| 研究課題/領域番号 |
16H01807
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松村 康生 京都大学, 農学研究科, 教授 (50181756)
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| 研究分担者 |
香西 みどり お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (10262354)
阿部 賢太郎 京都大学, 学内共同利用施設等, 研究員 (20402935)
松宮 健太郎 京都大学, 農学研究科, 助教 (60553013)
谷 史人 京都大学, 農学研究科, 教授 (70212040)
久保田 紀久枝 東京農業大学, その他部局等, 教授 (90008730)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 調理と加工 / 農産物の微細化 / セルロースナノファイバー / 加熱調理 / 風味向上効果 / 嗜好性評価 / 腸内環境改善 |
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| 研究実績の概要 |
阿部は、みかん内果皮やブドウ果皮等の食品副産物および廃棄物に対して、クエン酸処理またはペクチナーゼ処理といった前処理を行い、植物細胞壁中のペクチンネットワークを破壊することにより、簡便なブレンダー粉砕のみで、これらの素材をナノレベルに粉砕できることを明らかにした。
松村と松宮は、梅やアボガドなどの果実や大豆素材などを中心に、その微細化粒子が優れた乳化特性をもつことを示した。また、優れた乳化特性が発現するメカニズムを、化学的分析法、界面化学的手法と構造観察法を組み合わせることによって明らかにした。
香西は、様々な微粒子素材について、食品加工に関わる特性を検討した。吸水率と吸油率を測定した結果、吸水率が高いのは干しシイタケ、ひじき、わかめであり、吸油率が高かったのは干しシイタケであった。干しシイタケは起泡性やメレンゲ安定性でも良好な結果を示したが、その要因は、吸水性、吸油性が共に高いことにあるものと推測される。マヨネーズ様ドレッシングを想定したエマルションの安定性には、もち米と干しシイタケの微粒子が乳化剤的効果をもたらした。
久保田は、トマトソースの風味を向上させる成分について検討した結果、(E)-2-hexenalや6-methyl-5-hepten-2-oneなど、酵素的に生成される成分が重要な役割を果たしていることを明らかにした。
谷は、マウスを対象とし、3% セルロースナノファイバー摂食群と対照群とを比較した結果、摂食群において、絶食後血糖値や血漿中脂質パラメータ濃度および脂肪組織重量が低下することを示した。糞便ならびに盲腸における腸内フローラは、マウスにおいて肥満との相関が報告されているFirmicutes/Bacteroidetes比が低下し、Akkermansia属の構成比が増加していた。盲腸内容物では、短鎖脂肪酸であるプロピオン酸濃度の増加傾向が観察された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
各実験担当者が当初の計画に沿って順調に研究を進めている。最終年度にあたる平成30年度においては、実際の食品や、それに近いモデル系での検証も課題となるが、その準備は十分整っていると思われる。
阿部は、微細化工程前の処理としてペクチンネットワークを破壊するような操作を行うことによって、その後の微細化を効率的に進められることを明らかにした。本方法は様々な素材に応用可能であり、本研究の遂行に有用な知見が得られたと考えている。
松村と松宮は、果実と大豆の微粒子が優れた乳化特性を示すメカニズムについて化学的分析法、微細構造観察、界面化学的な手法を組み合わせて解明を進めた。その手法や知見は、他の素材、たとえば香西が、これまでの研究で、優れた乳化特性や泡沫特性をもつことを明らかにしている干しシイタケなどの素材にも適用可能である。香西は、米や干しシイタケ以外の素材、たとえば豆類、海藻類、野菜類の微粒子化素材についても、食品加工に関わる特性を明らかにしている。それらの知見は、最終年度で予定されている、実際の食品系における検討に大いに役立つと期待される。
久保田は、トマトソースの加熱調理条件を制御することにより風味を改善できること、またその原因となる成分を特定し、その成分が酵素反応によって生成することを示した。この知見と研究手法は他の素材の風味改善成分にも活かすことは可能で、最終年度の研究の進展に大きく貢献するものであると考えている。
谷は、セルロースナノファイバーが腸内環境を改善できることを発見した。このような知見は、食品素材を微粒子やナノファイバーといった形態に変化させることによって、通常の形態で与える場合に比べて腸内細菌叢を変化させることができる可能性を示唆しており、今後の研究の展開が大いに期待できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度には、これまで以上にグループ間の連携を強め、適宜情報交換を行うとともに、実際の食品に近い系でのデータの取得を進める。
阿部：食品副産物のナノ粉砕によりセルロース、ヘミセルロース、ペクチンの混合懸濁液が得られる。このうち、セルロースは結晶性ナノファイバーの形を有し（セルロースナノファイバー）、通常の増粘剤とは異なる性質を示す。そのため、上記懸濁液の詳細の性質を明らかにし、新規増粘剤等への食品利用を目指す。
松村と松宮は、これまでの研究により、微粒子によるPickering安定化技術を確立している。この手法を活かし、穀類、豆類、果実微粒子による乳化食品、泡沫食品を調製し、その物理的・科学的安定性を評価する。また、香西と協力して、それら食品の嗜好性の評価を行う。香西は、独自の研究として、微粒子化素材の「とろみ」剤的役割を検討する。すなわち、各微粒子試料に加水して加熱したものの物性測定を行い、粘性の濃度依存性や温度依存性、さらに調味料添加による影響などを調べる。食品素材によってとろみの付き方に違いがある原因を探るために、各微粒子の形、大きさ、成分などを比較検討し、微粒子の顕微鏡観察結果とあわせて考察を行う。
久保田は研究分担者から最終年度は外れるものの、そのテーマについては、松村の方で一部引き続き行う。具体的には、トマトと他の食材の組み合わせて調理を行い、風味改善成分の生成・増加が生じるのか検討を加える。
谷のこれまでの研究で、カルボキシメチルセルロースのナノファイバーは、抗肥満に、より効果的であることが示されたことから、この素材を用いて、高脂肪食や高ショ糖食に対する影響を解析し、抗2型糖尿病などの生活習慣病対策につながるかについて検討する予定である。また、ナノファイバーの形態により腸内細菌叢が異なるメカニズムについて考察を行なう。
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