【解説】
米の品質評価，品種判別および 加工利用に関する研究
大坪研一，中村澄子
米の食味などの品質評価，品種判別および加工利用に関する 研究を行った．米の食味を物理化学的に評価する方法として，
テンシプレッサーによる1粒炊飯測定方法，RVAによる米の 物性および老化性の推定方法および米飯の外観，香り，味，
粘り，硬さの各評価を理化学的測定で行った結果を多変量解 析することによる食味の多面的理化学評価方法を開発した．
米品種の判別方法として，精米を試料として鋳型DNAを抽 出精製し，適正なプライマー共存下でPCRを行う方法を開発 し た．「酵 素 法」 お よ び そ の 改 良 法 を 開 発 す る こ と に よ り，
試料が米飯，米菓，日本酒などの場合においても，PCRによ る原料米の判別を可能にした．米の消費拡大を目的として，
新形質米を中心に，各種の機能性米加工食品の開発に取り組 み，食後血糖上昇の抑制が期待されるアミロペクチン長鎖型 の超硬質米の特性解明や用途開発を行った．
はじめに
米は，トウモロコシ，小麦と並んで世界の三大穀物と されており，世界の半数の人々の主食となっている．わ
が国においても，一人当たりの消費量は減少しつつある ものの，米飯をはじめとして，日本酒，米菓，餅，味噌 など，多様な用途の原料となっている．
わが国の食料自給率は約39%と，先進国中最低水準 であり，自給可能な米の消費拡大を図ることで，自給率 を改善することが必要とされている．そのためには，米 の食味のさらなる改良，包装における品種などの表示に 対する信頼性の確保，健康機能に着目した新たな用途開 発などが必要と考えられる．
本稿では，筆者らが農林水産省食品総合研究所，同北 陸農業試験場，新潟大学において行ってきた，米の品 質・利用に関する研究について紹介させていただく．
米の食味などの品質評価
従来，米の食味や老化性は，食味試験（1）や物理化学的 測定（2）によって評価されてきた．また，近赤外分光分析 の手法を活用した各種の「食味計」も開発されているが，
米飯物性や米飯老化性について，少量の試料を用いて，
簡易・迅速，かつ正確に評価する方法が必要とされてい た（2）．
Research on Quality Evaluation, Cultivar Differentiation, and Processing of Rice
Kenʼichi OHTSUBO, Sumiko NAKAMURA, 新潟大学農学部
1. テンシプレッサーによる1粒炊飯測定方法
筆者らの研究室では，岡留らが，テンシプレッサーに よる低圧縮・高圧縮連続試験により，品種・栽培による 米飯物性の相違を検出できることを報告した（3）．次いで，
中村らは，DNA判別に使用されるPCR装置とチューブ を用いて米試料を1粒ずつ炊飯し，テンシプレッサーに よって物性を測定すると，米飯相互の付着やプリンカッ プ内の炊飯部位による誤差が減少し，8粒の測定によって 試料米の特徴を推定できることを報告した（4）（図1）．こ れにより，育種など，試料量の少ない場合にも物性評価 が可能となった．
2. RVAによる米の物性および老化性の推定方法 ラピッド・ビスコ・アナライザー （RVA） の米品質評 価への適用を目的とする全国7試験研究機関による共同 研究が行われた（5）．その後，新型RVAの開発に際し，
米飯の硬さや粘りなどの物理特性，さらに，炊飯後の糊 化デンプンの老化による米飯硬化性などの利用特性を，
糊化特性測定結果に基づく推定値として直接表示するソ フトウェアを筆者らが開発し，RI （レトロインデックス：
老化性指標）などを表示できる簡易型RVA（ライスマ スター）が開発された（6）．
3. 米の食味の多面的理化学評価方法
竹生らは，全国の飯用米の官能検査結果を目的変数に
とり，タンパク質，ヨード呈色度，糊化粘度を説明変数 として重回帰分析を行うことにより，食味推定式を作成 した（7）．筆者らの研究室では，近赤外分光分析や物性測 定において，多変量解析の手法を導入し（8），においセン サー（9）や味センサー（10）を利用して，米飯の味や香りを 電気的に評価する試みを行い，米飯物性，糊化特性，味 センサー，においセンサー，味度の各測定結果を変数と して，多面的理化学測定に基づく食味評価を行い，年次 間変動の小さい食味推定式を作成した（11）．最近では，
Starch synthase Iなどのデンプン合成酵素（12）やXylanase などの細胞壁分解酵素（13）による食味への影響についても 研究を行っている．
米および米加工品の品種判別に関する研究
1. 精米を試料とするPCRによる米のDNA品種判別方 法の開発
近年，食品の偽装表示が増加し，消費者の食品表示に 対する信頼が揺らいでいる．筆者らは，育種家の育成者 権を守り，消費者の食品表示への信頼を高めることを目 的に，米のDNA品種判別に関する研究を行った（14〜18）．
コシヒカリは，その良食味性と広域栽培適応性から，
流通量が最も多く，高価格で取引されるため，偽装表示 の多い品種であった．そこで，筆者らは，平成13年に，
STS化マルチプレックス法による ｢コシヒカリ判別キッ
図1■1粒炊飯・物性測定の概要と 事例
精米を1粒ずつPCR用チューブに入れ，
加水・浸漬の後，サーマルサイクラー によって簡易炊飯し，得られた米飯の 物性をテンシプレッサーによって測定 した．4種類の品種の試料米を8粒ず つ測定した事例を表中に示した．
ト｣ を開発した（19, 20）（図2）．この場合，開発にあたって，
①各識別プライマーの併用によるマルチプレックス化
（簡易迅速化），②各県のコシヒカリ同士で相違が現れな いこと（同一品種内の均一性），③ひとめぼれ，あきた こまちなどの主要な近縁品種とも明瞭に識別ができるこ と（異品種間の識別性），の3つの条件が重要であった．
その後，同一品種の米でも，産地によって食味や価格 が異なっていることから，DNA解析によって産地の判別 が可能であるかどうかを検討した．その結果，同一品種 の同質遺伝子系統のDNA塩基配列の相違に基づくPCR 法において，いもち病抵抗性に着目したDNAマーカー を開発することにより，コシヒカリ同質遺伝子系統を識 別することが可能になった（21, 22）．各種新潟コシヒカリ BLのいもち病抵抗性遺伝子 , , , , , に対応する識別用プライマーを開発し，これらを基に，
平成17年，実用的マルチプレックスプライマーセット としてタカラバイオ社を通じて新潟県産コシヒカリと他 県産コシヒカリとを識別できるPCRプライマーセット の市販を開始した．この識別用DNAマーカーは，従来 の報告と座乗染色体および位置が一致することが確認さ れ，既知品種の公表遺伝子型ともよく一致していた（23）．
2. 米加工品を試料とする原料米の判別技術の開発 筆者らは，米飯を試料とする判別技術を開発する過程 で，DNA分解酵素を失活させながら，PCR用鋳型DNA を抽出・精製する「酵素法」を開発した．この方法のポ イントは，耐熱性の
α
‒アミラーゼを用いることによって，DNA分解酵素の作用を抑えながら糊化デンプンを分解 除去し，次いで，SDS存在下で，プロテアーゼKによっ
て変性タンパク質を分解除去し，加熱食品においても DNAの抽出・精製を容易にする点である．こうして精 米と同様に，米飯1粒の場合にも，主要な品種の識別が 可能になった（18, 24）．さらに，筆者らは，コーンに特異的 なDNAマーカーを開発することによって，もち米加工 品における混入コーンを検出する技術も開発した（25）．
3. 醸造酒を試料とする原料植物の判別技術の開発 醸造酒には，ワイン，ビール，日本酒などがあり，そ れらの品質は，原料植物，すなわち，イネ，大麦，ブド ウなどの品種が強く影響するとされている．醸造酒が試 料の場合は，発酵工程でDNAが分解される，発酵微生 物のDNAが混在する，PCRを阻害する色素成分が共存 するなどの問題があった．これらを解決するために，筆 者らは，既報の酵素法によってデンプンおよびタンパク 質を分解除去した後，回収した沈殿から70%エタノール を用いてDNAを溶出すると同時に色素成分を除去して PCRが可能な鋳型DNAを調製する技術を開発した．ま た，原料植物由来のDNAのPCR増幅多型によって判別 するため，麹菌や酵母などのDNAは増幅せず，植物由 来DNAのみが増幅する酒米やブドウ品種同士の判別に 適したプライマーを選定あるいは開発した（26）．たとえ ば，筆者らが開発したコシヒカリ判別用プライマー（19）， デンプン合成関連プライマー（27），いもち病抵抗性関連 プライマー（21〜23）などが好適であった．これにより，日 本酒を試料とする五百万石，山田錦，美山錦，雄町など の主要な酒米の相互識別（28）やワインを試料とする原料 ブドウの判別（26）が可能になった（図3）．
図2■コシヒカリ判別キットの開発 4種類のSTS化プライマーを組み合 わせたPCR用コシヒカリ判別キット を開発した（19）．このキットによる PCRでは，全国のコシヒカリ原種で 共通の結果を示し（品種内の同一性）， ひとめぼれやあきたこまちなど，コ シヒカリの近縁種であっても，異品 種の場合は異なる結果を示した（品 種間の識別性）．
米の加工利用に関する研究
農林水産省では，米の消費を拡大するために，平成元 年から，多様な形態や特質の品種の育成と利用技術の開 発に関する研究プロジェクトを開始した．筆者も同研究 に参加し，各種の新形質米の品質評価および加工利用に 関する研究を行ってきた（29〜31）．
1. 高アミロース米と超硬質米
わが国における糖尿病患者は約800万人，予備軍を含 めると2,000万人以上と概算されている．筆者らは，農 水省の研究プロジェクトにおいて，畿央大，慈恵医大，
キユーピー研究所とともに，高アミロース米を中心に，
米加工品を用いて動物およびヒトによる臨床試験を実施 した結果，高アミロース米はアミロース含量が約30%
と高く，米飯が極めて硬く，粘りの弱いこと，レジスタ 図3■醸造酒を試料とするPCR法 による原料判別技術の概要 醸造酒の場合は，発酵過程でDNAが 分解される，酵母などのDNAが混 在する，ポリフェノールなどのPCR 阻害物質が共存する，などの問題が あったが，PCR用の鋳型DNAの抽 出・精製法を改良し，原料植物に特 異的な判別用プライマーを開発す ることで，醸造酒を試料とするPCR による米，大麦，ブドウなどの原料 植物の判別が可能になった．
図4■アミロペクチン長鎖型の超 硬質米の育成・利用に関する研究 の概要
農水省の助成を受け，アミロペクチ ン長鎖型の超硬質米の品種化，利用 特性の解明，米粉製造技術の開発，
食品化技術の開発を目的として，本 学および九州大学，新潟県農総研，
福岡県総農試，食品企業4社からな るコンソーシアムで共同研究を行っ た．
ントスターチ量の多いこと，また，ヒト試験によって，
摂食後の血糖上昇が，低アミロース米や一般飯用米より 緩やかであり，糖尿病の発症予防効果が期待されること が明らかになった（32）．
超硬質米とは，デンプンのアミロース含量が多いので はなく，主要成分であるアミロペクチンの短鎖の少ない 米の総称であり，九州大学の佐藤 光教授の研究室で EM10, EM72, EM189などとして育成されている（33）．主 要成分であるアミロペクチンの短鎖が少ないために，通 常の高アミロース米よりさらにヨード呈色値が高く，見 かけのアミロース含量は40%を超えるものが多い．筆 者らは，佐藤教授との共同研究の中で，EM10などの米 飯が極めて硬くて粘りが弱く，フィルムとしての引張強 度も強いことを2001年に報告した（34）．米飯の場合は，
粒状であり，外層部から緩やかに消化されるので，食パ ンやマッシュポテトなどに比べて食後血糖上昇が緩やか であることが知られている．しかし，米粉として利用す る場合には，この効果が薄れ，血糖値が比較的速やかに 上昇すると報告されている（35）．そこで，筆者らは，米 粉加工品においても食後血糖上昇の抑制効果があること を確認するための研究を行ってきた．
筆者らの開発した糊化組成物としてパンや麺に加える
技術（36, 37）を適用することによって，試作したパンの比容
積は大きく，テンシプレッサーを用いる多重バイト法（37）
で測定した食感も良好であった．試食の結果，硬さや弾力 性などの物理性においては市販の食パンより良好であり，
パン製造4日後の物性ついては，市販の食パンを上回る評 価であった．超硬質米EM10の小麦粉に対する配合割合 を，4 : 6とした米粉含有パンは，摂食後60分で有意にイ ンシュリン分泌増加が抑制されていた（32）．この研究成果 を基礎に，2008年から5年間の「アミロペクチン長鎖型の 超硬質米を利用した新需要食品の開発」プロジェクトが 実施され（図4），福岡県農試では「ちくし粉85号」，北 陸研究センターでは「北陸粉243号」が育成され，後者は 2013年から始まった農水省の「機能性食品開発」プロジェ クトの中で，食後の血糖上昇抑制等の機能性について医 学的エビデンスを得るための共同研究に発展している．
おわりに
世界の食料需給は長期的には逼迫が予想されており，
貿易の自由化の動きなど，米を巡る情勢は極めて厳しい ものがある．米の品質利用に関する研究開発を進めるこ とで，少しでもわが国の食料確保に貢献できるよう，今 後も研究に取り組みたいと考えている．
謝辞：本論文で述べた研究は，筆者らが農林水産省食品総合研究所（現，
農研機構食品総合研究所）および新潟大学農学部食品製造学研究室にお いて行ったものであり，ご指導，ご支援いただいた先生方および学生諸 君に感謝申し上げます．また，多くの共同研究企業の皆様に御礼申し上 げます．
文献
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27） 中村澄子，岡留博司，與座宏一，原口和朋，奥西智哉，
鈴木啓太郎，佐藤 光，大坪研一：農化，78, 764 （2004）． 28） K. Ohtsubo, K. Suzuki, K. Haraguchi & S. Nakamura :
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37） S. Nakamura, K. Suzuki & K. Ohtsubo : , 74, E121 （2009）．
プロフィル
大坪 研一（Kenʼichi OHTSUBO）
＜略歴＞1974年東京大学理学部生物化学 科卒業／1981年農林水産省食品総合研究 所研究員／1989年農学博士（東北大学）／
1990年農林水産省北陸農業試験場品質評価 研究室長／2005年食品総合研究所素材利用 部長／2008年新潟大学農学部教授，現在に 至る＜研究テーマと抱負＞米の品質・利用 に関する研究＜趣味＞スポーツ観戦，将棋 中村 澄子（Sumiko NAKAMURA）
＜略歴＞1975年同志社女子大学家政学部食 物学科卒業／2008年学術博士（お茶水女子 大学人間文化研究科）／同年新潟大学農学 部特任准教授，現在に至る＜研究テーマと 抱負＞米のアミロペクチン鎖長分布に関す る研究＜趣味＞ピアノ，読書
