博 士（水 産科学 ）木下康 宣
学 位 論 文 題 名

酸素濃度調節によるスルメイカおよび多種水産物の高鮮度保持技術に関する研究
学位論文内容の要旨
生 鮮水産物の鮮度は、その商品価値を左右する最も重要な品質要素のーっである。生きている時のス
ルメ イカは、表皮にも透明感があって内臓が透けて見えるほどである。この時、表皮内に存在する色素胞は 、物理的な刺激に対して活発に拡張・収縮運動を繰り返す。このような状態にあるものは、生鮮イカの 中で最も鮮度が良いと評価され価値が高い。一方、空気中で保管を続けると、色素胞の拡張が進んで体 色が赤黒く変化（発色）していく。この時の色素胞の運動能は、発色の進行と同調して低下する。
そし て、その後は色素胞が収縮して体色が白く変化していく。こうなると、鮮度は悪いと評価され価値が低 下する。このような背景から、イカでは、体色や色素胞の運動能が鮮度指標のーっとして利用されてお り、発色制御という視点からの鮮度保持技術に興味が持たれている。しかしながら、現状では、保管中 に起こる発色のメカニズムは明らかでなく、それを制御する技術も開発されていない。そこで、本研究 では、スルメイカの体色制御に着目し、その高鮮度を維持するための研究を行った。また、得られた結 果により開発された技術が、より広範囲の水産資源の高鮮度保持技術として使用できることを示す
ため 、イカ表皮とは組織性状が異なるウニ生殖腺およぴワカメの品質変化に対する効果ついても検証を行っ た。
第1
章では、体色変化に注目した客観的な評価手法が確立されていないことから、色素胞運動能の評価法 など、新しい表皮性状の評価手法を検討した。また併せて、一般的な保存・流通条件である、空気保管 時の諸性状変化を追跡した。その結果、色素胞の運動能は、神経伝達物質として知られるグルタミン酸 やッーアミノ酪酸に対する反応性を観察することにより評価できることを明らかにした。そして、
この 手法を用いて評価した色素胞の運動能は、官能的な評価結果と良くー致し、発色の進行に伴って低下す ることを確認した。さらに、色素胞運動に重要な役割を果たすであろう表皮中のATP含量は、死後5日 間 に も 亘 っ て 即 殺 直 後 と 同 等 の レ ベ ル に 保 持 さ れ て い る こ と を 見 出 し た 。
次 に第2章では、ATPの生産が通常、酸素を要求する反応で あることから、表皮のATP含量に対する酸素 濃度の影響を検討した。また、このA
TP含量は色素胞運動能や体色変化に影響を与えると予想されるこ とから、酸素濃度が発色にどのような影響を及ばしているかを追跡した。さらに、イカ表皮でATPが長 期間維持される理由を酵素学的な諸性質から検討した。その結果、表皮では、死後の保管中もA
T
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の再生が行われており、即殺時のレベルを維持するために必要な酸素濃度が2．5％以上であることを見出した。一方で、発 色は表皮のA
TP含量と無関係に、保管環境の酸素濃度によって制御されており、発色を起こさない酸素 濃度帯(2.
5―7％）が存在することを明らかにした。この濃度帯は、海水中の環境と一致するものであ った。A
TP再生系について検討した結果、表皮には、Mgによって活性化され、NaClによって安定化される、極めて熱安定性に優れた酵素が存在していることがわかった。このような特性は、筋肉部で知られているものと著しく異なっていた。このことから、死後保管中の表皮のATP含量は、このような酵素に支えられて、再生・維持されていることが明らかとなった。一方で、酸素ガスと窒素ガスを用いて酸素濃度を2．5ー7％に調整した混合ガス中で保管した場合では、発色を抑制できるものの、色素胞運動能までは十分に保持できないことが判明した。色素胞運動能の保持には、酸素濃度以外の要因が存在すると推察された。
そこで第3章では、安定した2． 5‑7％の酸素濃度環境下で、種カの物質が色素胞運動能に及ぼす効果を検討する目的で、イカを海水に浸漬して保管した時の性状変化を追跡した。まず、海水保管した際の体色がどのような変化を示すのか、まったく知見がなかったので、初めに人工海水中で外套膜を保存した際の性状を評価し た。その結果、この環境では、死後5日間にも亘って発色がおこらず、しかも色素胞の運動能が良好に保持されることを見出した。そこで次に、色素胞運動能の保持要因を探るため、海水の主要ミネラルで あるCa、Mg、Kの有無が表皮性状に及ばす影響を検討したところ、色素胞の運動はCaによって直接的に制御されていることが明らかになった。なね、4℃aをトレーサーに用いた実験から、海水と表皮の問では Caの交換が起こっていることを確認した。そして、これらの基礎的な実験室レベルの成果を基に、溶存酸素濃度を高めた海水とともに包装・保管する生鮮スルメイカの保存方法を提案
し、実証試験を行った結果、保管24時間後でも色素胞運動能が良好に保持されていることを確認した。
これらの取り組みにより、刺激に対する色素胞の反応性を保持した、新しいスタイルの生鮮スルメイカの保存・流通技術を開発することができた。
第4章では、これまでの成果が表皮以外の組織にも応用できないかを知る目的で、ウニ生殖腺の保存中の鮮度に対する影響を検討した。ここでは、塩水ウニの調製直後から保存時間の経過に伴っておこる海水の濁りの進行を鮮度低下と捉えた。その結果、共存させる酸素量と生殖腺のATP含量は良く一致し、酸素量が多いほど保 管中の生殖腺のATP含量が高く保持され、外観的な海水の濁り発生が抑制されることがわかった。この間、一般細菌や海洋細菌の増殖も認められなかったことから、酸素を供給した貯蔵は塩水ウニの鮮度保持に有効と判断した。
最後に第5章では、このような技術が植物組織の鮮度保持にも適用できるかを明らかにするため、ワカメを実験材料に検討を行った。生鮮ワカメは加熱によって褐色から緑色へと変化するが、この特性は貯蔵時間の経過に伴い徐々に失われる。そこで初めに、この緑変現象を鮮度指標に利用できるかを検討し、次いで、高酸素濃度下で保存することによってその機能保持が図れなぃか検証を行った。加熱前後の葉体の反射スペク トルを測定したところ、加熱前のワカメでは580nmに最大反射率を示す波長が存在するが、加熱によっ て緑変したものはその波長が560nmへとシフトすることがわかった。この変化を指標に、酸素がワカメの鮮度に与える影響を検討したところ、酸素ガス中で貯蔵することによって、波長ー928←が変化するまでの期間が長く保たれることを見出した。これにより、酸素ガス中での貯蔵は生鮮ワカメの鮮度保持にも有効であることが明らか となった。
以上の結果から、酸素濃度調節による保存は生鮮水産物の鮮度保持にとって有効な技術であると結論した。特に、スルメイカ表皮においては、保管中の酸素濃度を調節することによって、ATP再生といった一部の組織機能を保持したり発色現象 を制御することが可能となり、加えてCa濃度を調節することにより、刺激に対する色素胞の反応性といった生物活性の一部をも持続させたまま保存できることを示し、これらが死後も人為的に制御できることを初めて明らかにした。生物が有する種カの機能は、致死直後の時点で全てが完全に停止してしまうものではない。生物の特性を把握し、適切な保存条件を見出すことによって、さらに多くの生鮮水産物の超鮮度・高品質保持技術の進展が可能になるものと期待される。

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学位論文審査の要旨
主 査 教 授 今 野 久 仁 彦
副 査 教 授 川 合 祐
史
副 査 教 授 佐 伯 宏
樹

学 位論文題名

酸素濃度調節によるスルメイカおよび多種水産物の高鮮度保持技術に関する研究
ス ルメイカ は、函館 の重要な 水産物で ある。多 くは、比較 的価格の 低い発泡 スチロー
ル 容器や木 箱で流通 される鮮 イカであ り、価格 の高い「生 け簀イカ 」や活イ カは流通 量が 限 ら れ て い る 。 函 館 地 域 に お け る、 イ カ の付 加 価 値を 一 層 高め る た め には 、 ． 大量 の 流
通 量のある 鮮イカ（ 生鮮スル メイカ） の高鮮度 化を図り、 付加価値 を向上さ せる技術 の開発が 望まれて いる。
ス ルメイカ は、死後 の保存時 間の経過 に伴って 、体色が全 体的に赤 褐色に変 化する。
そ して、貯 蔵時間が 長くなる にっれ、 退色が起 こり、白色 化する。 この変化 は、目視 で容 易に捉え られるこ とから、 流通関係 者や一般 消費者の間 でイカの 簡易な鮮 度指標と して 広く利用 され、発 色した外 観を示す イカは鮮 度がよいと 評価され る。また 、目視で 容易 に捉えら れる鮮度 指標に、 指で表皮 に刺激を 与えたとき に、色素 胞が拡張 ・収縮と ぃう 運動性を 維持して ものは鮮 度がよい と評価さ れている。 水揚げ直 後のイカ で認めら れる この反応 は、保存 中発色の 進行に伴 って起こ らなくなる 。このた め、イカ 表皮の体 色制 御に対す る産業界 の関心は 高いが、 発色のメ カニズム、 茄よびそ れらに影 響を与え る因 子などに 関する研 究はほと んどない のが現状 である。そ れゆえ、 表皮の性 状を科学 的に 評価する 手法も確 立されて いぬい。 そこで、 本研究では 、をるべ く即殺直 後の状態 に近 い状態、 すなわち 、発色を 起こす前 の状態を 保持し、色 素胞の運 動能を維 持するた めの 生 鮮 ス ル メ イ カ の 保 管 ・ 流 通 技 術 を 開 発 す る こ とを 目 的と して い る。
そ こで、ま ず、生鮮 スルメイ カの発色 程度の定 量化技術を 確立した 。この定 量的な指標 を用いて 、イカの 空気保存 時の発色 および種 々の性状変 化を追跡 した。体 の中心を 体軸 に沿って 通ってい る神経切 断という 方法を用 いて即殺し 、その後 の保存中 の体色変 化
を 追 跡 し た と こ ろ 、 貯 蔵 期 間 と と も に 次 第 に 発 色 が 起 こ り 、 24時 間 後 に は 、 十 分 発 色 した 。また、 色素胞の 運動能が 維持して いるかど うかは、指 で刺激を 与えると いう単純 な
こ と で 評 価 も で き た が 、 神 経 伝 達 物質 に 対 する 反 応 性、 す な わち L一 Gl
uに よ る発 色 と GABA

に よるその抑 制作用が 見られる かどうか 評価すれ ばよいこ とを初めて 示した。一般的に運 動 には ATPを エネ ル ギー が 用 いら れ る ので、表 皮中のATPの 消長を追 跡した。 その結果 、ほとんど 酸素を含 まない窒 素環境下 (0.1％の酸素 濃度）で 保存されたイカ外套膜の表 皮 では 、 24時間 以内にATPが 顕著に減 少するが、 空気中の ような酸 素を取り 入れること ができる環 境では全 く低下し ないこと が分かっ た。この ことから、 イカ表皮内では、死 後 の保 存 中に も酸素が 十分に供 給される環 境であれ ばATPの再生 が行われ ているこ とが 確 かめ ら れた 。また、 表皮内に は、ATP再生系 と思われ るMgーATPaseが脂 質膜構造 とし て存在して いること が、遠心 カを変え た沈殿実 験やゲル ろ過による 分子量分画から明ら かにされた 。高酸素濃度下ではATPは保持されるが、発色が起きてしまうが、2．5一7％
濃 度では発色 が起こら ないまま の状態で 数日問保 存できる ことを見出 した。この酸素濃度 を維持する 方法とし て、海水 貯蔵とい う新しい 方法を試 みたとこを 、ガス中より制御が 簡単である ことが分 かった。 そして、 酸素曝気 した海水 貯蔵という 新しい貯蔵方法を提 案した。海 水に含ま れるミネ ラル成分 からC
a2゛を除くと短時間で表皮全体が白色化する が、Ca2゛の再 添加で回 復したの で、色素細胞の運動を制御している最終的な制御因子は Ca2゛であるこ とを初め て実証し た。そして、これら、基礎的な研究成果を基に、海水パ ック詰めし たイカを 東京まで の陸上輸 送の実証 試験を行 い、高い評 価を受けることを示 した。また 、生体細 胞に酸素 を供給し 、生きて いる状態 での細胞の 反応を維持させると いう考え方 を他の水 産物に応 用できる かを検討 するため 、塩水ウニ 生殖腺およぴ生ワカ メ葉体とい う全く性 状のこと なる水産 物を用い て検討し た。その結 果、ウニ生殖腺が活 き てい る 指標 としてATP含 量が使用 できること を示し、 塩水ウニ のバッグ への酸素 の供 給によって 保存中に 卵巣の細 胞が死に 至り構造 が破壊さ れ、内容物 が浸漬海水中に漏洩 し、海水の 濁りが生 じるとい う現象が 著しく抑 制される ことを示し た。また、生のワカ メは、茶褐 色をして いるが、 加熱によ って緑色 に変化、 それが品質 の指標として利用さ れている。 貯蔵とと もに、こ の変化が 起こらな くなり、 加熱後も褐 色のままになってし ます。生ワ カメを酸 素共存下 で保存す れば、緑 色への変 化をかなり 長期間維持させる
こ と がで きた の でワ カ メで も 酸素 が鮮度 保持に利用で きることを示 した。
これらの研 究成果は 、鮮度低 下が著し く速く、 高鮮度の ままで遠方 まで流通させることができな いという スルメイ カ鮮度保 持、流通 上の問題 を解消する と同時に、新たな可能性を示し ている。 よって、 審査員一 同は申請 者が博士 （水産科学 ）の学位を授与される資格があ ると判定 した。