複雑な病気セリアック病1
1. 歴史
人類は新石器時代までの何十万年もの間はグルテンにさらされていなかった。 わずか1万年前、穀物農業はチグリス、ユーフラテス、アッパーナイル地域を含む中東で始まり、小麦と大麦が主要作物として徐々にヨーロッパ全体に広がった。 製パンの加工法は、約5000年前にエジプトで開発され、ギリシャを経由してローマ人に、そして他のヨーロッパ地域に広がった。 小麦とライ麦パンが西洋人の主食になった。その結果、グルテン消費量が大幅に増加した。多くの人々がこの「新しい」食品に適応できず、免疫寛容を発達させられなかったようだ[1]。
1世紀から2世紀にかけてローマとアレクサンドリアで活躍たギリシャの医師であるカッパドキアのアレタエウスは、今日のセリアック病（CD）に似た腸の障害を記述した最初の人物である。それは慢性下痢患者に関する一般的な報告だが、CD患者がその中に含まれていることを示唆する文章である。彼は次のように書いている：「下痢が1〜2日間、わずかな原因で進行したのでないならば場合、さらに、全身の萎縮により全身が衰弱したならば、慢性のセリアックスプルー（下痢）が形成される。」彼はこれらの患者を、単に腹部を意味するギリシャ語の「koilia」に従って「koiliakos」と呼んだ。彼は病気が食物の部分的な消化不良によって引き起こされると信じた。そして、それは休息と断食によってストレスから腸を解放ことによって治療されると信じていた。考古学的な場所Cosaで見つかった紀元1世紀の若い女性のケースは、CDのような障害が古代に存在したことを印象的に実証した[2,3]。彼女は、身長が低い、骨粗鬆症、歯のエナメル質形成不全、および貧血の間接的な兆候などの栄養失調の臨床徴候を特徴としており、これらはすべてCDを強く示唆している。骨および歯からのデオキシリボ核酸（DNA）に続いてヒト白血球抗原（HLA）を入力すると、CDのリスクが最も高いハプロタイプであるHLA-DQ2.5が示された。
イギリスの小児科医サミュエル・ジーが、CDの臨床症候群の最初の正確な説明を発表したのは1888年で、それまではみられなかった。彼は「セリアック病」という用語を使用し、この病気は「あらゆる年齢の人がおこす一種の慢性消化不良であが、特に1歳から5歳までの子供におこる」と定義した。促進因子（precipitating factors）：「食物を調節することが治療の主要部分である」および「患者が完全に治癒できる場合、それは食事によるために違いない」[4]。その後の数十年間にさまざまな食事療法が推奨された。たとえば、1908年、Christian Herterは、脂肪は炭水化物よりも許容性が高いと述べた。 1918年、ジョージF.Stillはパンの許容度が低いことに注意をひいた。 1921年、John Howlandは炭水化物に対する不耐性を認めた。 1924年、Sidney V. Haasは、バナナを除くすべての炭水化物源（パン、シリアル、ジャガイモ）を除外することを推奨した[5]。それにもかかわらず、ほとんどのCD患者は深刻な臨床的特徴をもち、15-20％の子供たちは急性下痢、代謝異常および電解質異常、および体重減少を特徴とするいわゆるセリアック病で死亡した。
オランダの小児科医Willem・K・Dicke（図1.1）は、第二次世界大戦中に穀物とパンが不足したオランダでCDの減少を観察した。彼の論文中、Dickeは、小麦、ライムギ、およびオートムギ粉が食事から除外されたとき、CDの子供たちが劇的に回復すると述べた[6]。その後、小麦の有害な影響が胃腸の研究によって明らかになった [7,8]。小麦ドウを水溶性アルブミン、グルテン、デンプンに分画し、これらの画分の生体内試験により、小麦ドウのゴム状タンパク質塊であるグルテン（図1.2）は有毒であるのに対し、デンプンとアルブミンは毒性がないという結論に至った [9]。それ以来、CDの引き金となるすべての穀物タンパク質はCDの分野で「グルテン」または「グルテンタンパク質」と呼ばれ、無グルテン食がCDの従来の治療として成功した。同時に、John・W・Paullyは、CD患者の小腸から得られた粘膜組織の異常を確実に実証した最初の人だった[10]。この発見は、今日までの診断基準であるMargot ShinerとWilliam H. Crosby [11,12]による小腸の経口生検の導入によって確認された。このように、環境的沈殿因子（precipitating factor）グルテンの検出と腸粘膜萎縮の証拠は、CDの研究活動の出発点となった。
2.
疫学
これまでCDは乳児期のまれな疾患であると考えられていた。 1950年に発表された初期の疫学研究により、イギリスでのCD様スプルー（下痢）症候群の有病率は1：10,000から1：5000の間であることが確立された[13]。当時、診断は主に下痢や脂肪便などの典型的な症状の検出に基づいていた。その後、腸生検などの特定の診断ツールにより、CDの診断が改善された。 1970年代には、ヨーロッパでの有病率は約1：500から1：1000までになり、以前よりもかなり高いと推定された。ヨーロッパで最も高い割合はアイルランドで発見され、ゴールウェイ地域の一般人口で1：300から1：450であった[14]。 1975年から1989年に生まれた子供に対して1990年から1992年に実施された多施設研究では、ヨーロッパのさまざまな地域で1：3200（コペンハーゲン、デンマーク）から1：239（ノルコエピン、スウェーデン）の大きな変動率が見つかった[15]。ヨーロッパ以外では、CDの認識と診断の可能性は低く、この病気はまれであると考えられていた。しかし、過去数十年の間に、CDの認識はかなり珍しい腸疾患から一般的な多臓器疾患に変化した。
1992年、Loganは頻繁に引用される「セリアック氷山」モデルを発表した。これは、古典的な症状のCD患者（無症候性CD）が無症候性患者と比較してごく少数であることを示すためである[16]。 それ以来、3、4、または5つのコンパートメントを持つさまざまな氷山モデルが提案されており、コンパートメントのさまざまな定義が含まれている。図1.3は、最も単純な3セクションモデルを示している[17]。 したがって、氷山の先端は、生検で診断され、現在グルテンを含まずに生きており、正常な粘膜を示す患者によって形成される。境界線の下には、不規則な、最小限の、または不足している不満のために診断されない無症候性のケースの2つの大きなグループがある。これらの個人は、平らな粘膜（「沈黙」;氷山の中央部）を持っているか、または免疫学的異常（増加した上皮内リンパ球[IELs]または抗トランスグルタミナーゼ血清抗体[TGAs]）を持っているか、あるいは正常な粘膜（「潜在的」;） 氷山の下部）を持っているかである。潜在的なCDは、CDのまれな形式ではない。レトロスペクティブ(後ろ向き)研究では、すべての評価されたセリアック患者の18.3％の有病率が明らかにされ[18]、正常な絨毛形態を有する62人の子供（19％）が別の研究によって血清学陽性の320人の子供の中から特定された[19]。
粘膜生検と組織学的判断が続く非常に高感度で特異的な血清学的検査の開発は、臨床的に非定型のCDの予期せぬ高頻度をもたらした。ヨーロッパで診断された成人患者と未だ診断されていない成人患者の比率は、およそ1：3（フィンランド）から1:16（イタリア）であると推定されている[20]。これらの患者は通常、医師によって認識されないままであり、第一度近親者や自己免疫疾患患者を含むリスクの高い個人のスクリーニングによってのみ検出されるか、または他の理由で行われた内視鏡検査および生検によって識別された場合である。
診断されず無症候性の人は、骨粗鬆症などの長期合併症のリスクにさらされるか（サイレント型）、後期に典型的なCDを発症するリスクがある（潜在型）。血清学的検査と腸生検の両方を含む現代の診断方法は、ほとんどの西洋人集団で1:70から1：200の間の有病率を明らかにし、平均有病率は約1％に相当した[20,21]。 5.6％に達する世界で最も高い頻度の1つは、北アフリカのベルベルアラビア起源のサハラ難民の間で報告されている[22]。黒人のアフリカ人ではCDは報告されてない。世界的な有病率の正確な数値は、人口、年齢、測定年、およびCDの定義方法によって異なる。 CDの世界的な罹患率についての知識は不完全だが、民族グループ間で違いがあるようだ。この病気は明らかに白人で特によく見られる。過去数十年間に大幅な増加が提案されている[23]。これは、意識の向上と診断技術の向上に一部起因する可能性があるが、小麦とグルテンの消費量の増加と環境の変化も主要な原因と考えられている[24]。さらに、現代の小麦の育種も、有病率の増加に寄与している可能性がある[25]。しかし、米国の20世紀と21世紀のデータの調査は、小麦の育種がグルテン含有量に比例してタンパク質含有量も増加させた可能性は支持しない [26]。
対照的に、1995年から2010年の間に発表された500以上の関連論文の統計的評価により、一般集団におけるCDの平均有病率は一定のままであることが明らかになった（≈1：160）。それは過去数十年にわたって安定していたようで、地理的な地域によって大きく変化しない[27]。したがって、一般集団におけるCDの有病率は近年過大評価されているようであり、これは主に唯一の診断ツールとしての血清学的検査の使用によるものである[27]。それでも、CDは最も頻繁に見られる食べ物不耐性の1つである。
それはもはや小児期疾患ではなく、あらゆる年齢で発症する可能性がある。新しい症例の半数以上は、50歳以上の個人で発生する[28]。
ほとんどの自己免疫疾患と同様に、この疾患は男性よりも女性に多く見られる（2：1〜3：1の比率）。
おそらく、必要なHLA-DQ2 / 8対立遺伝子が男性患者よりも女性に多いためであろう[29]。一等親血縁者の有病率は非常に高いと報告されており（約10〜20％）、一卵性双生児の割合は約75〜80％であり、CDにおける強い遺伝的影響を示している。 CDの有病率は、1型糖尿病や自己免疫性甲状腺疾患などの自己免疫疾患、およびダウン症候群などの遺伝的に関連する疾患で顕著に増加する。伝統的な米を食べるアジア諸国でも、小麦が主食になりつつある。これらの栄養の傾向により、アジアの人口におけるCDの有病率の増加が近い将来に予想される可能性がある。
環境（グルテン）および遺伝（HLA-DQ2 / 8）要因の重要な役割を考慮して、Abadieと同僚は、CDの有病率、小麦消費量、および地球のさまざまな地域の対立遺伝子に対するHLA-DQ2 / 8の頻度をまとめた[30]。驚くべきことに、これら3つのパラメーター間の有意な相関性は観察されませんでした。ただし、アウトライナーの国々（アルジェリア、フィンランド、メキシコ、北インド、およびチュニジア）が排除された後、CDの有病率は小麦消費、HLA-DQ2 / 8の頻度、および両方のリスク要因の組み合わせとは有意に相関した。明確な異常値の存在と相関係数がかなり低いという事実は、他の環境的および遺伝的要因がCDの発達に寄与していることを示唆する。
3. 遺伝学および環境要因
CDは多因子の病気であり、その発生は遺伝的および環境的危険因子の組み合わせによって制御される。 CDの遺伝的素因は複雑であり、HLA-DQ2 / 8遺伝子を主要な要因として含んでいる。 これらは、CDの遺伝的感受性の約40％を説明すると推定される。 他の60％は、未知の数の非HLA遺伝子間で共有されており、各遺伝子はわずかなリスク効果のみに寄与すると推定されている。 遺伝的感受性と食事性グルテンは必要だが、病気の発症には十分ではない。 したがって、グルテン摂取に加えて環境要因が病気の発症に寄与する。 たとえば、感染症、微生物叢、グルテン導入年齢、グルテンの初期投与量、母乳育児が重要であると考えられてきた。
3.1
遺伝学
CDなどの複雑な疾患には、それぞれ固有の遺伝的構造がある。今日知られているCDの主な遺伝因子はHLA遺伝子である。 CDのHLA対立遺伝子へのリンクに関する最初の洞察は、1973年に発表された[31,32]。その時以来、CDは他の多くの一般的な複雑な病気よりも強い遺伝的要素を持っていることが明らかになった。一卵性双生児間の一致率は75〜80％であり、第一度近親者間の一致率は約10％であるため、CDに対する顕著な遺伝的素因は明らかである。後者は一般人口の約10倍である。 HLAクラスII対立遺伝子HLA-DQ2およびHLA-DQ8は、染色体座位6p21の主要組織適合遺伝子複合体（MHC）にあり、CDと最も強い関連性がある。実際、ほぼすべてのCD患者がこれらのHLA分子の少なくとも1つを発現している。 HLA-DQタンパク質は、抗原提示細胞（APC）によるグルテンペプチドのCD特異的結合の原因となるαおよびβ鎖を持つヘテロダイマーである。 CD患者の大部分（約90〜95％）はDQ2陽性である。残りはDQ8が陽性である。一般的なDQ2アイソフォームには、2つのDQ2.5およびDQ2.2が見つかった。ほとんどのDQ2患者は、DQ A1 ∗ 05（α鎖）およびDQ B1 ∗ 02（β鎖）によってコードされるDQ2.5アイソフォームを持ち、これら2つの遺伝子（DQ A1 ∗ 0501、DQ B1 ∗ 0201）は、同じDR3-DQ2ハプロタイプ（1つの親染色体上）のシス（cis）位置にあり、あるいはトランス(trans)位置にあり、そこではα鎖（DQ A1 ∗ 0505）は1つの染色体上のDR５−DQ7ハプロイドにコードされており、およびβ鎖上（DQB1*0202）は他方の染色体（各親の１染色体の）DR7-DQ2 ハプロタイプ上にコードされている [30]（図1.4）。
DQ2.2ヘテロダイマーは、DR7-DQ2ハプロタイプのDQ A1 ∗ 0201（α-鎖）およびDQ B1 ∗ 0202（β--鎖）対立遺伝子によってエンコードされる。 DQ8ヘテロダイマーは、DR4-DQ8ハプロタイプ上で、それぞれDQ A1 ∗ 03（α-鎖）およびDQ B1 ∗ 0302（β--鎖）によってコードされるα鎖およびβ鎖によって形成される。患者の少数のサブセットは、DQ2とDQ8の両方の対立遺伝子を保有してる。その結果、これらの患者は、DQ2およびDQ8に加えて、2種類の混合DQ2 / 8トランスダイマー（DQ A1 ∗ 05 / DQ B1 ∗ 03およびDQ A1 ∗ 03 / DQ B1 ∗ 02でエンコード）を発現する可能性がある[33]。DQ2もDQ8も陽性ではない（約6％）患者がDQ2ヘテロダイマーのα--鎖、β--鎖の両方をもつ[34]。
HLA-DQ2.5遺伝子型はCDのリスクが非常に高く、続いてDQ8（高）およびDQ2.2（低）と関連する[30]。 この疾患の感受性は、ヘテロ二量体の異なる用量効果によって説明されている[35]。 さらに、DQ2.2よりもDQ2.5のリスクが高いことは、2つのHLA分子が異なるグルテンペプチドと安定した複合体を形成する能力の違いと相関している[36]。 さらに、Fabrisと同僚は、HLA-GI対立遺伝子を保有するHLA-DQ2陽性個体でCDを発症するリスクが高いことを説明した[37]。
CD患者のほぼ97%はHLA-DQマーカーをもつが、これらの対立遺伝子はまた一般のヒトの約30%にもある；結果，殆どのヒトはDQ2 あるいは DQ8をもつが決してCDを起こさない。したがって、HLA-DQ2または-DQ8はCDになるのに必要であると考えられているが、十分ではない。ただし、これらの遺伝子が存在しないことは、CDの信頼できる負の予測因子である。個人がDQ2 / 8対立遺伝子を持っていない場合、CDを持っている可能性は低い。 HLA-DQ対立遺伝子はCDに対する遺伝的感受性の約40〜50％のみを占めると考えられているという事実により、主に非HLA遺伝子に焦点を当てたリスク因子を特定するためのさらなるゲノム研究が行われた。多くの免疫候補を含む、多くの新しい遺伝子座（2q33、5q31-33、19p13.1など）が特定されている[38-40]。現在までに、60を超える候補遺伝子を含む約40のそのようなゲノム領域が報告されている。これらの遺伝子座のほとんどは、免疫関連遺伝子、特に適応免疫応答の制御に関与する遺伝子を含んでいる[41]。残念ながら、結果はほとんど同意を得ておらず、非HLA遺伝子のそれぞれが比較的控えめな効果を持っていることを示しているだけである。さらに、CDに対する貢献度は個人によって異なる。現在知られているすべての非HLA遺伝子の寄与は、10％未満を占めると推定されている[40]。したがって、CDに関連する非HLA遺伝子の同定は継続的な課題です。多くの非HLA CDリスク遺伝子座は、他の免疫関連疾患、特に1型糖尿病および自己免疫性甲状腺炎と共有されている。これらの疾患間で共有されている遺伝的背景は、共通の病原性経路を指し示している[41,42]。ゲノムワイド関連研究（GWAS）は、CDに寄与するさらなる遺伝的要素を明らかにし始めている[43]。 GWASの結果は、対象の表現型の原因となる遺伝子および/または経路を頻繁に特定するが、課題は、遺伝的関連の主要なターゲットを見つけ、真の因果リスクバリアントの機能的結果を明らかにすることである。
3.2
グルテン以外の潜在的な環境要因
CDの発症に関連する主な環境要因はグルテンであり、グルテン消費量はCDの有病率と相関するいくつかのパラメーターの1つである。グルテンが食事から取り除かれると、病気は寛解する：「グルテンなしのCDなし」。グルテンに加えて、他の環境的トリガー（「二次ヒット」）がCDの開発に重要であると考えられている[44]。
アデノウイルス12およびC型肝炎ウイルスを含むさまざまな病原体による感染はCDと関連しており、小児胃腸炎の最も一般的な原因であるロタウイルス感染後のCD発症の増加に関する記述がある[45]。後続のCD開発リスクの増加は、おそらく腸の障壁の破壊とグルテンペプチドの浸透の促進によるものである。実際、二本鎖リボ核酸（RNA）ウイルスは、CD病因の重要なプレーヤーであるインターフェロン-γ（IFN-γ）およびインターロイキン（IL）-15の強力な誘導因子である[46]。驚くべきことに、夏に生まれた素因がある人は、冬に生まれた人よりもCDを取得するリスクが高いと提案された。感染症とCDの因果関係は実証されていないが、ロタウイルスや他の腸内病原体は、食餌性グルテンに対する免疫応答を開始および促進する炎症誘発性環境を作り出す可能性がある。 29,000人以上のCD患者と140,000人以上のコントロールに関する全国調査では、夏の出産（3月〜8月）とその後のCD診断との関連性が調査された[48]。この結果は、CDの夏の出産の小さなリスクを示しており、リスク因子は2歳未満のCDの子供で最も顕著だった。著者らは、感染症などの幼少期の季節性暴露がCDの主な原因になる可能性は低いと結論づけた。別の多施設研究では、特に15歳未満で診断された男児において、出生時期もCDの環境リスクである可能性のあることが提案された[49]。
同様に、健常者と比較して、CD患者では腸内微生物叢の不均衡が報告されている[50]。腸内微生物叢は、調節性免疫応答を促進する細菌と炎症性免疫応答を促進する細菌で構成されている[51,52]。 CD患者では、規制細菌Faecalibacterium prausnitziiおよびBifidobacterium属の減少が報告され[50,53]、大腸菌やブドウ球菌などの潜在的に病原性の細菌集団が拡大した[54]。2つのプロバイオティクス株、Bifidobacterium longumおよびBifidobacterium bifidumは、炎症性環境の有害な影響を逆転させることが示された[55]。これらの調査結果は、CD療法への関心の将来の展望を保持する可能性がある。新生児の細菌定着は将来のCDのリスクと関連しているが、すべての研究で確認されたわけではない[56]。帝王切開で生まれた子供は、後のCDのリスクがわずかに高く、皮膚細菌群集に似た植物相を抱いているが、膣から生まれた子供には、母親の膣内細菌叢に似た微生物叢がある[57]。
先進工業国での高い衛生レベルがアレルギーや自己免疫疾患の増加につながったと仮定する、いわゆる衛生仮説は、フィンランド（1.0％）と隣接するロシアのカレリア（0.2 ％）での大きく異なった広がりを説明するのに使われて来た。両方の集団の小麦消費レベルは類似しており、HLAハプロタイプの頻度は同等ですが、カレリアは衛生基準が低いという特徴がある[58]。しかし、ドイツで見つかった低い有病率（0.3〜0.5％）[20]は、この仮説と矛盾している。
CDを発症するリスクの低下は、グルテン導入時の母乳育児とグルテン曝露の量とタイミングの両方に関連している[59-61]。 グルテンへの最初の暴露時に母乳で育てられた子供は、たとえ高用量であっても、粉ミルクで育てられた子供よりもCDを発症するリスクが低いことを示した。 この影響の原因は不明である。栄養同様微生物叢、そして母乳の免疫システムを支える要因は、胃腸の病気の減少に寄与する可能性があり、この感染の減少は母乳育児の時間を超えて広がる。 1980年代半ばに観察されたスウェーデンの子供の間でのCDの流行は、離乳中のグルテンの量がCDの発生に極めて重要な役割を果たすことを示唆している[62]。後の発見は、離乳中に導入されたグルテンの量が症候性CDの発症に影響する可能性があることを示したが、無症状または無症候性のCDの影響から子供を保護するものではない[63]。
グルテン導入のタイミングも関連しているようである。グルテンへの最初の曝露で4ヶ月未満で7ヶ月以上の子供は、4-7ヶ月の子供と比較してCDのリスクが高くなる[64]。したがって、ESPGHAN委員会と国際プロジェクトPREVENTCDは、子供がまだ母乳で育てられている間にグルテンの早期（4か月未満）および遅い（7か月超）導入と少量のグルテンの漸進的導入の両方を避けることを推奨している[65,66]。 しかし、症状の発症が遅れているのか、CDに対する永続的な保護が提供されているのかは明らかではない。グルテン導入、母乳育児期間、および感染に関する親から報告されたデータを含む、スウェーデンの9408人の子供に関する研究では、母乳育児、グルテン導入年齢、および将来のCDの間に関連性は認められなかった[67]。グルテン導入時の感染は、CDの主要な危険因子ではなかった。 82,167人の子供のコホートで324人のノルウェーの子供を対象とした研究では、6か月後にグルテンを導入された子供のリスクが高く、12か月後に母乳で育てられた子供のリスクが高いことが示された[68]。
進行中の研究により、最適な実践が決定されることが期待された。特に、グルテンの遅い導入（> 7ヶ月）に関連する可能性のあるリスクは、さらなる確認に値する。人生の最初の段階でのCD予防のための新しい戦略を探すために、現在いくつかの集団研究が実施されている[69]。重要な問題は、以下を決定することである。
1.母乳育児の長期的な影響と保護効果の分子論的基盤;
2.導入中のグルテンのタイミングと用量の役割。
3.プロバイオティクスとプレバイオティクスの役割。
3.3 遺伝学と環境の相互作用
Abadieと共同研究者は、CD感受性のスペクトルを、遺伝子と環境の間の複雑な相互作用として説明した[30]。HLA-DQ2 / 8対立遺伝子の一方では、多数の非HLA遺伝子、および環境への打撃の必要性が限られている個人がいる。このグループの患者は、グルテンが食事に取り入れられるとすぐにCDを受け取るかもしれない。一方、遺伝的危険因子の数が限られている人（例：正しいHLA遺伝子であるが、非HLA遺伝子の数は限られている）は、CDをおこすために複数の環境ヒットを必要とする。このグループは、CDをおこすことは決してないかもしれないし、人生の後半におこすかもしれない。グルテンが病気の発症にどのように影響するかは、グルテンの量と食事に摂取される時期によって異なる。これはさらに、遺伝的危険因子と環境の間の複雑な相互作用を示唆する。
ワイルドライス；栄養と健康増進への関与−３
５.
健康意義の可能性
全粒消費の健康的価値は一般には栄養成分、ビタミン、ミネラル、いろいろな他の植物化学物質含量によるとされる。そこで、それらは心血管病、2型糖尿病、肥満、ガンの危険性を低下させるものに関係がある。2006年にはワイルドライスは全粒がUS
Food and Drug Administration（米国医薬品局）によって認められ、最近さらに関心が強くなった。ワイルドライスの価値は、その天然の栄養的プロフィールの相乗効果によるものであり、例えば高含量の食物繊維（Zhai et al., 2001）、不可欠脂肪酸（Przybylski
et al., 2009）、およびフェノール成分（Qiu et al., 2009, 2010）によるものである。
古代穀物の全粒消費増加の食物推奨と消費者の関心は、ワイルドライスのヒト食物利用を薦める。ワイルドライスの抗酸化的性質は、わずか2-3の研究報告があるのみで、それらはワイルドライスの脂質過酸化反応の役割に関するものである（Asamarai
et al., 1996; Johnson and Addis 1996;
Minerich et al., 1991; Rivera et al., 1996; Wu et al., 1994）。いろいろな肉製品中に取り込ませる時、素末扱い、あるいは調理ワイルドライスは脂質の酸化を遅らせる可能性があり、そこでワイルド粒抽出物は効果的な抗酸化物として用いることができるだろう。しかしながらフィチン酸だけはワイルドライスタンパク質の抗酸化物質の１つとして特徴づけられた（Wu. et al., 1994）。これらの発見はワイルドライスが食品製品の酸敗から防ぐ、あるいはそのシェルフライフを長引かせるのに利用する力があることを示す。更にQiu et al., ( 2009, 2010) は、市販のワイルドライフの抗酸化活性の研究とこれらの性質に関する特別の関与物質の同定を行った。ワイルドライスのメタノール抽出物の抗酸化活性は、それらのDPPHラジカルスキャベンジング活性とDRACアッセイから、白米のものよりも10倍ほど高いことが見出された。フェルラ酸とsinapic
acid（シナピン酸）は、ワイルドライス中最も多くのフェノール酸と同定された（Qiu et al., 2010）。アセトン抽出物は白米より30倍以上抗酸化活性が大きいことを示し、更にこれらに関する抗酸化特質はフラボノイドグルコサイドとflavan-3-olsであった（Qiu et al., 2009）。
更にZ. latifoliaの茎、葉抽出物には効果的な抗酸化的性質を有することが報告され、しかし茎抽出物だけはアンジオテンシンコンバーテング酵素（ACE）阻害活性があり、高血圧の治療にうまく利用された（Qian et al., 2012）。もう１つのin
vitroの研究では、抗酸化性質の他、ワイルドライスの虫こぶエキスがあるが、直腸ガン細胞中のヒトβ--defensin-2のプロモーター活性を刺激し、ポジテブな効果を自然免疫システムに与え、その結果ヒト健康に遺伝子表現を活性化することで貢献する（Oritani et al.,2009）。Lee et al.,(2015)はZ.latifoliaの空中部からメタノール抽出した区分の可能性ある価値を研究した。 FlavonolignansとFlavonesは、in vitroで主な一酸化窒素の生産とヒスタミン放出に対する阻害活性の認められる主成分であると認められた。Salcolin DとZ.latifolioのもつ最も強い抗炎症剤と抗アレルギー作用が、可能性のある治療源として確かめられた（Lee et al., 2015）。これまでの研究から（Lee et al., 2009b）、全ワイルドライス植物メタノール抽出物のポジテブな効果が報告された。これまでの研究から（Lee et al., 2009b）、全ワイルドライス植物のメタノール抽出物のポジテブな効果が報告された。研究された抽出物は、物質48/80誘導脱顆粒を阻害する能力を持つことと、ある濃度依存的な方法で抗原--誘導β--hexosaminidase
遊離を阻害する能力を持つ。この性質はタイプIアレルギー反応の阻止に有用である（Lee et al., 2009b）。
更にZ.latifolia 虫こぶ（gall）のエタノール抽出物はmice中のosteoclast（破骨細胞）形成阻止能力を有し、osteoporosis(骨粗鬆症)阻止に対する効果的溶液として発展した（Kawagishi et al., 2006）。著者らは、虫こぶ抽出物が破骨細胞形成をいかなる細胞の損害性もなく、49%まで低下することを見出した。これまでの研究でもワイルドライスはラット中の結腸ガンの異常に大きな陰窩病巣の数を効果的に減らした（Gallaher and Bunzel 2012）。
ワイルドライス消費のポジテブな可能性ある科学論文と情報に関するものには限界があり、ヒトのワイルドライスを用いた食事療法に関する試験データーはない。しかしながらZhang et al., (2009)は、ワイルドライスのラット食で高脂質/コレステロール食の脂質--低下と心臓保護効果を報告した。炭水化物源としてワイルドライス取り込みは、血清トリアシルグリセロールとトータルコレステロールの増加を抑え、そして高密度リポタンパク質レベルを低下させた。ワイルドライスリッチ食の効果により、血清と肝臓組織でのスーパーオキシドジスムターゼ活性の増加、マロンジアルデヒド濃度の低下が示された（Zhang et al., 2009）。更にHan et al., ( 2012) は、ラット食の高脂質/コレステロール食によって引き起こされる肥満と脂肪毒性に対するワイルドライスの防御可能性を調べた。観察されたのは、ワイルドライスは肝臓中脂質滴の蓄積を阻止し、血清--遊離脂肪酸とleptinレベルを極小にして、ラット中の肥満と肝臓脂肪毒性に対して健康効果を示した。又、リポタンパク質リパーゼとアジポーズトリグリセリドリパーゼ活性の低下を阻止した（Han et al., 2012）。体重と脂質プロフィールの改善に同じ効果がZhang et al., (2009) により報告された。更にHan et al., (2013) は、食事炭水化物にワイルドライスを置き換えることで、ラットのインシュリン抵抗性への効果を研究している。結果から、ワイルドライスはラットで異常なグルコース代謝の改善すること、インシュリン抵抗性に効果があることが示された。更に、ワイルドライスの食事への取り込みは肝臓ホモジネートトリグリセリドの異常性あるいは悪いレベル、および遊離脂肪酸レベルを逆行させ、そして食事誘導脂肪毒性の改良があった（Han et al., 2013）。一般にワイルドライス消費は，はっきりとグリセリド、遊離脂肪酸、血清リポカリン−２レベルを落とし、つづいて血清中、ラット肝臓中のアジポネクチン濃度を増加する事がわかった（Han et al., 2013）。
ワイルドライスのコレステロール低下効果と抗アテローム派生効果は、低--密度リポタンパク質レセプター欠マイスで観察された（Surendiran
et al., 2013）。著者らは、ワイルドライスの消費がマイスの大動脈ルート中のアテローム性動脈硬化症の病変とサイズを顕著に減らすことを示し、それらは明らかに血清コレステロールレベル、低密度リポタンパク質レベル、超低密度リポタンパク質レベルの低下と関係のあるものである。しかしながら食事中のワイルドライスに対する応答がマウスのオス、メス間で異なった。メスマウスは、ワイルドライスのコレステロール低下効果により良く反応した。全フェノール型物質と食物繊維含量は白米と比較して増加したけれど、血漿および赤血球スーパーオキシドジスムターゼおよびカタラーゼ活性は改良しなかった。得られた結果から、コレステロール低下効果は、低--密度リポタンパク質（LDL）-レセプター欠マイス中のアテローム発生阻害に対する主要因であり、メスのコレステロール排泄スピード増加に主に関与している（Suendiran
et al., 2013）。更にMoghadasian
et al., (2016) は、LDLレセプター ノックアウト オスマウス中のアテローム性動脈硬化症（粥状硬化硬化巣）阻止への植物化学物質とワイルドライスの結合効果を試験した。植物ステロールと結合してワイルドライスを消費すると、コントロールグループに比較して顕著にそのアテローム性動脈硬化症の病変のサイズと重大度を低下した。この効果は、糞便中コレステロール排泄中の増加と同様、血漿全体、LDL、超低密度リポタンパク質 (VLDL) コレステロール濃度の顕著な低下に強く結びつく。しかしこの研究はワイルドライスとフィトステロールの長期消費がマイス中安全で、心血管リスクファクターを低下する（Moghadasian
et al., 2016）証拠を与えた。しかしながら、作用メカニズムと可能性のある臨床転帰は未知のままである。ワイルドライスの可能性ある抗酸化と健康増進の性質は表10.7にまとめた。
6 これからの目標と可能性
ワイルドライスは従来の米粒とは関係なく、全粒穀物と同定される。以来、ワイルドライスは栄養的成分と同様その関心はもっと健康増進の性質の特徴に向けられている。研究から、ワイルドライスには高レベルのタンパク質、ポジテブな脂質プロフィール、複雑な炭水化物、更に高レベルの繊維を含むことが示された。非常に多くの情報がワイルドライスの成分に関して蓄積されてきたが、しかしながら更に必要な研究分野がある。生物活性化合物の組成と含量は多少希薄さと矛盾があり、そこで分析法の統一が必要である。
近年、高い抗酸化活性をもつ食品にかなりの関心がある。ワイルドライスはかなりの量の植物化学物質を含むが、それは抗酸化物質の豊富な源と認められる。ワイルドライスの複雑な性質は、その抗酸化的性質と結びつき健康価値の可能性に結びつくが、特に慢性疾患の抑制に結びつく。そこで毎日の食事にワイルドライスを入れる努力は行うべきである。酸化しやすく食品へのワイルドライスの取り込みは、それらのシェルフライフを長引かせ好ましくない変化から防御するだけでなく、健康的価値を増加する事もできる。しかしながらワイルドライスとヒト食物と間にデーター介入はなく、動物実験だけではいつも十分ではない。そこで、動物で見られたと同じポジテブな効果が見られるかどうか、ヒトの毎日の食事の中にワイルドライスを実際に添加したヒト主題の研究が必要である。
一言で言えば、ワイルドライスの組成と植物化学物質に存在するその含量は、現在と未来の世代のための顕著な機能性食品として位置づける重要なものであり、多くの進化する慢性疾患に対する防止と予防に価値のあるものであろう。しかしながら、より多くの努力が以下の方向には必要であり；（１）これらの植物化学物質の大部分が一般的抽出プロフィールでは簡単には近づけられないような結合様式で存在が認められると考えると、ワイルドライス中の高レベルの抗酸化成分の検索と利用のための経済的に実現可能な方法を発展させる必要があること、（２）改良したタンパク質、アミノ酸、植物化学物質含量と組成、優れた抵抗デンプンと繊維含量の栽培品種の発見と開発、そして（３）ワイルドライス製品（例えば粉と抽出物）を含んだ官能特性の妥協なしの一般食品の開発である。
ワイルドライス；栄養と健康増進への関与−２
4. 植物化学物質とミネラル
植物化学物質は生化学的非栄養的物質として全粒、果物、植物、他の食品中に見出されるものと定義される。植物食品中栄養成分とともに働き、それらは大部分の慢性疾患リスクの低下に結びつく（Liu,
2003）。全穀物中植物化学物質の殆どのグループは米も含め、phytosterols,
γ--oryzanol、tocochromanolsである。
4.1 ステロール
4.1.1 フィトステロール
フィトステロールあるいは植物ステロールは一般にいろいろな食物の細胞壁中に見られる成分である。植物ステロールは、植物中にあって動物中のコレステロールが演じると同じ基本的な機能を演じている（Law,2000）。フィトステロールはコレステロール同様に広い種類の物質で化学構造はコレステロールの類似のもので、しかしカーボンC-24で側鎖が広がり修正され、そしてC-22で２重結合している。Berger et al.,(2004)によると、phytosterols はステロールとスタノールの２つのクラスにはっきり分けられるのである。しかしながら天然界では大部分の形はステロールである。図10.3はβ--sitosterolの構造を示す。
北アメリカ・ワイルドライスは生化学活性をもつphytosterolsの供給源として認めることができる。Przybylski et al.,(2009)はワイルドライス脂質中のに11種の異なる植物ステロールを見出した。大部分のphytosterals はβ--sitosterol、 campesterol、 cycloartenolで、全ステロールの54%-75%を占め、ワイルドライス種に基づくものである。レギュラー玄米中の24-methylenecycloartenol とstigmasterol量はワイルドライス中より多い。更に他の微量ステロールがワイルドライスサンプル中に見られ、すなわちclerosterol、23-dehydrositosterol、gramisterol、citrostadienol、 △5--avenasterol 及び、△７−avenasterolである。全ステロール含量は70から145g/kgワイルドライス脂質であり、玄米27g/kgと比較される。ワイルドライス脂質中の全phytosterol含量は、玄米やいろいろな穀物副産物中よりずっと高い（表10.3）（Jiangand Wang, Przybysski et
al.,2009）。
しかしながらもしデーターがある粒中の脂質量で修正されるならば、そのphytosterol含量はそれぞれ0.7から1.3mg/g食品と0.6-0.9mg/gワイルドライス品種とレギュラー玄米となる。ワイルドライス中の全ステロールと穀物副産物材料で得られたものとを比較すると、穀物副産物中の全ステロールはずっと高く、0.3から4.5mg/gの範囲でいろいろであるが、それは主にはこれらの製品中のより高い脂質含量のためである（Jiang and Wang,2005）。
4.1.2 γ-Oryzanol
γ-Oryzanolはtriterpene alcoholとphytosterolsのferulic acid estersの混合物に対する一般名である。各γ-Oryzanolの成分の量は、組成同様、環境要因と遺伝子のタイプにより影響を受け、特にレギュラー米はそうである（Bergman and Xu,2003; Miller and Engel,2006）。γ-Oryzanolは単に米だけではなく、特にふすま区分にある（Xu and
Godber,1999）だけではなく,ライ麦や小麦の製粉区分中にも見られる（Nustrom et al., 2007）。γ-Oryzanolは初期には１つの成分と考えられていたが、その後triterpene
alcoholsのferulate esters と植物ステロールを含む区分であることがわかった（Roger et al.,1993）。さらにはXu and Godber (2001)は、大部分のγ-Oryzanolの３成分とはcycloartenyl ferulate, 24-methylenecycloartanyl ferulate, およびcampesteryl ferulateであることを示し、それらはγ-Oryzanolの80%であることを示した。
しかしながら研究の大部分は米製品中、γ-Oryzanolの全量に向けられた（Hoed et al., 2006; Lee et al.,2009a; Przybylski et al., 2009）。
７種のワイルドライス市販品種中の脂質中のγ-Oryzanolの全量がPrzybyski et al.,(2009)により報告された。著者らによると、北アメリカのワルドライスは459-730mg/kg脂質を含み、一方レギュラー玄米は459-613mg/kg脂質を含むと述べられた。Oryzanolの豊富な供給源、米ふすまオイルに比べ、北アメリカ・ワイルドライス脂質量は顕著にγ-Oryzanolより高い（表10.4）。
２つの別々の研究で見られるワイルドライス脂質とレギュラー玄米脂質中全γ-oryzanol含量の総量の違い（表10.4）は、分析に用いた異なった抽出法と分離方法の違いのためである（Aladedunye et al.,2013）。
市販ワイルドライスサンプル中のγ-oryzanol成分はAladedunye et al.,(2013)により報告された。その結果は23γ-Oryzanol誘導体を示したが、そのうちのcycloartenol trans-ferulate, 24-methylenecycloartenol
trans-ferulate, capmpesterol trans-ferulate, およびsitosterol trans-ferulateが大部分の成分であり、ワイルドライスサンプル中75%の範囲、玄米中90%までの平均である。著者らは又、北アメリカ・ワイルドライスとレギュラー玄米との間のγ-oryzanolプロフィールの顕著な相違を報告した。Cycloartanol
ferulateは、ワイルドライスサンプルのどんなものにも見つからなかったが、一方飽和型のcycloartenol
ferulateはワイルドライスサンプル中最も多くあるものの１つであり、全-oryzanol量の48%までと示された（Aladedunye et al., 2013）。γ-Oryzanolの破壊により、その成分のphytosterolとferulic acid の開放となる。
4.2 ビタミン
4.2.1
B-グループ ビタミン
ワイルドライスは全粒、水溶性ビタミン、例えばチアミン、リボフラビン、ナイアシンに富む。Zhai et al.,(2001)は、中国ワイルドライス中のチアミン量が0.52-0.63mg/100gと報告し、一方北アメリカ・ワイルドライス中にはその量は0.36-0.50mg/100gと報告した。反対に白米はわずか0.12mg/100gしか含まれない。著者らは中国、北アメリカ・ワイルドライスでリボフラビン含量はそれぞれ0.07-0.15と0.20mg/100gであると示した。顕著により低いリボフラビン濃度が白米で見られ、0.05mg/100gであった(Zhai et al., 2001)。Swain et al.,(1978)はチアミン含量が0.02-0.25mg/100gであり、一方リボフラビン濃度が0.2-0.4mg/100gと認めた。さらにナイアシン含量はワイルドライスサンプル中4.6-10.3mg/100gであった（Swain et al., 1978）。
4.2.2 トコフェロール
ビタミンEは本来８つの化学物質よりなる；α--、β--、γ--、δ--トコフェロールと４つの相当するchromanol headとphytyl tailの共通構造を持つトコトリエノールである。トコフェロールは完全に飽和化したphytyl tailを持ち、一方トコトリエノールは多価不飽和phytyl tailを持つ。
全ビタミンE含量は、北アメリカでワイルドライス中0.2mg/100g脂質と中国でワイルドライス0.48mg/100g脂質と報告された(Zhai et al.,2001)。対照として中国白米は0.1mg/100g脂質である。ワイルドライスの種類で0.79-13.06 g/kg脂質である。さらに各種米ふすまオイル中の全トコフェロールは量はずっと低い（表10.5）。
しかしながらChoi et al.,
(2007)は、トコールレベルは栽培によると報告した。彼らは、全トコール量はそれぞれ7.4、26.4、93.7mg/kgであると白米、玄米、黒米で述べた。これはワイルドライス品種中見られる相違の説明である。更にトコール量は粒の場所によっても異なる（Ko et al., 2003）。ワイルドライス中で同定されたビタミンE物質は、α-,β-,γ-,δ-トコフェロールとα-,β-,δ-トコトリエノールである。γ-トコトリエノールはワイルドライスサンプルには見つからない。しかし玄米サンプル中には定量でき、全クロマノール成分の中の6.6%と67.6%がその量である。ビタミンEの殆どの成分はα--トコフェロール、α--トコトリエノールである。α--トコフェノールは最も活性あるビタミンE複合体の物質で、ヒト体の脂質相にて最も強力な抗酸化物質である（Burton and Ingold,1989）。主物質としてα--トコフェロールの存在する高濃度ビタミンEは、ワイルドライスの重要な栄養品質に影響する。そこで、ワイルドライスはビタミンEの価値ある源として認められ、ヒトにとって有益なものである。
4.3 ミネラル
ワイルドライスのミネラル成分は他の穀類と類似しているようだ。しかしながら、一般にワイルドライスは価値あるカルシウム、マグネシウム、リン、カリウム源として認められている（Anderson,
1976; Zhai et al., 2001）。鉄、ナトリウム、亜鉛の相当量もそれぞれ報告がある。ワイルドライス中のマグネシウム，カリウム，リン、亜鉛，鉄の濃度は、玄米、精製白米よりも高い（Anderson,1976）。
中国、北アメリカのワイルドライス中のミネラル濃度は類似している。最も多くのミネラルはリンであり、中国、北アメリカワイルドライスでそれぞれ290と340mg/100gの間の濃度である（Zhai et al., 2001）。
4.4 フェノール物質
フェノール物質は全粒植物化学物質中、最も良く研究されたもので、１カ所あるいはそれ以上の芳香族リングを持ち、１カ所あるいはそれ以上のOH基を持つもので、それはいろいろな種類の役割に機能し主に植物の防御に機能している。全粒としてワイルドライスは、またフェノール物質の有用な供給源でもある。９種のワイルドライス品種の中で全フェノール含量（TPC）は419-588
mg GAE/kg（Qinu et al., 2010）であり、2472-4072mg
FAE/kg (Qiu et al., 2009) (表10.6)。得られた結果の相違は多分、研究で用いた抽出調製方法とソルベントの違いによるためであろう。Alves et al., ( 2016)は、ワイルドライス中の全フェノール含量は用いた抽出溶媒に強く影響されるといい、含量はエタノールとアセトン/水抽出でそれぞれ31から311 mg
GAE/100gサンプルである。更にMa and
Cheung ( 2007) の研究は、各フェノール物質が各々Folin試薬に関係、いろいろな結果を与えることを示した。そのQiu et al., (2009, 2010)により報告された結果は、ワイルドライス中の全フェノール物質は普通の白米に見られるものより顕著に高く、46mg GAE/kgと279mg FAE/kgであった。黒米とワイルドライスの全フェノール含量を比べると、Alves et al., ( 2016)は、ワイルドライス粒は311mg GAE/100gを示し、一方黒米は878ｍg GAE/100ｇであった。しかしながらワイルドライスのTPCは脱穀した長-粒米より約8倍高く、搗精した（長-および単-粒）米よりも11倍以上高い（Alves et al., 2016）。更に迅速調理ワイルドライス中のTPC量（2076mgFAE/kg）は実質的には生のワイルドライスよりも低い（Qiu et al., 2009）。迅速調理したワイルドライス製品の加工方法は、水漬、調理、乾燥があり、それらは結果、生の粒中の植物化学物質のロスとなる（Li et al., 2007）。
Qiu et al., (2009)は、ワイルドライスの抗酸化活性のはっきりした差異を報告したが、それは２，２−diphenyl-1-picryl
hydrazyl (DPPH) radical scavenging activityとoxygen radical
absorbance capacity (ORAC)アッセイ法で求める。差は、いくつかの要因の効果で説明され、そこには栽培、成長環境、収穫条件の効果によって説明された。更にMichell
et al., (2007)は、10年間の研究から有機的に成長したワイルドライス品種はこれまでの品種より高い抗酸化活性の特徴あることを示した。ワイルドライスの高抗酸化活性は全フェノール含量に高度に関係があった（Qiu et al., 2009）。著者らはTPCとDPPHラジカルスキャベンジング活性の間と、TPCとORACの間に強い相関関係を示した。
4.4.1 フェノール酸
フェノール酸とその誘導体は果物、野菜、穀物類中に広く分布する２次的代謝物である。フェノール酸プロフィールへの連続的成長する関心事は、直接にそれらの抗酸化的活性と可能性の高い健康意義に直接関係するものである（Qiu et al., 2010）。穀物粒は広範囲のフェノール酸を含み、そこには多量のものとしてferulic
acid とp-coumaric acidがある（Mpofu et
al., 2006； Shahidi and Naczki, 2003）。ワイルドライス中でもっとも多くのフェノール酸はferulic
acid で、その含量は241-355
mg/kgで、続いてsinapic
acid、
55-97mg/kg (表10.6)である。Ferulic acid とsinapic
acid の他に顕著な量のp-coumaric acid も見出された（Qiu et al., 2010）。Hydroxy
cinnamic acids はワイルドライス不溶性区分の主成分である。ワイルドライスに比較して、白米サンプルにはferulic
acidが少なくとも２倍低い量が含まれ、sinapic
acidはほんのわずかレベル量が見られた（Qiu et al., 2010）。更に全粒としてワイルドライスは食物繊維の良い供給源であり、いくつかのモノマーフェノール酸とferulic
acidおよびsinapic
acidのdehydrodimersに富んでいる（Bunzel
et al., 2003）。
4.4.2 フラボノイド
フェノール酸とともにフラボノイドにはずっと多くのその高い抗酸化活性に関心が集まる。２次的植物代謝物質として、フラボノイドは糖と共役し、flavonoido-O-あるいはC-グルコサイドとなる。
フラボノイドの抗酸化活性はその構造側面に関係があり、良好なスキャベンジング活性はカテコール部の存在に結びついている（Van
Acker et al., 1996）。
カテキンとエピカテキンは、全てのワイルドライスサンプルに見出され；しかしながらprocyanidin
oligomers の存在はサンプル中で色々である（Qiu et al., 2009）。生サンプル中procyanidin
量は7.16-239.22μg/gの範囲 (表10.6)である。ワイルドライスは、又27.2μg/gの全アントシアニンを含む（Abdel- Aal et al., 2006）。Qiu et
al., (2009) は、加工サンプル中にflavonoids の存在を報告した；しかしながら量は比較的低く、それはmono-とdimer
procyanidinのみの存在のためである。白米サンプルではprocyanidin
oligomers は見つからなかった。
ワイルドライス；栄養と健康増進への関与−１
１，
紹介
ワイルドライス（Zizania
spp.）は、カナダ米、インデアン米、水オート麦、マッシュオート麦、黒鳥オート麦としても知られ、主に北アメリカに原産で五大湖地域の浅い湖に育つ（Anderson,1976）。
北部アメリカがもともとであり、東アジアにはベーリング陸橋を通じて広がったと報告された（Xu et al., 2010）。植物は大きな種子のある、しかも空洞の空いたシリンダー状の茎、長く幅の狭い刃のような葉のある水性草は、小麦、オート、大麦、巨大なカットグラスZizaniopsis miliacea に類似している。穀粒は長く、狭いシリンダー状（図10.1）をし、長さ7.5-18mmで幅は1.5-4.0mm(
図10.2) である。Zizania 種、例えばZ. palustris L., Z. aquatica L., Z. texana
H. Z.latifolia G., Z. caudiflora Turcz., Z. clavulosa Michx,. Z.dafurica Turcz. ex Steud.,
Z. interior (Fassett) Rydb; しかしながらこれらの種のほんの４種、すなわち、Z. palustris., Z. aquatica, Z. texana, Z.
latifolia は土着の北アメリカ人によって収穫され食料とされる（Surendiran et al., 2014）。
Z. palustrisは米国、カナダ５大湖域の浅い湖と川で主に生育する一年生種である。そしてZ. palustrisのようなZ. aquaticaも一年生種で、米国の東部南東部域とルイジアナのSt.ローレンス川に沿って成長する。Z. texana とZ. latifoliaはともに多年生種であり、Z. latifolia とともに広範に南東アジアで育ち、相対的に稀にZ. texana 種はテキサスのセイントマーカス川に野生している（Surendiran
et al., 2014）。
ワイルドライスは、健康に関心のある消費者に人気を博しており、それは白米、あるいは玄米（Oryza spp.）に比べて栄養価が良いと報告されているためだ。例えばワイルドライスは食物繊維（〜6.2%）の良い供給源で、タンパク質が白米のほぼ倍である（Timm
and Slavin, 2014）。ワイルドライス中の抗酸化植物化学物質はより多種であり、含量は白米でみられるものより数倍高く、その結果数倍抗酸化活性は白米種より高い。ワイルドライスははっきり脂質含量が玄米種に比べ低く、顕著なことは不可欠脂肪酸がより高く寄与している（56.5-66.5%対36.9%-39.1%） 。ワイルドライス中ωー３−脂肪酸の全含量は約4-8倍玄米より高いが、しかしそのレベルは一般に治療上はっきりしている必要量よりは低い。相対的な高いワイルドライスの灰分含量は、例えばK, Pの高ミネラルの供給源を示す。事実、Minnesota
Agricultural Experimental Stationの1924年の比較研究では、ワイルドライスははっきり栽培された搗精米よりはっきりより大きな食品価値を持つと結論された（Kennedy,1924）。
ワイルドライス消費による抗酸化活性、コレステロールー低下効果、心血管系での利点は明らかに実験動物で示された。たとえばSurendiran
et al., (2013)による最近の研究では、ワイルドライス消費はアテローム性動脈硬化症の病変のサイズと重大度を低下させ、オス、メスのマイスの大動脈の根において白米あるいは市販の炭水化物源を与えた同じ性のコントロールグループに比べてそれぞれ71と61％まで低下した。著者らは、ワイルドライスのコレステロール低下効果が多分、LDLr-KOマイス中のアテローム発生阻止の主要因であり事を示した（Surendiran
et al., 2013）。Han et al., (2013) によると高脂質/コレステロール食のラット食中、主の食炭水化物の白米、加工小麦デンプンをワイルドライスに置き換えると、高脂質/コレステロール食--誘導インシュリン抵抗性を抑制し異常な糖代謝の改善をした。最近のレビューでワイルドライスの植物化学物質と栄養と健康促進関係物に関する利用できる文献をサマライズした（Zizania spp.）。
２，
ワイルドライスの加工と利用
ワイルドライスの栄養学的重要性は数世紀にわたり北アメリカの土着人によって認識され、過去において主食とされてきた。20世紀後半には、ワイルドライスは増加の必要性から、販売用に栽培されてきた。1960年代中頃、北ミネソタの農家は普通の米栽培用に用いられるのにづっと近いコントロールした水田の方法でワイルドライスを育てはじめた。ワイルドライスの殆どは、今やミネソタやカリフォルニアで商業用の方法で生産されている。しかしながらもっと多くの国々、例えばフィンランドなどではワイルドライスの生産に関心を持っている（Makela
et al., 1998）。
ワイルドライスは比較的高水分含量（約45%）で収穫するが、それは収穫後の加工の間、粉砕で過剰の粒損出をしないためである（Oelke
and Boedicker , 2000; Oelke et al.,
1997）。ワイルドライスの経験的加工方法で典型的に含まれるものは；粒乾燥、乾燥種の脱皮、皮の分離である。精製したワイルドライスは粒サイズあるいは長さによりグレード化する。ワイルドライス生産の商品化は、加工上多くの変化と改良をもたらした；しかしながら伝統的方法の考え方は変わっていない。これらの変化は、生産物の回収を上げるのに必要であり、更にワイルドライスの品質を上げるために必要である。最近のワイルドライス加工に用いるのには、新たないくつかのステップがあり、例えば乾燥方法の中で硬化、乱切処理、修正である。硬化方法は不成熟粒の色の変化をもたらし、又、フレーバーにも影響する（Strait,1982）、一方、乾燥は特徴を豊かにし、暗い色合い、ナッツ臭とデンプン糊化を引き起こす（Strait
1982, White and Jayas 1996）。
最終製品の必要性に基づいて乱切処理が用いられるが、そのためワイルドライスはより一貫性のあるより短時間の調理時間が必要になる(Oelke
and Boedicker, 2000)。
Canada
Wild Rice Councilによると、標準ワイルドライスとはZ.aquaticあるいはZ.palustris で得られ、硬化、天日乾燥、籾摺りの終わったもので、水分含量は重量で11%以上であってはならない（Oelke
and Boedicker , 2000）。多くの普通の全粒とは別に、ワイルドライスは典型的には決して精製しない（Surendiran
et al., 2014）。加工したワイルドライス種子は安定で、もし低温で70%以下の相対湿度下でなら長期間保存できる。しかしながらワイルドライスの粒と粉は微生物の成長に被害を受け、主にAspergillus
spp., Rhizopus spp., Cladosporium spp., およびPenicillium spp.である【White
and Jayas，1996】。
今日、ワイルドライスの利用は、人気が出ていて一般に店やレストランで利用できる。一般にポテトや白米の代替えとして用いられている。そのユニークなフレーバーのためワイルドライスはいろいろな食品の成分材料として用いられ、例えばキャセロール、スープ、サラダ、デザ−トである。ワイルドライスはほとんど長粒米とブレンドして材料で売られているが、しかしその加工したものもマーケットで利用できる。しかしながらワイルドライスの天然のものは栽培のものより高い値段である。
3. 栄養成分
3.1 脂質
Prsybylski et al.,
(2009) は、７種の北アメリカ・ワイルドライスを分析し報告しているが、脂質含量は0.7-1.1%であった。類似の研究はZhai
et al., (2001)とAizawa et al., ( 2007) が中国、日本のワイルドライスで各1.1と1.4％各報告している。これまでの白米あるいは玄米の関するデーターは、脂質含量は2.6-2.8%の間と示されたが、Oryza spp.のレギュラーのものはワイルドライス（Zizania spp.）に比較すると４倍高いほどの脂質が示された。脂質は米では一般的に巨大栄養素のうち少量の相対的場面にアカウントされるが、ワィルドライスでは顕著に定量であり、低脂質食を渇望する人々にとっては都合のよいものである。含量よりもワイルドライスの脂質プロフィールは一般の白、あるいは玄米より優れており（表10.1）；ワイルドライスは玄米に見られる不可欠脂肪酸36.9-39.1%に比べて55.6-66.5％含量である（Przybylski
et al., 2009）。ワイルドライス（20%-31%）中のω−３脂肪酸レベルは、玄米中見られる量よりも18倍ほど高い（Przybylski
et al., 2009）。ω−３に対するω−６の比率はワイルドライスでは1.1から1.8で、レギュラー米では20.2から22.4であった（Przybylski
et al., 2009）。顕著のに低いワイルドライス脂質、比率n-6/n-3は、ヒト血液脂質で有益な効果を示すだろう（Schaefer
2002）。Aizawa
et al., (2007) によると、日本のワイルドライス（Z.palstris）のtriacyl
glycerol 種の60%はpalmitoyl
dilinolein (PLL)、palmitoyllinoleoyl linolenin (PLLn)、
dilinoleoyl linolenin (LLLn)、 trilinolein (LLL)とoleyllinoleoyl
linolenin (OLLn)で、PLL、 LLL、 OLLnが優勢である。
3.2 タンパク質
その脂質含量とは違って、利用できるデーターでワイルドライスはタンパク質含量が多くの穀物より高い（12%-18%）（Copen
and LeClerc,1948; Kennedy, 1924, Lindsay et
al., 1975; Wang et al., 1978）。Zhai et al., (1994) は７つのChinese
(Z. latifolia)、 North
American (Z.aquatica)、ワイルドライスサンプルのタンタンパク質含量を評価し、その値が11.95から15.15/100gの範囲にありワイルドライスサンプルは栽培されたコントロール白米（Oryza sativa）に見られるタンパク質含量の２倍ほどである。彼らの発見は、ワイルドライスが栽培玄米のタンパク質含量の２倍であるという初期の報告と類似であった（Capen
and LeClerc, 1948）。Lindsay et al., (1975) とWang et
al., (1978) による研究では、ワイルドライス加工でユニークである発酵ステップがそのタンパク質含量には影響しない事を明らかに示した。ワイルドライスに対して報告されたタンパク質含量は、しかしながらより注意深く評価する必要があるが、それはしばしば異なった窒素/タンパク質係数が用いられたり、あるいは乾物重量あるいは湿式重量がベースになっているからで、情報は時にはっきりしない連絡である。
大部分の穀物粒に比べ（表10.2）、相対的にタンパク質のより高レベル、高品質であるが、ワイルドライスはグルテンフリーでもある。そこで小麦、大麦、ライ麦には炎症誘発性グルテンタンパク質を含むが、それとは違ってワイルドライスはグルテン不耐性の患者により安全に消費される。
タンパク質効率比（PER＝protein
efficiency ratio）は、体重増加（一定期間）に対するタンパク質消費グラム数 の比率で述べるが、過去のタンパク質の栄養価記述に用いられた。利用できるデーターは、ワイルドライスのPER（1.72-1.76）はほとんどの穀物粒より高い（たとえば大麦, 1.6;
コーン, 1.4;
ライ麦, 1.3;小麦, 0.9 ）, しかしカゼイン（2.50）よりかなり低いが、普通良く用いられ標準タンパク質である(Pomeranz
1973; Wang et al., 1978)。しかしながらワイルドライスのPERはオート麦（1.8）や普通の米（1.8）と比べられる（Julino
,1972; Pomeranz, 1973）。Wang et
al .,(1978) によると、他の穀物に比べて相対的に高いワイルドライスのPERは、一部そのアルコール可溶プロラミンの低い比率によるためで，それはしばしばリジン含量が低い。ワイルドライスタンパク質の18アミノ酸は表10.2に示された。一般にワイルドライス蛋白質のアミノ酸組成は、他の穀物に比べて優れているが、例えば普通米、コーン、大麦、あるいはライ麦である（Lornz
1981; Oelke,1976; Terrell and Wiser, 1975; Wang et al., 1978; Watts and Dronzek 1981; Zhai et al.,1994, 2001）。中国、米国、カナダのワイルドライスの研究で、Zhai et al., (1994, 2001) は、ワイルドライスサンプルのアミノ酸組成が一般に中国でできた白米、大麦、コーンで報告されたものより不可欠アミノ酸でより高含量と結論した。未加工ワイルドライス中、スレオニンは第１制限アミノ酸でありリジンは第２制限アミノ酸である（Watts
and Dronzek 1981; Zhai et al.,
1994,2001）; しかしながら、高温度加工米（135℃で25分間乾燥）ではリジンは第１制限アミノ酸でスレオニンは第２制限アミノ酸である（Zhai et al., 1994, 2001）、リジンは唯一の顕著な乾燥処理により影響されるものである。穀物中のリジンのレベルは特に重要であり、リジン欠でしばしば穀物タンパク質の栄耀的価値が低下するためである（Watts
and Dronzek, 1981）、 しかしながら表10.2に示される様にリジンのワイルドライスでのレベルは白米、オート麦、小麦を追い越し、一般に全粒高リジンコーンにみられる含量と比較される（Bauman
et al., 1974）。硫黄含有アミノ酸の含量、例えばメチオニン、システインは、ワイルドライス中、白米、オート麦に類似しており多少小麦よりは高い（表10.2）。
3.3 炭水化物
デンプン、糖、他の炭水化物物質を含む炭水化物は、ワイルドライス巨大栄養素の約75%を示し、主なるワイルドライス中のエネルギー源である。ワイルドライスの全炭水化物含量（72.3%-75.3%）は玄米（77.4%） 普通白米(
80.5%)より多少低いが、しかしオート麦（68.2%）、小麦（71.7%）、トウモロコシ（72.2%）よりは大きい（Anderson,1976）。生のワイルドライスの糖含量は、1.8%-2.7%の間であり、加工米中の約1%に低下する。ワイルドライス中のデンプン含量は、60%から65%の範囲だがそれは品種による。ワイルドライス中のデンプンのタイプと品質は普通白米とは異なり、ワイルドライスは普通白米に比べよりすばやく消化されるデンプンを含み、消化の遅い抵抗性デンプンを含む（Surendiran
et al., 2013）。
一般にワイルドライスデンプンの膨潤力、水溶性インデックス（WSI）は、白米（Wang et al., 2002）, 小麦（Hoover
et al., 1996, Lorenz, 1981）のものより明らかにより高い。Wang et al., (2002) は６品種のワイルドライスの 限界β--アミロリシスは54.3%-60.2%の範囲を示し、長粒の白米（Cypress
品種）コントロールで得られる64.1%より顕著にずっと低く、それはワイルドライスデンプンは簡単にはβアミラーゼで反応しないより分枝化構造であることを示す（Wang et al., 2002）。アミロース含量はワイルドライスサンプルでは（18.0%-20.0%）、白米Cypress品種（18.6%）でかなり類似しているが、しかしワイルドライスの方がわずかに高い（Wang et al., 2002）。Wang et al., (2002)、Hoover
et al., (1996)によると、ワイルドライスデンプン糊化温度（64.0-67.4℃）は白米（77.6℃）玄米（79.0℃）それぞれより10、12℃ほどは低い。これらのデーターはしかしながらLorenz
(1981)のデーターとは異なり、しそこではワイルドライスデンプンの糊化温度（73℃）は、玄米（75℃）に匹敵するが、しかし小麦デンプン（61℃）の値よりは顕著に高い。ワイルドライスデンプンは、小麦デンプンより室温で数日間、冷蔵庫中で数日間、密封貯蔵で良好であった（Lorenz,1981）。一般にワイルドライスデンプン（32.8-37.9%）の老化の程度は、普通米（40.8%）より低い（Hoover
et al., 1996; Wang et al., 2002）。老化はデンプン多糖類の結晶域の形成を示すが、それは糊化デンプンの冷却、貯蔵によりデンプンを消化しにくくし、抵抗性デンプンの量を増やす。
グリセミック・インデックス（GI）は糖が消化されそして吸収されるスピードに関係するが、それは血中グルコースレベルへの影響を決める。データーはかなりワイルドライス炭水化物のGIに関して乏しいが、利用できるデーターとしてグルコーススタンダードに比べ、SaskachewanワイルドライスのGIは57、カナダ玄米、66; カナダ白米、72;であった（Foster-Powell
et al., 2002）。
食物繊維には、非デンプン多糖類と抵抗性オリゴ糖（例えば、セルロース、ポリフラクトース、イヌリン、ガム、mucilages、ペクチン）、類似炭水化物（例えば抵抗性マルトデキストリン、ポリデキストロース、メチルセルロース、ハイドロプロピルメチルセルロース）、リグニン（waxes、phytate、 cutin、
tannins を含む）を含み可食性だが消化できない植物の食品成分部分のことである（AACC
Reports, 2001）。食物繊維の健康的価値は、特に正常の消化システムの機能、肥満、糖尿、心血管病に関して良く述べられている（Aljuraiban
et al., 2015; Anderson,1985; Burkitt et al., 1972; Encarnacao et al., 2015; Krumbeck et al., 2016; Liu et al., 2015; Rebello et al .,
2016; Wrick et al., 1983）。ワイルドライスは食物繊維の源であり、0.6-2%の粗繊維、5.2%全食物繊維、そのうち3.3%不溶性繊維、0.8%可溶性繊維である（Capen
and LeClerc,1948; Surendiran et al.,
2014; Zhai et al., 2001）。不溶性繊維区分中性単糖類成分は、52.7%グルコース、17.7%アラビノース、17.7%キシロース、6.5%ガラクトース、5.4%マンノース、可溶性区分は8.6%アラビノース、6.3%キシロース、42.9%マンノース、23.5%グルコース、18.7%ガラクトース、わずかのフラクトースである（Bunzel
2001; Bunzel et al., 2002）。Tahara
and Misaki (2001) は、ワイルドライス食物繊維の非炭水化物組成複合体のリグニンを報告したが、フェノールポリマーとしては；suberin、 多脂肪ポリマーと多環芳香族ドメインのポリマー；cutin、多脂肪ポリマー；それからワックスである。Bunzel
et al., (2003) は、２個の8-8カップルシナピン酸デヒドロダイマーと少なくとも３個のシナピン酸ーフェルラ酸へテロダイマーを異なった不溶性、可溶性穀物粒食物繊維からの鹸化生成物として報告した；ワイルドライス中の全8-8の結合シナピン酸デヒドロダイマーの全量は10、13、28倍ほどの量が普通米、小麦、spelt各々んに見出され、ほんの僅か無視できる量のものがライ麦、大麦、トウモロコシ、ふすま（millet）に見出された（Bunzel
et al., 2003）。USDA データーによると、ワイルドライスの6.2%生食物繊維はほぼ白米（1.5%）、玄米（3.5%）各々の約５倍と２倍含まれていた（USDA, 2013）。近年、推薦量（2.5g/供給）の10%を含むならば"繊維の良い供給源"、推薦量（5g/供給）の20%含むならば"上等の繊維供給源"と考えられる食品であるが；そこでワイルドライスは45gというスタンダード供給の良好な繊維供給源であり、一方玄米、白米は10%以下に落ち、繊維供給の閾値以下になる（Timm
and Slavin, 2014）。
パンの美味しさとは
１，パン、糖質の美味しさ・テクスチャー
パンはオーブンで焼かれ、クラスト（パン皮）、クラム（クラスト内側の柔らかい部分）に分かれるが、オーブン（230℃付近）の高熱で焼かれるため表面のクラストはクラムと異なる反応が起こり、パンの香ばしい香り、黄褐色が生じる。アミロース、アミロペクチンからなるデンプンは事前にアミラーゼなどの酵素で分解され、一部グルコースまで分解され、これが還元糖としてリジンなどのアミノ酸と非酵素的褐変反応(1)を起こし、パンの香り、着色となる。更にグルコースは重合化してカラメル化反応(2)でパンの黄褐色、苦み等になる。何れも糖質が関与してパンの美味しさに貢献している。クラムの方は100℃の低温ででき、イースト、Saccharomyces
cerevisiaeの関与する発酵でパンのいい香りができる。何れも製パンメーカーのオーブン中で香りを発し、大気中に揮発してゆく。パンのほとんどの香りは大気中に放出されるが、多少のものはデンプンのアミロースのラセン構造中、あるいは微細のパン気孔中に留まる。家庭用オーブンで加熱すると、これらの香りはそこから生じる。パンの多孔質構造も重要な嗜好要因であり、多糖類のデンプンが大きく関与している。パンのような膨化食品は短時間の蒸発、凝縮の熱伝播による加工が行われ，栄養成分の熱分解も少なく、できたパンの多孔質は見た目もよく、パン弾力性等のテクスチャーの美味しさを嫌う人はいない。糖質、多糖類による美味しさである。
２、パンの香りの回収
食品中最もいい香りと言われるパンの香りを、大気中に放出しないで何らかのものに吸着して利用できないかを考えた（3）。図１に示すように200mL三角フラスコ中に50gパンドウ（290g小麦粉、14.5g砂糖、2.9g塩、8.7gイースト、水適当量（500BU））を入れ、温度200℃でベーキングし、コンプレッサーを用いて発生するパンの香りを集め、香り物質をにおいセンサー、Odor intensity indicator (OII)で定量し、更にsensory test（官能試験）でその種類を確認した。経時的にI、II、IIIの順に生じる（図２）。Iはエタノール臭で、はじめに出る（１）。IIはパンの香りがでて、296種あると言われるパンの香りのうち3-methl-1-butanolをガスクロで確認した（4）。IIIはパンの焦げ臭で、代表的なものとしてfurfuralをガスクロで確認した（4）。ベーキング中で放出される３つの区分のうちIIの区分が最も好ましいパンの香りである（図3）。この区分を集めて無臭の油脂ココナードRK（Kao Chemicals Co., Ltd., Japan）に吸着させた。しかし一度は吸着したが経時的に大気中に消出した。安定なパンの香り回収は難しい。パンフレーバー研究の難しいところである。
３、パンの多孔質構造
（１） 連続小麦・グルテンゲル
小麦粉に水を加えて撹拌すると多くの空気が不均一な水--小麦粉混合物に変形しながら取り込まれ連続小麦ゲルが得られる。パンではこれをドウ（図４）、ケーキではバッターと呼んでいる。小麦粉は本来疎水的で、水を加えただけでは塊にならない。小麦ゲルは小麦貯蔵タンパク質プロラミンのグルテン（低分子量グリアジンと高分子量グルテニンの混じったもの、二成分接着剤）、グルテン中の脂質、デンプン粒等からなる。グルテンは通常の状態では水に溶けない。その不溶性と疎水性にもかかわらず、撹拌によりグルテンはその乾燥重量の約二倍の水を吸収する。撹拌するほど分子量は酸化、還元して大きく変化する。水和グルテンネットワークが形成されると小麦粉は粘着性の粘弾性ドウを形成する。ドウでは水は小麦グルテンによる粘りがもっともよくでる量までしか入れない（500BU）。したがってドウは発酵中に生成されたガスを保持し，これによりパンを焼いた後に均一な多孔質の構造の弾力あるパンになる。ドウ中のデンプン粒は水の層で取り巻かれて不連続に存在する。小麦デンプン粒は10-20μmの大きさの大粒と、それより小さい１−２μmの小粒からなるが、他の種類のデンプン粒と異なり、大粒の形状は平板状で表面に凹凸がある。小粒は球形である。撹拌することによりグルテンは吸水して連続のゲルに変化するが、デンプン粒は固体状で全くそのままの形状でただ水で周囲が濡れているだけである。しかし２個の平板状の形状のデンプン大粒は、機械的撹拌により空気を取り込んで空気の核を作りこれが気室の中心となって良好なパン構造を作る（図５）。合成粉の製パン実験で、デンプンの種類を変えてパンを作ると小麦デンプン粒のみがよく膨化し良好のパンを作れるのに、他の種類のデンプン粒のパンがそうならないのは、デンプン粒の形状の違いのため空気の核ができにくいためと言われている（５）。小麦デンプンほどパンの膨化がうまく進まないのはこのためである。ドウは撹拌するほど空気を抱き込む。撹拌はじめの密度は1.20g/mLであったものが撹拌が進むほど1.10g/mLと小さくなる。ブラベンダーファリノグラフで示すBU値と密度の関係は時間とともに図６のようになる。撹拌するほどグルテンの絡みは大きくなり、粘度（BU値）は上がり絹のようになるが、しかし最大BU値を超えるとグルテンゲルは破壊され、密度もほぼ一定になる。そこまでで空気はドウに十分巻き込まれる。
ゲルにはこの他、砂糖、食塩、イーストなどが混ぜられる。加温すると発酵が始まりイーストから発生したCO2はドウ中にとけ込む。とけ込んだCO2はドウ気室中の空気にガスとして混入して大きな気室を作る。はじめに撹拌で出来た空気の核にCO2はとり込まれ，CO2独自で新たな気室を形成することはない。しかし単に気室を含む小麦ドウの連続体を作ってもそのままでは気室の大きさの整った美味しいパンは完成しない。そこでドウのモールデング、パンチング操作を行って、一度できた大きな気室を物理的に押しつぶして、気室を細分化する。こうすることによって均一な気室がドウ中に完成し，パンの品質は良くなる。
グルテン中のリポソーム様集合体として存在していた脂質、特に極性脂質は水を吸収し、撹拌によって安定なラメラ液晶相を作り（図７）、グルテンゲルの連続相とともに安定化した界面の気室膜をつくる。デンプン粒表面は水を吸着し、自由水はその間これらを繋いでマトリックスを作る。おおよその小麦ゲルはこうして作られる。
３、パンの多孔質構造の形成
（２） 連続多孔質構造
続いてドウは230℃のオーブン中に入れられベーキングされる。パン表面は短時間のうちに100℃まで達し、水分が蒸発して温度はそれ以上にあがりパン表面はクラスト化する。その間、非酵素的褐変反応（メーラード反応）、カラメル化反応が起こり、酵素反応で生じたグルコースがこれらの反応に関与しクラストの香り、黄褐色をつくる。そのすぐ下の連続相はクラストのようには温度は上がらず、中心部が100℃に達するまで時間がかかる。モールデングやパンチングで気室の均一化した小麦・グルテンゲルはオーブンで加熱されると、20-40℃ではイーストは活性がありガス発生を引き続いて行ないドウはオーブンスプリングを起こし膨化し気室は最密充塡化する。しかし60℃以上になるとイーストは死滅する。小麦・グルテンゲルはその中に不連続の球状の気室、正確には14面体（正方形６，六角形８）の最密充塡気室相からなる。界面は広い界面を安定的に露出することの出来る脂質単分子相のラメラ相(5)と液状のグルテンタンパク質ゲル層からなり（図７）、そのゲル中に異物のようにデンプン粒が混在している。これが230 ℃のオーブンの中で加熱される。熱は伝導熱、拡散熱、蒸発熱、凝縮熱の繰り返しでドウ中心部へ伝播される（図８）。
温度移動は非発酵ドウに比べ発酵ドウでは非常に早い。このためパン中心部までの温度上昇は極めて早く、膨化食品は他の食品に比べ加熱による栄養面の損傷を減らし，食品の美味しさを引き出す点で優れている。気室の最も外側まで伝導、拡散熱で伝わってきた熱は、気室界面で蒸発熱に変わり水分は水蒸気となって短時間のうちに内側の界面まで移動し、蒸発熱は壁で冷え凝縮して熱を放つ（図８）( 6 )。熱はグルテンゲル中を冷たい方向に向かって伝導、拡散し、隣の気室界面に達し、次々にその繰り返しを行いクラム全体100℃の平衡化まで短時間のうちに到達する。グルテンタンパク質は比較的熱に安定な物質であるが、加熱変化は疎水的の相互作用の増加や水素結合の減少によるところが大きい。グルテンタンパク質の表面活性は加熱により変化し、グルテンゲルはキセロゲル化する。
熱により小麦・グルテンゲルの中で大きく機能的に変化するのはデンプン粒である。その際グルテンからデンプンへの水の再配分が起こる。デンプン粒は、温度60-80℃ころ粒からアミロースの溶出が始まり、糊化は51-57℃頃から始まる。最大糊化吸熱（Tm）は60-66℃である。レオロジー的性質の変化は60℃からはじまる。アミロースの染み出る量の増加とデンプンゲル重量の増加は60-80℃の温度ではまだ小さいが，その両方は80℃以上の温度で増加する。デンプンはグルテンからの水分など使ってグルテンゲルに置き換わってデンプンゲルを形成する。脂質はラメラ相のまま界面を形成している。こうして連続グルテンゲルは連続デンプンゲルに変わる。
ゴム風船に空気を吹き込んで膨張させ、膨張がマキシマムに達した後、さらに吹き込むとゴムは破裂してつぶれしまうが、小麦・グルテンゲルの気室構造はオーブンスプリング後、そのまま気室をひきついだ多孔質構造に変わりゴム風船のようにつぶれることはない。
以下の様に考えられる。加熱により小麦ゲル中のグルテンは高分子化しキセロゲル（かたまり）になり連続グルテンゲル相は消える。同時に脂質のラメラ構造も変化し途中亀裂が生じる。デンプンの糊化によリ生じた連続デンプンゲル構造も固化により組織は破れ、各気室壁に割れ目（気孔）が生じ、同時に外気と繋がり連続多孔質構造になるのである（図９）。それはパンのクラムの温度が100℃に達した時にクラムの中心部、外周部、同時に起こる。このため均一の連続グルテンゲル中の気室構造はそのまま固い壁を有する連続多孔質構造に変化する。薄くて固い多孔質膜がパンの弾力性を作る。100℃までの温度勾配が外部から中心部へ向かっているため、圧力勾配でパンの気室の大きさはパン中心部から外部に向かって気室の小さいものから大きいものへと整然と並び、固化して多孔質構造を作る時、パンの美しい切断面を作る。パンの弾力のあるテクスチュアも食欲を注ぐものとなる。これも糖質、デンプンの役割が大きい。
４、
ケーキの場合
（１）ケーキの膨化
これまで強力小麦粉（グルテン含量、約12%）によるパンの膨化について説明してきた。パン以外の小麦粉による膨化食品にはケーキがある。ホットケーキ、カステラは日本で人気のあるケーキ類である。これらにはパンとは違ってグルテン含量の低い薄力小麦粉（5-6%）を用いる。しかもバッターには加水量が多く、低粘度のバッターを作り撹拌操作能をおとし、グルテン形成に必要なエネルギー量を低下する。グルテンの粘弾性がなるべく生じないようにしている。グルテンタンパク質によるパンの膨化とは異なったメカニズムで膨化する事が考えられる。ケーキはパンとは違ってその原料に卵を加える。小麦粉、卵白、水を撹拌して、小麦・卵白ゲルを作る。小麦・卵白の連続相中に、撹拌で空気を取り込ませるのが特徴的である。連続相中にはさらに卵黄、油脂が分散している。卵白中に存在するアルブミンは起泡性に優れている。このタンパク質の分子構造は両親媒性構造を有しているので、分子中に比較的疎水性領域を形成しやすく気/液界面に吸着すると共に不溶性の膜を形成する性質が強く、泡の安定化作用も強い。さらに油脂（極性脂質）は水と反応して、ラメラ液晶相を作り疎水性部を界面の空気に向けて整然と並びタンパク質とともに安定な気室膜を作る。親水性をもつ極性脂質（図10）(7)はケーキの膨化に貢献している。80℃以上の温度範囲では小麦粉中のデンプン粒の糊化が起こり、88～96℃ の温度範囲では卵タンパク質の熱変性によるキセロゲル化が引き起こされ、ケーキ組織が形成されていく（8）。特に88℃の時点、すなわちデンプンのアミロース溶出と糊化が終了し、タンパク質変性が開始する温度において、連続バッター構造から連続デンプンゲル構造へ変化し、さらにデンプンの固化、タンパク質キセロゲル化等で生じた割れ目（気孔）から気体は外界に放出される。この温度を境にしてケーキ組織は連続バッター構造から連続多孔質構造へと変化する。
４、
ケーキ類の場合
（２）小麦デンプン粒表面の疎水化とケーキ組織の改良
これまでケーキの歴史ではケーキの膨化を安定化するために種々の研究が行われて来た。その１つにクロリネーション（塩素ガス処理）がある。小麦粉に塩素ガスを吹き込むやり方が、小麦粉の漂白目的で行われてきた。これがたまたまケーキの膨化などにも効果のあることがわかり、この研究からケーキ膨化メカニズムの研究が行われた。クロリネーションは小麦粉に満遍なく反応するが、特に小麦デンプン粒表面にある微量タンパク質に作用し、デンプン粒の性質を疎水的性質に変化させることが知られた（図 11）（9）。このデンプン粒の疎水化がケーキバッター中の気室膜に付着して気室を安定化することでケーキ改良に貢献するものと考えられた。しかしクロリネーションは食品衛生上の観点から回避され、その代替として小麦粉の乾熱処理（120℃、数分間）が行われた。小麦デンプン粒は乾熱処理でクロリネーション同様、デンプン粒表面に疎水化を起こし、ケーキで組織安定化、膨化の改良に貢献した（図 12）(10)。ケーキのテクスチュアの美味しさも、パンの美味しさとともに糖質であるデンプン粒に基づくものである。
５、
小麦アレルギー、セリアック病、グルテン不耐性の問題
欧米では小麦粉によるこの３種の病気の患者が増えている(11,12)。日本でも関心が深まってきている。何れも小麦グルテンに基づく問題であり、パン、ケーキ類を含む小麦粉製品により引き起こされる病気である。その原因は、小麦グルテンが人によって分解されない構造を有しているためである。アミノ酸のうちプロリン、グルタミンが麦類の貯蔵タンパク質、プロラミンには多く、病気はそれらを含む独特のエピトープに基づいている。グルテンは、グルタミン（37%）およびプロリン（17%）の最高値を示し，その後にロイシン（7%）およびフェニルアラニン（5 %）が続く。ヒスチジン（２％）、リジン（≈ 1%）、メチオニン（≈ 1%）、およびトリプトファン（<1%）は微量である。プロリン残基はタンパク質鎖内にねじれを引き起こす二次アミノ基の性質であり、デンプン質の胚乳におけるタンパク質鎖の密なパッキングを可能にしている(13)。さらに，プロリン残基は外部の酵素攻撃による貯蔵タンパク質の分解を防ぐ。このアミノ酸を含むグルテンを分解する酵素、PEP ( プロリルエンドペプチダーゼ)のヒトにはないことが原因である。さらにこのペプチドをIgE結合エピトープQQIPQQQと称し、欧米人の数％--10%ほどのセリアック病患者は特に腸内にこのペプチドを取り込み、自己免疫疾患の病気で死亡する人がいる。現在では乳酸菌等の持つPEPなどで小麦グルテンを分解し、この病気を回避しようとする研究が進んでいる。グルタミンに富むペプチドは，セリアック病患者のもつ腸組織酵素トランスグルタミナーゼ2（TG2）の優れた基質である。この病気を避けるためにはグルテンフリー食品しかないのが現状である。
アフリカ豆；栄養と健康促進効果−２
４．アフリカ豆での健康-促進の性質
いくつかの生物活性的、健康増進的性質はアフリカ豆中に存在する植物化学物質によるとされてきた。これらのうち、食物フェノール物質は最もよく研究され、それらの健康促進効果は最もよく報告されている。アフリカ豆に存在する植物化学物質による可能性ある健康、促進効果は、酸化的ストレスと炎症性疾患の阻害または予防、それと例えば心血管及び冠状動脈上心臓病、糖尿病、ガンのような慢性疾患の予防に分類される。
4.1 酸化的ストレスの阻止あるいは予防
遊離ラジカル、例えば活性酸素種、及び活性窒素種（ROS/RNS）は、体中のいろいろなメタポリックプロセスを通して構成的に作られるものである。低レベルで、これらの遊離ラジカルは細胞のシグナル伝達と代謝過程の調節の重大な役割を演じている（Pham-Huy et al., 2008）。遊離ラジカルは又、侵入する病原体に対しても多量に作られ、そしてもしもコントロールや調整できないとそれらは例えば細胞膜、細胞タンパク質、脂質、DNAと言ったホストの細胞成分にダメージを与える。体は、例えばグルタチオン、グルタチオンパーオキシダーゼ、カタラーゼ、スーパーオキシドデスムターゼと言った内因性抗酸化物質を作り、これらの遊離ラジカルと反応して低下させる。病的状態下では、免疫が低下しいるところで体中の生産される遊離ラジカル濃度が防御のための抗酸化物よりも過剰になる。これは酸化ストレスを引き起こし、多くの慢性疾患発症の中心的役割を演じると考えられている（Fearon and Faux, 2009; Pham-Huy et al., 2008）。例えば食事源のような抗酸化物質の外的源は、内因性抗酸化剤の防御的役割りの補体とすることができると仮定されている（Pham-Huay et al., 2008）。
アフリカ豆中のフェノール物質は、酸化ストレスに対し体中の防御的役割を演じていて、その効果はそれらの抗酸化的性質のよるものと考えられている。これらの抗酸化性質は、殆どin vitroの遊離ラジカルースキャベンジングの性質、及び金属ーキレート的性質のベースに基づいているものとわかった。例えば脂質過酸化反応、人低濃度リポタンパク質酸化、及び赤血球の酸化的ヘモリシス（溶血）（Kayiyesi 2013; Shelembe et al., 2012）の阻害のようなより生化学的タイプのアッセイもまた応用された。表9.8は、アフリカ豆のいくつかの抗酸化的性質のサマリーを表したものである。
未処理、微細化した、ボイルした各ササゲからの粗フェノール抽出物は、in vitroの胃腸消化物に似せたもの同様、遊離ラジカルを探るそれらの能力を通じ、抗酸化的性質を有するものと示された（Apea-Bah et al., 2014; Hachibamba et
al., 2013; Kayitesi, 2013; Zia-Ul-Haq et
al., 2013）。それらは酸化的溶血から赤血球を守ることも示した（Kayitesi 2013）。このことはササゲ自体がラジカル誘導の細胞壊死に対して守る可能性を示すものである。同じ研究がバンバラ落花生でも報告され（Nyau et
al., 2015; Oboh et al., 2009）、更にマラマ豆でも報告された（Kayitesi et al.,
2012; Shelembe et al., 2012）。調理したバンバラ落花生とアフリカヤム豆のフェノール組成物と抗酸化的性質への自発的天然発酵の影響の研究を進め、Oboh et
al., (2009)は、天然の発酵は調理した豆の抗酸化能を上げることを記述した。また、未発酵、発酵バンバラ落花生とアフリカヤム豆の両方で、遊離可溶性フェノールの方が結合フェノールよりもより高い抗酸化と還元的性質を示した。
表9.8に示すように、ササゲは抗酸化能が最もよく研究された専従民族のアフリカ豆である。一般に着色した豆は、無着色あるいは着色の薄いものよりも抗酸化能が高い。例えばHachibamba et al., (2013) は、金-黄色のササゲに比べて赤っぽい-茶色のササゲの方がより高い酸素ラジカル吸収値（ORAC）を示すことを報告した。褐色で白っぽいアフリカヤム豆品種は、クリーム着色タイプのものよりも高い2,2-diphenyl-1-picryhydrozyl (DPPH)ラジカルスキャベンジング活性を示した（Aminigo and Metzger , 2005）。フェノール物質は種子膜に蓄積している抗酸化特性と大きな関係にあることがよく知られている（Duenas et
al., 2006）。そこで、土着のアフリカ豆種子膜が機能性食品成分と栄養補助食品開発に適当であるかどうか示すことを努力目標にした（Shelembe et al., 2012）。
In vivo研究で、発酵した豆（バンバラ落花生、アフリカローカスト豆）調味料食事によるストレプトゾトシン誘発糖尿病ラットの酸化ストレスへの影響を検討した（Ademiluyi and Oboh, 2012）。この研究は、酸化ストレスが糖尿病組織損傷の成長と形成に関係していると仮定し（Dias et
al., 2005）、フェノール抗酸化物質に富むこれらアフリカ豆の食事はこれらの効果をへらすと仮定して行われた。糖尿病ラットで、豆調味料食の入った餌ではないものは、高レベルの肝臓ダメージマーカー酵素（alanin aminotransferase, aspartate
aminotransferase及びalkaline phosphate）、及びmalondialdehyde (酸化的損傷 に対するマーカー物質)を示し、さらに解毒酵素glutachione-S-transferase と抗酸化酵素catalase (Ademiluyi and Oboh, 2012) の活性低下を示した。糖尿病ラットを発酵バンバラ落花生とアフリカローカスト豆調味料で処理すると、上記の観察結果を通常の状態に戻した。これは発酵した豆調味料がその高フェノール含量と抗酸化能のために酸化的ストレスを低下する能力を示すものである（Ademiluyi and Oboh, 2012）。
4.2 抗炎症作用
炎症は、体組織が物理的トラウマ（害傷）、強烈な熱、放射線、放射性化学物質、あるいは病原性感染症によって害された時起こる。炎症の主な目的は、感染の解決と損傷組織の回復（Garcia-Lafuente et al., 2009; Nathan, 2002）と発赤、熱、腫れ、苦痛の病状のあらわれ（Vane and Botting,1987;Nathan, 2002）、それと生理的機能の乱れである（handra et al.,
2012）。しかしながら、もし炎症が慢性炎症の場合のようにコントロールできない場合、組織損傷が起こり、その結果慢性疾患となる（Serhan and Savill, 005）。
フェノール成分には抗炎症作用がある（Burdette et al., 2010）。しかしながらアフリカ豆の抗炎症作用に関する情報には限界がある。
Hachibamba (2014)とOjwang
et al., (2015)は、ササゲ抽出物には腫瘍壊死因子--α（TNF-α）、インターロイキン−６（IL-6）、細胞間接着分子１（ICAM-1）、及び血管細胞接着分子（VCAM-1）をエンコードする炎症誘発性遺伝子の抑制発現能を通し、循環器疾患に関係ある抗炎症作用のあることを示した。この性質はササゲ品質間で異なり、ササゲのフェノール成分に関係すると考えられている。全体的に推測される可能なことは、消費者に対しササゲの消費は酸化ストレスと炎症疾患を防御する潜在的貢献力があるということである。
4.3 循環器疾患と降圧特性の阻止あるいは予防
循環器疾患は、小血管をブロックするアテローム性動脈硬化症のプラークの形成に関係する（Madamanchi et al., 2005）。アテローム性動脈硬化症のプラークは、コレステロール負担マクロファージからの結果で動脈泡沫細胞から形成される（Aviram and Fuhrman, 2002）。泡沫細胞中に蓄積するコレステロールはプラズム低密度リポタンパク質（LDL）からのものであり、酸化されるとそれはマクロファージや平滑筋に取り込まれる。そこでLDLの酸化は循環器疾患の進行の中心である（Regnstrom et al., 1993）。結果、LDL酸化阻止は心血管疾患緩和の可能性ある方法である。
アフリカ豆のLDL酸化阻止能に関する研究は少ない。関与する研究の殆どはLDL酸化阻止に関するもので、thiobarbituric acid 反応物質（TBARS）アッセーを用いたものである。沸騰したササゲからの抽出物とそれらのin vitroで似せた胃腸消化物は、ドウ触媒による過酸化からヒトLDLを守ることが示され（Hachibamba et al., 2013; Kayitesi, 2013）、これはアテローム発生と結果の心血管疾患を含意する。Salawu et
al., (2014) は、ササゲの細胞壁調製物と全種子は銅触媒ヒトLDLの酸化を阻止すると報告した。バンバラ落花生の脂質過酸化に対する阻止効果は、未発酵、発酵（自発的あるいは自然発酵）両方の調理したバンバラ落花生で報告された（Oboh et
al., 2009）。発酵は、調理したバンバラ落花生の脂質過酸化阻止能を増加した。また未発酵及び発酵バンバラ落花生の両方において、遊離可溶性フェノールは結合フェノールよりもよりよい脂質過酸化阻止能を示した。マラマ豆のフェノール抽出物の銅触媒によるヒトLDL酸化に対する阻止効果も報告された（Shelembe et al., 2012）。このLDL酸化に対する豆類阻止に観察される能力は、それらの構成フェノール化合物によるものである（Oboh et
al., 2009; Shelembe et al., 2012）。フェノール化合物は、水素原子移動で遊離ラジカルを集める力がある（Huang et
al., 2005）。それらはまた金属イオンをキレート化して送り込むが、例えば LDL酸化プロセスを触媒する銅イオンのように過酸化物反応において金属活性剤として働くもので（Huang et
al., 2005）ある。
In vitro 研究で、糖尿病ラットを発酵アフリカローカスト豆の水抽出物で処理すると、高濃度コレステロール（HDL）血清レベルの上昇とLDLの低レベルを引き起こし、高いHDL：LDL比を引き起こす（Odetola et
al., 2006）、それは冠状動脈性心臓病の危険性低下を示す。
アンジオテンシンI-コンバーテング酵素（ACE-I）の阻害は、降圧特性の表示として用いられている。ACE-Iは、不活性アンジオテンシンIを血液収縮剤であるアンジオテンシンIIに変え、同時に血管抗張剤であるペプチドのブラジキニンを破壊する（De Leo et
al., 2009）。そこでACE-Iの作用は、血圧をあげ高血圧を引き起こす。
Sreerama et al., (2012a) は、ササゲからのフェノール抽出物はACE-Iに対して添加による阻害効果を示したと報告した。ササゲACE-I阻害能は、ホースグラム（マメ科植物）（Marcrotyloma
uniflorum L.）とひよこ豆（Cicer arietinum L.）が120μg/mLでの最も高い阻害濃度であったことに類似していた。ACE-Iのアフリカ豆による阻害能は、フェノール物質では制限されない。ササゲからのタンパク質加水分解物とペプチド区分は、又ACE-I阻害効果を持つことが報告されている（Segura-Campos et al., 2012, 2011）。
Drago et al., (2016) は、またササゲタンパク質分解物を小麦パスタと調理物の中に入れた後ACE-I阻害効果を示したと報告した。
4.4 抗ガン作用
アフリカ豆の抗ガン作用に関して情報は少ない。ササゲ中の抗ガン性は、沸騰したササゲとin vitro実験擬似胃腸消化物で、酸化によるDNA損傷の抑制の能力で示された（Nderitu et
al., 2013）。暗赤色のササゲ品種はクリーム色ササゲ品種よりも３倍以上の効果が、プラスミドDNAに対する酸化的ダメージの保護にあった。これは高いフェノール含量が赤ササゲ品種に有るためだ。もう１つの研究はフェノール物質とササゲ抗酸化能への微粉化（赤外線調理）に関するもので、微粉化したものと未微粉化ササゲサンプルの抗酸化能がやはりDNA酸化的損傷を守ることができたと報告された（Kayitesi, 2013）。Salawu
et al., (2014) も、ササゲの細胞壁調整品と全種子の両方にDNAの酸化的損傷を止める力のあることを報告した。これはラジカル誘導点突然変異とその結果の発ガンに対するササゲの可能性ある防御能を示す。更にこの分野と他の先住民族のアフリカ豆の研究が必要である。
可能性ある抗ガン性は又、抽出物のin vitroでガン細胞の増殖防止の能力によっても示される。Gutierrez-Uribe et al., (2011) は、種子膜、コチレドン、全ササゲ種子からのフェノール抽出物がhormone-dependent mammary (MCF-7) 乳ガン細胞（ホルモン依存性乳腺乳ガン細胞）の増殖を阻止すると報告した。A36KDaタンパク質（ポリガラクチュロナーゼ阻害タンパク質に対する相同性を示す）はササゲ種子から分離するが、MBL2 リンパ種とL 1210白血病細胞の迅速な細胞増加を防いだ(Tian et
al., 2013)。他の豆タンパク質、例えばプロテアーゼ阻害剤は、又ガン細胞の増殖を抑えると報告された。Joanitti et al., ( 2010) は、トリプシン/キモトリプシン阻害剤をササゲ種子より分離、精製し、細胞生存の低下とMCF-7乳腺ガン細胞の増殖を抑えた。
4. 5 抗糖尿病特性
糖尿病治療では血糖値レベルのコントロールが重要で、デンプンー加水分解酵素αーアミラーゼとαーグルコシダーゼの阻害を抗糖尿病特性の提示として用いられた（McDougall and Stewart, 2005）。Sreerama et al., (2012a) はササゲフェノール抽出物の添加によるα--アミラーゼとα--グルコシダーゼ阻害効果を報告し、ササゲの大きな抗糖尿病効果を示した。ササゲ抽出物の特にα--グルコシダーゼに対する阻害効果は、ヒマラヤふじ豆やひよこまめからの抽出物より優れている。Odetola et al.,
(2006) は、発酵したアフリカイナゴ豆調味料の低血糖効果をアロキサン誘導糖尿病ラットを使い糖尿病治療薬、グリベンクラマイドと比較して効果を調べた。ラットにアロキサンを投与すると、素早い顕著な血漿ブドウ糖増加を示した。
しかしながらラットに発酵したアフリカイナゴ豆の入った食事を与えると、プラズマでの顕著な糖の低下があり、それはグリベンクラマイドで得られたものと同様であった。著者らは、観察された発酵アフリカイナゴ豆調味料の低血糖効果は、イナゴ豆中のフラボノイドのような植物化学物質の存在のため副腎β--細胞の保護の結果によりインシュリン-刺激効果が起こったものと考えた。
5.
結論
アフリカ豆は明らかに食べ物中、特にタンパク質、必須アミノ酸、食物繊維、ビタミン、ミネラルの栄養を食物供給することができる。しかしながら、よく知られた豆、例えば一般の豆、油脂の多い豆、例えば大豆のようなものに比べて、アフリカ豆は一般に利用されてないし研究もされてない。マラマ豆は最近、野生から得られ、いかなる組織化された栽培でも作られていない。
先住民族古来からのアフリカ豆の健康増進植物化学成分の生化学的利用性の情報は欠けており、さらに慢性疾患の予防、そのin vivoでのターゲット場所における作用メカニズムの情報も同様に欠けている。アフリカ豆の消費に関する疫学的情報、及び消費者の健康状況の情報も欠けている。これらの地域における調査研究は、アフリカ豆の利用の増加に貢献するであろう。アフリカ豆が干ばつ耐性作物であることを考えると、気候に優しい食用作物として利用できる上等な候補作物である。地球温暖、気候変動が結果として低農業生産と食料不安となり、重要な地球問題である。そこでアフリカ豆は持続可能な食料源として、地球上大きな可能性を有するものである。
アフリカ豆；栄養と健康促進効果−１
紹介
Cowpea (ササゲ)（Vigna unguiculata L. Walp）、
Bambara grandnut (バンバラ落花生)（Vigna subterranean L. Verdc）、marama
bean (マラマ豆) [ Tylosema eseulentum (Burchell) A. Schreiber
] (図9.1, A-C)
は、最も顕著なアフリカ豆化植物のいくつかである。ササゲとバンバラ落花生は一般的豆で穀実用マメ科作物あるいはパルス（乾燥豆）であり、一方マラマ豆は大豆やピーナッツに似たオイル種子豆である。他の２つの アフリカ豆で面白いのは、西アフリカローカスト豆[Parkia biglobosa（Jacq.）R. Br.
ex G Don]、それは油糧種子と、アフリカヤム豆（Sphenostylis stenocarpa（Hochst．ex．A. Rech）Harms）であり、これはパルスである（図9.
1D-F）。これらの豆のすべてはアフリカに土着のものであり、いろいろの形でアフリカ社会に消費されてきた。
これらのすべての豆の生産と利用は、アフリカに制限されるものではない。例えばササゲ豆はアメリカ（一般にブラックアイピーと呼ばれ）では非常によく知られたもので、アメリカまた顕著な生産国であり輸出国でもある。ササゲ豆はまた、ラテンアメリカたとえばブラジル、エクアドルと言った国々でも顕著な作物であり、重要な生産国であり消費国である。かなり増加しているのはバンバラ落花生で、南東アジアで興味を持たれており、例えばインド、マレーシア、フィリッピン、タイで生産されている。しかしながらこれらの豆はアフリカだけでなく他のところでも重要な食品作物である。
それらの食品源として重要性にもかかわらず、これらの豆は比較的他のよく知られた豆、例えば一般の豆類に比べ、利用が低く、研究が遅れている。例えばマラマ豆が最近は以前栽培されたほどではないが、南アフリカの乾燥地帯に野生で育っている。これらの豆は利用されず研究されずいるため、それらは無視された食品作物と考えられ、実際には"失われたアフリカ作物"と考えられている（Natural
Research Council, 2006）。これらの豆は重要な植物タンパク質源で、高コストのために動物性タンパク質の入手しにくいアフリカ社会の農村の間では、タンパク質の供給源、不可欠アミノ酸の供給源として重要な役割りを演じている。それらはまた、ビタミン、ミネラルなど微量栄養素を供給するものである。油糧種子として、マラマ豆はまたオイルの潜在的に重要な供給源である。
栄養価とは別に、アフリカ豆はまた非栄養的植物化学成分の源であり、顕著な証拠が健康価値にある。
ほとんどのサハラ以南のアフリカでの貧しい食生活の選択を伴う迅速な都市化は、例えばガン、心血管疾患、糖尿病といった食に関係する非感染性疾患の発生率の増加に寄与する要因である。研究は、これらのアフリカ豆が生化学活性物質の重要な源であり、例えばフェノール生物質であるが、それは健康促進的性質があることを示した（Hachibamba
et al., 2013; Nderitu et al., 2013）。
気候変動と地球温暖化に関する関心が大きくなり、極端な天候事情、変動する気候は食品と水供給にネガテブに影響している。天候変化は農業生産と食品安全保障にはネガテブな影響があり「Food
and Agricultural Organization (FAO), 2016a」、サハラ以南のアフリカ地域はその最も大きな打撃を受ける一地域と思われる（Zewdie,
2014）。しかしながらこれらのアフリカ豆の重要な性質は、それらが干ばつに耐性があるということである。そこでそれらは世界に広がる戦略的、天候妥協食品源と考えられるだろう。
この章でレビューするのは、アフリカ豆、特にササゲ、バンバラ落花生、マラマ豆、アフリカローカスト豆とヤム豆の栄養的、健康促進的な性質である。それらが未利用、未研究という事実を考えると、全体的目的はサハラ以南のアフリカのみならず世界中の他の地域にも食品源として重要な役割を演じるこの天候に妥協するアフリカ豆の重要性を強調することである。
２ アフリカ豆の生産と利用
2.1 生産
FAOの統計によると、1983年から2014年の期間、世界のササゲ豆、バンバラ落花生の世界生産はアフリカが圧倒的である（FAOSTAT, 2016）。上位5カ国の内4カ国のササゲ豆生産国は世界中でアフリカ（ナイジェリア、ニジェール、ブリキナファソ、タンザニア）で、これらの国で世界のササゲ生産の95.3%を生産する。平均生産250万トンのナイジェリアは、ササゲの世界生産のトップである。期間中、バンバラ落花生の世界生産はアフリカが圧倒的で、主生産国はブリキナファソ、マリ、カメルーン、ナイジェリア、コンゴ民主共和国がリストに登る。ササゲに比べ、バンバラ落花生の生産はよりスケールの小さいものである。バルキナファソはバンバラ落花生生産国のトップで、1993年から2014年の平均生産41,900トンを発表した。すでに述べたように、ササゲ、バンバラ落花生とは別にマラマ豆はヒトによる栽培なく、野生に育つ油脂豆で、放置され商業的に生産されてない。その結果、マラマ豆の利用可能な生産統計はない。マラマ豆は、農業特性、栄養的性質、加工、利用を含むいろいろな面で、Jackson
et al., ( 2010)により広くレビューされている。
アフリカローカスト豆は、東アフリカのサバンナ地帯によく育つマメ科樹種である。現存する樹の殆どはどれも意図的な栽培と生産の努力をせずに野生に育ったものである。しかしながら、近年、研究努力が行われている目的は、農業手段の適用によるその生殖質の保存と改善である（National
Research Council, 2006）。アフリカヤム豆は結節性豆であり、草むらのつるを登るものと記述される。しかしながらこの豆にはいくつかの栽培があるが、それは非常に大スケールのものではなく僅か生存レベルのみに制約される。FAO (2016b)
によると、アフリカヤム豆の野生種と栽培種はサハラ以南のアフリカの広域にみられる。アフリカヤム豆は東アフリカのエリテリアから南アフリカのジンバンブーに見られ、又西アフリカのギニアからナイジェリア南部、トーゴー、コートジボワール(Ivory
Coast) まで見られる。
これらの豆類の重要な面は、それらが持続可能な農業に向けて寄与するものであり、主には彼らの間作と輪作システム利用にされる。例えばササゲ、バンバラ落花生、アフリカヤム豆は土壌中で窒素固定に顕著な力があることに注意し、土壌肥料に貢献する"緑肥"として価値がある。ササゲは一般にもろこしやトウモロコシのような穀物の間作であり、一方アフリカヤム豆は一般にトウモロコシやキャッサバと一緒に生長する。
2.2 利用
ササゲ、バンバラ落花生の食品利用は大きくは非常によく似ている。乾燥粒はボイルされ、味付けされ、美味しいシチューに調理され、茹でてフライにした根と根茎のいろいろな料理とともに食べる。ササゲ粒は特に穀物、例えばコメ、あるいは半ボイルのトウモロコシのようなものと複合食品の料理に調理される（Madode
et al., 2011）。西アフリカの国々、例えばナイジェリア、ガーナには、味付けしたササゲペーストをよくフライにした食品"アカラ" (ナイジェリア) 、あるいは"コーセー" (ガーナ) 、あるいは蒸した "モインーモイン" ( ナイジェリア)がある（Phillips
and McWatters, 1981,Taiwo,1998）。これらのペーストは昔からのやり方で作られるが、はじめ粒を水に浸け種子殻を柔らかくした後、皮をとり、続いて粉砕化して脱皮した粉をペーストにするが、それは石や乳鉢、電動ブレンダー、あるいは市販の製粉機を使う（Dovlo et al., 1976）。対象として、マラマ豆を食品用に利用することはササゲやバンバラ落花生とは比較レベルではない。これは本質的にマラマ豆が野生であることのためである。種子皮は捨てられ、子葉がローストされ、南アフリカのKalahari（カラハリ砂漠）のSan community（サン人の社会）により主にスナックとして消費される（Jackson
et al., 2010）。これらの豆の二重の利用は、種子とは別の意味、ササゲの葉、バンバラ落花生の葉はまたグリーンの葉野菜として記憶しておく価値がある。
もう１つ重要な形のこれらアフリカ豆の利用は、種子を粉として利用することであり、いろいろな食品応用に使われている。脱皮したササゲ、あるいはバンバラ落花生粒は粉に製粉し、小麦粉とブレンド後、いろいろな焼き物、例えばパン、クッキー、マッフィンにする（Sharma
et al., 1999） 。この粉はまた離乳食成分として用いることが出来る。最近のEU研究プロジェクトは、マラマ落花生を脱脂して粉にする製造がいろいろな食品応用に応用できる研究をした（Jackson
et al., 2010）。
ナイジェリアのハウサ人社会によってアフリカローカスト豆の種子は、普通"ダワダワ"と呼ばれる調味料に加工され（図9.1E）、シチュー調製時の成分として用いられる。その調味料は、脱皮したロースト豆種子を調理後に一定時間発酵して作られる（FAO, 2016c）。アフリカヤム豆は生長して第１に乾燥種子をとり、その根と葉はまた食品材料に利用される。しかしながらそれはヤム豆"ジッカマ"[Pachyrhizus erosus (L) Urb.]とは混乱しない、それはもともとラテンアメリカ（FAO, 2010b）のもので丸い塊茎は多くのUSスーパーマーケットで売られ、サラダに用いられている（National
Research Council, 2006）。アフリカヤム豆種子の食品利用されているものは、非常によくササゲ、バンバラ落花生に似ている。乾燥種子は粉に挽き、水と調味料でペーストにし、オオバコの葉で包み、ボイルしスナックとして食べる。調理された種子はまたソースにし、デンプン質の主食とともに食べる。またデンプンに富む塊茎根の消費に参考となるものは、サラダであり、あるいは粉タイプのものの消費であり、ヤム豆植物の葉の消費はほうれん草のタイプのようなものである（FAO, 2016b）。
３．アフリカ豆の栄養的品質
3.1巨大栄養素
3.1.1アフリカ豆の大略成分
表9.1にはアフリカ豆の大略成分を一般に消費される（Phaseolus type）豆や大豆と比較して述べた。高タンパク質含量（少なくても19%）は豆の典型的なものである。ササゲ、バンバラ落花生、アフリカヤム豆（豆と考える）は一般の豆（表9.1）に対しほぼ同じ成分であり、炭水化物含量（殆どデンプン）はマラマ豆、アフリカロースト豆より高い。対象として、マラマ豆とアフリカロースト豆は、ササゲやバンバラ落花生より高いオイル含量を示す。マラマ豆の高オイル含量は市販の植物オイルの生産に対し用いられる油糧種子と比べられるが、例えば大豆オイル（表9.1）ひまわり、菜種、ピーナッツである（Jackson
et al., 2010）。
3.1.2 デンプン
ササゲ、バンバラ落花生、アフリカヤム豆中のデンプンはデンプン粒として蓄えられ、一般にはいろいろなサイズの球状、あるいは楕円形として記述される（レビューはEmmambux
and Taylor 2012）。
ササゲデンプン粒は楕円形（Jane et al., 1994）, 球及び腎臓の形と述べられる（Agunbiade and
Longe , 1989）。バンバラ落花生デンプン粒は楕円形、球形（Enwere and
Huang,1996）、 卵及び丸い型(Adebowale
and Lawal 2002, Sirivongpaisal, 2008)である。アフリカヤム豆デンプン粒は卵、腎臓形と述べられる（Agunbiade
and Longe,1999）, あるいは卵、丸型（Adebowale et al., 2009）であり、一方アフリカローカスト豆デンプン粒は大きな、ひな形でいくつかの小サイズも有り（Ihegwuagu
et al., 2009）, あるいは卵(
Sankhon et al., 2012) 型であった。ササゲ、バンバラ落花生、アフリカヤム豆デンプンの非常に広い粒サイズの広がりは、1μmほどの小さいものから92μmの大きいものまである（Emmambux
and Taylor 2013のレビュー）。ササゲ、バンバラ落花生、アフリカローカスト豆は、ほぼ同一のアミロース含量27-29％（Ashogbon
and Akintayo 2013）、22% ( Sirivongpaisal, 2008)、23.8% (Ihegwauagu
et al., 2009) 各々であった。アフリカヤム豆デンプンは、より高いデンプンアミロース含量のようで35.2%(
Adebowale et al., 2009 ) と34.4%
(Agunbiade , 1998)と報告された。
他のアフリカ豆を対象としてここで考えると、マラマ豆種子にはデンプンは含まれない。マラマ豆のデンプン含量は無視（0.2％乾物）できる（Mosele
et al., 2011）。マラマ豆のプロトンNMRとフーリエ変換ラマン分光法を含む技術を用いた分光学的研究では全くデンプンの検知は報告されてない（Holse et al., 2011）。
3.1.3 タンパク質、アミノ酸成分
よく知られたオズボーンタイプのタンパク質分画方法を用いて、種子タンパク質をアルブミン（水溶性）、グロブリン（塩可溶性）、プロラミン（水、アルコール可溶）、グルテリン（酸・アリカリ可溶）に分けることが出来る。ササゲではグロブリンは最も比率が大きく（48%-90%）、アルブミン（3%-14%）、プロラミン（5%-13%）、グルテリン（7%-23%）である（Chavan et
al., 1989）。
対象として、バンバラ落花生ではアルブミン（73%）が大部分のタンパク質区分で、続いてグルテリン（8.6%）, グロブリン（8.2％），プロラミン（0.8%）である（Yagoub and Abdalla, 2007）。グロブリン（53%）がマラマ豆で大部分のタンパク質区分であり、続いてアルブミン（23.3%）、 プロラミン（15.5%）、アルカリ可溶グルテリン（7.7%）、酸可溶性グルテリン（0.5%）となる（Bower et
al., 1988）。
豆グロブリンは普通、超遠心あるいはクロマトグラフィーにより2つの大きな区分に分けられ、すなわちビシリン(7S)とレグミン(11S)である。ビシリン成分はササゲの大部分のタンパク質と報告され、より大豆グロブリンに密接に関係する（Sefa-Dedeh and Stanley,1979）。Amonsou
et al., (2012)によると、ビシリンと酸性11Sグロブリン成分はマラマ豆中にはないようだ。これらの著者らは、マラマ豆中に、殆どの塩基性レグミン (11S)の存在といくつかの中間（63kDa）と高（148kDa）分子量蛋白質の存在を報告している。
表9.2はアフリカ豆と一般の豆、大豆と比較してアミノ酸組成を示した。ササゲ、バンバラ落花生、アフリカローカスト豆のアミノ酸組成は、一般に普通豆に似ていて、アスパラギン、グルタミン、ロイシン、フェニルアラニン+トリプシン、リジン、アルギニンが主体である。アフリカヤム豆は、同様に顕著レベルでリジン、アスパラギン、グルタミン、グリシンを含有する。マラマ豆はアスパラギン、グルタミン、ロイシン、アルギニンに富み、特にフェニルアラニン+チロシンが他のアフリカ豆、一般豆と大豆に比べて多い。
期待されるように、すべてのアフリカ豆はリジン（穀物とは別に）
が多く、しかし硫黄含有アミノ酸のレベルは非常に低く、それは一般豆、大豆とかなりよく比較出来ると考えられる。これらの豆の利用は、穀物とともに構成食品の成分として（ときに"混合"として、例えばトウモロコシ-大豆ブレンド）タンパク質改良を強調する。全体的に、これらのアフリカ豆は不可欠アミノ酸に関し高い栄養価を持ち、100gタンパク質ベースの大人用の毎日の推薦必要量供給が可能である。
仮説されるのは、マラマ豆中の芳香族（ヒスチジン、フェニルアラニン、チロシン）、脂肪族（アラニン、イソロイシン、ロイシン、プロリン、バリン）アミノ酸はマラマ豆タンパク質を他の豆タン白質、例えば大豆よりもより疎水的、安定なものにするということである（Amonsou et
al., 2012）。アフリカ豆でのアミノ酸組成の１例は、特にササゲやバンバラ落花生ではこの仮説がまた、それらのタンパク質に当てはまる。Amonsou et
al., (2012) が更に仮説したのは、マラマ豆の高チロシン含量がまたジチロシン架橋形成の可能性によりタンパク質を安定化するというものである。
3.1.4 脂質と脂肪酸組成
すでに述べたように、ササゲ、バンバラ落花生、アフリカヤム豆（表
9.1に示す) の脂質含量は豆の典型であり、マラマ豆、アフリカローカスト豆の脂質含量は油糧種子の典型である。豆は彼らのエネルギーを主にデンプンの形で蓄え、ここでは高デンプン含量は、例えば捧げ、バンバラ落花生である。油糧種子、例えばマラマ豆はそれらのエネルギーを主にトリグリセリドの形で蓄え、これは高--オイル含量である。マラマ豆はそこで他の油糧種子の様に、例えばひまわり、大豆、オイル用の特別の加工する。最近ヨーロッパユニオンプロジェクトは、食用植物オイルとしてマラマ豆オイルの性質を細かく研究を進め、その結果マラマ豆オイルは消費者調理用オイルとしての非常に大きな可能性があると結論したが、しかしサラダオイルにはその可能性は不明であった（Lackson et
al., 2010）。
表9.3はアフリカ豆のオイルの脂肪酸組成を一般の豆や大豆と比較した。すべてのアフリカ豆は不飽和脂肪酸に富み、リノレン酸（C18:2）の比率が高い。
マラマ豆とアフリカヤム豆は、他の豆に比べてモノ不飽和脂肪酸オレイン酸（C18:1）の比率が約２倍ほど含まれていた。興味深いことにササゲと普通豆には大豆より高比率で多不飽和リノレン酸（C18:3）が含まれていた。アフリカローカスト豆を除いて、全てのアフリカ豆はまた飽和パルミチン酸（C16:0）の顕著な比率を含む。
3.1.5 非デンプン性多糖類
表9.1にアフリカ豆の食物繊維のいくつかのデーターを示した。
しかしながらこれらの豆で食物繊維値の重要性で気にしてねばならない点は、一部食物繊維が異なった方法による結果であることである。Tshovhote et al., (2003) は、南アフリカのササゲ品種3種の食物繊維レベルが5.2％-5.8%の範囲と報告した。Khan et
al., (2007) は、全食物繊維含量18.2%のササゲのうち14.8%は不溶性食物繊維で3.3%が可溶性食物繊維であるとした。
Jideani and Maphosa (2016) は、バンバラ落花生中の可溶性食物繊維は15.4%-17.1%の範囲であると報告した。不溶性食物繊維の収量は12-15.6%の範囲であった。彼らはいろいろな糖、例えばアラビノース、ガラクトース、フコース、マンノース、ラムノース、キシロースの存在がウロン酸同様にバンバラ落花生食物繊維材料中にあることを報告した。これらの糖のバンバラ食物繊維材料中の存在は、例えばガラクトマンナン、アラビノキシラン、アラビノガラクタン、ラムノガラクチュロナン、ペクチン物質のような非デンプン性多糖の存在を示す。
マラマ豆中の全食物繊維は18.7%と26.8%の間と報告される（Holse et
al., 2010）。それは不溶性食物繊維が主体で、わずか約4%が可溶性食物繊維である。マラマ豆は他の豆の油糧種子、例えばピーナッツ（9%）、大豆（10%）などと比べ、より高い食物繊維を有する（Holse, 2012）。Carbon-13NMR研究から、マラマ豆可溶性、不可溶性多糖類の大部分の成分はエステルと酸性グループから成り、それらははっきりしたペクチンあるいはガラクチュロン酸の存在を示した。補完的ラマン分光法研究は、マラマ豆中不溶性多糖類の殆どはホモガラクチュロナンであることを示した。Mosele et
al., (2011) は、組織化学的方法と電子顕微鏡を用いて、ほとんどのマラマ豆中の炭水化物が細胞壁中に存在する不溶性多糖類であることを示した。
3.2. 微量栄養素
3.2.1ビタミンとミネラル
アフリカ豆中のビタミン、ミネラルレベルを大豆と比べて表9.4に示した。マラマ豆は、他のアフリカ豆や大豆より脂質可用性ビタミン（A, DとE）のより高いレベルが目立つ。Holse et
al.,( 2010) は、ボツワナ、ナンビア、南アフリカからのいろいろなマラマ豆サンプルを研究し、ビタミンEが主体はγ--トコフェロールでそれよりずっと低い比率のα-、β-トコフェロールからなることを報告した。彼らはほんの僅かのδ-トコフェロールを報告し、さらにいくつかのβ、γ-トコトリエノールがあるサンプルで見出された。α、δトコトリエノールはマラマ豆には見出されなかった。
水溶性ビタミンについては、表9.4はまたアフリカ豆（アフリカヤム豆をのぞいて）が高いレベルのナイアシンを大豆に比べてもち、一方ササゲ、マラマ豆はかなりの量の葉酸の入っていることを示した。一般にアフリカ豆中の他の水溶性ビタミン、例えばチアミン、リボフラビンは大豆と類似である。
ミネラル含量に関しては、参照として大豆を用いると、アフリカ豆は一般にカルシウム、マグネシウム、リン、カリと、鉄、亜鉛の微量ミネラルのようなマクロエレメントのかなりのレベルを含む（表9.4）。ビタミン、ミネラル欠の有病率は、サハラ以南のアフリカのみならず世界中のいろいろな社会でも問題となっている。アフリカ豆はそこで世界中の脆弱性社会で微量栄養素欠乏症の緩和効果に重要な役割を演じるであろう。しかしながらミネラルの生理的利用性は問題となっている（セクション3.3）。
3.3非栄養的植物化学成分
植物化学成分は非栄養的化学植物成分であり、健康促進効果の可能性がある（Khan et
al., 2015）。
それらは植物中で作られ、特に植物中で種子に貯蔵されるエネルギーリッチ貯蔵物質、例えば炭水化物、脂質あるいはタンパク質を守る化学的防御物質として機能する（Enneking and Wink, 2000）。これは豆種子の場合で特別である。これらの化学的防御物質は種子中で成長、蓄積し、草食性動物、微生物、ウイルスに対抗し、時には抗栄養素あるいは毒性ファクターとして述べられる。"抗栄養素"、"毒素"という言葉はポジテブには聞こえないが、これらは正しい視点のみえることが必要なようだ。問題の事実は、これらの物質は殆ど正常の食品加工技術を用いて顕著に効果的に豆から減少、あるいは除去されるということであり（表9.7に示す）、そのため加工された豆食品にはどんな抗栄養的あるいは毒素効果の働くことに関する問題もない。
知っておくことで重要なことは、これらのいわゆる抗栄養的ファクターはアフリカ豆に制限されるものではなく、一般の豆といったより主流の豆にも存在するものであり表9.5、9.6に示す。アフリカ豆に報告されるこれらの物質のいくつかは、今では主にそれらの低下あるいは除去のための食品加工技術を含み討論される。また、これらの物質の可能性面にもっと焦点を絞り、たとえばそれらの可能性ある健康増進性質をさらにデスカッションする。
3.3.1 酵素インヒビター
名前が示す通り、これらは化学物質で消化酵素を阻害しそれらがいかに抗栄養素効果として働いているかである。アフリカ豆中最も主要な酵素インヒビターは、トリプシンインヒビターである（表9.5）、他には例えばα-アミラーゼインヒビターが報告されている。これらのインヒビターはそれ自体タンパク質である。Rao and Suresh (2007) によると、豆科の植物種子中ほとんどのプロテアーゼインヒビターは低分子量（4-20 kDa）で非グルコシル化ポリペプチド鎖である。これまで見たように、広範のトリプシンインヒビター活性はアフリカ豆で報告された。
3.3.2 ポリフェノール物質
フェノール物質は植物界に偏在している。大部分のフェノール物質は豆類種子中ではフェノール酸、フラボノイド（Hschibamba et al., 2013）、アントシアニン（Ojwang et
al., 2012）、プロアントシアニジン（Ojwang et
al.,2013）である。フェノール物質はその豆の種子膜中に集まつている（Duenas et
al., 2006）。一般に色のついた豆は色のないもの、あるいは色の薄い同一豆タイプのものより高いフェノール含量である（Kayitesi 2013; Nderitu et al., 2013）。抗栄養素効果に関しては、プロアントシアニジン（また凝縮タンニンと呼ばれる）はフェノール物質の最も重要なもののようである。これらの凝縮タンニンは、例えばフラバン-３-オールのようにフラボノイドの不可欠オリゴマー及びポリマーである。ササゲ中で報告されたプロアントシアニジンは、プロシアニジンダイマー、トリマー（Ndertitu et al., 2013）、プロデルフィニジンオリゴマー（Kayitesi, 2013）、さらに重合度の10以上の他のオリゴマー、及びポリマー（Ojwang et
al., 2013）を含む。カテキンダイマーはバンバラ落花生で報告された（Nyau, 2013）。主にプロデルフィニジンからなるプロアントシアニジンは、末端基としてエピガロカテキン ガレート、エピカテキン ガレートを持ち、伸張ユニットとしてエピカテキン、エピガロカテキン、エピカテキン ガレート、エピガロカテキン ガレートを持つが、マラマ豆種子膜の水抽出物中に報告された（Shelembe et al., 2012）。抗栄養素の顕著な凝縮タンニンは、消化酵素さらに食事用タンパク質、ミネラル、ビタミンと複合体を形成する能力を持ち、それらの生理活性を低下している。
3.3.3 フィチン酸塩
フィチン酸塩は４-６個リン酸基を持つイノシトールで、アフリカ豆の重要な抗栄養成分である（表9.5）。フィチン酸塩はリン、イノシトール、及び無機リン酸イオンに対する貯蔵成分として第１に供給するものと考えられており、それらは植物の例えば発芽のようなプロセスの時にエネルギーメタボリズムに使われる（Enneking and Wink, 2000）。そこで考えられるのは、発芽ははっきりと豆中でフィターゼ酵素活性によってフィチン酸量を低下させるということである（Devi et
al., 2015; Ibrahim et al., 2002）。リン酸基の存在はフィチン酸塩を高度にチャージした分子にし、そこである特別のキレーターとなる。そこで可能なことは例えば鉄、亜鉛、マグネシウムのようなミネラルカチオンと不溶性複合体を作り、更に食品として消費する時にそれらの生理的利用性を低下させる。フィチン酸は又食品タンパク質と結合して不消化複合体を作ることができ、消化酵素を阻害出来る。
3.3.4 シアン配糖体
シアン配糖体は２-ヒドロキシニトリルのグルコサイドで、ササゲ（Onwaka,2006）、 バンバラ落花生（Nkafamiya et al.,
2015）等の豆に広く分布している。しかしながらそれらはマラマ豆には無いようだ（Dubois et
al., 1995; Holse et al., 2010; Jackson et
al., 2010）。
植物の細胞区画に沿って、シアン配糖体は液胞中に見られ、一方それらの加水分解酵素、β-グルコシダーゼはサイトゾル中に見られる（Enneking and Wink, 2000）。
植物か草食動物、昆虫あるいは他の生物によって食害される時、その細胞構造は破壊されシアン配糖体は、活性化したβ-グルコシダーゼと接触して、β-グルコサイド結合を加水分解して２−ハイドロキシニトリルを引き離す。ヒドロキシニトリルリアーゼは次に２-ヒドロキシニトリルを割り、相当のアルデヒドあるいはケトン、更にハイドロゲンシアニド（HCN）を放つが、それは有毒である。しかしながらシアン配糖体の毒性は加工した豆食品には関与せず、それは殆どの正常の食品加工方法は顕著にそれらのレベルを低下するためである。
3.3.5 サポニン
サポニンは、天然に存在する植物の複雑な化学的多様なグループで、トリテルペノイドあるいはステロールアグリコン（サポゲニン）からなり、共有結合で１〜それ以上の炭水化物（モノ、オリゴ糖）部分に結合している（Augustin et al., 2011）。それらは広く豆中に存在し、それらの名前は安定な石鹸用の泡を水溶液中に生じることのできることからくる。それらは天然界で両信媒性で親油性アグリコンと親水性グリコシドを含んでいる（Shi et
al., 2004）。サポニンはいろいろな濃度で、ササゲ中で報告れてきた（Abiodum and Adeleke2011; Ayogu et al., 2016）、 バンバラ落花生（Marcel et al.,
2014）、
アフリカヤム豆（Abiodun and Adeleke, 2011; Onyeike and Omubo-Dede 2002）種子。サポニンの存在は、アフリカロカスト豆樹の 茎の樹皮に存在すると報告された（Builders et al., 2012）。
3.3.6レクチン
レクチンはフィトヘマグルチニンとして知られ、ササゲ（Batista et
al., 2010b; Carvalho et al.,
2012; Marconi et al., 1993,1997）、そしてアフリカヤム豆（Machuka et al.,
1999; Machuka and Okeola 2000; Oboh et al.,
1998）で報告された。レクチンは糖タンパク質で、炭水化物膜レセプターに結合でき、特異的糖分子に対するアフィニテイによるものである（Akande et
al., 2010）。それらは腸粘膜と腸細胞に結合することができ、消化の間栄養分の吸収、移動に関与し、（Akande et
al., 2010;Kumar 1991）そしてまた赤血球細胞を凝集する（Kumar 1991）。一般にレクチンは熱不安定性で特に湿熱処理によってより完全に破壊されると報告された（Ayyagari et al.,
1989; Almeida et al., 1991）。
3.3.7 難消化性オリゴ糖
難消化性オリゴ糖はα-ガラクトシドとも呼ばれ、それらは１つあるいはそれ以上のα-D-galactose 部分を支えるシュクロースユニットから成る。豆中で報告された一般的なものは、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコースである（Guillon and Champ, 2002）。ラフィノースは１つのα-D-ガラクトース部位がシュクロースに結合している、一方スタキオースとベルバスコースは2、3のα-D-ガラクトース部位がそれぞれシュクロースユニットにα-（1, 6）グルコシド結合で結合している（図 9.2）。報告によると、スタキロースはササゲと殆ど他の豆に最も多いα-ガラクトースである（Sosulski et al., 1982）。これらのものは消費者に鼓腸をおこし、他に腹部の不快感を起こす、そこで豆の消費低下と豆の利用低下を起こす（Enneking and Wink, 2000）。これはα-Dガラクトースユニット吸収のため、人腸粘膜にこれを外すα−1, 6-ガラクトシダーゼが欠けているためである（Suarez et al.,
1999）。そのためオリゴ糖は不消化のまま大腸に入り、嫌気性直腸マイクロクロビオータによりガスを形成する（Sreerama et al., 2012b）。
アフリカ豆中の難消化性オリゴ糖のレベルは表9.6にまとめられた。大切なことは、難消化性オリゴ糖は未だマラマ豆では定量されていない。しかしながら、Holse et
al., (2011) が強く暗示するのはマラマ豆中の水可溶性炭水化物はラフィノースとして存在していることである。これらの難消化性オリゴ糖のポジテブな面は、腸の健康に大きく貢献している点である。プレバイオテックスとして機能の有ることにそれらへの関心が深まっている（Wang et
al., 2016）。
3.4 抗栄養素ファクターの低下と除去のための食品加工技術
加工方法、例えば放射能照射、脱皮、水漬、発芽、発酵、煮沸、ロースト処理で豆中の抗栄養素ファクターの低下が出来る（Goncalves et al., 2016）。表9.7は主の加工方法のサマリーで、アフリカ豆中の抗栄養素ファクター低下に用いられているものである。
3.4.1 洗浄、水漬、発芽
単純な加工技術、例えば豆種子の水中での水洗、水漬は、水溶性抗栄養素、例えば難消化性オリゴ糖、シアノゲングルコサイド、トリプシン阻害剤、フィチン酸の濃度を低下する。期待されるように、より長い浸漬時間は比較的短い時間よりも効果的であるようだ（Ibrahim et
al., 2002; Onwaka 2006）。豆の発芽（出芽）、例えばササゲ、バンバラ落花生（Ibrahim et
al., 2002）, アフリカヤム豆（Oboh et
al., 2000）は難消化性オリゴの分解をすすめる。水漬、発芽は両方ともササゲ豆中の抽出可能フェノール類濃度を低下する（Towo et
al., 2003）。酸（0.02% 乳酸溶液、pH3.5）及びアルカリ（0.5%重炭酸ナトリウムNaHCO3溶液、pH8.3）水中への浸漬は水中よりも効果的である。同じようにIbrahim et
al., (2002)は、ササゲ種子の16h、0.03% 重炭酸ナトリウム溶液の水浸は同じ時間の水中より効果があり、フィチン酸、トリプシンインヒビター、ラフィノースのレベルを低下した。脱皮（種子膜の除去）は、豆フェノール物質、及び難消化性オリゴ糖のもう１つの重要、効果的な除去方法である（Towo et
al., 2003）。
3.4.2 発酵
例えばササゲ、バンバラ落花生、アフリカローカスト豆のような豆類は、発酵すると調味料、テンペタイプのスナックを作りこの発酵加工は報告によると多くのその中の抗栄養素ファクターを壊すのに有用である。Egounlety and Aworh（2003）は、ササゲをテンペ、インドネシアRhizopus-発酵スナックに加工すると、オリゴ糖、トリプシンインヒビター、フィチン酸、タンニン含量が低下すると報告した。気にしておかねばならぬことは、テンペ調製加工ではいろいろなユニットオペレーション、例えば豆種子の洗浄、水漬、脱皮、煮沸、発酵のようなものを含むことだ（Egounlety and Aworh, 2003）。発酵の観察される効果とは、そこにすべての操作ユニットの入る累積効果である。同時にRhizopus
oligosporus-接種発酵よる乳酸発酵は、バンバラ落花生のタンニン含量の低下に効果があった（Obizoba and Egbuna 1992）。
3.4.3 照射
Tresina and Mohan(
2011) はガンマー照射（2-25kGy）でインドササゲ品種中のシアノゲニックグルコサイド、フィチン酸、トリプシン阻害活性、難消化性オリゴ糖、へマグルチニン活性レベルを用量依存的に低下させた。しかしながらTresina and Mohan (2011) は全遊離フェノール酸、タンニンの増加がササゲにガンマー照射でみられたことを報告した。彼らは観察された全遊離フェノール酸増加が酵素フェニルアラニンアンモニアリアーゼの活性（ガンマー放射線で誘導）をあげ、その酵素がフェノール物質の合成に関与するとし、一方増加したタンニン含量はガンマー照射により抽出性の増加によるものであった。Villavicencio et al., (2000) は一方、ブラジルササゲ品種の材料と調理サンプルでガンマー線射線（10kGyまで）により全フェノール物質とタンニン含量が低下することを観察した。
これは異なったササゲ品種ではガンマー線照射処理に対し異なった反応をすることなのかもしれない。
3.4.4 熱処理
豆種子は、殆ど水中で煮沸あるいはローストによって熱的加工されるが、それはこれらを口当たりよくし、栄養物質の利用性を改良するためである。例えば豆の熱水中浸水、水中でのボイル、加圧調理、更にオートクレーブの熱加工は、いくつかの熱的分解とある抗栄養素ファクターを調理水中に染み出させる事ができる。ローストもまたある抗栄養素を分解するだろう（Barimalaa and Anoghalu,1997; Congalves et al., 2016; Khokhar and Owusu Apnten
2003）。ほとんどの豆食品加工中、いくつかの加工方法（例えば水漬と脱皮）は熱加工と結びついている。これらの加工方法は抗栄養素をいろいろな程度で変え、単一の加工方法はしかしながら存在するすべての抗栄養素を除去するのには効果的ではない（Concalves et al., 2016）。
抗栄養素ファクターへの水漬、煮沸とその２つ処理方法の結合の効果を比べると、Onwuka ( 2006) はササゲ中のトリプシンインヒビター、シアノーゲングルコサイド、レクチン、タンニンの含量を低下するのに、水中への浸漬、水中での煮沸、水漬後のボイルは何れも低下を観察している（表9.7）。水漬、あるいは煮沸存続間の相応した増加は、より大きな抗栄養素の損失となった。コンビネーション処理は各それぞれの処理よりもより効果があった。水に12時間漬け、続いて80分煮沸するとササゲの抗栄養素の無毒化に最も大きな効果があった。Nwinuka et
al., ( 1997) は、９種のササゲ品種を使い、ラフィノースとスタキオースのレベルへの効果を水漬、煮沸と、そのコンビネーションで類似の効果の結果を報告している。