「和食」がユネスコの無形文化遺産に登録された2013年12月、NHKスペシャルで「和食 千年の味のミステリー」が放映された。和食の味を決めるのは、味噌、醤油、清酒などであり、これらの発酵食品の製造には、麹菌 <アスペルギルス・オリゼ>が中心的な働きをしているという、微生物が主役ともいえる科学ドキュメンタリーであった。その後、この作品を制作された柴田昌平監督は、数ヶ月間フランスに滞在し日仏合作ドキュメンタリー映画「千年の一滴 だし しょうゆ」を完成させた。本作品はフランス、ドイツで放映されて大きな反響があったという。麹菌という小さな微生物を千年も前から飼いならして美味しい和食を完成させたことにフランス人は感銘を受けたと思われる。しかし、これは、逆に日本人が麹菌のもつ大切さに気がついていなかったことを示しているようにも思われる。
金子みすゞの詩「星とたんぽぽ」に「昼のお星はめにみえぬ。見えぬけれどもあるんだよ、見えぬものでもあるんだよ」という一節がある。フランスの作家サン・テグジュペリの童話「星の王子さま」にも「大切なことは目に見えない」と書かれている。
我々にとって味噌、醤油などの発酵食品は、あまりにも身近なものであり、研究対象としてもあまり大切ではないとの認識が一時期あった。しかし、ゲノム情報の利用などによりその大切さを科学的に理解することが可能となり、最近、「発酵と醸造」の分野での研究は急速に発展している。
本書は、2011年に出版された「発酵・醸造食品の最新技術と機能性 II」の続編とも言えるものであり、近年、めざましい進展が見られる「発酵と醸造」の分野で先導的な成果をあげている研究者にお願いして「発酵・醸造の基礎研究」、「醸造微生物の最新技術」、「醸造食品の機能性と新技術」の3分野にわけて最新の成果をまとめたものである。これらは、発酵醸造食品の製造に大いに参考になるものであるが、機能性食品などの製造、さらにバイオエタノール生産や有用物質生産などの環境・エネルギー問題の解決にもつながる基礎技術も含まれている。従って、伝統的な発酵醸造食品製造に関わる技術者はもちろんのこと、一般の食品・飲料、さらに健康食品の製造に関わる技術者や研究者、さらに、環境問題、エネルギー問題に関わる研究者などにも有益なものであると確信している。
目次
【第I編 発酵・醸造の基礎研究】
第1章 酵母の形態情報を発酵・醸造に生かす (大矢禎一 / 渡辺大輔 / 岡田啓希)
1 はじめに
2 形態に注目した高次元表現型解析
3 発酵工学におけるCalMorphの活用
4 高次元表現型解析を生かしたビール酵母のモニタリング
5 CalMorphから得られたビール酵母の情報の活用方法
6 形態的特徴から明らかになった清酒酵母らしさの原因
7 特徴的な形態を示しているワイン酵母
8 アルコール発酵阻害物質の細胞内標的の同定
第2章 醸造関連ストレス下での酵母の翻訳制御 (井沢真吾)
1 はじめに
2 グルコース枯渇による翻訳抑制と細胞質mRNP granule形成の誘導
3 エタノールストレスによる翻訳抑制と細胞質mRNP granule形成の誘導
4 混合ストレスと翻訳抑制
5 エタノールストレス条件下で優先的に翻訳されるmRNA
6 バニリンストレス下での翻訳抑制と優先的な翻訳
7 おわりに
第3章 清酒の老香生成機構と生成に関与する酵母遺伝子、酵母の死滅とDMTS生成ポテンシャル (磯谷敦子 / 藤井力)
1 はじめに
2 老香の主要成分ジメチルトリスルフィド (DMTS)
3 DMTSの前駆物質
4 DMTS前駆物質の生成に関わる酵母遺伝子
5 DMTS生成と清酒製造工程
6 DMTS生成と酵母の死滅
7 おわりに
第4章 麹菌 における接合型遺伝子の存在と有性生殖の可能性 (丸山潤一 / 北本勝ひこ)
1 はじめに
2 麹菌A.oryzaeにはMAT1-1株とMAT1-2株が存在する
3 種麹として使用されている麹菌A.oryzaeの接合型分布
4 菌核形成を促進する転写因子SclRおよび抑制する転写因子EcdR
5 麹菌の菌糸融合(吻合)
6 麹菌における有性生殖の発見をめざして
7 おわりに
第5章 糸状菌に特異な機能未知遺伝子を探る (岩下和裕)
1 はじめに
2 糸状菌のゲノム解析と機能未知遺伝子
3 糸状菌類に保存された機能未知遺伝子
4 糸状菌類に高度に保存され高発現する遺伝子の破壊
5 遺伝子破壊株の一般的な表現型
6 天然培地での生育とストレス耐性
第6章 麹菌におけるペルオキシソームの新機能の発見 (丸山潤一)
1 はじめに
2 様々な生物におけるペルオキシソームの機能
3 Woronin body:ペルオキシソームから派生するオルガネラ
4 ビオチン生合成におけるペルオキシソームの関与の発見
5 おわりに
第7章 麹菌の生産するスフィンゴ脂質の酵母の膜・発酵特性に対する影響
(松永陽香 / 浜島弘史 / 北垣浩志)
1 はじめに
2 スフィンゴ脂質の多様性
3 麹の脂質プロファイルの解析
4 麹のアルカリ耐性賦与脂質の同定
5 さまざまな生物種のglucosylceramideのアルカリ耐性賦与能
6 Glucosylceramideが膜の物理化学的特性に及ぼす影響の解析
7 おわりに
第8章 麹菌発現系を用いた糸状菌生合成遺伝子の機能解析 (藤井勲)
1 はじめに
2 糸状菌の二次代謝産物と生合成
3 糸状菌の生合成遺伝子クラスターとポリケタイド合成酵素
4 生合成遺伝子発現の宿主としての麹菌
5 麹菌選択マーカーと発現プラスミド
6 麹菌発現系による芳香族ポリケタイド化合物の生産
7 麹菌発現系による還元型ポリケタイド化合物の生産
8 ハイブリッド型PKS-NRPSの発現
9 糸状菌タイプIII型PKSの発現
10 多重遺伝子導入による機能解析
11 おわりに
第9章 麹菌におけるオートファジーの生理的役割 (菊間隆志 / 北本勝ひこ)
1 オートファジーとは
2 糸状菌におけるオートファジー関連遺伝子
3 麹菌A.oryzaeの形態形成とオートファジー
4 麹菌A.oryzaeにおけるオートファジーによるオルガネラの分解
5 麹菌オートファジーの有用物質生産への応用
6 まとめ
第10章 麴菌におけるアミラーゼ生産の制御メカニズム (五味勝也)
1 アミラーゼ系酵素生産に必須な転写因子AmyR
2 アミラーゼ系酵素生産に必須なマルトース資化クラスター内の転写因子MalR
3 AmyRとMalRの転写誘導メカニズム
4 固体培養特異的に発現するグルコアミラーゼB遺伝子(glaB)の発現制御に関わる転写因子
5 固体培養特異的に発現するグルコアミラーゼB遺伝子(glaB)の発現制御に関わる転写因子
6 おわりに
第11章 麹菌ホスホリパーゼA2 -そのユニークな性質と機能- (有岡学)
1 はじめに
2 麹菌の持つ2つのsPLA2:sPlaAとsPlaB
2.1 sPlaAとsPlaBは異なる局在性を示す
2.2 sPlaAとsPlaBの発現プロファイルと高発現株・遺伝子破壊株の性質
2.3 sPlaBはホスホリパーゼA1か?
3 麹菌の持つcPLA2相同遺伝子:AoplaA
3.1 AoPlaAの持つユニークな酵素活性と生理機能
【第II編 醸造微生物の最新技術】
第12章 清酒酵母の高発酵性原因変異とその応用 (渡辺大輔 / 高木博史 / 下飯仁)
1 はじめに
2 GreatwallプロテインキナーゼRim15pにおける清酒酵母特異的な機能欠失変異
3 炭素源代謝に関与する遺伝子発現がアルコール発酵に及ぼす影響
3. 1 グルコース同化経路
3. 2 グルコース脱抑制経路
4 清酒酵母以外の菌株におけるRim15p機能欠損
5 おわりに
第13章 アルコール発酵時の清酒酵母におけるミトコンドリアを介した代謝
(佐藤友哉 / 澤田和敬 / 浜島弘史/ 北垣浩志)
1 はじめに
2 アルコール発酵時のミトコンドリア活性が及ぼす有機酸代謝への影響
3 栄養の不足したアルコール発酵条件下での酵母におけるミトファジーを介した炭素代謝
第14章 清酒酵母の網羅的ゲノミクス:系統、進化、育種 (赤尾健)
1 清酒酵母の菌株
2 自然突然変異による醸造特性の変化
3 清酒酵母の系統と進化のゲノミクス
4 清酒酵母の点突然変異とLOHの意義
5 ゲノミクスがもたらした育種の視点
5.1 LOHに利用した育種の可能性と限界
5.2 点突然変異の役割
5.3 ヘテロSNPの運命(消失と固定、変異処理)
5.4 株分けストックの利用
5.5 ヘテロ接合度とLOHの頻度
6 総括
第15章 新しい清酒用酵母 きょうかい酵母尿素非生産性1901号(KArg1901)の育種
(蓮田寛和 / 稲橋正明)
1 はじめに
2 尿素非生産性酵母の育種
3 小仕込み試験による選抜
4 セルレニン耐性株の取得と優良株の選抜
5 総米2000kgの大吟醸酒の実地醸造
第16章 醤油酵母Zygosaccharomyces rouxiiの産膜形成機構及び不快臭生成機構の解析
(渡部潤)
1 はじめに
2 Z.rouxiiについて
3 Z.rouxiiの産膜形成機構
4 FLO11Dのコピー数
5 産膜酵母の不快臭生成メカニズム
6 産膜形成の防止
7 おわりに
第17章 しょうゆ醸造に寄与する黄麹菌グルタミナーゼ (伊藤考太郎)
1 はじめに
2 黄麹菌(Aspergillus oryzae、 Aspergillus sojae)グルタミナーゼ研究の歴史
2.1 酵素学的研究
2.2 遺伝子の研究
2.3 しょうゆ醸造へ効果のある黄麹菌グルタミナーゼ(遺伝子)の探索研究
第18章 ゲノム情報を活用した麹菌の新たな分子育種の可能性 (志水元亨 / 小林哲夫 / 加藤雅士)
1 はじめに
2 トランスクリプトーム解析とその成果のバイオマス分解への応用
3 複雑な転写制御ネットワークを利用した物質生産
4 ゲノム情報からの代謝系の予測:ロイシン酸高生産麹菌の開発
第19章 黒麴菌の学名の変遷と分子生物学的データに基づく再分類 (山田修)
1 はじめに
2 黒麴菌の学名の変遷
3 黒麴菌の分子生物学的データに基づく再分類
4 黒麴菌のOTA非生産性の遺伝子レベルでの確認
5 おわりに
第20章 ゲノム・ポストゲノム解析により焼酎麹菌らしさを探る (後藤正利 / 梶原康博 / 高下秀春)
1 はじめに
2 白麹菌の研究用宿主の開発
3 白麹菌のゲノム解析
4 ゲノム解析によるクエン酸高生産要因遺伝子の探索
5 マイクロアレイ解析によるクエン酸高生産要因の探索
6 糖質加水分解酵素の多様性と機能同定
7 おわりに
第21章 泡盛醸造に関与する微生物の解析とその応用 (渡邉泰祐 / 塚原正俊 / 外山博英)
1 はじめに
2 黒麹菌
3 泡盛酵母
4 その他の微生物
5 沖縄県の伝統文化としての泡盛
第22章 酵母、乳酸菌及び酢酸菌の複合バイオフィルム形成とその利用
(古川壮一 / 平山悟 / 森永康)
1 はじめに
2 福山壺酢の由来と特徴
3 福山壺酢由来の酵母菌、乳酸菌及び酢酸菌の複合バイオフィルム形成とその役割
4 微生物による物質生産におけるバイオフィルム利用の可能性
【第III編 醸造食品の機能性と新技術】
第23章 清酒酵母の機能性:睡眠の質向上作用 (裏出良博 / 内山章)
1 はじめに
2 アデノシン受容体の活性化に着目した睡眠の質向上
3 アデノシン受容体の活性化を指標とした素材探索
4 清酒酵母の睡眠改善機能
5 清酒酵母中の機能性成分
6 ヒトにおける清酒酵母の睡眠改善機能の確認
7 おわりに
第24章 清酒醸造技術を用いた機能性食品の開発〜麹菌が産生する環状ペプチド「フェリクリシン」〜 (秦洋二)
1 はじめに
2 フェリクリシン
3 フェリクリシンの機能性
4 おわりに
第25章 麹菌によるアクリルアミドフリーコーヒーの技術開発
(尾関健二 / 坊垣隆之 / 坪井宏和 / 岩井和也 / 中桐理)
1 はじめに
2 麹菌のアクリルアミド分解能
3 アミダーゼ高発現麹菌の育種
4 飲料中のアクリルアミドの低減化試験
5 セルフクローニング麹菌を利用したコーヒー飲料への応用
6 セルフクローニング麹菌の培養
7 アクリルアミド低減処理
8 アクリルアミド含有量
9 抽出液中に含まれる成分の変化
10 官能評価
11 おわりに
第26章 黄麹菌によるコエンザイムQの生産 (土佐典照)
1 はじめに
2 黄麹菌のコエンザイムQ
3 有機酸が麹のコエンザイムQ生産量に及ぼす影響
4 アミノ酸が麹のコエンザイムQ生産量に及ぼす影響
5 有機酸とアミノ酸の併用が麹のコエンザイムQ生産量に及ぼす効果
6 アミノ酸が麹の抗酸化性に与える影響について
7 おわりに
第27章 ビールに含まれるホップの薬理作用について (戸部廣康)
1 はじめに
2 フムロン(HM)、キサントフモール(XN)の薬理作用
2.1 HMとXNの骨吸収阻害作用
2.2 HMとCOX-2遺伝子
2.3 HMと血管新生阻害活性
2.4 HMと単芽球性白血病細胞U937
2.5 HM及びXNのアポトーシス誘導作用
3 キサントフモール(XN)の他の薬理作用
3.1 XNの動脈硬化予防作用
3.2 XNの抗変異原活性
3.3 XNの認知症治療への期待
4 イソフムロン(IHM)の多様な薬理作用
4.1 IHMのブタ及びウシ脳細胞への保護作用
4.2 IHMのメタボ病への薬理作用
4.3 IHMとXNの白髪防止作用
5 他のホップ成分の薬理作用
5.1 ガルシニエリプトンHCのγセクレターゼ阻害作用
5.2 8-プレニルナリンゲニンの筋肉萎縮への抑制作用
5.3 IXNの骨量維持活性
5.4 ホップに含まれるフラボノールの花粉症症状を軽減する作用
5.5 ホップに含まれるアルコールの薬理作用
6 ホップ成分の作用機序
6.1 HM、XNと核転写因子NF-κB
6.2 XNと核転写因子Nrf2
6.3 IHMと核転写因子Nrf2及びPPAR
6.3.1 IHMの脳細胞保護作用の機序―核転写因子Nrf2への作用―
6.3.2 IHMの核転写因子PPARへの作用
7 おわりに
第28章 ウイルス感染防御機能を担うプラズマサイトイド樹状細胞を活性化する乳酸菌 (藤原大介)
1 はじめに
2 ウイルス感染防御の司令塔としてのpDC
3 pDC活性化乳酸菌の探索
4 プラズマ乳酸菌のin vitroにおけるpDC活性化効果
5 プラズマ乳酸菌のIFN-産生誘導メカニズムの解析
6 プラズマ乳酸菌の経口投与によるin vivo pDC活性化効果
7 プラズマ乳酸菌のヒトに対する効果
8 動物を用いたパラインフルエンザウイルス感染実験
9 プラズマ乳酸菌の商品への応用
10 おわりに
第29章 液体麹による焼酎製造 (舛田晋 / 小路博志)
1 はじめに
2 玄麦を用いた新規液体麹
3 液体麹を用いた焼酎製造
4 液体麹を用いた無蒸煮同時糖化エタノール発酵(無蒸煮発酵)
5 サツマイモを用いた液体麹
6 おわりに
第30章 乳酸菌代謝の機能性食品素材開発への応用 (小川順 / 岸野重信)
1 はじめに
2 乳酸菌脂肪酸代謝の解明と代謝産物の生理機能解析
2.1 乳酸菌における不飽和脂肪酸の飽和化代謝
2.2 乳酸菌脂肪酸代謝産物の生理機能
2.2.1 水酸化脂肪酸の腸管バリア機能増強効果
2.2.2 水酸化脂肪酸の抗炎症作用
2.2.3 水酸化脂肪酸、オキソ脂肪酸の脂肪酸合成抑制効果
2.2.4 オキソ脂肪酸による肥満に伴う代謝異常症の改善
2.3 不飽和脂肪酸飽和化代謝産物の生産
3 乳酸菌核酸代謝の高尿酸血症予防への応用
3.1 プリン体分解乳酸菌の探索
3.2 プリン体分解乳酸菌による血中尿酸制御
3.3 プリン体分解乳酸菌における代謝解析
4 おわりに
第31章 有用アミノ酸を高生産する泡盛酵母の育種と泡盛の高付加価値化への応用
(高木博史 / 渡辺大輔 / 塚原正俊)
1 はじめに
2 香味性に関与するアミノ酸
3 ストレス耐性に関与するアミノ酸
4 おわりに
第32章 ブドウの持つ香りのポテンシャルを引き出すワイン醸造
〜柑橘様香気成分を例として〜 (小林弘憲)
1 はじめに
2 ワインの香りに関する研究
3 柑橘系アロマを例としたターゲットコンパウンドの特性把握
4 柑橘系アロマに注目した甲州ブドウ栽培およびワイン醸造
5 ブドウが香り前駆体を合成する植物生理学的意味
6 おわりに
第33章 低臭納豆およびビタミンK2(MK-7)高含有納豆の開発 (竹村浩)
1 はじめに
2 商品開発事例
2.1 低臭納豆の開発
2.1.1 低臭納豆開発の方向性
2.1.2 bcfa非生産納豆菌の開発
2.1.3 低臭納豆の商品化
2.2 ビタミンK2高含有納豆菌の開発
2.2.1 納豆とビタミンK2
2.2.2 MK-7高生産納豆菌の開発
2.2.3 MK-7高含有納豆を用いたヒト投与試験
2.2.4 ビタミンK2高含有納豆の商品化
