令和4年度 研究成果

2. 第2四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Genetic architecture of berry aroma compounds in a QTL (quantitative trait loci) mapping population of interspecific hybrid grapes (Vitis labruscana×Vitis vinifera) 欧米雑種(ヴィティス・ヴィニフェラ×ヴィティス・ラブルスカナ)QTLマッピング集団の果実中の香気成分群の遺伝構造

著者
KOYAMA Kazuya, KONO Atsushi, BAN Yusuke, Sharon Marie Bahena-Garrido, OHAMA Tomoko, IWASHITA Kazuhiro, FUKUDA Hisashi, and GOTO-YAMAMOTO Nami
小山和哉、河野淳、伴雄介、シャロンマリエ・バヘナガリド、大浜友子、岩下和裕、福田央、後藤(山本)奈美
要約

BACKGROUND: Although grapes accumulate diverse groups of volatile compounds, their genetic regulation in different cultivars remains unelucidated. Therefore, this study investigated the volatile composition in the berries of an interspecific hybrid population from a Vitis labruscana ‘Campbell Early’ (CE) × Vitis vinifera ‘Muscat of Alexandria’ (MA) cross to understand the relationship among volatile compounds and their genetic regulation. Then, a quantitative trait locus (QTL) analysis of its volatile compounds was conducted.
RESULTS: While MA contained higher concentrations of monoterpenes and norisoprenoids, CE contained higher concentrations of C6 compounds, lactones and shikimic acid derivatives, including volatiles characteristic to American hybrids, i.e., methyl anthranilate, o-aminoacetophenone and mesifurane. Furthermore, a cluster analysis of volatile profiles in the hybrid population discovered ten coordinately modulated free and bound volatile clusters. QTL analysis identified a major QTL on linkage group (LG) 5 in the MA map for 14 monoterpene concentrations, consistent with a previously reported locus. Additionally, several QTLs detected in the CE map affected the concentrations of specific monoterpenes, such as linalool, citronellol and 1,8-cineol, modifying the monoterpene composition in the berries. As for the concentrations of five norisoprenoids, a major common QTL on LG2 was discovered first in this study. Several QTLs with minor effects were also discovered in various volatile groups, such as lactones, alcohols and shikimic acid derivatives.
CONCLUSION: An overview of the profiles of aroma compounds and their underlying QTLs in a population of interspecific hybrid grapes in which muscat flavor compounds and many other aroma compounds were mixed variously were elucidated. Coordinate modulation of the volatile clusters in the hybrid population suggested an independent mechanism for controlling the volatiles of each group. Accordingly, specific QTLs with significant effects were observed for terpenoids, norisoprenoids and some volatiles highly contained in CE berries.

背景:ブドウ果実は多様な種類の揮発性成分を蓄積するが、品種間差を制御している遺伝機構については明らかとなっていない。揮発性成分間の関連とこれらの遺伝制御について明らかとするため、我々は、ラブルスカ-ナ種の‘キャンベルアーリー’とヴィニフェラ種の‘マスカットオブアレキサンドリア’の交雑実生集団の果実における揮発性成分組成を調査し、個々の成分についてQTL解析を行った。
結果:‘マスカットオブアレキサンドリア’は多様なモノテルペン化合物やノルイソプレノイドを果実に高蓄積した。一方、‘キャンベルアーリー’ではC6化合物、ラクトン類及びシキミ酸誘導体を高濃度で含有したが、これらにはアメリカ系交配種の香気特性に特徴的なアントラニル酸メチル、アミノアセトフェノン、メシフランを含んでいた。交雑実生集団の果実中の揮発性成分のプロファイルのクラスター解析によって、連動して変動する10個の遊離及び結合型揮発性成分のクラスターが存在することが明らかとなった。QTL解析によって、14種のモノテルペン化合物で‘マスカットオブアレキサンドリア’の第5連鎖群に主要なQTLが検出されたが、これは既報と一貫していた。一方で、‘キャンベルアーリー’アレル上でみつかった複数のQTLは、リナロール、シトロネロール、ゲラニオール、1,8シネオールなどの特定のテルペン化合物の蓄積に影響し、果実中のモノテルペン組成を変動させていることが明らかとなった。更に、第2連鎖群には、5種のノルイソプレノイドに共通する主要なQTLが存在することが新たに明らかとなった。一方、ラクトン類、アルコール類、シキミ酸誘導体などの揮発性成分に関する複数のマイナーなQTLが発見された。
結論:マスカット香のみならずフォクシー香など多くのアロマが混ざり合う欧米交雑生群の果実中の香気成分プロファイル及び関連するQTLの全体像が明らかとなった。交雑集団において連動して変動する揮発性成分のクラスターが存在することから、それぞれのグループの揮発性成分を制御する独立した遺伝機構が存在することが示唆された。これらに対応して、テルペノイド、ノルイソプレノイド、また、‘キャンベルアーリー’果実中で高蓄積する複数のクラスの揮発性成分に対して、固有の有意な効果をもつQTLが存在することが明らかとなった。

掲載雑誌
BMC Plant biology, 22, 458 (2022)

2 Modeling the sake brewing characteristics of rice from brown rice metabolites 玄米メタボライトからの原料米醸造特性モデリング

著者
KOBAYASHI Takuji, KUMAZAKI Tsutomu, MORIKAWA Kana, KOMATSU-HATA Yuko, OKUDA Masaki, TAKAHASHI Masayuki, SAITO Ryota, ODA Ken, YAZAWA Hisashi, and IWASHITA Kazuhiro
小林拓嗣、熊崎努、森川佳奈、小松(畑)夕子、奥田将生、髙橋正之、齊藤亮太、織田健、矢澤彌、岩下和裕
要約

Sake, soy sauce, miso (Japanese bean paste), and beer are made from grains. The characteristics of the grain significantly affect the quality of the final product. Many studies have been performed to evaluate the sake-brewing characteristics of rice. However, current rice analysis methods are time and labor intensive and require large samples. We developed a novel method for predicting the brewing characteristics of sake rice using <1 g of sample. Brown rice extracts were analyzed by ultrahigh-performance liquid chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometry, and mass chromatogram data were used as explanatory variables. The objective variables were the physical and chemical properties of the rice, the enzymatic activity of the rice-koji, the fermentation properties of the sake mash, the standard analytical values of the sake, and the flavor component concentrations in the sake. Prediction models were developed using the orthogonal projections to latent structures method. The prediction performances of the models were verified, and 32 out of the 54 objective variables were used in well-performing models. In conclusion, we developed a method for predicting the rice properties and brewing characteristics from results acquired by analyzing <1 g of brown rice. The method is a powerful tool for breeding new sake rice cultivars for good brewing characteristics in early generations and will improve our understanding of fluctuations in the brewing characteristics of sake rice before each sake brewing season starts.

清酒や醤油、味噌、ビールは穀物から製造され、その穀物の特性が最終製品の品質に重要であることが知られている。清酒原料米の醸造特性評価に関しては、これまでに多くの研究がなされているが、原料米分析には時間や労力を要し、サンプル量も多く必要である。そこで我々は、1g未満の玄米を使って、その原料米の清酒醸造特性を予測する新しい方法の開発を行った。玄米抽出液をUPLC-Q/TOF-MSで分析したデータを説明変数、原料米の物理化学的特性や米麴の酵素力価、醪の発酵経過、製成酒の一般成分・香気成分データを目的変数として、重回帰分析の一つであるOPLS法により予測モデルを構築した。予測性能の検証の結果、54の目的変数の内34で良い予測モデルが構築されたことから、1g未満の玄米から原料米の醸造特性を予測可能であることが示された。本方法は、原料米の育種において、優れた醸造特性を有する候補株をより早期の世代で選抜することや醸造シーズン前にその年の原料米の醸造特性を把握するための強力なツールになると考えられる。

掲載雑誌
Journal of Bioscience and Bioengineering, 134(2), 116-124 (2022)

3 0次(早期)分析データを用いた酒米比較解析(第3報)
2002〜2019年度産原料米の蒸米酵素消化性(Brix)に出穂後気温が与える影響
Effects of temperature conditions after rice heading on enzyme digestibility (Brix) of steamed rice for the 2002–2019 crop years.

著者
髙橋圭、奥田将生、上用みどり、沼田美子代
TAKAHASHI Kei, OKUDA Masaki, JOYO Midori, and NUMATA Mineyo
要約

全国酒米統一分析法に基づいた蒸米酵素消化によるBrix値は、新米の溶解性(溶けやすさ)を推測し、清酒醸造工程を見直すために用いられることから清酒醸造に重要である。本研究において、我々は2002年から2019年の酒米0次分析で得られた24米品種のBrix値と地域気象観測システム(アメダス)から得られたイネ出穂後気温データとの関係を解析した。まず、広く栽培されている五百万石のBrix値が産地により差があるかどうかを解析すると、五百万石のBrix値は米産地によって有意に異なった。北海道で栽培された吟風、彗星、きたしずくは、イネ出穂後15日間の平均気温と最高気温と正に相関した。北海道産を除く全ての酒造好適米17品種のBrix値は、米品種に応じて出穂後11日〜30日間の最高気温と明らかな負の相関を示し、その相関は出穂後30日間の平均気温よりも強かった。いくつかの一般米では、Brixと出穂後気温の相関は観察されなかった。したがって、米品種に応じて最適化したイネ出穂後期間及び気温条件を利用すれば、特に酒造好適米のBrix値がより正確に推測できると考えられる。

The Brix value obtained by enzymatic digestion of steamed rice based on national brewer rice unified analysis methods is assumed to be important for Japanese sake brewers to estimate the digestibility of newly cropped rice and re-establish sake brewing procedures based on this value. Here, we explored the relationship between Brix and temperature during the rice developmental period using sequential earlier-period rice analysis data gathered from the 2002–2019 crop years for 24 rice varieties as well as data from the Automated Meteorological Data Acquisition System (AMeDAS). The Brix of Gohyakumangoku significantly differed depending on the production district. The Brix of Ginpu, Suisei, and Kitashizuku cropped in Hokkaido were positively correlated with the mean and maximum temperatures during the 15 days after heading (DAH) of rice. In all 17 rice cultivars for sake brewing, except for that cropped in Hokkaido, the Brix value was clearly and negatively correlated with maximum temperature during the middle and later stages over a month of rice development, rather than the average temperature during 30 DAH, depending on the rice cultivar. In some table rice cultivars, we did not observe a correlation between the Brix and temperature during the rice developmental period. Thus, by utilizing the optimized temperature conditions and the term after heading of rice, the Brix of the rice cultivars for sake brewing could be estimated more precisely.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 117(7), 503-518 (2022)

4 仕込水の性質が清酒醸造に及ぼす影響 Influence of the properties of brewing water on sake brewing

著者
奥田将生、上用みどり、寺本聡子、向井伸彦、高橋睦樹、鈴木更紗、土田洋史、平出淑恵、薮崎志穂、唐田幸彦、久田健一郎
OKUDA Masaki, JOYO Midori, TERAMOTO Satoko, MUKAI Nobuhiko, TAKAHASHI Mutsuki, SUZUKI Sarasa, TSUCHIDA Hiroshi, HIRAIDE Toshie, YABUSAKI Shiho, KARADA Yukihiko, and HISADA Kenichiro
要約

清酒製造場からの11種類の仕込水と純水及び超硬水の合計13種類の水を用いて、水質が清酒醸造に及ぼす影響を検討した。本研究では、清酒仕込に投入される無機成分含有量を比較し原料米に比べ仕込水の含有量が比較的多かった元素や無機陰イオン及び硬度等に着目し検討した。3通りの精米歩合の原料米を用いて清酒醸造試験を行った。超硬水を用いた場合、それ以外の仕込水と比べ清酒成分が顕著に異なることが認められた。製成酒の日本酒度、アミノ酸度、有機酸、香気成分の仕込水間の違いは、3通りの全ての精米歩合においても類似した傾向が認められた。味覚センサー分析では、清酒仕込水の硬度の違いにより、酸味、苦味雑味、旨味コク、渋味刺激、渋味、旨味において異なるセンサー応答を示した。小仕込試験の結果、仕込水中のMg、Ca、Cl-、SO42-、硬度等と日本酒度、アミノ酸度や香気成分の一部、もろみ初期の発酵速度との間に高い相関がみられた。各仕込水中で蒸米の消化特性を調べたところ水のCaやSO42-濃度が高いとα-アミラーゼの無効吸着が抑制され消化性が高くなる一方でアミノ酸度の低下が認められた。各仕込水中での米の消化特性は、アミノ酸度、香気成分、発酵速度など清酒特性にも高い相関を示した。無機イオン溶液中の消化試験から、仕込水中のSO42-は、麹のα-アミラーゼの蒸米への無効吸着を抑制し米の溶解性を向上させる一方アミノ酸生成の抑制に効果的であった。以上から、仕込水に含まれるSO42-のような無機成分が米の溶解性とともに発酵特性及び清酒成分に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。

We investigated the influence of the water properties on the sake brewing process and sake compounds, using eleven kinds of water from sake breweries, a kind of pure water, and a kind of ultra-hard water from overseas. In the present study, we focused on the element concentrations which were relatively high in the brewing water as compared with those in the raw rice, the hardness, and the anions in the brewing water. The sakes were produced in three ways using rice with three different polishing ratios. The profiles of the produced sake using ultra-hard water differed significantly from those using the other water for sake brewing. The differences in sake meter, amino acidity, several flavor compounds and organic acids in the produced sake among 13 kinds of water tended to be similar in the three kinds of polishing ratios. In the taste sensor analysis of the produced sake, the sensor responses of Sour, Bitter and miscellaneous taste, Umami richness, Astringent stimulation and Astringency, in the sake using hard water differed significantly from those with soft water. The concentrations of compounds such as sake meter, amino acidity, several flavor compounds in the produced sake have shown a significant correlation with the concentrations of inorganic compounds such as Mg, Ca, Cl-, SO42- and hardness. The digestion test of steamed rice by koji in each brewing water have shown that high concentration of SO42- and Ca in brewing water resulted in high residual α-amylase activity and digestibility and low amino acid concentration in the digested solution. The above profiles of digested solutions have shown high correlations with the profiles of sake such as amino acidity, flavor compounds, and fermentation speed. The results of the digestion test in the inorganic ion solutions suggested that the SO42- effectively caused the high residual α-amylase activity, high digestibility and low amino acid concentration in the digested solution. The present study shows that the inorganic compounds such as SO42- in brewing water can significantly influence the digestibility of steamed rice, fermentation speed, and the concentration of sake compounds.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 117(8), 580-608 (2022)

5 全国新酒鑑評会出品酒の「甘臭・カラメル様」「焦臭」指摘に関与する成分とその生成要因の解析 Analysis of the compounds responsible for “sweet/caramel” and “burnt” characters in sake presented to Sake Contests and the factors affecting their formation

著者
磯谷敦子、横野瑞希、久保田健斗、上田剛、駒越まるみ、藤井力、落合伸夫、笹本喜久男
ISOGAI Atsuko, YOKONO Mizuki, KUBOTA Kento, UETA Takeshi, KOMAGOE Marumi, FUJII Tsutomu, OCHIAI Nobuo, and SASAMOTO Kikuo
要約

全国新酒鑑評会出品酒の「甘臭・カラメル様」、「焦臭」に寄与する成分およびその生成要因について検討した。揮発成分の網羅的解析の結果、鑑評会審査において「甘臭・カラメル様」(以下「甘臭」と略)もしくは「焦臭」の指摘が多かった出品酒(指摘酒)は、これらの指摘のなかった成績上位酒(対照酒)に比べて、アルデヒド類、アセタール類、含硫化合物などが多い傾向がみられた。また、GC-olfactometryにより、「甘い」においを連想させる成分としてホモフラネオールなどが見いだされた。網羅的解析およびGC-olfactometry により見いだされた成分(候補成分)を対照酒に添加すると、官能評価による「甘臭」および「焦臭」の強度が指摘酒に近づく傾向がみられ、候補成分の「甘臭」「焦臭」への関与が示唆された。これらの特性の生成要因について検討するため、小仕込み試験を行った。もろみへの酵素剤添加やもろみ期間の延長により、原エキス分や酵母死滅率の増加とともに、アルデヒド類、アセタール類、含硫化合物、ホモフラネオールなどが増加した。また、火入れ前に貯蔵することにより、アルデヒド類やアセタール類が大きく増加した。これらの結果から、もろみでの米の溶解や酵母の死滅、ならびに貯蔵が「甘臭」「焦臭」に関与する成分の生成に影響を及ぼすことが示唆された。

“Sweet/caramel” and “burnt” characters are perceived in about 10% of sake submitted to Sake Contests. We investigated the compounds responsible for the characters. Comprehensive volatile component analysis indicated that sake with a “sweet/caramel” or “burnt” character contained higher levels of aldehydes, acetals, and sulfur compounds compared with controls, or gold prize sake without the characters. In addition, several aroma compounds reminiscent of a “sweet” odor including homofuraneol were found by GC-olfactometry. Addition of the compounds detected by the comprehensive analysis and GC-olfactometry to control sake tended to increase the intensity of “sweet/caramel” and “burnt” odors in sensory analysis, which suggested their contribution to the characters. To investigate the brewing conditions causing the characters, small-scale sake brewing was carried out. Adding an enzyme agent to the moromi mash or lengthening the fermentation period increased the concentrations of aldehydes, acetals, sulfur compounds, and homofuraneol as the increment of the original extract and ratio of dead yeast. In addition, storage of sake before pasteurization greatly increased aldehydes and acetals. These results indicate that rice dissolution, yeast cell death, and storage affect the formation of compounds responsible for “sweet/caramel” and “burnt” characters.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 117(9), 657-667 (2022)

6 酒米の液中放置における酵素消化性の低下特性に関する研究 Study on the decreasing property of enzyme digestibility of sake rice in ethanol containing buffer

著者
平澤亮太郎、本間一郎、西田郁久、金桶光起、奥田将生、平田 大
HIRASAWA Ryotaro, HONMA Ichiro, NISHIDA Ikuhisa, KANEOKE Mitsuoki, OKUDA Masaki, and HIRATA Dai
要約

新潟県産米の五百万石と越淡麗について、山田錦を対照として、醪中での蒸米の老化(消化性低下特性)を推定するため、エタノール含有緩衝液で液中放置した蒸米の酵素消化性を調べた。その結果、これまでの他の米品種の報告と同様、五百万石、越淡麗は、液中放置期間が長いほど酵素消化性が低下した。また、エタノール存在下で酵素消化性が低下するが、その程度はエタノール濃度が高いほど大きかった。また、本研究では、液中放置した蒸米の酵素消化性と精米歩合の関係を調べた。以前の報告では、酵素消化性は精米歩合50%の方が70%より高いことが示された。しかし、本研究において、液中放置した蒸米の相対消化性の低下は、精米歩50%の方が70%より大きかった。この結果は、高精白米は低精白米より液中老化が進行しやすい事を示唆した。さらに、液中放置20日間で低下した相対消化性を100%とし、液中放置の初期(0-10日)と後期(10-20日)での相対消化性の低下割合を調べた。その結果、消化性の低下割合は品種により異なる傾向を示した。最後に、放置期間の初期(1-11日)と後期(11-21日)に分け、酵素消化性の総和(初期総和Σ1+後期総和Σ2 =Σ3)を推定、比較した。その結果、越淡麗と山田錦の方が五百万石より 初期(Σ1)及び20日間の総和(Σ3)が大きく、以前の報告と同様の傾向であった。しかし、後期の酵素消化性の総和(Σ2)は、精米歩合50%では、五百万石が最も大きかった。以上より、米の酵素消化性は、品種や精米歩合により異なることが示唆された。
以上より、液中放置の初期と後期において米の酵素消化性は、品種、精米歩合、エタノール濃度の影響を受けることが示唆された。醪での蒸米の酵素消化性を推定するには、更なる解析が必要である。

To estimate the decreasing property of enzyme digestibility (ED) in sake mash of the steamed rice of Gohyakumangoku (GOM) and Koshitanrei (KOS) harvested in Niigata prefecture, we examined the ED of GOM and KOS in ethanol-containing buffer using Yamadanishiki (YAM) as a control rice. As a result, as in previous reports of other rice varieties, the ED of GOM and KOS decreased the longer they remained in the liquid. In addition, the ED decreased in the presence of ethanol, and it decreased more with increased ethanol concentration. Previous reports showed that the ED of the rice of a 50% polishing ratio was higher than that of a 70% polishing ratio. However, in this study, regarding the relative enzyme digestibility (rED) with the ED of the start (day 0) as 100%, the decrease in rED in the rice of a 50% polishing ratio was larger than that in the rice of a 70% polishing ratio regardless of the rice variety. This result suggested that highly polished rice is more likely to undergo aging in liquid than low-polished rice.Further, the rED that decreased after 20 days in liquid was set to 100%, and the decreasing ratio of rED in the early stage (0-10 days) and the late stage (10-20 days) of being left in liquid was investigated. As a result, the decreasing ratio of rED tended to differ depending on the variety. Finally, the sum of ED (early total Σ1 + late total Σ2 = Σ3) was estimated and compared by dividing the period in liquid into the early stage (1-11 days) and the late stage(11-21 days). As a result, Σ1 and Σ3 of KOS and YAM were larger than those of GOM, and this result showed the same tendency as the previous report. However, in the rice of a 50% polishing ratio, Σ2 of GOM was the largest among these rices. These results suggested that the ED of rice differs depending on the variety and rice polishing ratio.
From the above, it was suggested that the ED of rice was affected by the variety,rice polishing ratio, and ethanol concentration in the early and late stages of being left in the liquid. Further analysis will be required to estimate the ED of steamed rice in sake mash.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 117(9), 647-656 (2022)

7 岐阜大酵母GY115-a3株と岐阜県G酵母NFG株を用いた混合発酵による清酒醸造 Sake brewing by mixed culture using Gifu university yeast strain GY115-a3 and Gifu prefecture yeast strain NFG

著者
奥村真衣、吉村明浩、澤井美伯、久松賢太郎、正木和夫、島田昌也、早川享志、中川智行
OKUMURA Mai, YOSHIMURA Akihiro, SAWAI Yoshinori, HISAMATSU Kentaro, MASAKI Kazuo, SHIMADA Masaya, HAYAKAWA Takashi, and NAKAGAWA Tomoyuki
要約

本研究では、泡なし岐阜大酵母GY115-a3株と泡なし岐阜県G酵母NFG株との混合発酵による清酒醸造試験を行った。GY115-a3株はNFG株に対してキラー性を示さず、両株の混合発酵で醸成した清酒はアルコール度および日本酒度は,それぞれ16.7%と-3.7、酸度は1.82とGY115-a3株単独での発酵よりも高アルコール度/低酸度であったが、リンゴ酸/コハク酸(MA/SA)比が0.46とGY115-a3株に特徴的な有機酸組成を示し、NFG株に特徴的な吟醸香が付与されていた。このように、本研究ではGY115-a3株とNFG株の混合発酵による清酒醸造は、GY115-a3株の特徴的な有機酸組成に由来する風味を活かしたまま日本酒度および吟醸香を強化した個性的な清酒が醸造できることを証明した。

In this study, we aimed to show the possibility of sake brewing by mixed culture using Gifu University yeast strain GY115-a3 and Gifu Prefecture yeast strain NFG. A large-scale sake fermentation by mixed culture using strains GY115-a3 and NFG produced a unique type of sake that possessed a light and dry taste (values for alcohol, sake meter, and acidity of 16.7%, -3.7, and 1.82, respectively), and a similar malic acid/succinic acid (MA/SA) value (0.46) and content of ginjo-ka as a case of single culture using strain GY115-a3 and strain NFG, respectively. These results indicate that sake brewing by mixed culture of sake yeast strains together with strain GY115-a3 is useful for making a unique type of sake with flavor and taste produced by strain GY115-a3.

掲載雑誌
美味技術学会誌, 21(1), 27-31 (2022)

8 令和2酒造年度全国新酒鑑評会出品酒の分析について Analysis of sake components presented to the Japan sake awards 2021

著者
岸本徹、藤田晃子、飯塚幸子、神田涼子、寺本聡子、山田修、福田央
KISHIMOTO Toru, FUJITA Akiko, IIZUKA Sachiko, KANDA Ryoko, TERAMOTO Satoko, YAMADA Osamu, and FUKUDA Hisashi
要約

令和2酒造年度全国新酒鑑評会(第109回鑑評会)は、当該年度生産清酒を全国的に調査研究することにより、製造技術と酒質の現状及び動向を明らかにし、もって清酒の品質及び酒造技術の向上に資するとともに、国民の清酒に対する認識を高めることを目的として、日本酒造組合中央会との共催により実施した。 審査は、酒類総合研究所において、令和3年4月20日(火)から22日(木)の3日間に予審を行い、令和3年5月11日(火)から12日(水)の2日間に決審を行った。政府の「新型コロナウイルス感染症対策本部」より緊急事態宣言が発出されたために、出品酒を公開するための製造技術研究会(於・東広島運動公園体育館)及び日本酒造組合中央会主催の公開きき酒会(於・東京)の開催を中止した。 出品は821点であった。審査の結果、優秀と認められた413点を入賞酒とし、さらに入賞酒の中から決審にて特に優秀と認められた207点に金賞を授与した。出品酒については、審査に加え酒質の現状及び動向を調査研究するため、出品者の記載による「全国新酒鑑評会出品酒調査表」の内容を集計するとともに、成分分析(「老ねやすさ」の受託分析を含む。)を行った。

掲載雑誌
酒類総合研究所報告, 194, 1-17 (2021)

9 第44回本格焼酎・泡盛鑑評会について Review of the 44th Honkaku Shochu and Awamori Contest in 2021

著者
向井伸彦、磯谷敦子、奥田将生、正木和夫、髙橋圭、長船行雄、ボルジギンソリナ、福田央
MUKAI Nobuhiko, ISOGAI Atsuko, OKUDA Masaki, MASAKI Kazuo, TAKAHASHI Kei, OSAFUNE Yukio, BOERZHIJIN Surina, and FUKUDA Hisashi
要約

単式蒸留焼酎を全国的に調査研究することにより、製造技術と品質の現状及び動向を明らかにし、もって単式蒸留焼酎の製造技術及び品質の向上に資することを目的として、第44回本格焼酎・泡盛鑑評会を酒類総合研究所(以下、「研究所」)と日本酒造組合中央会(以下、「中央会」)の共催で開催した。 当初、令和3年6月に審査及び製造技術研究会を実施する予定にしていたが、5月16日(日)に広島県に「緊急事態宣言」が発令され、より一層の移動の自粛や新型コロナウイルスの感染防止措置が求められたことから、いったん延期の判断をした。その後、6月21日(月)に広島県の緊急事態宣言が解除されたことを受け、感染防止に配慮しつつ再開することを決定し、8月3日(火)及び4日(水)に審査を、8月27日(金)に製造技術研究会を実施した。 出品状況、審査及び分析結果の概要について報告する。 ところで、輸出促進等に資する品質確保のために、第37回から分析を希望する出品者に対して有料でメタノールの受託分析を実施してきた。一方、平成28年12月27日に台湾における甘藷蒸留酒(甘藷焼酎)のメタノールの規制値が1000 ㎎/l以下から2000 ㎎/l以下(エタノール濃度100%換算)に緩和され、また、日本の食品衛生法上のアルコール飲料中のメタノールの規制値が令和2年3月25日に1 ㎎/ml未満から1.2 ㎎/ml以内に引き上げられたことから、研究所と中央会は一定の役目を果たしたと判断し、受託分析については前回の受付をもって終了した。 なお、向井らは市販甘藷焼酎137点のメタノール含量について調査しており、日本の食品衛生法の規制値を超過した製品は無かった一方、台湾の規制値については、緩和された規制値ではほとんどの製品が超過しなかったものの、一部の製品については超過する可能性があるため、台湾向けに輸出する場合は引き続き注意を払う必要がある。

掲載雑誌
酒類総合研究所報告, 194, 18-34 (2021)

10 全国地ビール品質審査会2022出品酒の分析について Analysis of beer components presented to craft beer contest of Japan Brewers Association in 2022

著者
日下一尊、寺本聡子、江村隆幸
KUSAKA Kazutaka, TERAMOTO Satoko, and EMURA Takayuki
要約

全国地ビール品質審査会2022は、地ビールの醸造技術向上及び品質改善を目的として、全国地ビール醸造者協議会(Japan Brewers Association)の主催により実施しており、本年で6回目となる。 今回は41社から107点の出品があり、品質審査会を令和4年3月23日(水)及び24日(木)に、独立行政法人酒類総合研究所(広島県東広島市)で実施した。出品酒については、令和3年2月から3月の期間において、研究所において成分分析及び微生物検査を実施したので、その結果について報告する。

掲載雑誌
酒類総合研究所報告, 194, 35-41 (2021)

2022/11/15 掲載


1. 第1四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Effects of variety and vintage on the minerals of grape juice from a single vineyard 単一圃場で栽培されたワイン用ブドウ果汁のミネラル濃度における品種と収穫年の影響

著者
SHIMIZU Hideaki, AKAMATSU Fumikazu, KAMADA Aya, KOYAMA Kazuya, IWASHITA Kazuhiro, and GOTO-YAMAMOTO Nami
清水秀明、赤松史一、鎌田綾、小山和哉、岩下和裕、後藤奈美
要約

The mineral composition of wine depends on the soil where the grapes are grown, and therefore has been used to distinguish the geographical origin of different wines. However, several factors, including grape variety and vintage, also alter the mineral content of wine. Here, we measured the concentration of 18 elements in 9–10 grape varieties grown in a single vineyard under the same conditions (soil, weather, pruning, and fertilizer) for three years to explore the variation in mineral composition within a vineyard. In principal component analysis, grape varieties were differentiated by the first principal component (PC1), which was mainly contributed by four elements (Ca, Sr, Ga, and Ba; loading score >0.7), while vintages were differentiated by PC2 and PC3, which were mainly contributed by three (Mg, P, and S) and one (Mn) elements, respectively (loading scores >0.7). Both grape variety and vintage affected grape mineral concentration; however, the extent of variation among grapes from our single vineyard was relatively small in comparison to variations previously reported among grapes from different vineyards.

ワインに含まれるミネラル組成はブドウが育った土壌の影響を受けるため、ワインの産地を識別するのに用いられている。しかしながら、ブドウ品種や収穫年を含む複数要因よってミネラル濃度が変化する。本研究では、土壌・気候・栽培管理・施肥が同じ条件の単一圃場で栽培したワイン用ブドウ9~10品種の18元素(Li, B, Na, Mg, Si, P, S, K, Ca, Mn, Co, Ni, Ga, Rb, Sr, Mo, Ba, Pb)を、3年間測定し、ミネラル濃度の変動を調査した。18元素濃度を基にした主成分分析の結果、ブドウ品種は主成分1で分かれ、4元素(Ca, Sr, Ga, Ba)の寄与が大きかった(因子負荷量>0.7)。一方、収穫年は主成分2と主成分3で分かれ、それぞれ3元素(Mg, P, S)と1元素(Mn)の寄与が大きかった(因子負荷量>0.7)。ブドウの品種と収穫年はブドウ果汁のミネラル濃度に影響を及ぼす結果であったが、単一圃場内のブドウ果汁のミネラル濃度の変動は、圃場間の変動と比べると比較的小さかった。

掲載雑誌
Journal of Food Composition and Analysis, 107, 104377 (2022)

2 Different carbon stable isotopic compositions of CO2 in sparkling sake using natural and exogenous carbonation methods 瓶内二次発酵法と二酸化炭素注入法を使用したスパークリング清酒中のCO2の炭素安定同位体比の差異

著者
AKAMATSU Fumikazu, FUJII Tsutomu, IGI Yukari, FUJITA Akiko, YAMADA Osamu, and ISOGAI Atsuko
赤松史一、藤井力、伊木由香理、藤田晃子、山田修、磯谷敦子
要約

Sparkling sake has recently become a popular alcoholic beverage and is manufactured using one of two types of carbonation method. In this study, we determined the carbon stable isotopic composition (expressed as δ13C) of CO2 bubbles derived from rice (natural carbonation) or petroleum (exogenous carbonation) in sparkling sake to address authenticity. Our results showed that the CO2 δ13C values (−25.8 ± 0.5‰) in sparkling sake manufactured using natural carbonation increased by 0.4 ± 1.2‰ relative to glucose δ13C values (−26.2 ± 1.0‰), while the ethanol δ13C values (−28.2 ± 0.3‰) decreased by 2.0 ± 1.0‰ relative to glucose δ13C values. The CO2 δ13C values of sparkling sake manufactured using natural carbonation were significantly higher than those manufactured using exogenous carbonation (−31.3 ± 3.4‰). However, there were no significant differences in the δ13C values of glucose and ethanol in sparkling sake manufactured using either natural or exogenous carbonation methods. Carbon stable isotope analysis of CO2 bubbles in sparkling sake will help determine the carbon source of CO2 and contribute to the authenticity of sparkling sake.

スパークリング清酒は近年人気のあるアルコール飲料であり、2種類ある炭酸ガス付与方法のどちらかを用いて製造されている。本研究では、信頼性確保のため、スパークリング清酒中の米(瓶内二次発酵)または石油(二酸化炭素注入)に由来するCO2気泡の炭素安定同位体比(δ13C値)を決定した。瓶内二次発酵で製造したスパークリング清酒のCO2δ13C値(-25.8±0.5‰)は、ブドウ糖のδ13C値(-26.2±1.0‰)に対して0.4±1.2‰増加し、エタノールのδ13C値は(-28.2±0.3‰)、ブドウ糖のδ13C値に比較して2.0±1.0‰減少していた。瓶内二次発酵で製造したスパークリング清酒に含まれるCO2δ13C値は、二酸化炭素注入で製造したスパークリング清酒(-31.3±3.4‰)より有意に高かった。しかし、グルコースとエタノールのδ13C値は、瓶内二次発酵法と二酸化炭素注入法の間で有意差はなかった。スパークリング清酒に含まれるCO2の炭素安定同位体比分析は、CO2の炭素源を特定し、スパークリング清酒の信頼性確保に寄与することが期待される。

掲載雑誌
Journal of Food Composition and Analysis, 109, 104474 (2022)

3 Identification of 2-furanmethanethiol contributing to roast aroma in honkaku shochu and awamori 本格焼酎・泡盛の香ばしさに寄与する2-フランメタンチオールの同定

著者
OSAFUNE Yukio, TOSHIDA Kenji, HAN Jinshun, KISHIMOTO Toru, IIZUKA-FURUKAWA Sachiko, ISOGAI Atsuko, and MUKAI Nobuhiko
長船行雄、利田賢次、韓錦順、岸本徹、飯塚(古川)幸子、磯谷敦子、向井伸彦
要約

Honkaku shochu and awamori are traditional Japanese spirits. 2-Furanmethanethiol (2FM), a volatile thiol, was identified as a roast aroma compound in honkaku shochu and awamori. The detection threshold of 2FM in 25% (v/v) ethanol water solutions was determined as 1.6 ng/L. The odor activity values, calculated using the detection threshold suggested that 2FM affects the quality of honkaku shochu and awamori. The odor activity values of 2FM were higher in barley shochu distilled at atmospheric pressure than in sweet potato shochu, rice shochu and awamori; therefore, 2FM is considered to contribute to the characteristics of barley shochu.

本格焼酎・泡盛は日本の伝統的な蒸留酒である。我々は本格焼酎・泡盛の香ばしさに寄与する成分として揮発性のチオールである2-フランメタンチオール(2FM)を同定した。2FMの25%エタノール水溶液中での閾値を調査した結果、検知閾値は1.6 ng/Lであった。得られた検知閾値を用いて香気寄与度の指標であるOAVを算出した結果、2FMは本格焼酎・泡盛の品質に寄与していることが示唆された。算出したOAVの値は常圧の麦焼酎において甘藷焼酎や米焼酎、泡盛よりも比較的高い値を示したことから、2FMは麦焼酎の特徴に寄与していることが推察された。

掲載雑誌
Journal of Bioscience and Bioengineering, 133(6), 555-559 (2022)

4 Isolation of Aspergillus oryzae mutants producing low levels of 2,4,6-trichloroanisole 2,4,6-トリクロロアニソール生成能の低い麴菌Aspergillus oryzae変異株の取得

著者
ENDO Michiko, ITO Ren, ISE Ayaka, UETA Shinya, YAMAMURA Mei, UEHARA Yurina, FUJII Yuzo, KANDA Ryoko, FUJITA Akiko, ISOGAI Atsuko, FUJII Tsutomu, and YAMADA Osamu
遠藤路子、伊藤蓮、伊勢綾加、植田真矢、山村萌衣、上原由梨奈、藤井雄三、神田涼子、藤田晃子、磯谷敦子、藤井力、山田修
要約

Musty or moldy off-odor in sake severely reduces its quality. Such off-odor is caused by 2,4,6-trichloroanisole (TCA), a compound that is produced by Aspergillus oryzae during sake production by O-methylating the precursor 2,4,6-trichlorophenol (TCP). TCP suppresses the growth of fungi, including A. oryzae, although TCA does not. Therefore, strains that are unable to convert TCP to TCA should be sensitive to TCP in the medium. Nevertheless, A. oryzae with a disrupted O-methyltransferase gene (ΔomtT) grew in a medium containing TCP. In agar medium, we observed no growth difference between the ΔomtT strain and a non-disrupted transformant; however, a significant growth delay was observed with the ΔomtT strain grown in liquid medium containing 0.5 µg/mL of TCP. This strain was more sensitive to low concentrations of TCP, suggesting that omtT contributes to the conversion (detoxification) of TCP in liquid culture. We generated A. oryzae RIB 40 mutants by ultraviolet irradiation and then cultured them in liquid medium containing TCP to obtain strains that did not produce moldy odor. The slow-growing strains were cultured in agar plates and then used to make koji with added TCP. We obtained three strains with lower TCA-producing ability and with sufficient hydrolase activities for sake brewing.

清酒にカビ臭があると、品質が著しく損なわれる。カビ臭の主な原因物質は2,4,6-トリクロロアニソール(TCA)であり、TCAは清酒製造の製麴工程において麴菌が前駆体の2,4,6-トリクロロフェノール(TCP)をO-メチル化することで生じる。TCPは麴菌を含む菌類の増殖を抑えるが、TCAは増殖を抑えないため、TCPをTCAに変換できない株は培地中のTCPに感受性が高いと考えられる。麴菌のO-メチルトランスフェラーゼ遺伝子(omtT)の破壊株を用いてTCP存在下の生育を観察したところ、寒天培地では対照株と比べて差が見られなかったが、液体培地ではTCP 0.5 µg/mLで遅れが見られた。この株は低濃度のTCPに対して感受性が高かったことから、omtTは液体培養においてTCPの変換(無毒化)に関与していることが示唆された。そこで、カビ臭を生成しにくい麴菌を取得するため、麴菌に紫外線を照射して変異誘導し、TCPを含む液体培地で培養を行った。生育が遅れた株を用いてTCPを添加した寒天培養と製麴を行い、親株よりTCA生成能が低い麴菌3株を選抜した。これらの変異株を用いてつくった米麴は通常の米麴と遜色ない酵素活性を有していた。

掲載雑誌
Journal of General and Applied Microbiology, 68, 24-29 (2022)

5 全ゲノム情報を用いた黒麹菌Aspergillus luchuensisの系統解析 Phylogenetic analysis of Aspergillus luchuensis strains based on whole genome analysis

著者
塚原正俊、東春奈、水谷治、山田修、外山博英
TSUKAHARA Masatoshi, AZUMA Haruna, MIZUTANI Osamu, YAMADA Osamu, and TOYAMA Hirohide
要約

醸造産業における微生物の人為選抜は家畜化をもたらす。泡盛醸造に用いられる黒麹菌はいわゆる黒カビとは異なり、醸造に適した発酵能力を有し,高いクエン酸生産性やカビ毒非生産を有する。近年、黒麹菌の遺伝子情報が明らかになりAspergillus luchuensisとして再定義された 。今回、A. luchuensisの株間の詳細な系統関係を明らかにする目的で、全ゲノム情報を用いた比較解析を行った。41株の黒麹菌および近縁種の菌株のゲノム情報を比較することで系統樹を作成した。詳細な系統樹より、A. luchuensisは2つのグループに大別でき、醸造特性が異なる商用株はそれぞれ異なるグループに分配されていることがわかった。

Artificial selection of microorganisms in the fermentation industry may promote differentiation into domestication. Black‑koji mold utilized for awamori brewing appears to be optimized for alcohol fermentation and safe manufacturing with a high enzymic activity,citric acid production,and null toxin productivity. Recently,the diverse strains of black‑koji mold were proved to be identical in several genetic codings and were defined as a novel species, Aspergillus luchuensis. In this study,to determine the genetic basis for the diversity of A. luchuensis, a genome comparison of 41 strains including A. luchuensis and related species was conducted. Whole genome sequencing was performed by the next‑generation sequencer. Each obtained short reads data was mapped to the A. luchuensis RIB2604 (NBRC4314) genome as reference. The detected single nucleotide variants were retained for subsequent phylogenic analysis. The results indicated the differentiations accounting for diverse traits occurred in A. luchuensis, and that A. luchuensisis divided into two groups.

掲載雑誌
日本醸造協会誌,117(6),413-421 (2022)

6 S-adenosyl-L-homocysteine extends lifespan through methionine restriction effects S-アデノシルホモシステインはメチオニン制限を介して寿命を延長させる

著者
OGAWA Takafumi, MASUMURA Koji, KOHARA Yuki, KANAI Muneyoshi, SOGA Tomoyoshi, OHYA Yoshikazu, T Keith Blackwell, and MIZUNUMA Masaki
小川貴史、益村晃司、古原優希、金井宗良、曽我朋義、大矢禎一、T. Keith Blackwell、水沼正樹
要約

Methionine restriction (MetR) can extend lifespan and delay the onset of aging-associated pathologies in most model organisms. Previously, we showed that supplementation with the metabolite S-adenosyl-L-homocysteine (SAH) extends lifespan and activates the energy sensor AMP-activated protein kinase (AMPK) in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. However, the mechanism involved and whether SAH can extend metazoan lifespan have remained unknown. Here, we show that SAH supplementation reduces Met levels and recapitulates many physiological and molecular effects of MetR. In yeast, SAH supplementation leads to inhibition of the target of rapamycin complex 1 (TORC1) and activation of autophagy. Furthermore, in Caenorhabditis elegans SAH treatment extends lifespan by activating AMPK and providing benefits of MetR. Therefore, we propose that SAH can be used as an intervention to lower intracellular Met and confer benefits of MetR.

メチオニン制限はほとんどのモデル生物において寿命を延長させ、加齢に伴う病状の発症を遅らせることができる。以前に、代謝産物S-アデノシル-L-ホモシステイン(SAH)の添加が寿命を延ばし、出芽酵母 Saccharomyces cerevisiaeのエネルギーセンサーであるAMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)を活性化することを示した。しかし、関与するメカニズムと、SAHが後生動物の寿命を延長することができるかどうかは不明のままである。ここに、SAH添加が Metレベルを低下させ、メチオニン制限の多くの生理学的および分子的効果を再現することを示す。酵母では、SAHの添加によりラパマイシン複合体1(TORC1)の標的の阻害とオートファジーの活性化が誘導される。さらに、線虫において、SAH処理はAMPKを活性化し、メチオニン制限の利点を供給することにより寿命が延長する。それゆえ、SAHが、細胞内メチオニンを低下させ、メチオニン制限の利点を付与させるための処置として使用することができることを提唱する。

掲載雑誌
Aging Cell, 21(5), e13604 (2022)

2022/7/27 掲載