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

ジャガイモのタンパク質は付加価値の高い食品素材になり得るとされています。しかし、でんぷん製造の過程で廃液とともに捨てられることが多く、十分に利用されていません。研究チームはこれまで、タンパク質を酵素で細かく分解するときに超音波を当てると、抗酸化作用をもつ可能性のあるペプチド（アミノ酸が短くつながったもの）が多くできることを報告してきました。ただし、こうしたペプチドには苦味があり、食品への利用を妨げています。

そこで研究チームが注目したのが、メイラード反応です。アミノ酸やペプチドを糖と一緒に加熱すると起こる反応で、さまざまな香り成分が生じ、苦味を覆い隠したり、抗酸化性を高めたりすることがあります。反応に別のアミノ酸を加えると、特有の風味を付けられることも知られています。

この研究の目的は二つです。一つは、超音波の当て方の違いと、加えるアミノ酸の種類（アラニン、フェニルアラニン、バリン）が、ジャガイモタンパク質分解物から作ったメイラード反応生成物にどう影響するかを調べることです。調べた項目は、反応の進み具合、構造、抗酸化性、香り、機器で測った味です。もう一つは、ペプチドの大きさ、遊離アミノ酸、香り成分が味とどう関係しているかを評価することです。

何を、どのように調べたか

市販のジャガイモタンパク質を水に溶かし、3種類の酵素で順番に1時間ずつ、50℃で分解しました。分解の方法は次の3通りを比べています。 ・通常の振とう水浴で行う方法 ・超音波洗浄機のような水槽型装置で、超音波を広く分散させて当てる方法 ・棒状の探触子（プローブ）で、超音波を一点に集中させて当てる方法

得られた分解物に、キシロース（糖の一種）と3種類のアミノ酸のいずれかを加え、pH7.4に調整しました。これを120℃で30〜120分加熱し、メイラード反応生成物を作りました。アミノ酸は同じ重さで加えたため、物質量としては種類ごとに異なります（アラニン2.5ミリモル、フェニルアラニン1.3ミリモル、バリン1.9ミリモル）。

測定した項目は次のとおりです。 ・反応の進み具合：pH、褐色の度合い（褐変）、蛍光 ・構造：赤外分光によるペプチドの構造変化 ・分子の大きさ：ペプチドの分子量の分布 ・成分：遊離アミノ酸、香り成分（ガスクロマトグラフィー質量分析） ・抗酸化性：ORAC法。試験管内で、活性酸素の一種による蛍光物質の分解をどれだけ防ぐかを、基準物質トロロックスの量に換算して示す方法 ・褐色色素：反応後期にできる褐色の高分子「メラノイジン」の量 ・味：苦味・酸味・甘味・うま味・塩味のセンサーを持つ「電子舌」と呼ばれる機器 各実験は3回ずつ行い、味と他の項目との相関も解析しました。

主な報告結果

抗酸化性（ORAC値）は、まず酵素分解の段階で差が出ました。通常法の分解物は61.45、分散型の超音波では77.91、集中型の超音波では80.24マイクログラムトロロックス当量/ミリリットルで、超音波を使った2種類が通常法より高くなりました。メイラード反応の後も、超音波を使った試料は通常法の試料より高い値を示しました。最も高かったのは、分散型の超音波で分解し、アラニンを加えて120分加熱した試料です。その値は108.44マイクログラムトロロックス当量/ミリリットルで、分解物と反応生成物を合わせた全試料の中で最高でした。この試料はメラノイジンの量も58.77ミリモル/リットルで、全反応生成物の中で最も多くなりました。

分子の大きさにも違いがありました。2キロダルトン未満の小さな成分の割合は、通常法の分解物で57.55%でした。これに対し、分散型の超音波では61.59%、集中型の超音波では66.58%に増えました。反応後は、分散型の超音波とアラニンの組み合わせが68.55%と高い割合でした。一方、集中型の超音波で作った反応生成物では、7キロダルトンを超える大きな成分が8.72〜12.34%と多くなりました。研究チームは、これをペプチド同士の結びつき（架橋）が進んだことを示すものとみています。

加熱によって、すべての試料でpHは7.40から約5.3〜5.7に下がり、褐色の度合いは時間とともに強まりました。超音波を使った試料では、反応途中の無色の中間物質も、最終段階の褐色物質も多い傾向がありました。

味の測定では、分解物はどれも苦味と塩味が強く、なかでも集中型の超音波で作った分解物は苦味が最も強い結果でした（9.9）。メイラード反応の後は、すべての試料で苦味と塩味が弱まり、甘味・うま味・酸味が強まりました。アラニンを加えると甘味が高くなりやすく、超音波のうちでは分散型のほうが集中型より苦味の少ない生成物になる傾向が見られました。分散型の超音波にアラニンを加えた試料の苦味は3.3でした。

香りについては、143種類の揮発性成分が見つかりました。香ばしさやナッツのような香りに関わるピラジン類とピロール類は、反応生成物だけで検出されました。フェニルアラニンを加えた試料では、さくらんぼのような香りをもつベンズアルデヒドの割合が高くなりました。

相関の解析では、1〜2キロダルトンのペプチドの割合が苦味や塩味と正の関係を、エステル類（果実や花のような香りの成分）が苦味と負の関係を、うま味と正の関係を示しました。

この報告が示すこと

研究チームは次のように結論づけています。超音波の使い方と加えるアミノ酸の種類は、メイラード反応の進み方、ペプチドの構造、抗酸化性、機器で測った味に大きく影響する。そして、分散型の超音波を併用した酵素分解と、適したアミノ酸を加えたメイラード反応を組み合わせれば、食品タンパク質の味の特徴と抗酸化能を高める有力な技術になり得る。ここでいう抗酸化能は試験管内の測定値であり、人の体への効果を調べたものではありません。

研究チームは、いくつかの限界も挙げています。第一に、アミノ酸を同じ重さで加えたため、種類による違いには、加えた分子の数の違いと、アミノ酸そのものの反応しやすさの両方が混ざっています。第二に、味は電子舌による測定で、訓練を受けた人による官能評価とは異なります。第三に、アミノ酸を加えずに分解物とキシロースだけで反応させた対照を設けていないため、ペプチド由来の反応と追加したアミノ酸由来の反応を区別できていません。さらに、原料のタンパク質にも還元糖が1.40%含まれており、それが反応に加わった可能性も指摘されています。

原著論文の著者・所属：Hui Liu（Laboratory of Food Chemistry and Nutrition Science, Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, No. 2 Yuan Ming Yuan West Road, Haidian District, Beijing 100193, China）、Miao Zhang（Laboratory of Food Chemistry and Nutrition Science, Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, No. 2 Yuan Ming Yuan West Road, Haidian District, Beijing 100193, China）、Taihua Mu（College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; Laboratory of Food Chemistry and Nutrition Science, Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, No. 2 Yuan Ming Yuan West Road, Haidian District, Beijing 100193, China）、Hongnan Sun（Laboratory of Food Chemistry and Nutrition Science, Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, No. 2 Yuan Ming Yuan West Road, Haidian District, Beijing 100193, 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）：Hui Liu, Miao Zhang, Taihua Mu, et al. Improvement of Ultrasound-Assisted Enzymatic Treatment and Exogenous Amino Acids on Structural, Antioxidant, and Instrumental Taste Profile of Maillard Reaction Products from Potato Protein Hydrolysates. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-18. DOI: 10.3390/foods15183300. 原著ライセンス：CC BY.