著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Ultrasonics Sonochemistry

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: 論文PDF

研究の目的

南極オキアミは主にクリルオイルの原料として使われ、油を搾った後の残りは多くが捨てられるか、飼料などの安価な用途に回されています。著者らによると、この脱脂した副産物は乾燥重量の65〜75%がたんぱく質で、ペプチド（アミノ酸が短くつながった物質）を含む食品素材に加工できる可能性があります。ただし、たんぱく質を酵素で分解して作るペプチドには苦味が出やすく、これが利用を妨げてきました。

研究チームは、強い超音波を当てながら酵素で分解する方法に注目しました。この方法がペプチドの苦味とうま味をどう変えるかは、これまでほとんど調べられていませんでした。味に適した超音波の強さや、味が変わる仕組みもはっきりしていませんでした。そこで研究チームは、超音波の出力によって苦味とうま味の感じ方がどう変わるかを確かめ、その変化がどのような仕組みで起きるのかを明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

材料には南極オキアミの粉末を使いました。エタノールで油を除いた後、水に溶かし、分解酵素「フレーバーザイム」を加えました。そして周波数40kHzの超音波を当てながら、50℃で4時間分解しました。超音波の出力は0Wから700Wまで変え、出力ごとにペプチドを作って比べました。分解後は加熱して酵素の働きを止め、カルシウムを加えてフッ素分を取り除いています。

味の評価には二つの方法を使いました。一つは人が実際に味わって採点する官能評価で、もう一つは味をセンサーで数値化する電子舌（E-tongue）です。あわせて、たんぱく質がどれだけ回収できたか、どこまで細かく分解されたか（分解度）も測りました。

味の変化の仕組みを探るため、いくつかの分析も行いました。赤外線や円二色性などの分光法では、たんぱく質の立体構造の変化を調べました。ほかに、分子の表面に水になじみにくい部分（疎水性の部分）がどれだけ出ているか、ペプチドの大きさの分布、アミノ酸の組成も調べています。さらに、超音波を使わずに作ったペプチドと、超音波を当てて作ったペプチドについて、含まれるペプチドを網羅的に読み取るペプチドミクスで配列を比較しました。得られた配列は機械学習の予測モデルにかけ、苦味をもつ可能性が高いペプチドと、うま味をもつ可能性が高いペプチドを推定しました。

主な報告結果

味の面では、400〜700Wの超音波を当てて作ったペプチドは、0〜200Wのものより官能評価の苦味の点数が1.8〜4.3低く、うま味の点数は1.6〜2.1高くなりました。塩味、酸味、甘味の点数には目立った差はありませんでした。超音波を使わず酵素だけで分解した場合は、分解前の脱脂オキアミと味の評価に明らかな差がありませんでした。電子舌でも、400〜700Wのペプチドは渋味、苦味、苦味の後味の値が低く、うま味とコクの値が高いという結果でした。

分解の進み方は、超音波の出力を0Wから400Wに上げると、たんぱく質の回収率が約6.54%、分解度が約4.83%高まりました。一方、700Wまで上げると、どちらも200Wのときと同じ程度まで下がりました。ペプチドの大きさも同じ傾向でした。0Wから400Wにすると、大きな成分（10kDa超）の割合は29.20%から17.12%に減り、小さな成分（1kDa未満）は27.82%から37.19%に増えました。しかし700Wでは、小さな成分が27.65%に減り、大きな成分が27.75%に戻りました。表面の疎水性は400Wまでに約76.10%低下しましたが、700Wでは約1.33倍に高まりました。

立体構造の面では、適度な強さの超音波によって、たんぱく質が規則正しく折りたたまれた構造から、不規則な構造（主にβターンと呼ばれる折れ曲がり構造）へと変わっていました。一方、結晶状態の分析では、ペプチドどうしに明らかな違いは見られませんでした。

ペプチドミクスでは、超音波を当てて作ったペプチドで、両端（N末端・C末端）に疎水性のアミノ酸をもつペプチドの割合が減っていました。N末端では数で5.83%、存在量で6.41%低く、C末端では数で1.00%、存在量で1.91%低くなりました。機械学習による推定では、苦味をもつと見込まれるペプチドの数の割合が3.02%低く、うま味をもつと見込まれるペプチドの数の割合が1.87%高くなりました。なお、ペプチド全体の平均的な疎水性には明らかな差がなく、著者らはこれが味の変化とは関係していないとみています。

この報告が示すこと

研究チームは味の変化の仕組みを次のように結論づけています。400W以下の超音波は、オキアミのたんぱく質をほどき、苦味につながる疎水性のアミノ酸部分を酵素で切りやすくします。その結果、苦味をもつと見込まれるペプチドが減り、うま味をもつと見込まれるペプチドが増えて、苦味が弱まりうま味が強まったとしています。

反対に、400Wを超える強すぎる超音波では分解が進みにくくなり、苦味が増してうま味が下がる方向に働いたとしています。その原因について著者らは、ほどけすぎたたんぱく質が再び集まることや、酵素の働きが落ちることが関わっている可能性を挙げていますが、これは推測として示されたものです。また、苦味やうま味をもつペプチドの数は、機械学習で推定した候補にもとづいています。

著者らは、この成果が食品由来のペプチドの味を超音波で改善する仕組みの理解に役立ち、水産副産物の付加価値を高める利用を支えるものだと述べています。

原著論文の著者・所属：Haoyu Liu（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-products, Zhejiang Key Laboratory of Intelligent Food Logistic and Processing, Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou, Zhejiang 310021, PR China; College of Life Science, Yantai University, Yantai, Shandong 264005, PR China）、Jiaxin Chen（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-products, Zhejiang Key Laboratory of Intelligent Food Logistic and Processing, Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou, Zhejiang 310021, PR China; College of Food and Bioengineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou, Henan 450001, PR China）、Ruoyu Xie（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-products, Zhejiang Key Laboratory of Intelligent Food Logistic and Processing, Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou, Zhejiang 310021, PR China）、Jun Hu（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-products, Zhejiang Key Laboratory of Intelligent Food Logistic and Processing, Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou, Zhejiang 310021, PR China）、Hongying Du（Department of Food Science and Engineering, College of Light Industry and Food Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, PR China）、Xinyan Peng（College of Life Science, Yantai University, Yantai, Shandong 264005, PR China）、Zhengshun Wen（Xianghu Laboratory (Zhejiang Laboratory of Agriculture), Hangzhou, Zhejiang 311231, PR China）、Xiaolong Ji（College of Food and Bioengineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou, Henan 450001, PR China）、Wenxuan Chen（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-products, Zhejiang Key Laboratory of Intelligent Food Logistic and Processing, Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou, Zhejiang 310021, PR China）、Jin Zhang（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-products, Zhejiang Key Laboratory of Intelligent Food Logistic and Processing, Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou, Zhejiang 310021, PR China. Electronic address: [email protected]）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Haoyu Liu, Jiaxin Chen, Ruoyu Xie, et al. Mechanistic insights into high-intensity ultrasound-induced debittering and umami-enhancing of Antarctic krill peptides during ultrasound-assisted flavourzyme hydrolysis: Integrating E-tongue, multi-spectroscopy, and label-free peptidomics. Ultrasonics Sonochemistry（出版社：Elsevier BV） 2026-08-28. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2026.108031. 原著ライセンス：CC BY.