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

パンダン（ニオイタコノキ）の葉は、香り米に似た香りをつける天然の食品香料として熱帯・亜熱帯地域で広く使われています。葉にはフラボノイドと呼ばれる植物成分が含まれ、これまでの分析でカテキンとナリンギンが報告されています。フラボノイドは機能性食品で関心を集めていますが、苦味や渋味が食品への利用を妨げることがあります。食品中のたんぱく質がフラボノイドと結びつくと、苦味や渋味に関わる働きが弱まる可能性があると考えられてきました。

牛乳の主なたんぱく質のうち、β-カゼインは決まった立体構造を持たない柔軟なたんぱく質です。一方、乳清たんぱく質の主成分であるβ-ラクトグロブリンは、内部に油になじみやすい空洞を持つ、まとまった球状のたんぱく質です。著者らによると、牛乳たんぱく質とポリフェノールの結合はよく調べられてきましたが、こうした構造の違いが味の変化と関係するかはあまり検討されていませんでした。

そこで研究チームは、この2種類のたんぱく質がカテキン、ナリンギンとどのように相互作用するかを水溶液中で調べ、苦味や渋味を測る電子舌の応答への影響を評価しました。パンダンの成分全体を再現することや、人が感じる味を直接測ることは目的としていません。カテキンは糖を持たない比較的小さな分子、ナリンギンはかさばる糖部分を持つ大きな分子です。研究チームは、構造と味の性質が異なるモデル化合物としてこの2つを選びました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、市販のβ-カゼインとβ-ラクトグロブリンをpH7.0のリン酸緩衝液に溶かしました。この溶液にカテキンまたはナリンギンを複数の濃度で混ぜ、30分以上穏やかに振り混ぜてから測定しました。混合後の最終濃度は、たんぱく質が50μmol/L、フラボノイドが0〜500μmol/Lです。

測定には、紫外可視吸収、蛍光、円二色性（たんぱく質の二次構造の割合を推定する方法）、赤外分光を用いました。あわせて、粒子の大きさと表面電荷（ゼータ電位）を測り、たんぱく質の構造や溶液中での集まり方の変化を調べました。さらに、コンピューター上で分子の結合しやすさを予測する分子ドッキングも行いました。β-ラクトグロブリンには実験で決められた結晶構造を、β-カゼインには予測された立体構造を使っています。

味の評価には、人工の膜を使ったセンサーで味に関わる信号を測る電子舌を用いました。苦味、渋味、苦味の後味、うま味などの応答を、フラボノイドだけの溶液と比べています。最後に、たんぱく質1に対してフラボノイド2のモル比で混ぜた4種類の組み合わせについて、構造の変化と電子舌の応答を標準化して並べ、傾向を比較しました。

主な報告結果

電子舌では、フラボノイドだけの溶液で強い苦味応答が出ました。苦味の値はナリンギンが2.50、カテキンが1.78で、ナリンギンは渋味の値も1.02でした。牛乳たんぱく質と混ぜると苦味の値は下がりました。β-カゼインとの組み合わせではカテキンが0.40、ナリンギンが0.76、β-ラクトグロブリンとの組み合わせではカテキンが0.37、ナリンギンが0.36です。渋味と苦味の後味の値は、すべての組み合わせでほぼゼロまで下がりました。一方、うま味の値はフラボノイド単独の18〜19程度に対し、混合後も約19〜20とほぼ同じ水準でした。酸味やコクの応答は、どの溶液でも低いままでした。

4種類の組み合わせを並べて比べると、ナリンギンを含む組み合わせのほうが、苦味と渋味の見かけの低下が大きい傾向でした。なかでもβ-ラクトグロブリンとナリンギンの組み合わせが、苦味と渋味の低下で最も高い標準化値を示しました（苦味Z=1.34、渋味Z=1.03）。

たんぱく質の構造にも変化が見られました。蛍光の強さはフラボノイドが増えるほど弱まりました。最も高い濃度では、β-カゼインで約1620から、カテキンを加えると約600、ナリンギンを加えると約700まで下がりました。β-ラクトグロブリンでは約2800から、カテキンで約1450、ナリンギンで約1350に下がりました。研究チームは、この変化を両方のフラボノイドが両方のたんぱく質と相互作用していることを示すものとみています。

二次構造の推定値は、たんぱく質とフラボノイドの組み合わせによって変わり方が異なりました。β-カゼインにカテキンを加えると、らせん構造の割合が22.3%から24.4〜25.0%に増え、シート構造の割合が42.3%から39.0〜39.2%に減りました。ナリンギンによる変化はこれより小さいものでした。β-ラクトグロブリンでは、シート構造の割合がカテキンでわずかに減り（23.1%から22.2〜22.8%）、ナリンギンでわずかに増えました（23.7〜24.5%）。

分子ドッキングのスコアは、値がより大きなマイナスであるほど、予測上の相互作用が好ましいことを表します。β-ラクトグロブリンとナリンギンの組み合わせが最もマイナスの大きい−7.4kcal/molで、予測上最も好ましい組でした。反対に、β-カゼインとカテキンの組み合わせは−5.2kcal/molとマイナスの幅が最も小さく、予測上の好ましさが最も低い組でした。予測では、水素結合や疎水的な相互作用が関わる可能性が示されました。

この報告が示すこと

研究チームは、構造の応答はたんぱく質とフラボノイドの両方の性質によって決まると結論づけています。柔軟なβ-カゼインには、分子の小さいカテキンが入り込みやすい一方、かさばる糖を持つナリンギンは入りにくい可能性があるとしています。まとまった構造のβ-ラクトグロブリンでは、相互作用が内部の空洞付近に限られ、全体の大きな組み替えは起きにくいと考えています。そのうえで研究チームは、牛乳たんぱく質がフラボノイドの苦味・渋味に関わる信号を弱める食品素材になりうることを最も重要な点に挙げています。β-ラクトグロブリンとナリンギンの組み合わせは、今後の配合試験の有望な候補と位置づけられました。

一方で、著者らは限界も明記しています。電子舌は人工のセンサー膜を使うため、その応答を人の味覚とそのまま同じとはみなせません。また、たんぱく質だけの対照試料は含まれていません。構造と味の応答の比較は4種類の組み合わせに限られ、統計的な相関や因果関係を示すものではありません。ドッキングの結果は計算上の予測であり、実験で確かめた結合部位や結合の強さではありません。研究チームは、実際のパンダン入り食品での検証と、人による官能評価が必要だとしています。

原著論文の著者・所属：Junyi Zhang（Key Laboratory of Dairy Science, Ministry of Education, College of Food Science, Northeast Agricultural University, 600 Changjiang Road, Harbin 150030, China）、Xiaowei Qin（Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning 571533, China）、Zhen Feng（Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning 571533, China）、Shuzhen He（Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning 571533, China）、Guanhua Lou（Key Laboratory of Dairy Science, Ministry of Education, College of Food Science, Northeast Agricultural University, 600 Changjiang Road, Harbin 150030, China）、Wei Cheng（Key Laboratory of Dairy Science, Ministry of Education, College of Food Science, Northeast Agricultural University, 600 Changjiang Road, Harbin 150030, China）、Fei Liu（Key Laboratory of Dairy Science, Ministry of Education, College of Food Science, Northeast Agricultural University, 600 Changjiang Road, Harbin 150030, China）、Chunhe Gu（Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning 571533, 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）：Junyi Zhang, Xiaowei Qin, Zhen Feng, et al. Binding Mechanism and Taste-Masking Effect of Milk Proteins with Flavonoids from Pandan Revealed by Spectroscopic and Electronic Tongue Analysis. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-17. DOI: 10.3390/foods15162870. 原著ライセンス：CC BY.