高圧処理による筋肉内結合組織の軟化メカニズムの解明

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21580323
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 西海 理之 Niigata University, 自然科学系, 准教授 (60228153)
• Keywords: 高圧処理 / 筋肉内結合組織 / コラーゲン / 走査型電子顕微鏡 / 示差走査熱量計 / コラーゲン線維 / 軟化効果

Research Abstract

高圧処理は、加熱に代わる新たな食品加工技術として,近年,世界中で注目されている技術であり、水などの液体を介して1,000気圧(100MPa)以上の圧力をかける日本において提唱された新技術である。食肉科学分野でも食肉の軟化促進を引き起こし、筋原線維タンパク質の変化に伴う軟化効果がその要因であることが示されたが、筋肉内結合組織に及ぼす高圧処理の影響については全くわかっていない。我々は、単離した筋肉内結合組織すなわちコラーゲン線維に高圧を施す予備実験を行ったところ、高圧処理は筋肉内結合組織の軟化を引き起こすことを見出した。したがって、本研究は高圧処理による筋肉内結合組織の軟化メカニズムの解明を目的とし、本年度では、高圧処理による筋肉内結合組織の軟化の確認・評価、高圧処理による筋肉内コラーゲンの熱安定性の評価、高圧処理による筋肉内コラーゲン線維立体構築状況の解析を行った。
得られた結果の大要は以下の通りである。
(1)筋肉の硬さと同様に筋肉内結合組織の硬さも100MPa以上で有意に低下し、400MPa以上の高圧処理では未処理から約30～40%軟化した。
(2)筋肉内コラーゲンの熱安定性をコラーゲンの加熱溶解性ならびにDSCから解析した。コラーゲンの加熱溶解性は200MPa以上の処理で有意に上昇し、またDSC解析から、約300MPa以上の高圧処理で筋肉内コラーゲン線維の熱安定性の低下が起こることが示された。
(3)SEMを用いて高圧処理による筋肉内コラーゲン線維立体構築状況を観察したところ、筋内膜コラーゲン細線維網には顕著な変化は認められなかったが、150MPa以上の高圧処理で筋周膜-筋内膜接合部の間隙が大きくなり、500MPaの高圧処理では筋周膜コラーゲン線維間の解離が認められ、高圧処理に伴う筋肉内コラーゲン線維立体構築の脆弱化が示された。
以上の結果は、高圧処理が筋肉内コラーゲン線維の熱的および構造的脆弱化を引き起こすことで筋肉内結合組織の軟化を誘導することを示唆する。

Research Products

• [Journal Article] 高圧による天然ソーセージケーシングの物性制御 (2010)
  • Author(s): 西海理之
  • Journal Title: 食品工業 53 Pages: 34-40
• [Presentation] 高圧処理ウシβ-ラクトグロブリンのin vitro消化性とアレルゲン性の検討 (2010)
  • Author(s): 馬場達也, 山本州平, 原崇, 小谷スミ子, 松野正和, 鈴木敦士, 西海理之
  • Organizer: 日本畜産学会
  • Place of Presentation: 明治大学(東京)
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] 超高圧食品加工技術の開発 (2009)
  • Author(s): 西海理之, 山本州平, 金娟廷, 近藤玲, 馬場達也
  • Organizer: 農林水産省アグリビジネス創出フェア2009
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 20091125-20091127
• [Presentation] 超高圧処理食品加工技術の紹介 (2009)
  • Author(s): 西海理之, 山本州平, 金娟廷, 近藤玲
  • Organizer: フードメッセin新潟2009
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ(新潟)
  • Year and Date: 20091112-20091114
• [Presentation] 高圧処理によるタンパク質立体構造の改変と食品アレルギーの低減化. (2009)
  • Author(s): 西海理之, 山本州平, 馬場達也, 原崇, 小谷スミ子
  • Organizer: FOOMA JAPAN 2009 アカデミックプラザ
  • Place of Presentation: 東京ビッグサイト(東京)
  • Year and Date: 20090609-20090612
• [Presentation] 超高圧食品加工技術～その可能性を探る～ (2009)
  • Author(s): 西海理之
  • Organizer: 新潟大学地域懇談会産学交流講演会(招待)
  • Place of Presentation: 新潟職業能力開発短期大学校(新潟)
  • Year and Date: 2009-10-20
• [Presentation] Effects of a high-pressure treatment on the physical properties and palatability of pork loin. (2009)
  • Author(s): Kim, Y., Nishiumi, T., Suzuki, A.
  • Organizer: The 3^<rd> International Symposium of Sustainability in Food Production, Agriculture and the Environment in Asia,
  • Place of Presentation: 新潟大学(新潟)
  • Year and Date: 2009-09-28
• [Presentation] Effects of a high-pressure treatment on the enzyme digestibity of β-lactoglobulin. (2009)
  • Author(s): Baba, T., Yamamoto, S., Hara, T., Odani, S., Suzuki, A., Nishiumi, T.
  • Organizer: The 3^<rd> International Symposium of Sustainability in Food Production, Agriculture and the Environ ment in Asia,
  • Place of Presentation: 新潟大学(新潟)
  • Year and Date: 2009-09-28
• [Presentation] 豚肉加工品の物性及び嗜好性に及ぼす高圧処理の影響-その2. (2009)
  • Author(s): 金娟廷, 西海理之, 大越ひろ, 鈴木敦士
  • Organizer: 日本調理科学会
  • Place of Presentation: 同志社女子大学(京都)
  • Year and Date: 2009-08-29
• [Presentation] 高圧処理/α-キモトリプシン処理したオボムコイドの消化促進と低アレルゲン化. (2009)
  • Author(s): 小谷スミ子, 神田泰子, 原崇, 山本州平, 西海理之, 鈴木敦士
  • Organizer: 生物関連高圧研究会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)
  • Year and Date: 2009-07-31
• [Presentation] 豚肉加工品の物性及び嗜好性に及ぼす高圧処理の影響 (2009)
  • Author(s): 金娟廷, 西海理之, 大越ひろ, 鈴木敦士
  • Organizer: 生物関連高圧研究会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)
  • Year and Date: 2009-07-31
• [Presentation] ウシβ-ラクトグロブリンの酵素消化性に及ぼす超高圧の影響 (2009)
  • Author(s): 馬場達也, 山本州平, 原崇, 小谷スミ子, 鈴木敦士, 西海理之
  • Organizer: 生物関連高圧研究会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)
  • Year and Date: 2009-07-31
• [Presentation] デコリンコアタンパク質の構造に及ぼす高圧処理の影響 (2009)
  • Author(s): 西海理之, 小松原剛, 金娟廷, 鈴木敦士
  • Organizer: 生物関連高圧研究会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)
  • Year and Date: 2009-07-31
• [Presentation] 高圧処理による天然ソーセージケーシングの品質改善作用 (2009)
  • Author(s): 西海理之, 高谷裕一, 金娟廷, 鈴木敦士, 尹赫一, 坂田亮一
  • Organizer: 生物関連高圧研究会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)
  • Year and Date: 2009-07-31
• [Presentation] 高圧処理/α-キモトリプシン処理したオボムコイドの低アレルゲン化とマウスの経口免疫寛容誘導 (2009)
  • Author(s): 小谷スミ子, 神田泰子, 原崇, 山本州平, 西海理之, 鈴木敦士
  • Organizer: 生物関連高圧研究会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)
  • Year and Date: 2009-07-31
• [Presentation] 高圧処理が小麦由来α-アミラーゼインヒビターの構造とIgE結合性に及ぼす影響 (2009)
  • Author(s): 山本州平, 鷹觜慶, 原崇, 小谷スミ子, 鈴木敦士, 西海理之
  • Organizer: 生物関連高圧研究会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)
  • Year and Date: 2009-07-31
• [Presentation] Effect of high-pressure treatment on the wheat alpha-amylase inhibitor and its relationship to elimination of allergenicity. (2009)
  • Author(s): Yamamoto, S., Takanohashi, K., Hara, T., Odani, S., Suzuki, A., Nishiumi, T.
  • Organizer: Int.Conf.High Pressure Science and Technology
  • Place of Presentation: 日本科学未来館(東京)
  • Year and Date: 2009-07-28
• [Presentation] Effects of a high-pressure treatment on the physical properties and palatability of pork loin. (2009)
  • Author(s): Kim, Y., Nishiumi, T., Suzuki, A., Ogoshi, H.
  • Organizer: Int.Conf.High Pressure Science and Technology
  • Place of Presentation: 日本科学未来館(東京)
  • Year and Date: 2009-07-28
• [Presentation] Effects of high hydrostatic pressure on the enzyme hydrolysis of β-lacto globulin. (2009)
  • Author(s): Baba, T., Yamamoto, S., Hara, T., Odani, S., Suzuki, A., Nishiumi, T.
  • Organizer: Int.Conf.High Pressure Science and Technology
  • Place of Presentation: 日本科学未来館(東京)
  • Year and Date: 2009-07-28
• [Presentation] Peptides obtained by α-chymotryptic hydrolysis of ovomucoid under high pressure reduce immunoreactivity and induce oral tolerance in mice. (2009)
  • Author(s): Odani, S., Kanda, Y., Hara, T., Joh, T., Yamamoto, S., Nishiumi, T., Suzuki, A.
  • Organizer: Int.Conf.High Pressure Science and Technology
  • Place of Presentation: 日本科学未来館(東京)
  • Year and Date: 2009-07-28
• [Presentation] Tenderizing mechanism of natural sausage casing using high hydrostatic pressure in comparison to that by organic acid treatment. (2009)
  • Author(s): Nishiumi, T., Takaya, Y., Nojiri, T., Ichinoseki, S., Suzuki, A., Yoon, H., Sakata, R.
  • Organizer: Int.Conf.High Pressure Science and Technology
  • Place of Presentation: 日本科学未来館(東京)
  • Year and Date: 2009-07-28
• [Remarks]
  • URL: http://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/R/staff/?userId=612