JP2991458B2 - 乳酸菌の増殖性及び抗菌性物質生産性の増大法 - Google Patents

乳酸菌の増殖性及び抗菌性物質生産性の増大法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は乳酸菌の増殖性及び抗菌性物質生産性の増大
法に関するものである。
更に詳しくは、本発明は鉄ポルフィリン、ヘム蛋白
質、鉄ポルフィリンを含む動物組織及び血液群から選ば
れる成分の1種又は2種以上と糖源を含有する培地中で
乳酸菌を好気条件下に培養することを特徴とする乳酸菌
の増殖性及び抗菌性物質生産性の増大法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
乳酸菌の産生する抗菌性物質としては、ナイシン[J.
Sci.Food Agric.13,22(1962)]、バクテリオシン[Ap
pl.Environ.Microbiol.45,205(1983)]、過酸化水素
[J.Dairy Sci.63,353(1979)]、ジアセチル[Appl.E
nviron.Microbiol.44,525(1982)]、有機酸[Appl.En
viron.Microbiol.54,2179(1988)]等が公知である。
特に、ナイシンに代表される抗菌性ペプチドはヒト由
来のプロテアーゼにより容易に失活するため安全性が高
いことから、各種の乳製品、肉製品及び缶詰めのフルー
ツ、野菜等の保存剤として利用されている。
乳酸菌は培養過程で各種の有用物質と共に乳酸を生成
し、培地中に次第に蓄積する乳酸によって微生物の増殖
及び有用物質の産生が抑制されるという問題があり、こ
の問題を解決する方法として、生成した乳酸を培地から
除去する方法(日本農芸化学会1990年度大会 講演要旨
集第100頁)及びアルカリ剤を添加して培地のpHを一定
に保つ方法[J.Milk Food Technol.37,107(1974)]等
が知られている。
しかしながら、これら従来の方法は操作が煩雑である
か又はアルカリ剤の添加により培地中の塩濃度が著しく
高くなる等の欠点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、煩雑な操作やアルカリ剤の添加を必要とせ
ず、糖源を含む培地に若干量の鉄ポルフィリンを添加
し、好気条件下に培養するという簡単な方法によりピル
ビン酸からの乳酸生成を抑制し、乳酸菌の増殖性を高め
ると共に抗菌性物質の生産性を増大する方法を提供する
ことを目的としてなされたものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は鉄ポルフィリン、ヘム蛋白質、鉄ポルフィリ
ンを含む動物組織及び血液の群から選ばれる成分の1種
または2種以上と糖源を含有する培地中で乳酸菌を好気
条件下に培養することを特徴とする乳酸菌の増殖性及び
抗菌性物質生産性の増大法に関するものである。
上記乳酸菌としてはラクトコッカス属に属するジアセ
チル生産菌が用いられ、その具体例としてはラクトコッ
カス・ラクティス サブスペーシス・ラクティス オー
エルエス3022((Cit+)Lactococcus lactis subsp.lac
its OLS 3022)(微工研菌寄第11008号)が用いられ
る。
本願発明において用いる糖源は、乳酸菌が利用し得る
ものならば特に制限はなされないが、グルコース、ラク
トース等が好ましい。
添加物としては鉄ポルフィリン及び鉄ポリフィリンを
含むヘム蛋白質が有効である。鉄ポルフィリンとしては
例えばヘム、ヘミン、ヘマチンがあげられる。
ヘム蛋白質には、チトクロムオキシダーゼ、チトクロ
ム、カラターゼ、パーオキシダーゼ、ヘモグロビン等が
含まれる。
鉄ポリフィリン、ヘム蛋白質、鉄ポルフィリンを含む
動物組織、血液等は鉄ポルフィリンとして0.1〜500μ
M、望ましくは0.5〜5μM添加すればよい。
さらに、金属塩の添加により効果を高めることが出
来、鉄イオン、銅イオンならびにモリブデンイオンの一
種又は二種以上を無機塩類または有機塩類の形で、これ
らの合計量が0.01〜10mM添加すればよい。
無機塩としては、例えば塩化物、硫化物であり、有機
塩としては、例えば酢酸塩、乳酸塩である。
上記した鉄ポルフィリン又はヘム蛋白質、鉄ポルフィ
リンを含む動物組織、血液、ならびに金属塩は、あらか
じめ培地を加熱滅菌した後に添加してもよいし、他の培
地成分と同時に添加し、加熱滅菌してもよい。特にヘム
蛋白質であるヘモグロビン、チトクロムオキシダーゼ、
カタラーゼ、パーオキシダーゼは特定の酵素作用等によ
り乳酸菌のジアセチルおよびアセトイン生産性を高める
のではなく、ヘム蛋白質の成分である鉄ポルフィリンの
存在が乳酸菌のジアセチルおよびアセトイン生成能を著
しく高めるからである。従って、前記したヘム蛋白質に
比較し、安価な鉄ポルフィリンを含む動物の血液又は組
織、例えば、肝臓、腎臓等又はこれらの抽出液を請求項
3で示したように鉄ポルフィリンとして0.1μM以上培
地に添加し、乳酸菌を接種し、振とうもしくはエアレー
ション等の好気条件下に培養することにより乳酸菌の増
殖性及び抗菌性物質生産性を増大することが出来る。
以下、本発明の効果を発現する乳酸菌培養過程に於け
る作用機序について説明する。
乳酸菌は培養過程でグルコース、ラクトース等の炭水
化物(糖源)を代謝してピルビン酸を生成する。嫌気下
では解糖系で生成したNADHを再酸化するため、生成した
ピルビン酸のほとんどを乳酸に変換する。
一方本発明の培養過程に於いては、供試菌NADHオキシ
ダーゼ活性又はピルビン酸をジアセチルに変換するジア
セチル合成酵素活性が著しく高くなり乳酸の生成が抑制
される。その結果、本発明によれば乳酸菌の培養過程に
於いて培地のpH低下は抑制され、微生物は盛んに増殖
し、糖源の消費速度は著しく高く、消費される糖源の大
部分はジアセチル及びアセトインに変換される。
これらのことは下記の試験例によって確認された。
試験例1(ヘミン添加及び振とう有無の効果試験) クエン酸塩を除くMRS培地及びこれにヘミン0.01mMを
添加した培地を用意し、それぞれの培地に乳酸菌ラクト
コッカス・ラクチスK−1を接種し、30℃で24時間静置
及び振とう(120ストローク/分)の2種の条件下で培
養した。培養終了後の各培地について生菌数(個/m
)、グルコース消費量(mM)、乳酸、ジアセチル及び
アセトインの生成量(mM)及び抗菌活性(生育阻止円
径,mm)を測定し、それらの測定値とヘミン添加及び振
とう有無の関係を評価した。
本試験の結果は第1表に示す。但し、抗菌活性はロイ
コノストック・メセンテロイデス(Leucono−stocmesen
teroides)ATCC 8293株を検定菌とするペーパーディス
ク(φ=8mm)法による生育阻止円径で示し、抗菌活性
を測定する際、培養液はいずれもpH4.8に調整して供試
した。
第1表の成績から明らかなように、ヘミンを含有する
培地で乳酸菌を振とう培養(好気条件下で培養)すれ
ば、生菌数が約10培に増殖し、グルコースの消費量も多
く、ジアセチル、アセトイン及び抗菌活性成分の生成量
が著しく増加した。
試験例2(ヘミン添加有無の経時的効果試験) クエン酸を除くMRS培地(ペプトン10g,ラブレムコ粉
末10g,イーストエクストラクト5g,グルコース20g,ツイ
ーン80 1m,K2HPO42g,酢酸ソーダ5g,MgSO4・7H2O 200m
g,MnSO4・4H2O 50mg,蒸留水1000m,pH6.5)及びこれに
ヘミン0.01mMを添加した培地を準備し、両方の培地に乳
酸菌ラクトコッカス・ラクチス・サブスペーシス・ラク
チス3022(微工研菌寄第11008号)を接種し、30℃で振
とう(120ストローク/分)条件下に培養し、培養開始
時点、培養開始後12時間、24時間目、36時間目及び48時
間目の5回培地をサンプリングし、各培地試料につい
て、微生物の増殖性、ジアセチル、アセトイン、乳酸及
び酢酸の生成量、グルコースの消費量並びにpHを測定
し、それらの測定値とヘミン添加有無の関係を経時的に
追跡し評価した。
本試験の結果は、増殖性、ジアセチル及びアセトイン
の生成量については第1図に示し、グルコースの消費
量、pH、乳酸及び酢酸の生成量については第2図に示
す。
第1図及び第2図の成績は、乳酸菌を好気条件下に培
養(振とう培養)する場合、培地へのヘミンの添加が下
記の効果を発現することを示した。
1)乳酸菌の増殖性とグルコースの消費速度を著しく増
大させる。
2)グルコース消費量に対する乳酸生成量の比率が低く
なり、培地のpH低下が抑制される。
3)グルコースが全て消費されると生成した乳酸の消費
が顕著となり、これに伴って、一旦低下したpHが上昇す
る。
4)ジアセチル及びアセトインの生成量が飛躍的に増大
する。
なお、本試験に於いて、ジアセチル及びアセトインは
本発明者等が先に報告した文献[Agric.Biol.Chem.50,2
639(1986)]に記載の方法によって測定し、乳酸、酢
酸及びグルコースは酵素法によって測定し、微生物の増
殖性は培地の濁度(log10OD580×100)の測定によって
求めた。
〔実施例〕
本発明の実施態様を具体的に説明するため、以下に実
施例を示す。なお、以下の実施例に於いて、乳酸菌とし
て、特に乳酸生成能の高いラクトコッカス属微生物を用
いる例を示したが、本発明は実施例のみによって限定さ
れるものではない。
実施例1 クエン酸塩を除いたMRS培地100mに0.1mM CuCl2を加
え、121℃で15分間滅菌した。次に0.05Nに溶解したヘミ
ンをロ過除菌後5μMになるように培地に加え、ナイシ
ン生産菌のラクトコッカス・ラクティス(Lactococcus
lactis)K−1スターターを1%接種し、30℃で120ス
トローク/分の条件で24時間振とう培養した。得られた
培養液中の生菌数は5×109個/mであり、培養液の抗
菌活性をロイコノストック・メセンテロイデス(Leucon
ostoc mesenteroides)ATCC 8293株を検定菌に用るペー
パーディスク法(φ=8mm)により測定した結果生育阻
止円径は15.5mmであった。
なお、比較のため、CuCl2及びヘミンを加えずに、30
℃で24時間静置及び振とう培養し、培養液を上記と同様
に測定した結果、いずれの場合も生菌数は5×108個/m
、生育阻止円径は13mmであった。
実施例2 10%脱脂粉乳培地100mに0.1mM FeSO4,0.mM Na2MoO4
及びスラリー状にした牛肝臓100mgを加え121℃で10分間
滅菌した。これにラクトコッカス・ラクティスK−1ス
ターターを1%接種し、30℃で120ストローク/分の条
件で24時間振とう培養した。得られた培養液を実施例1
と同様に測定した結果生菌数は5.5×109個/mであり、
生育阻止円径は16.0mmであった。
なお、比較のため、FeSO4,Na2MoO4及び牛肝臓を加え
ずに30℃で24時間静置及び振とう培養し、培養液を上記
と同様に測定した結果、いずれの場合も生菌数は6×10
8個/mであり、生育阻止円径は13.5mmであった。
実施例3 クエン酸塩を除いたMRS培地100mを121℃で15分間滅
菌した。次に0.05Nに溶解したヘミンを濾過除菌液10μ
Mになるように培地に加え、ナイシン生産菌のラクトコ
ッカス・ラクフィス(Lactococus lactis)K−1スタ
ーターを1%接種し、30℃で125ストローク/分の条件
で24時間振盪培養した。得られた培養液を実施例1と同
様に測定した結果、生菌数は4×109個/mであり、生
育阻止円径は15.0mmであった。なお、比較のため、ヘミ
ンを加えずに30℃で24時間静置及び振盪培養し、培養液
を上記と同様に測定した結果、いずれの場合の生菌数は
5×108個/m、生育阻止円形は13mmであった。
〔発明の効果〕
本発明は乳酸菌の増殖性及び抗菌性物質生産性の増大
法を提供するものである。
従来、乳酸菌は培養過程で各種の有用物質と共に乳酸
を生成し、培地中に次第に蓄積する乳酸菌によって微生
物の増殖及び有用物質の産生が抑制されるという問題が
あったところ、本発明により若干の鉄ポルフィリンと糖
源を含有する培地中で好気条件下に乳酸菌を培養すると
いう簡単な乳酸菌の増殖性及び抗菌性物質生産性の増大
法が提供された。
【図面の簡単な説明】
第1図は、乳酸菌をヘミン添加培地及び無添加培地で好
気条件下に培養した場合の微生物の増殖性(培地の濁
度)、ジアセチル及びアセトインの生成量を経時的に測
定した値を示す図であり、第2図は、第1図の場合と同
様な方法で培養した培地について、グルコースの消費
量、pH、乳酸及び酢酸の生成量を経時的に測定した値を
示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12N 1/00 C12P 1/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヘミンと糖源を含有する倍地中でラクトコ
    ッカス属に属するジアセチル生成能を有する乳酸菌を好
    気条件下で培養することを特徴とする当該乳酸菌の増殖
    性及び抗菌性物質生産性の増大法。
  2. 【請求項2】ヘミンの培地中の濃度が0.1〜500μMであ
    ることを特徴とする請求項1記載の増大法。
  3. 【請求項3】牛肝臓と、鉄及びモリブデンの無機塩又は
    有機塩と、糖源とを含有する培地中でラクトコッカス属
    に属するジアセチル生成能を有する乳酸菌を好気条件下
    で培養することを特徴とする当該乳酸菌の増殖性及び抗
    菌性物質生産性の増大法。
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