Subtropical agricultural products are known to have distinctive flavor characteristics and various bioactive components, which can be attributed to their growth in harsh environments with intense ultraviolet radiation and high temperatures. However, comprehensive evaluation of the flavor characteristics and bioactive components of their processed products in combination with research investigating the functional enhancement of these foods is limited. This work addresses the improvement of palatability desired by regional agriculture and food industries, exploration of new food applications, and functional enhancement of the foods. Taking advantage of the Okinawan geographical location, the only subtropical region in Japan, we conducted studies on the flavor characteristics and bioactive components of subtropical agricultural products, including sugarcane, fruits, vegetables, and spices, along with their processed products and functionally enhanced products. In this paper, we primarily introduce the research findings focused on non-centrifugal cane sugar, shiikuwasha (Citrus depressa), sponge gourd (Luffa cylindrica), and their processed products.

Various types of rice flour are available in Japan, but the quality is inconsistent. Therefore, in order to produce high-quality rice flour consistently, it is necessary to establish guidelines for rice flour production. The author has identified the characteristics of rice flour that are conducive to making high-quality bread, sponge cake, and noodles. There guidelines indicate four indices: particles size under 75 μm, degree of damaged starch, amylose content, and water content. Among these, particles size under 75 μm, degree of damaged starch, and water content are recommended as common indicators across all applications when manufacturing products. The amylose content can vary based on the specific application of the rice flour. Aiming to produce rice flour that meets specific criteria, our institute analyzed rice flour samples from millers in Niigata Prefecture and provided feedback on the results. As a result, flour milling companies in Niigata Prefecture are able to supply rice flour with stable quality.

Saccharomyces cerevisiaeは古くから人類の食生活を支えてきた重要な酵母だが, 市販されているS. cerevisiaeは多様性に乏しく, 種類によって食感や風味の違いが生じにくい. 一方, 自然界から単離した酵母は市販酵母とは異なる特性を有しているため, 酵母を使用した食品は既存の製品との差別化が容易になる. そこで本研究では, 鹿児島県のブランド酵母を開発するために, 鹿児島県立短期大学構内で酵母を単離してその産業的価値を明らかにすることを目的にした.

単離した3株の酵母をシークエンス解析した結果, 2株がS. cerevisiae (Sc-KPC1およびSc-KPC2), 1株がLachancea fermentati (Lf-KPC1) であることが明らかになった. 糖資化性試験を行なった結果, Sc-KPC1とSc-KPC2はマルトース存在下で有意な増殖を見せなかったが, Lf-KPC1は幅広い糖に資化性を示した. 糖含有量が異なる3種類のパン生地で発酵試験を実施した結果, Sc-KPC1とSc-KPC2はともに市販酵母と比べて同等以下の発酵速度を示したが, Lf-KPC1は同等以上の発酵速度を示した. 低糖生地を発酵後に１週間冷凍してから発酵試験を実施した結果, 全ての酵母は市販酵母と比べて発酵速度が速かった. Lf-KPC1を高糖液体培地で培養したところ, 市販酵母Cy1と比べて増殖速度が遅く, CO₂やエタノールの産生量は低かった. Lf-KPC1の培養液中には高濃度の乳酸が存在したことから, Lf-KPC1はアルコール発酵と乳酸発酵を実行することが示された. Lf-KPC1とCy1を用いて製作したパンの官能評価試験を実施した結果,「外観（色）」,「香り」,「味（甘さ）」,「やわらかさ」,「総合評価」では有意な差が見られなかったが, 「しっとりさ」についてはLf-KPC1の方が有意に高かった. 以上のことからLf-KPC1は優れた発酵特性を有しており, 市販酵母と同等以上の産業的価値があると言える.

本研究では, 主原料の異なるトロミ調整食品 (4種類) を異なる添加濃度 (3区分) で調製した12種類のトロミ付与水溶液を用い, 各試料のテクスチャーおよび嚥下特性を明らかにした. さらに, 得られた官能評価値に対応する力学的特性について検討し, 人がこれらの指標 (力学的特性) に基づいてどのように知覚しているか推測した.

(1) 各試料の官能評価結果より, 各試料のテクスチャー特性は大きく異なっていた. 分散分析の結果, 全テクスチャー項目 (かたさ, 飲み込みやすさ, べたつき (口腔内, 喉の残留感)) において全試料に有意な差が認められた.

(2) SBE法で得られるσ₀およびKの結果からは, トロミ調整食品ごとにトロミ調整食品の添加濃度の増加に伴う物性変化が大きく異なり, かたさと粘性のバランスが異なることが明らかとなった. 一方, LST値およびSBE法から得られるn値では, トロミ調整食品の添加濃度の増加に伴って低下し, 流れにくい特性に変化していた.

(3) 官能評価値と機器分析値の関連性からは, いずれの官能特性もSBE法から得られる見かけ粘度との相関が最も高かった. さらに, 官能特性ごとに相関の高いずり速度が異なっており, イチゴジャムのテクスチャー特性²⁰⁾ と同様, トロミ付与水溶液においても舌の動き (ずり速度) を変化させて各テクスチャー特性を知覚していることが明らかとなった. かたさは, 官能特性4項目の中で最も速いずり速度時の見かけ粘度と高い相関であった. そこで, このずり速度をShamaら¹⁶⁾ の液状食品の粘度知覚領域に当てはめた結果, このずり速度に対応する「ずり応力」を指標としている可能性が示唆された. 飲み込みやすさは, ずり速度11.6［s^-1］時の見かけ粘度と高い相関が得られ, これらのずり速度は, 飲み込みやすさの速さに関する先行研究¹⁸⁾¹⁹⁾ の見解ともおおよそ一致した. べたつき (口腔内, 喉の残留感) は, ずり速度5.1［s^-1］時の見かけ粘度と相関が高く, これはイチゴジャム²⁰⁾ のべたつきと同程度の舌の動き (ずり速度) であった. 以上より, べたつきはゾル, ゲルに関わらず同程度のずり速度時の見かけ粘度で知覚している可能性が示唆された.

本研究より, トロミ付与水溶液のテクスチャー特性には力学的特性 (見かけ粘度) が大きく影響していることが明らかとなった. また, SBE法がゲル状食品のジャム²⁰⁾ のみならず, ゾル状食品であるトロミ付与水溶液のテクスチャー特性の測定方法としても有用であることを示すことができた.

At the Small Research-Discussion on Cereal Grains in the annual meeting of the Japanese Society for Food Science and Technology in 2023, Dr. Tomoyuki Narisawa (Saitama Industrial Technology Center Northern Laboratory) gave a lecture entitled " What is the flavor of local flour in white salted noodle? :-Focusing on wheat from Saitama Prefecture-". They discovered a mechanism that lipoxygenase (LOX), an enzyme present in wheat flour dough, oxidizes unsaturated fatty acids to generate linear aldehydes (for examples: hexanol, heptenal, nonenal) and ketones, which express the unique flavor of local flour. In particular, it was confirmed that Norin 61 had significantly high LOX activity in the dough. Thus, the flavor of local flour in udon (white salted noodle) is thought to be caused by the oxidized odor resulting from the oxidation of unsaturated fatty acids caused by high LOX activity.

In this study, we investigated the factors involved in the flavor discrepancy between Norin61 and Satonosora wheat cultivars by analyzing the isozyme composition of lipoxygenase (LOX) and antioxidant levels. The results revealed that Norin61 exhibited a distinctive LOX isozyme composition, with a significant proportion of LOX-3, which correlates with its previously reported high LOX activity. Moreover, our analysis indicated that the content of lutein, an antioxidant present in flour, influences the formation of volatile flavor compounds. These results not only offer valuable insights for crafting products with specific flavors in the development of various wheat flour-based products, but also have potential genetic implications in the breeding of wheat cultivars boasting diverse flavors in the future.