Pressure ( MPa )

Fig.50 Effect of HPP on general living bacteria in control (▲), egg white (■) and WPC (●) added sausage

(n )

- 106 - 第 2 節 要 約

本 章で は 第 1 章 か ら 第 3 章ま で の 知見 を 応 用 し, 高 圧 処 理 を用 い た 減塩 ソ ー セ ージ 様 食 品 の 開発 を 目 的 とし て 研 究を 行 っ た 。

無 添加 の ソ ー セ ージ 様 食 品 は 400 MPa以 上の 圧 力 強 度 で加 圧 処 理 す る こと に よ り 硬 さ お よ び 弾 力 性 が 向 上 し た が, 凝 集 性 の 増 加 や 離 水 率 の 低 下 は わ ず か で あ った 。一 方, 副材 料 と し 卵白 ま たは WPC を 添 加 した ソ ー セ ージ 様 食品 の 物 性 は 無添 加 よ り 高 い値 と な り, 特 にWPC添 加区 の600 MPaの 物 性 は他 の 値よ り 有 意 に高 く, 良 好 な物 性 を 呈 した 。 ソ ―セ ー ジ 様 食 品の 色 調は 400 MPa 以 上 の 圧 力 強度 で 明 度 が 増加 し, 赤 色度 が 減 少し た こ と か ら, 白 色 化 した 。400 MPa 以上 の 圧 力 強 度 で 加 圧 処 理 す る こ と に よ り, 豚 肉 の 色 素 タ ン パ ク 質 で あ る ミ オ グ ロ ビ ン が 変 性 し, 減 少 し た こ と に よ り 赤 色 度 が 減 少 し た と 推 察 さ れ た 。 ま た, ソ ー セー ジ 様 食 品 の 一 般 生 菌 数 は 600 MPaの 加 圧処 理 に よ り検 出 さ れ な くな っ た こ とか ら, 600 MPa で 加 圧 処理 し た ソー セ ー ジ 様 食品 は 安 全 性の 高 い 食品 で あ る こと が 明 ら か にな っ た 。

以 上の 結 果 よ り, 高 圧 処 理 を用 い た ソー セ ー ジ 様 食品 を 製 造 する に は 600 MPa の 圧 力 強度 で 主 原 料の 豚 肉 だ け では な く 副 材 料と し て 卵 白ま た は WPC を 添 加す る こ と に より, 物 性 や離 水 率 が向 上 す る こ とが 明 ら か とな っ た 。ま た, ソ ーセ ー ジ 様 食 品の 色 調 を 保持 す る ため に は 発 色 剤で あ る 亜 硝酸 ナ ト リウ ム お よ び硝 酸 ナ ト リ ウム を 用 い るこ と が 必要 で あ り, これ ら を 用 いる こ と によ っ て ボ ツリ ヌ ス 菌 の 制御 も 可 能 とな り, 微 生 物 汚染 の 少 な い 安全 性 の 高 い 食品 と な る こと が 期 待 さ れる 。

- 107 -

と, 微 生 物 の 制 御, 酵 素 活 性 の 向 上 な ど の 有 用 な 面 か ら, 食 品 加 工 に 利 用 す る こ と が 提 案 さ れ た 。 温 度 を 上 げ ず, 高 圧 処 理 の み に よ る 圧 力 の 影 響 は イ オ ン 結 合, 水 素 結 合 お よ び 疎 水 性 相 互 作 用 な ど の 非 共 有 結 合 に 影 響 を 与 え, ジ ス ル フ ィ ド (S-S) 結 合 のよ う な 共 有結 合 の 開裂 を 起 こ さ ない と さ れ てい る 。この こ と か ら高 圧 処 理 し た 食 品 は 共 有結 合 の 開裂 に よ る 成 分変 化 や ビ タミ ン の 破壊 が 起 こ ら ず, 異 臭 の 発 生 や 毒 性 物 質 の 生 成 も 起 こ ら な い と さ れ て い る 。 ま た, 高 圧 処 理 に 要 す る エ ネ ル ギ ー は 従 来 の 加 熱 処 理 よ り も 少 な く, 省 エ ネ ル ギ ー で 加 工 が 出 来 る と さ れ て い る 。 一 方 で, 高 圧 処 理 に よ る タ ン パ ク 質 の 変 性 機 序 は 明 ら か に な っ て い な い こ と が 多 く, こ れ を 明 ら か に す る こ と で 高 圧 処 理 を 利 用 し た 新 たな 加 工 食 品 の開 発 が 可 能と な る 。

本 研 究 で は こ れ ま で 現 象 論 に 留 ま っ て い る 高 圧 処 理 に よ る 乳, 肉 お よ び 卵 の 動 物 性 タ ン パ ク 質 の ゲ ル 形 成 に 着 目 し, こ れ ら の 至 適 ゲ ル 形 成 条 件 と そ の 形 成 機 構 を 明 ら か に す る こ と を 目 的 と し 研 究 を 行 っ た 。 ま た, こ れ ら の 知 見 を 応 用 す る こ と に よ り, 新 た な 食 品 の 開 発 を 行 う こ と が 可 能 と 考 え, 高 圧 処 理 を 用 い た ソー セ ー ジ 様 食品 の 開 発 を試 み た 。

以 下に そ の 概 要 を記 し た 。

第 1 章 高 圧 処 理 に よ り 形 成 す る 肉 タ ン パ ク 質 ゲ ル の 形 成 機 構 に 関 す る 研 究

ア ク ト ミ オ シ ン 加 圧 ゲ ル の 形 成 機 構 に 関 す る 研 究

アク ト ミ オ シ ンを KCl 0 ~ 0.6 mol/kg で 200 MPa の加 圧 処 理 を 行 っ た と こ ろ, 通 常 の 加 熱 処理 で は ゲ ルを 形 成 しな い KCl 0.2 ~ 0.3 mol/kg で 脆 弱 では あ る がゲ ル を 形 成 した 。アク ト ミ オ シ ン は 300 MPaの 加 圧処 理 で ゲ ル 強 度 (GS) お よび ワ ー ク ダ ン値 (WD) が最 も 高 い値 を 示 し た が, 350 ~ 400 MPa で値 は 減 少し, 450 MPa 以上 の 圧 力 強度 で 再び GSお よ び WDは 増 加す る 傾 向を 示 し た 。ゲ ル を 維 持 する タ ン パ ク質 間 相 互作 用 と ゲ ル の微 細 構 造 から こ の 物性 の 変 化を 検 討 し た とこ ろ, 200およ び300 MPaの 圧力 強 度 で 形成 し た ゲ ル はイ オ

- 108 -

ン 結合 が 主 要 な タン パ ク 質 間相 互 作 用で あ っ た が, 400 MPa 以上 の 圧 力強 度 で 形成 し た ゲ ル は疎 水 性 相 互作 用 が 主要 な タ ン パ ク質 間 相 互 作用 で あ るこ と が 明ら か と な っ た。 ま た, ゲル の 微 細構 造 は 400 MPaで ゲ ル の網 目 構 造の 空 隙 が大 き く な る こと が 観 察 され た 。

以 上 の 結 果 か ら, ア ク ト ミ オ シ ン は 従 来 の 加 熱 処 理 で は ゲ ル を 形 成 し な い 低 塩濃 度 に お い て も 300 MPaの 加 圧 処理 す る こ と によ り フ ィ ラメ ン ト タイ プ の 自 立 ゲ ル を 形 成 し, そ の ゲ ル の 形 成 に は 非 共 有 結 合 で あ る イ オ ン 結 合 が 重 要 な役 割 を 果 た して い る こ とを 明 ら かに し た 。

第 2 章 高 圧 処 理 に よ り 形 成 す る 卵 タ ン パ ク 質 ゲ ル の 形 成 機 構 に 関 す る 研 究

卵 黄 加 圧 ゲ ル の 形 成 機 構 に 関 す る 研 究

卵 黄は 低 温 (0 ~ 10ºC) で 加 圧 処 理 し た場 合 は ゲ ル を形 成 せ ず, 15ºC 以 上の 温 度で 450 MPa 以上 の 加 圧 処理 を す るこ と に よ り, 圧 力 強 度 に依 存 し て自 立 ゲ ル を 形 成 し た 。 卵 黄 に ス ル フ ヒ ド リ ル (SH) 基 の 架 橋 を 阻 害 す る N-ethylmaleimide (NEM) を 添 加 し, ゲ ル を 調 製 し た と こ ろ, 著 し く ゲ ル 形 成 が 阻害 さ れ た 。 また, 非 還 元 SDS-PAGE の結 果, プ ラズ マ 中 の apo-LDL お よ び グ ラ ニ ュ ー ル 中 の apo-HDL の バ ン ド が 加 圧 処 理 時 の 温 度 の 上 昇 に 伴 い 消 失 した こ と か ら, apo-LDLと apo-DLの S-S 結 合 に よ る 会合 が ゲ ル 形 成 に重 要 な 役 割 を 果 た し て い る こ と が 推 察 さ れ た 。 ま た, ゲ ル 形 成 を 維 持 す る タ ン パ ク 質間 相 互 作 用 を調 べ た と ころ, 650 MPa, 20ºC の 加 圧ゲ ル お よび 80ºC の 加 熱 ゲル と も に S-S 結 合 が約 80%を 占 めて い た 。加 圧ゲ ル と 加 熱ゲ ル の 微細 構 造 は 異 な り, 加 熱 ゲ ル の 網 目 構 造 は 細 く 均 一 な 空 隙 を 有 し た 構 造 で あ っ た の に 対し, 加 圧 ゲ ルは 太 く 不 均一 な 空 隙を 有 し た 構 造を 呈 し て い た 。

以 上の 結 果 か ら, 卵 黄 は20ºCで450 MPa以 上 の 圧 力強 度 で 加 圧処 理 す るこ と によ り apo-LDLお よ び apo-HDL が S-S結 合に よ り 会 合し, 強 固 な ゲ ルを 形 成 す る こ と を 明 ら か に す る と と も に, 加 圧 ゲ ル と 加 熱 ゲ ル の 形 態 の 相 違 は 微 細 構造 に 由 来 す るこ と を 明 らか に し た。

- 109 -

β-lg は 20ºC, 500 MPa 以 上 の 圧力 強 度で 加 圧 処 理 する こ と に より 自 立 ゲル を 形成 し, 650 MPa, 20ºC の加 圧 ゲ ルは 90ºC の 加 熱ゲ ル と 遜 色の な い強 固 な ゲ ルと な っ た。β-lg に SH 基 の 架 橋 を 阻害 す る NEM お よび 疎 水 性 相 互 作用 を 脆 弱 化 す る 尿 素 を 添 加 し た と こ ろ, ゲ ル の 形 成 が 著 し く 阻 害 さ れ た 。 加 圧 ゲ ル の形 成 に S-S結 合 の 関与 が 示 唆 さ れた こ と か ら, β-lgの 遊 離 SH基 量 を測 定 し たと こ ろ, 加 圧処 理 時 の 温度 の 上 昇に 伴 い, 遊 離SH基 量 は 増 加 し た。ま た, ゲ ル形 成 を 維 持 する タ ン パ ク質 間 相 互作 用 を 調 べ たと こ ろ, 650 MPa, 20ºC の 加 圧ゲ ル お よび90ºCの 加熱 ゲ ル と も に疎 水 性 相 互 作 用 お よびS-S結 合 が大 半 を 占 め て い た が, イ オ ン 結 合 お よ び 水 素 結 合 の 割 合 は 加 圧 ゲ ル の 方 が 有 意 に 高 かっ た 。疎 水 性 相互 作 用 お よび S-S 結 合 が 加 圧 ゲル の 形 成 に寄 与 し てい る こ とが 示 唆 さ れ たた め, 非 還元 SDS-PAGE によ り β-lg分子 の 状 態 を 調 べた と こ ろ, 加 圧 処 理 時の 温 度 の 上昇 に 伴 い, β-lgは 高 分 子 量 の重 合 体 を 形 成し た 。 ゲ ル の 外 観 は 加 圧 ゲ ル で は 白 濁 し て い た の に 対 し, 加 熱 ゲ ル で は 透 明 を 呈 し た 。 ゲ ル の 微 細 構 造 を 観 察 し た と こ ろ, 加 圧 ゲ ル は 多 孔 質, 加 熱 ゲ ル で は 凝 集 体状 構 造 を そ れぞ れ 呈 し た。

以 上の 結 果 か ら, β-lg は 20ºC で 500 MPa 以 上 の圧 力 強 度 で 加圧 処 理 す るこ と によ り, 遊離 SH 基 が 分 子 表 面 に 露出 し, S-S結 合 に よ る 高分 子 の 凝集 体 を 形 成し, そ れ ら が疎 水 性 相 互作 用 ま たは S-S 結 合 によ っ て 強 固な ゲ ル を形 成 す る こ と を 明 ら か に し, 形 態 の 相 違 は 微 細 構 造 に 由 来 す こ と を 明 ら か に し た 。

第 4 章 高 圧 処 理 を 用 い た ソ ー セ ー ジ 様 食 品 の 開 発 に 関 す る 研 究

ソ ー セ ー ジ 様 食 品 の 開 発 に 関 す る 研 究

第 1 章 か ら 第 3 章 ま で の 知見 を 応 用し, 高 圧 処 理を 用 い た 低塩 濃 度 ソー セ ー ジ様 食 品 (HS) の 開 発を 試 み た 。HS は 400 MPa 以 上の 圧 力 強 度 で 加圧 処 理 す る こ と に よ り, 圧 力 強 度 の 増 加 に 伴 い 硬 さ は 増 加 し, 600 MPa の 圧 力 強

- 110 -

度 で は 一 般 生 菌 が 検 出 さ れ な く な っ た 。 さ ら に, 副 材 料 と し て 卵 白 ま た は WPC を 添 加 す る こ と に よ っ て 肉 中 の ア ク ト ミ オ シ ン と 卵 白 中 の オ ボ ア ル ブ ミ ンま た は WPC 中 の β-lg の相 互 作 用に よ り 物 性 の向 上 お よ び離 水 率 が減 少 し, 特 に WPC 添 加 の 600 MPaで 良 好な 物 性 と 低 い離 水 率 を 有し た HS が 製 造 で きる こ と を 明 らか に し た。一 方, HS の 色調 は 300 MPa ま で は桃 色 を 呈し た が, 400 MPa 以 上の 圧 力 強 度で は 色 素 タ ン パ ク 質 のミ オ グ ロ ビン が 高 圧処 理 に よ り 変 性, 減 少 し, 淡 桃 色 を 呈 し た こ と か ら, 発 色 剤 を 用 い た 肉 色 の 固 定 が 必要 と 推 察 さ れた 。

以上 の 結 果 か ら, HSの 製 造に は 肉 を主 原 料 と し, 副 材 料 と して 卵 白 また は WPCを添 加 す る こと に よ り 良好 な 物 性と 保 水 性 を 有し, 微 生 物汚 染 の 少な い HS の 製 造が 可 能 で あ るこ と を 明 ら かに し た 。

高圧 処 理 は 加 熱処 理 と は 異な る 機 序で タ ン パ ク 質に 影 響 を 与え る こ とが 知 ら れ て い る 。 し か し, タ ン パ ク 質 の 高 圧 変 性 に よ る ゲ ル の 形 成 は 現 象 と し て 報 告 は さ れ て い る が, そ の 詳 細 な 形 成 条 件 や 形 成 機 構 は 明 ら か で は な い 。 高 圧 処 理 に よ る タ ン パ ク 質 の ゲ ル 形 成 機 構 を 明 ら か に す る こ と は, 高 圧 処 理 を も ち い た 加 工 食 品 の 開 発 の 推 進 に 必 要 な 知 見 で あ る こ と か ら, 本 研 究 で は 主 要 な動 物 性 タ ン パク 質 の ゲ ル形 成 機 構を 明 ら か に した 。

すな わ ち, 肉 タン パ ク 質 であ る ア クト ミ オ シ ン は 0.2 mol/kg 程 度 の 低塩 濃 度 に お い て も ミ オ シ ン フ ィ ラ メ ン ト を 形 成 し, フ ィ ラ メ ン ト 同 士 の 側 面 が イ オ ン 結 合 ま た は 疎 水 性 相 互 作 用 に よ っ て 会 合 す る こ と に よ り, 加 圧 ゲ ル を 形 成 する こ と を 明 らか に し た 。卵 タ ン パク 質 で あ る 卵黄 タ ン パ ク質 は 低 温で 加 圧 処 理 し た 場 合 は ゲ ル を 形 成 せ ず, 室 温 付 近 (20ºC) で 加 圧 処 理 す る こ と に よ り, apo-LD L お よ び apo-HDL が S-S 結 合に よ り 架 橋し, 加 圧 ゲ ル を形 成 す る こと を 明 ら か にし た 。乳 タ ン パ ク 質で あ る β-lg は 卵 黄 と同 様 に 室 温 付近 で 加 圧処 理 す る こ とに よ り β-lg 分 子 のア ン フ ォ ー ルデ ィ ン グ によ っ て 遊 離 SH 基 が分 子 表 面 に 露出 し, S-S 結 合 に よる 高 分 子 の 凝集 体 を 形 成し た 。 さら に, こ の凝 集 体 が S-S 結 合 ま た は疎 水 性 相互 作 用 を 介 し, 加 圧 ゲ ルを 形 成 する こ と を 明 ら か に し た 。 こ れ ら の こ と か ら, 低 温 で 加 圧 処 理 し た 場 合 は ゲ ル を 形