hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周病原性Treponema denticola血管内皮細胞侵入機構の解析

【目的】歯周病原性Treponemadenticolaは、動脈瘤や心冠状動脈血管内壁プラークからも検出され、心血管疾患との関連性が指摘されている。私どもは、昨年度T.denticolaATCC 35405は、dentilisin欠損K1株よりヒト口腔上皮細胞や血管内皮細胞に対し侵入性が高いことを見いだし昨年度本報告書に発表した。本年度は、血管内皮細胞にT.denticolaATCC 35405を感染させ、その発現遺伝子を検索した。【結果と考察】非感染HUVECと比較し、T.denticolaATCC35405感染により3倍以上発現が増加あるいは減少した遺伝子は1319種認められた。細胞骨格関連遺伝子が5種、接着関連遺伝子が3種、その他シグナル伝達関連遺伝子、炎症関連遺伝子などであった。細胞骨格遺伝子の中でも特にアクチン重合関連遺伝子の発現が増加した。T.denticolaATCC 35405の血管内皮細胞への感染は、アクチン重合遺伝子を活性化させ、細胞骨格の再構成を引き起こし侵入することが考えられる。現在これらの遺伝子についてmRNAレベルで発現の確認を行っている。目的:歯周病原性Treponema denticolaは、動脈瘤や心冠状動脈血管内壁プラークからも検出され、心血管病変との関連性が指摘されている。本菌は血管内皮細胞層を貫通するという報告はあるが、侵入しているのか細胞間隙を通過しているのかは明らかにされていない。そこで今回私どもは、T.denticolaの血管内皮細胞に対する侵入性を検討した。結果と考察:T.denticolaATCC35405株は、MoI100で最も高い侵入性を示した。Dentilisin欠損株であるK1株は、親株に比べHUVE細胞侵入性が10%と低下していた。透過型電顕の観察から、菌体はcytoplasmic membraneに付着後、侵入していると考えられた。細胞内には、vacuoleに囲まれた侵入菌体はほとんど認められず、また菌体は核膜に剰達している像が観察された。また野生株の細胞侵入性はアクチン重合阻害剤であるcytochalasin Dによりて阻害された。本研究の結果からT.denticolaのHUVE細胞侵入性は、dentilisinが関与しアクチン重合を介していることが示唆された。
マラリア原虫伝播に関与するハマダラカ唾液腺物質の研究

我々は前年度マラリア原虫雄性生殖母体の鞭毛放出を誘導する物資(GAr : Gametocyte Activating Factor)が、ハマダラカ(Anopheles stephensi)唾液腺に含まれており、吸血のときこれを呑み込んでいることを見い出した(Luo et al.,2000;Hirai et al.,2001)。今年度はAn stephensi以外の蚊4種(An omorii, Aedes aegypti, Ae albopictus, Culex pipiens pallens)について唾液腺におけるGAFの存在を検索した。その結果、多少の種差はあるものの、検索したすべての蚊唾液腺にGAFが含まれていることが分かった。ところが吸血の前後の唾液腺におけるGAFを比較してみると、吸血後にGAFが有為に減少するのはAn stephensi, Anomorii, Ae aegyptiだけで、Ae albopictus, Cx p. pallensはGAFの減少がほとんどみられなかった。これは前3者は吸血に際し、唾液を消費して(中腸へ取り込んで)おり、後2者は唾液を消費していないことを反映していると考えられる。An stephensi, An omoriiはマウスのマラリアを伝播し、Ae aegyptiはトリのマラリアを伝播するが、後2者はマラリア伝播をしないので、マラリア伝播の条件として、唾液腺から中腸へのGAFの供給が重要であることが示唆された。GAFの本質はxanthurenic acid(XA)であることがすでに分かっているので、今後はハマダラカ唾液腺におけるXAの合成・蓄積を阻害することで、マラリア伝播のできないハマダラカをつくることができるかもしれない。我々は、今年度マラリア原虫雄性生殖母体の鞭毛放出を誘導する物質が、ハマダラカ唾液腺に含まれていることを見い出した。この物質はキサントウレイン酸(XA)と呼ばれ、ハマダラカ頭部、特に眼に多く含まれていることはすでに知られていた。吸血後にハマダラカ中腸内の血液において、XAの濃度が上昇していることから、吸血により中腸からのXA分泌が亢進する可能性が想像されていた。我々はすでに、ハマダラカは吸血時に自分の唾液を飲むことを明らかにしており、さらに本年度、ハマダラカは唾液腺内のXA量が多いこと、吸血後にXA量が減ることを明らかにした。これらからハマダラカにおいては、吸血時に唾液に含まれるXAを飲み込むことで、マラリア原虫雄性生殖母体の鞭毛放出を誘導し、雄性生殖体と雌性生殖体の受精が進行することが示唆された。したがって、ハマダラカ唾液腺においてXAの合成を阻害したり、消費を促進させたり、あるいはXAの合成に関与している特異的分子をノックアウトすることで、マラリアを伝播できないハマダラカをつくることができる可能性がある。我々は前年度、マラリア原虫雄性生殖母体の鞭毛放出を誘導する物質(GAF : Gametocyte Activating Factor)が、ハマダラカ(Anopheles stephensi)唾液腺に含まれており、吸血のときこれを呑み込んでいることを見い出した(Luo et al.,2000;Hirai et al,2001)。今年度はAn stephensi以外の蚊4種(An omorii, Aedes aegypti, Aealbopictus, Culex pipiens pallens)について唾液腺におけるGAFの存在を検索した。ところが吸血の前後の唾液腺におけるGAFを比較してみると、吸血後にGAFが有為に減少するのはAn stephensi, An

omorii, Ae aegyptiだけで、Aealbopictus, Cx p. pallensはGAFの減少がほとんどみられなかった。これは前3者は吸血に際し、唾液を消費して(中腸へ取り込んで)おり、後2者は唾液を消費していないことを反映していると考えられる。An stephensi, An omoriiはマウスのマラリアを伝播し、Ae aegyptiはトリのマラリアを伝播するが、後2者はマラリア伝播をしないので、マラリア伝播の条件として、唾液腺から中腸へのGAFの供給が重要であることが示唆された。GAFの本質はxanthurenic acid(XA)であることがすでに分かっているので、今後はハマダラカ唾液腺におけるXAの合成・蓄積を阻害することで、マラリア伝播のできないハマダラカをつくることができるかもしれない。
病床管理の質安全保証をめざす看護管理知識を用いたICU適用判断ロジックの構築

本研究では、質・安全を保証するICU病床管理において、実際の病院におけるICU病床管理の全体像を検討し、問題点を明らかにすると共に、その課題解決のために必要となる管理モデルの枠組みを提示した。その上で、管理モデルの中で必要となるコンテンツの構築を行った。複数病院のICU関係者へのヒアリングと業務観察を行った.入室に関しては医療者の中である程度想定されたモデルがあるが、退室に関しては様々な要素が複雑に関係しており、どのような患者状態のときにどの病室に退室させるという判断基準が明確化されていないという知見が得られた。退室管理を適切に行うために最も重要な要素は、ICUに在室している患者のうち、どの患者を退室させるべきかを適切に判断することである。そのため、退室判断を適切に行うための退室管理モデルの枠組みを,Phase1:患者状態個別評価,Phase2:退室優先度相対評価,Phase3:退室先状況評価と設定した.Phase1のアウトプットを導出するためツールとして、ICU適用判断ロジックを構築した.このツールには,どのような患者情報をいかに評価するか、またそれらの情報からどのようなアルゴリズムで適用かを判断するかという2つの要件が成立させるため「患者アセスメント表」と「判断ロジック」を開発した.患者アセスメント表は,医療者が当該患者にICU適用を判断する際に着目すべき項目およびその評価方法を定めたものであり,ICU病床機能項目の明確化・患者診療ニーズ項目の明確化・項目の選定及び評価軸の設定,の手順で進める.判断ロジックは,どのようなアルゴリズムで適用かを判断するかについてのアウトプットであり,医療者の思考ロジックを構造化したものである。患者アセスメント表の評価結果をinputとして、医療者がどのような組み合わせや順番で評価を行っているかを、ICUに在室している患者に対しての事例分析により,表やフローチャートとして可視化し、ロジックのたたき台を作成した上で、ヒアリングや事例適用によってブラッシュアップを行った。ICU適用判断ロジックの妥当性の検証と有用性の検証を,1000床を有する大規模急性期病院で実施し,両者が認められた.
中堅教師のイノベーション能力を高める課題解決型研修モデルの研究開発

研究開発の初年度として次の3点を行った。1教師教育及び研修開発に関する文献研究、2研修プラットフォームの構築、3課題解決型研修を実施した。最重点領域である課題解決型研修では、研修対象者と相談し、ファシリテーション能力の向上を研修課題とした。第一段階は、5、7、8月にワークショップを行った(各回全国より30名程度の参加)。第二段階は、各職場における実践(9月翌年1月)と11月23日に「奈良ラウンドテーブル」を開催した(全国より100名程度の参加)。前者については、組織的実践へとつなぐことができた事例も幾つかあったが、全体的には授業や生徒対応のように個人的実践に留まる傾向にあった。そのため、組織的実践の場を意識的に創り出す必要があると判断し、「奈良ラウンドテーブル」をその場として位置づけ、企画段階から当日のファシリテーターまで一つの単位とする研修を展開した。第三段階は、今年度の研修の省察である。2月22、23日に福井大学で開催された「実践研究福井ラウンドテーブル」で実践報告をしてもらった。3月に5名を対象とした反構造化インタビューを行った。インタビューを分析し、研修成果として以下の二点が浮かび上がった。第一に、ある能力の獲得を個人的実践に留めることなく、組織的実践へとつなぐことが研修の命綱であることが学び取られたことである。ラウンドテーブル、探求型学習、教員研修会など、勤務校における組織的実践の展開が15件あった。このことは「構え」をつくり「つなぐ力」を高めていくという本研究の枠組みに添う成果である。第二に、同僚についてのイメージが刷新されたことである。同僚は職場にいるだけではなく、実践を通じてつながりあうときに同僚となることが学び取られていた。このことは本研究が目指すネットワーク型の学び合う専門職コミュニティの形成に関する実証的裏付けを得たことを意味すると考える。順調に進んだ理由は、研修対象者の要望を大事にしながら研修課題を若干修正したことにある。当初は、研修対象者が職場の実情に即して、「主体的で対話的な深い学び」「ファシリテーション」「カリキュラム・マネジメント」のうちから一つを選択することにしていた。研修対象者と相談したところ、「主体的で対話的な学び」「カリキュラム・マネジメント」については職場や教育委員会による研修会がある。しかし、「ファシリテーション」については学ぶところがない。ファシリテーション能力をしっかりと身につけることができれば、他の二つの課題についても実践的に取り組めるようになる。こうした意見が大半を占めた。そこで、「ファシリテーション」に課題を絞って研修を進めていくことにした。このように研修課題を一つに絞ったものの、本研究の全体構想を修正する必要はない。ただし、以下の3点については、2年目に若干修正しながら進めたい。1ファシリテーション能力の形成に関する事例収集が不十分となっている。2今年度のインタビュー調査の結果、研修で学んだことが個人的実践レベルに留まる傾向があることがわかった。この事実は、省察の質について吟味する学び合いの場が必要であることを意味する。32年目に実施する海外調査について、中堅教師の専門職性の発達過程及びそれを支える学び合う専門職コミュニティに関する質的研究の妥当性を高めるために、カナダのRiverdale Collegiate Instituteに加えて、アメリカの高校における現地調査を増やす必要がある(トリアンギュレーションの視点を組み込む)。2年目は初年度の研究成果から浮かび上がった三つの修正点を踏まえ、課題解決型研修の展開及び事例調査を継続し、研修対象者の語りの分析を通じて、中堅教師の専門職性の発達を促す課題解決型研修モデルのさらなる研究開発をすすめるとともに、そのような研修を支える学び合う専門職コミュニティを形成するための事実や知見を抽出する。そのようにして得られたものを、カナダとアメリカにおける現地調査の結果と比較検討し、研究の質を高めていく。

同僚は職場にいるだけではなく、実践を通じてつながりあうときに同僚となることが学び取られていた。このことは本研究が目指すネットワーク型の学び合う専門職コミュニティの形成に関する実証的裏付けを得たことを意味すると考える。順調に進んだ理由は、研修対象者の要望を大事にしながら研修課題を若干修正したことにある。当初は、研修対象者が職場の実情に即して、「主体的で対話的な深い学び」「ファシリテーション」「カリキュラム・マネジメント」のうちから一つを選択することにしていた。研修対象者と相談したところ、「主体的で対話的な学び」「カリキュラム・マネジメント」については職場や教育委員会による研修会がある。しかし、「ファシリテーション」については学ぶところがない。ファシリテーション能力をしっかりと身につけることができれば、他の二つの課題についても実践的に取り組めるようになる。こうした意見が大半を占めた。そこで、「ファシリテーション」に課題を絞って研修を進めていくことにした。このように研修課題を一つに絞ったものの、本研究の全体構想を修正する必要はない。ただし、以下の3点については、2年目に若干修正しながら進めたい。1ファシリテーション能力の形成に関する事例収集が不十分となっている。2今年度のインタビュー調査の結果、研修で学んだことが個人的実践レベルに留まる傾向があることがわかった。この事実は、省察の質について吟味する学び合いの場が必要であることを意味する。32年目に実施する海外調査について、中堅教師の専門職性の発達過程及びそれを支える学び合う専門職コミュニティに関する質的研究の妥当性を高めるために、カナダのRiverdale Collegiate Instituteに加えて、アメリカの高校における現地調査を増やす必要がある(トリアンギュレーションの視点を組み込む)。2年目は初年度の研究成果から浮かび上がった三つの修正点を踏まえ、課題解決型研修の展開及び事例調査を継続し、研修対象者の語りの分析を通じて、中堅教師の専門職性の発達を促す課題解決型研修モデルのさらなる研究開発をすすめるとともに、そのような研修を支える学び合う専門職コミュニティを形成するための事実や知見を抽出する。そのようにして得られたものを、カナダとアメリカにおける現地調査の結果と比較検討し、研究の質を高めていく。今年度「人件費・謝金」として計上していた直接経費について、使用しなかったことが理由である。こうなったのは、1謝金については、ファシリテーションのワークショップを協働研究開発として展開したために交通費支給のみに押さえることができたこと、2人件費については、資料整理(文字おこし)として計上していたが、インタビュー調査が3月となってしまったために今年度実施することができなかったからである。次年度については、1については協働研究開発として展開することがないことと今年度以上に専門的知識を必要とするために、2については今年度末に収集した資料の整理を行う必要性があるために、次年度に繰り越すことにする。
受容体を介さないケミカルセンシング-植物の匂い受容の分子基盤-

(E)-2-ヘキセナールと同様にα, β-不飽和カルボニル構造を持つメチルビニルケトン(MVK)をモテル化合物として無傷シロイヌナズナを曝露すると、灰色かび病耐性が付与された。この時、グルタチオンーS-トランスフェラーゼ遺伝子発現量をモニターすると、MVK曝露だけではあまり大きく誘導されないが、曝露後に灰色かび病菌を接種するとコントロール植物に比べ顕著に発現が増大した。これはMVK曝露が植物に潜在的耐性を誘導した、いわゆるプライミング現象といえる。一方、(Z)-3-ヘキセナールを始めとしたみどりの香り関連化合物の防御遺伝子誘導能力を評価するためにみどりの香り生成能が欠失した変異体を調製し、機械傷処理により防御関連遺伝子の誘導を検討した。その結果、一部の遺伝子誘導が顕著に低下し、そうした低下が傷口にみどりの香りを塗布することで回復することが明らかになった。このことから、(Z)-3-ヘキセナールなどのみどりの香りが遺伝子誘導を行う生理活性物質であることが確認できた。植物を(Z)-3-ヘキセナールの蒸気に曝露するとその一部が植物に直接取り込まれた。この際、アブシジン酸で気孔を閉じてもその取り込み量が20%程度しか低下しなかったので、多くは植物組織に浸潤することで取り込まれていることが明らかとなった。こうして取り込まれた(Z)-3-ヘキセナールは直ちに(Z)-3-ヘキセノールや4-ヒドロキシー(E)-2-ヘキセナール(HHE)へと変換された。(Z)-3-ヘキセナールの化学反応性から考えると(Z)-3-ヘキセノールへの還元はその反応性を低下する解毒作用と考えられる一方、HHEの生成はその反応性をより高めることになり、ほ乳動物の酸化ストレスセンシングと同様にHHEが細胞内タンパク質やレドックスセンサーを修飾することが引き金となって防御反応が誘導される可能性が示唆された。植物の匂い応答について、官能基に関するある程度の特異性が見いだされるが、シロイヌナズナでの検討によりシロイヌナズナ葉が(R)-(+)-1-オクテン-3-オール(カビ病菌由来揮発成分の天然型光学異性体)にも、(S)-(-)-1-オクテン-3-オール(非天然型)にもほぼ同じように応答し、厳密な構造特異性が見いだされないことを明らかにした。また、H_2O_2生成の可視化色素であるジアミノベンジジンを使った観察により揮発性化合物に曝した植物葉ではH_2O_2が組織全体で生成・蓄積していることが認められ、このH_2O_2生成がNADPHオキシダーゼ活性に依存していることを明らかにした。また、エクオリン発現シロイヌナズナを用いた検討により揮発性化合物処理で細胞外からのカルシウム流入が増大することを確認した。但し、H_2O_2生成とカルシウムの流入は反応性の高いA,B不飽和カルボニル構造を持つ(E)-2-ヘキセナールで特に顕著に見られ、またかなり高濃度を要する。こうした応答は野外生態系でのケミカルセンシングとは異なり、生体異物の解毒反応の一環と考えるべきであろう。ただ、この場合でも何らかの機構で生体異物の認識を行っているはずで、現在、GST1の発現を指標としてその認識機構の解明を進めている。一方で野外生態系での匂い応答についても検討を進めた。灰色カビ病菌感染、非感染シロイヌナズナを野外で供置し、感染特異的香り物質に曝した後、灰色カビ病抵抗性を評価したところ、曝露植物で抵抗性の上昇が認められ、野外開放系で放散された香り物質を植物が受容できることが示された。ただし、供試した16植物体のうち抵抗性誘導が見られたのは10植物体で、残りの6植物体は誘導されなかった。おそらく、野外での風向き等が重要な因子となっていると考えられた。こうして取り込まれた(Z)-3-

ヘキセナールは直ちに(Z)-3-ヘキセノールや4-ヒドロキシー(E)-2-ヘキセナール(HHE)へと変換された。(Z)-3-ヘキセナールの化学反応性から考えると(Z)-3-ヘキセノールへの還元はその反応性を低下する解毒作用と考えられる一方、HHEの生成はその反応性をより高めることになり、ほ乳動物の酸化ストレスセンシングと同様にHHEが細胞内タンパク質やレドックスセンサーを修飾することが引き金となって防御反応が誘導される可能性が示唆された。
現代アメリカ合衆国におけるリテラシー教育に関する研究－Ｃ．スノーの所論を中心に－

本年度は、現代アメリカ合衆国におけるリテラシー教育研究を多角的に分析するために、多文化教育の立場から提案された、スタンダードにもとづくカリキュラム設計の方法を検討した。具体的には、多文化教育を専門とするスリーター, Cが批判的教育学の理念を取り込みながら提案したカリキュラム設計の方法に注目した。彼女は、多文化カリキュラムを設計するための理論的整理を行い、その成果を“Un-Standardizing Curriculum ;Multicultural Teaching in the Standards-Based Classroomー"として発表している。本書では、標準化(standardizing)された教育ではなく、スタンダードにもとづく(standard-based)教育の必要性を提起している。そこで本書を手掛かりに、スタンダードにもとづきながらも、「多文化性」を考慮したカリキュラム設計の在り方について明らかにすることをめざした。スリーターは、カリキュラムに含まれる知識を問い直していくことの重要性を説いていた。それは単に様々な文化を追加していくというアプローチではなく、一つの文化の視点から、カリキュラム全体を問い直していくアプローチである。具体的には、ウィギンズらの「逆向き設計論」にもとづきながら、変革的知的知識(transformative intellectual knowledge)を手がかり、重大な観念(big idea)を設定してカリキュラムを編成することを提案していた。変革的知的知識とは、歴史的に抑圧されたコミュニティの知識基盤を指す。カリキュラムを編成する際には「永続的な理解」を重視するが、それと関連して、教師自身がどの社会文化的集団の知識にもとづいてその「永続的な理解」を構成しているのかを問い直すことを求めていることがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、現代アメリカ合衆国において、リテラシー教育研究を推進しているキャサリン・スノー(CatherineSnow、1945-)によるリテラシー教育に関する理論とその理論にもとづく実践を検討した。スノーのリテラシー教育論に注目する理由は、アメリカにおける補償教育が抱える課題を克服する方途を、彼女が追究していたためである。補償教育とは、社会・経済・文化的に不利な生活環境の中に生まれ育っている子どもたちを対象として、彼らの教育的環境を改善・向上させることをめざした教育プログラムである。しかしながら、その理念とは裏腹に、子どもたちを取り巻く教育環境を改善できていないと指摘され、その解決が課題とされてきた。そこで、スノーがどのような理論と実践でこの課題を乗り越えようと企図していたのかを明らかにすることをめざし、以下2つの研究を行った。(1)キャサリン・スノーによる読むことの教育理論の検討今日、「リテラシー」という言葉は多義的であり、さまざまな論者がそれぞれの立場から「リテラシー」という用語を使用している。そのため、スノーのリテラシー教育論を論じるにあたって、まずスノーの主張するリテラシーの中味を整理しておく必要がある。そこでまず、スノーによるリテラシー概念の内実を明らかにするために、スノーが議長を務めた「リーディングの困難性の予防に関する委員会(Committee on the Prevention of Reading Difficulties in Young Children)」の報告書を中心に文献研究を行った。本委員会は、米国においてフォニックスを強調する立場とホール・ランゲージを主張する立場の間で行われた、読むことに関する教育論争を終結させることを目的として設置されたものである。スノーらの取り組みが、この論争の論点をどのように引き取り、どのように終結させようとしていたのかを検討し、本委員会の取り組みの成果と課題を明らかにすることによって、スノーの主張するリテラシー概念の内実を明らかにした。(2)米国における読みの指導のための教材集『ヴォイシズ・リーディング』の検討つぎに、初等教育段階におけるリテラシー教育実践の内実を明らかにするために、スノーが編集に携わった教材集『ヴォイシズ・リーディング(Voices Reading)』を検討した。検討の結果、本教材集において、フォニックスや文法事項などの認知面での発達と、子どもたちの社会面・情緒面での発達を実現をめざしていたことが明らかとなった。そしてこのことによって、これまで米国のリテラシー教育実践ににおいて指摘されてきた認知面と社会・情緒面の発達に関する課題を乗り越えることが意図されていることが明らかとなった。本研究の目的は、多様な文化的背景を持つ子どもたちの「読む力」を保障するために、現代アメリカ合衆国において蓄積されてきた教育理論と実践を明らかにすることにある。アメリカにおいては、1960年代より補償教育(Compensatory Education)が行われてきた。補償教育では、貧困の原因を個人の能力や努力の問題だけに求めるのではなく、教育・就労の機会が人種差別や閉鎖的な教育・雇用環境等によって制限されてきた事実にも求めている。そして「償い」の措置をとることによって、アメリカ国内における不平等の解消をめざしている。しかしながら、その理念とは裏腹に、アメリカにおける補償教育は子どもたちを取り巻く教育環境を改善できていないとも指摘されている。この問題に対してアプローチしてきたキャサリン・スノー(Catherine Snow)は、特に「読むこと」の側面で蓄積されてきた研究成果を整理するとともに、その成果を活かした教材を作成している。そこで本研究では、スノーによる言語教育に関する理論と実践に着目し、アメリカにおける補償教育が抱える課題を克服する方途を明らかにすることを目指している。この研究目的を達成するために、本年度は、主に二つの研究を行った。一つは、アメリカにおける言語科スタンダードを分析するものである。アメリカにおける学力保障の展開を明らかにする上で、スタンダードは見過ごすことができない重要な政策である。言語科スタンダードを分析することで、多様な文化的背景を持つ子どもに対する学力保障を実現するための教育内容と教育方法に関する到達点を明らかにすることができた。

もう一つの研究は、多様な文化的背景を持つ子どもたちに対する言語教育において成果をあげている教材集『ヴォイシズ・リーディング』を検討するものである。この検討を通じて、共通に保障すべき学力の中身と、その学力を保障するための教材のあり方を明らかにすることができた。またこれらの研究は、日本の学習指導要領と国語科教科書のあり方を問い直す際の論点を提示するものであり、日本の教育政策を改善していく上でも社会的価値が高いと考えられる。本年度は、現代アメリカ合衆国におけるリテラシー教育研究を多角的に分析するために、多文化教育の立場から提案された、スタンダードにもとづくカリキュラム設計の方法を検討した。具体的には、多文化教育を専門とするスリーター, Cが批判的教育学の理念を取り込みながら提案したカリキュラム設計の方法に注目した。彼女は、多文化カリキュラムを設計するための理論的整理を行い、その成果を“Un-Standardizing Curriculum ;Multicultural Teaching in the Standards-Based Classroomー"として発表している。本書では、標準化(standardizing)された教育ではなく、スタンダードにもとづく(standard-based)教育の必要性を提起している。そこで本書を手掛かりに、スタンダードにもとづきながらも、「多文化性」を考慮したカリキュラム設計の在り方について明らかにすることをめざした。スリーターは、カリキュラムに含まれる知識を問い直していくことの重要性を説いていた。それは単に様々な文化を追加していくというアプローチではなく、一つの文化の視点から、カリキュラム全体を問い直していくアプローチである。具体的には、ウィギンズらの「逆向き設計論」にもとづきながら、変革的知的知識(transformative intellectual knowledge)を手がかり、重大な観念(big idea)を設定してカリキュラムを編成することを提案していた。変革的知的知識とは、歴史的に抑圧されたコミュニティの知識基盤を指す。カリキュラムを編成する際には「永続的な理解」を重視するが、それと関連して、教師自身がどの社会文化的集団の知識にもとづいてその「永続的な理解」を構成しているのかを問い直すことを求めていることがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。
Webを用いたリアルタイム協調作業のための適応型同期最適化アルゴリズムの実現

Webを用いた協調作業をリアルタイムにすることは、多様な協調を可能にし、イノベーションを活性化するための喫緊の課題である。Webアプリケーションを協調可能に改修する場合、実行環境を考慮した環境に適応した協調作業が可能にすることが要求される。HTML5のCanvas要素を用いて、Web上での手書き文字や図形の描画などの同期を考慮した場合、無駄な描画が発生するという課題を解決する必要がある。本研究では、描画内容と実行環境を考慮して適応的に最適な同期手順を導出するために、Canvasの最適な階層構造および実行環境に適した同期情報の表現形式を高速に最適化するための高度なアルゴリズムを新たに実装した。本研究では、図形描画が多いWebアプリケーションにおけるリアルタイムな協調作業の実現を目的として、Webの実行環境および描画内容に対する適応型同期最適化アルゴリズムの実現を目指す。図形描画のためのHTML5 Canvasは、リッチなWebアプリケーション構築の上で大きな利点があるが、協調作業支援を目的としたリアルタイムなWeb同期を実現する上で、再描画時の描画コストが課題である。本研究では、リアルタイムなWeb協調作業のための同期アルゴリズムを実現するために、HTML5 Canvasにおける描画オブジェクトの再描画処理の高速化を実現した。具体的には、再描画処理に必要な時間を一定時間内に抑えるための新たなアルゴリズムを提案/実装した。ここでは、(1)事前に描画オブジェクトの更新頻度が未知、(2)描画オブジェクトの前後関係の維持、および(3)HTML5 Canvasオブジェクト数の増加は描画コストを増大、の3つの点を考慮した上で、さらに各描画オブジェクトの描画コストが定数時間であると仮定してアルゴリズムを設計/試作した。本アルゴリズムにおいて、リアルタイムな同期アルゴリズムに必要な描画オブジェクトの描画の最適化を、階層化されたHTML5 Canvasに対する描画オブジェクトの最適割当を決定する問題として定式化した。ここで、描画オブジェクトの描画の前後関係の維持を実現するために、描画オブジェクトの前後関係を維持したまま、すべての階層の描画コストの期待値が均一化されるようにグルーピングすることで、最悪時の描画コストの上限を抑えるための手法を開発した。関連する業績を、論文誌4編および国際会議1編として発表した。当初計画において、HTML5 Canvasを階層化する際の、描画オブジェクトのグループ化アルゴリズムの設計を目標としており、具体的に次の4つの方策を計画した。すなわち、方策A)初期状態において、|L| < k(kは定数)となるように相当数のCanvas要素Lを生成し重畳表示する。方策B)描画オブジェクトおよびCanvas要素Lの前後関係を考慮して各描画オブジェクトを各Canvas要素Lに割り当てる。方策C)描画オブジェクトの増減に対して、各Canvas要素Lの分割/結合を行う。方策D)複数の再描画処理をまとめる。本年度は、上記すべてを満たすことにより、再描画処理に必要な時間を一定時間内に抑えるための新たな描画アルゴリズムを実現した。以上の理由により、現在までの進捗状況は、順調に進展していると判断する。本研究課題においてこれまでに実現した階層型描画アルゴリズムを利用したシステムを試作・評価した。本試作システムでは、本アルゴリズムの多様な状況における性能を評価するために、レイヤー内の描画オブジェクト数Lの増加による性能低下、および描画オブジェクトの更新頻度が事前に未知である点への対応を検討した。具体的には、急激な性能低下を引き起こすLの個数、および描画オブジェクトの更新頻度の分布を調整可能にした。さらに、実行環境に対して適応的に同期内容および描画方法を最適化するためのアルゴリズムを実現した。具体的には、多様な実行環境における同期手法の最適化のためのモデルを明らかにし、そのモデルに基づく最適化アルゴリズムを設計した。描画内容と実行環境を考慮して適応的に最適な同期手順を導出するためには、Canvasの最適な階層構造、および実行環境に適した同期情報の表現形式を決定するためのパラメータをオンラインで高速に最適化するためのアルゴリズムを実現した。ここでは、実行環境における不確定性をリアルタイムにパラメータ化する課題を克服する必要があった。同期情報の抽出、同期情報の決定、同期情報の配信、および同期内容の描画の全行程にわたり全体的な最適化を行った。さらに、開発したアルゴリズムのライブラリ化、および同期用サーバを実装し、本手法の既存アプリケーションへの組み込みを可能にした。関連する成果を、論文誌4編、国際会議4編で発表し、高い評価を得た。当初計画において予定していた同期アルゴリズムの改良に関して、予定通りに進んでいるため、現在までの進捗状況は、順調に進展していると判断する。本研究課題においてこれまでに実現した階層型描画アルゴリズムを精緻化し、適応型同期最適化アルゴリズムを実現した。さらに、これらの技術に基づくリアルタイム協調作業用アプリケーションを試作した。特に、アプリケーションウィンドウを仮想的に共有するための新たな同期技術の開発を行った。具体的には、新たな技術としてWebRTCに基づくアプリケーション仮想実行技術を開発した。上記技術を用いて、多数の端末を用いた教育を支援するための学習支援環境を実装した。本学習支援環境では、多数の端末間におけるリアルタイムなアプリケーションウィンドウの共有を実現した。本環境は、多数の端末上で実行中の複数のアプリケーションウィンドウから構成されるデスクトップ画面を構成可能にし、効果的な演習支援のための要素技術として有益である。ここでは、多数のアプリケーションウィンドウの同期におけるリアルタイム性の低下が課題となった。本課題を解決するために、独自のWebRTC SFU (Web Real-Time Communication Selective Forwarding Unit)を開発することで、多数の端末における多数のアプリケーションウィンドウの共有を実現した。関連する成果を、論文誌1編、国際会議5編で発表し、高い評価を得た。

Webを用いた協調作業をリアルタイムにすることは、多様な協調を可能にし、イノベーションを活性化するための喫緊の課題である。Webアプリケーションを協調可能に改修する場合、実行環境を考慮した環境に適応した協調作業が可能にすることが要求される。HTML5のCanvas要素を用いて、Web上での手書き文字や図形の描画などの同期を考慮した場合、無駄な描画が発生するという課題を解決する必要がある。本研究では、描画内容と実行環境を考慮して適応的に最適な同期手順を導出するために、Canvasの最適な階層構造および実行環境に適した同期情報の表現形式を高速に最適化するための高度なアルゴリズムを新たに実装した。前年度までの検討結果をもとに、さらに設計仕様の改良および詳細化を追求する。ここでは、【階層型描画アルゴリズムの実現】の成果の精緻化と、その研究成果に基づいて【適応型同期最適化アルゴリズムの実現】および【リアルタイム協調作業用アプリケーションの試作と評価】の研究課題に着手する。具体的には、前年度に実現した階層型描画アルゴリズムを利用したシステムを試作・評価する。本試作システムでは、本アルゴリズムの多様な状況における性能を評価するために、急激な性能低下を引き起こすHTML5 Canvas要素Lの個数、および描画オブジェクトの更新頻度の分布を調整可能にする。さらに、実行環境に対して適応的に同期内容および描画方法を最適化するための新たなアルゴリズムを実現する。具体的には、多様な実行環境における同期手法の最適化のためのモデルを明らかにし、そのモデルに基づく最適化アルゴリズムを設計する。描画内容と実行環境を考慮して適応的に最適な同期手順を導出するためには、HTML5 Canvasの最適な階層構造、および実行環境に適した同期情報の表現形式を決定するためのパラメータをオンラインで高速に最適化するためのアルゴリズムを実現する。ここでは、実行環境における不確定性をリアルタイムにパラメータ化する課題を克服する必要がある。具体的には、同期情報の抽出、同期情報の決定、同期情報の配信、および同期内容の描画の全行程にわたり全体的な最適化を行う。さらに、開発したアルゴリズムのライブラリ化、および同期用サーバを実装し、本手法の既存アプリケーションへの組み込みを可能にする。
骨格筋細胞の増殖・肥大を促す温熱刺激に関する研究

老化に伴う筋力と骨塩量の低下を防止するための安全かつ効率的なストレス負荷で筋力増大をもたらす新しいトレーニング方法の開発に関して、筋力トレーニングを骨格筋に対するストレスと捉え、骨格筋に対する新しいストレスとして温熱刺激に着目した。そこで本研究では、温熱刺激による(1)骨格筋細胞の増量と増殖とその作用機序、(2)温熱刺激による筋トレーニング効果の促進、ならびに(3)温熱刺激による筋萎縮からの回復促進、について、新しいストレス負荷による骨格筋の肥大の可能性を探ることを目的とした。実験モデルとして培養骨格筋細胞ならびにWistar系雄性ラット(生後12週齢)を用い、実験的萎縮筋モデル(後肢懸垂モデル、前十字靭帯損傷モデル)を採用した。培養骨格筋細胞の実験ではL6(ラット)およびC2C12(マウス)を用いた。培養骨格筋細胞に対して温熱刺激(41°C、60分)、機械的伸展刺激ならびに両者を組み合わせて加えることで、骨格筋細胞の増殖や肥大に対する温熱刺激の効果が両細胞で確認された。したがって、温熱刺激による骨格筋細胞の増量は種に依存する現象ではないと考えられた。ラットを用いた実験では、温熱刺激のみにより骨格筋肥大が促進するか検討し、41°Cの温熱環境に60分間暴露することで筋肥大が引き起こされた。また、後肢懸垂モデルを用いひらめ筋を萎縮させた後、後肢懸垂を解除し通常飼育をする前に温熱刺激を加えることで、萎縮からの回復過程が促進した。さらに、前十字靭帯損傷モデルでは、萎縮した筋ではストレスタンパク質の発現増加が認められ、温熱刺激による筋萎縮抑制の可能性が示唆された。以上より、温熱刺激が筋タンパク増量効果をもたらすことが明らかになった。また、温熱刺激による骨格筋の肥大は。(1)ホスファチジルイノシトール3キナーゼ(PI3K)/Artシグナル伝達系を活性化させることでもたらされることが明らかになった。そこで本研究では、温熱刺激による(1)骨格筋細胞の増量と増殖とその作用機序、(2)温熱刺激による筋トレーニング効果の促進、ならびに(3)温熱刺激による筋萎縮からの回復促進、についてし、新しいストレス負荷による骨格筋の肥大の可能性を探ることを目的とする。本研究は、2年計画で実施される。本年度はその1年目である。実験モデルとして培養骨格筋細胞ならびにWistar系雄性ラット(生後12週齢)を用い、実験的萎縮筋モデル(後肢懸垂モデル、前十字靱帯損傷モデル)を採用した。さらに、前十字靱帯損傷モデルでは、萎縮した筋ではストレスタンパク質の発現増加が認められ、温熱刺激による筋萎縮抑制の可能性が示唆された。以上より、温熱刺激が筋タンパク増量効果をもたらすことが明らかになり、今後その作用機序を解明するために、細胞内シグナル伝達系のタンパク質の評価を行う。
非晶質合金のプロチウム誘起格子歪の機能化へ向けて

親水素元素を含む非晶質合金は多量のプロチウムを固溶でき、非晶質合金は力学的強度や耐環境性が高い。このため、固溶プロチウムの擬弾性を機能化すれば、高強度かつ耐環境性の高減衰材料(制振材料)の開発が期待できる。これまでの研究からは、プロチウム濃度が数10%を越す試料は脆化が著しく、プロチウム擬弾性緩和ピークの発現温度域は室温よりかなり低く、プロチウムの擬弾性緩和とプロチウム誘起格子歪との相関は未知であることが分かっている。従って、試料の脆化を避ける観点からはプロチウム濃度域としては数%程度が目途になるが、研究過程ではより広いプロチウム濃度域を対象として非晶質合金中でのプロチウム誘起格子歪ならびにプロチウムの擬弾性緩和過程・緩和強度との相関を把握する必要がある。本年度はこの観点から、既報告のa-Zr_<50>Cu_<50>およびa-Ti_<50>Cu_<50>におけるプロチウム誘起格子歪ならびにa-Zr_<40>Cu_<60>、a-Zr_<50>Cu_<50>およびa-Ti_<50>Cu_<50>におけるプロチウム擬弾性緩和に関する実験結果の検討を進め、a-Zr-Cu系の方がa-Ti-Cu系よりプロチウム周りの歪場の異方性が高いと推測し、a-Zr-Cu系について研究を進めた。新たに作製したa-Zr_<60>Cu_<40>におけるプロチウム擬弾性緩和をa-Zr_<40>Cu_<60>およびa-Zr_<50>Cu_<50>の場合と比較するとCu濃度の増大と共に緩和過程の活性化エンタルピーは高くなる。これは、プロチウムがZr_4サイト間を拡散する場合Cuを含むサイトを経由する事を意味する。次に、a-Zr_<60>Cu_<40>について嫌水素性のAlをCuの一部と置換したa-Zr_<60>Cu_<40-x>Al_x(x=5,10)について調べ、緩和のエンタルピーは若干高くなることが分かった。親水素性のYをZrの一部と置換したa-Zr_<58.7>Cu_<30>Al_5Y_<6.3>ではプロチウムのサイトエネルギーは殆ど変化しない。引張強度についても準備実験を開始し、プロチウム濃度が数%以内であれば殆ど変化しないことが分かった。これらの一連の研究により、今後の開発指針がほぼ明確になった。
活性酸素による生体障害を抑制する微生物代謝産物の探索

静岡等の土壌より放線菌655株とカビ60株を分離した。Bennet培地(放線菌)とCzapek-Dox培地(カビ)で4日間振とう培養し得られた濾液とその抽出物について、以下の2つの方法により活性酸素消去物質の探索を行った。1.本研究の実施計画に従い、まず放線菌325株、カビ60株について第1次スクリーニングを行った。鉄-アスコルビン酸系またはヘマチン-過酸化水素系を活性酸素生成源とし、これと微生物代謝物産を枯草菌を生育させたシャーレ上でペーパーディスクにて対峙させた。その結果、両系に対して枯草菌の死滅を強く抑制した物質を生産する放線菌4株、カビ2株を選び出した。その中から、抑制活性が特に強く物質生産量の多いUSF-319株について検討した。319株4Lの培養濾液から活性を有する中酸性抽出物を得、各種クロマトグラフィー(シリカゲル、LH-20、HPLC)により2つの活性酸素消去物質、AR-319a(1.7mg)とAR-319b(4.0mg)を単離した。AR-319bのNMR測定よりC数36個、H数52個が確認されたのみで、構造決定には至らなかった。今後、大量培養と2D-NMR測定やMS測定等により本物質の構造を明らかにし、他の評価系での消去活性も検討していく予定である。2.生体障害の主原因と考えられているOHラジカルの消去物質探索に焦点を置き、Fenton反応(鉄-過酸化水素系)を利用したスクリーニング法を2つ(安息香酸を用いる蛍光法と2-デオキシリボースを用いるTBA法)、上記の方法に加えて残りの放線菌330株について検討した。7株の放線菌培養濾液が、3つのスクリーニング系において活性を示し、特にUSF-580株と786株が活性酸素消去物質を顕著に生産していた。そこで、580株9.75Lの培養液から中性抽出物を得、上記と同様の分離操作により580-A(1.8mg)と580-B(0.8mg)を単離した。その中、580-Aは各種機器分析の結果よりN-アセチルチラミンと決定し、有機合成からもこの構造を確認した。OHラジカル捕捉活性は、DMSOより高くBHTと同程度であった。また、同物質のフェノール性水酸基が活性に関与していることを明らかにした。しかし、酵素系により発生させたスーパーオキサイドの捕捉活性は低かった。
廃棄物利用低品位石炭クリーン燃料化による発展途上国向け環境保全対策技術の開発

低品位石炭、廃棄バイオマス、消石灰から調製したバイオブリケット(BB)からの燃焼時のSO_2排出は、原炭と比較して著しく抑制でき、中国等の酸性雨地域における民生用ならびに軽工業用の燃料として好適である。本研究ではBB燃焼灰が強いアルカリ性と豊富な栄養塩を有することに着目し、廃棄物となる燃焼灰の酸性化土壌改良材としての利用技術の開発を行なった。グロースチャンバー中で、燃焼灰を5w%添加した酸性化土壌、給水源として人工酸性雨を用い、ハツカダイコンの栽培試験を行った。燃焼灰添加による酸性土壌の中和効果が確認され、有害成分であるAlの溶出濃度も減少させることができた。また、栽培後の植物体の重量増加ならびにCa含有量より、植物生長促進効果を確認した。燃焼灰中の残存Ca化合物は、土壌を植物生長に好適なpH域に矯正し、Alイオンの溶出を抑制することがわかった。燃焼灰の土壌改良材としての有用性を増加させるため、ヨシ、ガマ、ホテイアオイなどの水生植物のバイオマス資源としての有効性を評価した。水生植物から調製したBBは十分な耐圧強度を示し、この燃焼灰中に水生植物由来のP、Kの大部分が残存しており、燃焼灰の酸性土壌中和剤ならびに肥料としての利用可能性が高いことを確認した。これらの結果から、水生植物利用のBB燃焼灰は、酸性化土壌の中和剤や肥料として有効利用でき、重金属などの有害成分の影響は小さいと推定された。低品位石炭、バイオマス廃棄物、消石灰を高圧成型したバイオブリケット(BB)の燃焼実験結果を考慮し、水酸化アルミの添加によるフッ化物、塩化物の固定率の変化を調べたところ、十分とはいえないがかなりの向上が見られた。現在、高温燃焼可能な工業用BBを開発するために、新規な添加剤について検討している。また、BB燃焼時に汚染物質排出だけでなく、温暖化ガス排出抑制効果もかなり高いことを明らかにした。中国の酸性雨地域であり、BB利用モデル地域(中国西南部重慶)の土壌からの人工酸性雨による重金属やイオン成分溶出量、土壌酸性化の程度、栄養塩存在量を調べ、BB燃焼灰の成分分析と中和滴定による酸中和能力を比較し、BB燃焼灰は酸性雨による土壌酸性化を抑制する高い能力を持つことを明らかにした。モデル地域酸性土壌へのBB燃焼灰添加量を変え、人工酸性雨を用いたカラム試験により、酸性土壌修復のためのBB燃焼灰の適切な添加量は5%程度と推定した。モデル土壌にBB燃焼灰を添加した場合と無添加の場合それぞれについて、人工酸性雨を滴下させながら、二十日大根のポット栽培を行い、BB燃焼灰添加の有無による乾重量を調べた。その結果、さらに実験を追加する必要があるが、燃焼灰添加系のほうがやや乾重量が多い傾向を示した。1.これまでのバイオブリケット製造では硫黄酸化固定剤として消石灰を用いていたが、炭酸カリウムを添加することにより、農村部で健康被害が問題となっているフッ化物も効率よく固定される事を示唆する実験データを得た。2.モデル地域酸性土壌へのBB燃焼灰添加量を変え、人工酸性雨を用いたカラム試験により、重金属の溶出やpHの変化などを追跡し、酸性土壌修復のためのBB燃焼灰の最適添加量を調べ、重量比で5%程度の添加が適当であることを示した。3.窒素やリンなどの富栄養化原因物質を高効率で吸収する植物(ガマ、ヨシ、ホテイアオイ)をバイオマスとするバイオブリケットを実験的に製造し、これまでの稲藁や麦藁を用いて製造したバイオブリケットとその強度・硫黄固定率等を比較検討し、これらの副原料としての適正を調べた。その結果、ガマ、ヨシ、ホテイアオイを用いたバイオブリケットは副原料として十分使用できることを明らかにした。4.BB燃焼灰添加土壌を用いたモデル植物のポット栽培による栄養塩供給能力の評価:モデル酸性

土壌を用いて、二十日大根のポット栽培を行い、BB燃焼灰添加と無添加の場合について、葉や茎の成長、乾重量等を比較を行い、燃焼灰を加えた方が成長が促進されることを明らかにした。5.酸性雨被害の発生している中国現地を想定し、酸性土壌に燃焼灰を加えて、酸性土壌の修復効果や栄養塩の添加効果を調べ、燃焼灰の農林地への散布による地域循環型総合環境保全対策の実施可能性を調べた。1.窒素やリンなどの富栄養化原因物質を高効率で吸収する植物(ガマ、ヨシ、ホテイアオイ)をバイオマスとするバイオブリケットを実験的に製造し、これまでの稲藁や麦藁を用いて製造したバイオブリケットとその強度・硫黄固定率等を比較検討し、これらの副原料としての適正を調べた。その結果、ガマ、ヨシ、ホテイアオイを用いたバイオブリケットは副原料として十分使用できることを明らかにした。2.農林業廃棄物ならびに水質改善用植物をバイオマスとするバイオブリケット燃焼灰の酸性土壌修復能力と栄養塩供給能力等を評価し、大気汚染対策・酸性土壌修復・水質汚染対策からなる地域循環型総合環境保全対策(ゼロエミッションサイクル)としての可能性を調査し、その適応性を評価した。3.バイオブリケット燃焼灰添加ならびにそれを添加していない酸性土壌を用いたモデル植物のポット栽培による二十日大根の成長試験を行い、葉や茎の成長、乾重量等を比較し、バイオブリケット燃焼灰を加えた方の成長が促進されることを明らかにした。4.酸性雨被害の発生している地域において、低品位石炭を利用している家庭でバイオブリケットを利用した場合、硫黄酸化物を50-80%程度排出抑制でき、また燃料のエネルギー効率とバイオマス利用を考慮した場合、温暖化ガスを20%程度排出抑制できると推定された。
ハイアミロース、ワキシー、分級粉等の国産小麦の製パン及び製麺への利用に関する研究

近年わが国の食生活の欧風化と共に、小麦粉の用途は、製菓類を含む製パンと製麺への加工が大半を占めるようになり、従来の米飯一辺倒から食生活は急激に変化してきている。即ち、パンを始めうどん、ラーメン、パスタ等の小麦粉製品の消費が着実に増加してきている。また、現在の飽食時代においては、食べ物に対する欲求が以前とは大きく異なりつつあり、極上の美味への執着は勿論であるが、更に痩身、美容、医療効果等々の医食同源のように、より付加価値のある食べ物の追求であったりする。従って、食べ物は今や我々の生命を支える役割を果たすだけではなく、我々の精神的・肉体的欲求を満たすために複雑・多様な役割が求められている状況である。更に最近は食の健康志向、安全志向に目が向けられてきたが、これは不認可食品添加物の使用あるいは農薬の過剰使用などによるところが大である。この為により安全な国内産の農産物を見直そうという気運が高く、自給率9%の小麦を麺類のみならず製パンへ積極的に利用して、特に先進国中では最低の食糧自給率40%を大幅に改善する良い機会である。更に、食品材料の無駄をなくし、且つ安全で美味しさをもたらす効率的な加工・調理方法の確立が求められている。そこで本研究では、国産小麦粉の製パンおよび製麺への実際的な応用、改良を目的としそれらの製粉特性を検討した。分級粉を通常に製粉された農林61号(N61)に一部代替しかつアミラーゼと併用すると、製パン性はN61よりも明らかに改善された。特に保存中のパンクラムの品質についてはN61単独よりも顕著に老化抑制効果が認められ、硬質小麦様のテクスチャーをもたらした。また、クッキーへの利用についてはクッキーペーストの焼成中の安定性を高め、焼成後のクッキーの保形性を改善した。更に、硬質分級小麦粉についても製パン性を検討した結果、特にその高い醗酵特性によりサワードウへの利用が有効であった。即ち分級粉で調製したサワードウの醗酵および熟成特性は通常小麦粉で調製されたものよりも有意に優れていた。以上の結果より、添加剤と調整方法の工夫により国産小麦の有効利用の司能性が考えられ、従来、乏しい最終製品の品質として懸念されてきた国産小麦の新しいテクスチャーの発見とその多様な加工食品への実際利用も期待された。近年、我が国では食材の自給率の改善を目指し、農薬汚染の少ない国産小麦粉の調製の見直しと、食品材料の無駄をなくし、且つ安全で美味しさをもたらす効率的な加工技術の確立が求められている。本研究ではこれらの問題に対し改良型酒米用搗精機を用いて調製する分級小麦粉や新奇小麦粉であるハイアミロース、ワキシー小麦粉などの製パンおよび製麺特性について検討を行った。その結果、これらの国産小麦粉の製パンへの利用は、その単独使用では比容積の面からは製パンに不充分であることがわかった。そこで、分級粉を通常に製粉された農林61号(N61)に10%代替するとヘミセルラーゼとの併用により、製パン性はN61よりも明らかに改善された。また、代替量を増加した場合、最適水分量とペントサナーゼおよびセルラーゼの添加により、N61単独よりも顕著に老化抑制効果が認められた。ドウ中の澱粉粒子は伸展性のあるグルテン組織に囲まれ、発酵中の膨化も促進され、焼成後のパン中には充分な澱粉の糊化が観察された。また、ワキシー小麦粉を通常小麦粉のヘルメスに一部代替すると、その代替量の増加に伴い、パンクラムを軟らかくし、パンの内相の状態も改善された。特に、40%の代替ではヘルメスよりも比容積を増加させ、かつ粘着性が改善された。更にワキシーは保存中のパンクラムの老化を抑制し、再加熱により軟らかさを取り戻し、新鮮さの回復を促進した。一方、製麺試験の結果では、ハイアミロースやワキシー小麦粉を通常強力粉1CWに等量混合したパスタは色調的にデュラム小麦粉100%のものと近い値を示した。また、ハイアミロースを50%含むパスタの物性はデュラム100%と同程度であった。Cooking lossについてもハイアミロース添加のパスタは1CWおよびデュラム100%よりも小さな値を示し、茄で麺の崩れを抑制し、ハイアミロースのパスタへの利用の有用性が明らかとなった。以上の結果より、これらの国産小麦粉は通常粉への一部代替と改良剤の添加ならびに調製方法の工夫により、最終製品の品質を改善し、新規なテクスチャーをもたらす新しい食品素材であり、多様な加工食品への実際利用が可能であると期待された。

更に最近は食の健康志向、安全志向に目が向けられてきたが、これは不認可食品添加物の使用あるいは農薬の過剰使用などによるところが大である。この為により安全な国内産の農産物を見直そうという気運が高く、自給率9%の小麦を麺類のみならず製パンへ積極的に利用して、特に先進国中では最低の食糧自給率40%を大幅に改善する良い機会である。更に、食品材料の無駄をなくし、且つ安全で美味しさをもたらす効率的な加工・調理方法の確立が求められている。そこで本研究では、国産小麦粉の製パンおよび製麺への実際的な応用、改良を目的としそれらの製粉特性を検討した。分級粉を通常に製粉された農林61号(N61)に一部代替しかつアミラーゼと併用すると、製パン性はN61よりも明らかに改善された。特に保存中のパンクラムの品質についてはN61単独よりも顕著に老化抑制効果が認められ、硬質小麦様のテクスチャーをもたらした。また、クッキーへの利用についてはクッキーペーストの焼成中の安定性を高め、焼成後のクッキーの保形性を改善した。更に、硬質分級小麦粉についても製パン性を検討した結果、特にその高い醗酵特性によりサワードウへの利用が有効であった。即ち分級粉で調製したサワードウの醗酵および熟成特性は通常小麦粉で調製されたものよりも有意に優れていた。以上の結果より、添加剤と調整方法の工夫により国産小麦の有効利用の司能性が考えられ、従来、乏しい最終製品の品質として懸念されてきた国産小麦の新しいテクスチャーの発見とその多様な加工食品への実際利用も期待された。