Molecular insights into food physical property revealed by quantum beam structural analysis in conjunction with rheology measurements

量子束结构分析结合流变学测量揭示了对食品物理特性的分子洞察

基本信息

批准号：
22K05511
负责人：
佐藤信浩
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は小麦や大豆などの植物性食品タンパク質を対象に、量子ビーム小角散乱を中心に光散乱、質量分析、超遠心分析などの構造解析法を用いてタンパク質のナノ集合構造を調べ、テクスチャー測定やレオロジー測定を通じてタンパク質分子の化学的特性や集合構造が及ぼす力学物性への影響を評価するとともに、これらを分子の化学的性質やそれに基づく分子内分子間の相互作用と関連づけて理解することで、分子レベルの構造や相互作用と巨視的な物性を繋ぐリンクを解明し分子論的な見地から食品物性の発現機構を明らかにすることを目指している。2022年度は、コントラスト変調中性子小角散乱法による小麦タンパク質複合体グルテン中の構造解析を行う目的で、試料となる中性子重水素化小麦タンパク質の量産を目指して重水水耕による小麦の栽培のための条件最適化を行うとともに、重水素化した小麦タンパク質グリアジンの水和凝集体を試料としてJRR-3 SANS-Uにおいて中性子小角散乱測定を行った。その結果、精密な構造解析を行うために必要となる十分な精度の実験結果を得るためには、より多量の重水素化試料を確保する必要があることが明らかとなった。そこで、重水素化試料の増産を目指して、より効率的な重水水耕栽培システムの構築に向けた検討を進めている。また、小麦タンパク質の水和凝集体について回転レオメーターを用いた動的粘弾性測定を実施し、試料に添加した塩化ナトリウム量の違いによって動的粘弾性に相違が見られることを明らかにした。

本研究以小麦、大豆等植物性食品中的蛋白质为研究对象，采用光散射、质谱、超速离心等结构分析方法，以量子束小角散射为重点，研究蛋白质的纳米聚集结构。，并通过流变测量来测量蛋白质分子的化学性质和聚集结构所施加的力。通过评估对物理性质的影响并了解这些与分子化学性质和分子内分子间相互作用的关系，我们可以在分子水平结构和相互作用与宏观物理性质之间建立联系。从分子角度研究食品物理性质的机制。 2022年，我们将研究使用重水水培法种植小麦的条件，以批量生产中子氘代小麦蛋白为样品，以便使用对比调制小角中子散射分析面筋中小麦蛋白复合物的结构除了优化之外，还使用氘化小麦蛋白麦醇溶蛋白的水合聚集体作为样品在 JRR-3 SANS-U 上进行了小角度中子散射测量。结果表明，为了获得精密结构分析所需的足够精度的实验结果，需要确保更多的氘化样品。因此，为了提高氘化样品的产量，我们正在研究建立更高效的重水水培栽培系统。此外，使用旋转流变仪对水合小麦蛋白聚集体进行动态粘弹性测量，结果表明动态粘弹性根据样品中添加的氯化钠的量而变化。