博士（農学）鰐川学位論文題名

     博 士 （ 農 学 ） 鰐 川 学 位 論 文 題 名

彰

モルトウイスキー中の甘くファッテイな香気成分の 検索・同定とその生成メカニズムに関する研究

学位論文内容の要旨

  モ ル ト ウ イ ス キ ー は ア ル コ ー ル 発 酵 、 蒸 留 、 樽 貯 蔵 の 工 程 か ら な り そ の 過 程 で 様 々 な 香 気 成 分 が 生 成 さ れ る 。 呈 味 も さ る こ と な が ら そ の 香 気 成 分 が 酒 質 を 決 定 づ け る 重 要 な 要 因 で あ る 。 多 く の 香 気 成 分 が 検 討 さ れ て き て い る も の の 、 そ の ほ と ん ど は 含 有 量 の 多 い 成 分 に 関 し て の も の で あ る 。 ま た 、 官 能 評 価 に 関 し て も 系 統 だ っ た 分 類 が な さ れ て い る も の の 、 対 応 す る 成 分 と 官 能 評 価 と の 関 係 は 明 ら か に さ れ て い る と は 言 い 難 い 。

  ま た 、 モ ル ト ウ イ ス キ ー の 発 酵 に お い て は ウ イ ス キ 一 酵 母 に 加 え ビ ー ル 醸 造 の 余 剰 酵 母 で あ る ビ ー ル 酵 母 が 使 用 さ て い る 。 現 象 面 で は ア ル コ ー ル 収 率 の 上 昇 に っ な が る と さ れ る が 、 そ れ に よ り 生 成 さ れ る 成 分 等 に 関 す る 報 告 は な さ れ て お ら ず 、 そ の 使 用 目 的 は 十 分 に 明 ら か に さ れ て い る と は 言 え な い 。 一 方 乳 酸 菌 も ま た モ ル ト ウ イ ス キ ー の 発 酵 に 関 与 し て い る と さ れ る 。 乳 酸 菌 は ウ イ ス キ ー の 発 酵 に 品 質 上 プ ラ ス に も マ イ ナ ス に も 関 与 す る と さ れ て い る も の の 、 特 に プ ラ ス 面 に 寄 与 す る 成 分 に 関 し て は ほ と ん ど 報 告 さ れ て い な い 。

  本 研 究 の 目 的 は 、 第 一 に 酒 質 を 特 徴 づ け る 甘 く フ ァ ッ テ ィ な 香 気 成 分 の 同 定 と そ の 生 成 メ カ ニ ズ ム を 明 ら か に す る こ と で あ る 。 そ し て 、 第 二 に モ ル ト ウ イ ス キ ー に 対 す る ビ ー ル 酵 母 と 乳 酸 菌 の 役 割 を 明 ら か に す る こ と で あ る 。

  1． モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 の 甘 く フ ァ ッ テ ィ な 香 気 成 分 の 同 定

モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 で 甘 さ や フ ァ ッ テ ィ 感 を 与 え る 香 気 成 分 と し て 、 臭 い か ぎ ガ ス ・ ク ロマ ト グラ フ イー お よ び ガ ス ・ ク ロ マ ト グ ラ フ イ − 一 質 量 分 析(GC/MS)を 使 用 し 、p‑methyl‑ y‑octalactone、y‑nonalactone、

・ 川 eCalactoneお よ びY司 OdeCalaCtoneを 同 定 し た 。 モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 の ラ ク ト ン 類 と し て は p‐methyト 卩ocbIactone（ オ ー ク ラ ク ト ン ） が 古く から 研 究さ れ てき た が、 オ ーク ラク ト ンは 樫 樽か ら 抽出 さ れ る の に 対 し 、 こ の ほ か の ラ ク ト ン 類 は オ ー ク 樽 貯 蔵 し な ぃ 未 貯 蔵 の モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 に も 存 在 し た 。 甘 さ と フ ァ ッ テ ィ 感 の 官 能 ス コ ア と こ れ ら 成 分 の 含 有 量 と の 相 関 性 に つ い て 調 ぺ た と こ ろ 、 p‐methyt・Y一ocねlactoneお よ びY‐nonaIaCtoneに 関 し て は 含 有 量 と の 聞 に 相 関 性 が 見 ら れ な か っ た が 、 YIdecalactoneお よ びY刈OdeCalaCtoneの 含 有 量 と 官 能 評 価 と の 間 に 高 い 正 の 相 関 性 が 観 察 さ れ た 。 以 上 の 結 果 よ りY劃eCalaCtoneお よ びY‐dodeCalctoneは モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 で 甘 く フ ァ ッ テ ィ な 特 徴 に 寄 与 す る こ と が 示 さ れ た 。

  2．YIdeCalaCtoneお よ びY‐dodeCalaCtoneの 生 成 メ カ ニ ズ ム

  乳 酸 菌 にoleiCacidな い しpalmitoIeiCaCidは 与 え る と 、10位 が ヒ ド ロ キ シ ル 化 さ れ た 飽 和 脂 肪 酸

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（10‑hydroxystearic acid（10‑HSA)およ び10‑hydroxypalmitic acid)が生成 された。この現象は 多く の 乳酸 菌 にお いて こ の現 象は 観 察さ れた 。 これ らヒ ド ロキ シ酸 を ウイ スキ ー 酵母 に与えるとそれ ぞれ y‑decalactoneお よ びy‑dodecalactoneの 生 成 が 観 察 さ れ た 。 こ の こ と か ら 、 こ れ ら 両 ラ ク ト ン は、乳 酸菌により不飽和脂 肪酸からヒドロキ シ酸が生成され、 このヒドロキシ酸が酵母によりp．酸化され 生 成さ れ るも のと 推 察さ れた 。 また 、Lacf06ac所usに 属す る5170株を 用い 発 酵試 験を行うと、乳 酸菌 の 添加 に よル ヒド ロ キシ 酸の 増 加が 観察さ れ、さらにビール 酵母によりその生 成量が増加しその含 有量 は ビー ル 酵母 の死 滅 に伴 って 増 加し た。こ のことから、ビー ル酵母がラクトン の出発物質である不 飽和 脂 肪 酸 を 供 給 し 、 乳 酸 菌 が こ れ を 利 用 し ラ ク ト ン の 前 駆 体 を 生 成 し て い る と 推 察 さ れ た 。   3， モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 のY‐deCalaCtoneお よ びY‐dodeCaIactoneの 光 学 異 性 体 比 Y‐decaIaCtoneお よ びY―dodecaIactoneは 分 子 内 に 一 個 の 不 斉 炭 素 を 有 し 光 学 異 性 体 が 存 在 す る。そ こで詳細な生成メカ ニズムを明らかに することを目的と し、マルチディメン ジョナルGC′MSを用い その存 在比を測定したとこ ろ、‐10丶一丶30％といった光学純度で存在していた。一方、基質であると推察 さ れ た ヒド ロキ シ 酸も 光学 異 性体 が存 在 する から 、10・HSAお よび そ のメ チル エ ステ ルをHPLCに より 光 学 分 割 し 、 こ れ を ウ イ ス キー 酵 母に 与え た 。そ の結 果 、生 成さ れ るYdodecaIactoneの 光 学純 度は 10‐HSAの光 学 純度に支 配されることが明ら かとなった。すな わち、ウイスキ一 酵母かラクトン化反 応に 関与し ているとすれぱ、モ ルトウイスキ一中のラクトンと同様の‐10丶一丶30％といった光学純度の10‐HSA が乳酸 菌により生成されて いることを意味す る。

  4．乳酸菌によ り生成される10→HSAの光学 純度

  そ こ で 乳 酸 菌 が ど の よ う な 光 学 純 度 の10ーHSAを 生 成 す る か を 明 ら か に す れ ぱ よ り 詳 細 な メ カ ニ ズ ム の 解 明 と な る と 考 え 、 次 に 乳 酸 菌 が 産 生 す る ヒ ド ロ キ シ 酸 の 光学 純 度に 関し 検 討し た。

ほ と ん どの 株は （R） 一lO―HSAを 産生 し たが 、ス コ ット ラン ド 蒸留 所よ り 単離 され た 工acfD6ac´〃

Us宀 む 駟rめ ´ に 属 す る 唯 一1株 だ け が 低 い 光 学 純 度 の10−HSAを 産 生 し た 。 こ の 株 を 詳 細 に 調 べ た と こ ろ 、oleicacidか ら10−HSAの 他 に 著 量 の10→ketostearicacid（10−KSA） の 生 成 が 観 察   さ れ た 。 そ こ で10−KSAか ら 生 成 さ れ る ラ ク ト ンの 光 学純 度に 関 し検 討し た とこ ろ、 ほ ばモ ル卜   ウ イ ス キ ー 中 の 光 学 純 度 に 等 し い 光 学 純 度 の ラ ク ト ン の 生 成 が 観 察 され た 。以 上の 結 果よ り、

モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 で のY−decalactoneお よ びYーdodecalactoneの 生 成 に は 二 通 り の 経 路 が 考 え ら れ た 。 す な わ ち 、 ひ と っ は ビ ― ル 酵 母 の 死 滅 に よ り 菌 体 か ら 漏 洩 して き た不 飽和 脂 肪酸 が、

乳 酸 菌 に よ り10−KSAへ と 変 換 さ れ た 後 ウ イ ス キ 一 酵 母 に よ ル ラ ク ト ン 化 す る 経 路 で あ る 。 も う ひ と っ は 、 ビ ー ル 酵 母 の 菌 体脂 質 を利 用さ れ これ より （R） −10―HSAが 生成 さ れ、 ウイ ス キー 酵母 以外の 微生物によルラクト ン化反応が完遂さ れるものである。

  本 研 究 に よ ル モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 の 甘 く フ ァ ッ テ ィ な 香 気 成 分 が 明 か とな った だ けで なく 、 そ の 生 成 に は 、 今 ま で 不 明 で あ っ た 乳 酸 菌 や ビ ー ル 酵 母 の 関 与 が 明 確 化 され た。 本 知見 を利 用 す る こ と に よ り 工 業 的 に も 新 規 な 酒 類 を 開 発 、 製 造 す る こ と が 可 能 と な る 。

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学位論文審査の要旨

学 位 論 文 題 名

モルトウイスキー中の甘くファッテイな香気成分の 検索・同定とその生成メカニズムに関する研究

本 論 文 は 、4章 か ら な り 図32、 表19、 文 献149を 含 む総 頁 数89の 日 本 語 論 文 であ る 。 別 に 参考 論 文5編 が 付 さ れ て い る 。

  モ ル トウ イ ス キ ー はア ル コー ル発酵 、蒸留 、樽 貯蔵の 工程よ り成り 各工程 で様 々な香 気成分 が生成 さ れ る 。 呈 味性 の 他 香 気 成分 も 酒 質 を 決め る 要 因 で ある 今 ま で 含 有量 の多い 成分 のみが 注目さ れ て き た 。 ま た、 そ の 官 能 評価 は対応 する成 分は十 分に関 連づ けられ ていな い。モ ルト ウイス キーの 発 酵 に お い て ウイ ス キ ー 酵 母共 に 余 剰 ビ ール 酵 母 が 併 用さ れ て い る が 、付 与され る香 気成分 やその 使 用 目的は 十分に 明ら かにさ れてい ない。 一方 乳酸菌 もまた モルト ウイス キー の発酵 にプラスにもマイナ ス に も 関 与 し て い る と さ れ る も の の 、 成 分 に 関 し て は ほ と ん ど 報 告 さ れ て い な い 。   本 研究 の目的 は、第 一に酒 質を特 徴づ ける甘 くファ ッティ な香 気成分 の同定 とその 生成メカニズムを 明 らかに するこ とで ある。 そして 、第二 にモ ルトウ イスキ ー製造 におけ るビ ール酵 母と乳酸菌の役割を 明 らかに するこ とで ある。

  1．モ ルトウ イス キー中 の甘く ファッ ティな 香気 成分の 同定

モ ル ト ウ イ スキ ー 中 で 甘 くフ ァ ッ テ ィ 感を 与 え る 香気成 分とし て、臭 いか ぎGCおよ びGC/MSによ り、

y‑decalactone (y‑C10)およ びy‑dodecalactone (Y‑C12)を同定した。また、その含有量と甘さとファッテ イ 感の官 能評価 との 間に高 い正の 相関性 が観察された。このことより'y‑C10およて y‑C12はモルトウイス キ ー中で 甘くフ ァッ ティな 特徴に 寄与す るこ とが明 かとな った。

2． y‑C10および'y‑C12の生 成メカ ニズ ム

  乳 酸菌 にoleic acidな いしpalmitoleic acidは与え ると、10−hydroxystearic acid (10―HSA)および 10‑hydroxypalmitic acidと いった ヒドロ キシ酸 が生成 され た。こ の現象 は多く の乳 酸菌に おいて 観察 さ れ た 。 こ れら ヒ ド ロ キ シ酸 を ウ イ ス キー 酵 母 に 与 える と そ れ ぞ れy‑C10およ びy‑C12の生成 が観察   さ れた 。この ことか ら、こ れら両 ラク トンは 、乳酸 菌によ り不 飽和脂 肪酸か らヒド ロキシ酸が生成さ

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男 篤

和 蔵

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田 田

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冨

横

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授 授

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助

査

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主

副

副

副

れ、 このヒドロキシ酸が 酵母によりB‐酸化され生成されるものと推察された。また、Lactobacillusに属す る5170株を用い発酵 試験を行うと、乳 酸菌の添加によルヒ ドロキシ酸の生成 が観察され、さら にビール 酵 母に よりその生成 量が増加し、その 生成量はビール酵母 の死滅に伴って増 加した。このこと から、ビ ー ル酵 母 はラ クト ン の出 発物 質 であ る不 飽 和脂 肪酸を供 給し、乳酸菌がこ れを利用しラクト ンの前駆 体を 生成していると推察 された。

3．モルトウイ スキー中のy‑C10およびy‑C12の光学異 性体比

'y‑C10お よUy‑C12は 光 学 異 性 体 を 有 す る 。 そ こ で マ ル チ デ ィ メ ン ジ ョ ナ ルGC/MSを 用 い そ の 存 在比 を測定したところ、‑10丶一 丶30％といった光学 純度で存在してい た。一方、光学分割した10‑HSAお よ びそ の メチ ルエ ス テル をウ イ スキ ー酵 母 に与 えた と ころ 、生 成 され るy‑C12の光学純度は10‑HSAの 光学 純度に支配されるこ とが明らかとなっ た。すなわち、ウ イスキー酵母がラクトン化反応に関与してい る とす れ ば、 モル 卜 ウイ スキ ー 中の ラク ト ンと 同様の光 学純度の10‑HSAが 乳酸菌により生成 されてい るこ とを意味する。

4．乳酸菌によ り生成される10‑HSAの光学純度

  そ こ で 乳 酸 菌 が ど の よ う な 光 学 純 度 の10―HSAを 生 成 す る か 検 討し た 。ほ とん ど の株 は(R)―1 0―HSAを 主 に 産 生 し た が 、Lactobacillus hirgardiiに 属 す る1株 だ け が 低 い 光 学 純 度 の10―HS Aを 産 生 し た 。 こ の 株 はoleic acidか ら10―HSAの 他に 著量 の10−ketostearic acid（10−KSA)を 生 成 し た 。 そ こ で10−KSAか ら 生 成 さ れ る ラ ク ト ン の 光 学 純 度 に 関し 検 討し たと こ ろ、 モル ト ウ イ ス キ ー 中 の 光 学 純 度 に 等 し い 光 学 純 度 の ラ ク ト ン の 生 成 が 観 察 さ れ た 。 以 上 の 結 果 より 、 モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 で のy‑C10お よ びy‑C12の 生 成 に は 二 通 り の 生 成 経 路 が 考 え ら れ た 。 ひ と つ は ビ ー ル 酵 母 の 死 滅 に よ り 菌 体 か ら 漏 洩 し て き た 不 飽 和 脂 肪 酸 が 、乳 酸菌 に より10−KSAへ と 変 換 さ れ た 後 ウ イ ス キ ー 酵 母 に よ ル ラ ク ト ン 化 す る 経 路 で あ る 。 も う ひ と っ は 、 ビ ー ル 酵母 の 菌 体 脂 質 が 利 用 さ れ(R)―10―HSAが 生 成 され 、ウ イ スキ ー酵 母 以外 の微 生 物に よル ラ クト ン化 反 応 が完 遂されるものである 。

今 回 の 申 請 者 の 研 究 に よ る 、 モ ル ト ウ イ ス キ ー 中 の 甘 く フ ァ ッ テ ィ な 香 気 成 分 、 そ の 生 成 メ カ ニ ズ ム の 解 明 は 新 規 な 発 見 で あ り 、 特 に 乳 酸 菌 の 脂 質 代 謝 の 解 明 に 大き く 貢献 する も のと 考 え る 。 ま た 、 本 知 見 を 利 用 す る こ と に よ り 工 業 的 に も 新 規 な 酒 類 な ら びに 飲 料を 開発 、 製造 す る こ と が 可 能 と な る 。 さ ら に 、 合 成 法 に よ ら な ぃ 光 学 的 に 純 粋 な 各 種 ラク ト ンを 得る こ とが で き 香 料 を は じ め 様 々 な 分 野 に 貢 献 す る も の と 期 待 で き る 。

  よ っ て 審 査 員 一 同 は 鰐 川 彰 が 博 士 （ 農 学 ） の 学 位 を 受 け る の に 十 分 が 資 格 を 有 す る も の と 認 め た 。

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