2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of microflora associated with fruits and vegetables during postharvest stage and its application for quality evaluation
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21H02320
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
濱中 大介 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (60399095)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 農産物保存 / 微生物叢 / 品質 / 鮮度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複数の農産物に含まれる微生物叢の把握について、これまでから引き続き16S rRNA遺伝子アンプリコン解析によって実施した。これまでは保存条件の中でも温度に着目して試験を実施したが、農産物の殺菌処理の代表である紫外線に着目し、照射処理が微生物叢に及ぼす影響について検討した。14日間の5℃保存によってPseudomonasの相対存在比が最も高くなった一方、C領域紫外線で処理した場合では、Pseudomonasの相対存在比が、AおよびB領域紫外線で照射したものと比較して低くなる傾向が認められた。C領域紫外線で照射した場合は、表面色や総ポリフェノール含量の消長傾向が僅かに他試験区と異なることから、トマト果実へのC領域紫外線照射は、一部の微生物群集の活性が抑制あるいは促進されることが推察された。また、トマト果実においては、熟度の変化に伴う微生物叢の変化も特徴的であることが分かった。電場環境に曝した場合においても、微生物叢は保存期間の延長に伴って変化する結果が得られた。これらの結果は、難培養種を含む微生物叢は、農産物の栄養成分、外観といった内外部品質の変化と相関を有する可能性を示唆するものであり、更なるデータ蓄積によって、品質変化や保存期間の推定を可能とするシステム構築の一助となると考えられる。
微生物そのものに対する直接的なストレス付与によって生じる変化の把握も、食品の保存性と安全性の評価に有効である。そこで、近赤外分光法を用いて、殺菌処理時に生じる物質の評価も実施した。冷温技術の代表である高圧処理を細菌芽胞に対して実施した場合、処理に伴って生じる損傷によって脂肪酸やタンパク質への吸収領域に特徴的な差が認められた。このことから、保存や流通中における各種ストレスを受けた食品や生鮮農産物における微生物の状態を把握できる可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度までは、複数種の農産物に含まれる微生物について、アンプリコン解析によって、その存在比や、保存条件の違いによる動態の把握について、条件検討も含めて試行錯誤を繰り返した。保存方法や周辺ストレスの影響だけでなく、野菜の生育度や熟度の違いも存在する微生物叢に影響を及ぼしていることが明らかとなり、この内容については、計画通りの進捗であると言える。一方で、昨年までの懸念であった保存中に産生される代謝物質の定性的・定量的把握については、新たに近赤外分光分析の手法を導入したことで、保存や殺菌等の条件の違いによる影響を推測することができた。質量分析等のデータを蓄積しつつ比較検討することで、条件の違いによる影響をより精度良く評価できると考えられる。2023年度以降は、細胞壁の弱体化に関連する遺伝子群をターゲットとした発現解析を引き続き行い、微生物叢と、顕微鏡観察による構造的な特徴との関係を見出すためのデータを蓄積する。得られた成果の一部は、関連する学会や論文発表を予定しており、発表に向けて現在準備中である。2023年度は最終年度であるため、現在、ターゲットとしている農産物（トマト、レタス、ピーマン）以外の作物について評価する予定は無いが、必要に応じた解析を行い、全体を取りまとめることとする。解析が順調に進んでいる内容もあるが、物質特定に関する解析にはやや時間を要しているため、現在までの進捗としてはやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、いくつかの保存条件や、殺菌後農産物に含まれる微生物叢について、これまでの評価で用いられてきた培地培養での属種同定や、単離微生物の16S rDNA領域の相同性評価で得られる結果において見落とされてきた細菌を含む、微生物叢の全体像について評価できる可能性を見出し、2022年度は、農産物の保存・流通中における微生物叢の変化についてデータを蓄積することに加え、各種のストレス環境下での評価を行ってきた。その結果、紫外線や電場環境を利用することで、微生物叢の変化を意図的な制御の可能性が見出されたことから、このような状態において生じる揮発性物質や代謝産物について、質量分析とともに、分光学的手法による測定で、定量的・定性的評価を引き続き試みる。アスコルビン酸やポリフェノールをはじめとした基本的な栄養品質の評価、ならびに呼吸やエチレン排出による生理学的な評価に加えて、細胞の構造的な特徴の変化に影響を及ぼすペクチンの分解に関連する酵素であるポリガラクツロナーゼとその律速遺伝子、過酸化ストレスや細胞膜の水分透過機構にも影響を及ぼす関連遺伝子群の発現解析も引き続き行いデータを蓄積する。最終的に全体を取りまとめて、微生物叢の動態変化と農産物の品質・鮮度との関連を評価可能とするシステム構築の一助となるデータとする。
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