JPH10234359A - 5−ヒドロキシメチルフルフラール酸化微生物およびこれを用いた5−ヒドロキシメチルフルフラールの定量法 - Google Patents

5−ヒドロキシメチルフルフラール酸化微生物およびこれを用いた5−ヒドロキシメチルフルフラールの定量法

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JPH10234359A
JPH10234359A JP9043996A JP4399697A JPH10234359A JP H10234359 A JPH10234359 A JP H10234359A JP 9043996 A JP9043996 A JP 9043996A JP 4399697 A JP4399697 A JP 4399697A JP H10234359 A JPH10234359 A JP H10234359A
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JP
Japan
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hmf
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hydroxymethylfurfural
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medium
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JP9043996A
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Seiichi Honma
清一 本間
Yasutsune Murata
容常 村田
Naoko Terasawa
なお子 寺沢
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Tokyo Gas Co Ltd
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Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 HMFを特異的に酸化する能力を有する
シュードモナス sp. S4-17株、HMFを特異的に酸化す
る能力を有する上記菌株由来の変異株及び上記菌株を用
いることを特徴とするHMFの定量法である。 【効果】 試料に含有されるHMF量を簡便に定量でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は5−ヒドロキシメチ
ルフルフラール(以下「HMF」という)を特異的に酸
化する能力を有するシュードモナス sp. S4-17株、HM
Fを特異的に酸化する能力を有する該菌株由来の変異
株、及びそれらの菌株を用いたHMFの定量法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】食品の色は、視覚を通して快美感を満足
させ、間接的に食欲を増進させるものであるから、食品
の色は、食品の香り及び味とともに、食品の嗜好的な価
値に関係する重要な要素である。
【0003】従って、食品の褐変等による食品の品質の
劣化及び商品価値の低下は、大きな問題となる。食品の
褐変の原因の一つは、食品中の糖とアミノ酸との反応
(アミノカルボニル反応)により生成されるHMFの存
在である。HMFは、食品の加熱、加工、貯蔵等の間に
生成され増加し、特に、貯蔵温度が高いとHMFは増加
し、食品の褐変を生じさせるとともに、食品の品質を劣
化させる。従って、食品中のHMFの含有量を定量する
ことは食品の品質を管理等する上で重要であり、現在、
食品中のHMFの定量は比色法により行なわれている。
【0004】しかし、比色法には以下の欠点がある。す
なわち、比色法で使用する試薬類が着色していた場合、
測定値が不正確となる恐れがあるため、試薬(アニリ
ン、フルフラール)を使用する前に蒸留しなければなら
ないが、アニリンは沸点 184〜186 ℃、フルフラールは
沸点 161〜162 ℃の部分を得る必要があり、操作が困難
である。さらに、アニリンは有毒かつ可燃性物質である
ため危険であり、注意が必要となる。そこで、そのよう
な欠点を有しない新たな定量法の開発が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を有しない新たなHMFの定量法を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
基づいて鋭意研究を行なった結果、シュードモナス属に
属する菌株がHMFを特異的に酸化する能力を有するこ
とを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、HMFを特異的に酸
化する能力を有するシュードモナスsp. S4-17株であ
る。また、本発明は、HMFを特異的に酸化する能力を
有する、上記菌株由来の変異株である。さらに、本発明
は、上記菌株を用いることを特徴とするHMFの定量法
である。以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】
【発明の実施の形態】S4-17株は、本発明者が東京都各
所から採取した土壌を分離源としてスクリーニングによ
って見いだした菌株である。 S4-17株は以下のような菌
学的性質を有する。
【0009】グラム陰性、好気性、桿菌、運動性あり、
O−Fテストで酸化型、菌体の色は白〜淡黄色、紫外線
照射により黄色の蛍光を発する、水溶性色素は生産しな
い、pH4 以下では生育しない。
【0010】上記菌学的性質について、Bergey's Manua
l of Determinative Bacteriology及び「微生物の分類
と同定」( 長谷川武治 編著、学会出版センター) に記
載の菌学的性質に照らして検討した結果、 S4-17株はシ
ュードモナス属に属するものと同定された。しかし、種
の同定は困難であったため、この菌株をシュードモナス
sp. S4-17株と命名した。また、上記の菌学的性質をシ
ュードモナス属に属する既知の菌株の菌学的性質と比較
したが、本菌株の性質と完全に一致するものは存在しな
かったので、本菌株を新規菌株と認定した。
【0011】なお、この菌株は、工業技術院生命工学工
業技術研究所にFERM P-16099(寄託日:平成 9年 2月25
日)として寄託されている。また、HMFを特異的に酸
化する、シュードモナス sp. S4-17株由来の変異株と
は、突然変異によりシュードモナス sp. S4-17株の遺伝
子に変異を生じた変異株であって、HMFを特異的に酸
化する能力を有する変異株をいう。本変異株は、自然突
然変異、人為突然変異、誘導突然変異のいずれによって
生じたものでもよく、これらの変異が複数組み合わされ
ることによって生じたものであってもよい。
【0012】シュードモナス sp. S4-17株又はその変異
株の培養は、シュードモナス属に属する公知菌株と同様
の培養法に従って行なわれる。培養の形態は液体培養が
好ましい。培地の栄養源としては通常用いられるものを
広く用いることができる。炭素源としては利用可能ない
かなる炭素化合物をも用いることができ、例えばグルコ
ース、グリセロール、クエン酸ナトリウム等を用いるこ
とができる。窒素源としては、利用可能ないかなる窒素
化合物をも用いることができ、例えばペプトン、肉エキ
ス、酵母エキス等の有機栄養物質を用いることができる
し、硫酸アンモニウム等の無機窒素化合物も用いること
ができる。その他、 K2HPO4 、KH2PO4、MgSO4・7H2O 、
NaCl、CaCO3 等を必要に応じて用いることができる。液
体培養を行なう場合、培養は、pH 6〜8 、好ましくはpH
6.8〜7.2 、温度25〜30℃、好ましくは温度27〜28℃
で、振盪または通気条件下で好気的に 1〜3 日、好まし
くは 1〜2 日間行なう。
【0013】次に本発明のHMFの定量法について説明
する。本発明のHMFの定量法は、シュードモナス sp.
S4-17株又はそれに由来する菌株のHMFを特異的に酸
化する能力を用いることを特徴とする。本発明のHMF
の定量法は、上記菌株を用いる限り、いかなる態様をも
とることができ、好ましい定量法としては以下の方法を
例示できる。
【0014】すなわち、試料を含有する培地中でシュー
ドモナス sp. S4-17株又はその変異株を培養した後、培
地中のHMFの減少量又は酸化されたHMFの増加量か
ら試料中に含有されるHMF量を定量することを特徴と
する、HMFの定量法である。試料は、特に限定され
ず、例えば、HMF含有量の定量が重要である食品類を
試料として用いることができる。試料は必要に応じて希
釈してもよい。培地は、例えばグルコースを除いたDavi
s 培地、肉エキス培地、Pridham 培地等を用いることが
できる。培地に添加する微生物の量は 1〜2 白金耳、好
ましくは 1白金耳である。培養条件は、25〜30℃、15〜
48時間、好ましくは27〜28℃、15〜24時間、最も好まし
くは27℃、24時間である。培養方法は、例えば、振盪培
養、通気攪拌培養等を用いることができるが、好ましく
は振盪培養である。上記菌株を種培養した後、試料を含
有する培地に植菌してもよい。種培養は一般的な培養方
法に従って行なうことができる。HMFの減少量又は酸
化されたHMFの増加量の測定方法は、特に限定され
ず、公知のいずれの方法に従っても行い得る。例えば、
HPLC等を用いてHMFの減少量又は酸化されたHMFの
増加量を測定することができる。また、HMFが280nm
に最大吸収波長をもち、酸化されたHMFが250nm に最
大吸収波長をもつことを利用して、培養前後の280nm 又
は250nm における吸光度を測定し、その結果からHMF
の減少量又は酸化されたHMFの増加量を測定すること
もできる。HMFの減少量又は酸化されたHMFの増加
量から試料に含有されるHMF量を定量する方法として
は、例えば、予め、既知量のHMFを含有する培地にお
いて、同様の培養条件下で対照実験を実施し、シュード
モナス sp. S4-17株又はその変異株によるHMFの酸化
効率を測定しておき、その酸化効率とHMFの減少量又
は酸化されたHMFの増加量から、試料中のHMF含有
量を定量することができる。
【0015】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を説明する。 〔実施例1〕 HMF酸化微生物の分離 (1)微生物の分離 Pridham培地( 可溶性デンプン 1.0%, グリセロール 1.
0%, (NH4)2SO4 0.2%,CaCO3 0.2%, K2HPO4 0.1%, MgSO4
・7H2O 0.1%, NaCl 0.1%, 寒天 1.2%, pH7.0)の炭素源
をHMFに変えた培地の平板を作成した。
【0016】東京都内各所から採取した土壌 0.1gを滅
菌水10mlに懸濁し、超音波洗浄器中で30秒間発振させた
後しばらく放置し、上澄 0.2mlを上記平板上に塗布し27
℃で2〜7日間静置培養した。これによりバクテリア11
株を分離した。
【0017】(2)スクリーニング 分離微生物は、Davis培地(組成 K2HPO4 0.7%, KH 2PO
4 0.2%, MgSO 4・7H2O 0.01%, (NH4)2SO4 0.1%, Sodiu
m citrate 0.05%, Glucose 0.2%) 3mlで種培養(27
℃、 120往復/分、1〜2日間)し、この 0.2mlを Dav
is培地(グルコースを除く、以下−Glc)3mlに植え継い
だ。この Davis培地中に、HMF(水溶液を濾過滅菌)
を最終濃度 0.1%になるように添加した。
【0018】これを27℃で3日間振盪培養(120往復/
分、5cm幅、以下同様)した後、遠心分離(3500回転、
10分) により得られた上澄の吸光度(280nm)を測定し、
減少率を求めた。(1)で分離した菌株からは280nm を
90%以上減少させるものが1株得られた。これを分離菌
S4-17株とした。
【0019】本菌の培養液について薄層クロマトグラフ
ィー(シリカゲル、展開溶媒;n−ブタノール:酢酸:
水=3:1:2、検出;硫酸:エタノール:水=8:
1:1)により分解生成物または変換物の有無を確認し
た結果、新たなスポットが見られた。
【0020】(3)微生物の分類 顕微鏡(オリンパス、VANOX model AHB-LB) により細胞
形態、運動性を観察した。またグラム染色、空気存在下
での生育、O−Fテストを行った結果、本菌はグラム陰
性の好気性桿菌で、運動性あり、O−Fテストは酸化型
であった。この結果から S4-17株はシュードモナス属と
考えられ、シュードモナス sp. S4-17株とした。
【0021】(4)S4-17 株の培養経過 Davis培地3mlで種培養(27℃、1〜2日間)を行い、
この全量を Davis培地(−Glc) 100mlに加えた。濾過滅
菌したHMFを最終濃度 0.1%になるように添加し、坂
口フラスコ (500ml 容)で27℃で振盪培養した。6時間
ごとに培養液3mlを採取し、吸光度 600nm (濁度、菌体
量とした)、遠心分離後の上澄の吸光度280nm (HMF
量)、250nm (変換産物量)を測定した。
【0022】その結果、HMFの変換はほぼ1日で終わ
り、変換物もHMFの減少に伴って増加するが、菌体量
(600nm)はほとんど増えなかった。培地のpHにも大きな
変化はみられなかった。またHMFの変換物質は、5−
ヒドロキシメチル−2−フランカルボン酸と構造決定し
た。
【0023】〔実施例2〕 HMF酸化変換率 Davis 培地(−Glc 、3ml)で微生物を種培養した。こ
の 0.2mlを、 Davis培地(−Glc)にHMFを最終濃度0.
01〜5.0%になるように添加した培地にそれぞれ植え継
ぎ、27℃で振盪培養してHMFの変換の濃度依存性を調
べた。その結果、HMF最終濃度 0.1%までは1日の培
養で約99%の変換率を示したが、 0.2%では約13%に下
がった。
【0024】〔実施例3〕 食品中HMFの定量 Davis培地(−Glc 、3ml)にHMFを最終濃度0.01%
になるように、また各種食品(水に溶解または懸濁)を
最終濃度10%または50%になるように添加した。このと
き対照として、食品の代わりに水を加えた培地を同様に
作成した(HMF−Bとする)。実施例2と同様に微生
物を種培養し、この 0.2mlを上記培地にそれぞれ植え継
ぎ、1日振盪培養した(SAMとする)。対照には種培
養液の代わりに水を同量加え、同様に振盪した(SAM
−Bとする)。培養液を限外濾過フィルター(分画分子
量 5,000) で濾過し、HPLC分析に供した。条件は以
下のとおりである。
【0025】 カラム:島津STR ODS−II 4.6mmI.D.×150mm 波長:280nm 流速:2.00ml/min 溶媒:4%アセトニトリル/5%酢酸 カラム温度:40℃
【0026】HMF量の算出は次のように行った。HM
F−Bのピーク高さを0.01%として、各サンプルのピー
ク高さを計算した。また、微生物の培養により〔食品中
のHMF量+添加したHMF量(0.01%)〕は、99%減
少しているとした。99%減少後の値は0.01×〔食品中の
HMF量+添加したHMF量(0.01%) 〕で求められ
る。
【0027】・食品中のHMF量+添加したHMF量
(0.01%)+HMF以外で280nm の吸収をもつもの=S
AM−Bの値 ・0.01×〔食品中のHMF量+添加したHMF量(0.01
%) 〕+HMF以外で280nm の吸収をもつもの=SAM
の値 これらを計算することにより食品中HMFを求めた。本
法による食品中HMF量を表1に示した。
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】本発明の菌株はHMFを特異的に酸化
し、さらに酸化効率も極めて高いため、これを用いて試
料に含有されるHMF量を簡便に定量できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 5−ヒドロキシメチルフルフラールを特
    異的に酸化する能力を有するシュードモナス sp. S4-17
    株。
  2. 【請求項2】 5−ヒドロキシメチルフルフラールを特
    異的に酸化する能力を有する、請求項1記載の菌株由来
    の変異株。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の菌株を用いること
    を特徴とする、5−ヒドロキシメチルフルフラールの定
    量法。
JP9043996A 1997-02-27 1997-02-27 5−ヒドロキシメチルフルフラール酸化微生物およびこれを用いた5−ヒドロキシメチルフルフラールの定量法 Pending JPH10234359A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023505032A (ja) * 2019-11-29 2023-02-08 シージェイ チェイルジェダン コーポレイション アルロース二糖類を含むhmf生成抑制用組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023505032A (ja) * 2019-11-29 2023-02-08 シージェイ チェイルジェダン コーポレイション アルロース二糖類を含むhmf生成抑制用組成物

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