（ 1 ）65

日本食品保蔵科学会誌
３
８

VOL．

会
長
編集委員長
編集委員

２

NO．

高井 陸雄
上田 悦範
石田
裕
津久井亜紀夫

副

会

長

稲熊 隆博
東尾 久雄

上田

悦範

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＞
トウモロコシデンプン粒におけるアミラーゼ結合タンパク質の存在と性状について…………………………………………………………（６７）／野口智弘・金子昌史・岡 大貴・!野克己＜報文＞（英文）
ハタハタ（Arctoscopus japonicas）卵塊からの新規粘性タンパク質の分離 ………………………………（７３）／戸枝一喜・塚本研一・高橋 徹・船木 勉
天野憲一・相根義昌・杉山秀樹＜研究ノート＞
エミュー卵白の起泡性に対するオボムチンの影響……………………………………………………………（７９）／中村 優・吉澤みゆき・松本雄太郎・入澤友啓
野口智弘・野口治子・内野昌孝・前橋健二
多田耕太郎・渡部俊弘・鈴木敏郎・!野克己＜技術報告＞（英文）
豚皮を用いた膨化食品の開発とその品質について……………………………………………………………（８５）／多田耕太郎・寺島晃也・中村 優・鈴木敏郎
低温における雑穀アマランサスの貯蔵性に関する研究………………………………………………………（９３）／小出章二・小石 学・ATUNGULU Griffiths Gregory＜総説＞
ブルーベリーを中心とした園芸作物のアントシアニン蓄積機構の解明および成熟・加工特性に関する研究 ………………………………………………………（１０１）
／伴 琢也
＜講
座＞
身近な野菜・果物〜その起源から生産・消費まで（１６） …………………………………………………（１０９）
ラッカセイ
／大門弘幸
＜情
報＞
食と農の資料館めぐり（７）シャトー・メルシャンワイン資料館 ………………………………………………………………………（１１７）／上野 昇＜文献抄録＞ ……………………………………………………………………………………………………（１２３）＜会
告＞ ……………………………………………………………………………………………………（１２４）

66

（ 2 ）

Food Preservation Science

CONTENTS OF VOL．
３
８ NO．
２（２
０
１
２）
＜Article＞（Japanese）
Confirmation of the Presence of Amylase-binding Protein
on Maize Starch Granules and Characterization of the Enzyme
NOGUCHI Tomohiro, KANEKO Masashi, OKA Daiki and TAKANO Katsumi ………………………（６７）＜Article＞（English）
Isolation of a Novel Viscous Protein from the Egg Massof Japanese Sandfish（Arctoscopus japonicas）
TOEDA Kazuki, TSUKAMOTO Ken-ichi, TAKAHASHI Tohru, FUNAKI Tsutomu,
AMANO Ken-ichi, SAGANE Yoshimasa and SUGIYAMA Hideki ………………………………………（７３）＜Research Note＞（Japanese）
Effect of Ovomucin on the Viscosity and Foaming Properties of Emu Egg WhiteNAKAMURA Yu, YOSHIZAWA Miyuki, MATSUMOTO Yutaro, IRISAWA Tomohiro,
NOGUCHI Tomohiro, NOGUCHI Haruko, UCHINO Masataka, MAEHASHI Kenji,
TADA Kotaro, WATANABE Toshihiro, SUZUKI Toshiro and TAKANO Katsumi ……………………（７９）＜Technical Report＞（English）
Development and Quality of Puffed Food from Pigskin
TADA Kotaro, TERASHIMA Teruya, NAKAMURA Yu and SUZUKI Toshiro …………………………（８５）
Study on the Storability of Grain Amaranth at Low Temperature
KOIDE Shoji, KOISHI Manabu and ATUNGULU Griffiths Gregory ……………………………………（９３）＜Review＞（Japanese）
Studies on Anthocyanin Accumulation and Characteristics of Ripening
and Food Processing of Some Horticultural Crops Including Blueberry
BAN Takuya ………………………………………………………………………………………………（１０１）＜Serialization Lecture＞（Japanese）
PeanutDAIMON Hiroyuki …………………………………………………………………………………………（１０９）＜Information＞（Japanese）
Chateau Mercian Wine Museum
UENO Noboru ………………………………………………………………………………………………（１１７）（ 3 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２ 〔報

文〕

67

トウモロコシデンプン粒におけるアミラーゼ結合タンパク質の存在と性状について
野 口 智 弘＊１§・金 子 昌 史＊２・岡大 貴＊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＊２ 東京農業大学応用生物科学部生物応用化学科

Confirmation of the Presence of Amylase-binding Protein
on Maize Starch Granules and Characterization of the Enzyme
NOGUCHI Tomohiro＊１§，KANEKO Masashi＊２，OKA Daiki＊１ and TAKANO Katsumi＊２
Food Processing Center, Faculty of Applied Bioscience, Tokyo University of Agriculture,1−1−1 Sakuragaoka, Setagaya−ku, Tokyo 156−8502
Department of Applied Biology and Chemistry, Faculty of Applied Bioscience, Tokyo University of Agriculture,1−1−1 Sakuragaoka, Setagaya-ku, Tokyo 156−8502＊１＊２

Maize starch granules were used as the sample, and the decomposition reaction mediated by alphaamylase molecules that did not contain the starch-binding domain（SBD）was elucidated. The starchsurface protein（SSP）was found to cover the surface of the maize starch granules. We found that
decomposition of maize starch granules by SBD-free alpha-amylase increased in the presence of SSP.
When SSP of the maize starch granules was dissolved by treatment with SDS solution, thedecomposition rate of starch granules decreased. The decomposition rate recovered when SSP wasadded to the SDS-treated starch. When SSP was added to the SDS-treated maize starch granules, therate of alpha - amylase - mediated decomposition recovered. We clearly show that SSP is the maizestorage protein zein, which can bind with alpha-amylase and shows film formation capability.
（Received Jun. ９, ２０１１；Accepted Oct. ２
６, ２
０
１
１）
Key words：Raw Starch, amylase, decomposition, Starch Surface Protein, Starch Binding Domain
生デンプン，アミラーゼ，分解性，デンプン粒表層のタンパク質，デンプン結合ドメイン

デンプンは，食品工業において増粘剤，ゲル化剤のほる４）〜１２）。一方，植物起源アミラーゼではSBDは存在せず，か，糖化され各種甘味料やアルコール発酵などの原料と同アミラーゼが発芽時にデンプン粒にどのような機序でして利用されている。デンプンは，各種植物中で顆粒と結合し生デンプンの分解が進行するかについては不明な

して貯蔵され，起源によりその形状や粒径，結晶構造の点が多い。SBDをもたないアミラーゼの生デンプン分解

１）〜３）

強度など様々である。各種植物から抽出されたデンの機序を解明することは，植物における発芽メカニズム

プンは天然デンプンまたは生デンプンと呼ばれ，アミラの解明につながるほか，より効率のよい糖化技術の開発ーゼによる分解性に乏しく，同分解性を向上させるために寄与できるものと考えられる。

糊化デンプンとする必要がある。このデンプンの糊化おそこで本研究では，日本において糖化原料として最もよびその維持には大量の熱量が必要なことから，以前よ多く利用されているトウモロコシデンプンを試料デンプ

り生デンプンの糊化を経ない直接的なアミラーゼによるンとして，SBDがないα-アミラーゼによる分解機序の解糖化について研究がなされてきた。

明を行うため検討したところ，デンプンをSDS溶液にて生デンプン資化性微生物のアミラーゼにはデンプン結処理するとα-アミラーゼによる分解性が減少することを

合ドメイン（Starch Binding Domain ; SBD）が存在し，見い出した。この現象は，デンプン粒表層のタンパク質

同ドメインが消失すると生デンプン分解性が低下す（Starch Surface Protein ; SSP）がSDSにより除去され

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

68

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

ることによってα-アミラーゼの作用性に変化が生じたた（ 4 ）５．抗原抗体反応を用いたα-アミラーゼのデンプン粒めと推論した。本報告では，トウモロコシデンプンに対吸着試験するα-アミラーゼの作用と同デンプンのSSPとの関係を未処理デンプンおよびSDS処理デンプン１０"にα-アミ試験すると共に，SSPの性状について検討を行い，若干

ラーゼ（２．
８Units／!）２００"添加し，４℃，１時間振との知見を得たので報告する。

う後，超純水を１!加え４℃で１０分振とうを行い，遠心分離にて未結合のα-アミラーゼを除去した。この洗浄操試料および実験方法
１．試

作を４回繰り返し，一次抗体（Anti-α-amylase ; Bacillus

料amyloliquefaciens）および二次抗体（Anti-rabbit IgG）

デンプンはトウモロコシデンプン（和光純薬工業社

を用い，GelDoc（BaioRad社製）にてシグナルを検出し製）を用い，酵素はSBDが小さく，生デンプン分解性にた。

乏しいα-アミラーゼ（Bacillus sp. ; Sigma Aldrich）を

６．N末端アミノ酸シークエンス分析
SSPをSDS-PAGEにて分離後，ゲルをセミドライブロ用いた。
２．デンプン粒からの各種溶媒によるSSPの溶解試験
トウモロコシデンプン１０#に各種溶液（純水，０．
２M
NaCl溶液，５mM２-メルカプトエタノール溶液，１％ッティングによりPVDF膜に転写し，CBB染色後，N末端アミノ酸配列をプロテインシークエンサー（PPSQ-２
１／２３，shimadzu社製）に供し解析した。

SDS溶液）をそれぞれ１００!添加し，振とう（１８０rpm，１０

結果および考察min，室温）を行った。振とう後，遠心分離（８，
０
０
０rpm，
１
０
min，室温）し上澄液を得た。さらに沈殿に対し同様の

１．アミラーゼによる生デンプン分解性に及ぼすデンプ

操作を３回繰り返し，得られた上澄液は純水にて４８時間

ン粒表層タンパク質（SSP）の影響の透析後，凍結乾燥し以下の試験に供した。タンパク質

純 水 お よ び０．
２M NaCl処 理 で は，トウモロコシデン

量は，BCA法（QuantiPro BCA Assay Kit ; Sigma

プンからタンパク質はほとんど溶出されず ，１％ SDS 処

Aldrich社製）にて測定した。一方，沈殿のデンプンは理によって０．
９５（"／#デンプン）のタンパク質が溶解し３倍容のエタノールを加え，振とう後，遠心分離（８，０００

た（Table１）。さらに各処理デンプンをCBB染色した

rpm，１０min，室温）にて上澄液を除去した後，エタノ

ところ，１％SDS処理デンプンでは，未処理デンプンにールにて３回洗浄を繰り返し，さらにアセトンにて脱水

比べタンパク質の染色を示す青色が薄くなり（Fig．
１），

し各処理デンプンとした。

SSPがSDS溶液によって溶解除去できた。そこで，各処

３．デンプン粒表層の観察理を行った生デンプンについてα-アミラーゼによる分解

各 処 理 デ ン プ ン お よ び 未 処 理 デ ン プ ン１００"に性を比較したところ，純水および０．
２M NaCl処理では

Coomassie Brilliant Blue R-２
５０（CBB）染 色 液１!を未処理と同様の分解率であったが，１％SDS溶液処理で添加し，１時間処理した後，遠心分離（３，０００rpm，１０は分解率が未処理デンプンの約４０％に低下した（Fig．
２）
。

min，室温）にて過剰な染色液を分離除去した後，純水

なお，SDS処理デンプンにSSPを添加しところ，分解

５!を 加 え て，遠 心 分 離（３，０００rpm，１
０min，室 温）

率は未処理デンプンの９４％に回復した。以上のことから，し，同操作を３回行い洗浄した。得られた沈殿をスキャ
Untreated

ナーにて撮影し，色調を観察した。

H2O

NaCl

2−ME

SDS

４．α-アミラーゼによる分解性試験
未処理デンプンおよび各処理デンプン１００"をスクリ

Wheatューキャップ付試験管に採取し，純水３．
５!，α-アミラーゼ（２．
５Units／!）１．
０!および２０mMトリス-塩酸緩衝液（pH７．
０）１．
５!を加え，４℃にて２４時間振とうした後，
３
７℃にて１時間反応させた。その後，遠心分離（３，
０
０
０
rpm，１
０min，４℃）にて得られた上澄液を分画し，５
分間沸騰水浴中にて失活処理を行い，全糖量をフェノー
ル・硫酸法にて測定し，分解率を算出した。

Fig．
１ Effects of treatments with different solutions on
the protein staining pattern of the starch granulesurface
H２O, pure water treatment ; NaCl, ０．
２M NaCl treatment ; ２Me, ５mM ２- mercaptoethanol treatment ; SDS, １％ sodium
dodecyl sulfate treatment

Table１ The amount of protein dissolved in４types of solutions from the surface ofmaize starch granules

Protein Content（!／１#Starch）

H２O

０．
２M NaCl

５mM
２-mercaptoethanol

１％SDS

２
０．
０

５
２．
９

１
７．
４

９
５
３．
８

Degradation rate（%）

（ 5 ）

〔報

4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0

*

文〕 トウモロコシデンプン粒のSSP*

Untreated
Starch+α-amylase

69
SDS treatedStarch+SSP+α-amylase

SDS treatedStarch+α-amylase

SDS treatedStarch+BSA+α-amylase

Untreated
Starch(without
α-amylase)

Exposure at identical ﬁeld for 30sec.
Fig．
３ Fluorescence signals obtained in antigen-antibody
reactions with maize starch granules that had
undergone different types of treatment+
Untreated SDS Treatment SDS Treatment
SSP
Fig．
２ Effect of SDS on the rate of amylase-mediateddegradation of maize starch granules
Untreated, amylase reacted with untreated maize starch
granules. SDS treatment, amylase reacted with maize starch
granules treated with １％ SDS. SDS treatment + SSP,
amylase reacted with maize starch granules that weretreated with １％ SDS and supplemented with SSP amounts
equal to those removed by SDS treatment.
SDS : sodium dodecyl sulfate ; SSP, starch surface protein

SDS-treated starch ， １％ SDS - treated maize starch granules（１%）；α-amylase，０．
５６units of α-amylase ; SSP, the amountof SSP removed by SDS treatment （９．
５$ ） ； BSA, equalamount of BSA（９．
５$）
SDS : sodium dodecyl sulfate ; SSP, starch surface protein ;BSA, bovine serum albumin

（kDa）
1,236
1,048

M

S

720
480

生デンプンのα-アミラーゼによる分解に対し，SSPが何

242

らかの影響を及ぼしていることが推察された。

146

２．α-アミラーゼのデンプン粒への結合に対するSSPの関与

66

α-アミラーゼの未処理およびSDS処理デンプンへの結合能を抗原抗体反応にて検出した結果，Fig．
３に示した
22

ように未処理デンプンに比べSDS処理デンプンでは，シ
グナル強度が小さくなり，同処理によってデンプン粒へのα-アミラーゼの結合量が低下することが示唆された。
SDS処理デンプンにSSPを添加した後に，α-アミラーゼを加えて試験したところ，抗原抗体反応のシグナル強度
は未処理デンプンと同等に回復した。以上のことから，（T=4〜16%）
Fig ．
４ Blue - native PAGE of SSP from maize starch
granulesM, Protein standard marker ; S, SSP PAGE : polyacrylamide
gel electrophoresis ; SSP, starch surface protein

SSPがSBDを持たないα-アミラーゼのデンプン粒への結合に対し重要な機能を果たしていることを明らかにした。

（kDa） M

ME−

ME+

３．SSPの解析
SSPをBlue-Native PAGEに 供 し た と こ ろ，４
０〜１
５
０

250

kDaにタンパク質バンドが確認された（Fig．
４）
。さらに，

150

SSPをSDS-PAGE（Me−）に供したところ，７
５〜１
０
０kDa
（SSP!），４０〜５
０kDaに３本（SSP"）および２
０〜２
５kDa

100
75

に２本（SSP#）の タ ン パ ク 質 バ ン ド が 確 認 さ れ た

50

（Fig．
５）
。そこで，これらタンパク質を分取しそれぞれ

37

Ⅰ

Ⅱ

をSDS処理デンプンに添加した後に，α-アミラーゼを作用させた。その結果，SSP"および#画分の添加によってα-アミラーゼによる分解性が回復したが，SSP!画分の添加では変化がみられなかった（Fig．
６）
。さらに，抗原抗体反応にて確認したところ，SSP"および#画分の添加によってα-アミラーゼのデンプン粒への吸着が確認されたが，SSP!画分の添加ではSDS処理デンプンと同等のシグナル強度であった（Fig．
７）
。"および#画分のN末端アミノ酸シークエンスは，何れもトウモロコシ貯
蔵タンパク質のα-ゼインと高い相同性を示した（Fig．
８）
。

25
20
15
10

Ⅲ

T=12.5〜20%

Fig．
５ SDS-PAGE of SSP from maize starch granules
ME - , without ２- mercapotethanol ; ME + , treatment with ２mercaptoethanol
SDS - PAGE : sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gelelectrophoresis ; SSP, starch surface protein

70

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

5

Untreated
Starch+α-amylase

SDS treatedStarch+α-amylase（ 6 ）SDS treatedStarch+SSP
fractionⅠ+α-amylase

SDS treatedStarch+SSP
fractionⅡ+α-amylase

SDS treatedStarch+SSP
fractionⅢ+α-amylase

Untreated
Starch(without
α-amylase)

Degradation rate（％）

4
Exposure at identical ﬁeld for 30sec.
3Fig．
７ Fluorescence signals obtained by antigen-antibody
reactions using SDS-treated starches with and without
SSP fractions

2

SDS-treated starch, １％SDS-treated maize starch granules（１０$）; α-amylase, ０．
５６units of α-amylase ; SSP fraction, theamount of SSP fraction I-III removed by SDS treatment.
SDS : sodium dodecyl sulfate ; SSP, starch surface protein

1

0
1

2

3

4

5

Fig．
６ Effect of SSP fractions on degradation rates ofmaize starch by α-amylase：１，untreated starch；２，
SDS-treated starch；３，SDS-treated starch with SSP
fraction I；４，SDS-treated starch with SSP fraction
II；５，SDS-treated starch with SSP fraction III
SDS : sodium dodecyl sulfate ; SSP, starch surface protein

（kDa）

M

SSP

Ⅱ
1

250
150
100
75
50

2

37

Ⅱ−1
−2
−3

25
20

Ⅲ−1 Ⅲ
−2

3

z1C alpha-zein protein from
Length: 182, Mass: 19,954Da
93.8% identity(93.8% similar)

10
20
TIFPQXSQAPIASLLPPYL::::: :::::::::::::TIFPQCSQAPIASLLPPYL
304010MIFPQQSLAPIAILLRFRL:::::::::::::::::::TIFPQYSQAPIAALLPPYL
30
40zein protein from
Length: 233, Mass: 25,497Da
94.7% identity(94.7% similar)
alpha-zein protein from
Length: 205, Mass: 22,448Da
78.6% identity(78.6% similar)

1

10
20
FIIPQQSLAPSASIPQFLPP::::: ::::::::::::::FIIPQCSLAPSASIPQFLPP
30
40P

Zein-alpha from
Length: 263, Mass: 28,484Da
95.0% identity(95.0% similar)

2

10
20
TIFPQYSQAPIAALLPPYLP::::::::::::::::::::TIFPQYSQAPIAALLPPYLP
30
40P

alpha-zein from
Length: 205, Mass: 22,448Da
100% identity(100% similar)

15
10※SDS-PAGE(Me-)
T=5〜20%
SSP : 1mg/mℓ

10
PQRSQAPIASLLPPYL:: :::::::::::::
PQCSQAPIASLLPPYL
30
40

Fig．
８ N-terminal amino acid sequences and similarities of SSP fractions based on the KEGG
protein database
KEGG : Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes ; SSP, starch surface protein

なお，!画分は少量であったためシークエンス解析に至らなかった。８M尿素にてSSPを処理しSDS-PAGEに供要約したところ，SSP"画分のバンド消失し，SSP#画分のトウモロコシデンプン粒表層にタンパク質（Starch

染色濃度が強くなった（Fig．
９）
。このことから，α-ゼイ

Surface Protein ; SSP）が膜状に存在し，デンプン結合

ンは，主に水素結合による分子間結合によってⅢ画分がドメイン（Starch Binding Domain ; SBD）をもたない

２量体の"画分を形成し，さらにSDSに対する溶解性か

α-アミラーゼがSSPに結合することによって同酵素によら疎水性相互作用，イオン結合等の分子間力によって重る生デンプンの分解が進行することを見い出した。トウ合しデンプン粒表層を覆っているものと推察された。

モロコシデンプン粒のSSPはSDS溶液で溶解し，同処理によって生デンプン粒のα-アミラーゼによる分解率は低下した。SDS処理デンプンにSSPを添加すると分解率が（ 7 ）〔報１（kDa） M文〕 トウモロコシデンプン粒のSSP

２71: Relation between domain evolution, specificity,and taxonomy of the α-amylase family members

250

containing a C - terminal starch - binding domain,

150

European Journal of Biochemistry, ２
７
０, ６
３
５〜６
４
５

100
75

（２
０
０
３）
.
!
６ ） JANEC!
EK, Š. and ŠEVCÍK, J. : The evolution of50

starch-binding domain, FEBS Letters, ４
５
６, １
１
９〜
１
２
５（１
９
９
９）

37

７）SOUTHALL, S. M., SIMPSON, P. J., GILBERT, H. J.,
WILLIAMSON, G. and WILLIAMSON, M. P. : The starch-

20

binding domain from glucoamylase disrupts the15
10

structure of starch, FEBS Letters, ４
４
７, ５
８〜６
０
（１
９
９
９）
ME−, T=5〜20%

Fig．
９ SDS-PAGE of SSP denatured using ureaM, protein standard marker ； １， SSP ； ２， SSP denatured
using urea SSP, starch surface protein

８）OHDAN, K., KURIKI, T., TAKATA, H., KANEKO, H.
and OKADA, S. : Introduction of Raw Starch-Binding
Domains into Bacillus subtilis alpha -Amylase by
Fusion with the Starch-Binding Domain of Bacillus
Cyclomaltodextrin Glucanotransferase, Appl. Environ.
Microbiol ., ６
６, ３
０
５
８〜３
０
６
４（２
０
０
０）

回復した。SSPは，α-アミラーゼとの結合能力を有し，

９ ） KRAMHOFT, B. , BAK - JENSEN, K. S. , MORI, H. ,トウモロコシ貯蔵タンパク質で膜形成性を有するゼイン

SVENSSON, B., JUGE, N. and NOHR, J. : Involvement ofであることを確認した。

Individual

SubsitesandSecondary

Substrate

Binding Sites in Multiple Attack on Amylose by
文１）不破英次・桧作

献

進・小巻利章・貝沼圭二：澱粉科学の事典（２００３）２）深井洋一・高木悦子・小林昭一：酵素処理による各種澱粉粒の特性改変（第２報）酵素処理による３種起
源 の 澱 粉 粒 の 特 性 改 変，日 農 化 誌，６
８，７
９
３〜８
０
０

Barley α - Amylase, Biochemistry, ４
４, １
８
２
４〜１
８
３
２
（２
０
０
５）
１
０）森

春英：植物α-アミラーゼのデンプン結合部位の同定と改変に関する研究，飯島記念食品科学振興財団
年報２
０
０
３，９
０〜９
５（２
０
０
５）
１
１） MACHOVIC, M. and JANECEK, S. : Starch - binding

（１
９
９
４）

domains in the post - genome era, Cell. Mol. Life

３）杉本温美：走査電子顕微鏡による澱粉粒の観察，日Sci., ６
３, ２
７
１
０〜２
７
２
４（２
０
０
６）

家政誌，３
９，２
５
３〜２
５
５（１
９
８
８）

１
２）MACHOVIC, M. and JANECEK, S. : The evolution of

４）炭谷順一：デンプンの結晶構造を破壊するStarch-putative starch - binding domains, FEBS Lett, ５８０,Binding Domain，生物工学会誌，７
７，５
１
９（１
９
９
９）
!
５）JANECEK, Š., SVENSSON, B. and MACGREGOR, E. A.

６
３
４
９〜６
３
５
６（２
０
０
６）
（平成２
３年６月９日受付，平成２
３年１
０月２
６日受理）

（ 9 ）

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

73

Isolation of a Novel Viscous Protein from the Egg Massof Japanese Sandfish（Arctoscopus japonicas）
TOEDA Kazuki＊１§，TSUKAMOTO Ken-ichi＊２，TAKAHASHI Tohru＊２，
FUNAKI Tsutomu＊３，AMANO Ken-ichi＊４，
SAGANE Yoshimasa＊１ and SUGIYAMA Hideki＊３＊１ Department of Food and Cosmetic Science, Faculty of Bioindustry, Tokyo University of Agriculture,
196 Yasaka, Hokkaido 099−2493＊２ Akita Research Institute of Food and Brewing, Sanuki 4−26, Araya-machi, Akita 010−1623＊３ Akita Prefectural Agriculture, Forestry and Fisheries Research Center, Oga, Akita 010−0531＊４ Bioscience Education Research Center, Akita University, 1−1−1 Hondo, Akita 010−8543

In the ovaries of mature Japanese sandfish（Arctoscopus japonicas）, eggs are enveloped by a jelly-like
mucilage to form an egg mass. In a part of Japan, the sandfish egg mass is regarded as a delicacy
due to its unique texture. Here, we successfully isolated the mucilage from the egg mass by soaking
it in hot water at ７
０℃. The freeze-dried mucilage was comprised of ７
２％ protein, １．
４％ carbohydrate,and ２
１％ crude ash. Because removal of the ash by dialysis did not alter the viscosity of the mucilage,
the stickiness was attributed to the protein content of the mucilage. The viscosity of the mucilage
was not stable at high temperatures, but the heat stability was improved by the presence of １〜５％
NaCl. Interestingly, electrophoretic analysis indicated that the mucilage contains a single predominant
protein. Matrix-assisted laser desorption／ionization time-of-flight mass spectrometry analysis indicatedthat the protein had an oligomeric structure, which might result in the viscosity of the mucilage. The
N - terminal amino acid sequence of the protein was determined to be NH２- GRRGDRERNQ, whichmatched neither to known viscous proteins nor to known proteins in fish species. Consequently, thecharacteristic viscosity of the sandfish egg mass might be attributed to a novel viscous protein.
（Received Jun. ６, ２
０
１
１；Accepted Oct. ２
４, ２
０
１
１）
Key words：Japanese sandfish, egg mass, mucilage, viscosity, protein
ハタハタ，卵塊，粘質物，粘性，タンパク質

The distribution of Japanese sandfish（Arctoscopus
japonicas ） ranges

sandfish ovary is broiled with salt or boiled, it doesto

not harden, leaving the sticky texture intact. Due toOkhotsk and the Japan seas. Japanese sandfish is

its unique texture, the sandfish egg mass has been

consumed

regarded traditionally as a delicacy. The viscosity of

as

from

broiledthefish

Aleutian
with

salt

Islands
andina

traditional soup dish in the Akita prefecture intheJapan. Additionally, the sandfish is used as an

whereas it is unstable in conditions of freezing andingredientsalt curing.

ofshottsuru,

a

fish

sauce.

Inthespawning season, the mature sandfish lays an egg

egg

mass

is

stableathightemperatures,

In this study, we isolated the uniquely viscous

mass onto sargassum, a sea alga. The egg massmucilage

from

the

egg

mass

of

the

Japanesecontains ５００〜１，
５００ eggs with a diameter of ３ mm,sandfish. Further, based on chemical characterizationeach of which is enveloped by a sticky membrane.

and electrophoretic analyses, weTheviscouseggs

areconnected

to

each

other

by

a

protein,

which

is

found

presumed

to

a

novel

be

the

filamentous portion of the membrane, and form a

predominant factor contributing to the viscosity ofjelly - likethe Japanese sandfish egg mass.

egg

mass.

The

cohesive

egg

mass

entangles with algae. Once exposed to seawater, theegg mass hardens in ３
０ min, and settles on algae.
However, when the egg mass inthematured§ Corresponding author, E-mail : k３toeda@bioindustry.nodai.ac.jp

74

Food Preservation Science

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

（ 10 ）

５．Amino acid composition analysis

Materials and methods

The protein in the sample was hydrolyzed in

１．Fish２０％ HCl（amino acid composition analysis grade）or

The Japanese sandfish（A. japonicas ; ３〜４ years

４ M methanesulfonic acid at １
１
０℃ for ２
４ h. Anold）used in this study were caught by fixed fishingamino acid automatic analyzer（JLC ５００; JEOL Ltd.,

net at Kitaura Chisaki, Oga, Japan in December ofTokyo, Japan）was used to measure the amino acids

２
０
０
３.

generated.

２．Isolation of mucilage from egg mass

６．N-terminal amino acid sequence analysis

The egg mass was collected from the ovaries ofThe

N - terminal

amino

acid

sequencewasmature female fish, then soaked and stirred in ５-folddetermined using a protein sequencer （ PPSQ -１
０,volume of water at ７
０℃. By stirring, the mucilage

Shimadzu, Kyoto, Japan）. The BLAST program was

was isolated from the egg mass. The mucilage wasused to perform a homology search of the amino

freeze-dried, and used in the following experiments.

acid sequence against a reference proteins database

３．Composition analysis（National Center for Biotechnology Information）for（１）Crude ash constituent

The sample wassimilarity to previously reported proteins.

converted into ash by heating at ５５
０℃ for １
０ h

７．Matrix-assisted laser desorption/ionization time-using a muffle furnace（FM ３
７ ; Yamato Scientific,of - flight mass spectrometry （ MALDI - TOF - MS ）Tokyo, Japan ）. The ash was dissolved into １ N

analysis

HCl, and resultant solution was subjected to atomic

The molecular mass of the protein obtained fromabsorption spectrochemical analysis using a Hitachi

the mucilage was determined by MALDI-TOF-MS

Z -６
１
０
０（ Tokyo, Japan ） to determine the sodium,using the Voyager System ４３
４７（Applied Biosystems,

potassium,magnesium,

zinc,

iron

and

copperFoster City, CA ）. Sinapinic acid was dissolved in
３０％ acetonitrile containing ０．
１％ trifluoroacetic acidcontents.
（２）Protein constituent

The protein content

was determined by the Kjeldahl method using the（TFA），and used as the matrix.
８． Detection of glycosylation of the protein by

Kjeltec Auto Sampler System １
０
３
５ Analyzer（FossPeriodic Acid Schiff（PAS）staining

Tecator, Hoganas, Sweden ）. The protein amount

Glycosylation of the protein in the mucilage waswas measured using a conversion factor of ６. ２
５.

confirmed by PAS staining. As a positive control for（３）Carbohydrate

total

glycosylation, horseradish peroxidase（Sigma-Aldrich,carbohydrate content was determined by the orcinol

St. Louis, MO ） and chicken egg albumin （ Wako,-sulfuric acid method１）. Mannose was used as the

Osaka, Japan）were used. The mucilage and positive

standard sugar.

control proteins were applied to a gel and subjected

４．Electrophoretic analysis

to SDS-PAGE. The gel was then stained with PAS

constituent

The

The sample was diluted in sodium dodecyl sulfate

using a Glycoprotein Detection Kit（Sigma-Aldrich）（SDS）sample buffer to a final concentration of ５!

and finally, the banding profiles were compared to／ ! ， and then heated to １
０
０℃ for ３ min. SDS -the gel stained with CBB.

polyacrylamide gel electrophoresis（SDS-PAGE）was

９．Viscosity measurement of the mucilage

performed

using

the

methodLAEMMLI２）onofa

The mucilage was diluted to ０．
１ and ０．
０５％ withTokyo,

distilled water for viscosity measurements. Gelatin

Japan ）. The molecular weight under denaturing（Wako）, guar gum（Sigma -Aldrich），and xanthan

conditions was determined using an LMW Moleculargum （ Sigma - Aldrich ） were used to compare theWeight Calibration Kit（GE Healthcare Bio-Sciences,viscosities. The mucilage and reference solutions

Piscateway, NJ）．Isoelectric focusing（IEF）
was carried

were left standing at ２
５℃ for ６
０ min, and then theout

viscosities of the solutions were determined using

１
２．
５％ gel （ NPU -１
２．
５" , Pagel,

in

a

Phast

System （ GEATTO,

Healthcare

Bio -pH ３-９（ GE

an Ostwald viscometer（inside diameter of capillary :Healthcare Bio-Sciences）. The isoelectric point（pI）

０．
５ mm）. The viscosity measurement of ２
５℃ water

was determined using a Broad Range Calibration

（０．
８
９
０
２ mPa・s ） was

Kit ３-１
０（GE Healthcare Bio-Sciences）. The proteinsreference.

Sciences ） usingaPhastGel

IEF

were detected by Coomassie brilliant blue（CBB）
staining.

employedasaviscosity（ 11 ）

〔Article〕 Novel Viscous Protein of Japanese Sandfish

75

could not be detected（Table ２）. The viscosity ofResults

the mucilage was not altered when the crude ash

１．Chemical characterization of mucilage from thecontent was removed by dialysis（data not shown）.

egg mass Japanese sandfish

Therefore, it was posited that the viscosity was

When the egg mass was soaked in water at ７
０℃,

predominantly due to the protein content of theandmucilage. Interestingly, the mucilage exhibited athesingle protein band both on SDS - PAGE and IEF

mucilage upon exposure to water. The mucilage

gels, which strongly suggests that the viscosity ofsheared ２．
５％ of the weight of the solid content of

the mucilage could be a feature of this protein

the

was

（Fig．
１ a and b）. The molecular mass and pI of thedetermined to be ７
２％ protein, １．
４％ carbohydrate,

protein were determined to be ４
３ kDa and ５．
２,

the

mass

mucilageegg

waseasilyprobably

mass.

due

The

separated

into

to

swelling

thecontent

of

eggs
of

mucilageand ２
１％ crude ash（Table １）. The ash content of
the mucilage contains sodium, potassium, calcium,and magnesium, whereas zinc, iron, and copper

Table１ Composition of mucilage from ovary of Japanese
SandfishComponent

００!）Content（!／１Crude protein
Carbohydrates
Crude ash

７
１．
９
１．
４
２
０．
７

A
（kDa）
97.0
67.0
43.0

M

1

B
（ l）
9.30
8.65
8.45
8.15

M

Table ２ Metal ion composition of mucilage
from the egg mass of the Japanese Sandfish
MetalsContent（!／１
０
０!）

Na
K
Ca
Mg
Fe
Zn
Cu

７．
４
０．
５
０．
３
０．
１
ND
ND
ND

C
1

PAS
2 3

PAS+CBB
1 2 3

7.35
30.0

6.85

20.1

6.55
5.20
4.55
3.75
3.50

14.4

Fig ．
１ Electrophoretic analyses of the mucilage from Japanese
sandfish egg mass（A）SDS - PAGE banding profile of the mucilage. Molecular mass of themucilage protein was estimated to be ４３ kDa based on theelectrophoretic mobility of the mucilage protein （ indicated witharrowhead, lane １）and molecular mass standard proteins（lane M）
concomitantly applied to the SDS-PAGE.
（B）IEF banding profile of the mucilage protein. The pI of the mucilage
protein was estimated to be ５．
２ based on the mobility of the mucilage
protein（indicated with arrowhead, lane １）, and pI standard proteins（lane M）.
（C）PAS staining of the mucilage protein separated on the SDS-PAGE. The
mucilage protein（lane １）, horseradish peroxidase（lane ２）, and chicken
egg albumin （ lane ３） were developed on the SDS - PAGE. The
glycosylated proteins were stained with PAS stain（panel PAS）. Afterthe PAS stain, all proteins were stained with CBB（panel PAF+CBB）.
The mucilage protein could not be detected with the PAS stain,
whereas the protein was stained with CBB.

76

Food Preservation Science

respectively. The amino acid composition of theprotein in the mucilage was determined with an

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

Table ３
Amino acid composition of mucilage
protein from the egg mass of Japanese Sandfish

amino acid automatic analyzer（Table ３）. Further,
the N-terminal amino acid sequence of the protein
was determined to be NH２ - GRRGDRERNQ. Thissequence exhibits similarity to some fungal andbacterial

proteins,

i. e. ,YALI０F２
１
３
６
２p

from

an

alkane-assimilating yeast, Yarrowia lipolytica（accession
number, XP̲５０
５
７
０
６．
１）, whose function is unknown,
and a putative ABC transport ATP-binding subunit
protein from Bordetella pertussis （ accession number,
NP ̲８
８
０
９
１
８．
１）.

However,thesequenceneither

displayed similarity to known viscous proteins suchas gelatin, nor to known fish proteins. Therefore,
the protein found here is a novel viscous protein.
PAS staining analysis indicated that the proteinfrom the sandfish egg mass has no glycosylation
（Fig．
１ c）
.
Furthermore, the precise molecular mass of theproteinwasdeterminedby（ 12 ）

Amino acidContent（％）

aspartic acidthreonine
serineglutamic acidglycinealaninecysteine

１
６．
３
６．
７
７．
２
１
６．
５
７．
１
３．
２
２．
８

valinemethionine
isoleucine
leucinetyrosine
phenylalanine
histidine
lysinearginine
proline

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

MALDI - TOF - MS

（ Fig ．
２） which revealed ６ peaks with molecular
40286.69

75

masses of ２
０．
２, ４
０．
２, ６
０．
５, ８
０．
６, １
２
０．
９, and １
６
０．
６
kDa. The most predominant peak with a molecularmass of ４０．
２ kDa corresponds to the ４
３-kDa protein
by

SDS - PAGE.

Further,

it

can

be

hypothesized that the ８０．
６-, １
２
０．
９-, and １
６
０．
６-kDa
proteins might be homodimers, homotrimers, andhomotetramers of the ４０．
２-kDa proteins, respectively.
Therefore, the formation of homooligomers of the％ Intensity

foundkDa protein peaks, the ６０．
５- kDa protein can be0
1,000

explained as a heterodimer of the ２０．
２-and ４０．
２-kDa
proteins.
２．Physical characterization of the mucilage fromthe egg mass of the Japanese sandfish
The freeze-dried mucilage was soluble in water,
NaOH

solution,

１％ SDS,and ８ M

urea.

An

6,000

160626.87

PAGE. However, given the minor size of the ２０．
２-120884.42

６
０．
５-kDa peaks could not be detected in the SDS-

80654.71

20232.96

mucilage. Proteins corresponding to the ２０．
２- , and60522.84

４０．
２-kDa proteins may contribute to the viscosity of

12,00018,000Mass（m/z）

24,000Fig ．
２ MALDI - TOF - MS profile of the mucilage fromJapanese sandfish egg mass
The mucilage was applied to the Voyager System ４
３４
７. Theprofile displayed predominant six peaks.

aqueous solution of the mucilage was clear andcolorless, highly viscous, and stringy. The viscosityof the mucilage solution is summarized in Table ４.

not be observed in gelatin and guar gum solutions.

The viscosity of ０．
１％ mucilage solution was ２．
０
１

Therefore, it was presumed that the viscosity of themPa･s, which is higher than that of ０．
１％ gelatinsandfish mucilage is affected by the presence ofsolution, but lower than those of xanthan gum andelectrolytes. As shown in Table ５, the viscosity ofguar gum solutions at the same concentrations. The

the sandfish mucilage is also affected by heat. On

viscosity of thethe other hand, the heat tolerance of the viscosity

sandfish

mucilagesolutionwasaltered depending on the NaCl concentration andwas

improved

pH changes, whereas a change in viscosity could

（Fig．
３）
.

by

the

presenceof １-５％ NaCl（ 13 ）

〔Article〕 Novel Viscous Protein of Japanese Sandfish

77

Table ４ Viscosity of the mucilage in various concentrations of NaCl and different pH conditions（mPa・s［sP］）

Mucilage protein（０．
１％）
Gelatin（０．
１％）
Guar gum（０．
０５％）
Xanthan gum（０．
０
５％）

Water

１％ NaCl

３％ NaCl

５％ NaClbufferpH ４．
０

bufferpH ７．
０buffer
pH ９．
０

２．
０
１
０．
９
７
１．
６
０
１．
５
５

１．
１
５
０．
９
５
１．
６
７
−

１．
１
６
０．
９
６
１．
６
４
−

１．
１
６
０．
９
８
１．
６
６
−

１．
１
３
０．
９
５
１．
５
９
１．
１
０

１．
２
６
０．
９
６
１．
６
０
１．
１
２

１．
５
５
０．
９
８
１．
６
５
１．
２
５

Table ５ Thermal stability of the mucilage（mPa・s［sP］）

the sandfish mucilage protein found here is novel.

min
０

１
０

Mucilage protein（０．
１％） ２．
０
１
Gelatin（０．
１％）
０．
９
７
Guar gum（０．
０
５％）
１．
６
０
Xanthan gum（０．
０５％） １．
５
５

１．
９
２
０．
９
５
１．
５
８
１．
５
５

from the yam５），６）, are highly glycosylated. Therefore,

２０

The mucilage connects the eggs with each other,

４
０

１．
８
６
０．
９
５
１．
５
７
１．
５
２

resulting in the formation of an egg mass. The egg

１．
７
７
０．
９
３
１．
５
３
１．
５
１

mass is soft, and has a tendency to be entangledwith algae in seawater. Once the egg mass is
exposed to seawater, it becomes hardened. Thus,
the mucilage is essential to maintain the egg mass
structure, and plays a role in hardening the egg

Relative viscosity
（％）

100

mass in seawater. However, once the mucilage issoaked in hot water, the hardened mucilage softens.

95

Amino acid composition analysis implied that thesandfish mucilage protein is glutamine - rich. These90

findings lead us to a hypothesis that a temperature-80

sensitive enzyme such as transglutaminase induces

Distilled water
1％ NaCl
3％ NaCl
5％ NaCl85

the formation of cross - linkage in

0

40
Time
（min）

Fig ．
３ Effect of the NaCl concentration on the heatstability of the mucilage viscosity

egg

Interestingly,

mass

of

chemicalCloning and complete nucleotide sequencing of thegene encoding the mucilage protein will be needed
to clarify the precise role of mucilage protein onegg mass formation and hardening of the egg mass.

１）SCHONENBERGER, M., KELLNER, H., SUDHOF, H. andIn this study, we successfully isolated mucilagethemucilage

References

Discussion
from

the

protein７） that results in hardening of the egg mass.

Japanese

sandfish.

characterization

andHAUPT, H. : Method of hexose determination inserum proteins with orcinol, Hoppe. Seylers. Z.
Physiol. Chem., ３
０
９, １
４
７〜１
５
７（１
９
５
７）

electrophoretic analysis indicated that the viscosity２）LAEMMLI, U. K. : Cleavage of structural proteinsof the mucilage might arise from a single protein.

during the assembly of the head of bacteriophage

Gelatin

T４, Nature, ２
２
７, ６
８
０〜６
８
５（１
９
７
０）

and

collagen

are

well

known

viscous３）

proteins rich in glycine, alanine and proline . The

３ ） EASTOE, J. E. : The amino acid composition ofamino acid composition of the mucilage protein was

mammalian collagen and gelatin, Biochem. J . , ６１,

not similar to that of gelatin or collagen. The N terminal

amino

acid

sequenceofthesandfish

５
８
９〜６
０
０（１
９
５
５）
４）SPADA, F., STEEN, H., TROEDSSON, C., KALLESØE, T.,

mucilage protein displayed no similarity to known

SPRIET, E. , MANN,

viscousproteins.

Molecular patterning of the oikoplastic epithelium

Furthermore, the mucilage protein was identified asof the larvacean tunicate Oikopleura dioica, J. Biol.

a simple

proteins
proteinortowithout

known

fish

glycosylation,some viscous proteins, such as oikosin

althoughfromalarvacean tunicate, Oikopleura dioica４） and dioscorin

E.

and

THOMPSON,

E.

M. :

Chem., ２
７
６, ２
０
６
２
４〜２
０
６
３
２（２
０
０
１）
５）TSUKUI, M., NAGASHIMA, T., SATO, H. and KOZIMA,
T.

T. : Electrophoretic

analysisofglycoprotein

78

Food Preservation Sciencefrom yam（Dioscorea oppsita Thunb.）mucilage, Food
Preser. Sci., ２
５, ２
８
３〜２
８
６（１
９
９
９）
６）TSUKUI, M., SATO, H., NAGASHIMA, T., WATANABE,
T. , TAKANO, K. and KOZIMA, T. T. : Structure
characterizationofpolypeptides

of

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

ハタハタ
（ Arctoscopus japonicas ）卵塊からの新規粘性タンパク質の分離
戸枝一喜＊１・塚本研一＊２・高橋＊４

viscousglycoprotein from yam（Dioscorea oppsita Thunb.）＊１

adhesionofNectriahaematococca

macroconidia,

Physiol.

Mol.

Plant

Pathol ., ５
１, ２
８
７〜３
０
３（１
９
９
７）

勉＊３

＊３

東京農業大学生物産業学部食品香粧学科＊２

inglycoprotein

徹＊２・船木

（〒０
９
９―２
４
９
３ 北海道網走市八坂１
９
６）

５
７
８〜５
８
５（２
０
０
１）
９
０ kDa

＊１

天野憲一 ・相根義昌 ・杉山秀樹

mucilage, Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi, ４８,７）KWON, Y. H. and EPSTEIN, L. : Involvement of the（ 14 ）

秋田県総合食品研究センター

（〒０
１
０―１
６
２
３ 秋田県秋田市新屋町字砂奴寄４―２６）＊３秋田県農林水産技術センター水産振興センター

（〒０
１
０―０
５
３
１ 秋田県男鹿市船川港台島字鵜ノ崎１６）＊４秋田大学バイオサイエンス教育・研究センター
（〒０
１
０―８
５
４
３ 秋田県秋田市本道１―１―１）
ハタハタ（Arctoscopus japonicas）卵巣内において卵は粘着性の高い膜に包まれ卵塊を形成している。本研究では，卵塊から粘質物を分離する方法を確立した。得られた粘質物は，７２％のタンパク質，１．
４％の糖質，そして２１％の灰分を含んでいた。透析によって灰分を除いても粘質物の粘性に変化がなかったことから，その粘性にはタンパク質が関与しているものと推測された。粘質物の粘性は熱によって低下したが，塩の存在でその熱耐性が改善された。粘質物の電気泳動解析の結果，粘質に関与していると考えられるタンパク質はほぼ単一であった。
質量分析の結果，２つから４つの同タンパク質が会合し，ホモ多量体を形成していることが見いだされ，これが粘性に関与しているものと考えられた。Ｎ末端アミノ酸配列分析の結果，本タンパク質は既知の粘性タンパク質あるいは既知の魚由来のタンパク質と異なる新規のタンパク質であると推測された。
（平成２
３年６月６日受付，平成２
３年１
０月２
４日受理）

（ 15 ）

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

79

エミュー卵白の起泡性に対するオボムチンの影響
中 村 優＊１§・吉澤みゆき＊２・松本雄太郎＊２・入 澤 友 啓＊２
野 口 智 弘＊３・野 口 治 子＊２・内 野 昌 孝＊２・前 橋 健 二＊４
多田耕太郎＊１・渡 部 俊 弘＊５・鈴 木 敏 郎＊１・! 野 克 己＊２＊１ 東京農業大学畜産学科＊２ 東京農業大学生物応用化学科＊３ 東京農業大学食品加工技術センター＊４ 東京農業大学醸造科学科＊５ 東京農業大学食品香粧学科

Effect of Ovomucin on the Viscosity and Foaming Properties of Emu Egg WhiteNAKAMURA Yu＊１§，YOSHIZAWA Miyuki＊２，MATSUMOTO Yutaro＊２，IRISAWA Tomohiro＊２，
NOGUCHI Tomohiro＊３，NOGUCHI Haruko＊２，UCHINO Masataka＊２，MAEHASHI Kenji＊４，
TADA Kotaro＊１，WATANABE Toshihiro＊５，SUZUKI Toshiro＊１ and TAKANO Katsumi＊２＊１

Department of Animal Science, Tokyo University of Agriculture, 1737 Funako, Atsugi, Kanagawa 243−0405＊２ Department of Applied Biology and Chemistry, Tokyo University of Agriculture,1−1−1 Sakuragaoka, Setagaya, Tokyo 156−8502＊３ Food processing center, Faculty of Applied Bioscience, Tokyo University of Agriculture,1−1−1 Sakuragaoka, Setagaya, Tokyo 156−8502＊４ Department of Fermentation Science, Tokyo University of Agriculture,1−1−1 Sakuragaoka, Setagaya, Tokyo 156−8502＊５ Department of Food and Cosmetic Science, Tokyo University of Agriculture,
196 Yasaka, Abashiri, Hokkaido 099−2493

The effect of ovomucin, a glycoprotein, on the viscosity and foaming properties of emu egg white
was determined. Compared to Gallus gallusdomesticus（hen）egg white, emu egg white was more viscoseand had better foaming properties and stability. Sodium dodecyl sulfate - polyacrylamide gelelectrophoresis followed by periodic acid - Schiff staining were performed for emu egg white, andcarbohydrate chain bands of size ５２, ７８, and ２０
７ kDa were observed. The N-terminal amino acidsequence of the ２０
７-kDa protein showed ６２．
５％ homology with the N-terminal region of α２-ovomucin
obtained from hen. The ovomucin content in emu egg white was approximately ６．
３％, over one fromhen egg white. In addition, the ovomucin solution prepared from emu egg white was more viscosethan that prepared from hen egg white. The viscosity of ovomucin obtained from each egg white wasclosely related to the viscosity of the egg white. Therefore, these results suggest that ovomucin
affects the viscosity and foaming properties of emu egg white.
（Received Jul. ６, ２
０
１
１；Accepted Oct. ２
７, ２
０
１
１）
Key words：emu, egg white, ovomucin, foaming properties
エミュー，卵白，オボムチン，起泡性

＊１
§
＊２
＊３
＊４
＊５

〒２
４
３―０
０
３
４ 神奈川県厚木市船子１７３７Corresponding author, E-mail : y４nakamu@nodai.ac.jp
〒１
５
６―８
５
０
２ 東京都世田谷区桜丘１―１―１
〒１
５
６―８
５
０
２ 東京都世田谷区桜丘１―１―１
〒１
５
６―８
５
０
２ 東京都世田谷区桜丘１―１―１
〒０
９
９―２
４
９
３ 北海道網走市八坂１
９
６

80

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

卵は多様な調理特性（熱凝固性，起泡性，乳化性）か（ 16 ）

２．エミュー卵白の粘性および起泡性

ら，その特徴を活かして幅広い用途で利用されている。

卵白の粘度は，その起泡性に影響することから，エミ

また日本の年間鶏卵消費量は世界最高水準であり，特に

ュー卵白および鶏卵白の粘度を音叉型振動式粘度計（SV

製菓，製パンおよびマヨネーズなどの加工品に対する需−１
０，A&D社製）にて測定した。起泡性は，エミュー

要の高まりから，業務および加工用の消費割合は総消費

卵白および鶏卵白５０gを３０℃に加温後，家庭用ハンドミ

１）

量のおよそ半分（４８％）を占めている 。しかし，鶏卵

キサーにて攪拌し，撹拌開始から３０秒毎の比容積を調べ

は発症頻度が高いアレルゲン食品であることから，鶏卵た。また，気泡の安定性を調べるために各卵白５０gをハの低アレルゲン化および鶏卵に代わる卵の利用研究は重ンドミキサーにて１
０分間攪拌後，離水量を１０分毎に測定要な課題である。その中で，前橋らはオーストラリア原した。

産の走鳥類であるエミュー（Dromaius novaehollandiae）

３．電気泳動法によるエミュー卵白オボムチンの解析の卵白のアレルゲン性は鶏卵白よりも低い可能性を示唆

エミュー卵白および鶏卵白のオボムチンの相違が起泡している２）。また，製菓，製パンおよびスポンジケーキ

性に影響していることが推察されたことから，SDS-の製造に重要な特性である卵白の起泡性は鶏卵よりも優PAGE１２）によりオボムチンの構成比について調べた。１．

れていることから ，エミュー卵白の特性を活かしたソにて調製した試料溶液（タンパク質量２０µg）をメルカ

フトで柔らかいスポンジケーキの製造が期待される。鶏

プトエタノール処理後，SDS-PAGEに供した。電気泳動

卵白の起泡性は卵白を撹拌することにより，取り込まれ後，CBB染 色 お よ びGel-Pro Analyzer（Bio-Rad社 製）

た空気が細分化され，泡沫を形成することに起因する現による解析を行った。またオボムチンは糖タンパク質で象であり，鶏卵白の主要タンパク質であるグロブリンおあることから，PAS染色１３）にて陽性を示したタンパク質

よびオボアルブミンによる表面張力の低下作用が大きく

バンドについてN末端アミノ酸配列を解析した１４）。

３）４）

影響する 。また，泡沫の安定性は，泡を保護する膜の強度に影響するため，粘度が高い試料ほど気泡の安定性
５）４．オボムチンの粘度特性
卵白の粘性に対するオボムチンの影響を調べるために，がよいとされている 。エミュー卵白の起泡性について

エミュー卵白および鶏卵白から粗オボムチンを取得し，TAKEUCHI６）らはエミュー卵白は鶏卵白よりも泡立ちが悪その粘度を測定した。すなわち，各卵白タンパク質溶液

く，その要因は構成タンパク質の相違であると考察し，に３倍容の０．
１M塩化ナトリウム溶液を加え，０．
１N塩酸

前橋らはSDS-PAGEの結果から，エミュー卵白および鶏にてpH６．
０に調整後，４℃にて１６時間静置した。その後，卵白ではグロブリンおよびオボアルブミンといったタン

遠心分離（１０，０００r.p.m.，２
０分，４℃）により沈殿物をパク質の構成比が大きく異なることを確認している２）。

回収し，グロブリンタンパク質を除去するため，３倍容

鶏卵卵白タンパク質の約３．
５％を占めるオボムチン７）は卵の０．
５M塩化ナトリウム溶液を加え，４℃にて１６時間静

白の粘度特性の主要因で，優れた起泡性と乳化性をもつ

置後，遠心分離（１０，０００r.p.m.，２０min，４℃）により

８）
，
９）

糖タンパク質であり，起泡性を向上させる因子であることが報告されている１０）。また，オボムチンの気泡は加熱に対しても安定であり，その安定性は他の卵白構成
タンパク質であるグロブリン，オボアルブミンおよびオ
ボムコイドよりも優れ１１），さらに同じ糖タンパク質であ得られた沈殿物を粗オボムチンとして回収し，音叉型振動式粘度計を用いて粘度を測定した。

結果および考察
１．エミュー卵白の粘性および気泡安定性

るオボムコイドは０．
５％以下の濃度では泡立たないのに気泡の安定性は泡を保護する膜の強度に影響し，粘度対して，オボムチンは０．
１％以下の濃度においても起泡が高いほど気泡の安定性は向上すると報告されている５）。

性を示すとされている。以上のことから，オボムチンのそこで，エミュー卵白および鶏卵白の粘度を測定したと量的および加熱挙動の相違がエミュー卵白の起泡性およころ，鶏卵白５．
１mPa・sに対して，エミュー卵白１
５．
６mPa

びその安定性に影響していることが推察される。そこで・sでありエミュー卵白の粘度は鶏卵白の３倍の値を示

本研究では，エミュー卵の加工特性を解明するために，した（Fig．
１）。次に気泡の安定性を測定したところ，エ

エミュー卵白の起泡性に対するオボムチンの影響についミュー卵白の離水量は鶏卵白の約１／４であり気泡体積て検討した。

にも大きな変化はみられなかったことから，エミュー卵

実験方法
１．試料および調製方法

白は鶏卵白よりも高い気泡安定性を示すことが確認された（Fig．
２）。また撹拌開始５分までのエミュー卵白の起
泡性は鶏卵より遅い傾向であったが，撹拌時間の経過とエミュー卵はエミュー飼養施設（株）東京農大バイオ

共に気泡量は増加し，撹拌開始７分後では鶏卵と同等のインダストリー（北海道網走市）から入手した。割卵後，起泡性を示した（Fig．
３）
。エミュー卵白および鶏卵白で卵白と卵黄を分離し，得られた卵白を以下の実験に用いはタンパク質の構成比が大きく異なることから２），粘性

た。なお対照とした鶏卵は白色レグホーン種鶏卵を用いおよび起泡性に関わるタンパク質の構成比の相違が卵白た。

の起泡性に影響していることが推察された。

（ 17 ）

〔研究ノート〕 エミュー卵白の加工特性

Hen

10.0

5.1

Emu

15.6
5

10

15

20

Viscosity （mPa・s）
【Hen】

8.0
Volume（㎖/g）

0

81

6.0

4.0
Hen
Emu

2.0

0
0

2

4

6

8

10

12

Agitation （min）
【Emu】

Fig．
３ Comparison of the foaming property of emu andhen egg whites

２．電気泳動によるエミュー卵白オボムチン の 解 析（Fig．
４）
鶏卵白の起泡性に関与するタンパク質についてKATOら８）は，オボムチンは鶏卵白の粘度特性の主要因であり，Fig．
１ Comparison with viscosity of emu andhen egg whites

優れた起泡性をもつ糖タンパク質であることを報告している。このことから，オボムチン含量の相違がエミュー
卵白の粘性および起泡性に影響している可能性が考えられた。そこで，エミュー卵白中のオボムチン含量を調べるためにSDS-PAGEにて解析したところ，２
６，３
１，５
２，
７
８，１
０
６および２
０
７kDaに６本のタンパク質バンドを確認

50.0

し，オボムチンは糖タンパク質であることからPAS染Volume of release water （㎖）

色にて糖タンパク質を検出したところ５
２，７
８および２
０
７
40.0

kDaのタンパク質バンドにおいて陽性反応を示した。前
橋 ら の 報 告 に よ る と５２kDaの タ ン パ ク 質 はTENP
proteinであり，７８kDaはオボトランスフェリンである

30.0

20.0

Hen

と報告されている２）。また，鶏卵白のα１-オボムチンおよEmuびα２-オボムチンの分子量はそれぞれ１
５
０および２
２
０kDaで
あることから１５），２０
７kDaのタンパク質バンドについてN
末端アミノ酸配列を解析し相同性を検索した。その結果，２０
７kDaのタンパク質のN末端アミノ酸配列は鶏卵

10.0

白のα２-オボムチンと６２．
５％の相同性を示した。そこで，
エミュー卵白の全タンパク質量に対するオボムチン含量
0の割合を調べるために２０
７kDaのタンパク質についてGel
0

20

40

60

80

100

Time（min）
Fig ．
２ Comparison of the stabilities of foam obtained
from emu and hen egg whites-Pro Analyzerにて解析したところ全タンパク質量の６．
３％を占めていた。これは鶏卵白（３．
５％）よりも１．
８倍高い値であった。オボムチンの起泡力は卵白構成タン
パク質において最も優れていると報告されていることから１１），オボムチン含量の相違がエミュー卵白の粘性および起泡性に影響している可能性が考えられた。
３．卵白の粘性に対するオボムチン含量の相違
オボムチン含量の相違がエミュー卵白および鶏卵白の82

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２
M
(kDa)

1

（ 18 ）

2
10250

DSH M I YFT IAA DG T I

L KSSX…

Ovomucin: DKN SH L I YFT VTT DG V I

L EVKETG

207kDa :

150
100
75

20

90

50

100

37

Fig ．
４ Analysis of the ２０
７- kDa protein observed after sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis was performed for emu egg whiteAbbreviations：１，Stained with Coomassie Brilliant Blue R-２５
０；２，Stained with PAS stain ;M, Molecular Weight Marker Black and grey boxes denote identical and similar amino acidresidues present in both sequences.

以上のことから，エミュー卵白の粘性および起泡性に
Hen

7.1

対するオボムチンの関与について検討したところ，エミュー卵白は鶏卵白よりもオボムチン含量が多く，その相
21.6

Emu

違が鶏卵白よりも高い粘性および気泡安定性を示す一要因である可能性が示唆された。今後，エミューオボムチ

0

5

10

15

20

25

Viscosity (mPa･s)
Fig．
５ Effect of ovomucin content on viscosity
The concentration of crude ovomucin obtained from emu andhen eggs was adjusted for analysis of ovomucin viscosity（Emu；６．
３％，Hen；３．
５％）.

ンの性状ならびに糖鎖構造についてさらに詳細に解明することにより，エミュー卵の特徴を活かした新規性のある加工品の開発に繋がることが期待される。
文献１）キユーピータマゴホームページ（http : //www.kewpie-egg.co.jp/tamago/whats.html）

粘性に影響することが考えられた。そこで，エミュー卵

２）MAEHASHI, K., MATANO, M., IRISAWA, T., UCHINO,

白および鶏卵白から取得した粗オボムコイドを各濃度

M., TAKANO, K., KASHIWAGI, Y., ITAGAKI, Y., ITAGAKI,（エミュー卵白；６．
３％，鶏卵白；３．
５％）に調整後，そY. and WATANABE, T.

の粘度を測定した。その結果，エミュー卵白オボムチン

Potential Allergenic Proteins in Emu （ Dromaius

溶液の粘度（２１．
６mPa・s）は，鶏卵白オボムチン溶液

novaehollandiae ）Egg White, J. Agric. Food Chem.,の粘度（７．
１mPa・s）の３倍の粘性を示し，この傾向はFig．
１の結果と一致した（Fig．
５）
。また，ダチョウ卵白におけるPAS染色の染色強度は鶏卵白よりも強いことから，ダチョウ卵白および鶏卵白のテクスチャーの相違:

Primary Structure of

５
８, １
２
５
３
０〜１
２
５
３
６（２
０
１
０）
３）小出あつみ・山内知子：エミュー卵の調理特性，名古屋女子大学紀要，５
５，１
９〜３
０（２
０
０
９）
４）下藤

悟・大谷貴美子・冨田圭子・松井元子：泡立には多糖類あるいは糖タンパク質の分布様式が影響するて卵白の品質に及ぼす銅イオンの影響，Trace Nutr.

可能性が示唆されている１６）。加えて，鶏卵白と比較したRes., ２７, ７〜１２（２０１０）

ダチョウ卵白の気泡特性は，エミュー卵白と同様に「泡５）阿久澤良造：卵に関するエトセトラ第８回鶏卵の機立ちにくいが，気泡安定性が高い」特徴を示すことか

能特性（加工特性）−鶏卵の泡立ちと乳化特性，養鶏

１７）

ら ，オボムチン含量の相違がエミュー卵白の粘性および起泡性に対して大きく影響している可能性が示唆され

の友，５
６
４，４
６〜４
７（２
０
０
９）
６）TAKEUCHI, J. and NAGASHIMA, T. : Chemical andた。一方で，エミュー卵白オボムチンの一次構造およびPhysical

糖鎖構造については不明であることから，オボムチンのnovaehollandiae （ Emu ） Eggs, Food Sci. Technol.

性状の相違についても今後検討する必要があると考えら

Res., １
６, １
４
９〜１
５
６（２
０
１
０）

れた。

CharacterizationofDromaius

７）渡辺乾二：特異的構造に支えられたオボムチンの多（ 19 ）

〔研究ノート〕 エミュー卵白の加工特性

様な生体調節機能，日本農芸化学会誌，７
４，８
０
２〜８
０
６

83

１
３）GRADILONE, S. A., ARRANZ, S. E. and CABADA, M.

（２
０
０
０）

O. : Detection of Highly Glycosylated Proteins in８）KATO, A., ODA, S., YAMANAKA, Y., MATSUDOMI, N.

Polyacrylamide Gels, Anal. Biochem., ２
６
１, ２
２
４〜２
２
７

and KOBAYASHI, K.

:

Functional and structuralproperties of ovomucin, Agric. Biol. Chem., ４
９, ３
５
０
１
〜３
５
０
４（１
９
８
５）
９）OMANA, D. A., WANG, J. and WU, J. : Ovomucina glycoprotein with promising potential, Trends
Food Sci. Technol ., ２
１, ４
５
５〜４
６
３（２
０
１
０）
１
０）NAKAMURA, R. and SATO, Y. : Studies on the
foaming property of the chicken egg white, Agric.
Biol. Chem., ２
８, ５
３
０〜５
３
４（１
９
６
４）
１
１）呉

明淑・吉松藤子：卵白の泡の動的安定性について卵白および卵白構成成分間の比較，家政学雑誌，３
３，
４
５
７〜４
６
２（１
９
８
２）
１
２）LAEMMLI, U. K. : Cleavage of structural proteinsduring the assembly of the head of bacteriophage
T４, Nature, ２
２
７, ６
８
０〜６
８
５（１
９
７
０）

（１
９
９
８）
１
４）HIRANO, H. : Microsequence analysis of winged
bean

seed

proteins

electroblotted

from

two -

dimensional gel, J. Protein Chem. , ８, １
１
５〜１
３
０
（１
９
８
９）
１
５）DILEEP, A., OMANA and JIANPING, W. : A New
Method of Separating Ovomucin from Egg White,
J. Agric. Food Chem., ５
７, ３
５
９
６〜３
６
０
３（２
０
０
９）
１
６）峯木真知子・渡辺康一：ダチョウ卵の卵殻，全熟卵の卵白および卵黄の組織構造−白色レグホ−ン種鶏卵との比較，日本調理科学会誌，３
８，１
５
５〜１
６
２（２
０
０
５）
１
７）奥嶋佐知子・高橋敦子：ダチョウ卵の調理特性について，女子栄養大学栄養科学研究所年報，８，３
５〜４
４
（２
０
０
０）
（平成２
３年７月６日受付，平成２
３年１
０月２
７日受理）

（ 21 ）

Food Preservation Science

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２ 〔Technical Report〕

85

Development and Quality of Puffed Food from Pigskin
TADA Kotaro＊１§，TERASHIMA Teruya＊２，NAKAMURA Yu＊１ and SUZUKI Toshiro＊１＊１ Department of Agriculture,Tokyo University of Agriculture, 1737, Funako, Atsugi-shi, Kanagawa 243−0034＊２ Toyama Prefectual Food Research Institute, 360, Yoshioka, Toyama-shi, Toyama 939−8153

The procedure to make puffed snack food from pigskin of animal by-products was evaluated tomake efficient use of the skin. Immersing pigskin after the removal of hair in water at １
０
０℃ for ６０
min successfully reduced fat and degraded tissue integrity without altering the shape of the skin. The
defatted pigskin was dried at ８
０℃ for ４ h to reduce the water content to approximately ２％ before
being deep-fried at ２
００℃ or baked at ２
０
０℃. The resulting puffed pigskin had high-protein content andwas rich in collagen. Furthermore, the baked pigskin was low in fat content. Results of sensory
evaluation were satisfactory regardless of whether pigskin samples were puffed by deep - frying or
baking. These results demonstrate the possibility that pigskin from animal by-products can be used to
produce a novel food by a food additives-free method using an ordinary food processing machine.
（Received Aug. ４, ２０
１
１；Accepted Nov. １６, ２
０
１
１）
Key words：animal by-products, pigskin, baking, puffed food
畜産副産物，豚皮，焙焼，膨化食品

The meat industry generates animal by-products

countries. This low food self - sufficiency can besuch as skin, bones, internal organs, and blood. The

explained by the low livestock self-sufficiency rate,

ratio of such by - products to live body weight iswhich in turn can be attributed to the heavy

generally high ; for example, approximately １：２

dependence on imported livestock feed２），８） and thefor pigs. Although useful ingredients contained indelay in development of methods enabling highanimal by-products are used in food, medical, andutilization of animal by-products. Here, we aimed to１）other industries , the use of such by-products is low.

find environmentally friendly methods that enable

In addition, the volume of animal by - products infull utilization of pigskin waste. We established aJapan has been increasing in line with the recent

chemical - freeincrease in meat consumption２）. Thus, the impact offlavorsome food with appropriate properties andanimal by-products on the environment and the cost

evaluated the quality of the processed pigskin.

requiredfor

appropriate

disposalareseriousforconverting

pigskinto

Materials and Methods

concerns.
The skin of livestock has been used to produce

method

１．Materials

leather for a long time３）. Because it is rich in

A skin sample was obtained from a slaughtered t

collagens and elastin, which are the main proteinsriple - cross breed pig （ Landrace × Large White ×in animal connective tissue and essential for the

Duroc ） which was dehaired and skinned a fter

maintenance and protection of individual cells andimmersing in a water bath at ６
５℃ for ２〜３ min.

organisms１），３）〜５）, it also serves as a source of these

The resulting skin samples were stored in a freezer

proteins１），３），５），６）. However, extraction and purificationand thawed at room temperature before use.

proceduresusechemicals３）〜６） ;therefore,the

２．Defatting

management of effluent is an additional problem.

Defatting was performed by immersing pigskin

Furthermore, the amount of skin utilized is only asamples in hot water. Briefly, pigskin samples werepart of the total animal by-products produced.

heatedJapan’s food self - sufficiency rate, calculated by
２），
７）calorific content, was approximately ４
０％ in ２
０
０
８
which

was

the

lowest

in

major

,

industrialized§ Corresponding author, E-mail ; k３tada@nodai.ac.jp

inanManufacturing

autoclave （ HV - ８５ ; Hirayama
Co. ,Saitama,

Japan ） inwater

（pigskin : water＝１：１
０ w／w）at ８
０℃, １
００℃, or １
２
０℃
for ２
０〜８
０ min.

86

Food Preservation Science

３．Drying

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

residue

The defatted pigskin samples were dried at ８０℃

incollagen,（ 22 ）

according１１）reported by KIVIRIKKO et al .

to

the

methodBased on the fact

for １ 〜 ９ h using a forced - air dryer （ PS -１
２０;

that pigskin collagen contains １
２
５ hydroxyproline

ShimizuScientific Instruments MFG Co., Ltd., Tokyo,

residues for every １，０００ amino acid residues１２），１３）,

Japan）.

collagen levels were obtained by multiplying the

４．Puffinghydroxyproline levels by a factor of ８（１，
０
０
０／１
２
５）
.

Two methods were used for puffing. The defatted

９．Sensory evaluationand dried pigskin samples were deep-fried in canola

Shape, color, aroma, texture, taste, and overall

oil at ２
０
０℃ using an e lectric f ryer（EFK-A １０;

impression of pigskin samples puffed by either deep-

Zojirushi Co., Osaka, Japan ） or baked in a breadfrying or baking were judged by ２１ panelists （９baking oven（NCGCH１; Sanko Machinery Co., Ltd.,

males and １２ females, aged ２
９〜５
５ years）. A ７-point

Tokyo, Japan）at ２
００℃.

scale was used for evaluation as follows. −３: very

５．Proximate analysis

poor ; −２: poor ; −１: fairly poor ;０: fair ; ＋１: fairly

Contents of water, protein, fat, and ash from thegood ; ＋２ : good ; ＋３ : very good. A puffed corn

untreated pigskin samples and from those aftersnack, a commercial product of a major Japaneseeach step were analyzed by the standard method

confectionery company, was used as a control.

according to the official AOAC procedures９）.

Results and Discussion

６．Expansion rate measurement
The expansion rate of puffed pigskin samples

１． Effectofdefattingconditions

were measured according to the method reported

content of the pigskin samples

by AIZAWA et al .１０） Briefly, pigskin samples before

The results of proximate

puffing

wereplacedintoameasuringcylinderonanalysis

the

of

fat

pigskinsamples were compared with those of lean pork loin

containing an appropriate volume of water, and the（ Table １）. Water content of thechange in water level was taken as the pre-puffing

４３．
６％ ; significantly lower than that in the leanpigskinpork meat samples（７１．
３％）. The protein content involume.

The

post - puffing

volumewaspigskinwasmeasured in a similar manner, and the expansion

dry matter（DM）was ５７．
８％ that of the pigskin,rate was obtained by dividing the post - puffing

which was lower than that in the lean meat（７４．
２％volume by the pre-puffing volume. Because pigskinDM）, but still high enough to be a viable protein

became porous after puffing, it was immersing in asource. The fat content of the pig skin was ２２．
９％,paraffin bath to coat the surface to prevent water

which was approximately four times higher thanpenetration. The volume of paraffin used for thethat in the lean meat（５．
８％）, while the ash content

coat was deduced from the gross volume to obtainof the pigskin was ０．
４％, one third of that in thethe net volume of the post-puffing pigskin.

lean meat（１．
２％）. It was thought that the high fat

７．Observation of appearance and tissue

content

Appearance and tissue of the pigskin samples
before and after puffing were examined using a

of

the

subcutaneous

pigskinfat,

isattributed

suggestingthemainlytonecessityofdefatting.
As shown in Fig．
１, the fat content in dry matter

digital camera（GR DIGITAL ; Ricoh Co., Ltd., Tokyo,
Japan）and a t abletop microscope（TM-１０００; Hitachi

before defatting was ４０．
６％ DM,

and

this

was

High-Technologies Co., Tokyo, Japan）.

decreased after immersing the samples in hot water.

８．Determination of collagen

Although time-dependent decreases were observed,

Collagen levels were determined by measuring

defatting treatment at ８０℃ was insufficient, and thethe levels of hydroxyproline, the unique amino acidfat content was １７．
０％ DM even after the ８０-minTable １ Proximate composition of pigskin and lean
Proximate composition＊（％）
samplePigskin
Lean（Pork Loin）＊

Means±S.D.（n＝６）

Moisture

Protein

Fat

Ash

４
３．
６±１．
４
７
１．
３±０．
４

３
２．
６±０．
８
２
１．
３±０．
１

２
２．
９±１．
０
５．
８±０．
１

０．
４±０．
０
１．
２±０．
０

（ 23 ）

〔Technical Report〕 Development of Puffed Food from Pigskin

87

treatment. Defatting at １
０
０℃ was more effective

was comparable. On the other hand, fat content wasthan that at ８
０℃ : the fat content was reduced tosignificantly reduced by approximately ９０％, and ash

６．
７％ DM

content was decreased by ７
５％.

after

a ６
０ - mintreatment

whilemaintaining its shape. F urther more, when content

２． Effectofdryingconditions

on

the

water

an ８
０ - mincontent of the pigskin samples, and the effect oftreatment, the skin became fragile, and damage waswater content and puffing conditions on theobserved after the ８０-min treatment. When the skinexpansion rate

wasreduced

to ５．
３％ DM

after

Because of its high water content, the defatted

was defatted at １
２
０℃ , the fat content dropped
signs

of

pigskin was dried at ８
０℃ using a forced-air dryer.

after ２
０ min

of

Fig．
２ shows time-dependent changes in the water

treatment. The skin sample was almost completely

content of the pigskin samples during drying anddissolved after ４
０ min of treatment. Based on thesetime -dependent changes of the expansion rates of

rapidlyto １
１．
９％ DM,

disintegration

were

but

observed

earlier

results, a high water temperature of １
０
０℃ and athe dried skin samples after puffing at ２
００℃, either

defatting time of ６
０ min were considered optimum

by deep-frying in canola oil or baking in the oven.

for obtaining a good balance between defatting

The water content was ６
５．
７％ immediately after

efficiency and general condition of the skin sample.

defatting treatment, and this was

Table ２ shows the proximate composition of thepigskindefatted

under

the

above

conditions.

decreased

to１
３．
１％ after ２ h of drying. The skin after drying
for ２ h expanded significantly ２
２- fold after deep -Compared with the results before defatting（Table

frying, but only ２．
６- fold after baking. When the１）, water content was increased by approximately

drying time was extended to ３ h, the water content

２２％, which can be attributed to water absorption

in the skin was reduced further to ４．
８％, and deep-

during defatting in hot water, and protein content

fried samples showed greater expansion（３１．
２-fold）

40●：Moisture（％）

Fat（％ Dry matter）

35
30
25
20
15

80

40

70

35

60

30

50

25

40

20

30

15

20

10

10

10

5

5

0

0

0
0

40
60
20
Soaking time
（min）

0

1

80

Fig．
１ Effect of deffating treatment on fat content in
pigskin（Means±S.D. ; n＝６）
Pigskin samples were defatted by immersing in hot water at
８０℃（○），１００℃（□）or １
２
０℃（△）
．

2

3 4
5
6
Drying time
（h）

8

9

●：Moisture,◇：Deep-fried pigskin,◆：Baked pigskin
Deffated pigskin was dried at ８
０℃ in forced-air dryer. Dried
pigskin was puffed by deep-frying or baking at ２００℃.

Proximate composition＊（％）
Moisture
６
５．
７±１．
１

7

Fig．
２ Effect of drying treatment on moisture content
and expansion rate of pigskin（Means±S.D. ; n＝６）

Table ２ Proximate composition of deffated pigskin＊□ ■ ：Expansion rate

45

Protein

Fat

Ash

３
１．
３±１．
６

２．
３±０．
５

０．
１±０．
０

Means±S.D.（n＝６）
Pigskin was defatted by immersing in hot water at １００℃ for ６
０ min.

88

Food Preservation Science

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

（ 24 ）

and baked samples showed significant expansion

pigskin than in the baked pigskin. This can be（１
９．
６-fold）. An additional １ h of drying（total of ４

explained by faster vaporization by deep-frying thanh drying）reduced the water content to ２．
７％ butby baking, attributed to the higher heat capacity in

did not largely change the expansion rate of theliquid than in gas. Indeed, the puffing process was

deep-fried skin samples（３１．
４-fold）. On the othercompleted in around １
０ s when the pigskin was

hand, the expansion rate of the baked skin samples

deep-fried, but in ２ min when baked. In addition,（２
７．
８-fold）was comparable to that of deep-frying.

when the drying temperature was raised above

The water content was reduced to １．
６％ after ５ h

９０℃, the water in the pigskin rapidly dissipated, theofalmostsurface layer was burnt and hardened, and goodunchanged after ４ h of drying. The water content

puffing was not observed（data not shown）. Baseddrying,while

expansion

rates

were

was decreased to １．
１％ after ６ h of drying, and theon these results, a drying temperature of ８
０℃ w asexpansion rate subsequently declined as the waterconsidered optimum for obtaining an acceptable drycontent dropped.

state

of

the

pigskin.

Taken

together,results

Vaporization of water in the tissue during puffing

revealed that drying the defatted pigskin at ８
０℃

was thought to influence the expansion rate of thefor ４〜５ h is necessary to preserve the pre-puffing

pigskin.

ofwater content at around ２％ to obtain sufficientanexpansion by baking.

Itinsufficientwasconsideredenergyduringthat

generation

vaporization

andexcessively low water content while hardening of

３． Tissue observation before and after puffing

the surface layer before full vaporization of water

treatmentwith an excessively high water content accounted

The pigskin samples were dried at ８０℃ for ４ h

for poor expansion. Thus, it was demonstrated thattoachievegood

expansion

rates,

andexternal

retaining the water content of the pigskin at aroundappearance（Fig．
３）and tissue morphology（Fig．
４）

２％ after the drying process is necessary to obtain

before and after puffing treatment were examined.

sufficient expansion by baking. The pigskin tissue

The area rich in collagen fibers, most likely to bebecame fragile after defatting in hot water, and thisthe dermis１４），１５）, was tightly packed and had nofragility appeared to contribute to good expansion.

voids before puffing treatment. On the other hand,

The expansion rate was higher in the deep - fried

regardless of the puffing procedure（deep-frying or

A

B

C

D

Fig．
３ Appearance of pigskin before and after puffing treatment
A : Before deep-frying treatment,
C : Before baking treatment,

B : After deep-frying treatment
D : After baking treatment

（ 25 ）

〔Technical Report〕 Development of Puffed Food from Pigskin

89

A

B

C

Fig．
４ Microscope views of tissue morphology of pigskin
before and after puffing treatment
A : Before treatment, B : After deep-frying treatment,
C : After baking treatment, Black bar indicate ２㎜.

baking ）,

many

voids

were

observed

inthefried pigskin was ６０．
４％ and ４
６．
１％ , respectively.

corresponding area after puffing treatment as theFat content was also high（３６．
７％）, possibly due toskin expanded outward, thereby curling towards theresidual oil used for deep - frying. Baking the skin,subcutis. The size of the voids was slightly larger

instead of deep-frying, significantly reduced the fat

in the deep-fried skin than in the baked skin andcontent to ４．
４％, which was one-eighth the level ofcan possibly be attributed to the rapid vaporization

the deep-fried skin. As the fat content decreased,

mentioned above, suggesting that the differences inthevoid size account for differences in expansion rates.

（９４．
５％ ） and collagen （７５．
７％ ）. There was no４．Proximate composition and collagen content indifference in the ash content between the deep-fried

puffed pigskin

baked

skin

became

very

rich

in

proteinskin and the baked skin.

The defatted pigskin samples were dried at ８０℃
for ４ h, puffed by either deep-frying or baking, andOn the

other

hand,

the

water

contentwasslightly higher in the deep-fried pigskin（２．
５％）thanthen subjected to analysis to determine proximate

in the baked pigskin（１．
１％）. The rapid vaporization

composition and collagen content. As

inthat occurred during deep - frying was particularly

Table ３, protein and collagen content in the deep-

active on the surface of the skin. This can possibly

shown

Table ３ Proximate composition of puffed pigskin
Proximate composition＊（％）
Product
Deep-fried pigskin
Baked pigskin＊

Moisture

ProteinFat

AshCollagen

２．
５±０．
２a

６
０．
４±１．
３b
９
４．
０±１．
７a

３
６．
７±１．
３a
４．
４±１．
３b

０．
１±０．
０a
０．
１±０．
０a

４
６．
１±１．
８b
７
５．
７±１．
７a

b

１．
１±０．
３

Means±S.D.（n＝６）
Means with different superscripts within a column are significantly different（p＜０．
０
１）

90

Food Preservation Science

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

（ 26 ）

be attributed to the hardening of the skin surface,associated with its main ingredient, puffed pigskin,which served as a seal, thereby preventing water

is likely to be attributed to its protein-rich nature.

from escaping. The carbohydrate content of ０．
３〜

However,

０．
４％ was thought to be from mucopolysaccharides,

consumed during sensory evaluation, small pieces ofsuch as hyaluronic acid１６）. The energy value of thethe puffed pigskin remaining in the mouth would

puffed skin samples was obtained by adding the

not be a serious problem, since they would beenergy values of individual contents, which werecleared when consuming a beverage under normal

calculated

circumstances.

bycorresponding

multiplying
energyquantity

conversion

by

the

factor１７） .

The

This

considering

study

energy value of the deep-fried pigskin was ５
７
３ kcalsufficiently

that

no

demonstrated

expandedbybeverages

that

using

were

pigskinaismultistep／１
０
０!, while that of the baked skin was ４１
７ kcal／procedure comprising hot-water immersion to reduce

１
００!, indicating the baked skin to be a high-protein

fat

and low-calorie food.

treatment either by deep - frying or baking. The

５．Sensory evaluation

puffed pigskin prepared by this method showed

andtissueintegrity,

drying,andthermalThe results of sensory evaluation are shown ingood sensory evaluation results. Furthermore, unlike

Table ４. The mean scores of puffed pigskin samples,

conventional puffed snack foods made from crops,

regardless of whether they were made by deep -puffed pigskin is a low - carbohydrate, high - protein,

frying or baking, scored satisfactory. There was noand high-collagen food. It is also a low-calorie foodsignificant difference（p ＞０．
０１）between the sensory

when expanded by baking. Unlike the conventional

properties of puffed pigskin samples and controls.

method１０），１８），１９） used to prepare puffed pigskin, whichMore precisely, the mean score for appearance andis known cab moo in Thailand, chicharron in The

color of puffed pigskin samples was at least＋２, andPhilippines, and torresmo in Brazil, our method doesthat for aroma, texture, taste, and overall impression

not involve low-temperature frying to reduce tissue

was close to＋１, suggesting that puffed pigskin has

integrity, and thus markedly reduces oil waste. In

the potential to be an acceptable food. For allparticular,

sensory properties, the score for baked skin waseliminates the high - temperature frying step, andhigher than that for deep-fried skin, although there

consequently produces no oil waste. Our findings

makingpuffedskinbybakingalso

was no significant difference（p＞０．
０１）between them.

suggest a means of increasing the utility of pigskin

Those who evaluated the sensory properties ofaspuffed pigskin found that the baked skinfriendly manner.

was

an

ediblesubstanceinanenvironmentallypleasantly aromatic, crispy, and fast disintegrating,
References

but was difficult to clear from the mouth after
mastication.

Unlikeexisting

puffedsnack

foods,

which are made primarily from grains and potatoes
and are therefore rich in carbohydrate, pork-based
snacks leavesmall

pieces

in

the

mouth

１）OKUYAMA, T. : Doubutsuseibun Riyoushuusei（R&D Planning, Tokyo）, p.１（２００２）
２ ） FY ２００
９ Annual Report on Food, Agriculture

when

and Rural Areas in Japan, Past food, agriculture

consumed. This suggests that the unpleasantness

and rural areas policies（Ministry of Agriculture,

Table ４ Sensory evaluation of puffed pigskin
Score＊
Item
Appearance
Color
Aroma
TextureTaste
Overall＊

Deep-fried pigskin

Baked pigskin

Control＊＊

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

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

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

Means±S.D.（n＝２１）
A puffed corn snack（Product of a Japan’s major confectionery company）
Means within a row are not significantly different（p＞０．
０
１）

＊＊

（ 27 ）

〔Technical Report〕 Development of Puffed Food from Pigskinshark skin collagen and of pig and bovine skins,

Forestry and Fisheries）
, p.１
０（２
０
１
０）
３）OKAMURA, H. : Advances in the utilization of hide
and hide waste, Jpn. J. Zootech. sci., ４
７, ４
５
１〜４
５
７
（１
９
７
６）
４ ） MIYATA,

91

Anim. Sci. Technol ., ６
７, ４
４
５〜４
５
４（１
９
９
６）
１
５） TAKAMORI, K. and OGAWA, H. : Doubutsuseibun
Riyoushuusei, Hyouhi no Kouzou to Kinou（R&DT. : Doubutsuseibun

Riyoushuusei,

Collagen Gelatin Elastine no Bunri Ouyou（R&D
Planning, Tokyo）
, p.８
２
６（２
０
０
２）

Planning, Tokyo）
, p.８
０
６（２
０
０
２）
１
６）OKUYAMA, T. : Doubutsuseibun Riyoushuusei, Hifu
no Mukotatoutai（R & D Planning, Tokyo）, p.８３８５）KOKUBU, T. : Properties of gelatin and collagen
peptide and its applications to food industry, Foodprocessing and ingredients, ４
０, ６
２〜６
４（２
０
０
５）

（２
０
０
２）
１
７）SUZANNE, S. N. and LLOYD, E. M. : Food analysis
３rd ed.（edited by SUZANNE, S. N.）, ３. Nutrition

６ ） NAGAI, Y. and MINAMOTO, T. : Doubutsuseibun
Riyoushuusei, Collagen （ R & D Planning, Tokyo ）,Labeling （ Kluwer Academic / Plenum Publishers,
New York）, p.３
５（２
０
０
３）
１
８）ANDERSON, M. G. and SMITH, C. F. : Method of

p．
９
１
１（２
０
０
２）
７ ） FY ２００
９ Annual Report on Food, Agriculture

puffing bacon rinds. U. S. Pat. ２
８
５
５
３
０
９（１
９
５
８）

and Rural Areas in Japan, Trends in Japan’s food

１９）SAMUEL, A. M. : Snack Foods（Korin, Tokyo）
, p.１
５
５

self - sufficiency ratio and efforts to improve theratio （ MinistryofAgriculture,

Forestry

（１
９
８
０）

and

Fisheries）
, p.１
９（２
０
１
０）
８ ） FY ２００
９ Annual Report on Food, Agriculture
and Rural Areas in Japan, Trends in Japan’s food

豚皮を用いた膨化食品の開発とその品質について

self - sufficiency ratio and efforts to improve the

多田耕太郎＊１・寺島晃也＊２

ratio （ Ministry

中村ofAgriculture,

Forestry

andFisheries）
, p.２
１（２
０
１
０）

＊１

９ ） WILLIAM, T. : Official methods of analysis of
AOAC International １
８ th ed.（edited by WILLIAM,
H. ）, ３
９. Meat and Meat product （ Gaithersburg,

優＊１・鈴木敏郎＊１

東京農業大学農学部畜産学科

（〒２
４
３―０
０
３
４ 神奈川県厚木市船子１
７
３
７）
＊２

富山県食品研究所

（〒９
３
９―８
１
５
３ 富山県富山市吉岡３６０）MD., AOAC International）, p.１（２００５）１０） AIZAWA, T. , YAMABE, M. , NAKAMURA, H. and畜産副産物である豚皮を有効利用するため，膨化した

TANIMURA, W. : On the utilization of pig skin as a

スナック様食品へ加工する方法の開発を試みた。その結

food, J. Food Sci. Tech., １
９, ４
８
７〜４
９
０（１
９
７
２）

果，脱毛した豚皮を１００℃の熱水に６０分間浸漬すること

１
１）KIVIRIKKO, K. I., LAITINEN O. and PROCKOP D. J. :により皮の形状を保持したまま脱脂と豚皮組織の脆弱化

forを図ることができた。脱脂後の豚皮は８０℃で４時間通風hydroxyproline in urine, Anal Biochem., １
９, ２
４
９〜

乾燥し，水分を約２％まで減少させた後，２
０
０℃でフラ

２
５
５（１
９
６
７）

イヤーを用いて油揚あるいはパン用オーブンを用いて焙

Modificationsofaspecific

assay

１２）SHIRAI, K. and WADA, K. : Changes in properties

焼することにより顕著に膨化した。膨化した豚皮は従来

of pigskin collagen by liming, Jpn. J. Zootech. sci.,の農産物を主原料としたスナック類とは異なり，タンパ

５
２, ７
４
９〜７
５
６（１
９
８
１）

ク質が多くコラーゲンを豊富に含み，さらに焙焼したも

１３） YUNG, K. L. and DENG, C. L. : Comparison ofのは低脂肪でカロリーが抑えられていた。官能評価は油

physical - chemical properties of type I collagen揚あるいは焙焼で膨化した豚皮のいずれも良好であった。

from different species, Food Chem. , ９
９, ２
４
４〜２
５
１

本結果から，これまで低未利用状態にあった豚皮を有効

（２
０
０
６）

利用した新規な食品を，食品添加物を用いずに一般的な

１４）YOSHIMURA, K., HOZAN, D., CHONAN, Y. and SHIRAI,
K. : Comparison of physico - chemical properties of

食品加工装置で製造できることが明らかになった。
（平成２３年８月４日受付，平成２
３年１
１月１
６日受理）

（ 29 ）

Food Preservation Science

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２ 〔Technical Report〕

93

Study on the Storability of Grain Amaranthat Low Temperature
KOIDE Shoji＊１§，KOISHI Manabu＊１ and ATUNGULU Griffiths Gregory＊２＊１ Faculty of Agriculture, Iwate University, Morioka 020−8550, Japan＊２ Department of Biological and Agricultural Engineering, Universityof California, Davis, CA 95616, USA

We investigated the effect of different temperature and relative humidity conditions on theequilibrium moisture contents（EMCs）and seed quality of stored amaranth seeds. Amaranth seeds werestored for １
２ months at temperatures of ５, １
５, and ２
５℃ . The seed quality parameters, including
germination rate ; surface color ; populations of total aerobic bacteria, molds, and yeasts ; and fat acidcontents, were examined. The EMC fitted the Chen-Clayton equation well. No remarkable changes
were noted in the amaranth seeds with regard to the germination rate ; surface color ; andpopulations of total aerobic bacteria, molds, and yeasts for the tested storage time and temperature
conditions. However, fat acidity of the amaranth seeds stored at ２
５℃ increased significantly with time,
whereas that of the seeds stored at low temperatures of ５ and １
５℃ showed an insignificant increase.
This finding suggests that storage temperatures of ５ and １
５℃ are applicable for amaranth seeds.
（Received Jun. ６, ２
０
１
１；Accepted Oct. ２
４, ２
０
１
１）
Key words：grain amaranth, low temperature storage, fat acidity, quality, equilibrium moisture content
雑穀アマランサス，低温貯蔵，脂肪酸度，品質，平衡含水率

Grain amaranth is known to have high nutritionaltemperature of １
３〜１
５℃ and a relative humidity of

and

７
３〜７
５％ are useful for maintaining the quality of

consumers. Amaranth seeds contain high quality

stored paddy rice and brown rice in the rainy andprotein ;summerpotential

by

the

high

food

lysineprocessing
content ;industryandsignificant

seasons６）.

Cold

storage

rooms

with

a

amount of calcium, iron, potassium, phosphorous,

temperature of ５℃ and a relative humidity of ７
３〜

vitamin, and dietary fiber１），２）. Mixing amaranth seeds

７５％ are also effective in maintaining the quality ofwith other grains that have a low lysine content isgrains over a long period６）. In Japan, approximately

３）

considered to improve product quality . For instance,

４ million tons of grains are stored

under

low

in Japan, amaranth seeds are mixed with polishedtemperature

helps

in

rice, boiled in a rice cooker, and consumed４）. Seeds

maintaining grain quality, reducing chemical changesof grain amaranth are used as flour for making

（ fat

４）
，
５）

acidityconditions,isthought

and
to

this
affectflavor ） and. Because amaranthdecreasing infection with insects and fungi７）. A

seeds are as a health food, the consumer demand

recent report by KOIDE and FUKUSHI８） suggested thatforbread, noodles, or cookies

Hence,

mold growth can be prevented in buckwheat stored

developing appropriate storage methods has become

these

seeds

has

been

increasing.

at ５〜１５℃ . Low storage temperature conditions

crucial for improving the product quality and safety

have recently been used for maintaining the qualityof amaranth seeds.

of soybean and buckwheat as well as paddy rice

In Japan, harvested amaranth is dried to about

and brown rice. However, to our knowledge, there

１
２％ wet basis（w.b.）, packaged in paper bags, andare no studies describing the storability of amaranthstacked in a warehouse until required. Since theseeds at below ２
５℃, especially with respect to theweather is very warm and humid in summer,

effectwarehouses

moisture contents（EMCs）and quality.

humidity

in

Japan

have

controllers （ coldguaranteeing

suitablegrain

temperatureandstoragerooms ） forwater

activity

andquality. Low storage temperature conditions, with a§ Corresponding author ; shojides@iwate-u.ac.jp

of

low

temperature

on

the

equilibrium

In this study, we evaluated the feasibility of using
lowtemperature

to

store

amaranthseeds.

We

measured the EMCs of amaranth stored at various

94

Food Preservation Science

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

（ 30 ）

temperature（５, １
５, and ２５℃）and relative humidity

using an electrical balance with an accuracy of ０．
１

（１
１．
３〜８
７．
７％ ） conditions

andmg. EMCs of the samples were considered to beassessed the seed quality, including the germination

maintained when the changes in weight were lessrate ;

than ０．
１" d−１ during ７ days.

surface color ;for １
２ months

populations of total aerobic

bacteria, molds and yeast ; and fat acidity.

The

combinations of temperature and relative humidity.

Grain amaranth （ Amaranthus hypochondriacus cv.
New Azteca ） used in this study was grown and
at

Iwate

the

to

adsorption and desorption processes stored at ２４１．Preparation of sample

harvested

used

determine the EMCs of the samples during theMaterial and Methods

Center,equation１１） was

Chen - Clayton

Iwate

Agricultural

Prefecture,

in ２
０
０
９.

Research

The

grain

The Chen-Clayton equation（１）has been found toadequately model EMCs of most grains８），１２），１３）
#
%$!(
%$!&
%)"
"%
*##
%'"
& "
$ "
'………………（１）amaranth was dried naturally in a greenhouse to* is the relative humidity in decimal ; " iswhere -

about １
６．
５％ w.b. after harvesting, and the perianth
and immature grains were removed by a winnower

the EMC of amaranth seeds in percent dry basis（d.
b．）；% is the absolute temperature in K ; and &,（Kokko Corp., Japan）. Damaged and colored grains', (, and ) are parameters. In order to evaluate

were removed from the experimental sample by

the accuracy of the model, the root mean squareusing an automatic seed sorter machine（Fujiwara（RMS）error was calculated as follows :Scientific Co., Japan）. The experimental sample was

!
"
!

"
#$
*+!!+%#"$#!+",!!

dried again to １
１．
７％ w.b. by using an air dryer atapproximately ３
０℃, and damaged grain and colored…………………………（２）then used for evaluating the EMCs and seed quality*+ is the calculated relative humidity inwhere decimal, !+ is the experimental relative humidity inof amaranth grains at different storage temperaturedecimal as shown in Table １, and , is the number

and humidity conditions.

of data.

２．EMCs３．Seed quality during storage

grain were manually removed. This sample was

The EMCs for both absorption and desorptionFor

testing

seedquality,eachsampleprocesses were determined. For determining the（approximately １ kg）was covered with a net andinitial moisture content of the sample for desorption,

placed in a glass desiccator containing saturated

the sample was conditioned to about ３
１％ w.b. by

NaBr solution to maintain a constant humidity. The

adding distilled water. For determining the initial

desiccators

moisture content of the sample for adsorption, theincubators at ５, １
５, and ２
５℃ and, every month, thesample was conditioned to about ５％ w.b. by storing

samples were mixed by hands. Germination rate

in a desiccator containing silica gel. The moisture（ ％ ）, surface color, and moisture content were

content was determined using the air oven method.

measured at the beginning and after ３, ６, and １
２

Oven temperature and heating period were set atmonths of storage. Fat acidity and populations of

９）９０℃ and ４
８ h, respectively .

total

Experimental samples （ approximately ６# , thinwere

aerobic

kept

bacteria,

months of storage.

internal volume ;４．Germination rate

GarasuKikai,

Japan ）

containing saturated salt solution ［ LiCl, CH３COOK,
MgCl２, K２CO３, Mg（NO３）. Each２, NaBr, NaCl, or KCl］

temperature - controlledmolds,

andyeastsweremeasured at the beginning and after ６ and １
２

layer）were placed in a glass desiccator （０．
８$ of
Tokyo

in

Amaranth

seeds

were

decontaminatedwithsodium hypochlorite solution for １ h and washeddesiccator was placed in a temperature - controlledwith tap water for ３ min. Approximately １００ seeds

incubator（１２
６$of internal volume ; Sanyo, MIR−

were placed on Whatman no.１ filter paper, which

１５３, Japan）at ５, １
５, or ２５℃. The relative humidity

was saturated with distilled water, on a Petri dish

of

（"１
１
６!）. The dishes were covered and placed in

the ８ saturated

temperatures
previouswassolutionsdetermined,
８）
，
１
０）

researchersintermittently

storedremoved,

.
and

as

The
their

at

different

reportedbyincubators. Germination tests were performed insamples

were

dark

weights

werepreviously

quickly determined on a daily to weekly basis byatatemperaturereportedof ３
０℃
methods

accordingwithtoslightmodifications１４）. The seeds were placed in a twilight（ 31 ）

〔Technical Report〕 Storability of Grain Amaranth95

room every ２
４ h for about ５ min. The filter papers

sodium chloride solution in a sterile polyethylene

werebag. The sample was then pummeled using

re - saturated

withdistilledwater,

andagerminated seeds were removed from the Petristomacher（Seward Stomacher ４００; UK）for ２ min atdishes. The percentage germination of seeds onhigh speed to dislodge the microorganisms. The

each Petri dish after ７ days of the experiment was

aliquot was serially diluted. The diluted samples

recorded. This test was repeated ５ times for eachwere used for determining the number of total

type of seeds.

aerobic bacteria, molds, and yeasts. Total aerobic

５．Surface color
The $#（lightness）, (#（redness-greenness）, andbacteria were enumerated on an agar plate of the)#（ yellowness - blueness ） indices of the CIELAB

Laboratories,

following composition（"#−１）: Yeast extract（Difco
USA） ,

２．
５ ; tryptone （Difco

theLaboratories）, ５．
０; glucose（Wako, Japan）, １．
０; andsurface color changes of the amaranth seeds. During

agar （ Difco Laboratories ）, １
５．
０．The plates werecolorimetricsystem

were

used

to

evaluate

the measurements, the samples were filled andincubated at ３
５℃ for ４
８ h, and the number offlattened in an aluminum weighing bottle （ uppercolonies

diameter, ６
０ mm ;

enumerated on potato dextrose agar（PDA）plates

lower diameter, ５５ mm ;

andwascounted.

Molds

and

yeastswereheight, ３
０ mm ）, and surface color was measured

containing ０．
１" #−１ chloramphenicol. The

using a colorimeter （ Nippon Denshoku NF -３
３
３;
Japan）in the $#(#)# mode. During measurements,

were incubated at ２
５℃ for ５ days, and the number

the sensor（４! in diameter）of the colorimeter was

expressed as log１０ CFU"−１. This test was repeatedattached vertically on the sample in order to bridge

５ times for each type of seeds.

platesof colonies of molds and yeasts were counted anda gap between the sensor and sample. The test

Tukey’s test was used to determine significant

was performed in triplicate for at least ６ samples ofdifferencesamaranth seeds.

significance was set at P＜０．
０
５.

among

Chroma（!）, Hue angle（#&）, and the changes inexperimental

results,

andResults and Discussion

surface color of the sample （total color difference,""）were calculated using the following formulae.

１．Adsorption and desorption isotherms
The main index of grain storability is moisture

"
#
!
!$%
(##")##&……………………………………（３）content. An adsorption isotherm is a plot of EMC$%!"!)#"……………………………………（４）
#& $'
(
#

versus relative humidity at a given temperature fora material that has been subjected to a drying
environment.

####(#!(!#&)#!)$#!$!#&
""$#%
"%
"%
（５）
!& ………

On

the

other

hand,

a

desorption

isotherm is a plot of EMC versus relative humidity#
where $!#, (!#, and )! are the colorimeter values ofat a given temperature for a material that has been

the sample at the beginning of the storage.

subjected to a wetting environment１６）. The data for

６．Fat acidity analysis
Fat

aciditywas

measured

EMC
using

a

of

amaranth

seeds

for

adsorption

andtitration

desorption processes were fitted with Eq. （１）method１５）. Fat was extracted from the seeds using

applying a non - linear least squares method. The

benzene and titrated with KOH（phenolphthalein wasparameters used in the equation and RMS and R２

used as an indicator ）. This test was repeated ６

valuestimes for each type of seeds.

comparison of the measured values with calculated

７．Microbiological analysis

values from Eq. （１） and the parameters shown in

are

shown

in

Table １.

Fig.１ showsa

To determine infection with microorganisms, ２０"Table １. The Chen - Clayton equation was in goodof each sample was mixed with １
８
０! sterile ０．
８５％agreement with the experimental data. The RMS

Table １ Values of parameters of the Chen-Clayton equation for adsorption and desorption data and statistical fitting
Parameters

Adsorption
Desorption

(

)

３
０
４．
６

３．
２
６
０×１
０−５

１，
４
０
１

−７

２．
９
４
１×１
０

*

+

−０．
７
２
１
−０．
９
８
３

１．
５
２
１
２．
３
３
８

&%'

R２

０．
０
６
４
０．
０
２
２

０．
９
８
６
０．
９
９
２

Food Preservation Science

Equilibrium moisture content(%, d.b.)

96

30

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

（ 32 ）

above ０．
６ at the most suitable temperature and
(a)

5℃

15℃

relative humidity. However, many reports suggest

25℃

that the minimum water activity for fungal growth20

increaseswithtemperature６） .

decreasingAs

mentioned before, low temperature of １
３〜１
５℃ anda10

relative

humidityof ７
３〜７５％ inhibit

fungalgrowth and insect activity and are effective formaintaining the quality of rice over a long period６）.

Adsorption

Water activity of amaranth seeds at a moisture

0
0

20

40

60

80

100

content of １
３％（w.b.）was ０．
７
４
５ for ２５℃ ; this water

Equilibrium moisture content(%, d.b.)

activity level could allow fungal germination. Thus,
30

amaranthseeds

shouldbestoredat

lowtemperature（５ and １
５℃）to prolong their storability.

(b)

5℃ 15℃ 25℃

２．Seed quality

20

Duringthe １
２ monthsofstorage,

the

grain

moisture content changed from １
１．
７％ （ d. b. ） to１
３．
３％（d.b.）for ５℃, １
２．
５％（d.b.）for １
５℃，and10１
１．
７％（d.b.）for ２
５℃. The germination rates at eachcombination of storage temperature and period are

Desorption

shown in Fig.２. Germination rate is considered as a

0
0

20

40

60

80

100

Relative humidity (%)

good indicator of grain quality, and further analysis
may not be necessary once a seed loses its viability.

Fig ．
１ Equilibrium moisture isotherms for amaranthseeds in adsorption（a）and desorption processes（b）

We found that the germination rates for all the○；equilibrium moisture content at ５℃, △；１５℃, ◇；２５℃,−；values were calculated by Chen-Clayton equation.

at １
２ months

samples remained above ９２％ and were above ９
６％ofstorageatthedifferent

temperature conditions.
Changes in the surface color of amaranth during

２and R values showed a good fit, and the resultsstorage are shown in Table ２. Storage temperature

obtainedand time had an unremarkable effect on chroma,

were
１）
，
１
３）

comparable

to

those

obtained
could

hue angle, and total color difference. The enzymatic

accurately express the EMC of amaranth seeds bothreaction and／or non-enzymatic reaction as well as

for the adsorption and desorption processes.

appearance of condensed water on grain surface１８）,

previously.

The

Chen-Clayton

equation

In Japan, a moisture content of １
２〜１
３％ w.b. iswhich typically occurs in stored seeds, was little

considered suitable for the storage of amaranthand did not affect the surface color characteristics

seeds. The moisture content（d. b.）corresponding to
１
３％ w. b. was １
４．
９％ . The relative humidity in

100

of １
４．
９％ d. b. calculated using Eq. （１） and theparameters shown in Table １ was ０．
６
６
４ for ５℃ ,０．
７０
３ for １５℃ ,and ０．
７
４
５ for ２５℃ .

Relative

humidity plays an important role in grain storage.
Grain seeds reach an equilibrium relative humidity（ ERH ） after prolonged exposure to a constantGermination rate (%)

decimal for amaranth seeds with a moisture content
90

80

70

temperature. The ERH in decimal is known aswater activity, which plays a significant role ingrain safety and storability with respect to microbial
growth, chemical ／ biochemical reaction rates, andphysical properties. LEISTNER and GOULD１７） showed

60
0

3
6
9
12
Storage period, monththat some osmophilic yeasts and xerophilic molds

Fig．
２ Germination rate for amaranth seeds stored at
５℃, １
５℃, and ２
５℃

are capable of slow growth at a water activity

Germination rate at ○, ５℃；△, １５℃；and ◇, ２５℃

（ 33 ）

〔Technical Report〕 Storability of Grain Amaranth97

Table ２ Changes in the total color, chroma, and hue angle of the surface of stored amaranth seeds
Storage period（month）

Storagetemperature（℃）∆!

ChromaHue angle

０

RT

−

７
９．
１
７

３
１．
３
１

３

５
１
５
２
５

１．
０
６
１．
１
１
１．
１
０

８
０．
８
４
７
９．
９
７
７
９．
８
２

３
１．
２
９
３
０．
９
６
３
１．
６
９

６

５
１
５
２
５

３．
０
８
０．
８
０
２．
７
５

７
９．
３
８
７
８．
９
６
７
９．
０
５

３
０．
９
１
３
１．
５
４
３
１．
２
１

１
２

５
１
５
２
５

１．
１
２
０．
７
１
０．
６
８

７
９．
３
８
７
９．
１
４
７
９．
５
４

３
２．
０
０
３
１．
６
７
３
１．
９
４

RT means room temperature at about ２０℃. Each experimental value is an average of the measurements
performed.

of the stored seeds. Condensed water on grainsurfaces enhances the occurrence of molds, which
１８）grain storage６）.
The changes in fat acidity of amaranth seeds

affects the grain surface color attributes . On theduring storage are indicated in Fig. ４. There werebasis of surface color evaluation, we concluded thatno significant differences in the fat acidity amongdew droplets did not form on the grain surface,

the ０-month，６-month, and １２-month storages at ５℃

The changes in the populations of total aerobic
bacteria, molds, and yeasts are presented in Fig. ３.
The population of total aerobic bacteria did notchange remarkably during the １
２- month storage
time

at ５ and １
５℃ .

However,

after １
２ months

storage, there were significant differences in the
population of total aerobic bacteria in the grains
stored at ５℃ and those stored at ２
５℃ . These
results are similar to those of previous studies :during storage, populations of total aerobic bacteria
decreased with increasing temperature１９），２０）. Water
activity values for storage tests were ０．
６３
５ for ５℃,
０．
６
０
７ for １５℃ , and ０．
５
７
６ for ２５℃ . According tomanyreports１７），２１） ,water

activity

below ０．
８
６

prohibits bacterial growth, and many spore-forming
bacteria appeared to form spores. Thus,

futurestudies should focus on the difference in the level ofbacterial microflora on amaranth seeds stored at ５℃
and those stored at ２
５℃. There were no significant
differencesin

populations

of

molds

and

yeastsamong the different storage temperatures or times.
As mentioned before, molds were not observed
duringanystoragetests.

Prevention

of

grain

spoilage by mold has been a focus of studies on

Populations of molds and yeasts(log10 CFUg -1)

were suitable for preventing fungal growth.

Populations of total aerobic bacteria(log10 CFUg-1)

which suggests that our experimental conditions
8
(a)

7
6
5
4
3
7

(b)

6
5
4
3
2
0

3

6

9

12

Time (month)Fig．
３ Populations of total aerobic bacteria（a）and molds
and yeasts（b）on stored amaranth seeds
Populations of total aerobic bacteria at ○, ５℃；△, １５℃；and◇, ２
５℃ . Populations of molds and yeasts at ● , ５℃ ； ▲ ,１５℃；and ◆, ２５℃

Food Preservation Science

Fat acidity(mg KOH/100 g of dry matter)

98

30

VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

（ 34 ）

stored at ２
５℃ increased with storage time. There
were insignificant changes in the fat acidity of the25

seeds stored at ５ and １
５℃ . Our results indicated20that amaranth seeds should be stored at less than

15

１
５℃ to ensure their safety and stability.

10

Acknowledgments

Theauthors

gratefully

5

acknowledge the technical assistance provided by0

Ms. Moe Ito and Mr. Shinsuke Nakajo during the03
69Strage time (month)12

study. This work was financially supported in partby an Iijima Shokuhin Kagaku Shinko Zaidan.

Fig．
４ Fat acidity of the amaranth seeds stored at ５℃,
１５℃, and ２
５℃
Fat acidity at ○, ５℃；△, １５℃；and ◇, ２５℃

References
１）PAGANO, A.M. and MASCHERONI, R.H. : Sorption
isotherms for amaranth grains, J. Food Eng. , ６
７,
４
４
１〜４
５
０（２
０
０
５）

and １
５℃ . However, fat acidity at ２
５℃ increased２）CHILLO, S., LAVERSE, J., FALCONE, P.M. and DEL

with storage time. There were significant differences

NOBILE,in the fat acidity of grains stored for ６ and １
２amaranthus wholemeal flour added with quinoa,

months at ２
５℃ and ５℃ or １
５℃ . YOKOE et al .２０）

broad bean and chick pea, J. Food Eng., ８
４, １
０
１〜

reported

that

rice

１
０
７（２
０
０
８）

increasedwithduring３ ） OIKAWA, K. :

the

fat

acidityincreasingofpolished

temperature

M. A. :

Qualityofspaghetti

Millet （ Zakkoku ）:

in

base

Cultivation,

storage. Fat acidity is commonly used as an index

processing and utilization of １
１ types of millets，of quality deterioration during seed storage because（ Nobunkyo, Tokyo ）, pp.１
６
０〜１
７
６（２
０
０
３）（ inthe dissolution of lipid occurs more rapidly thanJapanese）

１
９）

that of protein and starch . Therefore, chemical
deterioration was

suppressedbydecreasing

Saien Zenka ）: ５. Millet and Pulse ，（ Nobunkyo,

and５ ） HOUBEN, A. , GöTZ, H. , MITZSCHERLING, M. andstorage temperature to １
５℃ or below.
Overall,thegermination

rate ;

４）TOZAWA, H. : All courses of kitchen garden（Katei

the

Tokyo）, pp.１
６〜２
１（２
０
１
０）
（in Japanese）
color ;

populations of total aerobic bacteria, molds, and

BECKER,

yeasts did not change remarkably during the １２-behavior of amaranth（Amaranthus hypochondriacus ）monthstorage.

Increaseoffataciditywas

suppressed by decreasing the temperature to below

T. :Modification

of

the

rheologicaldough, J. Cereal Sci. ５
１, ３
５
０〜３
５
６（２
０
１
０）
６ ） TSURUTA, O. :Storage :Microorganism （ In１
５℃. Thus, amaranth seeds should be stored at low

Hosokawa, A. ed. : Rice Post-Harvest Technology）

temperature（５ and １
５℃）to prolong their storability.

（Japan Grain Inspection Association, Tokyo ）, pp.
２
５
０〜２
６
７（１
９
９
５）

Conclusions

７ ） KAWAMURA, S. , TAKEKURA, K. , YOKOE, M. and

The effects of temperature（５, １
５, and ２５℃）andITOH, K. : Vigor and germination rate, and quality

relative humidity conditions（１
１．
３〜８
７．
７％）on EMCsof rice stored below ice point for four years,

and seed quality of grain amaranth during storage

Cryobiology and Cryotechnology, ５
０, ７
１〜７
５
（２
０
０
４）
（in

of up to １
２ months were investigated. EMCs fitted
well with the Chen-Clayton equation for adsorption
anddesorption （ RMS ＜ ０．
０
６
４ ）.

The

qualitycharacteristics of the seeds, including germination
rate ;

surface color ;populations of total aerobic

bacteria, molds, and yeast, showed no remarkablechanges during the storage times at the tested
temperatures. The germination rates were high（＞

Japanese with English summary）
８）KOIDE, S. and FUKUSHI, S. : Equilibrium moistureisotherms

forbuckwheatatlow - temperaturestorage, Food Preser. Sci., ３
３, １
２
７〜１
３
０（２
０
０
７）（in
Japanese with English summary）
９）ABALONE, R., CASSINERA, A., GASTóN, A. and LARA,
M. A. :

Some physical properties ofamaranthseeds, Biosyst. Eng. ８
９, １
０
９〜１
１
７（２
０
０
４）

９
２％ ） for all temperature and relative humidity

１０）GREENSPAN, L. : Humidity fixed points of binary

conditions during storage. Fat acidity of the seeds

saturated aqueous solutions, Journal of Research of

（ 35 ）

〔Technical Report〕 Storability of Grain Amaranth99

the National Bureau of Standards, ８１（A）, ８９〜９
６of rinse-free rice, part １, J. Jpn. Soc. Agric. Mach.,

（１
９
７
７）

６
７
（４）,１
１
３〜１
２
０（２
０
０
５）（in Japanese with English

１１）CHEN, C. S. and CLAYTON, J. T. : The effect ofsummary）

temperature on sorption isotherms of biological２１） SHIMIZU, U. :materials, Trans. ASAE , １
４
（５）
,９
２
７〜９
２
９（１
９
７
１）
１
２）MURATA, S., TAGAWA, A. and ISHIBASHI, S. : Anequationforvaporization

calculating
of

water

the

in

latentcerealheat

grains :thecontent, J. Jpn. Soc. Agric. Mach., ５０（３）, ８５〜９３

低温における雑穀アマランサスの貯蔵性に関する研究
小出章二＊１・小石

（１
９
８
８）
（in Japanese with English summary）
１３） TAGAWA, A. , MURATA, S. and HAYASHI, H. :Latent heat of vaporization in buckwheat using
the data of equilibrium moisture content, Trans.
ASAE ., ３
６
（１）
,１
１
３〜１
１
８（１
９
９
３）

学＊１

ATUNGULU Griffiths Gregory＊２＊１

岩手大学農学部

（〒０
２
０―８
５
５
０ 岩手県盛岡市上田３―１
８―３）
＊２

１
４）AUFHAMMER, W., CZUCZOROVA, D., KAUL, H.P. and
M. :Japanese）

of

measurement and analysis of equilibrium moisture

KRUSE,

Food microbiology sciences １（Tokyo : Saiwai Press）, pp.１
１
０〜１
２
１（２
０
０
１）（ inカリフォルニア大学（カリフォルニア州デービス市）

Germination

of

grain

amaranthhypochondriacus

×A.

hybridus ）:低温貯蔵は籾・玄米の品質を保持できる貯蔵法として

Effects of seed quality, temperature, light, and認められており，国内では低温貯蔵施設は数多く設置さpesticides, Eur J. Agronomy, ８, １
２
７〜１
３
５（１
９
９
８）

れてきた。本研究は，低温における雑穀アマランサスの（ Amaranthus

Chemical

貯蔵性を平衡含水率と品質変化の観点から調べたものでcomponents and analysis thereof（In Hosokawa, A.

あ る。こ こ で は，雑 穀 ア マ ラ ン サ ス（Amaranthus

ed. : Rice Post-Harvest Technology）（Japan Grain

hypochondriacus, cv. New Azteca）を 供 試 材 料 と し，Inspection Association, Tokyo）, pp.４
５
０〜４
６
９（１
９
９
５）

貯蔵性の指標となる平衡含水率を温度（５，１
５，２
５℃）
，

１
５） OHTSUBO,

K. :Qualitycontrol :１６） YOUNG, J. H. and NELSON, G. L. :Theory of

湿度８水準下で測定した。その結果，アマランサス種子

desorptionの平衡含水率はChen-Clayton式にてほぼ完全に近似す

isotherms in biological materials, Trans. ASAE ., １
０,

ることができ，貯蔵中の温度と湿度からアマランサス種

２
６
０〜２
６
３（１
９
６
７）

子の平衡含水率を求めることができた。貯蔵において，

hysteresis

between１７ ） LEISTNER,

L.

and

sorption

GOULD,

and

G. W. :

Hurdle

適切に水分管理を行うことは，品質保持および微生物学

Combination treatments for food的観点から重要であるため，得られた収着等温線は，長stability, safety and quality（New York : Kluwer

期貯蔵に有益な情報となる。併せて，本研究では貯蔵温

technologies :Academic／Plenum Publishers）, pp.６〜８（２００２）

度（貯蔵期間，０〜１２か月）におけるアマランサスの種

１８） ATUNGULU, G. , NISHIYAMA, Y. and KOIDE, S. :子の品質（水分，発芽率，色彩色度，一般生菌数，カビ

Analysis of condensation in rough rice during

・酵母数，脂肪酸度）を測定した。その結果，発芽率はstorage, J of SASJ ., ３
４
（１）
,４
９〜５
８（２
０
０
３）

すべての貯蔵温度・貯蔵期間において高く，色彩色度，

１９）GENKAWA, T., UCHINO, T., INOUE, A., TANAKA, F.

一般生菌数，カビ・酵母数は，貯蔵温度・期間においてlow -顕著な変化はみられなかったが，貯蔵開始後１
２か月後のmoisture-content storage system for brown rice :

脂肪酸度は，５℃と１５℃が２５℃貯蔵の試料と比べて有意

Storability at decreased moisture contents, Biosyst.

に低かった。２５℃貯蔵の試料の脂肪酸度は貯蔵期間ととEng., ９
９, ５
１
５〜５
２
２（２
０
０
８）

もに上昇した。以上より，アマランサスは常温（２５℃）

and HAMANAKA,

D. :Development

of

a

２
０）YOKOE, M., KAWAMURA, S., HIMOTO, J. and ITOH,
K. : Quality characteristics and storage properties

よりも１５℃以下での低温貯蔵の有用性が示された。
（平成２３年６月６日受付，平成２
３年１
０月２
４日受理）

（ 37 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２ 〔総

説〕

101

ブルーベリーを中心とした園芸作物のアントシアニン蓄積機構の解明および成熟・加工特性に関する研究
平成２３年度日本食品保蔵科学会奨励賞

伴

琢 也＊§

＊ 東京農工大学農学部

Studies on Anthocyanin Accumulation and Characteristics of Ripening
and Food Processing of Some Horticultural Crops Including Blueberry
BAN Takuya＊§* Faculty of Agriculture, Tokyo University of Agriculture and Technology,
Saiwai−cho 3−5−8, Fuchu, Tokyo 183−8509
Key words：anthocyanin, blueberry, food processing, fruit ripening, grape, turnip
アントシアニン，ブルーベリー，食品加工，果実成熟，ブドウ，カブ

１．は じ め にる。これら果実の果皮におけるアントシアニンの蓄積は，気温をはじめとする種々の栽培環境要因や，内・外生植

アントシアニンはシダ植物以上の高等植物に広く分布

物ホルモンの影響を受け変化することが知られている８）。

する植物色素であり，フラボノイド合成経路を経由して果皮の着色程度は果実の商品価値を決定する非常に重要１）生合成される（図１）。植物体内では，アントシアニンな要素の一つであるが，近年，日本の西南暖地を中心にはアグリコンであるアントシアニジンに様々な糖や有機

黒色系ブドウの着色不良が多発しており，生産者からは酸が結合した配糖体の形で存在するが，現在までに約４００

その対応策が強く求められている。また，ブルーベリー

２）

種の存在が確認されている 。アントシアニンは赤〜紫

果実の成熟開始および収穫期は同一樹体，さらには果房〜青色を呈することから，伝統的にこの色合いを利用し内において異なることが知られており，果実の収穫は果てワイン，ベリー類のジャム，梅漬けなどが加工されて皮の着色程度を果実毎に目視で確認し，適熟したものをきた。また，アントシアニンには様々な生体機能性（視選択する必要がある。そのため，ブルーベリーの果皮の機能改善機能，生体過酸化防止機能，抗発癌性活動等）

着色を人為的に制御し，果実の成熟期を果房内で均質化

３）〜５），近年非常に注目されすることは収穫作業の効率化に直結する。さらに，アンている物質の一つであるといえる。本研究ではブルーベ

トシアニンを含有する果実の着色を促進することは，果リーをはじめとする園芸作物のアントシアニン生合成経

実自体の生体機能性を向上させるのみならず，種々のア路を解明し，植物ホルモンによりその制御を試みた。さントシアニン製剤の原材料としての果実の消費を拡大す

らに，数種の食品加工工程におけるアントシアニンの動るものと考えられる。

があることが報告されており

向を調査した。

２．アントシアニン生合成経路の解明と植物ホルモンによる制御
ブドウおよびブルーベリー果実の着色は果実の成熟とともに果皮にアントシアニンが蓄積されることにより起こり，その制御にはブドウではアブシジン酸６），ブルー
ベリーではエチレン７）が非常に重要な役割を果たしてい
＊ 〒１
８
３―８
５
０
９ 東京都府中市幸町３―５―８§ E-mail : tban@cc.tuat.ac.jp

そこで本研究では，ブドウおよびブルーベリー果実の成熟に伴うアントシアニン生合成酵素遺伝子の発現を調査し，外生植物ホルモンがこれら生合成酵素遺伝子の発現とアントシアニンを始めとする果実品質に及ぼす影響を調査した。
（１）外生植物ホルモンがブドウ果実のアントシアニン
生合成酵素遺伝子の発現に及ぼす影響９）
ブドウ果実の成長は二重S字型曲線を示すことが知ら102

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

（ 38 ）

Phenylalanine
↓

PAL

↓
↓

CHS

Naringenin chalcone

F3ʼH

↓

Eriodictyol←

Naringenin ﬂavanone

↓

F3ʼH

↓

Dihydroquercetin←

Dihydrokaempferol

CHI

F3H

F3ʼ5ʼH→

Pentahydroxyﬂavanone

F3ʼ5ʼH↓→

Dihydromyricetin

F3H

DFR

↓

↓

Leucocyanidin

Leucodelphinidin

↓

LDOX

↓

LDOX

↓

↓

Cyanidin

Delphinidin

↓

UFGT

Cyanidin-3-glucoside↓↓
Petunidin-3-glucoside

MT

UFGT

←

Delphinidin-3-glucoside

MT

↓

MT

Malvidin-3-glucoside

Peonidin-3-glucoside

図１ ブドウにおけるアントシアニン生合成経路の概略１）
PAL : Phenylalanineammonialyase, CHS : Chalconesynthase,
CHI : Chalconeisomerase, F3’5’H : Flavonoid ３５ -hydroxylase,
F3’H : Flavonoid ３ -hydroxylase, F3H : Flavanone-３-hydroxylase,
DFR : Dihydroflavonol ４-reductase, LDOX : Leucoanthocyanidindioxygenase,
UFGT : UDPglucose-flavonoid ３-o-glucosyltransferase, MT : Methyltransferaseれている。果実の成長曲線において，第!期と"期の間

照区の１．
６倍のアントシアニン含量が確認できた。これはVèraison期（ベレーゾン期，水回り期）と呼ばれ，ベに対し，２，
４-D処理は果皮におけるアントシアニンの蓄

レーゾン期以降，果皮の着色，果汁中可溶性固形物含量積を抑制した（図２）。無処理区の果実の果皮におけるの上昇および酸含量の減少，果肉の軟化などの様々な成

アントシアニン生合成酵素遺伝子の発現について，

熟現象の進行が認められる。ベレーゾン期前後において，

Phenylalanine

果実内では植物ホルモン含量が変化することが知られてsynthase（CHS），Chalcone isomerase（CHI），Flavanone

おり，オーキシン含量が減少するのに対し，アブシジン-３- hydroxylase （ F３H ）， Dihydroflavonol４- reductase

酸含量が増加することから，成熟には果実中のアブシジ（DFR），Leucoanthocyanidin dioxygenase （ LDOX ）ン酸含量が非常に大きな影響を及ぼすものと推測されては調査期間を通じて発現が認められたのに対し，UDP

１０）ammonialyase （ PAL ）， Chalcone

いる 。実際，ベレーゾン期における果実へのアブシジ

glucose-flavonoid３-o-glucosyl transferase（UFGT）はン酸の処理は果皮の着色を促進することが明らかにされベレーゾン期以降においてのみ発現が認められた。Boss

６）ているが ，これら外生植物ホルモンの処理が果皮にお

１）
ら（１
９
９
６）
はUFGTがアントシアニンの生合成に関する

けるアントシアニン生合成酵素遺伝子の発現に及ぼす影

KeyEnzymeであるとしたが，本結果はそれを支持する

響は不明である。そこでベレーゾン期に黒色系ブドウでものであった。処理７日後である満開後４９日の果実につある果実に対してアブシジン酸（１，
０
０
０ppm）

いて，アブシジン酸処理を行った果実の果皮中のUFGT

および２，
４-D（２
５ppm）を処理し，果皮中のアントシアの発現は増加したが，２，
４-D処理を行った果実の果皮中ニン含量およびアントシアニン生合成酵素遺伝子の発現のUFGTの発現は抑制された（図２）
。処理２
１日後（満

に及ぼす影響を調べた。アブシジン酸処理は果皮におけ

開後６３日）には，UFGTの発現は対照区とアブシジン酸

るアントシアニンの蓄積を促進し，収穫期においては対処理区において差がほとんどなかったことから，アブシ

巨峰

〔総

アントシアニン含量（0.D.at530nm）（ 39 ）

3.0

Cont.
2,4-D

2.5

説〕 園芸作物のアントシアニン

ABA

103

満開後の日数

満開49日後満開63日後14 28 42

Cz Dy AX

C

D

A

PAL
CHS

2.0

CHI

1.5
1.0

F3H

ベレーゾン期

DFR

0.5

LDOX

0.0
0

35

49
56
42
満開後の日数

63

70

UFGT
EtBr

図２ ABAおよび２，
４-D処理がブドウ 巨峰 果皮中のアントシアニン含量（左）およびアントシアニン生合成酵素遺伝子の発現（右）に及ぼす影響
z：無処理

y：２，
４-D処理

x : ABA処理

ジン酸がアントシアニン生合成酵素遺伝子に及ぼす影響は時限的であることが明らかになった。これ に 対 して，２，４-Dによるアントシアニン生合成酵素遺伝子の発現抑制は調査期間を通じて継続した。以上の結果は，ブ

成熟
段階 IZ

成熟
段階Ⅱ

BY TX

B

T

成熟
段階Ⅲ

成熟
段階Ⅴ

B

B

T

T

PAL

ドウ果実に対する外生植物ホルモン処理は果皮におけるCHS

アントシアニン生合成酵素遺伝子の発現に影響を及ぼし，アントシアニンの蓄積程度を変化させることを示すもの

F3Hである。さらに，アブシジン酸と２，４-Dがブドウの果皮におけるアントシアニン生合成酵素遺伝子の発現に影響

DFRを及ぼす期間は異なることが明らかになった。
（２）ブルーベリー果実の成熟期間を通じたアントシア

LDOX

ニン生合成酵素遺伝子の発現
UFGT

ブルーベリー果実の成熟期間においても，果皮にはアントシアニンが蓄積し，収穫時に果実は青紫色を呈する。

EtBr

１
１）
，
１
２）
SHUTAK（１９８０）
は成熟期間におけるブルーベリー果

実の果皮色の変化をまとめているが，アントシアニン生合成酵素遺伝子の発現については未だ精査されていない

図３ ブルーベリー果実の成熟に伴う果皮中のアントシアニ
ン生合成酵素遺伝子の発現の変化（表１）。そこで，ラビットアイブルーベリー Bluebellez : SHUTAKら１１）（１９８０）による（表１），y : ‘Bluebelle’, z : ‘Tifblue’

およびTifblue

果皮におけるアントシアニン生合成

酵素遺伝子の発現を果実の成熟期間を通じて調査した。

性として，緑熟段階から果皮の一部が赤色を 呈 す る

調査したすべてのアントシアニン生合成酵素遺伝子は成Bleubelle

熟段階"（果実の１／２程度が赤みを帯びる）から成熟で，がく側にわずかに赤みを帯びる）においても発現し段階#（果実全体が赤く，わずかに青みを帯びる）におていることが明らかになった。本調査に供試した果実はいて発現が認められたが，成熟段階%（小果柄付着部のすべて正常に着色し，収穫時には青紫色を呈したことか周りも含め，果実全体が青い）の果実ではこれら生合成

ら，ブルーベリーの果皮におけるアントシアニンの蓄積

酵素遺伝子の発現は減少した（図３）。また，品種の特程度は，ブドウと比較して比較的早い段階で決定していでは，UFGTが成熟段階!（果実全体が緑

表１ ブルーベリー果実の成熟段階指標１１），１２）
成熟段階

果皮色による指標

Color Stage!
"

果実全体が緑で，がく側にわずかに赤みを帯びる
果実の１／２程度が赤みを帯びる

Maturegreen#$%

果実全体が赤く，わずかに青みを帯びる
小果柄付着部の周りを除き，果実全体が青い
小果柄付着部の周りも含め，果実全体が青いGreenpink
Bluepink
Blue
Ripe

104

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

（ 40 ）

表２ エテホン処理がブルーベリー果実の成熟に及ぼす影響
処理後の日数

処理区

０

対照区
対照区
エテホン処理区

４
有意差z
８

対照区
エテホン処理区

有意差

果実重量
（$）

糖度
（Brix°）

０．
８
０
１．
０
１
１．
１
２
NS
１．
０
４
１．
２
２
NS

６．
２
６．
６
６．
９
NS
７．
０
８．
５
＊＊

アントシアニン含量
酸度
００!） （O.D. at ５
２
５"）
（$／１
２．
１
４
１．
７
８
１．
４
５
＊＊
１．
７
７
１．
２
０
＊＊

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

果肉硬度
（$／#）
−
２
１
５．
５
５
１．
８
＊
２
０
７．
０
１
６．
４
＊＊

z : t検定により，NS：有意差なし，＊：５％レベルであり，＊＊：１％レベルでaりるものと予想される。

３．数種の食品加工工程におけるアントシ
アニンの動向解析と安定化技術の開発（３）エテホンによるブルーベリー果実の着色制御１３）
ブルーベリーの果皮におけるアントシアニンの生合成にはエチレンが深く関与していることが知られている。

合成着色料と比較してアントシアニンは退色や変色がそこで，ブルーベリー果実の成熟を樹体内において均一

著しいが，その鮮やかな色調を利用して古来より様々な化 す る 目 的 で，エ チ レ ン 発 生 剤 で あ る２-

食品加工が行われてきた。加工食品の色調は製品の商品

chloroethylphosphonic acid（以下エテホン）を果実に価値を決定する最も重要な要素の一つであるといえるが，処理し，処理がブルーベリーの果実品質に及ぼす影響を加工工程におけるアントシアニンの動向には未だ不明な調査した。供試したエテホンの濃度は２００ppmであり，点が多い。本研究ではブルーベリーのジャムおよびソー

成熟段階!の果実に対して処理を行った。処理４日後にスの加工工程，さらに島根県の特産野菜である

おいて，果汁中の滴定酸含量および果肉硬度は対照区とブ比較して有意に低く，果皮中のアントシアニン含量は有らかにすることを目的とした。

意に高かった（表２）。果実の重量と果汁中の可溶性固（１）ブルーベリー果実のジャム加工工程におけるアン形物含量について，処理４日後では対照区と処理区の果津田カの漬け加工工程におけるアントシアニンの変化を明

トシアニンの動向１５）

実の間に有意差はなかった。処理８日後の果実において，日本で収穫されたブルーベリー果実のうち，約１５％が果実重量以外の調査を行った成熟要素の測定値について，加工用途として消費されている１６）。果実の加工品として

対照区と処理区間の間に有意差があった。以上の結果は，はジャムの比率が最も高く，２０１
０年現在，その生産量はブルーベリー果実に対するエテホン処理は果実の成熟をイチゴに次いで第２位である１７）。現在，日本では約１００促進するが，その影響程度は成熟要素により異なること

品種のブルーベリーが導入され，経済栽培が行われていを示すものである。ブルーベリーは早期に成熟したもの

るが，個々の品種の加工特性はほとんど調査されていなが晩期に成熟したものと比較して果実サイズが大きく，い。特に果皮中のアントシアニンについては，加工工程

また果汁中の可溶性固形物含量は収穫時期の経過とともにおける動向のみならず，果実中の構成比率についても

１４）に増加することが知られている 。一般的に収穫前半の未だ精査されていない。そこで本研究では，ハイブッシ

大型の果実は生食用として，さらに収穫後半の果実は加ュ ブ ル ー ベ リ ー５品 種（ Berkley ， Darrow ，工用として消費されており，果実単価は加工用と比較しNorthland ， Spartan ， Weymouth ）ラビットアイて生食用のものが著しく高い。そのため，処理により果ブ ル ー ベ リ ー５品 種（ Bluebelle ， Briteblue ，実の肥大が望めないエテホンを利用してブルーベリー果

Gardenblue ， Homebell ， Tifblue ）３系統（T-１００，

実の成熟を制御するためには，処理時期が非常に重要に

T-１
４
２，T-１
７
２）の果実を供試し，果皮中のアントシアニ

なる。エテホンの使用方法としては，早期に成熟した大ン組成とジャム加工工程におけるこれらの動向を調査し型の果実は生食用として収穫し，収穫時期の経過とともた。供試したすべての品種において，果皮中のアントシに小型化してきた果実に対してエテホンを処理して成熟

アニンは主要な１
１種類で構成されていることが明らかにを果房内で均一化し，ジャムや色素原料等の加工用途となった（図４，表３，４）。また，ブルーベリー果皮中して果房ごと収穫することが適当であると考えられる。

のアントシアニンの構成比率は種・品種・系統ごとに固また，加工用果実の生産を目的として有のものであった。次に各種・品種・系統の果実を供試

Gardenblueのような高糖系の品種を計画的に密植栽培し，果実が成してジャムを調製し，加工工程におけるアントシアニン

熟段階!に達した時点で全果房に対してエテホンを処理の 変 化 を 調 査 し た。ラ ビ ッ ト ア イ ブ ル ー ベ リ ーすることにより収穫作業に関連するコストを低減する方

Tifblue の果実を供試してジャム加工を実施した場合，法も考えられる。

約２
５％のアントシアニンが分解することが明らかになっ←Absorbance at 520nm→

（生果実）

1
3
2

9

5
7

10
11

8

14

1

16

（ジャム）
9

3
5

2 7 10
8

11
12 14

15

16

←Absorbance at 520nm→

説〕 園芸作物のアントシアニン

9

1 3

5

6

11
10

9

1

105

（生果実）

8

←Absorbance at 520nm→〔総←Absorbance at 520nm→（ 41 ）

3

（ジャム）

5
8

11

6 10

図４ ハイブッシュブルーベリー Darrow（左）およびラビットアイブル
ーベリー Homebell （右）の生果実およびジャム中のアントシアニンのHPLCクロマトグラム
Peaknumber１：Delphinidin-３-monogalactoside,
No．
２：Delphinidin-３-monoglucoside, No．
４：Cyanidin-３-monoglucoside,
No．
５：Petunidin-３-monogalactoside, No．
６：Cyanidin-３-monoarabinoside,
No．
７：Petunidin-３-monoglucoside, No．
１
１：Malvidin-３-monoarabinoside.

表３ ハイブッシュブルーベリーの生果実およびジャム中のアントシアニンの構成比（％）
ピーク番号z品 種
１‘Berkley’‘Darrow’‘Northland’‘Spartan’‘Weymouth’

２

３

生果実 ２
６．
９ − １
７．
９
ジャム ２
７．
３ ２．
０１
６．
９
生果実 ２
３．
２ ８．
７１
５．
２
ジャム ２
０．
４１
０．
０１
２．
８

４
−
−
−
−

５

６

７

８

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

生果実 １
７．
６１
１．
４１
１．
５ １．
４ ７．
７ ９．
８ −
ジャム １
５．
７１
２．
６ ９．
４ −
８．
４ ９．
５ −
生果実 １
７．
４１
０．
９１
４．
９ １．
６ ７．
６ １．
０ ８．
４
ジャム １
５．
６１
１．
２１
１．
５ − １
０．
０ −
８．
５
生果実 １
４．
２ ９．
６１
２．
９ ２．
０ ７．
５ −
９．
２
ジャム １
３．
９１
０．
９１
１．
８ −
９．
７ − １
０．
２

９

７．
３２
０．
８
７．
１１
８．
０
５．
２１
２．
８
４．
６１
２．
６

１
０

１
１

１
２

１
３

１
４

１．
３
１．
９
６．
３
７．
４

８．
６ −
７．
２ −
７．
４ −
５．
２ ２．
９

−
−
−
−

−
−
−
−
−
−
１．
４ −
１．
７
１．
８ １．
６ ２．
２

３．
６１
０．
１ ８．
７ ７．
２ −
−
３．
３ ９．
８ ９．
８ ３．
７ ４．
１ −
４．
７１
０．
４ ９．
５ ８．
０ −
−
４．
３ ９．
９ ９．
２ ４．
６ ３．
３ １．
３
４．
８１
３．
８１
３．
５１
０．
１ −
−
４．
６１
３．
０１
４．
０ ６．
５ ２．
４ −

３．
１
３．
２
１．
８
１．
８
１．
１
１．
３

１
５

２．
１
２．
６
１．
１
１．
５
−
−

１
６

５．
６
６．
３
２．
７
２．
５
１．
４
１．
６

z：図４参照た。さらに供試した全ての種・品種・系統の果実に含まアントシアニンが比較的保持されたことは，構成するアれるアントシアニンの構成比率は，ジャム加工工程におントシアニンの種類がイチゴよりも多いことに起因する

いてほとんど変化しなかった。加熱工程におけるアント

ものであるかもしれない。

シアニンの残存性については，構成されるアントシアニ（２）新規果汁濃縮工程におけるブルーベリー果汁中のンの種類が非常に大きな影響を及ぼすことが知られていアントシアニンの動向２０）

る。イチゴのアントシアニンは主要な３種類（Cyanidin

近年，凝固点直上温度帯を利用した果汁の濃縮技術が- ３ - monoglucoside, Pelargonidin - ３ - monogalactoside,２
１）
開発され注目を集めている（図５）。この濃縮技術に

Pelargonidin-３-monoglucoside）から構成されているが１８），は果汁中の水分を蒸発させるための余分な加熱工程が存

加熱後の色素残存率は２４％と低いことが報告されてい在しないため，従来の加熱法と比較して，果実由来の食１９）る 。ジャム加工工程においてブルーベリー果実由来の味や機能性成分の保持に優れているものと考えられてい106

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

（ 42 ）

表４ ラビットアイブルーベリーの生果実およびジャム中のアントシアニンの構成比（％）
ピーク番号z
品種・系統
１‘Bluebelle’‘Briteblue’‘Gardenblue’‘Homebell’‘Tifblue’
T−１
０
０
T−１
４
２
T−１
７
２

２

３

４

生果実 １
０．
８ ４．
９１
３．
８
ジャム １
２．
３ ６．
５１
３．
９
生果実 １
３．
６ ８．
２１
４．
１
ジャム １
４．
４ ９．
８１
１．
９
生果実 １
３．
２ ９．
９１
２．
４
ジャム １
５．
２ ９．
２１
２．
９
生果実 １
７．
３ − １
５．
３
ジャム ２
１．
０ − １
６．
７
生果実 ８．
４ ３．
４１
５．
３
ジャム １
０．
７ ４．
９１
４．
１
生果実 １
３．
７ − １
４．
７
ジャム １
７．
２ − １
５．
７
生果実 １
５．
９ − ２
１．
３
ジャム １
６．
９ − ２
０．
１
生果実 ９．
０ ９．
６１
４．
３
ジャム １
０．
１１
１．
５１
４．
５

５

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

６

７

８

２．
８ ７．
０
−
９．
２
− １
１．
４
− １
０．
５
１．
７１
１．
２
−
９．
８
３．
５ −
３．
４ −
３．
４ ５．
４
−
７．
９
３．
５ −
３．
４ −
５．
５ −
５．
０ −
− １
３．
７
− １
３．
１

９

１
０

１
１

１
２

１
３

１
４

１
５

１
６

６．
０２
１．
１１
５．
０ ６．
６
５．
７１
９．
７１
４．
８ ５．
９
４．
７１
５．
６１
４．
２ ５．
０
４．
３１
５．
３１
５．
６ ５．
１
４．
５１
４．
４１
６．
５ ３．
７
５．
３１
６．
５１
２．
３ ４．
８
８．
４３
１．
１ ２．
５ ９．
０
７．
９２
７．
６ ２．
１ ８．
０
６．
９２
２．
３１
４．
０１
０．
２
６．
３２
０．
９１
３．
９ ８．
９
８．
９３
３．
９ ２．
９１
１．
５
８．
２３
１．
６ ２．
４１
０．
３
９．
８２
４．
８ ２．
７ ８．
２
９．
７２
５．
０ ２．
５ ８．
８
４．
８１
４．
６１
６．
１ ５．
０
４．
４１
２．
６１
５．
８ ５．
１

−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−

−
−
−
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−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−

z：図４参照トシアニン含量及び組成の保持に優れており，濃縮果汁
は生果汁の特性を十分に保持していることが明らかにな

貯留タンクを凝固点直上域に冷却・保持った。
（３） 津田カブ

漬工程における根部のアントシアニ

２
２）

ンの変化

島根県において伝統的に栽培されている

津田カブ

は，漬物材料として食味，色合いが非常に優れた赤カブ
ライン内を減圧し，穏やかに加熱（40℃）

である。 津田カブの最大の特徴は，根部が生長とともに牛角状に彎曲し，地上部が赤紫色，地下部が白色を呈することにある。根部の着色は，その肥大生長ととも

果汁に，植物色素であるアントシアニンが蓄積された結果である。一般的に，赤カブの根部中には５〜１０種類のアン

図５ 凝固点直上温度帯を利用した果汁の濃縮方法

トシアニンが存在することが報告されているが１９），これ
までに

津田カブ

のアントシアニンを詳細に調査した

例はほとんどない。また， 津田カブ

加工工程におけるアントシアニンの変化を調査した。そて消費されており，その漬け工程において根部の色調がの結果，従来の加熱濃縮法と比較して，果皮由来のアン

変化することが知られているが，アントシアニンの動向←Absorbance at 525nm→る。そこで，本手法によりブルーベリーの果汁を濃縮し，

9
8
2

1

3

45 6 710

図６ 収穫直後の 津田カブ 根部のアントシアニンのHPLCクロマトグラム（左）と 津田カブ の糠漬け
（右）は主に漬物とし

（ 43 ）

〔総説〕 園芸作物のアントシアニン

107

表５ 漬け工程の経過に伴う 津田カブ 根部のアントシアニン組成の変化（％）
ピーク!z
漬け工程
収穫直後
寒干し
塩漬け
糠漬け７日後
糠漬け２
０日後

１

２

３

４

５

６

７

８

９

１
０

その他

２．
９
４．
４
３．
５
３．
９
４．
７

１
２．
８
２
２．
０
１
５．
４
２
１．
１
１
３．
８

１．
９
１．
４
１．
５
１．
６
１．
９

４．
７
４．
６
２．
０
４．
４
３．
５

４．
６
２．
９
４．
５
４．
３
４．
８

５．
０
４．
０
３．
８
３．
６
４．
４

２．
１
１．
８
２．
１
１．
８
２．
５

２
０．
５
１
６．
９
１
７．
３
１
４．
４
１
６．
０

３
７．
８
２
９．
３
４
１．
８
３
５．
５
４
０．
０

３．
１
３．
２
３．
５
３．
１
３．
６

４．
６
９．
８
４．
７
６．
２
４．
７

z：図６参照表６ 漬け工程の経過に伴う 津田カブ 根部内成分の変化
根部の色調zL＊a＊b＊

アントシアニン抽出液の吸光度（O.D.at５
２
５nm）

３
４．
４
４
３
３．
１
８
３
１．
４
８
３
２．
４
８
３
５．
５
２

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

−１．
６
０
１．
７
６
３．
４
８
３．
２
８
−１．
５
６

２．
８
５
６ay
３．
３
５
４a
３．
４
０
５a
２．
５
７
７ab
２．
０
１
７b

漬け工程
収穫直後
寒干し
塩漬け
糠漬け７日後
糠漬け２０日後

Z：ハンター表色法による，y：異なる文字間に５％レベルで有意差ありについては不明である。そこで本研究では，漬け工程に

pathway regulation, Plant Physiol ., １
１
１, １
０
５
９〜１
０
６
６

おける

（１
９
９
６）

津田カブ

根部の色調の変化を明らかにすることを目的として調査を行った。 津田カブ （島根県農業２）大庭理一郎・五十嵐喜治・津久井亜紀夫：アントシ

試験場選抜C系統）の根部のアントシアニンは主要な１０アニン―食品の色と健康―（建帛社，東京），pp．
３〜

種類で構成されており（図６），漬工程においてその構成
比率はほんど変化しないが（表５），含量は糠漬け工程において著しく減少することが明らかになった（表６）
。

１
７（２
０
０
０）
３）MATSUMOTO, H., NAKAMURA, Y., TACHIBANAKI S.,
KAWAMURA S. and HIRAYAMA M.

:

Stimulatory

effect of cyanidin ３-Glycosides on the regeneration

４．お わ り にof rhodopsin, J. Agric. Food Chem., ５
１, ３
５
６
０〜３
５
６
３

近年の日本における国民の健康志向の上昇とともに，

（２
０
０
３）

様々な植物由来の生体機能性物質が注目されている。こ４）EINBOND, L. S., REYNERTSON, K. A., LUO, X.-D. ,れらの物質の中でも，植物色素アントシアニンは広く国

BASILE, M. J. and KENNELLY, E. J. : Anthocyanin

民に認知されており，アントシアニンを含有する青果物

antioxidants from edible fruits, Food Chem., ８４, ２３

やサプリメントを積極的に摂取する消費者の数も相当数に上るものと思われる。日常生活においてアントシアニ

〜２
８（２
０
０
４）
５）WANG, L. S. and STONER, G. D. : Anthocyanin

ンを恒常的に摂取するためには，高含有する作物の安定

and their role in cancer prevention, Cancer Lett.,

供給を可能とする栽培技術の確立と効率的な摂取方法の

２
６
９, ２
８
１〜２
９
０（２
０
０
８）

探索が不可欠である。今後は以上の点に着目して研究を続ける予定である。

６）KATAOKA, I. , SUGIURA, A. , UTSUNOMIYA, N. and
TOMANA,

T.

:

Effectofabscisic

acid

and

defoliation on anthocyanin accumulation in Kyoho
謝辞本研究の遂行およびその取りまとめにあたり，多くの皆様より御指導を賜った。ここに記して厚く御礼申し上げる。

grapes（Vitis vinifera L. × V. labruscana BAILY）,
Vitis, ２
１, ３
２
５〜３
３
２（１
９
８
２）
７）WINDUS, W. D., SHUTAK, V. G. and GOUGH, R. E. :CO２ and C２H４ evolution by highbush blueberry

文

献fruit, HortScience, １
１, ５
１
５〜５
１
７（１
９
７
６）

１）BOSS, P. K., DAVIES, C. and ROBINSON, S. P. :Analysisoftheexpressionofanthocyanin

８）YAMANE, T., JEONG, S. T., GOTO -YAMAMOTO, N.,
KOSHITA,Y.

andKOBAYASHI,

S.

:

Effectsofpathway genes in developing Vitis vinifera L. cv

temperature on anthocyanin biosynthesis in grape

Shiraz grape berries and the implications forberry skins, Am. J. Enol. Vitic., ５
７, ５
４〜５
９（２
０
０
６）

108

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
８ NO．
２ ２
０
１
２

９）BAN, T., ISHIMARU, M., KOBAYASHI, S., SHIOZAKI, S.,
GOTO -YAMAMOTO, N. and HORIUCHI, S. : Abscisicacid and ２,４-dichlorophenoxyacetic acid affect theexpression of anthocyanin biosynthetic pathway
genes

in

‘ Kyoho’grapeberries,

JournalofHorticultural Science & Biotechnology, ７
８, ５
８
６〜５
８
９

（ 44 ）

実品質の比較，農業生産技術管理学会誌，１
０，９〜１
４
（２
０
０
３）
１
５）伴

琢也・石丸

恵・於勢貴美子・山口雅篤・植田

尚文：HPLCによるブルーベリー果実およびジャム中のアントシアニンの分析，日本食品保蔵科学会誌，
２
９，１
５
３〜１
５
７（２
０
０
３）
１
６）農林水産省：平成２０年産特産果樹生産動態等調査

（２
０
０
３）
１
０）COOMBE, B. G. and HALE, C. R. : The hormone
content of ripening grape berries and the effects
of growth substance treatment, Plant Physiol ., ５
１,

（２
０
１
１）
１
７）日 本 ジ ャ ム 工 業 組 合：ジ ャ ム 類 の 生 産 と 消 費
（２
０
１
１）
１
８）枳穀

６
２
９〜６
３
４（１
９
７
３）
１
１）SHUTAK, V. G., GOUGH, R. E. and WINDUS, N. D. :豊・福原公昭・斎藤勲・太田英明：イチゴ

アントシアニン色素の同定と高速液体クロマトグラフ

The cultivated highbushblueberry : twenty years

ィーによる分析，日本食品科学工学会誌，４
２，１
１
８〜

of research, Rhode Island Agricultural Experiment

１
２
３（１
９
９
５）

Station Bulletin, ４
２
８（１
９
８
０）

１
９）HAYASHI, K., OHARA, N. and TSUKUI, A. : Stability

１２）山岸主門・伊藤憲弘・武田久男・廣瀬佳彦：果実および結果枝単位で振動させた場合のブルーベリー果実の離脱状況，農作業研究，３
７，２
５〜３
２（２
０
０
２）

of anthocyanins in various vegetables and fruits,
Food Sci. Technol. Int., ２, ３
０−３
３（１
９
９
６）
２
０）伴

琢也・釘島美穂子・安川香苗・三島睦夫・山根

１３）BAN, T., KUGISHIMA, M., OGATA, T., SHIOZAKI, S.,

俊弘：氷温真空濃縮加工におけるブルーベリー果汁中

HORIUCHI, S. and UEDA, H. : Effect of ethephon（２アントシアニンの変化，氷温科学，５，１
５〜１
９（２
０
０
２）

-chloroethylphosphonic acid）on the fruit ripening
charactersofrabbiteye

blueberry,

Scientia

Horticulturae, １
１
２, ２
７
８〜２
８
１（２
０
０
７）
１
４）伴

琢也・山口雅篤・吉永好明・小川智広・植田尚

文：収穫期間を通じたラビットアイブルーベリーの果２１）山根昭美：氷温貯蔵の科学

食味・品質向上の革新

技術（農山漁村文化協会，東京）
，pp．
１
３
９〜１
４
１
（１
９
９
６）
２
２）伴

琢也・北澤裕明・松本真悟・浅尾俊樹：漬け工

程における

津田カブ

のアントシアニンの変化，日本食品保蔵科学会誌，３
２，２
１
７〜２
２
０（２
０
０
６）