生体系の水と有機物質のガラス状態－未知と可能性－2.食品などのソフトマテリアルのガラス状態：2.3 ガラス状態にある糖類の緩和特性

摘要

糖類のガラス転移特性は食品·医薬品などにおいて経験的にあるいは意図的に活用されている．スクロースやトレハロースなどの二糖類は，凍結乾燥·噴霧乾燥タンパク質の乾燥保護物質として効果的である．これは，二糖類の形成する水素結合性のアモルファスマトリクスがタンパク質を包埋することで，タンパク質構造が安定化されるとともに分子の運動性が抑制されるため，と理解されている．凍結乾燥タンパク製剤を安定に保存するにはアモルファスマトリクスをガラス状態に保つ必要がある．同様の保存技術は，乾燥地域に生息する特定の生物（クマムシやネムリユスリカ）も利用している．大気が乾燥状態になると，これらの生物は体内にトレハロースを蓄積し，やがて休眠状態に陥る．この状態はガラス状態であると理解されている．一方，低分子量の糖類は主要な食品構成成分の一つであり，多くの食品にアモルファスとして存在する．アモルファス糖類がガラス状態にあると分子の運動性が抑えられるため，諸々の変化（非酵素的褐変反応，構造コラプス，軟化，固着など）が抑制される．糖類のガラス転移特性に関する知見が集積される中，今日ではガラス状態の緩和特性に関する興味が広がりを見せつつある．ガラス状態の緩和とは，非平衡状態にあるガラス状態が平衡状態へ向けて自発的に変化する現象であり，緩和によってガラス状態の諸物性（分子運動性，水分収着特性，水分透過性，物理的強度）にも変化が見られる．本稿では，ガラス状態の緩和について概説した後，アモルファス糖類の緩和特性について調べた研究を紹介する．