土壌中の欠乏・過剰に要注意! 硫黄とイネの関係。

硫黄(S)と聞いて、皆さんは何を思い浮かべるだろうか? 腐った卵のにおいなどを思い出す人もいれば、温泉をイメージする人もいるだろう。窒素・リン酸・カリウムの三大栄養素に比べると印象は薄いが、硫黄も植物の成長になくてはならない元素の一つである。今回は生物の成長に硫黄が及ぼす影響や、イネの硫黄欠乏・過剰で起こる現象をみていく。

 

硫黄は動物にも植物にも大切な元素

動物にとっても植物にとっても、硫黄はなくてはならない存在だ。例えば、生物の体をつくるアミノ酸のいくつか(メチオニンやシステインなど)には硫黄が使われる。細胞が正常にはたらくために必要なビタミンB1(チアミン)やビタミンB7(ビオチン)などの材料としても必須だ。

動物の場合は、爪や髪の毛、関節をつくるケラチンやコラーゲンなどに多く使われる元素でもある。人間の硫黄の主な摂取源は肉や魚などのタンパク質だ。バランスの良い食事を心がける限り、硫黄の摂取不足が起こることはほとんどないが、ベジタリアンなど動物性タンパク質を口にしない人では欠乏症が起こることがあり、爪や髪などに異常が生じるかたちで現れることもあるという。

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植物においても、硫黄は成長に欠かすことのできない元素であることが以前から知られている。硫黄が不足すると作物の成長が悪くなるほか、植物の葉の色が薄くなったり、黄変する様子がしばしば見られる。ぱっと見は窒素欠乏の状態に似るが、硫黄を供給してやらなければ回復しないので、硫酸アンモニウム(硫安)や硫酸カリウム(硫酸加里)を与える。

 

逆に硫黄が土壌中に過剰な場合はどうだろう? 植物に硫黄が過剰に吸収されて起こる悪影響はほとんどないといわれている。その代わり、硫黄が多すぎる土壌は酸性に傾いてしまう。これによって、アルカリ性の土壌を好む植物が育ちにくくなるなどの影響が出るため、硫黄が含まれる肥料の使い過ぎには注意しなくてはならない。

 

硫黄の欠乏は生育障害を引き起こす

自然界には、硫黄は豊富に存在する。とくに火山の多い日本では、土壌中に十分な硫黄が含まれていることが多く、野生の植物で硫黄欠乏がみられることはほとんどないようだ。また、石炭や石油などの化石燃料を燃焼すれば、硫黄は大気中に放出され、雨が降ることで土壌へと供給される。なお、土壌に含まれる硫黄は基本的に硫酸イオン(SO42-)の形で根から取り込まれる。

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それでは、稲作における硫黄の過不足をみてみよう。イネにおいても硫黄の不足は大きな問題だ。硫黄欠乏により、葉の黄変や分けつの抑制などの生育不良が起きることが報告されている。前述の通り、わが国では自然に供給される硫黄が比較的多いのに加え、施肥の効果もあって硫黄欠乏が起こることはあまりない。ところが、カドミウム(Cd)に汚染された農地ではこれが生じることがある。カドミウムは湛水下の土壌中では硫黄と結合し、水に溶けにくい硫化カドミウム(CdS)となるためだ。カドミウムは有毒のため、イネに吸収されないのは良いことであるが、硫黄も欠乏してしまう。

 

土壌中の硫黄の過剰が引き起こす『秋落ち』

硫黄の多すぎる水田も、イネに良くない。湛水下の土壌中では硫酸イオンの還元が進み、硫化水素(H2S)が発生する。硫化水素といえばあの『腐った卵のにおい』でおなじみのガスであり、触れた細胞を傷つける毒性を持つ。健全な土壌であれば発生した硫化水素は鉄(Fe)と結合し、すぐに無害な硫化鉄(FeS)となるため、大きな害が現れることはない。

しかし、長年にわたり使い続けた老朽化水田では、鉄が水とともに流れ出てしまっていることが多い。鉄が少なくなっている水田では、硫化鉄になりきれなかった硫化水素がイネの根を傷つけて成長障害を起こしたり、ごま葉枯れ病が生じやすくなる。根が少しずつダメージを受けることで、生育の後半期である秋ごろに影響が顕著になることから、この現象は『秋落ち』などと呼ばれ、昔から知られていた。秋落ちが生じるような水田へは、硫黄が含まれた肥料を控えるほか、鉄が含まれた肥料を与えること、そして鉄同様に老朽化水田で減少しがちなマンガンやカルシウム、マグネシウムなどを与えるなどの処置が必要だ。

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硫酸イオンの還元は、水温が高い時に良く進む。これまでになく気温の高い日が続くことも珍しくなくなった時代だからこそ、水田中の硫黄や硫化水素の状態を気にかけるようにしたい。

 

参考文献:

1.硫黄欠乏による水稲生育停滞の回避対策 - 宮城県公式ウェブサイト

https://www.pref.miyagi.jp/soshiki/res_center/topics24-10.html

2.辻藤吾(2000).水稲の硫黄欠乏による栄養障害と硫黄吸収特性 日本土壌肥料学雑誌,71,464-471

3.島根県農業技術センター(2011).水稲のカドミウム吸収抑制対策技術マニュアル

 

文:小野塚 游(オノヅカ ユウ)
“コシヒカリ”の名産地・魚沼地方の出身。実家では稲作をしており、お米に対する想いも強い。大学時代は分子生物学、系統分類学方面を専攻。科学的視点からのイネの記事などを執筆中。

メリットデメリットを知って活用する“籾殻”

近年、籾殻を土壌改良剤や肥料として再利用する方法が注目されている。有機農業や低農薬志向の高まりが背景にあると思えるが、籾殻の利用法に関する情報は散在しており、まとまった比較検討記事はあまり見られない。籾殻を利用する場合、「①生のまま使う、②くん炭にして使う、③発酵させるなど堆肥化して使う」の3つの方法が主に考えられる。今回は、それぞれの使い方のメリットやデメリットをまとめてみたい。

 

籾殻の基礎知識

籾殻を構成している成分は、おおむね炭水化物が80%、ケイ酸が15〜20%、そのほかの微量成分が数%といわれている。籾殻を土中に戻すということは、これらの元素を土の中で再利用することに他ならない。イネのケイ酸は他植物より多いが、籾殻には特に多くのケイ酸が含まれていることも覚えておこう。

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籾殻の成分の中で栄養としての期待ができるのは、ケイ酸と微量成分だ。一般的な肥料に含まれる窒素・リン酸・カリウムの含有量は非常に少ないため、土の富栄養化はあまり期待できない。むしろ、籾殻を土中に埋め込むことは、作物が使う土中の窒素を減らしてしまう『窒素飢餓』という現象を引き起こしかねないと心配されることが多いのである。

 

『窒素飢餓』とは、C/N 比*が高い(目安としては20以上といわれる)ものを植物に与えることで生じる生長障害だ。窒素よりも炭素が極端に多い肥料を土中に入れると、土中の微生物が炭素(有機物)を糧として繁殖するが、その過程で窒素を消費してしまう。窒素を作物に与えているつもりが、逆に作物が使うはずの窒素が減ってしまうのだ。

*C/N 比…肥料に含まれる炭素(C)と窒素(N)の量の比

 

一番簡単な生のままの籾殻

以上の基礎知識を踏まえ、籾殻の3つの利用方法を考えてみたい。

①生のまま使う:

籾殻利用で最も手間がかからないのは、発酵させたり燃やしたりせず、そのままの状態で土壌にすき込む方法だ。籾殻という固い植物繊維が土中に入り込むことで、水はけをよくする『土壌改良剤』としての効果が期待できる。籾殻特有の凹凸に加え、ケイ酸や食物繊維が多いために分解されにくく、効果が長持ちするところが好まれている。また、もともと籾殻は水をはじくが、ある程度の時間水に浸せば保水できるようになる。継続的に土中にすき込んでいくことで、粘土質の土壌も団粒化しフカフカの理想的な土に変化していくという。

 

また、籾殻を入れることでイネが強くなると経験的に感じる農家も多いようだ。田んぼにすき込まれた後のケイ酸の分解速度や動態は未解明の点が多いようだが、籾殻中のケイ酸が分解後にイネへ供給されているとみられる。デメリットとして挙げられるのは、前述した『窒素飢餓』である。C/N 比が 70以上ともいわれるほど含有窒素が少ないためだ。しかし研究者によっては、「籾殻は分解されにくいからこそ、土中へは炭素や窒素が少しずつしか供給されないため、窒素飢餓はそれほど心配しなくてよい」という人もいる。

 

くん炭や堆肥にするとより効果的

②くん炭にして使う:
籾殻を加工して利用する場合の一般的なものが、籾殻をゆっくり低温で燃焼させ、炭(くん炭)にして使用する方法だ。燃焼によって有機物が水や二酸化炭素になることで、燃え残ったケイ酸などの硬い構造物には隙間が生まれる。この多孔質状態になった籾殻くん炭は生の籾殻以上に軽く、通気性や保水性がよくなり、微生物のすみかとなって土壌改良に役立つのだ。備長炭同様、消臭などの効果も期待できる、大変優秀な土壌改良剤だ。さらに、くん炭にするとケイ酸がイネに取り込まれやすくなるといわれている。

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また、高温で籾殻を燃やすと灰になるが、この灰を土壌のpH調整に使うことも可能だ。燃焼の具合によってpHは変化するが、灰や長時間炭化したものはアルカリ性になるので、酸性土壌に散布することがある。

ただし、散布のしすぎによって土がアルカリ性に傾きすぎたりしないよう、注意しなくてはいけない。また、燃焼の際には周囲の住民に煙害が及ばないよう気を配ることも大切だ。

 

③発酵させるなど堆肥化して使う:

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籾殻と米ぬかや野菜くず、家畜糞尿などと混ぜて発酵させ堆肥をつくれば、土質改良だけでなく、肥料として畑の作物に与えることができる。堆肥を作るには素材を上手く発酵させなければならず、時間もかかるが、微生物によって分解された籾殻や野菜くずの成分は植物が吸収しやすい。籾殻を混ぜた堆肥は肥料としてだけでなく、分解しきれない構造物が土をフカフカにさせると評判だ。

混ぜ合わせるものによって肥料としての含有成分は変化するが、窒素を補うため家畜ふんと合わせることが多い。さまざまな作物に広く使える堆肥として人気がある。手間がかかるものの、化学合成されたものに代わる肥料として、青果や花などの農家からも注目されている。米農家を訪れてわざわざ譲ってもらう農家もいるほどだ。

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稲作をすれば籾殻は毎年大量にでる。廃棄物として捨ててしまう米農家もいるが、籾殻を資源と考え重用する動きはあちこちで見られる。さまざまな能力を秘めた便利な素材として、籾殻争奪戦が繰り広げられる日も近いだろう。

 

参考文献:

1.モミガラを使いこなす(農文協,2011)

2.もみがら循環プロジェクトチーム

https://www.pref.nagano.lg.jp/haikibut/kurashi/recycling/shigen/documents/siryo2.pdf

3.もみ殻くん炭の処理および利用(三重大学生物資源学部)
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsam1937/62/Supplement/62_Supplement_185/_pdf

 

文:小野塚 游(オノヅカ ユウ)
“コシヒカリ”の名産地・魚沼地方の出身。実家では稲作をしており、お米に対する想いも強い。大学時代は分子生物学、系統分類学方面を専攻。科学的視点からのイネの記事などを執筆中。

植物の生育に必要な『元素』たちと、イネの生長を左右する『ケイ素』

私たちは日々飲み食いをして生命を保っている。『栄養を摂る』ということは、細胞が必要とする糖やタンパク質、突き詰めれば、体が求める『元素』を摂取しているということに他ならない。生物の体は細胞からなるが、それを形作る細胞膜や酵素、DNAなども元をたどればさまざまな元素なのだ。今回は植物が育つために必要な『元素』について考えるとともに、イネの生育に重要な元素の一つ『ケイ素』についてみていきたい。

 

植物の生育に必要な『必須元素』と『有用元素』

生物がその存在を保つためには、自分のからだに足りない元素を体外から取り入れなくてはいけない。動物の場合は食事であり、植物の場合は光合成と根からの吸収である。植物の場合、炭素(C)、酸素(O)、水素(H)は光合成によって空気中の二酸化炭素を、根から水をとりこむことで満たすことができるが、そのほかの元素は主に土壌中から吸収する必要がある。

shokubutsuno1▲写真はイメージです

植物に与えるべき元素としておなじみなのは窒素(N)、リン(P)、カリウム(K)。農業の現場で使われる肥料には、大体この3元素の配合割合が書かれているため、知らないという人はいないであろう。これに加え、硫黄(S)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)も植物が育つためには相当量が必要な元素だ。


さらに、微量ながらも欠かすことができない元素に鉄(Fe)、銅(Cu)、マンガン(Mn)などがある。植物が生育するために必ず必要になるこれらの元素はまとめて『必須元素』とよばれる。種によって各元素の必要量は異なるが、合計16もしくは17種類の元素が植物にとっての必須元素と認識されている。


以上の必須元素に加え、植物の健全な生長を助ける『有用元素』と呼ばれるものもある。有用元素は、「なくても植物は育つが、あればその生育の助けになる」ような元素だ。『ケイ素(Si)』はこの有用元素にあたり、必須元素と比べるとその重要性が見落とされがちである。ケイ素は多かれ少なかれ植物に含まれているが、中でもイネ科は特に多くのケイ素を含む特異な種なのだ。

 

イネの生育を左右する『ケイ素』

ケイ素は土壌中に存在する成分の大部分を占めるといわれるほど、ありふれた元素だ。酸素と結びつきやすく、多くはケイ酸(主に二酸化ケイ素SiO2)の形で存在する。二酸化ケイ素の大きな結晶は石英(水晶)であり、ケイ素を含んだ塩(ケイ酸塩)からつくられるのがガラスだ。ケイ素と炭素からなるゴム状の高分子化合物・シリコンという例外もあるが、基本的には硬い構造物をつくるイメージをもっていてほしい。

shokubutsuno2▲写真はイメージです

植物中にケイ素がどれくらい含まれているかは種によって大きく異なるが、イネの場合は乾燥重量の約1割ほどがケイ素だという。これは植物のなかでも特に多い数字なのだが、いったい何のためにたくさんのケイ素を必要としているのだろうか?

イネはケイ素を吸収すると、茎や葉などの表面に蓄積する。すると、茎が丈夫になって倒伏しにくくなり、葉は虫などの食害やウイルス・細菌の感染に強くなる。さらに、葉にケイ素が蓄積すると表面がコーティングされたような状態になり、水分が逃げにくくなる。加えて、葉が硬くなって張りが生まれると、重力に負けずに葉がピンと立つことができる。だらりと垂れ下がった葉よりも光合成の効率が良くなり、イネの生長が促進されるのだ。必須元素に含まれてはいないものの、ケイ素は健康で丈夫なイネをつくるために、とても重要な役割を果たす元素である。

 

ケイ素の多くは『籾殻』にある

イネの体でもっともケイ素を蓄積しているのは、実は『籾殻(もみがら)』だ。イネの胚乳である米粒は、ケイ素がたっぷり含まれた籾のなかで、病原体や乾燥から守られながら成長していく。言い換えれば、ケイ素の不足があると籾殻が弱くなり、米粒がうまく実らなくなってしまうのだ。

以上のように、ケイ素はイネの生育を安定させ、よりよい収穫を得るために重要な元素である。近年は各地のJAでも、水田土壌中の窒素やリンの量と同じくらいケイ素の量に着目しており、ケイ素に関する指導が積極的に行われている。ケイ酸やケイ酸カリ(ケイ酸カリウム)などの肥料が販売されているので、イネの倒伏や病害虫被害が深刻であれば、施肥を検討するのもよいだろう。

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イネは根から吸収したケイ素をどうやって輸送しているのか……、『籾殻へは優先的にたくさんケイ素をおくる』という『ケイ素の分配』がどのように調節されているのか……これが解明されたのは2015年のことである。岡山大学と農業環境技術研究所の研究チームは、イネの維管束の構造と、ケイ素の輸送に関わるタンパク質がケイ素の分配をコントロールしていることを見出した(参考文献1)。この研究は、イネの特定の部位へ特定の物質を輸送するシステムを理解するための重要な一歩である。ケイ素の優占的な輸送をさらに促すことで強いイネを育てる技術や、他の物質を意図的に胚乳や葉に輸送させる技術への応用が期待されるであろう。


参考文献:
1.イネの安定多収に必要な籾殻へのケイ素分配の仕組みを解明 - 国立大学法人 岡山大学
https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id326.html

2.イネのケイ酸吸収機構(山地直樹, 馬建鋒/化学と生物 Vol. 44, No. 7, 2006)

3.栄養素 ー北海道大学ー
http://hosho.ees.hokudai.ac.jp/~tsuyu/top/dct/nutr-j.html

4.JA全農 肥料農薬部
https://www.zennoh.or.jp/eigi/research/pdf/technology_01.pdf

 

文:小野塚 游(オノヅカ ユウ)
“コシヒカリ”の名産地・魚沼地方の出身。実家では稲作をしており、お米に対する想いも強い。大学時代は分子生物学、系統分類学方面を専攻。科学的視点からのイネの記事などを執筆中。

光合成細菌で世界を幸せに!大学発ベンチャー『Ciamo(しあも)』の取り組み

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皆さんは、光合成細菌をご存知でしょうか?田んぼの中にも存在する光合成細菌は、稲作農家のとっては身近な存在かも知れません。光合成細菌を利用して新たなビジネスを展開する株式会社Ciamoの古賀碧さんに事業や光合成細菌のことについて教えていただきました。
Ciamoのオフィスがあるのは、なんと、崇城大学(熊本県熊本市)の学内。Ciamoは、大学発のベンチャー起業としても注目を集めています。

 

故郷への想いと光合成細菌

古賀さんは、崇城大学大学院修士課程2年生です。大学へ通うために故郷を離れることになった古賀さんは、住んでいた頃にも増して故郷への思いが強くなったと言います。古賀さんが育った熊本県の球磨人吉地方は、球磨焼酎の名前で知られる米焼酎の産地。「ずっと焼酎の蔵元で働きたかったんです」と語る古賀さんは、小さな頃から近所にあった酒蔵へ遊びに通っていたそうです。古賀さんが大学2年生の時に崇城大学で起業部(SOJO Ventures)が創設されると、「故郷のために何かしたい」と入部。起業部で古賀さんは、球磨焼酎の新たな商品開発とブランディングを手掛けました。この活動を通して、焼酎粕の廃棄が課題となっていることを古賀さんは知りました。製品の約2倍の量が排出されると言われる焼酎粕は、腐敗しやすいため長期保存が難しく、ほとんどが海へ放棄されていました。しかし、環境汚染の懸念があることから、現在は全量陸上処理する努力がなされています。古賀さんは、大学で研究していた光合成細菌に着目し、焼酎粕の培地で光合成細菌が増やす研究を始めました。培養に成功すると、古賀さんは、研究だけに留まらず、焼酎粕を活用した光合成細菌の普及を図るため事業化。2018年4月23日に株式会社Ciamoを創業しました。

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光合成細菌は水田で使うのがおススメ

光合成細菌は、水田やドブ、池などの有機物と水が溜まるところに多く存在するといいます。光合成は、太陽の光エネルギーを利用して炭水化物を作る反応です。植物が二酸化炭素を使う代わりに、光合成細菌は硫化水素やアンモニア、メタンを使います。酸素の少ない状態で有機物が菌によって分解されると硫化水素が発生します。田んぼで起こる『ガス沸き』現象は、硫化水素が発生したことが原因です。硫化水素はイネの根に害を及ぼしますが、光合成細菌の多い土壌では、細菌が硫化水素を利用するため、イネへの害が出にくくなります。また、光合成細菌は窒素固定を行い、菌体自体にビタミン、アミノ酸を含むため、土壌の肥料分を補うことも期待できます。光合成細菌は、水田の土壌を改善に多面的に利用できる優れた菌なのです。
古賀さんに使い方について尋ねると、「光合成細菌は、完全な湛水状態でなくても、湿ったような条件のところなら棲みつくことができます。水稲では水口処理、野菜や果樹では葉面散布が効果的です。乾燥した畑でより効果を発揮させたい場合は、湛水期間中に光合成細菌を増殖させておくと良いです。水田では、光合成細菌が増殖しやすいため、菌の特性を最大限活かすことが出来ます」と教えてくれました。

【水稲での光合成細菌の使い方と効果】
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参考:「小林達治先生に聞く 光合成細菌は好気性菌との共生で力を発揮する」『現代農業』2008年8月号,P72,農文協

 

フラスコから世界へ

「焼酎粕で培養すれば、これまで高価だった光合成細菌を安価で提供できて、手軽に光合成細菌を使ってもらえます。焼酎粕がたくさん利用されれば、焼酎の蔵元にも貢献出来ます。光合成細菌を葉面散布で植物に与えると植物自体の免疫力が向上することが分かってきています。光合成細菌を栽培に利用することで、肥料や農薬の使用を減らすことが可能です。そうすれば、食の安心安全にもつながると思っています」と、古賀さんは今後の事業に期待を寄せます。
「現場の農家から教えられることも多い」という古賀さんは、現場へ出向いて生産者の話を積極的に聞いているそう。「土地には、その土地の水にあう菌がいるはすだ」と教えられたのも生産者から。以後、各地の土壌を採取し、地域専用の光合成細菌を保持して提供しています。
光合成細菌が活躍出来る場面は、農業以外にも広く、古賀さんは、クルマエビの養殖での研究に力を入れています。現在の研究のテーマは、光合成細菌を与えることで起こるクルマエビの免疫力の向上について、遺伝子解析を用いて検証することです。成功すれば、海老の輸出量の多いインド、ベトナム、インドネシアを中心とした海外へも事業は展開されていくそうです。「ひとつのフラスコの中で起きていることが、新たな発見や新たな幸せの芽吹きにつながっていきます。この幸せの赤い糸で結ばれたようなつながりで、世界をもっと幸せにしたいです。これは社名であるCiamo(しあわをもっと→しあも)やロゴの由来にもなっているんです」と、古賀さん。故郷への想いから始った取り組みは、まるで菌が醸すようにワクワクと世界へ拡がっていきます。

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(おまけ)光合成細菌を培養してみました!

STEP1 こちらが光合成細菌の培養キット。赤い色が光合成細菌。茶色のものは、光合成細菌のエサとなる焼酎粕で作った培養液です。これに空のペットボトル(2L)と水を用意します
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STEP2 これらをペットボトルに下記の順番で入れて混ぜます
①エサ(茶色)→②水を半分くらい→③光合成細菌(赤色)→④水を少し隙間が残るくらいまで足す→⑤良く振る

STEP3 日光が当たるところに安置して、約1週間(1日1回振り、ガスを抜く)で赤色になれば培養成功です
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STEP4 これを種菌として、培養液1Lを加え、100Lへ培養して使用します

 

◆問合せ
株式会社Ciamoホームページ http://ciamo.co.jp/

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文:諸橋賢一

食味を低下させる悪者? それとも大切な栄養素? お米に含まれるタンパク質

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一般的には『お米=炭水化物』というイメージが強いが、1粒1粒のお米には炭水化物以外の成分も含まれていることは、稲作農家であればだれもが知っている事実であろう。食味を重視する品種のお米では、“タンパク質量をいかにコントロールできるか”が生産の上で重要なカギになる。一方で、タンパク質はヒトの体に必要不可欠な栄養素でもある。今回は、このお米に含まれるタンパク質について考えてみたい。

 

お米に含まれるタンパク質の成分

乾燥した精米には重量の5〜9%ほど、平均すればだいたい7%ほどのタンパク質が含まれている。このうち、80%以上はグルテリンの一種であるオリゼニンで、残りはプロラミンやグロブリンといったタンパク質だ。これらはまとめて貯蔵タンパク質と呼ばれ、発芽の時に必要な窒素の供給源となる。

収穫されたお米の多くは食味検査を受け、含有成分などが測定されるが、一般的にお米のタンパク質量は“少ない方がおいしい”とみなされる。お米に含まれるタンパク質のうち、食味を落とす原因とみなされているのは主成分のオリゼニンではなく、1割ほどを占めるプロラミンだ。水溶性で消化しやすいオリゼニンと違い、プロラミンは水に溶けにくい。プロラミンは胚乳(精米した時に残る、白い米粒の部分)の表面に多く存在するため、これを多く含む米粒は炊飯時に水の吸収が悪くなってしまう。その結果、炊いたお米が固くパサパサとした食感になりやすいのだ。プロラミンだけがお米の味を決めるわけではないが、食味の低下を促すことは広く認められている。一方で、お米のタンパク質の大部分を占めるオリゼニンと食味の関係性は研究途上である。オリゼニン量の変化が食味にどんな影響をもたらすのかははっきりしていない。

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お米のタンパク質量を左右するのは、栽培時の肥料である。タンパク質の材料である窒素、これを多く含む肥料を与えるほどタンパク質含有量は増加する。しかし、肥料を与えなければ生育不良や収量減に直結する。『いかに適切なタンパク質量のお米を栽培できるか』は、農家の腕前の見せ所といってもいいかもしれない。

 

栄養素としてとらえるお米のタンパク質

それでは、食味にとらわれず『栄養』としてお米のタンパク質を考えてみよう。皆さんは『アミノ酸スコア』という言葉を聞いたことがあるだろうか? アミノ酸スコアは『食品中のタンパク質に含まれる必須アミノ酸の含有バランス』を示す数値で、0〜100の数値をとり、100に近いほど理想的であるとされる。ヒトが摂取しなくては生きていけない9種類のアミノ酸が『必須アミノ酸』だが、この9種はバランスよくとらないと体内で十分に活用できないのだ。特定の必須アミノ酸だけが多かったり、少なかったりすると、いくらタンパク質を食べても体の栄養になりにくい。足りない必須アミノ酸を補うようにおかずを工夫することで食事全体のアミノ酸スコアを上げることは、栄養学の基本とされる。

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そんなタンパク質の代表といえば肉や魚、大豆などの豆類であるが、私たちはお米や小麦などの穀物からも無視できない量のタンパク質を摂取している。

小麦は品種によってタンパク質の含有量が大きく異なり、5~25%まで幅がある。パン作りなどで粘りを発揮するグルテンもタンパク質であり、グルテンの含有量によって薄力粉、中力粉、強力粉になどに分類されている。約7%とされるお米よりタンパク質の含有量が多いことがほとんどなのだが、含有量だけでなくアミノ酸スコアにも目を向けなくてはならない。小麦のアミノ酸スコアが40前後なのに対し、お米に含まれるタンパク質のアミノ酸スコアは60前後。同量のタンパク質を摂取したときに、体内で有効活用されるアミノ酸の量はお米の方が多いのである。

 

お米の生産現場においてタンパク質は悪者扱いされがちだが、特に肉や魚を頻繁に食べられなかった時代には、貴重かつ重大な栄養源であった。食生活が豊かになった現代では、高い食味を求められる品種でむやみにタンパク質を増やすわけにはいかなくなっている。一方で、世界で食糧難や栄養不足に陥っている地域においては、穀物の中でも良質のタンパク質を多く含むお米が担う役割は大きいままである。

 

◆代表的な食品のアミノ酸スコア

   食品    アミノ酸スコア  食品  アミノ酸スコア
鶏卵 100 牛乳 100
牛肉 100 精白米 61
豚肉 100 パン 44
あじ 100 じゃがいも 73
さけ 100  とうもろこし 31

(III栄養指導―厚生労働省
https://www.mhlw.go.jp/bunya/shakaihosho/iryouseido01/pdf/info03k-04.pdf)より作成)

 

 

タンパク質をコントロールしたお米への期待

以上のように、お米はタンパク質の摂取源として重要であるが、タンパク質の摂取制限がある人にとってはこれがネックとなる。そのため生み出されたのが、タンパク質制限が必要な腎臓病の人向けに開発された“ゆめかなえ”などの、タンパク質含有量の低いお米だ。これはプロラミンではなく、オリゼニン(グルテリン)の含有率を減らした『低グルテリン米』であるため、食味の評価が極端に高いというわけではないようだが、腎臓病患者に白いごはんを食べる喜びを思い出させてくれる貴重なお米である。

近年、小麦アレルギーやグルテンフリー食品への注目が高まるなかで、米食やアレルギーを起こしにくいお米のタンパク質にも高い関心が寄せられている。世界規模での市場を考えた時、お米をタンパク質という観点で考えることも必要になってくるだろう。

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生産現場では品種改良や施肥の技術が向上し、タンパク質の少ないお米を安定して収穫できる農家が増えているが、『タンパク質の少なすぎるお米は、逆に食味が悪くなる』という報告も出ている。お米に含まれるタンパク質と食味の関係や、タンパク質の利用法などの研究が一層進むことを期待したい。

 

参考文献・サイト

古川幸子:米タンパク質がもたらす食味と酒造掛米適性の美味しい関係 日本醸造協会誌,103,145-149(2008年)

亀田製菓のお米研究所
https://www.kameda-okome.com/okome-kometanpaku.html

株式会社アスク たわら蔵
http://www.okomeno-tawaragura-ask.jp/taste/03.html

一般社団法人日本植物生理学会 植物Q&A
https://jspp.org/hiroba/q_and_a/detail.html?id=1056

 

文:小野塚 游(オノヅカ ユウ)
“コシヒカリ”の名産地・魚沼地方の出身。実家では稲作をしており、お米に対する想いも強い。大学時代は分子生物学、系統分類学方面を専攻。科学的視点からのイネの記事などを執筆中。

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