日本の米の消費量は食の多様化に伴い、年々減 少傾向にある。そのため、近年新たな用途による 消費拡大に尽力を注いでいる。そのひとつに米の 形質の多様化が求められ、低アミロース米、高ア ミロース米、色素米などの新形質米が育成されて いる。 また、米はとう精による、果種皮、胚芽、胚乳 の除去割合によって、組織構造や組織中の成分分 析に変化が生じる。 本研究では(独)農研機構中央農研北陸センター が開発した「華麗舞」(日本型とインド型の交配種 であり、米飯表層部の粘りが弱く、米飯内部はコ シヒカリと同様に軟らかいという特徴がある)を 評価するにあたって、今回日本型の代表であるコ シヒカリ、インド型の夢十色を用いて、各品種の とう精度別一般成分、糊化粘度特性、糖化関連酵 素活性、米飯物性等の物理化学特性の評価を行い、 華麗舞の特性を比較評価した。 また、「華麗舞」 の特徴を表わす DNA マーカ ー(デンプン合成酵素および分解酵素由来)を開 発し、インディカ型イネ(IR2061、夢十色、サリ ークイーン)、日印交雑種(ホシユタカ、密陽 23 号)、ジャポニカ型イネ(コシヒカリ、日本晴、ア キヒカリ、朝の光、大地の星)において 「華麗舞」 の品種判別を可能にした。 実 験 方 法 1. 試料及び試料の調製 すべて 20 年度産:コシヒカリ(新潟県西蒲原 産)、夢十色(中央農研北陸センターより)、華麗 舞(中央農研北陸センターより)玄米を試験用 摩擦式精米機(Kett 科学研究所、パーレスト) により、それぞれ精米歩留まり、約 90%、80 %、70 % に と う 精 し た。 精 米 の 粉 砕 は 粉 砕 機 (UDYCORPORATION)により、1.0 mm スクリ ーンを用いて行った。 2. 水 分 測 定 試料を粉砕機(UDYCORPORATION)で粉砕 して粉にし、加熱乾燥法(135℃、1 時間)で水分 測定した。 3. タンパク質含量 試料約 30g をインフラテック 1241 グレインア ナライザー(フォス・ジャパン)で近赤外分光分 析法により、玄米粗タンパク質含量(DM%)と白 米粗タンパク質含量(AsIs%)を測定し求めた。 4. アミロース含量 Juliano が開発したヨード比色定量法1 )により、 精米粉末を用いて、見かけのアシロース含量とし て求めた。スペクトルを用いた。 なお、検量線はポテトアミロース(シグマ社: タイプ)にアミロペクチン(島田化学)を配合した ものを標準とした。 5. 米飯物性の測定 米飯の物性試験はテンシプレッサー(タケトモ 電機、Myboy System)を用いた。精米 10 gをア ルミカップにとり。日本穀物検定協会の食味試験 の方法に従い2)予め水分含量を測定し加水量を求 め、調製した。電気釜(National、SR-SW182)の 外釜に 500ml の水を加え、うちふたに 5 つのアル ミカップを並べ、25 分の蒸し調理、10 分間の蒸 <平成 20 年度助成>
カレーライス好適米「華麗舞」の特性解明
大坪 研一 ・ 中村 澄子 ・ 鈴木 瑞穂
(新潟大学大学院自然科学研究科)らし後、25℃・2 時間インキュベーター(TABAI REFRIGERATED INCUBATOR, LNL-111)に保 温した。その後無差別に 20 粒を低圧縮・高圧縮 測定に用いた3 )4 )。 6. α‐アミラーゼ活性の測定 Megazyme 社製測定キットを用いて、ブロッ クドパラニトロフェニールマルトヘプタオシド (BPNPG7)を基質とし、粗酵素抽出液 0.1ml と 40℃ 20 分間反応後、反応停止液を加えて 400nm の吸光度を測定して求めた。α - アミラーゼの 1U は、40℃で1分間に1μmol のパラニトロフェ ノールを BPNPG7 から遊離する酵素量とした5)。 7. グルコース(還元糖の定量) 炊 飯 米 を 凍 結 乾 燥 し、CycloneSampleMill (UDYCORPORATION)で 粉 砕 し た 試 料 0.1g に 50%エタノールを加え、1 h 振とう後、4℃、 15000 rpm、15 分間遠心分離した上澄み液を試料 抽出液として用いた。 その後、ベーリンガーマインハイム社製の F-キットで求めた。即ち、炊飯液中の遊離 Glc と ATP の溶液に HK(ヘキソキナーゼ)を作用させ ると G6P(グルコース 6-リン酸)を生成する。次 に G6P と NADP 溶液に G6P‐DH(グルコース 6-リン酸脱水素酵素)を作用させると G6P は酸化 され、グルコン酸 6-リン酸と NADPH が生成し NADP は 340 nm の吸収波長をもたないためこ の NADPH が吸収する 340 nm の紫外線の吸光度 の増加分を定量し炊飯米中の遊離 Glc 含量を求 めた。 8. α - グルコシターゼ活性の測定6) 基質 4- ニトロフェニルα - グルコシド(PNPG) 1 ml を 37℃、5 分間予備加温し、酵素抽出液 0.05 ml を加えて、37℃ 10 分間反応後停止液(Na2CO3) 0.5 ml を加えて反応を停止し、400 nm における 吸光度を測定して求めた。1U は、37℃で 1 分間 に1μmol のパラニトロフェノールを PNPG から 遊離する酵素力とした。 9. キシラナーゼ活性の測定 Megazyme 社製測定キットを用いて、4 本の試 験 管 に 試 料 0.5 g に 0.1 M 酢 酸 緩 衝 液 5 ml(T. longibrachiatum control xylanase 使 用 の 際 は pH 6 の 0.1 Mess を使用した)を加え、2 本にキシ ラナーゼ標準液を加えすぐに撹拌し他方 2 本に蒸 留水を 0.2 ml 加える。室温に 20 分放置後(時々 撹拌する)、1500 g、10 分間遠心し上清を使用する。 上清 0.5 ml にキシラナーゼ AX タブレットを一 錠入れ、40℃ 30 分間保持する。30 分後反応停止 液(TrizmaBase 溶液(pH9))を 5 ml 加え強く混 合し室温に 5 分放置する。混合後ろ過し、590 nm における吸光度を測定して求めた。 なお、キシラナーゼ標準液は、A.niger control xylanase(~ 295mU/ml at 40℃, pH4.7)、T. longibrachiatum control xylanase(~ 386mU/ml at 40℃, pH6.0)をそれぞれ使用した。 10. RVA による糊化特性の評価 豊島らの方法7)により、糊化粘度特性試験を 行った。ラピッド・ビスコ・アナライザ(Newport scientific 社、RVA-super 4D)を用い粘度曲線と して求めた。使用試料量は精米粉末 3.5 g で純水 25 ml を添加して試験を行った。糊化温度条件は 初期温度を 50℃として 1 分間保持、加熱は 50 ~ 93℃まで 3.9 分間とし、93 度にて 7 分間保持し た。冷却は 93 ~ 50℃まで 3.9 分間、最終温度で は 50℃で 3 分間保持と設定した。 11. 物理化学測定結果の相関関係 前述の一般成分測定値、糖化関連酵素活性測定 値、米飯物性測定値、糊化特性値の相関関係を調 べた。 12. 試料米の DNA 判別 (1)試料 インディカ型イネとして、IR2061、夢十色、サ リークイーン、日印交雑種として、ホシユタカ、 密陽 23 号、ジャポニカ型イネとして、コシヒカリ、 日本晴、アキヒカリ、朝の光、大地の星を用いた。
(2)試料の調製 1) 精米粉末試料 籾試料をケット科学研究所製の試験用籾摺 り器で籾摺りし、ケット科学研究所製の試験 用精米機(パーレスト)を用いて精米歩留まり 90%の精米試料を得た。この精米試料をイワ タニ製のミルサー(IFM -100)を用いて粉砕 し、試料同士コンタミがないように品種ごと に洗浄と清掃を行い粉末試料とした。 2) CTAB 法による DNA の抽出および精製 前報1 6 ) 1 7 )と同様の方法で、精米歩留まり 90%の精米試料を得,精米試料を粉砕し、粉 末試料とした.精米粉末試料 0.4 g から CTAB 用い DNA を抽出し、クロロホルム - イソアミ ルアルコールと中性フェノールを用い精製し、 エタノール沈殿させ、鋳型 DNA を回収した。 3) STS化対合プライマーの調製 プ ラ イ マ ー a は、 既 報1)で 開 発 し た debranching enzyme 由来インド型識別プラ イマーである。プライマー b も既報1 )で開発 したデンプン合成酵素由来プライマーである。 プライマー c は SS Ⅰの遺伝子を文献2 ) 3 )より 引用し、インド型米と日本型米の塩基配列の 相違部分に着目し、SS Ⅰ由来のインド型米に のみ識別バンドが出現するように設計し、こ のプライマーを用い華麗舞に出現した識別バ ンドをクローニングし、塩基配列を決定した ものである。DNA の回収は、既報1 )と同様の 方法で、ガラスビーズ(タカラバイオ(株)製 EASY TRAPTM Ver. 2)を使用し、得られた DNA を Invitrogen 社製 TOP XL Cloning Kit
によりクローニングした.既報1 )と同様に、
アルカリミニプレップ法(QIAGEN QIAprep Spin Miniprep Kit)を用い、得られたインサ ー ト DNA を 鋳 型 と し、ABI 社 の Big Dye Termination VⅠ. Ⅰ Cycle Sequencing Kit に より PCR をかけ、Applied Biosystems 社製 ABI PRISM 310 により塩基配列を決定した. PCR 装置は ABI 社製 Gene Amp PCR System 9700 およびタカラバイオ(株)社製 TaKaRa PCR Thermal Cycler Dice を使用し、対合プ ライマーの合成はファスマック株式会社に依 頼した。プライマーdおよび e は、α - グル コシダーゼの同定された塩基配列4)の 128 塩 基から 705 塩基を増幅するプライマーを設計 し、(F : 5’-ggt aca acg tcg cgt cgg -3’)(R : 5’ - gcc gcc gcc gga gcg cac-3’)日本型米(コシ ヒカリ、日本晴、ヒヨクモチ)とインド型米(カ サラス、IR2061、夢十色)の鋳型 DNA を用い PCR を行った結果、日本型米およびインド型 米同士に共通なバンドが出現した。これらの 各識別バンドをクローニングし塩基配列を決 定したものである(表1)。 実験結果及び考察 1. 精米特性及び成分 表 1 PCR に用いた各種のプライマーの塩基配列
試料のとう精度ごとの精米特性、一般成分につ いての測定結果を表2 に示した。 (1)精米成分 表2 に示すように、精米の水分は 11.6 ~ 13.2% の範囲に分布していた。精米水分はとう精度が高 くなるほど、水分含量が下がっていることが分か った。これはとう精過程での水分減少に加えて、 貯蔵中に水分が減少して、とう精度が高くなるの と並行して水分を蓄える量も少なくなるためだと 考えられる。どの試料にもいえることから、精米 の水分含量に大きな差はないと考えられた。 またコシヒカリの水分含量が 14.5 %と他の値 と比較して高い値を示した原因については、再度 検討したい。 (2)タンパク質含量 ここでは白米粗タンパク質含量を AsIs、玄米 粗タンパク質含量を DM と簡略する。 表2 に示すように、コシヒカリでは AsIs が 4.67 ~ 6.73 %、DM が 5.50 ~ 7.87 %、同様に夢十 色が 5.10 ~ 6.63 %、5.97 ~ 7.67%、華麗舞が 4.83 ~ 6.63%、5.63 ~ 7.67%と、わずかに DM が多いものの、品種ごとのタンパク質含量の大き な違いは見られなかった。AsIs より DM が上回っ たことは、ぬか中に含まれるタンパク質量の影響 であると考えられる。ただし、とう精度で比較検 討すると、とう精度が 90%のときタンパク質含 量の割合が比較的少なく、とう精度が高くなるご とに、タンパク質含量の割合はわずかに増加した。 また、AsIs も DM も、とう精度が 80 %の米粒に 多く含まれている傾向を示した。これらは外層よ りも内層に近い部分にタンパク質が多く含まれて いることを示している。高タンパク質であるほど 色調や吸水性が低下し、糊化、膨化が抑制され、 硬く、粘りの少ない飯になることから8)、とう精 度が 80%の米粒では、硬く粘りが少ないと考え られる。後述した米飯物性と比較検討する必要が ある。 (3)アミロース含量 今回の結果では、アミロース含量はこれまでの 報告よりやや高めの値を示す結果となった。しか し以下のように、試料米の品種間さや部位別の相 違について明らかにすることができた。 表 2 精米特性と一般成分 白米粗タンパク質含量 精米水分 精粉水分 量 玄米粗タンパク質含 アミロース含量 グルコース含量 (AsIs) (DM) 試料名 (%) (%) (%) (%) (%) (g/l) 平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD コシヒカリ 90% 13.2 ± 0.058 12.09 ± 0.05 4.67 ± 0.058 5.50 ± 0.100 19.41 ± 0.190 0.052 ± 0.001 夢十色 90% 12.8 ± 0.058 12.42 ± 0.03 5.10 ± 0.173 5.97 ± 0.231 31.76 ± 0.306 0.039 ± 0.002 華麗舞 90% 12.4 ± 0.058 12.44 ± 0.02 4.83 ± 0.231 5.63 ± 0.321 19.50 ± 0.190 0.056 ± 0.002 コシヒカリ 80% 12.8 ± 0.058 11.63 ± 0.05 6.73 ± 0.058 7.87 ± 0.115 19.85 ± 0.450 0.052 ± 0.001 夢十色 80% 12.6 ± 0.058 11.90 ± 0.01 6.63 ± 0.058 7.67 ± 0.115 33.12 ± 0.095 0.050 ± 0.008 華麗舞 80% 12.0 ± 0.000 11.90 ± 0.01 6.63 ± 0.052 7.67 ± 0.058 20.14 ± 0.145 0.067 ± 0.002 コシヒカリ 70% 12.5 ± 0.058 14.25 ± 2.49 6.17 ± 0.058 7.10 ± 0.000 20.46 ± 0.095 0.043 ± 0.001 夢十色 70% 12.2 ± 0.153 11.74 ± 0.04 5.97 ± 0.058 6.90 ± 0.000 33.25 ± 0.334 0.051 ± 0.002 華麗舞 70% 11.6 ± 0.100 11.46 ± 0.05 5.90 ± 0.000 6.77 ± 0.058 20.71 ± 0.240 0.062 ± 0.002
表 2 が示すように、とう精度が高いほど、アミ ロースが高くなっていることが分かる。高アミロ ース米である夢十色は 31.76 ~ 33.27 %、良食味 米であるコシヒカリは 19.41 ~ 20.46 %、華麗舞 は 19.50 ~ 20.71 %と、華麗舞はコシヒカリに近 い結果を表した。ゆえに、アミロース含量では外 層も内層も、華麗舞はジャポニカ種の影響を受け ていることが明らかとなった。 米粒の外層部、内層部のアミロース分布の差異 を検討するため、とう精度ごとのヨウ素複合体吸 収波長の結果を図1 に示した。最大吸収波長はコ シヒカリ、華麗舞は 575 nm ~ 600 nm 付近に存在 し、夢十色は 600 nm 付近に存在した。夢十色はア ミロース含量が高いことから、アミロース含量率 が高いほど、最大吸収波長が長波長側にシフトし たと考えられる。とう精度が高いほど吸光度が増 加することから、とう精度が高いほどアミロース 含量が高いことがスペクトルからも確認できた9)。 (4)グルコース含量 表2 が示すように、全品種中、華麗舞のグルコ ース含量は高い傾向を示した。とう精度ごとに見 るとコシヒカリは 0.043 ~ 0.052 g/l、夢十色は 0.039 ~ 0.051g/l、華麗舞は 0.056 ~ 0.062 g/l と、 夢十色とコシヒカリにとう精度ごとの違いはみら れなかった。とう精度によるグルコース含量の変 化から、夢十色ではグルコースが米飯粒の内層に 比較的多く、コシヒカリでは米飯粒の外層に多い という傾向が認められた。今後さらに詳しく検討 する必要がある。 表3 に精米の酵素活性の測定結果を示した。 図1 とう精度が異なる米粒のヨウ素複合体吸収波長含量 αーアミラーゼ活性 αーグルコシダーゼ活性 キシラナーゼ(pH4.7) キシラナーゼ (pH6.0) (μ/g) (μ/g) (U/g) (U/g) 試料名 平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD コシヒカリ 90% 0.0259 ± 0.0004 0.0520 ± 0.0023 0.0054 ± 0.00035 0.025 ± 0.00125 夢十色 90% 0.0344 ± 0.0022 0.0469 ± 0.0009 0.0058 ± 0.00005 0.022 ± 0.00107 華麗舞 90% 0.0541 ± 0.0018 0.0631 ± 0.0010 0.0055 ± 0.00014 0.021 ± 0.00270 コシヒカリ 80% 0.0150 ± 0.0011 0.0564 ± 0.0007 0.0062 ± 0.00063 0.029 ± 0.00297 夢十色 80% 0.0125 ± 0.0042 0.0465 ± 0.0017 0.0059 ± 0.00018 0.020 ± 0.00383 華麗舞 80% 0.0263 ± 0.0025 0.0650 ± 0.0033 0.0061 ± 0.00115 0.024 ± 0.00043 コシヒカリ 70% 0.0150 ± 0.0033 0.0581 ± 0.0014 0.0056 ± 0.00125 0.021 ± 0.00154 夢十色 70% 0.0131 ± 0.0028 0.0492 ± 0.0050 0.0054 ± 0.00025 0.021 ± 0.00032 華麗舞 70% 0.0176 ± 0.0045 0.0638 ± 0.0005 0.0064 ± 0.00255 0.023 ± 0.00119 表 3 精米の酵素活性の測定結果
(1)α - アミラーゼ活性 全体を見ると、とう精度が 90 %の米粒で活性 が最も高いことが分かった。これはα- アミラーゼ が、デンプン層の外層のアリューロン層から分泌 されることから、表層部に影響が強く受けている ことから考えられる。とう精度ごとにみると、華 麗舞がどのとう精度においても活性が強い。この ことから華麗舞の表層部では特にアミラーゼ活性 が活発に働いていることが確認できる。またアミ ラーゼはデンプンをα- 1.4 結合でランダムに切断 し、デキストリンや少糖類を生成することからグ ルコース含量と相関があることが示唆される。し かしながら後述するように、全体の相関はみられ なかった( r = 0.083、p > 0.05)。また華麗舞だけ においても、グルコースと有意の相関はなかった。 (2)α - グルコシダーゼ活性 表 3 が示すように、コシヒカリは 0.520 ~ 0.581 μ/g、夢十色は 0.465 ~ 0.492μ/g、華麗舞は 0.631 ~ 0.650μ/g と、華麗舞がα- グルコシダーゼ活 性値が高いことが分かる。全品種において、図 2 が表すように、とう精度が高くなるほどα- グル コシターゼ活性が高くなる傾向を示した。このこ とから、α- グルコシダーゼは内層で活発に働く ことが明らかとなった。一般的にα-グルコシダー ゼ活性が高いほど食味がよいと推察され10)、結 果からみて良食味米といわれるコシヒカリはイン ド型の夢十色より、値が高い傾向にあった。米外 部より内層に活性が強い、この酵素活性が高けれ ば耐熱性もあることから、炊飯中により甘みの強 い米になり、食味もよくなるという Awazuhara の報告11)と一致し、改めて確認できた。 (3)キシラナーゼ活性 表3 が 示 す よ う に、 コ シ ヒ カ リ は pH4.7 の 時、0.0054 ~ 0.0062U/g、pH6.0 の 時、0.021 ~ 0.029U/g、同様に夢十色は 0.0054 ~ 0.0059U/g、 0.020 ~ 0.022U/g、華麗舞は 0.0055 ~ 0.0064U/g、 0.021 ~ 0.024U/g と pH が異なっても、品種ごと に大きな違いは見られなかった。とう精度ごとに おいて、コシヒカリ、夢十色はとう精度が 80% のときに活性の値が大きく、華麗舞はとう精度が 70%のときに活性の値が大きかった。一般的に、 硬く粘りの少ない米飯では、細胞壁の崩壊の程度 が小さく、米飯の軟らかく粘るものでは、細胞壁 の崩壊程度が大きいといわれているが、硬く粘り の少ないといわれている夢十色や、軟らかく粘り があるといわれているコシヒカリでは相違がみら れなかった。これは 30 分間という反応時間の問 題や試薬の量の問題が考えられる。 2. 米飯物性 表4にはテンシプレッサーによる米飯表層の物 性を、表 4 には米飯全体の物性の測定結果を示 した。 (1)表層部 表 4 が示すように、米飯表層の物性については、 全体的に、コシヒカリは軟らかくて粘りが強く、 夢十色は硬くて粘りが弱いという結果となった。 これは、一般的な傾向とほぼ同一となった。一方、 華麗舞は、夢十色よりは軟らかく、粘りが強いも のの、コシヒカリに比べると、硬くて粘りが弱く、 付着性も弱い結果となった。すなわち、華麗舞は、 日本型のコシヒカリと、インド型の夢十色との中 間的な表層物性を示す結果となった。 (2) 米飯全体の物性 表 5 が示すように、全体的に見ると表層と同じ く夢十色は硬く、粘りが弱く、コシヒカリ・華麗 (r= 0.717) 図 2 とう精度別α - グルコシダーゼ活性量
舞は軟らかく、粘りが強い結果になった。とう精 度別に見ると、全体の硬さ(H2)はコシヒカリ・ 夢十色はとう精度 80%で値が最も高く、華麗舞 はとう精度が高くなるにつれて値は減少してい た。全体の粘り(S2)は、コシヒカリではとう精 度 80%で値が最も高く、夢十色・華麗舞は、と う精度が高くなるにつれて増加していた。華麗舞 は、とう精度が高くなるにつれ軟らかくなり粘り が強くなることから、米飯全体の物性でみると、 表層部ではインディカ種の、内層部ではジャポニ カ種の影響を受けているのではないかと考察し た。バランス度 1、2(-H2/H2, A6/A4)を見ても、 とう精度が高くなるに従い、値が増加しているこ とから、この推察は妥当ではないかと考えられる。 表 3 の結果に基づいて、前述したとおり、米飯表 層の物性においても、華麗舞は、インディカ種と ジャポニカ種の両方の影響を受けていると考えら れたことから、米飯全体の物性においても、内層 ではジャポニカ種が大きく影響したことからこの ような結果になったと考えられる。 米飯全体の米飯物性では、とう精度が 80%で 最も硬く粘りが強い米であり、全体のバランス度 表層の硬さ 表層の粘り 表層の付着量 表層の付着性 表層のバランス度 1 表層のバランス度 2 試料名 (H1,10^3dyn) (-H1,10^3dyn) (L3,mm) (A3,10^5erg) (-H1/H1) (A3/A1)
平 平 平 平 平均 SD 平均 SD 均 SD 均 SD 均 SD 均 SD コシヒカリ 90% 98.41 ± 13.39 8.50 ± 4.73 2.95 ± 0.46 0.51 ± 0.20 0.09 ± 0.05 0.25 ± 0.11 夢十色 90% 110.40 ± 10.75 1.68 ± 0.52 1.89 ± 0.45 0.11 ± 0.05 0.02 ± 0.00 0.06 ± 0.02 華麗舞 90% 98.65 ± 12.15 6.28 ± 4.54 2.33 ± 0.60 0.25 ± 0.20 0.06 ± 0.05 0.12 ± 0.12 コシヒカリ 80% 89.03 ± 12.74 16.74 ± 4.91 3.08 ± 0.44 1.04 ± 0.35 0.19 ± 0.06 0.57 ± 0.22 夢十色 80% 113.00 ± 9.37 2.50 ± 0.72 1.84 ± 0.67 0.12 ± 0.08 0.02 ± 0.01 0.05 ± 0.03 華麗舞 80% 96.59 ± 8.38 11.23 ± 4.37 2.46 ± 0.02 0.30 ± 0.27 0.12 ± 0.05 0.33 ± 0.16 コシヒカリ 70% 89.10 ± 9.30 10.34 ± 4.39 3.15 ± 0.04 0.66 ± 0.23 0.12 ± 0.05 0.34 ± 0.13 夢十色 70% 94.36 ± 11.79 2.38 ± 0.79 1.83 ± 0.68 0.11 ± 0.09 0.03 ± 0.01 0.05 ± 0.05 華麗舞 70% 99.25 ± 7.20 7.10 ± 5.12 2.52 ± 0.12 0.31 ± 0.24 0.07 ± 0.05 0.18 ± 0.13 表 4 テンシプレッサーによる米飯表層の物性の測定結果 表 5 テンシプレッサーによる米飯全体の物性の測定結果 全体の硬さ 全体の粘り 全体の付着量 全体の付着性 全体のバランス度 1 全体のバランス度 2 試料名 (H2,10^6dyn) (‒H2,10^6dyn) (L6,mm) (A6,10^6erg) (‒H2/H2) (A6/A4)
平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD コシヒカリ 90% 2183.0 ± 154.7 291.6 ± 70.2 0.201 ± 0.536 6.18 ± 2.72 0.134 ± 0.034 0.056 ± 0.022 夢十色 90% 2553.0 ± 321.6 44.9 ± 47.9 0.012 ± 0.037 3.17 ± 1.23 0.019 ± 0.021 0.022 ± 0.010 華麗舞 90% 2187.0 ± 179.5 289.5 ± 46.2 0.128 ± 0.315 7.24 ± 2.60 0.133 ± 0.025 0.070 ± 0.021 コシヒカリ 80% 2264.0 ± 284.9 298.9 ± 55.5 0.054 ± 0.236 10.34 ± 2.68 0.136 ± 0.039 0.099 ± 0.027 夢十色 80% 2722.0 ± 216.5 61.6 ± 44.4 0.031 ± 0.116 3.81 ± 0.95 0.024 ± 0.018 0.025 ± 0.006 華麗舞 80% 2091.0 ± 141.4 328.6 ± 42.7 0 ± 0 8.40 ± 2.24 0.159 ± 0.031 0.089 ± 0.028 コシヒカリ 70% 1928.0 ± 190.9 278.5 ± 54.0 0.052 ± 0.225 6.88 ± 2.38 0.146 ± 0.032 0.075 ± 0.026 夢十色 70% 2397.0 ± 322.6 103.9 ± 65.6 0.044 ± 0.132 4.19 ± 0.93 0.045 ± 0.033 0.033 ± 0.009 華麗舞 70% 1985.0 ± 125.8 354.9 ± 41.3 0.13 ± 0.391 8.29 ± 2.92 0.18 ± 0.03 0.092 ± 0.035
2(A6/A4)は最も値が高かったが、バランス度 1 (-H2/H1)はとう精度 70%よりも値が低く出た。 しかしながら、タンパク質含量はとう精度 80% で最も高い値を示した。このことから、われわれ 日本人にとっては、一口目にはとう精度が 80% の米飯物性が好まれるが、咀嚼に時間が経つほど、 食味は好まれないのではと推察した。 3. 糊化粘度特性 表 6 には RVA による各とう精歩合における品 種の糊化粘度特性値を示した。 とう精度 90%での品種別で比較すると、最 高粘度と崩壊度を示すブレークダウンは、華麗 舞 が 412.5RVU、234.25RVU と 最 も 高 く、 夢 十 色 は 395.28RVU、149.33RVU、 コ シ ヒ カ リ 366.94RVU、234.25RVU という結果になった。 そして、とう精度が高くなるにつれてコシヒカリ は増加し逆に夢十色は減少した。華麗舞はとう精 度 80%がもっとも高い値となった。 最 低 粘 度 は 夢 十 色 が 245.94RVU と 最 も 高 く、 次 い で 華 麗 舞 が 178.25RVU、 コ シ ヒカ リ 147.61RVU という結果になった。とう精度別に 見ると、コシヒカリはとう精度が高くなるほど値 が増加し、逆に華麗舞は値が減少していた。最低 粘度は食味と関係があり、最低粘度の値が小さい ほど食味がよいとされている。華麗舞は日印交雑 から表面が硬く内層が軟らかいといわれている。 この結果から華麗舞の内層の食味がよいことが明 らかとなった。 最終粘度は老化を表す値であり、高アミロース 米である夢十色が 513.8RVU と最も高い結果と なった。華麗舞とコシヒカリは、とう精度別に 見てもとう精度が高くなるにつれ値が減少してい ることから、表層が老化しやすく、華麗舞の老 化はジャポニカ種と同じ性質を持つことが示唆さ れた。 糊化開始温度は、華麗舞がどのとう精度におい ても高い温度を表した。コシヒカリ、夢十色の糊 化開始温度に大きな相違が見られないことから、 日印交雑種であるために温度が高くなったのでは ないかと推定した。 アミロース含量はα- グルコシダーゼ活性、表 層の硬さ(H1)以外の表層部の米飯物性、全体の 硬さ(H2)、ブレークダウンと高い負の相関を示 した。従来報告されている通り、最低粘度と高い 正の相関がみられた。他に最終粘度、コンシステ ンシーと高い正の相関が見られた。このことから、 アミロース含量は食味に負の影響を与える因子と 確認できた。 ブレークダウン:最高粘度―最低粘度、セットバック:最終粘度―最高粘度 最高粘度 最低粘度 最終粘度 ブレークダウン セットバック 糊化開始温度 試料名 (RVU) (RVU) (RVU) (RVU) (RVU) (℃)
平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD 平均 SD コシヒカリ 90% 366.94 ± 4.33 147.61 ± 0.88 231.89 ± 9.54 219.33 ± 3.50 -135.06 ± 11.14 67.37 ± 0.42 夢十色 90% 395.28 ± 12.97 245.94 ± 13.85 513.80 ± 7.76 149.33 ± 8.99 118.53 ± 5.31 67.88 ± 0.03 華麗舞 90% 412.50 ± 4.23 178.25 ± 3.80 319.69 ± 4.67 234.25 ± 0.72 -92.81 ± 1.17 70.03 ± 0.10 コシヒカリ 80% 382.22 ± 7.60 152.61 ± 3.94 200.61 ± 5.55 229.61 ± 3.77 -181.61 ± 12.78 67.83 ± 0.06 夢十色 80% 390.56 ± 6.74 241.58 ± 4.58 499.36 ± 5.05 148.97 ± 2.16 108.80 ± 3.85 66.87 ± 0.40 華麗舞 80% 390.67 ± 4.10 175.83 ± 2.63 306.03 ± 3.34 214.83 ± 2.73 -84.64 ± 2.85 69.98 ± 0.03 コシヒカリ 70% 387.72 ± 3.60 154.11 ± 3.84 195.72 ± 2.79 233.61 ± 1.02 -192.00 ± 5.96 67.87 ± 0.08 夢十色 70% 390.14 ± 3.19 244.03 ± 4.40 503.33 ± 2.14 146.11 ± 1.29 113.19 ± 2.48 67.17 ± 0.06 華麗舞 70% 400.61 ± 3.36 174.72 ± 1.06 304.03 ± 0.97 225.89 ± 2.48 -96.58 ± 3.09 70.05 ± 0.00 表 6 精米の糊化粘度特性
グルコース含量とα- グルコシダーゼ活性と高 い正の相関が見られた。α- グルコシダーゼは、 非還元末端に存在するα- D - グルコシド結合を加 水分解する酵素であり、α- グルコシダーゼがグ ルコース生成に大きく寄与していることが確認で きた。 α- グルコシダーゼ活性は表層の硬さ(H1)以外 の表層部の米飯物性、全体の硬さ(H2)、ブレー クダウンと高い正の相関が見られた。これは岩田 らの報告7)と一致していた。 キシラナーゼ活性は pH6.0 の試料を用いた場合 のみ、表層の粘り(S1)、表層のバランス度(-H1/ H1,A3/A1)等と高い正の相関が見られた。そし て米粒中心部より外側に細胞壁の崩壊がおこるこ とから、表層部の米飯物性と高い相関が出たと考 えられる。また表層のバランス度( -H1/H1, A3/ A1)と高い正の相関を持つことから、キシラナー ゼ活性も食味に影響を与えている可能性が示唆さ れた。 表層の粘り(S1)と表層のバランス度2(A3/ A1)、 そ し て 全 体 の 粘 り(S2)、 全 体 の 付 着 性 (A6)、全体のバランス度 1、2(-H2/H2、A6/A4) は糊化特性であるブレークダウンと高い正の相関 を、最低粘度、最終粘度、セットバックとは高い 負の相関を示した。 (4)各種(インド型・日本型・日印交雑)の稲品 種の PCR 結果 表 1 のプライマーを用い、PCR を行った結果 を図 3 と表 7 に示す.a のプライマー(debranching enzyme 由来インド型識別)を用いて PCR を行っ た結果、IR2061、夢十色、サリークイーン、ホ シユタカ、密陽 23 号にのみ識別バンドが出現し、 表 7 各種(インド型・日本型・日印交雑)米品種の PCR 結果 1: IR2061 2 : 夢十色 3 : ホシユタカ 4 : サリークイーン 5 : 密陽 23 号 6 : コシヒカリ 7 : 日本晴 8 : アキヒカリ 9 : 朝の光 10 : 大地の星 11: 華麗米 図 3 デンプン合成酵素および分解酵素由来プライマーによる PCR 結果 プライマー 試料名 / プライマー a b c d e IR 2061 + − − − + 夢十色 + − − − + ホシユタカ + + − − + サリークイーン + − − + + 密陽 23 号 + − − + + コシヒカリ − + − + − 日本晴 − + − + − アキヒカリ − − − + − 朝の光 − + − + − 大地の星 − − − + − 華麗舞 − − + + +
華麗舞にはバンドが出現せず、このプライマーで は華麗舞は日本型の特徴を示した。 b のプライマーを用いた PCR では、日本型の 良食味米に共通して識別バンドが出現するが、密 陽 23 号、アキヒカリ、華麗舞ともバンドが出現 しなかった。 c のプライマー(デンプン合成酵素 SS Ⅰ由来) を用いた PCR の結果、インド型、日本型ともに 他品種では識別バンドが出現せず、華麗舞のみに 識別バンドが出現した。この識別マーカーはきわ めて有用と思われる。 d のプライマー(α- グルコシダーゼ由来日本型 米識別)を用いた PCR の結果、サリークイーン (低アミロースインディカ米)、密陽 23 号、コシ ヒカリ、日本晴、アキヒカリ、朝の光、大地の星 および華麗舞に識別バンドが出現した。このプラ イマーは軟らかいインド型米と日本型米に共通し てバンドが出現する。 e のプライマー(α- グルコシダーゼ由来インド 型米識別)を用いた PCR の結果、IR2061、夢十色、 サリークイーン、ホシユタカ、密陽 23 号、華麗 舞に識別バンドが出現し、このプライマーでは華 麗舞はインド型の特徴を示した。 これらの結果、華麗舞は日本型米とインド型米 の交雑種としての独特の特徴を示し、SSI に由来 する c のプライマー共存下の PCR によって他品 種と識別できることが明らかとなった。 要 約 日印交雑種である華麗舞及び日本型とインド型 の比較米の理化学的特性を評価した。 1) 一般成分結果では、90%、80%、70%と とう精度が高くなるにつれて、値が増加す る傾向が見られた。華麗舞のアミロース含 量はコシヒカリと同じ傾向を示し、グルコ ース含量は最も高い値となった。 2) α - アミラーゼ活性は表層部の活性が強 く、α - グルコシダーゼ活性、キシラナーゼ (pH4.0, pH6.0)は、とう精度が高くなるにつ れて値が増加する傾向を示した。華麗舞の α - アミラーゼ活性、α - グルコシダーゼ活 性が最も高く、華麗舞は外層でα - アミラー ゼ活性が、内層でα - グルコシダーゼ活性 値が高い傾向を示した。 3) とう精度が高くなるにつれ、コシヒカリ は軟らかく粘りが強く、夢十色は硬く粘り が弱いという一般的に言われている結果と なった。華麗舞は表層の米飯物性ではコシ ヒカリと夢十色の中間的な傾向を示したが、 全体の物性においても、日印交雑の特徴を 持っていた。 4) とう精度が高くなるにつれ、コシヒカリ では最高粘度、最低粘度、ブレークダウン、 糊化開始温度は増加する傾向が見られ、逆 に最終粘度、セットバックは減少する傾向 が見られた。夢十色はコシヒカリとは逆の 傾向を示した。一方、華麗舞では、最高粘 度は最も値が高いものの、その他の糊化特 性の項目ではジャポニカ種であるコシヒカ リと同等の結果を表した。華麗舞の糊化開 始温度が高い傾向を示したのは、日印交雑 種のためである可能性があげられる。 5) アミロース含量とα - グルコシダーゼ活性 は互いに、逆の相関の性質をもつことが推 定される。グルコースとα - グルコシダーゼ 活性が高い正の相関を持つことから、いず れの品種においても最終的にはα - グルコシ ダーゼが大半のグルコース生成に寄与して いると考えられた。 6) デンプン合成酵素やデンプン分解酵素に 由来する各種のプライマーによる PCR を行 った結果、華麗舞は日本型とインド型の交 雑種としての独特の結果を示し、SSI 由来 のプライマーによって他品種と識別できる
ことが明らかになった。 謝 辞 本研究を行うに当たり、助成いただきました (財)浦上食品・食文化振興財団に深く御礼申し上 げます。また、試料米を提供いただきました(独) 農研機構中央農研・北陸研究センターの三浦清之 博士に感謝いたします。 文 献
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16) NAKAMURA S. and OHTSUBO K.: J. Cereal Science, 52, 16-21, 2010.
17) NAKAMURA S. and OHTSUBO K.: J. Cereal Science, 投 稿準備中。