Functional improvements in soy protein by preparing bioconjugates with pectin

• Project/Area Number: 22K05523
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38050:Food sciences-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 服部 誠 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40221501)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 好田 正 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20302911)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: β-conglycinin / protein conjugation / functional improvement / pectin / fnctional improvement / bioconjugation / functional improvements / soy protein / beta-conglycinin

Outline of Research at the Start

本研究では、食品タンパク質のうち、主要な大豆タンパク質であるβ-コングリシニンをターゲットとして用い、低抗原性・免疫原性であるペクチンを、メイラード反応により結合し、実際の食品に応用可能な可食性のバイオハイブリッドを創出する。ペクチンとしては低メトキシペクチンならびに高メトキシペクチンを用いる。本研究により、溶解性、乳化性などの機能特性の向上を達成し、同時に低アレルゲン化に繋がる抗原性・免疫原性の低減化を達成できることを実証する。得られたバイオハイブリッド分子の構造解析を行い、多面的な機能改変の根源となるバイオハイブリッド分子の構造機能相関についての知見を得る。

Outline of Annual Research Achievements

【目的】本研究では、メイラード反応を用いて、主要大豆タンパク質β-コングリシニンと多糖とを複合体化させることにより、機能特性の向上や低アレルゲン化を図ることを目的とした。多糖として2種類のペクチン（LMP : 低メトキシペクチン、HMP : 高メトキシペクチン）を用いた。
【方法】β-コングリシニンは等電点沈殿とQ-Sepharose Fast Frowを用いた陰イオン交換クロマトグラフィーにより、脱脂大豆粉末から抽出・精製した。β-コングリシニン：ペクチン＝1.0：5.0（重量比）となるように、6 M塩酸グアニジン溶液内で精製β-コングリシニンおよびLMP、HMPを混合し、蒸留水に対して透析後、凍結乾燥させた。これらを温度65℃、相対湿度79%の条件下でそれぞれ5、7日間メイラード反応させ、β-コングリシニン-LMP複合体およびβ-コングリシニン-HMP複合体を調製した。溶解性は、複合体を蒸留水に分散させ、遠心分離した後に、上清に含まれるタンパク質をビシンコニン酸法によって定量することで評価した。乳化性は濁度法により評価した。
【結果】メイラード反応を用いた複合体化により、目的とするβ-コングリシニン-LMP複合体およびβ-コングリシニン-HMP複合体を得た。複合体の溶解性はβ-コングリシニンの等電点付近であるpH 5.0において、特にβ-コングリシニン-LMP複合体で向上した。これは、メイラード反応により、β-コングリシニンにLMPの親水基が付与されたことに起因すると考えられた。乳化性は、pH 5.0において2種類の複合体がともにβ-コングリシニンよりも向上し、これは塩存在下でも同様であった。これは、複合体化によって、酸性多糖であるペクチンの親水基が付与され、両親媒性が向上したため、また、油滴間の反発が強くなり、安定なエマルションが調製されたためであると考えられた

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究は概ね当初の計画通りに進行している。2年目は複合体分子の2次機能を解析することができた。3年目は3次機能である免疫学的性質について研究を進める予定である。

Strategy for Future Research Activity

今後は複合体分子を大量に調製し、それらを用いて3次機能である免疫学的性質について研究を進める。