Bull.Fac.Educ.HirosakiUniv.86:91‑96 (Oct.200
果実類の水不溶性食物繊維の多糖組成
Po l y s a c c h a r id ec o mp o s i t i o no lt hewa t e r ‑ i ns o l u b l e d i e t a r y丘 b e r sf ro ms o mef ru i t
加藤 陽治*･伊藤 聖子*千･渡辺 敏幸**
YojiKATO*,SeikoITO*',andToshiyukiWATANABE**
論文要 旨
果実類11品種 (キウイ,イチゴ,モモ,カキ,アボカ ド,プルーン, リンゴ,イチジク,バナナ,パイナ ップルおよび ミカン)の水不溶性食物繊維の多糖組成比較を行った｡各果実の可食部か ら水不溶性細胞壁画 分を調製, これを乾燥 させ,糖組成分析 と糖結合様式分析に供 した｡ さらに,水不溶性細胞壁画分はペクチ ン様物質,‑ ミセル ロース画分およびセル ロース画分に分画 し,それぞれの画分の糖組成分析を行った｡
水不溶性細胞壁多糖はいずれの果実 も,ペ クチン様物質画分はおもに中性糖を含むラムノガラクツロナン,
‑ ミセル ロース (ⅠおよびⅡ)画分はおもにキシラン系多糖,ガラクタン系多糖およびキシログルカン,そ してセル ロース画分はセル ロースか ら構成 されてお り, これ らの比率はキウイで28:19:53,イチゴで38:
15:47,モモで25:22:53,カキで16:14:70,アボカ ドで28:35:37,プルーンで26:32:42, リンゴで 30:20:50,イチジクで38:15:47,バナナで24:31:45,パイナ ップルで19:44:37, ミカンで26:15:
59であった｡
キーワー ド:果実類,多糖類,水不溶性食物繊維
1.緒言
我々は,植物性食品 (穀類,いも類,豆類,野 菜類および果実類)に由来する食物繊維の物理化 学的性質の基礎的知見を得るために,水不溶性食 物繊維 (細胞壁多糖)の構造解析研究を進めてい る｡ これまで主要葉菜類5種 (キャベツ,ハクサ イ,チンゲンサイ,ホウレンソウ,レタス),主要 根菜類5種 (カブ,ダイコン,ゴボウ,ニンジン,
レンコン)および主要果菜類5種 (ナス, ピーマ ン,キュウリ,カボチャ,モヤシ)の炭水化物組 成について報告 した1)2)3)｡今回は果実類11品種, すなわちキウイ,イチゴ,モモ,カキ,アボカ ド, プルーン, リンゴ,イチジク,バナナ,パイナ ッ プルおよび ミカンのとくに,水不溶性食物繊維の 多糖組成について調べたのでその結果について報 告する｡
2.美浜方法 1)材料
キウイ,イチゴ,モモ,カキ,アボカ ド,プル ーン, リンゴ,イチジク,バナナ,パイナ ップル および ミカンを弘前市内のス‑パーマーケ ッ トよ り購入 し,可食部を調製 した｡4倍量のエタノール とともに ミキサーで磨砕 し,磨砕物を遠心 (8000
rpm,20分)にて可溶性画分 と不溶性画分に分け た｡不溶性画分は,同じ磨砕 ･遠心操作をさらに 2回行った｡その残連をメタノール とアセ トンで 洗浄 し風乾 して,80%エタノール不溶性画分を得 た｡次にこれを前報 と同じ方法4)により,水不溶 性食物繊維画分を得た｡キウイ,イチゴ,モモ, カキ,アボカ ド,プルーン, リンゴ,イチジク, バナナ,パイナ ップルおよび ミカンの可食部100g
(生重量)か らはそれぞれ,4.12g,2.28g,3.54 g,9.52g,27.67g,2.78g,2.69g,7.60g, 3.08g,13.12gおよび2.06gの水不溶性食物繊維
*
弘前大学教育学部家政学科教室DepartmentofHomeEconomics,FacultyofEducation,HirosakiUniverslty
* *
尚嗣女学院短期大学 (宮城県名取市)† 現在 岩手大学大学院連合農学研究科
92 加藤陽治 ･伊藤聖子 ･渡辺敏幸
画分が得 られ, これ らを試料 として用 いた｡
2)細胞壁 多糖類の構成糖分析
各種果実類の水不溶性食物繊維試料10mgを72%
硫酸 に懸 濁 ･溶解 (約1時 間)後 , 硫 酸濃度 が 1.5Mにな る よ うに蒸留水 で希釈,100℃で3時間 加水分解 した｡
中性糖量 :加水分解溶液の一部 を炭酸バ リウム で 中和後,2‑デオ キシグル コース (ガスクロマ ト グラフィー分析 の内部標準物質) を加 え, よく撹 拝 し櫨 過 した｡漉 液 をAmberliteIR‑120 (H+型) で処理 し減圧乾 固 した｡得 られ た加水分解物 中の 構成 中性単糖 はアル ジ トール トリフルオ ロアセテ ー トとした後,ガスク ロマ トグラフィーにて定量 した5)｡ガスク ロマ トグラフは 日立製のG‑5000を 用 い,カラムは1.5%QF‑1/Chromosorb W (AW‑
DMCS) (0.4×200cm,ガ ラスカ ラム) を用 い140
℃ の定温で分析 した｡
酸性糖量 :加水分解溶液か ら適 当量 とりカルバ ゾール ･硫酸法6)にてガ ラクツロン酸相 当量 とし て求めた｡但 し,本法では中性糖 も発色す るので, 予めその影響量 を調べておき中性糖量か らその影 響量 を算 出, カルバゾール硫酸法で求めた値か ら 差 し引き [真の酸 性糖量 ‑カルバゾール ･硫酸法 にて求めた酸性糖量 ‑ (ガスク ロマ トグラフィー 法で求めた 中性糖量×0.23)],酸性糖量 とした｡
3)水不溶性食物繊維の多糖 の分画
各種果実類の水不溶性食物繊維試料 (500mg)を, 50ml栓付 き遠心管 に入れ,50mlの0.25%シュウ酸 ア ンモニ ウム水溶液 に懸濁 し,100℃で1‑ 2時間 加熱処理 し室温 まで冷却後,遠心操作 (3000叩m, 30分)で上清画分 と沈殿画分 に分 けた｡沈殿画分
は さらに3回同操作 を繰 り返 した｡ シュウ酸ア ン モニ ウム抽 出液は蒸留水 に対 して透析後,凍結乾 燥 して ｢ペ クチ ン様物質 (ps)画分｣ とした｡
シュウ酸ア ンモニ ウム抽 出残漆 は,引続 き50ml の4%水酸化カ リウム水溶液 に懸濁 し,室温で24 時間撹拝,遠心操作で上清 と沈殿画分 に分 けた｡
沈殿画分は同操作 を3回繰 り返 した｡4%水酸化 カ リウム抽 出残連 を24%水酸化カ リウム水溶液で 4回抽 出操作 を行 った｡4%お よび24%水酸化カ リウム抽 出液はそれぞれ酢酸で中和後,蒸留水に 対 して透析後,凍結 乾燥 し ｢ヘ ミセル ロースーⅠ
(HC‑Ⅰ)画分｣お よび ｢‑ ミセル ロースーⅡ (HC‑
Ⅱ)画分｣ とした｡24%水酸化 カ リウム最終抽 出
残漆 は酢酸 中和後,水洗,凍結乾燥 し ｢セル ロー ス (CL)画分｣ とした｡
4)PS,HC‑Ⅰ,HC‑ⅡおよびCL画分の構成糖 量
試料 (ps,HC‑Ⅰ,HC‑Ⅱ画分)1ml(100‑500
〃gの糖 を含 む) を1mlの2Mトリフル オ ロ酢 酸 (TFA)で3時間,100℃で加水分解 し,分解物 を 減圧乾 固 した｡ また,CL画分 は上述 の2)と同様 な方法で加水分解 を行 った｡各画分の中性糖量 と 酸性糖量 は,上述 の2)と同様 の操作で求めた｡
5)糖結合様式の分析
各水不溶性食物繊維10mg(乾燥重量)を箱守法 7) にて メチル化 した｡ メチル化多糖 は72%硫酸で加 水分解後,水素化ホ ウ素ナ トリウムで還元 してア ル ジ トール とし, ピ リジン と無水酢酸でアセチル 化,ガスク ロマ トグラフィーによる分析8)を行 っ た｡ガスク ロマ トグラフは 日立製 のG‑5000を用 い, カ ラム はJ&W社 の ヒューズ ドシ リカ キ ャ ピラ リ ー カ ラムDB‑225 (0.23m X15m)を用 い,140℃
か ら200℃ まで1分 あた り2oCの昇温で分析 した｡
3.結果および考察
各試料10mg中の細胞壁多糖 の収量 (全糖量) と 構成糖組成 の分析結果 をTablelに示す｡いずれ も ウ ロン酸 (U.A.), ラム ノー ス (Rha), フ コー ス (Fuc),ア ラビノース (Ara),キ シロース (Xyl), マ ンノース (Man), グル コース (GIG)お よびガ ラク トース (Gal)か ら構成 されていた｡ また,多 糖構成 中性糖 の結合様式 を分析す るため,各試料 を箱守法 にて メチル化 し, メチル化多糖 を酸加水 分解 してアル ジ トールアセテー トとした後,ガス ク ロマ トグラフィーにて分析 を行 ったO 同定 され た部分 メチル化アル ジ トールアセテー トの結果 を Table2に示す｡
TablelとTable2よ り多糖 の種 類 を推定す る こ とは困難であるが,既知 の細胞壁多糖 の化学構造 に関す る数多 くの知見を参考9)に し,各果実類 に 含 まれている多糖 の種類 をある程度特定 した｡ い ずれ の品種で も,(丑側鎖構造 を有す るラムノガ ラ クツロナ ン[2‑結合 と2,4‑結合 ラムノース (2‑
Rhaと2,4‑Rha)の検 出],② フ コース を有す るキ シ ログル カ ン[非還 元末端 キ シ ロース (T‑Xyl), 非還元末端 フコース(T‑Fuc),4‑結合 と4,6‑結合 グル コース (4‑GIcと4,6‑GIc)],(診セル ロース[
Table1. Yieldsandsugarcompositionofthewater‑insolubledietaryfiber(polysaccharide)fractionspreparedfrom somefruit. Polysaccharide
丘actionfrom
Yield* sugarcomposition (mo1%) Fuc Ara Xyl Man Kiwi
Strawbe汀y Peach Persim on Avocado Pmne Apple Fig Banana Pineapple Mandarin
3.1 1.2 1.9 ilo 1.5 1.9 2.3 1.8 1.7 3.1 2.2
559443254066999119104364446656666 5633363921701111100001 247450785183282727367911
5990725733600010000000 6943402616 842389863 589786559115980504836711
326890483196651704756512231111211
7251646211200000300200
*
From lOmgofthewater‑insolubledietaryfiberfractions.Table2. Sugar‑linkagecompositionofthewater‑insolubledietaryfiber (polysaccharide) fractions. Amount**
p.eFk Meth.yl̲?̲teF̲sugar 呂eydcu.cs?ddi｡
No･ 1inkage 岩kTaVgr声 ー Kiwi 1 2,3,5‑Meョ‑Ara* * *
2 2,3,4‑Meョ‑Xy1 3 2,3,4‑Me3‑Fuc 4 3,5‑Me2‑Ara 5 Unidentified 6 Unidentified 7 3,4‑Me2‑Rha 8 2,5‑Me2‑Ara 9 Unidentified
lO 2,3,4,6‑Me｡‑GIcand/or 2,3,4,6‑Me｡‑Man ll 2,4‑Me2‑Xyl 12 2,3‑Me2‑Ara 13 Unidentified 14 2,3‑Me2‑Xyl,
3,4‑Me2‑Xyland/or 2,3,4,6‑Me4‑Gal 15 Unidentified 16 Unidentified 17 2‑Mel‑Rha 18 3‑Me1‑Rha 19 2‑Me1‑Ara 20 3‑Me1‑Ara
21 2,4,6‑Meョ‑Galand/or 2,3,6‑Meョ‑Man 22 2‑Me1‑Xyland/or
4‑Me1‑Xy1 23 2,3,6‑Me3‑Gal,
2,3,6‑Me3‑Galand/or 2,3,4‑Me3‑GIc 24 2,3,6‑Me3‑glc 25 Ara
26 2,3,4‑Meョ‑Gal 27 2,6‑Me2‑Gal 28 Unidentified 29 Unidentified 30 3,6‑Me2‑Gal 31 Unidentified 32 Unidentified 33 2,3‑Me2‑GIc 34 Unidentified 35 2,4‑Me2‑Gal 36 Unidentified 37 U山dentified 38 Unidentified 39 Unidentified
T‑Ara T‑Xyl T‑Fuc 2‑Ara
2‑Rna 3‑Ara T‑GIcand/or T‑Man 3‑Xy1 5‑Ara 4‑Xyl, 2‑Xyland/or T‑GIc
3,4‑Rha 2,4‑Rha 3,5‑Ara 2,5‑Ara 3‑Galand/or 4‑Man 3,4‑Xyland/or 2,3‑Xy1 4‑Gal, 2‑Galand/or 6‑GIc 4‑GIc 2,3,5‑Ara 6‑Gal 3,4‑Gal
2,4‑Gal
4,6‑GIc 3,6‑Gal
05000000090100000000 080000001 00041040004206 0106 2049003903050030800000420702001031
Strawberry Peach PersimmonAvocado 43900010041040000000 02010307 00099060001204 0206 10071601010940004090006200020010211 59906090043110100000 00070606 00067080000205 0303 4001106302000090408101120104001031 0000000000
0000000000 00010205 00002020002104 0903 8050096001000070300000110803002042 46001020045200000000 020906021 00090030000707 0403 703413090801000090900010080300002 41903060014000102000 03020604 00085000000304 08091 9018858803060019400200010502000021
*rmenumericalprefixesrepresentthecarbonatomsinvolvedinglycosidiclinkagesintheoriginalpolysaccharides･PrefixT indicatessugarslinkedthroughC(0)‑1only.
**%totalarea.
* *'2,3,5‑Me31Ara=2,3,5‑tri‑0‑methy1‑1,41dil01aCetyl‑arabinitol,etc.
94
Table2.(Contd.)
加藤陽治 ･伊藤聖子 ･渡辺敏幸
p器k"ethl::taegdesug a r Zl;dig:e?edic
Amount**
Banana Pineapple M andarin 1 2,3,5‑Meョ‑Ara***
2 2,3,4‑Meョ‑Xy1 3 2,3,4‑Me3‑Fuc 4 3,5‑Me2‑Ara 5 Unidentified 6 Unidentified 7 3,4‑Me2‑Rha 8 2,5‑Me2‑Ara 9 Unidentified
lO 2,3,4,6‑Me句‑GIcand/or 2,3,4,6‑Me4lMan ll 2,4‑Me2‑Xyl 12 2,3‑Me2‑Ara 13 Unidentified 14 2,3‑Me2‑Xyl,
3,4‑Me2‑Xyland/or 2,3,4,6‑Me句‑Gal 15 Unidentified 16 Unidentified 17 2‑Mel‑Rha 18 3‑Mel‑Rha 19 2‑Mel‑Ara 20 3‑Mel‑Ara
21 2,4,6‑Meョ‑Galand/or 2,3,6‑Me31Man 22 2‑Me1‑Xyland/or
4‑Me1‑Xy1 23 2,3,6‑Meョ‑Gal,
2,3,6‑Meョ‑Galand/or 2,3,4‑Meョ‑GIc 24 2,3,6‑Me3‑基lc 25 Ara
26 2,3,4‑Meョ‑Gal 27 2,6‑Me2‑Gal 28 Unidentified 29 Unidentified 30 3,6‑Me∑‑Gal 31 UnidentiBed 32 Unidentified 33 2,3‑Me2‑GIc 34 Unidentified 35 2,4‑Me2‑Gal 36 Unidentified 37 Unidentified 38 Unidentified 39 Unidentified
T‑Ara T‑Xyl T‑Fuc 2‑Ara
2‑Rha 3‑Ara T‑GIcand/or T‑Man 3‑Xy1 5‑Ara
4‑Xyl,
2‑Xyland/o r
T‑GIc 3,4‑Rha 2,4‑Rha 3,5‑Ara 2,5‑Ara 3‑Galand/or 4‑Man 3,4‑Xyland/or 2,3‑Xyl 4‑Gal, 2‑Galand/or 6‑GIc 4‑GIc 2,3,5‑Ara 6‑Gal 3,4‑Gal
2,4‑Gal
4,6‑GIc 3,6‑Gal
4日日 95000030061400000000 09090504 00089000000104 0002 40500245080400004070000004050000 53000040031200000000 02030406 00079030001203 0406 7045110806030020000001920904002031 22700000091000001001 04020002 00057000000100日H 0002 609105020003001520500010060100006 48806080067010002000 07050006日H 00062050000304 0406日H 320513210005009090300020060100002 72007050002100000000 030306001 00094030001406 0408 1035197603060020801000110803001021
*Thenumericalprefixesrepresentthecarbonatomsinvolvedin indicatessugarsli止edthroughC(0)‑1o山y.
**%totalarea.
*〜*2,3,5‑Me3‑Ara=2,3,5‑tri‑0‑methy1‑1,4‑di‑0‑acetyl‑arabinitol, 顕著な量 の4‑結合 グル コース (4‑GIc)],④ア
ラバ ン[非 還 元 末 端,5‑結 合 お よび3,5‑結 合 ア ラビノース (T‑Ara,5‑Araお よび3,5‑Ara)],
⑤ (1う4)‑ガ ラクタン[4‑結 合ガ ラク トー ス (4‑Gal) ]お よび⑥ 分 岐 ア ラ ビノガ ラ ク タ ン[
種 々の結合様式 を もつガ ラク トース とア ラビノー ス残 基 の検 出]⑦ キ シ ラン [41結 合 キ シ ロー ス (4‑Xyl)]等 を有す る と考 え られ る｡ しか し,そ れ ら多糖 の量比には品種間で若干 の差がある と思 われ る｡
一般 に植物細胞壁 を構成す る多糖 はその化学試
glycosidiclinkagesintheonglnalpolysaccharides･PrefixT etc.
薬 における抽 出方法 によ り,ペ クチ ン様物質画分,
‑ ミセル ロース画分,セル ロース画分の3つに大 別 され る｡各画分に含 まれ る多糖 の種類は,植物 種や用いる組織 の違いのみだ けでな く,抽 出操作 の若干の違 いだ けで も大 き く異なることがある｡
よって,種々の植物性食品の細胞壁 を構成す る多 糖類 の比較分析 には,できるだ け同一の抽 出 ･分 画方法 にて調製 した標品を用 いて行 うのが望ま し い｡そ こで,各果実類 の多糖画分 を加藤 らの方法10)
に従 って シュウ酸ア ンモ ニ ウム,4%水酸化 カ リ ウムお よび24%水酸化カ リウムで順次抽 出分画 し
