2015 Fiscal Year Annual Research Report
生体物質の分布状態の可視化と定量を狙った蛍光指紋イメージング技術の開発
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24380141
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
杉山 純一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門 食品加工流通研究領域, 主席研究員 (20353972)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 徹也 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (40420228)
蔦 瑞樹 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門 食品分析研究領域, 主任研究員 (80425553)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 蛍光指紋イメージング / スペクトル分解 / 可視化 / グルテン / 澱粉 / バター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では蛍光指紋イメージング手法を用い，染色を行わずにパイ生地中のグルテン，澱粉，およびバターの分布を可視化することを目的とした。
蛍光指紋と分光イメージングを組合せることによって，光学的情報に加えてX・Y方向の位置情報を同時に取得することができ，成分の分布を可視化することができる。これまで蛍光指紋イメージングを用い，パン生地中のグルテン蛋白・澱粉を可視化した例があったが，本研究では蛋白・澱粉に加え，食品の構造の重要な要素である脂質（油脂）の可視化を試みた。
試料には折りパイ生地，練りパイ生地を用い，それぞれを10μm厚に切片化した。試料に照射する励起波長と観察する蛍光波長の組み合わせを変えながら，CCDカメラで試料の蛍光画像を取得した。蛍光指紋を構成する励起・蛍光波長のすべての組み合わせで撮像したデータを合わせると，すべての画素について，それぞれ点に存在する成分を反映した蛍光指紋が得られる。各画素に存在するグルテン・澱粉・バターの含有率を求めるために，各画素の蛍光指紋を各成分の蛍光指紋および含有率に分解する，拘束条件付スペクトル分解を行った。拘束条件として,蛍光指紋および含有率は非負値であること，および各画素の含有率の和は1以下であること，の2点を付加した。
スペクトル分解の段階で，グルテン・澱粉・バターの3成分以外に，小麦粒の種皮成分であるフェルラ酸，およびスライドガラスの蛍光指紋を加えた5成分への分解が最適であると判明した。スペクトル分解により，各画素に存在するグルテン・澱粉・バターの量が求められ，これらの含有率をそれぞれ青・緑・赤のグラデーションで描画し，重ね合わせたところ，練りパイ生地については，3者を明確に可視化した分布図が得られた。さらに，本手法を検証するため，同じ試料を蛋白・油脂の二重染色に供したところ，グルテンの塊や澱粉粒など，分布の一致がみられた。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Visualization of Gluten, Starch, and Butter in Pie Pastry by Fluorescence Fingerprint Imaging2015
Author(s)
Mito Kokawa, Naoto Yokoya,,Hiroko Ashida,,Junichi Sugiyama,,Mizuki Tsuta, Masatoshi Yoshimura, Kaori Fujita, Mario Shibata
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Journal Title
Food and Bioprocess Technolgy
Volume: 8(2)
Pages: 409-419
DOI
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