この研究は、ブラジル、アメリカの研究機関の研究論文です。

掲載誌：Food Chemistry

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

何を目的とした研究か

ゴマの種子からたんぱく質を取り出した素材(ゴマたんぱく質分離物、論文ではSMPIと表記)を、食品の原料としてより使いやすくするにはどうすればよいか。研究チームは、その性質を変える手段として「高圧均質化」という処理に注目し、これをpHの調整と組み合わせる方法を検討しました。

高圧均質化(HPH)は、液体に強い圧力をかけて細い隙間を通し、内部で生じる強い力によって成分の構造を変える技術です。研究チームは、これを液の酸性・アルカリ性の度合い(pH)をずらす「pHシフティング」と組み合わせ、たんぱく質の構造と加工上の働き(溶けやすさ、乳化する力、水や油を保つ力など)がどう変わるかを調べています。

どのように調べたか

研究チームは、ゴマたんぱく質分離物をpH 2.0(酸性)、pH 7.0(中性)、pH 11.0(アルカリ性)の3つの状態に調整し、それぞれに50、100、150メガパスカル(MPa)のいずれかの圧力で高圧均質化を1回、25℃で施しました。そのうえで、同じpHで高圧均質化を行わない対照と比べて、構造と機能がどう変化したかを測定しています。

評価には、たんぱく質表面の疎水性(水をはじく性質の度合い、論文ではHo)、粒子表面の電気的な状態を示すゼータ電位、たんぱく質の内部構造の変化を反映する蛍光の測定、らせん状やシート状といった二次構造の割合などが用いられました。加工上の働きとしては、溶解性、乳化活性指数(EAI、油と水を混ざった状態にする力の指標)、保水力(WHC)、保油力(OHC)が調べられています。

報告された主な結果

論文によれば、高圧均質化はpHに応じて異なる構造の組み替えを引き起こし、それが加工上の性質の違いにつながりました。以下に挙げる百分率はいずれも、各条件の対照を基準としたときの増加率として報告されたものです。

酸性のpH 2.0で150 MPaを加えた場合、表面疎水性が131%増加し、決まった形を持たない「ランダムコイル」構造が増えました。これに伴い、溶解性が135%、乳化活性指数が43%、保水力が21%の変化を示したと報告されています。

中性のpH 7.0で50 MPaという比較的低い圧力の条件では、ゼータ電位、蛍光、二次構造の変化として構造の組み替えが現れ、保油力が108%、乳化活性指数が67%増加しました。アルカリ性のpH 11.0で150 MPaの条件では、β-シートと呼ばれるシート状の構造が増え、溶解性が178%、乳化活性指数が5%、保油力が19%増加したとされています。

この結果が示すこと

著者らは全体として、高圧均質化とpHシフティングの組み合わせが、条件次第でゴマたんぱく質の働きを目的に合わせて調整しうる手立てになると述べています。同じ素材でも、圧力とpHの選び方によって溶けやすさが際立つ状態、油を抱え込む力が高まる状態など、異なる方向に性質を導けることが今回の報告から読み取れます。

著者：Beatriz Lederman Valente（Department of Food Engineering and Technology, School of Food Engineering, University of Campinas (UNICAMP), Campinas, SP, Brazil）、Ingrid Alves de Moraes（Department of Food Engineering and Technology , School of Food Engineering , University of Campinas (UNICAMP) , Campinas , SP , Brazil）、Douglas Fernandes Barbin（Department of Food Engineering and Technology, School of Food Engineering, University of Campinas (UNICAMP), Campinas, SP, Brazil）、Anne Caroline de Albuquerque Sales（Department of Food Science and Nutrition , School of Food Engineering , University of Campinas (UNICAMP) , Campinas , SP , Brazil）、Osvaldo Campanella（Department of Food Science and Technology, The Ohio State University, 2015 Fyffe Road, Columbus, OH 43210, USA）、Ruann Janser Soares de Castro（Department of Food Engineering and Technology , School of Food Engineering , University of Campinas , Campinas , SP , Brazil. Rua Monteiro Lobato 80 , Caixa Postal: 6121 , CEP: 13083-862 , Campinas , SP , Brazil）、Guilherme M. Tavares（Department of Food Science and Nutrition, School of Food Engineering, University of Campinas (UNICAMP), Campinas, SP, Brazil）、Marcelo Cristianini（Department of Food Engineering and Technology, School of Food Engineering, University of Campinas (UNICAMP), Campinas, SP, Brazil）

※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）：Beatriz Lederman Valente, Ingrid Alves de Moraes, Douglas Fernandes Barbin, et al. New insights into modifying structure and techno-functional properties of sesame protein: high-pressure homogenization coupled with pH-shifting. Food Chemistry 2026-09-01. DOI: 10.1016/j.foodchem.2026.151206. 原著ライセンス：CC BY.