（ 1 ）309

日本食品保蔵科学会誌
３
９

VOL．

会
長
編集委員長
編集委員

６

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＞
積算温度を指標としたコマツナの
遠赤外線乾燥における品質変化の評価 ……………………………………………………………………（３１１）／岡本慎太郎・折笠貴寛・畑中咲子・菰田俊一
齊藤順一郎・富樫千之・村松良樹
小出章二・椎名武夫・田川彰男
ホスホトランスフェラーゼシステムを欠損した
Lactobacillus plantarumの代謝解析 …………………………………………………………………………（３１９）／佐藤英一・梶川揚申・岡田早苗・辻聡＜報文＞（英文）
β-ラクトグロブリンとグリアジンの分子間相互作用が製パン性に与える影響 …………………………（３２５）／岡 大貴・菊池千尋・塩野弘二
野口智弘・!野克己＜研究ノート＞
ニンジン個体あるいは組織が異なる切片の微生物密度に対する電解水処理の効果 ……………………………………………………………………（３３１）／阿部一博・阿知波信夫
シークワシャー（Citrus depressa Hayata）搾汁残!を原料とした
有用成分の酢抽出：ノビレチン，シネフリンに着目して ………………………………………………（３３７）／宮城一菜・新垣江梨子・照屋 亮
和田浩二・太田英明・広瀬直人
国産赤ワインにおけるフェノール系オフフレーバーの発生頻度 …………………………………………（３４３）／恩田 匠・小松正和＜講座＞
身近な野菜・果物〜その起源から生産・消費まで（２２） ニンニク………………………………………（３４７）／山崎博子＜文献抄録＞ ……………………………………………………………………………………………………（３５５）＜本会記事＞ ……………………………………………………………………………………………………（３５６）＜会
告＞ ……………………………………………………………………………………………………（３５７）

310

（ 2 ）

Food Preservation Science

CONTENTS OF VOL．
３
９ NO．
６（２
０
１
３）
＜Article＞（Japanese）
Evaluation of Quality Change in the Far-infrared Drying of Komatsuna Leaves
Using Cumulative Temperature as an Indicator
OKAMOTO Shintaro, ORIKASA Takahiro, HATANAKA Sakiko, KOMODA Toshikazu,
SAITO Junichiro, TOGASHI Chiyuki, MURAMATSU Yoshiki,
KOIDE Shoji, SHIINA Takeo and TAGAWA Akio ………………………………………………（３１１）Metabolic Analysis of a Phosphotransferase System-deficient Strainof Lactobacillus plantarum NCIMB 8826
SATOH Eiichi, KAJIKAWA Akinobu, OKADA Sanae and TSUJI Akira ……………………（３１９）＜Article＞（English）
Effect of the Molecular Interactions between
β-lactoglobulin and Gliadin on the Baking Quality
OKA Daiki, KIKUCHI Chihiro, SHIONO Kouji,
NOGUCHI Tomohiro and TAKANO Katsumi ………………………………………………………（３２５）＜Research Note＞（Japanese）
Effects of Electrolyzed Acidic Water on the Microorganisms
on Sections and Different Tissue of Carrot
ABE Kazuhiro and ACHIWA Nobuo …………………………………………………………………（３３１）
Extraction of Nobiletin and Synephrine from the Waste Peelsof Shiikuwasha（Citrus depressa Hayata）by Using Vinegar
MIYAGI Kazuna, ARAKAKI Eriko, TERUYA Ryo,
WADA Koji, OHTA Hideaki and HIROSE Naoto …………………………………………………（３３７）Frequency of Phenolic Off-flavors in Red Wines Produced in Japan
ONDA Takumi and KOMATSU Masakazu …………………………………………………………（３４３）＜Serialization Lecture＞（Japanese）
GarlicYAMAZAKI Hiroko………………………………………………………………………………………（３４７）

（ 3 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３ 〔報

文〕

311

積算温度を指標としたコマツナの
遠赤外線乾燥における品質変化の評価
岡本慎太郎＊１・折 笠 貴 寛＊２§・畑 中 咲 子＊３・菰 田 俊 一＊３
齊藤順一郎＊４・富 樫 千 之＊１・村 松 良 樹＊５
小 出 章 二＊２・椎 名 武 夫＊６・田 川 彰 男＊７＊１ 宮城大学大学院食産業学研究科＊２ 岩手大学農学部＊３ 宮城大学食産業学部＊４ 東洋興産（株）＊５ 東京農業大学生物産業学部＊６ 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構食品総合研究所＊７ 千葉大学大学院園芸学研究科

Evaluation of Quality Change in the Far-infrared Drying of Komatsuna Leaves
Using Cumulative Temperature as an Indicator
OKAMOTO Shintaro＊１, ORIKASA Takahiro＊２§, HATANAKA Sakiko＊３, KOMODA Toshikazu＊３,
SAITO Junichiro＊４, TOGASHI Chiyuki＊１, MURAMATSU Yoshiki＊５,
KOIDE Shoji＊２, SHIINA Takeo＊６ and TAGAWA Akio＊７＊１

Graduate School of Food, Agriculture and Environmental Science, Miyagi University,
2−2−1 Hatatate, Taihaku, Sendai, Miyagi 982−0215＊２ Faculty of Agriculture, Iwate University, 3−18−8 Ueda, Morioka, Iwate 020−8550＊３ School of Food, Agriculture and Environmental Science, Miyagi University,
2−2−1 Hatatate, Taihaku, Sendai, Miyagi 982−0215＊４ Toyo Kosan, Co., Ltd., 6−7−10 Nishikigaoka, Aoba, Sendai, Miyagi 989−3123＊５ Faculty of Bio-industry, Tokyo University of Agriculture, 196 Yasaka, Abashiri, Hokkaido 099−2493＊６ National Food Research Institute, NARO, 2−1−12 Kannondai, Tsukuba, Ibaraki 305−8642＊７ Graduate School of Horticulture, Chiba University, 648 Matsudo, Matsudo, Chiba 271−8510
In this study, we determined the quality changes（surface color, and L-ascorbic acid, carotenoid, andchlorophyll contents） and drying rate during far-infrared drying and hot-air drying of Komatsuna
leaves. Three different drying temperatures ranging from ４
４℃ to ５５℃ were employed in bothmethods. Cumulative temperature was used as an indicator of quality change. The measured moisture
content changes under each set of drying conditions agreed with those calculated using an exponential
model. An Arrhenius-type equation was used to establish the relationship between the drying rate
constant k and the average surface temperature during drying. Under the ideal drying conditions, thecumulative temperature at the sample surface served as a useful index of the decrease in the L ascorbic acid content. In addition, the surface color of the Komatsuna leaves changed to a lesser
extent as the cumulative surface temperature decreased. Etiolation of the sample during drying was

＊１
＊２
§
＊３
＊４
＊５
＊６
＊７

〒９
８
２―０
２
１
５ 宮城県仙台市太白区旗立２―２―１
〒０
２
０―８
５
５
０ 岩手県盛岡市上田３―１
８―８
Corresponding author, E-mail : orikasa@iwate-u.ac.jp
〒９
８
２―０
２
１
５ 宮城県仙台市太白区旗立２―２―１
〒９
８
９―３
１
２
３ 宮城県仙台市青葉区錦ヶ丘６―７―１
０
〒０
９
９―２
４
９
３ 北海道網走市八坂１
９
６
〒３
０
５―８
６
４
２ 茨城県つくば市観音台２―１―１
２
〒２
７
１―８
５
１
０ 千葉県松戸市松戸６
４
８

312

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（ 4 ）

caused by the decrease in the chlorophyll rather than the decrease in the carotenoid content.
（Received Mar. ６, ２０
１３；Accepted Aug. ５, ２
０
１
３）
Key words：Komatsuna, far−infrared drying, cumulative temperature, drying rate, quality evaluation
コマツナ，遠赤外線乾燥，積算温度，乾燥速度，品質評価

青果物は，収穫された後，一般的に出荷団体や小売店おける成分変化や電力効率について詳細に調べている。

等の流通市場を経て，消費者の手に渡る。しかし，そのしかしながら，乾燥空気温度などの乾燥条件の範囲は限流通過程で規格外品や未成熟品，余剰品が発生し，青果

定的であり，遠赤外線乾燥過程における品質変化の温度

１）

物の国内総生産量の約１８％が廃棄処分されている 。こ

依存性の把握までは至っていない。さらに，遠赤外線乾れは有用資源を無駄にしているばかりでなく，環境にも燥と熱風乾燥で乾燥速度が同じ場合，遠赤外線乾燥にお悪影響を及ぼすため無視できない。これに対処するには，ける葉面温度が約３℃低いために，遠赤外線乾燥後のコ

廃棄処分されている青果物を適正に処理・加工し，有効

マツナの L―アスコルビン酸残存率は熱風乾燥後のそれ

利用することが考えられる。そして，青果物廃棄量の削と比べて有意に大となることを報告している１４）が，アス

減，すなわち環境 負 荷 の 低 減 効 果 も 期 待 さ れ る。一コルビン酸残存率をはじめとする乾燥過程における品質

方，２
０
１
１年３月１
１日に発生した東日本大震災により，多変化を検討する際には，葉面温度のみではなく乾燥時間

くの住民が避難所生活を余儀なくされた。その避難所生にも着目する必要があると考えられる。そこで，本研究活の長期化に伴い避難住民の栄養不足が深刻化したといでは，遠赤外線乾燥がコマツナの乾燥特性および品質に２）う報告 がある。そのような状況において，規格外品や及ぼす影響を３段階の乾燥温度で検討し，遠赤外線乾燥

廃棄処分品が乾燥食品や栄養補助剤などの原料として商過程における乾燥速度および各種成分変化の温度依存性

品化・備蓄化できれば，これら諸問題解決策の一助になについて考察した。特に，L―アスコルビン酸残存率につることが期待される。主要な葉菜類の一つであるコマツ

いては積算温度に着目して考察し，積算温度が最適乾燥

ナは，アスコルビン酸やビタミンA等の栄養成分を豊富方法を選定する際に新しいかつ有用な評価法になり得る

３）に含んでいる 。また，施設栽培技術が普及したため，可能性が示されたので併せて報告する．

年間を通して容易に入手できる。しかし，平成２
２年度の

実験方法

統計表４）によると，出荷量は生産量と比べて約１
５％少な
く，出荷されないコマツナの多くは収穫後に廃棄処分と

１．供 試 材 料なっていると推察される。さらに，コマツナをはじめと供試材料は，コマツナ（Brassica rapa var. perviridis）

する葉菜類は貯蔵できないものとして扱われているたで，地元の量販店において入手した。入手時期は２０１
２年め５），出荷された後も相当量の葉菜類が廃棄処分されて

５月から２
０
１
２年１
１月とした。なお，産地は宮城県産のもいると考えられる。したがって，廃棄量を削減し，有効のとし，品種は限定しなかった。試料は，保存中の成分

資源の利用率を高めるために，コマツナにおいても適切変化を限りなく少なくするために武田ら１５）の報告を参考

な加工技術の確立が必要である。加工操作のひとつであにし，入手後直ちにポリエチレン袋に非密封の状態で入６）

る乾燥は，貯蔵安定性や輸送性の向上 ，栄養成分の濃７）れ，約５℃の冷蔵庫内で床面に対して垂直になるように

縮等の高付加価値化および調理工程の簡便化 等を図る

保存し，７日以内に実験に供した。供試する際には，株ために実施される。乾燥の対象となる青果物は多岐にわ

元から１０!のところで切断し，葉身および葉柄部を使用たり，原料の特性や乾燥の目的に応じて，様々な乾燥方した（以下，試料）。１０５℃―２４h炉乾法にて試料の初期法が用いられているが，熱風乾燥は，操作が簡便であり，

含 水 率 を 測 定 し た と こ ろ，１
６．
４
０±１．
２（n＝１
８）
（d.b.

かつ汎用性も高いことから，青果物の乾燥処理には広く

decimal）
（０．
９
４±０．
０
０
２（w.b. decimal））で あ っ た。以用いられている。一方，遠赤外線は，周囲の空気に吸収

後，含水率はすべて乾量基準含水率（d.b. decimal）でされず被加熱物表面に到達し加熱効果を表す８）ことが特表すこととした。

徴であり，HEBBARら９）は遠赤外線乾燥および遠赤外線を

２．乾 燥 方 法

併用した通風乾燥は熱風乾燥と比べて乾燥のエネルギ効

遠赤外線乾燥と熱風乾燥２通りの方法で試料を乾燥さ率は良好であると報告している。遠赤外線乾燥は米麦なせた。試料の初期投入量は約４５"とした。なお，目標含

ど穀物の乾燥１０）への適用事例が報告されており，その技

水率を０．
２（d.b. decimal）と設定し，目標含水率以下に術は実用段階にあるが，遠赤外線乾燥の青果物への適用なるまで乾燥させた。

１
１）
〜１
３）

例は数例

に留まっている。最適な乾燥方法・条件の（１）遠赤外線乾燥

遠赤外線乾燥機（A１
０―S，東洋選定や高品質な乾燥食品を得るためには，乾燥に伴う品興産（株））を用いて遠赤外線乾燥特性を測定した。こ質変化に関する知見は不可欠である。岡本ら１４）は，コマの乾燥機の乾燥室は縦１，
１
４
０×横５
６
０×奥行８
３
０mmであ

ツナの遠赤外線乾燥実験を行い，コマツナの乾燥過程に

り，４
５
０×１，
１
０
０!の遠赤外線放射パネル（電気式遠赤外（ 5 ）〔報文〕 コマツナの遠赤外線乾燥と品質

線面状ヒータ，東洋興産（株））
が手前・奥に，７
０
０×１，
１
０
０

313

射パネルの温度は設定温度と比べて約１５℃高い値で推移!の遠赤外線放射パネルが左・右にそれぞれ装着してあした。Fig．
２に遠赤外線乾燥における葉面温度の推移をり，それらが熱源となる。なお，本研究で用いた遠赤外示す。Fig．
２から葉面温度の乾燥開始から乾燥終了まで

線放射パネルの遠赤外線放射特性（放射率および分光放の平均温度（以下，葉面温度）は，３
５，４
０および４
５℃で

射輝度）をFig．
１に示す。機内の圧力は，ひずみゲージ

それぞれ４
９．
３，５
３．
６および５
４．
５℃であった。

式圧力センサ（PG―２，（株）共和電業）を用いて測定し，（２）熱風乾燥アンプ（WGA―７１
０―５，（株）共和電業）でひずみを電圧

６００，ヤマト科学（株））を用いた。本研究では，同じ乾に変換させ，データロガ（GL２２０，グラフテック（株））

燥速度において２種類の方法（遠赤外線乾燥と熱風乾に記録した。なお，機内圧力は９
４．
７―９
６．
６kPa（大気圧燥）により乾燥させた試料の品質や理化学的特性などを

は９
８．
０―９
９．
９kPa）
，機内の風速は０．
２〜０．
５m／sであった。

比較することを目的としたため，予備実験より，遠赤外

試料の初期投入量は約４５"で，遠赤外線乾燥機における線乾燥と同程度の乾燥速度となるように設定温度を調整

専用のトレー（W４６０×L７００!）に試料をそれぞれ均等した。Fig．
３に熱風乾燥における葉面温度の推移を示す。

熱風乾燥には定温送風乾燥機（DK

間隔にかつ，それぞれの試料が重ならないよう，乾燥室

設定温度を４７，５１および５６℃としたところ，その際の葉内の中間の高さに静置した。葉面温度の測定には，蛍光

面温度は４
４．
４，５
０．
２および５
４．
３℃となった。なお，葉面式光ファイバー温度計（FL―２０００，安立計器（株））おの温度測定には，素線径０．
６!のT型熱電対を用いて測

よ び 光 フ ァ イ バ ー セ ン サ（FS１００―３M，安 立 計 器

定し，データロガ（GL２２０，グラフテック（株）
）に１秒

（株）
）を用いた。センサの測定部を葉面に厚さ０．
０５８!，間隔で記録した。風速は０．
２〜０．
５m／sとした。

アセテートフィルム製のメンディングテープ（CM―１
２，
スコッチ）で固定し，葉面温度を１秒間隔で測定した。

60た。なお，遠赤外線放射パネルの温度は設定した入力電圧によって変動する。本研究で設定した入力電圧（１００V）では，３つの設定温度すべてにおいて，遠赤外線放1Surface temp.（℃）

乾燥機の設定温度は３
５，４
０および４
５℃の３段階と設定し

（A）

0.8

50
40
30

49.3℃

20

53.6℃

10

54.5℃

0

Emissivity

0

2

0.6

4
6
Drying time（h）

8

10

Fig ．
２ Changes in surface temperature during far infrared drying at three temperature ranges

0.4
0.2

Temperatures of explanatory note mean average temperatureof the sample surface during far-infrared drying.

0
0

10

20

30

Wave length［µm］60Surface temp.（℃）

Spectral radiance[W·m−2・sr−1・10nm−1]

0.4
FIR panel（100℃）

（B）

0.3

Black body（100℃）

0.2
0.1

50
40
30

44.4℃
50.2℃

20

54.3℃
10
0

0

0

0

10

20

30

Wave length［µm］

2

4

6

8

10

Drying time（h）

Fig．
１ Far-infrared radiation characteristic of the panel

Fig．
３ Changes in surface temperature during hot air
drying at three temperature ranges（ A ） is the emissivity of the panel ;（ B ） is the spectral
radiance of the panel

Temperatures of explanatory note mean average temperatureof the sample surface during far-infrared drying.

314

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（ 6 ）

用いて，L ＊a ＊b ＊表色系により測定した。１試料につき３．測 定 項 目
（１）乾燥過程における質量（含水率）変化

各乾燥

葉面の４点を測定し，その平均値を実験値とした。乾燥

過程における試料質量変化は，６０分間隔で電子天秤（GF―３００，（株）エー・アンド・デイ）を用いて測定した。

前後の L ＊値，a ＊値および b ＊値の差（&L ＊，&a ＊および&b ＊）から以下の式（２），（３）および（４）により色減少した質量は全て蒸発水分量とみなし，乾量基準含水

差&E ，彩度C ＊および色相角 h oをそれぞれ算出１９）した。

率（d. b. decimal）に換算した。
（２）積算温度

光ファイバー温度計およびT型熱電対を用いて測定した葉面の温度変化を乾燥開始から乾燥終了まで積算した値を積算温度 Tcum（℃・h）と定義した。
すなわち，Tcumは時間 t における温度 T（ t ）を乾燥開始
から乾燥終了まで積分した値に等しくなるので，以下の

$
$
$
&"%(!
&$$"
"!
&'$"
"!
&($"
……………（２）
$
$
!$%(!
&'$"
"!
&($"
………………………（３）$%&!#!($" ………………………………（４）+- %''また，青果物の黄化の指標として用いられている黄化
度 YI ２０）を以下の式（５）により算出した。

式（１）で表すことができる。
.
$%)/, %# %!
."*.………………………………（１）.
#

ここで，t１は乾燥開始時間（h），t２は乾燥終了時間（h）
である。

$

$

&#% $ #'……………………………………（５）($''（５）乾燥前後におけるカロテノイド等含有量変化
カロテノイド（ルテイン，β―カロテン）およびクロロ

上式より算出した遠赤外線乾燥および熱風乾燥におけ

フィルa，b含有量は，色彩および品質変化の指標として測定した。満田らの簡易抽出法２１）を改変して試料溶液

る積算温度は，Table１に示した。
（３）乾燥前後における L―アスコルビン酸含有量変化
１６）を調製し，HPLCにて分析した。カラムには４．
６×１
５
０#

，かつ熱を

のMG!カラム（（株）資生堂）を，検出器にはUV検出

加えると分解速度が大きくなる性質１６）があり，乾燥青果

器（L―２
４
０
０，日立製作所（株））をそれぞれ用いた。移L―アスコルビン酸は非常に酸化されやすく

１７）物の品質劣化の指標として度々用いられている ため，動相にはアセトニトリル：水（９：１）（以下A）およ

本研究においてもL―アスコルビン酸含有量（$／１００%―び酢酸エチル（以下B）を用いた。移動相はまずAのみ

１８）FW）を，藤原ら の測定法を改変した方法で測定した。

とし，その後，直線的にBの濃度を上げて２０分後にはA :すなわち，設定した含水率まで乾燥した試料を５％（wB＝５０：５０になるような条件とした。流速は１．
２!／min，／w）メタりん酸溶液とともにホモジナイザ（RH９１，

測定波長は４５０"とした。分析用溶液は乾燥前試料の場（株）エ ス エ ム テ ー）に て 摩 砕（約８，０００rpm，１
０min，

合には約３%に，乾燥後試料の場合については約０．
３%０―４℃）し，ろ過した溶液の L―アスコルビン酸含有量に ア セ ト ン を３０!程 度 加 え，ホ モ ジ ナ イ ザ（RH９
１，

（$／１
０
０!）を反射式光度計（RQ―flex１
０，メルク（株））（株）エスエ ム テ ー）に て 摩 砕 抽 出（約８，０００rpm，１０を用いて測定した。得られた値に希釈倍率を乗じて試料

min，０―４℃）し，これを３回繰り返した後，微量高

１００%あ た り のL―ア ス コ ル ビ ン 酸 含 有 量（$／１００%―

速冷却遠心機（MX―３０１，（株）トミー精工）にて遠心FW）に換算した。乾燥処理後の乾物１%あたりの L―ア

分離（８，
０
０
０rpm，１
０min，４℃）後，その上清を１００!

スコルビン酸含有量（$／%―DW）を乾燥処理前のそれに定容し，HPLC分析用供試液とした。ルテインは０．
００５で除すことにより，L―アスコルビン酸残存率を算出した。

〜０．
１
０$／!，β―カ ロ テ ン は０．
０
１
２〜０．
２
４$／１
０
０!お よ

（４）乾燥前後における色彩変化

試料の色彩は色彩びクロロフィルa，bは０．
０
０
５〜０．
１
０$／!の標準溶液を色差計（CR―１
３，コニカミノルタセンシング（株））を用いた絶対検量線法により，溶液中のルテイン，β―カ
ロテンおよびクロロフィルa，b濃度（$／１００!）を測

Table１ The relationship between surface temperatureduring each drying of Komatsuna leaves andcumulative temperature calculated from equation（１）Surface Temp.
（℃）

Far-Infrared

Hot Air

定し，含有量（$／１００%―FW）に換算した。
乾燥処理後の乾物１%あたりのルテイン，β―カロテン
およびクロロフィルa，b含有量（$／%―DW）を乾燥処

Cumulative Temp.
（℃・h）

理前のそれで除すことにより，ルテイン，β―カロテン

実験結果および考察

４
９．
３

→

４．
７
６×１
０２

５
３．
６
５
４．
５

→
→

４．
２
５×１
０２
３．
８
２×１
０２

４
４．
４
５
０．
２
５
４．
３

→
→
→

４．
６
８×１
０２
４．
２
４×１
０２
３．
９
３×１
０２

Surface temperature means average temperature of thesample surface during drying.

およびクロロフィルa，b 残存率に換算した。

１．乾燥過程における含水率変化
Fig．
４に遠赤外線乾燥における含水率変化の一例を示す。Fig．
４より，いずれの乾燥温度においても含水率は時間の経過とともになめらかな曲線を描きながら減少していることがわかる。Fig．
５に遠赤外線乾燥における乾燥特性曲線を示す。Fig．
５より，乾燥開始から乾燥速度

〔報文〕 コマツナの遠赤外線乾燥と品質

14

Drying rate（−dM/dt）（h−1）

Moisture content（d.b. decimal）

（ 7 ）

12
49.3℃

10

53.6℃

8

54.5℃

6

Calc.

4
2

315

7
6

49.3℃
53.6℃
54.5℃

5
4
3
2
1
0

0
0

2

4

6

8

0

10

5

10

15

Moisture content（d.b. decimal）

Drying time（h）
Fig．
４ Changes in moisture content of Komatsuna leaves
during far-infrared drying

Fig ．
５ Relationship between the drying rate and the
moisture content of Komatsuna leaves

Temperatures of explanatory note mean average temperatureof the sample surface during far-infrared drying.
Solid lines show the calculated value from exponential model.

Temperatures of explanatory note mean average temperatureof the sample surface during far-infrared drying.

は直線的に低下し，含水率と乾燥速度の間に直線の関係が得られた。これより試料の遠赤外線乾燥および熱風乾燥過程は，減率乾燥第一段であることがうかがえる。減率乾燥第一段の含水率変化は以下の式（６）で与えられTable ２ Drying rate constants k and root meansquared error（RMSE）of the exponential model by
far-infrared drying and hot air drying
Surface
Temp.

Far-Infrared

Hot Airk（h ）Surface
Temp.

４
９．
３
５
３．
６
５
４．
５

０．
４
５
８
０．
６
２
９
０．
６
３
１

４
４．
４
５
０．
２
５
４．
３

０．
４
０
３
０．
６
９
２
０．
８
０
８

−１

k（h−１）

２
２）

る 。
"!"&
&%!
("
"$
!'
"#!"&

（６）

ここで，M は t 時間における含水率（d.b. decimal），，M０は初期含水率（d.b.
Meは平衡含水率（d.b. decimal）

Surface temperature means average temperature duringdrying.

decimal）k は乾燥速度定数（h−１）である。
1.0

kを算出した。Fig．
３に式（６）による含水率の計算値と測定値の比較を示す。計算値と測定値の平均平方誤差
２３）（RMSE）は０．
２
０〜０．
４９（d.b. decimal），決 定 係 数
２（R ）は０．
９
４〜０．
９９であったことから，実験値に対する式（６）の適合性は高く，乾燥期間は減率乾燥第一段であることが示された。また，非線形最小二乗法により決定した kの値をTable２に示す。いずれの乾燥法におい＝6.79・109exp −＝8.28・108exp −Hot Air
Calc.（Far-Infrared）
Calc.（Hot Air）

0.1

くなっていることがわかる。乾燥速度定数 kの温度依存

3.05

２
４）

性を調べるために，kを以下の式（７） に乾燥法ごとに&%!! ! "
'"%$
#$

（７）

38.0

Far-infraredても，葉面温度が高くなるにつれて乾燥速度定数が大き最小二乗法を適用して当てはめた。

68.3

−1

タを式（６）に当てはめ，非線形最小二乗法により定数

Drying constants （h ）遠赤外線乾燥および熱風乾燥の含水率変化の測定デー

3.10

3.15
−3

Reciprocal of drying temp. （×10 K−1）
Fig．
６ Arrhenius plot of the drying contents k vs. thereciprocal of drying temperature 1/K for Komatsuna
leaves

ここで，d は係数（h−１），E はみかけの活性化エネル
ギ（J／mol），R は ガ ス 定 数（＝８．
３１４J／（mol・K）），T
は葉面絶対温度（K）をそれぞれ表す。

ていることが確認できた。一方，みかけの活性化エネル

Fig．
６に遠赤外線乾燥および熱風乾燥の乾燥速度定数k

ギE の値は，遠赤外線乾燥で３８．
０kJ／mol，熱風乾燥でのArrheniusプロットを示す。Fig．
６より，式（７）の適

６
８．
３kJ／molであり，熱風乾燥における乾燥速度定数の合性が良好であることが示され，遠赤外線および熱風乾

温度依存性は遠赤外線乾燥のそれよりも強いことが示さ

燥の乾燥速度定数 k はArrhenius型の温度依存性を有し

れた。

316

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

２．乾燥過程における L―アスコルビン酸含有量変化と葉（ 8 ）におけるL―アスコルビン酸の減少を抑制できると考えら

面積算温度の関係れる。また，コマツナの遠赤外線乾燥および熱風乾燥に

岡本ら１４）は，コマツナ乾燥過程におけるL―アスコルビ

おけるL―アスコルビン酸残存率は，積算温度４．
１×１
０２℃

ン酸残存率変化について，試料温度をパラメータとして・h近傍に境界点があることが伺える。すなわち，積算

反応速度論を用いて解析している。しかし，乾燥温度が

温度が４．
１×１
０２℃・h以上になるような乾燥条件（例え異なると乾燥時間も変動するため，乾燥温度と乾燥時間ば，葉面温度が５０℃における乾燥時間は８．
３時間程度）

双方の影響を同時に考慮する必要がある。そこで本研究を設定することにより，L―アスコルビン酸の減少を抑制

では，乾燥温度と乾燥時間の双方を同時に評価できる積

できる乾燥条件決定が容易に行える可能性がある。今後，

算温度に着目して，L―アスコルビン酸の残存率について

乾燥試料や乾燥法の違いによる積算温度の境界点につい考察することとした。Fig．
７に葉面温度の積算値を横軸て詳細な検討が必要であるものの，コマツナの乾燥過程に，L―アスコルビン酸残存率を縦軸にとった結果を示す。

において，積算温度が L―アスコルビン酸の減少の指標とFig．
７より，有意差はみられなかったものの，遠赤外線なる可能性が示された。

乾燥のL―アスコルビン酸残存率が，熱風乾燥のそれと比３．乾燥前後における色彩変化とクロロフィル・カロテ

べて高い傾向となっている。また，積算温度が大きいほノイド成分の関係

ど，L―アスコルビン酸残存率が大きい傾向がみられる。

乾燥前後における色差!E ，彩度 C ＊，色相角h oおよびTable１より，本研究で設定したコマツナの乾燥におい

黄化度YI の値をTable３に示す。乾燥前後における色差ては，葉面温度が低く，かつ乾燥時間が長いほど積算温は，遠赤外線乾燥および熱風乾燥のいずれの乾燥条件に度が大きくなる。そのため，低温かつ長時間の乾燥条件

おいても６．
２〜８．
０で，これは色差の感覚的表現では「大（積算温度が大きい条件）において，コマツナ乾燥過程

いに異なる」レベルとなる１９）。それぞれ有意差は見られなかったものの，葉面温度が上昇する（すなわち，葉面Residual ratio of L-ascorbic acid（%）

積算温度が少ない）とともに色差の変化量が少なくなる
50

傾向がみられた。一般に，色差が小さいほど品質がよいと判断されている１９）ことから，葉面積算温度を小さくな40るように乾燥させることにより，視覚的な品質劣化を抑制できることが示唆された。また，彩度C ＊が生の試料30と比べて大となったことから，色素成分の濃縮により色が濃く変化したことがうかがえる。色相角を乾燥前後でFar-Infrared20

比較すると，乾燥後の色相角は乾燥前のそれと比較してHot Air

小さくなった。a ＊b ＊色度図によると１
８
０°
は緑色，９
０°
は

10

黄色となる１９）。本研究における色相角は１
８
０°
から９
０°
の
方向へ変化していることから，乾燥処理により色彩が緑

0
3.8

4

4.2

4.4

4.6

4.8

Cumulative temp. of sample surface（×102，℃·h）

色から黄色方向に向かって変化した（黄化）ことが示された。このことは，乾燥後試料の黄化度が乾燥前試料のそれと比較して大となったことからも明らかである。
Fig．
８に遠赤外線乾燥および熱風乾燥後のカロテノイ

Fig ．
７ Relationships between the cumulative sample
surface temperature and the residual ratio of L ascorbic acid

ド成分（ルテイン，β―カロテン）およびクロロフィルaEach value is mean±S.D.（n＝４）.

カロテンの残存率は５０〜６０％前後であるのに対し，緑色＋bの残存率を示す。黄色成分であるルテインおよびβ―Table３ Color changes in fresh and dried Komatsuna leaves by far-infrared drying and hot air drying
Far-Infrared

Hot air
Surface Temp.（℃）

Fresh
!E
＊

C
h°
YI

１
７．
７±０．
７
２
１
２
３．
３±０．
７
９
５
４．
３±０．
９
２

４
９．
３

５
３．
６

５
４．
５

４
４．
４

５
０．
２

５
４．
３

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

All values are mean±S.D.（n＝２０−３０）
Surface temperature means average temperature during drying.

（ 9 ）〔報文〕 コマツナの遠赤外線乾燥と品質

Residual ratio of carotenoids（％）

100

謝Far-Infrared

Hot Air辞317

本研究の一部は，科学研究費補助金（若手研

究B，２
３
７
８
０
２
６
８）の助成により実施されたものである。
ここに記して謝意を表す。

80

東洋興産株式会社

取締役製造本部長

齊藤義郎氏には遠赤外線乾燥機を使用・改良する際に貴重かつ有益な60

御助言を頂いた。心より御礼申し上げる。

40

文

献

１）吉川直樹・天野耕二・島田幸司：日本の青果物消費
20に伴う環境負荷とその削減ポテンシャルに関する評価，
環境システム研究論文集，３
５，４
９
９〜５
０
９（２
０
０
７）

0

２）加藤眞奈美：東日本大震災における宮城県内被災者
49.3℃ 53.6℃ 54.5℃

44.4℃ 50.2℃ 54.3℃

への栄養食生活支援，ビタミン，
８
５，
４
２
６〜４
２
９（２
０
１
２）

Fig．
８ The residual ratio of carotenoids and chlorophyll
by far-infrared drying and hot air drying

３）石川秀次：五訂食品成分表，（第一出版，東京），：Lutein,：β-carotene, ：Chlorophyll a＋b
Each value is mean±S.D.（n＝４）４）農林統計協会：第８６次農林水産省統計表（平成２
２年

pp．
１
０
９〜１
４
７（２
０
０
１）
〜平 成２
３年）
，
（農 林 統 計 協 会，東 京）
，p．
１
７
７，５
４
５
（２
０
１
２）

成分であるクロロフィルa，bの残存率は３０％前後と低５）農山漁村文化協会：野菜園芸大百科２
１品質・鮮度保いことが示された。クロロフィルa，bの減少率がカロ

持，（農山漁村文化協会，東京）
，pp．
１
７
０〜１
７
４
（２
０
０
４）

テノイドよりも大きいことから，コマツナの乾燥処理で

６）林

弘通：講座

食品の乾燥（第一回）―その歴史の黄化は，クロロフィルa，bの大幅な減少が主要因でと製造技術―，調理科学，２
４，３
３
３〜３
３
８（１
９
９
１）

あることが示唆された。クロロフィルa，bはクロロフ

７）MURAMATSU, Y., TAGAWA, A. and SAKAGUCHI, E. :ィラーゼ２５），クロロフィルオキシターゼ２６）により酵素的

Thin Layer Drying Model for Cooked Soybeans,に，あるいは紫外線２７）などにより非酵素的に分解され，2009 ASABE Annual Intl. Meeting, Paper Number：

非常に分解されやすい物質である。青果物保存中の黄化の原因はこれらのクロロフィル分解系がクロロフィルを
２
５）
〜２
７）

分解するために起こるとされている。今後，乾燥過

０
９５
７
７
０, １〜８, Nevada（２００９）８）渡 辺 敦 夫・清 水

賢：化 学 技 術 誌Mol ２月 号，（オーム社，東京）
，pp．
６
４〜７
２（１
９
８
８）

程におけるクロロフィル分解は酵素的もしくは非酵素的

９）HEBBAR, H.U., VISHWANATHAN, K.H. and RAMESH,

分解のどちらが優勢であるのかを明らかにし，黄化を抑M.N. : Development of combined infrared and hot

制する方法について検討する必要があると考えられる。

air dryer for vegetables, J. Food Eng., ６
５, ５
５
７〜５
６
３

要

約

コマツナを試料として，遠赤外線乾燥および熱風乾燥
における乾燥速度および品質変化の温度依存性について検討し，以下の知見を得た。
! 含水率変化はいずれの乾燥条件においても指数モ
デルで表され，乾燥速度定数kにArrhenius型の温度依存性があることが示された。
" L―アスコルビン酸残存率は積算温度４．
１×１
０２℃・h

（２
０
０
４）
１
０）秀永伸作：遠赤外線穀物乾燥機と大豆乾燥への利用，
農業機械学会誌，６
３，１
７〜１
９（２
０
０
１）
１
１） MANEECHOT, P. , TOJO, S. and WATANABE, K. :Computed

Tomographic

Analysisof

Vegetable

during Far Infrared Radiation Drying Process, J.
Soc. Agric. Structures, ３
７, １
２
３〜１
３
２（２
０
０
６）
１
２ ） VISHWANATHAN,

K. H. ,HEBBAR,

U. H.

and

RAGHAVARAO, K.S. M.S. : Hot Air Assisted Infrared

近傍に境界点がみられ，積算温度がそれ以上となる

Drying of Vegetables and Its Quality, Food Sci.

乾燥条件では分解を抑制した。

Technol. Res, １
６, ３
８
１〜３
８
８（２
０
１
０）

# 色彩変化は葉面の積算温度が小さいほど変化量が１３）AFZAL, T.M., ABE, T. and HIKIDA, Y., Energy and

小さいことが示され，乾燥に伴う黄化はクロロフィ

quality aspect during combined FIR - convection

ルa，bの大幅な減少が主要因であることが示唆された。

drying of barley, J. Food Eng., ４
２, １
７
７〜１
８
２（１
９
９
９）
１
４）岡本慎太郎・折笠貴寛・桑嶋学人・菰田俊一・齊藤

$ 温度と時間の２つのパラメータを同時に考慮でき

順一郎・矢野歳和・村松良樹・小出章二・椎名武夫・

る積算温度を品質評価の指標とすることにより，最田川彰男：コマツナの乾燥への遠赤外線の利用，日本

適乾燥条件の検討の際に有用となる可能性が示唆さ

食品科学工学会誌，５
９，４
６
５〜４
７
２（２
０
１
２）

れた。

１
５）武田吉弘・太田保夫：青果物の保存姿勢が品質およ318

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

び鮮度保持に及ぼす影響，農業および園芸，５
８，８
０
９
〜８
１
２（１
９
８
３）

（ 10 ）

会誌，４
９，５
０
０〜５
０
６（２
０
０
２）
２
２）安藤泰雅・折笠貴寛・椎名武夫・五月女格・五十部

１６）小澤美奈子：スタンダード栄養・食物シリーズ５食

誠一郎・村松良樹・田川彰男：調理用トマトの乾燥お品学―食品成分と機能性―，（東京化学同人，東京），

よびブランチングへのマイクロ波の適用，日本食品科

pp．
６
１〜１
０
６（２
０
１
１）

学工学会誌，５
７，１
９
１〜１
９
７（２
０
１
０）

１
７）SCALA, K.D. and CRAPISTE, G. : Drying kinetics

２３）MURAMATSU, Y., TAGAWA, A., SAKAGUCHI, E. andand quality change during drying of red pepper,

KASAI, T. : Water Absorption Characteristics and

LWT−Food Sci. Tech., ４
１, ７
８
９〜７
９
５（２
０
０
８）

Volume Change of Milled and Brown Rice During

１８）藤原隆広・熊倉裕史・大田智美・吉田裕子・亀野貞：市販ホウレンソウの L―アスコルビン酸および硝酸 塩 含 量 の 周 年 変 動，園 芸 学 研 究，４，３
４
７〜３
５
２
（２
０
０
５）
１
９）須賀長市：耐候光と色彩，（スガ試験機，東京）
，
pp．
１
９
７〜２
９
０（１
９
８
８）
２
０）廣田智子：ピーマンの冷凍加工における収穫時期，ブランチングおよび解凍方法が果皮の色調と硬さに及ぼす影響，兵庫県立農林水産技術総合センター研究報
告，５
９，３
４〜３
５（２
０
１
１）
２
１）満田幸恵・新本洋士・小堀真珠子・津志田藤二郎：
高速液体クロマトグラフィーによる野菜のカロテノイ
ドおよびクロロフィルの同時分析，日本食品科学工学

Soaking, Cereal Chem., ８
３, ６
２
４〜６
３
１（２
０
０
６）
２
４）保坂秀明：「食品工学入門」―基礎と操作―，（株式
会社化学工業社，東京）
，pp．
５
７〜７
９（１
９
７
２）
２
５） YMAUCHI, N. , YOSHIURA, M. and SHONO, Y. ,Chlorophyll Degradation in Mitsuba Leaves during
Storage, Food Sci. Tech. Res., ４
２, ７
０
９〜７
１
４（１
９
９
５）
２
６）秋山

裕・高橋千夏・山内直樹：大根子葉の黄化時におけるクロロフィル分解系，日本食品科学工学会
誌，４
７，２
９
６〜３
０
１（２
０
０
０）
２
７）瀬戸美江・佐伯俊子・中西洋子・梶田武俊：緑葉ク
ロロフィルの分解におよぼす光の影響，日本調理科学
会誌，２
３，３
６
７〜３
７
２（１
９
９
０）
（平成２
５年３月６日受付，平成２５年８月５日受理）

（ 11 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３ 〔報

文〕

319

ホスホトランスフェラーゼシステムを欠損した
Lactobacillus plantarumの代謝解析
佐 藤 英 一＊・梶 川 揚 申＊・岡 田 早 苗＊・辻聡＊§

＊ 東京農業大学応用生物科学部生物応用化学科

Metabolic Analysis of a Phosphotransferase System-deficient Strainof Lactobacillus plantarum NCIMB 8826
SATOH Eiichi*, KAJIKAWA Akinobu*, OKADA Sanae* and TSUJI Akira*§＊

Department of Applied Biology and Chemistry, Tokyo University of Agriculture,1−1−1, Sakuragaoka, Setagaya-ku, Tokyo 156−8502

It is important to consider not only biosynthetic pathways but also the sugar-transport system inorder to construct a substrate production system for bacterial fermentation. A phosphotransferase
system （PTS）-deficient strain of Lactobacillus plantarum NCIMB ８８
２
６ was obtained, and its sugar transport properties were compared with those of the wild-type strain. Based on metabolic analysis,
the wild-type strain was found to utilize １
３ kinds of sugar via the PTS. Four kinds of sugar, which
are thought to be taken up via non-phosphotransferase systems, were also utilized via the PTS. Since
the PTS - deficient mutant was able to utilize only glucose and maltose as carbon sources, non phosphotransferase systems were considered to be functional in the mutant. The PTS-deficient mutant
lost the ability to utilize several sugars. Thus, the ability of the wild-type strain to utilize a variety ofsugars depends on its PTS. We also found that disruption of the PTS affects the biosynthesis of lactic
acid in the mutant strain.
（Received Jun. ３, ２０１３；Accepted Sep. ３
０, ２
０
１
３）
Key words：Lactobacillus plantarum, phosphotransferase system, metabolic analysis, gene disruption,
lactic acid bacteria,
ラクトバチルスプランタルム，ホスホトランスフェラーゼシステム，代謝解析，遺伝子破壊，
乳酸菌
微生物による発酵生産の例は枚挙に暇がないが，効率が，これまで物質生産の宿主菌として注目されることは的な物質生産を目的として，従来は優良株の分離や突然稀であった。この背景には遺伝子操作が大腸菌などに比変異株の分子育種に精力が注がれてきた。これらの成果

べ容易でないことなどがあげられるが，近年の分子生物の多くは現在の工業利用には欠かせないものとなってい学的手法の進展により状況は大きく変わってきている。

る。近年では分子生物学的な手法を用いて物質生産に関

遺伝子操作のための基盤も整備され，多くの乳酸菌株の与する代謝経路を直接改変することにより，目的物質の全ゲノム配列も解読されるようになった。このため従来生産効率を向上させることが可能となってきた。このよは食品の発酵菌として認識されることの多かった乳酸菌

うな代謝改変の宿主には培養コストが低く生育の速い大も物質生産菌として着目され始めている。

腸菌やコリネ型細菌などの好気性菌が一般に使われる。

Lactobacillus plantarum NCIMB ８８２６（以下，野生株）

好気性菌は酸素存在下では呼吸により効率的な生育が可

は乳酸菌の中で２例目にゲノムの全塩基配列が決定され能であるが，消費した炭素源の大部分を菌体増殖に使ったL. plantarum WCFS１株と由来を同じにする株であてしまうため物質生産を目的とした場合は，十分な菌体り１），このゲノム情報を基盤に遺伝子工学・分子生物学を得た後に改めて嫌気条件下での発酵により代謝産物を的手法によりコハク酸やソルビトールなどの発酵生産を回収する必要がある。通性嫌気性菌である乳酸菌は数多行う宿主菌としての利用が検討されている２），３）。また，

くの発酵食品の製造に欠かせない有用微生物の代表格だ

野生株のゲノム全長は３．
３Mbpとこれまでに公開されて

＊ 〒１
５
６―８
５
０
２ 東京都世田谷区桜丘１―１―１§ Corresponding author, E-mail : at２０２
４
９３＠nodai.ac.jp

320

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（ 12 ）いる乳酸菌の中でもとりわけ大きいことが特筆すべき点たとの報告がある７），８）。そのため，野生株においてもPTSとしてあげられる。この大きなゲノムサイズは他の乳酸の破壊により潜在的な他の糖取込み経路を誘導すること菌と比べて糖代謝や糖取込みに関連する遺伝子を数多くで代謝効率の優れた株に育種できる可能性がある。

１）

保持することに拠るものである 。しかし，野生株の糖

そこで本研究では，PTSのEI遺伝子を破壊することに取込み経路に関してはゲノム情報からの予想にとどまり，より糖取込み能を欠如させた変異株を作出し，PTS破壊表現型としては不明な点が多い。発酵生産の宿主菌とし株と野生株の代謝解析からL. plantarum NCIMB ８８２６のて利用するためには細胞内の代謝経路の改変だけでなく，糖取込み系を明らかにすることにした。

基質である糖の取込み経路に関する知見を疎かにするこ

実験方法とはできず，さらに言えば生成物の排出経路までをも念頭に置いた総括的な検討が求められる。

１．供試菌株および培養

ここで基質の取込み経路に注目してみると，微生物に野生株はMRS液体培地（Difco社製）を用い３
７℃で静おける糖の取込み経路は，一次的能動輸送，二次的能動置培養した。また，糖類発酵性試験にはYP培地（Yeast

輸送，ホスホトランスフェラーゼシステム（PTS）の３

extract１％，Polypeptone ０．
５％ ， CH３COONa ・３H２O

つに大別される４）。このなかで乳酸菌の主要な糖取込み

０．
２％，MgSO４・７H２O４０!／! MnSO４・４H２O ２!／!，

経 路 はPTSで あ る と さ れ る。PTSはEnzyme I（EI），

FeSO４・７H２O ２!／!，NaCl ２!／!，Tween８
０５０!／Phosphocarrier protein（Hpr），ABCのサブユニットか!，pH６．
８）を基礎培地とし，これに１％の糖（D-Glucose,

ら成るEnzyme II（EII ABC）の３つの成分 か ら 構 成

D - Fructose,

されており，ホスホエノールピルビン酸をピルビン酸にMaltose, D-Sucrose,Salicin, D -Trehalose, D -Mannitol, D -D - Mannose,

D - Cellobiose,

D - Lactose,D-

変換する反応と共役して糖をリン酸化し，糖リン酸としSorbitol, D - Rhamnose,て細胞内に取込むための経路である（Fig．
１）
。またEI

Melibiose, Raffinose, Melezitose）を添加したものを用とHprは共通して１つずつ存在するのに対し，EIIは取いた。各種糖を含むYP培地１
０!に１
４〜１
６時間前培養し込む糖に対し特異的であり，その種類に応じて複数個存た野生株またはPTS破壊株を１％量接種し，３７℃で静置在する。野生株もEIとHprをコードする遺伝子を１個ず培養した。また，糖を添加していないYP培地を用いて

つ，EIIをコードする遺伝子を２５個保持していることが同様に培養したものを対照株とした。培養に際してはエ判明している１）。このEIIの数はすでに PTS の機能が解リスロマイシン（Em）を５µg／!になるように添加しD - Ribose, Gluconate,

Galactose,析 さ れ て い る Lactobacillus johnsonii や Lactobacillus

た。前述の要領で２４時間培養し，６６０nmにおける吸光度

acidophilusなど他の乳酸菌と比べても多い５），６）。そのため，の測定結果から糖類発酵性を判定した。一方，有機酸分

野生株が多様な糖を生育に利用できるという表現型は

析，残糖分析にはMRS培地を用いて糖類発酵性試験とEIIの種類に起因すると考えられる。しかし，PTSが必同様の条件で培養した。

ずしも発酵生産における優れた糖の取込み経路であると

２．EI遺伝子欠損株の作出は限らず，コリネ細菌などで糖取込み経路をPTSから非Staphylococcus由来の温度感受性プラスミドpBT２をPTS系に切り換えることでアミノ酸の発酵効率が向上し基にエリスロマイシン（Em）耐性遺伝子を選択マーカーとして使えるように改良したプラスミドpBTEを作成した９）。まず，pBT２をSna BIとEco RVで消化し，再環

Glucose状化させることでクロラムフェニコール耐性遺伝子を除EII

AB

去 し たpBT２∆Cmを 構 築 し た。pBT２∆CmをSma I で 消C

Hpr-P
Glucose-6-P

化し，pE１９４由来のEm耐性遺伝子１０）を組み込みpBTEを構築した。次に，野生株の染色体DNAからEI遺伝子の

Hpr

EI

上流および下流領域約３００bpをそれぞれPCR法により取得し，これらのDNA断片を連結することでEI遺伝子の

EI-P
PEP

内部配列を除去した約６
００bpの∆EIを作成した。この∆EIをPst I とBam HIで消化し，同制限酵素により消化した

PYR

LactatepBTEに組み込み，最終的にEI遺伝子破壊用プラスミド
pBTE : : ∆EIを構築した（Fig．
２）
。このプラスミドをエ

Fig．
１
The
metabolicpathwaysrelatedtophosphotransferase system in Lactobacillus plantarum
NCIMB ８８
２
６
EI ; Enzyme I, P ; Phosphate, Hpr ; Phosphocarrier protein,
EII ; Enzyme II, PEP ; Phosphoenolpyruvate, PYR ; Pyruvate,
PYK ; Pyruvate kinase.

レクトロポレーション法により野生株に形質転換し１１），
二重交叉相同組換え法により野生株のEI遺伝子を破壊した変異株（以下，PTS破壊株）を作出した。
３．非PTS系遺伝子の発現量解析
グルコースまたはマルトースを唯一の糖源としたYP培地２!に１
４〜１
６時間前培養した野生株またはPTS破壊

（ 13 ）

〔報

RV

I

BI

Ampr

Self ligation

pBTE

Ampr
r
Ts Em
Emr gonefrom pE194

Sugertype

Carbohydrate

PTS

D-glucose
D-fructose

Ts
ΔEI

D-mannose
D-cellobiose

EI gene 5ʼ- and3ʼ-ﬂanking regions
HI ΔEII

D-lactose
D-maltoseEmr

D-sucrosesalicinD-trehalosepBTE::ΔEI

pBT2ΔCm

D-mannitol

Ampr

Ampr
Ts

321

Table１ Carbohydrate utilization profiles of the L. plantarum
NCIMB ８８２
６ and derivative

Emr
I

Cmr
pBT2

文〕 PTS欠損 L. plantarumの代謝解析

D-sorbitolTs

Non-PTS

Fig．
２ Construction of a gene disruption plasmid

D-rhamnose
D-ribose

gluconategalactose
melibioseraffinose
melezitose

株を１％接種し，３７℃で１２時間静置培養した。各培養条
件で得た菌体からISOGEN II（和光純薬工業製）を用いて総RNAを調製した。得られた総RNAを鋳型に逆転Wild type

Mutant

++
++
＋
++
++
++
++
++
++
＋
++

＋
−
−
−
++
−
−
−
−
−

++
＋
＋
++
++
++
++

＋
++
++
−
−
−
−

写酵素を用いてcDNAを合成し定量RT-PCRに供した。

The carbohydrate utilization profiles of L. plantarum NCIMB
８
８２
６ and its derivative were determined after ２
４ hours
このときハウスキーピング遺伝子である１
６S rRNA遺伝
incubation. The ability or inability to utilize carbohydrates is
子の発現量を内部標準とし，相対的な発現量を解析した。
represented by＋or−, respectively.

４．HPLCによる有機酸分析および残糖量分析
培 養２
４時 間 後 の 培 養 液２!を 遠 心 分 離 し（１５，０００rpm，１min，４℃），上清中の有機酸をHPLC（Waters

グルコースとマルトースを資化可能であった。そのため，

２
６
９５ Separation Module, Waters ２９９６ Photodiode-

野生株は何らかの非PTS系を介して細胞内にグルコース

Array，カ ラ ム；Rspak KC-８
１
１，Rspak KC-G，移 動とマルトースを取込む機構を保持することが明らかとな

相；０．
０８％ HClO４）により分析した。また，上清中のった。

Module,

次に，PTSを介さずに取込まれると考えられる７種類

Waters ２４１
４ Refractive Index Detector ， カラム ；の糖を唯一の炭素源とした発酵性試験の結果から，PTS

Shodex Asahipak NH２P-５
０ ４E，移動相；７５％ CH３

破壊株はラムノース，リボース，グルコン酸を資化可能CN）により測定した。

であった。PTS破壊株はガラクトース，メリビオース，

残糖量は HPLC （Waters ２６９５ Separation

実験結果および考察
１．PTS破壊株の作出と糖類発酵性試験

ラフィノース，メレジトースの４種類の糖では生育しなかったことから，これら４種類の糖もPTSを介して細胞内に取込まれていることが示唆された。しかし，これら野生株は他の乳酸菌と比較しても糖代謝や糖取込みにの糖を基質として特異的に反応するEIIは存在していな

関連する遺伝子を多数保有しており，表現型においてもい。さらに，EIIは主要に反応する糖の他に補助的に別多くの糖を資化することができる。この糖取込み能はの糖を取込むことが他菌種において報告されている１２）。

PTSに起因していると考えられるものの詳細は不明であこのことから，野生株においても同様の現象が起きている。そのため，二重交叉相同組換え法により野生株のEIると考えられる。

遺伝子を破壊した変異株（以下，PTS破壊株）を作出し，２．非PTS系遺伝子の発現解析

野生株が資化可能な１８種類の糖の発酵性を比 較 し た（Table１）。

前述の糖類発酵性試験の結果から，野生株はグルコー
スとマルトースを非PTS系を介して細胞内へ取込んでいまず，PTSを介して取込まれると考えられる１１種類のる可能性がある。野生株のゲノム情報よりPTSによる取糖のうち，フルクトース，ソルビトールなど９種類の糖込み以外の経路としてグルコースに特異的なプロトンシ

を唯一の炭素源とした場合にPTS破壊株は生育すること

ンポーター遺伝子（Lp̲２５０３）が候補遺伝子として推定ができなかった。このことから，野生株はこれら９種類された。また，マルトースについても特異的なABCトの糖をPTSのみを利用して細胞内に取込んでいることがランスポーター遺伝子（Lp̲３６３５）が推定された。これ強く示唆された。また，PTS破壊株はこれらの糖の中でらの輸送系は同属乳酸菌に広く保存されていることから，

322

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（ 14 ）

PTS破壊株は上記の非PTS系を介して糖を取込むことで察される。このようなPTS破壊株にみられる生育の遅れ生育していると考えられる。そこで，PTS破壊株においは，PTS関連遺伝子を欠損した大腸菌でも確認されていて生育が確認できたグルコースとマルトースの輸送系遺る１２）。このことからも，PTSを介した糖代謝により乳酸伝子の発現量を定量RT-PCRにより比較した。

を生成することは野生株が生育するうえで効率の良い糖

PTS破壊株におけるグルコースシンポーター遺伝子の取込み手段であることが裏付けられる。

発現量（相対値）は３．
１５±０．
５３であり，野生株の１．
１
１±

野生株とPTS破壊株は共に主要な代謝産物として乳酸

０．
１６に対して約２．
８倍の値を示した。この発現量の上昇を生成しているが，PTS破壊株では経時的な乳酸生成量

はPTSの破壊に伴い，このグルコースシンポーターの発の低下が認められた（Table２）。これと同様に，野生現が誘導されたためだと考えられる。そのため，PTS破

株とPTS破壊株における経時的な残糖量を比較すると，

壊株はこの経路を利用してグルコースを取込んでいるこ

PTS破壊株の糖消費速度の低下が認められた。PTS破壊とが強く示唆された。

株はEIを欠損したことで，ホスホエノールピルビン酸

また，マルトース特異的ABCトランスポーターは野からピルビン酸の合成が低減している。これに伴い，ピ生株とPTS破壊株において発現量に差がみられなかった

ルビン酸から乳酸への代謝が低減したことがPTS破壊株（データ示さず）。この結果より，マルトース特異的なの乳酸生産量の低下を招いたと考えられる。

ABCトランスポーターはPTSの破壊に影響されず，常これらの結果より，短時間で乳酸を生産させるにはに発現し機能を保持していると考えられる。

PTSを利用するほうが有利であると判断できた。しかし，

３．野生株およびPTS破壊株の代謝解析

野生株とPTS破壊株の乳酸生産量は４８時間培養時では差これまでの野生株とPTS破壊株の比較から，PTS破壊
株ではグルコースの取込み経路が変化していると考えられる。そこで，グルコースを唯一の炭素源とした場合の野生株とPTS破壊株の代謝解析から両株を比較した。

Table ２ Organic acid concentrations in a MRS medium
produced by L. plantarum NCIMB ８８２６ and its derivatives

すると，PTS破壊株では対数増殖期に至るまでの立ち上

Fermentation product（mM）
L. plantarum Timestrains（hour） Lactate
AcetateAcetoin

がりの遅れが確認された（Fig．
３A）
。また，グルコース

Wild type

その結果，野生株とPTS破壊株の生育を経時的に比較

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

の消費速度も減少していた（Fig．
３B）
。これはPTSとグ考えられる。PTSではグルコースはグルコース―６―リン酸として細胞内に取込まれる。これに対し，グルコース
シンポーターにより菌体内に取込まれたグルコースは，
グルコキナーゼによって１分子のATPを消費してグル
コース―６―リン酸に変換される。この代謝の初期段階でOD 660

必要なATPを確保するために生育の遅れを招いたと推

8
7
6
5
4
3
2
1
0

A

0

12

24
36
48
Time（hours）

Mutant

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

Wild type

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

Mutant

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

Values represent the mean and standard error derived fromthree independent experiments, with each experiment
performed in triplicate.

Glucose consumed（mM）

ルコースシンポーターの糖取込み形態の差に由来すると

120

B

100
80
60
40
20
0
0

12

24
36
48
Time（hours）

Fig．
３ A : Cell growth of L. plantarum NCIMB ８８
２
６ and derivatives in a MRS
medium, ascertained by measuring the increase in optical density at ６６０nm
B : Glucose consumed of Lactobacillus plantarum NCIMB ８
８
２
６ and
derivatives in a MRS medium, ascertained by using Glucose C２-test kit（Wako
Pure Chemical）
These data are mean of three independent experiments and those in parentheses are
standard deviation. Symbols：▲，L. plantarum NCIMB ８８
２６；□，L. plantarum NCIMB ８８２
６△ EI.

（ 15 ）

〔報文〕 PTS欠損 L. plantarumの代謝解析

323がみられないことから，複数の糖源の中からグルコース

succinic acid production through activation of theのみ消費することで十分な乳酸を生産することが可能な

reductive branch of the tricarboxylic acid cycle,

菌株を取得できたと考えられる。今後，コハク酸やソルEnzyme Microb. Technol ., ５
３, ９
７〜１
０
３（２
０
１
３）

ビトールなどの代謝改変を利用して発酵生産される物質

４）POOLMAN, B. : Transporters and their roles inの生産にPTSの欠損が与える影響を検討することは，さLAB cell physiology, Antonie van Leeuwenhoek, ８２,

らなる有用菌株の育種につながると考えられる。

要

１
４
７〜１
６
４（２
０
０
２）
５）PRIDMORE, R.D., BERGER, B., DESIERE, F., VILANOVA,

約

D. , BARRETTO, C. , PITTET, A. C. , ZWAHLEN, M. C. ,本研究では代謝改変を利用した乳酸菌による物質生産

ROUVET, M., ALTERMANN, E., BARRANGOU, R., MOLLET,

系の構築の基盤整備の一助として，糖の取込み経路に関B., MERCENIER, A. , KLAENHAMMER , T. , ARIGONI, F.

する検討を行った。宿主として供試した L. plantarumand SCHELL, M.A. : The genome sequence of the

NCIMB８８２６（野生株）では，代謝改変によるコハク酸

probiotic intestinal bacterium Lactobacillus johnsoniiやソルビトールなどの発酵生産系の構築が試みられておNCC５
３３, Proc. Natl . Acad . Sci. USA., １
０
１, ２
５
１
２〜

り，本菌株の基質の取込み経路に関する知見を得ること

２
５
１
７（２
０
０
４）

は上記の種々の発酵生産系の発展につながると考えられ

６）ALTERMANN, E., RUSSELL, W.M., AZCARATE -PERIL,る。他の乳酸菌種での報告から乳酸菌の主要な糖取込み

M.A., BARRANGOU, R., BUCK, B.L., MCAULIFFE, O. ,経路はPTSであると考えられた。そこで，野生株のPTS

SOUTHER, N., DOBSON, A., DUONG, T., CALLANAN, M.,を介した糖取込み能を欠如した変異株を作出し，野生株

LICK, S., HAMRICK, A., CANO, R. and KLAENHAMMER,と諸性質を比較することで L. plantarum NCIMB８８
２
６のT.R. : Complete genome sequence of the probiotic

糖取込み系のタイプを判定した。

lactic

その結果，PTS破壊株は１３種類の糖源を資化できなくacid

bacterium

Lactobacillus

acidophilus

NCFM, Proc. Natl . Acad . Sci. USA., １
０
２, ３
９
０
６〜３
９
１
２

なり，これらには一般にPTSを介して取込まれるフルク

（２
０
０
５）

トース，ソルビトールなど９種類の糖と，非PTS系とし

７） CHATTERJEE, R. , MILLARD, C. S. , CHAMPION, K. ,て扱われるガラクトースなど４種類の糖を含んでいた。

CLARK, D.P. and DONNELLY, M.I. : Mutation of the

そして，PTS破壊株はグルコースおよびマルトースを唯

ptsG

一の炭素源として生育可能であり，非PTS系による取込

succinate in fermentation of glucose by Escherichia

み経路が機能していることが明らかとなった。また，野coli, APPL. Environ. Microbiol ., ６
７, １
４
８〜１
５
４（２
０
０
１）

gene

resultsinincreased

productionof

生株とPTS破壊株の性質の比較により，非PTS系を用い

８）IKEDA, M., MIZUNO, Y., AWANE, S., HAYASHI, M.,

た乳酸生産が菌体に与える影響の一端を明らかにした。

MITSUHASHI, S. and TAKENO, S. : Identification and

本研究の成果を発展させることは，発酵生産系の目的物

application of a different glucose uptake system

質に合わせた特定の糖原のみを利用する乳酸菌株の構築

thatなどに繋がる可能性がある。

phosphotransferase

functionsasansystemalternative
in

to

the

Corynebacterium-

glutamicum, APPL. Microbiol . Biotechnol ., ９
０, １
４
４
３〜
文

献

１
４
５
１（２
０
１
１）

１）KLEEREBEZEM, M., BOEKHORST, J., van KRANENBURG,

９）BRÜCKNER, R. : Gene replacement in Staphylococcus

R., MOLENAAR, D., KUIPERS, O.P., LEER, R., TARCHINI,

carnosus and Staphylococcus xylosus, FEMS Microbiol.

R. , PETERS, S. A. , SANDBRINK, H. M. , FIERS, M. W. ,STIEKEMA, W., LANKHORST, R.M., BRON, P.A., HOFFER,

Lett., １
５
１, １〜８（１９９７）１０）HORINOUCHI, S. and WEISBLUM, B. :Nucleotide

S.M., GROOT, M.N., KERKHOVEN, R., DE VRIES, M. ,sequence and functional map of pE１
９４, a plasmid

URSING, B., DE VOS, W.M. and SIEZEN, R.J. : Completethat specifies inducible resistance to macrolide,genome sequence of Lactobacillus plantarum WCFS

lincosamide, and streptogramin type B antibodies,

１, Proc. Natl . Acad . Sci. USA. , １
０
０, １
９
９
０〜１
９
９
５

J . Bacteriol ., １
５
０, ８
０
４〜８
１
４（１
９
８
２）
１
１）AUKRUST, T. and BLOM, H. : Transformation of

（２
０
０
３）
２）LIU, S, NICHOLS, N.N., DIEN, B.S. and COTTA, M.
A. :MetabolicengineeringofaLactobacillus

Lactobacillus strains used in meat and vegetablefermentations, Food Res. Int., ２
５, ２
５
３〜２
６
１（１
９
９
２）

for

１
２）SIEZEN, R. J. , STARRENBURG, M. J. , BOEKHORST, J. ,enhanced ethanol production, J . Ind . Microbiol .

RENCKENS, B., MOLENAAR, D., VAN HYLCKAMA, andBiotechnol ., ３
３, １〜７（２００
６）

VLIEG, J. E. :plantarum

doubleldh

knocked - out

strainGenome - scale genotype - phenotype

３）TSUJI, A., OKADA, S., HOLS, P. and SATOH, E. :matching of two Lactococcus lactis isolates from

Metabolic engineering of Lactobacillus plantarum for

Plants Identifies mechanisms of adaptation to the324

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

Plant Niche. Appl . Environ. Microbiol ., ７
４, ４
２
４〜４
３
６
（２
０
０
８）

（ 16 ）（平成２５年６月３日受付，平成２
５年９月３
０日受理）

（ 17 ）

Food Preservation Science VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３ 〔Article〕

325

Effect of the Molecular Interactions between
β-lactoglobulin and Gliadin on the Baking Quality
OKA Daiki＊１, KIKUCHI Chihiro＊２, SHIONO Kouji＊２,
NOGUCHI Tomohiro＊１§ and TAKANO Katsumi＊２＊１ Food Processing technology Center, Department of Applied Biology and Chemistry, Tokyo University of Agriculture,1−1−1 Sakuragaoka, Setagaya-ku 156−8502＊２ Faculty of Applied Bioscience, Department of Applied Biology and Chemistry, Tokyo University of Agriculture,1−1−1 Sakuragaoka, Setagaya-ku 156−8502

In this study, the gliadin that is water-solublized by the action of β-Lg was identified. As a result, it
became clear that β-Lg specifically interacts with the most hydrophilic ω-gliadin in each gliadin（α, β,γ, ω）, and the ω-gliadin is desorbed from gliadin aggregates and becomes water-soluble. In contrast,
regarding the recovery factors of baking quality using heated skim milk, where β-Lg forms a heatedcomplex with κ-CN, the specificity of ω-gliadin is negated due to κ-CN’s high affinity to each gliadin ;thus, desorption from gliadin aggregates is inhibited. Furthermore, when gliadin which ω-gliadin wasremoved, was added to wheat flour dough, the formation of the dough becomes poor and gas
retention of the dough reduced. It became clear that the degradation of the bread with skim milk iscaused where ω-gliadin is desorbed from the gliadin aggregates due to the action of β-Lg.
（Received Feb. ２
１, ２
０
１３；Accepted Aug. ８, ２
０
１
３）
Key words：skim milk, β-lactoglobulin, κ-casein, gluten formation, hydrophobic interaction
脱脂乳，β-ラクトグロブリン，κ-カゼイン，グルテン形成，疎水性相互作用

Skimmed milk is added during the manufacturingof bread in order to improve the taste, flavor,

solubilization of gliadin.
In this study, the gliadin that is solubilized by the１）

baked color, and nutrition . However, skimmed milkaction of β-Lg. Novel findings regarding the effect ofhas been subjected to heat treatments such as

water solubilization of gliadin on the baking quality.

spray drying and sterilization in the manufacturing
process, which can affect the baking quality. Whenusing skimmed milk subjected to lower temperature
treatment, degradation in baking quality such as anincrease in crumb hardness and volume reduction is２，
３）

observed

Materials and Experimental Methods
１．Materials
The milk source was obtained from Holstein,raised

on

Fuji

farms

of

Tokyo

Universityof. By contrast, high-temperature treatment

Agriculture. Milk fat was removed using a creamquality４）.

separator with heating conditions at ４
０℃ to prepare

Previously, the whey protein, α-lactalbumin （α-La）,

unheated skimmed milk before use in the study.

and β-lactoglobulin （β-Lg） were shown to degrade

Bread flour（Camelia ; Nisshin Flour Milling, Tokyo,

suppresses

the

this

bakingdegradation

quality

in

of

their

baking５）nativestate .

Furthermore, by heat treatment, whey proteins andJapan）was used as the flour source.
２．Demarcation of milk protein

κ-casein（κ-CN）form a complex via a disulfide bondβ-Lg was purified based on the method described（SS bond）. This removes the factors that have aby ASCHAFFEBURG et al .７）. κ-CN was purified based

negative effect on baking quality５）. In addition, iton the method described by IGARASHI et al .８），９）.

became clear that although a fraction of gliadin

Samples were then prepared by freeze-dehydration

becomes water-soluble by the action of β-Lg, this

（RLE!-２
０５; Kyowa Vacuum Engineering., Tokyo,

solubilization is suppressed when β - Lg forms a

Japan）.

complex with κ-CN . Thus, it was presumed that

３．Demarcation of gliadin

６）

the

bread

degradation

wascausedbywater -

§ Corresponding author, E-mail : tomo@nodai.ac.jp

Based on the method described by HERBERT et

326

Food Preservation Science

VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（ 18 ）

al .１０），１１）, ０．
１M phosphate buffer was added （pH７．
６,western blotting using anti-bovine beta-lactoglobulin

０．
４M sodium chloride was included）. After removingfrom rabbit（Cat. No. A１
０-１２５A ; Bethyl Laboratories,

albuminMontgomery, AL）as the primary antibody, and anti

andglobulinbywashing,

gliadinwasdemarcated using a five-fold amount of ７
０％ ethanol-rabbit IgG HRP-linked whole antibody from donkey

solution. Thereafter, it was dialyzed with water,（ Cat. No. NA９
３
４;

GE Healthcare - Japan ） as thecentrifuged （６，０００×g, ２
０min, ２０℃）, and then thesecondary antibody. κ-CN and the heated mixture of

precipitate was freeze-dehydrated to obtain samples.

β - Lg and κ - CN were also tested in the same

４．Analysis of the solubility behavior of gliadin

method using anti-bovine casein from sheep （ Cat.

β-Lg solution （５$／!） dissolved in ０．
１M phos-

No. K０１
３
３
６S ; Meridian Life Science, Oxford, UK）

phate - buffered solution （ pH７．
０） and the heated

for the primary antibody, and HRP-linked anti-sheep

mixture of β-Lg and κ-CN（１０$／!, ５$ each）was

IgG from rabbit （ Cat. No. SC２７７０;

added to ５g of gliadin and kneaded. Subsequently,

Biotechnology, Dallas, TX）for the secondary antibody.

the

７．Evaluation of baking quality

solubility

behaviorof

gliadinwasanalyzed

according to the modified method described by
１
２）

Santa Cruz

Gliadin, which accounts for ３％ of the wheat flour,

FANCES et al . . Next, ５! of deionized water was

was added to the dough and bread was then made.

added to the mixture of gliadin and milk protein.

Next ２００g of dough was prepared according to theAfter dispersion in a homogenizer （ Physcotron ;method described by KIKUCHI et al .５）. After molding,

Microtech,wasdough was fermented （３８℃, RH ８
５％, for ６
０min）

Tokyo,

Japan ） the

supernatantobtained（soluble demarcation, S１）by centrifugation

and baked（２００℃ for ２０min）. After the bread was（３，５００rpm, ２
０min, room temperature）. In addition,

rested at room temperature to cool for１h, its loaf

５０mM Tris hydrochloric acid buffer solution（pH７．
８,

volume （ # ／g ） was measured in a ３D volumeterS２） was added to the precipitate, and the same

（WinVM ２１００; ASTEX, Tokyo, Japan）. Subsequently,

procedure was followed, in order to sequentiallybread was sliced to ２
０! thick slices, the com-obtaindemarcations : ５０％pressive load （N） at the center of the bread was

propanol solution（S３）,０．
１M acetic acid solution（Smeasured using a compression tester （Series ５
５
６
４,

the

followingsoluble４） and １％ SDS solution （S５）. Each demarcation

Instron, Norwood MA）with a cylindrical plunger of

was analyzed using a １
２．
５％ SDS-PAGE （Me ＋ ）,２
３! a diameter ; the compressive load（N）at ５０％

and gliadin was detected by western blotting using

compression

anti - gliadin from mouse CE -３（ Cat. No. CHO１
３;

crumb hardness.

Cosmo Bio, Tokyo, Japan）for the primary antibody

８．Evaluations of wheat dough properties

wasmeasuredfor

determining

theof gliadin, and anti - mouse IgG HRP - linked whole

Physical properties of the dough kneading were

antibody from sheep（Cat. No. NA９３１; GE Healthcare-measured using Dougraph（ATTO, Tokyo, Japan）.

Japan, Tokyo, Japan）for the secondary antibody.

The relative amount of each dough component was

５．Analysis of N-terminal amino acid sequence

determined in the same way as for the baking test.

After SDS-PAGE, the gel was transferred to a

The dough was kneaded for １０min, setting the

PVDF membrane by semi-dry blotting. Subsequently,

circulating cooling thermostat at ２０℃ . A mixing

thecurve was obtained by averaging the chart of thedesiredprotein

bands

were

cut

out

and

power consumption（w）every ２０s.

sequenced（PPSQ-２
１; Shimadzu, Kyoto, Japan）.
６．Analysis of intermolecular interaction between
β-Lg and each gliadin（α, β, γ, ω ）In addition, the volume of the dough, which was
fermented in the cylinder （２７℃, RH７５％） for ４h,

Each gliadin （α, β, γ, ω） was demarcated using

was measured every ３
０min, and the gas retention

CM-Sepharose Fast Flow（φ２．
２"×１１"）, which was

ability of the dough based on the volume growthequilibrated in １
０mM glycine acetate buffer（pH４．
６,rate（％）was evaluated.

containing ３M

urea ） according

to

the

methoddescribed by KATHRYN et al .１３）. Thereafter １$

Results and Discussionofeach demar-cated gliadin（α, β, γ, ω）was dissolved

１．Changes in the solubility behavior of gliadin

in １! of ７
０％ ethanol, and it was absorbed onto a

Gliadin within the milk protein was demarcated at

PVDF membrane. Subsequently, PVDF membraneeach stage （ i. e. , following treatment with water,

was soaked in １
０! of β - Lg solution （１０$ ofbuffer, propanol, acetic acid and SDS）, and changes

protein）, and the bound β-Lg was detected by far-

in

the

solubility

behaviorofthegliadinwere

〔Article〕 Molecular Interaction between β-lactoglobulin and Gliadin（ 19 ）

327

analyzed. A protein band migrating at approximately
５５k Da in the S１ fraction was clearly observed

10

exclusively in the presence of β-Lg （Fig．
１B）. InQEQFPQQQQFQQPPQFQQQQ
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥
‥

20

contrast, in the heated mixture of β-Lg and κ-CN, a

QEQFPQQQQFPQPQQFPQQQ

band was barely visible（Fig．
１C）
.

40

Furthermore, the solubility behavior of gliadin in
the presence of β - Lg was confirmed by western

50

omega-5 gliadin from
Length: 439, Mass: 53, 025Da
85% identity（85% similar）

blotting, with a band detected at approximately ５
５
kDa in the S１ fraction（Fig．
２B）. In addition, in the
additive-free case, the signal usually observed at ５５
kDa in the S３, S４ and S５ fractions disappeared

（kDa）
250
150
100
75

（A）
M S1 S2 S3 S4 S5（C）（B）
S1 S2 S3 S4 S5S1 S2 S3 S4 S5

Fig．
３ N-terminal amino acid sequence of the protein in
the proximity of ５
５ kDa
Proteins were transferred to a PVDF membrane by semi-dry
blotting. The ５５ kDa protein in the S１ fraction was subjectedto N-terminal amino acid.

when β-Lg was added to gliadin. Thus, we conclude
that a ５
５ kDa gliadin species becomes water-soluble

50

upon the addition of β-Lg. Conversely, in the case of37

a heated mixture of β-Lg and κ-CN, elution in the S
１fraction was inhibited（Fig．
２C）. The N-terminal

25
20amino acid sequence of the solubility - susceptible
gliadin was thus sequenced ; this revealed a proteinwith ８５％ homology to omega-５ gliadin from Triticum

Fig．
１ Analysis of gliadin solubility behavior using
SDS-PAGE
The each demarcation was analyzed using SDS-PAGE（Me+,T＝１２．
５％）.（A）, Non-addition ; （B）, β-Lg addition ; （C ）,Complex of β-Lg and κ-CN addition ; S１, water ; S２, ５
０mM
Tris buffer （pH７．
８）; S３, ５
０％ Propanol ; S４, ０．
１M Aceticacid ; S５, １％ Sodium dodecyl sulfate

aestivum（Fig．
３）.
These data indicate that the ω-gliadin species isdesorbed from mixed aggregates of α, β, γ, ω-gliadin
and becomes water-soluble due to the action of β-Lg.
Furthermore, when β-Lg forms a complex with κCN, desorption and water-solubility of ω - gliadin is
inhibited.
２．Intermolecular interactions between β - Lg and

（A）

（B）

（kDa） M S1 S2 S3 S4 S5
250
150
100
75

S1 S2 S3 S4 S5each gliadin（α, β, γ, ω ）（C）
S1 S2 S3 S4 S5

The interaction of β - Lg with each gliadin wasthenexamined.

A

positivereactionwith

β - Lgantibody was observed only with ω-gliadin（Fig．
４）.
In contrast, a heated mixture of β - Lg and κ - CN

50

induced an interaction between all gliadin and β-Lg.

37

Furthermore, in this heated mixture, a positive
reaction with casein（κ-CN）antibody was observed

25
20

for all gliadins.
Unlike other types of gliadin, ω-gliadin does not
have

Fig．
２ Analysis ofwestern blotting

gliadinsolubility

behaviorusing

The gel was then transferred to a PVDF membrane bysemidry blotting, and gliadin was detected by western
blotting using anti - gliadin. （ A ）, Non - addition ; （ B ）, β - Lg
addition；（ C ）, Complex of β - Lg and κ - CN addition ; S１,
water ; S２, ５０mM Tris buffer（pH７．
８）； S３, ５０％ Propanol ; S
４, ０．
１M Acetic acid ; S５, １％ Sodium dodecyl sulfate

cysteine

residues１４），１５） and

has

the

lowesthydrophobicity. Therefore, the ω-gliadin is presumed
to interact with β-Lg easily. Furthermore, β-Lg canform a soluble complex with lipophilic substances, inthe same way as retinol-binding proteins１６）.
Thus, ω-gliadin appears to bind specifically to thehydrophobic site of the β-Lg, and in doing so, it isdesorbed from the gliadin aggregates and becomes328

Food Preservation Science

Type of gliadin
α

β

γ

VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（ 20 ）

CN interacted with gliadin.
３．Effects of desorption of ω - gliadin on baking

ωqualityβ-Lgaddition

Based on the foregoing results, it is likely thatthe β - Lg ― dependent degradation of the baking

β-Lg antibody

quality was caused by desorption of ω-gliadin. To
test this, gliadin, from which the ω - gliadin wasComplexaddition

removed by interaction with β - Lg, was added towheat flour dough, and analyzed the effect on

β-Lg antibody

baking quality was analyzed. As a result, when thequality of the bread with the addition of untreatedComplexaddition

gliadin was set to １００, the values for bread loaf
volume and crumb hardness were ９４．
３±４．
９（±SD）,

Casein antibody
Fig．
４ Interaction analysis of β-lactoglobulin and κ-casein
for each gliadin by the modified method of far-western
blotting
β-Lg was incubated with individual gliadins and β-Lg antibody
was added to probe for interaction. In the Complex of β-Lgand κ-CN, either β-Lg antibody or casein antibody.

and １
１
５．
６± １
０．
２, respectively（Table １）. The bulge
was not sufficient and the crumb was hard ; thus,
the baking quality was compromised.
４．Effects of desorption of ω - gliadin on thephysical properties of wheat flour doughThe mixing characteristics of wheat flour doughwere then measured using Dougraph. This revealed

water-soluble. Furthermore, in the heating complexes
with

β - Lgκ - CN,ofdesorption

and

water

solubilization of ω-gliadin was inhibited, because κ-that after immediately kneading, the electric energy（w） of dough containing ω-gliadin-deficient gliadin
was

lower

than

that

of

dough

prepared

Table１ The baking quality of bread with the addition of gliadin

Loaf volume（％）
Hardness of crumb（％）

Untreated-gliadin
Addition

β-Lg treated-gliadin（ω-gliadin desorbed）
Addition

１
０
０±２．
０
１
０
０±６．
９

９
４．
３±４．
９＊
１
１
５．
６±１
０．
２＊

A comparison of the loaf volume and crumb hardness of bread made from dough with untreated gliadin or β-Lg
treated - gliadin, which lacks the ω - gliadin. The values for untreated gliadin addition were set at １００, andexperiments were repeated ４ times. Asterisks indicate values significantly different from those of untreatedgliadin addition（ p＜０．
０
５）

（A）

Volume growth rate（%）

Electric energy（w）

140
120
100
80
60
40
20

300

（B）

250
200
150
100
50
0

0
0

2

4
6
8
Mixing time（min.）

10

0

60

120

180

240

Fermentation time（min.）Fig ．
５ Mixing curve of wheat dough with the addition of gliadin which ω - gliadin wasdesorbed, along with the volume growth rate at fermentation（A）The mixing curb of dough. （B）The volume growth rate of fermented dough. ------, untreatedgliadin addition ; ――, ω-gliadin elimination gliadin addition

with

〔Article〕 Molecular Interaction between β-lactoglobulin and Gliadin（ 21 ）

HANS,

untreated gliadin（Fig．
５A）
.

D.

B. :

329

High - performanceliquidThe volume growth rate during fermentation was

chromatography of gliadins from different wheat

then determined. Changes began about １
２
０min after

varieties : Amino acid composition and N-terminal

fermentation was initiated, and the volume increaseamino acid sepuence of components, Z. Lebensm.

rate of dough with the addition of ω-gliadin-deficient

Unters. Forsch., １
８
５, ３
７
１〜３
７
８（１
９
８
７）

gliadin was low and the gas retention of the doughdecreased（Fig．
５B）.

on the protein composition and baking quality of

It became clear that ω-gliadin is desorbed fromgliadinaggregates,

１１）HERBERT, W., KARL, J. M. and PETER, K. : Studies

theformation

of

the

dough

becomes poor and the gas retention of the dough is

einkorn lines, Eur. Food. Res. Technol ., ２
２
９, ５
２
３〜５
３
２
（２
０
０
９）
１
２） FRANCES, M. D. , RONALD, C. , ROCIO, L. andreduced. This causes the degradation of the baking

WILLIAM,

quality.

quantitative

The relationship between ω - gliadin and baking
quality should thus be studied in detail in futurestudies in order to improve bread quality.

H. V. :

Sequential

recoveryofextraction

gliadins,

andglutenin, andother proteins from small samples of wheat flour,
J. Agric. Food Chem., ５
３, １
５
７
５〜１
５
８
４（２
０
０
５）
１
３）KATHRYN,

A. C. :

The

fractionationandpurification of gliadins by hydrophobic interaction
References

chromatography, J. Sci. Food Agr. , ３
０, １
８
５〜１
９
６

１ ） TANAKA, Y. and MATSUMOTO, H. :bread ! :Science of

Science of bread materials （ Korin,

Tokyo）
, p.５
５（１
９
９
２）

１
４）PATNE, P. I. , HOLT, M. N. , JARVIS, M. G. and
JACKSON, E. A. : Two-Dimensional fractionation of２ ） LARSON, B. L. , JENNESS, R. , GEDDES, W. F. and
COULTER, S. T. :

（１
９
７
９）

An evaluation of the methods

used for determining the baking quality of nonfat

the endosperm proteins of bread wheat （Triticum
aestivum ）: Biochemical and genetic studies, Cereal
Chem., ６
２, ３
１
９〜３
２
６（１
９
８
５）

dry milk solids, Cereal Chem., ２
８, ３
５
１〜３
７
０（１
９
５
１）

１
５） SHEWRY, P. R. , MIFLIN, B. J. , ELLEN, J. L. and

３）VOLPE, T. and ZABIK, M. E. : A whey protein

KASARDA, D. D. : The preparation and characteri-contributing

to

loaf

volumedepression,

CerealChem., ５
２, １
８
８〜１
９
７（１
９
７
５）

zation of an aggregated gliadin fraction from wheat,
J. Experimental Botany, ３
４, １
４
０
３〜１
４
１
０（１
９
８
３）

４）HARPER, W. J. and ZADOW, J. G. : Heat induced

１６）FUTTERMAN, S. and HELLER, J. : The enhancementchanges in whey protein concentrates as relatedof fluorescence and the decreased susceptibility toto bread manufacture, N. Z. J. Dairy Sci. Technol .,enzymatic oxidation of retinol complexed with

１
９, ２
２
９〜２
３
７（１
９
８
４）

bovine serum albumin, β - lactoglobulin and the５ ） KIKUCHI, C. , OKA, D. , UENO, H. , SHIOTA, M. ,NOGUCHI, T. and TAKANO, K. :Effect of heat -denaturation of milk protein on the baking qualityof milk, Food Preservation Sci., ３
８, ２
１
１〜２
１
５（２
０
１
２）
６ ） OKA, D. , KIKUCHI, C. , SHIONO, K. , UCHIDA, T. ,NOGUCHI, T.

and

TAKANO, K. :Effectofthemolecular interaction between wheat proteins andβ - lactoglobulin on wheat - flour dough formation,
Food Preservation Sci., ３
９, ８
７〜９
１（２
０
１
３）
７）ASCHAFFENBURG, R. and DREWRY, J. :methodforthepreparationofImproved

crystallineβ-Lactoglobulin and α-Lactalbumin from cow’s milk,
J. Biochem., ６
５, ２
７
３〜２
７
７（１
９
５
７）
８）IGARASHI, Y. :preliminary

An improved procedure for thefractionation

of

milk

proteins,

Int.

Dairy J ., ５, ３
０
５〜３
１
０（１
９
９
５）
９）IGARASHI, Y. : Separation of caseins by chemical
procedures, Int. Dairy J ., ９, ３
７
７〜３
７
８（１
９
９
９）
１
０） HERBERT, W. , ANNELIESE, M. , WERNER, S. andretinol-binding protein of human plasma, J. Biol.
Chem., ２
４
７, ５
１
６
８〜５
１
７
２（１
９
７
２）

330

Food Preservation Science

β-ラクトグロブリンとグリアジンの分子間相互作用が製パン性に与える影響
岡

大貴＊１・菊池千尋＊２・塩野弘二＊２
野口智弘＊１§・!野克己＊２＊１

東京農業大学応用生物科学部食品加工技術センター

（〒１
５
６―８
５
０
２ 東京都世田谷区桜丘１―１―１）＊２

東京農業大学応用生物科学部生物応用化学科

（〒１
５
６―８
５
０
２ 東京都世田谷区桜丘１―１―１）
本研究では，脱脂粉乳中の β-Lg の作用により水溶化するグリアジンの特定を行い，β-Lgによる製パン性低下の要因について検討を行った。その結果，β-Lg は各グ
リアジンのうち最も親水性である ω-グリアジンと特異的に相互作用し，グリアジン会合体から同グリアジンが脱離し水溶化することを明らかにした。一方，加熱脱脂
乳による製パン性の回復要因は、β-Lg が κ-CNと加熱複合体を形成することで，κ-CN の各グリアジンとの強い親和性によりω-グリアジンへの特異性が打ち消され，ωグリアジンの脱離が抑制されるためと推察した。さらに、
ω-グリアジンを脱離させたグリアジンを小麦粉生地に添加すると，生地形成が不良となり，膨らまない硬いパンになったことから，脱脂粉乳の製パン性低下は，β-Lgの作用によりグリアジン会合体からω-グリアジンが脱離することで惹起されることを明らかにした。
（平成２
５年２月２
１日受付，平成２５年８月８日受理）

VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（ 22 ）

（ 23 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３ 〔研究ノート〕

331

ニンジン個体あるいは組織が異なる切片の微生物密度に対する電解水処理の効果
阿 部 一 博＊１§・阿知波信夫＊２＊１ 大阪府立大学大学院生命環境科学研究科＊２ ホシザキ電機（株）

Effects of Electrolyzed Acidic Water on the Microorganisms
on Sections and Different Tissue of Carrot
ABE Kazuhiro＊１§ and ACHIWA Nobuo＊２＊１

Graduate School of Agriculture and Biological Science, Osaka Prefecture University,
1−1 Gakuen-Cho Naka-ku, Sakai, Osaka, 599−8531 Japan＊２ Specialized Engineering Department, HOSHIZAKI ELECTRIC CO., LTD.,3−16 Minamiyakata, Sakae, Toyoake, Aichi, 470−1194 Japan

This study examined the influence of carrot disinfection with electrolyzed acidic water （EAW） on
the distribution of microorganisms on each tissue, the changes in microorganisms distribution duringstorage, and effective disinfection methods using carrot sections. When carrots were disinfected bydipping in EAW, total viable bacterial counts（TVBC）in the cortical layer as well as in the phloem
and xylem decreased. During storage, the TVBC in each part of the carrot increased ; however theincrease was delayed in disinfected carrots. The highest disinfection effect on carrot sections preparedfrom the cortical layer, phloem, and xylem was observed with sodium hypochlorite solution, followed
by EAW, and then purified water. Substitution of air in the intercellular spaces of the phloem andxylem with EAW enhanced this disinfection effect, resulting in a significant reduction of in TVBC in
the xylem section. This substitution also increased CO２ production.
（Received Dec. １
３, ２
０
１２；Accepted Apr. ２
５, ２
０
１
３）
Key words：carrot, tissue, section, microorganism, disinfection, substitution
ニンジン，組織，切片，微生物，殺菌，置換処理

果実・野菜の品質劣化には生理・化学的変化のみならする４），５），１０）が，調理・加工のみならず微生物による汚染

ず，微生物が深く関与しており，貯蔵中の温度・湿度やが生じやすいカット野菜として利用されることが多い。

環境ガス制御あるいはオゾン・オゾン水や次亜塩素酸ナ

カットニンジンでは，切片の形状が異なると腐敗速度にトリウムならびに電解水処理等が微生物的衛生管理技

差異が生じ，木部は師部よりも微生物密度が低いが，師

術１）〜６）として実用面で適用されて，品質保持が図られて部より腐敗しやすい１１），１２）。筆者らは，師部は木部よりもいる。筆者らも，強酸性電解水（以下では電解水と記

生理活性が高く，癒傷組織であるカルス形成速度も速い

７）
，
８）
述）
やストリーマ放電技術９）による，果実・野菜の流ことが，腐敗速度が異なる理由であると報告１３）しており，

通過程における微生物制御に関する研究を行っているが，各組織は生物学・組織学的あるいは食材として異なった

果実・野菜には外部のみならず内部組織にも微生物が存特性を有している。

在するので完全な殺菌方法は確立されていない。

電解水による殺菌処理時に超高速振動を併用すること

ニンジンは，主な可食部が根部であり，土壌に接してによって電解水が微生物に接しやすくなり，ミツバ１４）やいるために，栽培条件によって微生物密度が大きく異なカットキャベツ１５）では殺菌効果が高まり，カットキャベ

１０）

り ，外部のみならず個体内部にも多くの微生物が存在

＊１ 〒５
９
９―８
５
３
１ 大阪府堺市中区学園町１―１§ Corresponding author, E-mail : abe@plant.osakafu-u.ac.jp
＊２ 〒４
７
０―１
１
９
４ 愛知県豊明市栄町南館３―１６ツ１５）では，切片への電解水の浸透が殺菌効果を高めるこ

332

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（ 24 ）とを報告しており，ニンジン切片においても電解水を組共に６包装を貯蔵し，適宜，一般生菌数（以下，生菌織に浸透することによって微生物密度を低下させる可能数）の測定に使用した。
なお，本報では処理後の貯蔵温度を２０℃としたが，果性がある。
しかし，ニンジン個体への電解水による殺菌処理が各

実・野菜を低温で貯蔵しても短期間であれば生菌数は増

組織内の微生物に及ぼす影響を詳細に調べた報告はなく，加しないので，微生物が増加しやすい温度域での効果を各組織から調製したニンジン切片に対する殺菌効果を調調べた。

べた報告もない。

３．処 理 方 法

本報では，ニンジン個体への電解水処理が各組織の微生物分布に及ぼす影響を明らかにすると共にニンジン切片を材料として効果的な殺菌方法を調べた。

実験材料および実験方法（１）殺 菌 方 法

殺菌方法として，２方法を設定し，対照区は使用時に加熱滅菌した純水による処理とした。
電解水区；下記の電解水で処理。
次亜塩素酸ナトリウム区；次亜塩素酸ナトリウム（有効塩素濃度２００$／&）で処理。

１．実験材料と切片の調製

対照区；純水で処理。

（１）実 験 材 料

電解水は，強酸性電解水（ホシザキ電機製電解水生成

大阪府立大学附属農場で慣行栽培された収穫直後のニンジンを水洗して，供試材料とした。

装置ROX―２
０TA，pH２．
７以下，有効塩素濃度３０$／&）（２）材料の使用部位を使用した。

ニンジンは植物組織学的に特徴ある組織を有しているので，Fig．
１に示した表層部，処理時間は，３区共に３０秒とした。

師部，維管束，木部の各組織を実験に使用した。

（２）置 換 処 理（３）切片の調製

解水あるいは純水で行った。

切片内の気相と液層の置換は，電切片Ⅰ；直径１０"のコルクボーラーを個体の表層に直置換処理は，吸引濾過ビン（１００!）に各３０!の純水

角に貫入して円柱の組織を取り出し，円柱から厚さ１あるいは電解水を入れた後に，それぞれに各１５個の切片mmのディスクを調製した。最外層のディスクを皮層部!を浸漬し，容器上部の空気を脱気後に減圧状態を常圧

切片，それに次ぐ２枚目から維管束外面までのディスクに戻すことによって行った。減圧中は，切片の細胞間隙を師部切片，維管束部のディスクを維管束切片，維管束等に由来する気泡が生じるが，気泡が生じなくなるまで

内面から中心部までのディスクを木部切片とした。

脱気を行い，常圧に戻した時点で切片が水浸状になった切片Ⅱ；組織密度（Table１）を測定するために，師ことから，切片の細胞間隙の気相が液相に置換されたも部と木部から１#×１#×１#の立方体の切片を調製しのとした。

て，生鮮重と乾燥重を秤量した。

（３）測２．貯 蔵 方 法

定１）測定部位：切断面（Fig．
１）の生菌数の分布を調洗浄あるいは殺菌処理したニンジンの水分を拭き取り，
軽く乾燥させてから，６本を有孔ポリエチレン（３０#×
４０#，厚さ０．
０３"）で包装して，２０℃で貯蔵した。両区

べた実験では，ニンジン個体を鋭利な包丁で切断して，切断面表層部の組織（１"）の生菌数を測定した。
切片あるいは個体内の生菌数を測定した実験では，上記の切片!を使用した。
二酸化炭素排出量を測定した実験は，上記の切片!を

Knife

使用した。
２）測定方法
生菌数；供試材料を滅菌したガラス板上で細かく切り，A

試料を滅菌済みのポリ袋に約１%入れた。袋ごとに重量Bを正確に測定し，試料の９倍量の滅菌水を加えて，ストマッカー（オルガノ社，８０バイオマスタ）で６０秒間破砕し，試料と滅菌水が均一に混ざるようにした。破砕後のC

混濁液を１!採り，滅菌水９!を加えて，試料を希釈した。この操作を連続的に行い，試料を段階希釈した。希

D

釈後の試料を滅菌シャーレに１!ずつ注ぎ，滅菌した標
準寒天培地を流し込んで試料と培地がよく混ざるようにE

穏やかに撹拌後に静置した。培地が固まった後に，シャFig．
１ Tissue of carrot for measurement of total viablebacterial counts（TVBC）

ーレを反転して３０℃で４８時間培養した。その後，寒天培

A and E : Cortical layer, B and D : Phloem, C : Xylem.
−−−− : Vascular bundle.

体重１%あたりの生菌数を対数値（log１０CFU／%）で示

地内に出現した１平板あたりのコロニー数を数えて，生した。

（ 25 ）

〔研究ノート〕 電解水によるニンジンの微生物制御

なお，置換処理を行った実験では，処理によって細胞間隙の気相は純水か電解水に置換され，切片が重くなる

333

Aに触れたナイフによって皮相部の微生物が切断面に塗布されたためである。

ので，置換処理前の秤量値を基準に生菌数を計算した。

生物個体の微生物密度が異なる組織から試料を取り出二酸化炭素排出量：秤量した切片Ⅰ（１
５個）を５
０!容

す場合には，切断処理による微生物の移動を避けなけれ

積のガラス容器に密閉し，静置（２０℃）した。保持１時ばならない。他の組織からの微生物の移動を最小限にす

間後に，容器内の気相を撹拌後に注射器で採取し，ガスるために，本報ではコルクボーラーで円柱の組織を取りクロマトグラム機器を用いて濃度を測定した。二酸化炭出し，各組織のディスク（切片!）を調製して以下の測

素排出量は，ニンジンの生重量１#あたりの生成量とし定を行った。

て表した。

（３）殺菌効果ならびに貯蔵に伴う生菌数の変化

両項目は３反復で測定を行い，データは平均値を示し

一

般的にはニンジンは洗浄してから貯蔵・流通するので，
純水による洗浄あるいは電解水で殺菌処理したニンジン

た。

個体の貯蔵中の生菌数の変化をFig．
３に示した。

結果および考察処理直後では，３部位共に殺菌処理（○，△，□）に

１．ニンジン個体に対する殺菌処理効果

よって生菌数は減少し，生菌数が最も多い皮相部での減（１）外少が最も顕著であった。

観

ニンジン個体を純水で洗浄あるいは電解水で殺菌処理を行ったが，外観の変化は全くみら貯蔵に伴って３部位の生菌数は増加したが，電解水で処理した個体における増加が純水で洗浄した個体での増れなかった。
（２）切断面の微生物密度

洗浄あるいは殺菌したニ加より遅れた。

ンジン個体を滅菌したガラス板の上に置き，滅菌したス

電解水で殺菌処理を行っても貯蔵に伴って生菌数が増

テンレスナイフで切断し，切断面から１"の厚さで各組加したが，これは，電解水は残留性がないためである。

織（Fig．
１）を取り出し，生菌数を測定した結果をFig．
２

しかし，貯蔵前に生菌数を減少させることによって，貯に示した。

蔵中の生菌数の増加は，洗浄しただけのニンジンにおけ

生菌数が最も多かったのは，皮相部（AとE）であり，る増加より遅れたことから，初発の微生物密度を低下さ

次いで多かったのは師部（BとD）で，最も少なかった

せることの重要性は明らかである。

のは木部（C）であった。各部位とも純水による洗浄に

２．殺菌処理がニンジン切片の生菌数ならびに二酸化炭

よって生菌数はわずかに減少したが，電解水処理によっ

素排出量に及ぼす影響て明らかに減少した。

カット野菜では，微生物密度のみが腐敗速度に影響をBとDは，同じ個体内の師部組織であるが，DよりBの及ぼすのではないが，野菜や果実は切断前でも内部に微方が生菌数は多かった。これは，切断時に生菌数が多い生物が存在しており１０），切断することによって微生物が増殖して腐敗に至るので，組織内部の微生物制御が重要なことである。

5
6

4
3
2

Co
nt
P .
EAW
W
Co
nt
PW .
EA
W
Co
nt
PW .
EA
W
Co
nt
PW .
EA
W
Co
nt
P .
EAW
W

1

A

B

C

D

E

Treatment

TVBC（log10CFU/g）

TVBC（log10CFU/g）

6

5
4
3
2
1

0

1
2
Days in strage

3Fig．
２ Total viable bacterial counts（TVBC）on the cut
surface of carrot after dipping in purified water（ PW ） or disinfection with electrolyzed acidic water
（EAW）

Fig ．
３ Effects of dipping in purified water （ PW ） or
disinfection with electrolyzed acidic water （EAW） on
total viable bacterial counts（TVBC）in carrot and thechanges in TVBC during storage at ２
０℃

Cont. : no treatment, A-E : Same sections as in Fig．
１.
Values are the means of three replicates and bars represent
S.E.

Cortical layer：●−PW，○−EAW, Phloem：▲−PW，△−EAW,
Xylem：■−PW，□−EAW.
Values are means of three replicates and bars represent S.E.

334

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（１）殺菌剤の浸漬処理が切片の生菌数に及ぼす影響（ 26 ）

5

外観の変化は全く認められなかった。
殺菌処理した切片!の生菌数をFig．
４に示した。
皮層部切片（A），師部切片（B），ならびに木部切片（C）共に純水の浸漬によって生菌数はわずかに減少した。両殺菌処理によって生菌数は明らかに減 少 し たが，３部位共に電解水による殺菌効果より，次亜塩素酸

TVBC（log10CFU/g）

切片!を純水への浸漬あるいは電解水や次亜塩素酸ナト
リウム水溶液に浸漬することによる殺菌処理を施したが，

4

3

2

ナトリウムによる殺菌効果が高かった。
泉４）は，弱酸性電解水（有効塩素濃度５０ppm）と次亜

ライスやジャガイモダイスに対する殺菌効果は同じであAB

るが，キュウリスライスでは弱酸性電解水による殺菌処
理より次亜塩素酸ナトリウムの殺菌効果が高いと報告しており，小関ら１６）は，カット野菜への電解水の処理時間が長い場合には，次亜塩素酸ナトリウムと同等の殺菌効
果を示すと報告している。本報においても次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌効果が電解水より高かったが，次亜１７）

塩素酸ナトリウムは残留しやすく，千切りキャベツ では殺菌処理によってトリハロメタンを発生する等の問題

Co
nt
.
PW
EA
W
SH
C

Co
nt
.
PW
EA
W
SH
C

った場合には，カットホウレンソウあるいはニンジンス

Co
nt
.
PW
EA
W
SH
C

1

塩素酸ナトリウム（同２００ppm）で３分間殺菌処理を行C

Treatment

Fig ．
４ Effects of dipping in purified water （ PW ） or
disinfection with electrolyzed acidic water （EAW） or
sodium hypochlorite solution （ SHC ）on total viablebacterial counts（TVBC）in sections of carrot
Cont. : no treatment.
A : Cortical layer, B : Phloem, C : Xylem.
Values are means of three replicates and bars represent S.E.

がある。
4

炭素排出量に及ぼす影響

ミツバの葉身と純水との懸濁液に電解水を添加すると懸濁液の微生物が死滅すること１４）や超音波振動との併用で電解水の殺菌効果が高まる
ことを報告１４），１５）しており，ニンジンにおいても電解水が微生物と接触するように処理すれば殺菌効果が上がると思われたので，電解水を組織内の気相と置換した場合のTVBC（log10CFU/g）（２）殺菌剤の置換処理が切片の生菌数ならびに二酸化

32

生菌数と二酸化炭素排出量を測定した。
Co
nt
.
PW
PW
-S
EA
EA W
W
-S

１）殺菌処理効果：処理した切片の生菌数をFig．
５に

1
Co
nt
.
PW
PW
-S
EA
EA W
W
-S

本報では，低濃度・短時間処理が可能であり，次亜塩
素酸ナトリウムより残留性が低い電解水を使用した。

A

B

示した
師部切片（A）ならびに木部切片（B）共に純水を置換（PW―S）しても生菌数はほとんど減少しなかったが，電解水を置換（EAW―S）することによって生菌数は減
少し，置換による殺菌効果が高まったのは師部切片より木部切片で顕著であった。
組織が異なると置換による殺菌効果に差異が生じた理由を明らかにするためにニンジンから切片"を調製して重量を調べ，結果をTable１に示した。
１!の新鮮重が，師部組織は１．
３２$で，
木部組織は１．
１
２$であったことや乾物重が０．
２
６$と０．
１
３$であったことから，木部組織は師部組織よりも水分含量が多く，組織

Treatment

Fig ．
５ Effects of dipping in purified water （ PW ） or
disinfection with electrolyzed acidic water （EAW） on
total viable bacterial counts （ TVBC ） in sections ofcarrotCont. : no treatment.
A : Phloem, B : Xylem.
S : Substitution of air in the intercellular space with PW or
EAW.
Values are means of three replicates and bars represent S.E.

Table１ Weight of carrot sections（１#×１#×１#）

内の気相も多いことが明らかとなった。また，置換処理

Phloem

Xylem
１．
１
５
５±０．
０
２
５
（１
０
０）

中の切片からの気泡が，師部切片より木部切片で多かっFresh weight

１．
３
１
５±０．
０
２
５
（１
０
０）

たことからも木部切片の気相が師部切片より多いことがDry matter

０．
２
５
７±０．
０
０
５
（１
９．
５） ０．
１
２
６±０．
０
０
５
（１
０．
９）

明らかである。この気相が電解水に置換されて，切片内

Values（g）are means of １
０ replicates ± S.E.（％）

（ 27 ）

〔研究ノート〕 電解水によるニンジンの微生物制御

で電解水が殺菌効果を示したために木部切片における殺菌効果が高かったと考えている。

335

殺菌処理として電解水に切片を浸漬すると二酸化炭素
排出量が増加し，殺菌効果を高めるための置換処理によ

CONWAYら１８）は，リンゴやジャガイモ個体にCa塩を取って更に二酸化炭素排出量が増加したが，純水による置り込ませると貯蔵中の硬度が維持され，微生物制御にも換処理によっても二酸化炭素排出量が増加したことから，効果があると報告し，IZUMIらはカットニンジン１９）とカ二酸化炭素排出量の増加は細胞間隙の置換処理に対する

２０）

ットズッキーニ をCa塩溶液に浸漬処理することによっ

ストレス応答反応と考えられる。

て貯蔵中の硬さが保持され，微生物の繁殖を抑制すると二酸化炭素排出量が増加することは，切片の生理活性報告している。その理由として，Caイオンが細胞壁あが高まったためであり品質劣化につながるので，殺菌処

るいは細胞膜を安定させて強固にし，硬さの保持と微生

理後は生理活性を抑制するために低温管理等が必要であ

物の進入に対する抵抗性を高めたと報告している。これる。低温管理は生理活性を抑制するのみならず，組織内らの報告はCaイオンによる間接的な殺菌効果であり，の微生物の活動も抑制するので，相乗的な品質保持効果

本報の場合は，電解水の直接作用による殺菌効果であるが期待できる。

と考えられる。

要２）二酸化炭素排出量：Caは，植物の細胞壁や中葉約の構成成分なので植物組織が取り込んでも生理活性を高本報では，ニンジン個体への電解水処理が各組織の微める影響は少ないと思われるが，本報では，塩素を含む

生物分布に及ぼす影響と貯蔵中の変化を明らかにすると電解水を細胞間隙に取り込ませたので，生理活性に影響

共に切片を使用して効果的な殺菌方法を検討した。

を及ぼす可能性が考えられた。

電解水への浸漬処理でニンジンを殺菌すると，表層部殺菌や置換処理を行った切片の二酸化炭素排出量を調べて，結果をTable２に示した。

のみならず師部や木部の生菌数が減少した。貯蔵に伴って各部位で生菌数が増加したが，殺菌処理したニンジン

無処理の師部切片の二酸化炭素排出量が，木部切片よにおける増加が遅れた。

１
３）

り多いのは，既報の結果 と一致する。

表層部と師部ならびに木部から調製したニンジン切片

純水処理では，浸漬のみであれば両切片共に二酸化炭への殺菌効果は，純水＜電解水＜次亜塩素酸ナトリウム

素排出量の増加はわずかであったが，置換処理によってであった。師部と木部の切片の細胞間隙の気相を電解水

師部切片が３５％の増加を示し，木部切片が４８％の増加でで置換すると殺菌効果が高まり，木部切片における生菌あった。

数の減少が顕著であった。置換処理は殺菌効果が高まっ

電解水処理では，浸漬することによって，師部切片でたが，二酸化炭素排出量も増加した。

は二酸化炭素排出量が１５％の増加で，木部切片では２２％の増加であった。電解水の置換処理では，二酸化炭素排謝

出量が顕著に多くなり，師部切片では７７％の増加を示し，

氏ならびに微生物の測定方法とデータの解析に関して多木部切片では９２％の増加であった。

大な御協力・御助言を頂いた大阪府立環境農林水産総合

果実・野菜が，切断や衝撃等の物理的ストレス，化学

辞

本報の遂行にあたり，御協力頂いた永田祐理

研究所草刈眞一博士に深甚の謝意を表します。

物質等の化学的ストレス，環境温度の変動によるストレ
文ス，環境ガスの変化によるストレス等を受けると呼吸量
２１）献１）宮尾茂雄：加工用原料野菜の除菌技術，日食保科が増加することは，既知の事実である 。

誌，２
４，２
６
７〜２
８
０（１
９
９
８）
Table ２ Influence of dipping or substitution using
purified water （ PW ） or electrolyzed acidic water（EAW）on respiration rate（CO２ production）of carrot
sections at ２
０℃
PhloemNo treatment

４４．
１±２．
２
（１
０
０）

Xylem
３
６．
９±１．
８
（１
０
０）

Treatment２）西村喜之・金谷隆文・大久保典昭・岡田和久・花田
圭司：新しい展開に入ったオゾン水の利用技術，日食
工誌，２，１
０
３〜１
１
３（２
０
０
１）
３）名塚英一・川本伸一：野菜・果実の加工品における衛生管理，日食微誌，２
３，１
２
９〜１
３
６（２
０
０
６）
４）泉

日食保蔵誌，２
７，１
４
５〜１
５
６（２
０
０
１）
５）泉

Dip
PW

４
５．
３±２．
３
（１
０
３）

EAW

３
７．
８±３．
１
（１
０
２）

秀実：カット野菜の品質特性と微生物的安全性，
秀実：野菜の衛生管理法と微生物管理技術，園

学研，４，１〜６（２
０
０
５）
６）泉

秀実：カット野菜の安全性と微生物制御技術，

５
９．
４±２．
２
（１
３
５）

５
４．
５±２．
９
（１
４
８）

PW

５
０．
５±３．
１
（１
１
５）

４
４．
９±１．
７
（１
２
２）

７）阿知波信夫：電解水の利用による食品素材の品質向

EAW

７
８．
２±３．
０
（１
７
７）

７
１．
０±２．
２
（１
９
２）

上と微生物的安全性確保に 関 す る 研 究，日 食 保 蔵

日食微誌，２
６，６
０〜６
７（２
０
０
９）

Substitution−１−１

Values（!・" ・h ）are means of ３ replicates±S.E.（％）

誌，３
２，９
１〜９
９（２
０
０
６）

336

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

８）阿部一博：カット青果物の生理・化学的特性と流通技術に関する研究，日食保蔵誌，３
２，２
８
３〜２
９
０
（２
０
０
６）

（ 28 ）

超高速振動の併用によるミツバの微生物制御，日食保
蔵誌，３
８，３
２
９〜３
３
４（２
０
１
２）

昭二・岡井康１５）阿部一博・嘉悦佳子・阿知波信夫：異なる形状のカ

二・西浜幸夫・西岡克浩・中嶋洋登：青果物保存中のットキャベツの微生物密度に対する強酸性電解水と超品質保持と微生物抑制に対するストリーマ放電技術の

高速振動の併用処理効果，ベジタリアン・リサーチ，

９）阿部一博・大霜清典・嘉悦佳子・島効果に関する研究，日本食品保蔵科学会（北海道）発
１０）阿部一博・阿知波信夫・安藤

愛・島

昭二・草刈

眞一：栽培・流通条件が異なるニンジンの組織別にみた微生物数，日食保蔵誌，３
０，２
７
７〜２
８
０（２
０
０
４）
１
１）阿部一博・岩田

１
３，５〜８（２０１２）１６）小関成樹・伊藤和彦：強酸性電解水を用いたカット

表要旨，p．
３
９（２
０
１
１）

野菜の殺菌（第１報），日食工誌，４
７，７
２
２〜７
２
６
（２
０
０
０）
１
７） ACHIWA,N. ,KATAYOSE

M.

and

ABE,

K.

:

Efficacy of electrolyzed acidic water for fresh-cut

隆・吉村公一：カットニンジンのcabbage disinfection and quality maintenance, J.

生理・化学的変化に関する研究（第１報）カットニン

Japan. Soc. Cold Preserva. Food., ３
０, ２
８
１〜２
８
８
（２
０
０
４）

ジンの外観ならびに生理的変化に及ぼす切断方向の影

１８） CONWAY, W. S. , SAMS, C. E. , MCGUIRE, R. G. and響，日食工誌，４
０，１
０
１〜１
０
６（１
９
９
３）

KELMAN, A. : Calcium treatment of apples and１２） ABE, K. , YOSHIMURA, K. , TAKAHASHI, T. and
CHACHIN, K. : Effects of cutting direction on thechanges of microorganisms and pectic substancesdurig

holding （ Studies

onphysiologicalandchemical changes of partially processed carrot Part!），J. Japan. Soc. Cold Preserva. Food ., ２
２, １
５
９
〜１
６
３（１
９
９
６）
１
３）阿部一博・柳井正暁・吉村公一・古川

potatoes to reduce postharvest decay, Plant dis. ,
７
６, ３
２
９〜３
３
４（１
９
９
２）
１
９）IZUMI, H. and WATADA, A.E. : Calcium treatments
affect storage quality of shredded carrot, J. Food
Sci., ５
９, １
０
６〜１
０
９（１
９
９
４）
２
０）IZUMI, H. and WATADA, A.E. : Calcium treatments
to maintain quality of zucchini squash slices, J.

一・茶珍和

雄：組織ならびに切断方向が異なるニンジン切片の生理特性とカルス形成速度の差異，日食科工誌，４
４，２
１
３
〜２
１
８（１
９
９
７）
１
４）阿部一博・嘉悦佳子・阿知波信夫：強酸性電解水とFood Sci., ６
０, ７
０
８〜７
９
３（１
９
９
５）
２
１）緒方邦安：青果保蔵汎論（建帛社，東京）
，pp．
３
４
〜５
６（１
９
７
７）
（平成２
４年１
２月１
３日受付，平成２
５年４月２
５日受理）

（ 29 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３ 〔研究ノート〕

337

シークワシャー（Citrus depressa Hayata）搾汁残!を原料とした
有用成分の酢抽出：ノビレチン，シネフリンに着目して宮 城 一 菜＊１§・新垣江梨子＊２・照 屋亮＊３
和 田 浩 二＊４・太 田 英 明＊５・広 瀬 直 人＊３＊１ 琉球大学教育学部＊２ 沖縄総合農産加工（株）＊３ 沖縄県農業研究センター＊４ 琉球大学農学部＊５ 中村学園大学栄養科学部

Extraction of Nobiletin and Synephrine from the Waste Peelsof Shiikuwasha（Citrus depressa Hayata）by Using Vinegar
MIYAGI Kazuna＊１§, ARAKAKI Eriko＊２, TERUYA Ryo＊３,
WADA Koji＊４, OHTA Hideaki＊５ and HIROSE Naoto＊３＊１ Department of Education University of the Ryukyus, 1, Senbaru, Nishihara-cho, Okinawa 903−0213＊２ Okinawa Sogo Nosan Kako K.K., 459−1, Taira, Higashi Village, Kunigami-gun, Okinawa 905−1205＊３ Okinawa Prefectural Agricultural Research Center, 820, Makabe, Itoman-shi, Okinawa 901−0336＊４ Faculty of Agriculture, University of the Ryukyus, 1, Senbaru, Nishihara-cho, Okinawa 903−0213＊５ Department of Nutritional Sciences, Nakamura Gakuen University 5−7−1, Befu, Jyonan-ku, Fukuoka 814−0198
We extracted and studied nobiletin and synephrine from the waste peels of Shiikuwasha （Citrus
depressa Hayata）by using vinegar. Following examination of extraction using several kinds of solvents,
nobiletin quantities were seen to be higher for ５％ acetic acid than those for other solvents were.
Quantities of synephrine were similar following extraction using all types of solvents. Extracted
quantities of synephrine were lower when solvent concentration was low, whereas nobiletin quantities
were higher when solvent concentration was high. Moreover, addition of sucrose, at a concentration of
４．
８〜１
６．
７％ in a solvent showed no change in the extracted amount of synephrine, while nobiletinquantities increased after addition of ４．
８％ sucrose.
（Received Mar. １８, ２０
１３；Accepted Jul. １７, ２
０
１
３）
Key words：Shiikuwasha（Citrus depressa Hayata），waste peels, nobiletin, synephrine, vinegar extract
シークワシャー（Citrus depressa Hayata），搾汁残!，ノビレチン，シネフリン，酢抽出物

シークワシャー（カンキツ用語集名改訂第２版，学１）

するカンキツのひとつであり，実生の得やすさや接木の名：Citrus daepressa Hayata）とは，沖縄現地ではシー

親和性，接木後の特性等から，台木として活用されていクヮーサーと呼称され，奄美，沖縄，台湾に分布し，カる３）。

ンキツ分類学の田中の分類２）によれば，後生カンキツ亜

近年，シークワシャー果皮に機能性成分であるノビレ属ミカン区ミカン亜区小果亜類の広葉品類に属する小形チン４），５）やシネフリン６）が多く含まれることが明らかにさの高酸味カンキツである。シークワシャーは日本に自生れている。シークワシャー果皮に含まれるポリメトキシ

＊１
§
＊２
＊３
＊４
＊５

〒９
０
３―０
２
１
３ 沖縄県中頭郡西原町千原１番地
Corresponding author, E-mail : k̲miyagi@edu.u-ryukyu.ac.jp
〒９
０
５―１
２
０
５ 沖縄県国頭郡東村字平良４
５
９―１
〒９
０
１―０
３
３
６ 沖縄県糸満市真壁８
２
０番地
〒９
０
３―０
２
１
３ 沖縄県中頭郡西原町千原１番地
〒８
１
４―０
１
９
８ 福岡県福岡市城南区別府５―７―１

338

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

フラボン類（PMFs）の主要成分であるノビレチンには，

実験方法

発ガン抑制７），８）やガンの転移抑制９），脳機能改善１０），ラットを用いた実験的肝障害の抑制１１）が認められており，疾病予防・改善効果が期待されている。また，シネフリン（ 30 ）

１．試料

大宜味村で２０
１
０年７月下旬に収穫されたシークワシャ

は，フェネチルアミンの一種であり，アドレナリンと同ー果実（系統名

大宜味クガニ ）を用いて，沖縄総合

様に交感神経作動薬としての生理機能を有する。痩身剤

農産加工場（沖縄県東村）で搾汁された残!を同一ロッに利用されるダイダイ（C. aurantium var. daidai）未成

トから採取した。搾汁残!を，砥石を装着した湿式微粉

熟果からのエキスにはシネフリンやオクトパミン等のカ

砕機（スーパーマスコロイダー：MKZA１
０―２
０J，砥石

テコールアミン類が含まれ，脂肪組織での脂肪分解を促

MKE１
０―４
５＃K，いずれも増幸産業（株））により平均進１２），１３）するため，その摂取による体重減少の可能性が予

回転数２，
０
０
０rpmで磨砕処理を行い，ペースト化した。

１
４）

想される 。また，ヒト介入試験において，シネフリン

マスコロイダー処理した果皮ペーストを凍結乾燥機（東とフラバノン配糖体（ナリンギン，ヘスペリジン）を同

京理化器械（株）製，FDU―２
１００）にて凍結乾燥し，ミ時に摂取した際に，血圧等に影響を与えず，カロリー消ル（岩谷産業（株）製，IFM―６００）で粉砕した粉末を試費を促進したという報告がある１５）。

験に供した。また，抽出前処理の検討では，凍結乾燥処

このような生理機能成性分が豊富に含有されるシーク

理に代えて恒温湿度乾燥機（エスペック（株）製，EX―

ワシャーは，健康志向や沖縄ブーム等の相乗効果を背景

１
１
１）で２
５℃・７時間の冷風乾燥処理を行った。

に消費者から注目され，生産量は平成１
５年の１，
６
７
０ｔか

２．溶

媒

ら，平成２
１年には３，
１
３
９ｔまで急増した１６）。シークワシ

抽出溶媒には，食酢として市販のリンゴ酢，穀物酢，

ャー全収量の７〜８割は加工向けで，その大部分はジュおよび特濃酢（いずれも（株）ミツカングループ本社

ース用となる。シークワシャーの主要産地である大宜味製）を使用した。また，酢酸およびエタノールは和光純

村では，平成１
９年度の生産量２，０００"のうち，８〜１
０月

薬工業（株）の特級試薬を用いた。

に収穫された調理用が４０ｔ（２％），１
０〜１
２月に収穫され３．酢抽出の検討

た加工用途が１，
２
０
０〜１，
４
０
０ｔ（６
０〜７
０％）
，１
２〜２月に収（１）抽出溶媒の選定

１７）

穫された生食用が４００ｔ（２０％）となっている 。
シークワシャーのジュース加工における搾汁効率は

穀物酢，リンゴ酢，５％酢酸溶液，７０％エタノール，および蒸留水２００&に乾燥処理した試料１０&を浸漬して密封し，常温室内暗所にて４週

５０％程度であり，その搾汁過程で，果皮を含む加工副産間静置した。

物（以降，搾汁残!）が大量に排出されている。前述の（２）抽出溶媒濃度の検討

ノビレチンやシネフリンのような有用成分は果皮に多く

２．
１％，４．
２％および８．
４％）を抽出溶媒として２００&を用含有されることから，有用成分を著量に含む搾汁残!のい，乾燥試料１
０&を浸漬した。

用途開発が求められている。

（３）ショ糖添加の検討

各濃度の穀物酢（酸度

穀物酢２００&に対してショ

食酢は，塩の次に古い調味料といわれており，食品の

糖 を１
０，２
０，４
０，お よ び１００&（そ れ ぞ れ４．
８，９．
１，

貯蔵効果の役割を担っている。食酢は料理の味を引き立

１
６．
７および３
３．
３％となる）添加して抽出溶媒を調製し，てるだけでなく，食欲増進や疲労回復などに利用されて

乾燥試料１０&を浸漬した。

きた。すなわち，食酢の生理機能に関して研究がなされ

４．測 定 項 目

るようになり，食酢の長期摂取が中等症高血圧者，正常

PMFs分析：標準品ノビレチンをメタノール／DMSO

高血圧者，軽症高血圧者に対して，血圧を低下させるこ（１／１）で溶解し，０．
５%／!の標準溶液とした。酢抽出と１８），境界域および軽度高コレステロール血症者の血清液３．
０!にエタノール７．
０!を添加撹拌後，超音波抽出

総コレステロール値を低下させることが確認されてい（３０min）を行った。遠心分離（５，０００rpm，１５min）後，る１９）。また，食事とともに，食酢を含む飲料またはワカ

上清をフィルター（アドバンテック東洋（株）製，０．
４５

メの酢の物を摂取することにより，食後の血糖上昇を抑"）で濾過し，HPLC分析に供した。HPLC条件は以下制させることが報告されている２０）。

のとおりである。

本報では，調味料原料として直接利用が可能で，かつ，カラム：Cadenza CD―C１
８，３"（φ３．
０×１
００#）

微生物的リスクが低いなど小規模加工への展開が容易で

移動相：６０％メタノール―１
０$Mリン酸ある食酢に着目し，有用成分であるノビレチンとシネフ

流リンを含む搾汁残!から食酢による抽出効率を検討した。

カラム温度：４０℃

また，食品で最も重要な「美味しさ」という視点を保ち

注入量：５µ'

ながら，飲用用途の利用を想定し，食酢の種類，濃度お検出波長：３４０!

よびショ糖の添加についても併せて検討した。

シネフリン分析６）：シネフリン標準品（シグマアルド

速：０．
４
５!／minリッチジャパン製）を移動相で溶解し，０．
２%／!の標準溶液とした。酢抽出液をフィルター濾過（Advantec,

（ 31 ）

〔研究ノート〕 シークワシャー有用成分の酢抽出

339

０．
４
５"）後，HPLC分析に供した。HPLC条件は以下の５．
０％であり，５％酢酸溶液と同程度であることから，

とおりである。

食酢に含有される酢酸以外の物質やpHがノビレチンのカラム：Develosil ODS―５，５"（φ４．
６×２
５
０#）

抽出効率に影響を及ぼしていることが推測される。実用

移動相：アセトニトリル／H２O（２／９
８）−１
０$M

レベルでは抽出効率の差が利益に大きく影響するため，詳細な検討が必要である。一方，シネフリンは各溶媒間リン酸流において有意な差異はみられず，１週目以降では１
０%／

速：０．
８!／min

カラム温度：３
５℃

１
００!前後となった（Fig．
１）
。なお，蒸留水を用いた場

注入量：５µ&合には，浸漬１週目で腐敗した。シークワシャー搾汁残検出波長：２２３!

!を抽出する溶媒は，一般的に入手し易く安価なほうがHPLC分析に使用した装置はすべて（株）島津製作所

好ましく，食品としての用途を考慮すると，イメージの製のLC―２０シリーズを用いた。また，HPLCの分析値は，良い穀物酢とリンゴ酢の２つに絞られるが，今回の検討

平均値（n＝３）で示した。

で穀物酢とリンゴ酢に目立った差はみられなかったため，安価な穀物酢を以降は用いることとした。

結果および考察３．溶媒濃度の検討

１．抽出前処理の検討

穀物酢（酸度４．
２％）およびその０．
５倍希釈液（酸度

試料の抽出前処理として，凍結乾燥，冷風乾燥および

２．
１％），酸 度 が 穀 物 酢 の２倍 で あ る 特 濃 酢（酸 度

未処理（未乾燥）の果皮ペーストを用い，リンゴ酢にて８．
４％）を使用し，有用成分抽出量を比較した。その結４週間浸漬を行った。その結果，最もノビレチン，シネ

果，ノビレチンは酸度が高くなるほど抽出量が多く，抽フリン抽出含量が多かったのは，４週目では凍結乾燥処

出量が平衡に達したと考えられる２〜４週目の平均値で，理区でノビレチン３
４．
７%／１
００!，シネフリン２
２．
１%／

酸度８．
４％では４．
２％の１．
２
６倍，２．
１％の１．
１
８倍となった。

１
０
０!であった。未乾燥区ではノビレチン１
０．
１%／１
０
０

一方，シネフリンは，抽出量に顕著な差異はみられなか!，シネフリン７．
９%／１
００!，冷風乾燥区ではノビレチった（Fig．
２）。これらの結果より，酸度が高くなると，

ン１
１．
６%／１
０
０!，シネフリン７．
６%／１
００!で，凍結乾

有用成分の抽出量も高くなる傾向にあるものの，食品素燥処理区と比較して抽出量が約１／３倍に減少した。こ材としての利用を考慮すると，酸度が低いほうが配合割

れは，凍結乾燥処理を行うことで，間隙水として存在す

合を高くすることが可能となり，機能性を生かすという２
１）

る水が凍結後氷から昇華するため，多孔質 となった空観点からは，穀物酢（酸度４．
２％）が有効と推察された。

洞に溶媒が入りやすくなり，結果として抽出効率が上が４．ショ糖添加の検討ったのではないかと推察された。この結果より，以降の穀物酢にショ糖を４．
８〜３
３．
３％濃度になるように添加試験では凍結乾燥処理した果皮ペーストを供試した。

して抽出を行ったところ，ノビレチンはショ糖添加４．
８％２．抽出溶媒の選定

で最も抽出量が多くなった（Fig．
３）
。前項と同様に２〜ノビレチン抽出量は，穀物酢，リンゴ酢，７０％エタノ

４週目のノビレチン抽出量を比較すると，無添加（６．
２ールでは１週目から４週目まで７%／１
００!前後とほぼ%／１００!）に 対 し て４．
８％添 加（１０．
０%／１００!）で は同値で推移したが，５％酢酸溶液は全浸漬期間を通して

１．
６
１倍，９．
１％添加（８．
４%／１００!）では１．
３
５倍，１
６．
７％

１
３．
５〜１
５．
１%／１
０
０!と他の溶媒よりも２倍程度の高値

添加（７．
２%／１
０
０!）では１．
１５倍となった。一方，シネを示した。穀物酢とリンゴ酢の酸度はそれぞれ４．
２％とフリンでは，各試験区間に顕著な差異は検出されなかっ12（mg/100 ㎖）（mg/100 ㎖）

16
12
8
4

8

4

Nobiletin

Synephrine

0

0
0

1

2

3

4

0

1

2

3

Immersion time（week）
Fig．
１ Extraction rates of extraction solvents and effective components● Apple vinegar, ○ Cereal vinegar, ▲５％ acetic acid, ■７０％ ethanol
Freeze-dried peels（１０g）were immersed in ２
００g of a solvent.
Reported values are expressed as mean（n＝３）
.

4

9

（mg/100 ㎖）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（mg/100 ㎖）

340

Nobiletin

6
3
0

16

（ 32 ）

Synephrine

12
8
4
0

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

Immersion time（week）
Fig ．
２ Acidity of extraction solvents and extraction rates of effective
components●２．
１％ acidity, ○４．
２％ acidity, ▲８．
４％ acidity
Freeze-dried peels（１０g）were immersed in ２
００g of cereal vinegar.
Reported values are expressed as mean（n＝３）.

16Nobiletin（mg/100 ㎖）（mg/100 ㎖）

12
8
4

Synephrine

12
8
4

0
0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

Immersion time（week）
Fig．
３ Concentrations of sucrose and extraction rates of effective components● Control, ○１０g（４．
８％ sucrose）, ▲２０g（９．
１％ sucrose）, ■４０g（１６．
７％ sucrose）,
×１
０
０g（３
３．
３％ sucrose）
Freeze-dried peels（１０g）were immersed in ２
００g of cereal vinegar.
Reported values are expressed as mean（n＝３）.

た。また，３３．
３％添加では，いずれの場合においても無リンなどの有用成分を含有した「シークワシャー酢」製

添加より抽出量が少なくなった。飲用酢としての展開を造の可能性を示した。今後，新たな消費ニーズである

考慮すると食味向上のうえでショ糖の添加は欠かせない「調味料」「ドレッシング」に利用可能な酢抽出法についものである。ショ糖２０％以下の添加なら食味に大きな影て開発を進めると共に，食酢の特性をも利用した，多様

響はないことから，酢抽出においてはショ糖の添加によな食品機能性を有する新規な食品素材として，研究を進って有用成分の抽出効率が上がるため，ショ糖の添加はめていきたい。

有効かと推測された。甘味は美味しさに大きく影響することから，官能的側面の検討を加える必要がある。

要約現在，シークワシャー加工用途の大部分をジュースがノビレチンやシネフリン等の生理機能性成分を豊富に占めている。シークワシャーブーム時である２
０
０
５年の後

含むシークワシャー搾汁残!の有効利用を目的とし，食藤ら２２）によるインターネットを利用した調査があり，さ酢を用いた有用成分抽出について検討した。

２
３）

らにブーム後の２００
９年には山城ら が同様の調査を行っノビレチンは５％酢酸溶液でよく抽出され，穀物酢，て，ニーズの変化と新たな利用意向の解析を行っている。

リンゴ酢，７０％エタノールによる抽出量は同程度であっ

加工用途の主力である１
００％ジュースは，２
０
０
５年，２
０
０
９

た。シネフリンは，いずれの溶媒でも大きな差異はみら

年のいずれも「今後利用してみたいシークヮーサー関連れなかった。溶媒濃度が低いとシネフリン抽出量が少な商品」の上位に位置しているが，２００５年の１位から２００９く，溶媒濃度が高いとノビレチンの抽出量が多くなる傾

年には５位と順位を落としている。これに対して，「ポ

向がみられた。また，ショ糖を４．
８％添加することで，ン酢調味料」や「ドレッシング」が２０
０
５年の３位，４位

ノビレチンの抽出量が多くなった。

から２０
０
９年では１位，２位と順位を上げている。
本報告において，未利用資源であるシークワシャー搾
汁残!を穀物酢に浸漬することで，ノビレチンやシネフ本研究の一部は，県産農産加工品開発事業（沖縄県農林水産部）において実施した。

（ 33 ）

〔研究ノート〕 シークワシャー有用成分の酢抽出

文Pharmacol. Exp. Ther., ３
２
６, ７
３
９〜７
４
４（２
０
０
８）

献

１）国際柑橘学会日本支部編：カンキツ用語集（改訂第
２版）
，pp．
１
２
６〜１
２
７（１
９
９
９）
２ ） TANAKA, T. :１１）AKACHI, T., SHIINA, Y., OHISHI, Y., KAWAGISHI, H.,
MORITA,

Misunderstandingwithregards

Citrus classification and nomenclature, Bull. Univ.
Osaka, Pref . Ser. B., ２
１, １
３
９〜１
４
５（１
９
６
９）

T. ,

MORI,

HepatoprotectiveM.

effectsand

SUGIYAMA,

K. :

of

Flavonoids

from

Shekwasha（citrus depressa）against D-galactosamine-induced liver injury in rats, J. Nutr. Sci. Vitaminol .,３）特産果樹情報提供事業検討委員編：特産果樹情報提供事業報告書（シイクワシャー），中央果実基金調査
資料，No．
１
７
３（財団法人中央果実生産出荷安定基金
協会，東京）
，p．
１（２
０
０
０）

５
６, ６
０〜６
７（２
０
１
０）
１
２） MORO, C. O. and BASILE, G. :Obesity andmedicinal plants, Fitoteropia., ７
１, S７
３〜S８
２（２
０
０
０）
１
３）TSUJITA, T. and TAKAKU, T. : Lipolysis induced４）NOGATA, Y., SAKAMOTO, K., ISHII, T., YANO, M.
and OHTA, H. :341

Flavonoid composition of fruit

tissues of citrus species, Biosci. Biotechnol. Biochem.,
７
０, １
７
８〜１
９
２（２
０
０
６）

by segment wall extract from Satsuma mandarinorange（Citrus unshiu Mark.）, J. Nutr. Sci. Vitaminol .,
５
３, ５
４
７〜５
５
１（２
０
０
７）
１
４）FUGH, B. A. and MYERS, A. : Citrus aurantium, an５）OZAKI, K., ISHII, T., KOGA, N., NOGATA, Y., YANO,

ingredient of dietary supplement marketed forM. and OHTA, H. : Quantification of nobiletin andweight loss : Current status of clinical and basictangeretinincitrusbymicellarelectrokinetic

capillary chromatography, Food Sci. Technol. Res. ,
１
２, ２
８
４〜２
８
９（２
０
０
６）

H. and KAATS, G. R. : Effects of p-synephrine alone

６）MIYAGI, K., FUJISE, T., KOGA, N., WADA, K., YANO,
M. and OHTA, H. :（ Citrusdepressa

Synephrine in Shiikuwasha

Hayata ）:Changeduringfruit

development, and its distribution in citrus varieties,
Food Sci. Technol. Res., １
５, ３
８
９〜３
９
４（２
０
０
９）
７） MURAKAMI,

A. ,research, Exp. Biol. Med ., ２
２
９, ６
９
８〜７
０
４（２
０
０
４）
１
５）STOHS, S. J., PREUSS, H. G., KEITH, P. L., MILLER,

NAKAMURA,

Y. ,and in combination with selected bioflavonoids on
resting metabolism, blood pressure, heart rate andself-reported mood changes, Int. J. Med. Sci., ８, ２
９
５
〜３
０
１（２
０
１
１）
１
６）沖縄県農林水産部：沖縄の農林水産業，p．
２
３
（２
０
１
１）

TORIKAI,K. ,TANAKA, T., KOSHIBA, T., KOSHIMIZU, K., KUWAHARA,
S., TAKAHASHI, Y., OGAWA, K., YANO, M., TOKUDA,

１７）金城秀安：南西諸島の香酸カンキツ「シイクワシャー」について，柑橘研究，１
７，１
３
７〜１
４
８（２
０
０
７）
１
８）梶本修身・大島芳文・多山賢二・平田洋・西村

H., NISHINO, H., MIMAKI, Y., SASHIDA, Y., KITANAKA,

明・塚本義則：食酢配合飲料の正常高値血圧者およびS. and OHIGASHI, H. :軽症症高血圧者に対する降圧効果，健康・栄養食品研

Inhibitory effect of citrus

nobiletin on phorbol ester-induced skin inflammation,

究，６，５
１〜６
８（２
０
０
３）

oxidative stress, and tumor promotion in mice,

１９）伏見宗士・大島芳文・岸Cancer Research, ６
０, ５
０
５
９〜５
０
６
６（２
０
０
０）
A., KOSHIMIZU, K., YANO, M., TOKUDA, H., NISHINO,OHIGASHI,

H.

administration

of

and

ぼ す 影 響 お よ び 安 全 性 の 検 討，健 康・栄 養 食 品 研
究，８，１
３〜２
６（２
０
０
５）

T. :

Dietary２０）稲毛寛子・佐藤由美・榊原章二・佐久間美幸・木村

nobiletin

inhibits

修一：健常な女性における食酢の食後血糖上昇抑制効

TANAKA,citrus

明・梶本修

身・塚本義則：食酢飲料の血清総コレステロールに及

８）KOHNO, H., YOSHITANI, S., TSUKIO, Y., MURAKAMI,
H. ,

幹也・西村

azoxymethane - induced colonic aberrant cypt fociin rats, Life Sciences, ６
９, ９
０
１〜９
１
３（２
０
０
１）

果，日本臨床栄養学会誌，２
７，３
２
１〜３
２
５（２
０
０
６）
２
１）荒木徹也・上西浩史：冷凍空調が地球を救う（後）９）MINAGAWA, A., OTANI, Y., KUBOTA, T., WADA, N.,―食のグローバル化と冷凍空調―，２．冷凍食品の加FURUKAWA, T., KUMAI, K., KAMEYAMA, K., OKADA,

工技術，２．
３凍結乾燥の技術動向，冷凍，８
０，１
３〜１
８

Y., SATO, T., ITO, A. and KITAJIMA, M. : The citrus

（２
０
０
５）

flavonoid, nobiletin, inhibits peritoneal dissemination

２２）後藤一寿・相原貴之：シークヮーサーの新製品開発

of human gastric carcinoma in SCID mice, Jpn. J.

コンセプト調査結果，九州沖縄農業研究センター総合

Cancer Res., ９
２, １
３
２
２〜１
３
２
８（２
０
０
１）

研究部（編）九州沖縄農業経営研究資料第８号，pp．
２４１０）ONOZUKA, H., NAKAJIMA, A., MATSUZAKI, K., SHIN,
R. W., OGINO, K., SAIGUSA, D., TETSU, N., YOKOSUKA,

〜２
９（２
０
０
６）
２
３）山城

梢・恩田

聡・後藤一寿・相原貴之：シーク

A. , SASHIDA, Y. , MIMAKI, Y. , YAMAKUNI, T. andヮーサー消費ニーズの変化，沖縄農業研究会第４９回大OHIZUMI, Y. : Nobiletin, a citrus flavonoid, improves

会要旨集，pp．
１
５〜１６，沖縄（２０
１０）memoryimpairment

andA β pathologyinatransgenic mouse model of Alzheimer’s disease, J.

（平成２
５年３月１
８日受付，平成２
５年７月１
７日受理）

（ 35 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３ 〔研究ノート〕

343

国産赤ワインにおけるフェノール系オフフレーバーの発生頻度
恩田

匠＊§・小 松 正 和＊

＊ 山梨県工業技術センター支所ワインセンター

Frequency of Phenolic Off-flavors in Red Wines Produced in Japan
ONDA Takumi＊§ and KOMASTU Masakazu＊＊ Yamanashi Wine center, Yamanashi Industrial Technology Center,2517 katsunuma, Katsunuma-cho, Kousyu-shi, Yamanashi 409−1316
Recently, the prevention of phenolic off-flavors（‘phénolé’）has become the focus in red wine making.
We investigated the frequency of phénolé in ３
８
６ samples of commercial red wines produced in Japan.
Almost ８０％ of the samples contained phénolé at a concentration of ０．
１
００mg／!. We think that most of
the red wines produced in Japan are of high quality and contain minimal phénolé. The yeast strains
belonging to the genus Brettanomyces were detected in some wine samples that contained highconcentrations of phénolé. These wine samples also showed high pH values.
（Received May ２
１, ２
０
１
３；Accepted Jul. １８, ２
０
１
３）
Key words：red wine, flavor, phenole, contamination, Brettanomyces
赤ワイン，香り，フェノレ，微生物汚染，ブレタノミセス

ワインには多様な香り物質が含まれ，その複雑な構成る。

が製品の品質を大きく左右する。ブドウ果実や発酵に由

一方で，近年注目されるようになっている，赤ワイン

来する健全で良好な香り物質が，好ましいバランスでワ

１）〜３）のオフフレーバーに，「フェノレ（‘phénolé’）」と通称

インに含まれることが重要である。しかしながら，しばされるフェノール系のオフフレーバー４）がある。フェノ

しば様々な原因，特に醸造や保蔵上の過誤により，様々

レは，古くはフランス・ボルドー地方の赤ワインに特徴なオフフレーバー（欠陥臭）がワインに付与されること的な香りと考えられ，必ずしもオフフレーバーとして認があり，製品の品質低下や劣化が引き起こされることが識されてこなかった経緯がある。しかしながら近年になある。したがって，ワイン製造では，このオフフレーバって，このフェノレの本体は，主に赤ワインの貯蔵熟成

ーの発生防止がきわめて重要である。

・保蔵期間において，Brettanomyces（ブレタノミセス）

赤ワイン製造は，白ワインと比べてより煩雑な工程を属酵母が汚染することで，同酵母から生成される４―エ経て，製品化されるまでに長期間を要する。特に，果皮

チルフェノール（以下，４―EP）と４―エチルグアイア

とともに発酵を行う「醸し発酵」工程や，アルコール発

コール（以下，４―EG）であることが判明した。これら

酵後の乳酸菌による「マロラクティック発酵」工程，さは，低濃度でもワインの良好な香りをマスキングし，高らに樽などを用いた貯蔵・熟成工程があり，瓶詰め後に濃度になると「馬小屋臭」
，
「動物臭」
，
「薬品臭」あるい

長期保蔵される期間も長いことから，酸化や雑菌類の汚は「燻製臭」とも表現される強い異臭となる，オフフレ

染などの劣化が生じる機会が多くなる。このことから，ーバーであることが強く認識されるようになった。最近

従来の国産赤ワインでは，産膜酵母や酢酸菌などの微生になって，本邦のワイン審査会においても，このフェノ物汚染と酸化に伴う強いオフフレーバー（欠陥臭），すレによる欠陥を指摘することが多くなり，強く注意が払

なわち酢酸エチル，アセトアルデヒド，酢酸などが検出われるようになってきた。

されることがしばしばあった。しかしながら，近年ではこの赤ワインのフェノレについての研究は，ボルドー

これらの強いオフフレーバーが高濃度で検出されるよう大学を中心に進展１）〜３）してきた。本邦では，篠原らによな，著しく劣化したワインの頻度は少なくなってきていって，いくつかの基礎的な研究４）〜６）が行われ，その中で

＊ 〒４
０
９―１
３
１
６ 山梨県甲州市勝沼町勝沼２５１
７§ Corresponding author, E-mail : onda-wkk@pref.yamanashi.lg.jp

344

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

（ 36 ）

国産赤ワイン１
３点について４―EPの定量分析６）が行われて特異的に検出する市販検査キット（Z―Wine Assay,

たが，国産赤ワインとしてのフェノレの発生頻度を明ら

Unitech Scientific LLC社製）を用いて行った。すなわ

かにするには至っていない。そこで，本研究では，現状

ち，供試ワイン１!について，遠心分離（８，
０
０
０rpm，

における，国産赤ワインのフェノレの発生頻度を明らか５分間）を行い，上清を取り除き，沈殿に，脱色液Aにすることを目的とした。

１!を加え，よく混和した。この混和液を遠心分離して，実験方法
１．供試ワイン試料

上清を取り除く洗浄操作を繰り返した。得られた沈殿に，懸濁溶液Bを４０µ&加え，よく混和した。Z―brettチップのウエル部分に５µ&添加した。このチップをシャーレ

供試赤ワイン試料として，２
０
１
０年から２
０
１
２年の間に，に入れ，４５℃で最低３
０分間乾燥させた。次に，ブロック

無作為に入手した市販国産赤ワイン３８６点を用いた。こ／脱色液C１
０!をシャーレに入れ，チップを液体中に沈の供試赤ワインの内訳としては，原料ブドウで大別して，

め，１５分間放置した。ピペットで，ウエル部分の色素をカベルネ・ソーヴィニヨンやメルロなどのいわゆる欧州

洗い流した後，抗ブレット液D２４０µ&と接合液F２４０µ&系 原 料 を 主 要 品 種 と し た，い わ ゆ る「欧 州 系（Vitis

をシャーレに加え，混和後３０分間放置した。シャーレか

vinifera grape varieties）」１
５
３点，マスカット・ベーリ

ら液体を除去し，緩衝液E１
０!を加え，結合液F２４０µ&ーAやブラック・クィーンなどの国内改良系や北米系をを添加した。シャーレから液体を除去し，緩衝液Eを用

主 要 品 種 と し た，
「非 欧 州 系（non-Vitis vinifera grape

いて，洗浄を繰り返した。反応液G―１１０!と活性反応

varieties）」２
３
３点である。サンプルの醸造年は最も古い

液G―２０．
１!を混合した。この混合液をシャーレに加

もので２
０
０
２年，新しいもので２
０
１
２年，２
０
０
９年のものが最え，２０分間放置し，シャーレから液体を除去した。チッ

も多く，２
０
１
０年が次に多かった。

プを蒸留水で洗浄して，５分間風乾した。ウエル部分に

また，参考として，市販のフランス・ボルドー産赤ワ

現れるシグナル（紫色の染色スポット）の強度を，チッイン１３点（価格５，
０
０
０〜９，
０
０
０円台）についても同時に分

プにあらかじめ設置されている標準シグナルと比較して，

析用試料として供試した。

陰性か 陽 性（菌 濃 度；１
０４個／!未 満，１
０４個／!，１０５個／

２．フェノレの分析!，１
０６個／!または１
０６個／!超）を判断した。

供試赤ワイン中の４―EPおよび４―EGの定量分析は，
液体クロマトグラフ質量分析（UPLC―MS／MS）法によ

実験結果および考察

り，超高速液体クロマトグラフ−タンデム型質量分析計

４―EPと４―EGの 閾 値 は，CHATONNETら２）に よ り，赤システムを用いて実施した。すなわち，まず供試ワイン

ワイン中においてそれぞれ単体では，０．
６
０５%／&およびについて，０．
２
０#のメンブランフィルターでろ過し，分０．
１
１０%／&（水中ではそれぞれ０．
１
３０%／&および０．
０２５析試料とした。次に，分析試料を，UPLC―MS／MS装置%／&）と報告され て い る。ま た，４―EPと４―EGを 赤（Acquity, Waters社 製）を用いて，専用カ ラ ム（BEH

ワイン中での典型的な存在比率２）である１
０：１で混合し

C１
８
１．
７#，２．
１$×５
０$，Waters社製）を装着した超高たときの閾値は，０．
３６９%／&であるとされている。

速液体クロマトグラフ（UPLC）で分離を行い，四重極

市販国産赤ワイン３８
６点についての分析の結果，４―EP型質量分析計（MS／MS）で定量した。溶離液には，水の平均値は０．
０９８%／&（標準偏差０．
１５７）であり，最も−アセトニトリル混合溶液を用い，その溶出条件につい高かったもので１．
６６５%／&であった（Table１）。４―EGては，! 流速０．
６!／min.，" グラジェント（０min. かの平均値は０．
０２３%／&（標準偏差０．
０４６）であり，最もら９
５：５，３min. 後 ま で５
５：４
５，３．
１min. 後 ま で４min.

高いもので０．
３
３７%／&であった。いくつかの海外におけ後まで５：９５，その後９５：５）とした。
各種濃度に調整した標準液について，本法により分析
し，ピーク面積から検量線を作成して，各フェノレ成分の定量を行った。標準液は，４成分の市販試薬（４―EP

Table１ Concentraions of phenolic off-flavors in the ３８６of tested red wines produced in Japanと４―EG）および白ワインのフェノレとして問題となる
４―ビニルフェノール，４―ビニルグアイアコールの２種を１００％エタノールに各種の濃度で溶解した後，１３％エ
タノール水溶液に調製したものを用いた。
３．ワインの一般成分分析
ワインの亜硫酸濃度やpHなどの一般成分の分析は，国税庁所定分析法および常法によった。
４．微生物分析
供試ワイン中 の，フ ェ ノ レ の 原 因 微 生 物 で あ る，
Brettanomyces属酵母細胞の検出を，抗原抗体反応を用い

averagestandard deviation
maximum
minimum１）

４―ethyphenol（%／&）

４―ethylguaiacol
（%／&）

０．
０
９
８
０．
１
５
７
１．
６
６
５

０．
０
２
３
０．
０
４
６
０．
３
３
７

ND２）

ND２）

４―Vinylphenol and ４―vinylguaiacol were not detected among
most samples.
１）Limited detections were ０．
００５%／& at ４―ethylphenol and
at ０．
０１０%／&at ４―ethylguaiacol, respectively.
２）ND ; not detected.

（ 37 ）

〔研究ノート〕 国産赤ワインのフェノレの頻度

る報告１）〜３）と同様に，国産赤ワインのフェノレの定量分

345

60

析値においても，ワイン試料間で大きなバラツキがあるては，いずれのワイン試料からも，ほとんどトレース程度（０．
０２０!／"付近）しか検出されなかった。このことは，４―EPと４―EG生成経路の前駆物質であるこれらの２つのフェノレが，赤ワインには残存しないとする知Frequency（％）

ビニルフェノール，４―ビニルグアイアコール）につい

vitis vinifera grape
varieties

50

ことが分かった。白ワインで問題となるフェノレ（４―non-vitis vinifera grape
varieties

40
30
20

見１）を裏付ける結果となった。
CHATONNETら２）の１
９９
２年に行われた初期の研究におい10ては，フランス産赤ワイン８
３点の４―EPおよび４―EGのConcentration of 4-ethylphenol（mg/ℓ）が閾値以上の４―EPを含むことが報告されている。なお，
ンス・ボルドー産の市販赤ワイン１
３点について，同様に分析を行った結果，４―EPおよび４―EGの平均値は，それ ぞ れ０．
１
６
９!／"（標 準 偏 差０．
５６３，最 大 値０．
４８２!／"）および０．
０
４
６!／"（標準偏差０．
１
３２，最大値０．
０９
８!

0
0.1 .1〜0
0.2 .2
〜
0.
0.3 3
〜
0
0.4 .4〜0
0.5 .5
〜
0.6
0.6
〜
0
0.7 .7
〜
0.8
＞
0.8

D
N

大値１．
５
６
１!／"）であった。分析した赤ワインの約１／３
今回の研究で，比較対象として，無作為に選抜したフラ

〜
D

値６．
０
４
７!／"）お よ び０．
０
８２!／"（標 準 偏 差０．
２
３
０，最

0
N

平均値は，それぞれ０．
４
４０!／"（標準偏差０．
１
７
９，最大

Fig．
１ Frequencies of phenolic off-flavors in the tested
red wines classified according to their concentrationsof ４-ethylphenol
The ３８
６ wine samples contained １
５３ samples belonging toVitis vinifera grape varieties （white bar） and the remaining
２
３３ to non-Vitis vinifera grape varieties（black bar）.

／"）であった。
今回の国産赤ワインの４―EPの定量分析結果についての，各品種グループ（欧州系と非欧州系）別の発生頻度

貯蔵熟成あるいは保蔵期間中に，Brettanomyces属酵母がの分布を，Fig．
１に示した。欧州系と非欧州系ともに，生育しやすかった可能性が考えられた。したがって，フ

全く健全な品質と言える０．
１
０
０!／"未満のサンプルが，ェノレの発生防止には，亜硫酸管理とともにpHの管理

全体の８２％を占めた。閾値を超えていると考えられる４が重要であることが示唆された。

―EPが０．
４
００!／"以上の試料は，供試試料全体で１
３試料

要

（３．
９％）のみ存在した。以上のことから，大多数の国産
赤ワインは，フェノレ汚染に関しては健全であることが明らかとなった。

約

国産赤ワインにおけるフェノール系オフフレーバー（フェノレ）汚染の現状把握を目的とした。現状の市販

欧州系と非欧州系の試料間での違いとしては，非欧州

国産赤ワインには，その約８０％がほとんどフェノレを含系の試料には，４―EPが０．
５
００!／"以上の高いフェノレ

まないことが分かった。また，高い濃度でフェノレが検濃度を示す試料が多く存在する傾向が認められた出されたワイン試料からは，高い濃度でBrettanomyces属

（Fig．
１）
。

酵母の細胞が検出された。フェノレ含量が高い試料のpH

Brettanomyces属酵母の検出キットを用いた解析の結果，は高い値を示した。

（図表には示さないが）０．
１
０
０!／"以上の４―EPが検出された試料（７１点，全体の１８％）からは，１
０４個／!以上

本研究は，独立行政法人科学技術振興機構研究成果展〜１
０６個／!超の細胞が検出された。なお，フェノレが検開事業研究成果最適展開支援プログラム（A―STEP ;出されなかった試料からも，全体の約１０％の試料におい

Adaptableて低濃度のBrettanomyces属酵母細胞が検出され，今後のProgram through target―driven R&D）フィージビリ

andSeamless

Technology

Transfer

検討課題と考えられた。いずれにしても，Brettanomyces

ティスタディ【FS】探 索 タイプ（Exploratory Research）

属酵母が国産赤ワイン製造において，一定の頻度で分布における成果を含みます。

していることが確認された。なお，前述した４―EPが０．
４００!／"以上であった１
３試料については，１
０６個／!あ６

るいは１０個／!超の高い濃度の細胞が検出された。この文

献１） RIBÉREAU - GAYON, P. , GLORIES, Y. , MAUJEAN, A. ,１
３試料は，供試試料全体の平均pHが３．
５５のところ，pH

DUBOURDIEU,

３．
７〜４．
１と高い値を示した。

responsables des certaines déviations olfactives deD. :８.４.１ Lesphénols

volatils

ワインのpHが高くなると，同じ遊離亜硫酸濃度であtype〈phénolé 〉des vins, Traité d’oenologie Tomeっても，殺菌効力をもつ分子状亜硫酸濃度が低くなるこ

２- Chimie du vin. Stabilisation et traitements ５eとが分かっている。これらのワイン試料は，赤ワインのédition,（Dunod, Paris）
, pp．
３
０
７〜３
２
４（２
０
０
４）

346

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
９ NO．
６ ２
０
１
３

２ ） BOIDRON, J. N. , CHARTONNET, P. and PONS, M. :Influence

du

bois

sur

certaines（ 38 ）５）SHINOHARA, T., KUBODERA, S. and YANAGIDA, F. :substances

Distribution of Phenolic Yeasts and Production ofodorants des vins, Connaiss Vigne Vin, ２
２, ２
７
５〜２
９
４

Phenolic Off ― Flavors in Wine Fermentation, J.
Biosci. and Bioeng., ９
０, ９
０〜９
７（２
０
０
０）

（１
９
８
８）
３）CHATONNET, P., DUBOURDIEU, D., BOIDRON, J.N. and

６）篠原隆・中山賢一!・三木健夫・柳田藤寿：ワイ

PONS, M. : The origin of ethylphenols in wines. J.

ンの芳香成分の解析及び品質について，日本ブドウ・

Sci. Food Agric., ６
０, １
６
５〜１
７
８（１
９
９
２）

ワイン学会誌，１
８，１
５
２〜１
５
３（２
０
０
７）

４）篠原

隆：ワインのフェノール性異臭の成因について，日醸協誌，９
６，１
８
２〜１
８
８（２
０
０
１）

（平成２
５年５月２
１日受付，平成２
５年７月１８日受理）