JP3183994B2 - 新規な凝乳酵素及びその製造法 - Google Patents

新規な凝乳酵素及びその製造法

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俊彦 菊地
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アスペルギルス・ウス
タスが生産する新規な凝乳酵素に関する。また、本発明
は、この新規な凝乳酵素生産能を有するアスペルギルス
・ウスタスを培養し、その培養物から凝乳酵素を製造す
る方法に関する。さらに、本発明は、アスペルギルス・
ウスタスに属し、この新規な凝乳酵素生産能を有する菌
株に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、チーズを製造するに際して
は、原料乳を凝固させるために凝乳酵素が必要とされ、
離乳前の子牛第4胃から抽出、調製されるキモシンが凝
乳酵素として伝統的に用いられている。しかし、このキ
モシンの原料となる子牛の慢性的な供給不足から、19
70年代の初め頃より、多くの研究者が精力的にキモシ
ンに代わる凝乳酵素の研究、開発を行ってきた。そし
て、これまでに、動物、植物及び微生物起源のキモシン
に代わる多数の凝乳酵素が見出され、チーズ製造への利
用の試みがなされているが、キモシンに代わる凝乳酵素
として実用化されているものは、動物起源のペプシンや
エンドシア・パラシチカ(Endothiaparas
itica)、ムコール・プシルス(Mucor pu
sillus)及びムコール・ミイヘイ(Mucor
miehei)の糸状菌3種が生産する微生物起源の微
生物レンネットのみである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは, 新たな
微生物起源の凝乳酵素を見出すべく、鋭意検討を行った
ところ、土壌から分離した糸状菌のフスマ培養抽出物が
強い凝乳活性を有することを見出し、本発明を成すに至
った。したがって、本発明は、新規な凝乳酵素を提供す
ることを課題とする。また、本発明は、この新規な凝乳
酵素を製造する方法を提供することを課題とする。さら
に、本発明は、この新規な凝乳酵素の産生能を有する菌
株を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、新規な凝乳
酵素の産生能を有する微生物を培養し、得られる培養物
から、本発明の凝乳酵素を採取する。ここで、本発明に
おいて用いる凝乳酵素を生産する菌株の菌学的性質につ
いて次の通り示す。 (a)形態 分生子柄は、空中菌糸及び基中菌糸から生じ、脚細胞を
持っており、厚壁、滑面で、長さ100〜300μm、
直径5〜7μm。隔壁は殆どなく、暗褐色を呈する。頂
嚢は、ほぼ球形で直径10〜20μm、ほぼ全面で、又
は頂嚢下部を除いて、梗子はふたつに分かれている。基
梗は、臼歯型2〜3μm×5〜7μm、端梗は、短い瓶
型2×7μmである。分生子は、球形で直径3〜3.5
μm、表面にかなり長い刺状突起を全面に付け、淡緑色
から淡褐色を呈する。端梗子先端から分生子の連鎖を生
じるが、長鎖とはならず、全体としてほぼ球形の分生子
頭を形成する。
【0005】(b)生育 ポテトデキストロース寒天培地で培養した場合は、分生
子を良く生成し、暗オリーブ色を呈する。ツアッペック
液寒天培地で培養した場合は、27℃、7日間で直径約
4cmの菌叢に生育する。表面は、淡褐色で緻密なフェ
ルト状を呈し、分生の成熟に伴ってオリーブ灰色とな
る。裏面は、黄色乃至褐色を呈する。生育pH範囲は
3.5〜9.0で最適pHは4.0付近、生育温度範囲
は15〜35℃最適生育温度は25〜28℃である。
【0006】上記の菌学的性質に基づき、文献〔K.
B.Raper et al.、The Genus
Aspergillus、543頁、1973年〕を参
照して分類したところ、この菌株は、アスペルギルス・
ウスタス(Aspergillus ustus)と同
定された。なお、この菌株は、Aspergillus
ustus SBT 7567株として、工業技術院微
生物工業技術研究所に微工研菌寄第13157号(FE
RM P−13157)の番号で寄託されている。
【0007】このアスペルギルス・ウスタスの培養に
は、小麦ふすまに水または緩衝液を加えて調製した固体
培地が適している。すなわち、小麦ふすま量の半分量か
ら倍量程度、好ましくは等量を加水した固体培地を用い
る。また、この培地に大豆粉、カゼインあるいはホエー
粉などを5%以内で添加しても良い。そして、この培地
にアスペルギルス・ウスタスを接種した後、温度20〜
30℃、好ましくは25〜28℃で、3〜7日間、好ま
しくは4〜6日間培養を行う。なお、12メッシュ以上
の微細小麦ふすまを2〜10%、好ましくは5〜8%濃
度に調製した液体培地を用い、2〜5日間振とう培養を
行って構わない。
【0008】アスペルギルス・ウスタスの培養物からの
凝乳酵素の取得方法としては、固体培養を行った場合、
培養物と等量の水あるいは緩衝液を加えて菌体を抽出
し、凝乳酵素の粗酵素液を得、適宜、その粗酵素液を濃
縮、乾燥して凝乳酵素の粗酵素粉末を得ることができ
る。また、液体培養を行った場合、遠心分離を行って菌
体を除去し、その培養上清液に、硫安や硫酸ナトリウム
などを加えるか、あるいはアセトンやアルコールなどの
有機溶媒を加えて、凝乳酵素を沈澱させ、その沈殿を分
離、回収し、乾燥して凝乳酵素の粗酵素粉末を得ること
ができる。
【0009】本発明の凝乳酵素の精製方法としは、通常
行われる酵素の精製方法を用いることができ、例えば、
アスペルギルス・ウスタスの小麦ふすま培養物から得ら
れた粗酵素をアンバーライトCG−50カラムクロマト
グラフィー及びセファクリルS−200カラムクロマト
グラフィーで精製して得ることができる。次に、本発明
の凝乳酵素の酵素学的性質を示す。
【0010】(1)凝乳活性及び蛋白質分解活性 凝乳活性(MCA)は、酵素蛋白質1mg当たり91.
8単位であり、また、蛋白質分解活性(PA)は、酵素
蛋白質1mg当たり0.9単位であった。したがって、
MCA/PA=102である。
【0011】(2)各カゼイン画分に対する作用性 αS1−カゼインに対する分解性は、キモシンに比べて極
めて低く、β−カゼインに対する分解性は、キモシンに
比べて高かった。また、κ−カゼインに対する分解性
は、キモシンと同等であった。
【0012】(3)最適作用pH及び安定pH MCAは、pHが低下するにつれて増大するが、pH
6.75以上では活性が認められなかった。なお、pH
とMCAとの関係について図1に示す。また、PAは、
pHが6.0付近で最高の値を示した。なお、MCA及
びPAは共にpH3.0〜6.0で安定であった。MC
AあるいはPAとpHとの関係について図2に示す。
【0013】(4)最適作用温度及び熱安定性 最適作用温度は、それぞれMCAが63℃付近、PAが
50℃付近に認められた。また、MCA及びPAは共に
40〜45℃付近で失活が始まり、55℃で殆ど失活し
た。
【0014】(5)阻害剤 本発明の凝乳酵素は、n−エチルマレイミド及びソディ
ウムドデシルサルフェートによって顕著に阻害された。
【0015】(6)精製法 本発明の凝乳酵素は、小麦ふすま培養物から粗酵素を抽
出し、この粗酵素液を硫安塩析した後、アンバーライト
CG−50カラムクロマトグラフィー及びセファクリル
S−200カラムクロマトグラフィーで精製して精製酵
素標品を得ることができる。
【0016】(7)分子量 SDS−PAGEにより測定した分子量は、約86,0
00である。
【0017】(8) 活性測定法 MCA は、Berridge法に準じて測定した (国際酪農連盟
編; IDF Standard 110 p1〜7(1982)) すなわち、0.01
M 塩化カルシウムに溶解した10%還元脱脂乳(pH6.0) を
基質として用い、この基質10mlに対して 5〜10分間でカ
ードフラグメントが生成するような濃度に調製した酵素
液 1mlを加え、30℃に保持した。時々、試験管を静かに
回転させ、基質/酵素混合液を撹拌してカードフラグメ
ントの生成を観察した。そして、カードフラグメントが
生成するまでの時間を測定し、単位量の酵素が単位時間
(100秒間) に何倍量の基質を凝固させ得るかを計算し、
活性をBerridge Unit として表した。
【0018】
【0019】PAは、Folin法に従って測定した。
すなわち、0.05Mリン酸緩衝液(pH6.0)にハ
マーステンカゼイン0.6%を溶解して基質とし、この
基質溶液5mlに酵素液1mlを加え、30℃、30分
間反応後、0.44Mトリクロル酢酸(TCA)を5m
l加えて反応を停止させた。さらに、この溶液を40
℃、20分間保持した後、東洋濾紙No.6で濾過し、
濾液2mlに0.55M炭酸ナトリウム5ml及びFo
lin−Ciocalteu試薬3倍希釈液1mlを加
え、40℃で20分間発色させた後、660nmで吸光
度を測定した値をPAとした。次に本発明の実施例を挙
げて具体的に説明する。
【0020】
【実施例1】Aspergillus ustus
BT 7567株(微工研菌寄第13157号)をポテ
トデキストロース寒天培地で25℃、5日間培養した
後、滅菌水を加えて胞子懸濁液を調製した。そして、1
リットル容の三角フラスコに小麦ふすま35gと蒸留水
35mlを加えた培地に、この胞子懸濁液1mlを接種
し、25℃、5日間培養した。培養後、この培養物に1
0倍量の蒸留水を加え、ホモジナイザーで磨砕し、4℃
で遠心分離(5,000×g、10分間) して上清液を
抽出粗酵素液とした。この粗酵素液に硫安を加え、0.
3硫安飽和度以上で生成する沈澱を遠心分離(10,0
00×g、15分間) で集め、0.01Mリン酸緩衝液
(pH6.0)に対して一夜透析した後、凍結乾燥して
0.2gの酵素標品を得た。この酵素標品の凝乳活性は
6,000単位であり、蛋白質1mg当たりの活性は5
単位であった。
【0021】
【実施例2】500ml容の三角フラスコに小麦ふすま
5gと蒸留水100mlを加えた培地に、実施例1と同
様にして調製した胞子懸濁液3mlを接種し、25℃、
3日間振とう(140rpm)培養した。培養後、この
培養物を4℃で遠心分離(5,000×g、10分間)
して上清液を粗酵素液とした。この粗酵素液に硫安を加
え、0.3硫安飽和度以上で生成する沈澱を遠心分離
(10,000×g、15分間) で集め、0.01Mリ
ン酸緩衝液(pH6.0)に対して一夜透析した後、凍
結乾燥して90mgの酵素標品を得た。この酵素標品の
凝乳活性は350単位であった。
【0022】
【実施例3】実施例1で得た酵素標品0.2gを10m
M酢酸緩衝液(pH4.5)に溶解した後、この酵素溶
液を10mM酢酸緩衝液(pH4.5)で平衡化したア
ンバーライトCG−50を充填したカラム(直径2.6
cm×高さ40cm)に負荷し、0.5〜1.0M食塩
を含む10mM酢酸緩衝液(pH4.5)でリニヤーグ
ラジエント溶出を行って活性画分を回収した。そして、
この活性画分を限外濾過で濃縮した後、セファクリルS
−200を用いたカラムクロマトグラフィーを行って活
性画分を回収し、凍結乾燥を行って精製酵素5mgを得
た。本酵素は、この二段階のカラムクロマトグラフィー
によって18.7倍まで精製され、収率は2.3%であ
った。また、この精製酵素は、ポリアクリルアミドディ
スク電気泳動で単一バンドであることが確認された。
【0023】
【発明の効果】本発明の凝乳酵素は、キモシン代替酵素
としてチーズの製造に用いることができる。また、本発
明の方法により、キモシン代替酵素としてチーズの製造
に用いることのできる凝乳酵素を効率良く得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の凝乳酵素とキモシンの凝乳活性を示
す。
【図2】本発明の凝乳酵素の凝乳活性と蛋白質分解活性
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 9/48 - 9/86 C12N 1/14 BIOSIS(DIALOG) CA(STN) EPAT(QUESTEL) JICSTファイル(JOIS) MEDLINE(STN) REGISTRY(STN) WPI(DIALOG)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アスペルギルス・ウスタス(Aspergillus
    ustus)の産生する次の理化学的特性を有する凝乳酵
    素。 (1) 基質特異性 凝乳活性が高く、蛋白質分解活性は、凝乳活性にくらべ
    ていちじるしく低い。 (2) 至適pH及び安定pH 凝乳活性は、pH6.0 付近で至適であり、pH 3.0〜6.0 で
    安定である。 (3) 最適作用温度及び熱安定性 最適作用温度 63 ℃ 熱安定性 40 ℃で失活が始まり、55℃でほとん
    ど失活する。 (4) 阻害剤 n-エチルマレイミド及びソディウムドデシルサルフェー
    トにより活性が阻害される。 (5) 分子量 約 86,000(SDS-PAGE法による)
  2. 【請求項2】 凝乳酵素産生能を有するアスペルギルス
    ・ウスタス(Aspergillus ustus)の小麦ふすま培養物か
    ら凝乳酵素の粗酵素を得て、これをクロマトグラフィー
    により精製することを特徴とする請求項1記載の凝乳酵
    素の製造法。
  3. 【請求項3】 アスペルギルス・ウスタス(Aspergillus
    ustus)が、アスペルギルス・ウスタス(Aspergillus
    ustus) SBT 7567 株 (受託番号 微工研菌寄第 13157
    号) である請求項2に記載の凝乳酵素の製造法。
  4. 【請求項4】 凝乳酵素産生能を有するアスペルギルス
    ・ウスタス(Aspergillus ustus) SBT 7567 株(受託番
    号 微工研菌寄第 13157号) 。
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