大型放射光施設 SPring-8

公開日

2022年04月27日

2022年4月27日
東北大学大学院農学研究科
仙台農業協同組合（JA仙台）
高輝度光科学研究センター

【発表のポイント】
･東北大学キャンパス内に設置され、仙台・東北の産業への波及効果が期待される次世代放射光施設^※1の完成を視野に入れた研究を実施
･ブランド化を進める枝豆の美味しさに迫る研究を仙台市の放射光トライアルユース事業^※2のサポートにより展開
･枝豆の内部構造や調理の影響を放射光により従来にない精細さで可視化
･ナノの世界をみる巨大な望遠鏡である放射光の新たなターゲットとして、野菜や果物における応用分野を開拓
･子どもたちの科学に対する夢の実現に一歩（図1D参照）

【詳細な説明】
　青果物の美味しさにおいて、例えば甘さについては糖度により容易に測定可能ですが、テクスチャ^※3に関わる食感の評価は難しく、その原因の一つとして、内部構造を非破壊で観察する方法がなかったことが挙げられます。そこで、ブランド化を進める枝豆の美味しさの要因解析に着目し、内部構造を非破壊で測定しました。本研究では放射光を利用した分析として、X線位相コントラスト^※5を用いたイメージングにより内部構造を可視化し、硬さとの関係を検討することにより、美味しさのみえる化のための基礎的知見を得ることを目的としました。
　宮城を代表する品種であるミヤギシロメの冷凍枝豆を茹でて、茹で時間による食感の変化を、人による官能評価と機器による物理性の評価（破壊測定）により測定するとともに、SPring-8のBL20B2において非破壊でX線位相コントラスト^※5データを取得しました。得られたデータを用いて2次元画像を作成したところ、枝豆の可食部である子葉間の間隙、亀裂、最外層の種皮の内側に存在する薄膜などを解像度よく観察するこができました。また　3次元画像では、通道組織（維管束）およびそこから派生したと思われる亀裂が観察されました。さらに茹で時間による水分の浸入状態を測定することにより、柔らかさとの関連が示されました。
　今回、精細な内部構造を非破壊で観察することができたことから、今後、枝豆に限らず野菜や果物の美味しさや内部障害の検出などの品質評価に応用できる可能性が広がりました。また、放射光の利用においては、X線位相コントラスト分析の他にも様々な測定法があり、現在、X線小角散乱分析^※5によってタンパク質等の物質レベルで歯ざわりや滑らかさのみえる化を試みています。なお東北大学大学院農学研究科の放射光生命農学センター＜https://www.agri.tohoku.ac.jp/jp/center/agri_a-sync＞では、このような、当研究科近くに完成予定の次世代放射光施設の利用を推進する活動を行っています。

【用語説明】