理化學研究所(以下簡稱理研)的內海好規研究員與關原明組長等人組成的研究團隊開發出了「木薯」的候選新品種。該品種富含不容易消化的澱粉,具有與食物纖維相似的功能。新品種木薯食用後能防止血糖水平擧升過高,還有望改善腸道功能。預計有望作爲功能性食品食用。今後計劃與企業合作,儘快實施實用化。
木薯是熱帶和副熱帶地區廣泛種植的作物(圖片由理研提供)
木薯原產於中南美洲,主要在熱帶和副熱帶地區種植。除了被用作主食外,還是在日本備受歡迎的珍珠奶茶的原料。此外還用於生產家畜飼料和生物乙醇。
不容易在消化道内消化、不會被小腸吸收,而是以大分子狀態直接進入大腸的澱粉稱爲抗性澱粉(難消化澱粉)。澱粉由直鏈澱粉和分枝澱粉兩種分子組成。直鏈澱粉爲直線型分子,分枝澱粉有分支。
研究團隊着眼於木薯中形成分枝澱粉分支的酶的基因。利用基因重組技術抑制該基因的功能後,不易消化的抗性澱粉含量約增至原來的63倍。這是因爲分支變長形成了雙螺旋結構,變得更加堅固,因此分解澱粉的澱粉酶難以發揮作用。
木薯的抗性澱粉粒(圖片由理研提供)
木薯耐高溫和乾旱,並能在缺乏營養的環境中成長。在日本,除氣候溫暖的沖繩縣和鹿兒島縣之外,羣馬縣等也開始種植木薯,農戶數量正在逐漸增加。
關原明組長認爲:「隨着全球暖化環境發生變化,木薯的作用將越來越重要」。作爲功能性食品和大氣溫度升高也能收穫的薯類,日本的需求也有望擴大。研究團隊已開始與臺灣的國立中興大學合作,共同進行新開發的木薯種植實驗,評估產量和種植方法。
此外,還計劃利用可以有效改變基因的「基因體編輯」法改良木薯。目前正在開發能改變基因功能,創新新特性的技術。例如,如果能儘快開發出具有「產量高」和「抗病性強」等特性的品種,那麼它將更容易作爲食品流通。
木薯是主要農作物之一,但由於此前主要在發展中國家種植,因此與水稻和小麥等相比育種研究比較落後。
除木薯以外,其他作物也在推進不易消化含抗性澱粉的培育研究。日本秋田縣立大學開發出了名爲「Manpuku Surari」的水稻新品種,抗性澱粉含量約爲普通稻米的10倍。已由該校的校辦初創企業Starch Technologies(秋田市)從2020年開始銷售。
日文:下野谷涼子、《日經產業新聞》,2021/12/22
中文:JST客觀日本編輯部