エダマメのグルタミン酸集積メカニズム

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要約

エダマメの食味成分となるグルタミン酸は、成熟時期に種皮に供給されたアスパラギンがグルタミンを経て、子葉のNADH依存型グルタミン酸合成酵素によって主に合成され、貯蔵タンパク質に変換されるまでの一時期、子葉・種皮に多量に集積される。

• 担当:食品総合研究所・流通保全部・食品包装研究室
• 代表連絡先:0298-38-8035
• 部会名:食品
• 専門:食品品質
• 対象:果菜類、豆類
• 分類:研究

背景

エダマメのおいしさは鮮度によって大きく影響される。おいしさにはショ糖(Suc)やグルタミン酸(Glu)が関与する。これらの成分は収穫後も種子中のタンパク質を合成する際のエネルギーや基質として使われ減少する。そのため、収穫後の鮮度低下に伴い食味が低下する。そこで、おいしさに関連する甘味やうま味成分の代謝機構を明らかにし、それらの成分を制御することによって、おいしさを長持ちさせる鮮度保持技術の開発に役立てる。

成果の内容・特徴

• うま味成分としてのグルタミン酸の種子中における合成と分解について次のことが明らかになった。グルタミン酸合成の元となるアスパラギン(Asn)やグルタミン(Gln)は葉や茎から供給され、種皮のアスパラギナーゼ及びグルタミン合成酵素によってグルタミンに、さらにアミノトランスフェラーゼにより他のアミノ酸(AA)に変えられる。
• 貯蔵タンパク質を蓄積する子葉には種皮からグルタミンや他のアミノ酸が運ばれ、子葉のグルタミン酸合成酵素によってグルタミン酸が合成される。
• 開花後25～30日頃には種子のグルタミン酸合成酵素活性、特にNADH依存型(図1C)が貯蔵タンパク質の合成速度を上回るため、グルタミン酸が過剰となり集積する(図1A、B)。この時期が丁度エダマメとして食べやすい、ふっくらとした時期でもある。
• 子葉のグルタミン酸合成酵素、種皮のグルタミン合成酵素とグルタミン酸脱炭酸酵素、子葉と種皮のアスパラギナーゼが、種子におけるアミノ酸代謝の主要な調節ポイントである(図2)。

成果の活用面・留意点

遊離アミノ酸を代謝する酵素を制御し、収穫時点のグルタミン酸を増強させる、及び流通中のタンパク質の合成をスローダウンさせるメカニズムが明らかとなれば、食味の優れた品種への遺伝子工学的改良、高品質栽培法の適正化や、おいしさを長持ちさせる貯蔵技術の開発につながる。

具体的データ

その他

• 研究課題名:収穫直後における呈味物質の変動メカニズムの解明
• 予算区分:一般別枠(収穫後生理)及び経常研究
• 研究期間:平成7年度(平成2年～7年)
• 研究担当者:増田亮一
• 発表論文等:化学と生物, 32, 560, 1994、種子のバイオサイエンス(種子生理生化学研究会編), p76, 1995, 食糧, 35, 37,1996.