hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造物のヘルスモニタリングデータに基づく損傷同定解析システムの構築

本研究課題では、非破壊的立場から計算力学的に構造物の力学的挙動解析と補助情報量とによる確率ダイナミックシステムを構成し、そこに含まれる未知状態ベクトルを同定する為の構造損傷同定解析システムの構築を目指した基礎的な研究を展開してきた。特に、確率ダイナミックシステムにおける同定手法として必要なフィルタについての考察を重ねてきた。3種類のフィルタによるフィルタリングアルゴリズムを展開し、各フィルタの荷重伝達機構にもとづいた構造形式に対応する同定特性を明らかにすることによって同定解析システムの適用性を図ることが出来た。この同定解析システムの適用性を、各種の構造物(平面および立体トラス、塔状トラス、ブレース付きフレーム構造、大型浮遊式海洋構造)を対象とし、構造物のヘルスモニタリングデータとして固有振動数、固有モードを補助情報量として採用したときの損傷同定解析結果を蓄積し検討した。特に、固有振動数に関しては、計算力学的立場からの計算値と構造物の模型に対する実測値を採用した場合の同定結果の比較も行い、ヘルスモニタリングデータの統計的性状が同定結果に及ぼす影響も検討した。このことによって、構造物のヘルスモニタリングデータから構造物の損傷を同定するには、ノイズを含んだ計測データを補助清報量とした逆解析システムの構築が必要であることも明らかとなった。なお、3種類のフィルタのうち、パラメトリック射影フィルタに含まれている正則化パラメータについての考察から、一般的な可変的フィルタリングアルゴリズムを構築できる可能性を見出した。その新しいフィルタリングアルゴリズムの構築と展開は次年度からの研究課題としたい。フィルタリングアルゴリズムを逆解析手法として,トラス構造物の損傷同定解析を行った。一般に損傷同定解析は計算力学分野において逆問題として構成され,実測から得られる観測データ等を既知量とし,対象とする場やシステムの特性を推定することになる。実測された観測データには観測誤差やシステム誤差が含まれるため,実際の構造損傷同定問題は誤差を考慮した確立ダイナミックシステム論に基づく逆解析として取扱わねばならない.そのような解析手法としてフィルタ理論に基づくフィルタリングアルゴリズムが有効である.本研究では,トラス構造物の損傷同定解析に用いる逆解析手法として,ウィナーフィルタ,射影フィルタ,パラメトリック射影フィルタという3種類のフィルタに基づくフィルタリングアルゴリズムを採用した損傷同定解析における多くの計算例を実行し数値例を示した.対象としたトラス構造物は,トラスの多様性を考慮し,両端支持の対象トラスモデル,片持ちトラスモデル及び実在スケールトラスモデルによる平面トラスシステムである.具体的な逆解析として,局所的に部材損傷が生じたことを仮定したモデルに対する固有値計算から求めた固有振動数のみを観測データとする数値シミュレーションによる逆解析を行った.その解析を通して,上記3種類のフィルタリングアルゴリズムの特性及び適応性を検討した.また高次モードの観測が困難になることを想定し,高次モードに対応する観測データを除外した場合のそれぞれのフィルタリングアルゴリズムの有効性と適応性についても検討を加えた.塔状構造物としての5層フレーム構造モデル,塔状トラスモデルおよびフレーム構造にブレースが設置されたブレースモデルを対象としてフィルタリングアルゴリズムを逆解析手法とする損傷同定解析が行われた.逆解析にあたっては,まず各モデルに対し,任意の層もしくは1部材に剛性低下を仮定し,固有値計算から算出した固有振動数のみを観測データとするシミュレーション逆解析を行うことにより,ウィナーフィルタ,射影フィルタおよびパラメトリック射影フィルタに基づくアルゴリズムの特性と各構造物への適応性について検討した.その結果,観測誤差を比較的大きく設定すると,ウィナーフィルタを用いた場合には推定誤差共分散行列がフィルタリング計算の安定性に寄与し,多くの繰り返し計算を必要とする.射影フィルタは初期値の設定がフィルタリング計算に影響を与えるが,数回の繰り返し計算で損傷の同定が可能である.これらに対し,パラメトリック射影フィルタは正則化パラメータと考えられる値にフィルタリング過程は依存し,この値によってウィナーフィルタもしくは射影フィルタの特性に類似することを明らかにした.これらの特性を把握したうえで,実験モード解析をヘルスモニタリングシステムとする手法から得られた観測データである固有振動数と観測誤差を用いた損傷解析がフレームモデルおよびブレースモデルに対して行われた.加振方法にはインパクトハンマー加振を用い,入力と応答加速度からなる周波数応答関数に基づきモーダルパラメータを算出したが,観測誤差を得るために繰り返し加振実験を行った.

その結果,実験モード解析に基づくヘルスモニタリングシステムから得られた固有振動数に対する観測誤差は極めて小さく,この場合各フィルタの特徴が生じにくいことを示した.繰り返し計算アルゴリズムとしての各フィルタの特性は観測誤差共分散行列に依存していることを逆解析結果から明らかにした.構造損傷同定に関する逆解析システムとしてフィルタリングアルゴリズムを用い,立体トラス,ブレース構造,フレーム構造の損傷同定解析を行った.フィルタ方程式におけるフィルタゲイン(復元作用素)にはウィナーフィルタ,射影フィルタおよびパラメトリック射影フィルタから成る3種類のフィルタリングアルゴリズムを構成し,観測データには固有振動数を採用した.立体トラスについては,先の3種類のアルゴリズムに関する基本特性を検討するため,シミュレーション逆解析を実施した.その結果,わずか1部材の剛性低下を仮定した場合の固有振動数を観測データとしても,3種類のフィルタリングアルゴリズムともに精度の良い逆解析システムとなり得ることが確認された.ブレース構造とフレーム構造に関しては,観測データである固有振動数とそれより求められる観測誤差を実験モード解析から求めた実測値を用いた逆解析を実施した.固有振動数を観測データとする場合,観測量のばらつきは極めて小さく,観測誤差共分散行列の成分は小さくなり,3種類のフィルタに際立った特性は見られなかった.これより,フィルタの特性は観測誤差共分散行列に依存していることを数値的に確認した.また,このように,極めて観測誤差が小さい場合,ウィナーフィルタが比較的精度良く安定した逆解析結果をもたらすことを確認することができた.さらに本研究では、パラメトリック射影フィルタの正則化パラメータを適切に与えることにより,先の3種類のフィルタの中では唯一逆解析システムを構成できることを確認した.これらの検証からパラメトリック射影フィルタのさらなる可能性として、可変的フィルタリングアルゴリズムを用いる損傷同定解析システムの構成という新しい展開が見えてきた。
Helicobacter pylori感染と胃粘膜病変 ―特に胃癌との関わり―

全国31施設の協同研究として、早期胃癌に対するEMR施行後に経過を観察されている症例数とH. pylori除菌治療の有無、早期胃癌EMR後6ヶ月以降他部位に新たに発見された胃癌症例数について検討を行った。6ヶ月以上経過観察がなされている早期胃癌のEMR症例は2825例であり、そのうち、356例(12.6%)に除菌療法が施行されていた。EMR後に、二次胃癌が他部位に発見された症例は、非除菌群で129例(5.2%)、除菌例で8例(2.2%)であり、H. pylori除菌により二次胃癌の発生率が3分の1に抑制された。これまで、H. pylori除菌による胃癌発生予防については、上村らが行った120例の早期胃癌患者に対してEMR後、除菌により二次胃癌が発生しなかったという報告のみであった。今回、retrospective studyであるが、全国31施設における協同研究により、上村らと同様の結果が得られた。すなわち、早期胃癌患者にEMRを施行後に、H. pylori除菌を行うと、二次胃癌の発生が非除菌例に比し3分の1に減少した。このことは、H. pylori除菌療法が胃癌の発生予防に有用であることを示していると考えられる。H. pyloriを除菌することによって胃癌発生を予防するモデルを作成することは、胃癌の発生率が低いことより、膨大な症例数が必要とされることからこれまで困難であった。早期胃癌のEMR施行後、二次胃癌の発生する率は5年で3-5%と非常に高いことより、除菌による介入試験には適した方法と思われる。これからはprospectiveな方法により、このような臨床試験が行われることによって、さらに除菌による胃癌予防が現実のものとなることを期待している。
自己免疫性肝疾患発症に関わる肝内炎症惹起性の肝・脾多段階的免疫寛容誘導破綻の解析

@肝内での炎症性、抗炎症性マクロファージ動態とマクロファージによる免疫寛容誘導の関連:M1、M2マクロファージ除去による肝内での活性化リンパ球除去動態の解析M1マクロファージ特異的マーカーのCD115、Gr1、Ly6Cに対するモノクローナル抗体、M2マクロファージ特異的マーカーCX3CR1に対するモノクローナル抗体を用いてM1、M2マクロファージを除去した際の、肝内での移入活性化リンパ球のアポトーシス誘導状態を解析したところ、M1マクロファージを除去した際には肝内活性化リンパ球除去が減弱した。一方M2マクロファージを除去しても肝内活性化リンパ球除去動態に変化はみられなかった。以上より、M1マクロファージは肝内活性化リンパ球除去に関与するがM2マクロファージは関与しないことが明らかとなった。@肝内での炎症が類洞内皮細胞、星細胞による抗原提示に及ぼす影響無処置で肝内炎症が存在しないコントロールマウス、FCとIL-12の免疫により自己免疫性肝障害を誘導したマウスそれぞれの肝臓から類洞内皮細胞、星細胞を分離、類洞内皮細胞はコラゲナーゼ含有還流液を門脈から投与後に肝臓をMesh上ですりつぶし比重遠心法にて得た非実質細胞分画からME9F1ビーズを用いてAutoMacsにより分離し、Collagen coated wellで培養した。また星細胞は8.2%Nycodenz液を用い1400gで15分間遠心分離して得た含有分画をαSMA抗体で染色し純度を確認後に培養系に移行した。こうして得られた類洞内皮細胞、星細胞のMHCclass II分子、CD28、CTLA-4、PD-1の発現動態をFACSにより解析し、肝内炎症の有無がそれら分子の発現に及ぼす影響を検討したところ、類洞内皮細胞では各分子の発現亢進が見られたが、星細胞では見られなかった。前年度からの遅れにより、まずM1、M2マクロファージ除去による肝内での活性化リンパ球除去動態の解析を行ったが、モノクローナル抗体によるM1、M2マクロファージ除去の至適条件設定に時間を要したために、今年度に予定していた生理的な肝臓、炎症が存在する肝臓の類洞内皮細胞、星細胞の抗原提示能の比較検討を行うことが出来なかった。まず生理的な肝臓、炎症が存在する肝臓の類洞内皮細胞、星細胞の抗原提示能の比較検討を行う。この実験系はペプチド添加によるT細胞の増殖動態と培養上清のサイトカイン測定だけなので比較的容易に遂行することが可能と考えている。ついで主たる目的である肝臓と脾臓による免疫寛容誘導の相互依存性の解析を行う。§肝内炎症が脾臓LNSCによる免疫寛容誘導に及ぼす影響の解析:肝内炎症のないコントロールマウス、AIHモデルマウスの脾臓よりリンパ節ストローマ細胞(LNSC)を分離する。これらの細胞の抗原提示関連分子(MHC class II分子、CD28、CTLA-4、PD-1)の発現プロファイルを解析するとともに、in vitroでLNSC、SIINFEKLペプチド、同ペプチド反応性T細胞を混合培養してLNSCによる免疫寛容誘導動態を検討し、肝内炎症が脾臓での免疫寛容誘導に及ぼす影響を明らかにする。§脾臓摘出が肝内での免疫寛容誘導に及ぼす影響の解析:コントロールマウスおよび肝炎マウスの脾臓を摘出し、肝内のM1、M2マクロファージの存在動態、肝内におけるマクロファージによる移入活性化リンパ球除去動態、類洞内皮細胞および星細胞の抗原提示動態を解析し、脾臓非摘出マウスで得られた成績との比較により、脾臓の存在が肝内での免疫寛容誘導に及ぼす影響を検討する。§肝内炎症が脾臓の、脾臓の存在が肝内の免疫環境に及ぼす影響の遺伝子レベルでの解析:肝内に炎症がある場合とない場合の脾臓におけるサイトカイン、ケモカインを中心とした免疫関連分子のDNA発現を、DNAチップを用いて網羅的に解析し、肝内炎症が脾臓における免疫環境に及ぼす影響を遺伝子レベルで解析する。また脾臓摘出を行った際と行わない際の肝臓におけるサイトカイン、ケモカインを中心とした免疫関連分子のDNA発現を、DNAチップを用いて網羅的に解析し、脾臓が肝内における免疫環境に及ぼす影響を検討する。さらに、肝内に炎症がある場合とない場合で同様の比較解析を行い、脾臓の存在が肝内炎症に及ぼす影響についても併せて検討する。

@肝内での炎症が類洞内皮細胞、星細胞による抗原提示に及ぼす影響無処置で肝内炎症が存在しないコントロールマウス、FCとIL-12の免疫により自己免疫性肝障害を誘導したマウスそれぞれの肝臓から類洞内皮細胞、星細胞を分離、類洞内皮細胞はコラゲナーゼ含有還流液を門脈から投与後に肝臓をMesh上ですりつぶし比重遠心法にて得た非実質細胞分画からME9F1ビーズを用いてAutoMacsにより分離し、Collagen coated wellで培養した。また星細胞は8.2%Nycodenz液を用い1400gで15分間遠心分離して得た含有分画をαSMA抗体で染色し純度を確認後に培養系に移行した。こうして得られた類洞内皮細胞、星細胞のMHCclass II分子、CD28、CTLA-4、PD-1の発現動態をFACSにより解析し、肝内炎症の有無がそれら分子の発現に及ぼす影響を検討したところ、類洞内皮細胞では各分子の発現亢進が見られたが、星細胞では見られなかった。@肝内での炎症性、抗炎症性マクロファージ動態とマクロファージによる免疫寛容誘導の関連§生理的な肝臓、炎症が存在する肝臓での炎症性、抗炎症性マクロファージの動態の解析:コントロールマウス、肝炎マウスにおける肝内の炎症性(M1)、抗炎症性(M2)マクロファージの存在動態を、免疫組織化学的に解析するとともに、肝内より単核球を分離しFACS解析を行い定量的に解析したところ、肝炎マウスの肝内ではコントロールに比しM1マクロファージの増加を認めたが、M2マクロファージは両者で差異はなかった。さらにFACSによりソーテ前年度からの遅れにより、まずM1、M2マクロファージ除去による肝内での活性化リンパ球除去動態の解析を行ったが、モノクローナル抗体によるM1、M2マクロファージ除去の至適条件設定に時間を要したために、今年度に予定していた生理的な肝臓、炎症が存在する肝臓の類洞内皮細胞、星細胞の抗原提示能の比較検討を行うことが出来なかった。生理的な肝臓、炎症が存在する肝臓での炎症性、抗炎症性マクロファージの動態の解析およびM1、M2マクロファージの存在動態と肝内での活性化リンパ球除去動態の関連の2項目については当初の研究計画通り遂行できたが、M1、M2マクロファージ除去による肝内での活性化リンパ球除去動態の解析に関しては時間が足らずに遂行できなかった。まず生理的な肝臓、炎症が存在する肝臓の類洞内皮細胞、星細胞の抗原提示能の比較検討を行う。この実験系はペプチド添加によるT細胞の増殖動態と培養上清のサイトカイン測定だけなので比較的容易に遂行することが可能と考えている。ついで主たる目的である肝臓と脾臓による免疫寛容誘導の相互依存性の解析を行う。前年度に遂行に至らなかったM1、M2マクロファージ除去による肝内での活性化リンパ球除去動態の解析を先ず行い、その費用に前年度の繰越金(112,436円)を充当する。ついで当初2年次に計画していた生理的な肝臓、炎症が存在する肝臓での類洞内皮細胞、星細胞による抗原提示能の解析を行う。§肝内炎症が脾臓LNSCによる免疫寛容誘導に及ぼす影響の解析:肝内炎症のないコントロールマウス、AIHモデルマウスの脾臓よりリンパ節ストローマ細胞(LNSC)を分離する。これらの細胞の抗原提示関連分子(MHC class II分子、CD28、CTLA-4、PD-1)の発現プロファイルを解析するとともに、in vitroでLNSC、SIINFEKLペプチド、同ペプチド反応性T細胞を混合培養してLNSCによる免疫寛容誘導動態を検討し、肝内炎症が脾臓での免疫寛容誘導に及ぼす影響を明らかにする。
情報化にともなうライフチャンスの構造とライフスタイル

情報化の進行は各種の情報メディアの布置状況を変化させ、したがってまた諸領域における資源的メディアの布置と流れをも変えた。INSに代表されるニュー・メディア・ネットワークが世界的なスケールで人びとの生活を変えつつある。そのなかで,たとえば,消費生活における資源の流通規模の拡大と財パターンの多様化は顕著であるし,その決済方式としてのカード化の進行も急ピッチである。「三段の流れ」として捉えられる,今日の情報化のもとでのコミュニケーション構造と過程は、産業構造にインパクトを与え,人びとの職業構造に変化をもたらしたし、人間関係にも次第に変更を求めつつある。こうして人びとの生活システムは社会変動と対応しながら変化せざるを得ないし、その選択肢も新たなパターンを付加されつつある。当然、その時・空的な秩序像としての生活構造も変化している。この生活システムの原理的な傾向として把握されるライフスタイルも多様化し、その主要なパターンに変化が生じつつある。その基本軸は手段的価値基準から具現的価値基準の方向へのシフト傾向をみせている。それはポスト産業社会のそれに対応する高度大衆消費社会の一般傾向と合致する方向である。このような価値づけは、単に生活主体の主観的な意味づけや願望レベルの事実ではなく,社会の構造的な基軸である(1)地位構造(とくに,性と世代による地位および成層的地位)に応じて,また(2)コミュニティと集団の構造に応じて,人びとが自己の生活システムを通してどのようなチャンスを獲得しようとしているのか、また実際に何を実現できるか,という両面でのライフチャンスによって規定されていることが社会学的に重要な点である。
妊娠及び授乳が歯周組織に与える影響を画像解析と組織学的解析を用いて検討する

全身状態(妊娠&授乳)および栄養摂取状態(Ca)の歯周組織に与える影響について検討した。試料として、ラットの下顎骨を用いた。全身状態については妊娠の有無の2群、Ca摂取状態については3群(充足、減少、欠乏)に分け、計6群間での画像解析および組織学的解析結果の比較を行った。健康な歯周組織においては、骨塩量はCa摂取状態に依存して減少した。Ca摂取が減少または欠乏した状態では、非妊娠群と比較して妊娠群で有意に骨塩量が減少した。妊娠群のラットから生まれたこどもの下顎骨の骨塩量は、親のCa摂取状態を強く反映していた。組織所見では、Ca摂取が減少または欠乏した状態における、歯槽骨内面からの吸収による骨の非薄化が顕著であった。残存する歯槽骨の面積は、Ca摂取状態に依存していた。しかし、歯槽骨の高さの変化はみられなかった。さらに、歯周組織に炎症を惹起させた状態での検討を加えた。歯肉溝にゴム輪を挿入することによって歯周炎を惹起した。骨塩量の変化は、健康な歯周組織と同様であった。組織所見ではゴム輪挿入による急激な歯槽骨吸収、著明な炎症性細胞浸潤をともなう軟組織の走行の乱れなどがみられた。その程度はCa摂取状態に依存し、妊娠&授乳により高度になる傾向がみられた。健康な歯周組織と比較して大きな相違は、Ca摂取状態に依存して歯槽骨の高さの減少がみられたことである。以上の結果より、1)妊娠や授乳が、Caが十分に摂取された状態では歯槽骨を減少させる直接のfactorとはなり得ないが、Ca摂取が減少または欠乏した状態では、risk factorになり得る2)歯槽骨吸収により、全身のCa需要が増大し、かつCa摂取状態がよくない場合に、妊娠や授乳が歯槽骨を減少させるriskfactorになり得ることが示唆された。ウィスター系ラットを実験に用いて、Ca含有量の異なる3種類の試料(Ca-0.9%、Ca-0.3%、Ca-0.02%)を与えた場合に歯槽骨の骨密度がどのように変化するのか、更に、妊娠、授乳の要因が加わった場合にどうか、について検討を行った。また、子どもについても母親のCa摂取量の違いにより歯槽骨の骨密度がどのように変化するのか検討した。歯間部歯槽骨の骨密度について検討した。非妊娠群の骨密度は、Ca含有量に依存して減少し、0.02% Ca群で有意に低い値を示した。妊娠群でも同様に骨密度は、Ca含有量に依存して減少したが、非妊娠群と比較して現象程度はより顕著であった。すなわち0.02% Ca群に加えて0.3% Ca群でも既に0.9% Ca群と比較して有意に骨密度が低い値を示した。また、同一Ca含有量の試料を摂取した群での比較を行ったところ、0.9% Ca群では骨密度に差はみられなかったが0.3% Ca群と0.02% Ca群では、それぞれ妊娠群の骨密度が低い値を示した。母親のCa摂取量の違いは、こどもの歯槽骨の骨密度により大きな影響を与えた。すなわちこどもの歯槽骨の骨密度は母親のCa摂取量に依存して減少した。0.3% Ca群と0.02% Ca群の骨密度は、0.9% Ca群と比較して有意に低かった。以上の結果より妊娠および授乳はCaが十分に摂取された状態では歯槽骨の骨密度を減少させる直接のfactorとはなり得ないが、Ca摂取量が減少または欠乏した状態では骨密度の減少を促進するriskfactorになり得ることが示唆された。また、母親のCa摂取量が非常にシビアにこどもの歯槽骨の骨密度に反映されることが示唆された。以上の結果より、1)妊娠や授乳が、Caが十分に摂取された状態では歯槽骨を減少させる直接のfactorとはなり得ないが、Ca摂取が減少または欠乏した状態では、risk factorになり得る

2)歯槽骨吸収により、全身のCa需要が増大し、かつCa摂取状態がよくない場合に、妊娠や授乳が歯槽骨を減少させるriskfactorになり得ることが示唆された。
偏光分光観測による木星衛星イオ周辺プラズマの温度異方性分布の可視化

木星衛星イオ近傍の酸素原子発光(630.0nm)の偏光分光観測を実現するために、ハレアカラ観測所の東北大学60cm反射望遠鏡に偏光分光機能を付与する開発を行った。この分光器は偏光プリズムと色消半波長板を組み合わせることで、直線偏光度のスペクトル分布を波長分解能5,000で測定することができる。2016年2月に観測を実施した結果、イオ起源の630nm酸素原子発光を検出することに成功した。発光輝線の直線偏光度は21+/-32%と導出されたが、より木星離隔が大きくなる2016年5月の観測機会に同様の観測を実施することで、木星回折光の影響を低減し、測定精度を7%まで向上させることができると期待される。木星衛星イオの高分散偏光分光観測を実現するために、(1)高分散分光器用光ファイバアレイを開発し、(2)ハワイハレアカラ観測所において試験観測を実施した。また、より高精度な偏光測定を空間2次元で実現する可能性を探るため、(3)偏光イメージャ(Dipol2)による試験観測を実施した。(1)交付申請書では、観測に利用する望遠鏡として、ハワイ大学天文学研究所所有の50cm望遠鏡(SOLARC)を挙げていた。しかし、2014年9月以降、より口径が大きく使い勝手の良い東北大学の60cm望遠鏡(T60)が利用できるようになり、本研究ではT60で利用できる可視高分散分光器(波長分解能70,000)を利用することとし、この分光器と望遠鏡焦点とを結ぶ光ファイバアレイを開発した。これを用いた試験観測は2015年4月に実施する予定である。(2)2014年12月から2015年3月に、T60と高分散分光器を組み合わせた試験観測を実施し、観測に必要な波長分解能と結像性能を確認した。また、SprintA/EXCEEDとの連携観測を実施し、イオ周辺電磁環境を多角的に検証することのできるデータを取得した。(3)2015年1月に、フィンランド・Turku大学のAndrei Berdyuginらの協力により、10E-6におよぶより高精度な偏光量の2次元分布が測定できる偏光イメージャ(Dipol2)をT60に取り付けて、偏光標準星の試験観測を実施した。その結果、2015年5月に本観測装置に酸素原子発光のみを透過する狭帯域干渉フィルタを装備することにより、イオ周辺酸素原子発光の偏光分布を2次元的に取得することができるようになると期待できる。これら(1)(2)(3)の観測・研究について、2014年5月の日本地球惑星科学連合大会および2014年11月の地球電磁気・地球惑星圏学会で成果発表を行った。木星衛星イオ近傍の酸素原子発光の高分散偏光分光を実現するために、ハワイ・ハレアカラ観測所の高分散分光器をもとに、偏光測定機能と、コロナグラフ機能を備えた偏光分光器を新たに開発した。この分光器は、従来と比較して木星本体からの副鏡支持構造による回折光を1/10以下に低減し、偏光プリズム(サバール板)とアクロマティック波長板を組み合わせることで、直交する偏光成分のスペクトルを同時に取得することができる。酸素原子発光の検出に必要な30,000の波長分解能を有する。本観観測装置を用いて木星衝前の観測適期となる、2016年1月から2月に3回のイオ近傍酸素原子(630nm)発光の偏光分光観測を実施した。観測条件の良かった2016年2月11日の観測では、イオが木星の日陰に入ってから約15分間の観測に成功し、イオ近傍酸素原子発光を対信号雑音比2以上の精度で検出することに成功した。今回1回のみの観測からでは、50%を上回る精度での直線偏光度の導出はできないが、2016年5月以降に複数回訪れる観測好期に引き続き観測を実施することで、目標とする15%を上回る精度での偏光測定結果を得ることができると見込まれる。本研究での観測と極端紫外宇宙望遠鏡ひさきとの連携観測により、イオ周辺電磁環境を多角的に検証し、2015年5月の日本地球惑星科学連合大会および2015年11月の地球電磁気・地球惑星圏学会で成果発表を行った。また、2016年5月の日本地球惑星科学連合大会でも成果発表を行う予定である。本研究の第1目的はイオ周辺の偏光分光観測から平均的な酸素原子発光の偏光度を測定することにある。

研究実施計画に基づき、2014年度はそのための観測機器の整備と試験観測に宛てられた。研究実績の(1),(2)に示したとおり、観測の準備作業はほぼ完了し、2015年4月から5月の期間に本観測を実施することで、研究の第1目的は達成されると期待される。本研究の第2目的はイオ周辺酸素原子発光の偏光の、より詳細な分布を明らかにすることである。計画では、より大きな望遠鏡を用いる方法を検討していたが、研究実績の(3)で述べたとおり、フィンランドの研究者の協力により、現在用いてるT60(口径60cmの望遠鏡)を用いても十分な詳細な分布が得られると期待できる。したがって、研究の第2目的の達成についても見通しが立ちつつある。以上の点から、研究実施計画に基づき、概ね順調に推移しているといえる。惑星分光物理学2014年度に整備した観測装置を用いて、2015年4月から5月の期間に本観測を実施し、イオ周辺の偏光分光観測から平均的な酸素原子発光の偏光度を導出する。また同時期に、フィンランドの研究者の協力により設置した偏光イメージャ(Dipol2)を用いて、イオ周辺酸素原子発光の偏光の、より詳細な分布を明らかにする。これらの結果をもとに、イオ周辺での電子温度異方性との対応を考察し、偏光観測を電子温度異方性のリモートセンシング手段として確立することを目指す。次年度に実施する観測に必要な偏光素子の購入費用として計上するため、翌年度の支出に繰り越す。2015年度に実施する観測に必要な偏光素子のを購入する費用として計上する。
人権の安保問題化:北朝鮮からの脱北者に対する中国、韓国、米国の人権政策の比較分析

今まで雑誌論文計7件(単独)、図書計2件(単独)の出版や8件の学会発表(単独)がある。国際社会の金正日政権に対する圧力が高まっている。この状況の中、今後のシナリオの一つとして台頭しているのが北朝鮮政権の崩壊である。このシナリオが呼び起こす大きい憂慮の一つはおびただしい数の北朝鮮難民の中国と韓国への移動である。そのなか、2004年北朝鮮人権法発効以後、少数人であるが、北朝鮮人に難民の地位を付与し始めたアメリカを含んだ3国の人権政策が重要なテーマとして浮び上がっている。1995年に約3百万人の餓死者が生まれたと推定されているが、その原因となった北朝鮮の食糧不足事情は改善されないまま続いている。一方、韓国の経済力に対する情報が中国国境域にある北朝鮮の北部中心に広がり、脱北して韓国に定着する北朝鮮人の数が毎年幾何級数的に増加している(韓国統一省の2009年統計:96年86人、01年583人、05年1,383人,08年2,809人)。しかしもっと多くの北脱者たちが中国の各地で身を隠していると推定されており(中国政府統計:10,000人、韓国政府統計:30,000人、国際NGO統計:300,000人)、さらに現在経済制裁措置等で窮地に追い込まれている北朝鮮の経済状況がより悪化する場合、北脱出者の数はもっと増えると予想される。特に脱北者全体の60パーセントを占めている北朝鮮女性たちに対する中国での人身売買、不法強制結婚などの人権侵害はとても深刻な状況と見られる。この研究は米国、中国、韓国の三国の北朝鮮脱北者に対する人権政策を比較、分析すると同時に、性的に特殊な問題として現われている難民女性たちの人権問題も同時に研究しようとするものである。本プロジェクトは中国や韓国へ殺到する北朝鮮難民に対して、6ヵ国協議国の安全保障の観点から、東アジアの人権擁立に焦点を当てたものである。冷戦終了後、特に2001年の9・11テロ以降、人権・不法移住・環境悪化に関わる地域情勢は国際安全保障問題として受け止められるようになってきている。中国は約40万人の北朝鮮難民を抱えているが、不法移民ととらえており、難民と認めていない。しかし、確かな労働力としての経済的背景から大目にみている。韓国は住居・教育などを提供しながら、難民を受け容れてきた。しかし最近はベトナムや他の仲介国から流入する難民に危機感を抱き、難民増加を抑えるための新たな方法(難民審査基準の強化など)を模索している。日本やアメリカは中国内で強制結婚や売春行為の犠牲者となった女性などを中心に少数の北朝鮮難民を受け容れている。総じて、北朝鮮国内や中国内での北朝鮮の人々への人権侵害に対する人権擁立の動きは6ヵ国協議の特徴と同じあいまいさと緊張にあいまって作動している。研究実績1 2007年4月ソウル出張。脱北者とのインタビュー実施2 2007年10月富山市出張。北東アジア経済フォーラムへ参加し、モンゴル・中国・ロシアからの参加者と会談し、各国内の脱北者についての情報収集3 2007年11月東京出張。北東アジアの安全保障に関しての日本の専門家(防衛研究所員)と会談4 2008年3月米国アトランタ出張。アジア学会に参加し、論文発表。成果第2次世界大戦後、国際社会において非伝統的な安保問題(例:人権、拉致、不法難民、歴史再検討、環境破壊、麻薬密売など)が「安保イシュー化」される傾向を見せている。特に北東アジアの場合、各国が国際化、民主化され(中国、韓国の場合)、また後期産業化社会へと転換する中(日本の場合)、このような現象が著しく現われている。北朝鮮の脱北者たちに対する法的定義と彼らの処遇に係わる人権イシューもまた、中国と韓国の間における重要な非伝統的な安保問題として現出している。日本の場合は1970年代に北朝鮮によって拉致された日本人たちとその家族に対する人権問題が重要な「人間の安全保障」の問題として登場した。また、アメリカの場合は「道徳的透明性」を国際関係の重要な哲学的基盤とする現ブッシュ政府の北朝鮮人権の安保問題化が注目された。しかし、これらの問題を取り扱っている従来の研究の大部分は、問題と現状の叙述に止まっており、その体系的な理論化の努力が切実に必要な状況である。北朝鮮の非核化プロセスを進めるために同国をテロ支援国家リストからはずすという、ジョージ・ブッシュ政権の動きをめぐる最近の議論は、現実主義の伝統的な安全保障への関心と、国際問題における規範的な議題に対する言辞的な強調の間のガップを反映している。研究2年目の平成21年度には本出版へ向け計画書を準備し、出版社との接触をはかった。その結果、アメリカにあるプレガ社(Praeger Publisher、コネチカット州ウェストポート市)との出版契約をとりつけた。完成原稿を来年末までに提出する予定である。これまでの資料を集中補強する為、アメリカのワシントンDCに出張し、国務省東アジア局情報分析室、国務省教育情報分析局、法務省麻薬捜査庁、米上院国際関係委員会、米下院国際関係委員会、国会研究所等を訪問し、資料収集に努めた。また、韓国にいる脱北者に会い、詳細面談と地域調査を行った。

この状況の中、今後のシナリオの一つとして台頭しているのが北朝鮮政権の崩壊である。このシナリオが呼び起こす大きい憂慮の一つはおびただしい数の北朝鮮難民の中国と韓国への移動である。そのなか、2004年北朝鮮人権法発効以後、少数人であるが、北朝鮮人に難民の地位を付与し始めたアメリカを含んだ3国の人権政策が重要なテーマとして浮び上がっている。1995年に約3百万人の餓死者が生まれたと推定されているが、その原因となった北朝鮮の食糧不足事情は改善されないまま続いている。一方、韓国の経済力に対する情報が中国国境域にある北朝鮮の北部中心に広がり、脱北して韓国に定着する北朝鮮人の数が毎年幾何級数的に増加している(韓国統一省の2009年統計:96年86人、01年583人、05年1,383人,08年2,809人)。しかしもっと多くの北脱者たちが中国の各地で身を隠していると推定されており(中国政府統計:10,000人、韓国政府統計:30,000人、国際NGO統計:300,000人)、さらに現在経済制裁措置等で窮地に追い込まれている北朝鮮の経済状況がより悪化する場合、北脱出者の数はもっと増えると予想される。特に脱北者全体の60パーセントを占めている北朝鮮女性たちに対する中国での人身売買、不法強制結婚などの人権侵害はとても深刻な状況と見られる。この研究は米国、中国、韓国の三国の北朝鮮脱北者に対する人権政策を比較、分析すると同時に、性的に特殊な問題として現われている難民女性たちの人権問題も同時に研究しようとするものである。
ヒト悪性glioma細胞株(TM-1)における自己増殖促進物質の分離と精製

〔結論〕TM-1培養上清液中には、分子量4-11万のautocrine型の自己増殖促進作用とFbtsの増殖促進作用を示す物質が存在する。さらにTGFs類似のコロニ-形成促進活性や、抗PDGF抗体、抗TGFα抗体と反応する物質も検出された。しかし、その増殖促進活性は熱に不安定であり、既に知られているPDGFやTGFαの性状と異なっていた。またTM-1におけるEGF-receptorの存在は、TM-1に対するEGFやTGFαの作用を間接的に裏ずけるものであった。当教室での組織培養に関する設備と昭和62年度科学研究費補助金により購入した設備備品を使用し研究を行った.1.ヒト悪性glioma細胞株(TM-1)の樹立と性状分析(1)500rad照射後のヌ-ドマウスに2×107_17個のTM-1を皮下指標したところ、約34週後に直径約2cmの腫瘤を形成したn(2)培養細胞と皮下移植腫瘤のいずれにおいても,グリア指標蛋白であるGFAP vementin, S-100蛋白が存在することを酵素抗体法(PAP法), SDS-PAGE後のWestern blotting法にて確認した.(3)TM-1の透過型電顕像で,核周囲の細胞質に中間径filamentの存在を確認した.(4)10%FCSを含むEagle MEMの培養で, TM-1は約40時間の倍加時間, 30%のコロニー形成率を示した.2.単相培養にて,無血清のTM-1由来培養上清液を作製し, TM-1の増殖に及ぼす影響を生細胞のタンパク量測定にて検討した.培養上清液を25%, 50%, 75%, 100%含むいずれの混合培地も対照(無血清培地)と比べ6日間で約1.8倍, 9日間で約2倍, 12日間で約2.7倍の増殖を示した.3.スピナーカルチャーによる大量培養で,無血清のTM-1由来培養上清液を作製し, TM-1の増殖に及ぼす影響を^3H-チミジンの取り込みにて検討した.培養上清液を20%, 50%, 100%含むいずれの混合培地も,対照と比較し,培養24時間後から12時間のパルスラベルで,約1.52倍増加していた.以上の結果をもとに,今後増殖因子の分離・精製とすすめる予定である.本研究で用いたTM-1は、当教室で樹立したヒト悪性glioma細胞株であり、無血清培地で増殖する。1.TM-1由来培養上清からの抽出物作製方法TM-1を無血清培地にて培養し、その上清液を採取した。これを遠心(2,500rpm)後、濾過(0.22μm)し、さらに超遠心(10万G)を行い、上清液を得た。これを1%酢酸にて透析後、凍結乾燥し、培養上清液からの抽出物を作製した。2.抽出物のTM-1とヒトfibroblast細胞に及ぼす作用効果の検討(1)〔方法〕TM-1を蛋白量10μg相当の抽出物を加えた培地で培養し細胞数の変化を経時的に測定した。〔結果〕細胞数は経時的に増加し、培養11日目では抽出物を加えない群と比較し約3倍であった。(3)〔方法〕抽出物を1M酢酸にて溶解後、遠心および濾過し、これをBio-Gel P-60を用いたゲル濾過にて分画した。凍結乾燥にて濃縮溶液を作製し、TM-1とFib.のtritiated thymidine取り込みを指標として、増殖活性を有する分画の検討を行った。〔結果〕TM-1およびFid.のいずれにおいても、分子量12,000-6,000の間の分画に活性を有し、5つのピークを認めた。以上の結果をもとに、今後さらに、TM-1由来培養上清液に含まれる増殖促進因子の性状分析を進める予定である。〔目的〕ヒト悪性glioma細胞株(TM-1)の培養上清液には、TM-1、ヒトfibroblast(Fbts)、ラットgliaの増殖を促進する物質が含まれている。本研究では、その生物学的・生化学的分析を行い、既知の増殖因子と比較検討することを目的とした。〔方法・結果〕1.TM-1を無血清培地(SF-M)で培養し、その上清液を超遠心した。1%酢酸で透析後凍結乾燥し、1M酢酸可溶画分(FDAA)を得、更にBio-Gel P60にてグル濾過し分画した。(1)NRK49F細胞を、10%FCSとDMEMさらに各分画を加えた0.35%軟寒天倍地中で14日間培養し、20個以上の細胞集団をコロニ-として算定した。

5-10kDaと30kDa付近の分画で、NRK49F細胞の軟寒天中でのコロニ-形成促進作用がみられた。(2)ニトロセルロ-ス膜に各分画を吸着させ、ヤギ抗ヒトPDGF抗体、ヤギ抗ヒトTGFα抗体を一次抗体として作用させ、ペルオキシダ-ゼ標識マウス抗ヤギIgG抗体にて処理後DABにて発色した。void volumeと30kDa付近の分画で抗PDGF抗体と反応する物質が存在し、6.5-7.5kDaの各分画で抗TGFα抗体と反応する物質が存在した。2.FDAAと7.5kDa,30kDa付近のゲル濾過分画を化学的・物理的に処理し、TM-1増殖活性にあたえる影響を検討した。boiling,DTT,trypsin処理により、TM-1の[^3H]TdRの取り込みはSF-M時と同程度まで低下した。3.カバ-グラス上に培養したTM-1にマウス抗ヒトEGF-receptor抗体を一次抗体として作用し、streptABC法にて免疫染色を行った。ほとんどのTM-1にEGF receptorが存在した。〔結論〕TM-1培養上清液中には、TGFs類似のコロニ-形成促進活性や、抗PDGF抗体、抗TGFα抗体と反応する物質が検出された。しかし、その増殖促進活性は熱に不安定であり、既に知られているPDGFやTGFαの性状と異なっていた。またTM-1におけるEGF-receptorの存在は、EGFやTGFαの作用を間接的に裏ずけるものであった。
特別支援教育におけるインクルーシブ・カリキュラム開発のための歴史的研究

日米の知的障害教育における教育内容・方法の形成過程を整理することで、あらゆる児童生徒がアクセスできるインクルーシブ・カリキュラム開発のあり方を考察した。カリキュラムの開発には、発達年齢上の課題と生活年齢上の課題の両方を達成するために、教科の範疇に収まらない内容も明示される形で教育内容の組織化がなされることが不可欠である。今と将来の生活に活きる生活学習の内容と学習成果の評価基準が、作成・活用されることが望ましい。日本と米国における学校の機能の捉え方に対する議論を歴史的に整理し、特別支援教育における新しいカリキュラムの考え方、すなわちインクルーシブ・カリキュラム開発のあり方を提案することを目的として、具体的には以下の手続きを計画した。(1)日本における障害児(主として知的障害)のための特別な指導の場と特別カリキュラムの形成過程及び指導の展開の検討(2)米国における障害児(主として知的障害)のための特別な指導の場と特別カリキュラム形成過程・指導展開の検討(3)米国におけるインクルーシブ教育実践に関する議論等の変遷の検討日米の知的障害教育における教育内容・方法の形成過程を整理することで、あらゆる児童生徒がアクセスできるインクルーシブ・カリキュラム開発のあり方を考察した。本年度は、米国における知的障害教育史に関する資料の収集・実地調査、日本における知的璋害教育史に関する資料の所蔵調査・整理作業を行った。所蔵確認・整理を行なった史資料については、筑波大学障害科学系への移送・保管が実現し、来年度以降に整理・分類作業が実施される予定である。収集された資料を概観し、日米における知的障害教育における目的・目標・教育内容・教育方法に関するデッサンを行なった。知的障害者は知的機能の「限定的発達」があることを前提に、文宇・教科書による間接経験教授を中心とする通常教育のカリキュラムに替えて、生活カリキュラムあるいは経験カリキュラムが適用された。知的障害児の成長や能力獲得の評価は、「社会生活能力」を指標とし、社会生活能力の形成そのものが目的とされた。知的障害教育においては、具体的生活経験そのものを指導内容に設定し,領域や教科には分けられない指導として取り組まれてきた。戦前・戦後をとおして、知的障害教育(通常学校内の特別学級・特殊学級)では、知的教科(国語,算数,理科,社会)よりも技能的教科(図工・音楽・体育)の時間を増やし、教科指導よりも生活指導を中心とした総合的な学習を行うことが重要規されてきた。学校教育が、「教科教育を中心とする認識能力の形成機能」(教科課程〉と「価値観や道徳性、社会性の発達の育成機能」(道徳・特別活動などの教科外課程)の大きく2つの機能を有するとすれば、知的障害児の学校教育実践は、「育成機能」を重視して展開してきたといえる。これは、教科課程と教科外課程の比重が、通常学校教育と知的障害教育とで、実態として異なってくるという結果を生じさせると同時に、日本においては、「知的障害教科」という独自の教科設定を生じさせる結果にもなっていると考えられる。本年度は、主に、以下の3つの作業を行った。1.日本における障害者教育史に関する資料(知的障害教育中心)の整理作業及び考察わが国における「低能児」教育(大正・昭和戦前期)及び「精神薄弱児」教育(戦後1960年頃)を知的障害教育の試行期ととらえ、その試行の結果、知的障害教育の理念と方法が、生活教育へと結実したことを考察した。すなわち、知的障害者は知的機能の「限定的発達」があることを前提に、文字・教科書による間接経験教授を中心とする通常教育のカリキュラムに替えて、生活カリキュラムあるいは経験カリキュラムが適用され、知的障害児の成長や能力獲得の評価は、「社会生活能力」を指標とし、社会生活能力の形成そのものが目的とされた。この結果、教科課程と教科外課程の比重が、通常教育や他障害種の教育と知的障害教育とで異なることになった。また、自立活動の捉えかたの違いなどにも反映していることが推察された。2.特別支援教育への転換の背景の整理作業及び考察。わが国におけるインクルーシブカリキュラム開発を考える上で必要な基礎作業として、これまでの各種答申や学習指導要領の改訂、通常教育における学力問題の議論などから、障害児教育から特別支援教育への転換の背景について、整理した。3.米国におけるジェネラルカリキュラム、知的障害カリキュラムに関する情報収集作業。知的障害者に必要なカリキュラム開発の考え方の一例としての"Life goal curriculum planning approach"についての文献を収集し、一部を読みすすめるとともに、インクルーシブ教育におけるジェネラルカリキュラム論等に関する文献の収集を行なった。今年度は主に以下の2点の検討作業を行った。1.日本の障害児教育カリキュラムの展開の検討:昭和38年養護学校小学部・中学部学習指導要領精神薄弱教育編と昭和46年指導要領及び資料の各教科の内容項目についての比較・検討を行った。その結果、46年新設の生活科は主に昭和38年の社会・理科・家庭の項目を中心に構成されていたが、身辺・学校・家庭・社会生活を網羅するように、生活に即した内容の充実が行われた。その一方で、国語や算数では、生活場面における活動の内容項目が減り教科の系統性が重視された。

音楽や図画工作、体育も、同様に教科の特色が強調され、学習活動に付随する習慣的な活動は削除された。しかしながら、その教科の中にも、生活との関連の強い内容は残存しており、生活科とその他の教科の内容項目は、互いに関連していた。このため、知的障害教育の教育課程は、教科別の教育内容の分類による理解と、生活単元学習や日常生活の指導などの指導形態による具体的活動内容の理解との2重構造において捉えられなければならないことが確認された。2.欧米におけるインクルーシブ教育カリキュラムの展開の検討:今年度は障害児の通常カリキュラムへのアクセスを支える人的資源となっているParaeducator(教育補助員)の導入とその役割の変遷について検討した。その結果、Paraeducatorの活用は、教員不足への対応として始まり、マイノリティーへの公教育保障・雇用機会の提供へと、さらには、障害のある児童生徒への適切な教育の提供のためへと拡大し、その人数も増加してきたこと、また、当初Paraeducatorは、児童生徒に直に接することのない事務を担当したが、現在では指導業務が中心となってきていることが明らかになった。本年度は以下の1及び2について検討し、3の総括を行った。1.昭和37年度版学習指導要領(精神薄弱)と通常教育のそれとを比較することで、障害児教育のカリキュラムの展開について考察した。「精神薄弱」教科が、おおむね通常教育の小学校第2・3学年までに相当する各教科の内容項目を含みつつ、生活年齢に応じた生活に即した内容項目が重視されていたこと、通常教育の教科外課程の内容をその教科内容としていたことが明らかになった。2.米国における改正初等中等教育法(NCLB法)制定前後の議論や実際的対応を分析し、教育水準にもとづくカリキュラム導入の課題について考察した。障害児の教育水準に基づくカリキュラムと評価への参加が規定された背景には、全体的学力向上を目指した通常教育改革の側面と、障害児に健常児と同じ水準の同じ内容の学習機会を付与することでインクルーシブ教育を実現しようとする側面とがあると考えられた。一方、知的障害児の教育では、従来からその特性に応じた機能的生活スキルの習得を目指す独自のカリキュラムが実践されてきており、その教育内容は、児童生徒の実生活に直接繋がる知識やスキルであることが明らかとなった。連邦法では、通常の教育内容を学ぶことが困難な知的障害児に対しても水準に基づいた教育評価を義務付けているが、一定の水準に基づいた教育内容の設定・評価は、彼らに必要な生活スキルの習得機会を減少させる可能性があることを懸念する指摘も見られた。3.特別支援教育におけるインクルーシブ・カリキュラム開発には、学習特性に配慮した教科学習の方法・内容の設定とともに、教科の範疇に収まらない内容が教科外学習の内容として明示されることが不可欠であり、発達年齢上の課題と生活年齢上の課題の両方を達成するための教育内容の組織化が意図される必要がある。
紅麹および紅麹発酵物の特徴味・香気成分の同定と生成機構:呈味向上への基礎研究

紅麹菌(Monascus sp.)を使って製造される紅麹は,高い食品機能性が期待される一方,生成する刺激臭によって,食品利用が進んでいない.本研究は,紅麹菌の食品への幅広い利用を可能にすることを目的とした.本研究では,紅麹菌を用いた食品の呈味向上を目的に,紅麹および紅麹発酵物の特徴的な味・香りに寄与する成分をGC-MSおよびLC-MS/MS,官能評価を用いて包括的に同定し,その生成機構を明らかにした.また紅麹焼酎の製造の実用化を目指して酵素製剤を用いた製造方法の改善を行うことに成功した.本研究において、紅麹から製造した新しい焼酎として紅麹焼酎を作製し、紅麹焼酎の香りプロファイルに貢献する揮発成分の同定を試みた。対照として白麹焼酎を作製し、官能評価およびガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS)にて比較した。官能評価では紅麹焼酎は、チーズ、ミルキー、オイリー、そしてフルーティーといった特徴を示した。両焼酎より合計50成分がGC-MSとHPLCにより、同定および定量された。鍵香気成分の選抜は、白麹焼酎との比較と匂い活性値(OAV)に基づいた。OAVとは化合物の濃度を匂い閾値で除した値であり、OAV>1はその化合物が香気に貢献することを意味する。これらの分析より、4つの高級アルコールと8つのエステル、4つのケトン、2つの短鎖酸を含む18の鍵香気成分が決定された。また紅麹と白麹を用いて味認識装置を用いた解析を行い、それぞれ苦味と酸味を特徴とすることを明らかにした。紅麹焼酎と白麹焼酎の比較により、紅麹焼酎の鍵香気成分の同定を行うことができた。すべての化合物について濃度を求め、それに基づき文献検索を繰り返して匂い閾値を調べるなど、時間を要する作業を今年度にすべて終えることができたことは大きい。前年に同定した紅麹焼酎に含まれる18の鍵香気成分について生成経路の確認を行った.本年は,紅麹焼酎のもろみの発酵期間にサンプリングを行い,経時的に鍵香気成分の消長を分析した.その結果,高級アルコールおよびエステル化合物は発酵に伴い生成されていること,ケトン類および単鎖酸は発酵中において大きな増減がないことが分かった.高級アルコールおよびエステル化合物は酵母がアミノ酸代謝に関連して生成する香気成分としてよく知られている.したがって,紅麹焼酎においてこれら化合物の含有量が高くなった理由として,紅麹のプロテアーゼ活性およびリパーゼ活性が影響していることが考えられた.両活性を白麹のそれと比較した結果,白麹よりも紅麹の方がプロテアーゼおよびリパーゼ活性が高く,もろみ中の遊離アミノ酸量および長鎖脂肪酸が高いことが明らかになった.また紅麹に多く含有されるエステル化合物は単鎖酸とエタノールまたは高級アルコールのエステルであることから,もろみ中の高い単鎖酸および高級アルコール濃度がこれらエステル化合物の生成に寄与したことを示すことができた.ケトン類および単鎖酸は,紅麹に由来する成分であることを明らかにすることができた.このような特徴は白麹に見られないものであり,紅麹の作製に用いられるMonascus属菌の特徴であることが示唆された.紅麹焼酎の特徴香気成分とそれに寄与する紅麹およびMonascus属菌の役割を明らかにすることができた.紅麹焼酎の鍵香気成分の同定および生成に寄与する要因を明らかにすることができた。これらの結果は,まとめてすでに学術誌に投稿および受理された。紅麹の役割が明確になったことから,来年度に向けた明らかにするべき点も見えている。ただし今年度は,味物質について新たな知見を得ることができなかった。こちらは来年度に向けての課題としている。前年までに紅麹焼酎の特徴香気成分とそれに寄与する紅麹およびMonascus属菌の役割を明らかにすることができた。しかしながら、紅麹焼酎製造時にもろみの発酵速度が遅いこと、もろみに含まれる麹粒が硬いことが原因で発酵歩合および蒸留歩合が低く、焼酎製造に応用することが困難であることが判明した。そこで本年度では、紅麹焼酎の製造を可能とするために、酵素製剤を用いた製造方法の確立を試みた。α-アミラーゼ酵素製剤1種、グルコアミラーゼ酵素製剤1種、プロテアーゼ酵素製剤12種、細胞壁分解酵素製剤30種を用いて紅麹焼酎もろみに各酵素製剤の添加試験を行った。酵素製剤を添加したもろみのほぼすべてにおいて、もろみ中の麹粒が柔らかくなり、アルコール発酵の促進が認められた。プロテアーゼ酵素製剤よりニューラーゼF3G、細胞壁分解酵素製剤よりスミチームTGがアルコール発酵と麹粒の溶解性において共に高い能力を示したことから、これら2つの選抜酵素製剤とα-アミラーゼ酵素製剤であるスミチームAS、グルコアミラーゼ酵素製剤であるスミチーム焼酎を用いて紅麹焼酎の小仕込み試験を行った。その結果、酵素製剤を添加したすべてのもろみにおいてもろみアルコール度数が上昇し、蒸留歩合が高くなった。また官能評価よりスミチームTGを用いた焼酎において対照である酵素製剤無添加の紅麹焼酎と最も類似していることが明らかになった。これらの結果より、紅麹焼酎もろみへ酵素製剤を添加することで、酒質に大きな影響を与えることなく、もろみ中の麹粒の溶解やアルコール発酵を促進でき、さらに蒸留歩合を改善することでアルコール収得量を増加させることができた。

紅麹菌(Monascus sp.)を使って製造される紅麹は,高い食品機能性が期待される一方,生成する刺激臭によって,食品利用が進んでいない.本研究は,紅麹菌の食品への幅広い利用を可能にすることを目的とした.本研究では,紅麹菌を用いた食品の呈味向上を目的に,紅麹および紅麹発酵物の特徴的な味・香りに寄与する成分をGC-MSおよびLC-MS/MS,官能評価を用いて包括的に同定し,その生成機構を明らかにした.また紅麹焼酎の製造の実用化を目指して酵素製剤を用いた製造方法の改善を行うことに成功した.鍵香気成分がどのように生成されるかを明らかにするために、焼酎製造工程におけるすべての鍵香気成分の消長を調べていく。具体的には、もろみ発酵過程において毎日サンプリングを行い、GC-MSおよびHPLCを用いて鍵香気成分量の変化を観察する。また生成経路の予想できる化合物については、関連の酵素活性について紅麹および白麹を測定・比較を行い、メカニズムの解明を進める。また紅麹の苦味物質の同定を進めていくために、紅麹抽出物より単離精製を行っていく。紅麹はケトン類および単鎖酸の含有量が白麹と比較して高いことが明らかになった.この理由として,中鎖脂肪酸がβ酸化され,さらにβ-ケト酸脱炭酸酵素によってケトン類となることが明らかになっている.これらの酵素が,紅麹の高いケトン含量に寄与しているかについて,欠損株などの変異体の作製により明らかにしていく.紅麹の変異株の作製は,多くの報告がないため,来年度の初めに変異体取得の方法を確立する.また紅麹の苦味物質の同定を進めていくために、紅麹抽出物より単離精製を行っていく.食品工学