Starches from Banana (Musa paradisiaca), Basho (Musa basjoo) and Hime-basho (Musa coccinea) (Studies on Starches of Wild Plants in Japan. Part 9) Shig

287

〔澱 粉 科 学 (J. Jpn. Soc. Starch Sci.) 第32巻 第4号 p. 287∼292 (1985)〕

バ ナ ナ,

バ シ ョ ウ,

ヒ メ バ

シ ョ ウ の 澱 粉 に つ い て †

藤 本 滋 生*, 米 盛 明 子*, 池 田 浩 二*,

菅 沼 俊 彦*, 永 浜 伴 紀*

(昭和60年5月20日

受理)

Starches from Banana (Musa paradisiaca),

Basho (Musa basjoo)

and Hime-basho

(Musa coccinea)

(Studies on Starches of Wild Plants in Japan. Part 9)

Shigeo FUJIMOTO, Akiko YONEMORI, Koji IKEDA, Toshihiko SUGANUMA

and Tomonori NAGAHAMA

Department of Agricultural Chemistry, Faculty of Agriculture,

Kagoshima University

(1-21-24, Koorimoto, Kagoshima 890, Japan)

Starch samples were prepared from the three kinds of tubers of Musa (Musaceae): Banana, Musa paradisiaca Linn. var. sapientum O. Kuntze; Basho, Musa basjoo Sieb. et Zucc.; and Hime basho, Musa coccinea Andr., with dilute aqueous alkali solution in the yields of 5, 4 and 5% of the fresh tissues, respectively.

These starches were examined on granular size and shape, contents of phosphorus and pro tein, X-ray diffraction pattern, iodine coloration, swelling power, solubility, amylogram, digesti bility of raw starches by glucoamylase and other properties.

Both starches of Banana and Basho resembled each other in all properties estimated. They had the shape of thin-flat disks with a large diameter, 35ƒÊm on the average, and were hard to be digested by glucoamylase. In addition, they showed extremely low solubilities as compared with swelling powers, and higher viscosities in amylograms. On the other hand, Hime-basho starch had the elongated shape having an average dimension of 6•~33ƒÊm, and its high resistance to glucoamylase and other properties were similar to those of the former two but its gelatinizing property was resemble to that of sweet potato starch.

本 邦 に 自生 す る植 物 の 澱 粉 に 関 す る研 究 (第9報) 鹿 児 島大 学 農 学 部 農 芸 化 学 科 (890鹿 児 島 市 郡 元 1-21-24) 著 者 ら は, わ が 国 に 自生 す るあ ら ゆ る植 物 を 対 象 に, 澱 粉 を 貯 蔵 す る種 の 検 索 を 行 って い る1). ま た, 比 較 的 貯 蔵 量 の 多 い も の に つ い て は 澱 粉 を 抽 出 精 製 し, そ の 物 性 な らび に 理 化 学 的 な 諸 性 質 を 測 定 して き た2∼9). この うち シ ョウ ガ 目 に属 す る 植 物 と し て は ハ ナ ミョ ウ ガ5), ガ ジ ュ ツ7), ハ ナ シ ュ ク シ ャ7) (シ ョ ウ ガ科) お よ び ハ ナ カ ン ナ7) (カ ン ナ科) の 根 茎 澱 粉 に つ い て 報 告 し た. そ し て 同 目の 植 物 の 澱 粉 に は バ ナ ナ の 緑 熟 果10∼20), 葉 鞘21,22), クル ク マ 属 植 物 の 根 茎23), シ ョウ ガ の 根 茎24,25) そ の 他 の 文 献 上 の もの も含 め, い くつ か の 共 通 した 性 質 の あ る こ とを 指 摘 した7). 本 報 は これ に 引 き続 く も の で, 同 目バ シ ョ ウ科 植 物3種 の 地 下 澱 粉 に つ い て述 べ る. バ シ ョ ウ科 バ シ ョウ属 (Musa) の 植 物 は, 地 下 に 巨大 な 塊 茎 を もち 澱 粉 を 貯 え て い る もの が 多 い. この うち ア ビ シ ニ ア バ ナ ナは 澱 粉 源 植 物 と し て よ く知 ら れ 利 用 さ れ て い る26,27). しか しそ の他 の 多 くは 強 い 粘 性 を もち, あ るい は シ ュ ウ酸 カ ル シ ウ ム の 針 状 晶 を 含 む な どの た め食 用 に 耐 え な い の み な らず, 澱 粉 の 抽 出 も きわ め て 困 難 で あ る. した が っ て これ らの 塊 茎 の 利 用 例 は ほ とん ど み ら

288•@ 澱 粉 科 学 第32巻 第4号 (1985) れ な い28,29). 未 利 用 澱 粉 資 源 と し て はか な り大 き い もの とい え よ う. 著 者 らは 今 回, バ ナ ナの 緑 熟 果30) と同 じ く, 希 薄 な 水 酸 化 ナ トリウ ム水 溶 液 を用 いれ ば これ らの 塊茎 か ら も容 易 に 澱 粉 を 抽 出 で き る こ とを み い だ した. この 方 法 に よ り, 本 属 植 物 の うち南 日本 地 域 に 広 く 自生 す る バ ナ ナ, バ シ ョウ, お よび ヒ メバ シ ョウの3種 の 塊 茎 よ り澱 粉 を 抽 出精 製 し, これ らの性 質 を 測 定 した. 試 料 植 物 と 澱 粉 の 精 製

1. バ ナ ナ Musa paradisiaca Linne var. sapientum O. Kuntze (バ シ ョ ウ科) 世 界 中 の熱 帯, 亜 熱 帯 に 広 く分 布 し栽 培 され る よ く知 られ た果 樹 で あ る. わ が 国 に も古 くか ら導 入 され, 九 州 南 部 以 南 に は ふ つ うに 自生 して い る. 通 常, 茎 (幹) の よ うに み え る部 分 は 葉 鞘 が 重 な りあ った 偽 茎 (偽幹) で, 地 下 に 巨大 な サ トイモ 状 の 塊 茎 が あ る. 塊 茎 は数 個 の 子 い もを 側 生 し, 大 形 の もの で は10kgに も達 す る. 鹿 児 島 県指 宿 市 で1月 に 塊 茎 を掘 り とっ た. 塊茎 は 切 断 面 に 多 量 の 粘 質 物 を 分 泌 して 褐 変 し, また そ の ま ま 磨 砕 す れ ば い わ ゆ る “と ろ ろ” 状 に な って 澱 粉 は ま った く分 離 で きな い. そ こで い った ん さい の 目 に 切 断 し て 0.25%重 亜 硫 酸 ナ トリウ ム 水 溶 液 に 浸 して お き, これ を0.2%水 酸 化 ナ ト リウ ム水 溶 液 と と もに 家 庭 用 ミキ サ ー で磨 砕 した . 磨 砕 液 は そ の ま ま1夜 放 置 した の ち傾 瀉 し て沈 澱 部 を と り, 水 洗 を く り返 して 精 製 した. こ の 間 200メ ッシ ュのふ る い を通 過 させ た. 生 鮮 塊 茎 に 対 し て 約5%の 収率 で澱 粉 が 得 られ た.

2. バ シ ョウ

Musa basjoo Siebb et Zucc.

(バ シ ョ

ウ科) 中 国 原 産 の大 形 草 本 で, 形 態 は バ ナ ナ に よ く似 て い る が 少 し小 形 で あ る. わ が 国 に は10世 紀 の初 め ごろ渡 来 した といわ れ, 観 賞用 と して 広 く栽 培 され る. 性 質 は い わ ゆ る半 耐 冬 性 で, 関 東 以 北 では 冬 期 に は地 上 部 が 枯 死 す る. 古 くか ら葉, 葉 柄, 根 な ど各 部 が生 薬 と して 用 い られ, ま お と くに 南 西 諸 島 で は そ の葉 鞘 か ら繊 維 を と る た め に栽 培 され, 芭 蕉 布 や 芭 蕉 紙 が 盛 ん に 作 られ た31). バ ナ ナ と同 じ く1月 に鹿 児 島県 指 宿市 で 塊茎 を 掘 りと っ た. 塊 茎 の 形 状 そ の他 もバ ナ ナ とほ ぼ 同 様 で, 澱 粉 の 精 製 も同 一 の 方 法 を 用 いた. 澱 粉 の 収 率 は 約4%で あ っ た.

3. ヒ メ バ シ ョウ Musa coccinea Andr. (バ シ ョ ウ

科) 中 国南 部 な い し イ ン ドシナ 地 方 の 原 産 とい わ れ, バ シ ョウに 似 て い る が さ らに 小 形 の多 年 生 草 本 で あ る. 漢 名 を美 人 蕉 と称 し, 花 序 が 美 しい た め 観 賞 用 に 栽 培 さ れ る. 九 州 南 部 で は バ ナ ナや バ シ ョ ウ と同様 に野 生 化 して い る. 4月 に鹿 児 島 県 大 根 占町 で塊 茎 を 入 手 し た. 塊 茎 は 500∼800g程 度 でや や 細 長 い 大 形 の サ トイモ 状 で あ る. また バ ナ ナや バ シ ョウ の塊 茎 に比 較 して 粘 性 は 少 な い が 褐 変 化 は 著 しい. 澱 粉 の精 製 に は水 酸 化 ナ トリウ ム水 溶 液 を 用 い ず, 0.25%重 亜 硫 酸 ナ トリウ ム 水 溶 液 の み で 磨 砕 した. 以 後 の操 作 は バ ナ ナ や バ シ ョウ と同 一 で あ り, 澱 粉 の 収 率 は 約5%で あ った.

Table 1. Analytical data of each starch.

*1 Fiske-Subbarow

method.

*2 Calculated from blue value (Fig. 4).

*3 Calculated from size distribution

(Fig.2).

*4 Kett C-1, MgO=100%.

実 験 方 法 お よ び 結 果

バ ナ ナ, バ シ ョ ウ_{, ヒ メ バ シ ョ ウ の 澱 粉 に つ い て  289} 印 画 紙 上 で の一 定 方 向 の幅 を 計 測 す る方 法 を 用 い て い る. また 膨 潤 力 と 溶 解 度 は, 3000rpm×30minの 遠 心 分 離 に よ った. 結 果 の 表 示 も これ ま で の報 告2∼9) と同 様 にTable 1∼2 お よびFig. 1∼7に ま とめ て 示 し, そ れ ぞ れ の 測 定 条 件 を 付 記 し た, 図 表 中 の 植 物 名 はす べ てTable 1の 略 号 を用 い, 対 照 と して サ ツ マ イ モ澱 粉 の 結果 を 示 した.

Fig. 1. Photomicrographs of starch granules. Symbols: refer to Table 1.

Fig. 2. Granular size distribution of each starch. Symbols: refer to Table 1.

考 察 先 報5,7) の ハ ナ ミ ョウ ガ, ガ ジ ュ ツ, ハ ナ シ ュ ク シ ャ, ハ ナ カ ン ナ な どは い ず れ も シ ョウ ガ状 を した 塊茎 で あ る が, 本 報 の3種 は む し ろサ トイ モ に近 い組 織 で, い わ ゆ るい も類 の範 ち ゅ うに 入 る とみ な され る. ア ミロ グ ラ ム 上 で ブ レー ク ダ ウ ンを 有 す る こ とや, リ ン含 量 が さほ ど 高 くな い こ とな ど, 前 者 グル ー プ の澱 粉 とは や や 異 な っ た 性 質 が 認 め られ た が, これ ら は科 を異 に す る こ との ほ か, 前 述 の 組 織的 な 違 い も関 係 し て い る こ とが推 定 され る. し か し 一 方 で は, 粒 の 形 や, グル コア ミラ ーゼ に対 す る抵 抗 性 の 程度, X線 回 折 図 形 な どは共 通 して い る. 本 報 の3種 の 澱 粉 に つ い て は, あ ら ゆ る 点 で バ ナ ナ (Bn) とバ シ ョ ウ (Bs) は 酷 似 して お り, ヒ メバ シ ョ ウ (Hm) が や や 異 な って い る こ とが わ か る. 各 澱 粉 の お も な 特 徴 を ま とめ る と次 の とお りで あ る. 1. バ ナ ナ 澱 粉 (塊茎): Bn 粒 は 薄 形 で あ る が きわ め て 大 き く, 直径90μmに 達

290  澱 粉 科 学 第32巻 第4号 (1985)

Fig. 3. X-ray diffractogram of each starch. Symbols: refer to Table 1.

Rigakudenki D-3F, 30kV, 15mA, 1•‹(2ƒÆ)/min

Fig. 4. Iodine

coloration

spectrum

and blue value

of each starch.

Symbols:

refer to Table 1.

(Starch 2mg+I2

4mg)/50ml,

Hitachi

EPS-3T.

Fig. 5. Digestibility of each raw starch by gluco amylase.

Symbols: refer to Table 1.

Glucoamylase: Rhizopus niveus, pH 4.2, 30•Ž.

Fig. 6. Swelling power and solubility of each starch.

Symbols:

refer to Table 1.

500mg

starch/25ml

water,

30min,

3000 rpm-30

min.

Fig. 7. Brabender amylogram of each starch. Symbols: refer to Table 1.

バ ナ ナ, バ シ ョ ウ ヒ メ バ シ ョ ウ の 澱 粉 に つ い て  291 す る も の が あ る. ハ マ グ リ様 の 形 を した もの が め だ ち, い ず れ も明 確 な 偏 光 十 字 を もつ 単 粒 で あ る. 生 澱 粉 の グ ル コ ア ミ ラ ー ゼ に 対 す る抵 抗 性 が 大 きい 点 な どは 他 の シ ョ ウ ガ 目植 物 の澱 粉5,7) と も共 通 し て い る. また 膨 潤 力 に対 し て溶 解 度 が 非 常 に 低 い こ と は, ア ミロ グ ラ ム上 で 高 い 粘 度 を 示 し て い る こ と と関 連 す る も の で あ ろ う. バ ナ ナ の 緑 熟 果 の 澱 粉10∼20) と比 較 す れ ば, 塊 茎 の 澱 粉 は よ り大 形 で ア ミ ロ ー ス含 量 が 高 く, ア ミ ロ グ ラ ム上 の 粘 度 も高 い とい え る. 2. バ シ ョウ 澱 粉 (塊茎): Bs バ シ ョ ウは そ の 植 物 形 態 もバ ナ ナ と よ く似 て い るが, 澱 粉 の 性 質 も あ らゆ る 点 で酷 似 し て い た. 両 植 物 の 澱 粉 を 区 別 す る こ と は ほ とん ど不 可 能 と思 わ れ る. 3. ヒ メバ シ ョ ウ澱 粉 (根 茎): Hm 澱 粉 粒 の 形 が きわ め て 特 徴 的 で あ る. 細 長 い もの が 多 く, 平 均 値 は6×33μmで あ っ た が, 長 い もの は80μm に も達 す る. 一 般 的 に 粒 芯 が 極 端 に 偏 在 す る単 粒 が 多 い が, 分 岐 した り, 三 角 形 状 に広 が っ た りし た 半 複 粒2) も み られ, 変 化 に富 ん で い る. X線 回折 図 形 がB型 で あ る 点 や グル コア ミ ラ ー ゼ に 対 す る抵 抗 性 が 高 い こ と, お よ び ヨ ウ素 呈 色 値 が や や 高 い こ とな どは 他 の シ ョウ ガ 目植 物 の 根 茎 澱 粉5,7,23∼25) と も共 通 す る. しか し糊 化 の 性 質 は や や 異 な っ て お り, ア ミ ロ グ ラ ム な どは む し ろ サ ツ マ イ モ澱 粉 に 似 てい た. 要 約 1. バ シ ョウ科 バ シ ョウ属 の バ ナ ナ, バ シ ョ ウ, ヒ メ バ シ ョウ の3種 の 塊 茎 か ら, 希 薄 水 酸 化 ナ トリ ウ ム水 溶 液 な どを 用 い て 澱 粉 を 単 離 精 製 し た. 収 率 は そ れ ぞ れ の 生 塊 茎 に 対 し, 約5, 4, 5%で あ った. 2. 各 澱 粉 に つ き, 水 分, 蛋 白質 お よび リン の 分 析, 顕 微 鏡観 察, 粒 径 分 布, X線 回 折, ヨ ウ素 呈 色, 生 澱 粉 の グル コア ミラ ー ゼ に よ る 消 化, 膨 潤 力, 溶 解 度, ア ミ ロ グ ラ フ ィー な どの 諸 項 目に つ き 測 定 し, そ れ ぞ れ の 澱 粉 の特 性 を 考 察 し た. 3. バ ナ ナ とバ シ ョウ の 澱 粉 は あ ら ゆ る点 で酷 似 し た 性 質 を示 し た. これ らは 薄 形 で あ るが, 平 均 粒 径 は35 μmに 達 す る大 形 粒 で, 生 澱 粉 の グル コ ア ミ ラ ー ゼ に対 す る抵 抗 性 が と くに 高 か っ た. ま た 膨 潤 力 に 対 して 溶 解 度 が 低 く, ア ミロ グ ラ ム上 で は 高 い 粘 度 を 示 し た. こ れ らに 対 し て ヒ メ バ シ ョウ澱 粉 は 平 均6×33μm程 度 の き わ め て 細 長 い 特 微 的 な 粒 形 で あ り, グル コ ア ミラ ー ゼ に 対 す る抵 抗 性 の 高 い 点 な どは 前2者 に 似 て い る が, 糊 化 に 関 す る性 質 は む し ろ サ ツ マ イ モ澱 粉 に近 か っ た. な お, 試 料 採 集 に 関 しお 世 話 を い た だ い た 鹿 児 島 大 学 指 宿 植 物 試 験 場 主 任 石 畑 清 武 助 教 授 に 謝 意 を 表 す る.

Table 2.

Numerical

values of Brabender

amylograms

(6%).

Symbols: refer to Table 1.

* Temperature at which the viscosity _{of 20 B . U, is shown.}

文 献 1) 藤 本 滋 生: 澱 粉 科 学, 24, 148 (1977). 2) 藤 本 滋 生, 杉 村 和 道, 中 島 修 一, 菅 沼 俊 彦, 永 浜 伴 紀: 澱 粉 科 学, 28, 166 (1981). 3) 藤 本 滋 生, 中 島 修 一, 久 保 豊, 菅 沼 俊 彦, 永 浜 伴 紀: 澱 粉 科 学, 28, 174 (1981). 4) 藤 本 滋 生, 中 島 修 一, 久 保 豊, 菅 沼 俊 彦, 永 浜 伴 紀: 澱 粉 科 学, 28, 180 (1981). 5) 藤 本 滋 生, 中 島 修 一, 久 保 豊, 菅 沼 俊 彦, 永 浜 伴 紀: 澱 粉 科 学, 28, 188 (1981). 6) 藤 本 滋 生, 小 野 満 信 隆, 菅 沼 俊 彦, 永 浜 伴 紀: 澱 粉 科 学, 30, 270 (1983). 7) 藤 本 滋 生, 久 保 豊, 米 盛 明 子, 菅 沼 俊 彦, 永 浜 伴 紀: 澱 粉 科 学, 31, 134 (1984). 8) 藤 本 滋 生, 小 野 満 信 隆, 米 盛 明 子, 菅 沼 俊 彦, 永 浜 伴 紀: 澱 粉 科 学, 31, 203 (1984). 9) 藤 本 滋 生, 米 盛 明 子, 菅 沼 俊 彦, 永 浜 伴 紀: 澱 粉 科 学, 31, 208 (1984).

10) V. RASPER: J. Sci. Food Agric., 20, 165 (1969).

11) D. L. PATIL. and N. G, MAGAR: J. Ind. Chem.

Soc., 51, 1004 (1974).

292  澱 粉 科 学 第32巻 第4号 (1985) 科 学, 24, 36 (1977). 13) 不 破 英 次: 澱 粉 科 学, 24, 128 (1977). 14) 不 破 英 次, 杉 本 温 美, 高 谷 友 久: 澱 粉 科 学, 26, 105 (1979). 15) 杉 本 温 美, 大 西 恵 子, 高 谷 友 久, 不 破 英 次: 澱 粉 科 学, 26, 182 (1979). 16) 杉 本 温 美: 澱 粉 科 学, 27, 28 (1980).

17) Y. SUGIMOTO, S. FUJITA, T. TAKAYA and H. FUWA: Starke, 32, 290 (1980).

18) 杉 本 温 美, 西 原 公 恵, 井 上 ま ゆ み, 不 破 英 次: 澱 粉 科 学, 29, 19 (1982).

19) 不 破 英 次: 澱 粉 科 学, 29, 99 (1982).

20) L. H. LING, E. M. OSMAN, J. B. FERNANDES and

P. J. REILLEY: Starke, 34, 184 (1982).

21) V. SUBRAHMANYAN, G. LAL, D. S. BHATIA, N. L.

TAIN, G. S. BAINS, K. V. SNINATH, B. ANANDA

SWAMY, B. H. KRISHNA and S. K. LAKSHMINA

RAYANA: J. Sci. Food Agric., 8, 253 (1957).

22) H. S. SHANTHA and

G. S. SIDDAPPA: J. Food

Sci., 35, 72 (1970).

23) T. J. SCHOCH and E. C. MAYWALD: Starke, 20,

362 (1968).

24) F. G. R. REYES, B. L. D'APPLONIA, C. F. CIACCO

and M. W. MONTGOMERY: Starke, 34, 40 (1982).

25) 杉 本 温 美, 西 原 公 恵, 藤 田 修 三, 不 破 英 次: 家 政 誌, 35, 29 (1984) 26) 阪 本 寧 男: 化 学 と 生 物, 7, 613 (1969). 27) 星 川 清 親: 「新 編 食 用 作 物 」, 養 賢 堂, 東 京, p. 655 (1980). 28) 岩 本 熊 吉: 「食 用 野 生 植 物 と 其 の 調 理 法 」, 育 生 社, 東 京, p. 151 (1932).

29) T. TANAKA: Tanaka's

Cyclopedia

of Edible

Plants

of the World,

Keigaku

Publishing

Co.,

Tokyo,

p. 485 (1976).

30) 藤 本 滋 生, 最 勝 寺 邦 子, 永 浜 伴 紀, 蟹 江 松 雄: 澱 粉 科 学, 24, 31 (1977).

31) 佐 々 木 尚 友: 「万 有 百 科 大 事 典 」, 19巻, 小 学 館, 東 京, p. 493 (1972).