令和5年度 研究成果
2. 第2四半期研究成果情報について
(1) 研究成果
1 Yeast diversity during the spontaneous fermentation of wine with only the microbiota on grapes cultivated in Japan 日本で収穫されたブドウの微生物だけを用いたワイン自発発酵中の酵母の多様性
- 著者
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SHIMIZU Hideaki, KAMADA Aya, KOYAMA Kazuya, IWASHITA Kazuhiro, and GOTO-YAMAMOTO Nami清水秀明、鎌田綾、小山和哉、岩下和裕、後藤(山本)奈美
- 要約
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Making wine via spontaneous fermentation without sulfur dioxide and commercial yeast (spontaneous winemaking) is increasing in recent year, but there is scant research regarding microbial communities present in Japan during spontaneous winemaking using culture-independent molecular methods. We analyzed fungal communities and populations during laboratory-scale spontaneous winemaking using sterilized labware to avoid winery-resident microbes. In the spontaneous fermentation of four grape varieties (Pinot Noir, Riesling, Koshu, and Koshusanjaku) grown in the same Japanese vineyard, our analysis of yeast and other fungal species by next-generation sequencing based on the ITS1 region demonstrated that S. cerevisiae was eventually dominant in seven of 12 fermentation batches (three replications for each grape variety), whereas non-Saccharomyces species (e.g., Schizosaccharomyces japonicus, Lachancea dasiensis,and Hanseniaspora valbyensis) became dominant in four batches at the end of fermentation. In another batch, lactic acid bacteria (LAB) became dominant and the fermentation remained incomplete. Diverse microbes were involved in the spontaneous fermentation (particularly in Koshusanjaku), indicating that residual sugar remained and lactic and acetic acid largely increased. Compared to the control wine made with SO2 and commercial yeast, the concentration of lactic acid was 45-fold higher in the must dominated by L. dasiensis,and the concentrations of acetic acid and lactic acid were 10-fold and 19-fold higher in the must dominated by LAB, respectively. Even when indigenous S. cerevisiae became dominant, the finished wines obtained high sensory-analysis scores for 'complexity' but low scores for 'varietal typicality', indicating the risk of fermentation with unselected wild yeast on the grapes grown in Japan.
亜硫酸および市販酵母無添加のワイン製造が近年増えているが、培養を介さず分子生物学的手法による自発発酵中の微生物菌叢に関する研究は日本では多くない。我々は、実験室スケールの自発発酵中の真菌の菌叢と菌数を測定した(その試験においては、ワイナリー蔵付酵母微生物の影響を排除するため、滅菌した器具を用いた)。日本で収穫された4つのブドウ品種(ピノ・ノワール、リースリング、甲州、甲州三尺)を用いた自発発酵中の酵母やその他真菌の菌叢解析について、ITS1遺伝子領域を対象としたアンプリコンシークエンスを用いて実施したところ、12バッチ(4品種n=3の繰り返し試験)の内、7バッチでS. cerevisiaeが最終的に優勢になった一方、他4バッチではnon-Saccharomyces酵母(Schizosaccharomyces japonicus, Lachancea dasiensis, Hanseniaspora valbyensis)が優勢になった。残り1バッチでは乳酸菌が優勢となり発酵は未完了であった。多様な微生物が自発発酵に関与し、特に甲州三尺では、残糖が残り、乳酸と酢酸が大幅に増加した。亜硫酸および市販酵母を添加して製造したコントロールワインと比べて、L. dasiensisが優勢になった醪では乳酸濃度は45倍高くなり、乳酸菌が優勢になった醪では酢酸濃度が10倍、乳酸濃度が19倍となった。S. cerevisiaeが優勢になった場合でも、製成したワインの官能評価をした結果、「複雑さ」のスコアは高かったが、「品種特性」のスコアは低かったことから、日本において、ブドウに付着している未選抜の野生酵母を用いた自発発酵のリスクを示している。
- 掲載雑誌
- Journal of Bioscience and Bioengineering, 136(1), 35-43 (2023)
2 0次(早期)分析データを用いた酒米比較解析(第4報)2002〜2019年度産原料米の醸造特性に出穂後気温が与える影響 Effects of temperature conditions after rice heading on the brewing properties for the 2002–2019 crop years.
- 著者
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髙橋圭、奥田将生、上用みどり、沼田美子代、包紅彬、河野弘美TAKAHASHI Kei, OKUDA Masaki, JOYO Midori, NUMATA Mineyo, BAO Hong-Bin, and KOHNO Hiromi
- 要約
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酒造用原料米の醸造特性と出穂後1ヶ月間の気温条件との相関関係の詳細は明らかではなかった。本研究では、我々は2002年から2019年の酒米0次分析で得られた22米品種の醸造特性と地域気象観測システム(アメダス)から得られたイネ出穂後気温データとの関係を詳細に解析した。玄米千粒重は、出穂後1ヶ月間の最低気温、最高気温のいずれとも負の相関を示した。一般米では最低気温との相関が強く、酒造好適米では平均気温、最高気温との相関が強い傾向が示唆された。米品種によるものの、出穂後1ヶ月間の中期から後期の気温の影響がより大きい傾向が認められた。吸水率は、20分吸水率、120分吸水率共に、特に出穂後1ヶ月間の最高気温と正の相関を示した。粗タンパク質含量は、出穂後1ヶ月間の最低気温や平均気温と正の相関を示し、特に最低気温と相関を示す品種が多かったことから、夜間の気温の影響を強く受け、夜間の気温が高いと粗タンパク質含量が高くなることが示唆された。FNは、粗タンパク質含量及びBrix値双方の影響を受け、出穂後1ヶ月間の気温条件の影響が相殺されたと考えられ、一定の傾向を示さなかった。Brix/FN比は、出穂後1ヶ月間の最低気温、最高気温のいずれとも負の相関を示した。以上から、酒造用原料米の醸造特性と出穂後1ヶ月間の気温条件との相関関係を明らかにした。
The correlation between the brewing properties of sake rice and temperature for a month after heading remains unclear. In this study, we investigated the relationship between the brewing properties of 22 rice varieties using sequential earlier-period rice analysis data gathered from the 2002 to 2019 crop years and temperature during the rice development period from the Automated Meteorological Data Acquisition System. The 1,000-grain weight of brown rice showed a negative correlation with both the minimum and maximum temperatures for a month after heading. The influence of the minimum temperature was strong in table rice, whereas that of the average and maximum temperatures was strong in rice cultivars for sake brewing. The influence of temperature in the middle to later stages of a month of rice development was larger. Water absorption during the 20 and 120 min period showed a positive correlation with the maximum temperature. The crude protein content of many rice varieties, which is positively correlated with the minimum temperature, is affected by nighttime temperature in the paddy field. As formol nitrogen (FN) is affected by both the crude protein content and Brix value, the influence of temperature was offset. The ratio of Brix to FN showed a negative correlation with both the minimum and maximum temperatures for a month of rice development. Thus, we revealed the correlation between the brewing properties of sake rice and the temperature conditions for a month of rice development.
- 掲載雑誌
- 日本醸造協会誌、118(7)、503-518 (2023)
3 全国新酒鑑評会の出品酒におけるグルコース濃度と予審の総合評価の関係 he Relationship between glucose concentrations and overall ratings of sakes at the first-stage sensory evaluations of the annual Japan sake contests
- 著者
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藤田晃子、赤松史一、山田修FUJITA Akiko, AKAMATSU Fumikazu, and YAMADA Osamu
- 要約
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全国新酒鑑評会の出品酒におけるグルコース濃度と予審の「総合評価」の関係を調べるため、3年分の出品吟醸酒2567点の成分値と官能評価結果を用いて統計解析を行った。その結果、出品酒のグルコース濃度と官能評価時における酒間のグルコース濃度の差は、「総合評価」への有意な影響が認められなかった。必須評価項目の「華やか」及び「あと味・軽快さ」が良好な出品酒は、「総合評価」も良好であった。一方で、任意指摘項目の欠点臭である「硫化物様」や「カビ臭」等の指摘が、「総合評価」を大きく悪化させていた。本研究結果は、全国新酒鑑評会の予審において、審査委員が、香味の調和と特徴を評価対象とする審査基準に則り、特定の成分に左右されず各々の出品酒に真摯に向き合って独立した官能評価を与えていたことを支持するものである。同時に、清酒醸造の基本である欠点臭を生じさせない製造の品質管理と香味の調和をとる製造技術が、良好な結果に必要不可欠であることが示された。
In order to investigate the relationship between the glucose concentrations and the overall ratings of sakes at the first-stage sensory evaluations of the Annual Japan Sake Contests, statistical analysis was performed using the chemical components and sensory evaluation results of 2,567 ginjo-shu entries from the past 3 years. Our results showed that glucose concentrations and the differences in the glucose concentrations between sequential sake samples did not significantly affect the overall rating. Sake that was rated highly in the required evaluation criteria of “gorgeous aromas” and “refreshing aftertaste” was also rated highly in the “overall rating” by the judging panel. Sake having off-odor indicators of the optional criteria, such as “sulfide” and “moldy”, lowered their “overall rating” considerably. Our results suggest that the judging panel at the first-stage sensory evaluation of the Annual Japan Sake Contests evaluates each sake seriously and conducts separate sensory evaluations without any dependence on specific components according to the judging criteria of flavor harmony and character. Moreover, quality control to eliminate the generation of off-odors along with manufacturing technology to increase the harmony of flavors during sake production are essential to achieve high product ratings.
- 掲載雑誌
- 日本醸造協会誌, 118(8), 579-587 (2023)
4 本格焼酎・泡盛の官能評価体系の確立のために必要な標準見本の選定とフレーバーホイールの作成 The selection of reference standards and creation of the flavor wheel for establishing a sensory analysis of Honkaku shochu and Awamori
- 著者
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長船行雄、利田賢次、韓錦順、磯谷敦子、向井伸彦OSAFUNE Yukio, TOSHIDA Kenji, HAN Jinshun, ISOGAI Atsuko, and MUKAI Nobuhiko
- 要約
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官能評価体系を確立する上で、標準的な香り見本と官能評価用語の整理を実施することは重要な課題である。これまでに当所においては、香気成分の閾値調査や香気寄与度の検討を行ってきた。その結果、本格焼酎・泡盛の標準見本として32種類の標準見本候補物質が選抜された。本研究では、設定濃度や対応する評価用語の妥当性について検証するために、これらの化合物を用いて本格焼酎・泡盛の専門家による官能評価を実施した。
その結果、一部物質の濃度の増加及び提供方法の変更を行うことで標準見本として活用可能であることが示唆された。併せて、表現が非常に類似した成分については見直しを実施し、最終的には30成分を標準見本として採用することとした。また、本研究で収集した表現用語等を参考に本格焼酎・泡盛フレーバーホイールを作成した。
The arrangement of aroma compounds and flavor terminology is an important step in establishing a sensory evaluation system. We have reported on the detection thresholds and the odor activity values of the compounds contributing to the aroma characteristics of Honkaku shochu and Awamori. As a result, thirty-two compounds have been selected as candidates for reference standards. In this work, these compounds were evaluated by experts on Honkaku shochu and Awamori to test the validity of the concentrations and the sensory attribute terms.
As a result, it is suggested that candidates are utilizable as reference standards, after increasing the concentrations of some compounds and changing the submission methods. We reviewed the compounds which have very similar aroma characteristic, and finally thirty compounds were adopted as reference standards. Further, a flavor wheel of Honkaku shochu and Awamori was made with reference to the sensory attribute terms which were collected in this work.
- 掲載雑誌
- 日本醸造協会誌、118(8)、588-599 (2023)
5 樽材に定着したSaccharomyces cerevisiaeがワイン醸造および酵母菌叢に与える影響 Effects of Saccharomyces cerevisiae on oak chips on wine-making and fungi communities in uninoculated-fermentation
- 著者
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清水秀明、鎌田綾、小山和哉、岩下和裕、後藤奈美SHIMIZU Hideaki, KAMADA Aya, KOYAMA Kazuya, IWASHITA Kazuhiro, and GOTO-YAMAMOTO Nami
- 要約
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亜硫酸および酵母無添加のワイン製造において、醸造機器やブドウ畑のSaccharomyces cerevisiaeが発酵に関与するとの報告もあるが、樽の洗浄後にどの程度酵母が残存し発酵に関与するかを調べた報告は少ない。そこで、S. cerevisiaeで発酵させた醪にオークチップを浸漬することで酵母を定着した後、(1)水洗い、(2)80℃熱処理、(3)50 mg/L亜硫酸浸漬、(4)30%エタノール浸漬の4区分の洗浄処理を行った。その後、当該チップに殺菌処理した果汁を加えた結果、(2)80℃熱処理以外の条件で発酵が起こった。さらに、発酵後のオークチップを取り出し水洗いした後、収穫直後の未殺菌の果汁を添加したところ、ブドウ由来のHanseniaspora uvarumとオークチップ由来のS. cerevisiaeが増加し、最終的に約1:1の割合となった。非殺菌果汁発酵終了後のオークチップ表面を走査電子顕微鏡で観察したところ、卵型およびレモン型の酵母が観察され、オークチップのような木材表面は酵母が留まりやすい環境であり、留まった酵母がワインの発酵に関与する可能性を示唆した。
When uninoculated fermentation is used to make wine, Saccharomyces cerevisiae living on winery equipment and in the vineyards exert important influences on the fermentation. It has been unclear whether yeasts remain after the oak barrel is washed and uninoculated wine fermentation restarted. We prepared oak chips that were immersed in a fermentation mash with S. cerevisiae and (1) washed with water at an ambient temperature, washed with and soaked in (2) water at 80°C, (3) 50 mg/L sulfur dioxide solution, or (4) 30% ethanol solution. We then performed a fermentation test using sterilized grape juice and treated oak chips without yeast inoculation. Fermentation occurred except with the 80°C-treated chips. We next conducted an uninoculated fermentation test using fresh Chardonnay grape juice with or without oak chips that were washed with water after fermentation: S. cerevisiae and Hanseniaspora uvarum increased and finally reached the same percentages as those in a fungal species analysis using high-throughput DNA sequencing. After the fermentation of Chardonnay grapes, many ovoidal and lemon-shaped cells were observed on the oak chip surfaces. Our results thus demonstrated that wood surfaces such as oak chips provide an environment where yeasts can survive, and wood-resident yeasts can re-drive wine fermentation.
- 掲載雑誌
- 日本醸造協会誌, 118(9), 639-648 (2023)
6 清酒の貯蔵温度が品質変化に及ぼす影響 Influence of storage temperature on changes in sake quality
- 著者
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磯谷敦子、池田優理子、日下一尊、向井伸彦、菱沼勇人、上原宏ISOGAI Atsuko, IKEDA Yuriko, KUSAKA Kazutaka, MUKAI Nobuhiko, HISHINUMA Hayato, and UEHARA Hiroshi
- 要約
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温度が清酒の品質に及ぼす影響について基盤的な知見を得ることを目的に、市販清酒を0~35℃で最長6か月間貯蔵し、官能評価および成分分析を行った。官能評価の結果、いずれの試料も35℃で老香が顕著に増加し、総合評価が悪くなった。一方、0℃と15℃では、すべての試料において有意差がみられなかった。成分分析の結果、DMTSは35℃で顕著に増加し、25℃以下ではあまり増加がみられなかった。メチオナールは35℃で大きく増加したが、25℃でもやや増加がみられた。DMTS、メチオナールとも老香強度と高い相関を示した。貯蔵開始時と6か月後の各成分の濃度の平均値を比較すると、0℃では変化率は10%以内だったが、25℃ではメチオナールが約2倍に増加し、35℃ではDMTSが10倍以上に増加した。これらの結果から、清酒の品質を保持するためには貯蔵温度は15℃以下が望ましいと考えられた。
We investigated changes in the quality of sake stored at 0–35℃ for up to 6 months. Sake stored at 35℃ showed significantly high hineka intensity and a poor overall score, while no significant difference was observed between 15℃ and 0℃. DMTS and methional concentrations increased remarkably at 35℃ and were highly correlated with hineka intensity. Comparing average concentrations before and after 6 months of storage, differences were within 10% at 0℃, at 25℃ methional had almost doubled, and at 35℃ DMTS increased over 10 times. These results indicate that the favorable sake storage temperature is below 15℃ for quality preservation.
- 掲載雑誌
- 日本醸造協会誌, 118(9), 649-657 (2023)
7 The bio3 mutation in sake yeast leads to changes in organic acid profiles and ester levels but not ethanol production 清酒酵母のbio3変異は有機酸プロファイルとエステルのレベルに変化をもたらすが、エタノール生成には影響しない
- 著者
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AKASE Shiori, TOMONAGA Kazuko, TANAKA Jumpei, MORIYA Chise, KIYOSHI Keiji, AKAO Takeshi, WATANABE Kota, KADOKURA Toshimori, and NAKAYAMA Shunichi高瀬史織、友永佳津子、田中純平、森谷千星、清啓自、赤尾健、渡邉康太、門倉利守、中山俊一
- 要約
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Biotin is an essential coenzyme that is bound to carboxylases and participates in fatty acid synthesis. The fact that sake yeast exhibit biotin prototrophy while almost all other Saccharomyces cerevisiae strains exhibit biotin auxotrophy, implies that biotin prototrophy is an important factor in sake brewing. In this study, we inserted a stop codon into the biotin biosynthetic BIO3 gene (cording for 7,8-diamino-pelargonic acid aminotransferase) of a haploid sake yeast strain using the marker-removable plasmid pAUR135 and investigated the fermentation profile of the resulting bio3 mutant. Ethanol production was not altered when the bio3 mutant was cultured in Yeast Malt (YM) medium containing 10% glucose at 15°C and 30°C. Interestingly, ethanol production was also not changed during the sake brewing process. On the other hand, the levels of organic acids in the bio3 mutant were altered after culturing in YM medium and during sake brewing. In addition, ethyl hexanoate and isoamyl acetate levels decreased in the bio3 mutant during sake brewing. Metabolome analysis revealed that the decreased levels of fatty acids in the bio3 mutant were attributed to the decreased levels of ethyl hexanoate. Further, the transcription level of genes related to the synthesis of ethyl hexanoate and isoamyl acetate were significantly reduced. The findings indicated that although the decrease in biotin biosynthesis did not affect ethanol production, it did affect the synthesis of components such as organic acids and aromatic compounds. Biotin biosynthesis ability is thus a key factor in sake brewing.
ビオチンはカルボキシラーゼに結合し、脂肪酸合成に関与する必須補酵素である。清酒酵母がビオチン原栄養性を示す一方で、他のほとんどのSaccharomyces cerevisiae株がビオチン要求性を示すことは、ビオチン原栄養性が清酒醸造において重要な因子であることを示唆している。本研究では、マーカー除去プラスミドpAUR135を用いて、清酒酵母ハプロイド株のビオチン生合成BIO3遺伝子(7,8-ジアミノ-ペラルゴン酸アミノトランスフェラーゼをコード)に停止コドンを挿入し、得られたbio3変異体の発酵プロファイルを調べた。bio3変異体を10%グルコースを含むイーストモルト(YM)培地で15℃および30℃で培養した場合、エタノール生産に変化は見られなかった。興味深いことに、エタノール生産は清酒醸造過程でも変化しなかった。一方、bio3変異体の有機酸レベルは、YM培地での培養後および清酒醸造中に変化した。さらに、ヘキサン酸エチルと酢酸イソアミルレベルは、清酒醸造中にbio3変異体で減少した。メタボローム解析の結果、bio3変異体における脂肪酸レベルの低下が、ヘキサン酸エチルレベルの低下の原因となっていることが明らかになった。さらに、ヘキサン酸エチルと酢酸イソアミルの合成に関連する遺伝子の転写レベルが有意に低下していた。この結果から、ビオチン生合成の低下はエタノール生産には影響しないものの、有機酸や香気成分などの合成には影響することが示された。したがって、ビオチン生合成能は清酒醸造における重要な因子といえる。
- 掲載雑誌
- Journal of Biosciences and Bioengineering, 136 (1) 44–50 (2023)
8 The effect of Aspergillus luchuensis pectin methylesterase genes pmeA and pmeB on methanol production in sweet potato shochu Aspergillus luchuensisのペクチンメチルエステラーゼ遺伝子pmeA、pmeBが甘藷焼酎製造におけるメタノール生成に及ぼす影響
- 著者
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MIZUTANI Osamu, KAKIZONO Dararat, TAKAHASHI Toru, MUKAI Nobuhiko, FUKUDA Hisashi, and YAMADA Osamu水谷治、柿薗ダララット、高橋徹、向井伸彦、福田央、山田修
- 要約
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To reduce the methanol content in sweet potato shochu, we studied the pectin methylesterase genes of the shochu–koji mold Aspergillus luchuensis. We found the following three homologs of pectin methyleseterase in the genome of A. luchuensis: pmeA, pmeB, and pmeC. Using pectin as a substrate, the methanol-producing activity of the recombinant of each gene expressed in A. luchuensis was examined and found to be present in recombinant PmeA and PmeB. Additionally, small-scale fermentation of sweet potato shochu using disruptions of pmeA and pmeA-pmeB in A. luchuensis (∆pmeA and ∆pmeApmeB) resulted in significant reduction of the methanol content. Taken together, we revealed that the A. luchuensis pmeA gene was mainly involved in methanol production in sweet potato shochu.
甘藷焼酎のメタノールを減少させるため、我々は焼酎麹菌Aspergillus luchuensisのペクチンメチルエステラーゼ遺伝子について研究した。我々はA. luchuensisのゲノム中に3つのペクチンメチルエステラーゼ遺伝子のホモログ(pmeA、pmeB及びpmeC)を見つけた。ペクチンを基質として、A. luchuensisで発現する各遺伝子の組換え体のメタノール生産活性を調べたところ、組換え型PmeAとPmeBにメタノール生産活性が認められた。さらに、A. luchuensis におけるpmeA遺伝子及びpmeA-pmeB遺伝子を遺伝子破壊したところ、メタノール生成が有意に減少した。以上のことから、我々はA. luchuensisにおいて主にpmeA遺伝子が甘藷焼酎製造におけるメタノール生成に関与していることを明らかとした。
- 掲載雑誌
- Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 87(7), 777-785 (2023)
9 令和3酒造年度全国新酒鑑評会出品酒の分析について Analysis of sake components presented to the Japan Sake Awards 2022
- 著者
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山田修、磯谷敦子、藤田晃子、岸本徹、赤松史一、ボルジギンソリナ、西本真樹、神田涼子、寺本聡子、大串憲祐、福田央YAMADA Osamu, ISOGAI Atsuko, FUJITA Akiko, KISHIMOTO Toru, AKAMATSU Fumikazu, BOERZHIJIN Surina, NISHIMOTO Masaki, KANDA Ryoko, TERAMOTO Satoko, OGUSHI Kensuke, and FUKUDA Hisashi
- 要約
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令和3酒造年度全国新酒鑑評会(第110回鑑評会)は、当該年度に日本国内で生産された清酒を全国的に調査研究することにより、製造技術と酒質の現状及び動向を明らかにし、もって清酒の品質及び酒造技術の向上に資するとともに、国民の清酒に対する認識を高めることを目的として、日本酒造組合中央会との共催により実施された。
審査は、酒類総合研究所において、令和4年4月20日(水)から22日(金)の3日間に予審を行い、令和4年5月12日(木)から13日(金)の2日間に決審を行った。また、6月1日(水)から2日(木)に東広島運動公園体育館で製造技術研究会を開催するとともに、6月18日(土)に東京国際フォーラムにて開催された日本酒造組合中央会主催の公開きき酒会を共催した。
出品は826点であった。審査の結果、優秀と認められた404点を入賞酒とし、さらに入賞酒の中から決審にて特に優秀と認められた205点に金賞を授与した。また、出品酒を公開する製造技術研究会及び公開きき酒会には、全国からそれぞれ、457人及び772人が来場した。
出品酒については、審査に加え酒質の現状及び動向を調査研究するため、出品者の記載による「全国新酒鑑評会出品酒調査表」の内容を集計するとともに、成分分析(「老ねやすさ」の受託分析を含む。)を行った。
- 掲載雑誌
- 酒類総合研究所報告, 195, 1-18 (2023)
10 第45回本格焼酎・泡盛鑑評会について Review of the 45th Honkaku Shochu and Awamori contest in 2022
- 著者
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向井伸彦、磯谷敦子、奥田将生、正木和夫、高橋圭、長船行雄、ボルジギン・ソリナ、福田央MUKAI Nobuhiko, ISOGAI Atsuko, OKUDA Masaki, MASAKI Kazuo, TAKAHASHI Kei, OSAFUNE Yukio, BOERZHIJIN Surina, and FUKUDA Hisashi
- 要約
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単式蒸留焼酎を全国的に調査研究することにより、製造技術と品質の現状及び動向を明らかにし、もって単式蒸留焼酎の製造技術及び品質の向上に資することを目的として、第45回本格焼酎・泡盛鑑評会を酒類総合研究所と日本酒造組合中央会の共催で開催した。
令和4年6月7日(火)及び8日(水)に審査を、6月24日(金)に製造技術研究会を実施した。
出品状況、審査及び化学分析結果の概要について報告する。
- 掲載雑誌
- 酒類総合研究所報告, 195, 19-36 (2023)
11 全国地ビール品質審査会2023出品酒の分析について Analysis of beer components presented to craft beer contest of Japan Brewers Association in 2023
- 著者
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日下一尊、岸本徹、神本真紀、寺本聡子KUSAKA Kazutaka, KISHIMOTO Toru, KAMIMOTO Maki and TERAMOTO Satoko
- 要約
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全国地ビール品質審査会2023は、地ビールの醸造技術向上及び品質改善を目的として、全国地ビール醸造者協議会(Japan Brewers Association)の主催により実施しており、本年で7回目となる。今回は37社から107点の出品があり、品質審査会を令和5年3月8日(水)及び9日(木)に、独立行政法人酒類総合研究所(広島県東広島市)(以下、「研究所」という。)で実施した。出品酒については、令和5年2月から4月の期間において、研究所において成分分析及び微生物検査を実施したので、その結果について報告する。
- 掲載雑誌
- 酒類総合研究所報告, 195, 37-44 (2023)
12 長期熟成酒のカルバミン酸エチル含有量の調査 Survey of ethyl carbamate in long-term aged sake
- 著者
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ボルジギン・ソリナ、 磯谷敦子、 向井伸彦BOERZHIJIN Surina, ISOGAI Atsuko, and MUKAI Nobuhiko
- 要約
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発酵食品や酒類中に微量に含まれるカルバミン酸エチル(以下ECと略す、ウレタンとも呼ばれる)は、動物実験において発がん性を示したことから、国際がん研究機関(IARC)にて、グループ2A(ヒトに対しておそらく発がん性がある)に分類されている。日本においては食品衛生法上の規制値はないが、酒類の安全性を所管する国税庁として、実態の調査等対応している。熟成酒のEC含量については、十分な知見がなく貯蔵期間中のECの増加についても研究が少ない。そこで、本研究で貯蔵期間が0~53年の長期熟成酒91点を対象に、EC含量を調査し、その結果を報告する。
市販長期熟成酒43点のEC含量を調査した結果について、①ECの生成量は貯蔵期間とともに増加した。②低温熟成酒では、平均値が30年まで200 μg/kg以下だった。③常温熟成酒では、ECの生成が促進され、平均値が11~20年で200 μg/kgを超え、最大779 μg/kgだった。④尿素非生産酵母使用の貴醸酒では、同年代の常温熟成酒より遥かに低いEC含量を示した。また、5つの製造場から収集した貯蔵期間(0~15年)の異なる同一銘柄の長期熟成酒については、貯蔵期間中にECの生成が促進され、EC含量が200 μg/kgを超える場合がみられたことから、特に、海外への輸出を前提とした常温長期熟成酒はEC低減策をとる必要がある。尿素非生産酵母の使用により清酒中の尿素の生成を抑える、火入れ前にウレアーゼ処理で清酒中の尿素をアンモニアに分解させる、火入れ後の温度管理(速やかに温度を下げる)を適切に行う、等を考慮する必要があると考えられる。
- 掲載雑誌
- 酒類総合研究所報告, 195, 45-49 (2023)
1. 第1四半期研究成果情報について
(1) 研究成果
1 Genetic architecture underlying proanthocyanidin composition in American hybrid grapes アメリカ系品種の果実におけるプロアントシアニジン組成の遺伝的構造
- 著者
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KOYAMA Kazuya, KONO Atsushi, BAN Yusuke, IWASHITA Kazuhiro, FUKUDA Hisashi, and GOTO-YAMAMOTO Nami小山和哉、河野淳、伴雄介、岩下和裕、福田央、後藤(山本)奈美
- 要約
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Background and goals
Grapes accumulate proanthocyanidins (PAs), complex polymer mixtures of flavan-3-ol units, in the skin and seeds. The composition of PAs, including subunit ratio and polymer length, and total concentration, is important because of their relationship to sensory properties of grape and wine. It is known that the grape species Vitis vinifera and Vitis labruscana have remarkably different PA concentration and composition. A mapping population derived from a cross between V.labruscana and V.vinifera was used to provide insight into the genetic architecture of PAs, as well as that of PA skin and seed properties.
Methods and key findings
The composition of PA subunits at the terminal and extension positions in the hybrid population’s skin and seeds was examined in great detail. Hierarchical clustering analysis of PA profiles grouped PA variables into five main clusters. There were distinct clusters related to compositional differences in skin and seeds, such as the percentage of galloylated or trihydroxylated subunits, polymer length, and the total PA concentration. A quantitative trait locus (QTL) analysis revealed several different minor loci between skin and seeds, each contributing to the phenotypic variation of total PA concentration. A few major QTLs on linkage groups 1 and 17 were discovered to contribute to the phenotypic variation of PA composition in both skin and seeds.
Conclusions and significance
A distinct genetic architecture between PA composition and total PA concentration in interspecific hybrid grapes was found. In contrast to PA concentration, a similar genetic architecture of PA composition was observed between skin and seeds.背景および目的
ブドウ果実は構成ユニットであるフラバン3オルが多様な組み合わせで連結したポリマーであるプロアントシアニジンを果皮及び種子に高蓄積する。プロアントシアニジンにおけるサブユニット間の比率及びポリマー長などの組成や濃度はブドウ及びワインの官能特性と関連する重要な特性である。ブドウ品種であるヴィティス・ヴィニフェラとヴィティス・ラブルスカーナはプロアントシアニジン濃度及び組成が顕著に異なることが知られている。ラブルスカーナとヴィニフェラを交雑したマッピング集団を用いて、ブドウ果皮や種子に蓄積するプロアントシアニジンの特性やその遺伝的背景について知見を得ることを目的とした。
方法および結果
交雑集団の果皮及び種子プロアントシアニジンにおける末端鎖及び伸長鎖のサブユニット組成について詳細に分析を行った。階層的クラスター解析の結果、プロアントシアニジンプロファイルに関連する変数群を5つの主要なクラスターに分類することができた。プロアントシアニジン組成関連の変数であるガロイル化サブユニットの割合、フラボノイドB環の水酸化の割合、ポリマー長、および果皮、種子におけるプロアントシアニジン総濃度はそれぞれ異なるクラスターに分類されることがわかった。量的形質遺伝子座(QTL)解析によって果皮と種子では異なる複数の効果の小さい遺伝子座がプロアントシアニジン濃度の変動に寄与していることがわかった。一方、第1及び第17連鎖群に位置する効果の高い少数のQTLによって果皮及び種子両者におけるプロアントシアニジン組成の変動が説明されることが明らかとなった。
結論と意義
種間交雑ブドウにおけるプロアントシアニジン組成とプロアントシアニジン総濃度の遺伝的構造の違いが明らかとなった。プロアントシアニジン総濃度と異なり、プロアントシアニジン組成の遺伝的構造は果皮種子間で共通していた。
- 掲載雑誌
- American Journal of Enology and Viticulture, 74, 0740016 (2023)
2 Impact of storage conditions on the volatile aroma compounds of aged sake 貯蔵環境の熟成酒の香気成分への影響
- 著者
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BOERZHIJIN Surina, ISOGAI Atsuko, and MUKAI Nobuhikoボルジギン・ソリナ、磯谷敦子、向井伸彦
- 要約
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The current study reports the effect of storage length and temperature on the key aroma compounds of aged Japanese sake. In total, 41 bottles of commercial aged sake aged between 3 and 53 years, including 20 bottles of low-temperature (controlled at ≤ 15℃) aged sake and 21 bottles of ambient-temperature aged sake, were analyzed. The concentrations of sotolon, dimethyl trisulfide (DMTS) and 3-methylbutanal were greatly enhanced in ambient-temperature and peaked after 11–20 years of aging. While in low-temperature, the concentration of isoamyl acetate and ethyl caproate, the main compounds that contribute to the freshness of Japanese sake, were maintained above their odor thresholds (0.27 mg/L and 0.12 mg/L, respectively) in 3–30 years aging. Methional concentration decreased along with the aging time in ambient-temperature, while in low-temperature it increased up to 30 years of aging and declined afterwards. The results obtained in this study can be applied as a useful tool to regulate and optimize the aging methods of sake, furthermore, to predict the effects of storage time when applying different temperatures in the sake aging field.
貯蔵期間及び貯蔵温度が清酒の香気成分への影響を調べるため、常温熟成(自然熟成)酒21点と低温熟成(15度以下)酒20点、合計41点で、貯蔵期間が3~53年間の市販長期熟成酒の香気成分の含有量を分析した。【結果】熟成香に寄与が大きいとされているソトロン、ジメチルトリスルフィド(DMTS)、イソバレルアルデヒドの含有量は常温熟成で著しく増加し、11~20年間でピークを迎える傾向を示した。一方、低温熟成でこれらの香気成分の増加がとても緩やかで、新酒の主要香気成分である酢酸イソアミルとカプロン酸エチル含有量が3~30年間で閾値(それぞれ0.27mg/Lと0.12mg/L)以上の値を保った。ゆでたジャガイモのような香りをするメチオナールは常温熟成で経年減少するが、低温熟成で3~30年の間増加し、その後減少する傾向だった。この研究で得られた結果は、清酒の熟成条件の最適化または熟成程度の予測に基礎的な情報として重要である。
- 掲載雑誌
- Journal of Food Composition and Analysis, 121, 105351 (2023)
3 精米条件が酒造用原料米の酒造適性変化に及ぼす影響 ~扁平精米条件と通常精米条件の比較~ Changes in sake making properties of rice grains during the two ways of rice polishing
- 著者
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奥田将生、髙橋圭、上用みどり、包紅彬、河野弘美、向井伸彦、木下靖章、榎本安宏、吉岡利晃、岩本理、海老克哉、為久博文OKUDA Masaki, TAKAHASHI Kei, BAO Hong-Bin, KOHNO Hiromi, JOYO Midori, MUKAI Nobuhiko, KINOSHITA Yasuaki, ENOMOTO Yasuhiro, YOSHIOKA Toshiaki, IWAMOTO Osamu, EBI Katsuya, and TAMEHISA Hirobumi
- 要約
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精米条件が酒造用原料米の酒造適性変化に及ぼす影響について調べた。以下の2条件で精米を行った。#90条件:通常より細かい砥石粒度(#90)のロール、低回転数、高電流値、#60条件:砥石粒度、回転数、通常電流値。#60条件では原形から球状に近い形状に精米されたのに対し、#90条件では扁平形状となった。砕米率、胚芽残存率は、#60条件より#90条件の方が高かった。粗タンパク質は#60条件より#90条件の方が低かった。脂質及びナトリウム、マグネシウム、リン、カリウム、カルシウムは、両条件ともに玄米から精米歩合80%時点で大きく減少したが、減少の程度は2つの精米条件により異なり、脂質及びナトリウム、マグネシウム、リン、カリウム、カルシウムは、精米歩合70%まで#60条件より#90条件の方が高かった。吸水率及び水浸裂傷率は、吸水初期において、#60条件より#90条件の方が高かった。消化性のBrix値は#60条件より#90条件の方が若干高く、消化液のアミノ酸含量は#90条件で低く、消化液の無機成分含量は#90条件で高かった。酒造用原料米全国統一分析に基づき精米した精米歩合70%白米の酒造適性値は、精米歩合80~50%の精米歩合の酒造適性値と高い相関がみられた。このことから、精米歩合70%白米の酒造適性分析値でも高度に精米した場合でも酒造適性を評価するには十分利用できることが示唆された。
The influences of rice polishing conditions on the rice properties for sake making were investigated. The rice grains were polished in the following two ways: a (#90 program) fine grind stone roll (#90), and a lower roll rotation speed and higher electric current, a (#60 program) usual grind stone (#60), and a normal roll rotation speed and normal electric current. The shapes of polished rice grains became flat in the #90 program, while grains remained close to the original, spherical shape in the #60 program. The ratios of cracked rice and residual embryos were higher in the #90 program than those in the #60 program. The rice protein content was lower in the #90 program than that in the #60 program. The contents of crude fat, Na, Mg, P and Ca decreased rapidly until rice polishing ratio of 80% in both programs, but the degree of decrease differed between the two programs. The contents of crude fat, Na, Mg, P and Ca were higher in the #90 program than that in the #60 program until the 70% polishing ratio. The water absorption ratio and the ratio of cracked rice during steeping at early stages were higher in the #90 program than that in the #60 program. The enzyme digestibility (Brix) was slightly higher in the #90 program than that in the #60 program; the contents of amino acids in digested solutions were lower and the contents of mineral contents in digested solutions were higher in the #90 program than in the #60 program. The data from the 70% polishing rice analyzed by the national standard methods of rice used for sake making correlated significantly with the data from various rice-polishing ratios. This result indicated that the data from 70% polishing rice analyzed by the national standard methods of rice used for sake making are useful to evaluate the rice properties, even in the case of a lower rice-polishing ratios.
- 掲載雑誌
- 日本醸造協会誌, 118(5), 340-364 (2023)
4 Targeted mutations produce divergent characteristics in pedigreed sake yeast strains 標的変異は、系統の明らかな清酒酵母菌株に様々な特性をもたらす
- 著者
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KLINKAEWBOONWONG Norapat, OHNUKI Shinsuke, CHADANI Tomoya, NISHIDA Ikuhisa, USHIYAMA Yuto, TOMIYAMA Saki, ISOGAI Atsuko, GOSHIMA Tetsuya, GHANEGOLMOHAMMADI Farzan, NISHI Tomoyuki, KITAMOTO Katsuhiko, AKAO Takeshi, HIRATA Dai, and OHYA Yoshikazuクリンケーブンウォン・ノラパット、大貫慎輔、茶谷朋哉、西田郁久、牛山宥人、富山早紀、磯谷敦子、五島徹也、ガネゴルモハマディ・ファーザン、西智之、北本勝ひこ、赤尾健、平田大、大矢禎一
- 要約
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Modification of the genetic background and, in some cases, the introduction of targeted mutations can play a critical role in producing trait characteristics during the breeding of crops, livestock, and microorganisms. However, the question of how similar trait characteristics emerge when the same target mutation is introduced into different genetic backgrounds is unclear. In a previous study, we performed genome editing of AWA1, CAR1, MDE1, and FAS2 on the standard sake yeast strain Kyokai No. 7 to breed a sake yeast with multiple excellent brewing characteristics. By introducing the same targeted mutations into other pedigreed sake yeast strains, such as Kyokai strains No. 6, No. 9, and No. 10, we were able to create sake yeasts with the same excellent brewing characteristics. However, we found that other components of sake made by the genome-edited yeast strains did not change in the exact same way. For example, amino acid and isobutanol contents differed among the strain backgrounds. We also showed that changes in yeast cell morphology induced by the targeted mutations also differed depending on the strain backgrounds. The number of commonly changed morphological parameters was limited. Thus, divergent characteristics were produced by the targeted mutations in pedigreed sake yeast strains, suggesting a breeding strategy to generate a variety of sake yeasts with excellent brewing characteristics.
作物、家畜、微生物の育種において、遺伝的背景の改変や、場合によっては目的とする突然変異の導入は形質特性を生み出す上で重要な役割を果たす。しかし、同じ標的変異を異なる遺伝的背景に導入した場合に、どのようにして類似した形質特性が出現するのかという疑問は不明である。我々は過去の研究で、清酒酵母の標準株であるきょうかい7号にAWA1、CAR1、MDE1、FAS2のゲノム編集を行い、複数の優れた醸造特性を持つ清酒酵母を作出した。また、同様の変異を他の系統の清酒酵母(例えば、きょうかい6号、9号、10号)に導入することで、同様の優れた醸造特性を持つ清酒酵母を作出することができた。しかし、ゲノム編集酵母によって造られた清酒の他の成分は、まったく同じようには変化しないことがわかった。例えば、アミノ酸やイソブタノールの含有量は菌株のバックグラウンドによって異なっていた。また、標的変異によって誘導される酵母細胞の形態変化も、株背景によって異なることを示した。一般的に変化する形態学的パラメーターの数は限られていた。このように、系統のわかった清酒酵母株において、標的変異によって多様な特性が生み出され、優れた醸造特性を持つ多様な清酒酵母を作出する育種戦略の可能性が示唆された。
- 掲載雑誌
- Microorganisms, 11(5), 1274 (2023)