デンプンについて（４）

今日は前回一部引用したウェスタンカナディアンセミナー2011年の「The Nutritional Chemistry of Dry and High Moisture Corn」について読んでみたいと思います。

以下、特に私の興味を持ったパラグラフをいくつか抜き出して概要を書き出したいと思いますので、引用元は全てこちらです。

引用開始

トウモロコシは種子である

・トウモロコシ自体は飼料ではなく種子。

・デンプン消化率に影響を及ぼす可能性のある化学的要因をより良く理解するためには、トウモロコシ種子の解剖学と生理学をある程度理解する必要がある。

・トウモロコシの種子は、果皮、胚芽、胚乳という3つの基本的な形態部分から構成されている。

・胚乳はトウモロコシ穀粒の重量の約75～80％を占め、デンプンを含む形態的構造、主にデンプンとタンパク質を含む、リン脂質と灰分として少量の脂肪も含む。

・トウモロコシの胚乳には豊富な貯蔵タンパク質（アルブミン、グロブリン、プロラミン、グルテリン）が含まれている。 穀物の胚乳は胚芽を取り囲み、生きた組織（根、葉など）を含む胚芽の主要な栄養源となる。

・種子の発芽は吸水によって開始され、種子は酵素活性の更新を受け、その結果細胞分裂が起こり、最終的には果皮を通して胚が出現する。胚乳の生物学的機能は、苗が発生し光合成が始まるまでの間、胚の主要な栄養源となることである（Buchanan, et al., 2000; Mohr and Schopfer, 1995）。

トウモロコシの化学的成分（アメリカ穀物協会サイトより）

早速横道にそれますが…上記の画像を引用したアメ穀サイトの化学的成分についての記載が面白かったので、少し引用します。

2022-2023-CornHarvestReport-H.pdf (grains.org)

・トウモロコシの化学組成は、主にタンパク質、デンプン、油脂から構成されている。

・物理的属性とは異なり、化学組成値は貯蔵中や輸送中に大きく変化することはない。

・2022 年の米国産牛の平均蛋白質濃度は 8.8％DMで、2021 年（8.4％）、2020 年および 5 年（ともに 8.5％）、10 年（8.6％）より高かった。

・タンパク質濃度は、利用可能な土壌窒素が減少するにつれて、また収量が多い年には低下する傾向。

・タンパク質濃度は通常、デンプン濃度と反比例の関係にある。

・過去12年間の米国総平均に基づくと、タンパク質濃度が高くなるにつれて、真の密度も高くなる（図に示すように、相関係数は0.79）。 一般に、真の密度が低い年はタンパク質濃度が低く、真の密度が高い年はタンパク質濃度が高いようである。

・2022 年の米国産トウモロコシの平均デンプン濃度（71.9％DM）は、2021 年、2020 年（共に 72.2％DM）、5 年産（72.3％DM）、10 年産（72.8％DM）より低い。

・デンプン濃度が高いということは、穀粒の生育／肥大条件が良好で、穀粒の密度が適度であることを示すことが多い。

・デンプン濃度は通常、タンパク質濃度と反比例の関係：デンプンとタンパク質はトウモロコシの2大成分であるため、一方の割合が上がると、他方は通常下がる。この関係は、デンプンとタンパク質の間に負の相関関係（-0.80）を示す図に示されている。

・2022年の米国産トウモロコシの粗脂肪の平均濃度は3.9%DM。

・硬質胚乳：軟質胚乳に対する硬質胚乳の量が多いほど、トウモロコシの穀粒は硬いと言われる。

・硬度は壊れやすさ、飼料利用率／効率、デンプン消化率に相関する。硬さに良いも悪いもなく、あるのは、エンドユーザーによる特定の範囲の好みだけ：飼料業者は通常70～85％の硬度を好む。

・2022年の米国産トウモロコシの平均硬質胚乳率は88％で、2021年、2020年、5年産（いずれも81％）、10年産（82％）より高かった。

・硬質胚乳（または硬い）テストは、穀粒の胚芽を上向きにして、バックライトのついた観察用ボードに並べ、20個の外観の良い穀粒を目視で評価することにより行われる。各穀粒は、その穀粒の全内胚乳のうち、硬質胚乳であると推定される部分について評価される。軟質胚乳は不透明で光を遮るが、硬質胚乳は半透明である。

・格付けは、穀粒の頂部にある軟質胚乳が胚芽に向かってどの程度下に伸びているかによって、標準的なガイドラインに基づいて行われる。外見上問題がない20の穀粒の真皮内胚乳の評価の平均を報告する。硬質胚乳の評価は70～100％の範囲で行われるが、ほとんどの穀粒は70～90％の範囲にある。

・水分含量は、販売される乾物量に影響し、乾燥の必要性の指標となり、貯蔵性にも影響するため重要である。

・収穫時の水分含量が高いと、収穫と乾燥中に穀粒が損傷する可能性が高くなり、必要な乾燥量もストレスクラックや割れに影響する。極端に湿った穀粒は、貯蔵や輸送の後半で高いカビ被害を受ける可能性がある。

・生育期の天候が収量、穀物成分、穀粒の発育に影響する一方で、収穫時の水分は作物の成熟、収穫のタイミング、収穫時の天候に大きく影響される。

・カビが繁殖し、保存期間が短くなる可能性を防ぐため、水分レベルを監視し、十分に低く保つよう注意する必要がある。含水率13.0％以下は一般的に長期貯蔵・輸送に安全とされている。

・一般的な水分貯蔵のガイドラインでは、一般的な米国コーンベルトの条件下で、品質が良く清浄なトウモロコシを通気貯蔵する場合、6 か月から 12 か月までの貯蔵には 14.0％が最大含水率であり、1 年以上の貯蔵には 13.0％以下の含水率が望ましいとされている。

・2022 年に記録されたエレベータでの米国産トウモロコシの平均水分含有率は 16.3％で、2021 年（16.3％）、 10 年（16.3％）と同じで、5 年（16.4％） と同程度、2020 年（15.8％）より高い。

トウモロコシの胚乳

・トウモロコシは一年草で、種子によってのみ繁殖し、種子が地上に落下すると発芽が再開される。
・種子による植物の繁殖には、発芽に適切な環境条件（水分、温度、種子の被覆、暗さ）が整うまで、胚を不適切な環境条件から保護する必要がある。

・繊維状の果皮は胚を保護する主要な形態学的構造であるが、トウモロコシの胚乳中のデンプンもまた、プロラミンと呼ばれる疎水性（水をはじく）タンパク質によって保護されている。

・純粋なデンプンは親水性が高く（水を引き寄せる）、胚乳の早すぎる水和は発芽を適切に促進しないため、トウモロコシの胚乳にデンプンを効率的に貯蔵することはできない。

・トウモロコシの胚乳に含まれるデンプン、プロラミン、その他のタンパク質（アルブミン、グロブリン、グルテリン）の組み合わせは、「デンプン・タンパク質マトリックス（スターチプロテインマトリックス）」と呼ばれる。

・デンプン・タンパク質マトリックスの違いは、イエロー デントコーンの粒を解剖すると、目視で確認することができる。

・とうもろこし胚乳中のデンプン-タンパク 質マトリックスの視覚的な外観の違いは、視覚的に説明できる分類がある。白色に見えるデンプン-タンパク 質マトリックスは、一般的に粉質、不透明、または軟質胚乳と呼ばれる。黄色、光沢、ガラス質に見えるデンプン-タンパク質マトリックスは、硬質、半透明、ガラス質として分類される（Kempten, 1921）。

・ガラス質という言葉は、非晶質、ガラス状の状態で存在するという意味である。

・ガラス質（ヴィトレウアス）という用語は現在重要である、過去10年間、反芻動物の栄養試験でトウモロコシの胚乳の種類を半定量的に定義するために、畜産学者や酪農学者がこの言葉を採用してきたからである。

引用終了

今回はここまで。次はもっとヴィトレアスに注目してきましょう！