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細菌細胞の乾燥によるガラス転移:物性研究から解明する静菌と殺菌の制御メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 18H02148
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38050:食品科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

小関 成樹  北海道大学, 農学研究院, 教授 (70414498)

研究分担者 川井 清司  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (00454140)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
キーワードガラス転移 / 乾燥 / 水分活性 / 食中毒細菌 / 水分含量 / 細菌細胞 / 耐熱性 / 可塑性 / 乾燥耐性 / ガラス転移温度
研究成果の概要

乾燥操作は,微生物が利用できる食品中の遊離水分を減らすことにより,微生物の代謝活動を抑制する。しかし,乾燥食品に由来する食中毒事故は世界中で多発している。水分活性の低い食品では細菌の活動を維持することが難しいことは広く知られているが,細菌細胞が低水分活性環境下で生き残る理由は明らかになっていない。低水分活性ストレスに対する病食中毒細菌細胞の環境ストレス耐性の原因を明らかにするために,本研究では従来の生化学的アプローチではなく,細菌細胞の物理的特性の変化であるガラス転移現象に焦点を当て各種の検討を行い,乾燥状態における微生物の安定性に及ぼすガラス転移の影響を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,食中毒細菌の乾燥環境下でのストレス耐性獲得の要因として,ガラス転移現象による細菌細胞のガラス化に注目した。ガラス転移現象とは,温度や水分含量の変化に伴い,物質内の分子運動性が上昇/低下することで生じる状態変化のことである。すなわち,細菌細胞を物質粒子として捉え,乾燥環境下で細菌細胞がガラス化している,との仮説を立てた。本研究では,ガラス転移現象が生じる温度であるガラス転移温度を測定することで細菌細胞のガラス転移現象の発生を検討し,乾燥環境下での細菌のストレス耐性獲得の要因を解明することで,乾燥食品を原因とする食中毒事故の対策へと繋げられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effects of glass transition and hydration on the biological stability of dry yeast2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai, K., Sato, K., Lee, K., Koseki, S.
    • 雑誌名

      Journal of Food Science

      巻: 86 号: 4 ページ: 1343-1353

    • DOI

      10.1111/1750-3841.15663

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between glass transition temperature, and desiccation and heat tolerance in Salmonella enterica2020

    • 著者名/発表者名
      Lee, K., Shoda, M., Kawai, K., Koseki, S.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 5 ページ: e0233638-e0233638

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0233638

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Investigation of Relationship between Desiccation Tolerance of Salmonella and Glass transition temperature2019

    • 著者名/発表者名
      Kyeongmin Lee, and Shigenobu Koseki
    • 学会等名
      2019 Annual Meeting, International Association for Food Protection
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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