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JPS5934120B2 - 食品の鮮度判定法 - Google Patents
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JPS5934120B2 - 食品の鮮度判定法 - Google Patents

食品の鮮度判定法

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Publication number
JPS5934120B2
JPS5934120B2 JP55015258A JP1525880A JPS5934120B2 JP S5934120 B2 JPS5934120 B2 JP S5934120B2 JP 55015258 A JP55015258 A JP 55015258A JP 1525880 A JP1525880 A JP 1525880A JP S5934120 B2 JPS5934120 B2 JP S5934120B2
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JP
Japan
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enzyme
concentration
electrode
hxr
value
Prior art date
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JP55015258A
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研一 中村
史朗 南海
孝志 飯島
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、生鮮食品、特に魚類の鮮度を迅速かつ簡便に
判定する方法に関する。
生鮮食品の中でも魚類は、国内において大量に消費され
ているが、その品質は鮮度と密接な関係がある。
生鮮魚としての利用はもとより、ねり製品、冷凍魚にお
いても鮮度は各製品の品質を左右する重要な要因であり
、この鮮度を判定する方法については従来からいくつか
の方法が知られている。特に、以下に示すように、魚の
鮮度低下に伴い魚肉中のATP関連物質が酵素の作用に
よりヒポキサンチンにまで分解するその各段階の物質濃
度を測定して鮮度判定の目安とする方法が有効であると
言われている。
ここで、これらの記号はそれぞれ以下のものを表す。
例えば、文献(Bull.Jap−SOc−Fish−
ラ24,749C59))には、以下に示すようなK値
から鮮度を判定する方法が述べられている。
これはATP関連化合物の全量に対する(]]XRl+
〔Hx〕量を百分率で表示したものであり、すでにかな
りの範囲の魚種に適用され、鮮度判定に有効であること
が示されている。特に物質濃度比をとつているため、試
料の希釈にかかわらず分析値は一定となる利点がある。
特開昭50−98892号公報には、このK値を求める
鮮度判定装置の記載がある。
これはアニオン交換樹脂が上記ATP関連化合物のうち
のHxRおよびHxのみを通過させる性質を利用してお
り、アニオン交換樹脂カラム(あるいはベツド)を通過
させたサンプル液(HxRおよびHxのみを含む)と通
過させないサンプル液(全ATP関連物を含む)の吸光
度比を分光学的に求め、これをK値の目安とするもので
ある。また文献(日水誌、32,716(゛66))に
はHxRおよびHxの総量を、これらに特異的に作用す
る酵素を用い分光学的に求める方法の記載がある。
これは、ヌクレオシドホスホリラーゼとキサンチンオキ
シダーゼを用い、前者によつてHxRをHxに変換し、
後者によつてHxを尿酸に変換し、この生成する尿酸の
紫外部における吸光度を測定することによるものである
。上記のいずれの方法もそれぞれに問題点を有している
アニオン交換樹脂を用いてK値を求める方法は、アニオ
ン交換樹脂を充填したカラムやベツドの中をサンプル液
を通過させるため、これらの中に固形物がつまりやすい
。このため試料の遠心分離や、ろ過などの前処理が必要
となる。さらには樹脂を再生使用する等で煩雑な操作が
伴う。これに対し、酵素を利用して分光学的にHxRお
よびHxの総量(K値の分子部分)を求める上記方法は
、カラムやベツドによる分離操作を必要としない点で有
利である。しかし分光学的方法のため、分析試料の透明
性はやはり必要で、そのための試料の前処理を行わねば
ならない。また上記K値の分子部分のみが求まるだけで
あるため、試料を希釈したりする際に分析誤差を伴い易
い。本発明は、これら従来の鮮度判定法を改良した新し
い方法に関するものである。先にあげた文献(日水誌、
32,716(′66))には、HxR十HxはIMP
の減少とほぼ当量的関係を伴つて増加することが報告さ
れている。本発明の鮮度測定法は、これらHxR,Hx
,MPの消長に着目し、従来のK値に対し、以下に示す
式で表わされるこれら物質の比L,Mを求めることによ
るものである。さらにL値あるいはM値を求めるために
、これらの比を構成する各物質に特異的に作用する酵素
を集電体上もしくはその近傍に固定化した電極を使用し
て、これら物質を酵素反応で変換し、この酵素反応に際
しての物質変化を電気化学的に検知することを特徴とし
ている。
イノシン酸(IMP)に特異的に作用する酵素として、
MP脱水素酵素あるいは5′−ヌクレオチドホスホヒド
ロラーゼ(5′−ヌクレオチダーゼ)を用いることがで
きる。前者はニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(
NAD)を補酵素とし以下の反応を触媒する。後者は以
下の反応を触媒する。イノシン(HxR)に特異的に作
用する酵素としレオシダーゼ)、イノシンリボヒドロラ
ーゼ(イノシナーゼ)あるいはプリンヌクレオシドホス
ホリラーゼ(ヌクレオシドホスホリラーゼ)を用いるこ
とができる。
上記3種の酵素はそれぞれ以下の反応を触媒する。ヌク
レオシダーゼとイノシナーゼではヌクレオシダーゼの方
が特異性がやや広く、他の物質に対しても作用する。
ヒポキサンチン(Hx)に特異的に作用する酵素として
、キサンチンオキシダーゼ、キサンチン脱水素酵素を用
いることができる。
これらはそれぞれ以下の反応を触媒する。上記(1)〜
(7)式に示した複数種の酵素反応と電気化学的測定法
を結合させることにより、L値あるいはM値を迅速かつ
簡便に求めることができる。
つまり、L値あるいはM値の分子部分(HxRとHxの
合計量)については反応(3),(4),(5)のいず
れかと反応(6),(7)のいずれかを組み合せ、また
L値の分母部分(IMP,HxR,Hxの合計量)につ
いては、この組み合せにさらに反応(2)を組み合せ、
さらにM値の分母部分(IMPの量)については反応(
1)を利用し、これらの酵素反応によつて変化する電気
化学的に活性な物質(02、尿酸、H2O2、還元型N
AD)の濃度を電気化学的に測定することにより求める
ことができる。すなわち、ヌクレオシダーゼ、イノシナ
ーゼ、ヌクレオシドホスホリラーゼよりなる群から選択
された少なくとも1種の酵素と、キサンチンオキシダー
ゼ、キサンチン脱水素酵素からなる群より選択された少
なくとも1種の酵素とからなる複合酵素を集電体上もし
くはその近傍に固定してなる電極と、この複合酵素とと
もに5′−ヌクオレチダーゼを集電体上もしくはその近
傍に固定化してなる電極の2種類の電極を用い、これら
電極に固定化された酵素を食品よりの抽出液に作用させ
、この酵素反応に際しての物質濃度変化を電気化学的に
検知することにより、前記のL値を求めることができる
。すなわち一方の電極では、HxRはHxに変換さ粍こ
の反応によつて生じたHxと、もとから存在したHxは
ともに尿酸に酸化され、この酸化反応に伴う各種物質(
02、尿酸、H2O2、NAD)の濃度変化を電気化学
的に測定することによりHxRとHxの合計量を知るこ
とができる。またもう一方の電極では、複合酵素にさら
にダーヌクレオチダーゼを組み合せた3元複合酵素系を
用いて反応(2)をも利用することによりMP,HxR
,Hxの3成分の合計量を知ることができる。またM値
については、ヌクレオシダーゼ、イノシナーゼ、ヌクレ
オシドホスホリラーゼよりなる群から選択された少なく
とも1種の酵素と、キサンチンオキシダーゼおよびキサ
ンチン脱水素酵素よりなる群から選択された少なくとも
1種の酵素とからなる複合酵素を集電体上もしくはその
近傍に固定化してなる電極と、少なくともイノシン酸脱
水素酵素を集電体上もしくはその近傍に固定化してなる
電極の2種類の電極を用い、これら電極に固定化された
酵素を食品よりの抽出液に作用させ、この酵素反応に際
しての物質濃度変化を電気化学的に検知することにより
、前記のL値と同様に求めることができる。
以下に本発明にもとづいて実際の魚肉の保存に伴なうL
値あるいはM値の変化を求めた例を示す。
実施例 1まず電気化学的測定用電極として、つぎの2
種のものを構成する。
(,A)イノシナーゼとキサンチンオキシダーゼとを円
板状グラフアイト集電体表面に薄膜状に固定化した電極
酵素の固定化は、グラフアイト板表面に前記酵素の混合
液を塗布した後、グルタルアルデヒドやイミドエステル
等の2官能性架橋試薬により処理することによつて行う
ことができる。
(B) 5′−ヌクレオチダーゼとイノシナーゼとキサ
ンチンオキシダーゼとを円板状グラフアイト集電体表面
に薄膜状に固定化した電極。固定化法はAの電極と同様
である。
これら2種の電極を第1図に示した測定システム中に組
込む。
1,1′は上記A,Bの酵素電極、2は飽和カロメル電
極(SCE)より構成される参照電極、3は白金より構
成される対極である。
これらの電極はポテンシヨスタツト4につながれる。電
極1,Vは、SCBに対してそれぞれ定電位(0.4)
に設定し、対極との間に流れるアノード電流をそれぞれ
測定する。電極1,V,2が組み組まれたセル5内には
、送液ポンプ6によつて、テフロン製の細管7を通して
緩衝液が定流量で送り込まれる。
電極1,1/ 3の酵素固定面はセル内に向けられ、流
入する緩衝液と接触する。8は緩衝液の貯槽、9はセル
内を通つて流出した廃液の貯槽である。
送液ポンプからセルへ至る途中には、サンプルのインジ
エクタ一10が設けられている。このインジエクタ一を
通して、マイクロシリンジ等の適当な注入器11によつ
て緩衝液の流れの中にサンプル液が送り込まれてセルに
達し、酵素反応が行われる。第2図はポテンシヨスタツ
トによつて測定したアノード電流曲線のサンプル注入に
よる変化曲線の例である。
図の矢印の部分でサンプルを注入すると電流が急速に増
大し、ピークに達した後減少し、サンプル注入前の位置
まで復帰する。実際には電極1,Vぬ流れるアノ一電流
のピークの高さをそれぞれ読みとり、この電流値の高さ
の比を計算する。第1図の12はポテンシヨスタツトか
ら得られるアノード電流の信号を処理し、ピーク高さの
比を計算する回路部分である。つぎに本発明の方法に用
いたサンプルの調整法について述べる。
冷凍マクロの切身を解凍保存し、その保存切身を順次サ
ンプリングし、細片化した後圧搾し、その抽出液をその
まま注入サンプルとした。抽出液中には固形分が含まれ
るが、特に円心分離等の処理は行わなかつた。第1表は
保存日数の変化に伴なう、注入サンプルの電極A,Bの
応答ピークの高さ比の変化を示したものである。これか
ら保存日数の経過とともにピーク比(前記L値に相当す
る)が上昇し、この値を鮮度の目安として用いうること
を示している。なお、この場合の応答電流は反応式(6
)にもとづいて生成する (尿酸の酸化電流によるもの
である。実施例 2 電気化学的測定用電極としてつぎの2種のものを構成す
る。
(Oヌタレオシドホスホリラーゼとキサンチンオキシダ
ーゼをセロハン膜上に固定化し、これを白金板集電体に
接触させた電極。
セロハン膜上への両酵素の固定化は実施例1と同様に架
橋試薬を用いて行うことができる。
(1) IMP脱水素酵素とNADを実施例1と同様の
グラフアイト集電体表面に固定化した電極。これらの酵
素と補酵素の固定化も実施例1と同様、両者の混合液を
架橋試薬によつて処理することにより行うことができる
。これらC,Dの電極を実施例1と同様の測定系に組み
込み、ポテンシヨスタツトにより電位設定を行い(0.
4VvsSCE)、サンプル注入に伴うアノード電流の
ピーク比を求めた。
第2表は実施例1と同じサンプルを用いた場合の上記ピ
ーク比の保存に伴う変化を示している。これから保存日
数の経過とともにピーク比(上記M値に対応する)が上
昇し、この値を鮮度の目安として用いうる(とを示して
いる。
なおこの場合の電極Cに流れるアノード電流は、反応式
(6)にもとづいて生成する尿酸ならびにH2O2の酸
化電流である。また電極Dに流れるアノード電流は、反
応式(1)にもとづいて生成する還元型NADの酸化電
流である。以上の実施例は、上記ピーク比(それぞれL
値あるいはM値に相当する)を求め、これを鮮度の目安
にできることを示している。
K値に比較するとATP,ADP,AMPの3種の物質
の濃度を求めることは行つていないが、実際にはATP
からHxまでの分解経路のうち、IMPまでの変化は非
常に速やかで、死後硬直までの間にほとんど終了すると
言われている。したがつて、MP,HxR,Hxの3種
の物質の消長にもとづいて鮮度を求めることは便法では
あるが有力な方法である。しかも本発明のごとく酵素反
応の特異性と電気化学測定の簡便さを組み合わせた方法
は、従来の分光学的測定法に比較すると、サンプル液の
着色、にごり等に関係なく測定でき、サンプルの前処理
の煩雑さを大巾に軽減でき、またカラム等による分離処
理も必要としない。さらには物質の濃度比(応答電流比
から求まる)にもとづく方法であるところから、サンプ
ルの希釈や、サンプルの注入量にかかわりなく一定の値
が得られる。実際にはサンプル注入量は、あまり少なく
てももとの応答電流が少なくなり、誤差の原因になりや
すく、多すぎると電流値がピークに達した後もとの定常
値に復帰するまでに長時間を要するといつた問題がある
が、本発明による測定システムでは20〜50P1のサ
ンプル注入量が適当であつた。このサンプル注入量で、
測定値は再現性良く得られ、また測定に要する時間も1
分程度であつた。実施例1,2では、もつばら電極から
得られる応答電流のピーク値からそのまま比を求め、L
値、M値の目安としているが、実施例1で電極Bで得ら
れるピーク値から電極Aで得られるピーク値をひきさつ
た値(MP濃度に相当する)を求め、これを用いてM値
に相当する値を求めることもできる。実際の電極では、
固定化される酵素量のバラツキなどから同一種類の電極
でも応答ピークは必ずしも同じにはならないが、これは
標準試料によつてあらかじめ電極を検定しておき、ピー
ク比を求める場合に、補正フアクタ一をかけることによ
つて解決できた。
実施例に述べた以外にも本発明に用いることのできる酵
素は前述したごとく各種のものがあり、イノシン酸、イ
ノシン、ヒポキサンチンに対し選択性のある酵素を用い
ることができる。
また電極集電体として、グラフアイと白金を用いたが、
酸化スズ等の導電性金属酸化物を用いることもできる。
さらに酵素は、電極上への直接固定(実施例1)やセロ
ハン膜を介しての間接自定(実施例2)を行つたが、こ
れらの他にもテフロン等の酸素透過膜上に固定化して用
いることもできる。この場合はいわゆるクラーク式酸素
濃度計に適用し、反応(6)にもとづく酸素濃度の減少
を測定することになる。さらに本発明では、補酵素(N
AD)は必ずしも固定化する必要はなく、緩衝液中に溶
解して用いることもできる。
また本発明にもとづく酵素電極は、当然イノシン酸等の
物質濃度測定そのものを目的に用いることができ、本発
明の方法にのみ用いることに限定はされない。本発明に
用いられた各種酵素と集電体とを組み合わせて作製した
電極は、従来知られておらず、本発明はこの点でも新規
なものである。以上のように本発明の方法ならびに電極
を用いて、食品、特に魚肉の鮮度を簡便かつ、迅速に測
定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に用いた測定システムの概略構
成図、第2図は電極のサンプル注入による応答電流曲線
を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 N−リボシルプリンリボヒドロラーゼ、イノシンリ
    ボヒドロラーゼ及びプリンヌクレオシドホスホリラーゼ
    よりなる群から選択した少なくとも1種の酵素と、キサ
    ンチンオキシダーゼ及びキサンチン脱水素酵素よりなる
    群から選択した少なくとも1種の酵素とからなる複合酵
    素を集電体上もしくはその近傍に固定化した電極と、少
    なくともイノシン酸脱水素酵素を集電体上もしくはその
    近傍に固定化した電極とを使用し、これら電極に固定化
    された酵素を食品よりの抽出液に作用させ、この酵素反
    応に際しての物質濃度変化を電気化学的に検知すること
    により、下記の式で表されるM値を求めることを特徴と
    する食品の鮮度判定法。 M={〔HxR〕+〔Hx〕}/{〔IMP〕}(ただ
    し、〔IMP〕はイノシン酸の濃度、〔HxR〕はイノ
    シンの濃度、〔Hx〕はヒポキサンチンの濃度を表す。
    )2 N−リボシルプリンリボヒドロラーゼ、イノシン
    リボヒドロラーゼ及びプリンヌクレオシドホスホリラー
    ゼよりなる群から選択した少なくとも1種の酵素と、キ
    サンチンオキシダーゼ及びキサンチン脱水素酵素よりな
    る群から選択した少なくとも1種の酵素とからなる複合
    酵素を集電体上もしくはその近傍に固定化した電極と、
    前記複合酵素とともに5′−ヌクレオチドホスホヒドロ
    ラーゼを集電体上もしくはその近傍に固定化した電極と
    を使用し、これら電極に固定化された酵素を食品よりの
    抽出液に作用させ、この酵素反応に際しての物質濃度変
    化を電気化学的に検知することにより、下記の式で表さ
    れるL値を求めることを特徴とする食品の鮮度判定法。 L={〔HxR〕+〔Hx〕}/{〔IMP〕+〔Hx
    R〕+〔Hx〕}(ただし、〔IMP〕はイノシン酸の
    濃度、〔HxR〕はイノシンの濃度、〔Hx〕はヒポキ
    サンチンの濃度を表す。 )
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