TW202140772A - 乳酸菌細胞壁破碎物及乳酸菌細胞壁破碎物的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題為提供源自乳酸菌之素材,其係適合作為食品、醫藥品、化妝料等之調配素材等。

本發明對於上述課題的解決手段為一種乳酸菌之破碎物,其為去除前述乳酸菌之細胞壁以外的內容物而成的乳酸菌細胞壁破碎物。又,提供一種乳酸菌細胞壁破碎物之製造方法,其係將乳酸菌以濕式微粒化手段破碎,進行固液分離,並回收其固相成分。該乳酸菌細胞壁破碎物能夠適合利用作為化妝料之調配素材等。

Description

乳酸菌細胞壁破碎物及乳酸菌細胞壁破碎物的製造方法
本發明係關於乳酸菌細胞壁破碎物,其係在作為食品、醫藥品、化妝料等之調配素材等上為有用者。
以往,已明瞭各種乳酸菌在作為食品、醫藥品、化妝料等之調配素材等上為有用。
亦即,例如在專利文獻1中揭示一種白血球減少預防治療劑,其係含有以屬於腸球菌屬(Enterococcus)之微生物的菌體或其處理物作為有效成分。
又,在專利文獻2中揭示一種抗癌劑之毒性減輕劑,其係含有屬於腸球菌屬之微生物的菌體或其處理物作為有效成分。
又,在專利文獻3中揭示一種口腔內疾病之預防、改善或治療劑,其係以選自鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus rhamrosus)KO3株、酪蛋 白乳酸桿菌(Lactobacillus casei)YU3株及副酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus paracasei)YU4株之1種以上的乳酸菌之菌體或菌體培養物或此等之萃取物作為有效成分。
又,在專利文獻4中揭示一種活體抗氧化能力活化劑,其係含有屬於腸球菌屬之乳酸菌的菌體。
又,在專利文獻5中揭示一種晝夜節律改善劑,其係含有短毛乳酸桿菌(Lactobacillus brevis)的菌體或其處理物作為有效成分。
又,在專利文獻6中揭示一種抗癌轉移劑,其係含有選自由屬於腸球菌屬之乳酸菌的菌體及其菌體成分所組成群組中之至少1種。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平5-229954號公報
[專利文獻2]日本特開平9-48733號公報
[專利文獻3]國際公開第2011/007584號小冊子
[專利文獻4]日本特開2017-1961號公報
[專利文獻5]日本特開2013-181005號公報
[專利文獻6]日本特開2019-131475號公報
然而,利用乳酸菌菌體的現有素材多數為細胞壁成分與細胞質成分之混合物,由於難以將兩者完全分離,所以有著「因不穩定的細胞質成分之分解或變質等而造成對調配成之製品的品質產生不少影響」的問題。另一方面,雖然亦有報告係藉由進行酵素處理而只將細胞壁成分精製的方法,然而因為乳酸菌之酵素感受性有所差異,而有著可適用的範圍受到限制等課題。因此,本發明之目的為提供針對此課題進行改良後的源自乳酸菌之素材。
本發明人等為了達成上述目的而專心研究,結果發現:藉由使乳酸菌保持一定之粒度而均勻地微細化,可充分地除去蛋白質等內容物,遂完成本發明。
亦即,本發明的第一態樣係提供一種乳酸菌細胞壁破碎物,係乳酸菌之破碎物,其為將前述乳酸菌之細胞壁以外的內容物除去而成者。
在上述乳酸菌細胞壁破碎物中,以具有中位直徑0.1μm以上0.5μm以下之粒度者為較佳。
在上述乳酸菌細胞壁破碎物中,存在於乳酸菌的細胞壁中之不構成肽聚糖的胺基酸種類中之1種或2種以上的胺基酸含量,以質量莫耳濃度單位(mol/g)計,係以分別減至原料乳酸菌所含的該胺基酸之含量的三分之一以下為較佳。
在上述乳酸菌細胞壁破碎物中,選自由脯胺酸、精胺酸、蘇胺酸、及苯丙胺酸所組成群組中的1種或2種以上之胺基酸的含量,以質 量莫耳濃度單位(mol/g)計算,係以分別減至原料乳酸菌所含的該胺基酸之含量的三分之一以下為較佳。
本發明的第二態樣係提供一種乳酸菌細胞壁破碎物的製造方法,其係將乳酸菌藉由濕式微粒化手段破碎,進行固液分離,並回收其固相成分。
在上述乳酸菌細胞壁破碎物之製造方法中,前述藉由濕式微粒化手段而予以破碎之前述乳酸菌,係以被調製作為包含緩衝劑及/或界面活性劑之溶液中的試料為較佳。
在上述乳酸菌細胞壁破碎物之製造方法中,前述藉由濕式微粒化手段之破碎,係以將藉由該手段之處理重覆複數次,然後進行前述固液分離的處理為較佳。
在上述乳酸菌細胞壁破碎物之製造方法中,前述藉由濕式微粒化手段的破碎之壓力條件係以100MPa以上250MPa以下為較佳。
若藉由本發明之乳酸菌細胞壁破碎物,係充分地除去源自乳酸菌的蛋白質等,因此相較於以往之加熱菌體或其處理物,所調配出之製品較不易產生品質劣化,分散性亦優良。又,無論乳酸菌之酵素感受性如何,皆可適用。此乳酸菌細胞壁破碎物能夠適合被利用作為例如食品、醫藥品、化妝料等之調配素材等。
圖1為顯示在試驗例1中各受驗試料於調製時溶出至上清液側的蛋白質含量之調查結果的圖表。
圖2為顯示在試驗例1中各受驗試料之粒度分布之調查結果的圖表。
圖3為顯示在試驗例1中所進行之HPLC分析的檢測圖之一例的圖表。
圖4為顯示在試驗例1中各受驗試料之胺基酸定量值之調查結果的圖表。
圖5為顯示在試驗例2中各受驗試料於調製時溶出至上清液側的蛋白質含量之調查結果的圖表。
圖6為顯示在試驗例2中各受驗試料之粒度分布之調查結果的圖表。
圖7為顯示在試驗例2中所進行之HPLC分析之檢測圖之一例的圖表。
圖8為顯示在試驗例2中各受驗試料之胺基酸定量值之調查結果的圖表。
圖9為顯示在試驗例3中各受驗試料之粒度分布之調查結果的圖表。
圖10為顯示在試驗例3中所進行之HPLC分析之檢測圖之一例的圖表。
圖11為顯示在試驗例3中各受驗試料之胺基酸定量值之調查結果的圖表。
圖12為顯示在試驗例4中各受驗試料之粒度分布之調查結果的圖表。
圖13為顯示在試驗例4中所進行之HPLC分析之檢測圖之一例的圖表。
圖14為顯示在試驗例4中各受驗試料之胺基酸定量值之調查結果的圖表。
圖15為顯示在試驗例5中各受驗試料之粒度分布之調查結果的圖表。
圖16為顯示在試驗例5中所進行之HPLC分析之檢測圖之一例的圖表。
圖17為顯示在試驗例5中各受驗試料之胺基酸定量值之調查結果的圖表。
圖18為顯示在試驗例6中各受驗試料之粒度分布之調查結果的圖表。
圖19為顯示在試驗例6中所進行之HPLC分析之檢測圖之一例的圖表。
圖20為顯示在試驗例6中各受驗試料之胺基酸定量值之調查結果的圖表。
圖21為顯示在試驗例7中所進行的各受驗試料之乾燥粉末狀態的穩定性試驗之結果的圖表。
圖22為顯示在試驗例7中所進行的各受驗試料之水懸浮狀態的穩定性試驗之結果的圖表。
圖23為例示地顯示試驗例7中拍攝之各受驗試料之顯微鏡照片的圖表。
就本發明所用之乳酸菌而言,其種類定無特別限制。例如可列舉:胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum)、戊糖乳桿菌(Lactobacillus pentosus)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)、瑞士乳桿菌(Lactobacillus helveticus)、酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus casei)、德氏乳桿菌保加利亞亞種(Lactobacillus delbrueckii ss.bulgaricus)、加氏乳桿菌(Lactobacillus gasseri)、乳脂乳桿菌(Lactobacillus cremoris)、瑞士乳桿菌(Lactobacillus helveticus)、唾液乳桿菌(Lactobacillus salivarius)、發酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum)、優格乳桿菌(Lactobacillus yoghurti)、德氏乳桿菌德氏亞種(Lactobacillus delbrueckii subsp.delbrueckii)、約氏乳桿菌(Lactobacillus johnsonii)、馬里乳桿菌(Lactobacillus mali)等乳桿菌屬細菌;嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)等鏈球菌屬細菌;發酵乳球菌(Lactococcus fermentum)、乳酸乳球菌乳酸亞種(Lactococcus lactis ss.lactis)、乳酸乳球菌乳脂亞種(Lactococcus lactis ss.cremoris)、胚芽乳球菌(Lactococcus plantarum)、棉子糖乳球菌(Lactococcus raffinolactis)等乳球菌屬細菌;糞腸球菌(Enterococcus faecalis)、屎腸球菌(Enterococcus faecium)等腸球菌屬細菌;融合魏斯氏菌(Weissella confusa)、類腸膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)、綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens)等魏斯氏菌屬細菌;戊糖小球菌(Pediococcus pentosaceus)等小球菌屬細菌;短雙岐桿菌(Bifidobacterium breve)、雙叉雙岐桿菌(Bifidobacterium bifidum)、長雙岐桿菌(Bifidobacterium longum)、動物雙岐桿菌(Bifidobacterium animalis)、豬雙岐桿菌(Bifidobacterium suis)、嬰兒雙岐桿菌(Bifidobacterium infantis)、青春雙岐桿菌(Bifidobacterium adolescentis)、鏈狀雙岐桿菌(Bifidobacterium catenulatum)、假鏈狀雙岐桿菌(Bifidobacterium pseudocatenulatum)、乳酸雙岐桿菌 (Bifidobacterium lactis)、球雙岐桿菌(Bifidobacterium globosum)等雙岐桿菌屬細菌等。尤其以綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens)、嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)、酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus casei)、短雙岐桿菌(Bifidobacterium breve)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)、胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum)等為較佳。又,就綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens)而言,係以綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens)YIT0248株(ATCC 12706)為較佳;就嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)而言,係以嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)YIT2037株(ATCC 19258)為較佳;就酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus casei)而言,係以酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus casei)YIT9029株(FERM BP-1366)為較佳;就短雙岐桿菌(Bifidobacterium breve)而言,係以短雙岐桿菌(Bifidobacterium breve)YIT4065株(FERM BP-6223)為較佳;就嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)而言,係以嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)YIT0070株(ATCC 4356)為較佳;就胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum)而言,以胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum)YIT0102株(ATCC 14917)為較佳。再者,在本說明書中,「乳酸菌」亦意指包含一般被稱為雙岐桿菌之種類的菌。
此等乳酸菌,係可藉由對應所使用之乳酸菌種類的培養基等培養方法或保存方法而增加菌數、保管菌體。又,所提供者未必要為活菌,亦可為死菌體。乳酸菌係可單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
在本發明中,係以上述乳酸菌作為原材料,將細胞壁以外之內容物除去而成者,具體而言,係提供乳酸菌之細胞壁破碎物。就其調製 之手段而言,可藉由以物理性或機械性手段等將乳酸菌破碎,並用洗淨液適宜洗淨而得到。就洗淨液而言,若為水、緩衝液等親水性的溶液即可。洗淨液可包含Tween 20等聚氧伸乙基山梨醇酐系等界面活性劑。藉由在洗淨液中包含界面活性劑,能夠提高將蛋白質等去除之效果。洗淨可藉由將洗淨液適宜地混合/攪拌於破碎後之菌體後,使用離心、膜過濾等手段進行固液分離,並對其固相回收菌體成分等而進行。乳酸菌亦可在洗淨處理之前,藉由冷凍乾燥等乾燥手段使其乾燥,或藉由加熱處理等進行滅菌,而適宜、任意地施行前處理。又,在洗淨後,亦可進一步洗淨,或藉由冷凍乾燥等乾燥手段使其乾燥,或藉由加熱處理等進行滅菌,而適宜、任意地施行其他處理。再者,為了將所得到之細胞壁破碎物作成粉體狀、顆粒狀、膏狀、錠劑狀、液體懸浮狀等型態,亦可適宜、任意地與其他素材混合。
細胞壁以外之內容物是否已充分地去除,較佳係以屬於蛋白質等之構成成分的胺基酸來作為指標。具體而言,係可藉由將原料乳酸菌或所得到之細胞壁破碎物用濃鹽酸水解後,進行胺基酸分析等而加以確認。如此之胺基酸分析為所屬技術領域中具有通常知識者所周知之技術。例如,構成牢固地鍵結於乳酸菌之細胞壁的肽聚糖等之胺基酸種類以外之種類的胺基酸的量,相較於原本在原料乳酸菌中所包含的量若為充分地減少,則為細胞壁以外之內容物被充分去除的良好指標。
具體而言,可以質量莫耳濃度單位(mol/g)計,將原料乳酸菌所含的該胺基酸之含量係例如減少至三分之一以下作為指標,或以例如減少至五分之一以下作為指標,進一步視情況,可以減少至例如十分之一以 下作為指標,如此的數值之設定或胺基酸之種類的選擇係為實施。就作為指標之胺基酸而言,可係選擇1種胺基酸而就其含量是否滿足如上所述之條件進行判定;亦可選擇2種以上的胺基酸,而就各胺基酸之含量是否滿足如上所述之條件進行判定;再者,亦可就各胺基酸之合計含量是否滿足如上所述之條件進行判定。關於作為指標之胺基酸的種類的設定,亦可任意實施。例如,因為脯胺酸(Pro)、精胺酸(Arg)、蘇胺酸(Thr)、苯丙胺酸(Phe)等胺基酸多非肽聚糖或其他牢固地存在於乳酸菌之細胞壁的構成成分,故就作為細胞壁以外之內容物經充分地除去之指標的胺基酸而言,可為較佳例示。
又,細胞壁以外之內容物是否被充分地除去,於其他之型態中,亦可藉由應除去之胺基酸,相對於肽聚糖和其他牢固地存在於乳酸菌之細胞壁之構成成分的比例來進行評估。例如,雖然不限定為下述者,但可以將屬於肽聚糖之構成胺基酸以外的種類之胺基酸之脯胺酸(Pro)、精胺酸(Arg)、蘇胺酸(Thr)及苯丙胺酸(Phe)等之含量的合計值係減少至屬於肽聚糖之構成胺基酸之絲胺酸(Ser)、麩胺酸(Glu)及丙胺酸(Ala)等之含量的合計值之三分之一以下作為指標;或者例如可以減低至五分之一以下作為指標;進一步視情況,例如可以減低至十分之一以下作為指標;如此之數值設定或胺基酸之種類的選擇為任意。
在本發明中,就更佳型態而言,乳酸菌之破碎係以藉由濕式手段進行為較佳。亦即,藉由以包含溶劑之狀態破碎,該溶劑為欲從乳酸菌除去之內容物的溶出介質,可更有效率地除去細胞壁以外的內容物。就如此之用於濕式破碎之破碎溶劑而言,較佳可例示與上述所說明之洗淨液 同等者。亦即,若為水、緩衝液等親水性溶液即可。破碎溶劑可包含Tween 20等聚氧伸乙基山梨醇酐系等界面活性劑。藉由在破碎溶劑中包含界面活性劑,能夠提高提高將蛋白質等去除的效果。就濕式破碎之手段而言,例如,較佳可例示濕式微粒化裝置(「Star Burst Mini HJP-25001」Sugino Machine公司)等濕式微粒化手段。若藉由此種裝置,因為懸浮於破碎溶劑中之乳酸菌試料係導入至設成預定之壓力狀態的腔室內,藉此將乳酸菌破碎並同時進行微細化,故可更有效率地除去細胞壁以外之內容物,而且污染(contamination)少。就微細化之程度而言,無特別限制,為惟例如使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置等來測定粒度分布時,係以中位直徑0.1μm以上0.5μm以下之粒度為較佳,以中位直徑0.15μm以上0.4μm以下之粒度為更佳。又,當將微細化之程度的均勻性以標準偏差表示的情況,係以0.25μm以下為較佳,以0.20μm以下為更佳。又,就藉由濕式微粒化手段進行破碎之壓力條件而言,係以100MPa以上250MPa以下為較佳,以140MPa以上250MPa以下為更佳。
由本發明所提供的乳酸菌細胞壁破碎物,能夠適合利用於食品、醫藥品、化妝料、補充品、動物用飼料等。尤其,例如就化妝料之型態而言,可列舉:乳液、乳霜、卸妝劑、按摩膏、防曬劑、底妝、粉底霜等。再者,本說明書中所謂之「化妝料」,係意指包含:由關於醫藥品、醫療機器等的品質、有效性及安全性之確保等之法律所定義的醫藥品、醫藥部外品、化妝品。
就由本發明所提供的乳酸菌細胞壁破碎物之上述利用型態中的含量而言,例如在為化妝料之型態的情況,係以0.001質量%以上10 質量%以下為較佳,以0.001質量%以上5質量%以下為更佳,以0.01質量%以上3質量%以下為又更佳,以0.01質量%以上1質量%以下為特佳。
[實施例]
以下,列舉實施例來更具體地說明本發明,惟此等實施例並非限定本發明之範圍者。
[試驗例1]
對於微細化菌體之性狀進行驗證。就所用之受驗試料而言,係調製如以下所示的調製例1-1至調製例1-3。
<調製例1-1>(加熱處理)
使用綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens YIT 0248)作為乳酸菌,依照常法,於Lactobacilli MRS broth培養基(Becton Dickinson公司)中培養後,用RO水進行離心洗淨。使菌體再次懸浮於經滅菌之超純水中,並加熱處理(100℃,30分鐘)後,冷凍乾燥。
<調製例1-2>(通過5次微細化處理之條件)
使調製例1-1所調製的綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens YIT 0248)之加熱處理菌體以2mg/mL之濃度懸浮於包含0.1% Tween-20、4mM MgCl2的50mM Tris-Maleate緩衝液(pH 7.0)中,並使用濕式微粒化裝置(「Star Burst Mini HJP-25001」Sugino Machine公司),於245MPa之壓力條件下,付諸裝置而連續地進行微細化5次。微細化後,以使終濃度成為1w/v%之方式添加SDS(十二基硫酸鈉),並以渦流(vortex)充分攪拌後,以100,000rpm離心10分鐘。除去上清液(回收一部分之上清液,以用於蛋白質含量之測定),使沉澱物懸浮於超純水後,再次以100,000rpm 離心10分鐘,並除去上清液。進行此洗淨操作3次,將最後所得的沉澱物冷凍乾燥。
<調製例1-3>(通過10次微細化處理之條件)
除了將付諸濕式微粒化裝置之次數改為10次以外,以與調製例1-2相同的操作,將調製例1-1所調製的綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens YIT 0248)之加熱處理菌體進行微細化處理。
(1)上清液中之蛋白質含量的測定
對於調製例1-1中經冷凍乾燥之加熱處理菌體的懸浮液之上清液、或調製例1-2和1-3中微細化後之初次離心洗淨之上清液,使用BCA蛋白質分析套組(BCA Protein Assay Kit)(Thermo Scientific公司),進行蛋白質定量。
其結果係如圖1所示,相較於付諸濕式微粒化裝置之前的加熱處理菌體的懸浮液之上清液,在微細化後,係有更多量之蛋白質溶出至上清液側。
(2)粒度分布之測定
用精製水使受驗試料以50μg/mL之濃度懸浮,並使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置(LA-960,HORIBA),藉由批次式測量單元測定粒度分布。
其結果係如圖2所示,相較於付諸濕式微粒化裝置之前的加熱處理菌體,可觀察到在微細化後,係有對應付諸裝置的處理次數之峰值粒徑降低及均勻化(分布寬度變狹窄)。
(3)胺基酸構成之分析
藉由超純水使受驗試料以1mg/mL之濃度懸浮,將該懸浮液取100μL至16.5mm的螺口試管中,添加900μL之HCl(6N)後,將氣層進行氬置換。將螺口試管於100℃加熱18小時後,在對應HCl的離心蒸發器中將溶劑蒸除,得到水解物。
將水解物以成為0.5mg/mL之方式溶解於超純水中,調製成分析用樣本。依照「AccQ Tag Ultra Drivatization Kit」(Waters公司)之指南(protocol),進行胺基酸的衍生物化,並於下列之條件下進行HPLC測定。
‧管柱:InertSustain(註冊商標)C18(2μm,3×100mm)
‧管柱溫度:50℃
‧流速:0.45mL/min.
‧注入量:1.0μL
‧檢測波長:260nm(PDA)
‧移動相A:0.1%甲酸/乙腈
‧移動相B:25mM甲酸銨(pH2.7)
‧梯度:表1
Figure 110100430-A0202-12-0015-1
就胺基酸而言,係準備組胺酸(His)、精胺酸(Arg)、絲胺酸(Ser)、甘胺酸(Gly)、天冬胺酸(Asp)、麩胺酸(Glu)、蘇胺酸(Thr)、丙胺酸(Ala)、脯胺酸(Pro)、酪胺酸(Tyr)、甲硫胺酸(Met)、纈胺酸(Val)、異白胺酸(Ile)、白胺酸(Leu)、苯丙胺酸(Phe)、半胱胺酸(Cys)、離胺酸(Lys)這17種胺基酸的標準品,並製作校準曲線,求出各胺基酸量。再者,關於半胱胺酸(Cyc)及離胺酸(Lys),由於檢測到與胺基酸衍生物化用之試藥成分的混合譜峰,所以無法定量。
分別將HPLC分析之層析之一例示於圖3,將胺基酸定量值之結果示於圖4。
如圖3、圖4所示,只有進行加熱處理之菌體(調製例1-1)係全部15種胺基酸皆能檢出一定量,惟就連續通過濕式微粒化裝置5次後之菌體(調製例1-2)、及連續通過10次後之菌體(調製例1-3)而言,係由屬 於綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens YIT 0248)之肽聚糖的構成胺基酸之絲胺酸(Ser)、麩胺酸(Glu)、及丙胺酸(Ala)佔大部分(圖3中之譜峰3、6、8)。另一方面,上述以外的種類的胺基酸量,係藉由濕式微粒化裝置之處理而成為較低值。
[試驗例2]
對於微細化菌體之性狀進行驗證。用於此驗證之受驗試料,係於下列所示的調製例2-1至調製例2-3進行調製。
<調製例2-1>(加熱處理)
使用嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus YIT 2037)作為乳酸菌,依照常法,於乳糖-ILS(Lactose-ILS)培養基中進行培養後,用RO水離心洗淨。使菌體再次懸浮於經滅菌之超純水中,並加熱處理(100℃,30分鐘)後,冷凍乾燥。
<調製例2-2>(通過5次微細化處理之條件)
使調製例2-1所調製的嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus YIT 2037)之加熱處理菌體以2mg/mL之濃度懸浮於包含0.1% Tween-20、4mM MgCl2之50mM Tris-Maleate緩衝液(pH 7.0)中,並使用濕式微粒化裝置(「Star Burst Mini HJP-25001」Sugino Machine公司),於245MPa之壓力條件下,付諸裝置而連續地進行微細化5次。微細化後,以終濃度成為1w/v%之方式添
加SDS,並以渦流充分攪拌後,以100,000rpm離心10分鐘。除去上清液(回收一部分之上清液,以用於蛋白質含量之測定),使沉澱 物懸浮於超純水後,再次以100,000rpm離心10分鐘,並除去上清液。進行此洗淨操作3次,將最後所得的沉澱物冷凍乾燥。
<調製例2-3>(通過10次微細化處理之條件)
除了將付諸濕式微粒化裝置之次數設為10次以外,以與調製例2-2相同的操作,進行調製例2-1所調製的嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus YIT 2037)之加熱處理菌體的微細化處理。
(1)上清液中之蛋白質含量之測定
對於調製例2-1中經冷凍乾燥之加熱處理菌體之懸浮液的上清液、或調製例2-2、2-3中的微細化後之初次離心洗淨的上清液,使用BCA蛋白質分析套組(Thermo Scientific公司),進行蛋白質定量。
其結果如圖5所示,相較於付諸濕式微粒化裝置前之加熱處理菌體的懸浮液之上清液,在微細化後,有較多量之蛋白質溶出至上清液側。
(2)粒度分布之測定
使受驗試料藉由精製水以50μg/mL之濃度懸浮,使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置(LA-960、HORIBA),藉由批次式測量單元測定粒度分布。
其結果如圖6所示,相較於付諸濕式微粒化裝置前之加熱處理菌體,可觀察到微細化後,係有對應於付諸裝置之處理次數的峰值粒徑降低及均勻化(分布寬度變狹窄)。
(3)胺基酸構成之分析
以與試驗例1相同的操作,進行胺基酸構成之分析。
分別將HPLC分析之層析之一例示於圖7,將胺基酸定量值之結果示於圖8。
如圖7、8所示,只有進行加熱處理之菌體(調製例2-1)雖然全部15種的胺基酸皆能檢出一定量,惟就連續通過濕式微粒化裝置5次後之菌體(調製例2-2)、及連續通過10次後之菌體(調製例2-3)而言,係由屬於嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus YIT 2037)之肽聚糖之構成胺基酸的麩胺酸(Glu)及丙胺酸(Ala)佔大部分(圖7中之譜峰6、8)。另一方面,上述以外之種類的胺基酸量,係藉由濕式微粒化裝置之處理而成為較低值。
[試驗例3]
對於微細化菌體之性狀進行驗證。就用於此驗證之受驗試料,係於下列所示的調製例3-1至調製例3-2進行調製。
<調製例3-1>(加熱處理)
使用酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus casei YIT 9029)作為乳酸菌,依照常法,於乳糖-ILS培養基中培養後,用RO水進行離心洗淨。使菌體再次懸浮於經滅菌之超純水中,並加熱處理(100℃,30分鐘)後,冷凍乾燥。
<調製例3-2>(通過5次微細化處理之條件)
使調製例3-1所調製的酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus casei YIT 9029)之加熱處理菌體以2mg/mL之濃度懸浮於包含0.1% Tween-20、4mM MgCl2之50mM Tris-Maleate緩衝液(pH 7.0)中,並使用濕式微粒化裝置(「Star Burst Mini HJP-25001」Sugino Machine公司),於245MPa之壓力條件下,付諸裝置而連續地進行微細化5次。微細化後,以終濃度 成為1w/v%之方式添加SDS,並以渦流充分攪拌後,以100,000rpm離心10分鐘。除去上清液(回收一部分之上清液,以用於蛋白質含量之測定),使沉澱物懸浮於超純水後,再次以100,000rpm離心10分鐘,並除去上清液。進行此洗淨操作3次,將最後所得的沉澱物冷凍乾燥。
(1)粒度分布之測定
將受驗試料用精製水以50μg/mL的濃度懸浮,使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置(LA-960、HORIBA),藉由批次式測量單元測定粒度分布。
其結果如圖9所示,相較於付諸濕式微粒化裝置前之加熱處理菌體,在微細化後可觀察到峰值粒徑之降低。
(2)胺基酸構成之分析
以與試驗例1相同的操作,進行胺基酸構成之分析。
分別將HPLC分析之層析之一例示於圖10,將胺基酸定量值之結果示於圖11。
如圖10、圖11所示,只有進行加熱處理之菌體(調製例3-1)係全部15種胺基酸皆能檢出一定量,惟就連續通過濕式微粒化裝置5次後之菌體(調製例3-2)而言,係由屬於酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus casei YIT 9029)之肽聚糖之構成胺基酸的天冬胺酸(Asp)、麩胺酸(Glu)及丙胺酸(Ala)佔大部分(圖10中之譜峰5、6、8)。另一方面,上述以外之種類的胺基酸量,係藉由濕式微粒化裝置之處理而成為較低值。
[試驗例4]
對於微細化菌體之性狀進行驗證。用於此驗證之受驗試料,係於下列所示的調製例4-1至調製例4-2進行調製。
<調製例4-1>(加熱處理)
使用短雙岐桿菌(Bifidobacterium breve YIT 4065)作為乳酸菌,依照常法,藉由乳糖-ILS培養基進行厭氧培養後,用RO水進行離心洗淨。使菌體再次懸浮於經滅菌之超純水中,並加熱處理(100℃,30分鐘)後,冷凍乾燥。
<調製例4-2>(通過5次微細化處理之條件)
使調製例4-1所調製的短雙岐桿菌(Bifidobacterium breve YIT 4065)之加熱處理菌體以2mg/mL之濃度懸浮於包含0.1% Tween-20、4mM MgCl2之50mM Tris-Maleate緩衝液(pH 7.0)中,並使用濕式微粒化裝置(「Star Burst Mini HJP-25001」Sugino Machine公司),於245MPa之壓力條件下,付諸裝置而連續地進行微細化5次。微細化後,以使終濃度成為1w/v%之方式添加SDS,並以渦流充分攪拌後,以100,000rpm離心10分鐘。除去上清液(回收一部分之上清液,以用於蛋白質含量之測定),使沉澱物懸浮於超純水後,再次以100,000rpm離心10分鐘,並除去上清液。進行此洗淨操作3次,將最後所得的沉澱物冷凍乾燥。
(1)粒度分布之測定
將受驗試料用精製水以50μg/mL的濃度懸浮,使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置(LA-960、HORIBA),藉由批次式測量單元測定粒度分布。
其結果如圖12所示,相較於付諸濕式微粒化裝置前之加熱處理菌體,在微細化後,可觀察到峰值粒徑之降低及均勻化(分布寬度變狹窄)。
(2)胺基酸構成之分析
以與試驗例1相同的操作,進行胺基酸構成之分析。
分別將HPLC分析之層析之一例示於圖13,將胺基酸定量值之結果示於圖14。
如圖13、圖14所示,只有進行加熱處理之菌體(調製例4-1)係全部15種胺基酸皆能檢出一定量,惟就連續通過濕式微粒化裝置5次後之菌體(調製例4-2)而言,係由屬於短雙岐桿菌(Bifidobacterium breve YIT 4065)之肽聚糖之構成胺基酸的甘胺酸(Gly)、麩胺酸(Glu)、及丙胺酸(Ala)佔大部分(圖10中之譜峰4、6、8)。另一方面,上述以外之種類之胺基酸量,係藉由濕式微粒化裝置之處理而成為較低值。
[試驗例5]
對於微細化菌體之性狀進行驗證。用於此驗證之受驗試料,係於下列所示的調製例5-1至調製例5-2進行調製。
<調製例5-1>(加熱處理)
使用嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus YIT 0070)作為乳酸菌,依照常法,藉由MRS培養基培養後,用RO水進行離心洗淨。使菌體再次懸浮於經滅菌之超純水中,並加熱處理(100℃,30分鐘)後,冷凍乾燥。
<調製例5-2>(通過5次微細化處理之條件)
使調製例5-1所調製的嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus YIT 0070)之加熱處理菌體以2mg/mL之濃度懸浮於包含0.1% Tween-20、4mM MgCl2之50mM Tris-Maleate緩衝液(pH 7.0)中,並使用濕式微粒化裝置(「Star Burst Mini HJP-25001」Sugino Machine公司),於245MPa之壓力條件下,付諸裝置而連續地進行微細化5次。微細化後,以使終濃度成為1w/v%之方式添加SDS,並以渦流充分攪拌後,以100,000rpm離心10分鐘。除去上清液(回收一部分之上清液,以用於蛋白質含量之測定),使沉澱物懸浮於超純水後,再次以100,000rpm離心10分鐘,並除去上清液。進行此洗淨操作3次,將最後所得的沉澱物冷凍乾燥。
(1)粒度分布之測定
將受驗試料用精製水以50μg/mL的濃度懸浮,使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置(LA-960、HORIBA),藉由批次式測量單元測定粒度分布。
其結果如圖15所示,相較於付諸濕式微粒化裝置前之加熱處理菌體,微細化後,可觀察到峰值粒徑之降低及均勻化(分布寬度變狹窄)。
(2)胺基酸構成之分析
以與試驗例1相同的操作,進行胺基酸構成之分析。
分別將HPLC分析之層析之一例示於圖16,將胺基酸定量值之結果示於圖17。
如圖16、圖17所示,只有進行加熱處理之菌體(調製例5-1)係全部15種胺基酸皆能檢出一定量,惟就連續通過濕式微粒化裝置5次 後之菌體(調製例5-2)而言,係由屬於嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus YIT 0070)之肽聚糖之構成胺基酸的天冬胺酸(Asp)、麩胺酸(Glu)及丙胺酸(Ala)佔大部分(圖16中之譜峰5、6、8)。另一方面,上述以外之種類之胺基酸量,係藉由以濕式微粒化裝置之處理而成為較低值。
[試驗例6]
對於微細化菌體之性狀進行驗證。用於此驗證之受驗試料,係於下列所示的調製例6-1至調製例6-2進行調製。
<調製例6-1>(加熱處理)
使用胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum YIT 0102)作為乳酸菌,依照常法,於MRS培養基中培養後,用RO水進行離心洗淨。使菌體再次懸浮於經滅菌之超純水中,並加熱處理(100℃,30分鐘)後,冷凍乾燥。
<調製例6-2>(通過5次微細化處理之條件)
使調製例6-1所調製的胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum YIT 0102)之加熱處理菌體以2mg/mL之濃度懸浮於包含0.1% Tween-20、4mM MgCl2之50mM Tris-Maleate緩衝液(pH 7.0)中,並使用濕式微粒化裝置(「Star Burst Mini HJP-25001」Sugino Machine公司),於245MPa之壓力條件下,付諸裝置而連續地進行微細化5次。微細化後,以使終濃度成為1w/v%之方式添加SDS,並以渦流充分攪拌後,以100,000rpm離心10分鐘。除去上清液(回收一部分之上清液,以用於蛋白質含量之測定),使沉澱物懸浮於超純水後,再次以100,000rpm離心10分鐘,並除去上清液。進行此洗淨操作3次,將最後所得的沉澱物冷凍乾燥。
(1)粒度分布之測定
將受驗試料用精製水以50μg/mL的濃度懸浮,使用雷射繞射/散射式粒徑分布測定裝置(LA-960、HORIBA),藉由批次式測量單元測定粒度分布。
其結果如圖18所示,相較於付諸濕式微粒化裝置前之加熱處理菌體,微細化後,可觀察到峰值粒徑之降低。
(2)胺基酸構成之分析
以與試驗例1相同的操作,進行胺基酸構成之分析。
分別將HPLC分析之層析之一例示於圖19,將胺基酸定量值之結果示於圖20。
如圖19、圖20所示,只有進行加熱處理之菌體(調製例6-1)係有14種胺基酸可檢出一定量,惟就連續通過濕式微粒化裝置5次後之菌體(調製例6-2)而言,係由屬於胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum YIT 0102)之肽聚糖之構成胺基酸的麩胺酸(Glu)及丙胺酸(Ala)佔大部分(圖19中之譜峰6、8)。再者,圖19中以「◆」表示之譜峰,是構成胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum YIT 0102)之肽聚糖的meso-DAP(內消旋-二胺基庚二酸)之譜峰。另一方面,上述以外之種類的胺基酸量,係藉由用濕式微粒化裝置處理而成為較低值。
[試驗例7]
對於微細化菌體之性狀進行驗證。用於此驗證之受驗試料,係於下列所示的調製例7-1至調製例7-6進行調製。
<調製例7-1>(加熱處理)
使用綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens YIT 0248)作為乳酸菌,依照常法,於Lactobacilli MRS broth培養基(Becton Dickinson公司)中培養後,用RO水進行離心洗淨。使菌體再次懸浮於經滅菌之超純水中,並加熱處理(100℃,30分鐘)後,以使終濃度成為1w/v%之方式添加SDS,並以渦流充分攪拌後,以100,000rpm離心10分鐘。除去上清液(回收一部分之上清液,以用於蛋白質含量之測定),使沉澱物懸浮於超純水後,再次以100,000rpm離心10分鐘,並除去上清液。進行此洗淨操作3次,將最後所得的沉澱物冷凍乾燥,得到粉末體。
<調製例7-2>(微細化處理)
使調製例1-1所調製的綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens YIT 0248)之加熱處理菌體以2mg/mL之濃度懸浮於包含0.1% Tween-20、4mM MgCl2之50mM Tris-Maleate緩衝液(pH 7.0)中,並使用濕式微粒化裝置(「Star Burst Mini HJP-25001」Sugino Machine公司),於245MPa之壓力條件下,付諸裝置而連續地進行微細化10次。微細化後,以使終濃度成為1w/v%之方式添加SDS,並以渦流充分攪拌後,以100,000rpm離心10分鐘。除去上清液(回收一部分之上清液,以用於蛋白質含量之測定),使沉澱物懸浮於超純水後,再次以100,000rpm離心10分鐘,並除去上清液。進行此洗淨操作3次,將最後所得的沉澱物冷凍乾燥,得到粉末體。
<調製例7-3>(酵素處理)
使調製例1-1所調製的綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens YIT 0248)之加熱處理菌體以2mg/mL之濃度懸浮於包含0.1% Tween-20、4mM MgCl2之50mM Tris-Maleate緩衝液(pH 7.0)中,並使溶菌酶 (lysozyme)以50μg/mL在40℃之溫度下與其反應120分鐘。反應後,藉由100℃、15分鐘之加熱處理使酵素活性失活後,冷凍乾燥,得到粉末體。
<調製例7-4>(僅加熱處理)
除了使用嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus YIT 2037)作為乳酸菌以外,以與調製例7-1相同的操作,調製乳酸菌粉末體。
<調製例7-5>(微細化處理)
除了使用嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus YIT 2037)作為乳酸菌以外,以與調製例7-2相同的操作,調製乳酸菌粉末體。
<調製例7-6>(酵素處理)
除了使用嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus YIT 2037)作為乳酸菌以外,以與調製例7-3相同的操作,調製乳酸菌粉末體。
(1)為粉末之穩定性評估
將所調製之乳酸菌粉末體保管於5℃,觀察並評估是否發生吸濕、凝固及異臭。具體而言,係在第7日之確認日,依照下述之評估基準來評估其穩定性。
(穩定性評估基準)
○:良好
△:略為不良(可見到若干的吸濕、凝固或異臭)
×:不良(可見到吸濕、凝固或異臭)
將評估結果示於圖21。就酵素處理菌體(調製例7-3、調製例7-6)而言,係任一者均見到伴隨吸濕之凝固。另一方面,就僅包含細胞 壁作為主體的微細化處理菌體(調製例7-2、調製例7-5)而言,係未見到吸濕及凝固。
(2)懸浮液之穩定性評估
使所調製的乳酸菌粉末體以0.15mg/mL之濃度懸浮在精製水中,於50℃、或於重覆5℃:84小時與50℃:84小時(以下,簡稱為「5℃ 50℃重覆」)的各保管條件下,觀察並評估是否發生白濁、變色及異臭。具體而言,係在保管3個月後,在第90日之確認日依照下述之評估基準來評估其穩定性。
(穩定性評估基準)
○:良好
△:略為不良(可見到若干的白濁、變色或異臭)
×:不良(可見到白濁、變色或異臭)
將評估結果示於圖22。只有進行加熱處理之菌體(調製例7-1、調製例7-4)及酵素處理菌體(調製例7-3、調製例7-6)而言,在任一保管條件中,穩定性評估之結果均為不良或略為不良。另一方面,就僅包含細胞壁作為主體之微細化處理菌體(調製例7-2、調製例7-5)而言,係未見到白濁、變色或異臭,而在任一保管條件下的穩定性評估之結果均為良好。
(3)顯微鏡觀察
將所調製的乳酸菌粉末體以戊二醛固定及乾燥後,於塗鉑之後,以桌上型掃描電子顯微鏡(對物10,000倍)觀察。
圖23中,係例示對各受驗試料所拍攝之顯微鏡照片。
如圖23所示,只有進行加熱處理之菌體(調製例7-1、調製例7-4)係未見到細胞壁之破碎,而可觀察到膠囊狀之立體構造。又,就酵素處理菌體而言,於溶菌酶感受性低之嗜熱鏈球菌(調製例7-6)係未見到細胞壁之破碎,而可觀察到膠囊狀的立體構造,惟在溶菌酶感受性高之綠色魏斯氏菌(調製例7-3)中,細胞壁之膠囊狀的立體構造消失,而可觀察到破碎的細胞壁之集合體。另一方面,就微細化處理菌體(調製例7-2、調製例7-5)而言,於任一乳酸菌的細胞壁之膠囊狀的立體構造均消失,而可觀察到破碎的細胞壁之集合體。
(4)分散性評估
使所調製的乳酸菌粉末體以0.15mg/mL之濃度懸浮於精製水中時,只有進行加熱處理之菌體(調製例7-1、調製例7-4)在靜置後係大部分沉澱。另一方面,微細化處理菌體(調製例7-2、調製例7-5)或酵素處理菌體(調製例7-3、調製例7-6)在靜置後雖見到一部分沉澱,然而相較於只進行加熱處理之菌體(調製例7-1、調製例7-4)係分散性較良好。
[菌株]
‧綠色魏斯氏菌(Weissella viridescens)YIT0248株(ATCC 12706)
‧嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)YIT2037株(ATCC 19258)
‧酪蛋白乳酸桿菌(Lactobacillus casei)YIT9029株(FERM BP-1366)
‧短雙岐桿菌(Bifidobacterium breve)YIT4065株(FERM BP-6223)
‧嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)YIT0070株(ATCC 4356)
‧胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum)YIT0102株(ATCC 14917)

Claims (8)

  1. 一種乳酸菌細胞壁破碎物,係乳酸菌之破碎物,其為將前述乳酸菌之細胞壁以外的內容物除去而成者。
  2. 如請求項1所述之乳酸菌細胞壁破碎物,其為具有中位直徑0.1μm以上0.5μm以下之粒度者。
  3. 如請求項1或2所述之乳酸菌細胞壁破碎物,其中,不構成乳酸菌之細胞壁中存在之肽聚糖的胺基酸種類中之1種或2種以上之胺基酸的含量,以質量莫耳濃度單位(mol/g)計,係分別減至原料乳酸菌所含的該胺基酸之含量的三分之一以下。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之乳酸菌細胞壁破碎物,其中,選自由脯胺酸、精胺酸、蘇胺酸、及苯丙胺酸所組成群組中的1種或2種以上之胺基酸的含量,以質量莫耳濃度單位(mol/g)計,係分別減至原料乳酸菌所含的該胺基酸之含量的三分之一以下。
  5. 一種乳酸菌細胞壁破碎物之製造方法,其係將乳酸菌藉由濕式微粒化手段破碎,進行固液分離,並回收其固相成分。
  6. 如請求項5所述之乳酸菌細胞壁破碎物的製造方法,其中,前述藉由濕式微粒化手段破碎之前述乳酸菌係被調製成包含緩衝劑及/或界面活性劑之溶液中的試料。
  7. 如請求項5或6所述之乳酸菌細胞壁破碎物的製造方法,其中,該前述藉由濕式微粒化手段之破碎,係重覆複數次藉由該手段之處理,然後,進行前述固液分離的處理。
  8. 如請求項5至7中任一項所述之乳酸菌細胞壁破碎物的製造方法,其中,前述藉由濕式微粒化手段之破碎的壓力條件為100MPa以上250MPa以下。
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