（ 1 ）89

日本食品保蔵科学会誌
４
１

VOL．

会
長
編集委員長
編集委員

３

NO．

!井 陸雄

太田 英明
石田
裕
津久井亜紀夫

副

会

長

稲熊 隆博
東尾 久雄

太田

英明

小宮山美弘

早坂

薫

井上 茂孝
古庄
律

今堀 義洋
松田 茂樹

竹永

章生

＜報
文＞
ラット神経膠腫細胞に対する山菜抽出物のアポトーシス誘導効果…………………………………………（９１）／名取貴光・中川裕子・桜林ひかる・福井 智
野田聖子・窪島愛華・戸澤一宏・仲尾玲子＜報文＞（英文）
カンキツ果実における細胞間隙体積の推定モデル …………………………………………………………（１０３）／ディルパン アンディ・疋田慶夫・千葉浩徳・小川幸春＜技術報告＞
生姜汁を用いた牛乳ゲルの形成について ……………………………………………………………………（１１１）／山田徳広・永島伸浩・志垣 瞳・稲熊隆博＜技術報告＞（英文）
白色反射シートのカーテン処理によるワイン用ブドウ カベルネ・ソービニヨン の着色促進効果およびワイン品質 ……………………………………………………………………………（１１７）／松本敏一・石原 藍・安部紀夫
桜井尚史・三島晶太・秋廣高志＜講
座＞
HACCP教育講座（９） HACCP普及の取組みについて …………………………………………………（１２３）／梅田浩史＜文献抄録＞ ……………………………………………………………………………………………………（１２９）＜会
告＞ ……………………………………………………………………………………………………（１３０）

90

（ 2 ）

Food Preservation Science

CONTENTS OF VOL．
４
１ NO．
３（２
０
１
５）
＜Article＞（Japanese）
Induction of Apoptosis by Extracts of Edible Wild Plants in C６ Glioma Cells
NATORI Takamitsu, NAKAGAWA Yuko, SAKURABAYASHI Hikaru, FUKUI Satoru,
NODA Seiko, KUBOJIMA Aika, TOZAWA Kazuhiro and NAKAO Reiko ……………………（９１）＜Article＞（English）
Mathematical Modeling of Intercellular Space Volume of Citrus Fruits
DIRPAN Andi, HIKIDA Yoshio, CHIBA Hironori and OGAWA Yukiharu ……………………（１０３）＜Technical Report＞（Japanese）
Preparation of Milk Gels by Incubating a Mixture of Milk and Ginger Juice
YAMADA Norihiro, NAGASHIMA Nobuhiro, SHIGAKI Hitomi and INAKUMA Takahiro （１１１）＜Technical Report＞（English）
Effects of Curtain Treatment with White Reflection Sheets
in Improving Berry Coloration and Wine Quality in ‘Cabernet Sauvignon’ Grapes
MATSUMOTO Toshikazu, ISHIHARA Ai, ABE Norio, SAKURAI Takafumi,
MISHIMA Shota and AKIHIRO Takashi ……………………………………………………………（１１７）＜Serialization Lecture＞（Japanese）
Approach to the Promotion of HACCP
UMEDA Hiroshi …………………………………………………………………………………………（１２３）（ 3 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５ 〔報

文〕

91

ラット神経膠腫細胞に対する山菜抽出物のアポトーシス誘導効果
名 取 貴 光＊１§・中 川 裕 子＊２・桜林ひかる＊１・福 井
智＊１
野 田 聖 子＊１・窪 島 愛 華＊１・戸 澤 一 宏＊３・仲 尾 玲 子＊１＊１ 山梨学院大学健康栄養学部管理栄養学科＊２ 山梨学院短期大学食物栄養科＊３ 山梨県森林総合研究所

Induction of Apoptosis by Extracts of Edible Wild Plants in C6 Glioma Cells
NATORI Takamitsu＊１§ , NAKAGAWA Yuko＊２, SAKURABAYASHI Hikaru＊１, FUKUI Satoru＊１,
NODA Seiko＊１, KUBOJIMA Aika＊１, TOZAWA Kazuhiro＊３ and NAKAO Reiko＊１＊１ Department of health and nutrition, Yamanashi Gakuin University,
2−4−5 Sakaori Kofu, Yamanashi 400−8575＊２ Department of food and nutrition, Yamanashi Gakuin junior college,
2−4−5 Sakaori Kofu, Yamanashi 400−8575＊３ Yamanashi Forestry and Forest Products Research Institute,
Saisyoji Fujikawa-cho, Minamikoma-gun, Yamanashi 400−0502
Many edible wild plants have been consumed as food. It has been reported that these plants haveantioxidants, antitumor and antibacterial activities. First, we examined the DPPH radical scavenging
activity and total polyphenol contents in １
４ species of edible wild plants, which were collected fromthe Yamanashi prefecture. A significant correlation between antioxidant activity and polyphenol
content was observed. Moreover, Akebia quinata, Pteridium aquilinum, Adenophora triphylla, Cacaliadelphiniifolia, Allium victorialis, Hosta sieboldiana, Vinca minor and Acer maximowiczianum were found tohave significant antitumor effects against C６ glioma cells. The decrease of cell viability raises two
possibilities-induction of cell death or growth retardation. We then subjected the extracts to propidium
iodide （PI） and calcein-AM staining to distinguish between dead and live cells, respectively. The
extracts from A. maximowiczianuminduced an increase in the number of PI-positive cells. Moreover,activation of caspase ３ and translocation of phosphatidylserine were observed in the extract-treatedcells suggesting that apoptosis might be the reason for decreased cell viability. On the other hand,
extracts of A. victorialis, H. sieboldiana, and V. minor induced abnormalities in the cell cycle in the G２/
M phase of cell cycle. Our data suggest that the antitumor effect of the edible wild plants might bethrough the induction of apoptosis and cell cycle abnormalities.
（Received Oct. １５, ２０
１４；Accepted Feb. １２, ２
０
１
５）
Key words：polyphenol, apoptosis, edible wild plant, antitumor effect, cell cycle abnormalitiy
ポリフェノール，アポトーシス，山菜，抗腫瘍効果，細胞周期異常

山菜とは，野山に自生する食用植物の総称である。日
本のみならず，アジア，ヨーロッパ，北米・南米など，している。各地域には，多種多様な山菜が存在し，古くより食用として好まれている１）。

世界のいたるところに生育している。生育する環境も々

山菜は，毎年新しく芽が出て茎が伸長する多年草に分で，山間部や平地を中心に，河川域や海岸などにも自生類される。食用に供される部分は，これらの若芽や茎先

＊１
§
＊２
＊３

〒４
０
０―８
４
７
５ 山梨県甲府市酒折２―４―５
Corresponding author, E-mail : t-natori@ygu.ac.jp
〒４
０
０―８
５
７
５ 山梨県甲府市酒折２―４―５
〒４
０
０―０
５
０
２ 山梨県南巨摩郡富士川町最勝寺２
２
９
０―１

92

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 4 ）

端部，若葉，根茎などが中心で，採取や収穫できる時期に属するクサソテツに抗酸化用や抗ウイルス作用のあるが限定される。一般に山菜は野菜類と同様に，タンパクことが報告されている３１），３２）。この他にも，アルカロイド

質や脂質が少なく，食物繊維が多いのが特徴であるが，類やサポニンなども含め様々な作用が報告されており，加えてミネラルやビタミンが多く独特の風味をもつ。ま

山菜には多種多様な生理活性物質が含まれていることがた，アクの強いものが多く，生食では苦味や渋味，酸味，推察される３３），３４）。一方で，山菜各品種の生理作用についえぐ味を強く感じるため，食用の際は，茹でる，煮る，ての検証はなされているものの，総合的に機能性を比較

揚げるなどの処理を必要とする。これによりアクのもとした研究は乏しく，その報告が期待される。

になる成分はほとんどが分解あるいは除去されるため，

今回試料採取を行った山梨県は，豊かな自然と風土に

加熱調理によって美味なものとして食することができる。

囲まれ，特色ある農林産業が発展している。降水量が少

また，各地域の農山村には伝統的に，お浸しや煮物，和なく日照時間が長いという特徴を生かし，甲府盆地から

２）
，
３）

え物など，多種多様な山菜料理が存在している。近

富士山，八ヶ岳山麓に至るまで，様々な野菜・果樹類が年，山野に自生している山菜を人工的に畑で栽培する技

栽培されている。山間部では清流を利用してクレソンや術が確立され，店頭でも販売されるようになってきた。

タラノメなどが栽培されており，野山に自生する山菜や最近では，ワサビやミツバ，フキ，ウド，セリなどの品

キノコ類は貴重な植物資源となっている。本研究では，種に加え，タラノメやワラビ，ゼンマイ，ギョウジャニ

山梨県内で採取しうる山菜を対象に，その生理機能につンニクなども栽培が可能となり，都会でも貴重な山菜をいて検討を行った。山梨県内で採取した１４種類の山菜に入手することができるようになってきている。また，山ついて検討を行ったところ，ポリフェノール含有量と抗菜は食用としての利用に加え，薬用としても古くより用酸化活性に高い相関がみとめられた。また，腫瘍細胞にいられており，身近な民間療法の薬用食品として食され対する増殖抑制効果の検討を行ったところ，多数の山菜ている２），３）。

に顕著な増殖抑制効果が確認された。特に，ワラビにおまた，消費者の健康志向が高まり，食品成分のもつ

いては顕著なアポトーシスが誘導されていた。さらに，

様々な機能性に対する関心が高まってきている。自身の細胞周期に対する影響を検討したところいくつかの山菜

健康や身体の機能に関係するため，大変興味も高く，食において細胞周期の異常がみとめられ，腫瘍細胞の増殖によって糖尿病や高血圧症などの生活習慣病を予防したが抑制されていることが明らかとなった。以上，今回得いと願う人も多い。これら機能性成分の中で最も関心のられた知見について報告する。

集まっているものとして，ポリフェノール類が挙げられ実験方法

る４）。近年では，ブドウに多く含まれるポリフェノール
類に脳神経機能の改善効果５），６）や抗ガン作用７），心疾患に

１．材料

対する予防効果８）も報告されている。また，大豆イソフ

山梨県総合農業技術センターおよび八ヶ岳薬用植物園

ラボンによる骨粗鬆症予防効果９），緑茶カテキンによるで採取した山菜（１４種類；アケビ，ミツバアケビ，ワラ

心疾患予防効果および抗がん効果１０），１１）など，食品由来成ビ，ツリガネニンジン，モミジガサ，セイヨウノコギリ

分の機能性について数多く報告がなされている。

ソウ，ワレモコウ，ヤブカンゾウ，ギョウジャニンニク，

山菜にもポリフェノールなど，身体の機能を調節しう
１
２）

オオバギボウシ，ヒメツルニチニチソウ，イカリソウ，

る成分が豊富に含まれていることが知られている 。こ

メグスリノキ，センキュウ）を試料として用いた。なお，のような背景から，山菜における薬効やその機能性にも

アケビ，ミツバアケビ，ワレモコウ，メグスリノキにつ注目が集まり，抗酸化活性や抗菌作用，抗腫瘍作用，抗いては，葉のみを使用し，それ以外の山菜については葉

変異原性作用，解毒作用，糖尿病予防効果など様々な研および茎を使用した。

究が進められている１３）〜１７）。山菜のもつ効能・機能性成分

２．試料の調製および抽出としては，フラボノイド類，アントシアニン類，カロテ

試料を凍結乾燥した後，ミルサー（IWATANI IFM-

ノイド類，アルカロイド類，サポニン，有機酸，ミネラ

７２０G-W）を用いて微粉砕した。試料１gを精秤後，８０％ルなどが挙げられる。先に挙げた山菜特有のアクは，ポメタノール４０ を加えてキュートミキサー（EYELA

リフェノール類の一種であるホモゲンチジン酸や有機酸

CM-１
０
０
０１
０分間）にかけ，遠心分離（４，０００rpm，１０分の一種であるシュウ酸に由来している１８）。

間）して上清を回収した。残渣に再び８０％メタノール４０

これまでに，キク科に属するフキやフキノトウに抗酸!

!を 加 え て 同 様 の 抽 出 操 作 を 繰 り 返 し，ろ 紙，アブラ（KIRIYAMA４
０φm/m）にて吸引ろ過を行った。得られナ科に属するワサビに抗菌作用や解毒作用，抗腫瘍作た上清を合わせて２００ に定容しポリフェノール分析試

１
９）
，
２
０）

化作用や抗アレルギー作用，神経保護効果
２
１）
〜２
３）

用

，ウコギ科に属するウドやタラノメに抗酸化作用
２
４）
〜２
７）

や抗腫瘍作用，抗炎症作用，抗アレルギー効果，ユ!

料とした。なお，生物学的な分析においては，ポリフェ! !とな

ノール分析試料を濃縮・乾固させた後に，１００ ／リ科のギョウジャニンニクに抗腫瘍作用や抗血栓作用，るようにジメチルスルホキシド（DMSO）に再溶解さ

解毒作用２８）〜３０），ゼンマイ科に属するゼンマイやオシダ科

せ試料とした。

（ 5 ）〔報文〕 山菜抽出物のアポトーシス誘導効果

３．総ポリフェノール含量の測定

93

胞数／（カルセインAM陽性細胞数＋PI陽性細胞数）×

ポリフェノール含量は，Folin-Denis法に準じ，タン

１００）。カルセインAMでは生細胞が緑，PIでは死細胞がニン酸の検量線から相当量として算出した。各分析試料

赤色，Hoechist３３３
４２ではアポトーシス細胞が青白，細

０．
４ に，１
０％炭酸ナトリウム溶液０．
４ ，フォーリン・

胞核が濃青色にそれぞれ観察される。

チオカルト試薬０．
２ ，蒸留水３

７．ア ポ ト ー シ ス 細 胞 の 検 出（Annexin V- お よ び!

!

!
!を加え撹拌した。室温にて３０分間静置した後，反応液を９６wellプレートに移Caspase-３の検出）

し，分光マイクロプレートリーダーを用いて７
５
０nmにお

９
６ウェルプレートにC６gliomaを播種し（１万cells/

ける吸光度を測定した。同様に，タンニン酸を標準物質

well），一晩培養した。培養液１００µ を各濃度に調製し#として用いて検量線を作成し，得られた検量線から各分たサンプル添加培地に入れ換えて培養した。２４時間培養

析試料中の総ポリフェノール量を算出した。

した後，培養液を各種染色液（Annexin V-EnzoGoldを

４．DPPHラジカル消去活性の測定

無血清培地に１００倍希釈で添加した溶液（GFP-CertifiedTM!

分 析 試 料０．
１ と５００µMのDPPH（１，１−diphenyl−!

Apoptosis/Necrosis Detection Kit）または，NucViewTM

２−picrylhydrazyl）−エタノール溶 液０．
４ を 混 合 し， ４
８
８ Caspase-３ substrateを無血清培地に１００倍希釈で添
室温，暗所で３０分間反応させた。反応液を９６wellプレー加した溶液（NucViewTM ４
８
８ Caspase-３ Assay Kit）にトに移し，各抽出液の代わりにエタノール用いたものを入れ換え１
５分間CO２インキュベーター内で培養した。染対照として，分光マイクロプレートリーダーを用いて５１７色液を無血清培地に交換した後，蛍光マイクロプレート

nmにおける吸光度を測定した。同様に，標準物質としリーダーにて蛍光強度を測定し（Ex/Em：５
５
０／５
７
０nm

てTroloxを用いて検量線を作成し，得られたTroloxのまたはEx/Em : ４
８
８／５
２
０nm）
，その蛍光強度よりアポト

検 量 線 か ら 各 分 析 試 料 のDPPHラ ジ カ ル 消 去 活 性ーシス細胞の割合およびCaspase-３産生量を算出した。

（Trolox相当量）を算出した。なお，DPPH溶液は使用

８．細胞周期の解析

直前に調製したものを用いた。

!シャーレにC６gliomaを播種し（６０万cells/dish），
一晩培養した。培養液１!を各濃度に調製したサンプル
６５．腫瘍細胞に対する増殖抑制効果の評価（MTTアッセイ法）

添加無血清培地に入れ換えて２４時間培養した。培養液を腫瘍細胞モデルとしてラット由来の神経膠腫細胞株除去した後，０．
２
５％トリプシン／EDTA溶液を添加して（C６glioma）を用いた。細胞培養には，１０％新生児牛!），!）を含むpH７．４に調整したダル細胞をシャーレからはがし，ピペッティングを行い，２血清（GIBCO, USA）およびpenicillin G（５０unit／
streptomycin（５０µg／!チューブに細胞懸濁液を回収した。１，５００rpm，３min
遠心分離して上清を捨てた後，PBS溶液を加え再び細胞

ベッコ改変イーグル培地（DMEM）（Sigma）を使用しを懸濁させた。１，５００rpm，３min遠心分離して上清をた。９６wellプ レ ー ト にC６gliomaを 播 種 し（１万cells/

捨てた後，７０％エタノール溶液を加えてよく懸濁し細胞

well），一晩培養した。翌日，培養液１００µ を各濃度にを３０分間固定した。１，５００rpm，３min遠心分離して上調製した試料入り無血清培地と入れ換えて培養した。２
４

清を捨てた後，PBS溶液を加え再び細胞を懸濁させた。

#

時間後，MTT法にて生細胞数を測定した（MTT法とは，同様の洗浄操作を２回繰り返した。１，５００rpm，３min遠ミトコンドリアの還元能を利用した方法でミトコンドリ

心分離して上清を捨てた後に得られた細胞のペレットをア の 脱 水 素 酵 素 が３（- ４，５-dimethyl-２-thiazolyl）
-２，
５-

１
０
０µ のPBS溶液に懸濁した後，RNaseを０．
１ ／diphenyltetrazolium bromideを還元することを利用しるように添加し，３７℃で３０分間反応させた。PI染色溶液ている）。MTT溶液による反応を２時間行い，反応停止を添加し，３
０分間，室温，暗所で反応させた後，Tali&

液を加え一晩反応させた。５７０nmにおける吸光度を測定

reg ; Image-Based Cytometerを用いて細胞周期の解析

し，試料無添加系をコントロール（１００％）として細胞を行った。

生存率を算出した。

#

" !とな

実験結果および考察

６．蛍光顕微鏡法による細胞死判定
２４ウェルプレートにC６gliomaを播種し（６万cells/#

１．総ポリフェノール含量とDPPHラジカル消去活性

well），一晩培養した。翌日，培養液５００µ を各濃度に抗酸化活性を示す代表的な成分としてポリフェノール

調製した試料入り無血清培地と入れ換えて培養した。２４類が挙げられる。生体内ラジカルや活性酸素が病気発症

時間後，培養液５００µ を染色液（染色液５００µ ／well（５!の 無 血 清 培 地 に カ ル セ イ ンAM４µ#，Propidium
iodide（PI）６µ#，Hoechst３
３３
４
２ ５µ#を 混 合 し た もの要因であることが解明されて以来，抗酸化作用は大変の）に入れ換え２
０分間CO２インキュベーター内で反応さ

DPPHラジカル消去活性の検討を行った。山菜抽出物のせた。染色液を無血清培地に交換した後，蛍光顕微鏡観

総ポリフェノール含量をTable １に示した。アケビ，ミ察を行い，写真を撮影した。解析は，撮影画像から細胞

ツバアケビ，ワラビ，ツリガネニンジン，モミジガサ，

数を計測し，死細胞率を算出した（死細胞率＝PI陽性細セイヨウノコギリソウ，ワレモコウ，ヤブカンゾウ，ギ##

注目を浴びている３５）〜３８）。
そこで，山菜抽出物における総ポリフェノール含量と

94

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 6 ）

Table１ Polyphenol content and radical scavenging activity of extracts of edible wild plants

アケビ
ミツバアケビワラビ
ツリガネニンジン
モミジガサ
セイヨウノコギリ
ワレモコウ
ヤブカンゾウ
ギョウジャニンニク
オオバギボウシヒメツルニチニチソウ
イカリソウ
メグスリノキセンキュウ

Total polyphenols

Radical scavenging activity against DPPH

１１
,１
３ ±３
４８
.
１６
,７
７ ±１
８４
.
６
０
０ ± ７９.
６
８４ ± ２９
.
３
４
５ ±１
７２
.
１０
,７
３ ± ７３
.
２０
,０
７ ±２
０７
.
２
０
８ ± ３６.
５０ ± １２.
１
０
６ ± ６６.
８
１
０ ± ７６
.
４
１
８ ±１
３３
.
１８
,４
５ ± ７７
.
５
２
７ ±１
８１
.

０３
. １ ± ０１.２
０６
. ８ ± ００.２
０３
. ３ ± ００.８０２
. ３ ± ００.１
０１
. ３ ± ００.００４
. ２ ± ００.４
０６
. ６ ± ００.７
０１
. ０ ± ００.１
００
. ５ ± ００.０００
. １ ± ００.００２
. ８ ± ００.０００
. ８ ± ００.１
１９. ９ ± ０３.２
０２
. ４ ± ００.０

! TA eq/１００g-fresh weight） （µg Trolox eq/１００g fresh-weight）

Samples（

Akebia quinata
Akebia trifoliate
Pteridium aquilinum
Adenophora triphylla
Cacalia delphiniifolia
Achillea mllefolium
Sanguisorba officinalis
Hemerocallis fulva
Allium victorialis
Hosta sieboldiana
Vinca minor
Epimedium grandiflorum
Acer maximowiczianum
Cnidium officinaleョウジャニンニク，オオバギボウシ，ヒメツルニチニチ

る。

ソウ，イカリソウ，メグスリノキ，センキュウの抽出物

また，各山菜抽出物のDPPHラジカル消去活性についに含まれるポリフェノール含量は，それぞれ，１，１
１３±て検討したところ，アケビ，ミツバアケビ，ワラビ，ツ

３
４．
８，１，
６
７
７±１
８．
４，６
０
０ ± ７．
９，６
８
４ ± ２．
９，３
４
５±

リガネニンジン，モミジガサ，セイヨウノコギリソウ，

１
７．
２，１，
０
７
３ ± ７．
３，２，
０
０
７±２
０．
７，２
０
８ ± ３．
６，５
０±

ワレモコウ，ヤブカンゾウ，ギョウジャニンニク，オオ

１．
２，１
０
６±６．
６，８
１
０±７．
６，４
１
８±１
３．
３，１，
８
４
５±７．
７，５
２
７

バギボウシ，ヒメツルニチニチソウ，イカリソウ，メグ±１８．
１ （タンニン酸相当量）／１００g（生鮮物）であっ

スリノキ，センキュウの抽出物のDPPHラジカル消去活!

た。今回供試した山菜の中ではミツバアケビ，ワレモコ

性 は，そ れ ぞ れ，０．
３
１±０．
１
２，０．
６
８±０．
０
２，０．
３
３±

ウ，メグスリノキにおけるポリフェノール含量が高いこ

０．
０
８，０．
２
３±０．
０
１，０．
１
３±０．
０
０，０．
４
２±０．
０
４，０．
６
６±

と，一方，ヤブカンゾウ，ギョウジャニンニク，オオバ

０．
０
７，０．
１
０±０．
０
１，０．
０
５±０．
０
０，０．
０
１±０．
０
０，０．
２
８±

ギボウシのポリフェノール含量が低いことが明らかとな

０．
０
０，０．
０
８±０．
０
１，１．
９
９±０．
３
２，０．
２
４±０．
０
０µg（Trolox

った。一般に市販されている野菜に含まれるポリフェノ

換算）
/１
０
０g（生鮮物）であった。ミツバアケビ，ワレール量は生鮮物１
００g当たり，１〜４００ （没食子酸相当

モコウ，メグスリノキの抗酸化活性が高いこと，一方，量）であることが知られている。抽出方法や定量方法，

ギョウジャニンニク，オオバギボウシ，イカリソウの抗換算の方法にもよると思われるが，今回の結果より山菜

酸化活性が低いことが確認された。

!

Radical scavenging activity（DPPH）（μg Trolox eq/100g fresh-weight）の一部にはポリフェノールが豊富に含まれているといえ

次に，山菜抽出物の総ポリフェノール含量とDPPHラ2
1.5
y=0.006x-0.1
R2=0.5912
y=0.0003x+0.139
R2=0.9247

1
0.5
0

0

500

1,000
1,500
2,000
Total polyphenols（mg TA eq/100g-fresh weight）

2,500

Fig.１ Correlation between total polyphenols andscavenging activity of extracts of edible wild plants

radicalThe solid line indicates the approximate curve inclusive of all samples
whereas the dotted line shows the approximate curve excluding Acer
maximowiczianum.

（ 7 ）〔報文〕 山菜抽出物のアポトーシス誘導効果

95

ジカル消去活性の関係をFig．
１に示した。ミツバアケビ，

質の代表として知られ，抗ガン効果について広く研究さワレモコウなど，総ポリフェノール含量の高かった山菜れている。さらに，ポリフェノール類は生活習慣病の予抽出物ほどDPPHラジカル消去活性が高く，ポリフェノ防にも効果のあることが知られており，これらを豊富にール含量とDPPHラジカル消去活性の間に強い相関関係

含む食品の摂取による病気発症予防への期待は高い。

のあることが確認された（実線：R２＝０．
９
２
４
７）
。しかし，

そこで本研究では，脳で発症するガン細胞の一種であ

メグスリノキを含めた場合には低い相関関係となることるC６グリオーマ細胞を用いて山菜ポリフェノールの脳が明らかとなった（点線：R２＝０．
５９１２）。一般に，ポリ腫瘍に対する増殖抑制作用の検討を行った。本研究でモフェノール含量と抗酸化活性には高い相関のあることがデル細胞としたC６グリオーマは脳腫瘍の一種で，主な

３
９）
，
４
０）

。本検討においても，その傾向がみと治療方法は手術による摘出である。すべてのグリオーマ

められたが，メグスリノキのみが際立って抗酸化活性がを脳内から取り除くことは難しいこと，また，放射線治高い結果となった。一般にポリフェノール以外の抗酸化療に対して抵抗性をもつこと，特効薬（抗がん剤）がな

物質として，カロテノイド，ビタミンC，ビタミンE，いことが問題となっており，その治療方法の開発が望まアミノ酸の一部などが知られている。AKAZAWAらは，れている。

知られているはじめに，C６gliomaの細胞培養 系 に 山 菜 抽 出 物 をメグスリノキにカテキンとともにα-トコフェロールが含! !となるように添加し２４時間培養した

まれていること，また，AcerosideやAcerogeninという

０．
１，０．
２，０．
４ ／

ジアリルヘプタイドが含まれ，これらの物質が抗酸化性際のコントロールに対する細胞生存率および５０％細胞生を示すことを報告している４１）。メグスリノキが示した高存 率 濃 度（CC５０；５０％cytotoxicity concentrations）をい抗酸化活性はこれらの物質によるものと考えられる。

Fig．
２に示した。各山菜抽出物を０．
４ ／２．腫瘍細胞の細胞生存率に対する影響

添加した際の細胞生存率は，コントロール，アケビ，ミ! !となるように悪性腫瘍（ガン）は，日本人の３大死因の一つであり，

ツバアケビ，ワラビ，モミジガサ，セイヨウノコギリソ

脳卒中および心疾患とならび治療が期待される疾病の一ウ，ワレモコウ，ヤブカンゾウ，ギョウジャニンニク，つである。このガンの発症には活性酸素種が深くかかわ

オオバギボウシ，ヒメツルニチニチソウ，イカリソウ，っていることが知られている。生体内に活性酸素種が過メ グ ス リ ノ キ，セ ン キ ュ ウ，そ れ ぞ れ，１００．
０±

剰に蓄積すると細胞内レドックスのバランスが変化し，

９．
１，１
２．
５±１
０．
０，８
０．
６±７．
９，５
８．
７±１
２．
８，６
８．
４±

細胞内脂質やタンパク質の構造変化と機能不全がおこる。 １
２．
８，６
１．
１±１
２．
０，１
０
７．
９±１
９．
１，７
６．
０±２
１．
４，９
２．
３±
１
４．
５，４
２．
６±１
０．
５，４．
９±２
１．
１，２
４．
１±１
１．
８，７
７．
６±
８．
３，５
５．
２±１
８．
３，８
５．
１±１
０．
３％であっ た。ま た，各 山

0.1mg/mℓ

0.2mg/mℓ

0.4mg/mℓ

140
120
100
80
60
40
20

センキュウ

メグスリノキ

イカリソウ

ヒメツルニチニチソウ

オオバギボウシ

ギョウジャニンニク

ヤブカンゾウ

ワレモコウ

モミジガサ

セイヨウノコギリソウ

ツリガネニンジン

ワラビ

ミツバアケビアケビ

0CC50 ― 0.31 3.33 0.52 0.65 0.53 0.97 1.30 1.63 0.35 0.16 0.20 0.88 0.43 1.43
Control

Relative ratio（% of control）

また，これらの影響がDNAの損傷に及ぶと細胞のガン化がおこる。ポリフェノールは活性酸素種を除去する物

Fig.２ Effects of extract of edible wild plants on the viability of C６
glioma cells
The cells were treated with extracts from edible wild plants at theindicated concentrations for ２
４ h, and the cell viability was quantified
with an MTT assay. The values are represented as mean ± SD incomparison to the untreated cells （ control ）. CC５０ showed ５０％
cytotoxicity concentrations.（＊p＜００. ５, ＊＊p＜００. １, ANOVA）.

96

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 8 ）

菜抽出物添加時のCC５０は，それぞれ，０．
３
１，３．
３
３，０．
５
２，

護効果を発揮するポリフェノールまたはその他の物質が

０．
６
５，０．
５
３，０．
９
７，１．
３
０，１．
６
３，０．
３
５，０．
１
６，０．
２
０，０．

含まれているか，または抗ガン作用が発揮されないポリ

８
８，０．
４
３，１．
４
３であった。アケビ，ワラビ，ツリガネニ

フェノールが含まれているのかもしれない。

ンジン，モミジガサ，ギョウジャニンニク，オオバギボ

本検討の結果から，山菜に含まれるポリフェノール類

ウシ，ヒメツルニチニチソウ，メグスリノキの山菜抽出のすべてが抗腫瘍活性を示すわけではないことが推察さ物に顕著な細胞生存率の低下がみとめられた。オオバギ! !，続いて，ヒメツれる。ポリフェノールは，高分子として存在しているもボウシのCC５０が最も低く，０．
１６ /のも多く，また配糖体として存在するものも多い。そのルニチニチソウ，アケビ，ギョウジャニンニク，メグス

ため成分によって，細胞に取り込まれていない可能性も

リノキ，ワラビ，モミジガサの順であった。また，初代考えられる４４）。細胞への影響については物質の存在形態

培養グリア細胞系（正常細胞）に山菜抽出物を添加してを考慮しなければならないと考えられる。

２
４時間後の細胞生存率を測定したところ顕著な低下は認

３．蛍光顕微鏡を用いた生死細胞判定

められなかった。従って，正常細胞に対する毒性は低いと考えられる（データ記載なし）。

山菜抽出物を添加して培養した際の生細胞および死細胞を蛍光顕微鏡にて撮影し，得られた画像より死細胞のTable１に示したように，アケビ，ワラビ，ツリガネ割合を算出した。結果をFig．
３に示した。なお，代表的ニンジン，ヒメツルニチニチソウ，メグスリノキは，ポな蛍光撮影画像としてコントロール，アケビ，ワラビ，

リフェノール含量も高く，顕著な細胞生存率の低下がみオオバギボウシ，メグスリノキをあわせて示した。コンとめられた。久保田らは，重量の約７割がエピカテキン，

トロール，アケビ，ミツバアケビ，ワラビ，モミジガサ，

エピガロカテキンといったカテキン類で占められる緑茶

セイヨウノコギリソウ，ワレモコウ，ヤブカンゾウ，ギ

熱水抽出物をヒト肝ガン細胞（HepG２）の培養系に添加ョウジャニンニク，オオバギボウシ，ヒメツルニチニチ

（０．
１ /

ソウ，イカリソウ，メグスリノキ，センキュウ，それぞ! !の濃度）すると細胞の生存率が顕著に低下す
４２）ることを報告している 。本実験に供試した山菜抽出物

れの死細胞の割合は，０．
５
２±１．
３
２，６．
１
８±４．
３
５，０．
９
６±

は久保田らの用いた緑茶熱水抽出物ほど高ポリフェノー

１．
３
６，１
８．
３
９±４．
４
５，２．
６
２±２．
７
６，４．
３
５±４．
２
９，３．
８
４±

ル含有ではないものの顕著に細胞生存率を低下させてい

２．
８
６，３．
４
６±３．
３
４，０．
２
２±０．
５
３，０．
２
０±０．
３
２，３．
６
１±

た（培養系における終濃度は０．
１〜０．
４ /

! !）。したがっ

４．
２
８，
０．
９
８±１．
５
２，
０．
１
３±０．
３
１，
６．
９
０±３．
６
１，
３．
３
４±３．
７
４％

て，アケビ，ワラビ，ツリガネニンジン，ヒメツルニチであった。各山菜抽出物のうち，細胞生存率の検討で顕ニチソウ，メグスリノキは緑茶熱水抽出物のようにポリ著な低下のみられたアケビ，ワラビ，メグスリノキにおフェノール含有量が多く抗ガン作用が発揮されたと考えいて有意な死細胞割合の増加がみとめられた。しかし，られる。

細胞生存率の低下がみとめられたツリガネニンジン，モ一方，モミジガサ，ギョウジャニンニク，オオバギボ

ミジガサ，ギョウジャニンニク，オオバギボウシ，ヒメ

ウシは，ポリフェノール含量，抗酸化活性とも低い値でツルニチニチソウでは有意な差はみとめられなかった。

あったものの，腫瘍細胞に対して強い生存率低下作用を一般に，抗腫瘍効果は，細胞の増殖を抑える効果と細胞示 し た。OKABEら は，メ グ ス リ ノ キ の 葉 に 含 ま れ る

死を誘導する効果に大別される。本検討結果から，アケgeraniinが内因性発癌プロモーターを阻害することで発ビ，ワラビ，メグスリノキには，死細胞を誘導する作用

４
３）

ガン効果を発揮することを報告しており ，オオバギボのあること，また，ツリガネニンジン，モミジガサ，ギウシ，ギョウジャニンニク，モミジガサには，ポリフェョウジャニンニク，オオバギボウシ，ヒメツルニチニチ

ノール類やその他の抗酸化性物質に類似しない阻害・影

ソウには細胞増殖を抑制する作用のあることが考えられ

響因子，すなわちgeraniinのような物質が含まれておりる。これまでに，緑茶カテキンに細胞増殖を抑える効果

生存率低下が示された可能性が考えられる。

や細胞死を誘導する効果が報告されているが４５），４６），アケ

また，ポリフェノール含量および抗酸化活性の高かっ

ビのブタノール抽出画分やワラビの水溶性画分に細胞毒たミツバアケビ，ワレモコウにおいては細胞生存率の低性およびアポトーシス誘導効果のあることが報告されて下はみとめられるものの，CC５０は他の山菜と比較して高いる４７），４８）。今回，アケビやワラビにみとめられた死細胞い値となった。これまでにフキやタラノメに細胞保護効の増加はポリフェノール類に限定されないものの，これ

１
７）
，
１
９）

果のあることが報告されており，ミツバアケビやワら成分を含め細胞毒性またはアポトーシスを誘導する成レモコウには他の山菜とは異なり，細胞保護効果を発揮分が含まれていることを示唆している。

するポリフェノールまたはその他の物質が含まれている

４．アポトーシス誘導効果

か，または抗ガン作用が発揮されないポリフェノールが含まれている可能性が考えられる。

次に，山菜抽出物による細胞死誘導がアポトーシスであるか否かを確認するため，Annexin-VおよびCaspase

さらに，ポリフェノール含量の高かったセイヨウノコ−３による検討を行った。結果をFig．
４に示した。コン

ギリソウは，細胞生存率の低下にほとんど効果を示さな

トロール，アケビ，ミツバアケビ，ワラビ，モミジガサ，

かった。したがって，セイヨウノコギリソウには細胞保セイヨウノコギリソウ，ワレモコウ，ヤブカンゾウ，ギ（ 9 ）〔報文〕 山菜抽出物のアポトーシス誘導効果

Control

アケビ

ワラビ

97

オオバギボウシ メグスリノキ

CalceinAM/PI
50μm

25
20
15
10

センキュウ

メグスリノキ

イカリソウ

ヒメツルニチニチソウ

オオバギボウシ

ヤブカンゾウ

ワレモコウ

セイヨウノコギリソウ

モミジガサ

ツリガネニンジン

ワラビ

ミツバアケビアケビ

0

ギョウジャニンニク

5
Control

PI positive cells ratio（%）

Hoechst33342

Fig.３ Induction of C６ glioma cell death by the extracts from edible wild
plants
The cells were treated with extracts from edible wild plants for ２
４ h （ final
concentrations of each sample were ０２.
/ ）. Photograph shows the typical livedead staining pattern of extracts-treated C６ glioma cells. The cells were subjected
to live/death cell staining with calcein-AM, PI and Hoechst ３３
３
４２. The live cells
were stained with calcein-AM and the dead cells were stained with PI （arrows）
as seen as the upper panels. The lower panel represents Hoechst ３３
３
４
２ staining.
The values were represented as the mean percentage of PI-positive cells ± SD.
（＊p＜００. ５, ＊＊p＜００. １, ANOVA）.

!!

ョウジャニンニク，オオバギボウシ，ヒメツルニチニチ

効果が報告されている４５），４６），４９）〜５３）。また，クロロゲン酸やソウ，イカリソウ，メグスリノキ，センキュウのAnnexin

カフェ酸などのポリフェノール類にもアポトーシス誘導-Vの 蛍 光 強 度 は，そ れ ぞ れ，１
０
０．
０±２．
４，９
８．
３±

効果のあることが報告されている５４），５５）。山菜にはフラボ

１
１．
４，７
９．
６±６．
５，１
６
９．
６±９．
４，７
２．
５±２．
７，５
９．
９±

ノイド類やアントシアニン類に加えて，これらクロロゲ

６．
０，５
９．
０ ± ２．
４，１
０
２．
２ ± ５．
７，９６．
２ ± ５．
８，６４．
１±

ン酸やカフェ酸が含まれていることも知られており５６），５７），

６．
５，９
８．
７±２
５．
６，９
７．
３±１
０．
４，５
９．
３±３．
５，１
２
５．
３±

ワラビおよびメグスリノキにおいてみとめられた死細胞

３．
３，６
４．
４±９．
３％であり，Caspase−３活性は，それぞ割合の増加は，アポトーシス誘導によるものではないか

れ ，１
０
０．
０±５．
１，１
５
６．
３±１
３．
２，１
３
９．
７±８．
９，２
２
８．
９±

と考えられる。また，それら以外の山菜抽出物において

２
１．
２，１
２
４．
８±１
３．
４，６
８．
９±９．
３，６
５．
６±１．
１，１
５
５．
５±

もCaspase-３活性の上昇がみられたことから初期のアポ

８．
６，１
３
２．
４±１
３．
３，７
７．
０±４．
３，８
８．
２±３
３．
２，１
６
２．
２±

トーシス誘導が引きおこされている可能性が考えられる。

９．
４，７
８．
２±６．
２，１
３
８．
８±５．
０，７
１．
８±１
３．
５あった。

今回，ポリフェノール以外の成分について定量は行ってAnnexin-Vの検討では，ワラビ，メグスリノキにおいて有意な蛍光強度の増加がみとめられた。また，Caspase

いないものの，その他細胞死誘導に関与しうる物質の存在が示唆される４７），４８）。

-３活性の検討では，アケビ，ミツバアケビ，ワラビ，ワ一方，モミジガサ，セイヨウノコギリソウ，ギョウジ

レモコウ，ヒメツルニチニチソウ，メグスリノキにおいャニンニク，イカリソウ，センキュウにおいてはコントて，Caspase-３活性が有意に上昇していた。これまでに，ロールに比較してアポトーシス誘導が抑えられている傾緑茶に含まれるカテキン類，ブドウに含まれるレスベラ

向がみとめられた（Fig．
４）
。これまでにポリフェノール

トロール，タマネギに含まれるケルセチンや柑橘類のナ類を中心として，植物には酸化ストレスによる細胞死をリンギンなどのフラボノイド類によるアポトーシス誘導抑制する効果を有する物質が含まれていることが数多く

98

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 10 ）

AnexinV
ﬂuorescence intensity（% of control）
Caspase-3 activity（% of control）

Anexin-V ﬂuorescence intensity
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0

350
300
250
200
150
100
50
0

センキュウ

メグスリノキ

イカリソウ

ヒメツルニチニチソウ

オオバギボウシ

ギョウジャニンニク

ヤブカンゾウ

ワレモコウ

セイヨウノコギリソウ

モミジガサ

ツリガネニンジン

ワラビ

ミツバアケビアケビ

Control

Caspase-3 activity

Fig.４ The apoptosis-inducing effect of extracts from edible wild plants
on C６ glioma cells
The cells were treated with extracts from edible wild plants for ２
４ h（finalconcentrations of each samples were ０.２／ ）, and then treated withrespective assay reagents. The values are represented as mean ± SD incomparison to control.（＊p＜００. ５, ＊＊p＜００. １, ANOVA）!!

報告されている５８）〜６０）。今回供試した山菜抽出物にも細胞

モコウ，メグスリノキにおけるsubG１期細胞割合が増加

死抑制効果を有する物質が含まれている可能性が考えらしており，これら山菜抽出物によってアポトーシスが誘れる。おそらく，抗酸化作用に起因する細胞死保護効果

導されていたことが示唆される。

が発揮され，アポトーシスが一部抑制されるという複合

また，ミツバアケビおよびセイヨウノコギリソウにお的な結果が現れているのではないかと考えられる。

いては，S期細胞割合の減少とG２／M期細胞割合の増加，

５．細胞周期に対する影響

アケビ，ヤブカンゾウ，ギョウジャニンニク，オオバギ

次に，山菜抽出物の細胞周期への影響について検討しボウシ，ヒメツルニチニチソウ，メグスリノキ，センキ

た結果をFig．
５に示した。ミツバアケビ，ワラビ，ワレ

ュウにおいてはG２／M期細胞割合の増加がそれぞれみと

Ratio
（%）

100
80
60
40

センキュウ

メグスリノキ

イカリソウ

ヒメツルニチニチソウ

オオバギボウシ

ギョウジャニンニク

ヤブカンゾウ

ワレモコウ

セイヨウノコギリソウ

モミジガサ

ツリガネニンジン

ワラビ

ミツバアケビアケビ

0Control20

subG1 2.3 2.7 5.3 5.3 1.8 2.0 1.0 8.7 1.0 1.7 2.3 2.3 1.0 7.3 2.7
G0/G1 63.0 55.7 58.3 73.3 60.3 59.0 60.0 57.7 51.8 60.0 54.0 58.3 61.0 51.7 52.0
S
19.0 18.0 14.3 11.0 17.8 19.0 15.7 14.7 22.3 17.3 20.7 16.0 18.0 19.0 20.7
G2/M 16.0 23.3 22.7 10.3 20.0 20.0 23.3 19.7 25.3 21.0 23.7 24.0 20.0 21.7 25.0

Fig.５ The effect of extracts from edible wild plants on the cell
cycle of C６ glioma cells
The cell cycles were analyzed using image-based cytometry of the PI
stained cells. The C６ glioma cells were treated with each extracts for２
４ h, and then harvested, fixed, and stained with PI. The values wererepresented as the mean ratio of the number of cells in each phase to
the total number of cells ± SD.

（ 11 ）〔報文〕 山菜抽出物のアポトーシス誘導効果

99

められており，これら山菜抽出物がG２／M期における細シ，ヒメツルニチニチソウ，メグスリノキに濃度依存的

胞周期阻害を引きおこしていると考えられる。さらに，な抗腫瘍効果が認められた。特に，オオバギボウシとヒワラビにおいては，S期とG２／M期細胞割合の減少による

メツルニチニチソウにおいては低濃度で顕著な抗腫瘍効

顕著なG０／G１期細胞割合の増加がみとめられており，G０／

果が確認された。また，カルセイン−AMおよびプロピ

G１期における細胞周期阻害が引きおこされていると考え

ディウムイオダイドを用いた生死細胞の判定を行ったとられる。

ころ，アケビおよびワラビ，メグスリノキにおいて顕著

一方，ギョウジャニンニク，オオバギボウシ，ヒメツ

な細胞死が誘導されており，アポトーシスの指標である

ルニチニチソウにおいては，細胞生存率の低下がみとめ

Caspase-３の活性の上昇や細胞膜成分の転移が確認されられたものの（Fig．
２），死細胞の割合増加（Fig．
３）おたことから，これら山菜による抗腫瘍効果はアポトーシ

よびAnnexin-Vの蛍光強度の上昇（Fig．
４）はみとめらスであると考えられる。一方，ギョウジャニンニク，オ

れなかったが，G２／M期における細胞周期に異常がみとオバギボウシ，ヒメツルニチニチソウにはG２／M期におめられたことから，細部生存率の低下は細胞周期異常にける細胞周期に異常がみとめられた。今回供試した山菜よる増殖阻害と考えられる。また，ツリガネニンジンおによる抗腫瘍効果はアポトーシスおよび細胞周期の異常

よびモミジガサにおいてはいずれの影響もみとめられなであると考えられる。

かったため，ネクローシスによる細胞死である可能性が謝高いと考えられる。

辞本研究の成果は，山梨県総合農業技術センタ

これまでに，クロロゲン酸やクルクミン誘導体による

ーおよび八ヶ岳薬用植物園，公益財団法人やまなし産業

G２／M期阻害やレスベラトロールやケルセチンによるG１支援機構との共同研究の一部であり，山梨学院大学学術

５
０）
〜５
３）
，
５
５）
，
５
６）
，
６
１）

期阻害が報告されている。シソやホウレン草といった葉菜類と同様山菜類にはクロロゲン酸が豊富に

研究助成金を受け実施いたしました。本研究に対し多大なる支援を頂いたことに深く感謝いたします。

５
６）
，
５
７）

含まれていることが知られている。また，山菜のイ
文

タドリ（タデ科の多年草）の根にはレスベラトロールが含まれているという報告がある６２）。今回供試した山菜のレスベラトロール定量は行っていないが，クロロゲン酸の定量を行ったところほとんどの山菜にクロロゲン酸が含まれていた（データ記載なし）。したがって，G２／MおよびG０／G１期における細胞周期の異常にはクロロゲン酸

献１）高野昭人：おいしく食べる山菜・野草：採り方・食べ方・効能がわかる，世界文化社（２００６）２）今井國勝・今井万岐子：よくわかる山菜図鑑，永岡
書店（２
０
１
３）
３）橋 本 郁 三：食 べ ら れ る 野 生 植 物 大 辞 典，柏 書 房が関与している可能性が考えられる。また，今後ケルセ

（２
０
０
３）

チンやレスベラトロールの定量を行い細胞周期異常への

４）LIU, R.H. : Potential synergy of phytochemicals in

関与を確認するとともにその作用機序を明らかにする必cancer prevention : Mechanism of action, J. Nutr.,

要があると考えられる。

１
３
４, ３
４
７
９S〜３
４
８
５S（２
０
０
４）

要

約

野山に自生する山菜の多くは古くより食用として好ま５）LI, F., GONG, Q., DONG, H. and SHI, J. : Resveratrol,aneuroprotective

supplement

for

Alzheimer’s

disease, Curr. Pharm. Des., １
８, ２
７〜３
３（２
０
１
２）

れてきた。また，これら山菜は様々な効能をもつことか

６）CHANG, H.C., TAI, Y.T., CHERNG, Y.G., LIN, J.W.,

ら民間療法として薬用にも用いられている。山菜由来成LIU, S.H., CHEN, T.L. and CHEN, R.M. : Resveratrol

分には，抗腫瘍効果や抗酸化作用，抗菌活性，抗肥満作attenuates high-fat diet-induced disruption of the用などが報告されており，多種多様な生理活性物質が含

blood - brain barrier and protects brain neurons

まれている。本研究では，山梨県内で採取される山菜のfrom apoptotic insults, J. Agric. Food. Chem. , ６２,機能性成分と生理活性について検討を行った。試料は，

３
４
６
６〜３
４
７
５（２
０
１
４）

山梨県総合農業技術センター，八ヶ岳薬用植物園で採取した山菜を使用した。
１
４種類の山菜の総ポリフェノール量およびDPPHラジ
カル消去活性を測定したところ，ミツバアケビ，ワレモ

７） FULDA, S. : Resveratrol and derivatives for theprevention and treatment of cancer, Drug Discov.
Today., １
５, ７
５
７〜７
６
５（２
０
１
０）
８） BERTELLI, A. A. and DAS, D. K. : Grapes, wines,

コウ，メグスリノキにポリフェノールが多く含まれておresveratrol,

り，抗酸化活性が高いことが確認され，ポリフェノール

Pharmacol ., ５
４, ４
６
８〜４
７
６（２
０
０
９）

and

heart

health. ,J.

Cardiovasc.

含量と抗酸化活性に高い相関がみとめられた。次に，こ９）ISHIMI, Y. : Prevention of osteoporosis by foods

れらサンプルのC６glioma株に対する抗腫瘍効果についand dietary supplements. Soybean isoflavone andて検討を行ったところ，アケビ，ワラビ，ツリガネニン

bone metabolism, Clin. Calcium. , １
６, １
６
６
１〜１
６
６
７

ジン，モミジガサ，ギョウジャニンニク，オオバギボウ

（２
０
０
６）

100

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

１
０）BHARDWAJ,
catechins :

P.

and

KHANNA,defensiverole

D. : Green

in

tea

cardiovascular（ 12 ）

２
３）FUKE, Y., HAGA, Y. , ONO, H. , NOMURA, T. and
RYOYAMA, K. . :Anti - carcinogenic activity of ６-disorders, Chin. J. Nat. Med ., １
１, ３
４
５〜３
５
３（２
０
１
３）

methylsulfinylhexyl isothiocyanate-, an active anti-

１１）LECUMBERRI, E., DUPERTUIS, Y.M., MIRALBELL, R.

proliferative principal of wasabi（ Eutrema wasabi

and PICHARD, C. : Green tea polyphenol epigallocatechin-３-gallate （EGCG） as adjuvant in cancer
therapy, Clin. Nutr., ３
２, ８
９
４〜９
０
３（２
０
１
３）

２
４）LIU, X.H., HOU, D.B., ZHAO, N. and WANG, B. :Extraction and antioxidant activity of flavonoids

１２）木村俊之・山岸賢治・鈴木雅博・新本洋士：農産物のラジカル消去能の検索，日本食品科学工学会誌，４
９，
２
５
７〜２
６
６
１
３）吉田

Maxim.）, Cytotechnology, ２
５, １
９
７〜２
０
３（１
９
９
７）

from Aralia cordata, Zhong. Yao. Cai., ３
３, １
４
８
４〜
１
４
８
７（２
０
１
０）
２
５）CHENG, W.L., LIN, T.Y., TSENG, Y.H., CHU, F.H.,潤・伊藤芳明・木村賢一：わさびとウド・セ

CHUEH, P.J., KUO, Y.H. and WANG, S.Y. : Inhibitory

リ科野菜に含まれるGSK-３β阻害物質の２型糖尿病にeffect of human breast cancer cell proliferation via

関わる機能性，NewFoodIndustry, ５
４, ９〜１
８（２
０
１
２）

p２
１- mediated G１ cell cycle arrest by araliadiol

１４）新本洋士・木村俊之・鈴木雅博・山岸賢治：東北地

isolated from Aralia cordata Thunb, Planta. Med .,域農産物のマウス白血病細胞増殖に対する作用，日本
食品科学工学会誌，４
８，７
８
７〜７
９
０（２
０
０
１）

７
７, １
６
４〜１
６
８（２
０
１
１）
２
６）KIM, T.D., LEE, J.Y., CHO, B.J., PARK, T.W. and１５）新本洋士・木村俊之・山岸賢治・鈴木雅博：東北地

KIM, C. J. : The analgesic and anti - inflammatory

域で生産される野菜および山菜類の抗変異原性試験，

effects of ７-oxosandaracopimaric acid isolated from

日本食品科学工学会誌，４
９，７
３
６〜７
３
９（２
０
０
２）
１
６）畠

恵司・石川匡子・堀the roots of Aralia cordata, Arch. Pharm. Res., ３
３,

一之：秋田県産食用山菜に含まれるヒト白血病細胞株（HL６０）に対する分化
誘導活性，生薬学雜誌，５
２，２
６
９〜２
７
２（１
９
９
８）

５
０
９〜５
１
４（２
０
１
０）
２
７）TOMATSU,

M. ,OHNISHI - KAMEYAMA,

M.

and

SHIBAMOTO, N. : Aralin, a new cytotoxic protein

１７）開元多恵・渋谷まゆみ・前田英雄：タラの芽がラットの生体に及ぼす影響，栄養学雑誌，６
８，３
０
９〜３
１
４
（２
０
１
０）

from Aralia elata, inducing apoptosis in humancancer cells, Cancer Lett., １
９
９, １
９〜２
５（２
０
０
３）
２
８）SHIRATAKI, Y., MOTOHASHI, N., TANI, S., SUNAGA,

１８）GOLUBKINA, N.A., MALANKINA, E.L., KOSHELEVA, O.

K. , SAKAGAMI, H. , SATOH, K. , NAKASHIMA, H. ,V. and SOLOV’EVA, A. I. : Content of biologically

KANAMOTO, T. , WOLFARD, K. and MOLNAR, J. :active substances - - selenium, flavonoids, ascorbic

Antioxidativeacid and chlorophyllin of Allium ursinum L andextracts, Anticancer Res., ２
１, ３
３
３
１〜３
３
３
９（２
０
０
１）

activityofAlliumvictorialis

L.

Allium victorialis L,Vopr. Pitan., ７
９, ７
８〜８
１（２
０
１
０）

２
９）WOO, K.W., MOON, E., PARK, S.Y., KIM, S.Y. and

１９）SOK, D.E., OH, S.H., KIM, Y.B., KANG, H.G. andLEE, K.R. : Flavonoid glycosides from the leaves of

KIM, M.R. : Neuroprotection by extract of Petasites

Allium victorialis var. platyphyllum and their anti-

japonicus leaves, a traditional vegetable, against

neuroinflammatory effects, Bioorg. Med. Chem. Lett.,oxidative stress in brain of mice challenged with

２
２, ７
４
６
５〜７
４
７
０（２
０
１
２）

kainic acid, Eur. J. Nutr., ４
５, ６
１〜６
９（２
０
０
６）

３
０）NISHIMURA,

２０）LEE, K.P., KANG, S., PARK, S.J., CHOI, Y.W., LEE, Y.
G. and IM, D.S. : Anti-allergic and anti-inflammatory
effects of bakkenolide B isolated from Petasites

SHINMOTO,
Matteuccia

MASUDA,H.

andNAOHIDE,

K. :

of

Plant

FlavorOil Chem. Society, ３
８, ８
５
６〜８
６
４（１
９
８
９）

japonicus leaves, J. Ethnopharmacol ., １
４
８, ８
９
０〜８
９
４
I. S. ,

Chemistry

３１）SUZUKI, M. , TAKENAKA, M. , YAMAGISHI, K. and

（２
０
１
３）
２
１）SHIN,H. :Components and the Ultra - microanalysis, J. Japan

H. : L - O - Caffeoylhomoserine
struthiopteris.

Kimura,fromT. ,Phytochemistry, ６
５, ４
２
３〜４
２
６（２
０
０
４）

Bactericidal activity of wasabi（Wasabia japonica）

３
２）WOO, E.R., KIM, H.J., KWAK, J.H., LIM, Y.K., PARK,

against Helicobacter pylori, Int. J. Food Microbiol .,S. K. , KIM, H. S. , LEE, C. K. and PARK, H. : Anti -

９
４, ２
５
５〜２
６
１（２
０
０
４）

herpetic２２）MORIMITSU, Y., NAKAGAWA, Y., HAYASHI, K., FUJII,

activityofvariousmedicinal

plant

extracts. Arch. Pharm. Res., ２
０, ５
８〜６
７（１
９
９
７）

H., KUMAGAI, T., NAKAMURA, Y., OSAWA, T., HORIO,

３３）OKABE, S., SUGANUMA, M., IMAYOSHI, Y., TANIGUCHI,

F., ITOH, K., IIDA, K., YAMAMOTO, M. and UCHIDA,

S. , YOSHIDA, T. and FUJIKI, H. : New TNF - alphaK. : A

releasinginhibitors,

leavesAcer

activates

sulforaphanetheanalogueNrf ２ - dependentthat

potently

detoxification

pathway, J. Biol. Chem., ２
７
７, ３
４
５
６〜３
４
６
３（２
０
０
２）

of

geraniinnikoense,andcorilagin,

Megusurino - ki,

Pharm. Bull ., ２
４, １
１
４
５〜１
１
４
８（２
０
０
１）
.

in
Biol.

（ 13 ）〔報文〕 山菜抽出物のアポトーシス誘導効果

３４）FUJIKI, H., SUGANUMA, M., KURUSU, M., OKABE, S.,
IMAYOSHI, Y., TANIGUCHI, S. and YOSHIDA, T. : New
TNF - alphareleasinginhibitors

as

101

７
９
１〜７
９
６（２
０
１
４）
４
６）YOON, J.W., LEE, J.S., KIM, B.M., AHN, J. and YANG,

cancer

K.M. : Catechin-７-O-xyloside induces apoptosis via

preventive agents from traditional herbal medicine

endoplasmic reticulum stress and mitochondrialand combination cancer prevention study with

dysfunction

in

human

non - small

cell

lung

EGCG and sulindac or tamoxifen, Mutat. Res., ５２３

carcinoma H１２
９９ cells, Oncol. Rep., ３
１, ３
１
４〜３
２
０

〜５
２
４, １
１
９〜１
２
５（２
０
０
３）

（２
０
１
４）

３
５）CHU, Y. F. , SUN, J. , WU, X. and LIU, R. H. :Antioxidant

andantiproliferative

activitiesof４７）PEREIRA, L.O., BICALHO, L.S., CAMPOS-DA-PAZ LOPES,
M., DE SOUSA, T.M., BÁO, S.N., DE FÁTIMA MENEZES

common vegetables, J. Agric. Food Chem., ５
０, ６
９
１
０

ALMEIDA SANTOS, M. and FONSECA, M. J. :

〜６
９
１
６（２
０
０
２）

damage３６）VINSON, J.A., SU, X., ZUBIK, L. and BOSE, P. : Phenol

andapoptosis

inducedbyDNA

Pteridium

aquilinum aqueous extract in the oral cell lines

antioxidant quantity and quality in foods : fruits, J.

HSG and OSCC-３, J. Oral. Pathol. Med ., ３
８, ４
４
１〜

Agric. Food Chem., ４
９, ５
３
１
５〜５
３
２
１（２
０
０
１）

４
４
７（２
０
０
９）

３
７）石見佳子：植物ポリフェノールの機能性と安全性，
食品と開発，３５，５〜７（２０００）

H. J. : Structure - activity relationship of oleanane

３８）ROY, M. K. , KOIDE, M. , RAO, T. P. , OKUBO, T. ,OGASAWARA, Y. and JUNEJA, L. R.
DPPH assay comparison

tocapacity of tea infusions :: ORAC andassessantioxidant

relationship between

total polyphenol and individual catechin content. ,Int. J. Food Sci. Nutr., ６
１, １
０
９〜１
２
４（２
０
１
０）
３
９）津志田藤二郎・鈴木雅博・黒木disaccharides isolated from Akebia quinata versus
cytotoxicity against cancer cells and NO inhibition,
Biol. Pharm. Bull ., ２
７, ７
４
４〜７
４
７（２
０
０
４）
４
９）LI, J., WANG, S., YIN, J. and PAN, L. : Geraniin
induces

apoptotic

cell

death

in

human

lung

adenocarcinoma A５
４９ cells in vitro and in vivo,

吉：日本食品工業

学会誌，４
１，６
１
１〜６
１
８（１
９
９
４）
４
０）須田郁夫・沖４８）JUNG, H.J., LEE, C.O., LEE, K.T., CHOI, J. and PARK,

Can. J. Physiol. Pharmacol ., ９
１, １
０
１
６〜１
０
２
４（２
０
１
３）
５
０）QUOC TRUNG, L., ESPINOZA, J.L., TAKAMI, A. and智之・西場洋一・増田真美・小林美

NAKAO,

S. : Resveratrol induces cell cycle arrest

緒・永井沙樹・比屋根理恵・宮重俊一：沖縄県産果実

and apoptosis in malignant NK cells via JAK２/

類・野菜類のポリフェノール含量とラジカル消去活性，STAT３ pathway inhibition, PLoS One., ８, e５５１
８３

日本食品科学工学会誌，５
２，４
６
２〜４
７
１（２
０
０
５）

（２
０
１
３）

４
１）AKAZAWA, H., AKIHISA, T., TAGUCHI, Y., BANNO, N.,
YONEIMA, R. and YASUKAWA, K. :５１）KANG, N., WANG, M.M., WANG, Y.H., ZHANG, Z.N.,

Melanogenesis

CAO, H.R., LV, Y.H., YANG, Y., FAN, P.H., QIU, F.

Inhibitory and Free Radical Scavenging Activities

and GAO, X.M. : Tetrahydrocurcumin induces G２/of Diarylheptanoids and Other Phenolic Compounds

M cell cycle arrest and apoptosis involving p３
８from the Bark of Acer nikoense,Biol. Pharm.Bull ., ２
９,

MAPK activation in human breast cancer cells,

１
９
７
０〜１
９
７
２（２
０
０
６）

Food Chem. Toxicol ., ６
７, １
９
３〜２
０
０（２
０
１
４）

４
２）久保田芳美・湯浅（小島）明子・湯浅

勲：緑茶抽

５
２）MERTENS-TALCOTT,

S. U.

and

PERCIVAL,

S. S. :

出物におけるヒト肝ガン細胞の増殖抑制効果におよぼ

Ellagic acid and quercetin interact synergistically

すROS産 生 の 役 割，生 活 科 学 研 究 誌，２，３
９〜４
７，

with resveratrol in the induction of apoptosis and

（２
０
０
３）

cause

transient

cell

cycle

arrest

in

human

４
３）OKABE, S., SUGANUMA, M., IMAYOSHI, Y., TANIGUCHI,

leukemia cells, Cancer. Lett., ２
１
８, １
４
１〜１
５
１（２
０
０
５）

S., YOSHIDA, T. and FUJIKI, H. : New TNF-alpha５３）NAOWARATWATTANA, W., DE-EKNAMKUL, W. and De

releasinginhibitors,

leavesAcerofgeraniinnikoense,andcorilagin,

Megusurino - ki,in

MEJIA EG. : Phenolic-containing organic extracts ofBiol.

mulberry（Morus alba L.） leaves inhibit HepG２

Pharm Bull . ２
４, １
１
４
５〜１
１
４
８（２
０
０
１）
４
４）金沢和樹：植物性食品の非栄養性機能成分ポリフェ

hepatoma

cells

through

G２/ M

phase

arrest,induction of apoptosis, and inhibition of topoisomerase

ノール，オレオサイエンス，７，３
１
７〜３
２
５（２
０
０
７）

IIα activity, J. Med. Food ., １
３, １
０
４
５〜１
０
５
６（２
０
１
０）

４
５）SHEN, X., ZHANG, Y., FENG, Y., ZHANG, L., Li, J.,

５４）LIU, Y.J., ZHOU, C.Y., QIU, C.H., LU, X.M. andXie, Y. A. and Luo, X. : Epigallocatechin -３- gallate

WANG, Y.T. : Chlorogenic acid induced apoptosis

inhibits cell growth, induces apoptosis and causes

and inhibition of proliferation in human acute

S phase arrest in hepatocellular carcinoma bypromyelocytic leukemia HL-６
０ cells, Mol. Med. Rep.,

suppressing the AKT pathway, Int. J. Oncol ., ４
４,

８, １
１
０
６〜１
１
１
０（２
０
１
３）

102

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

５
５）TSENG, T.H., SHEN, C.H., HUANG, W.S., CHEN, C.N.,
LIANG, W.H., LIN, T.H. and KUO, H.C. : Activation ofneutral-sphingomyelinase, MAPKs, and p７５ NTR-

in

MPTP

induced（ 14 ）

parkinsonism

in

mice,

Neuropharmacology, ８
６, １
９
２〜２
０
２（２
０
１
４）
６
０）VENUPRASAD, M. P. , HEMANTHKUMAR,

K.

andmediating caffeic acid phenethyl ester - induced

KHANUM, F. : Neuroprotective effects of hydroalcoholic

apoptosis in C６ glioma cells, J. Biomed. Sci., ２
１, ６
１

extract of Ocimum sanctum against H２O２ induced

（２
０
１
４）

neuronal cell damage in SH - SY５Y cells via its

５６）村山徹・箭田浩士・宮沢佳恵：コシアブラ抗酸化

成分の促成栽培条件による変動，園芸学研究，６，２
４
１
〜２
４
５（２
０
０
７）
５
７）徳田正樹・沖

antioxidative defence mechanism, Neurochem. Res.,
３
８, ２
１
９
０〜２
０
０（２
０
１
３）
６
１）HSU, C.L., HUANG, S.L. and YEN, G.C. : Inhibitory

智之・永井沙樹・須田郁夫：大分県

effect of phenolic acids on the proliferation of ３T

産山菜類の抗酸化活性とその関与成分，九州農業研

３-L１ preadipocytes in relation to their antioxidant

究，６
７，４
２（２
０
０
５）

activity, J. Agric. Food Chem. , ５
４, ４
１
９
１〜４
１
９
７

５
８）ZHAO, J., FANG, S., YUAN, Y., GUO, Z., ZENG, J.,

（２
０
０
６）

tea

６
２）CHEN, H., TUCK, T., Ji, X., ZHOU, X., KELLY, G.,

polyphenols protect spinal cord neurons against

CUERRIER, A. and ZHANG, J. : Quality assessment ofhydrogen peroxide-induced oxidative stress, NeuralJapanese knotweed（Fallopia japonica） grown on

Regen Res., ９, １
３
７
９〜１
３
８
５（２
０
１
４）

Prince Edward Island as a source of resveratrol, J.

GUO,

Y. ,

TANG,

P.

and

MEI,

X. : Green

５９）PATIL, S.P., JAIN, P.D., SANCHETI, J.S., GHUMATKAR,
P.J., TAMBE, R. and Sathaye, S. : Neuroprotective
and neurotrophic effects of Apigenin and Luteolin

Agric. Food Chem., ６
１, ６
３
８
３〜６
３
９
２（２
０
１
３）
（平成２
６年１
０月１
５日受付，平成２
７年２月１
２日受理）

（ 15 ）

Food Preservation Science

VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５ 〔Article〕

103

Mathematical Modeling of IntercellularSpace Volume of Citrus Fruits
DIRPAN Andi＊１, ＊２, HIKIDA Yoshio＊１§,
CHIBA Hironori＊１ and OGAWA Yukiharu＊３＊１ Faculty of Agriculture, Ehime University, 3−5−7 Tarumi, Matsuyama, Ehime 790−8566＊２ Department of Food Science and Technology, Hasanuddin University, Makassar 90245, Indonesia＊３ Graduate School of Horticulture, Chiba University, 648 Matsudo, Matsudo-shi, Chiba 271−8510

The aim of the present study is to determine the intercellular space volume （Vin ） of citrus fruits
and to develop a simple prediction method for Vin. In determining Vin, the mass （m）, vertical andhorizontal diameters（vd, hd）, total volume（Vt）, and real density（Pt）of eight species of citrus fruitsof different sizes were measured. The results showed that each species had various Vin, which
depended on fruit size ; in other words, the larger the size of the fruit, the larger the Vin. However,/ ）in each species were not fully proportional to fruit size. The model used to
the levels of porosity（Omdevelop the simple prediction method for Vin（ Vin = Vt −１０.６４７, where Vin and Vt are in cubic
centimeters and m is in grams）, exhibited a high determination coefficient （R２ ＝０.９９９）, modelingefficiency （EF = ０.９９９）, index of agreement （d = ０.９９９）, and paired t-test value （０.３６５）. It was
concluded that the model is suitable for predicting Vin of citrus fruits.
（Received Sep. ２
２, ２
０
１４；Accepted Feb. １２, ２
０
１
５）
Key words：intercellular space volume, citrus, mathematical modeling, modified atmosphere packaging,
controlled atmosphere storage
細胞間隙体積,カンキツ，推定モデル，MA包装，CA貯蔵Japan is a major citrus fruit-producing country１）,

or more mealy１４）. Furthermore, a study on toleranceand Ehime Prefecture is one of the main citrus fruit

toproducing regions in Japan. As many as ２
０ majorsuggested that this tolerance depends on Vin or

citrus varieties are cultivated in Ehime annually.

porosity. For instance, although the apple cultivar

The quality of fresh produce is greatly affected２）２controlled

atmosphere （ CA ） conditions

has

Cox’s Orange is characterized by low porosity and

by internal concentrations of CO２ and O , which

has a low tolerance to CA, fruit with high porosity

are influenced by intercellular space volume （Vin ）.

tends to have a high tolerance to CA１０）.

Vin acts as adiffusion

pathway

throughplant
３）

From the above studies, it can be concluded thatandVin is an important factor in estimating sensitivity ofallows evolution of CO２. Moreover, the network offruit to low levels of O２, high levels of CO２, or both

Vin has been described as a system for the gaseousin the surrounding atmosphere and in determining

transport of O２, CO２, C２H４, and other physiologicallyappropriateorgans to supply adequate O２ for respiration

４）
，
５）

important gases

concentrations

for

CA

storageormodified atmosphere packaging （MAP）. To further.

According to a number of gas exchange studies,
２）
，
６）
〜９）

develop MAP or CA storage techniques focusing on
fruit,

wearehave shown that gas exchange１０） and respiration１１） incharacteristics

in

plant

fruit are directly influenced by Vin, and fruit tissue

function in the intercellular space, and we plan towith a small Vin results in low respiration１１）. Other

establish a prediction and control method of O２ andVin of fruit is an important factor. Some studies

citrusstudying

gasorgans１５） anddiffusion
respiration

studies focusing on Vin in apples and pears have

CO２ concentrations in the intercellular space. In thisshown that fruit with greater Vin or porosity, that

research, the Vin value of citrus fruit is required.

is, the ratio of Vin and total volume of a fruit, had
１２）

higher internal gas diffusion

１
３）

and became softer§ E-mail : hikida.yoshio.mc@ehime-u.ac.jp

To the best of our knowledge, this is the firststudy to determine Vin of various citrus species.

104

Food Preservation Science

The objective of this study is to determine Vin
using the pycnometric method and to develop a

VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 16 ）

Table １
Vertical dimension （ vd ） anddimension（hd）of eight citrus species

horizontal

simple prediction method for Vin. The pycnometricmethod is time consuming because ground samples
are required. Accordingly, a prediction method canbe simply applied to determine the Vin of citrus

Species

６１
.
６６
.
７６
.
８０
.
８４
.

６６
.
６９
.
７７
.
８２
.
８９
.

２
３ January

Iyo

S
M
L
２L
３L

５８
.
６７
.
７５
.
７８
.
８４
.

７０
.
７９
.
８５
.
９２
.
９７
.

８ February

Ponkan

S
M
L
２L
３L

５３
.
５９
.
６２
.
６５
.
７５
.

５９
.
６３
.
６７
.
７５
.
７８
.

４ MarchSiranui

S
M
L
２L
３L

６２
.
６６
.
７２
.
７６
.
８４
.

６４
.
７０
.
７７
.
８３
.
８９
.

１
３ AprilAmanatsu

S
M
L
２L
３L

７３
.
７４
.
７６
.
８１
.
８５
.

８６
.
９２
.
９７
.
１
０２
.
１
０９
.

３ March‘Kiyomi’tangor

S
M
L
２L
３L

５３
.
５８
.
６１
.
６７
.
７４
.

６０
.
６７
.
６８
.
７８
.
８３
.

５ November

Lime

Small
Large

５０
.
６２
.

４８
.
５６
.

４ December

Unshu

S

４７
.

５９
.

M
L
２L
３L

４９
.
５１
.
５４
.
６０
.

６５
.
７１
.
７７
.
８４
.

harvested citrus fruit at Ehime University farm :Iyokan （Citrus iyo hort. ex Tanaka）, Navel （Citrus
sinensis L. Osbeck var. brasiliensis Tanaka）, Ponkan
Marcov x Citrus sinensis Osbeck x Citrus reticulata
Blanco ）, Amanatsu （ Citrus natsudaidai‘Kiyomi’tangor （ Citrus

unshiuHayata ）,Marcov.

forma

miyagawa-wase x C. sinensis Osbeck）, Lime （ Citrus
aurantifolia ）, and Unshu （ Citrus unshiu Marc. cv.
Kuno）. Each species consisted of five sizes（S, M, L,
２L, and ３L）, except Lime, for which only two sizes
were used（small and large）because of the absenceof size standards. The citrus fruits were measured
just after harvest（Table １）.
２．Physical measurements
The mass, diameter, volume, and apparent density
were measured for five whole fruits for each size :２
５ fruits were measured for each species except
Lime, for which １
０ fruits were measured. For real
density, citrus tissue was measured in five fruits
each of the two middle sizes （ L and ２L ） per
species, except for Lime with small and large sizes,
giving a total of １
０ fruits measured for each species.
The real density of peel and flesh and theapparent

densityofasegment

of

fruit

were

measured only for Unshu, which was considered tohave a typical morphology of citrus, with five fruits
each of the two middle sizes（L and ２L）, giving a
total of １
０ fruits measured. The apparent density ofa segment was measured in three segments foreach fruit.
（１） Mass and diameter

Fruit mass （ m ） was

hd

S
M
L
２L
３L

The experiment used eight species of freshly

Blanco ）, Siranui （ Citrus unshiu

vd
Navel

Materials and methods（ Citrus reticulata

Size

２
２ January

fruits.

１．Materials!

Diameters（ ）Harvest date

All measurements were performed in quintuplicate（n＝５）
in ２０１
３. hd was obtained from mean values of hd１ and hd２,
which perpendicularly intersect.

measured using an electric balance accurate to ０１. g.
Vertical dimension（vd）, and horizontal dimension １（２）Volume（hd１）and ２（hd２）, which perpendicularly intersect,principle was used to determine the total volume

were measured using slide calipers accurate to １

（ Vt ） of fruit. Buoyancy was measured using an

mm. Vertical dimension represents the measurement

electric balance accurate to ０.１ g when a sample

from one apex to the next. Horizontal dimension

was submerged in water. Sphere equivalent volume

represents the measurement of the equatorial axis.

（Vs）was also calculated by assuming that the fruit

A technique based on Archimedes’（ 17 ）

〔Article〕 Intercellular Space Volume of Citrus

is a sphere with a diameter the average of vd, hd１,
and hd２.
（３）Real density and apparent densityRealdensity （ Pt ） of citrus tissue was measured usingthepycnometrictechnique１６） .

First,

a

２５

!

105

Porosity （φ ） was determined using the following
equation.
O/ = Vin１
０
０ …………………………………………（４）VtO/ : Porosity（％）
４．Measurement of moisture content

pycnometer filled with distilled water was weighed

Moisture content was measured using the oven（W１）using an electric balance accurate to ０.００１ g.

drying method （１００ ℃ for ２
４ h ）. We measured

The density of distilled water was ０９
.９
８
２ g/

! whilesamples of about one - eighth of a whole fruit. All

the temperature of the distilled water was kept at

samples were weighed using an electric balance２
０ ℃. Next, after the water in the pycnometer was

accurate to ００.０
１ g. Wet basis moisture content wasremoved,presented as a percentage.

thepycnometerwasweighed （ W２ ）.

Approximately １
０ g of ground sample by mortar

５．Statistical analysis

and pestle that is one - eighth of a whole sample

For real density between two fruit sizes （L and（stem end, consisting of peel and flesh）was placed

２L, small and large for Lime）in all species, the t -in the pycnometer and weighed （W３）. The sample

test （ independent

weight in the pycnometer can be obtained bysignificance of P ＜０.０
５ was applied to assess thesubtracting W２ from W３. Next, the sample in the

differences. We used Tukey’s test with a level ofpycnometer was submerged in water ; subsequently,

significance of P ＜０.０
５ to determine the significancethe pycnometer was placed in a vacuum （０.０１of differences among means of species. To analyzeMPa）for up to ３
０ min to eliminate the air bubbles

the data, we used SPSS software for Windows

in the sample. Next, the pycnometer containing theversion １
６.０（ SPSS Inc. , IL, USA ） and Microsoft

sample was filled fully with distilled water andExcel ２０
１０.

sample ） with

a

level

of

weighed （W４）. Finally, real density was calculatedusing the following equation.
W３−W２
.９
８
２
…………………（１）Pt ＝０９W１ + W３−W２−W４
Pt : Real density of citrus tissue（g/ ）The pycnometric technique was also applied to!

Results and Discussion
１．Real density and moisture content
Table ２ shows the size, real density, and moisture
content of eight citrus species. Real density did not

the peel and flesh of Unshu fruit to determine theirsignificantly differ between the two fruit sizes forreal density.

all the species（P ＜０.０５）. This result suggests that

The apparent density of whole fruit （ Pa ） was

the mean value of the two fruit sizes for all species

calculated as the ratio of fruit mass （m） to total

can be applied to the other sizes. Using Navel asvolume（Vt）.

an example, the mean value of １０.６
７
６ for L and ２L

The apparent density of a segment of Unshu fruit

can be applied to the other three sizes（S, M, ３L）.

was also calculated as the ratio of the mass to the

For real density among the species, Unshu andvolume, which was measured using Archimedes’

Lime were grouped together and the six remaining

principle.

species were grouped together, with a significant

３． Determination of intercellular spacevolumedifference between the two groups. To investigate

and porosity

the difference in real density among the species, theIntercellular space volume （ Vin ） was calculated

relationshipbetweenmoisturecontent

and

real

after measuring mass, total volume, and real density.

density was examined. As shown in Table ２, species

Vin is the difference between total volume and thewith higher moisture content had lower real density,

volume of fruit tissue１６）（Equation （２））. Therefore,

and vice versa. For instance, while the average of

Vin was calculated using Equation（３）.

the means for moisture content and real density ofLime and Unshu were ８
６.２
９％ and １.０
５
３
１ g/

!,

Vin = Vt−Vtissue ……………………………………（２）Vin = Vt−m ………………………………………（３）Pt
Vin : Intercellular space volume（ ）respectively, the corresponding average mean values

Vt‘ Kiyomi’ tangor were ８
２.９
６％ and １.０
６
７
８ g/

!
: Total volume of whole fruit（!）: Volume of fruit tissue（!）

Vtissue

respectively. This result was consistent with a studym: Mass of fruit（g）

by ABHAYAWICK et al .１７）, in which the moisturePt: Real density of fruit tissue（g/!）

for Navel, Iyokan, Ponkan, Siranui, Amanatsu, and!,content of three onion varieties was investigated ;106

Food Preservation Science

Table ２ Real density and moisture content of sizes L
and ２L for eight species of citrus fruits

SpeciesSize

Real
Density＊
（g/

Navel

L
２L
Mean

Iyo

L
２L
Mean

PonkanL
２L
Mean

SiranuiL
２L
Mean

Amanatsu

L
２L
Mean
L
２L

‘Kiyomi’Tangor

!）

VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 18 ）

Table ３ Real density and moisture content of peel,
flesh, and mixture of peel and flesh for Unshu

Moisturecontent＊＊Realdensity＊

Measurements

（％）

（g/

!）
a

Moisturecontent＊＊
（％）

１０
.６
６
７
１０
.６
８
５

８
１３
.２
８
１３
.２

Peel

１０
.６
９
６

７
７２
.２

Flesh

１０
.４
２
０b

８
８４
.６

a

１０
.６
７
６

８
１３
.２

Mixture of peel and flesh

１０
.５
０
０b

８
６０
.５

１０
.６
６
１
１０
.６
４
８

８
４７
.２
８
４３
.３

１０
.６
５
５a

８
４５
.３

１０
.６
９
７
１０
.７
０
４

８
３８
.１
８
２６
.２

１０
.７
０
０a

８
３２
.２

１０
.７
１
０
１０
.６
６
６

８
１６
.１
８
０４
.３

１０
.６
８
８a

８
１０
.２

flesh. A

distinct

１０
.６
７
５
１０
.６
２
７

８
３３
.５
８
３１
.２

suggested

the

１０
.６
５
１a

８
３２
.４

showing that the higher the moisture content, the

１０
.７
３
６
１０
.６
５
９

８
４４
.５
８
４３
.７

１０
.６
９
７a

８
４４
.１

１０
.５
７
７
１０
.５
４
６

８
６９
.１
８
６１
.６

１０
.５
６
２b

８
６５
.３

１０
.５
１
５
１０
.４
８
５

８
６５
.６
８
５５
.４

１０
.５
０
０b

８
６０
.５

＊

All measurements were performed ten times（n＝１０）: size
L＝５ and ２L＝５.
＊＊
All measurements were performed twice（n＝２）: size L＝
１ and ２L＝１.
All data are expressed as the mean. Means of real density
followed by different letters are significantly different, as
determined by the Tukey test at P < ０.０
５.
Real density for the mixture of peel and flesh is taken from
Table ２.

difference

differenceininmoisturerealcontent

density.

Thisphenomenon was similar to the previous discussion,
lower the real density.
The real density of Lime and Unshu was lessthan that of the other six species ; however, total

Mean
Lime

Small
Large
Mean

Unshu

L
２L
Mean

＊

All measurements were performed in quintuplicate（n＝５）.
＊＊
All measurements were performed once（n＝１）.
Means of real density followed by different letters are
significantly different as determined by the Tukey test at P
< ００
. ５.
Values of real density are not significantly different as
determined by the t -test at P < ０.０５ on the L and ２L
sizes for all species, including Lime with small and large
sizes.

real densities ranged from a minimum of １０
.４
０
９ g/

! to a maximum of １０. ８３８ g/! with a very small! and standard
error of ０.０
００５
７ g / ! , and the total mean was
１０.６
４
７ g / ! . All the species were therefore
standard deviation of ０.０
０
７
７ g/

considered to have generally the same value as thetotal mean. The real density range was similar tothat found in a previous study of mandarin citruses
with a range from ０８. １ g/! to １０. ８ g/! .

１
８）

２．Intercellular space volume and porosity
Table ４ shows the physical properties of theeight citrus species. While the intercellular spacevolume（Vin ）of the L and ２L sizes was calculated
by measuring real density, Vin of the other threesizes （ S, M, ３L ） was calculated by applying themean value of real density from the L and ２L sizes,

the onion varieties with higher moisture had lower

except for Lime. Vin is a property of the cultivars

real density.

that depends on the growing season１９），２０）. From theTable ３ presents the real density and moistureresults, we see that size, mass, and total volume

content of the peel, flesh, and a mixture of peel andwere proportional to Vin for each species. For all! to １４２２. !, in which

flesh for two sizes（L and ２L）of Unshu. The real

species, Vin ranged from ４２.

density of peel was higher than that of flesh and a

３L Amanatsu was the highest.

mixture of peel and flesh at １０.６９
６ g/cm３, １０
.４
２
０ g/

The porosity of all species ranged from ６.７％ to! , and １.０５００ g / ! , respectively. Tukey’s test２
９.４％ . The results showed that while Amanatsu

revealed differences in the real density of peeland Lime had a porosity proportional to their size,

compared with flesh and a mixture of peel andtheremaining

samples

showedotherwise.

For（ 19 ）

〔Article〕 Intercellular Space Volume of Citrus

Table ４ Physical properties of citrus fruits : mass（m）,
total volume determined using Archimedes’ principle（ Vt ）, apparent density （ Pa ）, intercellular spacevolume（Vin）, and porosity（φ）

107

levels of O２, high levels of CO２, or both in thesurrounding
tolerable

atmosphereconcentrations
１
０）

BAUMAN and HENZE

and

in

CA１０）.

fordetermining
For

example,categorized the porosity of the

m

Vt

（g）

（ ）

!

φ
Vin
（g/!） （!） （％）

S
M
L
２L
３L

１
３
７７
.
１
６
６７
.
２
２
４２
.
２
７
２４
.
３
２
９２
.

１
４
３３
.
１
７
２７
.
２
４
３７
.
２
９
７７
.
３
６
３９
.

０９
.６
０
８
０９
.６
５
３
０９
.１
９
９
０９
.１
５
２
０９
.４
０
７

１
４３
.
１
６５
.
３
３６
.
４
２７
.
５
５５
.

１
００
.
９５
.
１
３７
.
１
４３
.
１
５３
.

S
M
L
２L
３L

１
３
２６
.
１
８
５８
.
２
４
８３
.
２
９
０３
.
３
３
６３
.

１
６
７２
.
２
４
７１
.
３
０
６５
.
３
７
７８
.
４
４
６８
.

０７
.９
２
７ ４
２８
.
０７
.５
２
２ ７
２６
.
０８
.１
０
２ ７
３５
.
０７
.６
８
２ １
０
５２
.
０７
.５
２
８ １
３
１１
.

２
５７
.
２
９３
.
２
３９
.
２
７８
.
２
９４
.

S
M
L
２L
３L

９
０４
.
１
１
３４
.
１
２
５６
.
１
６
２１
.
１
９
２２
.

１
０
７１
.
１
３
１６
.
１
５
５４
.
２
０
５８
.
２
５
３２
.

０８
.４
４
８
０８
.６
１
１
０８
.０
７
９
０７
.８
７
６
０７
.５
８
９

２
２５
.
２
５７
.
３
８０
.
５
４３
.
７
３６
.

２
１１
.
１
９６
.
２
４５
.
２
６４
.
２
９０
.

greater than that of a segment. The porosity of

S
M
L
２L
３L

１
２
３５
.
１
５
５５
.
１
９
９１
.
２
４
１４
.
２
９
０５
.

１
３
３０
.
１
７
２５
.
２
２
６７
.
２
６
９１
.
３
３
１８
.

０９
.２
８
９
０９
.０
１
３
０８
.７
８
０
０８
.９
７
２
０８
.７
５
６

１
７４
.
２
７０
.
４
０９
.
４
２８
.
５
９６
.

１
３０
.
１
５６
.
１
８０
.
１
５９
.
１
７９
.

of the citrus.

S
M
L
２L
３L

２
６
３０
.
３
０
３４
.
３
４
２５
.
３
９
１３
.
４
６
５２
.

３
０
５３
.
３
５
３５
.
４
０
４７
.
４
７
３２
.
５
７
９０
.

０８
.６
１
４ ５
８４
.
０８
.５
８
４ ６
８６
.
０８
.４
６
４ ８
３８
.
０８
.２
６
９ １
０
４９
.
０８
.０
３
５ １
４
２２
.

１
９１
.
１
９４
.
２
０６
.
２
２２
.
２
４６
.

measurements of mass and volume. First, models

S
M
L
２L
３L

９
５１
.
１
２
６０
.
１
３
５７
.
１
９
２３
.
２
３
８３
.

１
０
５４
.
１
３
９３
.
１
５
４０
.
２
１
６５
.
２
６
９５
.

０９
.０
２
９
０９
.０
４
８
０８
.８
１
５
０８
.８
８
１
０８
.８
４
５

１
６４
.
２
１５
.
２
７６
.
３
５２
.
４
６７
.

１
５６
.
１
５４
.
１
７８
.
１
６３
.
１
７３
.

Lime

Small
Large

６
１２
.
１
０
１６
.

６
２０
.
１
０
４０
.

０９
.８
６
８
０９
.７
７
５

４２
.
７６
.

６７
.
７３
.

Unshu

S
M
L
２L
３L

８
８７
.
１
１
１６
.
１
３
７４
.
１
６
８８
.
２
０
９２
.

９
６７
.
１
２
０１
.
１
５
２６
.
１
９
１９
.
２
４
９９
.

０９
.１
７
５
０９
.２
９
０
０９
.０
０
２
０８
.８
０
０
０８
.３
７
１

１
２２
.
１
３８
.
２
１９
.
３
０８
.
５
０７
.

１
２６
.
１
１５
.
１
４４
.
１
５９
.
２
０２
.

SpeciesNavel

Iyo

PonkanSiranui

Amanatsu‘Kiyomi’tangorSize

PaAll measurements were performed in quintuplicate （n＝５）.
Data are expressed as the mean.
We calculated the Vin of S, M, and ３L by applying themean value of real density from L and ２L.

example, Iyo size L had only ２
３.９％ porosity, while
１０）

size M had ２
９.３％ porosity. BAUMAN and HENZE ,reported similar

resultsforapples,investigating

apple cultivar Cox’ s Orange for three levels oftolerance to CA : low level（＜１４％）, mid-level（１
４.
１％〜１
６％）
, and high level（＞１６％）. The values for
porosity in Table ４ can teach us more about therelationshipbetweencitrusporosityanditstolerance to CA.
The apparent density of a citrus segment wasalso measured in L and ２L Unshu. The mean
apparent density of the citrus segments （１.０１
４
７ g/!）was greater than that of intact citruses（０８. ９０１
g/ ! ）, indicating that the porosity of intact fruit iscitrus segments was only ２.６％, while the porosityof whole fruit was １
５.２％ , suggesting that the
majority of intercellular space is outside segments.
Most Vin is in the central cavity and under the skin
３． Simple

prediction

methodforintercellularspace volume
The following two steps were applied to developasimpleprediction

were developed using

model

for

Vin

using

Equation （３）. Second,avalidation test was performed by comparing themeasured and predicted values of Vin for the eightspecies.
We can select the best model based on thehigher values for the determination coefficient（R２）,modeling efficiency （EF）, index of agreement （d）,
and paired t-test. R２ provides a measure of how
well

the

model

replicatesthemeasuredvaluesmodel. To obtain an acceptable goodness of fit, thevalues for R２ must approach １. EF and d are
dimensionless statistics ranging from ―∞ to １ andfrom ０ to １, respectively, which suggests that thevalue should be equal to or greater than ０ for EF
and ０７. ５ for d to evaluate a model precisely２１）. We
can determine both EF and d by using Equations
２１）（５）and（６）
.

EF＝１−
d＝１−

２
Σ（y−x）（５）
２ ………………………………
!
Σ（x−x）

２
Σ
（y−x）
（６）
２ ………………………
!
!｜）
Σ（｜y−x｜+｜x−ysmall and large varieties. Porosity is useful as an

where x is the measured value, y is the predicted! is the measured mean, and y! is thevalue, x

additional factor in estimating sensitivity to low

predicted mean. Finally, to test for a significant

108

Food Preservation Science

VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 20 ）We also examined a second model in which total

difference between measured and predicted, thepaired t-test can be used with a level of significancevolume was replaced with sphere equivalent volumeof P ＜０.０
５.

（Vs）. From

In the first model, we used mass （ m ）, total
volume （ Vt ） determinedusing

Equation （７）,Equation （８） was

developed by replacing Vt with Vs.

Archimedes’

Vin = Vs− m…………………………………（８）
１０
.６
４
７

principle, and real density（Pt ）to develop a simple
Equation （３）,where Vin and Vs are in cubic centimeters and m is

Equation （７） was developed by assuming that thein grams. To validate the model, the measured andvalues for real density（Pt）are similar in all species

predicted values for Vin were compared using R２,

based on our findings in this study（１０
.６
４
７ g/

EF, d, and the paired t - test. Total measured andprediction method for Vin.

From

!）.

predicted values from １
８
５ samples validated them……………………………………（７）Vin = Vt−
１０
.６
４
７

model. The values for R２ （０８.６０）, EF（０６.７９）, and dwhere Vin and Vt are in cubic centimeters and m is（０９.０４）could be generally acceptable. However, thein grams. To confirm the applicability of Equation

paired t - test （０.０００） shows that measured and（７）, the predicted values for Vin from Equation（７）predicted Vin were significantly different. The paired

were compared with the measured values for Vint -test values of each species were less than ０.０
５,from Equation（３）using R２, EF, d, and the paired

except for Siranui（０３.９１）, indicating that the modelt-test. We used total measured and predicted values

infrom １８
５ samples to validate the model. Fig. １

predicting Vin.

shows

the

resultsofthecomparison

Equation （８） is

betweennotsuitablefor

precisely

Conclusion

measured and predicted values for all species. The
measured and predicted Vin values were very close.

In this paper, we have presented the determination

In addition, the high values for R２（０.９９９）, EF （０.

of intercellular space volume （Vin ） in eight species

９９９）, and d（０９.９９）in Equation（７）indicate the lowof citrus fruits and the development of a simple

variability of Vin prediction. Then, the paired t -test

prediction method for Vin. For all eight species, Vin（０.３６５） indicates that measured and predicted Vin

ranged from ９２.

were not significantly different. Therefore, we canwe can see that size, mass, and total volume were! to １４２２. ! . For each species,

conclude that Equation（７）provides precise predictedproportional to Vin. The porosity of the eight species

values of Vin for the citrus fruits which have real

ranged from ６７. ％ to ２
９４. ％. The real density of thedensity of nearly １０.６４
７ g/㎝３.

species was almost similar to the mean value, １０
.６
４
７
g/

!. On the basis of the mean value, we developed

two mathematical models to predict Vin.
160

On the basis of four statistical evaluation methods,
where Vt is

Measured value of Vin(cm3)

140

total

volumemeasuredusing

Archimedes’ principle and m is mass of a fruit, wemevaluated model Vin = Vt −and determined it
１０
.６
４
７’
to be acceptable for predicting Vin. However, themalternative model, Vin = Vs −where Vs is the
１０
.６
４
７’
sphere equivalent volume calculated by average

120
y=x

100

the

80
60

diameter, was not acceptable.

40

Acknowledgment

20

This work was supported by

JSPS KAKENHI Grant Number ２
４
３
８
０
１
３
５.

0
0

20

40
60
80 100 120
Predicted value of Vin (cm3)

140

160

Fig.１ Comparison of predicted （ Equation ７） andmeasured values （Equation ３） of Vin in all citrus
species（n＝１８５）
Each data point represents individual fruits.

References
１）FAO

:

Citrusfruit,

Freshandprocessed,

Annual statistics ２０
１２, （FAO, New York ）, p. ６
（２
０
１
２）
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gases

〔Article〕 Intercellular Space Volume of Citrus

ofcitrusfruit

anddetermining

peel

permeance, Proc. Fla. State Hort. Soc., １
１
６, ４
１
８〜
４
２
３（２
０
０
３）

109

３
１, ２
６
７〜２
７
６（１
９
９
６）
１
５）DIRPAN, A. and HIKIDA, Y. : Effect of fruit sizes
on resistance to gas diffusion of citrus, Proc. The

３）KUROKI, S., OSHITA, S., SOTOME, I., KAWAGOE, Y.
and SEO, Y. : Visualization of ３-D network of gas-

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７（２
０
１
４）

filled intercellular spaces in cucumber fruit after

１６）TARUTANI, T., NADA, T. and KITAGAWA, H. : On

harvest, Postharvest Biol. Technol. , ３
３, ２
５
５〜２
６
２

the porosity of fresh produce, Supl. Hortic. Res. , S

（２
０
０
４）

４
８, ４
０
６〜４
０
７（１
９
７
３）
（In Japanese）

４）CALBO,

Methodsfor１７）ABHAYAWICK, L., LAGUERRE, J. ., TAUZIN, V. andfruitsand

DUQUENOY, A. : Physical properties of three onion

vegetables, J. Amer. Soc. Hort. Sci., １
２
０, ２
１
７〜２
２
１

varieties as affected by the moisture content, J.

（１
９
９
５）

Food Eng., ５
５, ２
５
３〜２
６
２（２
０
０
２）

A.

and

measurement

of

NERY,
gas

A. :

volumeof５）CALBO, A. G. and NERY, A. A. :Methods to１８）YEHIA, I., KABEEL, M. H. and GALEEL, M. M. A. :measure gaseous volume in plants, R. Bras. Fisiol.

Physical andVeg.,Ⅰ, １
５
３〜１
６
２（１
９
９
４）

mandarin applied to grading machine, Misr J. Agric.

６）CAMERON, A. C. and YANG, S. F. :A simplemechanicalproperties

ofponkanEng., ２
６, １
０
３
６〜１
０
５
３（２
０
０
９）

method for the determination of resistance to gas

１９）SCHOTSMANS, W., VERLINDEN, B. E., LAMMERTYN, J.,

diffusion in plant organs., Plant Physiol ., ７
０, ２
１〜２
３

PEIRS, A. , JANCSÓK, P. T. , SCHEERLINCK, N. and

（１
９
８
２）

NICOLAÏ, B. M. : Factors affecting skin resistance７）KNEE, M. : Rapid measurement of diffusion of

measurements in pipfruit, Postharvest Biol. Technol. ,gas through the skin of apple fruits, Hort Sci., ２
６,

２
５, １
６
９〜１
７
９（２
０
０
２）
２
０）EBRAHIM REZAGAH, M. , ISHIDA, S. , TANAKA, F. ,

８
８
５〜８
８
７（１
９
９
１）
８）DE Wild, H. P. and PEPPELENBOS, H.

W.

:

UCHINO,T. ,HAMANAKA,HIKIDA,

resistance for three cultivars of Japanese Pear

１
１
９（２
０
０
１）

using their actual ３D geometry, Environ. Control

volume of fruit, Acta Hortic., １
３
８, １
０
７〜１
１
１（１
９
８
３）
１
１）RAJAPAKSE, N. C., BANKS, N. H., HEWETT, E. W.
:

Development of oxygen

concentration gradients in flesh tissues of bulky
plant organs, J. Amer. Soc. Hort. Sci., １
１
５，７
９
３〜７
９
７
（１
９
９
０）
１
２） HO, Q. T. , VERLINDEN, B. E. , VERBOVEN, P. ,VANDEWALLE, S. and NICOLAÏ, B. M. : A permeation- diffusion - reaction

model

of

gas

transportincellular tissue of plant materials, J. Exp. Bot. , ５
７,
４
２
１
５〜４
２
２
４（２
０
０
６）
１
３）YEARSLEY, W. I., BANKS, N. H. and GANESH, S. :Temperature effects on the internal lower oxygen
limits of apple fruit, Postharvest Biol. Technol. , １
１,
７
３〜８
３（１
９
９
７）
１
４）TU, K., DE Baerdemaeker, J., DELTOUR, R. and DE
Barsy, T.

:

Monitoring post - harvest quality ofGranny Smith apple under simulated shelf - life
conditions :skinBiol., ５
１, １
９
３〜２
０
０（２
０
１
３）
２
１）YANG,

J.

M. ,

YANG,

J.

Y. ,

LIU,

S.

and

HOOGENBOOM, G. : An evaluation of the statistical

１０）BAUMAN, H. and HENZE, J. : Intercellular space

and CLELAND, D. J.

and:Determination

diffusion in apples and potatoes, J. Exp. Bot. , ３
６,diffusivityY.

closed systems, Postharvest Biol. Technol. , ２
２, １
１
１〜

１
８
４
２〜１
８
５
０（１
９
８
５）

gas

and

Improving the measurement of gas exchange in９）BANKS, N. H. : Estimating skin resistance to gasofD.

destructive,non - destructive

andanalytical measurements, Int. J. Food Sci. Technol. ,methods for testing the performance

of

crop

models with observed data, Agric. Syst. , １
２
７, ８
１〜
８
９（２
０
１
４）

110

Food Preservation Science

カンキツ果実における細胞間隙体積の推定モデル
ディルパン アンディ＊１, ＊２・疋田慶夫＊１
千葉浩徳＊１・小川幸春＊３＊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）＊３ 千葉大学大学院園芸学研究科
（〒２
７
１―８
５
１
０ 千葉県松戸市松戸６４８）
カンキツ果実の細胞間隙体積（Vin）を測定し，これを簡便に推定する方法を確立することを目的に，８品種のサイズの異なるカンキツを対象にした質量（m），縦および横径（vd, hd），体積（Vt），真密度（Pt）の測定を行った。間隙体積は品種毎の値を示したが，一つの品種においては果実のサイズに依存した。すなわち，サイズが大きい果実ほど間隙体積は大きかった。しかしながら，間隙率（O/ ）ではその傾向が顕著ではなかった。間隙体積を簡便に推定する方法として得られた Vin=Vt−
m
１０
.６
４
７の推定モデルは，実測値との間にそれぞれ高い決定係数（０９.９９），EF値（０９.９９），IA値（０９
.９
９）
，t検定値
（０３
.６
５）を示した。これより，得られた推定モデルは，
カンキツ果実の間隙体積を推定するために適用できるものと考えた。
（平成２６年９月２２日受付，平成２
７年２月１
２日受理）

VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 22 ）

（ 23 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５ 〔技術報告〕111

生姜汁を用いた牛乳ゲルの形成について
山 田 徳 広＊１§・永 島 伸 浩＊２・志 垣

瞳＊３・稲 熊 隆 博＊３＊１ 津市立三重短期大学生活科学科食物栄養学専攻＊２ 武蔵丘短期大学健康栄養専攻＊３ 帝塚山大学現代生活学部食物栄養学科

Preparation of Milk Gels by Incubating a Mixture of Milk and Ginger Juice
YAMADA Norihiro＊１§, NAGASHIMA Nobuhiro＊２,
SHIGAKI Hitomi＊３ and INAKUMA Takahiro＊３＊１＊３

Food and Nutrition major, Departmemt of Life Science, Tsu City College,
157 Ishinden-nakano, Tsu, Mie 514−0112＊２ Department of Health and Nutrition, Musashigaoka Collage,111−1 Minamiyoshimi, Yoshimi, Hiki-gun, Saitama 355−0154
Department of Food and Nutrition, Faculty of Contemporary Human Life Science, Tezukayama University,
3−1−3 Gakuenminami, Nara-shi, Nara 631−8585

Milk gels were prepared by incubating a mixture of milk and ginger juice at different temperaturesand incubation times. This was done to determine the effects of variation in temperature andincubation time on the hardness, adhesiveness, and cohesiveness of milk gels. Our results
０℃，after mixing
demonstrated that it was favorable to incubate the mixture for ３
０ minutes at ６
０―７
the milk and ginger juice by stirring. The hardness increased with additional heating to ８
０℃ after gel
formation using ginger protease. Our findings suggest that it is possible to adjust the hardness of thegels by combining the enzyme reaction with heating. The hardness of the gel could be adjusted byaddition of １．
５〜２．
０w/w% gelatin, therefore, gels prepared by a mixing milk and ginger juice havepromising applications as food sources for elderly people or as foods for swallowing training.
（Received Nov. ４, ２０
１
４；Accepted Mar. １
９, ２
０
１
５）
Key words：milk, ginger, protease, gelation, swallowing training
牛乳，生姜，プロテアーゼ，ゲル化，嚥下訓練食

高齢社会を迎えた日本では，高齢者の生活習慣病１），

として１．
０〜２．
０w/w％ゼラチンゲルが向いている７）こと

低栄養２），摂食機能の低下３）などが問題となっている。特から，同様の粘弾性をもった牛乳ゲル化食品を調製するに低栄養では，良質なたんぱく質とカルシウムの補給がことは高齢者の栄養補給の面から重要である。

２）

課題である 。牛乳はたんぱく質含量が高く，アミノ酸

中国には加温した牛乳または水牛乳に生姜の絞り汁をまた，カルシウム含量が９
０〜１
４
０ ／１
０
０ と高く ，希釈"（キョンジャッゾンナーイ），薑撞牛"（キョンゾンアウナーイ）または薑埋"（キョ

性に優れ，食感をなめらかにする，色合いをよくする，

ンマーイナーイ）と呼ばれる食品がある８）〜１０）。生姜はそ

生臭さを脱臭する，硬さを調節するなど料理に対する応の特有の風味と芳香性から広く薬味や香辛料として利用

用性も広いことから５），高齢者に向いた食品であると考されている１０）だけではなく，血中コレステロール低下作

えられている４）。一方，高齢者は嚥下機能が低下してい用，解熱作用，鎮痛作用，および抗酸化作用など，健康る場合がみられることから，ゼリーなどの適度な粘弾性に寄与する食材としても注目を集めている１２）。高齢者用をもった食品が好ましいといわれている６）。嚥下訓練食

食品を評価するために，硬さ，凝集性および付着性を把

スコア１
０
０の完全たんぱく質食として評価されている４）。

! !

＊１
§
＊２
＊３

４）

〒５
１
４―０
１
１
２ 三重県津市一身田中野１
５
７
Corresponding author, E-mail : nyamada@tsu-cc.ac.jp
〒３
５
５―０
１
５
４ 埼玉県比企郡吉見町南吉見１
１
１−１
〒６
３
１―８
５
８
５ 奈良県奈良市学園南３−１−３

加えてゲル化した薑汁撞

112

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

!

（ 24 ）!

握することが重要であると指摘されている１３）が，生姜汁

牛乳５０ に対して１．
５ の生姜汁を添加することによっによって形成される牛乳ゲルをこれらの指標で調整したてゲルを形成することとした（最終生姜汁濃度２．
９％）。

研究は行われていない。

反応時間は生姜汁を添加した後，検体を各反応温度の恒本研究は，栄養価が高く高齢者が摂取しやすい牛乳ゲ

温水槽に入れた時点から計測した。反応終了後，直ちにル化食品を調製するために生姜汁を用いて牛乳ゲルを形

氷冷水中に入れて反応を停止させた。ゲルの硬さ，凝集成する場合の生姜プロテアーゼの反応条件と加熱が硬さ，性および付着性は，４℃で保存したゲルを２５℃の条件下

凝集性および付着性に及ぼす影響を調べ，牛乳ゲルの形で測定した。

成状態を調整することを検討した。また，嚥下訓練食と７）

反応温度の影響は反応時間を６０分として４
０〜９
０℃の間

して１．
０〜２．
０w/w％ゼラチンゲルが向いている ことかを１
０℃きざみで測定した。反応時間の影響は生姜プロテ

ら，牛乳ゲルと１．
０〜３．
０w/w％ゼラチンゲルとの比較

アーゼの最適温度であると報告されている６
０℃１５）におい

を行った。

て，１
５，３
０，４
５，６
０および９
０分の反応時間で測定した。
追加加熱の影響は，４
０，５
０，６
０および７
０℃において６０分

実験方法

間反応させて形成したゲルをさらに８０℃で３０分間追加加１．試料と試薬

熱したものと，追加加熱しないものとを比較した。今回

生姜は予備実験においてプロテアーゼの活性が最も高調製した各種牛乳ゲルの水分含有量はすべて８５％であり，

かった清水物産株式会社より購入した中国産のひね生姜

牛乳ゲル間に有意な差は認められなかった。

を使用した。牛乳は予備実験においてゲルの形成状態が５．ゼラチンゲルの形成

最もよかった蒜山ジャージー牛乳プレミアム５．
０（蒜山!

牛乳ゲルと同じ直径４８ の円形容器に形成した。ゼラ

酪農農業協同組合（以下牛乳とする））を使用した。トチン粉末を蒸留水で３０分間膨潤した後に５０℃の湯せんでリプシンは生化学用Trypsin. Cryst（４８３０USP trypsin

溶解し，１．
０，１．
５，２．
０または３．
０w/w％としたもの をunits／

用いて４℃でゲル化させた。ゲルの硬さ，付着性および"（１４４９０BAEE units／"））（和 光 純 薬 工 業（株）

（大阪））
，オイルレッドO染色液は（武藤化学（株）
（東

凝集性は２
５℃の条件下で測定した。

京））を使用した。ゼラチンと寒天は関東化学（株）（東

６．ゲルの硬さ，付着性および凝集性の測定

京）の一級試薬を，その他の試薬は関東 化 学（株）
（東京）の特級試薬を使用した。

クリープメーターRE―３
３
０
５（（株）
山電，東京）を用いてゲルの硬さ，凝集性および付着性を測定した。測定条

縮ジューサー（ヘルシオジュースプレッソ，SHARP!
!／sec，測定歪率（クリアランス）５０％，試料高２５．
２６!，試料径４
８!の円柱形とした。ゲルを２回圧縮

（株）
（大阪）
）
を用いて搾汁した。得られた生姜汁を３，０００し，応力−移動歪率（％）曲線を描き，テクスチャー解２．生姜汁の調製

件はロードセル２
０N，プランジャー径１６ の円形，圧縮

皮を剥かない状態の生姜を約２cm角に切り，低速圧

速度１r.p.m.で１
０分間遠心分離した後，上清をろ紙No．
２でろ過

析Windows（TAS―３
３
０
５（W）
）
（（株）
山電，東京）を用し，−８０℃で保存したものを試料生姜汁として用いた。

いて解析した。なお，測定値は１０回の平均とした。応力３．生姜プロテアーゼ活性の測定−移動歪率（％）曲 線（Texture profile curve）をFig．
１

生姜プロテアーゼの活性は大山らの方法１７）を改変して#に示した。硬さ［×１０３ N/m２］は最大応力［N］（／ プラ! ］×１０）から求めた。付着性［J/測定した。１％カゼイン溶液（pH７．
０）５００µ に生姜汁

ンジャーの面積［１０µ を添加して生姜プロテアーゼの最適温度であるm３］はFig．
１のBの 面 積 よ り 求 め た。凝 集 性［単 位 な

#

１
５）

６
０℃ において３０分間反応させ，４．
０Mのトリクロロ酢#

２

６し］はFig．
１のA１の 面 積 に 対 す るA２の 面 積 の 比（A２／酸（TCA）５００µ を添加して酵素反応を停止させた。室温で３０分以上放置した後，２
０，
０
０
０×gで１
５分間遠心分離
Force [N]した上清の２８０nmにおける吸光度を測定し，吸光度の上昇度である⊿A２
８０によってプロテアーゼ活性を評価しFirst Bite

Second Bite

た。生 化 学 用Trypsin. Cryst（４８３０USP trypsin units／"（１４４９０BAEE units／"））を 用 い て１０µg!の ト リ プ

シン溶液を作成し，トリプシンの最適反応条件である
３
７℃，pH７．
６において１％カゼイン溶液を３０分間分解させた場合のプロテアーゼ活性と比較した。
４．生姜プロテアーゼによる牛乳ゲルの形成

!

H
A2

A1

ゲルは直径４８ の円形容器に形成した。最終検体量５０!，反応温度６０℃，反応時間６０分の条件において予備実B験を実施した結果，生姜汁濃度を３％より上昇させてもゲルの硬さは変化しないことを認めた。以上のことから，

Fig.１ Texture profile curveTime（ 25 ）

〔技術報告〕 生姜牛乳ゲルに関する研究

113

６
０，７
０℃で硬いゲルを形成したことは，生姜プロテア

A１）として求めた。

ーゼの最適温度が６０℃であること１５）と一致した。

７．統 計 処 理
測定結果は平均値±標準誤差で表した。統計処理は分（２）反 応 時 間 の 影 響

反応時間の影響の結果を散の正規性を検定し，正規性が認められない群との比較

Table２に示した。６０℃における反応時間の影響を検討

はMann-Whitney-U-test，正規性が認められたが，母分したところ，ゲルの硬さと付着性は３０分までは値が高く散が等しいと認められなかった２群間の比較はWelche’s

なり，３０分以降値が安定した。

t-test，正規性が認められ，かつ母分散が等しいと認め

ゲルの硬さは３０分までは上昇し続け，それ以上反応時られた２群間の比較はStudent’s t-testを用いて検定し間を長くしても値は上昇しなかったことから，反応時間た。有意水準は１％（p＜０．
０１）とした。

は３０分程度で十分であると考えた。

８．共焦点顕微鏡による観察（３）追加加熱の影響

ゲルの硬さに及ぼす追加加熱

共焦点顕微鏡は，OPTELICS H１
２
００（WIDE）（（株）の影響をFig．
２に示した。４０℃で６０分間ゲル形成を行っレーザーテック，横浜）を用いた。スライドグラスに１０!×１０!四方で１!程度の厚さの試料を乗せ，切片をた後に８０℃で追加加熱したものが２．
８
０±０．
０
９［×１
０３N／

"］と，今回の実験において最も硬いゲルとなった。こ１０％アクロレイン（０．
１Mリン酸緩衝液，pH７．
４）に６
０

の場合，４
０℃でゲル形成を行ったものに比べて硬さは

分間浸漬後，チオニン・シッフ試薬（煮沸後冷却した!
ール１
０
０!と１N塩酸３０!および二亜硫酸ナトリウム２g

１０７％上昇した。４０℃または６０℃でゲル形成を行ったも

０．
２％チオニン水溶液１００ に２−メチル−２−プロパノのと，４０℃でゲル形成した後に８０℃で追加加熱したものを添加）に３０分間反応させた。水洗後，６０％の２−プロ

成したa，６０℃でゲル形成したb，４０℃でゲルを形成しの共焦点顕微鏡画像をFig．
３に示した。４０℃でゲルを形

パノール水溶液に１分間浸漬させ，その後オイルレッド

た後に８０℃で追加加熱したcの順番でゲルの構造が細かO染色液で１
５分間浸漬した。再度６０％の２−プロパノー

くなり，密度が増していることが観察された。

ル水溶液で２分間浸漬し，水洗した後に室温で減圧乾燥
１６）させたものを観察した 。

生姜汁を加えて７
０℃未満でゲルを形成した後に８０℃で追加加熱することによってゲルの硬さが増大したが，こ結果および考察
Table２ Effects of reaction times on hardness,adhesiveness and cohesiveness of milk gels

１．生姜汁のプロテアーゼ活性
１％カゼイン溶液を３０分間分解させたときのプロテアーゼ活性は，生姜 汁 が ⊿０．
４
６
７±０．
０
０
４（n＝５），ト リ

Reaction tines（min）

プシン溶液が⊿０．
３
５
３±０．
０
１
０（n＝５）であった。この

１
５
３
０
４
５
６
０
９
０

ことから，今回用いた生姜汁のプロテアーゼ活性は，ト##））１０µg／!溶液と比較して約３０％高いものであった。

リプシン（４
８
３
０USP trypsin units／ （１４４９０BAEE units／

１．生姜汁による牛乳ゲルの硬さ，付着性および凝集性への影響（１）反 応 温 度 の 影 響

反応温度の影響の結果をTable１に示した。硬さと付着性は８０℃で最高値となっHardness
［×１
０３ N/

"］

１４
. ６±００. ４a
１７. １±００. ３b１７. ２±００. ５b
１８. ２±００. ２c
１７. ５±００. ２bc

Adhesiveness!

Cohesiveness

６
２±３a
８
１±４b
８
７±４b
８
２±２b
９
２±５b

０５
.３
７±００
.１
３a
０５
.０
６±００
.１
３ab
０５
.４
６±００
.１
６a
０５
.０
５±００
.０
７b
０４
.９
３±００
.０
６bc

［ J/

］

Means±SE of １０ experiments.
Means in the same column not sharing a common
superscript letter are significantly different（p＜００. １）.

た。凝集性は４０℃に比べて５０〜８０℃で低い値となった。

Table１ Effects of reaction temperatures on hardness,adhesiveness and cohesiveness of milk gels
Hardness Adhesiveness
Reaction
Cohesivenesstemperatures（℃）［×１０ N/"］［ J/㎤］[×103 N/m2]
*
3.0
2.5

Did not additional heat
Did additional heat

*

*

*

2.0

３

４
０
５
０

１３
. ６±００. ４a
１８. ２±００
. ２b

５
７±２a
６
４±４a

０５
.４
９±００
.１
４a
０５
.０
３±００
.０
５b

６
０
７
０
８
０
９
０

１８
. ２±００. ２b２０. ４±００. ２c２１. ９±００. ３d０４. ９±００
. ６e

８
２±２b
９
５±６c
１
１
２±４d
１
３±４e

０５
.０
５±００
.０
７b
０５
.１
４±００
.０
９ab
０５
.１
３±００
.０
６b
０７
.２
４±００
.３
６c

Means±SE of １０ experiments.
Means in the same column not sharing a common
superscript letter are significantly different（p＜００
. １）
.

1.5
*

1.0
0.5
0.0

40℃

50℃

60℃

70℃

Fig.２ Effects of additional heating of ８
０ ℃ for ３０minutes on hardness of milk gels
Mean±SE of １０ experiments.
Asterisk indicate significantly different（p＜００
. １）.

114

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

a

（ 26 ）

cb

Fig.３ Confocal micrographs of ginger milk gelsa : Gel formed at ４０℃ for ３
０ minutes.
b : Gel formed at ６０℃ for ３
０ minutes.
c : Gel formed at ４０℃ for ３
０ minutes and additional heated at ８
０℃ for ３
０ minutes.

の現象はゲルの密度が増加するために起こるものであり，った。

共焦点顕微鏡画像の結果から立証された。こ の 現 象
は，４
０℃から６
０，７
０℃の間は生姜プロテアーゼによって以上，生姜プロテアーゼによる凝乳作用と，追加加熱

牛乳中のカゼインミセルの表面にあるκ−カゼインが分によるカゼインと熱変性した乳清たんぱく質との結合を解され，それに伴ってカゼインミセルのゼータ電位が減組み合わせることによって様々な硬さの牛乳ゲを調製す

少することによってカゼインミセルの凝集が起こって密ることができることがわかった。このゲルの硬さは，概１７）度が低いゲルが形成され ，８０℃で追加加熱するとカゼ

ね１．
５〜２．
０w/w％ゼラチンゲルの間の値となった。嚥

インと熱変性した乳清たんぱく質との結合が起こる１８）こ下訓練食として１．
０〜２．
０w/w％ゼラチンゲルが向いてとによってより密な構造のゲルが形成されたことによる

いる７）ことから，生姜汁によって作成した牛乳ゲルは，ものと考えた。

高齢者用食品や嚥下訓練食として利用できるものと考え

４０℃で形成したゲルは６０または７０℃で形成したゲルよられた。

りも柔らかいゲルとなったが，８０℃による追加加熱によ要って最も硬いゲルとなった。この現象は，キモシンは κ-約

カゼインのみに特異的に作用する１９）のに対し，生姜プロ

生姜汁による牛乳ゲルの形成について検討した。牛乳

テアーゼは α-カゼイン，β-カゼイン，κ-カゼインと幅広に対して約３％の生姜汁を添加して酵素反応と加熱を組く作用する１４）ことから，生姜プロテアーゼによる牛乳たみ合わせることによってゲルの硬さを調整することが可

んぱく質の分解が進み過ぎると追加加熱によるカゼイン

能であることがわかった。また，生成した牛乳ゲルは概と熱変性した乳清たんぱく質との結合が強く起こらなく

ね１．
５〜２．
０w/w％ゼラチンゲルの間の硬さとなり，高なるためであると考えた。

齢者用食品や嚥下訓練食としての可能性があるものと考（４）ゼラチンゲルとの比較

ゼラチンゲルの硬さ，えられた。

付着性および凝集性をTable３に示した。今回調製した
文

各種牛乳ゲルは，硬さと付着性は概ね１．
５〜２．
０w/w％
ゼラチンゲルの間の値となった。凝集性は，一番値の低
い２．
０w/w％ゼラチンゲルと比較して６５〜８０％の値とな

学会誌，４
４，５
５
１〜５
５
５（２
０
０
７）
２）大塚

Table ３ Hardness, adhesiveness and cohesiveness of
１０
. １
, ５
. ２
, ０
. and ３０
. w/w% gelatin gels
Gelatinconcentrations（w/w％）

１０
.
１５
.
２０
.
３０
.

献

１）島本和明：高齢者における生活習慣病，日本老年医

活・食礼：高齢期における生活習慣病の予防
習"食生

慣，Advances in Aging and HealthResearch ２０１２高齢期における生活習慣病，長寿科学振興財団，pp．
１
５
１〜１
５
７（２
０
１
３）

Hardness
［×１
０３ N/

!］

０３
. ２±００.０
１１. ９±００.５２４. ５±０１.５６３. ２±０５.８

Means±SE of １０ experiments.

Adhesiveness!

Cohesiveness

０± ０
５
８± ３
１
０
５± ５
１
２
５±１
０

０８
.８
４±００
.０
５
０７
.７
４±００
.１
８
０６
.９
３±００
.５
４
０８
.７
３±００
.９
９

［ J/

］

３）大越ひろ：嚥下障害者のための食事―高齢者を対象とした食事の安全性とテクスチャーの面から―，日本食生活学会誌，１
７，２
８
８〜２
９
６（２
０
０
７）
４）上野川修一編：ミルクの事典（朝倉書店，東京）
，
pp．
３
８，pp．
１
９
８〜２
３
６（２
０
０
９）
５）野 口 洋 介：牛 乳 と 調 理，調 理 科 学，１
０，５
３〜６
１
（１
９
７
７）

（ 27 ）

６）熊谷

〔技術報告〕 生姜牛乳ゲルに関する研究

仁・熊谷日登美：レオロジーと食品工学―嚥

下障害者用介護食の物性を中心として，日本食品科学
工学会誌，１
０，１
３
７〜１
４
８（２
０
０
９）

115

テアーゼの多様性とコラーゲン分解活性，日本栄養・食糧学会誌，５
０，５
７〜６
２（１
９
９
７）
１
５）HUANG, X.W., CHEN, L.J., LUO, Y.B., GUO, H.Y. and７）渡瀬峰雄：高齢者社会における段階的な摂食・嚥下

REN, F.Z. : Purification, characterization, and milk

訓練食の開発，J. Appl. Glycosi., ４
９, ３
１
９〜３
２
５（２
０
０
２）

coagulating properties of ginger proteases, J. Dairy

８）山本誠子・奥村麻里・大場智美：良質の乳カード形
成にむけての生姜搾汁の牛乳凝固性についての研究，
日本調理科学会誌，４
２，３
０
９〜３
１
４（２
０
０
９）

Sci., ９
４, ２
２
５
９〜２
２
６
９（２
０
１
１）
１
６）長縄貴直・渡邊康一・神崎文次・太田智章・虻川久
美子・細野明義・山口高弘：組織化学的手法によるチ

９）ZHANG, J., WANG, J., WAN, G. and CHU, Q. : Studyーズならびにバターのタンパク質と脂肪の存在様式とon the Influence Factors of Milk Coaqulation （inその分布に関する研究，ミルクサイエンス，５１，３
３〜

Chinese）, Food Fermen. Industries., ３
１, ５
７〜５
９
（２
０
０
５）
１
０）NISHIMURA, K. and GoTO, M. : Identification of the

３
７（２
０
０
２）
１
７）二木良哉・有馬俊六郎：牛乳カゼイン―その構造的Protease Involved in and the Effects of Vitamin C

特 徴 を 中 心 と し て，化 学 と 生 物，２
２，２
１
９〜２
２
７

on Gel Formation in Ginger Milk Pudding（Jiang

（１
９
８
４）

Zhi Zhuang Nai）, J. Home Econ. Jpn., ６
１, ４
６
３〜４
７
１
（２
０
１
０）
１
１）吉田真美・後藤

１８）ANEMA, S.G. and LI, Y. : Effect of pH on theassociation

潔・田名部尚子：料理書にみる中国，朝鮮，日本料理中のショウガ利用比較，日本調理科学会誌，３
６，２
５
５〜２
６
５（２
０
０
３）
１
２）岩井和夫・中谷延二編：香辛料成分の食品機能（光生館，東京）
，pp．
１
２〜１
３，p．
８
０（１
９
８
９）

of

denatured

whey

proteinswithcasein micelles in heated reconstituted skim milk,
J. Agric. Food Chem., ５
１, １
６
４
０〜１
６
４
６（２
０
０
３）
１
９）CARLES, C. and RIBADEAU, D.B. : Kinetics of theaction of chymosin（rennin）on a peptide bond ofbovinealphas１- casein.

Comparison

of

the

１
３）高橋智子：高齢者の摂食機能に応じた食事のテクス

behaviour of this substrate with that of beta-and

チャー面から見た特徴，日本食生活学会誌，２０，８７〜

kappa o-caseins, FEBS Lett., １
８
５, ２
８
２〜８
２
６（１
９
８
５）

９
２（２
０
０
９）
１
４）大山秀夫・榎本俊樹・光永伸一郎：キウイ果実プロ

（平成２
６年１
１月４日受付，平成２
７年３月１
９日受理）

（ 29 ）

Food Preservation Science

117

VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５ 〔Technical Report〕

Effects of Curtain Treatment with White Reflection Sheets
in Improving Berry Coloration and Wine Quality
in ‘Cabernet Sauvignon’ Grapes
MATSUMOTO Toshikazu＊１§, ISHIHARA Ai＊１, ABE Norio＊２,
SAKURAI Takafumi＊３, MISHIMA Shota＊１ and AKIHIRO Takashi＊１＊１ Faculty of Life and Environmental Science, Shimane University, Nishikawatsu 1060, Matsue-shi, Shimane＊２ OKU-IZUMO VINEYARD, Jiryo 2273−1, Kisuki-cho, Unnan-shi, Shimane 699−1322＊３ MARUWA Biochemical Co.,Ltd., Hirano-machi 3−6−1, Chuo-ku, Osaka 541−0046

690−8504

Curtain treatment with white reflection sheets at the veraison stage was applied to the wine grape‘Cabernet Sauvignon’. Compared with mulch treatment and the control, hanging sheets on both sidesof the main stem of the grape tree significantly increased the coloration of the berries and wine andthe anthocyanin content in the grape skins. Yeast-assimilable amino acid in the juice in curtain-treatedgrapes was significantly decreased compared with that in the control. Curtain treatment with whitereflection sheets improved the color of red wine grapes.
（Received Jul. ３
１, ２
０
１４；Accepted Feb. ２６, ２
０
１
５）
Key words：curtain treatment, white reflection sheet, coloration, grape, wine
カーテン処理，白色反射シート，着色，ブドウ，ワイン

globalOku-Izumo Vineyard（Unnan, Shimane, Japan）. The

warming cause serious problems such as low sugartrees were using a single-wire trellis training system.

content and lightened skin color in grapes. Several

Two treatments and a control were used to assess

methods to overcome these problems have been

the anthocyanin concentration in the grape juice :

High

night

temperatures

relatedtotested, including girdling, abscisic acid fertilizer, and! the curtain treatment as shown in Fig. １, inreflective mulch treatment. Mulch treatment withwhich １５０-cm-wide

white
TM

polyethylene reflection
Tyvek# , E.I. Du Pont dereflective sheets improves the light environment

sheets（７００AG ; DuPont

around grape trees and is effective in deepening the

Nemours and Company, Wilmington,

１）
，
２）

coloring of grape berry skintreatment

with

white

. Recently, curtain

reflection

sheets

was

DE,

USA ）

were hung ２００ cm from both sides of the main
stems ;

" a mulch treatment in which the grounddeveloped to improve the coloration of the tablegrape

cultivar‘Izunishiki’３） .

The

berry

skin

coloration in the treated grapes was significantly
increasedcompared

with

that

in

the

N

mulch

treatment and control groups. In the present study,
curtain treatment was applied to the wine grape
cultivar ‘ Cabernet Sauvignon’, and the resulting
wine quality was also investigated.

Materials and Methods

100cm

１．Plant material and treatments（white reflective
sheet curtains and mulch）
The experiments were conducted on １
２- and １
３year-oldwinegrapes （ Vitis

vinifera

L. ‘Cabernet

Sauvignon’ ）in ２
０
１
１ and ２０
１
２, respectively, at the§ E-mail : tmatsumoto@life.shimane-u.ac.jp

100cm

100cm

Curtain hanged（width 150cm）
Fig. １ Curtain treatment with white reflective sheets intunnel mesh cultivation of ‘Cabernet Sauvignon’
grapes118

Food Preservation Science

VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 30 ）

under the main stems were covered with mulch atand control in ２
０
１
１ were analyzed according to thethe veraison stage （ the developmental stage at

method of Japan’s National Tax Agency.

which berry ripening began on ７ September ２０
１
１
and ３
１ August ２０１２）; and! a control treatment inResults

which no reflection sheets or mulch were used. Ten

The effects ofcurtaintreatment

on

wine

with

white

trees were used for each treatment.

reflection

２．Fruit analysis

Sauvignon’ are shown in Table １. No significant

Ten grape clusters were randomly collected fromsheetsthegrape‘Cabernet

difference in berry weight was found among thethe ten trees in each group on １
２ October ２
０
１
１ and

curtain treatment, mulch treatment,

３
１ September ２０
１
２ and assessed for berry weightgroups ;and soluble solids concentration （Brix ;ASONE（Brix） of the juice and color chart values of the

MASTER-A１T, Osaka, Japan）. The color chart value

grape skins in the curtain and mulch treatment

andcontrol

however, the soluble solid concentration（ Japan Fruit Growers Cooperative Association ） ofgroups were greater than those in the controls in

the grape skin was

grapes２０１
１ and ２０
１
２. The titratable acidity（tartaric acid）

determined

in

the

collected in ２
０１
１. The tartaric acid concentrationin the control was lower than that in the curtain

and organic acid composition of the grape juice

and mulch treatment groups in ２０
１
１. Compared

were determined with a titratable acidity test andwithhigh-performance liquid chromatography, respectively,

concentration in the skin of curtain - and mulch -

in

２
０
１
１.

Determinations

of

the

that

in

the

control,theanthocyanin

anthocyanin

treated grapes was also significantly increased inconcentration of the berry skin and free amino acid

２０
１
１ and ２０
１
２（ Fig. ２）. As shown in Fig. ３, noanalysis of the juice were performed determinedsignificant differences in amino acid content wereaccording to methods described in our previous

found among the experimental groups. However,report３）.

yeast-assimilable amino acid（all amino acids except

３．Wine production and analysis

proline）content in curtain-treated grapes was lower

Approximately ４ kg grape grains were squeezed,"" bottle to which potassium

than that in control grapes.
The composition of wine produced from grapes inproviding approximately ３ juice. The juice and pulp
were placed in a ５-

the treatment and control groups is shown in Tableamounts

２. The specific gravity, concentration of alcohol,

before and after fermentation to prevent oxidationwine extract, tartaric acid content, and pH of theandmetabisulfite was added in appropriate

fermentation,wines were not significantly different among therespectively. Glucose and tartaric acid were added

treatment groups. However, compared with that in

to become ２
２％ and ０７. ％ in the juice, respectively,

the control group, the wine color value based on

and the mixture was fermented for approximately ２

absorbances at ４２
０ and ５３０ nm was greater for the

weeks at ２
０〜２
５℃ . The composition of the wine

curtain treatment group in both years （see Table

produced from the grapes in the treatment groups

２）. The coloration of wine produced from curtain-sterilization

and

to

stop

the

Table １ Improvements to ‘Cabernet Sauvignon’ wine grapes by curtain
treatment with white reflection sheets
Treatments
２０
１
１
Control
Mulch
Curtain２
０
１
２
Control
Mulch
Curtain＊１
０ grainweight（g）

Brix（％）

CC value＊

１
３３
. a
１
１７
. a
１
４５
. a

１
６９
. b
１
８３
. ab
１
９３
. a

４１
. b
６２
. a
６４
. a

１
６２
. a
１
５８
. a
１
６４
. a

１
６２
. a
１
７０
. a
１
７０
. a

Tartaricacid（％）

０５
.２
０３
.１

Color Chart for black grape ; Different letters indicate significant differences（P < ００. ５）according to Tukey’s multiple range test.

〔Technical Report〕 Effects of Curtain Treatment

1.2

Anthocyanin conc.
（ O.D. at 530nm）（ 31 ）

119

a

a

1.0

b

0.8
0.6

c

c

d

0.4
0.2
0

Curtain

Mulch

Control

Fig. ２ Anthocyanin concentration in grape juice fromcurtain- and mulch-treated grapes（left : ２
０
１
１; right :２０
１
２）
Bar = standard error. Different letters indicate significant
difference （ P < ０.０５） according to Tukey’s multiple range
test（n = ２
０）
.

a

140
120

a

a

100
80
60
40

30
25

a

a

20
15
10
5

20

0

0
Curtain

Mulch

Cont

Proline
a

0.7

a

0.6
0.5

a

0.4
0.3
0.2
0.1

200
150

Yeast asimilable
amino acidababCurtain

Mulch

100
50
0

CurtainMulch

aArginin

0.5

Conc. (mg/mℓ)

0.8

250

Conc (mg/mℓ)

Alanine160

Conc. (mg/mℓ)

Glutamic acid
a

35

180

Conc. (mg/mℓ)Conc. (mg/mℓ)

200

0.4

a

Cont

Cont

a

0.3
0.2
0.1
0

0
Curtain

Mulch

Curtain

Cont

Mulch

Cont

Fig. ３ Amino acid concentration in grape juice from curtain- and mulch-treated grapes（２０１１）
Vertical bars represent standard error. Different letters indicate significant difference （ P < ０.０５）
according to Tukey’s multiple range test（n =５）.

Table ２ Composition of wine from curtain- and mulch-treated ‘Cabernet Sauvignon’ grapes
Treatment
２０
１
１
Control
Mulch
Curtain２
０
１
２
Control
Mulch
CurtainWine
extract

Specific
gravity

Alcohol

０９
.９
６
０９
.９
６
０９
.９
６

１
１８
.
１
２５
.
１
１９
.

３１
.７
３３
.６
３２
.０

０９
.９
９
１０
.０
０
１０
.０
０

１
１７
.
１
１８
.
１
２３
.

３９
.３
４２
.１
４３
.４

（％）

pH

Total acid

Absorbance

（％）

at ４
２
０ nm

at ５
３
０ nm

３５
.４
３５
.５
３５
.５

０６
.５
０６
.５
０６
.７

０５
.２
０６
.７
０８
.２

０６
.３
０９
.４
１２
.６

３５
.４
３４
.０
３５
.６

０７
.２
０８
.３
０７
.８

０５
.２
０５
.５
０９
.２

０４
.９
０５
.２
１１
.３

（％）

120

Food Preservation Science

VOL．
４
１ NO．
３ ２
０
１
５

（ 32 ）

cm from the sides of the main stem）, mulch, andneither curtains nor mulch （ control ） were １
８
５.５/
３
５
３.４, ４１
３.６/２
７
３.１, and ９７.５/２
７３.１ µmol m−２ s−１,
respectively３）, and the light environment around
table

grape

trees

‘Izunishiki’

in

the

curtaintreatment group was １.３〜１.７ times that of thecontrol, which resulted in significant improvement ingrape skin coloration. High acidity in the juice ofcontrol grapes may be promoted by the maturationof grapes with curtain and mulch treatments. The
increased sugar content caused by increases inphotosynthesis seemed to be used for anthocyanin
synthesis.
Fig.４ The appearance of wines among three treatments

In both our previous study３） and the present
study, we demonstrated that the coloration of darktreated grapes was darker than that of wine fromgrape skin is significantly improvedbycurtainmulch-treated and control grapes（Fig. ４）.

treatment. The sugar concentration of white grapes
may also be increased by curtain treatment before

Discussion

veraison. Furthermore, lower concentrations of yeast

Some of the most serious challenges in grape-assimilable amino acids, which are used for yeast

cultivation are low sugar content and reduced skinfermentation in grape juice, have been measured incoloring of fruit caused by high night temperatures.

curtain-treated

Poor coloring in berry skin reduces the economic

assimilable amino acids in grape juice from curtain-

value of grapes for both the table and processing.

treated grapes may affect the taste and flavor of

MORI et al .４） and KOSHITA et al .５） have reported thatwine.

grapes.

Lowerlevelsofyeast-

high night temperatures related to global warming

The light reflection efficiency of the white sheets

reduce anthocyanin accumulation in berry skins,used in this study is reportedly higher than that of

causing poor coloration in red and black grapes andaluminum vapor deposition sheets commonly used in

posing a persistent problem for viticulture. Mulch

mulch treatment. The sheets also improved plant

treatments

withreflective

６）〜８）

sheets

have

been

PIRIE

growthandreducedthedeleterious

effectsofinsects and pests１），２）. Compared with other mulch

applied to overcome these problems.
thatsheets used in orchards, white reflective sheets asanthocyanin concentration in grape skin is increased

on-ground mulch are disadvantageous because theyby the accumulation of sugar in the berry. It is

are

well

and

MULLINS９）

havesuggested

expensive

andeasilybecomedirtyduringbycultivation. Because the sheets do not contact thephotosynthesis, and light conditions around grape

ground during curtain treatment, they are not easily

trees affect photosynthesis. Anthocyanin in grape

soiled. The durability of these sheets during curtain

berriestreatment

known

that

accumulates

sugar

when

is

synthesizedsucrose１０）

increases . We previously reported

３）

concentrationthat the skinis３）

treatment .

more
This

than
curtain

twice

that

treatment

in

mulch

methodiscolor of the table grape ‘Izunishiki’（Vitis labruscana

effective for both table and wine grape cultivation.

Bailey ） was

curtainMoreover, the color of wine produced from curtain-

In

the

treated grapes was darker than that from mulch -present study, the anthocyanin concentration in thetreated and control grapes （see Table ２, Fig. ４）.

skin of ‘Cabernet

was

The results of this study suggest that curtain

significantly improved by curtain treatment（see Fig.

treatment with white reflection sheets improves the２）, which also improved wine color （see Taable ２,

fruit color of red wine grapes.

treatmentwithsignificantly
white

increasedreflection

Sauvignon’bysheets.

wine

grapesFig. ４）.
We have also reported that the photon flux

References

densities on the upper/west sides of trees treated

１）IMON, K., MATSUMOTO, H., MIYATA, N. and YANO,

with curtains （ white reflection sheets hanging ９０T. :Effectsofimproved

light

conditionson

（ 33 ）

〔Technical Report〕 Effects of Curtain Treatment

coloration of ‘Aki-Queen’ grape berries, Bull. Fruit
Tree Res. Center, Ehime Res. Inst. Agr.，１, ４
３〜５
１

121

８
１, １
６
５〜１
７
０（２
０
０
８）
９）PIRIE, A. and MULLINS, M.G. : Interrelationships

（２
０
０
９）
（In Japanese with English summary）

of sugars, anthocyanins, total phenols and dry２）NISHIKAWA, Y. , TOMIMORI, S. , WADA, K. andweight

KONDO, H. :

in

the

skin

of

grape

berriesduringEffect of cultivation practices on

ripening, Amer. J. Enol. Vitic., ２
８, ２
０
４〜２
０
９（１
９
７
７）

resveratrol content in grape berry skins, Hort. Res.

１０）DO, C.B. and CORMIER, F. : Effects of low nitrate（Japan）, １
０, ２
４
９〜２
５
３（２
０
１
１）（In Japanese withand high sugar concentrations on anthocyanin

English summary）

content and composition of grape （ Vitis vinifera

３）MATSUMOTO, T., SAKURAI, N., FURUTA, K., INOUE,
M., KADOWAKI, M., MATSUMOTO, S. and AKIHIRO, T. :L.）cell suspension, Plant Cell Reports, ９, ５
０
０〜５
０
４
（１
９
９
１）

Effects of curtain treatment of white reflection
sheet on improving the coloration of grape berries,
J. ASEV Japan, ２
４, １
３
４〜１
４
０（２
０
１
２）（In Japanesewith English summary）
４）MORI, K., SUGAYA, S. and GENMA, H. : Decreased

白色反射シートのカーテン処理によるワイン用ブドウ カベルネ・ソービニヨン の着色促進効果およびワイン品質

anthocyanin biosynthesis in grape berries grown

松本敏一＊１§・石原

under

桜井尚史＊３・三島晶太＊１・秋廣高志＊１

elevatednight

temperature

condition,

Scientia Horticulturae, １
０
５, ３
１
９〜３
３
０（２
０
０
５）
５）KOSHITA, Y. , ASAKURA,T. ,FUKUDA,

＊１
H.

and

clustersof‘Aki

Queen’

grapesduringmaturation and its effect on the skin color andabscisic acid content, Vitis, ４
６, ２
０
８〜２
０
９（２
０
０
６）

島根大学生物資源科学部

（〒６
９
０―８
５
０
４ 島根県松江市西川津町１０６０）TSUCHIDA, Y. : Nighttime temperature treatment offruit

藍＊１・安部紀夫＊２＊２ （有）
奥出雲葡萄園
（〒６
９
９―１
３
２
２ 島根県雲南市木次町寺領２
２
７
３−１）
＊３

丸和バイオケミカル（株）
大阪営業所

（〒５
４
１―０
０
４
６ 大阪府大阪市中央区平野町３−６−１）

６）COVENTRY, J.M., FISHER, K.H., STROMMER, J.N. and
REYNOLDS, A. G. :Reflective mulch to enhance

白色反射シートのカーテン方式でのワイン用ブドウ

berry quality in Ontario wine grapes, ISHS Acta.

カベルネ・ソービニヨン

Horticulturae., ６
８
９, ９
５〜１
０
２（２
０
０
５）

ベレーゾン期に白色反射シートカーテンを一文字整枝のの着色促進効果を検討した。

７）LAYNE, D.R., JIANG, Z. and RUSHING, J.W. : Tree

両側にカーテン状に設置したところ，果皮の着色とアン

fruit reflective film improves red skin coloration

トシアニン含量がマルチ区および無処理区より優れたが，

and advances maturity in peach, HortTechnology,

果汁中の資化性アミノ酸含量は有意に低くなった。

１
１, ２
３
４〜２
４
２（２
０
０
１）
８）TODIC, S., BESLIC, Z., VAJIC, A. and TESIC, D. :The effect of reflective plastic foils on berry
quality of Cabernet Sauvignon, Bulletin de l ’OIV ,以上のことから，反射シートの両側カーテン処理は，
赤ワイン原料用ブドウとして有用な濃い色調が得られる
傾向が認められた。
（平成２
６年７月３
１日受付，平成２７年２月２６日受理）