2017 Fiscal Year Research-status Report
High resolution profiling of D-amino acid in fermented foods and their correlation with food secondary function.
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17K19235
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
福崎 英一郎 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40273594)
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2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | メタボロミクス / フレーバー / メタボローム / D-アミノ酸 / 光学分割 / 食品 / 二次機能 / 官能試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
D-アミノ酸分析（福崎法）のメソッドバリデーションを実施した．分析システムとしてD,Lアミノ酸光学分割のためにクラウンエーテルに光学活性BINAP化合物が連結したキラルセレクターカラムを使用した．アセトニトリル/TFA/エタノールの均一溶離液系によりクロマトグラフィー分離を行い，飛行時間型質量分析で定性定量検出を試みたところ，プロリンを除く18種類のすべてのアミノ酸のD,L体を完全に分離する条件を確認した．分析時間は10分を切り，現時点で世界最高のスループット性能を示した．続いて，実際の醗酵食品を対象として分析系を検証した．サンプルとしてキムチを用いた．前処理法を検討した結果，充分な回収率ですべてのアミノ酸の分析を行うシステムを確立した．当該確立方法を用いて異なる醗酵経過時間のキムチサンプルを分析したところ，経過時間に依存してアミノ酸プロファイル，特にD-アミノ酸の特異的なプロファイル変動を観察することに成功した．上記に加えて，生もと系で仕込んだ清酒サンプルならびに，味噌サンプルについての検討に着手した．生もと系清酒ならびに味噌については，GC-MSによる親水性低分子代謝物を標的としたメタボローム解析の予備検討を実施した．さらに，インドネシアの代表的な大豆原料醗酵食品である「テンペ」の解析を試みるべく．インドネシアの共同研究者の協力を得て，サンプルの収集を実施した．「テンペ」については，GC-MSによる親水性低分子代謝物を標的としたメタボローム解析の予備検討を実施した．上記に加えて，D-アミノ酸プロファイルと食品二次機能（官能性能）との相関の有無を検討するために，分析型定量官能試験のシステム構築に着手した．フレーバーの定量的判別分析（QDA法）のパネル構築に着手するとともに，非熟練者にも比較的可能な半定量的フレーバー分析法の検討も行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１）解析対象とする醗酵食品は，研究協力者の協力を得て，順調に収集作業が進捗した．すなわち，醤油サンプル，味噌サンプル，生もと系清酒サンプル等についてサンプル収集した．特に，生もと系清酒は製造工程で乳酸菌が関与しており，D-アミノ酸がある程度の量含まれることが期待できる．また，共同研究企業がサンプル清酒の官能評価を実施してくれることになり，有益な情報が得られる地盤ができた．その他の食品サンプルの二次機能の定量的解析も共同研究者の協力を得て進捗している．
２）福崎らが開発した方法を基盤として，クラウンエーテル光学活性BINAPキラルセレクターカラムをHILIC系クロマト分離し，飛行時間型質量分析により観測することにより，D,Lアミノ酸をハイスループットで定性定量解析する分析法を最適化するとともに，実際の食品サンプルを用いてメソッドバリデーションを行い，良好な回収率と定量性を有する分析系が確立できたことを検証できた．
３）収集した食品サンプルの一部（醤油，味噌，清酒）についてD,Lアミノ酸分析ならびに，福崎らが確立したGC-MSを用いた親水性低分子代謝物を対象としたメタボローム解析を実施し，予備的な結果を得ている．
４）D-アミノ酸プロファイルと食品二次機能（官能性能）との相関の有無を検討するために，共同研究者の協力を得て分析型定量官能試験を進捗させている．また，福崎ラボのインハウス官能試験システムの構築に着手した．ラボメンバーからボランティアをつのり，重要五味について感度ならびに，精度試験を実施し成績優秀者によるフレーバーの定量的判別分析（QDA法）のパネル構築に着手するとともに，非熟練者にも比較的可能な半定量的フレーバー分析法の検討も行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度にD,Lアミノ酸分析法の最適化ならびに，実際の食品サンプルに対するメソッドバリデーションを行うことができたので，平成30年度は，食品サンプルについてD,Lアミノ酸分析を実施する．対象食品としては，しょうゆ，味噌，清酒，キムチ，等を計画している．さらに，インドネシア醗酵食品であるテンペについても分析を実施する．D,Lアミノ酸分析に加えて，GC-MSによる水溶性小分子代謝物を対象としてメタボロミクスも実施する予定である．
食品の分析と並行して二次機能評価（フレーバー官能試験）も併せて進捗させる．定量的判別分析（QDA）については，主として共同研究者の協力を得た上で実施する．加えて，福崎ラボのインハウス官能試験パネルを養成し，非熟練者による半定量的官能試験も進捗させるつもりである．
D,Lアミノ酸分析情報と従来のメタボローム解析（GC-MSによる）情報を統合して説明変数行列を組織化し，対象食品のフレーバー官能試験結果と相関を解析する．特に，D-アミノ酸プロファイルと特異的な食品フレーバーの相関の有無を解析する．もし，相関があった場合は，さらに解析を進め，貢献の高いD-アミノ酸の特定を試みる．
本研究を通じて確立したD,Lアミノ酸解析の方法論の一般性ならびに拡張性を検証するために，種々のサンプル（微生物，動植物等）について分析を実施し，適応範囲を検証するつもりである．
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| Causes of Carryover |
本研究は，応募者（福崎）が現在使用している計測装置を使用する予定なので，新たな設備購入のための研究経費は発生しない．ただし，平成29年度同様，平成30年度も既存設備を用いて解析を実施するための消耗品，試薬，カラム等は本研究費で購入する．
本研究において，新規分析システム構築ならびに，サンプル分析は応募者（福崎）の研究指導大学院学生が担当する．すべての学生は博士後期課程に進学中か，進学予定である．
本研究において既存のメタボローム解析を実施する必要がある．当該研究業務を担当するために，本研究経費を用いてアルバイト雇用する． 本研究のサンプル提供ならびに，官能試験の一部は研究協力者が実施する．研究協力者との打ち合わせてのための国内外旅費を計上する． 上記をお認めいただきたい．
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Research Products
(4 results)
