タンパク質の二次構造を研究することは、タンパク質全体を構成する成分の理解につながり、そのようなタンパク質全体の構造の理解は、動物における消化挙動や栄養価の理解に不可欠であることが多い。 タンパク質の主な二次構造は、α-ヘリックスとβ-シートである。 タンパク質の二次構造におけるこの2つの構造の割合は、タンパク質の栄養価、品質、消化挙動に影響する。 βシート構造の割合が高いと、消化管の消化酵素へのアクセスが悪くなり、その結果、タンパク質の価値が低くなることが一因と考えられる。 本研究の目的は、高度な放射光フーリエ変換赤外分光法（S-FTIR）を新しいアプローチとして用い、無傷の組織内で加熱処理の影響を受けた飼料組織のタンパク質二次構造の分子化学を細胞レベルで明らかにし、コーネルネット糖質タンパク質システムを用いて測定したルーメン内でのタンパク質消化挙動と栄養価に関連する、多成分ピークモデリングのガウスおよびローレンツ法を用いたタンパク質二次構造の定量化を行うことであった。 放射光を用いた分子化学の研究実験は、米国エネルギー省ブルックヘブン国立研究所の国立放射光源で実施されました。 その結果、S-FTIR 顕微分光法を用いると、分子化学、超微細構造化学組成、栄養学的特性が高い超空間分解能（約10μm）で明らかになることが分かった。 S-FTIRマイクロスペクトロスコピーにより、生と焙煎したゴールデンフラックスシードでは、細胞レベルの中赤外域において、α-ヘリックスとβ-シートの割合と比率の点でタンパク質の二次構造に違いがあることが明らかになりました。 多成分ピークモデリングを用いた結果、焙煎によりα-ヘリックスの割合が減少（P<0.05）し（47.1 %から36.1 %：S-FTIR吸収強度）、β-シートの割合が増加（37.2 %から49.8 %へ：S-FTIR吸収強度）、そしてα-ヘリックスとβ-シートの比率が減少（0.3から0.7）し、これはローストがタンパク質価値、利用、バイオアベイラビリティに負の影響を及ぼすことを示していた。 これらの結果は、Cornell Net Carbohydrate Protein Systemのin situ動物試験で証明され、焙煎によりリグニンと結合したタンパク質とメイラード反応タンパク質（どちらも反芻動物には利用されにくい）の量が増え、反芻動物の消化不良と分解されないタンパク質のレベルが増加することも明らかになりました。 今回の結果は、飼料組織中の「純粋な」タンパク質の位置を特定し、タンパク質の二次構造と消化挙動を明らかにする高空間分解能放射光赤外顕微分光法の可能性を示し、タンパク質栄養研究において大きな前進と重要な貢献をもたらすものである。 タンパク質の二次構造の様々な加熱処理条件に対する感度を明らかにし、タンパク質の二次構造と様々なタンパク質源の栄養利用率および消化挙動の関係を定量化するためには、さらなる研究が必要である。 タンパク質源のタンパク質二次構造を細胞レベルで放射光IRプロービングすることから生じる本研究からの情報は、タンパク質の品質を維持し、消化挙動を予測するための指針として貴重であろう。