博 士 （ 環 境 科 学 ） 江 口研 太 郎
学 位 論 文 題 名

機 能性 飼 料開発 に向けたト ウモロコシ およびソバにおけるポリフェノールに関する分析手法の確立と植物生理学的研究
学位論文内容の要旨
楢 物に含 まれる 二次代 謝産粥 ずであるポリフウノー)IA
ま植物の生育に不面坎な物質ではないもの の，紫 外線な どの環境 ストレ スから 植物組 織を保 護するために蓄瞶されると考えられている．
ま た ， ポリ フ ェ ー ノー ル は 動 物に 摂取さ れるこ とによ り体内 で淵断 鯛など の髑i旨 幽乍潤 を示
す こ と が知 ら れ て いる ． そ こ で本 研究で は機能 陸鯡I開 発に向 けて， トウモ 口コシ および ソバ
におけるポリフェノールの分析手法の確立を中心として穆院を行った．
まずベルー，中国：韓国および日本の紫トウモロコシ在う陶聾のアントシアニン含量；ポリフ

ェ ノ ー ル含量 並びに DPPHラジカ ル消去 活性の 変異を 調査し ，ペル ー産の紫 トウモ ロコシ 在来腫
が 機お旨 幽襴に 優れるこ とを明 らかに したそ こでベル一由来の遺伝資源をもとに機お旨陸に優れ る紫ト ウモ口 コシ品種 の迅速 的な育 成を目 的とし て，紫トウモロコシに含まれるフラポノイド系 ポリフ ェノー ル，アン トシア ニンに ついて ，近赤 外分光分析を用いた迅速定量法を開発した・
こ の手法により従来の有機撒菓を用いた機a眺ヒ成分の抽出定量を行う必要lめ淞くなり，低コストで 身 体 にも安 全な方 法で定 量値を 推定する ことが 出来る ように なった 測定対 象物は 赤色色 素であるため，可視光のみで推定精度Iあも分に高かった．しかし，近赤外光のみでも推定精度は高く，また，司視I近蔚汐け琶の全波長域を使うことにより，推定精度はさらに高まることカミ明らかになった ． DPPHラジカル 消去浩 陸にっ いても 近赤外 分光分 析法に よる推 定式を作 成した ．紫ト ウモロ
コ シは晦蘇と茎葉にアントシアニンを多く含．み，子実にはあまルアントシアニンを蓄積しない．
紫 トウモ 口コシ のDPPHラジ カル消 去濳出 ヨ；主 にアントシアニンを起因とするため，子実では精度の高Iゝ推定式は作成できなかった．すなわち，近赤タ衫け髟淋斤法を紫トウモロコシの育種現場ヘ 導入す る場合 は穂芯と 茎葉で は，ア ントシ アニン 含量と DPPHラジカ ´1琲匏 封旨陸については精 度 良 く推定 できる が；子 実のア ントシア ニン含 量とDPPHラジカ ル消封旨 陸に関 しては 近赤外分 光 分 析 法 で 推 定 で き な い た め ， 紫 色 の 濃 淡 は 目 視 に よ る 判 別 が 適 す る と 考え ら れ た ．
ア ントシ アニン を多く 含有す る紫トウ モロコ シとア ントシアこンを含まない通常のトウモロコ―123―

シを材料とし て，サイレージ誘製を行った ．その結果；サイレージ発 辞してもアントシアニンが発酵品質を左 右することはないことが明ら かとなった．植物に含まれ る機能陸成分は人間だけでな く家 畜に も有 効 陛カ 沫さ れて おり ， 今後 紫ト ウモ ロコ シ は農 作吻 として だけでなく飼料作物としても役割滴まると期待される，ソバ を材 料と し て， 紫外線照射を環鍛因とし たアントシアニン含量の変動 解析を行った．その 結果 紫外 線照 射 の厳 しい頂部では，全アント シアニン含量（シアニジン3‑グルコシドとシアニジン‑3‑)レ チノシド）に対して，結合糖が1つのアントシアニン（シアニジン‑3‑グルコシド）よりも結合糖カセっのアントシアニン（シアニジンー3‑)レチノシド）の害帷n嫡くなった．すァよわち，ア ント シア ニン は 茎葉 部位ごとおよび生育ステ ージごとに，外的環境に応じ た特異的な糖§黼成 を有 し， 植物 嚮 哉の 保護に対応していると考 えられたこのことから，ソバ 植吻体の上部は二糖の結合糖か らなるアントシアニンが多いため，機お眺瞳ヰ料としてソバ茎葉を利用するに借地際
ではなく生育の盛んなヒ部の茎葉カ¥‑すると考えられた．
また，ソバ に含まれるキノン系ポリフウ ノーリレであるファゴピリ ンに着目し，高速黼クロマ
トグラフイー を使った正確な定量法を開発した．ダッタンソパよりも普通ソバのカカミファゴピリ
ン含量は少な いことが明らかになった．ま た，ソパの穀実には光線過 駒蓋を誘発するフんゴピリ
ンはほとんど 含まれてないことが明らかと なった．すなわち，ソバの 穀実はルチンなどの機能陸作用物質カ渉 く含まれなお且Iつ，ファゴ ピリンをほとんど含まないこ とから機能性作用の高い濃厚飼料とし ての利用が想定された．本研 舞に得られたファゴピリン の正確な定量分析法を用いて，フんゴピリンを欠失したソバを拐覊J‑ることカゞ出来捫lf弌穀実だけ・でなく茎葉も含めたホールクロップとして飼料ソパカ轍される・可能性もある．
以L本研究か ら、，飼料添孵吻に依存し ない健全な飼料生産技術体系 を確立するためのーつの方法として、 トウモロコシやソバから機能 1陸飼料を生産する技を開発 するのに必要な基礎的な研究知見カ潟られたI‑ 124 ‑

学 位論文審 査の要旨
主査
副査
副査
副査
副査

教授
教授
教授
助教
助教

山田 敏 彦上田宏

荒木肇

星野 洋 一 郎
高橋 公 咲 （大 学 院農 学研究 院）

学 位論 文題名

機能 性 飼料開発 に向けたト ウモロコシ およびソバ におけ るポリフェノールに関する分析手法の確立と
植物生 理学的研 究植 物 に含 ま れ る二 次 代 謝産 物 で あ るポ リ フ ェノ ー ルは ，植物の 生育に 不可欠な 物質で はな
いも のの， 紫外線な どの環境 ストレ スから植 物組織 を保護す るため に蓄積さ れると考 えられ
てい る．ま た，ポリ フウノー ルは， 動物に摂 取され ることに より体 内で抗酸 化作用な どの機能性 作用を 示すこと が知られ ている ．そこで 本研究 では，機 能性飼 料開発に 向けて， トウモ
口 コ シお よ び ソバ に お ける ポ リ フ ェノ ー ル の分 析 手法 の確立を 中心と して研究 を行っ た・
まず ，ペル ー，中国 ，韓国 および日 本の紫ト ウモロ コシ在来 種のア ントシア ニン含 量，ポリ フ ェノ ー ル 含量 並 び にDPP
Hラジカル 消去活 J
陸の 変異を調 査し， ペルー産 の紫ト ウモ口コシ在 来種が 機能性作 用に優れ ること を明らかにした．そこで，ベル←―由来の遺伝資源をもとに機 能陸に 優れる紫 トウモ口 コシ品 種の迅速 的な育 成を目的 として ，紫トウ モロコシ に含まれる フラポ ノイド系 ポリフェ ノール ，アント シアニ ンについ て，近 赤外分光 分析を用 いた迅
速定 量法を 開発した ．この手 法によ り従来の 有機溶 媒を用い た機能 性成分の 抽出定量 を行う
必要 がなく なり，低 コストで 身体に も安全な 方法で 定量値を 推定す ることが 出来るよ うにな
った ．測定 対象物は赤色色素であるため，可視光のみで推定精度Iま充分に高かった．しかし，近赤 外光の みでも推 定精度は 高く， また，可視・近赤外光の全波長曦を使うことにより，推定精 度 はさ ら に 高ま る こ とが 明 ら か にな っ た ．DPPH
ラ ジカル 消去漕 陸につい ても近 赤外分光
分析 法によ る推定式 を作成し た．紫 トウモ口コシは穂芯と茎葉にアントシアニンを多く含み，子 実 には あ ま ルア ン ト シア ニ ン を 蓄積 し な い． 紫 トウ モ口コシ のDPPH
ラジ カル消 去潛陸は― 125―

主 に アント シアニン を起因 とするた め，子 実では精 度の高 い推定式 は作成で きなか った．すなわ ち，近赤 外分光 分析法を 紫トウ モ口コシ の育種現場へ導入する場合は，穂芯と茎葉では，
アン トシアニ ン含量 とD
PP
Hラジカ ル消 去濳I生につ いては精 度良く推 定できるが，子実のアン ト シア ニ ン 含量 と DP
PHラ ジカ ル 消 去活 陸 に 関 して は 近 赤外 分光分析 法で推 定できな いため， 紫包の濃 淡は目 視による 判別が 適すると 考えられ た．
アン トシア ニンを 多く含有 する紫ト ウモロ コシとア ントシ アニンを 含まな い通常の トウモ
口 コ シを材 料として ，サイ レージ調 製を行 った．そ の結果 ，サイレ ージ発酵 しても アントシアニ ンカ鏐齬 季品質 を左右す ること はないこ とが明らかとなった．植物に含まれる機能性成分
は 人 間だけ でなく家 畜にも 有効性が 示され ており， 今後， 紫トウモ 口コシは ，農作 物としてだけ でなく飼 料作物 としても 役割が 高まると 期待され る．
ソバ を材料と して， 紫外線照 射を環 境要因としたアントシアニン含量の変動解析を行った．
その 結果，紫 外線照 射の厳し い頂部 では，全 アントシ アニン 含量（シ アニジン‑3‑グルコシドとシ アニジン ‑3‑
ル チノシド ）に対 して，結 合糖が1つの アントシ アニン （シアニジン‑3‑グルコシ ド）より も結合 糖カセっ のアン トシアニ ン（シア ニジン ‑3‑ルチ ノシド）の割合は高くなっ た ．すな わち，ア ントシ アこンは ，茎葉 部位ごと および 生育ステ ージごと に，外 的環境に応 じ た特異 的な糖鎖 構成を 有し，植 物組織 の保護に 対応し ていると 考えられ た．こ のことから， ソバ植物 体の上 部は二糖 の結合 糖からな るアントシアニンカミ多いため，機能性飼料として ソ バ茎 葉 を 利用 す る には 地 際 では な く 生育 の 盛 ん な上 部 の茎葉 が適する と考え られた．
また ，ソパに 含まれ るキノン 系ポリ フェノーノレであるフんゴピリンに着目し，高速液体ク
口 マ トグラ フイーを 使った 正確な定 量法を 開発した ．ダッ タンソバ よりも普 通ソパ の方がファ ゴ ピリン 含量は少 ないこ とが明ら かにな った．ま た，ソ バの穀実 には光線 過敏症 を誘発する フ ァゴピ リンはほ とんど 含まれて ないこ とが明ら かとな った．す なわち， ソバの 穀実はル
チン などの機 能l生作用物 質が多く 含まれ ，なお且 つ，フ ァゴピリ ンをほとんど含まないことか ら 機能性 作用の高 い濃厚 飼料とし ての利 用が想定 された ．本研究 で得られ たファ ゴピリンの 正 確な 定 量 分析 法 を 用い て ， ファ ゴ ピ リン を 欠 失 した ソ バを探 索するこ とが出 来れ噛穀実 だ け で な く 茎 葉 も 含 め たホ ー ル クロ ッ プ と して 飼 料 ソパ が 認 知さ れ る 可能 性 も ある ．
以上 ， 本 研究 で は 、飼 料 添 加物 にf存しな い健全な 飼料生 産技術体 系を確 立するた めのー
つ の 方法と して、ト ウモ口 コシやソ バから 機能陸飼 料を生 産する技 術を開発 するの に必要な
基 礎 的な研 究知見が 得られ た，これ らの知 見は、今 後、機 能性飼料 の開発に 貢献す ることが期待 される。
よっ て，申 請者は 博士（環 境科学） の学位 を受ける のに充 分な資格 を有す るものと 判定した。

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