著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Foods

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

食べ物をかんだり飲み込んだりすることが難しい状態を「嚥下障害」といいます。研究チームによると、市販の嚥下障害向け食品には、栄養の密度が低い、見た目や味が単調、食感が安定しない、種類が少なく高価といった課題があります。そこで著者らは、良質なたんぱく質を多く含む魚肉に注目しました。

研究チームは、イトヨリダイのすり身を加熱して作るゲル（かまぼこのように固まったもの）を、国際的な嚥下食の基準であるIDDSIの「レベル5（細かく刻んだ、しっとりした状態）」に合う硬さに調整することを目指しました。レベル5は、フォークで簡単につぶせるほどやわらかい一方で、口の中でばらばらにならず、ひとまとまりを保てる食感を求める段階です。

やわらかくする手段として、著者らはプロテイングルタミナーゼ（PG）という酵素を使いました。PGは、たんぱく質を構成するアミノ酸の一つであるグルタミンをグルタミン酸に変えます。この反応を「脱アミド化」といいます。研究チームは、この酵素処理に超音波を組み合わせてゲルをやわらかくする効果を高め、その消化のしやすさと、たんぱく質の構造に起きる変化も調べました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、冷凍のイトヨリダイすり身に食塩と複合リン酸塩を加え、水分が85％になるよう氷水を混ぜてすり身ペーストを作りました。このペーストにPGを0％から0.5％まで段階的に加え、筒状のケーシングに詰めてゲルにしました。

作ったゲルについて、ゲル強度、硬さ、弾力、壊れるまでに必要な力、白さ、脱アミド化の程度を測りました。保水性（ゲルが水を抱え込む力）と、加熱で失われる水分の割合（加熱損失）も測定しました。水の動きやすさは低磁場NMRで、網目の様子は染色した切片と電子顕微鏡で観察しました。さらに、IDDSIが定めるフォークやスプーンを使った試験で、どのレベルに当たるかを判定しました。

超音波処理では、超音波の出力、照射時間、照射後に低温で酵素を反応させる時間を組み合わせて変え、統計的な手法で最もやわらかくなる条件を探しました。そのうえで、超音波や酵素の有無、水分を少なくしたゲルとの違いを比べ、胃と腸での消化を試験管内で再現する実験を行いました。消化のしやすさや、消化後にできるペプチド（アミノ酸が短くつながったもの）の大きさも調べました。また、ゲルのもとになる筋原線維たんぱく質について、分子同士を結びつける力の種類や立体構造の変化を分析しました。各実験は3回ずつ行われました。

主な報告結果

PGを加えるほど、ゲルは硬さ、弾力、まとまりやすさ、かみごたえのいずれも小さくなりました。PGを加えないゲルと比べ、PGを0.2％加えたゲルでは、硬さが607.40グラムから244.60グラムに、ゲル強度が530.79 g·mmから78.61 g·mmに下がりました。これより多く加えても、ゲル強度はほとんど変わりませんでした。

IDDSIの試験では、PGを加えないゲルと0.1％のゲルはレベル6（やわらかく一口大）と判定されました。0.2％と0.3％のゲルはレベル5の条件を満たしました。0.4％と0.5％のゲルは、フォークやスプーンでは簡単につぶれたものの、スプーンを傾けても滑らかに落ちず、レベル5には分類されませんでした。研究チームは、こうした粘りの増加は食べる人にとって危険になりうると述べています。

水分の保ち方も変わりました。保水性はPG 0.2％で最も高い73.81％となり、PGを加えないゲルより42.96％高くなりました。加熱損失はPG 0.3％で最も低い8.81％となり、PGを加えないゲルより63.63％少なくなりました。NMRの分析では、自由に動ける水が、ゲルの網目にとどまる動きにくい水へと移っていました。一方、PG自体が茶色をしているため、PGを多く加えるほどゲルの白さは下がりました。

超音波を組み合わせる場合の最適条件は、照射時間31分、出力240ワット、低温での酵素反応59分と報告されました。試験管内の消化実験では、超音波処理とPG処理がいずれもすり身ゲルのたんぱく質の消化率を高め、超音波を併用した脱アミド化処理では、消化後に小さなペプチドや遊離アミノ酸が多くできていました。水分を少なくしたゲルは網目が固く結びついて消化酵素が届きにくく、消化率が低くなりました。

たんぱく質の分析では、超音波だけで処理すると、分子同士が水を避けて集まろうとする力（疎水性相互作用）が強まりました。これに対し、超音波と酵素を組み合わせると、この力は弱まり、水素結合が増えました。たんぱく質の立体構造では、らせん状の部分（αヘリックス）が46.27％に増え、シート状の部分（βシート）が19.18％に減りました。

この報告が示すこと

研究チームは、脱アミド化によってたんぱく質がマイナスの電気を帯びて分子同士が反発し合い、ゲルを硬くする疎水性の結びつきが弱まる一方、水素結合のような弱い結びつきが増えるため、ゲルがやわらかくなりながらも水を保てると説明しています。そのうえで、超音波を併用した脱アミド化は、良質なたんぱく源としての栄養価を保ちながら、すり身製品を嚥下食向けの食感にやわらかくできる新しい選択肢になると結論づけています。

ただし著者らは、いくつかの限界を明記しています。IDDSIの試験は食感を分類するための予備的なふるい分けであり、実際に安全に飲み込めるかを臨床的に確かめたものではありません。試験管内の消化の結果も、体内での吸収や栄養状態を直接示すものではありません。また、超音波と組み合わせたときの酵素量は体系的に最適化されておらず、超音波によって酵素を減らせるかは確かめられていません。味や見た目などの官能評価、保存中の安定性、微生物面の安全性も評価していません。製造ラインへの導入には、エネルギー消費、酵素のコスト、規模を大きくしたときの実現性の検討が必要だとしています。

原著論文の著者・所属：Wei Wang（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）、Qing Shao（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）、Lifei Wang（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）、Shumin Yi（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）、Xuepeng Li（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）、Jianrong Li（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）、Beibei Ye（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）、Chang Zhang（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）、Yongxia Xu（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）、Wenhui Zhu（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China）

※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）：Wei Wang, Qing Shao, Lifei Wang, et al. Ultrasound-Assisted Enzymatic Deamidation Treatment for Developing Soft Surimi Gel for Dysphagia: Gel Properties, In Vitro Digestibility, and Protein Mechanisms. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-28. DOI: 10.3390/foods15173036. 原著ライセンス：CC BY.