令和4年度 研究成果

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
Hideaki Shimizu, Fumikazu Akamatsu, Aya Kamada, Kazuya Koyama, Kazuhiro Iwashita, and Nami Goto-Yamamoto
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
Fumikazu Akamatsu, Tsutomu Fujii, Yukari Igi, Akiko Fujita, Osamu Yamada, and Atsuko Isogai
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
Yukio Osafune, Kenji Toshida, Jinshun Han, Toru Kishimoto, Sachiko Iizuka-Furukawa, Atsuko Isogai, and Nobuhiko Mukai
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
Michiko Endo, Ren Ito, Ayaka Ise, Shinya Ueta, Mei Yamamura, Yurina Uehara, Yuzo Fujii, Ryoko Kanda, Akiko Fujita, Atsuko Isogai, Tsutomu Fujii, and Osamu Yamada
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)

2022/7/27 掲載