2021 Fiscal Year Research-status Report
低温によって誘導されるトマト果実の異常食感の形成機構
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19K06022
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
立石 亮 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (30267041)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 食感 / 果肉ディスク / 粉質 / 果肉水分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
果実の硬さは収穫後の輸送性や棚持ち性に影響するため、これまでの研究では果実軟化の原因を特定するために、果実細胞壁多糖類の構造変化やそれに関わる酵素について調べられてきた。その結果、ホモガラクツロナンの分解に関わるペクチン酸リアーゼの中心的役割が明らかになってきた。一方、果実細胞壁の構造変化は、果実の機械的強度の低下（軟化）だけではなく、歯ごたえや舌触りなどの食感形成にも影響していると考えられている。食感は、青果物の内的品質である甘味、酸味、旨味、風味とならび重要な要素として捉えられている。しかしながら、食感の形成機構については明らかにされていない。
一般に、加工用のトマトは果実が硬く、また、ボソボソとした粉質の食感を示し、生食用品種はジューシーな食感を示す。本研究において、これらの違いを客観的に評価するために、加工用、生食用およびその交雑種のトマト果実を用いて果肉ディスクを作成し、ディスクからの水分放出量を調べたところ、官能評価による食感の差異と一致していた。2021年度の研究では、さらに多くのトマト品種を用いて、同様の方法を用いて食感の評価を行ったところ、果肉ディスクからの水分放出量は必ずしも粉質の程度を示していないことが明らかとなった。いくつかの方法を検討したところ、粉質は果肉に含まれる水分量や水分放出量に依存しているのではなく、果肉の壊れやすさが影響している可能性が示唆された。最終的に、果肉ディスクを等張液中で振とうし、その際のディスクの崩壊度を調べる方法が粉質を評価するのに適していることが明らかとなった。また、追熟前のトマト果実に熱処理を行うと、成熟の遅延やポリガラクツロナーゼタンパク質の減少が起こることが知られているため、低温による異常食感形成の回避方法として果実への熱処理を試みた。その結果、追熟前の熱処理は異常食感形成の回避に有効な方法ではないことが示された。
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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
食感形成に作用する細胞壁代謝酵素としてα-アラビノフラノシダーゼに着目し、その発現について、異常食感を形成させたトマトにおいて解析した結果、特定のアイソザイムが異常食感の形成に関わっている可能性が示唆された。酵母を用いた発現タンパク質の解析では、本酵素がペクチン性成分からのアラビノース遊離に作用していることが示されつつあり（研究実施中）、計画通りに順調に進行している。また、果肉細胞の細胞壁のアラビナンを検出し、その動態を組織化学的に調べて、果肉で生じているアラビノース含有多糖類の動態についても研究実施中である。なお、研究実績の概要に示した通り、食感の評価について客観的指標を開発する過程で、これまでに用いられていた手法の有効性に疑問が呈され、2021年度の研究によって適切な方法を示すことができた。さらに、既知の方法による異常食感の回避ができないことも明らかにされた。いずれも、研究成果として重要な知見が得られている。現在、異常食感の形成回避方法を検討するとともに、ペクチン性多糖類からのアラビノース代謝と粉質形成の関係について調べており、全体を通してほぼ計画通り順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
粉質性の評価方法が確立されたため、本手法を用いて異常食感の客観的評価を行いながら、細胞壁代謝酵素との関係をさらに明らかにする。特に、2022年度は、得られたリコンビナントタンパク質の生化学的特徴づけを行うことで、異常食感が生じた際の細胞壁成分の変化との関係を明らかにする。これには、多糖類分解活性の評価と果肉組織中の多糖類の変化の両面から解析を行う。また、原因となるべく酵素遺伝子の発現解析結果から、低温追熟時における異常食感形成の回避方法を検討する。全体として、異常食感の形成時の果肉細胞壁の変化、それに関わる代謝酵素とその特徴、実際現場での回避方法の提案を計画している。
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| Causes of Carryover |
2020年（一昨年）の新型コロナウイルスの感染拡大や緊急事態宣言の発令によって、外出の自粛や在宅勤務が増加し、研究の遂行に影響が出たことがそもそもの大きな原因である。2021年にはウィズコロナにおける新しい研究体制が構築され、経費執行が行われたが、それでも若干の次年度使用額が生じた。また、2020年と2021年は研究の成果発表がオンラインで行われたため、旅費支出が大幅に減少した。この分はさらなる研究推進のために次年度の研究経費として充当する。なお、2021年末における研究の進展状況は順調であり、繰り越された経費を利用しての研究が十分に実施でき、また、成果発表や情報収集も積極的に行い、経費が執行される予定である。
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Research Products
(10 results)
