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ジンジベイン利用のための研究

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Research on the Use of Zingibain, - Prospect of Ginger (Zingiber officinale) as Designer Foods -, Document B 1992.7, Akihiko Hashimoto
ショウガに関わるデザイナーフーズとしての展望,資料B 1992.7,橋本昭彦

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ジンジベイン利用のための研究

  1. 1. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 17 ジンジベイン利 用 のた め の 研究 森下仁丹株式会 社 研究 開 発 部 橋本昭彦 発 表 資 料 B( 1992.7) ショウガに関わ る デザ イ ナ ーフ ー ズ とし て の 展望 京都大学食糧科 学 研究 所 安本研究室ゼミ ナ ール 内 容 第 2 部 ジ ンジベイン利 用のための研究 第 1章 シ ョウガ根茎 の搾り汁 による肉 軟化 試験 1. シ ョ ウ ガ 搾 り汁の 調製 およ び肉軟 化試 験 ・・・・・・・・・・・・・ 19 2. ショウガ汁で処理した加熱肉のテクスチャー評価 ・・・・・・・・・・・ 20 3. 結果と考察 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 21 第 2 章 シ ョウガプロテアーゼ研究 の歴史 (1968~1992) 1. 酵素学的研究の経緯 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 23 2. 食品学的研究の経緯 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24 3. 本研究の位置付け ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25 第 3 章 シ ョウガ酵素 の抽 出とその特 性 1. 酵素調製方法と酵素活性の評価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 26 2. プロテアーゼ活性に及ぼすpH と温度の影響 ・・・・・・・・・・・・・・ 29 3. プロテアーゼ活性に及ぼす各種化合物の影 響 ・・・・・・・・・・・・ 30 4. ショウガ酵素調製物のコラゲナーゼ活性 ・・・・・・・・・・・・・・・・ 31 5. ショウガ酵素調製物による牛肉筋原繊維の消化 ・・・・・・・・・・ 32 第 4 章 シ ョウガ酵素 の利 用と展望 1. 肉軟化とショウガ酵素 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 34 2. ショウガ酵素の応用分野 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 37 第 2 部 要 約 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 39 謝 辞 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 40 引 用 文 献 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 41
  2. 2. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 18 Research on the Use of Zingibain Presentation Document B (1992.7) Prospect of Ginger ( Zingiber officinale ) as Designer foods *1 Ph.D. Ak ihik o Hashimoto: Department of Research and Development, Moris hita Jintan Co., Ltd., 1-30, Tamatsukuri 1-Chome, Chuoh-Ku, Osaka, Japan *2 Prof. Kyoden Yasumoto , Research Institute for Food Science, Kyoto Univers ity, Gokasho, Uji 611 Contents Part 2 Research for using Zingibain Chapter 1 Meat tenderization test by ginger rhizome juice 1. Preparation of ginger juice and meat tenderization test ----------19 2. Evaluation of cooked meat texture after treatment with ginger juice 20 3. Results and discussion ----------------------------------------21 Chapter 2 History of ginger protease research (1968 - 1992) 1. Enzymological research ----------------------------------------23 2. Food scientific research ----------------------------------------24 3. Position of this research ----------------------------------------25 Chapter 3 Extraction and the properties of ginger enzyme 1. Enzyme preparation method and evaluation of enzyme activity ---26 2. Effect of pH and temperature on protease activity ---------------29 3. Effect of various compounds on protease activity ---------------30 4. Collagenase activity of ginger enzyme preparation ---------------31 5. Digestion of beef myofibrils by ginger enzyme preparation ---------32 Chapter 4 Use and prospects of ginger enzyme 1. Meat tenderization by ginger enzyme --------------------------------34 2. Applied field of ginger enzyme ----------------------------------37 Summary of Part 2 and Acknowle dgme nt --------------------------39 Reference --------------------------------------------------41
  3. 3. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 19 第2部 ジンジベイン利 用 のた め の 研究 第 1 章 ショウガ根茎の 搾 り汁 に よ る肉 軟 化 試験 この章では、 シ ョ ウ ガ 搾 り 汁 を 調製 し 、 生 肉 へ 添 加 し て 冷 蔵 保 管 後 に加熱し、その テ クス チ ャ ーに 及 ぼ す影 響 を 官能 的 に 評価 す る 。 1. ショウガ搾り汁 の 調 製お よ び 肉軟 化 試 験 市販のヒネシ ョ ウ ガ お よ び 新 シ ョウ ガ を 購 入 し 、 傷 つ い た 部 分 を 切 除後、おろし金 で 皮ご と 摺 潰し 1 層 ガー ゼ で ろ過 し た 。90gの 脂 身 の な い厚さ 5mm の生 肉 に 20%のショウガ搾 汁(w/w)を均 等に塗りラップした 。 24 時 間 8℃で保管後、中火で 7 分 間 焼き(中 心温 度 :5 分 後 85℃)試 食 した。 Figure 9. Ginger samples, the juice yield, raw meat and heated meat treated with ginger juice. (1)Ginger from Kochi, medium size, old ginger “hine-shoga ” . The squeezing yield is 67 - 68%, protein content is 1.0 - 1.1%. (2)Ginge r from Wakayama, large size, young ginger “sin-shoga”. The squeezing yield is 81% , protein content is 0.9%. With less fat and tough US beef round meat and domestic pork loin meat were used. To 90 g of raw meat having a thickness of 5 mm, 20% ginger juice (w / w) was evenly spread and wrapped. The meat was stored at 8 °C for 24 - 48 hr and then heated for 7 min at medium heat. 図 9. ショウガ試料、その搾汁 収 量、 ショウガ汁で処 理した 生 肉と加 熱 肉
  4. 4. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 20 2. ショウガ汁で処 理 し た加 熱 肉 のテ ク ス チャ ー 評 価 調理加熱した肉 を 60mm×40mm×5mm にカ ッ ト し、 5 名の パ ネ ラ ー で 試食して、「噛 み切 り 易 さ」、「 噛 み砕 き 易 さ」、「 の み込 み 易 さ 」 を 1 ~ 5 点で採点した(図 10)。事 前 試 験で 、シ ョ ウ ガ汁 無 添 加の 市 販 の 豚 肉 のテクスチャー を 評価 し 、そ の 評 点を 3 点 とし た 。シ ョ ウ ガ汁 で 24 時 間処理した肉の 噛 み切 り 易 さは 未 処 理の 肉 に 比べ 約 25%増 し た が 、 シ ョウガ汁を熱処 理 して か ら 添加 す る と肉 の 軟 化は 確 認 され な か った 。 Figure 10. Sensory evaluation method of texture of meat. The heated meat described in Fig.9 were cut into a size of 60 mm × 40 mm × 5 mm. Sensory evaluation of meat was done by 5 panelists as follows; "Ease of cutting", "Ease of chewing", "Ease of swallowing" were scored from 1 to 5 points , respective ly. Domestic pork [A] was selected for the standard, and the score when not treated with ginger juice was regarded as 3 points (Green line). Red line:mea t treated with ginger juice for 24h at 8o C, Orange line:meat treated with heated ginger juic e . 図 10. 肉 の テ ク ス チ ャ ー 官 能 評 価 方 法
  5. 5. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 21 3. 結果と考察 米国産の硬い 牛 も も 肉 に 、 ヒ ネ シ ョ ウガ [B]と 新シ ョ ウ ガ [C ]の 絞 り 汁を添加して冷 保 存し (24-48h)、 加 熱し た 後 に食 感 を 評価 し た 。 Figure 11. The effect of ginger juice treatment on the texture of beef . Old [B] and new [C] gingers in Fig.9 were used as ginger juice materials. Green line:pork not treated with ginger juice, Red line:beef not treated with ginger juice, Orange line:beef treated for 24 h at 8o C with ginger juice, Blue line:beef treated for 48 h at 8 ° C with ginger juice. The evaluation method was shown in Fig.10. 図 11. 米国産牛肉への シ ョウ ガ 汁 添加 と テ クス チ ャ ーへ の 影 響
  6. 6. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 22 この実験に用 い た 牛 肉 は 、 そ の ま ま焼 い て 試 食 し た と こ ろ 極 め て 固 い 食感で(tough meat)、なかな か噛 み 切れ ず 呑 み込 む ま でに 30 秒 以 上 かかった。これ に 20% の ヒ ネシ ョ ウ ガ絞 り 汁 を均 等 に 塗り 24 時 間 冷 蔵後に焼いて試 食 した と こ ろ、 テ ク スチ ャ ー の各 指 標は 1.2~ 1.6 [表 5(2)]から 2.2~2.8 [表 5(3)]へと上 昇 し 肉 軟化 の 効 果が 認 め ら れ た (p < 0.05)。48 時間冷蔵 後 に はさ ら に 軟化 が 進 み、レ バー の よ う な 食 感となっていた 。一 方 、新 ショ ウ ガで は 肉 軟化 の 傾 向は あ る もの の 、48 時間冷蔵しても 有 意な 評 点 の上 昇 は 認め ら れ なか っ た[表 5 (5)]。 ショウガの肉軟 化 効果 に つ いて は 、 既に 牛 肉 につ い て 、道 ら 1 3 ) 、 大 沢ら 4 2 ) 、Lee ら 4 3 ) の報 告 が ある 。 し かし 、 新 ショ ウ ガ では 肉 の 軟 化 が 起こりにくかっ た 。 Govindarajan は 09)、ショウガの種 類、 品 種 、 農 業 条件、乾燥方 法 等 で 栄 養 成 分 の 構 成が 変 化 す る と 述 べ て い る の で 、 こ れらが肉軟化 作 用 の 相 違 の 原 因 に なっ て い る か も し れ な い 。 和 歌 山 産 の新ショウガ は 収 穫 直 後 の も の で あり 、 一 方 、 高 知 産 の ヒ ネ シ ョ ウ ガ は収穫後約 3 ヶ月 が経 過 し てい て 、 水分 量 に も相 違 が 見ら れ た 。 Table 5. Sensory evaluation value of US beef texture treated with ginge r juice. The beef with ginger juice was stored at 8 °C for 24-48 h and then cooked for 7 min at medium heat. (2) no ginger juice, (3) old ginger “hine- shoga” juice for 24h, (4) old ginger “hine-shoga” juice for 48h, (5) new ginger “shin-shoga” for 48h, (1) Domestic pork: no ginger juice. 表 5. ショウガ汁で処 理し た 米 国産 牛 肉の 官 能 評価 値 シ ョ ウ ガ 汁 処 理 条 件 Experime ntal condition 噛 み 切 り 易 さ Cutting 咀 嚼 し 易 さ Chewing の み 込 み 易 さ Swallowing (1)対照(国 産豚 肉 ) 3.0±0.0 3.0±0.0 3.0±0.0 (2)牛肉(生 姜無 添 加) 1.4±0.6 1.2±0.5 1.6±0.6 Beef+ Ginger(old)juice (3)24h 冷蔵 後 に加 熱 2.8±0.5 2.4±0.6 2.2±0.5 (4)48h 冷蔵 後 に加 熱 4.2±0.5 3.6±0.6 3.4±0.6 Beef+ Giger(ne w)juice (5)48h 冷蔵 後 に加 熱 1.8±0.5 1.8±0.8 2.2±0.8
  7. 7. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 23 第 2 章 ショウガプロテ ア ーゼ 研 究 の歴 史 (1968~ 1992) 1. 酵素学的研究の 経 緯 ショウガ根茎プ ロテ ア ー ゼ( Zingibain)に 関す る 酵 素学 的 な 研 究 は 極めて少ない( 表 6)。 原 料 に油 分 や 色素 が 多 いこ と か らア セ ト ン 粉 末 からの精製が多 か った 。 分子 量 は 2~ 3 万、 isoenzyme の 存在 4 6 ) が推 定されている。 シ ステ イ ン プロ テ ア ーゼ の 特 徴を 示し 4 4 ) 、 カ ゼ イ ン 、 アルブミンの他 、 コラ ー ゲン 4 1 , 4 5 ) を積極的に分解 す る。 Table 6. Enzymological study of ginger rhizome (1970-1991). Researcher Reference 研 究 者 ・ 文 献 Purification Chromatography 抽 出 ・ 濃 縮 精 製 Substrate (Stabilize r) 基 質・安 定 化 剤 Notices 特 記 事 項 Thompson et al. 1973 (ref.45) J.Food Sci. Aceton powder Precipitat ion by Aceton Bovine S. Albumin Collage Actomyosin Involvement of -SH group Ichikawa et al. 1973 (ref.46) Jap.Soc.Nut r.Food Science. Ginger Suspension Ammoniu m Sulfate fractionation 60% DEAE ion exchange Casein at 650nm or 280nm ( 2mM Cysteine ) Molecular Weight 22,500(GP1,GP 2) Isoenzyme Ohtsuki et al. 1978 (ref.47) Kyoto Pre.Univ . R e p Aceton Powder CM-cellu lose (pH-gradient 5-7) Bio-Ge l P100 Casein at 280nm ( 1mM Cysteine ) (p-Chloro me rcu ri benzoic acid) Molecular Weight 29,000 Mega et al. 1983 (ref.48) J.Home Economics Aceton Powder Ammoniu m Sulfate fractionation 60% DEAE ion exchange Casein by Lowry Chikin Myofibrils (Dithiothre it o l) Thigh muscle Hashimoto et al. 1991 (ref.41) Jap.Soc.Nut r.Food Science. Aceton Powder Gel filtration Casein at 660nm Collagen Type I at 570nm (Sigma) Beef Myofibrils Molecular Weight 30,000 Inner thigh muscle
  8. 8. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 24 2. 食品学的研究の 経 緯 肉料理にショウ ガは 欠 か せな い 食 材で あ り 、その 目 的 は消 臭 、薬 味 、 保存性向上など が 考え ら れ る。 表 7 によ る と 、シ ョ ウ ガの 搾 り 汁 に は それらの機能 の 他 に 、 牛 肉 や 羊 肉 を柔 ら か く す る 効 果 が 示 さ れ 、 タ ン パク質を分解す る 調製 物 ( Zingibain )が分離されて いる 1 3 , 4 2 - 4 5 ) 。 また、ショウガ 汁 4 9 ) やショウガ粉末 5 0 ) をすり身に添 加し て カ マ ボ コ を作ったとこ ろ 、 そ の 加 熱 ゲ ル 強 度は 弱 ま り 、 タ ン パ ク 分 解 酵 素 が ゲ ル形成を阻害し た と推 定 さ れて い る 。 Table 7. Food scientific research of ginger rhizome protease (1968-1990). Researcher Reference 研 究 者 ・ 文 献 Ginger extract purification 抽 出 ・ 濃 縮 精製 Type of Meat 肉 の 種 類 Notices 特 記 事 項 Michi et al. 1968 (ref.13) J.Home Economics Ginger juice or Ammoniu m Sulfate fractionation Beef meat (thigh) Warner-Brat zle r Meat Shear Test- Meter Ohsawa et al. 1974 (ref.42) J.Cookery Sci.Jap. Ginger juice or Ammoniu m Sulfate fractionation Beef meat (thigh) Warner-Brat zle r Meat Shear T-Meter Histologica l study Sakasai et al. 1980 (ref.49) Nippon Shokuhin Kogyo Gakka ishi Ginger juice or the supernatant of centrifugation Alaska Pollack Surimi “Kamaboko” Gel forming ability of 3% salted me a t paste Lee et al. 1986 (ref.43) J.Food Sci. Fresh aqueous Beef meat ElectronMic roscopy Fragmentat ion of myofibrils Makinodan et al. 1990 (ref.50) Nippon Shokuhin Kogyo Gakka ishi Extract from ginge r powder or Add as powder Alaska Pollack Surimi “Kamaboko” Gel forming ability of 3% salted me a t paste
  9. 9. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 25 3. 本研究の位置付 け 著者の研究室で は 、シ ョ ウ ガの 有 効 成分 の 分 離、機 能 性成 分 の 特 定 、 薬理効果の検 証 を 進 め て い る 。 そ の際 、 有 機 溶 媒 で 抽 出 処 理 し た 後 に は、ショウガ の 残 渣 が 大 量 に 生 成 され る の で 、 そ の 再 利 用 を 考 え る 必 要があった。残 渣に は プ ロテ ア ー ゼの 存 在 が報 告 さ れて い る ので 、4 6 , 4 7 ) その精製方法 や 酵 素 特 性 を 明 ら か にす る こ と で 、 食 品 ・ 医 薬 品 分 野 へ の応用が期待さ れ た。 ショウガ原 料は 大 阪 市 場 で ヒ ネ シ ョ ウ ガを 主 に 調 達 し 、 そ の 粉 砕 物 をアセトンで数 回 洗浄 し た 後 残渣を乾燥して パ ウ ダー と し、プ ロ テ ア ーゼの研究に 使 用 し た 。 冷 蔵 し た アセ ト ン パ ウ ダ ー か ら は 同 じ 活 性 を 保持する酵素 が 1 週 間 に わた り 調 製さ れ る こと を 予備 試 験 で確 認 し た 。 本研究では、 高 度 な 酵 素 精 製 は 目 標と せ ず 、 調 製 工 程 を 簡 素 に し て 迅 速に収量の高く 酵 素を 調 製 する こ と を目 標 と した 。 ま た、 大 槻ら 4 7 ) が 酵素の自己消化 防 止 を目 的 に 添加 し た p-Chloromercuribenzoic acid (PCMB)や妻鹿 ら 4 8 ) が酸化防止に用 い た Dithiothreitol(DTT) は 本 研 究 では使用せず 、無 添 加 の状 態 で 実験 を 行 った 。こ れ らの 試 薬 は 、酵 素 の SH 基に作用する こ とで タ ン パク 質 の 構造 維 持 に寄 与 す るも の と 思 わ れ るが、食品学 的に は 添 加物 の 安 全性 を 考 える 必 要 があ る 。し か し 、酵 素 タンパク質の安 定 化を 考 え るこ と は 極め て 重 要な 課 題 であ り、例 え ば 、 大泉らは 5 1 ) 、筋原 繊 維 タン パ ク 質の Ca-ATPase を 指 標 にし て 、 糖 ア ル コールやアミ ノ 酸 に タ ン パ ク 質 変 性防 止 効 果 が あ る こ と を 見 出 し て い るので、酵素 製 剤 の 技 術 開 発 の 段 階で は 、 こ れ ら の 添 加 剤 や ビ タ ミ ン C等の品質維持 に つい て 詳 しく 検 討 して い き たい 。 著者の研究室で は以 前 よ り植 物 プ ロテ ア ー ゼに 注 目 し、 1965 年 に ア メリカのドール 社 と提 携 して 5 2 ) 、 ド ール 社 が 抽出 に 成 功し た タ ン パ ク 質分解酵素の ブ ロ メ ラ イ ン を 精 製お よ び 商 品 化 を し て き た経 緯 が あ る 。 ブロメラインは 肉 軟 化 剤や 医 薬 品 5 3 ) への商業的利 用に 成 功 し て い る ので、ショウガ・ プロ テ アー ゼ(Zingibain)につ い て も同 様 に 有 効 活 用ができるかも し れな い 。
  10. 10. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 26 第 3 章 ショウガ酵素の 抽 出と そ の 特性 1. 酵素調製方法と 酵 素 活性 の 評 価 ショウガ根茎の 皮 や腐 敗 部 分を 除 き、フ ー ドカ ッ タ ー( Hitachi, FV- F1)に適した 大き さ に 切り 、5 倍 容 量 の冷 ア セ トン を 少 しず つ 加 え な が ら、均一な懸濁 物と し た。次 に、吸引 ろ 過 を行 っ て、抽 出物 と 残 渣 に 分 離、残渣はさ ら に ア セ ト ン で 数 回 洗浄 後 、 乾 燥 し て ア セ ト ン パ ウ ダ ー とした。続いて 、 その ア セ トン パ ウ ダー に 20~40 倍 の 50mM リ ン 酸 緩 衝液(pH7.0) を加 え 、 軽く 撹 拌 しな が ら 30 分間 氷 中 で抽 出 し た 。 ろ 過後、8,000×g で 15 分 間 遠心 分 離 し、 上 清 を酵 素 試 料と し た 。 Figure 12. Preparation of the enzyme from ginger rhizome. 5-volume of cold acetone was added to make a ginger uniform suspension with food cutter (Hitachi, FV-F1). Next, suction filterlation was carried out to separate the extract and the residue, and the residue was further washed several times with acetone and then dried to obtain acetone powder. Add 10-40 times 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) to the acetone powder and extract in ice for 30 minutes. After filtration, centrifugation was performed at 8,000 × g for 15 minutes, and the supernatant was used as a ginger enzyme sample. 図 12. ショウガ根茎か ら の酵 素 の 調製
  11. 11. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 27 タンパク質 分解 酵 素 活 性 は 以 下 に 示 す とお り 、 カ ゼ イ ン を 基 質 と し て一定時間ご と に T C A で 反 応 を 停止 さ せ 、 フ ェ ノ ー ル 試 薬 で 発 色 さ せて 660nm のOD を測 定 す るこ と に より 行 う 。 Table 8. Measurement of proteolytic activity of enzyme sample. 表 8. 酵素標品のタン パク 質 分 解活 性 の測 定 54) ( Enzymatic reaction ) 0.01-0.20mg/ml enzyme 5ml 1% Casein in 50mM Phosphate buffer (pH 7.0) 5ml at 50°C for 0-20min (酵素反応) 5ml 酵素液 pH7 5ml 1%カゼイン液 50℃, 0-20 分反応 ↓ ↓ ↓ ↓ ( Reaction stop ) 10% Trichloroacetic acid 2ml Reaction mixture 2ml (反応停止) 2-10 分間隔 2ml 反応液 2ml TCA ( Colorimetric reaction ) The above filtrate 1ml 0.55M Sodium carbonate 2.5ml Phenol reagent solution (diluted to 1/3) 0.5ml The absorbance at 660 nm and the tyrosine concentration showed a linear relationship (r2 > 0.99). Enzyme activity is calculated using the calibration line (Tyrosine μg / min per mg protein). The amount of protein is determined as bovine serum albumin as a standard protein by the method of Lowry.55) (発色反応)上 記 各ろ 液 1ml 0.55M 炭酸ナトリ ウム 2.5ml 1/3 希釈のフェノ ー ル 試薬 0.5ml 30 分後に 660nm の吸 光 度 測定 0 10 20 30 40 50 60 0 0.2 0.4 0.6 0.8 チロシンμg/ml 吸光度 A660nm
  12. 12. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 28 表 9 に、産地の 異な る シ ョウ ガ よ り酵 素 試 料を 調 製 した 時 の 経 過 と タンパク質 分 解活 性 を 示 し た 。 タ ン パ ク 質 量 は 湿 重 量 1g 当 た り 9 ~ 11mg で、酵素活 性は 10~44μg tyrosine 当量/min・wet g であっ た 。 Table 9. Proteolytic activity of enzyme preparations from ginger rhizo m e. Three groups of ginger with different production areas were purchased from the market and the enzyme activity was evaluated by the method in Table 8. 1. Sampling (g), 2. Obtained acetone powder (g), 3. Phosphate buffer pH7 for enzyme extraction (ml), 4. Amount of enzyme solution for assay (ml), 5. Dilution ratio for the activity measurement, 6. Absorbance value change [OD]/ min per 1 ml specimen, 7. Tyrosine equivalent (μg / min) per 1 ml specimen, 8. Tyrosine equivalent (μg / min) per g wet weight of ginger, 9. Protein mg per g of wet weight of ginger, 10. Specific activity (tyrosine μg / min per mg protein). The activity was measured at 50°C and pH7.0. (A)Kochi Pref., medium size, old ginger (B)Tokushima Pref., medium size, old ginger (C)Wakayama Pref., large size, young ginger. 表 9. ショウガ根茎の 酵 素 調製 物 の タン パ ク 質分 解 活 性 A B C ショウガ原料 Zingiber officinale rhizome 高 知 県 産 ヒ ネ ( 中 ) 徳 島 県 産 ヒ ネ ( 中 ) 和 歌 山 県 産 新 ( 大 ) 1. 試料(g) 40 40 40 2. アセトン粉末(g) 4.7 4.1 3.7 3. 抽出液(ml) 120 150 50 4. 酵素反応液(ml) 5 5 5 5. 活性測定による希釈(倍率) 20 20 20 6. 検体 1ml のΔOD/min 0.033 0.041 0.028 7. チロシン当量μg/min・ml 2.39 2.96 2.02 8. チロシン当量μg/min 原料 g 28.6 44.4 10.1 9. タンパク質 mg/原料 g 10.8 9.9 9.0 10.比活性(チロシンμg/min・mg) 2.65 4.48 1.12
  13. 13. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 29 2. プロテアーゼ活 性 に 及ぼ す pH と温 度 の 影響 ショウガ酵素調 製物 の プ ロテ ア ー ゼ活 性 に 及ぼ す pH の 影 響 を 50 ℃ で検討した と ころ 、 p H5.8~7.3 の 範 囲 で 活 性 が 最 大 と な る よ う な 山 型曲線が 得 ら れ た ( 図 示 し な い )。 次 に 、 活 性 に 及 ぼ す 温 度 の 影 響 を pH7.0 で、10~50℃ で検 討 し た( 図 13)。そ の 結果 に よ ると 、 酵 素 活 性 (y 軸:チロシ ン当 量 μg/min・ ginger 湿 重 量 g) と測 定 温 度 ( x 軸 : 絶対温度の逆数 K- 1 ) の 関係 は 近 似的 に 指 数関 数 で 表さ れ た 。 Arrhenius モデル に よ れば 5 4 , 1 0 0 ) 、反 応 速度 (k s- 1 )と絶対温度(T Ko ) には次の関係が あ る; k = k0 e –( Ea/RT ) k0 は頻度因子(s- 1 )、 Ea は活性化エネル ギ ー( J/mol)、R は ガ ス係 数(8.314 J/mol・K)で あ る 。 Arrhenius 式と図 中 の 式を 対 比 させ 、Ea/8.314T = 5258/T の関 係 よ り 、 Ea = 43,715 J/mol が算出され た 。k お よび k0 は酵素の分子 量 あ た り の単位で表記 す べ き で あ る が 、 酵 素の 精 製 度 が 十 分 で な い た め チ ロ シ ン当量を用いた( Ea の値には影響し な い)。温 度 係数( Q1 0 :1 0 ℃ 上 昇 に伴う活性の増 加 率) は こ の測 定 温 度範 囲 では 1.4~ 1.9 で あっ た 。 Figure 13. Effect of temperature on the proteolytic activity of ginger enzyme preparations. Experimental method is same as in Fig.12 and Table 8. The measurement temperature was 10-50°C and the activity was expressed in tyrosine equivalent (μg / min) per g of wet weight of ginger. 図 13. ショウガ酵素調 製 物の プ ロ テア ー ゼ 活性 に 及 ぼす 温 度 の影 響
  14. 14. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 30 図 14 には、各種温 度で シ ョ ウガ 酵 素 を保 存 し た時 の プ ロテ ア ー ゼ 活 性 の変化(失活 ) を 調 べ た 結 果 を 示 した 。 こ れ に よ る と 、30℃ 、 50 ℃ 、 60℃で保存した 場 合の 活 性 の半 減 期 は、それ ぞ れ 135 分、45 分 、15 分 であり、図 13 で 最 大活 性 を 示し た 50℃ は 、失 活が 加 速 する 温 度 で も あ ることから、酵 素 反応 は 20 分 以 内に 完 了 する こ と が必 要 で ある 。 Figure 14. Thermal stability of ginger protease. The ginger enzyme preparation in 50mM phosphate buffer solution (pH 7.0) was stored at 5, 30, 50 and 60 °C for 0-5h. Enzyme activity was expressed as relative value. 図 14.ショウガプ ロ テ アー ゼ 調 製物 の 温度 安 定 性 3. プロテアーゼ活 性 に 及ぼ す 各 種化 合 物 の影 響 市川らは 4 6 ) 、ショ ウガ 根 茎 から 分 子量 22,500 の 2 種プ ロ テ ア ー ゼ (GP1、GP2)を 分離 し 、重金 属 が 活性 に 及 ぼす 影 響 を調 べ た。そ の 結 果 、 Co+ + > Cu+ + > Ni+ + > Zn+ + > Hg+ + > Ag+ + の順に反応が 阻害 さ れ 、 そ の 影響は GP1 の方が 大き か っ た。ま た、SH 基 試 薬 の添 加 で は、Cystein = β-mercaptoethanol > Glutathione の順に反応を活 性 化さ せ た 。 PC MB (p-Chloromercuribenzonate)、DTNB(Dithionitrobenzonate) で 失 活 した活性は、Cystein 添加 で ほ ぼ元 に 回 復し た ため 4 6 , 4 7 ) 、 シ ョ ウ ガ プ ロテアーゼはパ パ イン と 同 じチ オ ー ル( シ ス テイ ン ) プロ テ ア ー ゼ 4 4 ) と考えられてい る 。
  15. 15. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 31 4. ショウガ酵素調 製 物 のコ ラ ゲ ナー ゼ 活 性 ここまでは、 カ ゼ イ ン を 基 質 と した シ ョ ウ ガ 酵 素 の 特 性 に つ い て 報 告してきたが、図 15 では 、牛Ⅰ 型 コ ラー ゲ ン を基 質 と した 時 の 加 水 分 解について検 討 す る 。 こ の 結 果 に よる と 、 シ ョ ウ ガ に は コ ラ ゲ ナ ー ゼ 活性が存在し、 比 活性 で 比 べた 場 合 は精 製 パ パイ ン の 1/5 程 度 で あ っ たが、両標品の コ ラゲ ナ ー ゼ/ プ ロ テア ー ゼ 比率 を 比 べる と 4 1 ) 、 シ ョ ウガは 0.5、パ パイ ン は 0.2 と な り 、ショ ウ ガ 抽出 物 で はコ ラ ー ゲ ン へ の反応性が高い こ とが 示 唆 され た 。 Figure 15. Collagen hydrolysis of ginger enzyme preparations. The enzyme of ginger was prepared by the method shown in Fig.12. The enzyme and bovine Achilles tendon type-1 collagen (manufactured by sigma) were reacted at 50°C for 0-20 minutes, and the amount of acid-soluble peptides released was colorimetrically determined. 56,57) Collagenase activity was represented by change of OD at 570nm / min per mg protein. For compariso n, activity was also evaluated for commercially available papain and microb ia l collagenase. The reaction mixture is as follows; 100mM Tris- HCl (pH7.4), 50mM NaCl, 5mM CaCl2, 5mg/ml collagen and 120μg/ml protein for ginge r exctract; 31μg/ml for papain, 4.8μg/ml for Cl.histolyticum enzyme. 図 15. ショウガ酵素調 製 物の コ ラ ーゲ ン 分 解
  16. 16. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 32 5. ショウガ酵素調 製 物 によ る 牛 肉筋 原 線 維の 消 化 図 16 は、ショウガ 酵素 の 分 子量 の 推 定、お よび 新 鮮 な牛 筋 原 線 維 に 酵素試料を反 応 さ せ た 時 の 構 成 サ ブユ ニ ッ ト の 変 化 を S D S ポ リ ア ク リルアミドゲル 電 気泳 動 図 を用 い て 検討 し た 結果 で あ る。 Figure 16. SDS-polyacrylamide gel electrophoresis of beef myofib r i ls digested with ginger enzyme preparation. (1) Ginger enzyme solution was prepared from Acetone powder of old ginger “hine-shoga” by the method of Fig.12, (2) Purified fractions with strong protease activity was obtained by gel chromatography; see the report by Hashimoto et al.41), (3) Intact myofibrils were prepared by the method of Goodno et al.59) from bovine thighs muscle, (4) 1/40 (w/w) amount of ginger crude enzyme was added to the bovine myofibril and digested at 50°C for 30 min in 100 mM NaCl, 0.1 mM CaCl2, 50 mM Tris- HCl (pH 7.4) and 5 mg/ml myofibrils, (5) Bovine myofibrils digestion test with papain (1/500 w/w) under the same condi t io n as (4). Molecular weight (M.W.) of the ginger enzyme was estimated to be about 30,000 from the plot of log (M.W.) vs. migration distance (%)58) using molecular weight marker. 図 16. ショウガ酵素調 製 物に よ る 牛筋 原 線 維の 消 化 (SDS-PAGE 図 )
  17. 17. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 33 まず、新鮮な牛 筋原 線 維 ③ に 1/40 量 (w/w)の シ ョ ウガ 酵 素 試 料 ① を添加し、50℃で 30 分反 応 さ せた 場 合 であ る が、S D Sポ リ ア ク リ ル アミドゲル電 気 泳 動 図 ④ に は 顕 著 な変 化 が 認 め ら れ な か っ た 。 こ の 酵 素添加量は、牛 肉 に対 し て ショ ウ ガ 搾汁 を 計 算上 20% 加え た 時 の 量 に 相当するが、肉 の 食感 評 価 では 軟 化 が認 め ら れて い た ため ( 図 11-B )、 筋原線維タン パ ク 質 の 分 解 が 進 行 して い る も の と 予 想 し て い た 。 し か し、電気泳動 図 上 は こ の サ ブ ユ ニ ット に 分 解 は 認 め ら れ な か っ た 。 そ こで図示しない が、シ ョ ウガ 酵 素 の添 加 量 を筋 原 線維 の 1/10 量 に 増 加 させ同様の実 験 を 行 っ た と こ ろ 、 各サ ブ ユ ニ ッ ト に は 顕 著 な 分 解 が 認 められた(この 添 加量 は 牛 肉に 対 し て 100%の ショ ウ ガ 搾汁 を 加 え た こ とになり通常の 食 生活 で は 起こ り え ない )。な お、試 薬 とし て 購 入 し た パパイン製剤⑤ で は、わず か 1/500 量( w/w)の添 加 で 筋原 線 維 の 全 体 にわたるタンパ ク 質の 分 解 が確 認 さ れた 。 妻鹿らは 4 8 ) 鶏大腿筋の筋 原 線維 に 3% 量の シ ョ ウガ 酵 素 調 製 物 を 反応させミ オシ ン 重 鎖 の 限 定 分 解 に 伴 い 150k D a の 生 成 物 が で き る ことを報告して い る。 下 村 らは 6 0 ) 、 バシ ョ ウ カジ キ 肉 より ア ク ト ミ オ シンを調製し 3% シ ョ ウガ 汁 を 加え て 5 日 間 冷蔵 保 管 し、 ミ オ シ ン 重 鎖とアクチンに 分 解を 認 め た。 牧 之 段ら は 5 0 ) 、粉 末 シ ョウ ガ よ り 抽 出 した酵素液を ス ケ ト ウ ダ ラ 筋 原 線 維へ 作 用 さ せ 、 ミ オ シ ン 重 鎖 、 ア ク チン量の減少お よ びト ロ ポ ミオ シ ン の消 失 を 観察 し て いる 。 本研究によると 、 ショ ウ ガ 汁を 20% 程度 ま で 肉に 添 加 した 場 合 は 、 肉質は軟らか く な る が 、 ミ オ シ ン 重鎖 の 分 解 ま で は 起 こ ら な い と い う 結果となった 。 い ず れ に せ よ 、 シ ョウ ガ 酵 素 が 筋 タ ン パ ク 質 の 構 造 に 関与すること は 明 ら か で あ り 、 そ の酵 素 活 性 の 度 合 は 、 シ ョ ウ ガ 原 料 (種、産地、保 存期 間 、加 工 方法 等)、タ ン パ ク質( 基 質 )の 種 類 、 酵 素標品の調製法 、保 存 方法 、安 定 化剤 の 種 類 、反 応 条 件( 温度 ・ p H ・ 塩濃度等)に よ り 大 き く 変 化 す る もの と 思 わ れ る の で 体 系 的 な 検 討 が 必要と思われる 。
  18. 18. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 34 第 4 章 ショウガ酵素の 利 用と 展 望 1. 肉軟化とショウ ガ 酵 素 Figure 17. Composition of Muscle. Each component were quantified according to “Fisheries biochemistry & food science experiment”. 61) Sardine: white muscle from the dorsal part was used, Rabbit: Longissimus dorsi muscle was used. 図 17. 筋肉の成分(魚肉と畜肉の比較) 図 17 にイワシとウ サ ギ筋 肉 の 水分 、脂質 、灰 分、お よび 、 タ ン パ ク 質(水溶性、塩可 溶 性 、塩不 溶 性 )の分 析 結 果を 示 し た 。肉 軟 化 に 関 し ては、魚肉で はあ ま り 重要 視 さ れな い も のの 、畜 肉 では 肉 の 硬 軟 度( テ ンダーネス、かた さ 、や わ らか さ )が 肉質 の 良 否を 決 定 する 主 要 因 と な っている。6 3 ) 図 17 の魚肉と畜肉 の タ ンパ ク 質 組成 の 比 較か ら 、畜 肉 で はコラーゲン 、 エ ラ ス チ ン 等 で 形 成さ れ る 筋 基 質 、 結 合 組 織 等 が 魚 肉 の 3 倍以上多いこ とが わ か った 。 畜肉の結合組織 の 分布 状 態 を理 解 す るた め 、図 18 に 筋 肉の 組 織 構 成 6 2 , 6 3 ) を模式図にま とめ た 。 これ に よ ると 、 筋 肉ブ ロ ッ クは 筋 上 膜 ① に 包まれ、その 末 端 は 腱 ⑫ を 介 し て 骨と 結 合 し て い る 。 筋 収 縮 方 向 に 対 して垂直になる よ う筋 肉 を 切断 す る と、 そ の 表面 に は 直径 20~1 00 μ m の筋細胞④の 集 合 体 が 観 察 さ れ る 。筋 細 胞 は 筋 内 膜 ③ に 包 ま れ 、 さ ら に 50~150 本束ね られ て 筋 周膜 ② に 包ま れ る 。
  19. 19. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 35 Figure 18. Schematic diagram of skeletal muscle tissue, cell, and the constituent protein. (1)epimysium, (2)perimysium, (3)endomys i um, (4)muscle cell, (5)myofibrils, (6)myosin thick filament, (7)actin fila me nt (8)connectin,64,65) (9)nebulin66), (10)alpha-actinin67), (11)m-proteim68). 図 18. 骨格筋組織、筋細胞、構成タンパク質の模式図. これら筋膜はコ ラ ー ゲン を 主 成分 と す る結 合 組 織で あ り 62) 、 家 畜 の 年齢、運動量、発 達 程度 、食 肉 部 位な ど で その 線 維 形状 は 異 な る が 、高 度に分子内架 橋 を 形 成 し た 不 溶 性 コラ ー ゲ ン の 多 い 肉 で は 硬 い 食 味 性 を示すことが知 ら れて い る (background toughness)。6 3 ) また 、 筋 細 胞④を構成す る 筋 原 線 維 ⑤ に も 構 造を 安 定 化 す る 骨 格 タ ン パ ク 質 や 微 量タンパク質 が 含 ま れ て い て 、 例 えば 、 筋 原 線 維 の 構 造 単 位 で あ る サ ルコメア(図 18 右 下 )を 連 結 する Z 線 構成 物 質 のα -ア ク チ ニン ⑩ 6 7 ) 、 アクチンフィ ラ メ ン ト の 構 造 保 持 に寄 与 す る と 考 え ら れ る ネ ブ リ ン ⑨ 6 6 ) 、およびミ オ シ ン フ ィ ラメ ン ト の 運 動 を 円 滑 に 支 持 す る コ ネ ク チ ン 6 9 ) 等が報告さ れ て い る 。 ショ ウ ガ 酵 素 は 、 牛 ア キ レ ス 腱 Ⅰ 型 コ ラ ー ゲ ンを速やかに分 解 した た め( 図 15)、筋 膜 や 骨格 タ ンパ ク 質 を分 解 し て 、 筋肉の軟化に寄 与 する 可 能 性が 十 分 に考 え ら れる 。
  20. 20. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 36 Figure 19. Postmortem changes of ATP content, pH, and myofibrillar total ATPas e activity of muscles. Sardines (Sardinops melanosticta) were caught by a fixed shore net, killed by hitting heads, taken out the back meat, wrapped, and stored at 15o C. Rabbits taken out the longissimus dorsi muscle after the slaughter and stored at 35o C. At constant time intervals, ATP content 7 0 ) , pH, and total ATPase activity of myofibrils 7 1 ) was measured. Ca-ATPase: 5mM CaCl2 , 50mM KCl, 25mM Tris- maleate(pH7), 1mM ATP, Mg-ATPase: 2mM MgCl2 , 0.25mM CaCl2 , 50mM KCl, 25mM Tris-maleate(pH7), 1mM ATP, EDTA-ATP ase: 5mM EDTA, 50mM KCl, 25mM Tris- maleate(pH7), 1mM ATP. 図 19. 死後の筋肉の ATP 含量、pH、筋原線維 ATPase 全活性の変化.
  21. 21. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 37 一方、死後の 骨格 筋 で は筋 小 胞 体か ら Ca+ + が 放 出 され 、ATP エ ネ ル ギ ーを消費して細 い フィ ラ メ ント ( ア クチ ン フ ィラ メ ン ト⑦ : 図 18) 間 に太いフィラ メ ン ト ( ミ オ シ ン フ ィラ メ ン ト ⑥ ) が 滑 り 込 ん で 収 縮 が 起こる。時間経 過 とと も に ATP は 消 失し て し まい 、 両 フィ ラ メ ン ト は 架橋を形成し硬 直 状態 と な る。7 2 - 7 5 ) 筋原線維タンパ ク 質の 筋 収 縮 に 起 因した硬軟度の 変 化は 、 Actomyosin toughness と呼ばれている 。6 3 ) 図 19 は、死後の 筋 肉内 で 起 こる 生 化 学的 変 化を イ ワ シは 15 ℃( 最 適 環境水温)7 6 ) 、ウ サ ギは 35℃( 体 温 付近 ) で 分析 し た 結果 で あ る 。 魚 肉の筋原線維は 本 来変 性 し 易 く 7 7 ) 、 さ ら に pH の 低 下 によ り ミ オ シ ン やアクチンは不 可 逆的 な 酸 変性 を 起 こし 7 8 , 1 0 0 ) 、そ の 後 の筋 硬 直 に 影 響 を及ぼしていく も のと 推 定 され る 。 しか し 、 ウサ ギ で は 35℃ 貯 蔵 中 に 顕著な ATPase の失 活 は 起ら ず 、 他の 研 究 者が 行 っ た 4℃7 9 ) 、10℃ 8 0 ) の 実験でも失活は 起 きて い な い。 高 橋 らは 8 1 ) 、 アク チ ン とミ オ シ ン 間 に 形成される硬 直 架 橋 は Z 線 の 弱 体 化で 弱 ま り サ ル コ メ ア 長 の 回 復 が 起 こること、ま た 、 硬 直 結 合 が 筋 原 線維 タ ン パ ク 質 の パ ラ ミ オ シ ン に よ って脆弱性され る こと を 報 告し て い る 。8 2 , 8 3 ) いずれにして も 、畜 肉 で は肉質を軟らか く する た め の熟 成 が 必要 で あ り( 豚 で 4~6 日 、 牛 で 8 ~10 日)8 4 ) 、ショウガ酵素 は表 5 で 示し た よ うに 短 期 間に 肉 軟 化 効 果 を実現できるた め 、有 望 な 肉軟 化 剤 にな り う ると 考 え られ る 。 2. ショウガ酵素の 応 用 分野 図 20 にショウガ酵 素 の 応用 分 野 を示 す 。ま ず 、す り お ろし シ ョ ウ ガ ①を添加した食 品 分野 で は 、ス パイ ス 、香 辛料 、薬 用 植 物と し て の 機 能 性 2 6 - 3 9 ) を組み合わせた 酵 素処 理 製 品が 考 え られ る 。例 えば 、大 豆 タ ン パク質 8 5 ) 、乳清タ ンパ ク 質 8 6 ) に は コ レス テ ロ ール 代 謝 の調 節 機 能 が あ り、スナック、 シ リア ル 等 の栄 養 補 助食 品 へ の応 用 が 考え ら れ る。 次に、ショ ウガ 粗 酵 素 ② の 応 用 と し て は酵 素 製 剤 が あ げ ら れ る が 、 他の植物プロテ ア ーゼ( パ パ イン 、パ パ イヤ 、キ ウ イ 、イ チ ジ ク )で は 既に特許申請例 が ある 8 7 ) 。 ま た、 食 品 アレ ル ギ ー8 8 , 8 9 ) を起 こ す 可 能 性 のある小麦グル テ ン 、牛乳 、魚 貝 類の タ ン パク 質 で は 、ショ ウ ガ 酵 素 処 理を施すことで 、アレ ル ギー 活 性 低減 食 品 への 展 開 が考 え ら れる 。 さ らに近年注目 を 集 め て い る の が 、 アン ジ オ テ ン シ ン Ⅰ 変 換 酵 素 を 阻 害
  22. 22. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 38 するペプチドに よ る血 圧 降 下作 用 で 9 0 - 9 2 ) 、植 物 タ ンパ ク 質 9 3 , 9 4 ) 、ゼ ラ チン 9 5 ) 、カゼイン 9 6 ) 、魚肉 9 7 , 9 8 ) を 分 解し て 機 能性 ペ プ チド を 精 製 す る 工程では、ショ ウ ガ酵 素 の 利用 が 充 分に 期 待 され る 。 最後に、ショ ウ ガ 精 製 酵 素 ③ で ある が 、 研 究 試 薬 分 野 で の 細 胞 材 料 の除去、単細 胞 へ の 分 離 な ど の 分 子生 物 学 的 分 野 へ の 応 用 が 考 え ら れ た。ただし、既に 示 し たよ う に(表 9、図 14)、酵 素 の精 製 方 法 、そ の 安定化、収量 等 に つ い て は 解 決 す る課 題 が 多 々 あ る と 思 わ れ る 。 市 川 は 9 9 ) 、新ショウガ 中に 低 分 子性 で 熱 安定 性 の ある シ ョ ウガ 酵 素 阻 害 因 子を見つけたが 、酵 素 の自 己 消 化の 防 止 、酵素 反 応 の停 止 、酵 素 の 安 定 化等において 重 要 な 物 質 に な る と 考え ら る 。 さ ら に 、 コ ラ ー ゲ ン の 分 解を抑える働き に よる 美 容 分野 へ の 展開 も 期 待で き る であ ろ う 。 Figure 20. Application field of ginger enzyme (zingibain). (1) Grated ginger : Marinade of tough meat with ginger juice, Food that improved nutritio na l value, water holding property and texture, Antimicrobial or antioxid a nt effect for raw materials, (2) Ginger crude enzyme: Meat softener, Anti- allergic food by proteolysis of wheat gluten, tropomyosin etc., Functio na l peptide, Giger enzyme inhibiting substances. (3) Ginger purified enzyme : Collagenase, Protease, Separation of cells and tissues. 図 20. ショウガ酵素の応用分野.
  23. 23. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 39 第 2 部要約、謝辞 Summary of Part 2 When ginger juice was added to tough beef and it was refrigerated for 1-2 days, the heated meat remarkably softened. An enzyme preparation having a molecular weight of about 30,000 was obtained from the acetone powder of ginger. The protease activity had 44 μg tyrosine equivalent / min per 1 g of raw ginger, the optimum temperature at pH5.8-7.3 was 50oC, and the activation energy (Ea) between 10 and 50 oC was 43 kJ / mol. The ginge r enzymes apparently degraded bovine type I collagen, but the myosin heavy chain and actin of beef myofibrils did not degrade. Postmorten changes in the muscle tenderness and the biochemical indicators were investigated. In the fish meat (sardine), the softening of rigor mortis and 20% of inactiva t io n of myofibrillar ATPase was observed within 8-24 hours, but in lives to ck meat (rabbit) soften within 24-36hours and the myofibrillar ATPase was not inactivated. The cause of the beef tenderizing effect when ginger enzyme is added will be discussed in relation to myofibrils, connective tissue and small amount of structural proteins. In addition, the prospects of the applica t io n field of ginger enzyme ( Zingibain) was described. シ ョ ウ ガ 搾 り汁 を硬い 牛肉 に添 加し 1~ 2 日 冷蔵 保存す ると、その加熱肉 の 食 感 は 軟 らか くな った 。ショ ウガ・アセ トン 粉末 から分 子量 約 3 万の酵素 標 品 を 調 製 した 。そ のプ ロテア ーゼ 活性は 原料 1g あ たり 44μg チロシン当 量 /min を 示 し 、最 適温 度は 50℃ (pH5.8-pH7.3)、10~50℃ における活性化エ ネ ル ギ ー (Ea)は 43kJ/mol を示 した 。ショ ウガ 酵素 は牛Ⅰ型 コ ラーゲンを分 解 し た が 、牛 筋原線 維の ミオシ ン重 鎖やア クチ ンは 分解し なかった。死後の 筋 肉 の 硬 さ と生 化学 的指 標の変 化を 調べた 。魚(イ ワシ)では 8~24 時間で 筋 肉 が 解 硬 し ATPase は 20%失 活し たが、畜 肉( ウサ ギ)では 24~36 時間で 解 硬 は 起 っ たが ATPase は失活 しな かった 。シ ョウ ガ酵素 を添加した時の牛 肉 の 軟 化 効 果に つい て、筋原線 維、結合組 織、微量 の構造 タンパク質との関 係 で 原 因 を 推察 した 。また 、ショ ウガ酵 素の 応用分 野に ついて 展望を述べた。
  24. 24. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 40 謝 辞 本 資 料 を ま と める にあ たり、学術 的のみ なら ず保 健食品 をとりまく最近の 社 会 情 勢 や 各国 の動 向に ついて 、ご 助言、ご指 導を いただ いた京都大学食糧 科 学 研 究 所 の安 本教 傳教 授に心 から 感謝い たし ます。 ま た 、畜 肉 タ ンパク 質に 関する ご助 言は、北海 道大 学農学 部の 安井 勉教 授 か ら 、魚 肉タ ンパ ク質 に関す るご 助言、ご指 導は 、北海 道大学水産学部の 新 井 健 一 教 授よ りい ただ いたも ので 、ここ に併 せて謝 意を 表し ます。 Acknowledgments I would like to thank Professor Kyoden Yasumoto of Kyoto University Food Science Institute for advice and guidance on this research and for the information provision on recent social situation or countries trends surrounding health food. Also, advice on livestock meat protein is obtained from Professor Tsutomu Yasui of Hokkaido University Faculty of Agriculture, and guidance and advice on fish meat protein is obtained from Professor Kenichi Arai of Hokkaido University Faculty of Fisheries. I would like to express my appreciation in this regard.
  25. 25. ショウガ, デザイナーフーズ, ジンジベイン 橋本昭彦 1992.7 41 引 用 文 献 01) 安本教傳ほか著 (1991) 老人の食生活と栄養, 琵琶湖長寿科学シンポジウム実行委員会編, 医歯薬出版, 東京. 02) 糸川嘉則, 栗山欣弥, 安本教傳責任編集 (1992) アルコールと栄養 : お酒とうまく付き合う ために, 日本栄養・食糧学会編, 光生館, 東京. 03) 板倉弘重, 吉村学, 安本教傳責任編集 (1992) 成人病と栄養: 高齢化社会に向けて, 光生館, 東京. 04) Brody J. E. (1991.2.19) Fortified foods could fight off cancer, The New York Times. 05) Pariza M.W. (1992) Designer foods: effects on development of cancer, J. Natl. Cancer Inst. Monogr., 12: 105-107. 06) 井上吉之, 小野誠志, 杉田浩一, 森 雅央 (1968) 日本食品事典, 医歯薬出版, p.281, 東京. 07) 刈米達夫, 木村康一監修 (1980) 薬用植物大辞典, 廣川書店, 東京. 08) McGinnis J.M, Nestle M. (1989) The Surgeon General's report on nutrition and health: policy implications and implementation strategies, Am. J. Clin. Nutr., 49: 23-28. 09) Govindarajan V. S. (1982) Ginger chemistry, technology, and quality evaluation part1, Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 17: 1-96. 10) Craker L.E, Simon J.E. (1986) Herbs spices and medicinal plants, Recent advances in Botany, Horticulture and Pharmacology 1. 11) 藤巻正生監修 (1988) 食品機能-機能性食品創製の基盤, 学会出版センター, 東京. 12) 中谷延二 (1990) 最近の天然抗酸化性物質の研究, 日本食品工業学会誌, 37: 569-576. 13) 道 喜美代, 大沢はま子, 中浜信子, 桜井幸子 (1968) しょうがの肉軟化効果について, 家 政学雑誌, 19: 167-169. 14) 日本薬局方解説書第十一改正 (1986), 「ショウキョウ」, 廣川書店, 東京. 15) 厚生省 (1990) 無承認無許可医薬品の指導取締りについて, 1990-11-22 薬発第 1179 号. 16) 田部昌弘, 安田眞宰穂, 足立有美, 氏田国恵, 鹿野美弘 (1992) 和産「金時ショウガ」の生育 ならびに辛味成分とジテルペン成分について, 生薬学雑誌, 46: 30-36. 17) McHale D, Laurie W.A, Sheridan J.B. (1989) Transformations of the pungent principles in extracts of ginger, Flavour Fragr. J., 4: 9-15. 18) Stewart J.J, Wood M.J, Wood C.D, Mims M.E. (1991) Effects of ginger on motion sickness susceptibility and gastric function, Pharmacology, 42: 111-120.
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