JP2022509472A - 乳酸菌の凍結保護のためのシステインまたはその塩の用途(use of cysteine or salt thereof for cryoprotecting lactic acid bacteria) - Google Patents
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Abstract
Description
前記生理活性を維持するために、ゼラチンコーティングなどの方法(Champagne et al.、Food Research International、29、555-562(1996))が行われたことがあるが、乳酸菌の生存率および保管安定性をさらに高める方法の開発が求められる実情である。
また、本出願の他の側面は、乳酸菌を前記乳酸菌凍結保護用の組成物と混合し、前記混合物を粉末化することを含む乳酸菌剤の製造方法を提供する。
また、本出願のまた他の側面は、乳酸菌を前記培養培地で培養し、前記培養された乳酸菌の菌体を回収し、前記回収された乳酸菌の菌体を粉末化することを含む乳酸菌剤の製造方法を提供する。
また、本出願は、システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌生育促進用の培養培地を提供することができる。
本出願で用いられる用語「乳酸菌」は、糖類を発酵してエネルギーを獲得し、多量の乳酸を生成する細菌を総称する用語である。前記乳酸菌は、ラクトバチルス属(Lactobacillus sp.)、ビフィドバクテリウム属(Bifidobacterium sp.)、ストレプトコッカス属(Streptococcus sp.)、ラクトコッカス属(Lactococcus sp.)、エンテロコッカス属(Enterococcus sp.)、ペディオコッカス属(Pediococcus sp.)リューコノストック属(Leuconostoc sp.)、およびワイセラ属(Weissella sp.)からなる群から選択される1種以上であってもよい。具体的には、ラクトバチルスプランタルム(Lactobacillus plantarum)、ラクトバチルスカゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチルスラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)、ラクトバチルスアシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)、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ロンガム(Bifidobacterium longum)、ビフィドバクテリウムブレーブ(Bifidobacterium breve)、ストレプトコッカスフェカリス(Streptococcus faecalis)、ラクトコッカスラクチス(Lactococcus lactis subsp.lactis)などであってもよく、より具体的には、ラクトバチルスプランタルム CJLP243(Lactobacillus plantarum CJLP243;韓国登録特許公報第1,178,217号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP133(Lactobacillus plantarum CJLP133;韓国登録特許公報第1,486,999号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP136(Lactobacillus plantarum CJLP136;韓国登録特許公報第1,075,558号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP55(Lactobacillus plantarum CJLP55;韓国登録特許公報第1,255,050号に開示)、ラク
トバチルスプランタルム CJLP56(Lactobacillus plantarum CJLP56;韓国登録特許公報第1,075,557号に開示)などであってもよいが、特にこれらに限定されない。
本出願は、乳酸菌凍結保護用の組成物を提供する。
前記本出願の乳酸菌凍結保護用の組成物は、システインまたはその塩を有効成分として含む。
前記凍結保護剤は、前記システインまたはその塩を除いた、本出願が属する技術分野で通常用いられる凍結保護効能を有する物質を意味するものであり、市販のものを購入して用いてもよく、その種類は特に制限されない。具体的には、前記凍結保護剤としては、糖類、アミノ酸、ペプチド、ゼラチン、グリセロール、糖アルコール、乳清、アルギン酸、アスコルビン酸、酵母抽出物、脱脂乳などであってもよい。例えば、前記凍結保護剤として、糖類の一種であるトレハロース(trehalose)が用いられてもよい。前記トレハロースは、植物や微生物などの自然界に広く存在している糖質であり、凍結乾燥により乳酸菌が損傷または死滅するのを防止し、再水和時にその機能を回復することができるように助力する凍結保護剤の役割をするものとして知られた物質である。前記トレハロースは、前記乳酸菌凍結保護用の組成物の全体100重量%に対し、10重量%~40重量%、例えば10重量%~30重量%、具体的には15重量%~25重量%、より具体的には17.5重量%~22.5重量%の含量で含まれてもよいが、前記乳酸菌凍結保護用の組成物に含まれる活性成分の含量、乳酸菌の種類、大きさ、量、凍結乾燥条件、組成物に含まれる他成分の種類や含量などに応じて通常の技術者が適切に調節してもよい。
本出願は、乳酸菌凍結保護用の培養培地を提供する。
一側面において、本出願の培養培地は、乳酸菌の生育促進用の培養培地であってもよい。
一側面において、前記乳酸菌凍結保護用の培養培地は、乳酸菌の生育促進および熱安定性増加用の培養培地であってもよい。
前記システインは、HS-CH2CH(NH2)-COOHの構造を有する含硫α-アミノ酸の一種であって、スルフヒドリル(sulfhydryl)基を有しており、他のシステインとの間でジスルフィド結合を形成するという特徴を有している。前記システインは、L-システイン、D-システイン、またはL,D-システインであってもよく、具体的にはL-システインであってもよい。
前記システインまたはその塩は、乳酸菌を凍結から保護して凍結による乳酸菌の損傷や死滅を最小化するだけでなく、さらには凍結乾燥後にも乳酸菌がその固有の活性を維持することができるようにする乳酸菌の安定性を向上させる役割をする。それのみならず、前記システインまたはその塩は、乳酸菌の培養時に乳酸菌の生産量を画期的に増大させるだけでなく、それにより培養された乳酸菌が固有の活性を維持することができるようにする乳酸菌の安定性を向上させる役割をする。よって、前記システインまたはその塩は、乳酸菌凍結保護用の培養培地の有効成分としてだけでなく、他の一方では、乾燥された、特に凍結乾燥された乳酸菌の安定性向上用の培養培地、乳酸菌の生育促進用の培養培地、およびこのような培養培地で培養された乳酸菌の安定性向上用の組成物、それだけでなく乳酸菌の熱安定性増加用の培養培地の有効成分として用いられてもよい。
前記培養培地から製造された乳酸菌剤は後述する通りである。
本出願は、乳酸菌剤、具体的には、熱安定性を有する乳酸菌剤の製造方法を提供する。
他の側面において、前記システインまたはその塩を含む組成物は、本出願に係る培養培地、例えば、乳酸菌凍結保護用の培養培地を用いることができる。
先ず、乳酸菌をシステインまたはその塩を含む組成物、例えば、前記乳酸菌凍結保護用の組成物と混合する。
前記乳酸菌と乳酸菌凍結保護用の組成物との混合物を粉末化する過程は、従来食品分野で一般的に用いられる凍結乾燥を通じて行われてもよい。前記凍結乾燥は-70℃~30℃、具体的には-70℃~-40℃の温度で行われてもよい。前記凍結乾燥は、3時間~48時間、具体的には6時間~36時間、より具体的には12時間~24時間冷却される条件で凍結させた後、凍結乾燥機において解凍して水分を除去する過程により行われてもよい。
前記乳酸菌の菌体を回収するステップは、上記のような乳酸菌の培養形態に応じて、本出願が属する技術分野で公知の適切な方法を用いて培地から目的とする菌体を回収することができる。例えば、遠心分離、濾過、結晶化、タンパク質沈殿剤による処理(塩析法)、抽出、超音波破砕、限外濾過、透析法、分子ふるいクロマトグラフィ(ゲル濾過)、吸着クロマトグラフィ、イオン交換クロマトグラフィ、親和性クロマトグラフィなどの各種クロマトグラフィ、HPLC、およびこれらの方法を組み合わせて用いてもよい。前記回収ステップは、追加の精製工程を含むことができ、本出願が属する技術分野で周知の適切な方法を用いて、回収された乳酸菌の菌体をさらに精製することができる。
前記回収された乳酸菌の菌体を粉末化する過程は、従来食品分野で一般的に用いられる粉末化方法を通じて行われてもよく、例えば、前記回収された乳酸菌の菌体を凍結乾燥して行われてもよい。前記凍結乾燥は、-70℃~30℃、具体的には-70℃~-40℃の温度で3時間~48時間、具体的には6時間~36時間、より具体的には12時間~24時間冷却される条件で凍結させた後、凍結乾燥機において解凍して水分を除去する過程により行われてもよい。
本出願の他の側面は、乳酸菌の生育を促進する方法、乳酸菌のエネルギー代謝を調節する方法、および乳酸菌の熱安定性を増加する方法を提供する。
本出願により生育が促進された乳酸菌は、安定性が向上して、乳酸菌数が高いレベルで長期間維持されるという効果がある。
本出願は、乳酸菌剤、具体的には熱安定性を有する乳酸菌剤を提供する。
本出願の前記乳酸菌剤は、乳酸菌と、システインまたはその塩と、を含む。
前記システインの塩は、前記システインの任意の塩であってもよく、具体的には、塩酸塩、硫酸塩などであってもよい。
前記保管初期は、保管の0日目または保管直前であってもよい。
例えば、前記乳酸菌をシステインまたはその塩の存在下で37℃で培養し、培養液を20倍希釈した際、分光光度計を用いて測定したO.D(Optical density)値は7時間後に0.5以上、具体的には、0.7以上、0.9以上、1.0以上、または1.2以上を示すことができる。一側面において、8時間後に0.6以上、0.8以上、1.0以上、1.2以上、または1.3以上を示すことができる。一側面において、9時間後に0.7以上、0.8以上、0.9以上、1.0以上、1.2以上、1.3以上、または1.4以上を示すことができる。一側面において、10時間後に0.8以上、1.0以上、1.2以上、1.4以上、または1.5以上を示すことができる。一側面において、11時間後に1.0以上、1.1以上、1.2以上、1.3以上、1.4以上、または1.5以上を示すことができる。
但し、下記の実施例は本出願を具体的に例示するためのものであって、本出願の内容が下記の実施例によって限定されるものではない。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、MRS液体培地(Difco、USA)を用いて、37℃で18~24時間培養した後、遠心分離機を用いて、上澄みは捨て、乳酸菌のみを回収した。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株(韓国登録特許公報第1,486,999号に開示)を、0.1重量%のシステイン塩酸塩が含まれたMRS液体培地(Difco、USA)を用いて、37℃で18~24時間培養した後、遠心分離機を用いて、上澄みは捨て、乳酸菌のみを回収した。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、0.1%のシステイン塩酸塩が含まれたMRS液体培地(Difco、USA)で、37℃で11時間培養した。システイン塩酸塩が含まれたMRS培地の成分は表3の通りであり、培養途中に低下するpHはアンモニア水自動給与システムを通じてpH5.95に中和されるように設定した。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、MRS液体培地(Difco、USA)を用いて、37℃で18~24時間培養した後、遠心分離機を用いて、上澄みは捨て、乳酸菌のみを回収した。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、0.1%のシステイン塩酸塩が含まれていないMRS液体培地(Difco、USA)で、37℃で11時間培養した。MRS培地成分は表4の通りであり、培養途中に低下するpHはアンモニア水自動給与システムを通じてpH5.95に中和されるように設定した。
システイン塩酸塩の有無に応じた乳酸菌粉末の高温安定性の評価
システイン塩酸塩を適用した乳酸菌粉末の高温安定性を評価するために、前記実施例1-1、実施例2、および比較例1の苛酷条件での生存率を分析した。凍結乾燥化した乳酸菌粉末は、貯蔵温度および貯蔵期間に応じて次第に活性が減少する。一般に活性に影響を与える要因としては、温度、酸素、水分などが挙げられる。凍結乾燥化した乳酸菌粉末は、吸湿性が非常に強くて、貯蔵初期に多くの含量減少が発生する。流通貯蔵性を向上するために包装材に脱酸素剤を適用するか、または除湿のための種々の方法があるが、究極的には、乳酸菌粉末そのものの安定性の程度に応じて貯蔵期間に多くの差を示す。よって、原料特性に起因した吸湿性を緩和するために各試料をアルミニウムパウチに個別包装して保管し、40℃で4週間保管して苛酷条件での生存率を分析した。
システイン塩酸塩の含量に応じた乳酸菌粉末の高温安定性の評価
システイン塩酸塩を適用した乳酸菌粉末のシステイン塩酸塩の含量に応じた高温安定性を評価するために、前記実施例1-1~実施例1-4で製造された乳酸菌粉末の苛酷条件での生存率を分析した。前記実験例1と同様の方法により苛酷条件を適用して時間の経過に応じた乳酸菌の活性を測定し、その結果を下記表6に示した。下記表6に記載した数字も初期乳酸菌に対比した生存率(%)を示す。
乳酸菌の培養培地内のシステイン塩酸塩の有無に応じた高濃度培養の評価(O.D.value)
乳酸菌の培養評価は、韓国食品添加物公典のO.D.value(Optical density)測定法に従い、分光光度計(Spectrophotometer、NanoPhotometer、IMPLEN)を用いて、600nmで乳酸菌培養液を20倍に希釈して測定した。
乳酸菌の培養培地内のシステイン塩酸塩の有無に応じた高濃度培養の評価(生菌数の測定)
MRS寒天平板培地に30~300個のコロニーが形成されるように乳酸菌培養液を滅菌生理食塩水で希釈し塗抹した後、37℃で24時間培養した。培養後に現れたコロニー数をカウントして、mL当たり生菌数に計算した。
Claims (17)
- システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌凍結保護用の組成物。
- 前記システイン塩の塩は塩酸塩である、請求項1に記載の乳酸菌凍結保護用の組成物。
- 前記システインまたはその塩は0.01重量%~10重量%の含量で含まれる、請求項1に記載の乳酸菌凍結保護用の組成物。
- トレハロース、マルトデキストリン、および大豆ペプトンからなる群から選択される少なくとも1つをさらに含む、請求項1に記載の乳酸菌凍結保護用の組成物。
- 乳酸菌の熱安定性を有する、請求項1から4の何れか一項に記載の乳酸菌凍結保護用の組成物。
- システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌凍結保護用の培養培地。
- 前記システインまたはその塩は0.01重量%~10重量%の含量で含まれる、請求項6に記載の乳酸菌凍結保護用の培養培地。
- コエンザイムQ10、ビタミンC、ビタミンE、およびビタミンB2からなる群から選択される少なくとも何れか1つをさらに含む、請求項6に記載の乳酸菌凍結保護用の培養培地。
- 乳酸菌の生育促進および熱安定性の増加のうち少なくとも1つの効能をさらに有する、請求項6に記載の乳酸菌凍結保護用の培養培地。
- 乳酸菌を、
システインまたはその塩を含む組成物と混合して混合物を準備し、前記混合物を凍結乾燥して粉末化することを含む、乳酸菌剤の製造方法。 - 前記混合物を凍結乾燥する前に混合物を用いて乳酸菌の菌体を培養することをさらに含む、請求項10に記載の乳酸菌剤の製造方法。
- 乳酸菌と、システインまたはその塩と、を含む熱安定性を有する乳酸菌剤。
- 前記乳酸菌剤は、グラニュール、粉末、散剤、顆粒剤、浸剤、乳剤、流動剤、錠剤、丸剤、カプセル剤、顆粒剤、軟膏、座剤、注射液、吸入剤、エアロゾル、懸濁剤、シロップ剤、エマルション、軟質カプセル、硬質カプセル、エリキシル剤(elixirs)、トローチ剤(troches)、またはロジェンジ(lozenge)の形態である、請求項12に記載の乳酸菌剤。
- 前記乳酸菌剤は、凍結乾燥された粉末の形態である、請求項12に記載の乳酸菌剤。
- 前記乳酸菌剤は、40℃で4週間保管した後の乳酸菌生存率が45%以上である、請求項12から14の何れか一項に記載の乳酸菌剤。
- 乳酸菌を、請求項6から9の何れか一項に記載の培養培地で培養することを含む、乳酸菌の生育を促進する方法。
- 乳酸菌を、請求項6から9の何れか一項に記載の培養培地で培養することを含む、乳酸菌の熱安定性を増加する方法。
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