JP2017075133A - Method for solubilizing secondary cell walls - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide novel food materials derived from plant secondary cell walls.SOLUTION: A plant cell in which a primary cell wall is removed or crushed with cellulase is heated in an environment of pH 2.5 to 3.5. Then, an insoluble matter is removed by centrifugation or the like to obtain a solution which is a solubilized product according to the present invention. Furthermore, after removing the insoluble matter, it may be recovered as a precipitate by cooling, thawing after freezing, salt precipitation or the like to obtain a solubilized product according to the present invention. The solubilized product has excellent emulsifying action and foaming property and can be used as an emulsifying agent. In addition, since it is also a solubilized product of pectin, it can be used as various food materials as prebiotics.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は植物二次細胞壁の可溶化方法に関する。   The present invention relates to a method for solubilizing plant secondary cell walls.

植物性の食品素材は、穀物、果実、あるいは芋などの農業生産物として巨大な量が生産され、種々の食品用原料や果汁、発酵原料、飼料に用いられている。しかしながら、容易に加工されないいわゆる未利用農産物が多くある。これらは難分解繊維などとして取り扱われ、その一部は飼料として利用されるものの、そのほとんどは廃棄されてきた。また、その飼料でさえも、その難分解性のために肥育効果が少ない、すなわち消化しにくく、利用成分が抽出されにくいという問題点を抱えているものが多い。例えば、ダイズにおいては雪花菜(オカラ)であり、醤油粕であり、ジャガイモにおいては、ポテトパルプであり、リンゴやミカンにおいてはリンゴ粕、ミカン粕である。これらは、いずれも油脂やタンパク質やデンプンや果汁を搾り取った細胞壁を主とするいわゆる粕である。また、発酵原料などに汎用されるダイズ、サツマイモ、リンゴなどからも、発酵後に大量の粕(発酵粕)が出てきて、その多くは廃棄される。そして、粕だけでなく農産物そのものも十分には加工も利用もできていない。一方、バイオエタノールやバイオマスなどの原料として、植物性素材の利用も研究されているが、難分解性であるがゆえに、この分野でも十分には利用されていない。   Plant food materials are produced in huge quantities as agricultural products such as cereals, fruits, or strawberries, and are used in various food raw materials, fruit juices, fermentation raw materials, and feeds. However, there are many so-called unused agricultural products that are not easily processed. These are treated as hardly degradable fibers, and some of them are used as feed, but most of them have been discarded. Moreover, even the feed has many problems that the fattening effect is small because of its indegradability, that is, it is difficult to digest and the use components are difficult to extract. For example, in soybean, it is snow flower vegetables (okara), soy sauce cake, in potato it is potato pulp, and in apples and mandarin oranges, it is apple cake and mandarin orange cake. These are all so-called cocoons mainly composed of cell walls obtained by squeezing fats and oils, proteins, starches and fruit juices. In addition, a large amount of potato (fermented potato) is produced after fermentation from soybeans, sweet potatoes, apples, etc., which are widely used as fermentation raw materials, and most of them are discarded. And not only the straw but also the agricultural products themselves are not fully processed and used. On the other hand, the use of plant materials as raw materials such as bioethanol and biomass has been studied, but it is not sufficiently used in this field because it is difficult to decompose.

ところで、これらの難分解性である植物性素材をこれまで以上に利用するためには可溶化が重要であり、容易に可溶化できれば食品素材やバイオマス原料として更に利用できるはずである。これらの難分解性植物食品素材については、その組織と構成成分が明らかにされており、細胞壁のうち、難分解性繊維とされているものの主要な組織は、細胞内部側に存在する二次細胞壁であるとされている(非特許文献1〜3)。したがって、難分解性繊維の有効利用のためには、二次細胞壁を可溶化する方法が望まれる。例えばダイズ種子では、一次細胞壁の内側にある二次細胞壁の内部に油分を含むオイルボディ及びタンパク質を含むプロテインボディからなるダイズボディ構造体が存在している。一次細胞壁はセルロースを主体とするので単細胞化すればセルラーゼにより容易に可溶化除去できるが、二次細胞壁はペクチンとタンパク質を主体とした糖タンパク質なのでセルラーゼや通常のペクチナーゼでは可溶化できない。   By the way, solubilization is important in order to use these persistent plant materials more than ever, and if they can be easily solubilized, they should be further usable as food materials and biomass materials. These persistent plant food materials have been clarified in their tissues and constituents, and among the cell walls, the main tissue of the persistent cells is the secondary cell wall existing inside the cells. (Non-Patent Documents 1 to 3). Therefore, a method of solubilizing the secondary cell wall is desired for effective use of the hardly degradable fiber. For example, in soybean seeds, there is a soybean body structure composed of an oil body containing oil and a protein body containing protein inside the secondary cell wall inside the primary cell wall. Since the primary cell wall is mainly composed of cellulose, it can be easily solubilized and removed by cellulase if it is made into a single cell. However, since the secondary cell wall is a glycoprotein mainly composed of pectin and protein, it cannot be solubilized by cellulase or ordinary pectinase.

これまで、二次細胞壁を可溶化する方法として、水酸化ナトリウムのような強アルカリを用いる方法が知られているが(非特許文献2)、これらの方法では可溶化後にそのままでは食品素材として利用できない。また、アルカリ域での可溶化ではリジノアラニンのような腎毒性物質の生成が容易におこるので、当該方法も利用できない。変性剤であるドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を用いる方法もあるが、SDSも有毒であるために食品素材への利用はできない。また、強酸分解はバイオマス分野では単糖の生成のために利用されているが、例えば、食品分野で利用可能な粘性物であったり、ゲル化物であったり、多糖やタンパク質の形で利用する場合には低分子量過ぎて不向きである。また、特定のペクチナーゼにより二次細胞壁を可溶化する方法も報告されてはいるが(特許文献1、非特許文献2)、酵素分解では単糖やオリゴ糖、そしてペプチドといった低分子性の消化物の生成には適しているが、このような低分子性消化物以外の使用用途には不向きであり、しかも酵素生産に費用がかかることも好ましくはないと考えられ、別の簡便で安価な方法が望まれる。   Until now, as a method for solubilizing the secondary cell wall, a method using a strong alkali such as sodium hydroxide has been known (Non-patent Document 2), but these methods can be used as food materials as they are after solubilization. Can not. Further, since solubilization in the alkaline region easily generates nephrotoxic substances such as lysinoalanine, the method cannot be used. There is a method using sodium dodecyl sulfate (SDS), which is a denaturing agent, but since SDS is also toxic, it cannot be used as a food material. In addition, strong acid degradation is used for the production of monosaccharides in the biomass field. For example, when it is used in the food field, it is a viscous material, gelled material, polysaccharide or protein. Is unsuitable for low molecular weight. Although methods for solubilizing secondary cell walls with specific pectinases have been reported (Patent Document 1, Non-Patent Document 2), low-molecular digests such as monosaccharides, oligosaccharides, and peptides are used for enzymatic degradation. Although it is suitable for the production of lysozyme, it is not suitable for uses other than such low-molecular-weight digests, and it is considered not preferable that the enzyme production is expensive. Another simple and inexpensive method Is desired.

特開2004−43584号公報JP 2004-43584 A

Bob. B. Buchanan et al.、 植物の生化学・分子生物学、学会出版センター、47-48ページBob. B. Buchanan et al., Plant Biochemistry and Molecular Biology, Academic Publishing Center, pages 47-48 Kasai et al.、Enzymatic High Digestion of Soybean Milk Residue (Okara)、J. Agr & Food Chem.、2004、Vol. 52、No. 18、pp.5709-5716Kasai et al., Enzymatic High Digestion of Soybean Milk Residue (Okara), J. Agr & Food Chem., 2004, Vol. 52, No. 18, pp. 5709-5716 Kasai、Are Agricultural Plant Products and Residues Indigestive Fiberes?、J. Appl. Glycosci.、2008、55、pp.133-141 (2008).Kasai, Are Agricultural Plant Products and Residues Indigestive Fiberes? , J. Appl. Glycosci., 2008, 55, pp. 133-141 (2008).

本願発明は、酵素を用いることなく緩和な条件で二次細胞壁を分解することで、新たな食品素材を提供することにある。   The present invention is to provide a new food material by decomposing a secondary cell wall under mild conditions without using an enzyme.

本願発明は、pH2.5〜3.5の環境下で加熱する工程を含む二次細胞壁の可溶化方法に関する。   The present invention relates to a method for solubilizing a secondary cell wall, comprising a step of heating in an environment of pH 2.5 to 3.5.

本願発明によると、緩和な条件で二次細胞壁が分解、可溶化され、乳化剤として使用し得る分解産物を含む新たな食品素材が提供される。   According to the present invention, a new food material containing a degradation product that can be used as an emulsifier is provided by degrading and solubilizing secondary cell walls under mild conditions.

図1は二次細胞壁の加熱処理前後の大豆細胞の顕微鏡画像である。(A)は一次細胞壁分解後の画像、(B)は二次細胞壁分解後の画像である。(A)の破線囲みは二次細胞壁を示す。FIG. 1 is a microscopic image of soybean cells before and after heat treatment of the secondary cell wall. (A) is an image after primary cell wall decomposition, and (B) is an image after secondary cell wall decomposition. The broken line box in (A) shows the secondary cell wall. 図2はpHの変化が大豆二次細胞壁の可溶化に与える影響を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the effect of changes in pH on solubilization of soybean secondary cell walls. 図3は加熱時間の変化が大豆二次細胞壁の可溶化に与える影響を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the influence of changes in heating time on solubilization of soybean secondary cell walls. 図4は加熱温度の変化が大豆二次細胞壁の可溶化に与える影響を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the influence of changes in heating temperature on solubilization of soybean secondary cell walls. 図5は大豆二次細胞壁の可溶化可能なpHと加熱温度との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the solubilized pH of the soybean secondary cell wall and the heating temperature. 図6は市販の生オカラをpH3.0で加熱した後の顕微鏡画像である。(A)は加熱前の画像、(B)は加熱後の画像である。(A)の囲みは二次細胞壁を示す。FIG. 6 is a microscopic image after heating a commercially available raw okara at pH 3.0. (A) is an image before heating, and (B) is an image after heating. The box in (A) shows the secondary cell wall. 図7は大豆二次細胞壁の加熱処理前後の液の状態変化を示す画像である。(A)は加熱前の状態を、(B)は加熱後の状態を示す。FIG. 7 is an image showing the state change of the liquid before and after the heat treatment of the soybean secondary cell wall. (A) shows the state before heating, and (B) shows the state after heating. 図8は大豆二次細胞壁の可溶化物のSDS-PAGE画像である。(A)はBio-Safe CBB G250によるタンパク質の染色を、(B)は同CBB R-250によるタンパク質の染色を、(C)はPAS染色による糖の染色を示す。FIG. 8 is an SDS-PAGE image of a solubilized product of soybean secondary cell walls. (A) shows protein staining with Bio-Safe CBB G250, (B) shows protein staining with CBB R-250, and (C) shows sugar staining with PAS staining. 図9は各種pH条件における大豆二次細胞壁の可溶化物のHPLC分析におけるクロマト図である。FIG. 9 is a chromatogram in HPLC analysis of a solubilized product of soybean secondary cell walls under various pH conditions. 図10は大豆二次細胞壁を可溶化して得られる凝集物のHPLC分析におけるクロマト図である。Aは可溶化して得られた溶液の上清を、Bはそれを凍結、解凍して得られた溶液の上清を、Cは凍結、解凍して得られた凝集物を再溶解した溶液を示す。FIG. 10 is a chromatogram in HPLC analysis of aggregates obtained by solubilizing soybean secondary cell walls. A is the supernatant of the solution obtained by solubilization, B is the supernatant of the solution obtained by freezing and thawing it, C is the solution obtained by re-dissolving the aggregate obtained by freezing and thawing Indicates. 図11は大豆二次細胞壁の可溶化物のゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HRによる)におけるクロマト図である。FIG. 11 is a chromatogram in gel filtration chromatography (by Sephacryl S-100HR) of solubilized product of soybean secondary cell wall. 図12はゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HRによる)で得られたフラクションのHPLC分析におけるクロマト図である。FIG. 12 is a chromatogram in HPLC analysis of the fraction obtained by gel filtration chromatography (using Sephacryl S-100HR). 図13はゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HRによる)で得られたフラクションのSDS-PAGE画像である。FIG. 13 is an SDS-PAGE image of the fraction obtained by gel filtration chromatography (using Sephacryl S-100HR). 図14はゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HRによる)で得られたフラクション中の中性糖の分析結果を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the analysis results of neutral sugars in the fraction obtained by gel filtration chromatography (using Sephacryl S-100HR). 図15はゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HRによる)で得られたフラクション中のウロン酸のメチル化度を示す図である。FIG. 15 is a graph showing the degree of methylation of uronic acid in the fraction obtained by gel filtration chromatography (using Sephacryl S-100HR). 図16はゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HRによる)で得られたフラクション中のアミノ酸分析の結果を示す図である。FIG. 16 shows the results of amino acid analysis in the fraction obtained by gel filtration chromatography (using Sephacryl S-100HR). 図17はゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HRによる)で得られたフラクション(Fr.20)のHPLC分析におけるクロマト図である。(A)は検出波長280nmによるクロマト図、(B)はRIによるクロマト図である。FIG. 17 is a chromatogram in HPLC analysis of a fraction (Fr. 20) obtained by gel filtration chromatography (using Sephacryl S-100HR). (A) is a chromatogram with a detection wavelength of 280 nm, and (B) is a chromatogram with RI. 図18はゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HRによる)で得られたフラクション(Fr.20)のHPLC分析におけるクロマト図である。(A)は検出波長280nmによるクロマト図、(B)はRIによるクロマト図である。FIG. 18 is a chromatogram in HPLC analysis of a fraction (Fr. 20) obtained by gel filtration chromatography (using Sephacryl S-100HR). (A) is a chromatogram with a detection wavelength of 280 nm, and (B) is a chromatogram with RI. 図19は大豆二次細胞壁の可溶化物による乳化作用を示す顕微鏡画像である。FIG. 19 is a microscopic image showing the emulsifying action of the solubilized product of soybean secondary cell walls. 図20は大豆二次細胞壁の可溶化物による乳化安定性を示すグラフである。FIG. 20 is a graph showing the emulsion stability of a solubilized product of soybean secondary cell walls. 図21は大豆二次細胞壁の可溶化物による乳化5時間後の状態を示す顕微鏡画像である。FIG. 21 is a microscopic image showing a state after 5 hours of emulsification with a solubilized product of soybean secondary cell walls. 図22はpH変化が大豆二次細胞壁の可溶化物による乳化作用に与える影響を示す顕微鏡画像である。FIG. 22 is a microscopic image showing the effect of pH change on the emulsifying action of a solubilized product of soybean secondary cell walls. 図23は大豆二次細胞壁の可溶化物による起泡性を示す画像である。(A)は大豆二次細胞壁の可溶化物による画像、(B)はカゼイン水溶液による画像を、(C)はアルブミン水溶液による画像である。FIG. 23 is an image showing foaming properties of a solubilized product of soybean secondary cell walls. (A) is an image by a solubilized product of soybean secondary cell wall, (B) is an image by casein aqueous solution, and (C) is an image by albumin aqueous solution. 図24はpH変化が起泡性に与える影響を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing the influence of pH change on foamability. 図25は小豆の二次細胞壁をpH3.0で加熱した後の顕微鏡画像である。(A)は加熱前の画像、(B)は加熱後の画像である。図中の矢印は二次細胞壁を示す。FIG. 25 is a microscopic image after heating the secondary cell wall of red beans at pH 3.0. (A) is an image before heating, and (B) is an image after heating. The arrow in the figure indicates the secondary cell wall. 図26はミカンの二次細胞壁をpH3.0で加熱した後の顕微鏡画像である。(A)は加熱前の画像、(B)は加熱後の画像である。図中の矢印は二次細胞壁を示す。FIG. 26 is a microscopic image after the secondary cell wall of the mandarin orange was heated at pH 3.0. (A) is an image before heating, and (B) is an image after heating. The arrow in the figure indicates the secondary cell wall. 図27はリンゴの二次細胞壁を可溶化して得られる凝集物のHPLC分析におけるクロマト図である。(A)は検出波長280nmによるクロマト図、(B)はRIによるクロマト図である。FIG. 27 is a chromatogram in HPLC analysis of the aggregate obtained by solubilizing the secondary cell wall of apple. (A) is a chromatogram with a detection wavelength of 280 nm, and (B) is a chromatogram with RI. 図28はミカンの二次細胞壁を可溶化して得られる凝集物のHPLC分析におけるクロマト図である。(A)は検出波長280nmによるクロマト図、(B)はRIによるクロマト図である。FIG. 28 is a chromatogram in HPLC analysis of the aggregate obtained by solubilizing the secondary cell wall of mandarin orange. (A) is a chromatogram with a detection wavelength of 280 nm, and (B) is a chromatogram with RI. 図29はリンゴ二次細胞壁の可溶化物による乳化作用を示す画像である。FIG. 29 is an image showing the emulsifying action of the solubilized product of the apple secondary cell wall. 図30はリンゴ二次細胞壁の可溶化物による起泡性を示す画像である。(A)はリンゴ二次細胞壁の可溶化物による画像、(B)はカゼイン水溶液による画像を、(C)はアルブミン水溶液による画像である。FIG. 30 is an image showing the foamability of the lysate of the apple secondary cell wall. (A) is an image of an apple secondary cell wall lysate, (B) is an image of a casein aqueous solution, and (C) is an image of an albumin aqueous solution.

本発明における可溶化方法は、pH2.5以上3.5以下の環境下で加熱することで二次細胞壁を可溶化する方法である。これにより二次細胞壁が選択的に可溶化される。ここで選択的とは、二次細胞壁のみを分解して可溶化することを意味し、二次細胞壁が選択的に可溶化されることで、一次細胞壁が除去又は破砕された細胞から二次細胞壁が可溶化され、いわゆるボディ部分が残る。また、選択的とは、ボディ部分の化学構成物がほとんど分解されないことを意味し、望ましくはボディ構造体の構造が破壊されずにボディ構造体が残る。もっとも、飼料として用いる場合、消化を良くするためにボディ構造が構造的に破壊されることが好ましい場合もあり、ボディ構造体が破壊されていても差し支えない。本発明の可溶化では、ボディ構造体が破壊され、さらにボディ部分の化学構成物が分解して可溶化物の一部として溶出する場合も含み得るが、ボディ構造体が破壊されて、ボディ部分の化学構成物が可溶化物に溶出した細胞の割合は加熱前に二次細胞壁を有していた細胞数に対して好ましくは10%未満、さらに好ましくは5%未満、望ましくは1%未満である。また、二次細胞壁が選択的に可溶化されることで一次細胞壁が除去されていない細胞から二次細胞壁が可溶化され、後にセルラーゼにより一次細胞壁を可溶化除去すればボディ構造体が残る。また、選択的に可溶化されるとは、二次細胞壁の可溶化率、つまり、加熱前に二次細胞壁を有していた細胞数に対して加熱後に二次細胞壁を失った細胞数の割合が少なくとも30%以上であり、好ましくは70%以上であり、さらに望ましくは90%以上であり、より望ましくは95%以上であることを意味する。   The solubilization method in the present invention is a method of solubilizing a secondary cell wall by heating in an environment of pH 2.5 or more and 3.5 or less. This selectively solubilizes the secondary cell wall. Here, “selective” means that only the secondary cell wall is decomposed and solubilized, and the secondary cell wall is selectively solubilized so that the secondary cell wall is removed from the cells from which the primary cell wall has been removed or crushed. Is solubilized, leaving a so-called body part. Selective means that the chemical components of the body part are hardly decomposed, and preferably the body structure remains without destroying the structure of the body structure. However, when used as feed, it may be preferable that the body structure is structurally broken in order to improve digestion, and the body structure may be broken. In the solubilization of the present invention, the body structure may be destroyed, and the chemical composition of the body part may be decomposed and eluted as a part of the solubilized product. The proportion of cells eluted in the lysate by the chemical composition is preferably less than 10%, more preferably less than 5%, desirably less than 1% of the number of cells having secondary cell walls before heating. is there. Further, the secondary cell wall is selectively solubilized so that the secondary cell wall is solubilized from the cells from which the primary cell wall has not been removed, and if the primary cell wall is later solubilized and removed by cellulase, the body structure remains. In addition, selective solubilization means the solubilization rate of the secondary cell wall, that is, the ratio of the number of cells that have lost the secondary cell wall after heating to the number of cells that had the secondary cell wall before heating. Is at least 30%, preferably 70% or more, more desirably 90% or more, and more desirably 95% or more.

本発明における可溶化の植物は、二次細胞壁を有する限り特に制約がなく、好ましくは食品素材となり得る植物の細胞であり得る。植物性の食品素材は、例えば大豆や小豆などの豆類であり、ジャガイモやサツマイモのイモ類であり、コメやムギ、トウモロコシなどの穀類であり、バナナやみかん、リンゴなどの果物類であり、ゴマやヒマワリなどのその他の植物種子であり、ほうれん草や小松菜の葉物類であり得る。可溶化の対象は、これらの食品素材そのものでもよいが、好ましくは、食品に加工された後の残渣であるオカラや醤油粕、リンゴ粕、脱脂大豆などの各種絞り粕である。また、これら食品素材以外にも、ツバキの種子などの油糧種子なども好ましい対象となり得る。   The solubilized plant in the present invention is not particularly limited as long as it has a secondary cell wall, and may preferably be a plant cell that can be a food material. Plant food materials are beans such as soybeans and red beans, potatoes such as potatoes and sweet potatoes, cereals such as rice, wheat and corn, fruits such as bananas, tangerines and apples, and sesame seeds. And other plant seeds such as sunflower, spinach and Japanese mustard leaf. The target of solubilization may be the food material itself, but is preferably various squeezed rice cakes such as okara, soy sauce cake, apple cake, and defatted soybean, which are residues after being processed into food. In addition to these food materials, oil seeds such as camellia seeds can also be preferred targets.

本発明においては、可溶化前に植物細胞を単細胞化する工程が必要において備えられる。単細胞化の方法も前記植物細胞を単細胞にできる方法であれば特に制約されず、例えば、特許文献1や特開2002−256281号公報に記載された方法、すなわち熱水に浸漬する方法やオートクレーブによる加熱する方法が示される。単細胞化した後には、全ての細胞が単細胞化していることが望ましいが、細胞のいくつかが細胞間接着物質を介して他の細胞と接触していてもかまわない。好ましくは、単細胞化された細胞数が全体の細胞数の60%以上であり、さらに好ましくは80%以上である。また、可溶性ペクチンが多い植物の場合には、単細胞化することなく、あるいは単細胞化した後に熱水などを用いて可溶性ペクチンを除去しておくのが好ましい。   In the present invention, a step of making a plant cell into a single cell before solubilization is necessary. The method of unicellularization is not particularly limited as long as the plant cell can be converted into a single cell. For example, the method described in Patent Document 1 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-256281, that is, a method of immersing in hot water or an autoclave is used. A method of heating is shown. Although it is desirable that all cells are unicellular after being unicellularized, some of the cells may be in contact with other cells via an intercellular adhesive substance. Preferably, the number of unicellular cells is 60% or more, more preferably 80% or more of the total number of cells. In addition, in the case of a plant having a large amount of soluble pectin, it is preferable to remove the soluble pectin without using a single cell, or after using a single cell, using hot water or the like.

本発明において、二次細胞壁の可溶化物を取得するためには、可溶化の前に植物細胞の一次細胞壁を除去することが好ましい。一次細胞壁の除去方法として、例えばセルラーゼによる方法、具体的には例えば特許文献1に記載された方法が例示される。また、一次細胞壁を除去するまでもなく、一次細胞壁を破砕又は破壊しておくのでもよい。例えば、エクストゥルダーや溶媒抽出を用いて脂質を除去する、または乾燥する方法が例示される。例えば、脱脂大豆では一次細胞壁が除去されているとは言えないが、脱脂処理における圧扁、油脂の抽出(脱脂)により一次細胞壁が破砕(又は破壊)されて一次細胞壁にいわゆる孔が空いている状態になっている。このような状態にある脱脂大豆を酸性環境下で加熱すれば、二次細胞壁が可溶化される。従って、脱脂大豆ではこのような一次細胞壁を除去する作業が不要になるが、さらに一次細胞壁を除去することで二次細胞壁の可溶化が進みやすくなる。   In the present invention, in order to obtain a lysate of the secondary cell wall, it is preferable to remove the primary cell wall of the plant cell before solubilization. As a method for removing the primary cell wall, for example, a method using cellulase, specifically, for example, a method described in Patent Document 1 is exemplified. Further, the primary cell wall may be crushed or broken without removing the primary cell wall. For example, a method of removing lipid or drying using an extruder or solvent extraction is exemplified. For example, it can not be said that primary cell walls have been removed in defatted soybeans, but the primary cell walls are crushed (or destroyed) by depressurization and extraction (degreasing) of fats and oils, and so-called pores are formed in the primary cell walls. It is in a state. If the defatted soybean in such a state is heated in an acidic environment, the secondary cell wall is solubilized. Therefore, in the defatted soybean, such an operation of removing the primary cell wall is not necessary, but the secondary cell wall is easily solubilized by further removing the primary cell wall.

植物細胞は、pHが2.5以上3.5以下、好ましくは3.0以上3.5以下の環境下で加熱される。pHが2.5を下回る酸性下では、二次細胞壁のみならずいわゆるボディ構造体などの二次細胞壁以外からのタンパク質などの成分が可溶化もしくは抽出されてくるだけでなく、酸により低分子化された物質が多くなる。また、pHが3.5よりも高い液性下では、二次細胞壁を十分に可溶化できなくなる。   Plant cells are heated in an environment having a pH of 2.5 to 3.5, preferably 3.0 to 3.5. Under acidic conditions where the pH is less than 2.5, not only the secondary cell walls but also proteins such as so-called body structures from proteins other than the secondary cell walls are solubilized or extracted, and the molecular weight is reduced by acid. The amount of released material increases. In addition, when the pH is higher than 3.5, the secondary cell wall cannot be sufficiently solubilized.

加熱温度は80℃以上125℃以下、好ましくは100℃以上125℃以下である。加熱時間は10分以上30分以下、好ましくは20分程度である。30分を越えると漏出するボディ部分からのタンパク質などの量が多くなったり、二次細胞壁のさらなる低分子化が起こりえる。また、80℃未満の温度では30分以上の加熱が必要となり、二次細胞壁が十分に可溶化できない場合がある。   The heating temperature is 80 ° C. or higher and 125 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or higher and 125 ° C. or lower. The heating time is 10 minutes or more and 30 minutes or less, preferably about 20 minutes. If it exceeds 30 minutes, the amount of protein or the like leaking from the body part may increase, or the secondary cell wall may be further reduced in molecular weight. Further, at a temperature lower than 80 ° C., heating for 30 minutes or more is required, and the secondary cell wall may not be sufficiently solubilized.

植物細胞は加熱時において上記pHの環境下におかれればよく、ペースト状に濡れている状態にあればよい。また、得られた可溶化物を分離するために好ましくは上記pH域に調整された液中で加熱される。当該液は好ましくは水である。水の添加量は植物細胞がペースト状に濡れる量であればよく、好ましくは細胞量と質量比で1/10量以上、さらに好ましくは2倍量以上、より望ましくは10倍量程度である。   Plant cells may be placed in an environment of the above pH during heating, and may be in a wet state in a paste form. Moreover, in order to isolate | separate the obtained solubilized material, Preferably it heats in the liquid adjusted to the said pH range. The liquid is preferably water. The amount of water to be added may be any amount that allows the plant cells to wet in a paste form, and is preferably 1/10 or more, more preferably twice or more, and more preferably about 10 times the amount of cells and mass.

本発明に係る可溶化物は、一次細胞壁を除去又は破砕した後の植物細胞を前記条件にて加熱して得られた溶液から不溶物を除去して得られる二次細胞壁の分解物である。当該分解物は分解生成物の混合物でもあり、また、混合物から分離して得られる物質(可溶化物質)でもあり得る。本発明に係る可溶化物は、混合物として取得する場合、前記条件において加熱した後に可溶化しなかった不溶物を除去した溶液でもあり、加熱により可溶化せずに残ったボディや細胞間組織を含んだ溶液でもあり得る。さらにこれらの溶液を濃縮して得られる濃縮物でもあり得る。   The solubilized product according to the present invention is a decomposed product of the secondary cell wall obtained by removing insolubles from a solution obtained by heating the plant cell after removing or crushing the primary cell wall under the above conditions. The decomposition product may be a mixture of decomposition products or may be a substance (solubilized substance) obtained by separation from the mixture. When the solubilized product according to the present invention is obtained as a mixture, it is also a solution from which insoluble materials that have not been solubilized after heating under the above conditions are removed, and the body and intercellular tissue remaining without being solubilized by heating are removed. It can also be a contained solution. Further, it may be a concentrate obtained by concentrating these solutions.

前記可溶化物質は、上記条件で可溶化されずに残ったボディ部分や細胞間組織を除いた液体から凝集させることで回収された凝集物でもあり、ボディ部分や細胞間組織を除いた液体から、ゲルろ過クロマトグラフィなどの分画操作により回収された画分(当該凝集物となりえる物質を含む画分)でもあり得る。この凝集物は、ボディ部分や細胞間組織を除去した溶液(例えば遠心分離の上清)を、冷却する方法、凍結後に解凍する方法、分子量5000以上の分離膜で濃縮する方法(この場合には必要に応じて濃縮後に凍結乾燥などの方法が加えられる)、エタノールやアセトンなどの有機溶媒を添加する方法、カルシウムイオンを加えてゲル化する方法、凍結乾燥する方法などで得られる。凝集物として回収された可溶化物は、酸やアルカリ、キレート剤で容易に再可溶化される。   The solubilized substance is also an aggregate recovered by aggregating from the liquid excluding the body part and intercellular tissue remaining unsolubilized under the above conditions, and from the liquid excluding the body part and intercellular tissue. Or a fraction collected by a fractionation operation such as gel filtration chromatography (a fraction containing a substance capable of forming the aggregate). This aggregate is obtained by cooling a solution from which the body part or intercellular tissue has been removed (for example, a supernatant of centrifugation), a method of thawing after freezing, or a method of concentrating on a separation membrane having a molecular weight of 5000 or more (in this case, If necessary, a method such as freeze-drying is added after concentration), a method of adding an organic solvent such as ethanol or acetone, a method of adding calcium ions to gel, a method of freeze-drying, and the like. The solubilized product recovered as an aggregate is easily resolubilized with an acid, an alkali, or a chelating agent.

当該凝集物(可溶化物質)は、実施例に述べるHPLC条件下において高分子ピークHとして現れる物質であって、ガラクチュロン酸が重合した高分子から構成されるペクチンとそれと一緒に構成されるタンパク質を含む二次細胞壁の分解物である。この分解物は、ゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HRによる)を行った場合に分子量が4500〜75000の糖タンパク質であって、圧力2MPa以上の加力によって分子量が50万以上に会合するという特徴を有する。また、当該糖タンパク質のメチル化度が25〜35%であって、イソロイシン(Ile)が全アミノ酸中の12〜25モル%であるという特徴を有する。ここでのメチル化度は、前記糖タンパク質ユニットをケン化することで生成されるメタノールの、前記糖タンパク質ユニット中の全ガラクチュロン酸に対するモル比(MtOH/Gal A)である。なお、前記示された特徴は、可溶化物質として特定可能な程度に必要とされる最小限の特徴である。また、本発明に係る可溶化物質は、ガラクチュロン酸を中心とする糖鎖にタンパク質が結合した高分子物質であって、直接的に可溶化物質の構造を特定することは不可能であり、構造を厳密に特定することはおよそ実際的でないと言える。可溶化物質を構成する中性糖や構成アミノ酸のプロファイルの一例を挙げると、特徴的に出現するアミノ酸の構成比は、例えば大豆では、アスパラギン酸及びアスパラギン(Asx)が9〜10モル%、グルタミン酸及びグルタミン(Glx)が8〜20モル%、リシン(Lys)が3〜8モル%、アラニン(Ala)が2〜10モル%、アルギニン(Arg)が3〜6モル%、バリン(Val)が3〜8モル%である。また、特徴的に出現する中性糖の構成比は、例えば大豆では、アラビノース(Ara)が20〜30モル%、ガラクトースが30〜70%,ラムノースが0〜30%であり、グルコースが10%以下である。なお、本発明に係る可溶化物は植物二次細胞壁から得られたものであり、植物一次細胞壁間隙であるミドルラメラから得られたものとは異なる。   The aggregate (solubilized substance) is a substance that appears as a polymer peak H under the HPLC conditions described in the Examples, and includes a pectin composed of a polymer polymerized with galacturonic acid and a protein composed therewith. It is a degradation product of the secondary cell wall containing. This degradation product is a glycoprotein having a molecular weight of 4500-75000 when gel filtration chromatography (by Sephacryl S-100HR) is performed, and has a characteristic that the molecular weight is associated with 500,000 or more by applying pressure of 2 MPa or more. Have. Moreover, the methylation degree of the glycoprotein is 25 to 35%, and isoleucine (Ile) is 12 to 25 mol% in all amino acids. The degree of methylation here is the molar ratio (MtOH / Gal A) of methanol produced by saponifying the glycoprotein unit to the total galacturonic acid in the glycoprotein unit. The above-described characteristics are the minimum characteristics required to the extent that they can be specified as the solubilizing substance. Further, the solubilizing substance according to the present invention is a polymer substance in which a protein is bound to a sugar chain centered on galacturonic acid, and it is impossible to directly specify the structure of the solubilizing substance. It can be said that it is not practical to specify exactly. An example of the profile of neutral sugars and constituent amino acids constituting the solubilizing substance is as follows. For example, in soybean, aspartic acid and asparagine (Asx) are 9 to 10 mol% and glutamic acid is present in soybean. And glutamine (Glx) 8-20 mol%, lysine (Lys) 3-8 mol%, alanine (Ala) 2-10 mol%, arginine (Arg) 3-6 mol%, valine (Val) 3 to 8 mol%. In addition, the composition ratio of neutral sugars that appear characteristically is, for example, soybean, 20-30 mol% arabinose (Ara), 30-70% galactose, 0-30% rhamnose, and 10% glucose. It is as follows. The solubilized product according to the present invention is obtained from a plant secondary cell wall, and is different from that obtained from a middle lamella which is a plant primary cell wall gap.

本発明に係る可溶化物は乳化作用を発揮し、起泡性に優れているので、乳化剤や発泡剤として利用できる。また、pH2.5以上3.5以下の弱酸性下で得られるので、二次細胞壁を可溶化後、ボディ部分及び細胞間組織を除去した溶液を、中和することなく例えば食品の添加剤や飼料、肥料として使用することができる。もっとも、当該溶液を中和した後の溶液を用いることにしてもよく、当該溶液から前記手段により回収した可溶化物質を乳化剤や発泡剤として用いることもできる。中和することなくそのまま、例えば食品の添加剤や飼料、肥料として使用することができる。乳化剤や発泡剤としての使用量は、使用目的、乳化対象物に応じて当業者により適宜決定され得る。さらに、ペクチン分解物はビフィズス菌をよく生育させることからプレバイオティクス効果が期待されるので、本発明に係る可溶化物はプレバイオティクス効果のある食品素材としても使用され得る。   Since the solubilized product according to the present invention exhibits an emulsifying action and is excellent in foaming properties, it can be used as an emulsifier or a foaming agent. Further, since it is obtained under weak acidity of pH 2.5 or more and 3.5 or less, the solution obtained by removing the body part and intercellular tissue after solubilizing the secondary cell wall can be used, for example, as a food additive or the like without neutralization. It can be used as feed and fertilizer. But you may decide to use the solution after neutralizing the said solution, and can also use the solubilization substance collect | recovered from the said solution by the said means as an emulsifier or a foaming agent. Without being neutralized, it can be used as it is, for example, as a food additive, feed or fertilizer. The amount used as an emulsifier or a foaming agent can be appropriately determined by those skilled in the art according to the purpose of use and the emulsification target. Furthermore, since the pectin degradation product grows Bifidobacteria well, a prebiotic effect is expected. Therefore, the solubilized product according to the present invention can be used as a food material having a prebiotic effect.

次に下記の実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限られることがないのはいうまでもない。   Next, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to the following examples.

〔一次細胞壁分解ダイズ(2CWペースト)の調製〕
精油用米国産の生大豆(油脂含量:ソックスレー抽出法により20.68%)10gに100mlの水(大豆の重量に対して10倍量)を加え、オートクレーブ処理を121℃で20分間行った。抽出液を除いた後、ペースト状にした。この大豆ペーストに20mM酢酸緩衝液(pH5.0)を100ml、セルラーゼ(GODO-TCF:合同酒精株式会社)を全量に対して5%加え、37℃で一晩反応させた。遠心分離(2000rpm、10分)により上清を除いた後、20mM酢酸緩衝液(pH5.0)を100ml加えて懸濁した後、再び遠心分離して上清を捨てた(3回の繰り返し)。その後、残査と等容量の20mM酢酸緩衝液(pH5.0)を加えて混和し、一次細胞壁を分解した後のダイズ細胞(以下「2CWペースト」と称する。)を得た。ダイズは単細胞化され、二次細胞壁が膨らんだ細胞が位相差顕微鏡下で観察された。
(Preparation of primary cell wall degrading soybean (2CW paste))
100 ml of water (10 times the weight of soybean) was added to 10 g of US-grown soybean for essential oil (oil content: 20.68% by Soxhlet extraction method), and autoclaved at 121 ° C. for 20 minutes. After removing the extract, it was made into a paste. To this soybean paste, 100 ml of 20 mM acetate buffer (pH 5.0) and 5% of cellulase (GODO-TCF: Godo Sakesei Co., Ltd.) were added and reacted at 37 ° C. overnight. After removing the supernatant by centrifugation (2000 rpm, 10 minutes), suspended by adding 100 ml of 20 mM acetate buffer (pH 5.0), and then centrifuging again and discarding the supernatant (repeated 3 times) . Thereafter, an equal volume of 20 mM acetate buffer (pH 5.0) was added to the residue and mixed to obtain soybean cells after degrading the primary cell wall (hereinafter referred to as “2CW paste”). Soybean was unicellularized and cells with expanded secondary cell walls were observed under a phase contrast microscope.

〔酸性熱処理による二次細胞壁(2CW)の可溶化〕
(1)pHによる影響
0.1M酢酸緩衝液又はCH3COONa/HCl緩衝液(pH4〜1.5)800μLに2CWペースト80μLを添加した。撹拌後、その400μLを採取し、100℃で20分間加熱した後、遠心分離(10000rpm、10分、4℃)により上清を回収した。上清につき加熱前後の全糖量、タンパク質量、全ウロン酸量の測定を行い、加熱による全糖量、タンパク質量、全ウロン酸量の増加量を算出した。また、位相差顕微鏡により、2CWの可溶化率を測定した。全糖量、タンパク質量、全ウロン酸量は次の方法により求めた。なお、これらの測定は以下において同じ方法によった。蒸留水(pH5.3)を用いて同様の加熱を行ったときの増加量をブランクとして加熱前後の各増加量から差し引き、加熱前後の増加量とした。
[Solubilization of secondary cell wall (2CW) by acid heat treatment]
(1) Effect of pH
80 μL of 2CW paste was added to 800 μL of 0.1 M acetate buffer or CH 3 COONa / HCl buffer (pH 4 to 1.5). After stirring, 400 μL was collected and heated at 100 ° C. for 20 minutes, and then the supernatant was collected by centrifugation (10000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.). The total sugar amount, protein amount, and total uronic acid amount before and after heating were measured for the supernatant, and the amount of increase in total sugar amount, protein amount, and total uronic acid amount due to heating was calculated. Further, the solubilization rate of 2CW was measured with a phase contrast microscope. The total sugar amount, protein amount, and total uronic acid amount were determined by the following methods. These measurements were performed in the same manner below. The amount of increase when the same heating was performed using distilled water (pH 5.3) was subtracted from each increase before and after heating as a blank to obtain the increase before and after heating.

加熱処理前後(pH3.0)の大豆細胞の位相差顕微鏡下における画像を図1に示した。また、それらの結果を図2に示した。2CWはpH3.5付近で可溶化されるようになり、2CWのほぼ100%を可溶化するのに最低限必要な酸性条件はpH3.0であった。pH2.0以下ではさらにTP、TS、TUの増加量が大きくなったことから、2CWのさらなる低分子化や大豆ボディの可溶化の可能性が認められた。   Images of soybean cells before and after the heat treatment (pH 3.0) under a phase contrast microscope are shown in FIG. The results are shown in FIG. 2CW became solubilized around pH 3.5, and the minimum acidic condition necessary to solubilize almost 100% of 2CW was pH 3.0. At pH 2.0 and below, the increase in TP, TS, and TU increased further, indicating that 2CW could be further reduced in molecular weight and soy body solubilization.

a)全糖量(TS:Total Sugar)の測定
フェノール硫酸法により求めた。試料に5%フェノールと濃硫酸を加え、492nmの吸光度を測定し、予め作成しておいた検量線から試料中の全糖量を求めた。
b)タンパク質量(TP:Total Protein)の測定
ブラッドフォード法により求めた。試料にプロテインアッセイ染色液を加えて混合し、室温で5分静置した後、600nmの吸光度を測定し、予め作成しておいた検量線から、試料中のタンパク質濃度を求めた。
c)全ウロン酸量(TU:Total Uronic acid)の測定
3-フェニルフェノール法により求めた。試料にNa2B4O7/H2SO4を加えてよく混合し、100℃で加熱した後、流水で冷却し、3-フェニルフェノールを加えてよく混合した後、546nmの吸光度を測定し、予め作成しておいた検量線から、試料中のタンパク質濃+度を求めた。
d)可溶化率の算出
可溶化率は下記の式(数1)により求めた。加熱前に既に2CWがない細胞の割合(%)をブランクとした。
a) Measurement of total sugar (TS) Total sugar was determined by the phenol-sulfuric acid method. 5% phenol and concentrated sulfuric acid were added to the sample, the absorbance at 492 nm was measured, and the total amount of sugar in the sample was determined from a calibration curve prepared in advance.
b) Measurement of protein amount (TP: Total Protein) It was determined by the Bradford method. A protein assay staining solution was added to the sample, mixed, and allowed to stand at room temperature for 5 minutes. Then, the absorbance at 600 nm was measured, and the protein concentration in the sample was determined from a calibration curve prepared in advance.
c) Measurement of total uronic acid (TU)
Obtained by the 3-phenylphenol method. Add Na 2 B 4 O 7 / H 2 SO 4 to the sample, mix well, heat at 100 ° C, cool with running water, add 3-phenylphenol, mix well, and then measure the absorbance at 546 nm. The protein concentration in the sample was determined from a calibration curve prepared in advance.
d) Calculation of solubilization rate The solubilization rate was calculated | required by the following formula | equation (Equation 1). The percentage (%) of cells that do not already have 2CW before heating was blank.

(2)加熱時間による影響
0.1M酢酸緩衝液80μLに2CWペースト80μLを添加した。撹拌後、その400μLを採取し、100℃で3〜20分間加熱した後、遠心分離(10000rpm、10分、4℃)により上清を回収した。上清中の全糖量、タンパク質量、全ウロン酸量の測定を行った。また、位相差顕微鏡により、2CW可溶化率を測定した。その結果を図3に示す。今回の結果ではpH3.0、100℃の条件で少なくとも10分間加熱すると2CWをほぼ可溶化出来ることがわかった。
(2) Effect of heating time
80 μL of 2CW paste was added to 80 μL of 0.1 M acetate buffer. After stirring, 400 μL was collected and heated at 100 ° C. for 3 to 20 minutes, and then the supernatant was collected by centrifugation (10000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.). The total sugar amount, protein amount, and total uronic acid amount in the supernatant were measured. Further, the 2CW solubilization rate was measured with a phase contrast microscope. The result is shown in FIG. The results show that 2CW can be almost solubilized by heating for at least 10 minutes at pH 3.0 and 100 ° C.

(3)加熱温度による影響
0.1M酢酸緩衝液800μLに2CWペースト80μLを添加した。撹拌後、その400μLを採取し、60〜100℃及びオートクレーブ121℃で20分間加熱した後、遠心分離(10000rpm、10分、4℃)により上清を回収した。上清中の全糖量、タンパク質量、全ウロン酸量の測定を行った。また位相差顕微鏡により、2CW可溶化率を測定した。その結果を図4に示す。pH3.0、20分間の条件では少なくとも100℃で加熱すると2CWをほぼ可溶化出来ることがわかった。また温度を121℃以上にするとTP、TS、TUの増加量が大きくなることが認められた。2CWのみならず、大豆ボディの可溶化の可能性も考えられた。
(3) Influence of heating temperature
80 μL of 2CW paste was added to 800 μL of 0.1 M acetate buffer. After stirring, 400 μL was collected and heated at 60 to 100 ° C. and autoclave 121 ° C. for 20 minutes, and then the supernatant was collected by centrifugation (10000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.). The total sugar amount, protein amount, and total uronic acid amount in the supernatant were measured. Further, the 2CW solubilization rate was measured with a phase contrast microscope. The result is shown in FIG. It was found that 2CW can be almost solubilized by heating at least 100 ° C under the conditions of pH 3.0 and 20 minutes. It was also observed that the increase in TP, TS, and TU increased when the temperature was 121 ° C or higher. The possibility of solubilization of soybean body as well as 2CW was also considered.

(4)可溶化可能なpHと加熱温度の最低条件の決定
pHが2、2.5、3、3.5の0.1M酢酸緩衝液を調製し、それぞれ800μLに2CWペースト80μLを添加した。撹拌後、その400μLを採取し、20〜110℃及びオートクレーブ121℃で20分間加熱した後、位相差顕微鏡により、2CW可溶化率を測定することで、20分間の加熱で2CWが95%以上可溶化されるときの温度条件を決定した。その結果を図5に示す。この結果、pH3.0では100℃での加熱が必要であることがわかった。またpH3.5でもオートクレーブ処理をすれば2CWは可溶化出来た。pHを2.0まで下げると60℃でも可溶化出来た。
(4) Determination of minimum conditions for solubilized pH and heating temperature
0.1M acetate buffer solutions having pH of 2, 2.5, 3, and 3.5 were prepared, and 80 μL of 2CW paste was added to 800 μL each. After stirring, 400 μL of the sample is collected, heated at 20-110 ° C and autoclave 121 ° C for 20 minutes, and then measured for 2CW solubilization rate with a phase-contrast microscope. The temperature conditions when solubilized were determined. The result is shown in FIG. As a result, it was found that heating at 100 ° C. was necessary at pH 3.0. In addition, 2CW could be solubilized by autoclaving even at pH 3.5. When the pH was lowered to 2.0, solubilization was possible even at 60 ° C.

(5)生オカラの可溶化
市販の生オカラに質量比で10倍量の蒸留水を加え、セルラーゼ(GODO-TCF)を全量に対して5%加えて、37℃で一晩反応させた。遠心分離(2000rpm、10分)により上清を除いた後、同量の水を加えて、オカラ2CWペーストを調製した。0.1M pH3.0酢酸緩衝液3mLと、オカラ2CWペースト600μLの割合で両者を混和して、100℃で20分間加熱し、二次細胞壁を可溶化した。その後、遠心(3500rpm、5min)した。
(5) Solubilization of raw okara Ten times the amount of distilled water was added to commercially available raw okara, 5% of cellulase (GODO-TCF) was added to the total amount, and the mixture was reacted at 37 ° C. overnight. After removing the supernatant by centrifugation (2000 rpm, 10 minutes), the same amount of water was added to prepare an Okara 2CW paste. Both were mixed at a ratio of 3 mL of 0.1 M pH 3.0 acetate buffer and 600 μL of Okara 2 CW paste, and heated at 100 ° C. for 20 minutes to solubilize the secondary cell wall. Then, it was centrifuged (3500 rpm, 5 min).

加熱前後について位相差顕微鏡で観察したところ、加熱前には、透明な膜状の2CWが観察されるが、煮沸後には2CWが消失し、大豆ボディと細胞間組織が観察された(図6参照)。また、加熱前後のペースト溶液(14mL)を遠心分離したところ、加熱後の沈殿物は、加熱前の沈殿物に対して18%に減少していた(図7参照)。このように大豆粕であるオカラから二次細胞壁が可溶化したことが確認された。   When observed with a phase-contrast microscope before and after heating, 2CW in the form of a transparent film was observed before heating, but 2CW disappeared after boiling, and soy body and intercellular tissues were observed (see FIG. 6). ). When the paste solution (14 mL) before and after heating was centrifuged, the precipitate after heating was reduced to 18% with respect to the precipitate before heating (see FIG. 7). Thus, it was confirmed that the secondary cell wall was solubilized from okara which is soybean meal.

〔酸性熱処理による二次細胞壁(2CW)の可溶化物の特徴化1〕
酸性下における加熱により得られた可溶化物の特徴について検討を行った。
(1)SDS-PAGE
イオン交換水40mLに実施例1で調製した2CWペースト10mLを加え、6M HClを用いてpH5~1の溶液をそれぞれ調製した。これらから3mLをそれぞれ試験管に移し、60℃、80℃、100℃、アルミブロック恒温槽121℃でそれぞれ20分間加熱した。遠心分離(4000rpm、10分)により上清を採取し、さらにメンブレフィルター(0.2μm)でろ過したもの1mLを凍結乾燥した。これにイオン交換水100μLを加え、サンプルとした。これらのサンプルとサンプル処理液を4:1の割合で混合した後、10分間加熱し、その後放冷した。電気泳動装置及び15%ゲル(アトー社)と15%トリシン系ゲル(アトー社)を用いて、20mA、75分間、電気泳動を行い、Bio-Safe CBB G250及びCBB R-250(それぞれ Quick Start(商品名) Bradford 1x Dye Reagent:バイオ・ラッド ラボラトリーズ社)によるタンパク質の染色及びPAS染色による糖の染色を行った。
[Characterization of secondary cell wall (2CW) lysate by acid heat treatment 1]
The characteristics of the solubilizate obtained by heating under acidic conditions were investigated.
(1) SDS-PAGE
10 mL of the 2CW paste prepared in Example 1 was added to 40 mL of ion-exchanged water, and solutions of pH 5 to 1 were prepared using 6M HCl. 3 mL of each was transferred to a test tube and heated at 60 ° C., 80 ° C., 100 ° C., and an aluminum block thermostatic bath 121 ° C. for 20 minutes. The supernatant was collected by centrifugation (4000 rpm, 10 minutes), and further filtered with a membrane filter (0.2 μm), and 1 mL of the supernatant was lyophilized. 100 μL of ion exchange water was added to this to prepare a sample. These samples and the sample treatment solution were mixed at a ratio of 4: 1, heated for 10 minutes, and then allowed to cool. Using an electrophoresis apparatus and 15% gel (Ato) and 15% Tricine gel (Ato), electrophoresis was performed at 20 mA for 75 minutes, and Bio-Safe CBB G250 and CBB R-250 (Quick Start (each (Trade name) Bradford 1x Dye Reagent (Bio-Rad Laboratories) was used for protein staining and PAS staining for sugar.

サンプル処理液には、3.75gのドデシル硫酸ナトリウム(SDS)と、2.50mLの2-メルカプトエタノールと、8.38mLの1M Tris-HCl緩衝液(pH6.8)と、6.25mLのグリセリンと、2.50mgのBPB(ブロモフェノールブルー)をイオン交換水に溶解し500mLとしたものを用いた。また、泳動バッファー(10倍液)には、1.5g(25mM)のトリスヒドロキシメチルアミノメタン(Tris)と、0.5g(0.1%)のSDSと、7.2g(192mM)のグリシンをイオン交換水に溶解し、全量を500mLとした溶液を用いた。   Sample treatment solutions include 3.75 g sodium dodecyl sulfate (SDS), 2.50 mL 2-mercaptoethanol, 8.38 mL 1 M Tris-HCl buffer (pH 6.8), 6.25 mL glycerin, 2.50 mg BPB (bromophenol blue) was dissolved in ion-exchanged water to make 500 mL. In addition, 1.5 g (25 mM) of trishydroxymethylaminomethane (Tris), 0.5 g (0.1%) of SDS, and 7.2 g (192 mM) of glycine were added to ion-exchanged water in the electrophoresis buffer (10-fold solution). A solution that was dissolved to a total volume of 500 mL was used.

SDS-PAGE画像を図8に示した。CBB G250染色、CBB R-250染色において平均分子量約6.6kDa(色が強く出現した付近の中心値から分子量を算出した。)にpH3.0、100℃の加熱において2CWが可溶化して生成された物質と考えられるバンドがあることがわかった。PAS染色においても同じ分子量あたりに薄い染色が見られ、当該物質はタンパクに糖が結合した化合物である可能性が示唆された。pH3.5/121℃、pH2.5/80℃、pH2.0/60℃でも同様に6.6kDa付近にバンドが見られた。またpH3.0未満の熱処理抽出物では分子量50kDa以上にも染色バンドが見られ、当該物質以外のものが多く可溶化していることが示唆された。   The SDS-PAGE image is shown in FIG. In CBB G250 staining and CBB R-250 staining, an average molecular weight of about 6.6 kDa (molecular weight was calculated from the central value in the vicinity of the strong color appearance) was generated by solubilization of 2 CW when heated at pH 3.0 and 100 ° C. It was found that there was a band considered to be a material. Even in PAS staining, light staining was observed around the same molecular weight, suggesting that the substance may be a compound in which a sugar is bound to a protein. Similarly, bands were observed around 6.6 kDa at pH 3.5 / 121 ° C, pH 2.5 / 80 ° C, and pH 2.0 / 60 ° C. Further, in the heat-treated extract having a pH of less than 3.0, a staining band was observed even at a molecular weight of 50 kDa or more, suggesting that many substances other than the substance were solubilized.

(2)HPLC分析
イオン交換水40mLに実施例1で調製した2CWペースト10mLを加え、6M HClを用いてpH5〜1の溶液をそれぞれ調製した。これらから3mLをそれぞれ試験管に移し、100℃で加熱した(pH2、2.5、3.5はそれぞれ60℃、80℃、121℃でも加熱した)後、遠心分離(4000rpm、10分)を行い、上清をメンブレンフィルター(0.20μm)でろ過して分析用サンプルを調製した。得られたサンプルについてHPLC分析を行った。HPLC分析には、ポンプDP-8020(東ソー株式会社製)、紫外・可視分光光度UV-8020(東ソー株式会社製)、示差屈折率(RI)検出器RID-6A(島津製作所)、HPLC用カラムTSK-GEL G3000 SWXL(東ソー株式会社製)を用いた。蒸留水を溶離液として、流量1.0mL/minで分析を行った。
(2) HPLC analysis 10 mL of the 2CW paste prepared in Example 1 was added to 40 mL of ion-exchanged water, and solutions of pH 5 to 1 were prepared using 6M HCl. Transfer 3 mL of each to a test tube and heat at 100 ° C (pH 2, 2.5, and 3.5 were also heated at 60 ° C, 80 ° C, and 121 ° C, respectively), then centrifuge (4000 rpm, 10 minutes) Was filtered through a membrane filter (0.20 μm) to prepare a sample for analysis. The obtained sample was subjected to HPLC analysis. For HPLC analysis, pump DP-8020 (manufactured by Tosoh Corporation), UV / visible spectrophotometer UV-8020 (manufactured by Tosoh Corporation), differential refractive index (RI) detector RID-6A (Shimadzu Corporation), HPLC column TSK-GEL G3000 SWXL (manufactured by Tosoh Corporation) was used. Analysis was performed at a flow rate of 1.0 mL / min using distilled water as an eluent.

その結果を図9に示す。pHを下げていくと、pH3.5〜2.5でUV280、RIに高分子ピークH(約3.5min)が出現することがわかり、この高分子ピークHが二次細胞壁の可溶化で生成された物質の主たる成分である可能性が示唆された。pHを2.5よりさらに下げていくと高分子ピークHはさらに大きくなるとともにその他のピーク(約12min及び約13min)の出現が徐々に見られ始めることから、水素イオン強度が高い条件(pH2.5未満)では2CW以外のものも可溶化されていることが推察される。   The result is shown in FIG. When the pH is lowered, it can be seen that a polymer peak H (about 3.5 min) appears in UV280 and RI at pH 3.5 to 2.5, and this polymer peak H is generated by solubilization of the secondary cell wall. It was suggested that the main component of When the pH is further lowered below 2.5, the polymer peak H becomes larger and the appearance of other peaks (about 12 min and about 13 min) gradually begins to appear. ), It is assumed that other than 2CW is also solubilized.

(3)凍結による凝集物の形成
イオン交換水40mLに実施例1で調製した2CWペースト10mLを加え、6M HClを用いてpH3.0の2CW混合溶液を調製した。この溶液1600μLを100℃、20分間加熱した。遠心分離(13200rpm、4℃、10分)した後、上清を採取(この溶液をAとした)し、そのうち1200μLを凍結した。これを解凍した後に生じた凝集を、遠心分離(13200rpm、4℃、10分)によりこの上清を採取し、溶液Bとした。また残った凝集物はイオン交換水を加えて洗浄し、遠心分離(13200rpm、4℃、10分)により上清を捨てた。そして、この操作を2回繰り返した。洗浄した凝集物に解凍後に採取した上清と同量のpH3.0に調整したHCl水溶液を加えて撹拌した後、100℃、20分間加熱したものを溶液Cとした。調製した溶液A、B、Cについて全糖量、タンパク質量、全ウロン酸量の測定を行い、またフィルターろ過を行った各溶液について前記実施例2(2)と同じ条件にてHPLC分析を行った。その結果を図10に示す。
(3) Formation of aggregates by freezing 10 mL of the 2CW paste prepared in Example 1 was added to 40 mL of ion-exchanged water, and a 2CW mixed solution having a pH of 3.0 was prepared using 6M HCl. 1600 μL of this solution was heated at 100 ° C. for 20 minutes. After centrifugation (13200 rpm, 4 ° C., 10 minutes), the supernatant was collected (this solution was designated as A), and 1200 μL thereof was frozen. The resulting supernatant was collected by centrifuging (13200 rpm, 4 ° C., 10 minutes) to give a solution B. The remaining aggregate was washed by adding ion-exchanged water, and the supernatant was discarded by centrifugation (13200 rpm, 4 ° C., 10 minutes). This operation was repeated twice. An aqueous solution of HCl adjusted to pH 3.0 in the same amount as the supernatant collected after thawing was added to the washed aggregate and stirred, and then heated at 100 ° C. for 20 minutes to give solution C. The prepared solutions A, B, and C were measured for total sugar amount, protein amount, and total uronic acid amount, and each solution subjected to filter filtration was subjected to HPLC analysis under the same conditions as in Example 2 (2). It was. The result is shown in FIG.

沈殿を再溶解させた溶液Cでは図9で示したpH3.0/100℃で可溶化される高分子ピークHがメインピークとして現れることがわかった。また凍結後の凝集物を除いた残りの溶液Bでは高分子ピークHがなくなっていた。表1に溶液A、B、CのTS、TP、TUの濃度を示した。溶液Cは溶液A中の約60%のウロン酸を含んでいたことがわかった。また溶液AのTU/TS=0.26であるのに対して、溶液CはTU/TS=0.42と溶液中の全糖量に対するウロン酸の割合が高くなった。この結果から、凍結により生じた凝集物はpH3.0における加熱により生成した可溶化物の主たる物質であり、かつHPLC分析によって高分子ピークHが現れるウロン酸含量の高い物質であり、タンパク質も含有するものと考えられた。   In the solution C in which the precipitate was redissolved, it was found that the polymer peak H solubilized at pH 3.0 / 100 ° C. shown in FIG. 9 appeared as the main peak. Further, in the remaining solution B excluding aggregates after freezing, the polymer peak H disappeared. Table 1 shows the TS, TP, and TU concentrations of solutions A, B, and C. Solution C was found to contain about 60% uronic acid in Solution A. In addition, TU / TS = 0.26 of solution A, while TU / TS = 0.42 of solution C, the ratio of uronic acid to the total amount of sugar in the solution was high. From this result, the aggregate formed by freezing is the main substance of the solubilized product produced by heating at pH 3.0, and is a substance with a high uronic acid content in which a high molecular peak H appears by HPLC analysis, and also contains protein. It was thought to do.

〔酸性熱処理による二次細胞壁(2CW)の可溶化物の特徴化2〕
pH3.0での加熱により可溶化された2CW可溶化物についてゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HR)を行い、さらに可溶化物の特徴を調べた。
(1)ゲルろ過クロマトグラフィ(Sephacryl S-100HR)による分画
2CWペースト60mLに6M HClを少量加えてpHを3.0に調整し、100℃で10分間煮沸した後、顕微鏡観察にて2CWが可溶化されていることを確認後、遠心分離(4000rpm、5分)で上清を回収した。さらに遠心分離(10000rpm、10分)を2回繰り返すことで油分を除去して可溶化物の溶液を得た。この溶液をカラムのフィッティング部分のフィルターに通し、溶液がフィルターを通過することを確認してサンプルとした。
[Characteristics of secondary cell wall (2CW) lysate by acid heat treatment 2]
Gel filtration chromatography (Sephacryl S-100HR) was performed on 2CW solubilized product solubilized by heating at pH 3.0, and the characteristics of the solubilized product were further investigated.
(1) Fractionation by gel filtration chromatography (Sephacryl S-100HR)
Adjust the pH to 3.0 by adding a small amount of 6M HCl to 60 mL of 2CW paste, boil at 100 ° C for 10 minutes, and confirm that 2CW is solubilized by microscopic observation, then centrifuge (4000 rpm, 5 minutes) The supernatant was recovered at Further, the oil was removed by repeating centrifugation (10000 rpm, 10 minutes) twice to obtain a solubilized solution. This solution was passed through a filter at the fitting portion of the column, and it was confirmed that the solution passed through the filter to prepare a sample.

サンプル18mL(TP:43540μg、TS:32400μg)をSephacryl S-100HR(GEヘルスケア・ジャパン)を充填したオープンカラム(2.5×94cm)により分画しフラクションコレクターにより10mLずつ回収した。溶出は流速0.3mL/minのイオン交換水で行った。回収したフラクションの全糖量、タンパク質量、全ウロン酸量を測定した。ゲルろ過クロマトグラフィによるクロマト図を図11に示した。   18 mL of a sample (TP: 43540 μg, TS: 32400 μg) was fractionated by an open column (2.5 × 94 cm) packed with Sephacryl S-100HR (GE Healthcare Japan), and 10 mL each was collected by a fraction collector. Elution was performed with ion exchange water at a flow rate of 0.3 mL / min. The total sugar amount, protein amount, and total uronic acid amount of the collected fraction were measured. The chromatogram obtained by gel filtration chromatography is shown in FIG.

Fr.20、24、29、36、46にTPのピークが得られ、そのうちFr.20、29、36ではTSのピークが重なっており、糖とタンパク質が結合した状態で可溶化しているものと考えられた。またFr.20、29にはTUのピークも認められ、ウロン酸も含有することがわかった。pH3.0/100℃の加熱により得られる高分子ピークH(実施例2(2)参照)を単離するためにこのゲルろ過クロマトグラフィを行ったが、Sephacryl S-100HRでは比較的低分子のFr.20(elution volume 200mL)に最初のピークが得られた。カラム容積に対する溶出量の比から分子量を算出すると、Fr.20、29に対応する分子量はそれぞれ約46kDa、7.4kDaであった。   TP peaks are obtained at Fr.20, 24, 29, 36, and 46. Among them, Fr.20, 29, and 36 have TS peaks that are solubilized in a state where sugar and protein are bound. It was considered. In addition, Fr. 20 and 29 showed a TU peak, which also contained uronic acid. This gel filtration chromatography was performed to isolate the polymer peak H (see Example 2 (2)) obtained by heating at pH 3.0 / 100 ° C., but Sephacryl S-100HR has a relatively low molecular weight Fr. The first peak was obtained at .20 (elution volume 200 mL). When the molecular weight was calculated from the ratio of the elution amount to the column volume, the molecular weights corresponding to Fr. 20 and 29 were about 46 kDa and 7.4 kDa, respectively.

(2)各フラクションのHPLC分析
回収したFr.20、29、36、46をメンブレンフィルターでろ過し、実施例2(2)と同じ条件によりHPLC分析を行った。その結果を図12に示した。Fr.20、29に、上記実施例2の可溶化物に認められた高分子ピークHがメインに現れた。Fr.36、46にも少しピークが認められた。HPLC分析で得られた高分子ピークHは、カラム(TSK gel G3000 SWXL)の排除限界が500kDa以上であるため、分子量はそれ以上と考えられた。
(2) HPLC analysis of each fraction The recovered Fr. 20, 29, 36, 46 was filtered through a membrane filter, and HPLC analysis was performed under the same conditions as in Example 2 (2). The results are shown in FIG. In Fr. 20 and 29, the polymer peak H observed in the solubilizate of Example 2 appeared mainly. Some peaks were also observed in Fr. The molecular peak H obtained by HPLC analysis was considered to be higher than the molecular weight because the exclusion limit of the column (TSK gel G3000 SWXL) was 500 kDa or more.

(3)各フラクションのSDS-PAGE
10kcutスピンカラム(VIVASPIN 500(分子量分画10kDa:sartorius stedim社)を用いた遠心(13200rpm)によりFr.20は1.5倍、3.0倍、7.0倍に、Fr.24は7.0倍に、Fr.29は2.0倍、4.0倍に、Fr.36は3kcutスピンカラム(VIVASPIN 500(分子量分画3kDa:sartorius stedim社)を用いた遠心(13200rpm)により7.0倍にそれぞれ濃縮した。これらの濃縮物について、実施例2(1)に記載の方法に準じて、SDS-PAGEを行った。なお、タンパク質染色にはBio-Safe Coomassie G250を用いた。その結果を図13に示した。
(3) SDS-PAGE of each fraction
Centrifugation (13200 rpm) using a 10 kcut spin column (VIVASPIN 500 (molecular weight fraction 10 kDa: sartorius stedim)) Fr.20 is 1.5 times, 3.0 times, 7.0 times, Fr.24 is 7.0 times, Fr.29 is Fr.36 was concentrated to 7.0 times by centrifugation (13200 rpm) using a 3kcut spin column (VIVASPIN 500 (molecular weight fraction 3 kDa: sartorius stedim)). SDS-PAGE was performed according to the method described in 2 (1), and Bio-Safe Coomassie G250 was used for protein staining, and the results are shown in FIG.

15%ゲルを用いた場合には、Fr.20、24、29においてはCBB G250、PAS染色どちらとも図8と同様に、加熱で得られる可溶化物質である思われるバンドが見られた(15%ゲルを用いたときのPAS染色は染色液、もしくはサンプルの濃度が低かったため、バンドは痕跡程度しか見られなかった)(図13(A))。このことから、HPLC分析では高分子ピークHとして出現する可溶化物は、Sephacryl S-100HRによるゲルろ過クロマトグラフィでは比較的低分子に出現することがわかった。また、15%トリシン系ゲルにおいて、Fr.36においてもCBB G250による染色では可溶化物質であると思われるバンドが見られた(図13(B))。しかし、PAS染色ではバンドが見られず、Fr.36はFr.20、24、29とは違う可溶化物と考えられた。   In the case of using a 15% gel, in Fr. 20, 24, and 29, in both CBB G250 and PAS staining, bands that seem to be solubilized substances obtained by heating were observed as in FIG. 8 (15 When the% gel was used, the PAS staining was low in the concentration of the staining solution or sample, so that only a trace of the band was seen (FIG. 13A). From this, it was found that the solubilized product that appears as the polymer peak H in the HPLC analysis appears as a relatively low molecule in the gel filtration chromatography using Sephacryl S-100HR. Further, in the 15% tricine gel, a band considered to be a solubilized substance was also observed in Fr.36 by staining with CBB G250 (FIG. 13 (B)). However, no band was observed in PAS staining, and Fr.36 was considered to be a solubilizate different from Fr.20, 24, and 29.

(4)各フラクションの中性糖分析
回収したFr.20、29、36についてガスクロマトグラフィ(アルジトールアセテート誘導体化法)による中性糖の分析を行った。各サンプルを1mL取り、181μLのTFAと20μLの1%イノシトールを加えて混合し、密封した。121℃で2時間加熱後、減圧蒸留によりTFAを除去した。さらにエタノールを加え、再び減圧蒸留によりTFAを除去し、加水分解を行った。これに、NaBH4液500μLを添加し、室温で60分還元させた。その後、氷酢酸を泡が消失するまでゆっくりと滴下した。酸性メタノール500μLを添加、蒸発乾固を3回以上、メタノール250μLを添加、蒸発乾固を5回以上繰り返し、糖アルコール(乾固)を得た。次いで、無水ピリジン500μLを加え、直ちに無水酢酸400μLを添加、混合し、70℃で20分間アセチル化を行った。これに蒸留水を4mL添加、攪拌し、続いてクロロホルム800μLを添加、充分に攪拌した。水層を除き、クロロホルム層を数回水洗し、このクロロホルム溶液をサンプルとした。ガスクロマトグラフィは、シリカキャピラリーカラム(内径0.25mm、長さ30m、フィルム厚み0.25μm、DB−225:J&W社製)を用い、カラム温度180℃−230℃(1分ごとに5℃ずつ上昇)で、キャリアガスであるN2ガスを100mL/分でカラムに流して行った。検出器にはFIDを用いた。その結果を図14及び表2に示した。
(4) Neutral sugar analysis of each fraction The collected Fr. 20, 29, and 36 were analyzed for neutral sugars by gas chromatography (alditol acetate derivatization method). 1 mL of each sample was taken, 181 μL of TFA and 20 μL of 1% inositol were added, mixed and sealed. After heating at 121 ° C. for 2 hours, TFA was removed by distillation under reduced pressure. Further, ethanol was added, and TFA was removed again by distillation under reduced pressure, followed by hydrolysis. To this, 500 μL of NaBH 4 solution was added and reduced at room temperature for 60 minutes. Thereafter, glacial acetic acid was slowly added dropwise until the foam disappeared. 500 μL of acidic methanol was added, evaporation to dryness was repeated 3 times or more, 250 μL of methanol was added, and evaporation to dryness was repeated 5 times or more to obtain a sugar alcohol (dryness). Next, 500 μL of anhydrous pyridine was added, 400 μL of acetic anhydride was immediately added, mixed, and acetylated at 70 ° C. for 20 minutes. 4 mL of distilled water was added to this and stirred, followed by addition of 800 μL of chloroform and well stirred. The aqueous layer was removed, the chloroform layer was washed with water several times, and this chloroform solution was used as a sample. Gas chromatography uses a silica capillary column (inner diameter 0.25 mm, length 30 m, film thickness 0.25 μm, DB-225 manufactured by J & W), column temperature 180 ° C.-230 ° C. (increases 5 ° C. every minute), The carrier gas, N 2 gas, was allowed to flow through the column at 100 mL / min. FID was used for the detector. The results are shown in FIG.

Fr.20、29、36全てにガラクトース、アラビノースが含まれていて、それぞれガラクトースが最も多く、次いでアラビノースが多かった。このことから本可溶化物質にはアラビナン、ガラクタン、アラビノガラクタンが多く存在することが示唆された(Fr.20、29、36はそれぞれAra:Gal=1:1.3、1:2.7、1:1.6)。Fr.20ではラムノースやキシロースが含まれており、Rha:Gal A=1:1.2であった。このことから、Fr.20はラムノガラクチュロナンやキシロガラクチュロナンを主鎖として、アラビノガラクタンなどが結合した構造であると考えられた。Fr.29はアラビノースとガラクトースで全体の90%を占めており、主にアラビノガラクタンなどが含まれていると考えられた。Fr.36は約50%がグルコースであり、次いでガラクトース、アラビノース、ラムノースの順に多く含まれていた。HPLC分析の結果ではFr.20、29には加熱により生成される可溶化物質である高分子ピークHがメインピークであり、Fr.36は高分子ピークHが少ししか認められなかった。   Fr. 20, 29, and 36 all contained galactose and arabinose, each having the largest amount of galactose followed by arabinose. This suggests that this solubilized substance is rich in arabinan, galactan, and arabinogalactan (Fr. 20, 29, and 36 are Ara: Gal = 1: 1.3, 1: 2.7, 1: 1.6, respectively). ). Fr.20 contained rhamnose and xylose, and Rha: Gal A = 1: 1.2. From this, it was considered that Fr.20 has a structure in which arabinogalactan is bound with rhamnogalacturonan or xylogalacturonan as the main chain. Fr.29 accounted for 90% of arabinose and galactose, and was thought to contain mainly arabinogalactan. About 50% of Fr.36 was glucose, followed by galactose, arabinose, and rhamnose. As a result of HPLC analysis, the polymer peak H, which is a solubilized substance produced by heating, was the main peak in Fr. 20 and 29, and only a small amount of polymer peak H was observed in Fr.

(5)フラクションのメチル化度測定
ウロン酸が検出されたFr.20、24、29についてウロン酸中のメチル化度を測定した。Fr.20、24、29のそれぞれ500μLに2M NaOHを5μL加え、1h、室温で放置した。その後、0.5M HClで中和したもの10μLをガスクロマトグラフィに供し、メタノールを検出した。ガスクロマトグラフィは、カラム担体として5%PEG20Mを含むUniport HP(60/80mesh)を充填したガラスカラム(内径:3.4mm、カラム長:1m)を用い、カラム温度70℃で、キャリアガスであるN2ガスを110mL/分でカラムに流して行った。検出器にはFIDを用いた。メチル化度は次式により求めた。
メチル化度=(メタノールmol/Gal A mol)×100
その結果を図15に示した。Fr.20、24、29全てのフラクションでメチル化度が約30%であった。
(5) Measurement of methylation degree of fractions Fr. 20, 24, 29 in which uronic acid was detected were measured for methylation degree in uronic acid. 5 μL of 2M NaOH was added to 500 μL of each of Fr. 20, 24, and 29, and left at room temperature for 1 h. Thereafter, 10 μL of the product neutralized with 0.5 M HCl was subjected to gas chromatography to detect methanol. In the gas chromatography, a glass column (inner diameter: 3.4 mm, column length: 1 m) packed with Uniport HP (60 / 80mesh) containing 5% PEG20M as a column carrier is used, the column temperature is 70 ° C., and N 2 as a carrier gas. The gas flowed through the column at 110 mL / min. FID was used for the detector. The degree of methylation was determined by the following formula.
Degree of methylation = (methanol mol / Gal A mol) x 100
The results are shown in FIG. The methylation degree was about 30% in all the Fr. 20, 24, and 29 fractions.

(6)フラクションのアミノ酸分析
Fr.20、29、36についてアミノ酸分析(フェニルイソチオシアネート(PTC)誘導体化法)を行った。試料に1mLの濃塩酸を加えて6N 塩酸溶液とし、減圧下、110℃で24時間加水分解を行った。加水分解後、ロータリーエバポレーターで速やかに蒸発乾固した。これにエタノール/水/TEA混合溶液(2:2:1)を20μL添加し、減圧乾固を行った。エタノール/水/TEA/PITC混合溶液(7:1:1:1)を50μL添加して室温で20分間静置後、減圧乾固を行い余剰試薬を除去した。HPLC溶出液1mLに溶解させたものをさらに100倍に希釈し、0.45μmのHPLCフィルター(IWAKI社)でろ過後、サンプル50μLについてHPLC分析を行った。
(6) Amino acid analysis of fractions
Fr. 20, 29, and 36 were subjected to amino acid analysis (phenyl isothiocyanate (PTC) derivatization method). 1 mL of concentrated hydrochloric acid was added to the sample to form a 6N hydrochloric acid solution, which was hydrolyzed at 110 ° C. for 24 hours under reduced pressure. After hydrolysis, it was quickly evaporated to dryness with a rotary evaporator. 20 μL of an ethanol / water / TEA mixed solution (2: 2: 1) was added thereto, and the mixture was dried under reduced pressure. 50 μL of an ethanol / water / TEA / PITC mixed solution (7: 1: 1: 1) was added and allowed to stand at room temperature for 20 minutes, and then dried under reduced pressure to remove excess reagents. What was dissolved in 1 mL of the HPLC eluate was further diluted 100 times, filtered through a 0.45 μm HPLC filter (IWAKI), and then HPLC analysis was performed on 50 μL of the sample.

HPLCは、TSK-GEL Super-ODSカラム(TOSOH社)を用いて、次の溶出液を用いたグラジエント(流速:1.5mL/min)溶出を行った。溶出液A(アセトニトリル/50mM 酢酸緩衝液(pH6.0)=3/97)と溶出液B(アセトニトリル/50mM 酢酸緩衝液=60/40)を、0→12minでは溶出液Bが5→70v/v%、12→16minでは溶出液Bが70v/v%、16→20minでは溶出液Bが70→100v/v%、20→25minでは溶出液B が100v/v%、25→30minでは溶出液Bが100→3v/v%となるように40℃でカラムに流した。検出はUV 254nmで行った。その結果を図16及び表3に示した。なお、図16及び表3中のSoybeanは、一般的な大豆タンパク質のアミノ酸分析値を示す。   For HPLC, gradient (flow rate: 1.5 mL / min) using the following eluate was performed using a TSK-GEL Super-ODS column (TOSOH). Eluent A (acetonitrile / 50 mM acetate buffer (pH 6.0) = 3/97) and eluent B (acetonitrile / 50 mM acetate buffer = 60/40), eluent B is 5 → 70 v / eluent B is 70v / v% for v%, 12 → 16min, eluent B is 70 → 100v / v% for 16 → 20min, eluent B is 100v / v% for 20 → 25min, eluent is for 25 → 30min The column was passed through the column at 40 ° C. so that B was 100 → 3 v / v%. Detection was performed at UV 254 nm. The results are shown in FIG. 16 and Table 3 indicate the amino acid analysis value of a general soybean protein.

全てのフラクションで類似の組成をしており、Asx、Glx、Ileが多く含まれているという特徴が見られた。しかし、Fr.20はFr.29,36に比べてGlx(10.88%)、Lys(3.69%)が少なく、Ala(8.22%)、Leu(9.14%)が多かった。Fr.29は他のフラクションに比べてThr(5.46%)の割合が比較的やや高く、Ile(13.6%)が低かった。   All fractions had similar composition and were characterized by a high content of Asx, Glx, and Ile. However, Fr.20 had less Glx (10.88%) and Lys (3.69%) and more Ala (8.22%) and Leu (9.14%) than Fr.29,36. In Fr. 29, the ratio of Thr (5.46%) was relatively high and Ile (13.6%) was low compared to other fractions.

以上の分析結果から、Fr.20〜29は高分子ピークHとして現れる可溶化物質を含む画分であり、当該可溶化物質はガラクトースとアラビノースが主な構成糖とする糖鎖にラムノースがランダムに結合した物質である一方、Fr.36は本手法により生成された主たる物質とは異なる可溶化物であると考えられた。また、可溶化物質に含まれるタンパク質は、その構成アミノ酸としてイソロイシンを多く含み、次いでグルタミン酸及びグルタミン(Glx)、アスパラギン酸及びアスパラギン(Asx)、ロイシンを多く含む。   From the above analysis results, Fr. 20 to 29 are fractions containing a solubilizing substance appearing as a polymer peak H, and the solubilizing substance is a random sugar chain in the sugar chain containing galactose and arabinose as main constituent sugars. While it was a bound substance, Fr.36 was considered to be a solubilizate different from the main substance produced by this method. Further, the protein contained in the solubilized substance contains a lot of isoleucine as a constituent amino acid, and then contains a lot of glutamic acid and glutamine (Glx), aspartic acid and asparagine (Asx), and leucine.

〔酸性熱処理による二次細胞壁(2CW)の可溶化物の特徴化3〕
実施例2において明らかにされた、選択的に可溶化される高分子ピークHについての特徴化をさらに行った。
(1)HPLC分析による分子量推定
実施例2で得られたFr.20(Sephacryl S-100HRによる画分)を用いて、高分子ピークHの分子量を、分子量200万のブルーデキストランとの比較から推定した。得られたFr.20の溶液を蒸留水により10倍に希釈してサンプルとした。ブルーデキストラン(sigma社製)の粉末10mgを蒸留水1mLに溶解し、これを希釈して0.08%溶液を作製した。それぞれをHPLC用フィルターでろ過し、20μLをHPLCに供した。さらにこれらを同量ずつ取り混合溶液を調製したもの40μLをHPLC分析に供した。HPLC分析は、実施例2(2)に記載の方法により行った。また、HPLC分析における流速を1/2、1/4としてHPLC分析を行った。
[Characteristics of secondary cell wall (2CW) lysate by acid heat treatment 3]
Further characterization of the selectively solubilized polymer peak H as revealed in Example 2 was performed.
(1) Molecular weight estimation by HPLC analysis Using Fr.20 (fraction obtained by Sephacryl S-100HR) obtained in Example 2, the molecular weight of polymer peak H is estimated from comparison with blue dextran having a molecular weight of 2 million. did. The obtained Fr. 20 solution was diluted 10 times with distilled water to prepare a sample. 10 mg of powder of blue dextran (manufactured by sigma) was dissolved in 1 mL of distilled water and diluted to prepare a 0.08% solution. Each was filtered with a filter for HPLC, and 20 μL was subjected to HPLC. Furthermore, 40 μL of the same amount was prepared for each mixed solution and subjected to HPLC analysis. HPLC analysis was performed by the method described in Example 2 (2). Further, the HPLC analysis was performed with the flow rates in the HPLC analysis being 1/2 and 1/4.

それらの結果を図17及び図18に示した。Sephacryl S-100HRを用いたゲルろ過クロマトグラフィにおけるFr.20(高分子ピークH)とブルーデキストランはHPLC分析でおおよそ同じ時間でピークが出現した。高分子ピークHは排除限界の分子量であるので、ほとんど同じ時間に出現したと考えられた。ブルーデキストランの分子量は2000kDaであり、用いたカラムであるTSK-GEL G3000SWXLの排除限界は500kDaであるため、高分子ピークHの分子量は500kDa以上であると考えられた。流速を2分の1、4分の1にすると、本可溶化物高分子ピークHの出現時間は2倍、4倍と遅くなり、ピークの形状が変化した。流速を1.0mL/分から0.5mL/分に変化したとき、UV280、RIともに二つあったピークが低分子側に一つに変化し、0.5mL/分から0.25L/分に変化したときは本来の高分子ピークHが出現する約14分あたりのピークが小さくなり、UV280では約25分あたりに大きなピークが出現していた。このことから、流速を遅くすれば、高分子ピークHを示す可溶化物質は低分子化するなどのピークの形状が変化すると考えられる。実施例3におけるゲルろ過クロマトグラフィにおける溶出プロフィールでは可溶化物質は低分子側に出現した。これは、ゲルろ過クロマトグラフィに用いたオープンカラムではHPLCに比べて流速が小さく、圧力は非常に小さいので、低分子側に出現したことを意味する。すなわち、当該可溶化物質(高分子ピークH)は、HPLC分析における圧力条件(約2MPa)から、2MPa以上の加圧下で会合する性質を持っていることが示された。   The results are shown in FIGS. The peaks of Fr.20 (polymer peak H) and blue dextran in gel filtration chromatography using Sephacryl S-100HR appeared at approximately the same time by HPLC analysis. The polymer peak H was considered to have appeared at almost the same time because the molecular weight was at the exclusion limit. Since the molecular weight of blue dextran was 2000 kDa and the exclusion limit of TSK-GEL G3000SWXL, the column used, was 500 kDa, the molecular weight of the polymer peak H was considered to be 500 kDa or more. When the flow rate was reduced to 1/2 or 1/4, the appearance time of the lysate polymer peak H was slowed to 2 or 4 times, and the peak shape changed. When the flow rate was changed from 1.0 mL / min to 0.5 mL / min, the two peaks for both UV280 and RI changed to one on the low molecule side, and when changed from 0.5 mL / min to 0.25 L / min, The peak at about 14 minutes when the polymer peak H appears was small, and a large peak appeared at about 25 minutes with UV280. From this, it is considered that when the flow rate is slowed, the shape of the peak changes, such as the solubilized substance showing the polymer peak H is reduced in molecular weight. In the elution profile in gel filtration chromatography in Example 3, the solubilized substance appeared on the low molecular side. This means that the open column used in the gel filtration chromatography has a lower flow rate than the HPLC and the pressure is very small, so it appeared on the low molecule side. That is, it was shown that the solubilized substance (polymer peak H) has the property of associating under a pressure of 2 MPa or more from the pressure condition in HPLC analysis (about 2 MPa).

〔酸性熱処理による二次細胞壁(2CW)の可溶化物の乳化作用〕
(1)乳化作用の有無
蒸留水と実施例1で調製した大豆2CWペーストを10:1の割合で懸濁したものを6M HClでpH3.0に調整し、100℃で20分間煮沸し、遠心(4000rpm、1分)後、上清をフィルターでろ過したものを2CW可溶化物として使用した。この2CW可溶化物495μLに大豆油5μLを加えて1分間激しく撹拌した。その後すぐに溶液を底から100μL取り、蒸留水300μLに加えて4倍希釈したものから200μLをマイクロプレートに添加し、波長630nmでの吸光度を測定した。なお、2CW可溶化物の代わりに蒸留水を用いて同様に操作したものをコントロールとして、波長630nmの吸光度を測定した。また、蒸留水のみをマイクロプレートに200μL添加した吸光度をブランクとした。さらに、大豆油を加えて撹拌後直ちに顕微鏡を用いて大豆油の粒子の大きさを観察し、乳化作用の有無を調べた。
[Emulsification of secondary cell wall (2CW) solubilizate by acid heat treatment]
(1) Presence or absence of emulsifying action Suspension of distilled water and soybean 2CW paste prepared in Example 1 at a ratio of 10: 1 was adjusted to pH 3.0 with 6M HCl, boiled at 100 ° C for 20 minutes, and centrifuged After (4000 rpm, 1 minute), the supernatant filtered through a filter was used as the 2CW solubilized product. To 495 μL of this 2CW solubilizate, 5 μL of soybean oil was added and stirred vigorously for 1 minute. Immediately after that, 100 μL of the solution was taken from the bottom, 200 μL of the solution diluted 4 times by adding to 300 μL of distilled water was added to the microplate, and the absorbance at a wavelength of 630 nm was measured. In addition, the absorbance at a wavelength of 630 nm was measured using as a control the same operation using distilled water instead of 2CW solubilized product. Absorbance obtained by adding 200 μL of distilled water alone to the microplate was used as a blank. Furthermore, soybean oil was added and immediately after stirring, the size of soybean oil particles was observed using a microscope to examine the presence or absence of an emulsifying action.

その結果を図19及び表4に示す。顕微鏡による観察では、2CW可溶化物と大豆油を混合した溶液において大豆油の粒子直径が小さくなっていることが確認された。また吸光度測定では蒸留水に大豆油を混合した溶液に比べて高い値となった。これらの結果から、2CW可溶化物には乳化作用が認められた。   The results are shown in FIG. Observation with a microscope confirmed that the particle diameter of soybean oil was reduced in a solution containing 2CW solubilized product and soybean oil. In the absorbance measurement, the value was higher than that of a solution obtained by mixing soybean oil with distilled water. From these results, emulsifying action was observed in the 2CW solubilized product.

(2)時間経過における乳化安定性
前記実施例5(1)で調製した2CW可溶化物792μLに大豆油8μLを加えて1分間激しく撹拌した。その後、溶液を0、1、2、3、4、5時間ごとに底から60μL取り、蒸留水180μLに加えて4倍希釈したものから200μLをマイクロプレートに添加し、波長630nmでの吸光度を測定した。2CW可溶化物の代わりに蒸留水を用いて同様に操作したものをコントロールとした。
(2) Emulsification stability over time 8 μL of soybean oil was added to 792 μL of the 2CW solubilized product prepared in Example 5 (1) and stirred vigorously for 1 minute. Then, 60 μL of the solution is taken from the bottom every 0, 1, 2, 3, 4, and 5 hours, 200 μL is added to 180 μL of distilled water and diluted 4-fold, and the absorbance at a wavelength of 630 nm is measured. did. The control was performed in the same manner using distilled water instead of 2CW solubilized product.

その結果を図20及び図21に示した。吸光度測定の結果では時間が経つにつれやや吸光度が低くなる(図20参照)が、顕微鏡による観察では5時間後の大豆油の粒子は撹拌直後と変わらず小さいままのものも多く見られ(図21参照)、乳化作用はよく維持できていることが認められた。   The results are shown in FIGS. As a result of the absorbance measurement, the absorbance slightly decreases with time (see FIG. 20), but in the microscopic observation, many of the soybean oil particles after 5 hours remain small as they were immediately after stirring (FIG. 21). It was confirmed that the emulsifying action was well maintained.

(3)pH変化における乳化安定性
前記実施例5(1)調製した2CW可溶化物に0.1〜0.5M NaOHを少量ずつ加えてpHが3、5、7、9の2CW可溶化物を調製した(このとき、NaOHを加えたことによる可溶化物の希釈が一定となるように同量の蒸留水を加えた。)。これらの2CW可溶化物を用いてpHが乳化作用に与える影響を調べた。乳化作用は実施例6(1)に記載の方法で行った。
(3) Emulsification stability in pH change 0.1-0.5M NaOH was added little by little to the prepared 2CW solubilized product to prepare 2CW solubilized products having pH of 3, 5, 7, 9 (At this time, the same amount of distilled water was added so that dilution of the lysate by adding NaOH was constant.) Using these 2CW solubilizates, the effect of pH on emulsification was investigated. The emulsifying action was performed by the method described in Example 6 (1).

その結果を図22及び表5に示した(pH3.0については、pH9.0とほぼ同じような画像であったので省略した。)。顕微鏡による観察と吸光度測定のどちらにおいても、pH5.0、7.0ではpH3.0、9.0に比べて大豆油の粒子が大きいものが多く、また吸光度も低い値となった。これらから、酸性熱処理による2CW可溶化物は、pHが3.0や9.0などでは乳化作用が高くなり、中性付近では弱くなるという特徴があることが認められた。   The results are shown in FIG. 22 and Table 5 (pH 3.0 was omitted because it was almost the same as pH 9.0). In both the observation with a microscope and the measurement of absorbance, many of the soybean oil particles were larger at pH 5.0 and 7.0 than at pH 3.0 and 9.0, and the absorbance was also low. From these results, it was confirmed that the 2CW solubilized product by acidic heat treatment has a characteristic that the emulsifying action is high when the pH is 3.0 or 9.0, and is weak near neutral.

(4)起泡性
前記実施例6(1)で調製した2CW可溶化物と、1%カゼイン(0.01M NaOHで中和して溶解した溶液)と、480μg/mLの卵白アルブミンをそれぞれ2mLずつ試験管に入れ、1分間激しく撹拌した。撹拌後に生じた泡の液面から泡上部までの高さ(h)でもって起泡性とした。図23に示したように、卵白アルブミンに比べて、2CW可溶化物の起泡性は非常に高いと考えられた。また400分後でも攪拌直後に対して約53%高さの泡が残っており(図示せず)、安定性も高いと考えられた。
(4) Foamability 2 mL each of the 2CW solubilized product prepared in Example 6 (1), 1% casein (solution dissolved by neutralization with 0.01M NaOH), and 480 μg / mL ovalbumin each. Placed in test tube and stirred vigorously for 1 minute. The height (h) from the liquid level of the foam generated after stirring to the top of the foam was considered to be foaming. As shown in FIG. 23, it was considered that the foamability of the 2CW solubilized product was very high as compared with ovalbumin. Further, even after 400 minutes, bubbles of about 53% height remained immediately after stirring (not shown), and the stability was considered high.

(5)pH変化における起泡性
前記実施例5(3)で調製したpHが3、5、7、9の2CW可溶化物を用いて、上記実施例5(4)に記載の方法にて起泡性への影響を調べた。図24に示すようにpH5.0で泡の減少が最も早く、pH3.0が最も遅かった。撹拌直後においてpH9.0では液面から泡上部までの高さ(h)がやや高くなった。
(5) Foamability in pH change Using the 2CW solubilized product having pH of 3, 5, 7, 9 prepared in Example 5 (3), the method described in Example 5 (4) above. The effect on foaming properties was investigated. As shown in FIG. 24, the decrease in foam was the fastest at pH 5.0 and the slowest at pH 3.0. Immediately after stirring, the height (h) from the liquid level to the top of the foam was slightly increased at pH 9.0.

〔その他植物での酸性熱処理による二次細胞壁(2CW)の可溶化〕
その他植物として、小豆、リンゴ、ミカン、ポテトを用いた。可溶化に際し、次の方法にて二次細胞壁を調製した。
[Solubilization of secondary cell wall (2CW) by acid heat treatment in other plants]
Other plants used were red beans, apples, mandarin oranges, and potatoes. Upon solubilization, secondary cell walls were prepared by the following method.

(1)2CWペーストの調製
(a)小豆
小豆7gに70mlの水を加え、オートクレーブ処理を121℃で20分間行った。抽出液を除いた後、皮をむき、スパーテルで軽くつぶしペースト状にした。この小豆ペーストに20mM酢酸緩衝液(pH5.0)を70ml、セルラーゼ(GODO-TCF)を全量に対して1%となるように加え、37℃で一晩反応させた。遠心分離(2000rpm、10分)により上清を除いた後、20mM酢酸緩衝液(pH5.0)を100ml加えて再び遠心分離して、上清を捨てた 。この操作を3回繰り返した後、残査と等量の20mM酢酸緩衝液(pH5.0)を加え、小豆2CWペーストとした。
(1) Preparation of 2CW paste
(a) Red beans 70 ml of water was added to 7 g of red beans and autoclaved at 121 ° C. for 20 minutes. After removing the extract, it was peeled and lightly crushed with a spatula to make a paste. To this red bean paste, 70 ml of 20 mM acetate buffer (pH 5.0) and cellulase (GODO-TCF) were added to 1% of the total amount, and the mixture was reacted at 37 ° C. overnight. After removing the supernatant by centrifugation (2000 rpm, 10 minutes), 100 ml of 20 mM acetate buffer (pH 5.0) was added and centrifuged again, and the supernatant was discarded. After repeating this operation three times, an equivalent amount of 20 mM acetic acid buffer (pH 5.0) was added to the residue to obtain a red beans 2CW paste.

(b)リンゴ
リンゴ(ふじ)の皮を剥き、芯部分を除去した後、家庭用ジューサーにて果汁と絞り粕を調製した。リンゴ粕は水洗したのち、4000rpm、10分間の遠心処理にて集めた。リンゴ粕23.2gに2mLの0.5M酢酸緩衝液を加え、合同酒精社製セルラーゼを2.5mL、さらに水を加えて全量を30mLとして攪拌した。その後45℃で一晩放置した。この操作により1次細胞壁が可溶化除去されたのを位相差顕微鏡にて確認し、リンゴ2CWペーストとした。
(c)ミカン
(b) Apple After peeling off the apple (Fuji) and removing the core, fruit juice and squeezed koji were prepared with a home juicer. The apple cake was washed and then collected by centrifugation at 4000 rpm for 10 minutes. To 23.2 g of apple koji, 2 mL of 0.5 M acetate buffer was added, 2.5 mL of cellulase manufactured by Godo Sake Seisha Co., and water were added to make the total volume 30 mL, followed by stirring. Then, it was left overnight at 45 ° C. It was confirmed with a phase contrast microscope that the primary cell wall was solubilized and removed by this operation, and an apple 2CW paste was obtained.
(c) Tangerine

ミカンの皮を除いた果肉部20gに20mM酢酸緩衝液(pH5.0)を200mL、セルラーゼ(GODO-TCF)を全量に対して1%となるように加え、37℃で一晩反応させた。遠心分離(10000rpm、10分)により上清を除いた後、20mM酢酸緩衝液(pH5.0)を100ml加えて再び遠心分離して、上清を捨てた。この操作を3回繰り返した後、残査と等量の20mM酢酸緩衝液(pH5.0)を加え、ミカン2CWペーストとした。   200 mL of 20 mM acetate buffer (pH 5.0) and 1% of cellulase (GODO-TCF) were added to 20 g of the pulp part excluding the mandarin peel and reacted at 37 ° C. overnight. After removing the supernatant by centrifugation (10000 rpm, 10 minutes), 100 ml of 20 mM acetate buffer (pH 5.0) was added and centrifuged again, and the supernatant was discarded. After repeating this operation three times, the same amount of 20 mM acetate buffer (pH 5.0) as the residue was added to obtain a mandarin 2 CW paste.

(d)ポテト
男爵薯の皮をむき、おろし金を用いて磨砕した。これを数回水洗いして、でんぷんを除いた。約50mLのジャガイモ溶液に等量の0.1M酢酸緩衝液を加え、セルラーゼ(GODO-TCF)を1%添加し、37℃で一晩、攪拌しながら反応させた。遠心分離(4,000rpm、10分)を行い、イオン交換水で沈殿を3回洗浄した。これを約15倍の水で希釈して、ポテト2CWペーストとした。
(d) Potato The baron was peeled and ground with grater. This was washed several times with water to remove the starch. An equal volume of 0.1 M acetate buffer was added to about 50 mL of potato solution, 1% of cellulase (GODO-TCF) was added, and the mixture was allowed to react overnight at 37 ° C. with stirring. Centrifugation (4,000 rpm, 10 minutes) was performed, and the precipitate was washed three times with ion-exchanged water. This was diluted with about 15 times water to obtain a potato 2CW paste.

(2)2次細胞壁(2CWペースト)の可溶化
0.1M酢酸緩衝液(pH3.0)800μLに上記で調製した各植物由来の2CWペースト160μLを添加した。撹拌後、400μLを採取し、100℃で20分間熱処理した後一晩放置し、エッベンチューブ内での容積を熱処理前と比較した。また遠心分離(10000rpm、10分、4℃)により上清を回収し、位相差顕微鏡により、2CW可溶化を観察した。顕微鏡による観察では、0.1M酢酸緩衝液(pH3.0)の代わりに蒸留水を800μL加えて撹拌したものをブランク(pH5.3)とした。
(2) Solubilization of secondary cell wall (2CW paste)
160 μL of the 2CW paste derived from each plant prepared above was added to 800 μL of 0.1 M acetate buffer (pH 3.0). After stirring, 400 μL was collected, heat-treated at 100 ° C. for 20 minutes, and allowed to stand overnight, and the volume in the Eben tube was compared with that before the heat treatment. The supernatant was recovered by centrifugation (10000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.), and 2CW solubilization was observed with a phase contrast microscope. In the observation with a microscope, a blank (pH 5.3) was prepared by adding 800 μL of distilled water instead of 0.1 M acetate buffer (pH 3.0) and stirring.

小豆及びミカンについての顕微鏡画像をそれぞれ図25、図26に示した。各植物とも加熱前に比べて各図に矢印で示した透明な2次細胞壁が消失していた。また、チューブ内の容積は減少していた(図示せず)ことより、2次細胞壁が選択的に可溶化されていたことが確認できた。   The microscopic images of red beans and mandarin oranges are shown in FIGS. 25 and 26, respectively. In each plant, the transparent secondary cell wall indicated by an arrow in each figure disappeared compared to before heating. Further, since the volume in the tube was reduced (not shown), it was confirmed that the secondary cell wall was selectively solubilized.

(3)可溶化物のHPLC分析
調製したリンゴ、ミカンの2CWペーストを酸性熱処理して得られた可溶化物のHPLC分析を行い、高分子ピークHの出現を調べた。HPLC分析は、実施例2(2)に記載の方法で行った。
(a)リンゴ
pH3.0に調整したHCl水溶液800μLにリンゴ2CWペースト200μLを加え、さらにpH2.0に調整したHCl水溶液を加えてpHを3.0に調整した。その400μLを取り、100℃で20分間加熱した。その後、遠心分離(1000rpm、5分)後、上清をフィルターでろ過してサンプルを調製した。
(3) HPLC analysis of the solubilized product HPLC analysis of the solubilized product obtained by subjecting the prepared apple and tangerine 2CW pastes to an acid heat treatment was performed to examine the appearance of the polymer peak H. HPLC analysis was performed by the method described in Example 2 (2).
(a) Apple
200 μL of apple 2CW paste was added to 800 μL of an aqueous HCl solution adjusted to pH 3.0, and an aqueous HCl solution adjusted to pH 2.0 was further added to adjust the pH to 3.0. 400 μL was taken and heated at 100 ° C. for 20 minutes. Then, after centrifugation (1000 rpm, 5 minutes), the supernatant was filtered through a filter to prepare a sample.

(b)ミカン
ミカン2CW 800μLにpH1.0に調整したHCl水溶液を8μL添加し、pHを3.0に調整した。その400μLを取り、100℃で20分間加熱した。その後、遠心分離(1000rpm、5分)後、上清をフィルターでろ過してサンプルを調製した。
(b) Tangerine Tangerine 2CW 8 μL of HCl aqueous solution adjusted to pH 1.0 was added to 800 μL to adjust pH to 3.0. 400 μL was taken and heated at 100 ° C. for 20 minutes. Then, after centrifugation (1000 rpm, 5 minutes), the supernatant was filtered through a filter to prepare a sample.

図27及び図28にそれらの結果を示す。リンゴ及びミカンともに熱処理により高分子ピークHが出現した。これにより、大豆以外の植物においてもpH3.0の加熱処理により高分子ピークHが確認され、当該処理により2CW可溶化された可溶化物質(高分子ピークH)が生成されると言える。   FIG. 27 and FIG. 28 show the results. Polymer peak H appeared in both apple and mandarin by heat treatment. Thereby, also in plants other than soybeans, the polymer peak H is confirmed by the heat treatment at pH 3.0, and it can be said that 2CW solubilized substance (polymer peak H) is produced by the treatment.

(4)可溶化物の乳化作用及び起泡性
前記実施例6(2)で得られたリンゴ二次細胞壁の可溶化物の乳化作用及び起泡性を調べた。実施例5(1)(4)に記載の方法に準じて乳化作用及び起泡性について調べた。それらの結果をそれぞれ図29及び図30に示した。顕微鏡による観察では5時間後の大豆油の粒子は撹拌直後と変わらず小さいままのものも多く見られ(図29参照)、乳化作用はよく維持できていることが認められた。また、カゼインやアルブミンとほぼ同様な起泡性を有していた(図30参照)。
(4) Emulsifying action and foaming property of solubilized product The emulsifying effect and foaming property of the solubilized product of apple secondary cell wall obtained in Example 6 (2) were examined. The emulsifying action and foaming property were examined according to the methods described in Example 5 (1) and (4). The results are shown in FIGS. 29 and 30, respectively. Microscopic observation revealed that many of the soybean oil particles after 5 hours remained small as they were immediately after stirring (see FIG. 29), and the emulsifying action was well maintained. Moreover, it had the foaming property substantially the same as casein and albumin (refer FIG. 30).

本発明によると、緩和な条件で二次細胞壁を可溶化することができ、新たな食品素材を提供できる。   According to the present invention, the secondary cell wall can be solubilized under mild conditions, and a new food material can be provided.

Claims (15)

pHが2.5以上3.5以下の環境下で加熱する植物二次細胞壁の可溶化方法。   A method for solubilizing plant secondary cell walls, wherein the plant is heated in an environment having a pH of 2.5 or more and 3.5 or less. 一次細胞壁を有する植物細胞及び/又は一次細胞壁を除去又は破砕した植物細胞を加熱する請求項1に記載の可溶化方法。   The solubilization method according to claim 1, wherein the plant cell having a primary cell wall and / or the plant cell from which the primary cell wall has been removed or crushed is heated. 一次細胞壁を除去又は破砕した植物細胞を、pH2.5以上3.5以下の環境下で加熱して二次細胞壁の可溶化物を調製する方法。   A method of preparing a lysate of a secondary cell wall by heating plant cells from which the primary cell wall has been removed or crushed in an environment of pH 2.5 or more and 3.5 or less. 加熱後に不溶物を除去して二次細胞壁の可溶化物を調製する請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein the insoluble matter is removed after the heating to prepare a lysate of the secondary cell wall. 前記不溶物を除去して得られた処理物から凝集物を生じさせる工程と、
当該凝集物を回収して二次細胞壁の可溶化物を調製する請求項4に記載の方法。
A step of generating an aggregate from the processed product obtained by removing the insoluble matter;
The method according to claim 4, wherein the aggregate is collected to prepare a lysate of the secondary cell wall.
前記凝集物を生じさせる工程は、冷却する工程、凍結後に解凍する方法、分子量5000以上の分離膜で濃縮する工程、塩析する工程、カルシウムイオンを添加してゲル化する工程の何れかである請求項5に記載の方法。   The step of generating the aggregate is any one of a cooling step, a method of thawing after freezing, a step of concentrating with a separation membrane having a molecular weight of 5000 or more, a step of salting out, and a step of gelling by adding calcium ions. The method of claim 5. 一次細胞壁を除去又は破砕した植物細胞を、pH2.5以上3.5以下の環境下で加熱する工程と、前記加熱して得られた処理物から不溶物を除去する工程とにより得られる植物二次細胞壁の可溶化物。   A plant cell obtained by heating a plant cell from which the primary cell wall has been removed or crushed in an environment of pH 2.5 or more and 3.5 or less and removing the insoluble matter from the treated product obtained by the heating. Next cell wall lysate. 一次細胞壁を除去又は破砕した植物細胞を、pH2.5以上3.5以下の環境下で加熱する工程と、
前記加熱して得られた処理物から不溶物を除去する工程と、
前記不溶物を除去した処理物から凝集物を生じさせる工程と、
生じた凝集物を回収する工程と、
により得られる植物二次細胞壁の可溶化物。
Heating the plant cell from which the primary cell wall has been removed or crushed in an environment of pH 2.5 to 3.5,
Removing insoluble matter from the processed product obtained by heating,
Producing aggregates from the treated product from which the insoluble matter has been removed;
Collecting the resulting aggregates;
Solubilized product of plant secondary cell wall obtained by
一次細胞壁を除去又は破砕した植物細胞を、pH2.5以上3.5以下の環境下で加熱する工程と、
前記加熱して得られた処理物から不溶物を除去する工程と、
前記不溶物を除去した処理物からゲルろ過クロマトグラフィによって、分子量が4500〜75000の画分を分取する工程と、
により得られる植物二次細胞壁の可溶化物。
Heating the plant cell from which the primary cell wall has been removed or crushed in an environment of pH 2.5 to 3.5,
Removing insoluble matter from the processed product obtained by heating,
Fractionating a fraction having a molecular weight of 4500-75000 by gel filtration chromatography from the treated product from which the insoluble matter has been removed;
Solubilized product of plant secondary cell wall obtained by
ゲルろ過クロマトグラフィによる分子量が4500〜75000の糖タンパク質であって、
圧力2MPa以上の加力によって分子量が50万以上に会合し、
前記糖タンパク質ユニットのメチル化度がいずれも25〜35%である植物二次細胞壁由来のペクチン−タンパク質の可溶化物。
A glycoprotein having a molecular weight of 4500-75000 as determined by gel filtration chromatography,
With a pressure of 2 MPa or more, the molecular weight is associated with 500,000 or more,
A pectin-protein lysate derived from a plant secondary cell wall, wherein the glycoprotein units each have a methylation degree of 25 to 35%.
イソロイシンが全アミノ酸中の18〜25モル%である請求項11に記載の植物二次細胞壁由来のペクチン−タンパク質の可溶化物。   The solubilized product of pectin-protein derived from plant secondary cell walls according to claim 11, wherein isoleucine is 18 to 25 mol% of all amino acids. 一次細胞壁を除去又は破砕した植物細胞を、pH2.5以上3.5以下の環境下で加熱する工程と、
前記加熱して得られた処理物から不溶物を除去する工程と
前記不溶物を除去した処理物から凝集物を生じさせる工程と、
を有する請求項10又は11に記載のタンパク質−ペクチン可溶化物の調製方法。
Heating the plant cell from which the primary cell wall has been removed or crushed in an environment of pH 2.5 to 3.5,
Removing the insoluble matter from the treated product obtained by heating, and forming an aggregate from the treated product from which the insoluble matter has been removed;
The method for preparing a solubilized protein-pectin according to claim 10 or 11, wherein
一次細胞壁を除去又は破砕した植物細胞を、pH2.5以上3.5以下の環境下で加熱する工程と、
前記加熱して得られた処理物から不溶物を除去する工程と
前記不溶物を除去した処理物から分子量ふるいにより分画する工程と、
を有する請求項10又は11に記載のタンパク質−ペクチン可溶化物の調製方法。
Heating the plant cell from which the primary cell wall has been removed or crushed in an environment of pH 2.5 to 3.5,
A step of removing insoluble matter from the treated product obtained by heating, a step of fractionating the treated product from which the insoluble matter has been removed by molecular weight sieving,
The method for preparing a solubilized protein-pectin according to claim 10 or 11, wherein
請求項3〜6の何れか1項に記載の方法により得られた可溶化物又は請求項7〜11の何れか1項に記載の可溶化物の食品素材又は飼料若しくは肥料としての使用。   Use of the solubilizate obtained by the method according to any one of claims 3 to 6 or the solubilizate according to any one of claims 7 to 11 as a food material, feed or fertilizer. 請求項3〜6の何れか1項に記載の方法により得られた可溶化物又は請求項7〜11の何れか1項に記載の可溶化物の乳化剤としての使用。   Use of the solubilized product obtained by the method according to any one of claims 3 to 6 or the solubilized product according to any one of claims 7 to 11 as an emulsifier.
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