL１
７５と推定され２５），グ

25 20 -

ラニュールにみられる１００kDa付近のバンド（Fig．
４）は15 10 -た卵黄，プラズマおよびグラニュー ル は（Fig．
３７b ;apo-LDL１
３
７とapo-HDL１
０５と推定される２５）。加熱処理しFig．
４３d, ６d）２０℃，６００MPaの 加 圧 処 理（Fig．
３６b ;
Fig．
４２d, ５d）と同様な泳動結果を示し，上記のapo-LDL

Egg yolk
Fig．
３ SDS-PAGE analysis of egg yolk in reducing （a）
and non-reducing（b）gels
M : molecular-weight marker ;１:４℃, ０１. MPa ;２: ０℃, ６
００MPa ;
３:５℃, ６００MPa ;４:１０℃, ６
００MPa ;５:１５℃, ６
００MPa ;６:２０℃, ６
００MPa ;７:８０℃, ０１. MPa.

やapo-HDLのバンドの染色強度の低下が観察された。
卵黄加熱ゲルの形成にはapo-LDLが関与していることがこれまでに報告されており２６），２７），プラズマ由来のapoLDLとグラニュール由来のapo-HDLとapo-LDLが卵黄のゲル形成の主要なタンパク質とされている。また，SDS-PAGE（ME−）の結果（Fig．
３１b〜７b）から，加圧ゲM（c）
1c 2c 3c（d）
1d 2d3d（c）
4c 5c 6c（d）
4d 5d6d

ルは加熱ゲルと同様にこれらのタンパク質による分子内
または分子間S-S結合が起こり，高分子量の凝集体となったため，バンドの染色強度の低下またはバンドの消失

（kDa）
250 -

が起こったと考えられた。apo-LDLやapo-HDLの会合には１５℃以上で高い圧力強度による加圧処理（Fig．
３５b,

150 -

６b）を必要とし，それらによって加圧ゲルの形成が起

100 75 -きているものと推察された。さらに，強固な加熱ゲルを形成するにはプラズマとグラニュール間の相互作用が重50 -要とされており６）加圧ゲルにおいても加熱ゲルと同様の

37 -ことが起こっている可能性が示唆された。
５．卵黄加圧ゲルの溶解性

25 20 -

各ゲル溶解液への卵黄加圧ゲルの溶解率をFig．
５に示した。加圧ゲルおよび加熱ゲルはS４への溶解率が最も15 10 -

高く，いずれも約８０％を示し，両ゲルの間に有意な差はみられなかった。次にS３への溶解率が高くそれぞれ約
PlasmaGranule１０％程度を示し，有意な差は認められなかった。また，

Fig．
４ SDS - PAGE analysis of egg yolk plasma andgranule in reducing（c）and non-reducing（d）gels

水溶性画分はそれぞれ３％程度，S２への溶解率は１％

M : molecular - weight marker ; １ : Plasma, ４℃ , ０.１MPa ; ２ :Plasma, ２０℃, ６
００MPa ;３: Plasma, ８０℃, ０.１MPa ;４: Granule,
４℃, ０１. MPa ;５: Granule, ２０℃, ６
００MPa ;６: Granule, ８
０℃, ０.１
MPa.

への溶解率は加圧ゲルが約９％，加熱ゲルが約５％とな程度を示し，有意な差は認められなかった。一方，S１
り，有意に高くなっていた。
不溶性画分は加圧ゲルが１％未満，加熱ゲルが約２％となり，有意に低い結果を示した。以上の結果から，各ゲル溶解液に対する卵黄ゲルの溶解性は加圧ゲルと加熱ゲルでほぼ同じ傾向を示したが，+, ME−）の結果を示した。還元状態での卵黄は未処理

S１への溶解性などが異なっていた。

（４℃，０．
１MPa），加 圧 処 理（０〜２０℃，６００MPa）お各ゲル溶解液はTable１に示したとおり，各タンパク

よび加熱処理（８０℃，０．
１MPa）の条件の違いにかかわ

質間相互作用を切断および脆弱化させることから，ゲルらず，すべての卵黄で同様の泳動結果を示した（Fig．
３の溶解率は各タンパク質間相互作用の割合と推定するこ

１a〜７a）。一方，非還元状態では，未処理の試料（Fig．
３とができる。このことから卵黄加圧ゲルは加熱ゲルと同１b）は 還 元 状 態 と ほ ぼ 同 様 な 泳 動 結 果 を 示 し た

様にS-S結合がゲル形成に大きく寄与していることが明56

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

（ 8 ）

らかとなった。以上のことは，前述のNEM添加の影響少ない２８）ことに起因すると考えられた。また，NEMを（Fig．
２ a, b）やSDS-PAGE（Fig．
３, ４）からも支持され

２０mM添加しても加熱ゲルのGSおよびWDは加圧処理のる結果であった。加圧ゲルと加熱ゲルの間にS１への溶値ほど減少せずに（Fig．
２ a, b），脆弱なゲルを形成し解率（イオン結合の割合）と不溶性画分の割合で有意なていたことはタンパク質間相互作用の構成割合が加圧ゲ差が認められたことは，加圧処理と加熱処理による処理

ルと加熱ゲルで異なることやS-S結合以外の共有結合が方法の大きな違いと考えられる。加圧処理は加熱処理に

加熱ゲルの形成に関与していることが推察された。

比べ比較的穏やかな反応が起こると考えられており，非

６．卵黄加圧ゲルの微細構造

共有結合であるイオン結合の切断や，共有結合の生成がFig．
６ a〜fに加圧ゲルおよび加熱ゲルの微細構造を示

90

Gel solubility（%）

80
70
60
50
40
30

＊

＊

20
10
0
Water soluble
fraction

S1

S2

S3

S4

Insoluble
fraction

Fig．
５ Solubility of pressure-induced and heat-induced egg yolk gels in different solutions
Protein concentration :１
５０mg/g ; ■ :２０℃, ６
５０MPa, １
５min ; □ :８
０℃, ０１. MPa, ３０min.
＊ : correlations were significant at ＜００
.５

a

d

5.00µm

5.00µmeb

1.00µm1.00µmfc

0.50µm0.50µmFig．
６ Comparison of microstructures of pressure-induced（２０℃, ６５０MPa, １
５min）（a-c）and heat-induced（８０℃, ０１. MPa, ３０min）（d-f）egg yolk gelsa, d : magnified １００,００× ; b, e : magnified ５００,００× ; c, f : magnified １
０
００
, ００×

（ 9 ）〔報文〕 加圧処理が卵黄に与える影響した。加圧ゲルおよび加熱ゲルともに非常に密で細かな57

２）農業技術大系畜産編５採卵鶏・ブロイラー（水間線維状のネットワーク構造が観察され，加圧ゲルは加熱

豊：日本養鶏の歴史）（農山漁村文化協会，東京），p．

ゲルに比べ滑らかな表面構造を呈していた。また，加圧基４〜５（追録２０１
５年版迄）ゲルは大きな凝集体による太い架橋部を有し，不均一な３）峯木真知子：卵の構造と成分（渡邊乾二：食卵の科

空孔を形成していた。一方，加熱ゲルは細かな凝集体に学と機能）（アイ・ケイコーポレーション，東京），p．
４
１

よる細い架橋部を有し，均一な空孔を形成した。これは

（２
０
０
８）

加圧処理と加熱処理によるリポタンパク質の分散や変性

４）科学技術庁資源調査会編：食品のタンパク質とアミの差異が影響したためと推察された。

ノ酸―改訂アミノ酸組成表（資源調査会報告第１０２以上の結果から，加圧ゲルは加熱ゲルと同様にプラズ号）関係資料―，（大蔵省印刷局，東京）
，
（１
９
８
６）

マ由来のapo-LDLとグラニュール由来のapo-HDLとapo-

５）石川伸一：卵の構造と成分（渡邊乾二：食卵の科学

LDLがS-S結合し，タンパク質同士が架橋することによと機能）（アイ・ケイコーポレーション，東京），p．
５
２ってゲルを形成することが示唆されたが，ゲルの強度や

（２
０
０
８）

構造などの物理化学的特性が大きく異なっていることが

６）KIOSSEOGLOU,

微細構造の観察結果からも明らかとなった。卵黄を加圧

Molecular

V.

and

PARESKEVPOULOU,

A. :interactions in gels prepared with egg

処理して得られたゲルはS-S結合以外の共有結合をほと

yolk and its fractions, Food Hydrocolloid ., １
９, ５
２
７〜

んど生成せず，栄養素の破壊や毒性因子の発生リスクが

５
３
２（２
０
０
５）

少ない安全性の高い２９）食品になることが期待される。

要７）林

力丸：食品への圧力利用―加圧食品の物性，熱物性，５，２
８
４〜２
９
０，
（１
９
９
１）

約

８）本間一男・芳賀紀之：鶏卵の物性に与える高圧処理

加圧処理によって形成する卵黄ゲルの形成機構を明らかにするため，ゲルの形成条件，ゲルの構成タンパク質の検出，ゲル形成に寄与するタンパク質間相互作用およの影響（林力丸編：生物と食品の高圧科学）（さんえい出版，京都）
，p．
３
２
５（１
９
９
３）
９）DUMOULIN, M. , OZAWA, S. and HAYASHI, R. :びゲルの微細構造について検討を行った。卵黄は１５℃以Texturalproperties

of

food

proteins

obtained

上の温度で４５０MPa以上の加圧処理を行うことによってunder different temperatures including subzero, J.

加圧ゲルを形成した。特に２０℃，６５０MPaの加圧処理でFood Sci., ６
３, ９
２〜９
５（１
９
９
８）

形成されたゲルは高いGSおよびWDを示し，強固なゲル１０）岡本巳恵子・出内智子・林となった。加圧ゲルおよび加熱ゲルはいずれも卵黄中の物性および官能評価（林力丸：高圧加工食品の力丸編：食品への高圧利

主要構成タンパク質であるプラズマ由来のapo-LDL，グ用）（さんえい出版，京都）
，pp．
８
９〜１
０
２（１
９
８
９）

ラニュール由来のapo-HDLとapo-LDLがS-S結合によっ１１）安本教傳・竹内昌昭・安井明美・渡邊智子：五訂増て会合し，ゲルを形成することが示唆された。このS-S

補日本食品標準成分表分析マニュアル（建帛社，東結合は加圧ゲルおよび加熱ゲルを維持するタンパク質間

京）
，p．
２
２（２
０
０
６）

相互作用の約８０％を構成していた。ゲルの微細構造は加１２）西楽慈子・田村咲江：卵黄の加熱によるテクスチャ

圧ゲルでは架橋部が太く，表面は滑らかであったのに対ーと微細構造の変化，日本家政学会誌，４
９，３
５
３〜３
６
２

し，加熱ゲルでは架橋部は細く表面は粗かった。以上の

（１
９
９
８）

結果より，加圧ゲルの形成には加熱ゲルと同様にapo-

１３）LAEMMLI, U. K. : Cleavage of structural proteins

LDLやapo-HDLのS-S結合が重要な役割を果たしている

during the assembly of the head of bacteriophage

ことが示唆されたが，その他のタンパク質間相互作用の構成割合やゲルの強度および構造などの物理化学的特性
は加熱ゲルと比較すると大きく異なっていた。

T４，Nature, ２
２
７, ６
８
０〜６
８
５（１
９
７
０）
１
４）RAJU, K, S. and MAHADEVAN, S. : Isolation of hen’s
egg yolk very low density lipoproteins by DEAEcellulose chromatography, Anal. Biochem., ６
１, ５
３
８〜

謝

辞

本研究の遂行にあたり，電子顕微鏡の使用に際してご協力頂いた東京農業大学農学部電子顕微鏡室室長長島孝行教授に感謝申し上げます。
本研究の一部は東京農業大学総合研究所の平成２
４年度

５
４
７（１
９
７
４）
１
５）MATSUMOTO, J. J. :ACS symposium series １
２
３（ACS, Washington, DC）p．
９
６（１
９
８
０）
１
６） PÉREZ-MATEOS, M. , LOURENCO, H. , MONTERO, P.

大学院博士後期課程研究支援制度により実施した。関係

and BORDERIAS, A. J. : Rheological and biochemicalの方にここに感謝申し上げます。

characteristic of high-pressure - and heat-induced
gels from Blue whiting （Micromestistius poutassou ）文献１）加藤丈雄：卵の構造（中村書店，東京）
，p．
１（１
９
９
８）

muscle proteins, J. Agric. Food Chem., ４
５, ４
４〜４
９
良：卵の科学）
（朝倉

（１
９
９
７）
１
７）森口奈津美・中村

卓：卵白・寒天の共存ゲルにお58

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

（ 10 ）

ける両連続相構造の形成と破断特性，日本食品科学工C., CHENG, Y. C., SHI, C. Y., CHI, H. Y. and HSU, K.

学会誌，６
０，２
２
５〜２
３
２（２
０
１
３）

C. : Changes in physicochemical properties of egg

１８）月向邦彦：生体高分子の水和と圧力効果（林力丸

white and yolk proteins from duck shell eggs due

編：加圧食品―研究と開発―）（さんえい出版，京都），

to hydrostatic pressure treatment, Poultry Sci., ８
９,

p．
２
３（１
９
９
０）

７
２
９〜７
３
７（２
０
１
０）

１
９）大井龍夫：タンパク質の熱変性に及ぼす圧力の影響（功刀

滋・嶋田昇二・鈴木敦士・林

力丸編：高圧バイオサイエンス）（さんえい出版京都）
，p．
１
６
（１
９
９
４）
２
０）BALNY, C. and MASSON, P. :Effect of highpressure on proteins, Food Rev. Int., ９, ６
１
１〜６
２
８
（１
９
９
３）

２
５）LACA, A., PAREDES, B. and DÍAZ, M. : A methodof egg yolk fraction. Characterization of fractions,
Food Hydrocolloid ., ２
４, ４
３
４〜４
４
３（２
０
１
０）
２
６）NAKAMURA, R., FUKANO, T. and TANIGUCHI, M. :Heat-induced

gelation

of

hen’s

egg

yolk

low

density lipoprotein（LDL）dispersion, J. Food Sci.,

２１）AGUILAR, J. M. , CORDOBÉS, F. , JEREZ, A. and

４
７, １
４
４
９〜１
４
５
３（１
９
８
２）

pressure

２７）ANTON, M., LE, D. M., BEAUMAL, V. and PILET,

processing on the linear viscoelastic properties of

P. : Filler effects of oil droplets on the rheology ofegg yolk dispersions, Rheol. Acta, ４
６, ７
３
１〜７
４
０

heat-set gels prepared with egg yolk and egg

（２
０
０
７）

yolk fractions, Colloid Surface B . , ２
１, １
３
７〜１
４
７

GUERRERO,

A. :Influence２２）小谷スミ子・宮本

of

high

勲・香西みどり・畑江敬子・島

（２
０
０
１）

田淳子：高圧処理した卵黄の流動性，日本家政学会誌， ２
８）林
５
１，９
０
５〜９
１
２（２
０
０
０）
２
３）YAN, W., QIAO, L., LI, J., XU, R., WANG, M. andYAN, Y. : Effect of high pressure treatment on

力丸：高圧下現象の食品分野への利用（林力

丸編：食品への高圧利用）（さんえい出版，京都）
，
p．
１（１
９
８
９）
２
９）山崎

彬：超高圧処理による食品物性の改質と圧力

the physicochemical and functional properties od

殺 菌 の 展 望，日 本 調 理 科 学 会 誌，３
５，２
０
９〜２
１
６

egg yolk, Eur. Food Res. Technol . , ２
３
１, ３
７
１〜３
７
７

（２
０
０
２）

（２
０
１
０）
２
４）LAI, K. M., CHUANG, Y. S., CHOU, Y. C., HSU, Y.

（平成２
７年８月２
６日受付，平成２
７年１
２月２
２日受理）

（ 11 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６ 〔報

文〕

59

乾燥米飯の乾燥・保存・吸水における含水率予測
小 出 章 二＊１§・折 笠 貴 寛＊１・小 出 冬 菜＊１
村 松 良 樹＊２・田 川 彰 男＊３＊１ 岩手大学農学部＊２ 東京農業大学地域環境科学部＊３ 鹿児島県大隅加工技術研究センター

Moisture Content Prediction of Dried Cooked Rice
during Drying, Preservation, and Water Sorption
KOIDE Shoji＊１§, ORIKASA Takahiro＊１, KOIDE Fuyuna＊１,
MURAMATSU Yoshiki＊２ and TAGAWA Akio＊３＊１ Faculty of Agriculture, Iwate University, 3−18−8, Ueda, Morioka 020−8550＊２ Faculty of Regional Environment Science, Tokyo University of Agriculture, 1−1−1,
Sakuragaoka, Setagaya-ku, Tokyo 156−8502＊３ Kagoshima-Osumi Food Technology Development Center, 4938,
Hosoyamada, Kushira-cho, Kanoya 893−1601
In this study, moisture content changes in cooked rice during hot air drying, equilibrium moisture
contents （EMCs） of dried cooked rice at various temperature and relative humidity conditions, andmoisture content changes in dried cooked rice during water sorption were investigated and predictions
were made for each course of moisture content. Results showed that the exponential model wasapplicable in describing the moisture content changes in cooked rice during hot air drying, and thecalculated drying rate constant had Arrhenius type temperature dependency. The EMC of driedcooked rice, which is considered an important index for preservation, fitted the GAB model with highaccuracy. It was also found that the moisture content changes in dried cooked rice during water
sorption could be predicted by Page’s equation. In addition, sensory test of cooked rice that is madefrom dried cooked rice （dried cooked rice was rehydrated by water sorption at ４
０℃ for ３
０min,
followed by microwave heating at ５０
０W for １min）indicated no significant difference（p>００. ５）in taste
compared to that of the reference.
（Received Dec. ３, ２０
１５；Accepted Mar. ４, ２
０
１
６）
Key words：dried cooked rice, hot air drying, water sorption, equilibrium moisture contents, sensory test
乾燥米飯，熱風乾燥，吸水，平衡含水率，官能試験

近年，国内では自然災害や新型インフルエンザ対応の１）

した場合に備え，最低限の飲料水と缶詰または調理せず

非常用備蓄食の開発が進められている 。平成２５年４月に食べられる備蓄食料品（アルファ化米，乾パン等）をから施行された東京都帰宅困難者対策条例２）には，事業３食分備えることを提案している３）。このようにアルフ

者の取り組みの一つに従業員向けの３日分の水，食料等

ァ化米（以後，乾燥米飯と称する）は保存食・非常食との備蓄をする旨が記されており，このなかで備蓄品の例

して注目を集めており１），さらに近年はカップライスととして炊飯米を乾燥させたアルファ化米が記述されていしての販路拡大も著しい。

る。また，農林水産省は家庭備蓄を推奨しており，この

この乾燥米飯は，原料精白米を洗米，浸漬した後，炊なかで，電気，ガス，水道といったライフラインが停止

飯や蒸煮によってアルファ化し，単粒化させ乾燥させた

＊１
§
＊２
＊３

〒０
２
０―８
５
５
０ 盛岡市上田３―１
８―８
Corresponding author, E-mail : shojides@iwate-u.ac.jp
〒１
５
６―８
５
０
２ 東京都世田谷区桜丘１―１―１
〒８
９
３―１
６
０
１ 鹿児島県鹿屋市串良町細山田４
９
３
８

60

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

ものであり，その後復水・調理することで簡便に食すこ
４），５）（ 12 ）

入れたガラス製デシケータ各々に，乾燥米飯約３g（薄。よって炊飯米の乾燥特性や，乾燥米飯層）を入れ，これらを一定温度（５，１５，２５℃）に設定の平衡含水率，さらには吸水特性の把握は，乾燥米飯のしたインキュベータ内に置き，乾燥米飯の質量の履歴を製造や保存，調理プロセスにおける水分（含水率）制御計測した。質量の測定は各温湿度条件下の乾燥米飯を取を行う際に有益な知見を与えると考えるが，上記に関す

り出し，電子天秤を用いて計測し，１日当たりの質量変

とができる

６）
，
７）

る学術的研究はインディカ米の乾燥特性の研究を除いて，報告例はほとんど見当たらない。

化が０．
１!/day以下となったときを水分平衡とみなした。
平衡に達した試料は１３５℃−２４時間法により含水率（％

そこで本研究では，炊飯米の熱風乾燥における含水率db）を算出し，この値を平衡含水率（％ db）とした。

の経時変化や乾燥米飯の吸水中の含水率の経時変化を測

今回，水分平衡に要した日数は測定開始日から２１日から定し，それら含水率変化のモデル化および温度依存性の２８日間であり，測定中に乾燥米飯表面にカビ発生等の異検討を行うとともに，種々の温湿度条件のもと乾燥米飯変はみられなかった。なお本研究では，平衡含水率と水の平衡含水率を計測し水分吸着等温線を作成した。併せ分活性（−）との関係を論じるが，この水分活性はサンて本研究では作成した乾燥米飯を電子レンジを用いて加プルが置かれていたデシケータ内の平衡相対湿度（％）

熱・調理し，その官能試験も行った。

を１００で除した値である９）。

本研究より得られる知見は，乾燥米飯の製造における乾燥工程や保存条件の最適化，および乾燥米飯の吸水や調理方法を検討するうえで資する情報を与えると考える。

実験方法
１．供 試 材 料

４．乾燥米飯の吸水中の含水率変化の測定
吸水測定は２０，３０，４０℃の３つの温度条件下で行った。
恒温槽はウォーターバスを用いた。槽内に水道水を満たし，蒸 留 水４
０!を 入 れ た５０!プ ラ ス チ ッ ク チ ュ ー ブ（Centrifuge tube, Iwaki製）８本を静置後，水温を調整した。次に乾燥米飯２gをプラスチックチューブ内に入供試材料には市販の精白米（品種：あきたこまち）をれ測定を開始し，一定時間経過後に，吸水した乾燥米飯用いた。精白米の初期水分は１４．
８（％ wb）であった。

を網カゴ（上述したポリエチレン製ネットを用いて自炊飯は稲育種マニュアル８）に準じて行った。すなわち，

作）に取り出し卓上遠心機（H-１
０
３N，コクサン製）を

精白米１
５０gを洗米し水切りを行った後，蒸留水を２００!

用いて水切りを行った。水切りは既往の報告１０）に準じ，加水し，６０分間浸漬した。炊飯には電気釜（JBG-Y，タ

回転数を１，
０００rpmに設定し１分間運転した後，遠心をイガー魔法瓶社製）を用い，電気釜のスイッチが切れた

停止し，試料質量を計測した。質量計測後の試料を１
３
５℃

ら，約２
０分間蒸らしを行った。この炊飯米を後述の方法−２４時間法で絶乾し，含水率（％ db）を換算した。吸で単粒化させた米飯を乾燥試験に用いた。平衡含水率と水測定は３反復行った。なおすべての吸水温度（水温

吸水特性の測定および官能試験には，炊飯直後の炊飯米

２
０，３
０，４
０℃）において，吸水中の米飯は時間とともにを単粒化させ，これを後述する乾燥器で３時間熱風乾燥

膨潤し，測定時間４０分を超えると吸水中の米飯から固形（乾燥温度８０℃）させた後にシリカゲルを入れたデシケ分の溶出がみられたため，今回は吸水時間４０分をもってータ内に３０日から６０日程度保存し，水分活性が約０．
０７と測定を終了した。

なるように調整した乾燥米飯を用いた。水分調整後の乾５．官 能 試 験

燥米飯の水分は約５％であった。
２．炊飯米の乾燥中の含水率変化の測定

乾燥米飯を吸水させ，電子レンジを用いて加熱・調理した炊飯米の官能試験を行った。パネルは岩手大学農学

熱風乾燥は６０，７０，８０℃と３段階の温度条件下で行っ部の学生（男子学生４名，女子学生６名：平均年齢２１．
３た。その概要は以下のとおりである。炊飯米を約８０℃の才）１０名とした。官能試験は基準米と比較して食べ比べ

水道水に約３秒間浸漬した後，炊飯米をポリエチレン製る相対法により評価した。基準米は，本測定に用いた精のネット（PRS-６
１，ジャパックス社製）上に移動させ，白米（品種：あきたこまち）を用い，稲育種マニュア

ピンセットを用いて炊飯米約８gを単粒状態に広げた。

ル８）に準じて炊飯した炊飯米を用いた。対象米として，その後，定温送風乾燥器（FC-６
１０，アドバンテック東

水温４０℃に保った水道水の入ったポリプロピレン製のタ洋社製）内に設置した乾燥部に炊飯米が載ったネットをッ パ（DS-５
０，ASVEL社 製）に 乾 燥 米 飯１
０
０gを３
０分 吸

静置して熱風乾燥（風速０．
１５m/s）を開始した。ネット

水（吸水後の含水率約１
７０（％ db））させた後，吸水し上の試料は，一定時間毎に秤量缶に取り出し，電子天秤

た米飯を電子レンジ用タッパに移し替え，電子レンジ（FZ-３
００iWP，エー・アンド・デイ社製）を用いてすば（NE-TH２
１
１，パナソニック社製）を用いて５
０
０Wで１分

やく０．
０
１gの精度で秤量の上，乾燥器内に戻し，乾燥を加熱した炊飯米（以後，Soaked/５００Wと称する），およ

継続した。乾燥時間は３時間とし，測定終了後の試料をび水道水１００!を満たした２つの電子レンジ用タッパに

１
３
５℃−２
４時間法で絶乾し，含水率（％ db）を換算した。

それぞれ乾燥米飯を５０g入れた直後，電子レンジを用い３．乾燥米飯の平衡含水率の測定て５００Wで３分加熱（１分を目安とし，様子をみながら

９）

測定は，既往の報告 と同様の８種類の飽和塩溶液を

３０秒単位で加熱を進めた）し，水切りを行った炊飯米（ 13 ）

〔報文〕 乾燥米飯の含水率（以後，Not-Soaked/５００Wと称する）を用意した。電子61

レンジ加熱はタッパに蓋（エアー弁は空けた状態）をしここで，M は乾燥時間 t（h）のときの含水率（％ db），##は初期含水率（％ db），#&は乾燥過程における平衡て行った。なお，官能試験では対象米の炊飯米の温度が，含水率（％ db），'$は乾燥速度定数（h−１）である。非基準米と同じとなるように，電子レンジで加熱後の炊飯

線形最小自乗法で得られたパラメータをTable１に示す。

米に一定の蒸らしの時間を設けた。

また，得られたパラメータを式!に代入し得られた計算

評価項目は，香り，外観，味，粘り，硬さ，総合評価

値を図中に実線で示す（Fig．
１）
。これを見ると炊飯米のの６項目とし，基準米と同じを０，基準米より良・不良

乾燥曲線は各温度条件下にて指数モデルで精度よく表現の度合いにより「わずかに」・「少し」・「かなり」の３段

で き，平 均 二 乗 誤 差（RMSE）は１．
１２〜２．
７８（％ db）

階に区分して±１・±２・±３の尺度で評価し，基準米となった。また，指数モデルにより得られた乾燥速度定と対象米との有意差をt検定により判定した１１）。

数 k１は乾燥温度が高いほど大きくなり，温度依存性があることが伺える。一般に，乾燥速度定数と絶対温度の結果および考察関係には以下に示すArrhenius型の式が成り立つことが多い１２），１５）。

１．炊飯米の乾燥特性す。図より炊飯米の含水率は時間の経過とともに指数関%'&!! " "…………………………………"
'$#!"
$%

数的に減少しており，乾燥温度が高いほど炊飯米の乾燥，E はみかけの活性化エネルギ
ここで，Aは定数（h−１）

は速く進んだ。また乾燥速度（単位時間当たりの含水率（J・mol−１），R は 気 体 定 数（J･mol−１・K−１），T は 乾 燥 温の減少速度）は含水率の減少とともに直線的に減少した。

度（K）である。Fig．
２には乾燥速度定数 k１のArrhenius

よって本研究では，各温度条件で得られた測定値は，減プロットを示す。また図中実線は，各乾燥温度での乾燥率乾燥期間にあるものとみなし，以下に示す指数モデ

速度定数をArrhenius型の式に当てはめ，得られたパラ

炊飯米を熱風乾燥した際の含水率の変化をFig．
１に示

１
２）
〜１
４）

ル

メータを式"に代入し得られた計算値である。測定値とに当てはめた。

#!#&
'&!
#%
!'$("………………………………!
##!#&

計算値がよく一致していることより，熱風乾燥時の炊飯
米の乾燥速度定数はArrhenius型の温度依存性を有する
100-1
Drying constant （h）
1Moistue content（% db）

200

150

100

50

10

1
2.80

0
0

1

2

3

Time（h）

2.85
2.90
2.95
3.00
3.05
Reciprocal of absolute temperature3
1/T×10（K）

Fig２ Arrhenius plot of the drying constant k１ vs.
the reciprocal of absolute temperature 1/T for
cooked riceFig ．
１ Moisture content changes for cooked rice
during hot air drying
Drying temperature : □, ６０℃ ; △, ７
０℃ ; 〇, ８０℃. −,values were calculated by the exponential model.

Table １ Parameter values of the exponential model during drying processof cooked rice and R２ fitted distribution values
Parameter

Drying temperature
（℃）

k１
（h ）

#（
& ％ db）

RMSE（％ db）

R２

６
０
７
０
８
０

２８
.９
３２
.０
４６
.７

１
１５
.８
９５
.６
９４
.８

２０
.４
１１
.２
２７
.８

０９
.９
８
０９
.９
９
０９
.９
７

−１

62

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

ことが示された。

（ 14 ）

awは水分活性（−）である。

２．乾燥米飯の水分吸着等温線

各保存条件における測定値を式!に当てはめ，非線形

温度５，１
５，２
５℃で保存した乾燥米飯の吸着過程の平最小自乗法によりパラメータc，K およびWmを決定した。

衡含水率をFig．
３に示す。図より，５，１
５，２
５℃ともに，

得られたパラメータをTable２に示す。保存温度５，１５

水分活性の上昇に伴い平衡含水率は増加することがわか

および２５℃の乾燥米飯の水分吸着等温線は，GAB式とる。筆者らは，穀物の平衡含水率は温度依存性を有する

精度よく一致しRMSEは０．
７４（％ db）以下であった。

こと，また得られる水分吸着等温線は温度と湿度を変数

以上より，乾燥米飯の水分吸着等温線はGAB式を用いと す るChen-Clayton式 を 用 い て 表 現 で き る こ と を 報て表現できることが示され，乾燥米飯の保存工程におけ

告９），１６），１７）したが，乾燥米飯の平衡含水率は，低水分活性る水分の予測が可能となった。一般に乾燥米飯の水分はおよび高水分活性では温度の影響がみられるものの，中品質保持の観点から１０〜１３（％ wb）（含水率では１１．
１間領域の水分活性では温度の影響がみられない。これは，〜１
４．
９（％ db））がよいとされる４）。このこととFig．
３の

穀物の水分吸着等温線ではみられなかった現象である。

結果から，保存中の乾燥米飯の水分活性はおよそ０．
４〜

よって本研究では，乾燥米飯の平衡含水率を食品の水分０．
６の範囲とすることが望ましいことがわかる。また水収 着 の 予 測 に 用 い ら れ る 以 下 の GAB（Guggenheim-

分活性０．
４〜０．
６の範囲では，平衡含水率の温度依存性はAnderson-de Boer）式 に当てはめた。この式 ! は，

本測定範囲では，ほとんどみられない。したがって，乾水分活性のみを変数として平衡含水率を表現できるもの

燥米飯を包装容器や包材を用いて密閉保存する際は，容で，Chen-Clayton式と較べてフィッティングはより容器内の平衡湿度や包材の水蒸気透過率に留意することが易となり，低水分活性および高水分活性領域での平衡含肝要となる。

水率をより正確に表現できる。

３．乾燥米飯の吸水中の含水率変化

１
８）

"%$
!#&
…………………!
!
#!!#& "!
#!!#& "$
!#& "
#

Fig．
４に示す。図より吸水中の乾燥米飯の含水率は時間

ここで，W は吸着過程の平衡含水率（％ db），Wm（％の経過とともに指数関数的に上昇し，吸水温度が高いほdb），c（−）および K（−）はパラメータで０＜ K ≦１，

ど含水率の増加は顕著であることがわかる。また本測定"$

乾燥米飯を蒸留水に浸漬した際の含水率の変化を

30
25

Moisture content（% db）

Equilibrium moisture content（% db）

300

20
15
10
5
0

250
200
150
100
50
0

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0

0.2

Water activity（-）

0.4

0.6

0.8

Time
（h）

Fig ．
３ Equilibrium moisture isotherms for driedcooked rice in adsorption process

Fig．
４ Moisture content changes for dried cookedrice during water sorption

Equilibrium moisture content : □, ５℃ ; △, １
５℃ ; 〇,
２５℃. −, values were calculated by the GAB equation.

Rehydration temperature : 〇, ２０℃ ; △, ３
０℃ ; □, ４
０℃.
−, values were calculated by Page’s equation.

Table ２ Parameter values of the GAB equation during moisture sorption of
cooked rice and R２ fitted distribution values
Parameter
Temperature
（℃）
５
１
５
２
５

（％ db）

（−）

（−）

RMSE
（％ db）

８０
.６
０
８２
.３
７
９７
.６
９

５
５５
.９
３
７８
.５
２
３７
.５

０７
.７
０
０７
.３
２
０６
.０
１

０７
.４
０
０１
.７
２
０１
.６
１

R２

０９
.７
９
０９
.８
６
０９
.８
４

（ 15 ）

〔報文〕 乾燥米飯の含水率

63

外観を除いて基準米より低いスコアは得られなかった。

条件では，吸水中の乾燥米飯の含水率は平衡に達していないことが明らかである。このことは上述したように吸一方，基準米と炊飯米Not-Soaked/５
００Wとの間には，

水時間４０分をもって測定終了としたことに起因する。

総合評価，味，粘り，硬さにおいて有意な差（p＜０．
０１）
が認められた。このことより，電子レンジ調理前の吸水

さて，穀物を対象とした乾燥・吸水時の含水率変化は，は乾燥試験のスコア値に与える影響が大きいと考える。

指数モデルやPage式などのモデル式を用いて近似され
７）
，
１
２）
〜１
５）

。今回，乾燥米飯の吸水中の含水率

また今回供試した炊飯米Soaked/５
００Wは，乾燥米飯を

を，式"で示す指数モデルを用いてフィッティングした

飯米と同程度に吸水させた後，電子レンジを用いて調理

ところ，測定値との適合性がよくなかった（R２＝０．
９６２

したものであり，飯粒の表面には基準米より多くの水分〜０．
９６５，RMSE＝１０．
２〜１５．
５（％ db））。よって本研究が残 っ て い た。一 方，炊 飯 米Not-Soaked/５００Wは，吸では吸水時のモデル式として以下のPage式を用いて測水を十分に行っておらず芯が残る飯粒となった。本研究

定値を当てはめた。

では，基準米と炊飯米の米飯の粘弾性，色調，味度値なることが多い!#!
!!!"&"#……………………………#
('"
!$%%
!#!
!!$!

どの理化学的測定を行っていないため，官能試験の結果

ここに，M’ は吸水時間 t（h）のときの含水率（％ db），!$!
は初期含水率（％ db），!#!
は平衡含水率（％ db）

今後，乾燥米飯に適した吸水や加熱方法を科学的に検討，N はでここではパラメータ，k２は吸水速度定数（h-N）

有する飯米を提供できる可能性は高い。今後は，調理

パラメータ（−）である。測定値を式#に代入し，非線（例えば，吸水・電子レンジ加熱）後の乾燥米飯の理化

形最小自乗法で得られたパラメータをTable３に示す。

学的測定を行い，定量的なデータを用いて食味について

また，得られたパラメータを式#に代入し得られた計算考察する予定である。

から調理後の乾燥米飯の食味を論ずることは控えるが，すれば，通常の炊飯法で炊飯した飯米と同程度の食味を

値を図中に実線で示す（Fig．
４）
。これをみると吸水中の要

乾燥米飯の含水率は各温度条件下にてPage式で精度よ約く表現でき，RMSEは２．
１７（％ db）以下となった。今本研究では，炊飯米の熱風乾燥中の含水率の変化，お後は，高い吸水温度における乾燥米飯の含水率変化のデよび乾燥米飯の平衡含水率，乾燥米飯の吸水中の含水率ータを増やし，Page式に当てはめて各パラメータを整変化を測定するとともに，その含水率変化のモデル化を理することで，乾燥米飯を一定の水分に調整するために行った。併せて，乾燥米飯を電子レンジで調理した炊飯

要する時間や吸水温度に関する関係図表を提案したい。

米の官能試験を行い基準米（精白米を用いて炊飯した炊４．官能試験結果

飯米）と比較した。その結果，以下の知見を得た。

Table４に官能試験の平均値を示す。基準米と炊飯米! 炊飯米の乾燥中の含水率変化は指数モデル式で精Soaked/５００Wとの間には有意差（p＜０．
０５）は認められ度良く表された。また指数モデル式より得られた乾なかった。このSoaked/５
０
０Wは総合評価で０．
５０を呈し，

燥速度定数はArrhenius型の温度依存性を有するこ

Table ３ Parameter values of Page’s equation during water sorption of driedcooked rice and R２ fitted distribution values
Parameter

Rehydration
temperature
（℃）

N
（−）

２
０
３
０
４
０

０４
.６
４
０４
.８
１
０４
.７
０

k２
（h−１）

Me
（％ db）

１９
. ８×１
０−３ ９
１４
. ３×１
０３
−３
２２
. ２×１
０
１
０
４４
. １×１
０３
２３
. ８×１
０−３ １
１
４５
. ５×１
０３

RMSE
（％ db）

R２

１６
.８
２１
.７
１３
.５

０９
.９
９
０９
.９
９
０９
.９
９

Table ４ Sensory scores of cooked rice
Cooking method

Overall
judgment

Appearance

FlavorTaste

Stickiness

Hardness

Soaked/５
００W*
Not-Soaked/５
０
０W**

０５
.０
−２２
. ０***

−０９
.０
−０８
.０

０３
.０
−１０
.０

０４
.０
−１０
. ０***００.０−２２. ０***００.０−２８. ０**** Soaked/５
０
０W was made from dried cooked rice （In the process, dried cooked rice was rehydrated bywater sorption at ４０℃ for ３
０min, followed by microwave heating at ５０
０W for １min）.
** Not-Soaked/５
０
０W was made from dried cooked rice（In the process, dried cooked rice was subjected tomicrowave heating at ５０
０W for ３min in a Tupperware container filled with tap water）.
*** Significantly different（p＜００. １）between control and the sample.

64

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

（ 16 ）

８）福井清美・小林

陽：稲育種マニュアル（山本隆一とが示された。
! 乾 燥 米 飯 の 吸 着 過 程 の 平 衡 含 水 率 はGAB・堀末

（Guggenheim-Anderson-de Boer）式で精度よく表

〜７
６（１
９
９
６）

登・池田良一監修）（養賢堂，東京），pp．
７４９）小出章二・福士祥代：低温貯蔵におけるソバの水分現できた。
" 乾燥米飯の吸水工程における含水率変化は，Page

収着等温線，日食保蔵誌，３
３（３）
，１
２
７〜１
３
０（２
０
０
７）
１
０）村田

式で精度よく表現できることが示された。
# 乾燥米飯を吸水（水温４０℃，３０分吸水）後，電子レンジで加熱（５００W，１分加熱）した炊飯米と基準米の官能試験を行った結果，炊飯米と基準米との敏・田中史彦・徳永淳一・小出章二・K.S.P．

アマラトゥンガ：穀物の吸水に関する研究，農機誌，
５
８
（２）
，１
９〜２
４（１
９
９
６）
１
１）KOIDE, S. : Cooked rice evaluation as affected bypolished rice with cracked surface, J. JSAM , ７２間に有意な差（p＜０．
０５）はみられなかった。
以上，本研究より得られた結果は実際の乾燥米飯の製造における乾燥工程，保存工程，吸水工程や調理プロセ

（１）
,９
３〜９
５（２
０
１
０）
１
２）小出章二：農産食品プロセス工学（豊田淨彦・内野スの最適化を検討するうえで資する知見を与えると考え

敏 剛・北 村

る。

（２
０
１
５）
１
３） KOIDE,
文

献

S. ,

豊 編）
（文 永 堂，東 京）
，pp．
１
７
９〜１
９
３
NISHIYAMA,Y. ,MURATA,S.

andSUGAWARA, Y. : Ventilation drying of a packed

１）木島豊希：災害リスク対策としての加工食品の製品

wheat bed − Modified heat and mass transfer

戦略に関する考察，流通情報，４
９
９，３
０〜３
７（２
０
１
２）

models considering shrinkage during drying−, J.

２）東京都：東京都帰宅困難者対策条例（東京都，東
京）
（２
０
１
４）

JSAM , ６
０（６）
,５
３〜６
１（１
９
９
８）
１
４）村松良樹・田川彰男・坂口栄一郎・笠井孝正：乾燥３）農林水産省：緊急時に備えた家庭用食料品備蓄ガイ時におけるインゲン豆の含水率変化の予測，日食保蔵
誌，３
３（６）
，２
９
５〜３
０
２（２
０
０
７）

ド（農林水産省，東京）
（２
０
１
４）

４）江川和徳：米の科学（竹生新治郎監修）（朝倉書店， １
５）田川彰男・村松良樹・北村

敏：大豆の吸水特性，農機誌，５
９（２）
，２
１〜２
７（１
９
９
７）

東京）
，pp．
１
５
６〜１
５
８（１
９
９
５）
５）
田淵満幸：加工米飯類とその製造技術，澱粉科学，４
０
（２）
，１
６
９〜１
７
５（１
９
９
３）

１
６）KOIDE, S., KOISHI, M. and ATUNGULU, G.G. : Studyon the６）LUANGMALAWAT,

P. ,PRACHAYAWARAKORN,

S. ,NATHAKARANAKULE,

A.

and

S. :

SOPONRONNARIT,

Effect of temperature on drying characteristics
and quality of cooked rice, LWT , ４
１, ７
１
６〜７
２
３
７ ） JIAO, A. , XU, X. and JIN, Z. : Modelling of
dehydration-rehydrationof

instant

riceincombinedair

drying,FoodandBioproducts Proc., ９
２, ２
５
９〜２
６
５（２
０
１
４）

storability

of

grain

amaranthatlowtemperature, Food Preserv. Sci. , ３
８（２）, ９
３〜９
９
（２
０
１
２）
１
７）小出章二・伊藤萌・折笠貴寛：精米後の酒米の水分吸着等温線，日食保蔵誌，３
９（２）
，８
３〜８
６（２
０
１
３）
１
８）熊谷

（２
０
０
８）

microwave-hot

豊・村田仁・熊谷日登美・$田昌子：食品工学−食品

製造・保存の考え方−（アイ・ケイコーポレーション，
東京）
，pp．
４
５〜６
２（２
０
０
９）
（平成２
７年１
２月３日受付，平成２８年３月４日受理）

（ 17 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６ 〔技術報告〕65

中低温での加圧処理がβ-ラクトグロブリンのゲル形成に与える影響
小 泉 亮 輔＊§・入 澤 友 啓＊・多田耕太郎＊・鈴 木 敏 郎＊
＊ 東京農業大学農学部

Effect of High-Pressure Processing on β-lactoglobulin Gel Formation
at Low to Medium Temperatures
KOIZUMI Ryosuke＊§, IRISAWA Tomohiro＊, TADA Kotaro＊ and SUZUKI Toshiro＊＊

Department of Agriculture, Tokyo University of Agriculture, 1737 Funako, Atsugi-shi, Kanagawa

243−0034

The purpose of this study was to investigate the mechanism of β-lactoglobulin （β-lg） pressureinduced gel（PG）formation at low to medium temperatures（０〜２０℃）. β-lactogrobulin formed gels byhigh-pressure processing（HPP）at ２
０℃. The protein concentration required for PG formation was １２
５!/! or greater. The PG at ２
０℃ and ６
５０MPa showed the greatest gel strength and work done
values. PG and heat-induced gel （HG） formation was inhibited by N -ethylmaleimide. Free sulfhydryl（SH）groups of β-lg increased with increasing processing temperature. The number of free SH groups
after HPP at a medium temperature（２０℃, ６００MPa）was significantly higher than after HPP at a lowtemperature （０〜１
０℃ , ６００MPa ）. However, SH content after HPP at medium temperature wasapproximately half of the SH content after heat processing（９０℃, ０１. MPa）. Non-reducing SDS-PAGE
showed that β-lg oligomers were formed by HPP. In this investigation, formation of oligomers andincreased coomassie brilliant blue dye staining intensity were temperature -dependent. These results
suggest that free SH groups of β - lg increased in a temperature - dependent manner. Therefore,
formation of β-lg PG is caused by the formation of high molecular weight oligomers by intermoleculardisulfide bonds.
（Received Sep. ３, ２０
１５；Accepted Jan. １４, ２
０
１
６）
Key words：β-lactoglobulin, low temperature, high-pressure processing, gelation
β-ラクトグロブリン，低温，高圧処理，ゲル

乳清は牛乳を原料としたチーズ製造時に副生され，タ食品に加圧処理を行うと加熱処理と異なるメカニズム

ンパク質，乳糖およびミネラルなどの栄養素が含まれる。

で物性や特性に変化が生じることが明らかにされてい乳清は近年，膜処理や噴霧乾燥などの技術の向上によっる４）。β-lg に与える加圧処理の影響に関する先行研究でて，国 内 で は そ の 多 く が 乳 清 タ ン パ ク 質 濃 縮 物

は，加圧処理によりSH/S-S 交換反応が凝集体やゲルの（WPC）や乳清タンパク質単離物（WPI）に加工されて形成に関与している５），６）ことが報告されており，
２
５℃，
４
５
０

いる。これら乳清タンパク質の加工品は結着補助剤や食MPaで加圧処理するとβ-lgは最もSH/S-S交換反応が起き感改良剤などの食品素材として広く利用されており，輸る７）とされている。一方，温度を上げずに低温で加圧処

入量も増加している１）。WPCやWPIによる食品タンパク

理した場合は原料中のビタミン，色素やフレーバーなど

質との結着は乳清タンパク質の約５０％を占める β-ラクトの保持，共有結合を開裂させず毒性物質の生成リスクが２）

グロブリン（β-lg）に起因している。β-lg は分子内に２低いことなど，食品加工において有用な効果を得ること

つのジスルフィド（S-S）結合と１つの遊離のスルフヒができる４）。このことから食品加工へ加圧処理の利用をドリル（SH）基を有している２）ことから反応性に富み，進めるうえで，様々な温度での加圧処理が食品に与える

乳清タンパク質ゲルの主要構成タンパク質とされてい影響に関する知見を得ることは重要であるため，本報告

３）

る 。
＊ 〒２
４
３―０
０
３
４ 神奈川県厚木市船子１７３７§ Corresponding author, E-mail：rk２
０
３
１
１
６＠nodai.ac.jp

ではβ-lgに０〜２０℃（中低温域）で加圧処理を行い，ゲ66

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

（ 18 ）

ル形成の条件およびβ-lgへの影響について明らかにするにNEMを添加した加熱ゲルも調製した。

ことを試みた。

５．遊離SH基量の測定

試料および実験方法
１．試料の調製

加圧処理がβ-lgの遊離SH基量に与える影響を調べるた
め，タンパク質濃度４"/!，pH７．
０に調整したβ-lg溶液に前述の５点の温度でそれぞれ６００MPa，１
５分間の加圧β-lgは井門ら の方法に従って処理を行った後，遊離SH基量を小幡ら１０）の方法に従い

WPC８０（森永乳業㈱）から抽出を行った。抽出したβ-lg測定した。また，無加圧無加熱（４℃，０．
１MPa）の未８）（１）β-lg試料の調製溶液はビューレット法 を用いてタンパク質濃度を測定

処理 β-lg溶液および９０℃，０．
１MPa，３
０分間の加熱処理

し，純水でタンパク質濃度が１
０
０，１
２
５および１
５
０"/!に

をした溶液の遊離SH基量も測定した。

なるように調整した。pHは１Mの水酸化ナトリウム水

６．SDS-PAGE

９）

加圧処理によるβ-lgの重合体の形成を調べるために非溶液を用いて７．
０に調整した。
β-lg溶液はプラスチ

還元SDS−ポリアクリルアミド電気泳動（SDS-PAGE）

ック容器（内径１
４!，高さ３１!）に気泡が入らないようをLAEMMLIの方法１０）に従い行った。すなわち，方法５と充填，密封した後，食品用高圧処理装置（Dr.CHEF，同様に調製した７種のβ-lg溶液を２％ドデシル硫酸ナト

神戸製鋼所）を用い，加圧処理を行った。すなわち，加リウム（SDS），０．
１Mトリスヒドロキシメチルアミノメ

圧処理時の温度は０，５，１
０，１
５および２
０℃，圧力強度

タン−塩酸（pH６．
８）溶液に溶解し，検体とした。ゲル（２）加圧処理および加熱処理

は３００MPaから５０MPa間隔で６５０MPaまでの条件で，β-lg

はポリアクリルアミド濃度５〜２０％のグラジエントゲル

溶液に１５分間の加圧処理を行い試験区とした。また，無（E-T５
２０L，アトー）を用い，分子量マーカー（Precision

加圧下（０．
１MPaの大気圧下），９
０℃の恒温水槽中で３０Plus ProteinUnstained Standards, BIO-RAD）と 各 試

分間加熱処理を行い対照区とした。加圧処理および加熱料をゲル板１枚あたり２０mAで泳動を行った。染色はク処理後の試料は流水中で１５分間冷却し，さらに保冷庫ーマーシーブリリアントブルー（CBB）染色液（アプ（４℃）で８時間静置した後に各試験に供した。

ロサイエンス）を用いて行った。ゲルの撮影は撮影装置

２．ゲル強度およびワークダン値の測定（E-Graph AE−９０００，アトー）を用い，分子量および保冷後の試料はプラスチック容器に入れたまま室温

染色強度の解析は解析ソフト（CS Analyzer３．
０，アト

（約２
５℃）に戻した後，物性測定機（５５４３型，Instron）ー）を用いて行った。

を用いてゲル強度（GS）およびワークダン値（WD）の７．統 計 処 理

測定を行った。すなわち，±５０Nのロードセルを使用し，統計処理は統計ソフト（エクセル統計２０
１５，社会情報

直径６．
５!のプランジャーを用いて圧縮速度５０!/min，

サービス）を用いてGS,WDおよび遊離SH基量について

挿入率５０％の条件で測定した。なお，GSとWDの解析はTukeyの多重比較検定（有意水準：p＜０．
０５）を行った。

解析ソフト（Bluehill２，Instron）を用いて行った。
３．β-lg 加圧ゲルの形成条件の検討（１）タンパク質濃度および加圧処理時の温度の影響

結果と考察
１．タンパク質濃度および加圧処理時の温度がβ-lgの加タンパク質濃度および加圧処理時の温度の違いが加圧ゲ圧ゲル形成に与える影響

ル形成に与える影響を調べるため，β-lg溶液のタンパク

異なるタンパク質濃度と加圧処理時の温度を変えて処

質濃度を前述の３種，加圧処理時の温度を前述の５点に理したβ-lgのGSおよびWDの結果をTable１に示した。β

設定し，それぞれ６００MPa，１
５分間の加圧処理を行った。

-lgは６００MPaの加圧処理においてタンパク質濃度１００"/また，対照区として加熱ゲルも調製し，加圧ゲルととも!ではゲルを形成せず，１
２
５および１
５
０"/!では加圧処にGSおよびWDの測定を行った。

理時の温度が２０℃で自立するゲルを形成した。加圧ゲル（２）圧力強度の影響

圧力強度の違いが加圧ゲルのはタンパク質濃度の増加および加圧処理時の温度の上昇形成に与える影響を調べるため，β-lg溶液のタンパク質に伴い，有意にGSおよびWDが増加し，強固なゲルを形

濃度を１５０"/!に調整し，２
０℃で３
０
０〜６
５
０MPa（５０MPa成した。一方，加熱処理ではすべてのタンパク質濃度で間隔）の圧力強度で加圧処理を行い，得られたゲルのGS

加熱ゲルを形成した。加熱ゲルはタンパク質濃度の増加

およびWDを測定した。

に伴い，GSおよびWDが有意に増加し，加圧ゲルよりも

４． -ethylmaleimide添加の影響

より強固なゲルを形成した。１
５０"/!，２０℃の加圧ゲルタンパク質濃度を１５０"/!に調整したβ-lg溶液に対し，のGSおよびWDは１
２
５および１
５
０"/!の加熱ゲルの値よ

SH基保護剤であるN -ethylmaleimide（NEM）を終濃度

り有意に低かったが，１
００"/!の加熱ゲルよりは値が有

が２〜１
０，２
０，３
０mM（１
０mMま で は２mM間 隔）に な

意に高いゲルを形成した。

るように添加し，攪拌混合後，一晩保冷庫で静置した。

２．圧力強度がβ-lgの加圧ゲル形成に与える影響

その後，２
０℃で６
５
０MPaの加圧処理を行い，得られたゲ

異なる圧力強度で加圧処理（加圧処理時の温度２０℃）

ルのGSおよびWDを測定した。また，対照区として同様

したβ-lg（タンパク質濃度１５０"/!）のGSおよびWDの（ 19 ）

〔技術報告〕 中低温での加圧処理の影響

67

Table １ Effect of temperature on gel strength and work done values during high - pressure processing of
β-lactoglobulin
Pressure（MPa）

６００

Processing
temperature（℃）＊１

Gel strength（N）

Protein（!/!）

Work done（mJ）

Protein
（!/!）

＊２

０

５

１
０
０
１
２
５

００
. １±０f００. ２±０f

１
５
０
１
０
０
１
２
５
１
５
０

０１
.

１
０

１
５

２
０

９
０

００
. １±０f００. １±０f００. １±０f００. ２±００. １f

００. ２±０f０８. ４±０５. ９ef００. １±０f４０. １±１０. ０d２８. ２±００. ８de
９５. １±０６. ３b００. １±０f００. ６±００. ４f

０４. ８±０３. ２f

１５. ８±０５. ０ef

６５. ９±０６. ８c

１
４５. ６±０５. ２a００. ７±００. １f
００. ７±００. １f
００. ５±００. １f

００. ７±００. １f

００. ７±００. １f

００. ９±００. １f

００. ７±００. １f

２
２７. １±０９
. ４de

f

f

ef

d

８
９２
. １±５３. ２b
１
４８５. ９±５４. ３a００. ８±００.１０３. １±０１. ６f

０１. ４±００.６３９. ５±２１. ５f

８７. ２±６６.７
１４７. ６±４１. ９ef

３
９９. ７±８９.９６４０. ７±５１. ０c

Mean±SE（n＝６）
Values in the same group（＊１, ２） that are followed by different letters are significant at p＜００
. ５.
High-pressure processing : ０〜２０℃, ６
００MPa, １
５min

Table ２ Effect of pressure intensity on gel strength and work done values of β-lactoglobulin
Pressure（MPa）

３
０
０

３
５
０
e

４
０
０
e

Gel strength（N） ００
. １±０
００
. １±０
Work done（mJ） ００. ６±００. １e ００. ７±００
. １e

４
５
０
e

００
. ９±００.３０９. ７±０２
. ７e

５
０
０
de

５
５
０
cd

６
０
０
c

６
５
０
b

０４
. ５±０１.９２３. ３±０３. ２ ３９. ６±０４. １ ６８. ０±０８.８ １
２０. ５±０６
. ９a
de
cd
c
b
４１
. ８±１５.０ ２
４６. ９±３６.３ ４
０２. ７±４６.８ ６
７２. ２±８５.４ １
１８５. ７±６１. ３a

Mean±SE（n＝６）
Values in the same row that are followed by different letters are significant at p＜００
. ５.
Protein concentration : １
５０!/!；processing temperature : ２０℃.

結果をTable２に示した。β-lgは３００〜４５０MPaの加圧処

３．NEM添加がβ-lgの加圧ゲル形成に与える影響

理ではゲルを形成せず，GSおよびWDは圧力強度の違い

SH基の架橋を阻害するNEMを添加し加圧処理したによる有意な差は認められなかった。５００MPaの加圧処

β-lg のGSおよび WDの結果をFig．
１ a, bに示した。加圧理において脆弱なゲルを形成したが，GSおよびWDは４
５
０

ゲルはNEM添加量の増加に伴いゲルの形成が著しく阻

MPaまでとの間に有意な差はみられなかった。一方，
５５０

害され，GSおよび WDは急激に減少した。６mMではβ-lg

MPa以上では自立ゲルを形成し，GSおよびWDは圧力は加圧処理を行ってもゲルを形成せず，半固体状であっ強度の増加に伴い有意に増加した。特に，６５０MPaではたのに対し，８mM以上では液状のままであり，ゲルの最も高いGS（１２．
０５N）およびWD（１１８．
５７mJ）を示し，形成は認められなかった。一方，加熱ゲルは２０mMまでTable１に 示 し た 加 熱 処 理 し た も の（GS：１
４．
５
６N,

のNEMの添加によりGSおよびWDの減少が認められた

WD：１
４
８．
５
９mJ）と遜色のないゲルを形成した。

が，３０mM 添加においても脆弱ながらゲルを形成し，常タンパク質濃度や圧力強度の増加に伴いタンパク質のに加圧ゲルのGSおよびWDを上回っていた。

変性は促進することが報告さている 。また，同じ圧力

β-lgの加圧ゲルの形成にジスルフィド結合が関与して強度での加圧処理においても処理時の温度が異なれば試いることはこれまでに報告されている５）〜７）。また，これ料に与えるエネルギー量は変化することから，タンパクはβ-lgが分子内に遊離のSH基を１つ有していることに起質の変性は圧力と温度の双方が関係するとされてい因すると考えられている２）。本報告の２
０℃，６
５
０MPaの

る１３），１４）。また，前述のタンパク質濃度と加圧処理時の温加圧処理により形成したゲルにおいてもNEM添加によ度の影響（Table１）では，今回の試験においては１０℃りゲル形成が著しく阻害されたことからS-S結合が寄与以下の温度のGSおよびWDとは明確な有意差はみられな

していることが示唆され，これまでの報告を支持するもかったが，タンパク質濃度１
２
５および１
５
０!/!で加圧処のとなった。

理時の温度が１５℃のGSおよびWDは増加し，タンパク質

４．加圧処理がβ-lgの遊離SH基量に与える影響

１２）の変性が温度上昇とともに始まる兆候を示した。以上の

NEM添加試験の結果より加圧ゲルの形成にS-S結合の結果から，中低温域での加圧処理によるβ-lgのゲル形成関与が示唆されたことから，β-lgを異なる温度で加圧処には圧力因子だけでなく温度因子も重要であることが明理し，それぞれの遊離SH基量を測定し，その結果をTable

らかになった。本報告においてはタンパク質濃度１５０!/３に示した。β-lgは０℃，６００MPaの加圧処理によって

!，２
０℃，５
０
０MPa以上の圧力強度でβ-lgを加圧処理す

未処理（４℃，０．
１MPa）より遊離SH基量が増える傾向

ることにより，良好な加圧ゲルを形成した。

を 示 し た が，有 意 な 差 は 認 め ら な か っ た。し か
し，５℃，６００MPaでの加圧処理において遊離SH基量は

68

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

未処理と比べ有意に高くなり，さらに加圧処理の温度の（ 20 ）

理に比べ約２倍の値を示した。

上昇に伴い増加する傾向を示した。２０℃，６００MPaでの以上の結果，β-lgは加圧処理時の温度の上昇に伴い，遊離SH基量は未処理および０，５，１
０℃での加圧処理

遊離SH基量が増加した。これは加圧処理時の温度の上より有意に高く，未処理と比べると５倍以上の値を示し

昇に伴うタンパク質の変性１３）に起因すると考えられた。

た。一方，加熱処理したβ-lgの遊離SH基量は未処理およタンパク質は圧力因子と温度因子により高次構造が壊れ，び加圧処理より有意に高く，２０℃，６００MPaでの加圧処

分子構造が変化すると考えられている１４），１５）。この構造変化によってβ-lg分子内部に埋没していた反応性SH基が分子表面に露出する１６），１７）ために，０〜２０℃の中低温域にお16（a）

いても同じ圧力強度で処理した場合の遊離SH基量は温Gel strength（N）14

度依存的に増えることが示唆された。これらのことから
β-lgは０〜１
０℃での加圧処理では遊離SH基量は温度依存12的に増加する傾向を示したが，遊離SH基量が少なく，10ゲルを形成するに至らず，２
０℃での加圧処理では，０〜8１０℃での加圧処理に比べさらに遊離SH基量が増加し，分子間SH/S-SおよびS-S/S-S交換反応７），１８）によってS-S結6合によるβ-lg分子間での架橋がより多く起こるため加圧4ゲルを形成するものと推察された。
５．加圧処理がβ-lgの重合体形成に与える影響

2

加圧ゲルの形成にS-S結合の関与が示唆されたため，
0
0 2 4 6 8 1020
-ethylmaleimide（mM）

Work done（mJ）

（b）

30

加圧処理時の温度の違いがβ-lgの重合体形成に与える影響を調べるために非還元SDS-PAGEを行い，その結果をFig．
２ A, Bに示した。β-lgは６００MPa，１
５分間の加圧処

160

理時の温度の上昇に伴い，単量体と推定されるバンド

140（i）の染色強度が減少し，二量体から四量体と推定される複数の重合体のスメアバンド（ii〜iv）が検出された。

120

さらに１
５℃以上の加圧処理では五量体以上と推定される
スメアバンド（v）が検出され，２０℃の加圧処理ではv100の染色強度がさらに増加した。加熱処理ではi〜ivは２０℃80での加圧処理とほぼ同様な染色強度を示したが，vの染色強度が加圧処理より増加する傾向を示した。

60

重合体の形成，特に五量体以上の重合体の形成条件は40

GSおよびWD（Table１）や遊離SH基 量（Table３）が20増加傾向を示す条件と一致した。いずれの増加も加圧処
理時の温度の上昇に依存する結果となった。β-lgは加熱

00 2 4 6 8 102030

処理により重合体を形成し，加熱保持時間の伸長により，重合体の量とその分子量は増え，それにはS-S結合が関-ethylmaleimide
（mM）
Fig．
１ Effect of N -ethylmaleimide on gel strength（a）
and work done values（b）of β-lactoglobulin gels
Protein concentration : １
５０!/㎖ ; solid line : ２
０℃, ６
５
０MPa,
１５min ; dotted line : ９０℃, ０１. MPa, ３０min.

与することが報告されている１９）。本報告においても加圧処理時の温度の上昇に依存して，重合体の量と分子量は増えており，NEM添加試験（Fig．
１）および遊離SH基量（Table３）の結果から，加圧処理による重合体の形

Table ３ Effect of temperature at the high-pressure processing on SH content of β-lactoglobulin
Pressure（MPa）
Processing temperature（℃）
SH content（mol/mol protein）

６
０
０
０

５

１０

０１
.
１
５

２
０

. ３±００. ２c ０２. ６±００. ２c ０３. ０±００. ２bc ０３
. ８±００. ２b０１. ８±００. １cd ０２

Mean ±SE（n＝６）
Values in the same row that are followed by different letters are significant at p＜００
. ５.
High-pressure processing : ０〜２０℃, ６００MPa, １
５min

４

９
０

００
. ７±００. １d ０７. ２±００. ２a

（ 21 ）

〔技術報告〕 中低温での加圧処理の影響

a

M

（A）

b

c

d

e

69

f

g

（kDa）
250 −

v

150 −
100 −
75 −

−iv

50 −

−iii

37 −

−ii

25 −
20 −
−i

15 −
10 −

ⅰ

（B）

a

ⅰ

b

ⅰ

c

Stainingintensity

ⅱ

ⅱ
ⅲ
ⅳ

ⅲ

ⅰ

d
ⅳⅲ

high

ⅰ

e

ⅱ

ⅰ

f

ⅲ
ⅴ ⅳ

ⅰ

g

ⅱ

ⅱ
ⅴ

ⅳⅲ

ⅱ
ⅲ
ⅴⅳ

Molecularweight

low

Fig．
２ Non-reducing SDS-PAGE analysis of β-lactoglobulin after different processing conditions
Representative blots（A）and their quantification（B）are shown.
M : molecular-weight marker ; a : ４℃, ０１. MPa ; b : ０℃, ６
００MPa ; c : ５℃, ６
００MPa ; d : １
０℃, ６
０
０
MPa ; e : １５℃, ６００MPa ; f : ２０℃, ６
００MPa ; g : ９
０℃, ０１. MPa. i : monomer ; ii : dimer ; iii : trimer ;iv : tetramer ; v : pentamer and up.

成やゲルの形成においても分子間のSH/S-SおよびS-S/S-

た。加圧処理時の温度は低いほど原料の味，香り，色おS交換反応によって形成するS-S結合の架橋が関与していよびビタミンなどを保持したまま加工できることが加圧ることが示唆された。一方，加熱処理では五量体以上と処理の有用な点である３）ため，β-lgの中低温域での加圧推定されるスメアバンドの染色強度が増加し，加熱ゲル処理によるゲルの形成機構が明らかになったことは，今は 加 圧 ゲ ル に 比 べ，高 いGSお よ びWDを 示 し た こ と後の加圧処理による乳清タンパク質などを用いたゲル状（Table１），ゲル形成の阻害に多量のNEM量を要したこ

食品の開発への一助となることが期待される。

と（Fig．
１a, b）および遊離SH基量が多かったこと（Table
３）からβ-lgの加熱ゲルは加圧ゲルよりも多量の分子間要

約

S-S結合が関与しているものと推察された。加圧処理は中低温域での加圧処理によって形成されるβ-lgゲルの加熱処理より穏やかな変化を試料に与えるとされてい形成機構を明らかにするため，ゲルの形成条件および形

る３）ことから，加熱処理は加圧処理に比べ，タンパク質成機構の検討を行った。β-lgはタンパク質濃度の増加との高次構造をより崩壊させることにより，β-lgの分子間加 圧 処 理 時 の 温 度 の 上 昇 に 伴 いGSお よ びWDが 増 加

S-S結合を促進させたものと考えられた。

し，２０℃で自立するゲルを形成した。特にβ-lg濃度１５０以上のことから，β-lgは加圧時温度の上昇に伴って，

!/!，２
０℃，６
５
０MPaの加圧処理で強固なゲルを形成

遊離SH基量が増加し，分子間のSH/S-SおよびS-S/S-S交した。加圧ゲルおよび加熱ゲルはNEMの添加によりゲ

換反応によりS-S結合が架橋することにより高分子量のルの形成が著しく阻害されたことから，S-S結合がゲル

重合体が形成され，ゲル化が促進されることが推察され形成に寄与していることが示唆された。β-lgの遊離SH基

70

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

量の測定と非還元SDS-PAGE分析を行ったところ，加圧
時温度の上昇に伴い，遊離SH基量は増加し，分子間のSH/S-SおよびS-S/S-S交換反応によってS-S結合した高分子（ 22 ）

すα-ラクトアルブミンおよび β-ラクトグロブリンの影
響，日食工誌，４，２
７
２〜２
７
４（１
９
９
３）
９）菅原

量の重合体の形成が認められた。この高分子量の重合体

定量法の形成が中低温での加圧処理によるβ-lgのゲル形成に重

（１
９
９
０）

潔・副島正美：生物化学実験法７

第３版，（学会出版センター，東京）
，p．
６
９

１
０）小幡明雄・松浦

要な役割を果たしていることが示唆された。

蛋白質の勝・福島男児：２，
２ -Dithiobis（５-nitropyridine）を用いる豆乳中のSH基の吸光度定量，謝辞本研究の一部は東京農業大学総合研究の平成

日食工誌，３
６，７
０
７〜７
１
１（１
９
８
９）

１）LAEMMLI, U. K. : Cleavage of structural proteins２
５年度大学院博士後期課程研究支援制度により実施した。 １
関係の方にここに感謝申し上げます。

during the assembly of the head of bacteriophage
T４，Nature，２
２
７，６
８
０〜６
８
５（１
９
７
０）

文

献

１
２）BALNY, C. and MASSON, P. :１）財務省貿易統計：国別品別表・輸入・ホエイ２
０
１
２〜
２
０
１
４

pressure on proteins, Food Rev. Int., ９, ６
１
１〜６
２
８
（１
９
９
３）

http : //www.customs.go.jp/toukei/srch/index.htm２）川上浩：畜産物利用学（齋藤忠夫編，文永堂出版，

東京）
，pp．
２
４〜２
５（２
０
１
１）
３）上野川修一・清水

東京）
，p．
１
６
２（１
９
８
３）
物性，５，２
８
４〜２
９
０，
（１
９
９
１）
N. ,

KUNUGI, S. :TSURUI,

KOBAYASHI,

I.

and

Modification of the single unpaired

and

the

昇二・鈴木敦士・林滋・嶋田

力丸編，さんえい出版，京都）

p．
１
６（１
９
９
４）

role

and MEUNIER-GODDIK, L. : Effects of high-pressure
processing at low temperature on the molecularY. ,sulfhydryl group of β-lactoglobulinpressure

力丸編，

さんえい出版，京都）p．
２
３（１
９
９
０）

１
５）WALKER, K. M., FARKAS, F. D., ANDERSON, R. S.

力丸：食品への圧力利用−加圧食品の物性，熱５）TANAKA,

１３）月向邦彦：加圧食品−研究と開発−（林１４）大井龍夫：高圧バイオサイエンス（功刀誠：食品タンパク質の科学−化

学性質と食品特性−（山内文男編，食品資材研究会，
４）林Effect of highof

structure and surface properties of β-lactoglobulin,
J. Agric. Food Chem., ５
２, ８
２
３
０〜８
２
３
５（２
０
０
４）

under

high

１
６）多田耕太郎・鈴木敏郎：加圧処理がα-ラクトアルブ

intermolecular

S-S

ミンおよびβ-ラクトグロブリンの加熱ゲル形成に与え

exchange in the pressure denaturation［Single SHof β-lactoglobulin and pressure denaturation］, Int. J.
Biol. Macromoles., １
９, ６
３〜６
８（１
９
９
６）
６）CONSIDINE, T. , SINGH, H. , PATEL, H. A. and
CREAMER, L. K. : Influence of binding of sodium
dodecyl sulfate, all-trans-retinol, and ８-amino-１-

る影響，日畜会報，６
８，９
７
０〜９
７
６（１
９
９
７）
１
７）IAMTTI, S., TRANSIDICO, P., BONOMI, F., VECCHIO, G.,
PITTIA,P. ,Molecular

ROVERE,P.

modifications

andofDALL’AGLIO,

G. :β-lactoglobulin

upon

exposure to high pressure. J. Agric. Food Chem., ４
５,
２
３〜２
９（１
９
９
７）

naphthalenesulfonate on the high-pressure induced

１８）今堀和友・山川民夫：生化学辞典

unfolding and aggregation of β-lactoglobulin B, J.

化学同人，東京）
，p．
６
０
９（２
０
０
７）

Agric. Food Chem., ５
３, ８
０
１
０〜８
０
１
８（２
０
０
５）
７）FUNTENBERGER, S., DUMAY, E. and CHEFTEL, J. C. :

第４版，
（東京

１
９） ZÚÑIGA, R. N. , TALKACH, A. , KULOZIK, U. andAguilera,

J.

M. :

Kinetics

offormationandHigh pressure promotes β-lactoglobulin aggregation

physicochemical

through SH / S-S interchange reactions, J. Agric.

induced β-lactoglobulin aggregates, J. Food Sci., ７
５,Food Chem., ４
５, ９
１
２〜９
２
１（１
９
９
７）

E２
６
１〜E２
６
８（２
０
１
０）

８）井門和夫・井上茂孝・高野克己・西谷紹明・巽
清・鴨居郁三：レンネットカゼインの組織化におよぼcharacterizationofthermally-（平成２７年９月３日受付，平成２
８年１月１
４日受理）

（ 23 ）

Food Preservation Science VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６ 〔Technical Report〕

71

Improving the Measurement of Resistance to Gas Diffusion
and the Resistance Characteristics
in Citrus Iyo Fruit（Citrus iyo Hort. ex Tanaka）
DIRPAN Andi＊１，＊２, HIKIDA Yoshio＊１§ and MORIMATSU Kazuya＊１＊１ Faculty of Agriculture, Ehime Universit, 3−5−7 Tarumi, Matsuyama, Ehime 790−8566＊２ Department of Food Science and Technology, Hasanuddin University, Makassar 90245, Indonesia

We proposed an improved method based on the ethane efflux method of CAMERON and YANG for
measuring the resistance to gas diffusion in plant tissues. The effect of temperature and fruit size on
the resistance and the conversion from the resistance to ethane diffusion to that to gaseous O２ andCO２ diffusion were also investigated using citrus Iyo fruit （Citrus iyo hort. Ex Tanaka ）. The results
were in good agreement with those of the original method, and were obtained in a shorter amount of
the time. The resistance to ethane diffusion depended on both the temperature and fruit size ;
specifically, the higher the temperature, the lower the resistance and the larger the fruit size, thehigher the resistance. Finally, we presented equations to predict the resistance to O２ and CO２ diffusion
using values measured with the ethane efflux method.
（Received Jul. ２, ２０
１５；Accepted Feb. １, ２
０
１
６）
Key words：resistance to gas diffusion, citrus Iyo fruit, temperature, fruit size
ガス拡散抵抗，イヨカン，温度，果実サイズ

packaging （ MAP ） andbased on the ethane efflux method of CAMERON andcontrolled atmosphere （ CA ） storage are used toYANG６）. In the method, a sample is placed inside acreatetheclosed box, and the concentration of ethane （whichatmosphere around fruit and vegetables. However,is released from the sample）is measured at a later

thetime. This method is time consuming, because theModified

atmosphereanoptimuminternal

gas

atmospherecompositionofinproducethatisseparated by a gas barrier such as skin differs fromequilibrium

the external atmosphere１），２）.

tomeasured. To further develop MAP or directly

by

We

can

expectconcentration

in

box

be

surfacecovering

designedforinternal and thereby improve MAP and CA storage

resistance to ethane diffusion of citrus Iyo fruit

techniques and develop the other storage techniques（Citrus iyo hort. Ex Tanaka）by modifying the ethaneby using individual packaging, surface coating, andefflux method. Iyo is one of the twenty major citrus

other methods that directly cover the surface of thevarieties cultivated in Ehime Prefecture, and falls in

produce.

thecontroltheBecauseinternal

theatmosphereinternal

O２

and

CO２

middlecitrusin

terms

fruit,

oftechniquesmust

establishing a prediction and control method for the

directly

storage

the

we

size.

specificallymeasured

It

is

the

generally

concentrations of produce can be predicted throughharvested in December, stored on farms for aboutknowledge

of

their

gas

three months, after which it is distributed throughresistances

to

gas

diffusionexchange
in

rates

plant

and

tissues３）

March.

（ hereafter, simply referred to as “ resistance ” orIn this study, we propose an improved method“ resistance to gas diffusion ” ）, knowledge of thefor measuring resistance that is faster and theresistance is essential.

effect of temperature and fruit size on resistance ;Previous studies on measuring the resistance by
BANKS４）（ apple and potato ）, KNEE５） （ apple ）, andadditionally, we predict the resistances to gaseousO２ and CO２ diffusion.

２）

PEPPELENBOS and JEKSRUD （apple）, are all essentially§ Corresponding author, E-mail：hikida.yoshio.mc@ehime-u.ac.jp

72

Food Preservation Science

VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

（ 24 ）

measured after five and seven hours were nearlyMaterials and methods

the same and larger by about ３ ppm than that

１．Materials

measured

The Iyo used in the measurements were obtained

after

three

hours.

The

ethaneconcentration in the box was measured every hourfrom the Ehime University farm on December ２
８,

with

２
０
１
３ and January ２
７, ２
０
１
４, and were stored in

Shimadzu, Japan ） coupled with a flame ionizationpolyethylene film bags（８０" in height and ６
５" indetector（FID）and a ２
００×０３. " I.D. stainless steel

width, ０.０
３! thickness） at ５℃ for one month andcolumn containing activated alumina ８０/１
００ mesh.

three

The

days,

respectively,

beforebeginning

the

a

gas

chromatograph （ model

temperatures

of

the

injector,

GC-２
０
１
４;

column,andexperiments.

detector were ８０, ７０, and ９
０℃ respectively, and２．Mass and total volume

nitrogen was used as the carrier gas. The total

All of the samples were weighed with an electricmean concentration （ C０in ） was calculated from thebalance accurate to ０.１g. In the case of the ２０１３hourlysamples,

resistancetransferred to an ethane-free second acrylic box（２９.

measurements, the total volume of each sample was

５×２
９.５×１
２.０" ; volume : １.０
４
４
３×１
０−２#）, which

which

were

used

in

the
７）

measured using Archimedesʼ principle .
３．Measurementofresistanceandvalues.

Next,

the

fruit

was

quickly

was immediately closed （ Fig. １, step B ）;effectoftemperature and fruit size on resistancethemoment the box was closed was defined as time
zero of the next measurement. At the time ofSize M （７.６" average diameter±０.２" standard

sealing, a small AC fan （２.０×１
０−５ # volume ）deviation）, L （８.３±０.１）, and ３L （１０.１±０.２） fruitattached to the box was turned on to ensure rapid

obtained on December ２８, ２０
１
３ were used for thegas

mixing

for

the

next

measurements.

Tomeasurements. The resistance to gas diffusion wasdetermine the concentration of ethane, ０.５! gas

determined using a modified ethane efflux method６）.

samples were extracted through a septum andFor each measurement, a single fruit sample wasmeasured with the gas chromatograph every fiveplaced in an closed acrylic box （１３" diameter×１
５

minutes for one hour, and every ten minutes for an" height ; volume : ２×１
０ #）with a constant air

additional

flow containing １,８
０
０〜２,０
０
０ppm ethane for fivemeasurements are denoted with Ctout. After thesehours（Fig. １, step A）. This duration was selected

measurements, the fan was turned off and adequate

based on the results of preliminary experiments

time （２４h ） was allowed for the gas to reachconducted over three, five, and seven hours, which

equilibrium. The equilibrium concentration（ C∞
of
out ）

−３

∞
out

showed that the equilibrium concentrations （ C ）hour ;

thesevaluesethane in the box was then measured.

Flow meter

StepA
Air Mixing box
Closed box
Temperature-controlled box

EthaneClosed box
StepB
AC fan
Silicon septum
Temperature-controlled box

Fig.１ Schematic diagram of the experimental apparatus
Step A and B represent the ethane pre-loading and evolution processes respectively.

from

these

（ 25 ）

〔Technical Report〕 Resistance to Gas Diffusion

According to CAMERON and YANG６）, the resistancemeasurements was calculated as the ratio of theintercellular space volume, which can be determined

can be determined from the following equations :R=A/（kVin）…………………………………………（１）with Equation（３）, to the total volume.

Vout
Vin= 0 ×C∞out …………………………………………（２）Cin

５．Sample surface area and skin thickness

R: Resistance（s/m）

resistance measurements, the relationship between

A: Surface area of fruit sample（$）

mass

k

: First-order efflux rate constant（１/s）

determined. The mass and the surface area of fruit

Vin: Volumeof size M（７５. ±０２. "）, L（８３. ±０３. ）, ２L（９０
. ±０２
. ）,

of

intercellular

space

in

fruit

sample（&）
C０in: Internal

ethaneconcentration

fruit

box（ppm）
issurfacearea

wasexperimentally

surface area, the peel of each sample was carefully
removed with a knife and then it was projected by

C∞out : Equilibrium ethane concentration in closedkandsamples each ） were measured. To measure theofsample at time zero（ppm）

constant

To obtain surface area of the samples for theand ３L（９５. ±０３. ）obtained on January ２
７, ２
０
１
４（ten

Vout : Free volume of closed box（&）

The

73

a copy machine, and the projected area cut out by
a scissors was weighed with an electric balance

determinedbytakingtheaccurate to ０.０
０１g. Surface area （ projected area ）absolute value of the negative slope of a plot of ln

was calculated using mas ratio of the cut out（１−Ctout/C∞out）versus time.

projected area and the paper used（B４, ２
５
７!×３
６
４

However, this method is time consuming, because
measurement of C∞out is required. The value of Vin
forcitrus

fruit

can

be

determined

using

our

７）

previous model equation :ofintercellular

space

of

fruit

sample（%）
Vt : Total volume of fruit sample（%）
m : Mass of fruit sample（g）
The value of C∞
out used in Equation （２） is obtained
from Equation（４）below, and k can be determinedby taking the absolute value of the negative slopeof a plot of ln（１−Ctout/C∞out）versus time :C∞out＝

of

mass

by

a

least

squaremethod

using

all

８
: ）

experimental data

A = ４２.０
５８m０７. ２３８, R２ = ０９
. ７………………………（５）m………………………………………（３）
Vin=Vt−１０.６
４
７
Vin : Volume!）. Then surface area was regressed as a function

Cin0
×Vin …………………………………（４）Vin＋Vout

where Vout in Equation（２） was replaced by （Vin ＋

A : Surface area（#）
m : Mass（g）
Equation （５） was used to calculate the surface
area of the samples used for the measurement ofresistance by substituting the mass.
Another five samples each of size M（７６
. ±０２
. "）,
L（８３
. ±０２
. ）, and ３L（９８. ±０３. ）obtained on January
２
７, ２
０
１
４ were used for the measurement of skin
thickness. The skin consisted of flavedo and albedo,
and the thickness was measured at four locations
on the equatorial plane using digital calipers.
６．Statistical analysis

Vout ） to improve the precision. Therefore, we can

A paired t -test at P＜０.０
５ was used to compare

calculate the resistance using Equations （１）, （３）,the measured equilibrium concentrations （C∞out ） withand（４）without having to conduct a time-consuming

those calculated using Equation（４）. The resistances

measurement. This modified method was compared

determined using the proposed method and thewith that of CAMERON and YANG６） for twelve dataethane efflux method by CAMERON and YANG weresets of size M, L, and ３L samples measured at ５

also compared using a paired t-test at P＜００
. ５ and a

and ２
０℃.

confidence interval approach. Values for the skin

The effect of temperature on the resistance wasthickness, porosity, and resistance based on size andexamined for a single sample of size L fruit at ５, １
０,

temperature were analyzed by one-way analysis ofand ２
０℃. Additionally, the effect of fruit size on thevariance （ ANOVA ）, where

resistance was examined for one sample each ofdifferences among means was determined

size M, L, and ３L fruit at ５ and ２
０℃. All of the

Tukeyʼs test with a P ＜０.０
５ level of significance.

measurements were repeated three times.

The SPSS software for Windows version １６０. （SPSS

４．Porosity

Inc., IL, USA）and Microsoft Excel ２０
１０ were used

The porosity of the samples for the resistanceto analyze the data.

thesignificance

of

using

74

Food Preservation Science

VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

（ 26 ）

５％ level （ P ＜０.０
５）;Results and discussion

therefore, Equation （４）provided precise results for C∞out.

１．Measuring method of resistance

The proposed method of calculating resistanceFig. ２ shows a typical efflux curve and a plot ofln（１−Ctout/C∞out）versus time. For the latter, a linear

using Equations （１）,（３）, and （４） was compared６）

with the method of CAMERON and YANG

using aslope was obtained for every sample size measured

paired t -test for twelve data sets of size M, L, andin this study. BANKS４） reported a non-linear slope for

３L samples measured at ５ and ２
０℃. The obtained

potato and a linear slope for apple. This difference

paired t-test values of ０７.７
６ at ５℃ and ０８.８
７ at ２０℃

was attributed to the smaller porosity of potato （１showed that the resistance values measured by the〜２％）compared with apple（２０〜３０％）; hence, thetwo methods were not statistically different at the

decline （ falling gradient ） in the concentration of

５％ level（P＜００. ５）. The standard error of the mean

ethanenegligible.

of these data sets（１１. ３×１０３ s/m at ５℃ and １２. ９×

According to our previous study７）, the porosity of

１
０３ s/ m at ２
０℃ ） stayed between the upper andIyo is ２
３〜２
９％. Therefore, the linear slope observed

lower levels of ９
５％ confidence. Therefore, there ishere is reasonable, and we believe that there wasclose

no decline in the ethane concentration in the Iyo

demonstrating that the resistance of porous citrus

tissue.

fruit such as Iyo to ethane can be measured usinginpotatotissuewasnot

To confirm the applicability of Equation （４）, theexperimentallymeasuredvalues

of

∞
out

C

were

agreement

betweenthetwomethods,

the proposed method.
２．Effect of temperature on resistancecompared to those calculated by Equation （４） for

Fig. ３ shows the resistances of the size L sample

twelve data sets of size M, L and ３L samples

at ５, １０, and ２
０℃. The results are similar to thosemeasuredandof EBRAHIM et al .９）, who reported that the skincalculated average values were very close : １
４.５
８±resistance of Japanese pear decreased with increasing

０３. ppm（average±standard deviation）and １
４.６
１±

temperature. This behavior is thought to be due to

０.６ ppm, respectively. The paired t - test value ofthe fact that gas diffusivity along the diffusion route０６.２
２ showed that the measured and the calculated

from the intercellular space to the stomata or

values of C∞out were not statistically different at thelenticels of fruit increases with temperature１０）. The

at ５ and ２
０℃ .

The

measureddifference in resistance between ５ and ２
０℃ was
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0

0.0

using Tukeyʼs test.
The average resistance values were ５０. ３×１
０５, ４３.４×１
０５ and ３.５０×１
０５s / m at ５, １
０, and ２
０℃ ,respectively. The average values correlated linearly

0
0

50

100
Time（min）
50
100

150
150
（B）

∞
t
ln
（1−Cout/Cout）

significant at the ５％ level（P＜００. ５）, as determined

−0.5
−1.0
−1.5
−2.0
−2.5

Fig.２ Typical（A）efflux curve and（B）plot of ln（１−Ctout/C∞out）versus time for size ３L sample at ５℃
Pre-loading time was five hours.

Resistance to ethane（×105s/m）

∞
t
Cout
/Cout

（A）

6.0
a
5.0

ab
b

4.0
3.0
2.0
1.0
0.0

5

10
Temperature（℃）

20

Fig.３ Changes in resistance for citrus Iyo fruit atdifferent temperatures
All measurements were performed three times for one citrus
fruit of size L. Data are expressed as the mean. Bars labeledby different letters are significantly different as determinedby the Tukey’ s test at P ＜０.０
５. Vertical bars represent
standard deviation（n＝３）.

（ 27 ）

〔Technical Report〕 Resistance to Gas Diffusion

with temperature（R２ = ０.６
７） and decreased about
５

characteristics

such

75

as

thickness,

size

of

the

１０
. ０×１
０s/m with a １
０℃ increase in temperature.

individual stoma, and lenticel and density of the

３．Effect of fruit size on resistancestoma and lenticel.

The resistance to ethane diffusion at ５ and ２
０℃

Fig. ５ shows the average skin thickness of size ３

is shown in Fig. ４ for three different fruit sizes.

L, L, and M samples. The average values were ６７.２

The resistances measured at the two temperatures±０３. !, ５４. ０±０３. !, and ４３. ７±０２. !, respectively, andvary similarly with fruit size, with the highest value

significant differences in thickness, resulting fromobserved for size ３L, followed by L and M, in bothalbedo thickness, were determined by Tukeyʼs test.

cases. The difference in resistance among the three

The same relationship between skin thickness andsizes was significant at the ５％ level （P＜０.０５）, as

fruit

size

was
２０）

determined by Tukeyʼs test.

MORGAN et al .

observed

inHamlinorangeby

Although the differences in individual

The average resistances were ６９. ６×１
０５, ４５. ６×１
０５,size and density of the stoma and lenticel must be

and ３２. １×１
０５s/m at ５℃ and ５７. ４×１
０５, ３５. ０×１
０５, andconsidered, skin thickness is generally the most

２.１
３×１
０５s / m at ２
０℃ for size ３L, L, and M,

influential characteristic of skin. Therefore, in thisrespectively.

study as well, the effect of fruit size on resistanceDifferences in the resistance could be due towas considered to be primarily caused by the skinanatomical differences such as intercellular space

thickness.

volume１１），１２）, which is associated with porosity and is

４．Resistance to O２ and CO２ diffusiona property of cultivars that depends on the growing

After measuring resistances to ethane diffusion, it

season９），１２）〜１４）. Tissue with large porosity is generally

is important to know the resistances to O２ and CO２

assumed to provide an efficient means of aerating

diffusion, which are important in respiratory gasthat could produce high gas diffusivity and low

exchange. BANKS４） suggested that ethane diffusion isresistance within the tissue. In the present study,

probably

the porosity did not significantly differ between the

because its movement is thought to be restricted tothree fruit sizes（P＜００. ５）: ３１４. ,３
２１
. , and ３
３７. ％ forthe gas phase, i. e. , through stomata or lenticels.

sizes M, L, and ３L, respectively. Most studies on

However, it has been suggested that CO２ diffusion

gas exchange in fruit and other bulky plant organs

is not necessarily the same because some CO２ may

indicate that the skin is the most significant barrieralso

to gas exchange between the produce and the
１
１）
〜１
３）
，
１
５）
〜１
９）

surrounding atmospheresimilardiffusetothrough

PEPPELENBOS

andO２ andtheethylenethefruit４）.

determinedthecuticle２）

JEKSRUD

diffusion,of. Consequently, we

relationship between the diffusion of various gases

believe that the observed differences in resistanceby using a Grahamʼs Law prediction, even though

were

they described the difference in diffusion routes

causedbydifferences

in

their

skin

8.0
7.0

a
a

6.0
5.0

3L
L
M

b

4.0

c

b

3.0

c

Thickness（mm）

Resistance to ethane（×105s/m）

8.0
7.0

3.0
2.0

0.0

Fig.４ Resistance of citrus Iyo fruit of different sizes at
two temperatures
All measurements were performed three times. Data areexpressed as the mean. Bars labeled by different letters are
significantly different as determined by the Tukey’ s test at P
＜００
. ５. Vertical bars represent standard deviation（n＝３）.

a

4.0

1.0

20
Temperature
（℃）

b

M

5.0

1.0
5

a

L

6.0

2.0
0.0

3L

c
b

a

a

c
b

Flavedo

AlbedoSkin（Flavedo+Albedo）

Fig.５ Skin thickness of citrus Iyo fruit of three differentsizes
All measurements were performed once for five fruit of eachsize. Data are expressed as the mean. Bars labeled bydifferent letters are significantly different as determined by
the Tukey’ s test at P＜００
. ５. Vertical bars represent standard
deviation（n＝５）.

76

Food Preservation Science

VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

Referencesusing only Grahamʼs Law suspect. On the other１
６）（ 28 ）the１）DADZIE, B. K., BANKS, N. H., CLELAND, D. J. andresistance to ethylene, CO２ , and O２ diffusion in

HEWETT, E. W. : Role of skin resistance to gas

hand,

BEN - YEHOSHUA

al .

et

showedthat

Valencia oranges is similar, whereas that to water isdiffusion in the response of fruits to modified

６０-fold lower. Therefore, they suggested that theatmospheres, Acta Hortic., ３
４
３, １
２
９〜１
３
４（１
９
９
３）

mass transport of ethylene, CO２, and O２ occurs via

２）PEPPELENBOS, H. W. and JEKSRUD, W. K. :A

the same mechanism, which is different from that of

method for the simultaneous measurement of gas

water.

exchange and diffusion resistance under various

These

results

assume

that

the

mass

transport of ethane, O２, and CO２ in citrus fruit,
which have comparatively larger porosity, occurs

gas conditions, Acta Hortic., ４
６
４, ３
３
３〜３
３
８（１
９
９
６）
３）DE WILD,

H.

P. .

and

PEPPELENBOS,

H.

W. :

through the same diffusion route and that the

Improving the measurement of gas exchange inresistances to the diffusion of theseclosed systems, Postharvest Biol. Technol. , ２
２, １
１
１〜

similar.

Therefore,suggested

by

we

used

PEPPELENBOS

Grahamʼs
and

gases

are

Law

as

JEKSRUD２）and

１
１
９（２
０
０
１）
４）BANKS, N. H. : Estimating skin resistance to gas

SCHOTSMANS et al .２１） to propose the equations below,

diffusion in apples and potatoes, J. Exp. Bot. , ３６,which are used to predict the resistances to O２ and

１
８
４
２〜１
８
５
０（１
９
８
５）

CO２ diffusion using the measured values determined

５）KNEE, M. : Rapid measurement of diffusion ofwith the ethane efflux method. Grahamʼs Law states

gas through the skin of apple fruits, Hort Sci. , ２
６,that the ratio of the diffusion coefficients of gases ２
and ３ into a reference gas １ is equal to the squareroot of the ratio of the molecular weights of ３ and
１/２

８
８
５〜８
８
７（１
９
９
１）
６ ） CAMERON, A. C. and YANG, S. F. :A simplemethod for the determination of resistance to gas

２, i. e. , D１２/ D１３ = （ M３ / M２ ） . The resistance isdiffusion in plant organs., Plant Physiol., ７
０, ２
１〜２
３

correlated with the diffusion coefficient（R = ∆x/D,

（１
９
８
２）

where ∆x is the distance）, so that the resistances７）DIRPAN, A., HIKIDA, Y., CHIBA, H. and OGAWA, Y. :can be introduced to the law.

Mathematicalmodelingofintercellular

space

RO２＝RE/０９.６
８ ………………………………………（６）volume of citrus fruits, Food Preserv. Sci., ４
１, １
０
３〜

RCO２＝RE/０８.２
６………………………………………（７）

１
１
０（２
０
１
５）
８ ） CLAYTON, M. , AMOS, N. D. , BANKS, N. H. andRO２, RCO２ : Resistance to O２ and CO２ diffusion（s/m）

MORTON, R. H. : Estimation of apple fruit surface
area, New Zeal. J. Crop Hortic. Sci. , ２
３, ３
４
５〜３
４
９

RE : Resistance to ethane diffusion（s/m）

（１
９
９
５）
Conclusion

９）EBRAHIM, R. M., ISHIDA, S., TANAKA, F., UCHINO,
forT., HAMANAKA, D. and HIKIDA, Y. : Temperature

measuring the resistance to gas diffusion based on

dependency of gas diffusity and skin resistance of

CAMERON and YANGʼS ethane efflux method, andjapanese pear（ʼoushuuʼ）based on the fruitʼs true

investigated the effect of temperature and fruit size

３D geometry, Food Sci. Technol. Res., ２
０, ２
４
７〜２
５
３

We

have

proposedanimproved

methodon the resistance using samples of citrus Iyo fruit.

（２
０
１
４）

Predicted values of the resistances to O２ and CO２

１０） CHENG, Q. , BANKS, N. H. , NICHOLSON, S. E. ,diffusion were also presented. The results were in

KINGSLEY, A. M. and MACKAY, B. R. : Effects ofgood agreement with those of the original methodtemperature on gas exchange of 'Braeburnʼ apples,and required less time to measure. Further analysis

New Zeal. J. Crop Hortic. Sci., ２
６, ２
９
９〜３
０
６（１
９
９
８）

showed that resistance depends on temperature and１１）RAJAPAKSE, N. C., BANKS, N. H., HEWETT, E. W.

fruit size. Specifically, the higher the temperature,

and CLELAND, D. J. :the lower the resistance, and the larger the fruit,

concentration gradients in flesh tissues of bulky

thelargertheresistance.

Finally,equationstopredict the resistances to O２ and CO２ diffusion using
the measured values determined with the ethane
efflux method were also proposed.

Development ofoxygenplant organs, J. Amer. Soc. Hort. Sci., １
１
５, ７
９
３〜７
９
７
（１
９
９
０）
１
２）SCHOTSMANS, W., VERLINDEN, B. E., LAMMERTYN, J.,PEIRS, A. , JANCSOK, P. T. , SCHEERLINCK, N. and
NICOLAÏ, B. M. : Factors affecting skin resistancemeasurements in pipfruit, Postharvest Biol. Technol. ,（ 29 ）

〔Technical Report〕 Resistance to Gas Diffusion

２
５, １
６
９〜１
７
９（２
０
０
２）
１
３）RAJAPAKSE, N. C., BANKS, N. H., HEWETT, E. W.,
CLELAND,

D.

J.

and

AUSTIN,P.

C. :Oxygen77

イヨカン果実における組織内ガス拡散抵抗測定法の改良とガス拡散抵抗値の特性

concentration diffrences in apple fruit flesh, Proc.

ディルパン アンディ＊１，＊２

４th Aust. Conf. Heat Mass Transf., ３
６
８〜３
７
４（１
９
８
９）

疋田慶夫＊１・森松和也＊１

１４）EBRAHIM, R. M., ISHIDA, S., TANAKA, F., UCHINO,
T., HAMANAKA, D. and HIKIDA, Y. : Determinationof gas diffusivity and skin resistance for threecultivars of japanese pear using their actual ３D＊１

愛媛大学農学部

（〒７
９
０―８
５
６
６ 愛媛県松山市樽味３丁目５―７）＊２

ハサヌディン大学食品科学工学科（Makassar ９０２
４５, Indonesia）

geometry, Environ. Control Biol., ５
１, １
９
３〜２
０
０
（２
０
１
３）
１
５）ABDUL-BAKI, A. A. and SOLOMOS, T. : Diffusivity

青果物の組織内間隙におけるガス組成を予測し，制御

of carbon-dioxide through the skin and flesh ofする技術の確立によって，個包装やコーティングなど青

russet burbank potato-tubers, J. Am. Soc. Hortic.

果物の表面を直接被覆する貯蔵技術を開発し，従来のSci., １
１
９, ７
４
２〜７
４
６（１
９
９
４）

MAPやCA貯蔵技術を改善できるものと期待される。そ１６）BEN-YEHOSHUA, S. , BURG, S. P. and YOUNG, R. :れには，組織内ガス拡散抵抗（レジスタンス）にかかわ

Resistance of citrus fruit to mass transport ofる情報が必須である。本研究では，イヨカン果実を利用

water vapor and other gases, Plant Physiol. , ７
９,

して，CAMERON and YANGのエタン流出法によるレジ

１
０
４
８〜１
０
５
３（１
９
８
５）

スタンスの測定法を改善し，温度および果実サイズのレ

１７）HAGENMAIER, R. D. :A comparison of ethane,

ジスタンス値への影響，およびエタンガスによる測定値

ethylene and CO２ peel permeance for fruit withを利用してO２とCO２ガスのレジスタンス値を予測するた

different coatings, Postharvest Biol. Technol. , ３７, ５６めの計算式を示した。改善した測定法による 結 果 は

〜６
４（２
０
０
５）

CAMERON and YANGによる測定結果と良好に一致し，

１８）HAGENMAIER, R. D. and BAKER, R. A. : Reduction

測定時間を短縮することができた。レジスタンス値は温in gas exchange of citrus fruit by wax coatings, J.

度と果実サイズに依存し，温度の上昇により減少し，果Agric. Food Chem., ４
１, ２
８
３〜２
８
７（１
９
９
３）

実サイズの増大により増加した。これらの結果と，O２と

１
９）KAYS, S. J. : Postharvest physiology of perishable

CO２ガスのレジスタンス値を予測する計算式により，呼plant products,（Van Nostrand Reinhold, Newyork）,

吸作用に伴うガス交換におけるレジスタンス値の特性を

p. ４
２
０（１
９
９
１）

把握することができた。

２０）MORGAN, K. T., ROUSE, R. E., ROKA, F. M., FUTCH,
S. H. and ZEKRI, M. :Leaf and fruit mineralcontent and peel thickness of ‘ Hamlinʼ orange,
Proc. Fla. State Hort. Soc., １
１
８, １
９〜２
１（２
０
０
５）
２
１）SCHOTSMANS, W., VERLINDEN, B. E., LAMMERTYN, J.
and NICOLAÏ, B. M. : The relationship between gas
transport properties and the histology of apple, J.
Sci. Food Agric., ８
４, １
１
３
１〜１
１
４
０（２
０
０
４）

（平成２
７年７月２日受付，平成２８年２月１日受理）

（ 31 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６ 〔総

説〕

79

果実由来の機能性成分によるメタボリックシンドローム予防および改善に関する研究
平成２７年度日本食品保蔵科学会奨励賞

岸 田 邦 博＊§
＊ 近畿大学生物理工学部食品安全工学科

Studies on Prevention and Improvement of Metabolic Syndrome
with Functional Compounds in Fruits
KISHIDA Kunihiro＊§＊

Department of Science and Technology on Food Safety, Kinki University,
930 Nishimitani, Kinokawa, Wakayama 649−6493

Key words： functional compounds, phenolics, citrus limonoids, metabolic syndrome
機能性成分，フェノール性化合物，カンキツリモノイド，メタボリックシンドローム

１．は じ め にェノール抽出物（JAPE）を用いて，ラット小腸二糖類
水解酵素への阻害活性ならびに食後血糖上昇抑制作用を

メタボリックシンドロームは，今や先進国のみならず検討した３）。ラット小腸からの粗酵素液の調製はKESSLER

途上国においても拡大しており，世界がかかえる社会的らの方法に準じて行い，二糖類水解酵素活性の測定は問題のひとつである。メタボリックシンドロームの発症

DAHLQVISTの方法を参考にして実施した４），５）。JAPEは，には，食事，運動，喫煙，ストレスといった生活習慣がマルターゼ，グルコアミラーゼ，ラクターゼに対して阻大きく影響することは周知の事実であるが，栄養の過剰害作用を示し，阻害様式はそれぞれ混合型非拮抗阻害，摂取が根源にあることから，とりわけ食事を通じたメタ

不拮抗阻害，拮抗阻害であった。スクラーゼ，イソマル

ボリックシンドロームの予防や改善が重要である。野菜

ターゼ，トレハラーゼに対しては阻害作用を示さなかっや果物の摂取が心血管疾患リスクと逆相関を示すことは，た（図１）。ラットへの経口糖負荷試験では，マルトー

多くの疫学研究で支持されており，野菜や果物由来の難ス，スクロース，デンプン投与時にJAPEによる有意な

消化性糖質，植物ステロール，カリウム，ポリフェノー

血糖上昇抑制作用が認められ，グルコース投与時には，ル等の二次代謝産物が複合的に作用しているものと考え有意な影響は認められなかったことから，JAPEはグルられている１）。これらのうち，二次代謝産物は，膨大なコース吸収には影響せず，血糖上昇抑制作用は二糖類水化合物群であることから，ヒトに対する生理機能につい解酵素阻害によることが示唆された（図２）。AUC０-１２０minて未知な部分が多い。本研究は，果実由来の二次代謝産には差が認められなかったことから，JAPEは消化管か物を対象とし，ラットを用いた試験により糖代謝およびら吸収されるグルコースの総量には影響せず，消化を阻

脂質代謝に与える影響を中心に検討した。

害することにより吸収を遅延させるものと考えられた

２．ウメ由来ポリフェノール抽出物による二糖類水解酵素阻害
ウメ（Prunus mume Sieb. et Zucc.）に含まれるフェノール性化合物は，カフェ酸，p-クマル酸，フェルラ酸などのヒドロキシ桂皮酸と糖や有機酸とのエステルから
２）

おもに構成される 。梅酢より調製したウメ由来ポリフ
＊ 〒６
４
９―６
４
９
３ 和歌山県紀の川市西三谷９３０§ E-mail : kishida@waka.kindai.ac.jp（データ省略）。JAPEに含まれる多様なヒドロキシ桂皮酸エステルが二糖類水解酵素阻害に関与しているものと考えられる。

３． -クマル酸による脂質代謝改善作用
ヒドロキシ桂皮酸は，植物界に広く分布するフェノー
ル性二次代謝産物であり，様々な穀類，野菜類，果実類

80

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

1.1

9.5

Maltase0.9

1/V

Sucrase

8.5

Glucoamylase

1.9

7.5
6.5

0.7

1.4

5.5
4.5

0.5

0.9

3.5
0.3

2.5
0.4

1.5

0.1
−0.5
−0.1

（ 32 ）

0.5
0.5

−0.5
−0.2

0.8 −0.1
−0.1

0.3

0.4

1/[S]

33

90

Isomaltase

28
1/V

Lactase

80

7.5
6.5

70

5.5

23

60

18

50

4.5

40

3.5

30

2.5

13
8

20

3

10

−2
−0.5

0
−0.1 0.1
−10

1.5

3.5

Trehalase

1.5
0.5
0.3

−0.5
−0.2

0.8

1.8

1/[S]
図１ JAPEによる二糖類水解酵素阻害のLineweaver-Burkプロット［S］，基質濃度，mM or !/!；V，１分間にタンパク１!あたり加水分解した基質量（µmol・min−１・!−１）または１分間にタンパク１!あたり遊離したグルコース量（µmol･
min−１・!−１）；，コントロール；□，JAPE１!/!添加；△，JAPE２!/!添加に含まれることから，私たちが日常的に摂取している化およびChol濃度がp-クマル酸群で低い傾向が認められた。

合物であるといえる。ヒドロキシ桂皮酸の一種である p-

リン脂質濃度は，両群に差は認められなかった（表１）。

クマル酸は，非栄養素であるにもかかわらず，消化管か肝臓での脂質代謝に関連する遺伝子およびタンパクの発らの吸収率が非常に高い特徴がある６）。また，吸収され現解析結果をそれぞれ図３〜５，図６，７に示す。脂肪た p-クマル酸は，「薬物代謝」を比較的受けにくいこと

酸生合成については，律速酵素であるACC１およびFAS,が複数の研究で示されており，投与量の２４％がインタク

MEのmRNA発現がいずれもp-クマル酸群で有意に上昇

６）
〜８）

。

していた。SCDやリポジェニック酵素の転写因子である

したがって，p-クマル酸は，bioavailableであり，生体ChREBP，SREBP１c，LXRαについては，いずれもmRNA

内での生理活性が期待できることから，ラットを用いた発現量に差は認められなかった（図３）。Chol代謝につ投与試験を実施し，脂質代謝を中心に影響を検討した。

いては，LDLrおよびその転写因子で あ るSREBP２のトの状態で尿中から回収されたという報告がある

６週齢のSD系雄性ラットにウエスタンダイエット（高mRNA発現がp-クマル酸群で有意に上昇していた。Chol

脂肪，高Chol，高スクロース食）を５週間給餌し，p-ク

生合成の律速酵素であるHMGCR，Cholトランスポータ

マル酸群には p-クマル酸を０．
２％（w/w）含んだ同様のーであるABCG５，ABCG８，ABCA１，Chol エステル合

飼料を与えた。総摂餌量，体重，肝臓重量，内臓脂肪重成に関与するACAT２のmRNA発現量は，両群に有意な量（副睾丸周囲脂肪，腎周囲脂肪，腸間膜脂肪），血糖差は認められなかった（図４）。胆汁酸生合成について

値，血清中脂質（TG，総Chol，HDL-Chol，リン脂質，

は，律速酵素であるCYP７A１のmRNA発現量がp-クマル

遊離脂肪酸）にはp-クマル酸群およびコントール群の間酸群で有意に低下していた。CYP２
７A１については，差に差は認められなかった。肝臓中脂質については，TGは認められなかった。CYP７A１の発現調節に関与する核Blood glucose level（mg/ ㎗）（ 33 ）

230*説〕 果実由来成分の機能性

Maltose

190

210
170

150

150

130

130

110

110

* <0.05
JAPE 500mg/kg

90
70

*

†
*

170

190

90
control≈0

Blood glucose level（mg/ ㎗）

〔総

50

100

70

≈

81

Sucrose*†* <0.05
JAPE 1,000mg/kg† <0.05
JAPE 500mg/kg

050control
control

100

230
Starch

210

*

190
170
150
130
110

* <0.05
JAPE 1,000mg/kg

90
70
≈
0

220
200
180
160
140
120
100
80
control 60

50
100
Time（min）

Glucose

≈
0

50
100
Time（min）

図２ JAPEによるラットの食後血糖上昇抑制効果
平均値±標準誤差（n＝６）．――◇――，コントロール；−−−−■−−−−，JAPE１０
００!/"BW；−‥▲‥−，JAPE５
００!/"BW；……×……，JAPE２
５０!/"BW

表１ 摂餌量，体重，臓器重量，血清および肝臓中脂質濃度に与えるp-クマル酸摂取の影響

Total food intake（g）
Body weight
Initial（g）
Final（g）
Liver weight（g）
Visceral fat weight（g）
Epididymal
PerinephricMesenteric
Total
Serum lipid concentrations
Triacylglycerol（!/d#）Total Cholesterol（!/d#）HDL Cholesterol（!/d#）Phospholipid（!/d#）NEFA（µEq/#）
Serum glucose concentrations（!/d#）Liver lipid concentrations（!/g）
Triacylglycerol
Cholesterol
Phospholipid

Control

p-Coumaric acidP value

９
０
１±３
０

９
０
５±２
５

NS

１
２
４９
. ±１２
.
４
９
９４
. ±１
０
３
７７
. ±１５
.

１
２
３８
. ±１３
.
４
８
４５
. ±８４
.
３
９８
. ±１３
.

NS
NS
NS

１
１４
. ±０７
.１
１
７５
. ±１３
.
７１
. ７±０５
.１
３
７７
. ±２０
.

１
１５
. ±０７
.６
１
９０
. ±０８
.６
７２
. １±０４
.９
３
７７
. ±２０
.

NS
NS
NS
NS

１
４
５±１
９
１
６
０±９０
.
５
３５
. ±６２
.
１
５
４±１
３
４
４
４±２
２
１
７
２±１
５

１
２
７±７８
.
１
７
４±１
６
５
８８
. ±４１
.
１
６
３±１
１
４
８
５±３
７
１
６
６±９５
.

NS
NS
NS
NS
NS
NS

１
１
２±６６
.
９
２０
. ±２５
.
１
３８
. ±０３
.４

９
８１
. ±３９
.
８
５５
. ±２５
.
１
３５
. ±０２
.０

００
.９
００
.９
NS

HDL, high density lipoprotein ; NEFA, non-esterified fatty acid ; NS, not significant

82

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

（ 34 ）=0.005
Relative mRNA level

3.0
2.5
1.5

pAMPK/AMPK

1.0
0.5
0.0

1

2

CC

CC

A

A

P
E
D
1c
Ra
M SC
EB BP LXR
E
Ch SR
Control
Coumaric acidS

FA

Coumaric acid

1.5
1

0

図６ AMPKのリン酸化に与える -クマル酸摂取の影響=0.007=0.028

1.5

Control

1.0
0.5
0.0

R

GC

M

H

Lr

LD

P2

B
RE

G5

BC

A
S
Control

G8

BC

2

1

A

BC

T

CA

A
A
A
Coumaric acid

Relative mRNA level

図４ コレステロール代謝に関連する遺伝子発現に与える-クマル酸摂取の影響

1.5

1.5
1
0.5

Control

Coumaric acid

図７ CYP７A１発現量に与える -クマル酸摂取の影響

0.5

1
1
Rα ＸＲ
7Ａ 27A
X
Ｆ
L
Ｐ
P
Ｙ
Ｃ
CY
Control< 0.001

0=0.0461.0

0.0

Coumaric acid

CYP7A1β-actin2
Relative protein level

Relative mRNA level

Control20.5

図３ 脂肪酸生合成に関連する遺伝子発現に与える-クマル酸摂取の影響

2.0

Coumaric acid

AMPK
pAMPK
（Thr172）
2.5=0.017=0.031

2.0

Control

差は認められなかったものの，p-クマル酸群では，リン酸化の明らかな亢進が認められた個体が観察された（図4α 11
SH LRH NF CB
H AB

２細胞において，１０µMのp-クマル酸添加によりACCのリ

Coumaric acid

ン酸化率の有意な上昇が観察されており，AMPKのリ

P1

図５ 胆汁酸生合成に関連する遺伝子発現に与える-クマル酸摂取の影響

６）。KIMらの報告では，ヒト肝癌由来細胞株であるHepG

ン酸化亢進は，４０µMのp-クマル酸添加により認められている９）。これは，AMPKのリン酸化率が統計学的に有意なレベルに至らずとも，その基質となるACCのリン酸化率が有意な差として現れたことを示唆している。本

内 受 容 体 で あ るLXRα，FXR，SHP，LRH-１，HNF-４α

研究では，ACCのリン酸化については検討していないや胆汁酸トランスポーターであるABCB１
１のmRNA発現が，上述のACC１，FAS，MEのmRNA発現上昇は，ACC

量に差は認められなかった（図５）。AMPKのリン酸化のリン酸化に伴う脂肪酸生合成の低下に対する代償反応

率は，p-クマル酸群で大きな個体差が観察されたが，両として観察された可能性がある。これらの結果から，摂群に有意な差は認められなかった（図６）。CYP７A１タ

取したp-クマル酸が肝臓でAMPKを介した脂質代謝改善

ンパク発現量は，p-クマル酸群で有意に上昇していたを有する可能性が示唆された。Chol・胆汁酸代謝につい（図７）。脂肪酸代謝については，ACC１，FAS，MEのては，p-クマル酸群でLDLrおよびSREBP２のmRNA発

mRNA発現がいずれもp-クマル酸群で有意に上昇してお現の上昇，CYP７A１のタンパク発現の上昇が認められた

り，これは，肝臓中TGが低下傾向にあったp-クマル酸（図４，図７）。したがって，Cholから胆汁酸への代謝亢

群で，むしろ脂肪酸の合成は亢進していることを示唆す

進が肝臓中Chol低下メカニズムとして考えられる。しかるものである。AMPKのリン酸化率について，有意なしながら，血漿中Chol濃度には差が認められなかったこ

（ 35 ）

〔総説〕 果実由来成分の機能性

83と，CYP７A１のmRNA発現は p-クマル酸群でむしろ低下

漿中脂質，肝臓中脂質について，カンキツリモノイド摂

していたこと等，不明な点も多く，さらなる検討が必要

取の影響は認められなかった（表２）。肝臓での脂質代である。

謝関連遺伝子の発現に与える影響としては，HF + N群
がHF群と比較してChREBP，PPARα，FXR，LXRαの４．カンキツリモノイドによる脂質代謝関連遺伝子の変動

mRNA発現量が有意に低く，SREBP１c，ABCA１の発現量も低い傾向が示された（それぞれ ＝０．
０
６４， ＝０．
０５８，リモノイドは，ミカン科およびセンダン科の植物に含まれるトリテルペン誘導体の一群である。カンキツリモ
ノイドの生理機能として，抗菌，抗ウイルス，発ガン予
１０）防作用に加え，脂質代謝改善作用が報告されている 。

表３）。したがってノミリンは以下の代謝変動を引き起こす可能性がある。
! 脂肪酸生合成の抑制（ChREBP，SREBP１c，LXRαの発現低下または低下傾向より）

そこで，主要なカンキツリモノイドであるリモニンおよ" 脂肪酸酸化の抑制（PPARαの発現低下より）

びノミリンを用いて，ラット肝臓での脂質代謝関連遺伝# 胆汁酸生合成の亢進および抑制（それぞれFXR,

１１）子の発現に及ぼす影響を中心に検討した 。６週齢のSD系の雄性ラットを用い，高脂肪・高コレステロール食給

LXRαの発現低下より）$ HDL産生の抑制（ABCA１の発現低下より）餌下でリモニンまたはノミリンを５０%/&BWとなるよ

これらの代謝変動は，メタボリックシンドロームの予う毎日経口投与し，５週間飼育した。１群４匹としてリ防や改善に対して必ずしも好ましいものばかりではない

モニン（HF+L）群，ノミリン（HF+N）群，コントロ

ことから，動物種および系統，給餌飼料などの実験条件

ール（HF）群，標準食コントロール（NC）群の４群にを詳細に設定し，さらに検討を進める必要がある。

分けた。総摂餌量，体重，肝臓重量，内臓脂肪重量，血表２ 摂餌量，体重，臓器重量，血漿および肝臓中脂質濃度に与えるカンキツリモノイド摂取の影響

Total food intake（g）
Body weight
Initial（g）
Final（g）
Liver weight（g）
Visceral fat weight（g）
Epididymal
PerinephricMesenteric
Total
Plasma lipid concentrations
Triacylglycerol（mg/dL）
CM
VLDL
LDL
HDL
Total
Cholesterol（mg/dL）
CM
VLDL
LDL
HDL
Total
Liver lipid concentrations（mg/g）
Triacylglycerol
Cholesterol
Phospholipid

HF+ limonin

HF + nomilin

HF

NC

８
５
８±３
２

８
６
０±６
１

９
０
６±５７
.

８
０
６±１
５

２
１
３±５５
.
５
０
１±１
４
２
６２
. ±１４
. ab

２
１
５±６１
.
４
９
５±４
４
２
９９
. ±４５
. ab

２
０
９±２９
.
５
０
５±１
９
２
９３
. ±２１
. ab

２
０
２±１４
.
４
３
０±１
４
１
５３
. ±１０
. b

８１
. ８±０６
.７
１
４１
. ±１４
.
７２
. ４±０８
.４
２
９５
. ±２７
.

８３
. ６±１４
.
１
５５
. ±２７
.
８３
. ７±１１
.６
３
２２
. ±５１
.

８６
. １±０４
.７
１
４１
. ±１６
.
７５
. １±０５
.５
３
０２
. ±１６
.

９１
. ２±０７
.５
１
２６
. ±０７
.４
７５
. ５±０１
.１
２
９３
. ±１４
.

５７
. ８±１４
. ab
３
４６
. ±８４
. ab
３５
. １±０２. ５ab
１９. ８±０６
.０
４
５８
. ±９３
. ab

３０
. ４±０４
. ３ab
２
４１
. ±４８
. ab
２９
. ８±０５. １ab
１８. １±０１
.５
３
２０
. ±５７
. ab

６６
. ７±２６
. ab
４
１３
. ±１
３ab
３１
. ２±０６. ０ab
２０. ８±０４
.４
５
３２
. ±１
６ab

１
３０
. ±２２
. b
１
０
２７
. ±１
９b
７０
. ２±０９. ８b２６. ８±０４
.０
１
２
５±２
２b

４４
. ５±１３
.
７
５２
. ±２
０ab
１
９７
. ±１５
. ab
２
１９
. ±０６
. ７ab
１
２
１±２
４ab

３１
. ８±１３
.
５
８９
. ±７５
. ab
２
２８
. ±３２
. ab
２
５８
. ±３６
. ab
１
１
１±８８
. ab

５８
. ９±１９
.
６
４６
. ±６６
. ab
１
３４
. ±１６
. bc
２
６５
. ±２３
. ab
１
１
０±６１
. ab

０６
. ４±００.８９７０. ３±１４. b
８１. ０±０６
. ９c
３
５９
. ±３０
. b
５
１７
. ±２７
. b

７
７１
. ±４６
. a
９
６８
. ±９４
. a
１
５９
. ±０９
. ５a

９
３５
. ±４５
. a
１
１
０±３２
. a
１
７１
. ±０４
. ９a

１
０
１±１
０a
１
０
９±３０
. a
１
６７
. ±０４
. ７a

１
２６
. ±２７
. b
１７
. ８±００
.４
８b
２
１７
. ±０１
. ９b

平均値±標準誤差（n＝４） HF, 高脂肪高コレステロール食NC, 標準食
CM, chylomicron ; VLDL, very low density lipoprotein ; LDL, low density lipoprotein ; HDL, high density lipoprotein 異なる文字間に有意差あり（ ＜００
. ５）

84

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
２ NO．
２ ２
０
１
６

（ 36 ）

表３ カンキツリモノイド摂取が肝臓での脂質代謝関連遺伝子の発現に与える影響
Gene Symbol
ACC１
FAS
SCD１
ME１

HF+ limonin
a

６
３８
. ±５６
.
５
６１
. ±２
０ab
９
２３
. ±１
２
８
０４
. ±１
０a
a

SREBP１c
ChREBP
HMGCR
LDLr
SREBP２
PPARα
CPT１a
FXR
LXRα

９
５８
. ±１
７
８
５７
. ±２０
. ab
９
８４
. ±５５
. a
１
０
３±５０
. a
８
６２
. ±５７
. a
７
８５
. ±７４
. ab
８
２７
. ±１
５
８
５９
. ±７６
. ab
８
３１
. ±３１
. ab

SHP
LRH-１
HNF４α
CYP７A１
CYP２
７A１
ABCA１

６
５３
. ±７８
.
１
０
５±６２
.
１
１
７±６１
.
９
７７
. ±１
８
８
７０
. ±４６
.
９
６５
. ±４７
. ab

ABCG５
ABCG８
ABCB１
１
MTTP
DGAT１
DGAT２
ACAT２
CD３
６

１
２
８±３
５a
１
４
６±４
３
１
１
５±１
０
９
８７
. ±８４
. ab
１
１
３±８９
.
９
５３
. ±１
６ab
１
１
７±８６
. a
９
０９
. ±３
０

HF + nomilin

HF

NC

a

ab

６
８２
. ±２０
.
３
６５
. ±４６
. a
６
８３
. ±８０
.

１
０
０±２
４
１
０
０±４
５ab
１
０
０±８９
.

１
６
９±３
２b
２
８
４±９
２b
６
８１
. ±２
０

９
２４
. ±６３
. a
５
５２
. ±８０
. ab
６
９９
. ±４１
. a
９
０７
. ±４４
. a
５
９１
. ±７７
. a
８
０６
. ±３２
. a
６
１８
. ±９５
. a
７
５２
. ±５０
.
７
０１
. ±７４
. a
６
５８
. ±３４
. a

１
０
０±１
０a
１
０
０±１
５a
１
０
０±２６
. b
１
０
０±１
１a
１
０
０±２
０a
１
０
０±８７
. ab
１
０
０±９４
. b
１
０
０±１
２
１
０
０±３４
. b
１
０
０±２８
. b

３
１
６±４
２b
３
３±２０
. b
１
３
２±１
０c
４
５
３±２
０b
１
８
４±１
５b
１
３
０±１
６b
６
０４
. ±８０
. a
１
０
７±１
５
９
６２
. ±８８
. ab
８
２４
. ±１
０ab

６
６８
. ±３
２
１
０
７±１
１
８
０１
. ±１
２
７
２０
. ±２
０
９
２８
. ±１
４

１
０
０±１
８
１
０
０±７６
.
１
０
０±１
０
１
０
０±３
２
１
０
０±７０
.

３
０４
. ±９０
.
１
３
３±１
８
８
７３
. ±７０
.
８
６９
. ±３
７
１
２
４±１
３

７
６９
. ±６４
. ab
５
７２
. ±２７
. ab
６
４７
. ±１
２
８
９３
. ±１４
.
８
７７
. ±４４
. a
９
８２
. ±４２
.
７
２２
. ±４８
. a
１
０
２±１
０a
１
２
１±２
５

１
０
０±４６
. a
１
０
０±２
１a
１
０
０±３
０
１
０
０±７３
.
１
０
０±２４
. ab
１
０
０±３６
.
１
０
０±５１
. ab
１
０
０±４６
. a
１
０
０±７５
.

７
５８
. ±６４
. b
１
９１
. ±６２
. b
９
４８
. ±３
６
１
１
６±１
５
１
３
１±１
２b
９
４６
. ±１
２
１
１
５±９９
. b
５
６
０±１
０
０b
５
８２
. ±４８
.

平均値±標準誤差（n＝４） HF, 高脂肪高コレステロール食；NC, 標準食
mRNA 発現量は RPS１８の発現量に対して標準化
異なる文字間に有意差あり（ <００. ５）

５．お わ り に
医食同源といわれるように食事と健康には密接なつな

ACAT２：Acetyl-CoaAcetyltransferase２
ACC１：Acetyl-CoA Carboxylase１
AMPK：AMP-activated Protein Kinaseがりがある。果実の摂取が健康増進に一定の役割を果た

CD３
６：Cluster of Differentiation３
６

していることは，多くの疫学研究から支持されている。

CPT１a：Carnitine Palmitoyltransferase１a

しかし，果実に含まれる多様な成分，特に二次代謝産物

CYP２
７A１：Cytochrome P４
５
０２
７A１

の生理機能については，まだまだ解明されるべき点が多CYP７A１：Cytochrome P４
５
０７A１

く残されている。メタボリックシンドロームの予防・改ChREBP ： Carbohydrate-Responsive Element-Binding

善のための食品選択に根拠を与える研究を目指したいと考えている。

Protein
Chol：Cholesterol
DGAT：Diglyceride Acyltransferase

謝

辞本研究の遂行にあたり，多くの方々よりご指FAS：Fatty Acid Synthase

導を賜りました。ここに記して厚く御礼申し上げます。

FXR：Farnesoid X Receptor
HMGCR：３-Hydroxy-３-Methylglutaryl-CoA Reductase

略語一覧

HNF-４α：Hepatocyte Nuclear Factor-４α

ABCA１：ATP-Binding Cassette, Subfamily A Member１

JAPE：Japanese Apricot Phenolic Extracts

ABCB１
１：ATP-Binding Cassette, Sub-family B Member１１

LDLr：Low Density Lipoprotein Receptor

ABCG５：ATP-Binding Cassette, Subfamily G Member５

LRH-１：Liver Receptor Homolog-１

ABCG８：ATP-Binding Cassette, Subfamily G Member８

LXRα：Liver X Receptor α（ 37 ）

〔総説〕 果実由来成分の機能性

systems,

ME : Malic Enzyme

85

Biophys Acta, ５
０
６, １
３
６〜１
５
４

Biochim

MTP：Microsomal Triglyceride Transfer Protein

（１
９
７
８）

PPARα：Peroxisome Proliferator-activated Receptor α５）DAHLQVIST, A. : Method for assay of intestinal
disaccharidases, Anal Biochem, ７, １
８〜２
５（１
９
６
４）

SCD：Stearoyl-CoA Desaturase

６）GARRAIT, G. et al . :SHP：Small Heterodimer Partner

Gastrointestinal absorption

SREBP１c：Sterol Regulatory Element Binding Protein１c

and urinary excretion of trans - cinnamic and p-

SREBP２：Sterol Regulatory Element Binding Protein２

coumaric acids in rats, J Agric Food Chem, ５
４, ２
９
４
４
〜２
９
５
０（２
０
０
６）

TG：Triglyceride７） KONISHI,
文１）WHO :献Y. ,HITOMI,Y.

andYOSHIOKA,

E. :Intestinal absorption of p-coumaric and gallic acids

Diet, nutrition and the prevention ofchronic diseases, World Health Organ Tech Rep Ser,９１
６, i-viii, １〜１
４
９（２
０
０
３）

in rats after oral administration, J Agric Food Chem,
５
２, ２
５
２
７〜２
５
３
２（２
０
０
４）
８）KONISHI, Y., ZHAO, Z. and SHIMIZU, M. : Phenolic２）MITANI, T. et al . : Phenolics profile of mume,acids are absorbed from the rat stomach withJapanese apricot（Prunus mume Sieb. et Zucc．）

different absorption rates, J Agric Food Chem, ５
４,fruit, Biosci Biotechnol Biochem, ７
７, １
６
２
３〜１
６
２
７

７
５
３
９〜７
５
４
３（２
０
０
６）
９）KIM, J. H. et al . : Sasa quelpaertensis and p-

（２
０
１
３）
３）KISHIDA,K.

etal . :

Phenolic

extractfromcoumaric acid attenuate oleic acid - induced lipid

Japanese apricot fruit （ Prunus mume Sieb Et

accumulation

Zucc．
）inhibits disaccharidase activity in the small

Biochem, ７
７, １
５
９
５〜１
５
９
８（２
０
１
３）

intestine and suppresses the postprandial elevationin

HepG２ cells,

１０）MANNERS, G. D. :Biosci

Biotechnol

Citrus limonoids :analysis,of glucose levels in rats, Food preservation science,

bioactivity, and biomedical prospects, J Agric Food

４
０, １
１
９〜１
２
５（２
０
１
４）

Chem, ５
５, ８
２
８
５〜８
２
９
４（２
０
０
７）

４）KESSLER, M. et al . : A modified procedure for１１）岸田邦博・鈴木雅也・井原勇人・尾崎嘉彦：ラット

the rapid preparation of efficiently transporting

肝臓脂質代謝関連遺伝子発現に与えるカンキツリモ

vesiclesfrommembranes.
properties

small

Their
of

intestinaluse

D-glucosebrushborderininvestigating

andcholinesometransport

ノイドの影響，日本食品保蔵科学会誌，４
１，５
１〜５
８
（２
０
１
５）