hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノメートル粒径領域分散油脂の呈味への寄与ならびにナノ粒子先端機能油脂食品の開拓

o/wエマルションの酸化機構を解明するために,1H-NMRを用いてTAG分子の脂肪酸鎖の緩和時間(T_2)を測定し,脂肪酸鎖の動きから酸化速度との関連を検討した.その結果,粒径6.54μmエマルションよりも粒径0.815μmエマルションの方が,olefin protonのT_2は長いことが示された.以上から,エステル結合状態における脂肪酸鎖の運動性の相違は酸化速度の違いに及ぼす主要な要因であると推測した.その他の要因として,粒子内の極性物質の移動性の違い,界面活性剤による粒子内油相希釈効果および界面活性剤による粒子界面へのくさび効果を提案した.前年度までに特定した化学的,生理学的特性を示す臨界粒径よりも微小粒径領域におけるエマルションについて,エマルションの粒径の相違が実験動物およびヒトの味覚に与える効果を明らかにしようと試みた.スクロース(甘味),デナトニウム(苦味),グルタミン酸ナトリウム(うま味)の味物質を個別に添加したマグロ油,イワシ油および大豆油トリアシルグリセロール(TAG)水中油(o/w)エマルションの油脂粒径の大小が味覚に及ぼす影響を検討した.嗅覚不全処理を施したマウスによる二瓶選択試験は,甘味および苦味を個別に加えた小粒径エマルションの飲食量は大粒径エマルションを上回った.ヒトによる官能検査では,苦味を加えたマグロ油TAGおよびイワシ油TAGの小粒径エマルションの先味を弱く感じた.以上の結果から,油脂粒径は呈味成分を添加したo/wエマルションに対する嗜好性に影響することが明らかとなった.さらに,マグロ油TAGは苦味を抑制する効果がイワシ油TAGよりも顕著であることを確認し,苦味の抑制はマウスおよびヒトにおけるマグロ油に対する選択的嗜好性をある程度説明していることが示唆された.o/wエマルションの酸化機構を解明するために,1H-NMRを用いてTAG分子の脂肪酸鎖の緩和時間(T_2)を測定し,脂肪酸鎖の動きから酸化速度との関連を検討した.その結果,粒径6.54μmエマルションよりも粒径0.815μmエマルションの方が,olefin protonのT_2は長いことが示された.以上から,エステル結合状態における脂肪酸鎖の運動性の相違は酸化速度の違いに及ぼす主要な要因であると推測した.その他の要因として,粒子内の極性物質の移動性の違い,界面活性剤による粒子内油相希釈効果および界面活性剤による粒子界面へのくさび効果を提案した.前年度までに特定した化学的,生理学的特性を示す臨界粒径よりも微小粒径領域におけるエマルションについて,エマルションの粒径の相違が実験動物およびヒトの味覚に与える効果を明らかにしようと試みた.スクロース(甘味),デナトニウム(苦味),グルタミン酸ナトリウム(うま味)の味物質を個別に添加したマグロ油,イワシ油および大豆油トリアシルグリセロール(TAG)水中油(o/w)エマルションの油脂粒径の大小が味覚に及ぼす影響を検討した.嗅覚不全処理を施したマウスによる二瓶選択試験は,甘味および苦味を個別に加えた小粒径エマルションの飲食量は大粒径エマルションを上回った.ヒトによる官能検査では,苦味を加えたマグロ油TAGおよびイワシ油TAGの小粒径エマルションの先味を弱く感じた.以上の結果から,油脂粒径は呈味成分を添加したo/wエマルションに対する嗜好性に影響することが明らかとなった.さらに,マグロ油TAGは苦味を抑制する効果がイワシ油TAGよりも顕著であることを確認し,苦味の抑制はマウスおよびヒトにおけるマグロ油に対する選択的嗜好性をある程度説明していることが示唆された.多くの脂質はエマルション状態で食品中に存在する.したがって,エマルション状態の脂質の酸化を抑制することは食品の加工や貯蔵過程では重要な課題のひとつである.本研究では,水中油型(o/w)エマルションの酸化安定性に及ぼす因子およびo/wエマルションの味覚に及ぼす影響を明らかにするとともに,n-3系高度不飽和脂肪酸の簡便な摂取形態である粉体化油脂の粒径と酸化安定性を検討した.o/wエマルションの油脂粒径が酸化安定性におよぼす影響について検討した.魚油および植物油トリアシルグリセロール(TAG) o/wエマルションの油脂粒径を小さくするにしたがい,酸化安定性は向上した.これまでは,脂質の酸化は粒子界面から進行することから粒子界面の面積の大小が律速と考えられてきた.そこで,o/wエマルションの酸化機構を解明するために,^1H-NMRを用いてTAG分子の脂肪酸鎖の緩和時間(T_2)を測定し,脂肪酸鎖の動きから酸化速度との関連を検討した.その結果,粒径6.54□mエマルションよりも粒径0.815□m

エマルションの方が,olefin protonのT_2は長いことが示された.以上から,エステル結合状態における脂肪酸鎖の運動性の相違は酸化速度の違いに及ぼす主要な要因であると推測した.その他の要因として,粒子内の極性物質の移動性の違い,界面活性剤による粒子内油相希釈効果および界面活性剤による粒子界面へのくさび効果を提案した.臨界粒径領域における呈味に与える効果の判定前年度までに特定した化学的,生理学的特性を示す臨界粒径よりも微小粒径領域におけるエマルションについて,エマルションの粒径の相違が実験動物およびヒトの味覚に与える効果を明らかにすることを目的とした.異種の呈味物質を個別に添加した1μmおよび6μmの単分散粒径を有するマグロ油,イワシ油および大豆油トリアシルグリセロール(TAG)水中油(o/w)エマルションを調製し,o/wエマルション油脂粒径の大小が味覚に及ぼす影響を検討した.嗅覚不全処理を施したマウスに上記の粒径の異なる3種のTAG o/wエマルションを油脂の種類別に与え,二瓶選択試験を行った.うまみ(グルタミン酸ナトリウム),甘味(プロリン)および苦味(デナトニウム)を個別に加えた系においては,甘味および苦味を個別に加えた系において小粒径エマルションの飲食量は大粒径エマルションのそれを上回った.すなわち,油脂粒径の大小はある種の呈味に影響することが確認された.そこで,同様のo/wエマルションに対するヒトによる官能検査により,どの様な呈味の相違を感じ分けているかを詳細に検討したところ,苦味を加えたマグロ油TAGおよびイワシ油TAGの小粒径エマルションでは先味を弱く感じた.一方,大豆油ではこの様な油脂粒径が呈味にあたえる影響は認められなかった.以上の結果は,n-3系高度不飽和脂肪酸の割合の高い水産油脂の粒径は呈味成分を添加したo/wエマルションに対する選択性に影響することが明らかとなった.前年度までに特定した化学的,生理学的特性を示す臨界粒径よりも微小粒径領域におけるエマルションについて,エマルションの粒径の相違が実験動物およびヒトの味覚に与える効果を明らかにしようと試みた.スクロース(甘味),デナトニウム(苦味),グルタミン酸ナトリウム(うま味)の味物質を個別に添加したマグロ油,イワシ油および大豆油トリアシルグリセロール(TAG)水中油(o/w)エマルションの油脂粒径の大小が味覚に及ぼす影響を検討した.嗅覚不全処理を施したマウスによる二瓶選択試験は,甘味および苦味を個別に加えた小粒径エマルションの飲食量は大粒径エマルションを上回った.ヒトによる官能検査では,苦味を加えたマグロ油TAGおよびイワシ油TAGの小粒径エマルションの先味を弱く感じた.以上の結果から,油脂粒径は呈味成分を添加したo/wエマルションに対する嗜好性に影響することが明らかとなった.さらに,マグロ油TAGは苦味を抑制する効果がイワシ油TAGよりも顕著であることを確認し,苦味の抑制はマウスおよびヒトにおけるマグロ油に対する選択的嗜好性をある程度説明していることが示唆された.
足指の接地不良幼児の増加要因及び身体的能力に関する生態学的研究

我々のこれまでの研究において、5歳児に極めて高い割合で足指接地不良児(第5指か第2指及び両指)がいることがわかった。本研究では3歳で入園し、6歳で卒園した53名(男17名、女36名)を対象に、足指接地不良児の割合がどのように推移するかを調べると共に、彼らの身体能力及び彼らが増加している要因を調べることを目的とした。彼らは4.4、5.4、6.4歳時に透明にガラス板で作成されたフォースプレイト上にロンベルグによる直立二足姿勢で30秒間立ち、足裏の映像がビデオ撮影された。1)そのビデオから、足指の接地不良児が何%いるかが調べられた。それと同時に、2)彼らの足圧中心位置(踵を基準に爪先までの割合で、10秒間の平均値)が測定され、足指接地不良児と接地児の間に有意な差異があるかが調べられた。3)彼らの身体能力(20m走、立幅跳、ボール投)に差異があるかについても調べられた。更に、4)足指接地不良児25名を対象に、その中の12名がトレーニング群として週3日、12週間、足指をよく使う運動プログラムのトレーニングを実施した。残りの13名は非トレーニング群とした。そして、トレーニング期間の後に両群の足指接地不良児の割合が調べられた。得られた結果は、次の通りであった。1)4.4歳時に足指接地不良児は、64.2%を示し、極めて高い値であった。5.4歳時には54.7%となり、約10%減少した。しかし、6.4歳時には58.5%となり、約4%増加し、その不安定さが確認された。2)足圧中心位置は、足指接地不良児と接地児の間に有意な差異は認められなかった。3)身体能力(20m走、立幅跳、ボール投)にも両群に有意な差異は認められなかった。4)足指接地不良児のトレーニング群は、非トレーニング群と比較して、その割合が有意に減少しなかった。以下の結果から、足指接地不良児は4.4歳から6.4歳までの連続的に減少する傾向が見られず、身体能力に劣ることもないので、その増加の要因には、現在の幼児の大半が足指を使う身体活動が激減していることが示唆された。大阪府下のD幼稚園の年少児63名(男22名、女41名)全員を対象に、透明ガラス板で作成されたフォースプレイト上に直立姿勢をとらせ、足裏の型をビデオ撮影して、足指の接地不良者が何%いるかを調べた。また、フォースブレイト上に20秒間のロンベルグによる直立二足姿勢を維持させ、そのほぼ中間の10秒間の平均足圧中心位置、重心動揺面積と距離を計測し、足指接地不良者と接地者の比較を行った。更に、被検者全員を対象に幼稚園における身体活動量を調べるために、歩数計を用いて被検者が登園してから降園するまでの歩数を14日間に亘って計測し、園生活における1分間当たりの平均歩数を算出して、度数分布を調べた。

その結果、足指の接地不良者は63名中40名に見られ、年少児では63.5%に達していた。男女別に見ると男児では54.5%、女児では68.3%となり、女児でその割合が高いことを示した。被検者全員の足圧中心位置は、踵を基準につま先までの割合で示すと39.5(±7.2)%であった。重心動揺面積は5.0(±2.2)cm^2であり、重心移動距離は56.7(±9.9)cmであった。これを3項目について、足指接地不良群と接地群に分けてそれぞれの値を比較したところ、3項目のいずれにおいても両群間に有意な差異は認められなかった。また、園生活における1分間当たりの平均歩数は、最も多いものが33.6歩を示し、最も少ない者が17.7歩で、全員の平均値は25.0(±4.5)歩であった。この度数分布を調べた結果、正規分布を示さず、25.7歩を境界として2峰を示したことから、25.7歩以上であった28名を活動群とし、それに達しなかった35名を非活動群として区分した。そして、両群間の足圧中心位置、重心動揺面積と距離を比較した結果、いずれの項目においても両群間に有意な差異は認められなかった。また男女児の性差を調べたところ、平均歩数、足圧中心位置、重心動揺面積と距離のいずれにおいても有意な差異は認められなかった。大阪府下のD幼稚園の昨年年少児で被検者となった幼児で、今年年中児となっている54名(男17名、女37名)を対象に、昨年と同時期に透明ガラス板で作成されたフォースプレイト上に直立姿勢をとらせ、足裏の型をビデオ撮影して、足指の接地不良者が何%いるかを調べた。また、フォースプレイト上に30秒間のロンベルグによる直立二足姿勢を維持させ、そのほぼ中間の10秒間の平均足圧中心位置、重心動揺面積と距離を計測し、足指接地不良者と接地者の比較を行った。更に、被検者全員を対象に幼稚園における身体活動量を調べるために、歩数計を用いて被検者が登園してから降園するまでの歩数を14日間に亘って計測し、園生活における1分間当たりの平均歩数を算出して度数分布を調べた。その結果、足指の接地不良者は54名中31名に見られ、年中児の現時点では57.4%に見られた。この数値は、昨年の年少時期(63.5%)に比べて6.1%減少しており、この成長期の1年の加齢により足指接地不良者が減少することが明らかになった。男女別にみると男児では58.8%、女児では56.8%となり、男児の割合が女児の割合を上回った。男女別のこの数値は、1年前(男:54.5%、女:68.3%)と比較して逆転する結果となった。被検者全員の重心動揺面積は7.3±2.7cm^2であり、重心移動距離は155.6±24.5cmであった。これらの数値は、昨年の年少児時期に比べて前者では2.3cm^2の増加(31.5%)が見られ、後者では98.9cmの増加(63.3%)が明らかになった。上記の3項目の測定値について足指接地不良群と接地群に分けてそれぞれの値を比較したところ、3項目のいずれにおいても両群間に有意な差異は認められなかった。また、園生活における1分間当たりの平均歩数の度数分布から分類された非活動群と活動群の足圧中心位置、重心動揺面積と距離を比較した結果、いずれの項目においても両群間に有意な差異は認められなかった。大阪府下D幼稚園の一昨年に年少児、昨年に年中児で、今年度年長児になっている48名(男14名、女34名)を対象に、一昨年、昨年度と同時期に透明ガラス板で作成されたフォースプレイト上にロンベルグによる直立姿勢を30秒間とらせ、足裏の型をビデオ撮影して、足指の接地不良者が何%いるかを調べた。また、30秒間のほぼ中間にあたる10秒間の平均足圧中心位置、重心動揺面積と距離を計測し、足指接地不良群と接地群との間に差異が見られるかどうか調べた。そして男児12名について、午前9時頃と午後1時頃の足圧中心位置を4日間計測し、午前と午後でそれに差異が見られるかについても調べた。得られた結果は以下の通りである。
PBL教育のためのポータブル流体実験室の構築

工学教育においてCAEの果たす役割が大きくなっている.我々も竹とんぼを題材としたPBL教育においてCAEを利用している.結果が簡単に得られ,CAEの教育効果は高いといえる.しかし一方で,実世界との乖離が大きな問題になっている.我々は,この乖離を埋めるため,実際に竹とんぼを作らせ,どのような飛行結果になるかを調べさせ,CAE結果との比較を加えるという方法を試みている.この中で,流れの可視化実験を加えると,流体現象に興味を示すようになり,基礎力の向上につながる可能性が見出された.また,実験を簡易的に実施できることが学習効果を高める上で鍵となることがわかってきた.そこで,簡易的に,安価に,安全に実施できる流れの可視化,および計測法から構成される「ポータブル流体実験室」の構築を,1安全かつ明瞭なシート光生成装置とトレーサー発生装置の開発,2小型,かつ安定性の高い回転装置の開発,3乱れの少ないポータブル風洞の開発,4実験の見方の教示手法の開発という4つのサブテーマに従って,進めている.H30年度は1では昨年度3Dプリンターを用いて製作した回転光源を用いて,竹とんぼ発射台から発射された竹とんぼの翼端渦の可視化を実際に行い,射出直後の2回転程度ではあるが画像にて翼端渦をとらえることが出来た.2ではこれまでバッテリーを接続したモーターで回転させていた回転翼を,100V電源で駆動する産業用モーターに置換した派生装置を開発した.これにより安定性の高い回転装置の開発への端緒が得られた.3としては概念設計に基づき簡単な試作を行い、実際に駆動させてみた.4については視線計測によって3次元の見方を分析した結果についてとりまとめを行った.設定した4つのサブテーマ:1安全かつ明瞭なシート光生成装置,およびトレーサー発生装置の開発,2小型,かつ安定性高い回転装置の開発,3乱れの少ないポータブル風洞の開発,4実験の見方の教示手法の開発に関して,それぞれ当初の予定通りに進んでいる.おおむね順調に進展している理由は以下の通りである.安全かつ明瞭なシート光生成装置の基本的な開発は終了し,利用できることが示された.またトレーサー発生装置については,試作を行い,基本原理の確認ができた.安定した動作を実現する方法の検討段階に達している.回転装置については,試作機を用いた実験結果から問題点を抽出し,改善方法を反映した試作が終了した.乱れの少ないポータブル風洞については初期構造の検討が終わって1回目の試作を終了した.実験の見方の教示手法については,いくつかの重要なポイントが明らかになっている.引き続き,設定した4つのサブテーマについて,研究を遂行する.1に関しては,トレーサー発生装置に加え,表面タフト,およびタフトグリッドの効率的な作成法について検討する.2では,回転精度と解放時に問題があることから,回転精度の向上については目途が立った.引き続き解放時の精度向上のための部分的な設計変更と製作材料の再検討を行う.3では,乱れの少ないポータブル風洞の試作を行い,問題点の抽出を行う.4では,視線計測で得られた結果の分析から,実験の見方の教示手法を継続して検討する.工学教育においてCAEの果たす役割が大きくなっている.我々も竹とんぼを題材としたPBL教育においてCAEを利用している.結果が簡単に得られ,CAEの教育効果は高いといえる.しかし一方で,実世界との乖離が大きな問題になっている.我々は,この乖離を埋めるため,実際に竹とんぼを作らせ,どのような飛行結果になるかを調べさせ,CAE結果との比較を加えるという方法を試みている.この中で,流れの可視化実験を加えると,流体現象に興味を示すようになり,基礎力の向上につながる可能性が見出された.また,実験を簡易的に実施できることが学習効果を高める上で鍵となることがわかってきた.そこで,簡易的に,安価に,安全に実施できる流れの可視化,および計測法から構成される「ポータブル流体実験室」の構築を,1安全かつ明瞭なシート光生成装置とトレーサー発生装置の開発,2小型,かつ安定性の高い回転装置の開発,3乱れの少ないポータブル風洞の開発,4実験の見方の教示手法の開発という4つのサブテーマに従って,進めている.H29年度は,1では回転方式複数光源によるシート光生成装置の改良を試み,従来のものよりも視認性が高く,教室内の運用でも安全な装置を,3Dプリンターを用いて製作した.2では我々が開発した竹とんぼの発射台を小型化し,回転装置として転用した.また,この装置と1を用いて,特別な設備の無い教室でも回転飛翔体まわりの流れの可視化ができることを示した.3では概念設計を試みた.4では視線計測によって3次元の見方を分析した.設定した4つのサブテーマ:1安全かつ明瞭なシート光生成装置,およびトレーサー発生装置の開発,2小型,かつ安定性高い回転装置の開発,3乱れの少ないポータブル風洞の開発,4実験の見方の教示手法の開発に関して,それぞれ当初の予定通りに進んでいる.おおむね順調に進展している理由は以下の通りである.安全かつ明瞭なシート光生成装置の基本的な開発は終了し,利用できることが示された.またトレーサー発生装置については,試作を行い,基本原理の確認ができた.安定した動作を実現する方法の検討段階に達している.回転装置については,試作機を用いた実験結果から問題点を抽出でき,改善方法が明確になった.乱れの少ないポータブル風洞については初期構造の検討が終わっている.実験の見方の教示手法については,いくつかの重要なポイントが明らかになっている.工学教育においてCAEの果たす役割が大きくなっている.

我々も竹とんぼを題材としたPBL教育においてCAEを利用している.結果が簡単に得られ,CAEの教育効果は高いといえる.しかし一方で,実世界との乖離が大きな問題になっている.我々は,この乖離を埋めるため,実際に竹とんぼを作らせ,どのような飛行結果になるかを調べさせ,CAE結果との比較を加えるという方法を試みている.この中で,流れの可視化実験を加えると,流体現象に興味を示すようになり,基礎力の向上につながる可能性が見出された.また,実験を簡易的に実施できることが学習効果を高める上で鍵となることがわかってきた.そこで,簡易的に,安価に,安全に実施できる流れの可視化,および計測法から構成される「ポータブル流体実験室」の構築を,1安全かつ明瞭なシート光生成装置とトレーサー発生装置の開発,2小型,かつ安定性の高い回転装置の開発,3乱れの少ないポータブル風洞の開発,4実験の見方の教示手法の開発という4つのサブテーマに従って,進めている.H30年度は1では昨年度3Dプリンターを用いて製作した回転光源を用いて,竹とんぼ発射台から発射された竹とんぼの翼端渦の可視化を実際に行い,射出直後の2回転程度ではあるが画像にて翼端渦をとらえることが出来た.2ではこれまでバッテリーを接続したモーターで回転させていた回転翼を,100V電源で駆動する産業用モーターに置換した派生装置を開発した.これにより安定性の高い回転装置の開発への端緒が得られた.3としては概念設計に基づき簡単な試作を行い、実際に駆動させてみた.4については視線計測によって3次元の見方を分析した結果についてとりまとめを行った.設定した4つのサブテーマ:1安全かつ明瞭なシート光生成装置,およびトレーサー発生装置の開発,2小型,かつ安定性高い回転装置の開発,3乱れの少ないポータブル風洞の開発,4実験の見方の教示手法の開発に関して,それぞれ当初の予定通りに進んでいる.おおむね順調に進展している理由は以下の通りである.安全かつ明瞭なシート光生成装置の基本的な開発は終了し,利用できることが示された.またトレーサー発生装置については,試作を行い,基本原理の確認ができた.安定した動作を実現する方法の検討段階に達している.回転装置については,試作機を用いた実験結果から問題点を抽出し,改善方法を反映した試作が終了した.乱れの少ないポータブル風洞については初期構造の検討が終わって1回目の試作を終了した.実験の見方の教示手法については,いくつかの重要なポイントが明らかになっている.引き続き,設定した4つのサブテーマについて,研究を遂行する.1に関しては,トレーサー発生装置に加え,表面タフト,およびタフトグリッドの効率的な作成法について検討する.2では,回転精度と解放時に問題があることから,精度向上のための部分的な設計変更と製作材料の再検討を行う.3では,乱れの少ないポータブル風洞の試作を行い,問題点の抽出を行う.4では,視線計測で得られた結果の分析から,実験の見方の教示手法を継続して検討する.
電場中での表面プロトニクスが拓く新規低温触媒プロセスの学理と応用

メタン水蒸気改質は水素を製造するための重要なプロセスである。表面プロトニクスを半導体担体触媒に適用した場合、メタン水蒸気改質が非常に低い温度で進むことを見出してきた。昨年までの反応機構の解析により、電場により担体表面をプロトンが伝導し(表面プロトニクス)、伝導したプロトンと担持金属上に吸着したメタンが衝突することで反応を促進することが分かった。CH4のC-H結合の活性化を担うのは活性点である金属原子であり、様々な系において合金触媒が反応性、選択性、安定性など様々な面において優位性を示す報告が多い。そこでPd-Zn合金を用い、Ligand効果やEnsemble効果といった合金の効果が電場中活性に与える影響について検討した。結果、律速段階であるCH4の活性化過程は、SR(加熱)ではPd表面で起こり、ER(電場印加)ではPd担体の界面で起こるため、合金化の影響は全く異なり、ZnがPdの活性を向上させるのは電場中のみであることが分かった。XRDおよびEXAFSにより担持金属の構造を、DRIFTS測定によりPd電子状態を検討した結果、Zn添加量が増える程Znからの電子遷移によりPdは電子リッチになり(Ligand効果)、Pd-Pdアンサンブルは減少した(Ensemble効果)。SRではCH4の活性化にはまとまったPdアンサンブルが必要であり、Zn添加によりPd-Pdアンサンブルが減少することで、SR活性が減少した。一方、ERでは、Znに囲まれたPd原子は電場中ではCH4を活性化することが可能であり、Pd-Pdアンサンブルの減少はER活性の低下を起こさず、むしろ、Ligand効果により活性が向上した。これにより、一般的に知られる第二金属の添加における“合金触媒のジレンマ"は、電場という特殊な反応場を用いる事で解決可能になる、という新たなコンセプトを提案できた。金属間化合物における触媒作用での新しい発見は、電場を印加した場合にのみ現れる新しい現象である。これにより、各種化学反応に対して、金属間化合物を適用した新たな触媒作用を活かしうることを見出し、大きな進展があった。通常の熱による触媒反応においては、炭素析出による触媒劣化の他、シンタリングや硫黄被毒による触媒劣化も問題となるが、電場中においてこれらの観点から触媒安定性を評価した研究は今までに報告がない。電場中での表面プロトニクスによる触媒反応では、Ni触媒に第二金属を添加する事により炭素析出を抑えつつ活性を向上させる事が可能になることが期待される。よって電場中における触媒耐久性に関する検討を行うとともに、外部電場印加のエネルギー削減に向けた担体構造の制御も併せて進める。これらの研究は、電場触媒反応の実証化を視野に入れた次なる段階を考えたとき必要不可欠な研究であると同時に、電場を用いたその他の反応系にも展開可能になる。メタン水蒸気改質は大きな吸熱を伴う反応であり,水素の高収率化のためには熱力学・反応速度論の両観点から高温(> 973 K)が必要となる.昨年までの成果から,触媒層へ直流電流・電圧を印加し,反応場へ電場を印加すると著しい低温で反応が進むことを見出した.電場印加中におけるPd/CeO2触媒表面の吸着種を観測するため,原料のメタンと水を供給しながらin-situ IR測定を実施した.その結果,低温(473 K)で電場印加時にのみ855 cm-1に水回転スペクトルが検出された.このスペクトルは,触媒表面へ吸着した水が回転運動を伴いながら隣接した水酸基へプロトンを輸送する「表面プロトニクス」が発現していることを示している.そこで,電場印加中に発現していると考えられる吸着水由来の表面プロトニクスを交流インピーダンス法によって抽出し,表面伝導特性を評価した.交流インピーダンス測定によって得られたナイキストプロットから,低温域(473 K)および高温域(673 K)で得られた両方のナイキストプロットについて,dry雰囲気からwet雰囲気に切り替えると円弧が小さくなり抵抗が小さくなることが分かった.各温度におけるそれらのパラメータを固定し,wet雰囲気の測定で得られたナイキストプロットのフィッティングから,CeO2内部の伝導率は,典型的なアレニウス型の温度依存性を示すのに対して,CeO2表面の伝導率は,低温になるにつれて伝導率が上昇するという特異な挙動を示した.これは,低温にて水の吸着が有利となるため吸着水が増え,キャリアとなるプロトン量が増大したためと考えられる.このように,交流インピーダンス法を用いてCeO2に吸着した水由来の表面プロトニクスを抽出・評価が可能であり,吸着水が表面プロトニクスの発現に重要な役割を担っていることが分かった.表面プロトニクスを交流インピーダンス法によって抽出可能であることを世界で初めて定量的に示すことが出来た。これは、本科研費でのノルウェー・オスロ大のNorby教授とのコラボレーションの結果である。早稲田大学の博士学生がノルウェーに長期滞在し、共通の装置を導入して、密な議論を行いながら、共同で評価法を確立した。また、その成果として、共著での論文も執筆・出版できた。

CH4のC-H結合の活性化を担うのは活性点である金属原子であり、様々な系において合金触媒が反応性、選択性、安定性など様々な面において優位性を示す報告が多い。そこでPd-Zn合金を用い、Ligand効果やEnsemble効果といった合金の効果が電場中活性に与える影響について検討した。結果、律速段階であるCH4の活性化過程は、SR(加熱)ではPd表面で起こり、ER(電場印加)ではPd担体の界面で起こるため、合金化の影響は全く異なり、ZnがPdの活性を向上させるのは電場中のみであることが分かった。XRDおよびEXAFSにより担持金属の構造を、DRIFTS測定によりPd電子状態を検討した結果、Zn添加量が増える程Znからの電子遷移によりPdは電子リッチになり(Ligand効果)、Pd-Pdアンサンブルは減少した(Ensemble効果)。SRではCH4の活性化にはまとまったPdアンサンブルが必要であり、Zn添加によりPd-Pdアンサンブルが減少することで、SR活性が減少した。一方、ERでは、Znに囲まれたPd原子は電場中ではCH4を活性化することが可能であり、Pd-Pdアンサンブルの減少はER活性の低下を起こさず、むしろ、Ligand効果により活性が向上した。これにより、一般的に知られる第二金属の添加における“合金触媒のジレンマ"は、電場という特殊な反応場を用いる事で解決可能になる、という新たなコンセプトを提案できた。金属間化合物における触媒作用での新しい発見は、電場を印加した場合にのみ現れる新しい現象である。これにより、各種化学反応に対して、金属間化合物を適用した新たな触媒作用を活かしうることを見出し、大きな進展があった。本年度も、ノルウェー・オスロ大とのコラボレーションをさらに深め、表面プロトニクスが創り出す不均一系触媒反応について、より深い研究を行っていく。In-situ/operando解析手法を確立し、活きたままの触媒を電場中で解析することにより、従来になかった新たな触媒反応メカニズムを、より深く解析し体系的な学理を確立することが出来る。通常の熱による触媒反応においては、炭素析出による触媒劣化の他、シンタリングや硫黄被毒による触媒劣化も問題となるが、電場中においてこれらの観点から触媒安定性を評価した研究は今までに報告がない。電場中での表面プロトニクスによる触媒反応では、Ni触媒に第二金属を添加する事により炭素析出を抑えつつ活性を向上させる事が可能になることが期待される。よって電場中における触媒耐久性に関する検討を行うとともに、外部電場印加のエネルギー削減に向けた担体構造の制御も併せて進める。これらの研究は、電場触媒反応の実証化を視野に入れた次なる段階を考えたとき必要不可欠な研究であると同時に、電場を用いたその他の反応系にも展開可能になる。
ナノ空間集積化流路による分子分別システムの構築

本研究により、幅数十ナノメートル程度の微小空間への脂質二重膜の連続的な流入を発現させることで、膜内に含まれた異種分子をフィルタすることが可能であると示された。また、用いる空間のサイズや形状、膜の組成などにより、フィルタの効率や分子選択性が制御可能であることが示唆された。本申請研究では、場の分子集合体物性及び化学ポテンシャルの制御が可能な数十ナノメートル程度の微小な空間「ナノゲート」を利用し、キラル認識分別を含めた分子認識分別を可能とする微小場の創成を目的とした。全ての場に普遍的に介在する化学ポテンシャルを制御する本概念は、ありとあらゆる分子の性質(サイズ・電荷・キラリティーなど)を分別因子とし、従来の分子分別法とはその起源を異にする新規概念に基づいた分子分別方法論となる。特に本申請研究では、化学ポテンシャル制御の因子となるナノゲートならびに場の分子集合体(脂質二分子膜)の構造依存性検討による制御因子の明確化を図り、さらにその発展としてキラル認識分別能の検討、非対称ナノゲートによる微小場二次元分別システムの構築を目指した。そのモデル系として、各種色素修飾脂質分子を添加した脂質二分子膜を用い、ナノゲート・脂質膜構造の各項目についてフィルタリング特性への依存性を検討し、ターゲット分子のサイズ・電荷・立体配置などに対する構造と効果の相関性を検討した。効果の評価は(1)流路内での分子分布評価と(2)単一分析システムによる分子拡散ダイナミクス変調の定量的評価に基づき、巨視的・微視的の両者からの評価をおこなった。以上の検討より、高脂質分子密度への溶解度の低い分子に対して特に顕著なナノゲートフィルター効果が確認され、その発現機構として考えられる局所的な高膜密度状態の誘起を支持する結果が得られた。本申請研究では、数十数百ナノメートル程度の微小な空間において発現する化学ポテンシャル障壁を利用した新規な分子操作流路の構築を目指したものである。本分子操作流路を構築することで、例えば長さ数十マイクロメートルの極微小なマイクロ流路で特定の分子のみをフィルタ可能な新規微小場分子分別システムを提案することが可能となる。これを目標とし、平成21年度には微小空間のサイズあるいは形状に依存したポテンシャル形成能、さらにはこの微小空間特異性を分光学的に解明するための研究を行った。その結果、微小空間の空間サイズに依存した分子フィルタ効果が発現することが明らかとなった。その原因を探るべく、空間内の分子の回転運動自由度を検出可能な蛍光変更測定を行ったところ、本研究にて構築した微小空間においては分子の回転運動が大きく抑制された高粘性状態が発現していることがあきらかとなり、この高粘性状態への分子相溶性の低下が分子フィルタ効果を発現させたものであることがエネルギー論的な考察から得られた。以上の検討より、個々の微小空間内の特異な環境特性が明らかとなったのみならず、これらの微小空間を高密度に集積化することで、わずか数十マイクロメートル程度のデバイス長にて作動する新規な微小場分子フィルタシステムの構築が可能であることが示された。また、その分子認識能についても検討を行った結果、分子のサイズ・電荷・官能基の結合位置の違いなどを認識し、それぞれのフィルタ効率を盛業可能であることも示され、複数成分から特定の成分のみを抽出することも可能であることが示唆された。
白亜紀前期の海生・汽水生・淡水性二枚貝多様化イベント

日本の下部白亜系二枚貝化石群を,関連する中国の標本およびフィールドの再検討も併せて行い,その分布や変遷を解析した.Nippononaia属の検討により,淡水生二枚貝では,大陸の衝突と横ずれテクトニクスによる淡水域の移動が多様化と分布拡大の原因となっていたことが示唆された.一方,海水域の二枚貝類は,よりグローバルな環境変動を記録していることが推定される.塩分変動の激しいエスチュアリ最奥部の泥干潟では,白亜紀初期に套線が湾入するほど長い水管を持つ初期の異歯類Tetoria sanchuensisが分布していたことが明らかとなった.日本の下部白亜系二枚貝化石群を,関連する中国の標本およびフィールドの再検討も併せて行い,その分布や変遷を解析した.Nippononaia属の検討により,淡水生二枚貝では,大陸の衝突と横ずれテクトニクスによる淡水域の移動が多様化と分布拡大の原因となっていたことが示唆された.一方,海水域の二枚貝類は,よりグローバルな環境変動を記録していることが推定される.塩分変動の激しいエスチュアリ最奥部の泥干潟では,白亜紀初期に套線が湾入するほど長い水管を持つ初期の異歯類Tetoria sanchuensisが分布していたことが明らかとなった.平成19年度には、南京地質古生物学研究所で標本調査を行い、Tetoria、Nippononaia、Pulsidisなど、多数の汽水性、淡水性二枚貝化石、その他の化石を観察した。その結果、中国甘粛省玉門の恵回堡層群から報告された"Tetoria cf. yokoyamai"(登録番号25389-25392)は、長く湾曲した側歯がなく、套線湾入も誤認されたものであり存在しないこと、また殻の全体的な形状からもTetoriaではなく、Sphaerioides?の誤同定であることが判明した。また、この標本の母岩も、Tetoria yokoyamaiが含まれる手取層群の黒色粘土岩とは岩相が異なり、明灰色シルト岩であった。今後は、中国・遼寧省のShahai層および黒竜江省のChengzihe層から報告されている(Peiji、2003)Tetoria yokoyamaiの標本を観察し、同定を確認する必要がある。Nippnononaia属はアジアを代表する白亜紀淡水生貝類であるが、それらは別属を含め、異なる3種群が認められる、今回の標本調査により、N.ryosekianaの系統以外はそれぞれ別属であることが確認できた。これらの発展は白亜紀初期に始まり、揚子地塊で揚子地塊系統が発展し、ブレラ地塊ではN.tetoriensis系統が発展した。バレミアン頃になると揚子地塊系統が消滅し、横ずれテクトニクスにより地塊群間の回廊的水域が形成され、揚子地塊からTrigonioides科が中朝地塊へ進出し、Nippononaia属を生み出し、そして、ブレラ地塊限定のN.tetoriensis系統が揚子地塊まで広がり、いわゆるT-P-Nフォーナ(Trigonioides-Plicatounio-Nippononaia Fauna)を形成したと考えられる。アジア大陸南東縁における下部白亜系非海成二枚員類は,今まで淡水生二枚貝中心に検討され,議論されてきた.今回は,汽水生二枚貝類の特徴を明らかにするため,日本,中国東北部,台湾,チベットから産する汽水生二枚貝を検討した結果,Costocyrena,Isodomella,Pulsidisがアジア大陸南東縁にのみ知られ,本地域を特徴付ける汽水生二枚貝群集であることが明らかになった.また,汽水生二枚貝群集は南方分布型と北方分布型に区分され,日本は両群集が漸移する場所に位置していたことが明らかになった.また,岐阜県荘川地域の大黒谷ルートにて手取層群の化石群集を調査した結果,鹹度の高い順から,Tetoria群集,Melanoides群集,Myrene群集が分布していたこと,淡水域にはViviparus群集が分布していたことが推定できた.石徹白亜層群中で最も鹹度の高い環境はカキ類ぶ生息する環境であり,いわゆる"干潟"ではなく,汽水湖であったと推定されるので,上記の汽水生貝類は干潟よりも鹹度の低い汽水湖のものであると推定できる,これは汽水湖に発達することの多いお歯黒泥と呼ばれる硫化鉄に富んだ極黒色粘土が続成を受けたと思われる黄鉄鉱に富む黒色泥岩からMyreneが多産することからも分かる.このような広大な鹹度の低い汽水域が広がる環境がつくりだされたのは当時のテクトニクス背景のためであり,白亜紀最前期の特徴的な汽水環境であったといえる.この特異な環境の中で白亜紀中期まで栄えるTetoria類が進化しており,石徹白亜層群の広大な低鹹度水域形成は東アジアの汽水生貝類の進化史の中で重要なイベントとして位置づけることができる.長い水管を有する最も初期の異歯類であるTetoria sanchuensisの生息地を特定するため、徳島県上勝町柳谷・辰ヶ谷林道の下部白亜系を調査した結果、本種の自生産状はエスチュアリ堆積物の上部にあり、湿地堆積物やレンズ状層理の発達した泥質干潟堆積物に整合的に覆われる泥質干潟堆積物(黒色泥岩)中であった。また、本種の自生産状は、本露頭以外の砂質干潟堆積物からも、自生のC. radiatostriataなどと共に確認できた。

以上のことからT. sanchuensisの生息環境はエスチュアリの中でも、より湾奥部または陸域に近い環境である泥質干潟からその周辺の砂質干潟であり、広範囲の底質に分布していたことが明らかとなった。エスチュアリ奥部は浮遊泥の堆積が頻繁に起こると推定される場所であり、水温や塩分など、環境変化の緩和効果よりも、埋没からの脱出や浮遊泥による鰓詰まりの回避が必要と考えられる。したがって,ここにT. sanchuensisだけが生息できたことは、新たに獲得した長い水管が埋没からの脱出や浮遊泥による鰓詰まりの回避に役立ったと推定することができる。また、白亜紀前期における淡水生二枚貝の多様化と気候との関連を探るため、熱河生物群の産出する中国東北部において研究を行った。白亜紀初期では半乾燥気候が推定され、また全体に凝灰質であることから生物の生息には過酷な環境であったのか、泥岩から二枚貝が希に産出するのみであった。その後、温暖湿潤気候に変化するにつれ、泥岩からの二枚貝の産出も多くなり、生息域が広がったことが推定された。しかしながら多様性は低く、1種のみが多産する状況であった。アプチアン以降では砂岩からも二枚貝が産出するようになり、浅い環境下にも二枚貝が生息し、生息域の広がりとともに多様性がみられるようになった。このように、淡水域では気候の変化に呼応しながら生息域を変え、気候的に安定した環境下で多様性を広げるという傾向が確認された。
データ同化と機械学習の融合による沈み込み帯の摩擦特性の時空間構造の解明

本研究は、観測データと物理モデルを直接比較し、場の物理量を推定するデータ同化と、推定結果から情報を最大限に抽出する機械学習を用いて、地殻変動観測データおよび断層運動と摩擦の物理モデルの両面からプレート沈み込み帯の摩擦特性の時空間構造を解明する手法の構築を最終目的とする。平成30年度は、データ同化による推定誤差や第一推定値依存性を考慮した摩擦特性推定手法の構築に向けた手法開発を行った。まずKano et al. (2015)で開発した既存のアジョイント法のコードを、豊後水道のスロースリップイベント(SSE)を模したモデルに適用し、数値実験を行った。加えて、同コードへの2次のアジョイント法のプラグインに着手した。琉球海溝南西部におけるGNSSデータを解析し、SSEの時空間発展の挙動がイベント毎に異なることを示した(Kano et al. 2018, JGR)。この挙動の変化が、摩擦特性の時間変化によるものであることを検証するために、マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いたSSE発生域の摩擦特性推定手法を開発した。数値実験により有効性を検証した後、実観測データへの適用を試みた。その結果、SSEごと、また一つのSSEの時系列の中でも、推定に使用するデータ期間により摩擦パラメータの分布が異なるという予察的な成果を得た。単純なモデルを用いたため、大自由度系のモデルを用いた場合の検討は必要ではあるが、この結果はプレート境界周辺の流体分布や摩擦の分布が時間変化している可能性を示唆している。今後、断層モデルの高度化や、両手法のハイブリッド化により、物理モデルによる摩擦特性の時空間特性の解明を目指す。ハイブリッドデータ同化手法の基礎となる2つの同化手法は構築できたものの、プログラムの開発に時間がかかっており、両者の融合までには至らなかった。一方で、観測データ解析から、琉球海溝で発生しているSSEの詳細な時空間発展を推定し、摩擦特性が時間変化している可能性を明らかにしたということ、またそれらに同化手法を適用し、SSEごとだけでなく1回のSSEでの摩擦特性の時間変化の可能性に迫れた、という意味でおおむね順調に進展しているといえる。平成30年度までに構築したデータ同化手法のハイブリッド化を目指し、豊後水道や琉球海溝南西部のSSE発生域の摩擦特性の更なる解明を目指す。また、摩擦特性の時空間構造を抽出するための、機械学習の一種であるクラスタリング手法の開発に着手し、数値実験を通して手法の検証を行う。次年度より機械学習による摩擦特性の時空間分布の解明に着手する予定であるが、当該助成金を次年度の助成金と併せて、京都大学で集中的に議論を行うための予算として使用予定である。
チロシンキナーゼ阻害因子JABの遺伝子導入による白血病細胞の増殖抑制

細胞増殖因子の受容体の多くは細胞内ドメインにチロシンキナーゼを内在しているかもしくは造血因子やサイトカインの受容体のようにJAK型チロシンキナーゼが非共有結合によって会合している。慢性骨髄性白血病の原因遺伝子Bcr-Ablから明らかなようにチロシンキナーゼの恒常的活性化は腫瘍や白血病の発生、悪性化に密接に関連している。最近小児急性リンパ性白血病で頻繁に認められる染色体転座t(9;12)(p24;p13)が転写因子TELとチロシンキナーゼJAK2の融合遺伝子であることが報告された。転写因子TELの重合化ドメインとJAK2のチロシンキナーゼドメインが融合することによって恒常的に活性化されたチロシンキナーゼが生じる。そこで本研究ではJABによる活性化型チロシンキナーゼがん遺伝子TEL-JAK2の抑制機構について研究を行った。TEL/JAK2をstableにtransfectionしIL-3非依存性に増殖するBaF-TEL/JAK2にJABをtransfectionすると死滅した。このときC末側のSOCS-boxが重要な働きをしていることが明かとなった。pulse-chase実験によりJABによるTEL-JAK2の分解の促進を認めた。SOCS-boxを欠く変異JABではTEL-JAK2の分解は促進せず、SOCS boxがTEL-JAK2の分解に必要なことが示唆された。これらよりJABによるTEL-JAK2の活性化の抑制には、JH1へのJABの直接会合による抑制だけでなく、TEL-JAK2の分解も関わっていることが示唆された。TEL-JAK2の分解はプロテアゾーム阻害剤によって抑制され、またJABを共発現することでTEL-JAK2のユビキチン化が促進された。以上の結果よりJABによるTEL-JAK2の分解促進にユビキチン、プロテアソーム分解系が関わっていることが明らかになった。またSOCS-boxにElonginB, C-Cul2複合体が会合することも見いだした。本研究によってユビキチン経路を利用してがん遺伝子産物を特異的に除去する方法がはじめて明らかになった。サイトカインは受容体の細胞内ドメインに会合するJAKチロシンキナーゼを介して細胞内にシグナルを伝える。STATはそのシグナルを核へ伝える重要な転写因子のひとつである。われわれはSTAT5の負のフィードバック調節因子であるCIS1,JAKキナーゼの阻害因子であるJABをクローニング、さらにこれらを含むCISファミリーの存在を明らかにした。すでに培養細胞を用いて、CISは受容体に結合することでSTAT5を抑制し、JABおよびCIS3は直接JAKのチロシンキナーゼドメインに会合しその活性を抑制することを明らかにしてきた。本研究ではJABによる活性化型チロシンキナーゼがん遺伝子TEL-JAK2の抑制機構について研究を行った。SOCS-boxを欠く変異JABではTEL-

JAK2の分解は促進せず、SOCS boxがTEL-JAK2の分解に必要なことが示唆された。これらよりJABによるTEL-JAK2の活性化の抑制には、JH1へのJABの直接会合による抑制だけでなく、TEL-JAK2の分解も関わっていることが示唆された。TEL-JAK2の分解はプロテアゾーム阻害剤によって抑制され、またJABを共発現することでTEL-JAK2のユビキチン化が促進された。以上の結果よりJABによるTEL-JAK2の分解促進にユビキチン、プロテアソーム分解系が関わっていることが明らかになった。またSOCS-boxにElonginB,C-Cu12複合体が会合することも見いだした。本研究によってがん遺伝子産物を特異的に除去する方法がはじめて明らかになった。細胞増殖因子の受容体の多くは細胞内ドメインにチロシンキナーゼを内在しているかもしくは造血因子やサイトカインの受容体のようにJAK型チロシンキナーゼが非共有結合によって会合している。慢性骨髄性白血病の原因遺伝子Bcr-Ablから明らかなようにチロシンキナーゼの恒常的活性化は腫瘍や白血病の発生、悪性化に密接に関連している。最近小児急性リンパ性白血病で頻繁に認められる染色体転座t(9;12)(p24;p13)が転写因子TELとチロシンキナーゼJAK2の融合遺伝子であることが報告された。転写因子TELの重合化ドメインとJAK2のチロシンキナーゼドメインが融合することによって恒常的に活性化されたチロシンキナーゼが生じる。そこで本研究ではJABによる活性化型チロシンキナーゼがん遺伝子TELーJAK2の抑制機構について研究を行った。TEL/JAK2をstableにtransfectionしIL-3非依存性に増殖するBaF-TEL/JAK2にJABをtransfectionすると死滅した。このときC末側のSOCS-boxが重要な働きをしていることが明かとなった。pulse-chase実験によりJABによるTEL-JAK2の分解の促進を認めた。SOCS-boxを欠く変異JABではTEL-JAK2の分解は促進せず、SOCS boxがTEL-JAK2の分解に必要なことが示唆された。またSOCS-boxにElonginB, C-Cul2複合体が会合することも見いだした。本研究によってユビキチン経路を利用してがん遺伝子産物を特異的に除去する方法がはじめて明らかになった。
放牧牛乳の脂質特性を利用した機能性乳製品とその風味に関する研究

本研究は、放牧牛乳由来脂質(放牧牛乳クリーム)を原料とし、均質化の有無および数種類の乳酸菌スターターによる培養により、共役リノール酸の強化および風味への影響を検討することを目的とした。ホモジナイズ処理をしない場合、培養6時間でチーズ用乳酸菌が有意に共役リノール酸を増加させた。また、ホモジナイズ処理をした場合、ラクトバチルス・ヘルベチカス菌を添加したものが有意に増加した。さらに両処理ともにプロバイオティクス菌を添加したものは、有意な低下が確認された。原料として放牧牛乳クリームを用いることで、共役リノール酸がホモジナイズ処理の有無やいくつかの乳酸菌との組み合わせにより強化される可能性が示唆された。前年度より引き続き、放牧牛乳クリームを三種類のスターターにより発酵させたサンプルについて、均質化およびクリーム濃度の変化が乳酸菌の機能性脂質合成に及ぼす影響について検討する予定であった。これは前年度得られた均質化を行っていない発酵クリームサンプルにおける分析値を元に条件検討をする計画であったが、クリーム中の脂肪酸分析および揮発性香気成分分析について分析方法に改良等が必要となった。脂肪酸分析に関しては、作成した発酵クリーム中の成分濃度が高いために、従来の方法(牛乳で用いている方法)では不安定で再現性の高いデータが得られず、約40°Cでサンプルを湯煎しながら採取し、さらに蒸留水で5倍希釈することにより従来法での分析を可能にした。均質化を行わない場合、40%放牧牛乳クリームを用いた発酵試験では、いずれの乳酸菌スターターにおいても機能性脂質である共役リノール酸(c9t11型)は、発酵時間による濃度変化をそれぞれ異なるが、一定の濃度増加は見られなかった。試験により得られた発酵クリームサンプルの風味等を検討するため、揮発性香気成分分析については、ヘッドスペース固相マイクロ抽出法(HS-SPME)を用いることとしたが、本法についても牛乳やチーズとは異なる条件が必要となるため、測定条件の検討を行った。その結果、発酵クリームサンプルにおける測定条件として、サンプル量3g、抽出温度40°C、抽出時間30分が再現性の高い条件であることが確認され、さらにサンプルに対して内部標準物質として、2-methyl-3heptanoneを3.125ppm添加することで香気成分の回収率を考慮した測定を行うことを可能とした。しかし、分析結果に関しては、脂肪酸濃度の結果と同様、スターターの種類による変化は限定的なものであった。本年度は、前年度実施できなかった放牧牛乳由来クリームを均質化し、三種類のスターターによる発酵が機能性脂質合成に及ぼす影響について検討を行った。試験方法は、昼夜放牧を行った牛より採取した牛乳を約40°Cに湯煎したのちにクリームセパレーターにより分離したクリームをホモジナイザー(2段)により均質化を行った。得られたクリームをバブコック法により濃度測定した後、最終濃度が40%になるように調整し、沸騰水中で30分殺菌した後、冷蔵庫の中で翌日までエイジングしたクリームを用いた。このクリームに市販のスターター(乳酸菌など)を2%で播種し、それぞれのスターターに最適な温度で24時間の発酵試験を行った。発酵クリームのサンプリングは、3時間までは30分おきに、3時間目以降は1時間おきに6時間まで、その後24時間目で行い分析まで-50°Cで保存した。全ての試験において経時的なpHの低下を確認した。前年度より取り組んだクリームからの脂質抽出については、得られた発酵クリームを1g採取し、蒸留水1mlを加え攪拌後、ヘキサン4mlを加えさらに撹拌する。この溶液を3000rpm5分間遠心分離後、上澄みを500μLずつ分注し、脂質重量、脂肪酸分析を行うことで抽出脂質重量は安定した。脂肪酸分析は、レーゼゴットリーブの変法により抽出された脂質を1Mナトリウムメトキシドメタノール溶液と14%三フッ化ホウ素メタノール溶液によってメチルエステル化し、ガスクロマトグラフおよびガスクロマトグラフ質量分析を用いて同定、定量を行った。本年度の発酵試験における共役リノール酸(cis9,trans11)濃度の変化は、三種類のスターターのうちプロバイオティクスを含む一種類で、発酵時間が経過してもほとんど濃度変化が見られないのに対して、他の二種類は低下する傾向があった。放牧草を主体とした飼養方法で生産される牛乳(放牧牛乳)において、これまでの研究より脂質部分(クリーム)に明らかな特徴が認められている。本研究目的は、特徴的な脂質構成を有する放牧牛乳の原料としての魅力を最大限に活かした乳製品製造を行うため、とくに放牧牛乳由来クリーム(放牧牛乳クリーム)の付加価値化技術の開発に向け、放牧牛乳クリームの抽出・調整方法及びこれを利用した発酵試験により基礎的知見を得ることである。研究計画初年度となる本年度は、放牧牛乳クリームを目的となる濃度に調整するため、原料からの調整方法を検討した。