令和8年度 研究成果
1. 第1四半期研究成果情報について
(1) 研究成果
1 Comparison of long-term aged Japanese sake and typical aged liquors in the world 長期熟成酒と世界の熟成酒の比較
- 著者
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HORI Ryotaro, OSAFUNE Yukio, IKEDA Yuriko, MUKAI Nobuhiko, and ISOGAI Atsuko堀遼太郎、長船行雄、池田優理子、向井伸彦、磯谷敦子
- 要約
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Recently, sake aged for several years to decades, called long-term aged sake, has attracted some attention. Aged liquors also exist in other countries, such as Chinese rice wine (Huangjiu) and fortified wines (Sherry, Madeira, Port). To understand the characteristics of long-term aged sake among the typical aged liquors worldwide, we analyzed and compared the flavor components and sensory characteristics of aged sake, Huangjiu, and fortified wines. Accordingly, flavor component analysis revealed a common trend toward increases in sotolon, aldehydes, polysulfides, ethyl esters, and decreases in acetate esters with age. However, the increases in aldehydes and polysulfides were more significant in sake and Huangjiu, whereas the increases in ethyl esters were more significant in fortified wines. Moreover, the concentrations and variances of acetate esters in sake were highest among the five liquor categories. Sensory evaluation revealed that sake and Huangjiu presented stronger sulfur aroma and bitter taste, whereas fortified wines presented stronger dried fruit, honey aroma and sweet taste. Furthermore, sake samples showed a larger variance in the intensity of caramel, burnt, and soy sauce aroma than did the other liquor categories. These results indicate that the compositional and sensory characteristics of the aged liquors can be grouped into sake/Huangjiu and fortified wines and that sake is featured by extensive variations in the levels of age-related components and sensory attributes.
最近、清酒を数年から数十年熟成させた長期熟成酒が注目されるようになっている。一方、海外にも紹興酒や酒精強化ワイン(シェリー、ポート、マデイラ)といった長期熟成させる酒類が存在する。世界の熟成酒の中での長期熟成酒の特徴を理解するため、長期熟成酒、紹興酒及び酒精強化ワインについて、香味成分や官能特性を分析、比較した。香気成分分析の結果、ソトロン、アルデヒド類、ポリスルフィド及びエチルエステル類が貯蔵期間の長い試料で増加し、酢酸エステル類が減少する傾向は共通していた。しかし、アルデヒド類やポリスルフィドの増加は清酒、紹興酒においてより顕著で、エチルエステル類の増加は酒精強化ワインにおいてより顕著だった。また、酢酸エステル類の濃度及びばらつきは、5つの酒類の中で清酒が最も高かった。官能評価の結果、清酒、紹興酒は硫化物の香りや苦味が強く、ワインはドライフルーツや蜂蜜の香り及び甘味が強い傾向がみられた。また、清酒は他の酒類と比べて、カラメル、焦臭及び醤油の香りの強度のばらつきが大きかった。これらの結果から、成分組成や官能特性において、清酒・紹興酒と酒精強化ワインは大別され、また、清酒は熟成に関わる成分や官能特性に幅があることが示唆された。
- 掲載雑誌
- Journal of Bioscience and Bioengineering, 141, 281-289 (2026)
2 Starch Biosynthesis-Related Genotype of Rice (Wx and Alk): Indicator of Suitability for Sake and Shochu Brewing Correlated with Water Absorption Ratio 澱粉生合成関連遺伝子型(Wx及びAlk)が清酒及び焼酎原料米の吸水率に及ぼす影響
- 著者
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LEE Lin-Jie, SATO Yuki, JOYO Midori, TAKAHASHI Kei, OKUDA Masaki李林潔、佐藤佑樹、上用みどり、髙橋圭、奥田将生
- 要約
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The influence of the genetic background of rice on its suitability for brewing shochu and sake (Japanese alcoholic beverages) has not been clarified. This study investigates the effects of starch biosynthesis-related genes (Wx and Alk) on the water absorption capacity of commercially available rice samples and thus examines the possibility of using rice genotype as a predictor of suitability for shochu and sake brewing. The 24 examined rice samples were classified into four genotypes: Alk/Wxa, alk/Wxa, alk/Wxb, and alk/wx. No significant differences were observed among these genotypes in terms of nonstarch properties such as grain morphology, as well as the water absorption ratio during the initial absorption phase. However, after 1 h of absorption, significant differences in terms of this ratio were observed (Alk/Wxa < alk/Wxa < alk/Wxb < alk/wx). Starch structural analysis revealed that amylose content increased in the order of alk/wx < alk/Wxb < alk/Wxa ≈ Alk/Wxa and the proportion of short amylopectin chains increased in the order of Alk/Wxa < alk/Wxa ≈ alk/Wxb. Correlation analysis revealed a significant negative correlation between the water absorption ratio at 20-120 min and amylose content. The Wx genotype, through its influence on amylose content, was found to play a major role in determining short-term and steamed-rice water absorption ratios regardless of rice type, thus being a promising descriptor of rice suitability for shochu and sake brewing. Thus, our work provides fundamental insights for cultivar breeding and developing brewing methods tailored to specific rice varieties.
焼酎及び清酒原料米の遺伝的背景が醸造適性へ及ぼす影響は明らかにされていなかった。本研究では澱粉生合成関連遺伝子のAlk/Wx型が原料米の吸水性に及ぼす影響を調べ、遺伝子型が焼酎及び清酒の醸造適性の予測指標としての可能性について検討した。24の米試料を遺伝子型の組み合わせに基づき4群(Alk/Wxa、alk/Wxa、alk/Wxb、alk/wx)に分類した。遺伝子型間で非澱粉的特性の米粒の形態特性と同様に、吸水初期の吸水率においても有意差はみられなかった。一方で、吸水時間が1時間以上では、吸水率においてAlk/Wxa < alk/Wxa < alk/Wxb < alk/wxの順で有意差がみられた。澱粉組成構造について、アミロース含量はalk/wx < alk/Wxb < alk/Wxa ≈ Alk/Wxa の順に増加し、アミロペクチン短鎖割合は Alk/Wxa < alk/Wxa ≈ alk/Wxb の順に増加を示した。相関解析の結果、20-120 分の吸水率及び蒸米吸水率はアミロース含量と有意な相関性を示した。米のアミロース含量を左右するWx遺伝子型が、品種に関わらず醸造のような短時間での吸水率や蒸米吸水率において重要な役割を果たし、焼酎や清酒の醸造に適しているかどうかを判断する上で有望な指標となる。従って我々の研究は、醸造用品種の育種や特定の米品種に合わせた醸造法の開発に向けた基礎的な知見を提供するものである。
- 掲載雑誌
- J. Appl. Glycosci, 73, 7302102 (2026)
3 Transfer of inorganic elements and oxygen stable isotopes during Japanese sake production: Application to geographic origin determination 日本酒醸造における無機元素および酸素安定同位体の挙動:産地判別への応用
- 著者
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OKUDA Masaki, AKAMATSU Fumikazu, HIRAO Ryo, JOYO Midori, MUKAI Nobuhiko奥田将生、赤松史一、平尾凌、上用みどり、向井伸彦
- 要約
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Sake, a traditional Japanese alcoholic beverage, is produced from rice and water throughout (and increasingly outside of) Japan. Hence, methods of identifying the geographic origin of sake are urgently required. Herein, we characterized a series of sakes and the corresponding raw materials (brewing water and rice) in terms of their oxygen stable isotopic compositions (δ18O values) and contents of 22 elements, aiming to identify brewing water–specific elements suitable for determining the geographic origin of sake. Based on the results of small-scale brewing tests and correlation analyses, eight brewing water–specific elements (Li, Na, Mg, Si, Ca, V, Sr, and Ba) were identified. The contents of these elements in sake and its δ18O values showed significant positive correlations with the corresponding parameters of brewing water but not rice. Preliminary principal component analysis, multinomial logistic regression analysis, partial least squares discriminant analysis, and sparse partial least squares discriminant analysis were conducted using the contents of these eight elements in sake. For three sake production areas in Japan, the scores of discrimination analyses obtained for the eight water-specific elements were separated, and model accuracies were high. The results suggested that these contents may be used to discriminate between sake production areas and improve the accuracy of existing methods for determining the geographic origin of Japanese sake.
清酒は、日本の伝統的なアルコール飲料であり、日本国内(そして近年では国外でも)で米と水を用いて製造されている。したがって、清酒の地理的産地を特定する方法が早急に求められている。そこで本研究では、清酒の地理的産地を判別するのに適した醸造水特有の元素を特定することを目的として、清酒およびその原料(醸造用水と米)について、酸素安定同位体組成(δ18O値)および22種類の元素含有量を分析した。小スケールの醸造試験および相関分析の結果に基づき、醸造用水に特有の元素を8種類(Li、Na、Mg、Si、Ca、V、Sr、Ba)特定した。清酒中のこれらの元素の含有量およびδ18O値は、醸造用水中の元素含有量及びδ18O値と有意な正の相関を示したが、原料米中の含有量とは相関を示さなかった。清酒中のこれら8元素の含有量を用いて、予備的に主成分分析、多項ロジスティック回帰分析、PLS-DA、およびsPLS-DA分析を実施した。日本の3箇所の主要な清酒生産地域について、8種類の醸造水特有の元素から得られた判別分析値は分離し、判別モデルの精度は高かった。これらの結果は、これらの含有量が清酒産地を特定する既存手法の精度を向上させるために利用可能であることを示唆している。
- 掲載雑誌
- Applied Food Research, 6, (2026) 102173
4 Identification of DeuA, an Aspergillus oryzae-derived deuterolysin-like metalloprotease, as the predominant thermostable protease in soy sauce 麹菌Aspergillus oryzaeのデューテロライシン様金属プロテアーゼDeuAは醤油中での主要な耐熱性プロテアーゼである
- 著者
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MATSUOKA Taro, ODA Ken, IWASHITA Kazuhiro, WATANABE Jun松岡太郎、織田健、岩下和裕、渡部潤
- 要約
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The thermostable proteases present in soy sauce can degrade proteins in processed foods, such as boiled eggs and fish cakes, leading to undesirable textural changes in the product. In this study, we identified DeuA, a deuterolysin-like metalloprotease from Aspergillus oryzae, as the major contributor to thermostable protease activity during soy sauce fermentation. Using CRISPR/Cas9-based genome co-editing, we generated deuA-knockout mutants and mutants of the related gene deuB, which encodes a deuterolysin-like metalloprotease, and evaluated their enzymatic activity levels under solid-state culture conditions mimicking soy sauce koji fermentation. The ΔpyrGΔdeuA strain exhibited a marked reduction in thermostable protease activity, with residual activity barely detectable in both the koji extracts and the final soy sauce, whereas knockout of deuB had no significant effect. These results indicate that DeuA is the predominant contributor to thermostable protease activity in soy sauce. The knockout of deuA did not affect other key brewing parameters such as the nitrogen or sugar contents, indicating the potential of this gene as a target for strain improvement. Our findings establish DeuA as an essential thermostable protease in soy sauce and provide a foundation for the development of brewing strains with improved industrial applicability that will not affect the textural stability of processed foods.
醤油に含まれる耐熱性プロテアーゼは、ゆで卵やかまぼこなどの加工食品中のタンパク質を分解し、製品の食感に望ましくない変化をもたらす可能性がある。本研究では、醤油発酵過程における耐熱性プロテアーゼ活性の主な要因として、Aspergillus oryzae由来のデューテロライシン様金属プロテアーゼDeuAを同定した。CRISPR/Cas9を用いた共ゲノム編集法により、deuAノックアウト変異体および、デューテロライシン様金属プロテアーゼをコードする関連遺伝子deuBのノックアウト変異体を作出し、醤油製麹を模倣した固体培養条件下での酵素活性を評価した。ΔpyrGΔdeuA株では、耐熱性プロテアーゼ活性が著しく低下し、麹抽出液および最終的な醤油の双方において残留活性はほとんど検出されなかったのに対し、deuBのノックアウト株では有意な影響は見られなかった。これらの結果は、DeuAが醤油における耐熱性プロテアーゼ活性の主要な寄与因子であることを示している。deuAのノックアウトは、窒素含有量や糖度といった他の主要な醸造パラメータに影響を与えなかったことから、この遺伝子が株改良のターゲットとなり得る可能性が示唆された。我々の発見は、DeuAが醤油において不可欠な耐熱性プロテアーゼであることを立証するとともに、加工食品の食感の安定性に影響を与えず、産業利用性が向上した醸造株の開発に向けた基礎を提供するものである。
- 掲載雑誌
- J. Biosci. Bioeng., 141(6), 445-449(2026)