JP7181563B2 - ポリグルタミン酸高産生性新規納豆菌、当該納豆菌を用いた食品組成物及び当該納豆菌を含む組成物 - Google Patents
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Description
従来技術1は、厳密な発酵管理を要することなく、上述した糸引き性を、安定的かつ容易に増強させることができるという点では優れた発明である。しかしながら、通常使用される原料に加えて、副原料として糖アルコールという追加の成分を、納豆の重量に基づいて0.5~10重量/重量%の割合で添加しなければならないという問題点がある。ここで、上記糖アルコールには、単糖アルコール又は単糖を主成分とする糖アルコールは含まれない。
一般に、納豆は製造後時間経過と共に食感が柔らかくなることが知られており、納豆の賞味期限は、多くの場合、10℃以下での保存を条件として、10日程度で設定されている。また、昨今、フードロスの削減が耳目を集めており、賞味期限を長く設定したいという要請がある。しかし、製造条件や保存温度を工夫しても、納豆の食感が軟化するのを抑制することは難しい。このため、製造直後から従来の納豆よりも硬い食感を有し、その硬さが持続する納豆を製造できる菌株に対する強い社会的要請があった。
すなわち、本発明の一の態様は、独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジーセンター 受託番号NITE P-03366として寄託されている、新規納豆菌(Bacillus natto)IBARAKI XF36株である。前記菌株は、Namegata-2-2株を親株としてX線を照射し、変異を誘発して得られたものであることが好ましい。さらに、前記菌株は、腸管細胞によるβディフェンシン遺伝子の発現亢進作用を有するものであることが好ましい。前記菌株は、腸管細胞によるインターロイキン10産生促進作用及びTNFαの生産促進作用を、さらに有するものであることが好ましい。
PCR条件は、例えば、約95℃で約4~6分熱変性させた後に、以下のステップ(S1)約95℃で約30秒、(S2)約55℃で約30秒、(S3)約68℃で約1分30秒を1サイクルとして、(S1)~(S3)を30サイクル行うこととすることができ、これによって所望のPCR産物を得ることができる。
IL-10は、「抑制性活性」が中心という点が他のサイトカインと際立って異なるサイトカインであり、主として2型ヘルパーT細胞(Th2)より産生される。その生理活性は多岐にわたるが、単球系細胞に作用して炎症性サイトカインの産生等を抑制的に制御し、また、単球系細胞を介してリンパ球に対しても間接的に抑制作用を示すこと、及び活性化B細胞に対する免疫グロブリン産生誘導作用を有することから、免疫調節作用の指標として好ましい。
なお、本発明の菌株には、上述した性質を有する限り、組み換えられた遺伝子を含む菌株、又は遺伝子の欠失、置換並びに付加がされた菌株も含まれる。
(実施例1)納豆菌の育種及びXF36株の取得
(1)納豆菌の育種
以下に示す手順で本発明の納豆菌を育種した。なお、納豆菌を扱う作業は、X線照射を行う時を除き、クリーンベンチNS-8A(十慈フィールド(株))内で、オートクレーブ滅菌した器具を使用して行った。
次いで、上記菌体懸濁液を、滅菌シャーレ(直径90mm)に20mLずつ注ぎ、厚さ12.5μmのポリイミド膜で蓋をして試料とした。軟X線発生装置OM-100R((株)オーミック)の照射台(回転台)に試料をセットした。照射電圧を80~100kV、照射電流を6~8mAとして、シャーレ内の試料全体に均一にX線が照射されるようにするために、照射中は前記回転台を回転させて続けた。照射量は、下記の表1に示すように、1,000~4,500Gyとなるように設定した。
上記単離培養によって得られた納豆菌株(563株)から有用株を選抜するために、以下の手順で納豆の試作を行った。
まず、大豆を3倍量の水(5℃以下)に16時間浸漬し、その後、よく水を切って0.18 MPaで20分間、蒸煮した。上記のように蒸煮にした大豆を50 mLの遠沈チューブに約10 gずつ分注し、121℃で15分間オートクレーブ滅菌し、滅菌大豆とした。この滅菌大豆に、上記のように単離した納豆菌株、及び対照となる親株(Namegata-2-2株)を、それぞれ1白金耳接種し、蓋が完全には閉まらないように緩めた状態で恒温器中に入れ、約40℃に加温して18時間発酵させ、発酵物を得た。
得られたPCR産物を、NucleoSpin Extract II (MACHEREY-NAGEL)を使用し、付属の説明書に従って精製し、精製PCR産物を得た。上記の精製PCR産物をテンプレートとして、シーケンス反応及びエタノール沈殿を行った。シーケンス用試薬として、Beckman coulter DTCS クイックスタートキット(BECKMAN COULTER)を使用し、操作は付属の説明書に従って行った。
以上のようにして得られた本発明の納豆菌株を、バチルス・サブチリス IBARAKI XF-36(Bacillus subtilis IBARAKI XF-36)と命名し、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に寄託した(受託番号NITE P-03366、以下、「XF-36株」と略すことがある。)。
上記実施例1で得られたXF-36株を用い、上記実施例1(2)と同様の手順及び発酵条件にて50mLの遠沈チューブを用いて納豆を試作し、γPGA(糸引き成分)について評価を行った。評価用の試料は、発酵終了直後、10℃の恒温器中にて10日間保存、又は20日間保存した上記納豆とした。なお、上記試料数は、各保存期間において3とし、結果を平均値±標準偏差として算出した。また、対照として、親株であるNamegata-2-2株を用いて同様に調製した納豆を使用した。
装置 :Prominence series ((株)島津製作所)
カラム :Shim-pack Amino-Na (分析カラム;(株)島津製作所)
Shim-pack ISC-30/S0504 Na (ガードカラム;(株)島津製作所)
溶離液 :Na型アミノ酸分析移動相キット(AA-MA(Na)、AA-MB(Na)、
AA-MC(Na)、(株)島津製作所))
反応液 :アミノ酸分析反応液キット(AA-RA、AA-RB、(株)島津製作所)
温度 :60℃
測定(蛍光):励起波長;350nm、検出波長;450nm
納豆の硬さの測定には、テンシプレッサーTTP-50BXII((有)タケトモ電機)を使用し、圧縮した際に掛かる力を測定して評価した。
測定試料は、XF36株又はNamegata-2-2株(対照)及び50mL遠沈チューブを用いて、上記の実施例1と同様に試作し、10℃で20日間保存した納豆を用いた。納豆は温度の上昇につれて硬度が低下する傾向があるため、チューブを氷上に保持して測定中の試料の温度を氷温近くに維持した。
(1)試作品の作製
XF36株とNamegata-2-2株(対照)を用いて以下の手順で納豆を試作した。製造後5日以内と、家庭用冷蔵庫にて保存期間が20日間経過した後で、それぞれの時点で対照品に対し実際に食べた際に硬さや糸引きの違いが感じられるのか否かについて、官能評価を実施した。
納豆の試作は、以下の手順で行った。まず、原料大豆として国産小粒大豆(2kg)を使用し、水で洗浄した後に、3倍容の水に4℃で24時間程度浸漬させた。ついで、浸漬を終了した上記の大豆を、加圧釜(ボイラで発生させた蒸気を使用する加熱装置)に移し、0.18 MPaで25分間、蒸煮にした。
総合評価も、対照と同等かそれを以上となっており、実用性が高いことが確認された。このため、XF36株は、対照の納豆菌よりも長期保存に耐える納豆の製造に向いていると考えられた。
また、従来の納豆菌株を使用するよりも製造した納豆が硬く仕上がること、そして、この硬さは少なくとも製造後20日間程維持されるため、高粘性かつ、従来よりも賞味期限を長く設定可能な納豆を製造するスターター株としての利用が期待できることが示された。
XF36株が、腸管細胞への作用又は免疫調節機能を有するか否か等について、以下のような評価を行った。
(1)腸管細胞の生体防御機能の評価
腸管細胞の生体防御機能の有無を、βディフェンシン合成系の遺伝子発現の亢進を指標として評価した。ヒト由来腸管上皮細胞株であるHT29細胞を用い、親株であるNamegata-2-2 株、優れた免疫調節作用が知られている乳酸菌LGG株を比較対照として、XF36株を用いた場合のβディフェンシン合成系の遺伝子発現を確認した。βディフェンシンは抗菌成分として知られる化合物である。
免疫調節作用は、マウス由来マクロファージ細胞株であるJ774.1細胞を使用して評価した。免疫応答の指標としては、マクロファージ由来の過剰免疫を抑制する作用を発揮するインターロイキン-10、及び抗腫瘍作用などの免疫向上に寄与するTNFαを選択した。
J774.1細胞株を、1%ペニシリン・ストレプトマイシン溶液を含む10%ウシ胎児血清添加RPM1-1640培地に懸濁し、細胞浮遊液を得た。得られた細胞浮遊液を、上記実施例5と同様にして生細胞数を計測し、生存率が95%以上であることを確認した。
図3(B)に示すように、TNFαの産生量は、乳酸菌LCG株またはNamegata-2-2株を添加した場合と比較して、それぞれ約1.15倍または約1.12倍に向上することが確認された(P<0.05)。
以上のように、XF36株は高い免疫調節効果を示すことが確認された。
配列番号2:シーケンス用フォーワードプライマー520Fのヌクレオチド酸配列
配列番号3:シーケンス用フォーワードプライマー1100Fのヌクレオチド酸配列
配列番号4:シーケンス用リバースプライマー350Rのヌクレオチド酸配列
配列番号5:シーケンス用リバースプライマー800Rのヌクレオチド酸配列
配列番号6:シーケンス用リバースプライマー1100Rのヌクレオチド酸配列
配列番号7:シーケンス用リバースプライマー1540Rのヌクレオチド酸配列
配列番号8:βディフェンシンのPCR用フォーワードプライマーのヌクレオチド酸配列
配列番号9:βディフェンシンのPCR用リバースプライマーのヌクレオチド酸配列
配列番号10:GAPDH遺伝子のPCR用フォーワードプライマーのヌクレオチド酸配列
配列番号11:GAPDH遺伝子のPCR用リバースプライマーのヌクレオチド酸配列
Claims (14)
- 独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジーセンター 受託番号NITE P-0336として寄託されている、新規納豆菌(Bacillus natto)IBARAKI XF36株。
- 前記菌株は、Namegata-2-2株を親株としてX線を照射し、変異を誘発して得られたものである、ことを特徴とする請求項1に記載のIBARAKI XF36株。
- 腸管細胞によるβディフェンシン遺伝子の発現亢進作用を有する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のIBARAKI XF36株。
- 腸管細胞によるインターロイキン10産生促進作用及びTNFαの生産促進作用を、さらに有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のIBARAKI XF36株。
- 請求項1~4のいずれかに記載の菌株を利用して得られる、発酵組成物。
- 免疫調節作用を有することを特徴とする、請求項5に記載の発酵組成物。
- 前記免疫調節作用は、感染防御作用、抗腫瘍作用及びアレルギー軽減作用からなる群から選ばれる少なくとも1つの作用を包含することを特徴とする、請求項6に記載の発酵組成物。
- 前記発酵組成物は納豆である、ことを特徴とする請求項5~7のいずれかに記載の発酵組成物。
- 前記親株を使用して製造した納豆よりも硬い食感を有し、保存後20日まで前記硬い食感が持続する請求項8に発酵組成物。
- 前記硬い食感は、前記親株を使用して製造した納豆に対し、製造直後で20%、保存後20日で30%硬い食感である、請求項9に記載の発酵組成物。
- 前記発酵組成物は、前記親株を用いて製造した納豆に対して、製造直後で少なくとも1.5倍高いポリグルタミン酸を含有する、ことを特徴とする請求項8に記載の発酵組成物。
- 前記発酵組成物は、前記親株を用いて製造した納豆に対して、製造後20日間保存時点で、少なくとも1.5倍高い中のポリグルタミン酸を含有する、ことを特徴とする請求項8又は11に記載の発酵組成物。
- 請求項1~4のいずれかに記載された菌株を培養して得られた組成物。
- 前記組成物は、前記菌株を含む培養物及び前記培養物から前記菌株を除いた培養液を含む、ことを特徴とする請求項13に記載の組成物。
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