JP5865990B1

JP5865990B1 - 菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法

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Publication number: JP5865990B1
Application number: JP2014262451A
Authority: JP
Inventors: 英雄澤田石; 靖浩長岡
Original assignee: 株式会社長岡商会
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2034-12-25
Also published as: JP2016121103A

Abstract

【課題】菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法を改善する。【解決手段】少なくともバガスを基材とする固体培地上に担子菌類を接種し、次いで菌糸体を増殖して得られる菌糸体を含む固体培地を、酵素を添加することなく、６０℃以上に加熱する工程を有することを特徴とする、菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。【選択図】なし

Description

本発明は、菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法に関する。

古来より、椎茸、松茸、エノキ茸などの担子菌類の茸は食用されており、これらの中には、担子菌類サルノコシカケ科に属する茸のように漢方薬として重用されているものもある。

一方で、このような担子菌類から有用成分を抽出する種々の方法が提案されている。例えば、担子菌類を主としてバガスからなる培地に接種し、菌糸体を繁殖させた後、この菌糸体繁殖培地を圧搾して有用成分を採取する、保健食品の製造方法が開示されている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、分離液中の有用成分の濃度が低く、手間のかかる濃縮操作が必要であるなど、抽出効率が悪いという問題点がある。
また、上記問題に対する解決手段として、「バガスを基材とする固体培地上に、エノキ茸菌を接種し、次いで菌糸体を増殖して得られる菌糸体を含む固体培地を、１２メッシュ通過分が３０重量％以下となるように解束し、この解束された固体培地に、水およびセルラーゼ、プロテアーゼまたはグルコシターゼから選ばれる酵素の１種またはそれ以上を添加し、そして前記固体培地を酵素の存在下で粉砕および擂潰してバガス繊維の少なくとも７０重量％以上が１２メッシュ通過分であるようにし、次いで９５℃までの温度に加熱することにより酵素を失活させかつ滅菌することを特徴とする、エノキ茸菌糸体およびバガス培地からの有用成分の抽出方法。」が提案されている（特許文献２参照）。

上記方法によれば、バガス培地からの有用成分を高濃度で抽出することができる。しかしながら、上記方法では、通常、抽出効率などの観点から、酵素添加した固体培地の擂潰・攪拌処理は、通常３０〜５０℃に加熱して行われ、酵素失活処理は９５℃までの温度に加熱して行われ、さらには滅菌処理も加熱下で行われるなど、何回もの加熱処理を行うことが多い。

特開昭５４−４６８５９号公報特公平０７−１０２１０５号公報

本発明の課題は、菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法を改善することにある。

本発明者らは、有用成分の取得方法のさらなる改善などを目指して鋭意研究したところ、以下の方法により、菌糸体含有培地からの有用成分を簡便かつ効率良く得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、例えば以下の［１］〜［４］に関する。
［１］少なくともバガスを基材とする固体培地上に担子菌類を接種し、次いで菌糸体を増殖して得られる菌糸体を含む固体培地を、酵素を添加することなく、６０℃以上に加熱する工程を有することを特徴とする、菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。

［２］培養終了時の前記固体培地を６０℃以上に加熱する際の昇温速度が、２℃／分以上である、前記［１］に記載の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。

［３］培養終了時の前記固体培地を、破砕・擂潰処理および乾燥処理のいずれも行うことなく、６０℃以上に加熱する、前記［１］または［２］に記載の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。

［４］前記加熱後の固体培地を圧搾して、有用成分を含有する液を得る工程をさらに有する、前記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。

本発明によれば、菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法を改善することができる。例えば、上記加熱処理により、培養を終了させるとともに固体培地からの有用成分を取得するうえで、固体培地の好ましい状態を得ることができる。

図１は、試験例で得られた濾液の写真を示す。

本発明のバガス培地からの有用成分の取得方法について具体的に説明する。
本発明の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法は、少なくともバガスを基材とする固体培地上に担子菌類を接種し、次いで菌糸体を増殖して得られる菌糸体を含む固体培地を、酵素添加処理を経ることなく、６０℃以上に加熱する工程を有する。

［培養処理］
本発明では、少なくともバガスを基材とする固体培地上に担子菌類を接種し、前記担子菌類の菌糸体を培養することで、培養物を含む固体培地を得る。担子菌類が接種された固体培地を、例えば温度および湿度さらには照度が調節された培養室内に所定期間放置すると、固体培地中に担子菌類菌糸体が増殖する。

培養条件としては、特に限定されないが、例えば温度１５〜２８℃、湿度６０〜９０％ＲＨ程度に維持された培養室、好ましくは温度２０〜２５℃、湿度６５〜８５％ＲＨ程度に維持された培養室で、通常４〜６ヶ月間培養する。

〈固体培地の基材〉
固体培地の基材としては、例えば、バガスまたはバガスに米糠を添加してなる混合物が挙げられる。バガスは砂糖キビのしぼりかすであって、バガス中には菌糸体の栄養源となる糖類および蛋白質が含まれており、このままでも固体培地となりうる。特に、バガス１００質量部に対して、米糠を例えば１０〜３０質量部添加して得られた固体培地が好ましい。また、固体培地調製時の含水量は、通常６０〜８０質量％、好ましくは６５〜７５質量％であり、上記基材に適宜水を添加すればよい。

〈担子菌類〉
担子菌類としては、例えば、通常食用されている、松茸、椎茸、エノキ茸、平茸、なめこ、イグチ、シメジ、チチタケ等の松茸目の茸類；和漢薬として利用されまたは食用されるコフキサルノコシカケ、ツガサルノコシカケ、カワラ茸、マンネン茸（霊芝）、舞茸等のサルノコシカケ目の茸類；通常食用されるキクラゲ、シロキクラゲ等のキクラゲ目またはシロキクラゲ目の茸類が挙げられる。これらの担子菌類の茸の内では、培養容易性、栄養価、薬効などの観点から、椎茸、エノキ茸、平茸、舞茸、霊芝が好ましく用いられ、椎茸が特に好ましい。

［加熱処理］
本発明では、上記のようにして担子菌類による菌糸体が充分蔓延した固体培地を、例えば子実体の発生直前・直後の時期（以下「培養終了時」ともいう）に、通常６０℃以上、好ましくは６０〜１００℃、より好ましくは６５〜１００℃、さらに好ましくは７０〜９０℃、特に好ましくは７０〜７５℃または８５〜９０℃に加熱する。６０℃以上での加熱処理は、通常１時間以上、好ましくは１〜３時間、より好ましくは１〜２時間行う。加熱処理は、大気圧下で行ってもよく、オートクレーブ内で加圧下で行ってもよい。

上記加熱処理により、培養を終了させるとともに固体培地からの有用成分を取得するうえで、固体培地の好ましい状態を得ることができる。この理由は、培地に含まれうるたんぱく質および糖に基づく、加水分解やメイラード反応によるものであると推測される。

また、上記加熱処理による温度上昇過程において、培地に内外在する酵素（以下「培地内外在酵素」ともいう）による、菌糸体の溶菌による有用成分の生成、および上記加熱処理により、培地内外在酵素の失活が行われる。また、上記加熱処理に伴い、メイラード反応が起こり、有用性を発揮する褐色物質（メラノイジン）が生成すると考えられる。メラノイジンは、ラジカルスカベンジャーとしての作用を有するため、酸化を抑制する働きがある。

上記加熱処理では、固体培地中の水分量が低下しすぎると加水分解やメイラード反応に影響を及ぼす可能性があることから、上記加熱処理中における固体培地の含水量は、５５〜８５質量％に維持することが好ましく、６０〜８０質量％に維持することがより好ましい。

なお、本発明では、上記６０℃以上の加熱処理に先立ち、菌糸体からの有用成分を取得するための酵素添加処理（酵素の例：セルラーゼ、プロテアーゼ、グルコシターゼ）を行う必要は特になく、培養終了時の固体培地を直接、上記加熱処理に供することが好ましい。このように酵素添加処理を行わないことで、有用成分の維持や時間の短縮によるコストダウンという利点がある。

また、本発明に係る上記加熱処理では、例えば昇温速度２℃／分以上、好ましく２〜４℃／分の条件で、培養終了時の固体培地を６０℃以上まで加熱することが好ましい。本発明では、培養終了時の固体培地を、他の処理を経ることなく、前記昇温速度で、６０℃以上に加熱することが好ましい。

本発明では、培養終了時の固体培地を、他の処理を経ることなく、６０℃以上で加熱することが好ましい。他の処理としては、例えば、酵素添加処理、破砕・擂潰処理、乾燥処理が挙げられる。ここでの乾燥処理は、固体培地の含水量を１０質量％以下にすることを意味し、上記加熱処理とは区別される。このような他の処理を行わずに直接加熱処理へ移行することで、生成された成分を損なわないという利点がある。

［有用成分の取得］
本発明では、上記加熱処理後の固体培地から、有用成分を得る。例えば、固体培地を圧搾して有用成分を含有する液を得る方法（圧搾処理）、固体培地を粉砕して粉砕物に水を加え、遠心分離、濾過等により有用成分を得る方法（抽出処理）、その他が挙げられる。これらの中では、圧搾処理が短時間で有用成分を含有する液が得られる点で好ましい。

なお、プレス処理等の圧搾処理により有用成分を得る方法の場合、上記加熱処理後の固体培地に水を加える必要はない。このため、濃縮処理を行うことなく、有用成分を高濃度で含有する液を得ることができる。

上記圧搾処理は、通常５０〜２００ｋｇ／ｃｍ²の加圧下で、１〜１０分間程度、好ましくは８０〜１８０ｋｇ／ｃｍ²の加圧下で、３〜５分間程度行われる。また、本発明では、このような圧搾操作は、１回でもよく、同一または異なった圧力条件下に複数回に分けて行うこともできる。必要に応じて、得られた液に殺菌処理を行ってもよい。

本発明では、上述の加熱処理を行っていることから、上記圧搾処理により培地重量の通常３５％以上の液（質量％基準）を得ることができ、固体培地重量に対して、好ましくは３５〜５０％、より好ましくは３８〜５０％、さらに好ましくは４０〜５０％の液を得ることができる。

上記のようにして得られた液には、種々の糖類、たんぱく質、種々のアミノ酸類、ミネラル、ビタミン類、メイラード反応による褐色物質（メラノイジン）等が含有されており、上記液は、例えば、ドリンク剤、植物ホルモン剤、化粧品原料への利用が期待できる。上記液は、特に抗酸化力が必要とされる用途に有用である。

また、上記圧搾処理後の固体残渣には、菌糸体成分がほぼそのまま含まれている。このため、この残渣を乾燥・粉砕して得られた粉砕物は、例えば、健康茶、植物活性材、家畜の肥料等として利用することができる。また、上記圧搾処理後の固体残渣に水を加えて、遠心分離、濾過等によりさらに有用成分を抽出することもできる。

以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。以下の記載において、特に言及しない限り、「部」は「質量部」を示す。
［試験例］
１．培養処理
バガス９０部および米糠１０部からなる基材に純水を含ませて固体培地を調製し（純水含有量：７０質量％）、この固体培地に椎茸菌種を接種し、温度および湿度を調節した培養室（２０〜２５℃、６５〜８５％ＲＨ）内に５ヶ月間放置し、菌糸体を増殖せしめた。

２．加熱処理
菌糸体が固体培地に蔓延した後、重量７６０ｇの前記固体培地を４個用意した。これらを固体培地Ａ〜Ｄと記載する。固体培地Ａは加熱処理をせず、固体培地Ｂ〜Ｄを加熱処理槽に移し、昇温速度３℃／分で、固体培地Ｂは７０℃まで、固体培地Ｃは８０℃まで、固体培地Ｄは９０℃まで、それぞれ上昇させ、当該温度で固体培地Ｂ〜Ｄを６０分間加熱した。加熱処理には、ウォーターバスを使用した。この加熱処理により、培地内外在酵素を失活せしめ、かつ予備殺菌を施した。

３．有用成分取得処理
固体培地Ａおよび加熱処理後の固体培地Ｂ〜Ｄの２５質量％を水分測定に供し、残り７５質量％を１５０ｋｇ／ｃｍ²、５分の条件で圧搾処理し、固体培地Ａについては培地重量の３４％の圧搾液（有用成分を含有する液）を、固体培地Ｂ〜Ｄについては培地重量の３８％以上の圧搾液（有用成分を含有する液）を得た。濾過助剤としてセライトスーパーセルを用いて、圧搾液を濾過し、濾液を１００ｍＬの容器に分注し、７０℃で３０分間殺菌した。培養終了時における固体培地Ａ〜Ｄにおける固体培地重量および水分量、固体培地Ａおよび加熱処理後の固体培地Ｂ〜Ｄにおける圧搾液量を表１に示す。上記殺菌後の濾液（有用成分含有液）を凍結乾燥により粉末化して得られた粉末量を非水分量として表１に示す。

なお、固体培地中の水分量は、以下の様にして測定した。恒温乾燥機の温度を１０５℃に設定して、スイッチを入れ予熱する。電子天秤で空のアルミシャーレ（蓋付）の重量を測定して、記録する。この値（アルミシャーレの重量）をｘとする。そのシャーレにサンプルを約５ｇ直接入れて、測定する。この値（サンプルの重量）をｙとする。同様の作業を、もう１つのアルミシャーレ（蓋付）について行う。サンプルをシャーレ内で均一に広げる。サンプルを量り入れたシャーレの蓋を開けたまま恒温乾燥機に入れて、２時間乾燥させる。恒温乾燥機からシャーレをるつぼバサミで取り出し、デシケーターに入れる。３０分以上放冷する。デシケーター内で蓋をして、電子天秤で重量を測定して、記録する。この値（アルミシャーレの重量＋乾燥後のサンプルの重量）をｚとする。下記の計算式より固体培地中の水分量を求める。
式：培地水分量＝｛ｙ−(ｚ−ｘ)｝÷ｙ×１００（％）

上記殺菌後の濾液を精製水で２倍に希釈し、１ｃｍ四方のセルに入れ、写真撮影した。結果を図１のＡ〜Ｄに示す。また、それぞれの写真を色調表と比較して、それぞれの色を表現した。結果を表２に示す。なお、濾液の附番は、固体培地の附番に対応する。

上記のように、加熱処理をすることにより、また加熱温度が高いほど、濾液（有用成分含有液）の色が濃くなった。これは、培地中に含まれるたんぱく質と糖が分解されて、続いてアミノ酸と還元糖がメイラード反応をおこし、メラノイジンが生成されたことによると推測される。

また、上記殺菌後の濾液（有用成分含有液）を凍結乾燥により粉末化した。このようにして得られた粉末中に含まれるたんぱく質および還元糖の量を表３に示す。たんぱく質量はローリー法により、還元糖量はアンスロン硫酸法により、それぞれ測定した。一方、濾過による固体残査として充分に細かく粉砕されたものが得られ、これを乾燥した後、牛等の家畜の飼料として提供した。

表３より、加熱処理を行なわずに得られた濾液（有用成分含有液）Ａに比べて、加熱処理を行って得られた濾液（有用成分含有液）Ｂ〜Ｄの方が、たんぱく質量および還元糖量の含有率が小さかった。これは、加熱処理をすることによりメイラード反応が進行し、たんぱく質および還元糖が減少したことによると推定される。

Claims

少なくともバガスを基材とする固体培地上に担子菌類を接種し、次いで菌糸体を増殖して得られる菌糸体を含む固体培地を、酵素添加処理、破砕・擂潰処理、および固体培地の含水量を１０質量％以下にする乾燥処理のいずれも行うことなく、直接、６０℃以上に加熱する工程を有することを特徴とする、菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。
培養終了時の前記固体培地を６０℃以上に加熱する際の昇温速度が、２℃／分以上である、請求項１に記載の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。
前記加熱工程において、前記固体培地を、７０〜７５℃または８５〜９０℃に加熱する、請求項１または２に記載の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。
前記固体培地調製時の含水量が６０〜８０質量％であり、前記加熱工程における固体培地の含水量を６０〜８０質量％に維持する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。
担子菌類による菌糸体が充分蔓延した前記固体培地に対して、子実体の発生直前または直後の時期に、前記加熱工程を行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。
前記加熱後の固体培地を圧搾して、有用成分を含有する液を得る工程をさらに有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。
前記加熱後の固体培地を、水を加えることなく圧搾する、請求項６に記載の菌糸体含有培地からの有用成分の取得方法。