（ 1 ）227

日本食品保蔵科学会誌
３
５

VOL．

会
長
編集委員長
編集委員

５

NO．

松本 信二
上田 悦範
石田
裕
寺井 弘文

副

会

長

稲熊 隆博
津久井亜紀夫

上田

悦範

小宮山美弘

早坂

薫

井上 茂孝
藤島 廣二

内野 昌孝
松田 茂樹

竹永

章生

＜報
文＞
たらこ原料卵巣の成熟度が製品の味に及ぼす影響 …………………………………………………………（２２９）／内海 優・白井隆明・渡辺 学・鈴木 徹
硬肉タイプのモモを軟化させるための簡便なエチレン処理方法 …………………………………………（２３５）／羽山裕子・阪本大輔・中村ゆり・樫村芳記＜報文＞（英文）
カキ果実の落果とエチレン生成に及ぼす樹体エチレン阻害要因の影響 …………………………………（２４１）／孫 寧静・中務 明・山内直樹・板村裕之
収穫後のエタノール蒸気処理がブロッコリーの老化に関連する遺伝子の発現に及ぼす影響 ………………………………………………………………（２４９）／谷野晃正・鈴木康生・寺井弘文＜研究ノート＞
大豆圧搾ミールを原料とする乳酸発酵食品（ヨーグルト様食品）に適した乳酸菌の選択と免疫賦活活性の検討 ……………………………………………………………（２５７）／鬼島直子・遠藤修二郎・今野 周
仲野英秋・木元広実＜講座＞
身近な野菜・果物〜その起源から生産・消費まで（９）コンニャク（!）−生産と利用− ………（２６
３）
／内田秀司

＜文献抄録＞ ……………………………………………………………………………………………………（２６９）＜会
告＞ ……………………………………………………………………………………………………（２７
０）

228

（ 2 ）

Food Preservation Science

CONTENTS OF VOL．
３
５ NO．
５（２
０
０
９）
＜Article＞（Japanese）
Effects of Ovarian Maturity on the Taste of Tarako Products
UCHIUMI Yu, SHIRAI Takaaki, WATANABE Manabu and SUZUKI Toru ………………………………（２２９）Simple Technique for Softening Stony Hard Peach Fruit by Continuous Ethylene Treatment
３５）
HAYAMA Hiroko, SAKAMOTO Daisuke, NAKAMURA Yuri and KASHIMURA Yoshiki …………………（２＜Article＞（English）
Effects of ‘Tree Ethylene Inhibitory Factors’ on Fruit Dropand Ethylene Production in Persimmons
SUN Ningjing, NAKATSUKA Akira, YAMAUCHI Naoki and ITAMURA Hiroyuki ………………………（２４１）Effects of Postharvest Ethanol Vapor Treatment on
Expression of Genes Involved in Broccoli Senescence
TANINO Akimasa, SUZUKI Yasuo and TERAI Hirofumi ………………………………………………（２４
９）＜Research Note＞（Japanese）
Screening of Lactic Acid Bacteria for Yogurt Manufacture That Uses Residue of
Mechanical Soybean Oil Expression and Immunostimulatory Activity
KIJIMA Naoko, ENDO Shujiro, KONNO Shu,
NAKANO Hideaki and KIMOTO Hiromi …………………………………………………………………（２５７）＜Serialization Lecture＞（Japanese）
Konjac（Part!）
UCHIDA Shuji ………………………………………………………………………………………………（２６３）

（ 3 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
５ NO．
５ ２
０
０
９ 〔報

文〕

229

たらこ原料卵巣の成熟度が製品の味に及ぼす影響
内海

優＊・白 井 隆 明＊・渡 辺

学＊・鈴 木徹＊§＊ 東京海洋大学海洋科学部

Effects of Ovarian Maturity on the Taste of Tarako Products
UCHIUMI Yu＊, SHIRAI Takaaki＊, WATANABE Manabu＊ and SUZUKI Toru＊§＊

Tokyo University of Marine Science and Technology, 4−5−7, Minato-ku, Konan, Tokyo108−8477

Tarako, which is mainly prepared from the Walleye Pollock ovary, is a popular seafood product inJapan. However strange taste of the product has been reported, which is thought to be related toovarian maturity. However, this remains to be confirmed. In this research, sensory assessment, electric
taste sensor analysis and chemical analysis were carried out. Results confirmed that there is thedifference in taste depending on ovarian maturity. However the amount of hydroperoxide, i.e., TMA／
TMAO, showed no marked difference. However, the amount of the amino acids conferring thebitterness was higher in immature ovaries than in sufficiently mature ones.
（Received Aug. ２０, ２００８；Accepted May ２
０, ２
０
０
９）
Key words：Walleye Pollock ovary, mature stage, free amino acids, sensory test, bitter taste
スケトウダラ卵巣，成熟度，遊離アミノ酸，官能検査，苦味

魚卵は食用に供され，それらの多くが塩蔵品として加は，２００１年以降はロシアもしくはアメリカ（アラスカ）

工されているが，水産加工品の生産状況の中で，たらこ

であるがロシア産のものに不快な味が感じられることがの生産量は年間約６万２千!（農林水産省，２
０
０
５）
，取

多いといわれる。

引額は全国で４００億円であり市場価値の高い魚卵塩蔵品
１）

である 。

これまでに，たらこの塩漬けの有無による味の試験４）や，未凍結卵と凍結卵の品質比較試験３）などが行われてたらこはスケトウダラおよびマダラ卵巣の塩漬けを指いるが，分析項目も少なく十分ではない．また，卵巣成す２）が，主としてスケトウダラ卵巣が用いられている。

熟段階別の卵の形状やテクスチャーなどの特性について

採卵後３〜４％の食塩水で卵巣を洗浄し，最終塩濃度がの研究４）もあるが，呈味成分に関連させた研究は行われ４％となるように水と食塩を加えて塩蔵する。製品の味ておらず，成熟度による違いや，たらこの味そのものにを調えるためアミノ酸や甘味料を加える場合もある。

ついても不明点が多い４）。

未加工のスケトウダラの卵巣（原料原卵）は成熟度に

本研究では，成熟度の異なる卵巣とその加工品を用いより，３〜４段階に区別され，最も未熟なものを「ガムて，呈味の差異を官能試験および味覚センサーで調べ，子」，成熟が進むと「真子」，「目付」，「水子」と呼ばれさらに組成の違いの有無を検証し，卵巣の成熟度によるるようになる。
「真子」は漬込み液の浸透もよく，卵の呈味への影響について検討した。

粒々感も良好で，最も品質のよい製品ができるとされる。

実験方法

未熟 卵 で あ る「ガ ム 子」
，過 熟 卵 で あ る「目 付」，「水子」も，外観や食感等は「真子」の製品に劣るとされるが，加工品をつくることができる。

１．試

料

試料には２
０
０
６年に漁獲されたロシア産スケトウダラを一方，製品味にばらつきが生じることが多くあり，問採卵後，−４０℃エアブラストで船上凍結，−２５℃で貯蔵

題となることがある。この原因として成熟度の違いや貯したロシア産の凍結原料卵巣とした。２００
７年２月に一晩

蔵期間，産地の違い，塩漬け工程中３）にその因子がある

かけてこれを室温の３％食塩水中で解凍および洗浄したといわれているが，十分解明されていない。

試料を原料卵巣として実験に供した。なおそれぞれの成流 通 す る 卵 巣 は９割 が 輸 入 も の で あ り，そ の 産 地
＊ 〒１
０
８―８
４
７
７ 東京都港区港南４―５―７§ Corresponding author, E-mail : toru@kaiyodai.ac.jp

熟度判定をたらこ製造業者に依頼し，
「ガム子」
，
「真子」
，

230

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 4 ）

「目付」
，
「水子」と分別を行った。成熟度判定には明確

加工卵巣抽出液の親水性または疎水性画分から同量の試

な基準がなく，現場の経験により行われているのが現状

料を採取し，株式会社インテリジェントセンサーテクノである。また，これらを#ニチモウ静岡工場において，ロジー社製味認識装置SA４０２Bに供し，味認識装置アプ

原料卵巣の解凍から市販品製造時に使われる浸漬用調味

リケーションVerl．
８．
０．
５により解析した。スタンダード液を用いた漬け込み，包装まで通常の工程に従って加工には，「真子」加工卵巣から調製した親水性および疎水を施し，これらを加工卵巣とした。以上の各成熟段階に性両画分を混合したものを用いた。

ある原料卵巣および各加工卵巣すべてについて一般成分

５．遊離アミノ酸組成分析

分析と官能検査を行った。また「ガム子」および「真「真子」および「ガム子」の各加工卵巣抽出液の親水子」については，各加工卵巣を味覚センサー，トリメチ

性および疎水性の両画分抽出液を適宜希釈し，メンブレ

ル ア ミ ン・ト リ メ チ ル ア ミ ン オ キ シ ド（以 下TMA／

ンフ ィ ル タ ー（Mixed cellulose，０．
４５!）で ろ 過 後，TMAO）
，遊離アミノ酸組成およびハイドロパーオキサ

日本電子製全自動アミノ酸分析器JLC５００に供した．分イド（以下HPO）の分析に供し，真子の原料卵巣につ析条件として，ニンヒドリン発色法による生体アミノ酸

いてはTMA／TMAOの分析にも供した。

分析（１１０分，生体高分離モード）を行った。

２．一般成分分析

６．ハイドロパーオキサイドの定量

水分量は１１０℃で常圧恒量乾燥法により測定した。分

HPOはフローインジェクションによる方法７）に準じ，

析試料は１試料につき５卵巣から採取した。タンパク質「ガム子」および「真子」の各加工卵巣のHPOを測定し５）はケルダール法，脂質はブライ−ダイヤー抽出法 ，灰た。

分は乾式灰化法により測定した。いずれも１試料につき７．TMA/TMAOの定量

３卵巣から採取し分析試料とした。
３．抽出液の調製

TMAの定量はDYERの方法８）に準じて行った。TMAOの定量は，試料抽出液をトリクロロチタン溶液で（一試料を５"採取し，エタノール３０!を加えホモジナイ度）TMAにまで還元し，前述のTMAの定量法と同様

ズし，８，
０
０
０rpm，０℃で１
０分間遠心分離に供した。さにTMAを測定し，還元前のTMA量の増加分をTMAO

らに残$にエタノール３０!を加え，再び遠心分離に供しとした。なお，原料卵巣の抽出液は２５分の１，加工卵巣た。この操作を２回行った後，上澄み液を合一しエバポの抽出液は５分の１にそれぞれ希釈し，用いた。

レーター（３５℃）でエタノールを完全に留去した。濃縮

結果および考察物に５０!のエーテルを３回に分けて加え脱脂し，再びエ
バポレーターで濃縮後，蒸留水で５０!に定容し，親水性

１．成分組成と苦味，刺激味の有無の確認

画分抽出液とした。この抽出液を核酸関連物質の定量，（１）一般成分分析

味覚センサー，TMA／TMAOの定量および遊離アミノ

おける成分と呈味との関連を調べるため，一般成分分析

酸組成分析に用いた。

を行った。Table１に各成熟段階のたらこ原料卵巣とそ

一方，脱脂時のエーテルを合一し，エバポレーターで成熟段階および漬け込み前後にれを原料とした加工卵巣の成分組成を示す。

エーテルを完全に除去後，蒸留水を加え１
０分間超音波でたらこ原料卵巣において「ガム子」の水分が全体の７４％

処理し，適宜希釈し，疎水性画分抽出液とした。この抽と最も多く，熟度が増した「真子」になると全体の６９％

出液を味覚センサーおよび遊離アミノ酸組成分析に用いと減少し，その後再び増加する傾向がみられ，その結果，た。

「真子」でタンパク質（２４％）および脂質（５％）組成

４．苦味・刺激味の有無

比が最も多かった。

（１）官 能 検 査

官能検査に参加した被験者は，２
２

たらこ加工卵巣は，水分がほぼ同程度となったが，原〜５４歳までの男性５名，２
１〜２３歳までの女性４名だった。

料卵巣は最終塩濃度を４〜５％となるように，塩分濃度

被験者は検査に先立ち，古川の方法６）により，ショ糖，

１
５〜１７％で浸漬処理されることから，脱水が起きたため

食塩，酒石酸，硫酸キニーネ，グルタミン酸ナトリウムと考えられる。

を用い，それぞれ甘味，塩味，酸味，苦味，旨味につい（２）官 能 検 査て識別の練習を行った。

子」と「真子」の識別試験の結果，識別できた被験者数

原料卵巣および加工卵巣の「ガム検査は２回実施した。初回の検査試料には，原料卵巣は５４人中，それぞれ原料卵巣で２９人，加工卵巣で３６人との「ガム子」と「真子」を用いた。
「ガム子」２試料と有意であった。原料卵巣における成熟段階の違いによる「真子」１試料を同時に組み合わせて被験者に与え，３

呈味差の有無を確認するために官能検査を行ったところ，者の中から異なる１つを選び出させる３点識別検査法を

原料卵巣および加工卵巣の「ガム子」と「真子」に呈味繰り返し行い，危険率p＝０．
０５以下で有意差を判定した。

差が存在することが明らかとなった。

次いで，加工卵巣の「ガム子」と「真子」を試料に用い，「真子」と比較して「ガム子」のほうが苦いと答えた

上記と同様に再び３点識別法により検査を実施した。

被験者数は原料卵巣で２９人中２２人，加工卵巣で３６人中３５（２）味覚センサー

人となり有意であった。
「真子」と比較して「ガム子」「真子」および「ガム子」の各

（ 5 ）〔報文〕 たらこ原料原卵の成熟度と味231

Table１ Comparison of the components of Walleye Pollock ovaries of different maturities（n＝３）

Intact（Fresh）

Processed

Moisture

Crude protein

Lipid

Ash

Carbohydrate

Gamuko
Mako

７
６．
３±１．
４
１
６
９．
０±０．
４
６

２
０．
１±３．
１
８
２
３．
９±１．
６
５

１．
７±０．
６
８
４．
５±０．
９
９

１．
６±０．
２
５
１．
８±０．
０
７

０．
４±０．
１
２
０．
５±０．
０
５

Metsuke
Mizuko

７
１．
１±０．
２
４
７
４．
０±１．
８
３

２
３．
７±２．
９
７
２
２．
５±４．
５
６

３．
２±１．
０
２
２．
０±１．
３
７

２．
０±０．
０
９
１．
５±０．
１
４

０．
２±０．
０
８
０±０．
１
０

Gamuko

７
３．
４±０．
１
４

２
２．
４±２．
０
７

１．
０±０．
６
４

２．
９±０．
９
２

０．
３±０．
０
９

Mako

６
５．
４±０．
２
４

２
８．
３±１．
３
３

２．
３±０．
０
８

３．
６±０．
０
６

０．
４±０．
０
４

Metsuke

６
５．
７±０．
９
４

２
７．
９±２．
０
４

２．
４±１．
０
０

３．
９±０．
０
８

０．
４±０．
０
６

Mizuko

６
７．
７±０．
２
４

２
６．
９±３．
３
３

１．
８±０．
１
２

３．
０±０．
９
３

０．
３±０．
０
７

Table ２ Number of people who could distinguish between Gamuko and Mako andwhat Gamuko is like compared with Mako
Intact（Fresh）

Processed

２
９／５
４

３
６／５
４

Gamuko is more bitter

２
２／２
９

３
５／３
６

Gamuko is more pungent

２
７／２
９

２
７／３
６

The number of subjects who could discern
Mako from Gamuko（n＝５４）
Comparedwith Mako

The subjects who could distinguish between Gamuko and Mako could answer the question
what Gamuko is like compared with Mako. In the case of ‘Intact’, ２
９ people could discern Makofrom Gamuko, the data means that ２
２ of ２９ subjects thought that Gamuko is bitter than Mako.

のほうが刺激味が強いと答えた被験者数は原料卵巣で２９人中２７人，加工卵巣で３６人中２７人となり有意であったを示している。
疎水性画分（Fig．
１参照）では，「真子」加工卵巣に対し，「ガム子」加工卵巣は苦味，雑味等が，（約１
０目盛（Table ２参照）。
「真子」と比較して「ガム子」に苦味が強く，刺激味り）２００倍の濃度に相当分強いことと，苦味や渋味がが強いことが確認された。以上，成熟段階において未熟（３目盛り）６０倍の濃度に相当分強いことが明らかとなである「ガム子」に苦味，刺激味の存在が確認された。

った。すなわち原料卵巣の成熟度で，未熟な「ガム子」（３）味覚センサーと熟成の進んだ「真子」とでは，味に差があると判断可

試料抽出液を味覚センサーに供した結果はFig．
１に示す。なおスタンダードの目盛を０能である。

とし，これよりも味が強いとプラス，弱ければマイナス

親水性画分（Fig．
１参照）では，「真子」加工卵巣に対の値をとり，さらに１目盛で濃度２０倍分の差があることし，「ガム子」加工卵巣は酸味や渋味，苦味が（１〜１．
７Sourness2

Sourness
15

Umami and/or
richeness

1

Bitter and/or
unexpected taste

Umami and/or
richeness

105

Bitter and/or
unexpected taste

0

0

-5
Saltiness

-1

Umami

Acerbity

Bitterness
Astringent taste

Saltiness-10

Acerbity

Bitterness

Umami
Astringent taste

Fig．
１ Fractions showing the strength of each taste between Mako and Gamuko
The upper figure shows the hydrophilic fraction and the loewr figure the hydrophobic fraction.

232

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
５ NO．
５ ２
０
０
９

目盛り）２
０〜３
４倍の濃度に相当分強かった。また，「ガ

含有比は高く，特に疎水性画分では差が大きかった。

ム子」加工卵巣に対し「真子」加工卵巣はうま味および

３．ハイドロパーオキサイド（HPO）

塩味が強かった。これまで各成熟度合いにある原料卵巣「ガム子」加工卵巣および「真子」原料卵巣と加工卵の中で「ガム子」の卵膜が最も硬く，調味料の浸透が悪巣におけるHPO量（モル比）をFig．
４に示す。

い５）と考えられている。これは「ガム子」に塩味，うま脂質酸化に伴い生じるHPOは苦味やえぐみ，不快臭

味が弱かったという今回の結果と一致した。

を与えるといわれる。しかし「ガム子」および「真子」

２．遊離アミノ酸組成の各加工卵巣のHPO量 を 測 定 し た 結 果 は，そ れ ぞ れ

遊離アミノ酸は食品の呈味を形成するものが多いこと

８
４．
９，９
２．
８（モル比）と，両試料で有意な差はみられなから，本実験では「ガム子」および「真子」各加工卵巣かった。

の遊離アミノ酸組成を調べた。両試料の親水性画分にお４．TMA/TMAO量

ける甘味・うま味を呈する遊離アミノ酸量と苦味を呈す
る遊離アミノ酸量をFig．
２に示す。また，疎水性画分における甘味・うま味を呈する遊離アミノ酸量と苦味を呈するアミノ酸量をFig．
３に示す。

試 料 抽 出 液 中 のTMA／TMAO量 を 測 定 し た 結 果 を
Fig．
５に示す。
TMAOは無臭であるが，還元生成物であるTMAは，魚臭さとされる臭いがあり，食品の味，主にフレーバーに関与する。スケトウダラは体内にTMA／TMAOを有することが知られている９）。加工卵巣「真子」でTMAは分においては「真子」０．
４
３，「ガム子」０．
６
４となった。

２
３
８．
８［!／１
０
０"］
，TMAOは３１
１．
３［!／１
０
０"］
，
「ガ ム

両画分において「ガム子」で苦味を呈する遊離アミノ酸子」でTMAは２
８
７．
９［!／１
０
０"］，TMAOは４
６
６．
９［!／

140

7

120

6

The amount [mg/100 g]

The amoun [mg/100 g]

苦味を呈する遊離アミノ酸の含有比は，親水性画分において，「真子」０．
２
４，「ガム子」０．
３４となり，疎水性画

100
80
60
40

5
4
3
2

20

1

0

0
Thr

Ser

Glu

Gly

Thr

Ala

Ser

Glu

Gly

Ala

3.5

25

3.0
20

The amount [mg /100 g]

The amount ［mg/100 g］

（ 6 ）

15

10

2.5
2.0
1.5
1.0

5
0.5
0

0.0
Val

Met

Ileu

Leu

Tyr

Phe

Lys

Arg

Fig ．
２ Amount of the free amino acids in hydrophilic
fractionVal

Met Ileu Leu Tyr

Phe Lys Arg

Fig．
３ Amount of free amino acids in hydrophobic fraction

（ 7 ）〔報文〕 たらこ原料原卵の成熟度と味

233

1,200

1,000

100
80
60
40

Processed
GamukoProcessed
Mako

The amount [mg/100 g]

Molar ratio （R-OOH/I.S）

120

800

600

400

200
20
0
0

TMA

Fig．
４ Molar ratio of the tarako products from Gamuko
and Mako
I.S. means internal standard

１００"］と「真子」よりも「ガム子」でわずかに多かった。一 方 原 料 卵 巣 の「真 子」にTMAは４
２
５．
６［!／１
０
０
"］
，TMAOは９８３．
９［!／１００"］であり，「真子」および「ガム子」各加工卵巣よりもはるかに多かった。
原料卵巣から加工する段階でTMA／TMAOの量が減

TMAO

Fig．
５ Comparison of the amounts of TMA/TMAO（ trimethylamine and trimethylamine oxide ） in different
tarako products

比が「真子」よりも「ガム子」で高いことがわかった。
苦味に関与するHPO量を測定した結果，「ガム子」と「真子」で差はみられなかった。
TMA／TMAOによる各試料に対する風味への関連性もみられなかった。

少することから，漬け込み加工が魚臭さを軽減させる働
文

きがあると考えられる。
官能検査と味覚センサーによる評価より，「ガム子」と「真子」に有意な差が出たことから，未熟な卵巣と熟したものでは，未熟なものに不快な味が強く，化学分析の結果，「ガム子」に苦味を呈するアミノ酸の含有比が高いことがわかった。たらこ製品の味，特に苦味を呈す

献

１）平成１
７年農林水産省大臣官房統計部

魚卵生産量のうちわけ
２）須山三千三：最新食品加工講座

水産加工（建帛社，

東京）
，p．
１
２
５（１
９
８
１）
３）阪本正博・河野陽子・高橋玄夫：塩タラコの苦味にる原因は，原料卵巣の熟度による苦味を呈する遊離アミ関する試験

ノ酸の含有量が一因であることが明らかにされた。

立釧路水産試験場事業報告書，pp．
１
１
３〜１
１
７（１
９
９
３）

要

約

たらこは流通量，市場価格ともに高い魚卵製品である

水産物の保蔵に関する試験研究４）早渕仁美・藤北海道

恵子・梅木陽子・太田朗子・松山倫也・真鍋征一：流通スケトウダラ卵巣の銘柄と成熟度
お よ び 卵 の 特 性，日 本 調 理 学 会 誌，３
５，２
５
０〜２
５
７

が，品質に差が生じることが問題となっている。一説に

（２
０
０
３）

よると，成熟度の違いがその原因であるといわれている

５）BLIGH, E. G. and DYERW, W. J. : Can. J. Biochem.

が，明らかにはされていない。本研究ではその真偽を確かめることを目的とした。
一般成分組成は，原料卵巣とそれらの製品の成熟段階による違いの有無と呈味の関係を調べるため行ったが，明らかな相関はみられなかった。

Physiol , ３
７，９
１
１〜９
１
７（１
９
５
７）
６）古川秀子：おいしさを測る−食品官能検査の実際（幸書房，東京）
，pp．
７〜１
０（１
９
９
４）
７）SOHN, J. H., TAKI, Y., USHIO, H. and OHSHIMA, T. :Lipids, ４
０, ２
０
３〜２
０
９（２
０
０
５）

成熟段階による呈味の差の有無・その感知の是非を調

８）DYER, W. J. : Amines in fish muscle. I. Colorimetric

べるため官能検査および味覚センサーによる分析を行っ

determination of trimethylamine as the picrate salt, J.

た。その結果，「ガム子」において，より苦味，刺激味

Fish. Res. Board Can., ６, ３
５
１〜３
５
８（１
９
４
５）

を感じられ，味覚センサーでも同様な傾向がみられた。
「ガム子」および「真子」の各加工卵巣を遊離アミノ
酸組成分析に供した結果，苦味を呈するアミノ酸の含有

９）天野慶之：トリメチルアミンオキシドに関する諸問
題，日本水産学会誌，３
７，７
８
４〜７
８
７（１
９
７
１）
（平成２
０年８月２
０日受付，平成２
１年５月２
０日受理）

（ 9 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
５ NO．
５ ２
０
０
９ 〔報

文〕

235

硬肉タイプのモモを軟化させるための簡便なエチレン処理方法
羽 山 裕 子＊§・阪 本 大 輔＊・中 村 ゆ り＊・樫 村 芳 記＊
＊ 農業・食品産業技術総合研究機構果樹研究所

Simple Technique for Softening Stony Hard Peach Fruitby Continuous Ethylene Treatment
HAYAMA Hiroko＊§，SAKAMOTO Daisuke＊, NAKAMURA Yuri＊ and KASHIMURA Yoshiki＊＊

National Institute of Fruit Tree Science, NARO, 2−1 Fujimoto, Tsukuba, Ibaraki

305−8605

Stony hard（SH）peaches lack the ability to synthesize ethylene during fruit maturation which
imparts a crisp flesh even after harvest. However, they can be made to soften and lose theircrispness by being subjected to a continuous ethylene treatment. Ethylene treatment at approximately
１０ppm for ２〜３ days is necessary for SH peach softening. Under experimental conditions, fruit are
exposed to a continuous flow of ethylene in order to avoid CO２ damage - a method whose associatedcosts makes it impractical for commercial use. This study aimed at developing a simple technique tosoften SH peach fruit so as to have a desirable texture for eating. We found that SH peaches could
be successfully softened by a ３-day treatment regardless of temperature（１５, ２５, or ３０℃）using an
improved ethylene emitter and a cardboard box having low gas permeability. The concentrations of O２
and CO２ in the box were kept above １
８．
３％ and below ２．
２％, respectively, during the treatment. No
gas injuries were observed in the flesh. In fruit samples stored for ２ weeks at １
０ or １５℃ prior totreatment, firmness decreased by the same treatment for ２ days, but the texture was worse than thatof the fruit treated on the day of harvest. This study indicates that the firmness of SH peach fruit
can be easily reduced using an improved ethylene emitter and a cardboard box with low gas
permeability, which is cost effective for commercial applications.
（Received Jan. １９, ２００９；Accepted Jun. １
８, ２
０
０
９）
Key words：peach（Prunus persica）, ethylene, softening, flesh firmness,fruit ripening
モモ，エチレン，軟化，果肉硬度，果実成熟

日本で経済栽培されている一般的なモモの果実は，成熟に伴いエチレンを生成する能力は欠如しているが，エ

熟期が近づくと自らエチレンを生成し，そのエチレンに

チレンに対する感受性は正常なため，成熟果実に対して

よって果肉の軟化が促される。しかしながら，硬肉タイ

人為的にエチレンを処理すると果肉を軟化させることがプと呼ばれるモモは，成熟期に達してもほとんどエチレ

できる３），４）。また，エチレン処理を停止すると軟化も停ンを生成しない１）。このため，本タイプのモモは，成熟

止する５）ことから，食べ頃の果肉硬度を維持することがに伴う果皮の着色や糖度の上昇，酸度の低下などは一般可能である。したがって，日持ち性の良さや取り扱いの２）

的なモモと同様に進行するが，果肉は軟化しない 。ま

容易さを生かして果肉が硬いまま貯蔵・流通させ，出荷

た，収穫後もエチレンをほとんど生成しないため，一般

直前にエチレンを処理することで果肉の軟らかいモモと的なモモでみられるような急激な果肉軟化も認められして販売することが可能と考えられる。本技術が実用化

ず２），カリカリとした肉質をもつ。このような特性のたされれば，人為的な軟化制御による出荷時期の調整や出め，硬肉タイプのモモは，日持ち性が極めて良好なだけ

荷期間の延長，さらには長距離輸送を必要とする輸出へでなく，押し傷等が付きにくいことから収穫・出荷過程の対応も可能と考えられ，新たな販路の開拓につながるにおける取り扱いも容易である。しかしながら，日本でものと期待される。

は軟らかい肉質のモモが好まれるため，硬肉タイプのモ

キウイフルーツやバナナではエチレンを利用した追熟モの需要は限定される。一方，硬肉タイプのモモは，成処理が行われている。ただし，これらの果実は，いった

＊ 〒３
０
５―８
６
０
５ 茨城県つくば市藤本２―１§ Corresponding author, E-mail : hhiroko@affrc.go.jp

236

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
５ NO．
５ ２
０
０
９

ん，エチレンを感受すると自らエチレンを生成する。例（ 10 ）

２．エチレン発生剤および機能性段ボール箱の性能

えば，キウイフルーツでは，１５〜１８時間程度エチレンを改良型エチレン発生剤のエチレン発生状況を明らかに処理すればエチレン生成が誘導されることが報告されてするため，密封容器（２０#）にエチレン発生剤１包を入いる６）。しかしながら，硬肉タイプのモモは，エチレン

れて密封し２０℃で３日間放置した。密封容器から定期的を処理してもエチレン生成が誘導されないため，適度なに内部のガスを抜き取り，ガスクロマトグラフ（GC―１
４，

果肉硬度に軟化するまでエチレン処理を継続して実施す

島津製作所）を用いFID検出器によりエチレン濃度を測ることが必要である。エチレン濃度が高いほど短期間で定した。また，機能性段ボール箱のエチレン透過性を明軟化するが，軟化後の果肉が粉質化しやすいことから，

らかにするため，機能性段ボール箱の上下面をOPP製

肉質を損ねずに一般的なモモと同様に軟化させるに粘着テープ（ダンプロンテープ，日東電工）を用いてHは，５〜１０ppmの濃度で２〜３日間処理するのが適当と字貼り（フラップ合わせ目および稜部の両方をH字状に考えられる。２〜３日の間，密閉条件でエチレンを処理シールする方法）により封緘した後，箱内に１!のエチ

すると，果実の呼吸により処理容器内部が低酸素濃度・

レンガス（９９．
５％）を注入し，箱内のエチレン濃度を約高二酸化炭素濃度となりやすく，異臭やガス障害の発生６ppmに調整した後，２０℃で３日間放置した。定期的にが懸念される。このような問題は，エチレンを含む空気

箱内部のガスを抜き取り，エチレン濃度を測定し，箱内を通気させて処理すれば回避できるが，エアポンプやエのエチレン濃度が２分の１となるエチレンガスの半減期

チレンガスボンベなどの設備を必要とするため実用的でを算出した。また，機能性段ボール箱に改良型または市はない。私たちはこれまでにエチレンの前駆体である１販のエチレン発生剤１包を入れて上下面をH字貼りにし―アミノシクロプロパン―１―カルボン酸（ACC）を処理た後，箱内のエチレン濃度を定期的に測定した。

することにより簡便に軟化させることを明らかにしてい３．果実のエチレン処理

る７）が，実用化にあたってはACCの食品添加物等の登録

機能性段ボール箱に

おどろき

および

まなみ

果

実各７果および改良型エチレン発生剤１包を入れ，OPPが必要となる。
そこで，本試験ではキウイフルーツ追熟用のエチレン

製粘着テープを用いて箱の上下面ともH字貼りにより封発生剤およびMA包装等に用いられるガス透過性の低い

緘し，１
５℃，２
５℃または３０℃で２日間，または３日間放機能性段ボール箱を利用した簡易なエチレン処理手法に置した。機能性段ボール箱から毎日箱内の空気を抜き取ついて検討した。ただし，現在市販されているキウイフ

り，エチレン，二酸化炭素および酸素の濃度を測定した。

ルーツ用のエチレン発生剤は，処理開始後，急激に大量

エチレン濃度は上記と同様に測定し，二酸化炭素およびのエチレンを発生するため，長期間にわたり一定のエチ

酸素の濃度は，分流カラム（WG―１００，GLサイエンス）

レン濃度を維持するには適さない。そこで，エチレンをを装着したガスクロマトグラフ（GC―１
４A，島津製作

少量ずつ継続的に発生するように改良した発生剤を供試所）を用いTCD検出器で測定した。処理には収穫翌日した。また，段ボール箱には，箱内のエチレン濃度を維の果実を用いたが， おどろき持可能なガス透過性の低さが求められるが，低すぎるとから機能性段ボール箱に入れ１０℃および１５℃で２週間貯処理期間中に箱内が低酸素濃度・高ニ酸化炭素濃度とな蔵した果実についても実施した。ただし，貯蔵果実に対る危険性が高い。今回は，事前の検討により，MA包装する処理においては，処理温度を２５℃のみとし，処理期等に利用される既存の機能性段ボール箱からこのような間は２日間とした。なお，試験には，収穫翌日の果実を条件を満足できる可能性の高い資材を選択した。

用いた３日間処理では２箱，その他の処理区では３箱以さらに，エチレン処理による出荷調整を想定し，１０℃上を供試した。

または１
５℃で２週間貯蔵した果実における本処理方法の４．果実品質調査

適用性についても検討した。

果肉硬度は，縫合線を挟んだ両側の果皮を薄く剥き，

実験方法
１．材

料
および

硬度計（FT１
１０，Italest）により測定した。また，果肉
硬度測定部位付近の果肉から果汁を搾り，Brixはデジタ
ル糖度計（PR―１
００，アタゴ），pHはpHメーター（pHboy-

試験には慣行の収穫期に収穫した硬肉タイプのモモ
おどろきについては，収穫翌日

まなみの果実を用いた。エチレ

ン処理には，段ボールのライナーに二軸延伸ポリビニル
アルコールフィルムをラミネートした機能性段ボール箱

P２，新電元工業）を用いて測定した。

実験結果および考察
１．エチレン発生剤および機能性段ボール箱の特性

（内寸：４
６
０"×３
０
０"×１
５
０"）
（アイザック石崎産業），

改良型エチレン発生剤を密封容器内で発生させたとこ

およびキウイフルーツ追熟用エチレン発生剤「熟れごろ，エチレン濃度は一定の速度で３日間持続的に増加しろ 」を改良し，エチレン発生量を３分の１とし，発生ており，そのエチレン発生速度は約１４"／hであると推速度を遅くしたもの（大江化学）を用いた。

定された（データ省略）。また，試験に用いた機能性段!

ボール箱およびエチレン発生剤の特性を明らかにするた（ 11 ）〔報文〕 硬肉モモのエチレン処理

237

め，機能性段ボール箱にエチレンガスを注入し，エチレ

く，１５℃では２．
０〜３．
４ppm，２５℃では６．
５〜１
０．
３ppm，

ン透過性を調査したところ，エチレンガスの半減期は３
０℃では８．
８〜１
５．
７ppmであった。これは，使用したエ２．
１時間と推定された（データ省略）。

チレン発生剤が高温ほどエチレンを発生しやすいという改良型エチレン発生剤および市販のエチレン発生剤を特性に起因するものと考えられる。二酸化炭素濃度も処

機能性段ボール箱に封入した場合の箱内エチレン濃度の理温度が高いほど高かったが，最大でも２．
２％であった。

推移をFig．
１に示した。市販品を用いた場合，箱内のエ

一方，酸素濃度は処理温度の影響が小さく，すべての処

チレン濃度は，処理開始後に５００ppmを超える高濃度と理，調査日において１
８．
３〜１
９．
１％であった。モモの低酸なり，その後急激に低下し，２４時間後には４．
６ppm，４８

素障害は酸素濃度３％以下８），高二酸化炭素障害は２％

時間後には検出限界以下となった（Fig．
１A）
。一方，エ

以上９）で認められることから，今回試験した処理温度，

チレン発生量および発生速度を低下させた改良型エチレ

処理期間ではガス障害が引き起こされる可能性は低いとン発生剤を用いた場合では，箱内のエチレン濃度を約５考えられる。また，処理温度が高いほど果実の呼吸が活〜１０ppmに３日間維持することができた（Fig．
１B）
。

発となり酸素消費量および二酸化炭素放出量が増加する

２．エチレン処理が機能性段ボール箱内のガス環境に及と考えられるが，大気中の酸素濃度は二酸化炭素に比べぼす影響て著しく高いため，箱内の酸素濃度に処理温度の影響が改良型エチレン発生剤を
み

おどろき

および

まな

の果実とともに機能性段ボール箱に密封

小さかったものと考えられる。
３．エチレン処理が果実品質に及ぼす影響

し，１
５℃，２
５℃または３０℃に３日間置いた場合の箱内の機能性段ボール箱と改良型エチレン発生剤を用いたエエチレン，二酸化炭素および酸素の濃度変化をTable１

チレン処理が果実品質に及ぼす影響をTable２に示した。

に示した。エチレン濃度は処理時の温度が高いほど高

おどろき

および

まなみ

両品種ともに果肉硬度は

Ethylene concentraion(ppm) Ethylene concentraion(ppm)

処理により大きく低下した。しかしながら， まなみ
では，軟化後の果肉が粉質となりやすく，特に３
０℃の処

600

A

500

理では著しく粉質化した。一方， おどろきでは軟化後の肉質に処理温度間で大きな違いは認められず，何れ400の処理でも良好だったが， 白鳳 ， あかつき

300

等の成

200

熟果実に比べるとやや多汁性に欠ける傾向にあった。こ100のことから，エチレン処理による軟化後の肉質は，硬肉タイプであっても品種によって異なることが明らかとな

0
0

10

20

30

40

50

った。また，果肉の粉質化が著しかった まなみ の３０℃
処理を除き，何れの処理温度でも２日間の処理では果肉

15Bが十分に軟化しておらずカリカリとした食感が残っていたため，処理期間は３日間が適当と考えられた。Brixや

10

pHにエチレン処理の影響は認められなかった（Table
２）
。

5

１
０℃および１５℃で２週間貯蔵した

おどろき

果実に

対するエチレン処理時における箱内のエチレン，二酸化

0
0

10

20

30
40
50
Time(hours)

60

70

80

炭素および酸素の濃度変化をTable３に，果実品質を
Table４に示した。収穫翌日の処理と比較して，処理箱

Fig ．
１ Ethylene concentration in cardboard box with
ethylene emitter before improvement （ A ） and withimproved ethylene emitter（B）

内のエチレン濃度は高く，１
０．
５〜１
５．
５ppmであった。硬肉タイプのモモでは１０℃で貯蔵した場合，２０℃に貯蔵しTable１ Gas concentration in cardboard box during ethylene treatment of SH peaches

Treatment
temperature

Ethylene（ppm）

CO２（％）

O２（％）

Treatment period（days）

Treatment period（days）

Treatment period（days）
１

１

z

３

１

２

３

y

２

３

１
５℃
２
５℃

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

３．
４
１
０．
１

０．
５±０．
１
１．
３±０．
０

０．
７±０．
０
１．
５±０．
２

０．
９
１．
２

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

１
８．
３
１
９．
１

３
０℃

８．
８±０．
６ １
５．
７±０．
７

１
２．
４

１．
７±０．
１

２．
２±０．
２

１．
５

１
８．
７±０．
５ １
８．
５±０．
１

１
８．
６

Mean±SE（n≧３）
Mean（n＝２）

y

２
z

238

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 12 ）

Table２ Fruit quality of SH peaches treated with ethylene
Cultivars‘Odoroki’

Treatment
temperature（℃）‘Manami’Treatment period（days）

Beforetreatment

２

３

１
５℃
２
５℃

１
８．
１±１．
０
１
４．
５±１．
４

３
０℃

Treatment period（days）

Beforetreatment

２

３

１
１．
８±０．
３
８．
８±１．
７

１
６．
７±０．
９
１
３．
８±０．
６

９．
７±０．
８
１
０．
１±０．
４

１
３．
２±０．
９

１
０．
０±０．
９

１
２．
０±０．
３

８．
９±０．
２

１
５℃

１
０．
６±０．
５

１
２．
０±０．
２

１
１．
６±０．
７

１
１．
５±０．
３

２
５℃

１
１．
０±０．
３

１
１．
５±０．
２

１
０．
５±０．
３

１
１．
１±０．
３

３
０℃

１
１．
３±０．
３

１
１．
９±０．
３

１
０．
６±０．
４

１
０．
８±０．
４

１
５℃
２
５℃

４．
２
５±０．
０
６
４．
３
２±０．
０
３

４．
１
５±０．
０
３
４．
３
７±０．
０
５

４．
３
７±０．
０
４
４．
２
８±０．
０
６

４．
２
７±０．
０
３
４．
３
７±０．
０
６

３
０℃

４．
３
７±０．
０
７

４．
４
７±０．
０
８

４．
３
２±０．
０
４

４．
１
７±０．
０
５

Flesh firmness
（N）
３
９．
８±２．
１z

３
１．
４±０．
９

Brix
１
１．
２±０．
２

１
０．
２±０．
１

pH
４．
４
６±０．
０
２

３．
８
４±０．
０
７

z

Mean±SE（n≧６）

Table３ Gas concentrations in cardboard box during ethylene treatment of ‘Odoroki’ peaches stored for ２ weeks

Storagetemperature
１
０℃
１
５℃

Ethylene（ppm）

CO２（％）

O２（％）

Treatment period（days）

Treatment period（days）

Treatment period（days）

１

２

１

２

１

２

１
０．
５±０．
５z
１
０．
５±０．
７

１
５．
５±０．
９
１
４．
９±１．
６

２．
２±０．
１
１．
７±０．
１

２．
７±０．
１
１．
９±０．
３

１
７．
８±０．
１
１
８．
５±０．
１

１
７．
７±０．
２
１
５．
１±０．
８

z

Mean±SE（n＝４）

Table４ Fruit quality of ‘Odoroki’ peaches treated with ethylene after ２ weeks of storage
Storage
Fruit qualityz

Before storage（１day after harvest）

１０℃
Ethylene treatment

１５℃
Ethylene treatment

BeforeAfter

BeforeAfter

Firmness（N）
Brix

４
３．
４±０．
７
１
１．
０±０．
３

９．
５±０．
３
１
２．
４±０．
６

５．
０±０．
３
１
１．
４±０．
２

９．
１±０．
５
１
２．
３±０．
４

５．
７±０．
３
１
１．
９±０．
２

pH

４．
５
１±０．
０
４

３．
８
７±０．
１
９

４．
０
５±０．
０
３

３．
８
７±０．
０
９

３．
９
９±０．
１
０

Mean±SE（n≧５）

（ 13 ）〔報文〕 硬肉モモのエチレン処理たときに比べてエチレンの生成量がわずかに増加するこ
１
０）

239

品質をより高めるための工夫が必要と考えられる。また，とが報告されており ，本試験においても同様に１０℃ま本試験では貯蔵中の腐敗や低温障害の発生を回避するた

たは１５℃の貯蔵によりエチレン生成量が増加したと考え

め，貯蔵温度を１０℃および１５℃としたが，これらの温度られる。また，収穫翌日の処理に比べ，処理箱内の二酸

帯では貯蔵により軟化が進行し，エチレン処理期間が短化炭素濃度は高く，酸素濃度は低い傾向にあったことか縮されることや，エチレン処理後の肉質が劣ることが明ら，２週間の貯蔵は，エチレン処理時の果実の呼吸量をらかになった。今後は貯蔵条件等についてもさらに検討増加させたと考えられた。また，貯蔵温度を比較するする必要がある。

と，１５℃に比べて１
０℃で貯蔵した果実のほうが，エチレ

要ン処理時の箱内の二酸化炭素濃度が高かったことから，

約貯蔵時とエチレン処理時との温度差などがストレスとな

成熟期に達しても果肉が硬く，収穫後の日持ち性も極り，果実の呼吸量が増加した可能性が考えられる。まめて良い硬肉タイプのモモを簡易に軟化することができた，１５℃で貯蔵した果実ではエチレン処理２日後においる技術を開発するため，エチレン発生剤とガス透過性のて，二酸化炭素濃度があまり上昇していないにもかかわ

低い機能性段ボール箱を利用したエチレンの処理手法にらず酸素濃度が１５．
１％と大きく低下していた。この原因ついて検討した。キウイフルーツの追熟用に市販されてについては不明であるが，エチレン処理を３日間行ったいるエチレン発生剤のエチレン発生量を約３分の１に，予備試験においては，１０℃で貯蔵した果実についてもエチレン発生速度を遅くした改良型発生剤，および機能

１
５℃で貯蔵した場合と同様に箱内の酸素濃度が約１
２％ま性段ボール箱を組み合わせることにより，箱内のエチレで低下していたことから，貯蔵した果実に対してエチレンを軟化に必要な５〜１０ppm程度に３日間保持することン処理を行った場合にはエチレン処理２日後以降に箱内ができた。本組み合わせにより，硬肉タイプのモモの酸素濃度が低下する可能性がある。

どろき

および

まなみ

お

の果実に対して収穫翌日に

果肉硬度は，１０℃および１５℃において２週間貯蔵する

１５℃，２５℃および３０℃でエチレン処理を行ったところ，

ことにより大きく低下し，貯蔵後の果肉硬度は両貯蔵温

両品種とも何れの処理温度でも３日間の処理で果実は速度ともに約９Nとなった（Table４）。硬肉タイプのモモ

やかに軟化した。ただし， まなみの果実は，２０〜２
５℃では２週間貯蔵してもほとんど軟化

する傾向が認められた。なお，いずれの処理においても，しないことが知られているが１），５），１０），近年１０℃で貯蔵す

処理期間中における機能性段ボール箱内の二酸化炭素濃１０）では果肉が粉質化

ると果肉の軟化が進行することが報告されており ，本度および酸素濃度は，それぞれ２．
２％以下，１８．
３％以上

試験においても同様の結果が得られたと考えられる。なであったことから果実にガス障害が発生する危険性は低

お，２週間の貯蔵によって果肉硬度は大きく低下したが，いと考えられた。一方，１０℃および１５℃で２週間貯蔵しカリカリとした食感は失われていなかった。一方，２日

た間のエチレン処理によりカリカリとした肉質が失われた。

た場合，２日間の処理で果実は軟化したが，軟化後の肉段ボール箱内のガス環境は，収穫翌日の処理に比べて高質は収穫翌日に処理した場合に比べて，滑らかさに欠け

二酸化炭素，低酸素となったが，異臭やガス障害の発生

た。

おどろき

果実に対して２５℃でエチレン処理を行っは認められなかった。ただし，エチレン処理後の肉質は収穫翌日の処理に比べ，滑らかさに欠けるなど肉質が劣謝辞

独 農業・食品産業技術総合研究機構
本研究は!

る傾向にあった。またその傾向は，１０℃で貯蔵した果実

運営費交付金プロジェクト研究No．
１
８５「高品質国産果においてより顕著であった。果汁のBrixやpHには貯蔵

実・花きの輸出に対応した生産・流通に関する基盤的技

やエチレン処理による影響は認められなかった（Table

術の開発」の助成により実施した。

４）。
文

本研究の結果，キウイフルーツ追熟用の市販品よりもエチレンの発生量および発生速度を抑制した改良型エチ１）HAJI, T. ,YAEGAKI,

献
H.

and

YAMAGUCHI,

M. :レン発生剤とガス透過性の低い機能性段ボール箱を用いChanges in ethylene production and flesh firmness

ることにより，簡便に硬肉モモを軟化させられることがof melting, nonmelting and stony hard peaches

明らかとなった。本手法を利用すれば，硬肉タイプのモ

after harvest, J. Jpn. Soc. Hort. Sci., ７
０, ４
５
８〜４
５
９

モを硬い肉質をもつ特異的な果実としてだけではなく，

（２
０
０
１）

一般的なモモのような軟らかい肉質のモモとしても販売

２）HAJI, T. ,できるものと期待される。特に， おどろき
みYAEGAKI,H.

andYAMAGUCHI,

M. :

は， まな

Varietal differences in the relationship betweenとは異なりエチレン処理後の果肉が粉質化しにくい

maturation characteristics, storage life and ethylene

ため本処理に適した品種と考えられる。ただし， おど

production in peach fruit, J. Jpn. Soc. Hort. Sci., ７
３,

ろき

９
７〜１
０
４（２
０
０
４）

かつき

であってもエチレン処理後の果肉は白鳳 ， あ等の主要品種に比べてジューシーさが乏しく，

３）HAJI, T. ,YAEGAKI,H.

andYAMAGUCHI,

M. :

240

日本食品保蔵科学会誌 VOL．
３
５ NO．
５ ２
０
０
９

Softening of stony hard peach by ethylene and（ 14 ）NAKAMURA, Y. : Regulation of stony hard peach

the induction of endogeneous ethylene by １―

softening with ACC treatment,aminocyclopropane―１―carboxylic aid（ACC）, J. Jpn.

Technol ., ５
０, ２
３
１〜２
３
２．
（２
０
０
８）

Soc. Hort. Sci., ７
２, ２
１
２〜２
１
７（２
０
０
３）

Postharvest Biol.

８）梶浦一郎・岩田正利：果実に及ぼすガス濃度の影響

４）HAYAMA, H. , SHIMADA, T. , HAJI, T. , ITO, A. ,KASHIMURA, Y. and YOSHIOKA, H. : Molecular cloning（第２報）白肉桃大久保果実に及ぼす酸素濃度の影響，
園学雑，４
０，４
２
１〜４
２
９（１
９
７
１）

of a ripening-related expansin cDNA in peach :９）梶浦一郎：果実に及ぼすガス濃度の影響（第８報）

evidence for no relationship between expansin

白肉桃大久保果実に及ぼす炭酸ガス濃度と酸素濃度，

accumulation and change in fruit firmness during

ならびに貯蔵前追熟処理の影響，園学雑，４
２，５
６〜６
４

storage, J. Plant Physiol ., １
５
７, ５
６
７〜５
７
３（２
０
０
０）

（１
９
７
３）

５）HAYAMA,H., SHIMADA, T., FUJII, H., ITO, A. and
KASHIMURA,

１０）BEGHELDOA, M., MANGANARISA, G. A., BONGHIA, C.

fruit

and TONUTTI, P. : Different postharvest conditions

softening and softening-related genes in peach, J.

modulate ripening and ethylene biosynthetic andExp. Bot., ５
７, ４
０
７
１〜４
０
７
７（２
０
０
６）

signalY. : Ethylene-regulationof６）矢野昌充・長谷川美典：キウイフルーツの収穫後における自己触媒的なエチレン生成の特徴について，園
学雑，６
２，６
２
５〜６
３
２（１
９
９
３）
７）HAYAMA, H. , TATSUKI, M. , YOSHIOKA, H. andtransduction

pathways

in

stony

hard

peaches, Postharvest Biol. Technol . , ４
８, ８
４〜９
１
（２
０
０
７）
（平成２
１年１月１
９日受付，平成２
１年６月１
８日受理）

（ 15 ）

Food Preservation ScienceVOL. ３５ NO. ５ ２００
９ 〔Article〕

241

Effects of ‘Tree Ethylene Inhibitory Factors’ on Fruit Dropand Ethylene Production in Persimmons
SUN Ningjing＊１，NAKATSUKA Akira＊２，YAMAUCHI Naoki＊３ and ITAMURA Hiroyuki＊２§＊１ The United Graduate School of Agricultural Sciences, Tottori University, Tottori 680−8553＊２ Faculty of Life and Environmental Science, Shimane University, Nishikawatsu, Matsue, Shimane 690−8504＊３ Faculty of Agriculture, Yamaguchi University, 1677−1 Yoshida, Yamaguchi 753−8515

The concept that fruits on a tree receive ethylene - inhibitory factors（‘tree factors’）transported
from leaves has been supported by several studies. In the present study, the fruit drop and internalor endogenous ethylene synthesis in young ‘Hiratanenashi’ persimmons were promoted markedly by
the leaf - shading or defoliation of fruit - bearing shoots, which supported the existence of ‘ tree
ethylene - inhibitory factors’. The infiltration of a crude leaf extract（extracted in ethanol and dissolvedin phosphate buffer）, and three leaf - extract fractions of different polarities（hexane, ethyl acetate, andaqueous fractions, and four plant hormones（ABA, GA３, IAA, and zeatin）into fruit flesh did not inhibit
endogenous ethylene production in detached young ‘ Hiratanenashi’ persimmons, and thus the leaf
extracts contained none of the expected ‘ tree ethylene - inhibitory factors’. Thus, some kind ofphysical action, for instance water supply, rather than substances in the leaves may act as one of the‘tree ethylene - inhibitory factors’ in persimmons.
（Received Nov. １２, ２
００８；Accepted Mar. ３
０, ２
０
０
９）
Key words：ethylene, defoliation, inhibitory factor, leaf shading, persimmon
エチレン，摘葉，阻害要因，遮光，カキMany kinds of fruit enter the climacteric phase

was also stimulated by girdling. Thus in pears,

soon after harvest, whereas they might not ripen

assimilatory products : and／or other substances infor weeks if left attached to the tree１）. This isphloem sap may prevent fruit ripening on a tree.

classically illustrated by avocados, which do not

Persimmons are not an after-ripening type of fruit,undergo a climacteric phase or ripen if left attachedsuch as avocados, kiwifruits, Chinese pears, andto the tree２）. The defoliation and girdling of branches

European pears, and show no classic ‘ tree factor’bring forward ethylene production in apples byaffect that is typical of avocados, European pears,

nearly１month３）, suggesting that substances enteringand apples. Persimmons mature on the tree andthe fruit from the tree inhibit ripening. Burg andthere is only slight ethylene production by mature１）

ispersimmons on a tree６）, unlike typical climacteric-thetype fruits such as apples３）. In addition, matureparent plant and that harvesting the fruit removes

intact persimmons produce only small amounts ofit from the source of such inhibitors. These unidentified

ethylene when they soften after harvest. On theinhibitors are sometimes referred to as ‘tree factors’４）.

other hand, young or immature persimmons can

Burghypothesized

lowered bythatripening

ethylene

inhibitors

sensitivity

suppliedbyTheslightlarge

require an optimal period of several days or weeks

defoliationofafter harvest to ripen and develop to their best

wounding of persimmons induce fruit drop andquality, and the fruits never soften appreciably on amarkedly increase ethylene production in young

like

５）

tree. MURAYAMA et al .

avocados

anddetermined the effect of

fruit

-

of

shootssynthesize

pears,

amountsethylene７），８） .

kiwifruits,

Europeanbearingandpersimmons９）. These indicate that ethylene production

inhibiting phloem transport on ‘Bartlett’ pear fruit

byripening on a tree, applying girdling treatment toinhibited by leaves on the tree. This phenomenon

the peduncle above the abscission zone. Compared

observedwith control fruits, girdling significantly enhanced

ethylene - inhibitory factors such as ‘tree factors’

the ethylene production in pears. Fruit softening

are synthesized in leaves. However, the term ‘tree§ Corresponding author, E-mail : itamura@life.shimane-u.ac.jp

youngpersimmons
in

young

attached

persimmons

to

a

tree

suggests

is
that

242

Food Preservation Science

VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 16 ）

factors’ refers to ripening inhibitors or ethylene

portion. Persimmons were randomly divided into two

inhibitors provided by the tree during the ripening

groups for the leaf - shading and non - leaf -stage of climacteric - type fruits. Thus, ‘tree ethylene -shading treatments on June １９, １９９０. In the shading

inhibitory factors’ are more appropriate for thetreatment, leaves on the fruit - bearing shoots wereeffects observed in young persimmons. In the fieldshaded by wrapping them in aluminum foil. Fruit

cultivation of persimmons, physiological fruit drop on

drop was observed for ２
０ persimmons daily anda tree during young or immature stages is ainternal

serious problem. Such fruit drop is caused by badreplications every two days.

ethylenewasdetermined

with

three

weather conditions such as short sunlight hours,

Additional fruit - bearing shoots were randomly

excessive precipitation, and typhoons. We hypothesize

divided into two groups for the defoliation and nonthat the problem is due to ethylene synthesis in- defoliation treatments on July ９, ２
００
８. In thepersimmons after the removal of ‘ tree ethylene -defoliated group, all leaves on

inhibitory

factors’.

Itisimportantforpractical

the

shoot

were

removed. Treatments on the tree are illustrated in
Fig．
１. Fruit drop was observed for １
０ persimmons

persimmon cultivation to solve such a problem.
We assume that tree ethylene - inhibitory factors

daily and endogenous ethylene production of fruit

are substances that inhibit ethylene synthesis in

was determined with three replications each day.

fruit, which are transported from the leaves via the（３）Determination of fruit ethylene production

phloem transport system. On the other hand, it is

To assay the internal ethylene concentration ofalso possible that they are not substances but thepersimmons on the tree, persimmons before fruit

result of some physical actions, such as water

dropping

１
０）
〜１
２）

supply. NAKANO et al .

suggested that water

were

detached

anddipped

in

salt

-

saturated solution and decompressed using a vacuum

stress caused by decreased water content in thepump to extract the internal gas. Gas headspacecalyx is the main factor that induces ethylene（０．
５!）was drawn with a glass syringe and injectedsynthesis in detached young persimmons.

into a gas chromatograph fitted with an activated

In

the

present

study,

leaf-

shadinganddefoliation treatment were applied to fruit-bearing
persimmon trees, and the leaf extracts （ including
three fractions of different polarities）and four plantA

growth regulators, namely, indole-３-acetic acid（IAA）,
abscisic acid（ABA）, gibberellic acid（GA３）, and zeatin
were applied to detached persimmons or fruit flesh.
Our objective was to clarify the effects of possible‘tree ethylene - inhibitory factors’ in leaves on fruit

Bdrop and ethylene synthesis in persimmons.

Materials and Methods
１．Effects of leaf shading and defoliation on fruit
drop and ethylene production（１）Plant material

Persimmons cv. ‘Hiratanenashi’Cwere utilized in both experiments. Fruit - bearing
shoots on trees were selected to determine theeffect of leaf shading on fruit drop and ethylene
production in late June, １
９９０, and with the same
cultivar, the effects of defoliation on fruit drop andethylene production were determined in early July,２００８. In each experiment, persimmons were thinned
to two per shoot, choosing fruits that were uniform
in shape without visual defects.
（２）Experimental procedure

In both experiments,

all fruit - bearing shoots were girdled in their proximal

Fig．
１ Summary of on - tree treatments of ‘Hiratanenashi’persimmonControl : Only with girdling of fruit-bearing shoots in the proximal
portion of the shoot（A）.
Leaf-shading : All leaves on a fruit-bearing shoot were wrappedwith aluminum foil（B）.
Defoliation : All leaves on a fruit-bearing shoot were removed（C）.

〔Article〕 ‘Tree Ethylene Inhibitory Factors’ in Persimmon（ 17 ）

243

alumina column and a flame ionization detector

Ethylene concentration was assayed by the same

（Shimadzu GC-１
４, Kyoto, Japan）.The column, injection,

conditions as described above.

and detector temperatures were １
３０, １
５０, and １
５０℃,

２．Effects of leaf extract and its different-polarity
fractions or plant hormones on fruit ethylene

respectively.
To assay endogenous ethylene production of the
fruit on the tree, persimmons before fruit dropping
were detached and the equatorial parts were cut

production（１）Effect of crude leaf extract on fruit ethylene
production

into ５!×５!×５! cubes and mixed together（Fig．
２１）Plant material ： Leaves from ‘ Hiratanenashi’E）. About ５" of the fruit cubes was sealed in a １
９persimmon trees in July, ２００
６ were detached to−! vial with a silicon rubber cap, and incubated

prepareat ２
０℃ under ６０％ humidity for approximately ２０detached from the same trees for infiltration withmin. Our preliminary experiment showed that thecrude leaf extract.

a

crude

leaf

extract,

andfruitswere

ethylene production of young persimmons cut into２）Experimental procedure：Leaves were detachedsmall cubes was very low during the first３h after

from trees on July ２３, ２
００
６. A crude leaf extract

cutting,notwas prepared as follows：２０" of fresh leaves wasshown ）, which indicated that wound - induced

cut into small pieces, homogenized with ２０
０ ! ofandthenincreased

rapidly （ data

ethylene could be avoided within at least１h after
cutting. As described by NAKANO etal .１１）,the

８０％ ethanol（EtOH）for ２ min, and centrifuged at
９７,０
０" for １
０ min. The supernatant was evaporated

incubation time for determining endogenous ethylene

to dryness, and the dry material was dissolved in

was １
０ min to avoid the contamination of wound -１
０
０! of phosphate buffer（pH６．
０）. Persimmons were

induced ethylene. According to these, we adopted

harvested on July ２
５.

２
０min

removedastheincubationtime,

considering

the

were

cut

Fruits
into

with

four

their

calyx

pieceseitherexperimental design. Gas headspace （０．
５! ） washorizontally（Fig．
２B）or vertically along the carpel

drawn from the vial or container with a glass（ Fig ．
２C ）. The fruit pieces and whole fruit withsyringe and injected into the gas chromatograph.

calyx intact （ Fig ．
２A ） were dipped into the leaf

1
A

D

1
2
2

B

Flesh disc：d=12 mm
h=5 mm

1
C

E

1
2
2

Flesh cube：
5mm ×5mm ×5mm
weight = 5g
Fig．
２ Schematic diagrams showing all kinds of excising treatments for ‘Hiratanenashi’ persimmon
A longitudinal view of a whole fruit with the calyx intact（A）.A longitudinal view of fruit cut horizontally into four pieces after removal of
the calyx（B）. A longitudinal and perspective view of fruit cut vertically along a carpel into four pieces after removal of the calyx（C）.A
longitudinal and perspective view of the equatorial section of fruit cut into discs with a cork borer（D）. A longitudinal and perspective viewof the equatorial section of fruit cut into cubes（E）.A, B and C treatments were conducted in２.（ １）；D treatment was conducted in２.
（１），（２）．E treatment was conducted in１．

244

Food Preservation Science

extract and decompressed using a vacuum pump
−３

VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 18 ）

distilled water, adjusted to pH ７．
０ with１N NaOH,

Mpa, ２ min）for the infiltration of theand fractionated with ethyl acetate to separate theleaf extract. The ethylene production of the fruit

ethyl acetate fraction from the aqueous fraction.

pieces and whole fruit was determined with three

The hexane, acetate and aqueous fractions werereplications every day. Student’s t-test was used toevaporated to dryness under reduced pressure andcompare the means of the leaf extract treatments

dissolved in a small volume of ８
０％ EtOH. Eachand controls.

fraction was made up to a volume of １
０
０! with

（４．
６
５
５×１
０

３）Determination of fruit ethylene production ：All parts of the excised fruit pieces or whole fruit

phosphate buffer （ pH６．
０） to generate different polarity fractions of the leaf extract.

were sealed in a ９０
０- ! airtight container, andPersimmons were detached from the same tree

foron July ２
５. The equatorial region of the fruit wasapproximately １
０h. Gas headspace（２!）was drawn

cut into discs（diameter２!, height５!）using a cork

incubated
from

at

the

injected

２
０℃

under

container
into

the

with
gas

６
０％
a

humidity

glass

and

borer（Fig．
２D）. The infiltration of the leaf extract

Ethylene

and its fractions into the flesh discs was conductedsyringechromatograph.

concentration was assayed as described above.

as（２）Effects of leaf extract and its different-polarity

determined with three replications every half - day.

described

above.

Ethylene

production

wasfractions on fruit ethylene production

Student’s t-test was used to compare the means of１）Plant material ： Leaves from ‘ Hiratanenashi’the leaf extract and fraction treatments and thepersimmon trees in July, ２００
８ were detached tocontrols.

constitutive３ ） Determination of fruit ethylene production :fractions of different polarity, and persimmons wereAbout ５" of the flesh discs was sealed in a １
９-!

prepare the leaf extract

and

three

detached from the same trees for infiltration withvial with a silicon rubber cap, and incubated at

the prepared reagents.

２０℃ under ６０％ humidity for approximately２h. Gas

２）Experimental procedure：Leaves were detachedheadspace（０．
５!）was drawn from the vial with afrom trees on July ２３, ２
００
８. Differing from theglass syringe and injected into the gas chromatograph.

extraction method in（１）, the method applied here

Ethylene concentration was assayed as described

was modified to inactivate the enzymes by adding a

above.

boiling step and to improve the extraction efficiency（３）Effects of plant hormones on fruit ethylene

by performing extraction twice. The procedure wasproduction

as follows：２０" of fresh leaves was cut into small１）Plant material：‘Hiratanenashi’ persimmons inpieces, homogenized in ８
０! of ９５％ EtOH （ final

July, ２０
０
７ were detached for infiltration with plant

EtOH concentration ８０％）for２min, and boiled in ahormones.

water bath with a condenser for１h. The solution２）Experimental procedure ： Persimmons

was filtered with a pressure filter（IWAKI ２００!）,

detached

and the filtrate was set aside ;described in（２）（Fig．
２D）. The flesh discs were

the residue was

and

flesh

discs

were

were

preparedasTwoinfiltrated with plant hormones（５００ µM IAA, １
０ µM

filtrates were combined and made up to a volume

IAA, ５００ µM ABA, ５００ µM GA３, or １
０ µM zeatin）

of ２
０
０ ! with ８
０％ EtOH. Half of the solution wasusing the same methodology as that for leaf extract

further

extracted

byboilingfor ３
０ min.

evaporated to dryness under reduced pressure andinfiltration. Owing to their different water solubilities,

dissolved in １
０
０! of phosphate buffer（pH６．
０）as

IAA and ABA（S type）were dissolved in ９９．
９％crude leaf extract.

EtOH（final EtOH concentration１％）, GA３ in distilled

To refine the assay of leaf extract, fractions of
the

crude

leaf

extract

were

toconcentration １％）. Therefore, three control solutions（EtOH - control, H２O - control and NaOH - control）

solvents was performed on the other half of thewere also prepared and used to infiltrate the flesh

８０％ EtOH-extractedbydiscs. Ethylene production was determined with

YAMAUCHI et al . . The solution was fractionatedthree replications every half - day. Student’s t-test

with hexane（×５）to produce the hexane fraction

was used to compare the means of the plant hormone

and EtOH layer. The EtOH layer was evaporated totreatments and controls.

asprepared

NaOH

determine their effects. Fractionation with different
solutionalso

water, and zeatin in １ N NaOH （ final

described１３）

dryness under reduced pressure and dissolved in３）Determination of fruit ethylene production ：〔Article〕 ‘Tree Ethylene Inhibitory Factors’ in Persimmon（ 19 ）

245

differences in ethylene production were observed

Same as described in（２）−３）.

among whole intact persimmons （ Fig ．
４A ）, andResults

persimmons cut horizontally（Fig．
４B）or vertically

１．Effects of leaf shading or defoliation on fruit

along the carpel（Fig．
４C）. In addition, there were no

drop and ethylene production

significant differences in ethylene production among

The persimmons began to drop from the trees

persimmons

after ４ days of leaf shading, and after ７ days alltreated

with

the

leaf

extract

andcontrols. In practice, the same trials were performed

persimmons had abscised. In the control, １
０％ of theon the persimmons earlier on June ２３, ２００６, and thepersimmons dropped after ４ days, and this level

data was identical to the result here （ data notremained unchanged for １
３ days （ Fig ．
３A ）. The

shown）.

internal ethylene concentration increased to ６．
０
９

３． Effects of the leaf extract and its different-

ppm after ４ days of leaf shading, and remainedpolarity fractions on fruit ethylene production
There were few significant differences in ethylene

relatively unchanged in the control（Fig．
３B）.
Persimmons began to drop from trees ２ days

production between flesh discs treated with the leaf

after defoliation, and continued until all persimmons

extract or its fractions and controls. The only

abscised after ７ days, whereas in the control nosignificant differences were observed between thepersimmons abscised after ７ days （ Fig ．
３C ）. The

persimmons treated with the ethyl acetate fraction

endogenous ethylene production increased continuously

and aqueous fraction on day１．
５, and the persimmonsfrom１day to ４ days after defoliation, reaching ９．
８５treated with the hexane fraction on days２ and ２．
５n!／g・h, but remained low in the control（Fig．
３D）.

showed significantly higher ethylene production than

２．Effect of crude leaf extract on fruit ethylene

the controls（Fig．
５）. Ethylene synthesis in the fruit

production

was not inhibited by the leaf extract or the three

Endogenous ethylene production was determined

constitutive fractions.

in ‘Hiratanenashi’ persimmons cut horizontally into
four pieces, in persimmons cut vertically along acarpelinto

four

pieces,

and

in

whole

intactpersimmons.

The

fruitswithandwithoutleaf

80Internal ethylene
concentration（ppm）

Control
Leaf shaded

40
20

12
10
8
6
4
2
0

100

0

2
4
Days after treatment

6

thecontrols

and

flesh

discs

C
Control
Defoliation

80
60
40
20
0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Days after treatment
B
Controlleaf shaded

amongtreated with either ５００ µM IAA, １
０ µM IAA or ５
０
０

A

60

0

There were few significant differences in ethylene
production

Fruit drop（%）

100

production

Ethylene production（nℓ/g･h）Fruit drop（%）

extract infiltration were analyzed. No significant

３． Effects of plant hormones on fruit ethylene

20

0
D

1

2
3
4
5
6
Days after treatment

7

Control
Defoliation

16
12
8
4
0

0

1
2
3
Days after treatment

4Fig．
３ Effects of leaf shading or defoliation on fruit drop and ethylene production in ‘Hiratanenashi’ persimmon
Changes in fruit drop（A, C）, internal ethylene concentration（B）and endogenous ethylene production（D）in persimmons from leaf - shadedshoots（A, B）and defoliated shoots（C, D）. The shading treatment was applied on June１９,１９
９０；the defoliation treatment was applied on
July ９,２
００８. Vertical bars represent the SE of three replications.

Ethylene production（n･ℓ/g･h）

246

Food Preservation Science

ns

40
35

ns

B

35

30

25

25

25

20

20

15

15

ns

ns

10
5
0

ns

20

ns

0

1

2

3

4

5

6

1

ns

10
ns

ns

5

ns

15

ns

10
ns

C

35

30

30

（ 20 ）

40

40

Control
Leaf Extr.

A

VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

2

3

4

ns

ns

5

6

ns

5
0

1

2

3

ns

ns

4

5

ns
6

Days after treatment
Fig．
４ Changes in ethylene production in intact‘Hiratanenashi’ persimmon and pieces of
persimmons detached on July２
５，２
０
０
６

Ethylene production（n･ℓ/g･h）Persimmons were used as whole fruit with the calyx intact（A）or cut into four pieces either horizontally（B）or vertically along a carpel（C）. All fruit samples were then infiltrated with leaf extract or phosphate buffer（control）. Ethylene production was determined daily.
Vertical bars represent the SE of three replications. ns : no significant difference between the control and leaf-extract treatment（P ＝
０．
０
５）.

80

Crude Leaf Extr.

*

60

*

Hexane Fr.
Ethyl acetate Fr.
H2O FrPhosphate - control

*

40

*
20

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Days after treatment
Fig．
５ Changes in ethylene production in ‘Hiratanenashi’ persimmon flesh discs treated with leaf extracts

Ethylene production（n･ℓ/g･h）Persimmons were detached on July２５, ２００８, cut into discs and infiltrated with the crude leaf extract and three constitutive fractions（hexane, ethyl acetate and water ）. Ethylene production was determined every half - day. Vertical bars represent the SE of three
replications.＊ Significant at P !０．
０
５（Student’s t-test between the control and leaf-extract treatments）.

IAA500IAA10
ABA
EtOH - control

A
60
40
20

80

80

80

*

B

GA3
H2O-control

60

40

20

20

*
0

0

0.5 1 1.5

2 2.5

3 3.5 4

ZeatinNaOH - control

60

40

*

0

C

0.5 1 1.5

2 2.5

3 3.5 4

0.5 1 1.5

2 2.5

3 3.5 4Days after treatment
Fig．
６ Changes in ethylene production in Hiratanenashi’ persimmon flesh discs treated with plant hormones
Persimmons were detached on July２５,２００８, cut into discs and infiltrated with plant hormones as follows：１
０µM IAA,５００µM IAA or５００µM ABA（A）;５００µM GA３（B）and１０µM zeatin（C）.Ethylene production was determined every half - day. Vertical bars represent the
SE of three replications.＊ Significant at P !０．
０
５（Student’s t-test between the control and the plant hormone treatments）.

〔Article〕 ‘Tree Ethylene Inhibitory Factors’ in Persimmon（ 21 ）

247µM ABA. The only differences observed were in

extract fractions of differing polarity to investigate

the persimmons treated with ABA １ day （ higher

their effects on ethylene production in detachedthan controls）and ３ days（lower than controls）after

persimmons.

treatment（Fig．
６A）. The flesh discs treated with ５００experiments showed that ethylene synthesis wasµM

suppressed by neither the leaf extracts （ Figs ．
４,

GA３

showedsignificantly

lower

ethylene

production than the controls only on day２（Fig．
６

Results

from

the

two

separate

５）nor its different-polarity fractions（Fig．
５）.

B）. There was no significant difference in ethylene

Gibberellin behaves somewhat like a ‘tree factor’

production between the flesh discs treated with １
０

in persimmons because an exogenous gibberellinµM zeatin and controls （ Fig ．
６C ）. Thus, ethylene

spray improves the shelf life of persimmons after

synthesis by flesh discs was not inhibited by plant

the removal of astringency１５），１６）. However, ITAMURA et

hormones.

al .１７） reported that ethylene production in persimmons
harvested at a mature stage is not inhibited by

Discussion

pretreatment with a gibberellic acid spray of the

SFAKIOTAKIS and DILLEY３） studied the effect of branch

same

fruit

and

leavesatyoungerstagesofethylenedevelopment, even though fruit softening in theconcentration in apples. Isolating the fruit frommature stage is delayed by the treatment. This

girdling

anddefoliationoninternal

leaves by the girdling and defoliation of the bearing

indicates that gibberellic acid is not one of the ‘tree

shootinternal

ethylene - inhibitory factors’. Our present results

ethylene concentration by approximately １ month.

show that plant hormones, including gibberellic acid,

Their data support the concept of fruits receiving

do not inhibit ethylene production in persimmons

ripening inhibitors（‘tree factors’）from leaves. The

（Fig．
６）
.

brought

forwardanincreaseinsame treatments applied to ‘Gala’ and ‘Fuji’ trees

Since the procedure we used to prepare the leaf

and fruits during the maturation stage showed thatextract extracted almost all the components of thethe strength of the ‘ tree factor’ declines as fruit

leaves, it is possible that leaf components or thematurity progresses and tends to be more distinct

plant hormones IAA, GA３, ABA, and zeatin are notin ‘Gala’, which has a shorter growing season and‘ tree ethylene - inhibitory factors’. Alternatively,

matures faster under hot weather１４）. European pears

some kind of physical action, for instance, watershow the same phenomenon in which fruits receive

supply, may have such a function. As shown byripening inhibitors（‘tree factors’）from trees５）. These

NAKANO et al .１０）〜１２）, water stress is the main factor

suggest that ‘ tree factors’ are transported frominducing

leaves to fruits via the phloem transport system

persimmons. Further study is necessary to identify

and inhibit ethylene synthesis in fruits.

which chemical compounds or unknown mechanisms

Persimmons also have a high ethylene production
８）

inhibitethylene

fruit

drop

synthesis

andindetached

ethylene

capability before maturation , which accompanies fruit

persimmon still attached to the tree.

young

synthesisbydrop. The study of the relationship between ethylene

Acknowledgments

evolution and the defoliation or shading of the leaf

Mr. Yousuke Hanaoka and Mr. Satoshi Naritoku,

at a young or immature stage may provide a model

Shimane University, for their help in our research.

We thank Mr. Hisashi Zuihara,for the fruit ripening or softening phenomenon at
the later stage or the low storability after harvest,

References

which is related to ethylene production. Defoliation

１）BURG, S. P. and BURG, E. A. : Ethylene action

and slight wounding treatment of the fruit markedly

and the ripening of fruits, Science, １
４
８, １
１
９
０〜１
１
９
６

previously induced fruit drop and ethylene evolution

（１
９
６
５）

in immature ‘ Hiratanenashi’ persimmons９）, which

２ ） GAZIT, S. and BLUMENFELD, A. :indicated that there are some ethylene inhibitory

matureavocadofruitstoethylene

Response oftreatments

factors in persimmon trees. The present results

before and after harvest, J. Amer. Soc. Hort. Sci.,

obtained after leaf shading and defoliation showed

９
５, ２
２
９〜２
３
１（１
９
７
０）

the

same

fruit

drop

and

ethylene

production３）SFAKIOTAKIS, E. M. and DILLEY, D. R. : Internaltendency（Fig．
３）. To clarify whether these ‘ tree

ethylene concentrations in apple fruits attached toethylene - inhibitory factors’ exist in leaves, weor detached from the tree, J. Amer. Soc. Hort. Sci.,

prepared a crude leaf extract and three leaf -

９
８, ５
０
１〜５
０
３（１
９
７
３）

248

Food Preservation Science

４）ABELES,F.

（ Academic

B. :Press,

Ethylene
New

in

York,

Plant
San

Biology

Francisco,

VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 22 ）

１４）LIN, S. and WALSH, C. S. : Studies of the “treefactor ”

and

its

role

in

the

maturation

andripening of ‘ Gala’ and ‘ Fuji’ apples, Postharvest

London）
, pp．
１
６
３〜１
６
４（１
９
７
３）
５）MURAYAMA, H., SEKINE, D., YAMAUCHI, Y., GAO, M.,
MITSUHASHI, W. and TOYOMASU, T. :Effect ofBiol. Technol ., ４
８, ９
９〜１
０
６（２
０
０
８）
１
５）BEN-ARIE, R., SAKS, Y., SONEGO, L. and FRANK, A. :girdling above the abscission zone of fruit on

Cell‘Bartlett’ pear ripening on the tree, J. Exp. Botany,

persimmon fruits, Plant Growth Reg. , １
９, ２
５〜３
３

５
７, ３
６
７
９〜３
６
８
６（２
０
０
６）

persimmon

metabolism

ingibberellin - treated

（１
９
９
６）

６）ITAMURA, H. , OHNO, Y. and YAMAMURA, H. :Characteristics

wall

of

fruit

softeninginJapanese‘ Saijo’,Acta

Hort, ４
３
６, １
７
９〜１
８
８

（１
９
９
７）

１
６）KITAGAWA, H., SUGIURA, A. and SUGIYAMA, M. :Effects of gibberellin spray on storage quality ofkaki, HortScience, １, ５
９〜６
０（１
９
６
６）
１
７） ITAMURA, H. , FUKUSHIMA, T. , KITAMURA, T. ,７）TAKATA, M. :Respiration, ethylene production

HARADA, H., TAIRA, S. and TAKAHASHI, Y. : Effects

and ripening of Japanese persimmon fruit harvestedof defoliation and foliar application of gibberellic

at various stages of development, J. Japan. Soc.

acid on fruit softening after alcohol treatment ofHort. Sci., ５
２, ７
８〜８
４（１
９
８
３）（ In Japanese withJapanese persimmon ‘Hiratanenashi’, J. Japan. Soc.
Hort. Sci., ６
２, ８
６
７〜８
７
５（１
９
９
４）（In Japanese withEnglish summary）
８）ITAMURA, H. : Relationships between fruit softening,
respiration

anddeastringent

treatment

ethylenebypersimmon （ Diospyros

production
alcohol inkaki

English summary）

after

Japanese

Thunb.

カキ果実の落果とエチレン生成に及ぼす
樹体エチレン阻害要因の影響

var.

‘Hiratanenashi’）fruits harvested at various stages,
J. Japan. Soc. Hort. Sci. , ５
５, ８
９〜９
８（１
９
８
６）（ In孫

寧静＊１・中務Japanese with English summary）＊１

９）ITAMURA, H. , IMABORI, S. , KITAMURA, T. and明＊２・山内直樹＊３・板村裕之＊２§

鳥取大学大学院連合農学研究科

（〒６
８
０―８
５
５
３ 鳥取県鳥取市湖山町南４―１
０１）

FUKUSHIMA, T. : Effect of defoliation on ethylene＊２

島根大学生物資源科学部

（〒６
９
０―８
５
０
４ 松江市西川津町１０６０）evolution of immature Japanese persimmon fruits,
Bull. Fac. Agr. Shimane Univ., ２
３, １
１〜１
５（１
９
８
９）（In

＊３

Japanese with English summary）

山口大学農学部

（〒７
５
３―８
５
１
５ 山口市吉田１
６
７
７―１）

１
０） NAKANO, R. , HARIMA, S. , OGURA, E. , INOUE, S. ,KUBO, Y. and INABA, A. : Involvement of stress-

樹上において，エチレン阻害物質（樹体要因）が葉か

induced ethylene biosynthesis in fruit softening of

ら果実へ供給されるという考えを支持するいくつかの報‘Saijo’ persimmon, J. Japan. Soc. Hort. Sci., ７
０, ５
８
１

告がある。本研究において，カキ

〜５
８
５（２
０
０
１）

と内部または内生エチレン生成が結果枝上の葉の遮光ま

１１）NAKANO, R., INOUE, S., KUBO, Y. and INABA, A. :Waterstress-induced

ethylene

in

the

calyx

triggers

autocatalytic

ethylene

production

and

平核無

幼果の落果

たは摘葉処理によって顕著に促進された。このことは，「樹体エチレン阻害要因」の存在を支持する。また，採
取した

平核無

幼果において，葉の粗抽出液（エタノfruit softening in ‘Tonewase’ persimmon grown inール抽出後リン酸緩衝液に溶解）と異なる極性で分けらa heated plastic-house, Postharvest Biol. Technol ., ２
５,

れた３つの葉の抽出画分（ヘキサン，酢酸エチルと水画

２
９
３〜３
０
０（２
０
０
２）

分）および４つの植物ホルモン（アブシジン酸，ジベレ１２）NAKANO, R., OGURA, E., KUBO, Y. and INABA, A. :Ethylenebiosynthesis

persimmon

fruit

is

リンA３，インドール酢酸とゼアチン）の果肉への浸透

indetachedyoung

処理は内生エチレン生成を抑制しなかった。このことか

inhibitedinandら，期待された「樹体エチレン阻害要因」は葉の抽出液

modulated by water loss from the fruit, Plantに含まれないと考えられた。カキにおいては，「樹体エ

Physiol ., １
３
１, ２
７
６〜２
８
６（２
０
０
３）

チレン阻害要因」は葉中の物質ではなく，むしろ水供給

１３）YAMAUCHI, N. and MINAMIDE, T. :calyx

Chlorophyll

degradation by peroxidase in parsley leaves, J.
Japan. Soc. Hort. Sci., ５
４, ２
６
５〜２
７
１（１
９
８
５）

のようなある種の物理的作用が「樹体エチレン阻害要因」として働くのかもしれない。
（平成２
０年１
１月１
２日受付，平成２
１年３月３
０日受理）

（ 23 ）

Food Preservation ScienceVOL. ３５ NO. ５ ２００
９ 〔Article〕

249

Effects of Postharvest Ethanol Vapor Treatment on
Expression of Genes Involved in Broccoli Senescence
TANINO Akimasa＊，SUZUKI Yasuo＊§ and TERAI Hirofumi＊＊

Graduate School of Agricultural Sciences, Kobe University, 1−1, Rokkodai-cho, Nada-ku, Kobe657−8501

Broccoli（ Brassica oleracea L. Italica Group）senesces rapidly after harvest at room temperature.
Ethanol vapor treatment with ethanol pads suppresses senescence of harvested broccoli. In order tocomprehensively understand the effects of ethanol vapor treatment on various senescence processes,
the expression of genes involved in senescence in harvested broccoli treated with ethylene and ／ orethanol were analyzed. Broccoli branchlets were packed in a perforated polyethylene bag with orwithout ethanol pads and continuously exposed to ethylene or not at ２
０℃ in darkness. The levels of
BoINV2 increased during storage in broccoli treated without ethanol and without ethylene. Ethylene
enhanced the gene expression, which was eliminated by ethanol treatment. The levels of BoCAR1-5,
BoMT1, BoCP5, and BoSPT1 increased in broccoli treated without ethanol, but no acceleration inducedby ethylene was observed. In ethanol-treated broccoli, the levels were suppressed relative to those ofbroccoli treated without ethanol. The levels of BoAPX1 in both groups of broccoli treated with ethanol
tended to be slightly lower than those of broccoli treated without ethanol. No significant changes wereobserved in any of the treatments with regard to BoGDH . These results suggest that ethanol vapor
treatment of harvested broccoli suppressed the expression of genes involved in senescence, leading tosuppression of various senescence processes.
（Received Jan. ２１, ２
００９；Accepted May ２
０, ２
０
０
９）
Key words：broccoli, ethanol, ethylene, postharvest, senescence
ブロッコリー，エタノール，エチレン，ポストハーベスト，老化

Broccoli（Brassica oleracea L. Italica Group）senesces

senescence

involves

rapidly, and the florets turn yellow a few days after

processes.

Recently,complicatedthebroccoliSenescence is an active process involved in gene

prevent senescence and maintain the quality of

expression and is the result of the expression of

harvested broccoli until consumption.

genes involved in senescence. Here, in order toanimportantsenescenceof

harvestedyellowingofflorets.

senescingbroccoli,broccoli,

Ethylene
which

is

shows

role

been

with
７）
〜１
２）

shelf life. Thus, a suitable treatment is necessary to

plays

have

physiologicalassociatedharvest at room temperature, giving broccoli a short

Ethylenesenescence

genes

identified

.

in

the

comprehensively understand the effects of ethanol

includingtheon various senescence processes, we analyzed, in

producedbydetail,atheexpressionofgenes,

which

becomeclimactericsignificantly enhanced during senescence and seem

pattern１）. Exogenous ethylene stimulates ethylene

to be closely related with senescence, in harvested

２）

production and promotes the yellowing of florets .

broccoli treated with ethylene and ／ or ethanol.

Ethanol vapor treatment of harvested broccoli with

Materials and Methods

ethanol pads suppresses the senescence３） ; it maintains
florets green and inhibits ethylene synthesis and４）ethylene treatment

responsiveness .

In addition, some mechanisms of suppression ofbroccolisenescencephysiological

１．Plant materials, ethanol vapor treatment, andbyprocesses

ethanol,focusing

closely

relatedonwithFresh broccoli（Brassica oleracea L. Italica Group）,
domesticallyharvested,waspurchased

atShinkakobeseika Co., Ltd. in this study. Peripheral

senescence５），６）, have been clarified. However, it is notbranchlets

easy to completely clarify these mechanisms because

branchlets（about ７５!）from different heads placed§ Corresponding author, E-mail : ysuzuki@kobe-u.ac.jp

ofbroccoli

were

used,

with

five

250

Food Preservation Science

VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 24 ）

in a polyethylene bag（１８０&×２
８０&, thickness ０．
０３inside each polyethylene bag was measured every&）with two holes（diameter ５&）on both sides, inday

the presence of a ３' ethanol pad（Antimold Mild%,

Shimadzu ）, using an active alumina column （ GL

Freund Industrial Co. Ltd., Japan）as ethanol vapor

Sciences

treatment. An ethanol pad allows ethanol vapor topolyethylene bag using a syringe attached with a

with

an

FID

Inc. ）,

gas

bychromatograph （ GC-８A,

collectinggasinsidethediffuse gradually. Such a pad is made from ethanol

long needle inserted through a vent for air flow

absorbed onto silica gel that is packed with aandspecialethylene-concentration inside was maintained at about ５ "mainly(−１. The injector, column, and detector temperatures

film,

vinylacetate,
regulates

which

is

laminated

with

and

Japanese

paper

and

ethanoldiffusion.

Ethanol

vapor

it

was

confirmed

that

the

ethylenewaswere ２００, ７０, and ２
００℃, respectively. Also, it was

released from a ３' ethanol pad placed in each bag,

confirmed that ethylene treatment in this system

containing １．
８' of ethanol. The ethanol concentration

was satisfactory by observation of the accelerationin the atmosphere of the bag containing broccoliofwith a ３' ethanol pad was about ４
０ pmol !−１. In

shown）. Florets were excised every day during thethe absence of an ethanol pad, ethanol was not

５ day storage, frozen with liquid nitrogen, anddetected３）. Four polyethylene bags containing broccoli

stored at −８
０℃ for analyses.

with or without an ethanol pad were placed in

２．Quantitative real-time PCR

sealed ４( plastic containers with two holes for air

broccolisenescencebyethylene （ datanotTotal RNA was extracted from frozen broccoli

flow. More than one container was used for eachflorets using an RNeasy Plant Mini Kit（Qiagen）.

treatment per sampling day and the containers

cDNA

were not opened until analyses and sampling were

TM

PCR

to be performed in order to maintain the gas

primers. Accumulation levels of the transcripts ofcomposition inside. Air, or air with ５ " ethylene

genes were analyzed by real-time PCR using SYBR

wassynthesized

using

a

TaKaRaRNA

Kit（AMV）（TaKaRa, Japan）with oligo dT( , flowed continuously through the containers at

Premix Ex Taq（TaKaRa）with a Smart Cycler II

６ ( h−１ and the containers were kept at ２
０℃ in

system（Cepheid）. The primers for real-time PCR

darkness.

−１

broccoli

were designed using Primer ３ software （ http : ／ ／treated ! without ethanol and without ethylenewww. genome. wi. mit. edu／cgibin／primer／primer３. cgi ）;（control）, " without ethanol and with ethylene, #the gene sequences are available in GenBank. The

with ethanol and without ethylene, and $ withprimers are listed in Table. Based on the Ct values,

ethanol and with ethylene. The ethylene concentration

the quantities of gene mRNAs in each sample were

There

were ４ treatments ;Table１ Real-time PCR primers used for evaluation of mRNA levels of genes involved in senescence
Gene namemRNA Genbank
Function or possible function
Accession No.

PrimerName

Sequence

BoINV2

AF２
７
４
２
９
９

Acid invertase２

INV２left
INV２right

５ -ATCGTTTAAGGTGTGGCAGA-３
５ -AAGAATTTGCTGGAGATGGG-３

BoCAR1-５

DQ２
６
７
２
０
０

Citrate synthase

BoCAR１-５left
BoCAR１-５right

５ -TGGGACAGAGCTCTTGGACT-３
５ -ACCCCGGTAATGGTTTAAGG-３

BoMT1

AF４
５
８
４
１
２

Metallothionein-like protein１MT１left

５ -AACTACAACACGGAGTGCGA-３

BoCP5

AF４
５
４
９
６
０

Cysteine protease５

MT１right
CP５left

５ -TCCTGCGTACATGTGATTTACA-３
５ -GATTGGTACGACCAGTAAGCA-３

CP５right

５ -CTATCGCTGTAAACTCCGCTC-３

BoSPT1

AF５
２
５
２
８
１

Serine palmitoyltransferase

SPT１left

５ -GGTGACCTTACCGGAATCAA-３

SPT１right
APX１left

５ -GCCATTACCCCCTCCTTTTA-３
５ -TCACTGATTACGCTGAGGC-３

BoAPX1

AB０
７
８
５
９
９

Ascorbate peroxidase

APX１right

５ -AAAAGCAGCCATGAGTGTTG-３

BoGDH

AB２
１
２
９
３
４

Glutamate dehydrogenase

GDH left
GDH right

５ -CCTGCAGTTGTCACTGGAAA-３
５ -CCGTGCTCATTAAGCAAAGC-３

ACT1

AF０
４
４
５
７
３

Actin

ACT１left

５ -TCGTACTACCGGTATTGTGCTG-３

ACT１right

５ -CCCTCGTAGATTGGAACAGTG-３

（ 25 ）

〔Article〕 Senescence-associated Genes in Broccoli

251

normalized using ACT１ as an internal control, andtranscripts is delayed in broccoli whose senescence

the relative expression level was calculated. The

is delayed by sucrose and CA treatment７）. In this

data

three

research, the levels of BoINV2 were enhanced byreplications±S.E. The presence of a single amplicon

ethylene in broccoli treated without ethanol, whichof predicted size was confirmed by melting curve

suggests that BoINV2 may be induced by ethylene

analyses of the data.

（ Fig ．
１）. The suppression of BoINV2 by ethanol

presented

are

the

mean

of

the

vapor

Results and Discussion

treatmentsuggeststhat

ethanolvapor

treatment may play an important role in delaying

Broccoli senesces rapidly after harvest and has ashort shelf life. The degree of greenness of thebroccoli senescence.
Thelevelsof

BoCAR1-5 increased

gradually

florets is used as a freshness index in broccoli.

during storage in both groups of broccoli treatedEthanol

without ethanol（Fig．
２）. In both groups of broccoli

vapor

treatmentwithethanol

pads

３）

20

closely related with senescence have been focused18

on and clarified ; ethanol vapor treatment inhibits

16

ethylene biosynthesis and responsiveness４）, suppresses

14

the decrease in reducing substances and enzyme
activities associated with the ascorbate ― glutathione
cycle５）, and retards the change of chloroplasts tochromoplasts without any modifications６）. However, it
is

not

clear

whetherethanolvapor

treatment

Relative expression

suppresses the yellowing of florets . Some processes

12
10
8
6
4

suppresses all senescence processes in harvested

2broccoli and, if so, how it suppresses them. In this0

study, using the different strategy described above,0

1

we focused on some genes that are physiologicallyinvolved in the senescence processes and whose
expression

levelsmarkedlychangeduringsenescence and analyzed changes in their levels inbroccoli treated with ethylene and ／ or ethanol forcomprehensive

understanding

of

the

mechanism.

Broccoli stored from ０ to ３ days in storage（DIS）,
except for BoSPT1, was used because florets start
yellowing at ３ DIS at ２
０℃３） and, generally, genes

Broccoli was treated without ethanol and without ethylene（control）（∆）, treated without ethanol and with ethylene（○）,
treated with ethanol and without ethylene（▲）,and treated withethanol and with ethylene（●）. Actin was used as an internal
control. The data represent the means and SEs of the three
replicates. Some error bars and symbols are hidden by symbols.

3.5

The levels of BoINV2 encoding acid invertase

3.0

started to increase at ２ DIS in control broccoli

folds.

In

both

groupsofbroccoli

treatedwithethanol, the levels of BoINV2 remained low until ３
DIS, and no enhancement by ethylene was observed.
Acid invertase may be one of the key enzymes
responsible for the reduction in sucrose levels that
accompanies the rapid deterioration of harvested
broccoli７）. Two acid invertase cDNAs have been
isolated from broccoli （ BoINV1 and BoINV2 ）. The
levelsof

BoINV1 and

BoINV2 issenescence,andlevelsBoINV1.

than

BoINV2 increaseTheduringexpressed

athigheraccumulation

of

these

Relative expression（ Fig ．
１）. In broccoli treated without ethanol andincrease at ２ DIS and were enhanced ２ to ３

3Fig．
１ Changes in levels of BoINV2 in florets of broccoli
treated with or without ethanol and with or without
ethyleneare expressed prior to the phenomena.

with ethylene, the levels of BoINV2 also started to2Days in storage

2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0

1

2

3

Days in storage
Fig ．
２ Changes in levels of BoCAR1-5 in broccoli treatedwith or without ethanol and with or without ethylene
See Fig．
１for a description of the symbols and types of treatment.

252

Food Preservation Science

VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 26 ）

treated with ethanol, the levels of BoCAR1-5 were

nuclear DNA from damage caused by free radicals

roughly constant until ３ DIS, and lower than thoseoccurring during senescence. In broccoli florets, theof broccoli treated without ethanol, except for ２

levels of BoMT1 increase after harvest１２）. Postharvest

DIS. In broccoli florets, the levels of BoCAR1-5

cytokinin treatment suppresses the increase in theencoding citrate synthase which is an enzyme inlevels of BoMT1１１）. The levels of BoMT1 in both

the glyoxylate cycle increase during senescence１０）. In

groups of broccoli treated with ethanol are lower

plants, the glyoxylate cycle plays a role in recycling

than

those

in

both

groupsofbroccoli

treatedlipidswithout ethanol（Fig．
３）. These results are the same

during senescence１３）. In this research, the levels ofas those for cytokinin treatment delaying broccoli

BoCAR1-5 in both groups of broccoli treated without

senescence.

carbonfrom

theturnoverofmembranetheThe levels of BoCP5 encoding cysteine protease

expression of BoCAR1-5 was suppressed by ethanolincreased at １ DIS in both groups of broccoli

treatment （ Fig ．
２）. Therefore, the results suggest

treated without ethanol, and no enhancement bythat the turnover of membrane lipids developing

ethylene was observed（Fig．
４）. In both groups ofduring senescence may be suppressed by ethanol

broccoli treated with ethanol, the levels of BoCP5

vapor treatment.

remained almost constant until ３ DIS. The levels of

ethanol

increased

duringsenescenceandmetallothionein

BoCP5 increase during senescence in postharvest

increased markedly at １ DIS in both groups ofbroccoli florets, and the expression of BoCP5 isbroccoli treated without ethanol, and no enhancement

suppressed in broccoli tissues whose senescence isby ethylene was observed（Fig．
３）. In both groups

delayed

The levels of BoMT1 encodingbypostharvest

treatment
１
１）

such

as

CA

of broccoli treated with ethanol, the levels of BoMT1

storageslightly increased and were lower than those oftransformed with the antisense construct of BoCP5,

broccoli

until ３ DIS.

the yellowing of florets is delayed, and protease

Metallothioneins are proteins that have the ability toactivity remains at preharvest levels. Furthermore,coordinate metal atoms１４）and are thought to be

the yield of soluble proteins is larger than that of

involved in cellular metal homeostasis and tolerancewild-type broccoli９）. In this research, the levels oftreatedwithoutethanol１５）

andsucrosetreatment.

In

broccolimechanisms . Moreover, plant metallothioneins are

BoCP5 increased from ０ DIS to ２ DIS in boththought to play a role in senescing tissue, since thegroups of broccoli treated without ethanol, which

expression of metallothionein genes has been shown

were

１
６）
，
１
７）

to be induced in senescing leaves and stems. Therole of metallothioneins in senescing tissue is notclearly

understood,but

metallothioneinsprotectbyethanolvapor

treatment（ Fig ．
４）, as in broccoli in which senescence isdelayed by CA storage and sucrose treatment.
ThelevelsBoSPT1ofencoding

serine

4.5

20

4.0
Relative expression

18
16
Relative expression

suppressed

14
12
10
8
6

3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0

4

0.5

2

0.0

0
0

1

2

3

Days in storage

0

1

2

3

Days in storage

Fig．
３ Changes in levels of BoMT1 in broccoli treated withor without ethanol and with or without ethylene

Fig．
４ Changes in levels of BoCP5 in broccoli treated with orwithout ethanol and with or without ethylene

See Fig．
１for a description of the symbols and types of treatment.

See Fig．
１for a description of the symbols and types of treatment.

（ 27 ）

〔Article〕 Senescence-associated Genes in Broccoli

253

palmitoyltransferase（SPT）increased gradually during

encoding cytosolic APX, in both groups of broccoli

storage in both groups of broccoli treated without

treated with ethanol tended to be slightly lower

ethanol,

than

and

no

accelerationbyethylene

was

those

of

broccoli

treatedwithoutethanol

observed（Fig．
５）. In both groups of broccoli treated（Fig．
６）. These results were not consistent with thewith ethanol, the levels of BoSPT1 were almost

effects of ethanol vapor treatment on enzymaticconstant until ４ DIS. The senescing floret tissue oflevels ; in control broccoli, APX activities decrease

harvested broccoli shows DNA laddering within ４８

during the storage, while those in ethanol vapor

h of harvest, which is one of the hallmarks oftreatment remain constant６）. In senescing broccoli,

programmed cell death （ PCD ） in plants. Serine

the total activities of APX decrease６），１９）. That is due

palmitoyltransferase is an enzyme in the sphingolipid

to chloroplastic APX ; chloroplastic APX activities

signaling pathway that is assigned a PCD role inplants.

Theaccumulatetranscripts
toof

BoSPT1 andlevelssenescence

of

at ９
６ h

change negligibly２０）. In less senescent broccoli withduringpostharvest treatments, including low temperature

florets８） ,and sucrose feeding, APX activities and expression

which is a reason we performed analysis until ４

of some APX genes do not decrease１９），２１）. Heat

DIS. In this study, the levels of the transcripts oftreatment, which also suppresses broccoli senescence,

BoSPT1 in both groups of broccoli treated without

enhances cytosolic APX activities, which are higher

ethanol also increased during storage, while those inthan those in control, while it has no effect on theboth groups of broccoli treated with ethanol weredecreasesuppressed （ Fig ．
５）. Ethanol treatment seems tosenescing broccoli, the levels of BoAPX1 and BoAPX2,

suppress the PCD of florets of harvested broccoli.

which encode cytosolic APX, slightly increase andharvest-induced

maximum

markedly decrease, while cytosolic APX activities

BoSPT2

broccoliinchloroplasctic

APX

activities２０） .

In

Oxidative stress of fruits and vegetables reduces

the levels of BosAPX and BotbAPX , which encode

storage quality and marketability. The occurrence ofchloroplastic APX, decrease after harvest２２）. Sucrose

reactive oxygen species（ROS）and the capacity oftreatment slightly enhances BoAPX1, not BoAPX2２１）.

horticultural crops to scavenge them are linked to

These results suggest that postharvest treatments

１８）

postharvest quality issues such as senescence . In

could activate cytosolic APX activities through theantioxidant

ascorbate ― glutathioneenhancement of BoAPX1. However, ethanol vapor

cycle is thought to play a crucial role in controlling

treatment did not enhance BoAPX1. Thus, though

the level of ROS. The cycle seems to contribute inboth ethanol vapor treatment and sucrose treatment

delaying the senescence and prolonging the shelf-life

suppress the yellowing of broccoli florets,of horticultural crops. Ascorbate peroxidase（APX）is

effectsa key enzyme in the cycle. The levels of BoAPX1,

constant APX activities in ethanol treated broccoli

enzymes,the

3.0

BoAPX1 seemtobedifferent.

their
The

2.5
Relative expression

2.5
Relative expression

on

2.0
1.5
1.0
0.5

2.0
1.5

1.0
0.5

0.0

0.0
0

1

2

3

4

Days in storage

0

1

2

3

Days in storage

Fig．
５ Changes in levels of BoSPT1 in broccoli treated withor without ethanol and with or without ethylene

Fig．
６ Changes in levels of BoAPX １ in broccoli treatedwith or without ethanol and with or without ethylene

See Fig．
１for a description of the symbols and types of treatment.

See Fig．
１for a description of the symbols and types of treatment.

254

Food Preservation Science

VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 28 ）

might be due to other APX genes. To clarify the

These results suggest that the roles of ethylene ininconsistence and, furthermore, effects of ethanol

broccoli senescence might be limited, as opposed tovapor treatment on the capacity to scavenge ROS,

our prediction, and other factors as well as ethylene

further studies on the expression of isogenes in

could be involved in the progression of senescenceethanol treated broccoli are needed.

in harvested broccoli. In addition, it is demonstratedThelevelsof

BoGDH

encoding

glutamatethatethanolvapor

treatment

suppresses

ethylenedependent

andthe treatments. There were no notable differences

processes,

whichsuggests

among them（Fig．
７）. In senescing plant leaves, thesenescence upstream of the ethylene signal. Also,

nitrogen metabolism changes from assimilation to

ourresultssuggestindependentbothdehydrogenase did not change markedly in any of

that

that

senescenceitregulates

reevaluationofremobilization of nutrition. The genes of GDH playefficiencyof １-methylcyclopropene,which

a role in nitrogen remobilization, and the levels of

ethyleneactionretards

GDH increase during senescence２３）. In this research,yellowing２４），２５） ofthelevels

of

BoGDH

did

not

increase

inhibitor
broccoli,

and
might

be

the

is

an
the

needed.

Induringconclusion, ethanol vapor treatment could be a goodstorage in postharvest broccoli（Fig．
７）. Changes inpostharvest treatment to maintain the quality ofthe expression of GDH in broccoli florets might befruits and vegetables because it suppresses thedifferent from those of leaf senescence, although

expression of genes involved in senescence, leading

postharvest changes in broccoli florets show manytosimilarities to the processes of developmental leaf

regulation mechanism of ripening and senescence ofsenescence１２）.

fruit and vegetables by ethanol treatment remains

In broccoli, senescence starts immediately after
harvest.

In

thegenes,

analyzed

here,

whose

suppressionofsenescence

unclear. Further research willprocesses.

lead

to

The

practical

postharvest applications of ethanol vapor treatment.

expression increases as senescence progresses, theAcknowledgment

We thank Professor MIMURA, T.,

increase

Kobe

for

in

expression

duringsenescencewassuppressed by ethanol vapor treatment. Ethylene is

University,

supportingustoconduct

experiments.

a key factor in broccoli senescence. Thus, at first,
we postulated that exogenous ethylene treatment ofReferencesbroccoli would accelerate the expression of most of

１）KASAI, Y., KATO, M. and HYODO, H. : Ethylene

the genes involved in senescence. However, thebiosynthesis and its involvement in senescence of

gene

whose

exogenous

expression

ethylenewastreatment

accelerated
was

only

by

BoINV2among the seven genes analyzed in this research.

broccoli florets, J. Japan Soc. Hort. Sci., ６
５, １
８
５〜
１
９
１（１
９
９
６）
２）TIAN, M. S., DOWNS, C. G., LILL, R. E. and KING,G. A. : A role for ethylene in the yellowing ofbroccoli after harvest, J. Amer. Soc. Hort. Sci., １
１
９,

1.8

２
７
６〜２
８
１（１
９
９
４）

1.6

３）SUZUKI, Y., UJI, T. and TERAI, H. : Inhibition ofRelative expression

1.4

senescence in broccoli florets with ethanol vapor

1.2

from alcohol powder, Postharvest Biol. Technol ., ３
１,

1.0

１
７
７〜１
８
２（２
０
０
４）

0.8

４）ASODA, T., TERAI, H., KATO, M. and SUZUKI, Y. :0.6

Effects of postharvest ethanol vapor treatment on

0.4

ethylene responsiveness in broccoli, Postharvest Biol.
Technol .,（in press）

0.2

５）SUZUKI, Y., KIMURA, T., TAKAHASHI, D. and TERAI,

0.0
0

1

2

3

H. : Ultrastructural evidence for the inhibition ofchloroplast-to-chromoplast

Days in storage
Fig．
７ Changes in levels of BoGDH in broccoli treated withor without ethanol and with or without ethylene
See Fig.1 for a description of the symbols and types of treatment.

conversioninbroccoli

floret sepals by ethanol vapor, Postharvest Biol.
Technol ., ３
５, ２
３
７〜２
４
３（２
０
０
５）
６）MORI, T., TERAI, H., YAMAUCHI, N. and SUZUKI,
Y. :Effects

ofpostharvest

ethanolvapor

（ 29 ）

〔Article〕 Senescence-associated Genes in Broccoli

255

treatment on ascorbate-glutathione cycle in broccoli

１５）COBBETT, C. and GOLDSBROUGH, P. : Metallothionein :florets, Postharvest Biol. Technol . , ５
２, １
３
４〜１
３
６

roles in heavy metal detoxification and homeostasis,

（２
０
０
９）

Annu. Rev. Plant Biol ., ５
３, １
５
９〜１
８
２（２
０
０
２）

７ ） COUPE, S. A. , SINCLAIR, B. K. , GREER, L. A. ,GAPPER, N. E., WATSON, L. M. and HURST, P. L. :Analysis of acid invertase gene expression during
senescenceofbroccoli

florets,

Postharvest

Biol.

Technol ., ２
８, ２
７〜３
７（２
０
０
３）
PINKNEY, T. T. and EASON, J.

R. :Molecular

analysis of programmed cell death during senescenceArabidopsis

Isolation of cDNA

clones for genes that are expressed during leaf
senescence in Brassica napus, Plant Physiol . , １
０
５,
８
３
９〜８
４
６（１
９
９
４）
１
７）MILLER, J. D., ARTECA, R. N. and PELL, E. J. :８ ） COUPE, S. A. , WATSON, L. M. , RYAN, D. J. ,in１６）BUCHANAN-WOLLASTON, V. :thalianaand

Brassica

oleracea :cloning broccoli LSD １, Bax inhibitor and serine
palmitoyltransferase homologues, J. Exp. Bot. , ５
５,
５
９〜６
８（２
０
０
４）

Senescence-associatedgene

expression

duringozone-induced leaf senescence in Arabidopsis, Plant
Physiol ., １
２
０, １
０
１
５〜１
０
２
３（１
９
９
９）
１
８） LESTER, G. E. : Introduction to the workshop,
HortScience, ３
９, ９
２
３（２
０
０
４）
１
９）YAMAUCHI, N. and KUSABE, A. : Involvement ofascorbate-glutathione cycle in senescence of stored

９）EASON, J. R. , RYAN, D. J. , WATSON, L. M. ,HEDDERLEY, D., CHRISTEY, M. C., BRAUN, R. H. and
COUPE, S. A. : Suppression of the cystein protease,
aleurain, delays floret

and

leaf

senescenceinbroccoli（Brassica oleracea L.）, J. Japan. Soc. Hort.
Sci., ７
０, ７
０
４〜７
０
８（２
０
０
１）
２
０）SHIGENAGA, T., YAMAUCHI, N., FUNAMOTO, Y., andSHIGYO, M. :Effects of heat treatment on an

Brassica oleracea, Plant Mol. Biol . , ５
７, ６
４
５〜６
５
７

ascorbate-glutathione

（２
０
０
５）

（ Brassica

１０）EASON, J. R., RYAN, D., PAGE, B., WATSON, L. andoleracea

cycle

in

L. ） florets,

storedbroccoli

Postharvest

Biol.

Technol ., ３
８, １
５
２〜１
５
９（２
０
０
５）

COUPE, S. A. : Harvested broccoli（Brassica oleracea）

２
１）NISHIKAWA, F., KATO, M., HYODO, H., IKOMA, Y.,

responds to high carbon dioxide and low oxygen

SUGIURA, M. and YANO, M. : Effect of sucrose on

atmosphereascorbate level and expression of genes involvedbyinducing

stress-response

genes,

Postharvest Biol. Technol ., ４
３, ３
５
８〜３
６
５（２
０
０
７）
１
１）GAPPER, N. E. , COUPE, S. A. , MCKENZIE, M. J. ,SINCLAIR, B. K., LILL, R. E. and JAMESON, P. E. :

in

the

ascorbatebiosynthesis

andrecycling

pathway in harvested broccoli florets, J. Exp. Bot.,
５
６, ６
５〜７
２（２
０
０
５）

Regulation of harvest-induced senescence in broccoli

２２）NISHIKAWA, F., KATO, M., HYODO, H., IKOMA, Y.,（Brassica oleracea var. italica ）by cytokinin, ethylene,

SUGIURA, M. and YANO, M. : Ascorbate metabolism

and sucrose, J. Plant Growth Regul ., ２
４, １
５
３〜１
６
５

in harvested broccoli, J. Exp. Bot., ５
４, ２
４
３
９〜２
４
４
８

（２
０
０
５）

（２
０
０
３）

１
２）PAGE, T., GRIFFITHS, G. and BUCHANAN-WOLLASTON,

２３） MASCLAUX, C. , VALADIER, M. H. , BRUGIERE, N. ,V. : Molecular and biochemical characterization of

MOROT-GAUDRY, J. F. and HIREL, B. : Characterization

postharvest senescence in broccoli, Plant Physiol . ,of the sink／source transition in tobacco（Nicotiana

１
２
５, ７
１
８〜７
２
７（２
０
０
１）

tabacum

１３）MCLAUGHLIN, J. C. and SMITH, S. M. : Glyoxylate
cycle enzyme synthesis during irreversible phaseof senescence of cucumber cotyledons, J. Plant
Physiol ., １
４
６, １
３
３〜１
３
８（１
９
９
５）

L. ） shoots

inrelationtonitrogenmanagement and leaf senescence, Planta, ２
１
１, ５
１
０
〜５
１
８（２
０
０
０）
２
４）FAN, X. and MATTHEIS, J. P. :broccoliinstorageisYellowing of

reducedby １ -

１
４） MIR, G. , DOMENECH, J. , HUGUET, G. , GUO, W. ,methylcyclopropene, Hortscience,３
５,８
８
５〜８
８
７（２
０
０
０）

GOLDSBROUGH, P., ATRIAN, S. and MOLINAS, M. : A

２５）KU, V. V. V. and WILLS, R. B. H. : Effect of １-

plant type ２ metallothionein（MT）from cork tissue

methylcyclopropene on the storage life of broccoli,

respond to oxidative stress, J. Exp. Bot., ５
５, ２
４
８
３〜

Postharvest Biol. Technol ., １
７, １
２
７〜１
３
２（１
９
９
９）

２
４
９
３（２
０
０
４）

256

Food Preservation Science

収穫後のエタノール蒸気処理がブロッコリーの老化に関連する遺伝子の発現に及ぼす影響＊＊

谷野晃正 ，鈴木康生 ，寺井弘文＊＊

神戸大学大学院農学研究科

（〒６
５
７―８
５
０
１ 神戸市灘区六甲台町１―１）

VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 30 ）

のみ，エタノール処理のみ，エチレン及びエタノール処
理の４つをもうけた。無処理のブロッコリーにおいて，BoINV2の発現量は増加し，エチレン処理により遺伝子発現は促進され，エタノール処理により抑制された。エタノール処理を行わなかったブロッコリーにおいて，
BoCAR1-5，BoMT1，BoCP5およびBoSPT1の発現量も増加したが，エチレンによる発現の促進は認められなかっブ ロ ッ コ リ ー（Brassica oleracea L. Italica Group）

た。また，エタノール処理によりこれらの遺伝子の発現は収穫後室温では急速に老化する。エタノールパッドにも抑制された。エタノール処理を行ったブロッコリーによるエタノール蒸気処理は収穫したブロッコリーの老化

おけるBoAPX1の発現はエタノール処理しないものに比を抑制する。エタノール蒸気処理の様々な老化プロセス

べ少ない傾向にあった。BoGDH に関してはいずれの処に及ぼす影響を理解するために，エチレンおよびエタノ

理区においても顕著な変動は認められなかった。以上のール処理したブロッコリーをもちいて老化に関連する遺結果から，収穫後のブロッコリーへのエタノール蒸気処

伝子の発現を解析した。ブロッコリーのブランチレット

理は，老化に関連する遺伝子の発現を抑制することが示はエタノールパッドとともに有孔ポリエチレン袋中に包唆された。

装され，暗所下，２０℃で貯蔵した。エチレン処理は貯蔵中通気式で行われた。処理区は，無処理，エチレン処理

（平成２
１年１月２
１日受付，平成２
１年５月２
０日受理）

（ 31 ）

日本食品保蔵科学会誌 VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９ 〔研究ノート〕

257

大豆圧搾ミールを原料とする乳酸発酵食品（ヨーグルト様食品）に適した乳酸菌の選択と免疫賦活活性の検討
鬼 島 直 子＊１§・遠藤修二郎＊２・今 野
仲 野 英 秋＊４・木 元 広 実＊５周＊３＊１ 山形県立農業大学校＊２ 三和油脂株式会社＊３ 山形県農業総合研究センター＊４ 元山形県農業総合研究センター＊５ 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構畜産草地研究所

Screening of Lactic Acid Bacteria for Yogurt Manufacture That Uses Residueof Mechanical Soybean Oil Expression and Immunostimulatory Activity
KIJIMA Naoko＊１§，ENDO Shujiro＊２，KONNO Shu＊３，
NAKANO Hideaki＊４ and KIMOTO Hiromi＊５
Yamagata Prefectural College of Agriculture, 1366, Tunozawa, Sinjyo, Yamagata 996−0052＊２ Sanwa Oil & Fat Co., Ltd., 4−1−2, Hitoichimati, Tendo, Yamatata 994−0044＊３ Yamagata General Agricultural Research Center, 6060−27, Minorigaoka, Yamagata, Yamagata 990−2372＊５ National Institute of Livestock and Grassland Science, 2 Ikenodai, Tsukuba-shi, Ibaraki 305−0901＊１

Mechanically defatted soybean flour is a residue of mechanical soybean oil expression. We tried to
produce a low-fat soybean yogurt with probiotic activity using mechanically defatted soybean flour.
Sixteen strains of lactic acid bacteria were examined for their growth in the fermented soymilk madefrom the mechanically defatted soybean flour, changes in survival rate in cold storage, andimmunostimulatory activity. Production of lactic acid by the tested strains in the fermented soymilk
was also determined. ! Thirteen strains grew well in soymilk made from the flour. Strain F４
７exerted the highest lactic acid production among the tested strains, and the taste evaluation of thefermented soymilk was excellent. Therefore strain F４
７ was selected as a suitable bacterium for thefermentation of soymilk made from the mechanically defatted soybean flour. " Strain H４７induced the
production of cytokines from macrophage-like cell line J７
７
４．
１, indicating that this strain had an
immunostimulatory activity. # Soymilk was fermented using strain H４
７ at ３０℃ for ２
０ hours, and theviable cell count of strain H４
７ was more than １
０８cfu/ml. The fermented soymilk was stored at ５℃ for
７ days, and the viable cell count remained on the order of １
０８cfu/ml. Our study shows that it ispossible to produce probiotic fermented soybean yogurt from mechanically defatted soybean flour.
（Received Jan. ２８, ２００９；Accepted Jun. １
８, ２
０
０
９）
Key words：residue of mechanical soybean oil expression,lactic acid bacteria, immunostimulatory activity,
Soymilk・Soybean milk, yogurt
大豆圧搾ミール，乳酸菌，免疫賦活活性，豆乳，ヨーグルト

近年，スーパーマーケットやコンビニエンスストアの狭しと並べられている。
「プロバイオティクス」というヨーグルト売場には，「プロバイオティック食品」が所のはFULLER（１９８９年）により「腸内微生物のバランス

＊１
＊２
＊３
＊５
§

〒９
９
６―０
０
５
２ 山形県新庄市大字角沢１
３
６
６
〒９
９
４―０
０
４
４ 山形県天童市一日町４―１―２
〒９
９
０―２
３
７
２ 山形県山形市みのりが丘６
０
６
０―２
７
〒３
０
５―０
９
０
１ 茨城県つくば市池の台２Corresponding author, E-mail : kijiman@pref.yamagata.jp

258

日本食品保蔵科学会誌 VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 32 ）を改善することにより宿主生物に有益に働く微生物添加

H６
１，CVT８Wは１０％スキムミルクでそれぞれの適温で物」と定義された。プロバイオティック機能を有する乳

２０時間培養し１
０９cfu／!まで増殖したものを，乳酸菌培酸菌の探索に関して世界中で多くの研究が行われてい養物として用いた。また，B-１，C２
５，D５
８，F４
７，G５
０，

１）
〜３）

H３
６，H４
７，H４
８は MRS 培地（Becton，Dickinson and

筆者らは，これまで山形県における水田転作の最重要

Company，MD）で３０℃で２０時 間 培 養 し て１
０９cfu／!程る。

作物である大豆について，大豆油とその残!の両方を食度まで増殖させた後，遠心分離（１，
５
０
０×G，１
５分間）

品に活用する高付加価値利用の可能性について検討を行して集菌し，滅菌生理食塩水で２回洗浄のうえ，乳酸菌ってきた。その中で大豆をエキスペラーにより物理的に

けん濁液として使用した。

圧搾して搾油した際の残!である圧搾ミールについて，

２．乳酸菌発酵試験のための大豆圧搾ミール豆乳飲料の調整と培養方法

タンパク質の変性が少ない低脂質の大豆の粉として飲料
４）などの食品に利用できる可能性を明らかにした 。

前報の方法によって大豆圧搾ミールを製造し，大豆圧

そこで，この圧搾ミールを原料とした豆乳をプロバイ

搾ミールを高速振動試料粉砕機（TI-１００型）にて粉末とオティック効果が期待できる乳酸菌を用いて，機能性をした。９倍量の水を加えてミキサーで攪拌した後，電子有する低脂質の大豆ヨーグルトをつくることが可能では

レンジで６０秒間沸騰状態を保つように加熱した後，瓶にないかと考えた。

つめて１
２
１℃１
５分間滅菌し，大豆圧搾ミール豆乳を調製

豆乳を原料とするヨーグルト製造においては，大豆臭した。

の低減のためにも，大豆そのものよりも，脱脂大豆が適

豆乳は，一晩浸漬した大豆に，乾物大豆１に対して６しているという報告もあり５），大豆圧搾ミールはヨーグ

倍量の割合で水を加え，ミキサーで２分間磨砕し，水切

ルトの原料として適していると考えられる。

り袋でオカラを分離した。得られた豆乳は電子レンジで本研究では，ヨーグルトの製造に使われている乳酸菌

６
０秒間沸騰状態を保つように加熱した後，１
２
１℃で１
５分

や，発酵食品等から収集され胆汁酸耐性が高いことが確間滅菌した。上記１の乳酸菌培養物および乳酸菌けん濁６）

認された乳酸菌 を供試して，大豆圧搾ミールを原料と液を，豆乳および大豆圧搾ミール豆乳に対し３％となる

する豆乳様飲料中で良好に増殖する乳酸菌を選択した。

ように添加し，軽く振った後，３０℃ないし３７℃のそれぞさらにそれらの中から，食味が良好な菌株，免疫賦活活

れの菌の適温にて，２０時間培養した。

性を示した菌株を選抜し，大豆圧搾ミール豆乳を利用し３．大豆圧搾ミールヨーグルトの品質評価方法
培養後，カードの形成状態の観察を行い，乳酸菌数，たヨーグルト様食品を試作し，冷蔵安定性を検討した。

pHの測定，乳酸測定を行った。

実験方法

乳酸菌数の計測は，圧搾ミール発酵物の希釈液をBCP

１．供試した乳酸菌とその培養方法

加プレートカウント培地（栄研化学株式会社，東京）に

畜産草地研究所で保有している１６種の乳酸菌株を使用接種して，４８時間培養後コロニー数を計測した。大豆圧
搾ミール発酵物中の有機酸含量の定量は，BTB溶液をして発酵試験を行った（表１）。
乳 酸 菌 の う ち，B-５b，５１０，JCM１
１
３
２，L-５
４，L-５
６，

用いたポストカラム誘導体化―可視吸収法によるHPLC

表１ 供試した乳酸菌の一覧表
Strain No.

由

来

培養適温

１
２

B−５b
５
１
０

Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus
Streptococcus thermophilus

不明
不明

３
７℃
３
７℃

３
４

JCM１
１
３
２
L−５
４

Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus casei

ヒト
生乳

３
７℃
３
７℃

５

L−５
６

Lactobacillus casei

生乳

３
７℃

６
７

H６
１
B−１

Lactococcus lactis subsp.cremoris
Lactobacillus helveticus

生乳
エダムチーズ

３
０℃
３
７℃

８

CVT８W

Lactococcus lactis subsp.lactis biovar diacetylactis

チーズスターター

３
０℃

９

C２
５

Lactococcus mesenteroides

粕漬け

３
０℃

１
０
１
１

C６
８
D５
８

Lactococcus lactis subsp.cremoris
Leuconstoc citreum

チーズ
キムチ

３
０℃
３
０℃

１
２

F４
７

Weissella cibaria

キュウリ塩漬け

３
０℃

１
３
１
４

G５
０
H３
６

Lactococcus lactis subsp.lactis
Lactobacillus sakei

生草
泡盛ナマコ

３
０℃
３
０℃

１
５

H４
７

Lactococcus lactis subsp.lactis

キムチナマコ

３
０℃

１
６

H４
８

Lactococcus lactis subsp.lactis

キムチナマコ

３０℃

（ 33 ）

〔研究ノート〕 大豆圧搾ミール乳酸発酵食品

259

分析によって，乳酸・酢酸・クエン酸量を定量した。

（Falcon type２
０４６）に１ウェルあたり５×１
０５／!の濃度

HPLCは，ポ ン プ に 日 本 分 光PU-１
５
８０（流 速１!／min），

で１!を播種し，２日間培養した。培養後，培地を除き，反応液ポンプに日本分光PU-１
５８０（流速１．
５!／min），イ

改めて１
０％FCS-RPMI培地０．
９!を添加した。それぞれンジェクターに日本分光AS-１
５５５-１
０，UV検出器に日本のウェルに１０!の乳酸菌を添加し，２４時間共培養を行い，

分 光UV-１
５
７０（Ex：４４
５nm），カ ラ ム にShodex RSpak

培養上清中のサイトカイン量をサイトカイン測定キット

KC-８
１
１（２連）
，カ ラ ム オ ー ブ ン に 日 本 分 光CO-１
５６０（PharMingen，CA）を 用 い てELISA（enzyme-linked（６０℃）を用いた。

immunosorbent assay）にて測定した。乳酸菌添加試験

食味官能評価は，培養試験で良好に増殖した菌のうち，は２連で３回繰り返して行った。
５．大豆圧搾ミール乳酸菌発酵物の試作と冷蔵保存試験

生草由来など食経験のない菌を除いて，６名のパネルに

大豆圧搾ミール粉末が８％濃度になるように水を加え，より行った。酸味・さわやかさ・甘み・うまみ・まろや
かさ・大豆臭について，強く感じるものを５，感じない

よく攪拌してけん濁し，オートクレーブで１
２
１℃で１
５分

ものを１として，１〜５点の５段階の評価を行った。総間加熱・滅菌し，大豆圧搾ミール豆乳を調製した。これ

合評価として，好きか嫌いかについて，好きなものを５，に，上記１の方法で作成したF４
７株の乳酸菌けん濁液と嫌いなものを１として５段階で評価した。

L５
４株の乳酸菌培養物をそれぞれ１．
５％量添加して３０℃

４．乳酸菌のマクロファージのサイトカイン産生促進能

で２０時間培養した。また，H４
７株は３％量添加して同様の評価に培養した。

MRS培地にて一晩培養した菌体を集菌し，
０．
８
５％NaCl溶液で２回洗浄し，RPMI１６４培地（Sigma Chemical Co.
Mo）にけん濁した。死菌体がマクロファージのサイト
カイン産生に及ぼす影響を調べるため，加熱処理した菌培養終了後，発酵物の乳酸菌数と乳酸含量を３の方法にて測定した。
また，５℃で冷蔵保存し，１週間後と２週間後に乳酸菌数を計測した。

体を調製した。すなわち，洗浄菌体を１
０
０℃，３
０分間加

実験結果

熱処理し，遠心分離後，RPMI１６４０培地にけん濁した。
マクロファージ株は，
BALB／c由来のJ７７４．
１株（ATCC
TIB-６
７：American Type Culture Collection, Rockville,MD）を用いた。細胞は，３７℃で５％CO２存在下，RPMI

１．大豆圧搾ミール豆乳の発酵に適した乳酸菌の選択
豆乳および大豆圧搾ミール豆乳培養後のカード形成状
態，pH，乳酸菌数を表２に示した。

１
６
４
０培地（１
０％不活性化〔３０min，５６℃〕済みの牛胎児供試した１６種のうち，豆乳および大豆圧搾ミール豆乳

血 清〔Sigma〕，１
０
０U／!ペ ニ シ リ ン，１
０
０!／!ス ト レ

中 で，５
１
０，L-５
４，L-５
６，H６
１，CVT８W，C２
５，C６
８，

プトマイシン，５×１
０５M２-メルカプトエタノールをそ

D５
８，F４
７，G５
０，H３
６，H４
７，H４
８の１
３種の菌株が 生 菌

れぞれ含む）で培養した。J７
７
４．
１株は２
４ウェルプレート

数が１
０８cfu／!まで増殖した。そのうち豆乳中では，L-５
４，

表２ 豆乳および大豆圧搾ミールの乳酸発酵物の乳酸菌数，pH，カード形成
菌

圧搾ミール豆乳

名

豆

乳

カード形成

pH

乳酸菌数cfu／!

カード形成

pH

乳酸菌数cfu／!

１
２

B−５b
５
１
０

×
○

６．
１
０
４．
８
７

≦１
０７
３．
５×１
０９

×
○

６．
０
８
５．
０
５

≦１
０７
２．
８×１
０８

３
４

JCM１
１
３
２
L−５
４

○
○

５．
２
５
４．
６
５

≦１
０７
１．
３×１
０９

○
○

４．
５
５
５．
０
５

８．
０×１
０７
１．
８×１
０９

５

L−５
６

○

５．
０
２

５．
４×１
０８

○

５．
０
２

１．
５×１
０９

８

６
７

H６
１
B−１

○
×

５．
５
５
５．
７
０

７．
０×１
０
≦１
０７

×
○

５．
５
５
５．
３
０

３．
１×１
０８
２．
０×１
０７

８

CVT８W

○

５．
９
５

１．
６×１
０９

○

５．
６
５

１．
２×１
０９

４．
５
５

９

１．
２×１
０

○

４．
５
２

２．
６×１
０９

８

９

C２
５

○

１
０
１
１

C６
８
D５
８

○
○

５．
２
５
５．
０
５

３．
０×１
０
３．
８×１
０８

○
×

５．
０
５
４．
６
５

６．
２×１
０８
１．
２×１
０８

１
２

F４
７

○

５．
０
５

２．
８×１
０９

○

４．
９
０

１．
７×１
０９

９

１
３
１
４

G５
０
H３
６

○
×

４．
３
０
５．
４
８

１．
４×１
０
５．
４×１
０８

○
×

４．
５
０
５．
３
５

１．
１×１
０９
４．
１×１
０８

１
５

H４
７

○

４．
４
５

１．
３×１
０８

○

４．
９
０

９．
２×１
０８

１
６

H４
８

○

４．
３
０

３．
８×１
０９

○

４．
４
５

２．
２×１
０９

※

カード形成○

カード形成なし×

260

日本食品保蔵科学会誌 VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

（ 34 ）

L-５
６，CVT８W，C２
５，F４
７，G５
０，H４
８の７種の菌株が，乳発酵用乳酸菌として有望であると考えられた。

大豆圧搾ミール豆乳中では，５１０，L５４，CVT８W，C２
５，２．乳酸菌のマクロファージのサイトカイン産生能の評

F４
７，G５
０，H４
８の７種の菌株が１０９cfu／!以上まで増殖８価した。乳酸菌数が１０cfu／!以上に増殖した豆乳発酵物

発酵試験で良好に増殖した菌株について，免疫担当細のpHは，ほとんどが５．
５以下に低下しており，カードの胞のマクロファージのサイトカイン産生促進能を検討し形成がみられた。豆乳中と大豆圧搾ミール豆乳中での菌たところ，供試した乳酸菌株のうち，H４７が生菌，死菌株の増殖は，ほぼ同じ傾向であった。

の両方で，消化管免疫賦活活性因子であるインターロイ

豆乳および大豆圧搾ミール豆乳の乳酸菌発酵物中の有キン（IL）-６（図３）産生を最も強く誘導した。また，

機酸含量について，図１，２に示した。大豆圧搾ミール

腫瘍壊死因子であるTNF-αについては，H４７は死菌の場

豆乳発酵物中の乳酸量が多いのは，５
１
０，F４
７，G５
０，H

合でTNF-αを最も強く誘導した（図４）。このことから，

４８の４種であった。これらは５１０を除き，漬物や生草なH４７を免疫賦活活性を有する菌株として選択した。

ど，植物由来の菌株であった。また，発酵物中には，乳３．大豆圧搾ミール乳酸菌発酵物の冷蔵保存での乳酸菌

酸以外にもクエン酸や酢酸などが含まれており，菌株にの生存よって差がみられた。これらの酸は発酵物の食味に影響

ヨーグルトの発酵の安定や食味の向上には，複数菌の組み合わせがよいと考え，F４７に組み合わせる菌として，すると推察される。
培養試験で良好に増殖した菌のうち，生草由来など食牛乳の発酵において食味のよいヨーグルトをつくるとさ経験のない菌を除いて，６名のパネルにより食味試験をれており，大豆圧搾ミール豆乳中でも良好に増殖したL-４を選抜し，発酵試験に供した。F４７とL５４をそれぞれ
行ったところ，F４７が酸味，甘み・うまみの点数が高く， ５
大豆臭の点数が低く最も総合評価が高かった（表３）。
以上のことから，良好に増殖し，乳酸の生成量が多く，

１．
５％添加して培養した大豆圧搾ミール豆乳発酵物中の乳 酸 菌 数 は５．
０×１
０８cfu／!に 増 加 し，乳 酸 の 含 量

食味官能評価も良好であったF４７株を大豆圧搾ミール豆

は，９．
７mg／gであった（表４）。H４
７株を３％添加 し て（mg/g）
14（mg/g）
14
lactic12
10acetic12

citric

10

6

6

4

4

2

2

0

0

図１ 圧搾ミール豆乳発酵物中の有機酸含量

8
H4
7
H46
H3
0
G5
7
F4
8
D5
8
C65
C2 ８W
T
CV
1
B1
H6 6
5
L54 2
L- 113
M
JC
0
51
5b
B-

8

8
H4
7
H4
6
H3
0
G5
7
F4
8
D5
8
C6
5 W
C2 ８
T
CV
1
B- 1
H6 6
5
L54 2
L- 113
M
JC
0
51
5b
B-

8

lacticaceticcitric

図２ 豆乳発酵物中の有機酸含量

表３ 大豆圧搾ミール発酵物の食味評価

強

酸 味

さわやかさ

甘み・うまみ

まろやかさ

大豆臭

総合評価

５
１
０
L５
４

３．
８
３．
０

３．
０
３．
０

２．
２
２．
７

２．
８
３．
０

２．
７
３．
０

２．
８
２．
８

L５
６
H６
１

２．
０
１．
３

２．
５
２．
５

３．
２
２．
８

４．
２
３．
５

２．
２
２．
８

３．
２
２．
５

C２
５

２．
７

３．
０

２．
８

３．
３

２．
５

３．
２

D５
８
F４
７

２．
３
３．
５

３．
０
３．
２

３．
２
３．
２

２．
９
３．
２

３．
０
２．
５

３．
２
３．
８

H３
６

１．
８

２．
７

２．
８

２．
８

３．
５

２．
７

H４
７

４．
２

３．
２

２．
３

３．
０

３．
７

２．
５

５←４←３→２→１

弱（ 35 ）

〔研究ノート〕 大豆圧搾ミール乳酸発酵食品

IL-6（pg/m ）
5,000
4,000

261

1.E+10
1.E+09生菌

1.E+08

死菌体

1.E+07
1.E+06
1.E+053,000

1.E+042,000

1.E+03
1.E+021,000

1.E+01
1.E+000B-5b 510 L-54 L-56 H61 8W C25 D58 F47 H36 H47

冷蔵保存7日後

冷蔵保存培養直後
冷蔵保存14日後

対照群に比較して，H４７およびF４７＋L５４の発酵食品投与群でインターロイキン（IL）-６，インタ ー フ ェ ロ ン

生菌
死菌体

1,400

H47

図５ 乳酸発酵物冷蔵保存中の乳酸菌数の推移

図３ 乳酸菌のマクロファージのサイトカイン産生能（IL―６）

TNF-a（pg/m ）1,600

F47 + L54

（IFN）
-γ量が高かった。このことから，今回選抜された

1,200

乳酸菌を用いて製造した大豆圧搾ミール発酵ヨーグルト

1,000は生体レベルでも免疫賦活作用を発揮できる可能性が示800唆された。当該ヨーグルトの機能性については，今後，さらに検討する必要がある。

600

要

400
200
0

約

大豆の物理的搾油残$である，低脂質の大豆圧搾ミー
B-5b 510 L-54 L-56 H61 8W C25 D58 F47 H36 H47

図４ 乳酸菌のマクロファージのサイトカイン産生能（TNF-a）

ルを活用したプロバイオティクス効果をもつ大豆ヨーグ
ルトの開発をめざして，大豆圧搾ミール豆乳中における乳酸菌の生育，乳酸の生成，発酵物中冷蔵時の乳酸菌の生存性，使用乳酸菌の免疫賦活活性を検討した。

表４ 大豆圧搾ミール乳酸菌発酵物の乳酸含量! 大豆圧搾ミール豆乳中で，供試した１６種の乳酸菌

乳酸菌株

乳酸含量（mg／g）のうち，１３種が良好に生育した。このうち，乳酸生

F４
７＋L５
４

９．
７

成量が多く，発酵物の食味評価が高いF４
７株を大豆

H４
７

１
０．
７

圧搾ミール豆乳発酵に適している菌として選択した。
" マクロファージのサイトカイン産生促進能評価において，H４７株が免疫賦活活性を有することが示さ

培養した大豆圧搾ミール豆乳発酵物中の乳酸菌数は２．
１９×１０cfu／!に増加し，乳酸の含量は，１０．
７mg／gであった。
これら発酵物を５℃で７日間保存したところ，いずれ８れた。
# 選択した乳酸菌を大豆圧搾ミール豆乳で３０℃２０時間培養した発酵物は，１０８cfu／!レベル以上に菌数が増加しており，５℃で７日間保存した場合，
１
０８cfu

も１
０cef／!レベル以上の菌が生存していた（図５）。こ／!レベルの菌が生存していたことから，大豆圧搾れらの乳酸菌を使って大豆圧搾ミール発酵ヨーグルトのミール乳酸発酵ヨーグルトの製造が可能であると考製造が可能であり，また，低温安定性がよいことが示さ

えられた。

れた。

この研究は山形県産学官連携共同研究事業「大豆搾油試作したヨーグルトについて，予備試験としてin vivo

残渣利用による新規食品の開発および機能性の評価」

における免疫賦活活性を検討した。マウス（BALB／c，「新規食品素材『大豆圧搾ミール』を活用した機能性食

メス，５週齢，１群３匹）搬入後，１週間馴致した後，品の開発」にて行われたものである。関係諸機関の担当

大豆圧搾ミール乳酸菌培養物を２００"／匹／日ずつ１週間

者の皆様に感謝いたします。

投与した後，脾臓を摘出し，脾臓細胞を３日間培養後，培養上清中のサイトカイン量をELISAにて測定した。
対照群は大豆圧搾ミール飲料のみを投与した。その結果，

文

献１）木元広実：免疫調節機能を有するプロバイオティッ

262

日本食品保蔵科学会誌 VOL．３
５ NO．
５ ２
０
０
９

ク乳酸菌，畜産の研究，１月号，１
５
９〜１
６
４（２
０
０
５）
２ ） KALLIOMAKI,

M, ,SALMINEN,

Nutrition, ９
８, １
１
７
８〜１
１
８
６，
（２
０
０
７）

T. ,

４）鬼島直子：大豆物理的搾油残渣のタンパク質の溶解

Probiotics and性，日本食品科学工学会第５３回大会講演要旨，p．
１
２
４

S. ,

ARVILOMMI, H. and ISOLAURI, E. :（ 36 ）

POUSSA,

prevention of atopic disease : ４-year follow-up of a

（２
０
０
６）

randomized placebo-controlled trial, Lancet, ３
６１,５）吉本朋子・佐藤一精：脱脂大豆分から調製した豆乳

１
８
６
９〜１
８
７
１（２
０
０
３）
３ ） KIMOTO-NIRA, H. , SUZUKI, C. , KOBAYASHI, M. ,とヨーグルト様食品の特性，食科工，４
８，９
０
６〜９
１
２
（２
０
０
１）

SASAKI, K., KURISAKI, J. and MIZUMACHI, K. : Anti-

６）木元広実：沖縄における乳酸菌の収集と特性評価，

aging effect of a lactococcal strain : analysis using

微生物遺伝資源探索収集調査報告書第１
３巻，
（２
０
０
１）

senescence-accelerated, mice. , British, , Journal, of

（平成２
１年１月２
８日受付，平成２
１年６月１８日受理）