氷結晶の形成促進する氷核タンパク質と氷結晶の成長を制御し, 凍結時の氷再結晶化を抑制する不凍タンパク質は, 種々の冷凍食品への応用が期待されている.しかしながら, これらは互いに相反する機能を持った両タンパク質を食品素材への効果を比較した報告はない.そこで本研究では, 氷核タンパク質として, キサンタンガム生産菌であるXanthomonas campestris pv.translucens NBRC13559細胞を, 不凍たん白質として, 市販されているAFPIIIとAFGPを用いることにした.コントロールとして氷核活性を持たないキサンタンガム生産菌Xanthomaonas campestris NBRC13551を用いた.これらの氷結晶制御タンパク質を用いて凍結乾燥寒天およびゼラチンの硬さ, 孔隙率, 水分吸収率を調べた.
氷核活性細菌であるNBRC13559細胞を寒天およびゼラチンゲルに添加したところ, 細胞自身は, 氷核活性をゲル中でも発揮し, 過冷却なしに凍結させることができた (Fig.1, Table1) .そこで, NBRC13559細胞を用いた凍結乾燥寒天およびゼラチンの硬さは軟化し, 各々無添加の85%の相対値を示した.一方, AFPIIIおよびAFGPの場合, 無添加の110～120%の相対値となり, 硬いフリーズドライ製品ができることが示された (Fig.2) .さらに, AFPIIIは, 寒天に使用した時のみ, その孔隙面積は, 小さくなり, そのために, 水の吸収率も低下する結果が得られた.この孔隙面積は, 顕微鏡観察の結果 (Fig.3) から算出された (Fig.4) .一方, AFGPは, ゼラチンに使用したときのみ, その孔隙面積は, 小さくなり, そのために, 水の吸収率も低下する結果が得られた.このAFPIIIとAFGPの差は, 氷結晶面 (プリズム面, 基盤面) と結合する各々の分子面がアミノ酸残基か糖鎖残基の違いによると考えられる.さらに, NBRC13559細胞を用いた場合, 両凍結乾燥において, 無添加やコントロールと比較して, その孔隙面積は, 大きくなり, そのために, 水の吸収率も上昇する結果が得られた.しかしながら, NBRC13559細胞による凍結乾燥産物の水吸収率への効果は, さほど顕著ではなかった.この理由については今後の課題である.
今回初めて, 凍結乾燥寒天とゼラチンのテクスチャーに対する氷核タンパク質と不凍タンパク質の効果を比較した.この氷結晶制御タンパク質をうまく利用すれば, 硬さの異なった凍結乾燥品を容易に製造できることが期待できる.さらに, 不凍タンパク質は品質の良い凍結乾燥品を製造したり, 種々の食品加工製品 (うどんや豆腐など) の品質を改善するのに非常に役立つ可能性も示唆された.
