博士 （ 水産科 学）倪

少偉

学 位 論 文 題 名

淡水魚類筋肉の加熱ゲル形成に関する研究
学位論文内容の要旨
水 産ね り製品 は魚 肉を食塩とともに擂潰して肉糊とし、それを加熱ゲル化 させ て製造 され る。原料魚種としてスケトウダラ、エソ、グチ、イトヨ リダ イ等の ゲル 形成能の強い魚が使用されている。しかし、多くの海産 魚、 全ての 淡水 魚、無脊椎動物肉はゲル形成能が弱い等の理由によって 原料 魚種と して は未利用である。最近、中国における淡水魚類の生産量は著しく増大し、1，400万t（1997年）になっている。そこで、本研究で は淡 水魚か らゲ ル物性の優れたねり製品を製造するための基礎原理を明 らか にする ため に、淡水魚の代表としてコイを用い、アクトミオシンの ゲル 形成の 特徴 を検討した。さらに加熱ゲル形成時の坐りや戻りを調節 する ことに よっ て、弾力性に富む加熱ゲルを製造するための最適技術の 開発 を目的 とし た。そのために、本研究ではアクトミオシンのタンバク 質濃 度を実 際の ねり製品中の濃度である90 mg／gでおこなった。
第一章ではコイ・アクトミオシンの加熱ゲル形成能に及ぼす塩濃度、加熱速 度の 影響を 調べ た。アクトミオシン・ゾルを昇温加熱すると、動的粘弾 性の 変化で 4つの 特徴 的な相 転移 が認め られ た：5‑32、32‑ 43、43‑53、 53‑80℃ で あ る。 貯 蔵 弾 性 率 （ G｜ ） は 32‑ 43℃ で急 増する 。
この時に同時に損失弾性率（G¨）は低下し始めるので、この温度から加熱 ゲル 化 が 開 始 さ れる 。 43‑53℃ でGlは急激 に低 下する が、 これは プ
ロテア ーゼ によら ない 非酵素 的戻 りの現 象で ある。 53 ‑80℃で再ぴG．の増大と、G‥の低下が起きることから加熱ゲルが形成される。しかし、
ゲ ル の Gi値 は 非 常 に 低 く 軟 弱な ゲ ル で あ る 。 そこ で 、 塩 濃 度 （ 0.1‑

2.0MNaCl）と昇温速度（0.5‑5.0℃／min）を変えて最適条件を調べたが、いずれの条 件の下でも脆弱なゲルしか形 成できなかった。
第二章ではコイの直接加熱ゲルは非常に脆弱なことから、ゲル物性の強化策として坐りの導入を考えた。至適条件を知るために種々の温度と時間でアクトミオシン・ゲルを調製したところ、30℃で4時間の坐りが良いことがわかった。この条件での坐り加熱（2段加熱）により、ゲルの破断強度は多少高まることが示されたが、実用レベルの強度には速く及ばなかった。また、コイのアクトミオシン・ゾルは坐り操作に対する応答が無いことが明らかになった。
そこで、微生物 由来のトランスグ ルタミナーゼ（MTGase）の添加による坐 りの導入について検討した。アクトミオシンにMTGaseを0‑5 unit／g添加し、2段加熱でゲル化させ た。SDS‑ PAGEでタンパク質組成変化 を調べた結果、MTGase添加量に 依存してミオシン重鎖が架橋重合された。形成されたゲルの動的粘弾性及ぴ破断強度の測定結果からも坐り が導入され、5 unit／gの MTGase添加で2段加熱ゲルの破断強度は約 500 gwと酵素 無添加時の10倍の値となり、弾力性の強いゲルが形成できることがわかった。
第三章ではゲル形成に及ぼすpHの影響を検討した。アクトミオシ
ン・ゾルの pHを 5.5〜7.0に調 整して加熱ゲルを形成させたところ、
pH 6.0がpH7.0よりもG'値及ぴ破断強度ともにわずかに高いゲルを形成したにすぎなかった。pH7.0で非常に゜弾力性のある強いゲルを形成することが知られているスケトウダラすり身とアクトミオシンを用いてpHの影響を調べたところ、内在性TGaseにより坐りが導入された場合に強いゲル が形成されたことから、ゲル形成の至適pHはTGaseの至適pHに強く影響されていることが明らかになった。スケトウダラの場合もTGaseが作 用しない条件下ではpH6；Oの方がpH7.0よりも少し強い
ゲ ルを 形成 し たが 、い ず れも 脆弱 な ゲル であ っ た。 コイの場合は

MTGaseで坐りを導入 したところ、酵素 の至適pHに近い中性で弾力性のある強いゲルが形成された。
第四章においてはゲル形成に及ぼすプロテアーゼによる戻りの影響について検討した。コイのアクトミオシン・ゾル中に混入する筋原繊維結合型プロテア‐ゼは40℃で作用するものはE‑64で、55℃付近で作用するものはアプ口チニンで阻害されたことから、前者はシステインプロ
テア‐ ゼ、後者はセリン プロテア・ゼに属 するものと推定された。
MTGaseによる坐り導入時にプロテア．ゼ阻害剤を共存させると、阻害剤の効果が認められ、ゲル物性を増強した。
第五章ではサケのねり製品化を検討した。サケもコイと同様に坐りを起さ ない魚種なので、 MTGaseを添加 して坐りの導入を図った。その結果は動的粘弾性の測定でも2段加熱ゲルの破断強度の測定でもゲルの物性 は著しく高められた、SDS‑PAGE分析によルミオシン重鎖は架橋重合されたことが示された。サケのアクトミオシン中のミオシン重鎖は30℃以下の加温で、プロテア．ゼ（カテプシンL）によって強く分解され、E6．4添加によって著しく阻害された。しかし、30℃以上の加熱温度ではミオシン重鎖の分解はほとんど起きなかった。一方、非酵素的戻りはサケでは48℃で起きた。サケのアクトミオシン・ゾルの方がコイと比較して、アクトミオシン自体の粘弾性が高く加熱ゲルを形成しやす
いこと ；MTGaseの作 用を受けやすく、 少量の添加で坐りの効果が高
いこと；筋原繊維結合型のブロテア・ゼを含まないために、高温域での戻りがないことによルスケトウダラタイプのねり製品を製造しやすいと考えられる。プロテアーゼの関与する戻りはその阻害剤と加熱温度の選択により抑制できたので、次に非酵素的戻りの抑制方法を検討した。
第六章では非酵素的戻りを抑制してゲル物性を向上させることを目的 に ア ク ト ミ オ シ ン ・ ゾ ル ． に ア ル コ ー ル 及 び ピ ロ リ ン 酸 Mg塩（PPi‑Mg）を添加してその効果を調べた。エタノール、n‑プタノール

の添加は戻り温度を低下させたが、戻り自体を抑制する効果はなかった。
しかし 、ブ タノー ルは 加熱ゲ ル強 度を著 しく増強した。PPi‑ Mgはアクトミオ シンをアクチンとミオシンに解離させ、加熱ゲル化バ夕一ンをアクトミ オシン型からミオシン類似型に変え、結果的に非酵素的戻りは失われた。しかし、加熱ゲル強度はほとんど同じでP Pi‑Mgの効果はなかった。
第 七章では水晒ししないコイ肉を原料に肉糊を調製し、アクトミオシン・ ゾルの加熱ゲル形成能と比較したところ、直接加熱ゲルでは肉糊ゲルの 方が高いゲル強度を示したが、それでも脆弱なゲルであった。肉糊 中 の 内 在 性 TGaseは ほ と ん ど 作 用 し な か っ た 。 坐 り を MTGaseで 導入した ところ、実用レベルのゲル物性を有する加熱ゲルが形成された。
本 研究結果から、淡水魚の代表として選んだコイとシロサケから弾力性の ある優れたゲル物性を有する加熱ゲルの製造技術が確立された。
最も重 要ナ ょ点は TGaseによ る坐り の導 入が不可欠であることが明らかになっ た点である。プロテアーゼによる戻りの抑制はゲル物性の増強に必要であった。

学 位 論 文 審査 の 要 旨
主査 教授
副査 教授
副査 助教授

関 伸夫
猪 上徳雄
今野久仁彦

学 位 論 文 題 名

淡 水 魚 類 筋 肉 の 加 熱 ゲ ル 形 成 に 関す る 研 究

水産ねり 製品は魚肉 を食塩と ともに擂 潰して肉 糊とし、 それを加 熱ゲル化させて製造され るが、多く の海産魚 、全ての 淡水魚、 無脊椎動 物肉はゲ ル形成能が弱い等の理由に よって原料 魚種とし ては未利 用である 。最近の 中国にお ける淡水魚類の生産量の飛 躍的増大を 背景に、 本論文で は淡水魚 からゲル 物性の優 れたねり製品を製造するた めに、淡水 魚の代表 としてコ イを用い 、アクト ミオシン のゲル形成の特徴
を明 ら か にし た 。 さら に 加 熱ゲ ル 形 成時 の 坐 り （ゲ ル構 造形成の 促進） や戻り（ ゲルの脆 弱 化 ） 機 構 を 解 明 し、 そ れ ら を調 節 す るこ と に よっ て 、 弾力 性 に 富む 加 熱 ゲル 製 造のための 最適技術の 開発に成 功した。 本研究に よって得 られた成 果は以下のように
要約 さ れ る。
1， コ イ ・ ア ク ト ミ オ シ ン の 加 熱 ゲ ル 形 成 能 に 及 ぽ す 塩 濃 度 、 加 熱 速 度 の 影 響 を調べたが 、いずれの 場合も脆 弱なゲル しか形成 されなか った。ア クトミオシン・ゾ
ル を 昇 温 加 熱 す る と 、 動 的 粘 弾 性 の 変 化 で 4つ の 特 徴 的 な 相 転 移 が 認 め ら れ た が 、53℃ で 非 酵 素 的 戻 り が 強 く 起 き る こ と 、 40℃ 以 上 で プ 口 テ ア ー ゼ に よ る 戻 り が 起 きること、 坐り処理に 対する反 応が無い ことなど が、ゲル 形成が弱 い原因であることを明 確 に した 。
2． コ イ の 直 接 加 熱 ゲ ル は 非 常 に 脆 弱 な こ と か ら 、 ゲ ル 物 性 の 強 化 策 と し て 坐 りの導入を 考えた。至 適条件を 知るため に種々の 温度と時 間でアク トミオシン・ゲルを 調 製 し た と こ ろ 、 30℃ で 4時 間 の 坐 り が 良 い こ と が わ か っ た 。 こ の 条 件 で の 坐 り加熱 （ 2段加 熱 ） によ り 、 ゲル の 破 断強 度 は 多 少高 ま っ たが 、 実 用レ ベ ル の強 度 には遠く 及 ば な か っ た 。 そ こ で 、 ト ラ ン ス グ ル タ ミ ナ ー ゼ (TGase)の 添 加 に よ る 坐 り の 導入 効 果 を 検 討 し た 。 TGaseを 0〜 5 unit/g添 加 し 、 2段 加 熱 で ゲ ル 化 さ せ た と こ ろ ミ
オ シ ン 重 鎖 が 架 橋 重 合 さ れ 、 弾 力 性 の強 い ゲル が 形 成で き るこ と が わか っ た 。
3． ゲ ル 形 成 に 及 ぽ す pHの 影 響 を 検 討 し た と こ ろ 、 pH6.0が pH7.0よ り も わ ず かに 高 い ゲ ル を 形 成 し た に す ぎ な か っ た 。 pH7.0で 非 常 に 弾 力 性 の あ る 強 い ゲ ル を 形成 す る ス ケ ト ウ ダ ラ す り 身 を も ち い て pHの 影 響 を 調 べ た と こ ろ 、 内 在 性 TGaseに

よ り坐 り が 導入 さ れた 場 合 に強 い ゲル が 形 成さ れ たことから 、ゲル形 成の至適 pH
ば FGase活 性の 至 適pHに 強く 影 響 され て いる こ と を明 ら かに し た 。コ イ の場 合 もTGaseの 至 適 pHに 近 い 中 性 で 弾 力 性 の あ る 強 い ゲ ル が 形 成 さ れ た 。 ′4．プ 口 テ アー ゼ による 戻りの影 響とその 抑制法を 検討した。 アクトミ オシン・ゾル中 に混入す る筋原繊 維結合型 プ口テアー ゼは40℃で 作用する ものはE‑64で、55℃付近 で作用す るものは アプ口チ ニンで阻害 されたこ とから、 前者はシ ステインプ
口テア ーゼ、後 者はセリ ンプ口テ ア―ゼに属 するものと推定された。TGaseによる坐り導入 時にこれ らのプ口 テアーゼ 阻害剤を共 存させる と、ゲル 物性が増 強された。
5．サ ケ も コイ と 同様 に ゲ ル形 成 能の 弱 い 魚種 なの で、TGaseを添加 して坐り の導入お よびプ口 テアーゼ （カテプ シンL）阻害 剤添加で戻りを抑制することによルス
ケトウ ダラタイ プのねり 製品が製 造できた。
6．非酵 素的戻り を抑制し てゲル物 性を向上させることを目的にアクトミオシン・ゾ ルに ア ル コー ル 及び ピ 口 リン 酸 Mg塩 (PPi‑Mg)を添 加してそ の効果を調 べたが、戻り自 体を抑制 する効果 はなかっ た。しかし 、ブタノ ールは加 熱ゲル強 度を著しく増 強し た 。 PPi一 Mgは アクト ミオシン をアクチ ンとミオ シンに解離 させ、加 熱ゲル化バ夕 一ンをア クトミオ シン型か らミオシン 類似型に 変え、結 果的に非 酵素的戻りは 失 わ れ た 。 し か し 、 加 熱 ゲ ル 強度 の増 大 効果 はな かっ た。
7．コ イ 肉 を原 料 に肉糊 を調製し 、アクト ミオシン ・ゾルの加 熱ゲル形 成能と比較 した と こ ろ、 肉 糊中 の内在性 TGaseはほとん ど作用し なかったの で、外部 から微生 物由 来 の TGaseを添 加して 坐りを導 入したと ころ、実 用レペルの ゲル物性 を有する加熱 ゲルが形 成された 。
本研究 結果から 、淡水魚 の代表と して選んだ コイとシ 口サケか ら弾力性のある優れたゲ ル物性を 有する加 熱ゲルの 形成機構が 解明され 、それら のねり製 品製造技術が確立 された。
したが って、審 査員一同は本論文の審査結果に基づき博士（水産科学）の学位を授与される 資格のあ るものと 判定した 。