2016 Fiscal Year Research-status Report
反応機構に基づいたプロテアーゼ処理によるグルテンフリー米粉パンの改善効果の解明
| Project/Area Number |
15K00790
|
|---|
| Research Institution | Ishikawa Prefectural University |
|---|
Principal Investigator |
本多 裕司 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (40399382)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | グルテンフリー / 米粉パン / プロテアーゼ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
米は我が国で100%自給する事ができる穀物である。しかしながら、総務省の家計調査によれば、近年の総世帯の平均支出金額はパンが米を上回ってきていると報告されている。また、パンは小麦を原料とした小麦粉で製造されているので、小麦粉の代替として米粉を製パン原料に利用する事が検討されてきている。さらに、近年の小麦アレルギー患者の増加によって、小麦粉で製造されたパンに含まれているグルテンを除去したパンの供給も望まれている。小麦アレルギーの患者の方は小麦で製造したパンを食べることはできないが、グルテンフリーの米粉で製造したパンは食することが可能であり、品質の良いグルテンフリー米粉パンを供給する事ができれば患者の方の生活の質を向上させることが可能となる。以上の事から、グルテンを添加せずに米粉だけでパンを製造する方法を開発することは、社会貢献性の高い研究であると考えられる。ところが、米粉には発酵過程で発生する二酸化炭素を保持するために必要なグルテンが存在しないので、品質の良いグルテンフリー米粉パンを製パンするためには新たな工夫が必要となる。
我々は、グルテンフリー米粉パンを焼成する際に、プロテアーゼを添加しておくと、品質が著しく改善されることが報告してきた。また、プロテアーゼを添加した米粉パンのバッター(生地)は、プロテアーゼを添加していないバッターと比較して、粘性に差異が見られることもわかってきた。プロテアーゼは、その反応機構から金属プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、チオールプロテアーゼおよびアスパルティックプロテアーゼに大別する事ができる。アスパルティックプロテアーゼ以外のプロテアーゼを添加するとグルテンフリー米粉パンの品質が改善される事が我々の研究で判ってきた。今年度は、プロテアーゼを添加した米粉バッターの動的粘弾性の温度依存性について検討した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度の研究において、プロテアーゼを添加した米粉のレオロジー的な挙動を回転粘度計で分析したが、大まかな傾向しか得られなかった。今年度は米粉バッターの動的粘弾性の温度依存性を測定し、それらの挙動と製パン性の関係について検討した。
動的粘弾性測定装置を用いて、米粉パンバッターの昇温過程における動的粘弾性の温度依存性について測定した。昇温過程における貯蔵弾性率(G′)は、60℃を超えてから徐々に上昇し、70℃を過ぎてからピークが見られ、その後緩やかに下降した。アスパルティックプロテアーゼのピーク温度が他の米粉バッターと比べて5℃ほど高いところにみられたが、他のプロテアーゼではピーク温度に大きな差が見られなかった。損失弾性率(G″)についても同様の傾向が見られた。
37℃におけるG′およびG″について比較してみると、グルテンフリー米粉パンの品質を改善したプロテアーゼを添加した米粉バッターのG′およびG″の値はプロテアーゼを添加していない米粉のG′およびG″と比較して高くなっていた。一方、製パンの改善性が見られなかったプロテアーゼを添加した米粉バッターのG′およびG″の値は、プロテアーゼを添加していない米粉バッターと比較して低くなっていた。この結果は製パン性と関連しており、37℃におけるG′およびG″の値を比較すれば、製パン性が予測できる可能性が示唆された。
一方、澱粉の糊化開始温度と考えられる60℃におけるG′とG″の値について比較してみたが、製パン性との相関は見られなかった。以上の事から、7℃における米粉バッターのG′およびG″の値を増加させることは製パン性を向上させる上で重要な要因になることが考えられた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
グルテンフリー米粉パンの品質改良を手がける上で、米粉に含まれているタンパク質の性質が製パン性の改良に寄与していることが判ってきた。次年度は米粉タンパク質を分離してからプロテアーゼを作用させ、そのタンパク質分解物を米澱粉に添加してから焼成する。グルテンフリー米粉パンの品質に改善性が見られた場合、その試料のレオロジー特性を調べるために、回転粘度計による粘度の測定と動的粘弾性を測定する。また、原料の大部分を占める澱粉の性質についても検討する。様々なプロテアーゼを作用させたグルテンフリー米粉パンを調製し、プロテアーゼの有無による澱粉の糊化特性の差異を熱力学的に評価するために示差走査熱量計を用いて様々な試料を分析する。さらに米粉パン中に含まれる澱粉由来のX線回折図を分析して、プロテアーゼ処理による澱粉の結晶構造の変化についても検証する。
以上の分析で得られたデータを基にして、グルテンフリーの穀粉を用いたグルテンフリーパンを焼成し、そのレオロジー特性を分析する。さらに、それらの試料からタンパク質を分離して、その組成と性質を調べる事で、米粉で調製したグルテンフリーパンとの差異を検証する。また、グルテンフリーの穀粉から分離した澱粉に米粉から分離したタンパク質を添加して焼成することも考えている。
|
| Causes of Carryover |
昨年度の機器購入代の差額および試薬をキャンペーン時に購入したことから、若干の差額が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
澱粉やタンパク質の分析に関するキットが発売されているので、それらを購入して研究の効率化をはかりたいと考えている。
|
