[報文]パイナップル缶詰の褐変化に関する研究 : パイナップルピンク病果実から分離された細菌とその同定(第1報): 沖縄地域学リポジトリ

Title

[報文]パイナップル缶詰の褐変化に関する研究 : パイナッ

_{プルピンク病果実から分離された細菌とその同定(第1報)}

Author(s)

徳元, 正和; 金城, 清郎; 林, 隆治

Citation

南方資源利用技術研究会誌 = Journal of the society tropical

_{resources technologists, 4(1): 29-35}

Issue Date

1988-03-30

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12001/13979

Vol.4 No.1 1988

報 文

パイナップル缶詰の褐変化に関する研究

パイナップル缶詰の褐変化に関する研究

パイナップルピンク病果実から分離された細菌とその同定(第1報)

・,A;元iH和 ftwi-.i川;:什 3h?r

*      ** 沖縄県農業試験場,農林水産省九州農業試験場 Studies on the Browning of Canned Pineapple

Isoユation of Bacteria of Pineapple Pink Disease from Pineapple

Fruits and its Identification (Part I )

Masakazu TOKUMOTO" Seiro KINJO★and Takaharu HAYASHI… 書

Okinawa Prefectural Agricultural E叩erintent Station, Naha 903,

**

Kyushu National Agricultural E坤erimenl Station, Chikugo, Fukuoka 833,

The bacteria causing pink disease of pineapple was isolated from the fresh fruits colle-cted in a pineapple can factory and identified. The results obtained were as follows

1) GPYP medium and pineapple juice medium induced browning by heating them after the cultivation of the isolated strain.

2) The induction of browning symptom by artificial inoculation of the isolated strain to pineapple fruits was 93 percent.

3) The isolated strain could be classified as a genus of Gluconobacter by Bergey's manual (8ed) and Asai's report. Furthermore, from its biochemical characteristics as compared with type strains and J. J.Cho's report, the tested bacteria was identified as

Gluconob-acter oJydans sub-species.

緒 言 農産缶詰の変色現象はいろいろな缶詰でみら れ,その原因も多種多様である.缶詰内変色を 大別すると酵素的なものと非酵素的なものがあ るが1),いずれも単に変色だけにとどまらず,香 味の劣化等を伴う場合も多く,食品加工上の重 要な問題点のひとつとなっている.国内唯一の パイナップル生産地である沖縄においても,パ イナップル缶詰の褐変化現象は毎年のように発 生し,沖縄県産缶詰の販路拡大のひとつの障害 となり,解決すべき重要な課題となっている21. パイナップルの褐変化現象は一般的にピンク 病と呼ばれ31,ヾイナップル缶詰内の果肉が褐色 もしくはピンク色に変色し(Fig.1),病徴の進

Fig.l The browning of canned Pineapple A : Normal B '. Pink disease

-29-徳元正和,金城酒即,休 隆.tilt んだ ものは異臭 を放 つの もある.ピ ンク病 に汚 染 されたパ イナ ップル果実の果肉は ,生の まま では正常 を果実 との判別 がつ きに くく､汚染果 肉は缶詰 にパ ックされたの ち,殺菌 のための加 熱工程 で発色 す るため,その防止対策 は極 めて 困難 となっている. この よ うなパ イナ ップルの褐変缶詰 は.毎年 2- 4月境の春美製造缶 に集中的 に発生 し,他 の時期 の発生は殆ん ど見 られをい2'.また .沖縄 本島北部の製品 に多 く発生 し,八重山地域 での 発生はあま りみ られない.パ イナ ップル ピンク 病 による缶詰の褐変化現象は,オース トラリア. ハ ワノ仁 フ ィリピンのパ イナ ､ノプル生産地 で確 認 され41, さらに1978年 には Kontaxisら5'がフ ィリピンにおいて GLuconobacler o3Cydans と Acelobacleracetiの

2

種 の細菌 をピンク病 の原 LXJ菌 として分離 .同定 し,ついで1980年 にはハ ワイにおいて,Choら6'がGLuconobaclerL)Xydans,

Acelobacteraceli および ErwT'niaherbicola

の3種 を分離 ,同定 した. 本報 では,沖縄本島内パ イナ ップル缶詰工場 の製造工程 で兄い出 されたパ イナ ップルピンク 病棟 果実より.ftl変化の原因 と在る細菌 を分離 , 同定 したので報告す る. 実験方法 1)槻変化原因菌の分離 および培地 パ イナ ップル話語工場 の果肉サ イジ ング工程 で兄い出 された ピンク病様 果実 か ら.果肉 を無 菌的 に切 り出 し.その果汁 を原液 として,PG G寒天培地 (グルコー ス 50/0,グルタ ミン酸 ソ ー ダ5% ,ポ リペ プ トン 1% ,酵母 エキス 0.5 0/0.NaCIO.10/0.寒天1.50/0, pH7.0-7.2).G PYP寒天培地 (ブルコ-ス0.50/0.グ リセ ロー ル2% ,ペ プ トン1% ,酵母 エ キス 1% ,ポテ トエキス200/0.寒天 2% , pH6.4-6.6).変法 トリガルスキー寒天培地(肉エ キス0.5% ,ペ 70 トン1% ,NaCIO.5% ,乳糖 1% , ク リス タル バ イオレ ッ ト5ppm,BTBO.004% ,寒天1.5% , pH7.0-7.2)のプ レー ト上 に均一 に拡散 し,28 ℃, 2- 7日間培養 して分離 した .また ,褐変 反応試験 は,GPYP液体培地お よびパ イナ ップ 南 方資源 利用技術研 究 会誌 ル ジュー ス培地 を用 いて ,分離 した菌株 を接種 し,28℃ で 7日間培養 したの ち約 100℃ で 15分 間加熱 して褐変化 の有無 を調べ た . 2)病原性 の確認 8月上旬 および中旬 に開花促進剤 の処理 を行 なったパ イナ ップル(Ana

T

Z

a

S COmOSuS)を25株 ずつの3群 に分 け,分離 した褐変化原因菌 を開 花時のパ イナ ップル花膝 と収稽前の果実 に接種 した .接種液の生菌数 は108-109cell

/

m

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で, 1 株 当た り0.3meを注 射 器 で注 入 した,花膝 に接 種 した2群 および収穫 前果実 に接種 した 1群 は それぞれ過 熱の段 階で収稽 し,オー トクレーブ で100℃ ,15分 間の加 熱 処 理 を行 なって,褐変 化 の有無 を調べ た. 3)供試菌株 同定のための比較対照菌株 としては ,東常大 学応用微 生物研究所 のAcelobacler aceliIAM 1802,GLuconobaclermelanogenusIAM 1818

およびGluconobacleroxydansIAM1823.(財)

発酵研究所 のGluconobacler oxydansIF0

3189および IFO3287の 5株 を用 いた. 4)同定 分離菌 の形態学的 ,培養学的 および生化学的 性状検査 は主 として新細菌培地 学講座 7㌧微 生物 の分類 と同定H.実験農芸化学9-およびShinlWell

1

0

)

らの方法 に基 づいて行 か ､,得 られ

た結果はBer-gey'sManual(8ed)11㌧Asaiら12'およびChoら6'

の報告 と比較対照 して,本分離菌株 の分類上 の 位置 について検討 を行 なった. 結果および考察 各種 の分離用培地 を用 いて128株 の菌 を分離 し.その うち,GPYP液体培地 およびパ イナ ッ プルジュース培地 に培養 したの ち,加熱処理 に よ り培地 の褐変化 を示 す菌7株 が得られた(Table 1). これ らの菌株 は ,いずれ も加熱前の培蕃 培地 では褐変化はみ られをかった.GPYP液体 培地 における褐変化原因菌 の培養 では ,培養後 に培地pHが著 しく低下 することが認 め られ.パ イナ ップルジュース培地 において も同 じよ うな pHの低 下 がみ られた.以上の こと･か ら,褐変 化原因菌 は,培養培地 において褐変物質の前駆 - 3

0-Vol.4 No.1 1988 パ イナノプ ル缶 詰 の褐 変化 に関 す る研 究

Table 1 Degreesofbrowning intheculturemedium bybacteria isolated from pink deseaseofpineapple

Degree of brownig

medium initlal after before after

lnCubation heat heat

GPYP Glucose 2.0% Peptone 0.5% Yeastext 0.5% NaCI 0.5% PineJuice 25.0% (pH 7,0) S > . a d 7 0 a b c d 2 -g trn OI.∼ 9 9 1 0 0 1 0 7 2 2 3 3 3 3 3 6 0 0 0 0 0 0 0

0

7 7 7 7 7 7 7 7 一 一

一

一

一

一

一

一

I

I

I

I

I

I

I

l

Plneapple Juice(100%) S VJa d 7 0 a b C d e -g trn OC 9 9 0 9 9 0 0 7 2 2 3 2 2 3 3 3 7 7 7 7 7 7 7 7 3 3 3 3 3 3 3 3

一

︻

一

肌

一

一

一

一

十

十

十

+

+

十

十

一

Keytosymbols;-,negative;+,positive;++,stronglypositive

体 (加熱後 に褐変化) および酸性物質 を生成 す ることが推察 され,また,パ イナ ップルジュー スのよ うを低 いpHでも十分 に繁 殖 す る こ とが 明 らかに在った. 一方 ,これ らの分離菌の病原性 を確認す るた め,開花時のパ イナ ップルへの接種 および収穫 約2週 間前の未熟栄へ の接種 を行 なった.分離 菌 は開花時 での接種 においては発病 がみ られを かつたが,収穫前の未熟果実へ の接種 では930/0 の発病率 を示 したげ able2).接種 による発病 の 有無 はいずれ も加熱後の褐変化 によって確認 さ れた (Fig.2).

Table2 Percentageofpinkdiseasesymptom ofpineapple inoculated withthe isolated straln

Stage

Concentrat101

-Inoculation Harvest pH Percent disease day period Laverage) fruit(%)

Ce

lls/ml I Flower 5×107-3×108 □ pre･Flower5×107-3×108 Ⅲ Maturation 3×107-9×108 fruit 1984 1985 10/5 3/1-3/20 3.3 0 ll/4 4/1-4/22 3.2 0 1985 4/2 4/16-4/19 3.5 93

徳元正和,金城清郎,林 隆治

Fig.2 The symptom ofpineapple fruitino

-culated with theisolated bacteria. A :Before heat B :Afterheat

南方 資源利用技術研 究会誌 本分離菌株 はpH3前後 という強 い酸性 下 で も 生育 しうるとい うこと,および果実 よ り分離 さ れたことか ら,Gluconobacler属 も しくはAcel o-bacler属であることが予想 された8日3).そこで , その形態学的 および生化学的性状 を Bergey's

ManualのFamilyIPseudomonadacea Genus

Ⅳ と比較 した ところ(Table3),本 分 離 菌 株 は

形状 が短梓(Fig,3)で大 きさは0.6-0.9×1.5

-2.0/Jm,べ ん毛 はな くグラム染色 は陰性 ,運

Table 3 Characteristicsofthe genusGLuconobacter,AcelobacterPseudomonasand isolated strain Iso一atedstraln GIuconobacterAcetobacterPseudomoTlaS b c d e ∫ ど rod rod Stralght Short Short Short Short Short Short Short curvedrod r(d rod rd rod r∝l rod rod O.6-0.8 06･-0.8 0.5-1.0 06-09 07-09 07-09 07-09 07-0.8 07-09 0.7-0.9 ×1.5-20×1.3-3.0×15､4.0×15-18×17･-20×1.6-19 ×1.6-2.0 ×16-1.9×16-18×1.5-I.9 Polar PentrlChous Polar none none none none none none none Ornone OrnOn Ornone Cramstaln Motillly +or一 十or一 十or一

一

GrowthatpH45

+

+

+

十

十

十

十

十

十

EthanolatacetlC +/M actd Oxldationol acetatetoCO, Oxldat10nOr lactatetoCOT Productiono1 2･ketogLuconate HydrotysISOr starch Gelatln

+

d

十

十

+

d

+

+

+

十

十

十

十

d

d

Key to symbo)S;+,Positive;-,negatlVe;m,moderate;S,strong;W,weak;a,different

ト

_

1ユ

1

Fig.3 Electron micrograph ofthe isolated bacteria

(negatively stained with phosphot ung-stic acid)

動性 がみ られず,pH4.5で も生育す る.大 きさ

やpH4.5での生育 テス トか ら,分離菌 はPseu･

domonasには属 さずAcelobacter属 も しくはGl･

uconobacler属 に近 いことが示 された. しか し, Acelobacler属 は酢 酸 お よび酪 酸 を酸 化L,TC02 の発生 を示 す ものの.GLuconobacler属 は それ らの酸化能 がみ られない.分離菌 はGluconoba･ cler属同様 に,酢酸 および酪酸 の酸化能 がみ ら れなかった.以上の特性か ら,本分離菌株 はBer･ - 32

-Vol.4 Nol 1988

gey'sManual(8ed)の記載 に従 うとGluconob

a-clerに属することが示 された.

パ イナ ップ ル缶 詰 の褐 変化 に関 す る研究

さらに,Asaiらの記載 に従 って,分離菌株 を

比較 した結果 (Table4),同様 にAcetobacteサ属

Table4 Physiologicalandbiochemi CalcharacteristicsofgtrainsofgenusGluconobacler

Growth ｡n Reaction )n Oxydatlon of DHA from Glutamate MannltOI Acetat

e

Lactate lactate to ど)ycerol

carbonate Isolated straln G/tLCOnObacler rOSeuS stJboxydans Cer17HIS gltLCOIllCtlS d101yaCetOnTCtLS rLblgZnOSuS me/a770genuS oxydans Acetobacter acetl aLbumlnOSuS aCelosus xyLznus n n k k -oW oW 叩 叩 什 p1｡ 肝 〓 br I.r 二 + acld a｡】d 十 + + 十 十 十 + + 一 一 一 一 一 一 一 一 ± ± ± 十 unchanged acld unchanged tlnChanged unchanged aCId acld ac】d acld al一 al一 alk alk acld or tJnChanged ac)d k ..K k k a a a a 一 一 一 -一 l 一 1 十 + + 十 + + 十 十 + 十 十 十 + 十 or 一 一十

Keytosymbols;

+

,positive;-,negative

ではを くGluconobacter属 によ く一 致 す る こ と 1802,Gluconobacter melanogenusIAM 1818,

が確認 された. Gluconobacter oxydansIAM1823および

そこで

,

供試対照のAcetobpcleracetiIAM Cho6)らの報告 とを比較す ると(Table5),本分

Table5 PhysiologiCalandbiochemicalcharacteristicsofisolatedstrain

Type Straln J.LIcho(19801

Characters

Isolated Acetobacter

strain acell IAM 1802

Gluconobacler GLtLCOnObacler melanogenus oxydans IAM 1818 1AM 1823 GluconobacLer GltLCOnObacter oxydans oxydans 303 D 180 DNase ProductlOn Growth ln 5% NaCl + DHA from Glycerol + Urease

Thornleys arglnlne dehydr(}lase Falkow's orrllth)ne decarboxylase Falkow'slyslne decarhoxylase kovacs'oxldase Ut11]zatlOn Ofacetate as s()le carbon sollrCe lndolproductlon L)pase product]on Catalase

CaCO, from Ca･lactate FeCl, reactlon )n glucose β -Galactosldase productlOn 一 一 十 一 ︻ 一 一 一 + 一 一 十 + 一 一 一 + 十 十 一 一 NT NT + 十 t 一 一 t 一 + F + I 一 一 E 一 + 一 l 一 一 + 十 一 E ︰ F F + l NT ︼ I 十 十 一 一 = 二 十 l NT l

Keytosymbols;- ,negative;+,positive;NT,nottest

離菌株 はkovac'soxidase以外 はすべ て Ch｡ ることが示 された･ しか し,kovac's oxidase

Vol.4 No.1 1988 パ イナ ップル缶詰の褐 変化 に関 す る研 究

Gluconobacler o3Cydansにおいて,か在 らず し また ,各種糖 か らの酸生成能 で も(Table6).GL

u-も同一反応 を示す ものではをい と考 えられ る. conobacter oxydanの各供試菌株 とほぼ一致 し,

Table6 Physiologicaland biochemicalcharacteristicsofisolated strain

Gluconobacter oxydans

Typestrain cho(1980)

Characters IAM1823 IFO 3189 IFO 3287 303D 180

Acid from

AdonitoI

Arabinose

Cellobiose

DulcitoI

Fruetose

Galactose

Glucose Glycerol lnositoI Lactose Maltose Mannose Me】lbiose Rhaffinose Rhamnose Salicin Sucrose Trehalose I + 一 〟 + + + + 二 二 ∴ . 二 ･ = 二 二 二 ･ = 二 ･ = 川 仰 . ･ ･ = + + + + = NT N ･ 川 -川 棚

Keyto symbols;-,negative;+,positive;NT,nottest;W,lVeak

Choらの報告 とすべ て一致 す ることが認 め られ た. 以上の ことか ら､本分離菌株 はGLuconobacler oxydansのSub･speciesで あると同定 された･ 要 約 パ イナ ップル缶詰工場 で採取 した果実 よ り, パ イナ ップル缶詰の褐変化原因菌 を分離 し.分 類学的 な棉討 を行 なった . 1)分離 した褐変化原因菌 はGPYP液体培地 お よびパ イナ ップルジュース培地 に培養 す る と,加熱後 に培地 が褐変化 した.

2

)褐 変化原因菌 をパ イナ ップル果実 に接種 す ると93%の発病率 を示 した.

3)褐変化原因菌 は Bergey'sManual(8ed)

およびAsaiらの記載 に基 づく分類 では,GJ -uconobaclerに属 して い る こ とが示 された さらに,生化学的性状 につ いて供試対照菌 株 およびChoらの報告 と比較 した ところ, 褐変化原因菌 はGLucnobacler oxydanssp と同定 した . 謝 辞 本研究の遂行 にあた り,有益 な示唆 をいただ いた,元九州大学農学部教授 の芥田三郎博 士 , 農林水産省食品総合研究所 の森勝美博士 .沖縄 県農林水産部専門技術員の上原勝江氏 ､ さらに, 材料 の提供 をいただいた.沖縄県農業試験場 名 護支場 パ イ ン研究室 および 南西食品(株) に感 謝 します . - 3

4-徳 元正 和 , 金城 清 郎,林 隆 治 なれ 本研究 の費用の一部 は,昭和60年度農 林水産省地域 食品振興対策事業 によった もので ある. 文 献 1)平野考三郎 ･森光国 (1968):農産缶詰 の生 産技術 の現状 と問題点 ,日食工誌,15,pp 162--165 2)沖縄県農業試験場流通加工研究室 (1986): パ イナ ップル缶詰 におけ る褐変島の除去技 術 の開発 に関す る報告 ,(農林水産 省地域食 品振興対策事業報告書),pp 1- 5 3)渡辺正一 (1961),パ イナ ップルの栽培 と加 工 ,琉球パ イナ ップル缶詰組 合,pp33 4-335 4)∫.L.Collins(1960):The Pineapple, WorldCropsBooks p198 5)D.G.Kontaxisetal(1978):ThePathogen

andSymptomatologyofPinkDisease

ofPineappleFruitinthePhilippines,

Plant.Dig.Repler.62.446

6)J･J･Cわo etal(198q):Nutritional

RequirementsandBiochemicalActivities

ofPineapplePinkDiseaseBacterial

strainfrom Hawaii,AntonievanLee

uw-enhoek46,197 7)坂崎利一 (1980):新細菌培地学講座 ･(上) 近代出版, pp279-399 8)長谷川武治編 (1985):微 生物 の分類 と同 定 ･(下).学会 出版 セ ンター,pplO0-151 9)東京大学農学部農芸化学教室編 :(1960). 実験農芸化学 ,朝倉書店, pp240-244

10)∫.L Shimwelletal(1960):Differe

n-tiationofAcetomonasandPseudomonas

J.Gen.Microbiol,23,283

ll)R.E.Buchananetal(1975):Bergey'S

ManualofDeterminative Bacteriology,

WilliamsandWilkinsCo.,Baltimore

pp251

12)T.As aietal(1964):The Flagellation

andTaxonomyofGeneraGluconobacter

andAcetobacterwithReferenceto the

南一方資源 利用 技術研 究 会 誌

ExistenceoflrLtermediate.Strains,

JIGen･Appl.Microbio110.104

13)朝井勇宣 (1924):果 実 に存 す る酢 酸菌 を

らび に酢酸菌 に近縁 す る酸化細菌の分類学

的研究 ,農化.10,621