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プロテアーゼを生産する新規乳酸菌について
愛知県産業技術研究所  記事更新日.09.09.01
食品工業技術センター
■問合せ先
〒451-0083 名古屋市西区新福寺町2丁目1番の1
TEL 052-521-9316  FAX 052-532-5791
http://www.aichi-inst.jp/kenkyujo/shokuhin.html
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乳酸菌はヒトにとってたいへん身近な微生物で、ヨーグルトなどの発酵食品のほか、多くの伝統食品の製造に関わっています。乳酸菌は食品の風味形成、腐敗防止などに役立っていますが、最近の研究では、乳酸菌の抗アレルギー作用などが報告されており、従来知られていた整腸作用、免疫賦活作用とともに、健康維持にも広く貢献することが明らかになってきました。

乳酸菌の多くは、糖のほか、アミノ酸、脂質、ビタミン、ミネラルなど、多種の成分が生育や代謝に必要なことが知られています。そのため、乳酸菌は植物や動物などに住みつき、栄養をもらって活動しています(共生)。なかにはプロテアーゼ(たんぱく質分解酵素)を生産して栄養を調達する菌株も存在します。チーズなど乳製品の製造に使用するラクトコッカス・ラクチス(Lactococcus lactis)、ラクトバチラス・カゼイ(Lctobacillus casei)には、様々なプロテアーゼの存在が知られ、原料に含まれているたんぱく質が徐々に分解されてペプチドやアミノ酸となり、風味が良くなる一つの要因となっています。

当センターでは食経験のある素材から多くの乳酸菌を分離し、その中からプロテアーゼ生産性の高い菌株の検索を行いました。その結果、エンテロコッカス・フェカリス(Enterococcus faecalis)に属する菌株を選択し、AK-1株と命名しました。エンテロコッカス・フェカリスは整腸剤としてお馴染みの乳酸菌ですが、漬物、味噌、醤油など伝統発酵食品にも多く存在する乳酸菌です。しかし、それらの発酵食品への関与についてはあまり明らかになっていません。
そこで、次のような実験を行いました。米糠に蒸留水、食塩を加え、よく混合して糠味噌を作成しAK-1株を1グラムあたり1,000万個の乳酸菌数となるように接種し、発酵させました。AK-1株を接種した糠味噌は10℃でも速やかに乳酸菌数は増加し、1グラムあたりの乳酸菌数が1億個の菌数を1か月以上にわたって維持することが判明しました。さらに電気泳動(SDS-PAGE)をおこなったところ、発酵が進行するにつれて、20kDa以上のたんぱく質が消失することが明らかになりました(図参照)。そして、スレオニン、プロリン、グリシン、アラニン、ロイシン、フェニルアラニン、ヒスチジンなどの遊離アミノ酸が増加し、旨みに関与するグルタミン酸が大きく増加しました。

ザウエルクラウト(キャベツの発酵漬物)などの野菜発酵食品によく用いられる乳酸菌スターターとして、ラクトバチルス・プランタラム(Lactobacillus plantarum)があります。この菌株は野菜中で旺盛に発酵しますが、流通中に過剰な酸味を生じたり、変色を伴うなど日本人の食嗜好に必ずしも適合しない点が指摘されています。そこでAK-1株と混合して接種することにより、お互いの長所を発揮することが可能となります。AK-1株を接種した糠味噌は30℃、10日間発酵させても100グラムあたり0.2グラムしか乳酸が生成されないため、酸味過剰とはなりません。

愛知県では漬物、総菜など野菜加工品の生産が盛んですが、それに伴って野菜や果実の切断片が残渣として大量に生じます。これらを廃棄処分することはコスト増大のみならず、環境負荷の増大につながります。したがって、低コストで付加価値を生む方法が求められています。そこで、AK-1株をこれらに接種し、たんぱく質を分解させることで、うま味のある食品素材とすることが可能です。AK-1株は食塩6.5%存在下でも生育可能なため、塩分を含んだ原料中でも問題はありません。本菌株はホモ乳酸発酵を示し、得られる乳酸の光学活性はL型のため生分解性に優れたポリ乳酸の製造に適した菌株でもあります。プロテアーゼを生産する微生物はカビ、シュドモーナス属(Psedomonas sp.)などの低温性細菌、放線菌などがありますが、安全性を考慮すると、食経験のある素材由来の微生物を利用することが好ましいといえます。なお、AK-1株については特許(微生物菌体、および使用方法)を出願中です。

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