Ten pearl millet (Pennisetum americanum) cultivars were germinated along with one sorghum cultivar for 96 h. Various sugars were determined at intervals of 24 h over a total of 96 h. The germinated grains were dried and polished. The polished pearl millet malt was milled, defatted and the sugars extracted with 80% ethanol for 6 h. The quantities of individual soluble sugars were estimated with high performance liquid chromatography. The sucrose, maltose, glucose and fructose contents of the grains increased significantly (p<0.05) with increase in germination time. The maltose content of unmalted LCRI-IC 9701, ICMV-IS 94208, GWAGWA, G.1-14.9, GB 8735 and GI-297-1 was not detected. Most of the grains reached their various optimum sugar levels at 72 h of germination. SOSAT C-88 had higher (p<0.05) various sugar levels, followed by ZANGO, G.I-14.9 and G.I-297.1. Therefore, these pearl millet cultivars have been found to be good source of sucrose, maltose, glucose and fructose.

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2種類の全粒粉キノア;石臼挽きキノア粉 (SMQ) とローラー製粉機挽きの焙煎キノア粉 (RMRQ) における化学的特性, レオロジー的特性および製パン特性について検討した. 小麦粉に対してSMQとRMRQの代替量が増えると (30%, w/wまで) 比容積は顕著に減少したが, リパーゼ (7.5×10³U/g) の添加により30% (w/w) 代替RMRQ以外では有意に増加する傾向を示した. また, パンの硬さはリパーゼを添加したSMQとRMR代替パンクラムでは, 無添加の場合に比べ明らかに減少した. SMQとRMRQ代替ドウではリパーゼの添加により無添加よりも生地の粘性の低下が認められ, デンプン-脂質複合体の融解に伴うエンタルピー変化 (ΔH₂) は若干増加した. SEM観察ではSMQの代替量が増加するにつれ, 良好なグルテンのドウは形成できなかった. しかしリパーゼの添加により, 伸展性の良いグルテンを形成し, 充分に澱粉粒を包み込むことができた. これらの改善効果は, 製パン中にリパーゼが油脂を酵素分解することで増加されたモノアシルグリセロールおよびジアシルグリセロールの天然乳化物としての作用によると考えられた.

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ヒドロキシプロピル化タピオカ澱粉 (HTS), アセチル化タピオカ澱粉 (ATS) および燐酸架橋化タピオカ澱粉 (PTS) の3種類の化学修飾タピオカ澱粉で20% (w/w) 置換した小麦粉の糊化特性と製パン性を, 未処理タピオカ澱粉 (NTS) で置換した小麦粉, ならびにタピオカ澱粉で置換していない小麦粉 (対照) の場合と比較した. DSCによるドウの糊化温度および糊化吸熱エンタルピーを測定したところ, HTSを20%含むドウは対照のドウと類似していた. NTS, HTS, ATSは小麦澱粉よりも膨潤, 破壊しやすかったが, PTSはNTS, HTS, ATSおよび小麦澱粉よりも膨潤しにくく, 澱粉粒は崩壊しにくかった. ファリノグラフによりドウのミキシング特性を測定したところ, HTSを除くタピオカ澱粉置換粉の吸水率は対照よりも減少した. いずれの置換粉もミキシング時間は対照より短くなったが, ミキシング耐性は同等であった. 置換粉を用いて焼成したパンの比容積は顕著に減少したものの, HTSを用いたものは置換粉の中では最も大きな比容積を示した. ATS, PTS置換粉のパンのクラムはNTS置換および対照よりも保存中に硬くなったが, HTS置換粉では柔らかであった. HTS, ATS, PTSの3種類の化学修飾タピオカ澱粉の中ではHTSが最も小麦粉置換物として製パンに適していることが明らかとなった.

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生薬の抽出残渣に含まれている澱粉の有用性を評価するため, 澱粉の物理化学的な諸特性を調べた. 澱粉 (S) は, Panax ginseng C.A. Meyerの根, ニンジン (PG) とPanax notoginseng (Burk.) F.H. Chenの根, サンシチニンジン (PN) から調製した. PGとPNの粉末生薬には, 澱粉が5.0-20.0, 2.0-5.6%含まれていた (Table 1). S-PGとS-PNの平均粒子径は, 6.3±1.1, 11.0±0.7μmであった (Fig. 1). S-PGとS-PNの結晶型は, C_B, C_A型であった (Fig. 3). S-PG-4とS-PN-4は, 44.2-69.5, 51.2-72.5℃に吸熱曲線を, また, 8.6±0.4, 11.7±0.7J/gのエンタルピーを示した (Table 2). 水分と熱に対して, S-PN粒はS-PG粒よりも安定な構造を持っていると推察された. S-PGとS-PNには, 燐が56.0-64.0, 67.0-120.0μg/g, カルシウムが38.0-83.0, 26.0-180.0μg/g含まれていた (Table 3). S-PGとS-PNのα-アミラーゼによる72時間後の分解率は, 82.3±4.8, 55.0±7.5%であった (Fig. 4). α-アミラーゼにより生澱粉から生成した (分解率, S-PG-4:13.2%;S-PN-4:20.7%) 主な糖類は, 三単糖 (40.2-40.6%) とマルトース (36.4-39.1%) であった (Table 4). グルコアミラーゼにより生澱粉から生成した (分解率, S-PG-4:17.6%;S-PN-4:27.9%) 主な糖は, グルコース (92.9-98.3%) であった (Table 5). S-PG-4とS-PN-4は, 1時間分解後, α-アミラーゼによって凸凹に侵食されたが, グルコアミラーゼによっては原型をとどめており粒子表面に小粒が付着していた (Fig. 2). グルコアミラーゼによって分解されたS-PG-4とS-PN-4の方が, α-アミラーゼによるものよりも, 熱安定性の高いことが推察された.

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ブランチングエンザイム (BEと略, EC2.4.1.18) は, 生体内においてはアミロペクチンやグリコーゲンのα-1,6-グルコシド結合に関与する転移酵素である. 私たちは既にBacillus stearothermophilus由来, およびAquifex aeolicus由来BEが試験管内においては, アミロースやアミロペクチンの環状化反応を触媒することを明らかにしている. 本研究では, 中温菌Bacillus cereus由来のBEの作用を詳細に調べた. まず, B. cereusよりBE構造遺伝子を単離し, 大腸菌で発現させて精製酵素を得た. 本BEの作用至適温度は30℃, 至適pHは7.5であり, 50℃30分の加熱により, その活性はほぼ失われた. 本BEをアミロースに作用させたところ, 還元力上昇を起こすことなく基質を低分子化し, 生産物のグルコアミラーゼ処理により, 環状糖が検出された. 以上のことから, 本BEも枝作り反応に加えて環状化反応を触媒することが明確に示された. また, 本酵素が環状糖をも基質とすることができること, それにより開環, または環状構造の小型化を触媒しうることを示した. さらに, これらの反応の組み合わせにより生産されるグルカンの構造について調べた. 本BEは様々な大きさのアミロースから, ほぼ同程度の大きさ (重量平均分子量50,000) の分岐グルカンを合成することが示された.

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ICRマウスSarcoma180固形ガンに対するトレハロースの抗腫瘍活性について研究を行った. Sarcoma180を接種したマウスに5種類の濃度のトレハロースを10日間投与した. トレハロースの抗腫瘍活性は3週間までの腫瘍サイズ, ならびに3週間後の腫瘍重量を測定した. 25 mg/kg以上の投与量のグループでおよそ70%の抗腫瘍活性が認められた.

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Penicillium chrysogenum 31B株は培養上澄中に少なくとも4種のアラビナン分解酵素を分泌生産する. その中の一つであるエンドアラビナナーゼ (Abnc) は反応最適温度が30-40℃であり, 40℃でも不安定な低温適応性酵素である. 本研究ではAbncをコードする遺伝子 (abnc) をクローン化し, その塩基配列を決定した. また, abncを大腸菌で発現させ, その産物の酵素学的性質を検討した. 本遺伝子の塩基配列を決定した結果, Abncは320アミノ酸残基から構成されるタンパク質であることが推定された. 現在までにカビ由来のエンドアラビナナーゼとしては, Aspergillus nigerおよびA. aculeatus由来の2種の中温性酵素の遺伝子の塩基配列が決定されているが, Abncはこれらのタンパク質とそれぞれ66%および65%と高い同一性を示した. Aspergillus由来の両酵素ともに糖加水分解酵素ファミリー43に分類されていることから, Abncも同ファミリーに属することが判明した. また, このファミリーで推定されている触媒残基は本酵素にも保存されており, Asp³⁴は塩基触媒, Glu¹⁹⁹は酸触媒として働くことが予想された. 大腸菌で発現させた組換型Abncの温度特性は野生型酵素と同様の性質を示したことから, 目的とする遺伝子を単離できたものと考えられる. 組換型Abncを用いて, 重合度3から7までのアラビノオリゴ糖に対する分解活性を測定した結果, 本酵素は重合度6以上のオリゴ糖に対して高活性を示した. また, アラビノトリオースに対しては本実験条件下では分解活性を有しなかった.

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各種酸塩基指示薬に, 各種条件下で各種CD添加して, その呈色変化を観察し, CDの種類により呈色が変化する酸塩基指示薬を見出した.
市販酸塩基指示薬15種類中, CDの存在で呈色変化を示したものは7種類, メチルオレンジ, メチルイエロー, コンゴーレッド, メチルレッド, ブロモクレゾールグリーン, メタクレゾールパープル, フェノールフタレインであった. α-CDの検出にはメチルイエローが利用でき, α-CD含有の場合, 検液が透明薄黄色になった. 分岐CDの場合も同様になった. β-CDの検出にはフェノールフタレイン, pH 10.0が適当であり, これにγ-CDが含有しているか否かは, ブロモクレゾールグリーン, pH 5.0, 7.0, 10.0で判定できた.
コンゴーレッド, pH 5.0ではデンプン系基質で, ある一定重合度以上の糖質の存在で呈色変化した. グルコアミラーゼ処理により直鎖糖を水解して環状糖にした後の検出により, 呈色変化すればβ-, γ-CD含有の可能性がある.

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トレハロースの不飽和脂肪酸ラジカル酸化に対する抑制作用について, 1) 不飽和脂肪酸のAAPHラジカル酸化に及ぼす各種糖質添加の影響および, 2) グルコシルトレハロースを用いたトレハロース作用部位の検討を行い, トレハロースの脂質ラジカル酸化抑制作用を考察した.
1) AAPHラジカル酸化によるリノール酸 (LA), α-リノレン酸 (LNA) からのヒドロペルオキシド (HPOD) 生成はトレハロース添加濃度に応じて減少した. 反応24時間でのLAからのHPOD生成量は, トレハロース終濃度7.3mMでは糖質無添加の82%, 14.6mMでは73%, 29.2mMでは45%であった. 一方, LNAからのHPOD生成量もLAと同様にトレハロース添加ではHPOD生成量が糖無添加の50%, TBARS生成量が58%に減少した. 糖アルコール (ソルビトール, マルチトール) 添加のHPOD生成量も低下したが, その作用はトレハロース添加に比べ弱かった.
2) グルコシルトレハロースを用いた不飽和脂肪酸ラジカル酸化抑制試験の結果, トレハロースの一方のグルコース残基2位水酸基がα-グルコシル化されたコージビオシルグルコシド, 4位水酸基がα-グルコシル化されたマルトシルグルコシドでは, トレハロース添加と同様に脂質ラジカル酸化を抑制したが, 3位または6位水酸基がα-グルコシル化されたニゲロシルグルコシド, イソマルトシルグルコシド添加では, その効果はトレハロース添加に比べ約1/2に減少した. 脂質酸化抑制に作用するトレハロース部位が, トレハロースの3位および6位であることが酸化抑制試験からも実証された.
以上の結果から, トレハロースは不飽和脂肪酸のラジカル酸化反応を抑制することが明らかとなった.

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5品種の馬鈴薯を4℃で貯蔵し, 単離された澱粉の物理化学特性の変化から, 澱粉の品質に及ぼす低温貯蔵の影響について検討した. 平均粒径とリン含量は, 貯蔵とともにほとんどの品種で減少傾向がみられ, 馬鈴薯を長期間低温で貯蔵することにより, 澱粉粒が酵素による分解を受け小粒化することが示唆された. しかし, 青価は低温貯蔵中に増加することから, 澱粉粒外側のアミロペクチンが糖化分解を受けやすいと思考された. 膨潤度および溶解度は, リン含量や, アミロース/アミロペクチン含量比などの影響が大きいと推察されたが, 変動幅が小さく貯蔵による一定の傾向は認められなかった. RVAによる粘度特性に関して, インカレッドとインカのめざめは, 他の品種よりも高い粘度上昇温度を示した. また, 低温貯蔵により, 品種間の粘度上昇温度の差が, 僅かに小さくなる傾向がみられた. DSCによる熱特性値は, インカレッドが高温域に, 男爵が低温域にあった. 低温貯蔵中に, 糊化エンタルピーと糊化終了温度の微増と, 糊化ピーク温度の僅かな減少が認められた.

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短時間加熱処理された早炊き米は, 対照米と比較し吸水性が著しく改善され, 50℃の温水に60分間浸漬した後の平衡水分量は蒸煮処理品63.3%, レトルト処理品54.7%, 熱風処理品45.4%, 対照品29.3%の順で, 吸水性の改善が調理時間短縮に寄与していることが示唆された. 結晶性の消失および糊化度の上昇は蒸煮処理品が最も顕著で, 続いてレトルト処理品, 熱風処理品, 対照品の順で, 平衡水分量と澱粉の構造変化の間に相関が認められた.
レトルト処理品, 熱風処理品は, 対照品と比較し多加水での炊飯が必要で, 炊飯米の物性は共通して脆く, 硬く, 粘りや付着性が強い傾向にあった. 早炊き米は部分的な加熱と冷却による澱粉の老化および細胞壁構成成分の架橋 (古米化) が進行しており, 古米同様の多加水炊飯が必要で加圧加熱処理を受けたレトルト処理品ではその影響が顕著で, 炊飯に最も多くの加水量が必要であった.

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穀類アリューロン細胞の活性化に伴う貯蔵デンプン分解の分子機構を理解するうえで, 発芽種子内に含まれる活性型ジベレリン (GA) の濃度を把握しておくことはきわめて重要である. そこで, アリューロン細胞におけるα-アミラーゼ合成誘導を指標に, イネの発芽種子に含まれる活性型GA濃度の簡易測定を試みた. さまざまな濃度のGAをアリューロン細胞に加えた場合に合成誘導されるα-アミラーゼの酵素活性を測定し, それらを指標に種子内の活性型GA濃度を推測した. また, 抗α-アミラーゼ抗体を用いた免疫ブロッティングにより, α-アミラーゼタンパク質の発現量をニトロセルロース膜上で検出し, それらを利用したGA濃度の測定も行った. その結果, 発芽種子内における活性型GA濃度を, 0.1から1nMの範囲に特定することができた. また, GA濃度が1nM以上に上昇したか否かを判断するための指標となりうる42kDaのα-アミラーゼアイソフォームの存在を, 同時に見出すことができた. このアイソフォームは, イネのアリューロン細胞に存在する高濃度GAシグナリングを解析するために有効であると考えられる.

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Effects of sodium dodecyl sulfate (SDS) on the pasting properties of waxy corn starch (WCS) dispersed in amylose solution were studied by using a Rapid Visco-Analyzer. At an amylose/WCS ratio of 20/80, the peak viscosity was remarkably increased at the concentrations above 0.67%, although it was not affected below 0.56%. The peak viscosity was decreased with the increasing ratio of amylose up to 25% at 0.37% SDS as well as the control without SDS. The maximum setback viscosity was remarkably increased at the concentrations of SDS above 0.19% up to 0.37% and remained constant thereafter at the fixed ratio of amylose and also increased with the increasing ratio of amylose at the fixed concentration of SDS. These increases in the peak viscosity and maximum setback viscosity of WCS in amylose solution by SDS provided substantial support for the assumption made previously that the increases in the peak viscosity during heating and in the setback viscosity during cooling might be ascribed to the complex formation of amylopectin inside the swollen granules with SDS followed by a further expansion of the swollen granules, and the complex formation of the leached amylose with SDS followed by the gelation, respectively.

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