著者の所属・活動拠点の国は、中国、エジプト、サウジアラビアです。

掲載誌：Industrial Crops and Products

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

植物由来のタンパク質は、環境負荷の小さい食品素材として注目されています。綿花の種から油を搾った後に残る綿実ミールのタンパク質（綿実タンパク質）は、安価で生産量が多く、アミノ酸のバランスもよいことから、食品中の動物性タンパク質の補完や代替として検討されています。

タンパク質の働きを高める方法の一つに、酵素でタンパク質を分解する処理があります。ただし、分解しすぎると風味が悪くなったり機能が弱まったりします。そのため、分解を途中で止める「限定的な酵素分解」が用いられます。一方、通常の酵素分解には反応に時間がかかり効率が低いという課題があります。研究チームは、超音波処理と限定的な酵素分解を組み合わせると、綿実タンパク質の構造、流動性（レオロジー）、食品素材としての機能がどう変わるかを調べました。

何をどのように調べたか

著者らは、脱脂した綿実ミールからタンパク質を抽出し、未処理のものを基準としました。比較した処理は三通りです。超音波だけを当てたもの、アルカリプロテアーゼという酵素で10〜40分分解したもの、超音波を20分当ててから同じ条件で酵素分解したものです。超音波は液体中で強い物理的な作用（キャビテーション）を生み、タンパク質分子どうしを結びつける水素結合などを乱すとされています。

処理後の試料について、原子間力顕微鏡で粒子の表面の様子を観察しました。紫外・可視吸収や蛍光の測定からは、分子の立体構造の変化を調べています。さらに、硫黄を含む結合の量、粘りや弾性、濁りを測りました。食品素材としての機能では、水や油を抱え込む力、油と水を混ぜた状態（乳化）をつくり保つ力、泡立ちやすさと泡の持ちを評価しました。最後に、これらの性質どうしの関係を統計的に分析しました。

主な結果

顕微鏡観察では、未処理の綿実タンパク質は粒子が密に集まっていました。超音波や酵素分解を行うと構造がほぐれ、粒子は小さくなりました。超音波と酵素分解を組み合わせた試料は、酵素分解だけの試料よりも粒子が細かく砕け、乱れた構造を示しました。なお、超音波を使わず40分間酵素分解した試料では、一部に再び粒子の集まりが見られました。分光測定からは、組み合わせ処理、特に酵素分解を30分行った条件で、分子の柔軟性が大きく高まったと報告されています。

水を抱え込む力は、未処理の1グラムあたり2.51グラムから、酵素分解10〜40分で3.34〜3.95グラムに増えました。超音波を加えるとさらに高まり、超音波の後に30分酵素分解した試料が最も高い値を示しました。乳化の力と泡立ちやすさも、組み合わせ処理によって、超音波だけや酵素分解だけの場合より向上しました。

一方、組み合わせ処理を行った試料は、ほかの処理に比べて粘りや弾性、濁り、油を抱え込む力、泡の持ちが低下しました。相関分析では、水を抱え込む力、乳化、泡立ちといった機能が、分子構造の変化と強く結びついていることが示されました。

研究が示すこと

この研究は、超音波で処理してから限定的に酵素分解すると、綿実タンパク質の分子構造がほぐれ、水との結びつきや乳化・泡立ちの性質が変わることを示しました。著者らはこの処理を、飲料やソース、乳児用調製乳のような液状・乳化型の食品に向けて、綿実タンパク質を機能性の高い素材へ変える有望な手法と位置づけています。

原著論文の著者・所属：Mokhtar Dabbour（College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian, Shandong, 271018, China; Department of Agricultural and Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Benha University, P.O. Box 13736, Moshtohor, Qaluobia, Egypt; School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University, 301 Xuefu Road, Zhenjiang, 212013, China）、Mohammad Fikry（Date Palm Research Center of Excellence, King Faisal University, Al-Ahsa, 31982, Saudi Arabia）、Peng Wu（College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian, Shandong, 271018, China）、Ronghai He（School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University, 301 Xuefu Road, Zhenjiang, 212013, China）、Arif Rashid（College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian, Shandong, 271018, China）、Asmaa Hamoda（Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Benha University, P.O. Box 13736, Moshtohor, Qaluobia, Egypt）

※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）：Mokhtar Dabbour, Mohammad Fikry, Peng Wu, et al. Ultrasound-assisted limited enzymolysis of cottonseed protein: Structural, rheological, and techno-functional attributes. Industrial Crops and Products 2026-10-29. DOI: 10.1016/j.indcrop.2026.124641. 原著ライセンス：CC BY.