プレスリリース
(研究成果) リンゴの貯蔵中に甘い風味が増す仕組みの解明

リンゴの甘い香りのもとであるエチルエステル類¹⁾は、これまでCA貯蔵²⁾したリンゴや蜜入りリンゴ³⁾など、低酸素状態の果実においてエタノール発酵によって生成されると考えられてきました。

農研機構と(地独)青森県産業技術センターは、成熟・老化に伴って増加する植物ホルモンのエチレン⁴⁾が、通常の冷蔵貯蔵(好気条件) で貯蔵したリンゴにおいても、エタノールおよびエチルエステル類の増加を引き起こす新たなメカニズムを明らかにしました。

さらに本研究では、甘い香りが特徴の「王林」と、貯蔵後もさわやかな風味を保つ「シナノゴールド」の違いを、エチルエステル類の生成の違いという観点から説明しました。

本成果は、他のリンゴ品種やバナナなどのエチルエステル類を多く含む果実へと検証を広げることで、風味を生かした貯蔵・流通管理や高品質な農産物生産への展開が期待されます。

果実の香りは、おいしさや品種の個性を決定づける重要な品質要素です。リンゴの甘い香りの主要因であるエチルエステル類は、これまでは低酸素条件下で生成・蓄積されると考えられてきましたが、研究グループでは、好気条件でも、成熟・老化の進行に伴い増加することに着目していました。しかし、その生成メカニズムは不明でした。

農研機構と(地独)青森県産業技術センターは、風味特性の異なるリンゴ品種「王林」と「シナノゴールド」を対象に、好気条件で長期保存した果実について、香気成分を中心としたメタボローム解析⁵⁾とトランスクリプトーム解析⁶⁾を統合したマルチオミクス解析⁷⁾を行いました。その結果、成熟・老化に伴って増加する植物ホルモンの一種エチレンが、好気条件においてもエタノール生成を促し、その結果としてエチルエステル類の生成を制御する新たなメカニズムを明らかにしました。

「王林」は国産リンゴの中でも高い人気を誇る品種の一つであり、その人気を支える重要な要因の一つが、独特の芳醇で甘い風味です。本研究で「王林」では、エチレンの増加に応じてエタノールおよびエチルエステル類が増加することが示されました。「王林」の甘い風味は、特徴的に多い酪酸エチル¹⁾やカプロン酸エチル¹⁾などのエチルエステル類が複合的に醸し出すものと考えられます。一方、「シナノゴールド」では貯蔵後期にエチレンが増加してもエタノール生成が抑制され、エチルエステル類はほとんど生成されませんでした(図1)。実際に「シナノゴールド」は、長期貯蔵後においても収穫直後と比べて香りの変化が小さく、さわやかでフルーティーな風味を呈することが知られており、今回の結果は、その風味特性の成り立ちをよく説明するものです。

さらに本研究では、エチレンに応答して発現が誘導され、エタノール生成を介してエチルエステル生成を制御する新たなピルビン酸デカルボキシラーゼ(PDC)遺伝子を特定しました。これは、従来知られていた低酸素条件で機能するPDC遺伝子とは異なる制御系統であり、リンゴにおける「もう一つのエチルエステル生成メカニズム」を示す重要な知見です。

本成果は、リンゴの貯蔵・流通過程における風味制御技術の高度化に加え、香りを重視した新品種育成や、バナナやメロンなどを含めた他の様々な果実における香気成分研究への展開が期待されます。