JP2014045743A - Method for improving survivability of microorganism to be used for food - Google Patents

Method for improving survivability of microorganism to be used for food Download PDF

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Yuji Yamamoto
裕司 山本
Takao Mukai
孝夫 向井
Ryoko Sasaki
諒子 佐々木
Shohei Hamaguchi
翔平 濱口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for creating a strain of high survivability by simply and efficiently improving resistance to oxygen stress of a microorganism, especially, of a lactobacillus.SOLUTION: Provided is a strain of a microorganism having improved oxygen-resistance and survivability in the late growth phase, selecting a streptonigrin-resistant strain by culturing a microorganism in a culture medium containing streptonigrin. The microorganism is one usable for food, preferably a probiotic, more preferably, lactobacillus (especially lactobacillus bacteria) or bifidus bacteria.

Description

本発明は、酸素に感受性の微生物、特に、プロバイオティクスなどの食品に使用される微生物において、酸素耐性微生物を作出する方法、生残性が向上した微生物の作出方法、およびこれらの方法により得られる微生物、特にプロバイオティクスなどの食品に使用される微生物、より詳しくは乳酸菌およびビフィズス菌に関する。   The present invention provides a method for producing oxygen-resistant microorganisms, microorganisms having improved survival, and methods for producing oxygen-sensitive microorganisms, particularly microorganisms used in foods such as probiotics. More particularly, the present invention relates to microorganisms used in foods such as probiotics, and more particularly to lactic acid bacteria and bifidobacteria.

乳酸菌やビフィズス菌などの微生物は、ヒトや動物の腸管をはじめとして、自然界に広く分布するとともに、様々な発酵食品の製造に利用されている。近年は特に乳酸菌やビフィズス菌などの有用微生物の摂取による保健的効果、プロバイオティクスが注目されている。プロバイオティクスとは、「適正量を摂取した際に宿主に有用な作用を示す生菌体」と定義されており、乳酸菌やビフィズス菌が代表的なプロバイオティクスである。プロバイオティクスでは、生きた微生物がヒトや動物の腸管に到達することが重要であるため、プロバイオティクスとして用いられる微生物は製品中で生きた状態で保持される必要がある。また、発酵食品の製造には、乳酸菌やビフィズス菌をスターターとして添加することが多いが、スターターとして用いる微生物の生菌数と代謝活性が、製造の生産性や安定性に大きく影響する。このように乳酸菌や他のプロバイオティクスとして利用される微生物の生残性を向上させることは産業的に非常に重要である。   Microorganisms such as lactic acid bacteria and bifidobacteria are widely distributed in nature, including intestinal tracts of humans and animals, and are used for the production of various fermented foods. In recent years, the health effects and probiotics due to the intake of useful microorganisms such as lactic acid bacteria and bifidobacteria have attracted attention. Probiotics are defined as “viable cells that have a useful effect on the host when an appropriate amount is ingested”, and lactic acid bacteria and bifidobacteria are typical probiotics. In probiotics, it is important for living microorganisms to reach the intestinal tract of humans and animals, so that microorganisms used as probiotics must be kept alive in the product. In addition, in the production of fermented foods, lactic acid bacteria and bifidobacteria are often added as starters, but the viable cell count and metabolic activity of the microorganisms used as starters greatly affect the productivity and stability of production. Thus, it is industrially very important to improve the survival of microorganisms used as lactic acid bacteria and other probiotics.

乳酸菌やビフィズス菌の生残性の低下には複数の要因が関与するが、酸素ストレスが主要な要因の一つであることが知られている(非特許文献1)。酸素ストレスとは、酸素分子自身あるいは酸素分子から発生する活性酸素種(過酸化水素、スーパーオキシド、ヒドロキシラジカル等)によって細胞が損傷を受けることを意味し、ヒトのような高等動物には酸素ストレスに対する防御機構が備わっている。しかし、有用乳酸菌の中には酸素に弱く酸素に感受性を示す菌が存在する。特に、プロバイオティクスとして用いられる乳酸菌は腸管などの嫌気的環境から分離された株が多く、酸素に感受性を示すものが多い。ビフィズス菌は偏性嫌気性細菌であり、乳酸菌以上に酸素ストレスによる生残性の低下が問題となる。   A plurality of factors are involved in reducing the survival of lactic acid bacteria and bifidobacteria, but it is known that oxygen stress is one of the main factors (Non-Patent Document 1). Oxygen stress means that cells are damaged by oxygen molecules themselves or reactive oxygen species (hydrogen peroxide, superoxide, hydroxy radicals, etc.) generated from oxygen molecules. There is a defense mechanism against. However, among useful lactic acid bacteria, there are bacteria that are weak to oxygen and sensitive to oxygen. In particular, many lactic acid bacteria used as probiotics have been isolated from an anaerobic environment such as the intestinal tract, and many are sensitive to oxygen. Bifidobacteria are obligately anaerobic bacteria, and the survival loss due to oxygen stress is more problematic than lactic acid bacteria.

これまで、酸素ストレスの低減をはじめとして、生残性を向上させる幾つかの方法が検討されている。例えば、過酸化物を分解するためのパーオキシダーゼミックス(特許文献1)や保護効果の高い乳酸菌の生菌体あるいは死菌体を添加する方法(特許文献2、特許文献3)、および酸素透過生の低い容器の使用が提案されている。しかし、添加物の利用は製造コストの増加につながるとともに、味や風味への影響が懸念される。一方、酸素透過性の低い容器は一旦開封するとその効果が失われることや、容器コストの増加などが問題となるため、根本的な問題の解決には至っていない。   Up to now, several methods for improving survival, including reduction of oxygen stress, have been studied. For example, a peroxidase mix for decomposing peroxide (Patent Document 1), a method of adding live or dead cells of lactic acid bacteria with high protective effect (Patent Document 2, Patent Document 3), and oxygen permeation The use of low-container containers has been proposed. However, the use of additives leads to an increase in production cost and there is a concern about the influence on taste and flavor. On the other hand, since a container with low oxygen permeability once loses its effect and problems such as an increase in container cost, a fundamental problem has not been solved.

以上のような理由から、生残性の問題を解決するには、対象とする微生物の生残性自体を向上させるか、元々生残性が高い株を選抜することが最も望ましい。自然界から生残性の高い株を分離した例としては、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum) FERM BP-778株が挙げられ、同種のビフィズス菌と比べ、乳の発酵性、発酵乳中の生残性のいずれも高いと報告されている(特許文献4)。しかし、このように自然界から生残性の高い株を選抜するには、多くの時間と労力が必要とされる。また、得られた生残性の高い菌株が、必ずしもプロバイオティクスとして有用な性質を持つとは限らない。このため、既存の有用菌株から生残性が向上した変異株を作出することが検討されている。これまで、乳酸菌ではラクトバチルス・ガセリ(Lactobacillus gasseri)、ビフィズス菌ではビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)で生残性が向上した変異株が作出されており(特許文献5、特許文献6)、いずれの場合も培養した菌を低温で保存し、その際に生き残った株の中から生残性が向上した株を選抜している。しかしながら、このような方法で生残性が向上した株を取得するには多くの時間と労力を必要とする。特許文献6記載の発明では、Bifidobacterium bifidum YIT4007 株を好気条件下低温で21日間保存した際に生き残った株を再度培養し、再び低温保存するという作業を数回繰り返すことで生残性が向上した株を取得している。一方、特許文献5記載の発明では、親株であるLactobacillus gasseri OLL2716 のDNA ポリメラーゼIII に変異を導入することで、DNA 変異効率が増加した株をはじめに作出し、その株を用いて生残性が向上した株をスクリーニングしている。また、生残性の向上がリボフラビン・トランスポーターを欠損によることを併せて報告しており、遺伝子組み換え技術を用いてリボフラビン・トランスポーターを欠損させることで、Lactobacillus gasseri OLL2716 株とラクトバチルス・デルブリュッキイ・サブスピーシーズ・ブルガリカス (Lactobacillusdelbrueckii subsp. bulgaricus) T-11 株の生残性の向上にも成功している。しかし、遺伝子組み換え微生物の食品への利用には制約が多い。 For the reasons described above, in order to solve the problem of survival, it is most desirable to improve the survival of the target microorganism itself or to select a strain having high survival. Bifidobacterium longum FERM BP-778 is an example of the isolation of a highly viable strain from nature. Compared with the same type of Bifidobacterium, fermentability of milk, in fermented milk It is reported that all of the survival properties are high (Patent Document 4). However, it takes a lot of time and labor to select such a highly viable strain from nature. Moreover, the obtained highly viable strain does not always have useful properties as probiotics. For this reason, it has been studied to produce mutant strains with improved survival from existing useful strains. So far, mutant strains with improved survival have been produced with Lactobacillus gasseri for lactic acid bacteria and Bifidobacterium bifidum for bifidobacteria (Patent Documents 5 and 6). In each case, the cultured bacteria are stored at a low temperature, and strains with improved survival are selected from the surviving strains. However, it takes a lot of time and labor to acquire a strain with improved survival by such a method. In the invention described in Patent Document 6, survivability is improved by repeating the work of culturing the surviving strain again when Bifidobacterium bifidum YIT4007 strain is stored at low temperature for 21 days under aerobic conditions and then storing it again at low temperature several times. Have acquired shares. On the other hand, in the invention described in Patent Document 5, by introducing mutation into DNA polymerase III of Lactobacillus gasseri OLL2716, which is the parent strain, a strain having increased DNA mutation efficiency was first created, and the viability was improved using that strain. The strains that have been screened are screened. In addition, it has been reported that the improvement in survival is due to the deficiency of the riboflavin transporter, and the Lactobacillus gasseri OLL2716 strain and Lactobacillus delbrüc Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus T-11 strain has been successfully improved. However, there are many restrictions on the use of genetically modified microorganisms for food.

また、乳酸菌のラクトコッカス・ラクティス (Lactococcus lactis) において、活性酸素耐性株として過酸化水素に対する耐性株が報告されている(非特許文献2)。しかし、この方法では、過酸化水素自体が不安定な物質であるため、耐性株の取得が困難である。しかも他種類の乳酸菌では生残性が向上した株は得られなかった。 In addition, in the lactic acid bacterium Lactococcus lactis , a hydrogen peroxide resistant strain has been reported as a reactive oxygen resistant strain (Non-patent Document 2). However, in this method, since hydrogen peroxide itself is an unstable substance, it is difficult to obtain a resistant strain. Moreover, no strains with improved survival were obtained with other types of lactic acid bacteria.

以上のように、既存の有用株からの酸素ストレス耐性株の作出は有効な手段であるが、遺伝子組み換え技術を除くと、生残性が向上した株の作出には、多くの時間と労力が必要とされる。   As described above, the production of oxygen stress-resistant strains from existing useful strains is an effective means, but it takes a lot of time and labor to produce strains with improved survival, excluding genetic engineering techniques. Needed.

特開平10−262550号公報JP-A-10-262550 特開2009−232716号公報JP 2009-232716 A 特開2008−5811号公報JP 2008-5811 A 特許第3875237明細書Japanese Patent No. 3875237 特開2011−135804号公報JP 2011-135804 A 特許第4881304号明細書Japanese Patent No. 4881304

山本裕司、「プロバイオティクスとして用いられる微生物の低温保存時の挙動と生残性に影響を与える要因」、日本冷凍空調学会誌冷凍、社団法人日本冷凍空調学会、2011年4月15日、第86巻、p.317−322Yuji Yamamoto, “Factors Affecting Behavior and Survivability of Microorganisms Used as Probiotics at Low Temperature Storage”, Journal of the Japan Society of Refrigerating and Air Conditioning, Japan Society of Refrigerating and Air Conditioning, April 15, 2011, No. 1 86, p. 317-322 Rochat T. 等, Appl. Envioron. Microbiol., 2005, 71, p.2782- 2788Rochat T. et al., Appl. Envioron. Microbiol., 2005, 71, p. 2782-2788

上述のように、酸素ストレス耐性株の作出には多くの時間と労力を必要としていた。また、遺伝子組み換え技術を用いた場合、得られる微生物の食品への利用には制約が多い。本願発明の目的は、簡便に、しかも効率よく、微生物の酸素ストレス耐性能を向上させて生残性の高い変異株を作出する方法を提供することである。   As described above, it takes a lot of time and labor to produce an oxygen stress resistant strain. In addition, when gene recombination technology is used, there are many restrictions on the use of the resulting microorganisms in food. An object of the present invention is to provide a method for producing a mutant strain having high survival by improving the oxygen stress resistance of microorganisms easily and efficiently.

上記の課題を解決すべく、本発明者らは、酸素ストレス耐性能が向上した微生物、特にプロバイオティクスとして用いられる乳酸菌やビフィズス菌において酸素ストレス耐性能が向上した菌株を作出する方法について鋭意検討を行った。酸素ストレスでは、酸素分子自身よりも酸素から発生する活性酸素が細胞を傷つけ、致命的な損傷をもたらすことが多い。そこで、本発明者らは、酸素ストレス耐性能が向上した菌株を作出するために、活性酸素に対して耐性を示す変異株を選抜することに着目した。そして、活性酸素発生剤としてストレプトニグリン(Streptonigrin)を用い、これに対する耐性株を選抜することにより、酸素ストレス耐性能が向上し、生残性が高い株を容易に取得しうることを見出し、本発明を完成した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied on a method for producing a strain having improved oxygen stress resistance in microorganisms having improved oxygen stress resistance, particularly lactic acid bacteria and bifidobacteria used as probiotics. Went. In oxygen stress, active oxygen generated from oxygen rather than oxygen molecules themselves often damage cells and cause fatal damage. In view of this, the present inventors have focused on selecting mutants that are resistant to active oxygen in order to produce strains with improved oxygen stress resistance. And, by using streptonigrin (Streptonigrin) as an active oxygen generator, by selecting a strain resistant to this, it has been found that oxygen stress resistance performance is improved, and a strain with high survival can be easily obtained. The present invention has been completed.

即ち、本発明は、以下の通りである。
1.ストレプトニグリン含有培地で微生物を培養し、ストレプトニグリン耐性株を選抜することを含む、酸素耐性微生物を作出する方法。
2.前記微生物が食品に使用できる微生物である、上記1記載の方法。
3.前記食品に使用できる微生物がプロバイオティクスである、上記2記載の方法。
4.前記プロバイオティクスが乳酸菌である、上記3記載の方法。
5.前記プロバイオティクスがビフィズス菌である、上記3記載の方法。
6.前記乳酸菌がラクトバチルス属細菌である、上記4記載の方法。
7.ラクトバチルス属細菌が、ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)またはラクトバチルス・ガセリ(Lactobacillus gasseri)である、上記6記載の方法。
8.請求項1〜7のいずれかに記載の方法により、好気性条件下での生残性が向上した微生物を作出する方法。
9.微生物をストレプトニグリン含有培地で培養し、ストレプトニグリン耐性を生じさせることを含む、微生物の酸素耐性能を向上させる方法。
10.請求項9記載の方法により、微生物の好気性条件下での生残性を向上させる方法。
11.請求項1〜7のいずれかに記載の方法で得られる酸素耐性微生物。
12.好気性条件下での生残性が向上した、請求項11記載の微生物。
13.ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus) SH138株 (受託番号NITE P-1380 として寄託) またはラクトバチルス・ガセリ(Lactobacillus gasseri)SH208 株 (受託番号NITE P-1381 として寄託) である、請求項11または12記載の微生物。
That is, the present invention is as follows.
1. A method for producing an oxygen-resistant microorganism comprising culturing a microorganism in a streptonigrin-containing medium and selecting a streptonigrin-resistant strain.
2. 2. The method according to 1 above, wherein the microorganism is a microorganism that can be used in food.
3. 3. The method according to 2 above, wherein the microorganism that can be used in the food is probiotic.
4). 4. The method according to 3 above, wherein the probiotic is a lactic acid bacterium.
5. 4. The method according to 3 above, wherein the probiotic is Bifidobacterium.
6). 5. The method according to 4 above, wherein the lactic acid bacterium is a genus Lactobacillus.
7). 7. The method according to 6 above, wherein the Lactobacillus bacterium is Lactobacillus acidophilus or Lactobacillus gasseri .
8). A method for producing a microorganism having improved survival under an aerobic condition by the method according to claim 1.
9. A method for improving the oxygen resistance performance of a microorganism, comprising culturing the microorganism in a streptonigrin-containing medium to cause streptonigrin resistance.
10. A method for improving survival of microorganisms under aerobic conditions by the method according to claim 9.
11. An oxygen-resistant microorganism obtained by the method according to claim 1.
12 The microorganism according to claim 11, which has improved survival under aerobic conditions.
13. 13. Lactobacillus acidophilus SH138 strain (deposited as deposit number NITE P-1380) or Lactobacillus gasseri SH208 strain (deposited as deposit number NITE P-1381) Microorganisms.

本発明によれば、簡便な方法で効率よく、酸素耐性能の向上した微生物を作出できる。特に、食品に用いる有用微生物、例えば乳酸菌やビフィズス菌等のプロバイオティクスにおいて酸素耐性能を向上させ、好気性条件下での生残性を改善することができる。微生物を生きた状態で腸管に到達させることが必要な食品においては、その製造中や保存中の微生物の生残性は重要な要件である。本発明により作出された微生物を用いれば、従来のように生残性を維持するための添加物や高価な酸素透過性の低い容器を使用する必要がなくなり、食品の本来の風味や嗜好性に影響を与えることなく、製造コストを削減できる。また、本発明で得られる微生物を発酵食品のスターターとして用いる場合、製造の生産性や安定性を高めることができる。   According to the present invention, a microorganism having improved oxygen resistance can be produced efficiently by a simple method. In particular, oxygen resistance can be improved in useful microorganisms used in foods, such as probiotics such as lactic acid bacteria and bifidobacteria, and survival under aerobic conditions can be improved. In foods that require microorganisms to reach the intestinal tract in a living state, the viability of the microorganisms during production and storage is an important requirement. By using the microorganisms produced according to the present invention, it is not necessary to use additives for maintaining survival and expensive containers with low oxygen permeability as in the prior art, so that the original flavor and palatability of foods can be obtained. The manufacturing cost can be reduced without any influence. Moreover, when using the microorganism obtained by this invention as a starter of fermented food, productivity and stability of manufacture can be improved.

さらに、本発明の方法は、食品に使用されている酸素に感受性の乳酸菌やビフィズス菌だけでなく、広く種々の微生物に適用して酸素耐性能を付与することが期待される。例えば、有用物質の生産に使用する微生物において生残性の高い微生物を作出し、この微生物を用いることにより生産性を上げることができる等、その利用範囲は広い。   Furthermore, the method of the present invention is expected to provide oxygen resistance by applying to not only lactic acid bacteria and bifidobacteria sensitive to oxygen used in foods but also a wide variety of microorganisms. For example, it is possible to produce a microorganism having a high survivability among microorganisms used for production of useful substances and use this microorganism to increase the productivity.

本発明方法で用いるストレプトニグリンは比較的安定な試薬であり、従来方法で用いる過酸化水素に比べてもその取り扱いや使用が容易である。そしてストレプトニグリンは、活性酸素発生剤であり、効果的な変異原性剤でもあるので、微生物に対して予め変異処理を行わなくても、ストレプトニグリン含有培地で培養するだけで、変異株の作出と酸素耐性株の選択を行うことができる。   Streptonigrin used in the method of the present invention is a relatively stable reagent and is easier to handle and use than hydrogen peroxide used in the conventional method. And since streptonigrin is an active oxygen generator and an effective mutagenic agent, it can be mutated by simply culturing it in a streptonigrin-containing medium without performing mutation treatment on microorganisms in advance. And selection of oxygen-tolerant strains.

親株とストレプトニグリン耐性株の好気条件下での低温生残性を示すグラフである。Aは、Lactobacillus acidophilus の親株 (JCM1132 株) とストレプトニグリン耐性株(SH138 およびSH141)を4℃で保存し、1週間ごとに生菌数を測定した結果を示す。Bは、Lactobacillus gasseriの親株 (JCM1131 株) とストレプトニグリン耐性株(SH195,SH196, SH208, SH211 およびSH212)を4℃で保存し、1週間ごとに生菌数を測定した結果を示す。It is a graph which shows the low-temperature survival property on the aerobic condition of a parent strain and a streptonigrin resistant strain. A shows the result of measuring the number of viable bacteria every week after storing the parent strain of Lactobacillus acidophilus (JCM1132 strain) and the streptonigrin resistant strain (SH138 and SH141) at 4 ° C. B shows the results of measuring the number of viable bacteria every week after storing the parent strain of Lactobacillus gasseri (JCM1131 strain) and the streptonigrin resistant strains (SH195, SH196, SH208, SH211 and SH212) at 4 ° C.

本発明の酸素耐性微生物を作出する方法は、ストレプトニグリン含有培地で微生物を培養し、ストレプトニグリン耐性株を選抜することを含む。   The method for producing the oxygen-resistant microorganism of the present invention includes culturing the microorganism in a streptonigrin-containing medium and selecting a streptonigrin-resistant strain.

使用するストレプトニグリンは、アミノキノンを含む既知の抗腫瘍剤であり、物質名は3−メチル−4−(2−ヒドロキシ−3,4−ジメトキシフェニル)−5−アミノ−6−〔5,8−ジオキソ−6−メトキシ−7−アミノキノリン−2−イル〕ピリジン−2−カルボン酸である。ストレプトニグリンは、細胞内の鉄と複合体を形成し、鉄触媒によって活性酸素を発生することでDNAやRNAを分解する。ストレプトニグリンのDNA分解活性は、活性酸素分解酵素であるSODやカタラーゼ、あるいは鉄キレート剤であるEDTAで抑制されることから、少なくとも3種の活性酸素(スーパーオキシド、過酸化水素、ヒドロキシラジカル)を発生させると推測される(Bolxan AD. et al., Mutant Res., 2001, 488:25-37)。即ち、細胞のこれら活性酸素に対する分解能が向上した場合や、活性酸素の発生を触媒する鉄イオンが減少すると、ストレプトニグリンに耐性を示すと推測され、ストレプトニグリンに対する耐性株を分離することにより、活性酸素に耐性能を示す株を取得できると考えられる。これは、以下の実施例において実証されている。即ち、実施例において、プロバイオティクスとして一般的に使用される乳酸菌であり、酸素ストレスに弱いという特徴をもつラクトバチルス属細菌においてストレプトニグリン耐性株を分離することにより、酸素耐性および生残性が向上した株を簡便に得ることができた。   The streptonigrin used is a known antitumor agent containing aminoquinone, and the substance name is 3-methyl-4- (2-hydroxy-3,4-dimethoxyphenyl) -5-amino-6- [5,8. -Dioxo-6-methoxy-7-aminoquinolin-2-yl] pyridine-2-carboxylic acid. Streptonigrin forms a complex with intracellular iron, and decomposes DNA and RNA by generating active oxygen with an iron catalyst. The DNA degradation activity of streptonigrin is suppressed by SOD and catalase, which are active oxygen degrading enzymes, or EDTA, which is an iron chelator, so at least three types of active oxygen (superoxide, hydrogen peroxide, hydroxy radical) (Bolxan AD. Et al., Mutant Res., 2001, 488: 25-37). That is, when the cell's ability to react with active oxygen is improved, or when iron ions that catalyze the generation of active oxygen are reduced, it is presumed to be resistant to streptonigrin. It is considered that a strain showing resistance to active oxygen can be obtained. This is demonstrated in the examples below. That is, in the examples, lactic acid bacteria generally used as probiotics, and by isolating a streptonigrin resistant strain in a Lactobacillus bacterium characterized by being susceptible to oxygen stress, oxygen tolerance and survival It was possible to easily obtain a strain with improved

ストレプトニグリンによる細胞内における活性酸素発生の機構は、微生物一般に共通しているので、ストレプトニグリン耐性株の選択により酸素耐性および生残性が向上した株を得る方法は、上記ラクトバチルス属細菌以外の微生物においても適用でき、同様の効果をもたらすことが期待される。   Since the mechanism of generation of active oxygen in cells by streptonigrin is common to microorganisms in general, a method for obtaining a strain having improved oxygen tolerance and survival by selecting a streptonigrin-resistant strain is described above. It can be applied to other microorganisms and is expected to bring about similar effects.

本発明の作出方法の対象となる微生物は、食品に使用できる微生物であるのが好ましく、プロバイオティクスであるのがより好ましい。プロバイオティクスとしては、ラクトバチルス属細菌、ラクトコッカス(Lactococcus)属細菌、ストレプトコッカス(Streptococcus)属細菌、エンテロコッカス(Enterococcus)属細菌、ワイセラ(Weissella)属細菌、ペディオコッカス(Pediococcus)属細菌、ロイコノストック(Leuconostoc)属細菌などの乳酸菌やビフィズス菌が挙げられる。ラクトバチルス属細菌には、ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)、ラクトバチルス・ガセリ(Lactobacillus gasseri)、ラクトバチルス・ロイテリ(Lactobacillus reuteri)、ラクトバチルス・ラムノーサス(Lactobacillus rhamnosus)、ラクトバチルス・ブレビス(Lactobacillus brevis)、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチルス・パラカゼイ(Lactobacillus paracasei)、ラクトバチルス・プランタラム(Lactobacillus plantarum)、ラクトバチルス・パラプランタラム(Lactobacillus paraplantarum)、ラクトバチルス・ヘルベティクス(Lactobacillus helveticus)、ラクトバチルス・デルブリュッキイ(Lactobacillus delbrueckii)等が例示できる。ビフィズス菌としては、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)、ビフォドバクテリウム・ブレーベ(Bifidobacterium breve)、ビフィドバクテリウム・アドレッセンティス(Bifidobacterium adolescentis)、ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウム・インファンティス(Bifidobacterium infantis)、ビフィドバクテリウム・アニマリス(Bifidobacterium animalis)、ビフィドバクテリウム・シュードロンガム(Bifidobacterium pseudolongum)等が挙げられる。 The microorganism that is the target of the production method of the present invention is preferably a microorganism that can be used in food, and more preferably a probiotic. The probiotic lactobacilli, Lactococcus (Lactococcus) bacteria, Streptococcus (Streptococcus) bacteria, Enterococcus (Enterococcus) genus bacteria, Weissella (Weissella) bacteria, Pediococcus (Pediococcus) bacteria, leuco Examples thereof include lactic acid bacteria and bifidobacteria such as Leuconostoc bacteria. The Lactobacillus bacteria, Lactobacillus acidophilus (Lactobacillus acidophilus), Lactobacillus gasseri (Lactobacillus gasseri), Lactobacillus reuteri (Lactobacillus reuteri), Lactobacillus rhamnosus (Lactobacillus rhamnosus), Lactobacillus brevis (Lactobacillus brevis ), Lactobacillus casei ( Lactobacillus paracasei ), Lactobacillus plantarum , Lactobacillus paraplantarum , Lactobacillus paraplantarum , Lactobacillus helvetics (lvactobacillus helvetics ) And Lactobacillus delbrueckii and the like. Bifidobacterium longum , Bifidobacterium breve , Bifidobacterium adolescentis , Bifidobacterium bifidum ( Bifidobacterium bifidum ) , Bifidobacterium infantis (Bifidobacterium infantis), Bifidobacterium animalis (Bifidobacterium animalis), Bifidobacterium shoe Delon gum (Bifidobacterium pseudolongum), and the like.

乳酸菌およびビフィズス菌以外で本発明方法が適用できる微生物としては、酸素に感受性であるClostridium属細菌などがある。   Examples of microorganisms to which the method of the present invention can be applied other than lactic acid bacteria and bifidobacteria include Clostridium bacteria that are sensitive to oxygen.

本発明方法で得られた微生物の具体例は、実施例に記載のラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus) SH138株 (独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター (千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8)に2012年6月22日付で受託番号NITE P-1380 として寄託されている )およびSH141 株、およびラクトバチルス・ガセリ(Lactobacillus gasseri) SH208 株 (独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター (千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8)に2012年6月22日付で受託番号NITE P-1381 として寄託されている) 、SH195 株、SH211 株、SH212 株およびSH196 株が挙げられる。 Specific examples of microorganisms obtained by the method of the present invention are as follows. Lactobacillus acidophilus SH138 strain (Independent administrative agency, Product Evaluation Technology Foundation, Patent Microorganism Deposit Center (Kazusa Kamashizu, Kisarazu City, Chiba Prefecture) -5-8) deposited on June 22, 2012 under the accession number NITE P-1380) and SH141 strain, and Lactobacillus gasseri SH208 strain (Patented by National Institute of Technology and Evaluation) (Deposit number NITE P-1381 dated June 22, 2012) at the Microorganism Deposit Center (2-5-8 Kazusa Kamashizu, Kisarazu City, Chiba)), SH195, SH211, SH212 and SH196 Can be mentioned.

自然界より生残性の高い株を選抜する方法では、前述したように多くの労力と時間を必要とするだけでなく、選抜した株が必ずしも目的にかなった性質、例えばプロバイオティクスとして有用な性質をもつわけではない。本発明方法を用いれば、既に有用株として使用されている株において、生残性を高めることができ、生残性の向上した有用菌株を簡便に作出できる。   In the method of selecting a strain having higher survival than the natural world, not only does it require a lot of labor and time as described above, but the selected strain does not necessarily have a purposeful property, for example, a property useful as a probiotic. It does not have. By using the method of the present invention, the viability can be increased in a strain already used as a useful strain, and a useful strain with improved survival can be easily produced.

本発明の作出方法において使用するストレプトニグリン含有培地は、親株として使用する菌株の培養に適した培地に、この菌株のストレプトニグリンに対する最小生育阻止濃度よりも高い濃度でストレプトニグリンを添加した培地である。ラクトバチルス属細菌を用いる場合はGYP培地、MRS培地、あるいはスキムミルク培地などにストレプトニグリンを添加するのが好適である。   In the streptonigrin-containing medium used in the production method of the present invention, streptonigrin was added to a medium suitable for culturing the strain used as the parent strain at a concentration higher than the minimum growth inhibitory concentration of the strain against streptonigrin. Medium. When Lactobacillus bacteria are used, it is preferable to add streptonigrin to a GYP medium, MRS medium, skim milk medium, or the like.

本発明の作出方法では、まず上記ストレプトニグリンを最小生育阻止濃度より高い濃度で含有する培地に親株を接種し、培養する。培養は、使用する菌株に適した培養方法および培養条件で行えばよく、ラクトバチルス属細菌では37℃で24〜72時間静置培養や振盪培養を行うのが好ましい。ストレプトニグリンは変異原性剤でもあるので、上記培地で親株を培養することにより、親株において変異が誘発され各種の変異株が生じ、そのうちのストレプトニグリン耐性株が生き残り増殖する。このようにして、ストレプトニグリンを最小生育阻止濃度より高い濃度で含有する培地で増殖する株をストレプトニグリン耐性株として得る。   In the production method of the present invention, first, the parent strain is inoculated into a medium containing the above streptonigrin at a concentration higher than the minimum growth inhibitory concentration and cultured. The culture may be carried out by a culture method and culture conditions suitable for the strain to be used. In the case of Lactobacillus bacteria, it is preferable to perform stationary culture or shaking culture at 37 ° C. for 24 to 72 hours. Since streptonigrin is also a mutagenic agent, by culturing the parent strain in the above medium, mutations are induced in the parent strain to produce various mutant strains, of which the streptonigrin resistant strain survives and grows. In this way, a strain that grows in a medium containing streptonigrin at a concentration higher than the minimum growth inhibitory concentration is obtained as a streptonigrin resistant strain.

得られたストレプトニグリン耐性株の酸素耐性、即ち好気性条件下での生残性は、培養液を好気性条件下 (大気下) で一定期間保存した後の生菌数を計測することにより測定できる。このようにして、酸素耐性および生残性の向上した株を取得できる。   Oxygen tolerance of the obtained streptonigrin-resistant strain, that is, survival under aerobic conditions, is determined by measuring the number of viable bacteria after storing the culture solution under aerobic conditions (in the atmosphere) for a certain period of time. It can be measured. In this way, a strain with improved oxygen tolerance and survival can be obtained.

本発明の方法で作出される酸素耐性および生残性の向上した微生物は、プロバイオティクスとして食品に添加したり、発酵食品のスターターとして利用することができる。あるいは、既知の担体や賦形剤などを配合し、必要に応じ食品添加物などを加えて、各種剤型の製剤として利用できる。また、有用物質を生産しうる株として物質製造に用いることができる。   Microorganisms with improved oxygen tolerance and survival produced by the method of the present invention can be added to foods as probiotics or used as starters for fermented foods. Alternatively, it can be used as a preparation of various dosage forms by blending known carriers and excipients and adding food additives as necessary. Moreover, it can be used for substance manufacture as a strain | stump | stock which can produce a useful substance.

以下、本発明を実施例によって説明する。なお、以下の実施例は、本発明を説明するために挙げた例であり、これにより本発明を限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. The following examples are given for the purpose of illustrating the present invention and are not intended to limit the present invention.

プロバイオティクスとして一般的に使用される乳酸菌であるが、酸素ストレスに弱いという特徴をもつ、Lactobacillus acidophilus およびLactobacillus gasseri を用いて酸素耐性および生残性に優れた変異株を以下のようにして作出した。 Is a lactic acid bacteria are commonly used as probiotics, have the characteristics of being weak in oxidative stress, and the mutant strain having excellent oxygen resistance and viability using the Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus gasseri as follows Production did.

両乳酸菌の基準株であるLactobacillus acidophilus JCM1132 (独立行政法人理化学研究所バイオリソースセンター微生物材料開発室(埼玉県和光市広沢2-1)に保存) 、Lactobacillus gasseriJCM1131 (独立行政法人理化学研究所バイオリソースセンター微生物材料開発室(埼玉県和光市広沢2-1)に保存) を親株として用いた。それぞれの株のストレプトニグリン (Sigma 社製) に対する最小生育阻止濃度を測定した。培地としては、GYP培地(グルコース1%、酵母エキス1%、プロテオースペプトン0.5%、酢酸ナトリウム0.2%、牛肉エキス0.2%、硫化マグネシウム七水和物0.02 %、硫化マンガン四水和物0.001%、硫化鉄七水和物0.001%、塩化ナトリウム0.001%、Tween 80 0.05%、pH6.8に調整)を用いた。最小生育阻止濃度は、 Lactobacillus acidophilus JCM1132で0.625μg/ml、Lactobacillus gasseri JCM1131で2.5μg/mlであった。 Lactobacillus acidophilus JCM1132 (preserved in RIKEN BioResource Center, Microbial Materials Development Office (2-1 Hirosawa, Wako, Saitama)), Lactobacillus gasseri JCM1131 (RIKEN BioResource Center Microorganisms) The material development room (stored in 2-1 Hirosawa, Wako City, Saitama Prefecture) was used as the parent stock. The minimum growth inhibitory concentration of each strain against streptonigrin (Sigma) was measured. As the medium, GYP medium (glucose 1%, yeast extract 1%, proteose peptone 0.5%, sodium acetate 0.2%, beef extract 0.2%, magnesium sulfide heptahydrate 0.02%, manganese sulfide four Hydrate 0.001%, iron sulfide heptahydrate 0.001%, sodium chloride 0.001%, Tween 80 0.05%, adjusted to pH 6.8). The minimum growth inhibitory concentration was 0.625 μg / ml for Lactobacillus acidophilus JCM1132, and 2.5 μg / ml for Lactobacillus gasseri JCM1131.

次いで、決定した最小生育阻止濃度よりも段階的に高い濃度のストレプトニグリン (Lactobacillus acidophilus JCM1132では0.625、1.25、2.5、5.0、10.0μg/ml、Lactobacillus gasseriJCM1131では2.5、5.0、10.0、20.0μg/ml)をGYP培地に添加し、37℃で24〜72時間で静置または振盪培養を行い、最小生育阻止濃度よりも高いストレプトニグリン濃度存在下で増殖した株をストレプトニグリン耐性株として純化した。Lactobacillus acidophilus のストレプトニグリン耐性株としてSH138 およびSH141 株をLactobacillus gasseri のストレプトニグリン耐性株としてSH195 、SH196 、SH208 、SH211 およびSH212 を得た。 Subsequently, streptonigrin having a stepwise higher concentration than the determined minimum growth inhibitory concentration (0.625, 1.25, 2.5, 5.0, 10.0 μg / ml for Lactobacillus acidophilus JCM1132, 2.5, 5.0, 10.0, 20.0 μg / ml for Lactobacillus gasseri JCM1131) ml) was added to the GYP medium, and left or shake cultured at 37 ° C. for 24-72 hours, and the strain grown in the presence of a streptonigrin concentration higher than the minimum growth inhibitory concentration was purified as a streptonigrin resistant strain. did. The SH138 and SH141 strains were obtained as the streptonigrin resistant strains of Lactobacillus acidophilus , and the SH195, SH196, SH208, SH211 and SH212 were obtained as the streptonigrin resistant strains of Lactobacillus gasseri .

得られたストレプトニグリン耐性株の生残性の測定には、MRS液体培地(Difco 社製) で吸光度がA600 =1.0 となるまで37℃で静置培養したLactobacillus acidophilus またはLactobacillus gasseri の培養液を用いた。この培養液を好気条件下4℃で28日間保存し、7日ごとに適宜希釈した培養液をMRS寒天培地に播いて培養することにより生菌数を測定した。結果を図1に示す。 In order to measure the survival of the obtained streptonigrin resistant strain, a culture solution of Lactobacillus acidophilus or Lactobacillus gasseri that had been left standing at 37 ° C. in an MRS liquid medium (Difco) until the absorbance reached A600 = 1.0 was used. Using. This culture solution was stored at 4 ° C. for 28 days under aerobic conditions, and the culture solution diluted appropriately every 7 days was seeded on an MRS agar medium and cultured to determine the viable cell count. The results are shown in FIG.

図1から明らかなように、親株であるLactobacillus acidophilus JCM1132 は日数の経過とともに生菌数が大きく低下したのに対し、Lactobacillus acidophilus のストレプトニグリン耐性株であるSH138 およびSH141 株の両株では、大きく生残性が向上し、28日後では野生株と比較して約500 〜1000倍高い生菌数を示した。一方、Lactobacillus gasseri のストレプトニグリン耐性株 (SH195 、SH196 、SH208 、SH211 およびSH212)も保存開始14日目の時点では、親株と比べ約30〜200 倍高い生菌数を示した。21日以降は生菌数が低下したが、ヨーグルトなどの一般的な消費期限である2週間では生残性の向上が確認された。このように、ストレプトニグリン耐性株を分離することにより、生残性が向上した株を簡便に得ることができた。 As is clear from FIG. 1, the number of viable bacteria in the parent strain, Lactobacillus acidophilus JCM1132, decreased significantly with the passage of days, whereas in the Lactobacillus acidophilus streptonigrin-resistant strains, both SH138 and SH141 strains, Survival improved, and after 28 days, the number of viable bacteria was about 500 to 1000 times higher than that of the wild type. On the other hand, the streptonigrin resistant strains of Lactobacillus gasseri (SH195, SH196, SH208, SH211 and SH212) also showed viable cell counts about 30 to 200 times higher than the parent strain at the 14th day after the start of storage. After 21 days, the number of viable bacteria decreased, but the improvement of survival was confirmed in 2 weeks, which is a general expiration date for yogurt and the like. Thus, by isolating a streptonigrin resistant strain, a strain with improved survival could be easily obtained.

Claims (13)

ストレプトニグリン含有培地で微生物を培養し、ストレプトニグリン耐性株を選抜することを含む、酸素耐性微生物を作出する方法。   A method for producing an oxygen-resistant microorganism comprising culturing a microorganism in a streptonigrin-containing medium and selecting a streptonigrin-resistant strain. 前記微生物が食品に使用できる微生物である、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the microorganism is a microorganism that can be used in food. 前記食品に使用できる微生物がプロバイオティクスである、請求項2記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the microorganism that can be used in the food is probiotic. 前記プロバイオティクスが乳酸菌である、請求項3記載の方法。   4. The method of claim 3, wherein the probiotic is a lactic acid bacterium. 前記プロバイオティクスがビフィズス菌である、請求項3記載の方法。   4. The method of claim 3, wherein the probiotic is Bifidobacterium. 前記乳酸菌がラクトバチルス属細菌である、請求項4記載の方法。   The method according to claim 4, wherein the lactic acid bacterium is a Lactobacillus bacterium. ラクトバチルス属細菌が、ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)またはラクトバチルス・ガセリ(Lactobacillus gasseri)である、請求項6記載の方法。 The method according to claim 6, wherein the Lactobacillus genus bacterium is Lactobacillus acidophilus or Lactobacillus gasseri . 請求項1〜7のいずれかに記載の方法により、好気性条件下での生残性が向上した微生物を作出する方法。   A method for producing a microorganism having improved survival under an aerobic condition by the method according to claim 1. 微生物をストレプトニグリン含有培地で培養し、ストレプトニグリン耐性を生じさせることを含む、微生物の酸素耐性能を向上させる方法。   A method for improving the oxygen resistance performance of a microorganism, comprising culturing the microorganism in a streptonigrin-containing medium to cause streptonigrin resistance. 請求項9記載の方法により、微生物の好気性条件下での生残性を向上させる方法。   A method for improving survival of microorganisms under aerobic conditions by the method according to claim 9. 請求項1〜7のいずれかに記載の方法で得られる酸素耐性微生物。   An oxygen-resistant microorganism obtained by the method according to claim 1. 好気性条件下での生残性が向上した、請求項11記載の微生物。   The microorganism according to claim 11, which has improved survival under aerobic conditions. ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus) SH138株 (受託番号NITE P-1380 として寄託) またはラクトバチルス・ガセリ(Lactobacillus gasseri)SH208 株 (受託番号NITE P-1381 として寄託) である、請求項11または12記載の微生物。 13. Lactobacillus acidophilus SH138 strain (deposited as deposit number NITE P-1380) or Lactobacillus gasseri SH208 strain (deposited as deposit number NITE P-1381) Microorganisms.
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