JPWO2018056271A1 - 酵母細胞壁を用いた麹菌培養で誘導される抗菌組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)酵母細胞壁を含む液体培地で麹菌を培養する工程を含む、抗菌性物質の製造方法、
(2)前記液体培地中における、前記酵母細胞壁(乾燥物換算)が0.1〜10重量%である、前記(1)記載の製造方法、
(3)前記(1)または(2)に記載の製造方法で得られた抗菌性物質
に係るものである。
本発明の抗菌性物質の製造に用いる麹菌とは、発酵食品の製造に利用され、食経験を有するアスペルギルス属糸状菌を指す。代表的なものとしては、醸造食品製造において食経験豊富なアスペルギルス属糸状菌として、アスペルギルス・オリゼー(Aspergillus oryzae)であり、好ましくはそのうち白色変異株である。
原料として用いる酵母菌体は、望ましくは酵母エキスを抽出した際に排出される酵母エキス残渣か、ビール生産において排出されるビール酵母菌体である。酵母の種類としてはトルラ酵母、パン酵母、ビール酵母等があり、具体的には、トルラ酵母由来の「KR酵母」(興人ライフサイエンス社製)を用いることもできる。
この酵母細胞壁画分をそのまま、または乾燥して、麹菌の培養に用いることができる。
このようなグルカナーゼの反応の至適pHは3〜5、至適温度は45〜55℃である。反応時間は、1時間以上、好ましくは20時間以上である。酵素反応後、70℃以上で酵素を失活後、そのまま、あるいは濃縮、乾燥して、酵母細胞壁画分として麹菌の培養に用いても良い。
培地は、未乾燥または乾燥後の酵母細胞壁画分を主成分として用いてもよいし、一般的な培地に酵母細胞壁画分を添加して調製したものでも良い。
糖としては、資化可能な任意の単糖類や二糖類、三糖以上の多糖類、デンプン、さらに、ショ糖製造時に副産物として生じるモラセス(廃糖蜜)のような混合糖類などを利用でき、特に制限は無い。好ましくはグルコース、マルトース、ラミナリビオースである。
麹菌の培養時間は、抗菌性物質が産生されるのに必要な時間とし、通常24時間から168時間である。
抗菌性物質を含む抗菌製剤を製造するには、賦形剤等の目的で食品用に利用可能な原料を用いることができる。
<実施例1>
(1)麹菌の調製
麹菌としては、味噌用のA. oryzae No.2007 (樋口松之助商店社製)を用いた。単離・純粋培養した菌を、ポテトデキストロース寒天斜面培地(日水製薬株式会社製)7mLに割線後、30℃で72時間培養し、適宜寒天培地ごと切り出して下記液体培養に供試した。
酵母エキス抽出残渣である「KR酵母」(興人ライフサイエンス社製)1kgを水にて10%濃度に調整、懸濁し、40℃、pH6.0に調整した後、細胞壁溶解酵素(ナガセカムテックス社製:デナチームGEL)を3g加え、5時間作用させ、次いで70℃、20分で加熱処理した後、遠心分離機にて細胞壁を主とする画分と蛋白質を主とする画分に分離、細胞壁を主とする画分を乾燥し、酵母細胞壁画分(A)を得た。本酵母細胞壁画分(A)を水にて3.6%濃度に調整、懸濁し、45℃、pH4に調整後、スミチームTG(新日本化学社製、100unit/g)を固形分に対して1%となるように添加し、22時間作用させ、次いで90℃で加熱失活処理し、pH8±1に調整して、酵母細胞壁画分(B)を得た。酵母細胞壁画分(B)のグルコース濃度は0.6重量%であり、グルコースの終濃度を2重量%とするためにグルコースを1.4%追添加し、その液を、酵母細胞壁画分入り液体培地とした。
麹菌の培養は坂口フラスコを用いて実施した。500mL坂口フラスコに前記のとおり酵母細胞壁画分入り液体培地100mLを移しオートクレーブした後、ポテトデキストロース寒天斜面培地から切り出したA. oryzae No.2007(樋口松之助商店社製)の胞子を植菌した。28℃で72時間振とう培養した。培養終了後、培養液を金属メッシュのザル(目開き1mm)で粗ろ過したのち、ろ紙(ADVANTEC社製「7C」)でろ過して菌糸を取り除いた。取得したろ液のpHが、以降の抗菌性評価に影響を及ぼさないpH7±1になるよう水酸化ナトリウム水溶液で調整した。ろ液を10,000rpmで10分間遠心分離した後、上清を回収した。上清液の凍結乾燥は「FreeZone-2.5」(LABCONCO社製)を用い、麹菌培養液の凍結乾燥粉末を得た。得られた凍結乾燥粉末を実施例1の組成物とした。
実施例1において、 KR酵母に代えて「乾燥ビール酵母キリンBY-G」(MCフードスペシャリティーズ社製)を用いた以外は実施例1の(2)と同様の操作で酵母細胞壁画分(B)を取得し、それを乾燥して粉末とした。この粉末を3.5重量%の水溶液とし、さらに終濃度が2%となるようにグルコースを添加して製した液体培地をオートクレーブ処理し、実施例1の(3)と同様に麹菌培養を行い、得られた粉末を実施例2の組成物とした。
実施例2において、酵母細胞壁画分(A)をスミチームTGによる処理を行わずに用い、酵母細胞壁画分(A)が3.5重量%、さらに終濃度が2%となるようにグルコースを2%添加して製した液体培地をオートクレーブ処理し、実施例1の(3)と同様に麹菌培養を行い、得られた粉末を実施例3の組成物とした。
グラム陰性菌としてEscherichia coli DH5α(大腸菌)、グラム陽性菌としてBacillus subtilis (枯草菌ATCC6633)を被検菌として用いた。これらの各被検菌を、液体LB培地を用いて37℃にて一晩前培養してPBS緩衝液に希釈し、2%の希釈被検菌体液を調製した。
試料として、実施例1〜3、比較例1〜4の組成物をそれぞれ液体LB培地(Difco社製『LB Broth, Miller (Luria-Bertani)』)に溶解し、121℃、15分間のオートクレーブ処理した後、24ウェルのマルチプレート(住友ベークライト社製、ウェル底面未処理)に900uLずつ分注した。実施例1〜3、比較例1〜4の組成物をLB培地に溶解する濃度は、それぞれについて1%、2%、3%、4%、5%とした。対照区については、LB培地900μL分注した。
前述の被検菌体液を各ウェルに90uLずつ、最終菌体濃度0.2%となるよう分注した後、100uLを濁度測定のため抜き取り、プレートをシールした。振とう培養装置(TAITEC社製、Invitro shaker)で37℃、650rpmにて24時間振とう培養した。培養後、各ウェルの培養液について波長600nmで測定した濁度による増殖抑制を比較した。
培養後の濁度が対照区よりも低いものを抗菌活性(+)とし、同じか高いものを抗菌活性(−)とした。
<実施例4>
実施例1において、液体培地の調製において、スミチームTGによる分解を行わず、グルコースを2%添加した以外は、実施例1と同様に麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、実施例4の組成物とした。
液体培地の調製において、スミチームTGによる分解を24時間として、グルコースを1%添加した以外は、実施例1と同様に麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、実施例5の組成物とした。
液体培地の調製において、スミチームTGによる分解を48時間として、グルコースを0.8%添加以外は、実施例1と同様に麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、実施例6の組成物とした。
液体培地の調製において、スミチームTGによる分解を72時間として、グルコースを0.5%添加以外は、実施例1と同様に麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、実施例7の組成物とした。
グラム陰性菌としてEscherichia coli DH5α(大腸菌)、グラム陽性菌としてBacillus subtilis (枯草菌ATCC6633)を被検菌として用いた。これらの各被検菌を、液体LB培地を用いて37℃にて一晩前培養してPBS緩衝液に希釈し、2%の希釈被検菌体液を調製した。
試料として、実施例4〜7の組成物をそれぞれ液体LB培地(Difco社製『LB Broth, Miller (Luria-Bertani)』)に溶解し、121℃、15分間のオートクレーブ処理した後、24ウェルのマルチプレート(住友ベークライト社製、ウェル底面未処理)に900uLずつ分注した。実施例4〜7の組成物をLB培地に溶解する濃度は、それぞれについて0.25%、0.50%、0.70%、1.00%、1.50%とした。対照区については、LB培地900μL分注した。
前述の被検菌体液を各ウェルに90uLずつ、最終菌体濃度0.2%となるよう分注した後、100uLを濁度測定のため抜き取り、プレートをシールした。振とう培養装置(TAITEC社製、Invitro shaker)で37℃、650rpmにて24時間振とう培養した。培養後、各ウェルの培養液について波長600nmで測定した濁度による増殖抑制を比較した。
培養後の濁度が対照区よりも低いものを抗菌活性(+)とし、同じか高いものを抗菌活性(−)とした。
このことから、酵母細胞壁画分としては、グルカナーゼで細胞壁のグルカンを分解し、ラミナリビオースやグルコースなどの低分子の糖まで分解したものの方が、麹培養において抗菌物質誘導活性が高くなることが示唆された。
<実施例8>
実施例8については、以下の方法により調製した。
(1)麹菌の調製
実施例1の(1)と同様に、A. oryzae No.2007(樋口松之助商店社製)を用いた。単離・純粋培養した菌を、ポテトデキストロース寒天斜面培地(日水製薬株式会社製)7mLに割線後、30℃で72時間培養し、適宜寒天培地毎切り出して下記液体培養に供試した。
実施例1の(2)と同様の方法により酵母細胞壁を3.5重量%含んだ培地を調製した。
滅菌済みの2Lジャーファーメンターに酵母細胞壁入り液体培地1Lを移し、オートクレーブ処理し、PDA培地から切り出した胞子を植菌した。培養中はpHメーターにより、1N水酸化ナトリウムを用いてpH7.5〜8.5に入るように調整し、培養中のpHは成り行きとし、温度28℃、通気量0.8L/min、撹拌速度400rpmにて96時間培養した。また、発泡が激しいため、途中から滅菌済みの「消泡剤CKB」(ディスフォーム社製)を80μL添加した。培養液について、実施例1と同様の方法により処理を行い、得られた凍結乾燥粉末を実施例8の組成物とした。
実施例8の麹菌の培養において、pHを成り行きではなく、12時間おき(計6回)に1規定水酸化ナトリウム溶液でpH8.0に調整した以外は、実施例1と同様に行って、麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、比較例5の組成物とした。
(3)の麹菌の培養時間を120時間とした以外は、実施例8と同様に麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、実施例9の組成物とした。
(3)の麹菌の培養時間を144時間とした以外は、実施例8と同様に麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、実施例10の組成物とした。
(3)の麹菌の培養時間を168時間とした以外は、実施例8と同様に麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、実施例11の組成物とした。
このことから、培養液の糖が消費され、麹の酵素活性が高まるところから抗菌物質が多く産生することがわかった。
また、培養方法については、培養液のpHをアルカリ側に制御した比較例5よりも、成り行きで培養した実施例8の方が抗菌力が高かった。
<実施例12>
実施例12については、以下の方法により調製した。
(1)麹菌の調製
実施例1の(1)と同様の方法により調製した。
酵母エキス抽出残渣である「KR酵母」(興人ライフサイエンス社製)の粉末に水を加えて2.0重量%濃度とし、さらに終濃度が2.0重量%となるようにグルコースを添加して製した液体培地をオートクレーブ殺菌し、麹菌培養に用いた。
実施例8の(3)と同様に、滅菌済の2Lジャーファーメンターに「KR酵母」入り液体培地1.2Lを移し、オートクレーブ処理し、PDA培地から切り出した胞子を植菌した。また、発泡が激しいため、滅菌済みの消泡剤「CKB」(ディスホーム社製)を300μL添加した。培養時にはpHメーターにより水酸化ナトリウム溶液を用いてpH8.5〜9.5となるように調整し、培養中のpHは成り行きとした。温度25℃、通気量0.8L/min、撹拌速度300rpmにて120時間培養した。培養液について、実施例1と同様の方法により処理を行い、得られた凍結乾燥粉末を実施例12の組成物とした。
実施例12の麹菌の培養において、培養温度を25℃ではなく、30℃とした以外は実施例9と同様に麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、比較例6の組成物とした。
<比較例7>
実施例12の麹菌の培養において、培養温度を25℃ではなく、35℃とした以外は実施例12と同様に麹菌培養液の凍結乾燥粉末を取得し、比較例7の組成物とした。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の条件変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
従来、「天然」由来の抗菌性物質は限られており、望ましい抗菌スペクトルや耐酸・耐熱・耐アルカリを有するものを見つけることが困難であった抗菌物質を提供できる可能性を有している。よって食品だけでなく医薬品、医薬部外品、化粧品、畜産・漁業での飼料、微生物由来農薬、植物の免疫強化などの広い分野において利用されてゆくことが期待される。
Claims (3)
- 酵母細胞壁を含む液体培地で麹菌を培養する工程を含む、抗菌性物質の製造方法。
- 前記液体培地中における、前記酵母細胞壁(乾燥物換算)が0.1〜10重量%である、請求項1記載の製造方法。
- 請求項1または2に記載の製造方法で得られた抗菌性物質。
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J. AGRIC. FOOD CHEM., vol. 56, JPN6017048413, 2008, pages 9647 - 9652, ISSN: 0004582544 * |
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