Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria
Copyright c 2002, Japan Society for Lactic Acid Bacteria
総
説
植 物 性 乳 酸 菌 世 界 と そ の 秘 め る 可 能 性
岡田早苗
東京農業大学応用生物科学部菌株保存室
〒156-8502 東 京 都 世 田 谷 区 桜 丘1-1-1 1.は じめ に 乳 酸 菌 は ヨー グル トな ど発酵 乳 に 関 わ る微 生 物 と して あ ま りに も有 名 で あ る。 ま た そ れ ら発 酵 乳 に 関 わ る乳 酸 菌 は人 々 の健 康 維 持 あ る い は長 寿 に効 果 が あ る と して, 多 くの 人 々 に親 しまれ て い る。 これ らの こと が あ ま りに も有 名 で あ る こ とか ら,乳 酸 菌 は ミル ク の発 酵 に だ け に 関 わ って い る と考 え て い る方 が 多 い よ う だ 。 「乳 酸 菌 」 の3つ の 漢 字 の 中 に ミル クを 意 味 す る 「乳」 が あ るか ら な お さ らで あ る。 しか し乳 酸 菌 は ミル クば か りで な く植 物 質 も発 酵 す る。 植 物 質 が 原 料 とな った ほ とん ど の発 酵 食 品 に乳 酸 菌 が 関 わ って お り,そ れ ら発酵 食 品 の 味 や 香 り形 成 に何 らか の役 割 を担 って い る。 同時 に蓄 積 す る乳 酸 は発 酵 食 晶 の保 存 性 向上 に大 き く貢 献 して い る.こ の よ うな発 酵 食 品 の例 と して,我 が国 に お いて は 日本 酒, 味 噌,醤 油,各 地 名 産 の漬 物 類 な どが あ り,海 外 に 目 を 向 け る と,キ ム チ(韓 国),パ ン,サ ワー ブ レッ ド,ウ ィ スキ ー,ワ イ ン,一 部 の ビー ル(ラ ン ビ ック/ベ ル ギ ー) な どが あ る◎ 発 酵 食 品 ば か りで な く,様 々 な天 然 物 に も 乳 酸 菌 は生 息 して い る。 す な わ ち,果 実 表 面,花 蜜,植 物 体 か らの浸 出液,そ して葉 や茎 の表 面 な ど,発 酵 と い う過 程 が な く と も乳 酸 菌 は認 め られ る。 当然 そ れ らが 地 面 に落 ち堆 積 した と ころ は乳 酸 菌 に と って 格 好 の生 息 場 所 で あ る。 堆 肥 や サ イ レー ジは草 が 堆 積 し,発 酵 した もの で あ る。 また 反 鍔 動 物 の第 一 胃(ル ー メ ン)は 草 の 発酵 タ ンク とい わ れ る よ うに乳 酸 菌 もた くさん 棲 み 着 い て い る。 草 食獣 の腸 管 内 や 糞 中 に も乳酸 菌 は認 め られ る。 この よ うに植 物 質 が あ る と こ ろ ほ とん ど全 て に乳 酸 菌 の 存在 が認 め られ る。 そ こで乳 酸 菌 の世 界 を,ミ ル ク発 酵 に関 わ る 「動 物 性 乳 酸 菌 」 と植 物 質 の発 酵 に関 わ る 「植 物 性 乳 酸 菌 」 とに あ えて わ けて み た◎ 「植 物 性 乳 酸 菌 」 の 語 を 著 者 が 論 文 圭) に初 め て 用 い て か ら約15年 に な るが,時 間 の経 過 と共 に 植 物 性 乳酸 菌 の世 界 に は計 り知 れ な い大 き な可 能 性 が秘 め られ て い るの で は な い か と感 じ始 め て い る◎ 著 者 の思 い こみ も多 々 あ る と思 うが,植 物性 乳 酸 菌 に考 え られ る 可 能性 を記 す る こと に し,ま た そ の 真 価 を 考 え て み る こ とに した。 2.乳 酸 菌 と い う生 物(乳 酸 菌 の 特 徴) 植 物 性 乳 酸 菌,動 物 性 乳 酸 菌 を理 解 して い た だ くた め に,乳 酸 菌 が どん な生 き物 か を 本 論 に沿 っ て解 説 す る。 よ って,乳 酸 菌 の 生 物 学 的 定 義 な ど詳 細 は 専 門 書 鋤 を 見 て い た だ きた い。 乳 酸 菌 は発 酵 で 乳 酸 を作 り,そ して エ ネ ル ギ ーを 獲 得 しな が ら生 きて い る細 菌 類 の総 称 で あ る。 従 って,生 育 に は酸 素 を必 要 とせ ず,好 気 代 謝 に 関 わ るTCAサ イ ク ル を持 た な い。1モ ル の ブ ドウ糖 を代 謝 した と き,好 気 代 謝 で は38ATPの エ ネル ギ ー が 確 保 で き る が,乳 酸 菌 は2ATP(ホ モ発 酵)か1ATP(ヘ テ ロ発 酵)し か 確 保 で き な い(図 一1)。 従 って,乳 酸 菌 が十 分 な生 育 量 を 得 る に は,好 気 性 微 生 物 よ り もた くさん の ブ ドウ糖 を消 費 しな けれ ば な らな い。 ま た タ ンパ ク質 は菌 体 成分 と して, 乳 酸 菌 に と って も重 要 な成 分 で あ る。 細 胞 を 増 や す た め に 自己 の タ ンパ ク質 を 合 成 す る必 要 が あ り,従 って タ ン パ ク質 を構 成 す る20種 類 の ア ミノ酸 す べ てが 必要 で あ る。 しか し乳 酸 菌 はTCAサ イ クル を持 た な い た め,20種 の ア ミノ酸 の う ち半 数 以 上 は 自前 で 生 合 成 で きず,細 胞 外 に あ る ア ミノ酸 を取 り込 ま な けれ ば な らな い。 ビ タ ミン 類 にっ いて も同様 で,B群 ビタ ミ ンの 多 種 類 を取 り込 ま な けれ ば な らな い。 さ らに一 部 の 乳 酸 菌 は脂 肪 酸 の 一 っ で あ る オ レイ ン酸(培 地 中 で はTween80が 代 用)を 必 須 に要 求 す る。 こ の よ うに,乳 酸 菌 が生育 す る場所 には, 糖 質,ア ミノ酸,ビ タ ミン類,ミ ネ ラル,さ らに脂 肪 酸 が そ ろ って い な けれ ば な らな い。 これ ら乳 酸 菌 が必 要 とTo whom correspondence should be addressed. Phone :+81-3-5477-2549
Fax : +81-3-5477-2459 E-mail : sokada@nodai.ac.jp
Vol.13, No. 1 Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria す る栄 養 成 分 は入 で い う五 大 栄 養素,す なわ ち炭水 化物, タ ンパ ク質,ビ タ ミン,ミ ネ ラル,脂 肪 に該 当 し,人間 の食 料 に 乳 酸 菌 が 多 く棲 み 着 くの は理 解 が で きる。 以上 が 乳 酸 菌 全 般 に共 通 す る特 徴 で あ る。 a「 植 物 性 乳 酸 菌 」 を使 う理 由 「植 物 性 乳 酸 菌 」 と い う言葉 を 用 い る ま で に下 記 の よ うな い くっ か の 理 由 が あ った。 3-1植 物 質 と い う特 殊 な環 境 か ら乳 酸 菌 の分 離 法 の確 立 植 物 質 が 発酵 した と こ ろ に は,カ ビや 酵 母(産 膜 酵 母 と発 酵 性 酵 母),さ らに は枯草 菌 な ど の生 育 の 速 い好 気 性 微 生 物 が概 ね た く さん 存 在 す る。 乳 酸 菌 を 分離 す る と き に は当 然 栄 養 豊 富 な 組 成 を 持 っ た培 地 を 用 い る。 この 分 離 培 地 に は生 育 の速 い好 気 性 微生 物 も良 く生 え る。 植 物 質 試料 か ら乳 酸 菌 を 分 離 しよ う とす る と,寒 天 平 板 培 地 表面 は これ ら好 気 性 微 生 物 の集 落 に 覆 わ れ,乳 酸 菌 の 純 粋 分離 に失 敗 した り,乳 酸菌 そ の もの の存 在 を見 落 と した り,場 合 に よ って は試 料 に乳 酸 菌 は存 在 しな い な ど の結 果 を導 くこ と も多 い。 著 者 ら は,乳 酸 菌 と好 気 性 微 生 物 の 間 に,糖 代 謝 の違 い(嫌 気 代 謝:好 気 代 謝)と 細 胞 構 造 の違 い(原 核 細 胞: 真 核 細 胞)が あ る こ と に着 目 し,乳 酸 菌 だ けが 優 先 し生 育 す る手 段 を考 え た 。 す なわ ち,分 離 培 地 に2種 類 の生 育 阻 害 物 質(ア ジ化 ナ トリウ ム と シク ロヘ キ シ ミ ド)を 含 め る こ と で あ る5)。ア ジ化 ナ トリウ ム はTCAサ イ ク ルを 阻 害 す る。 乳 酸 菌 はTCA サ イ ク ルを 持 た な い の で 生 育 阻害 は受 けな い。 ア ジ化 ナ トリウ ムだ け で は発 酵 性 酵母 は まだ生 き残 る こ とが あ る の で,真 核 生 物 の タ ンパ ク質 合 成 阻 害 を す る抗 生 物 質 (シ ク ロヘ キ シ ミ ド)を 併 用 した。 これ らの 生 育阻 害 物 質 を併 用 す る こ とで 自的 を 達 成 す る こ とが で き た。 こ の 手 段 を用 いて 著 者 らが 成 し遂 げ た最 初 の成 果 は,そ れ ま で 乳 酸 菌 の 存 在 が 全 く意 識 され て い な か った パ ン用酵 母 ス ター タで あ る生 イ ー ス ト(ブ ロ ック イー ス トと も言 う) と ドラ イ イ ー ス トの顆 粒 か ら,酵 母 細 胞 の数 と同等 か, あ る い はそ れ よ り も多 い数 の乳 酸 菌 を 検 出 した こ とで あ る6)。これ に 自信 を得,た くさ ん の 植 物 試 料 か ら乳 酸 菌 の 分離 を試 み(表 一1),「 植 物 質 の あ る と こ ろ,乳 酸 菌 の い な い と ころ は な い」 と確 信 す る よ う に な って い る. 32植 物性 乳 酸 菌 と動 物 性 乳 酸 菌 と の培 養 培 地 の違 い 植 物質 か ら分 離 した乳 酸 菌 を普 段 か ら扱 って い る著 者 らが,ミ ル クを生 息 域 に して い る乳 酸 菌(動 物性 乳酸 菌) を培 養 しよ うとす る と苦 労 す る こ と が あ る。 詳 細 に は, 植 物 性 乳 酸 菌 はGYP液 体 培 地(glucose,yeast extraca,peptoneか らな る3))で十 分 に生 育 す る。 これ は 乳 酸 菌 以 外 の一 般 細菌 類 の生 育 培 地 と比 較 して も栄 養 に 富 ん だ組 成 で あ る。 しか し動 物 性 乳 酸 菌 はGYP培 地 で は生 育 で きな い こ とが ほ とん どで,ミ ル ク を ベ ー ス と し た培 地 を 準 備 しな け れ ば な らな い。 当 然GYP培 地 に は 乳 酸 菌 が 必要 とす る十 分 な栄 養 組 成(=こ こで は ア ミノ 酸類,ビ タ ミン類,ミ ネ ラ ル類 な ど を指 す)は 含 まれ て い るが,動 物 性 乳 酸 菌 に は生 育 に必 要 な さ らな る成 分 が 不 足 して い るので あ る。 お そ ら く ミル ク に は ア ミノ酸 が 複 数 結 合 した ペ プ チ ドな どの 未 知 成 分 が 含 まれ て いて, 動 物 性 乳 酸 菌(ミ ル ク由来 の 乳酸 菌)は そ れ らに依 存 し て生 育 して い る と推 定 され る。 こ こ に,動 物性 乳 酸 菌 と 植 物 性 乳 酸 菌 の取 り扱 い方 の歴 然 と した違 い が あ る。 こ こ に動 物 性 乳 酸 菌,植 物 性 乳 酸 菌 と区 分 す べ き と思 う理 由 が あ る。 3-3植 物 質 の発 酵 に は植 物性 乳 酸 菌 図4ブ ドウ糖 か ら エ ネ ル ギ ー の 獲 得 形 式
-24-Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria Vol.13, No. 1
表-1 植物性乳酸菌 の分布
L: Lactobacillus, T: Tetragenococcus, Ped: Pediococcus, O: Oenococcus, Leuc Leuconostoc, W Wetssella, B
Vol.13, No. 1 Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria 著 者 が乳 酸 菌 を 長 年研 究 して い る と い うこ と で,次 の よ うな相 談 を 外部 か ら良 く受 け る。 「野 菜 や 果 実,あ る い は それ らの絞 り汁,豆 乳 や大 豆 煮 汁 な ど植 物 に 由来 す る原 料 を乳 酸 菌 で発 酵 させ,お い しい もの を 作 ろ うと思 う。 しか し,市 販 の ヨー グル トか ら乳 酸 菌 を 分 離 し接 種 した が,乳 酸 菌 が うま く生 え て くれ ず,何 回 も繰 り返 し た が 失 敗 した」 とい う内 容 で あ る。 これ に対 して著者 は, 「植 物 質 の材 料 に乳 酸 菌 を生 や す の な ら,植 物 質 の 環 境 に生 活 して い た乳 酸 菌(植 物 性 乳 酸 菌)を 選 ぶ べ きで あ る」 と解 説 を す る。 これ は先 に述 べ た よ うに,ミ ル クの 中 で生 育 して い た乳 酸 菌(ヨ ー グ ル トの乳 酸 菌)は 栄 養 要 求 が厳 し く,ま た 植 物 体 に 含 まれ て い る成 分 に生 育 が 阻 ま れ,乳 酸 発 酵 も う ま く進 ま な い ので あ る。 従 って, 相 談 に来 られ た 方 の 失 敗 は乳 酸 菌 の 選 択 に間 違 え が あ っ た とい う こ とに な る。 この よ うな 内 容 で 相 談 を多 く受 け る の で,乳 酸 菌 は ミル クの 発酵 に 関 わ るば か りで な く, 植 物 質 が 発 酵 した と ころ に もい る と い う こ とを 理 解 して も ら うた め に 「植 物 性 乳 酸 菌 」 とい う語 を 使 った のが 第 3の 理 山 で あ る。 死 植 物 性 乳酸 菌 の生 育環 境 植 物性 乳 酸 菌 の生 育 環 境 を 述 べ る前 に動 物 性 乳 酸 菌 の 恵 まれ た生 育 環 境 につ いて 述 べ て お く。哺 乳 動 物 の母 親 が乳 児 を育 て る ため に乳 房 か ら分 泌 す る の が ミル クで, 栄 養 分 を た っぷ り と含 ん で い る。 乳 児 の唯 一 の食 料 で も あ る。つ ま り ミル ク は乳 児 が成 長 す る た め に必 要 な栄 養 成 分 が十 分 に 満 た され て お り,ま た そ の バ ラ ンス に お い て も完 壁 で あ る と言 え る。 ミル ク に は,乳 児 に と って各 栄 養 成 分 が 腸 管 か ら吸 収 しや す い形 で,ま た 体 成 分 に な りや す い構 成 で そ れ ぞ れ の栄 養 成 分 が 含 ま れ て い る。 さ らに ミル ク に は乳 児 の生 育 に悪 影 響 を及 ぼ す よ うな 強 い 刺 激物 は含 まれ て い な い。 従 って,ミ ル ク は一 片 の欠 点 の 見 られ な い完 全 な食 料 で あ る と言 え る。 この よ う に恵 まれ た環 境 が 動 物性 乳酸 菌 の 生 息 場 所 で あ る。 一'方,植 物 性 乳 酸 菌 が 生 育 す る植 物 質 環 境 は ど うで あ ろ うか。 植物 体 で栄 養素 が豊 富 に整 って い る と ころ は, あ え て言 うな らば生 物 と して基 本 単 位 で あ る細 胞 の内 容 物(細 胞 質 成 分)で あ る。 植 物 細 胞 が 何 らか の 原 因 で 傷 がっ き,細 胞 内容 物 が漏 出 して は じめ て栄 養物 が 供 給 さ れ る。 乳 酸 菌 に は植 物 細 胞 を 自 ら傷 つ け る能 力(植 物 病 原 的 作 用)は な い ので,第 三 者 が そ の原 因を 作 る こ とで, は じめ て 乳 酸 菌 の生 育 に必 要 な栄 養 素 が整 う ことに な る。 植 物細 胞 か ら供 給 され る栄 養 素 は ミル ク に見 られ るよ う に豊 富 で はな く,ま た バ ラ ンス に お い て も不 完 全 な生 育 環 境 で あ ろ う。 植 物 細 胞 に 傷 が 付 く こ とに よ って 栄 養 素 は不 完 全 なが ら確保 で きた と して,細 胞 の 崩 壊 と と もに細 菌 類 の生 育 に好 ま し くな い刺 激 の あ る成 分 の 漏 出 が考 え られ る。 鯛 え ば,タ ンニ ン酸,カ テ キ ン類,ア ル カ ロイ ド類,イ ソ チ オ シア ネ ー ト化 合 物 類 が そ れ らに 該 当 す る。 表 一2に は,植 物 由 来 香 辛 料 と抗 菌 活性 が一 覧 に ま とめ られ て い る7)。ま た植 物 細 胞 由来 の 各種 加 水 分 解 酵 素,酸 化 酵 素, 還 元 酵 素 な ど様 々 な酵 素 類 が活 性 化 した状 態 で存 在 して い る こ とが考 え られ る。 特 に,酸 化 酵 素 や 還 元 酵 素 は微 生 物 の生 育 に悪 影 響 を 及 ぼす で あ ろ う。 さ らに植 物 環 境 に は乳 酸 菌 よ り も生 育 の速 い カ ビ類 や好 気 性 細 菌 類 な ど が はび こ りや す く,乳 酸菌 に と って生 育 の 速 い微 生 物 と の競 合 しな け れ ば な らな い 。 この よ うに過 酷 な環 境 で生 き抜 い て い るの が 植物 性 乳 酸 菌 で あ り,ま た 別 の 見 方 を す れ ば植 物 性 乳 酸 菌 は過 酷 な環 境 中 で生 き抜 く,何 らか の環 境 適 応 能 力 を持 って い る と考 え られ る。 5. 伝 統 発酵 食 品 に 見 る巧 み な 植 物 性乳 酸 菌 導 入 法 植 物 体 表 面 は乳 酸 菌 が 十 分 な生 育 をす る ほ ど の栄 養素 が 整 って い な い。 わ ず か な栄 養 素 が あ って も,し っか り と した 発 酵 を させ る に は不 十 分 で あ る。 乳 酸 菌 を十 分 に 発酵 させ る に は,植 物 細 胞 が 何 らか の 原 因 に よ り傷 が っ き,細 胞 内 容 物 が 供 給 され な けれ ば な らな い。 そ して 嫌 気 的条 件 が整 う と,植 物性 乳 酸 菌 の生 育 が可 能 な 環 境 と な る。 発酵 食 品 に 見 られ る植 物 性乳 酸 菌 に対 す る栄 養 素 供 給 と嫌 気 環 境 の創 出 に巧 み な 伝統 技 術 を 見 い だ す こ と が で き,そ れ らを以 下 に ま とめ た。 5-1 漬物 類 生 鮮 野 菜 を原 料 と して作 る 漬物 類 で は,食 塩 を野 菜 に 振 りか け る こ と に よ り,高 張 状 態 を作 出 し,そ して重 石 を して 圧 力 を か け る。 これ らの工 程 が 野 菜 細 胞 か ら栄 養 素 の 漏 出 を 促 進 させ て い る。 ま た食 塩 を 使 わ な い漬 物, す ん き(長 野 県 大 滝 村)8-10),グン ドラ ック(ネ パ ール)11)、 酸 菜(中 国東 北 部)聡 な ど で は湯 通 し,し なや か に な っ た野 菜 を桶 な どに詰め 込 み 重 石 を 施 す。 この場 合 も湯 通 しに よ る加 熱 と重 石 に よ る圧 力 が野 菜 細 胞 か らの栄 養 分 の漏 出 を促 進 さ せ て い る。 さ らに,野 菜 よ り組 織 が 硬 い樹 葉 の漬 物 の場 合 は ど う で あ ろ うか 。 この例 と して,茶 葉 の漬 物 で あ る発 酵 茶 が あ る。 ミア ン(タ イ北 部 山岳 地 帯)14-17),レペ ッ ト(ミ ャ ンマ ー)14),ニ イ エ ン(中 国 雲 南 省)14),阿 波 晩 茶(徳 島 県)14-16,18,19),碁石 茶(高 知 県)14-16,20)は乳 酸 発 酵 が 伴 う発 酵 茶 と して有 名 で あ る。 こ れ らの発 酵 茶 の 共 通 す る製 造 工 程 は,摘 み取 った 茶 葉 を 蒸 す か 煮 るか の 加 熱 処 理 が あ る。 これ らの発 酵 茶 に 使 わ れ る茶 葉 は硬 い成 熟 葉 で,木 の枝 か ら こそ ぎ と る よ う に収 穫 され る。 そ れ ぞ れ の 発酵 茶 の工 程 に,加 熱 され た茶 葉 を さ らに傷 つ け る過 程 を見 い だ す こ とが で き る。 阿 波 晩 茶 で は,煮 終 わ った茶 葉 を 機 械 的 に し っか り と磨 り潰 し(揉 捻),さ らに 煮 汁 を 注
-26-Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria Vol.13, No.1 ぎ込 み な が ら桶 に詰 め込 み重 石 を施 す1欄 。 碁 石 茶 で は, 蒸 し終 わ った茶 葉 を1週 間 ほ ど板 の 間 に40∼50cmの 厚 さで 堆 積 させ,カ ビが 生 え る の を待 つ 。 こ こで 生 え る カ ビ(Aspergillus fumigatus) は実 験 的 に濾 紙 を 崩 壊 さ せ る活性 が あ る こ とが 確 認 さ れて お り21),茶 葉 の細 胞 壁 構 造 も 同 様 に崩 壊 さ せ る もの と考 え て い る。 ミア ンで は 茶 葉 を蒸 した後,特 に 茶葉 を 磨 り潰 す な ど の操 作 は な い が,茶 樹 か ら茶 葉 の採 取 時 に 茶葉 を根 本 か ら とる の で は な く,意 識 的 に茶 葉 の10分 の1く らい を残 して ち ぎ る よ うに摘 ま れ る。 これ で茶 葉 の一 部に 傷 が付 く ことにな る。 表2植 物 に含 まれる抗菌成分 *:抗 菌 性 の あ る こ とが 確 認 され て い る成 分 ○ :特 性 顕 著,○:特 性 あ り,△:特 性 僅 か に認 め る 出典: 「食 品微 生 物 制 御 の化 学 上(松 田敏 生 著), 「表IV-2香 辛 料 の主 要 香 味成 分 と特 性 」 を 引 用 。
Vol.13, No.1 Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria レペ ッ トで は加 熱 さ れ た茶 葉 を水 の 中 で 揉 み な が ら何 回 も洗 い,渋 味 が 完 全 に抜 け る ま で この操 作 を繰 り返 す。 そ して 竹 筒 な ど の容 器 に詰 め密 閉 した後,竹 筒 ご と土 に 埋 めて 発酵 させ る。 ニ イ エ ンは製 法 の記 録 を見 る限 り, 磨 り潰 す,揉 む な どの操 作 は見 られ な い。 現 在 ニ イ エ ン は作 られ て お らず14),詳細 は不 明 で あ る。 これ ら漬 物 類 に共 通 す る こ と は,桶 な どの 容 器 に詰 め 込 ん だ後,重 石 が施 され た り,き っ く締 め 付 け る な どが な さ れ て い る。 これ らの操 作 は,容 器 内 の 空気 を排 除 し 嫌 気 的 に保 ち,好 気 性 微 生 物(カ ビや好 気 性 細菌)の 繁 殖 を防 ぎ,且つ 乳 酸 菌 の生 育 を助 け る効 果 が あ る。 5-2穀 類,芋 類 豆 類 な どの発 酵 米,小 麦,大 麦,ラ イ麦,稗,粟 な ど の穀 類,サ ツ マ イモ,ジ ャガ イモ,キ ャ ッサ バ な ど の芋 類 を原 料 に した 発酵 食 品 は ア ル コー ル 飲料 また はパ ン類 で あ る。 これ ら の醪 や生 地 発 酵 は酵 母(Saccharomyces cereuisiae)が 主 役 で あ る が,乳 酸 菌 も不 可 欠 で あ る(清 酒21),ウ ィ ス キ ー鋤,パ ン生 地 鋤)。酵 母 や乳 酸 菌 が 利 用 で き る栄 養 成 分 の うち,ビ タ ミ ン類 や ミネ ラル類 は穀 類 や芋 類 に含 ま れ る そ の ま まで 利 用 で き るが,糖(ブ ドウ糖 や マ ル トー スな ど)や ア ミノ酸 は貯 蔵 物 質 と して デ ンプ ンや タ ンパ ク質 な ど高分 子 の形 で蓄 え られ て い る ので,加 水 分 解 さ れ な けれ ば利 用 で きな い。 貯 蔵物 質 の加 水 分 解 を促 進 さ せ るた め に,発 芽 時 に起 こ る 自己加 水 分 解 作 用 や 加 水 分 解 酵 素 を 持 っ生物(Aspergillus oryzae や Rhizopus spp。 な ど)が 活 用 され る。 大 豆 を 発 酵 させ た 味 噌 と醤 油 で は,原 料 と して 大 豆 の他,米 や麦 が用 い られ るが, これ ら原 料 の 貯 蔵 物 質(デ ンプ ンや タ ンパ ク質)の加 水 分 解 の た め に麹 カ ビ(Aspergillus oryzae)が 用 い られ る。 加 水 分 解 物 を 利 用 して 酵 母(
Zygosaccharomyses, Candida versatilis, Candida etchellsii) や乳 酸 菌(Tetragenococcus halophilus)が 活 動 し24,25),ア ル コー ル や乳 酸 さ らに香 気 成 分 な どを形 成 す る。 ア ル コ ール 飲 料 の発 酵醪,パ ン生 地 発酵,味 噌 や醤 油 の醪 発 酵 はい ず れ も発 酵 中 は空 気 を遮 断 し,酵 母 や 乳 酸 菌 が 優 先 して生 育 す る よ う に仕 組 まれ て い る。 5-3そ の他 の植 物 質 の発 酵 野菜 表 面 や野 外 の 植物 表 面 に も乳 酸 菌 の生 息 を 認 め る こ とが で きる。 生 息 数 は多 くは な い が,分 離 操 作 を 行 う と乳 酸 菌 は ほ ぼ あ らゆ る場 所 か ら分 離 す るこ とが で き る。 これ らの生 息 場 所 は格 別 に傷 が 付 い て い る よ うに は見 え な いが,ミ ク ロな 傷 が あ るか も しれ な い。 場 合 に よ って は,植 物 が意 図 的 に 僅 か な 栄 養 成 分 を滲 出 させ 乳 酸 菌 を 定 着 させ て い るか も しれ な いが,詳 細 は不 明 で あ る。 樹 液 や東 南 ア ジア諸 国 に 広 く見 られ る コ コナ ッ ツサ ッ プ(コ コナ ッッ の花 芽 先 端 を切 り落 と し,切 り口 か ら滲 出 す る甘 い液 体 を集 め た もの)が 自然 発酵 して い る。樹 液 は昆 虫 や鳥 あ るい は 自然 現 象 によ り傷 つ いた と こ ろか ら しみ 出 した甘 い液 体 で あ り,ま た コ コナ ッ ツサ ッ プ は コ コナ ッツ の花 芽 を刃 物 で切 り落 と した と ころ か ら した た り落 ち る甘 い汁 で あ る。 そ こに は 自然 界 か ら飛 び込 ん だ 多数 の 乳 酸 菌 が 棲 み 着 い て い る。 6.植 物 に 由来 す る微 生 物 生 育 阻害 物 質 と植 物 性 乳 酸 菌 植物 性 乳 酸 菌 が見 い だ され る と こ ろは何 らか の 作 用 で 植 物 細 胞 が傷 つ い て い る.そ れ に よ って栄 養 素 が供 給 さ れ ると述 べ て きたが,植 物 細 胞 が傷 つ く こ とに よ って微 生 物 の生 育 を阻 害 す る様 々 な成 分 も出て くる。 植 物 性 乳 酸 菌 は これ らに打 ち勝 って 生 育 す る必 要 が あ る。例 え ば, 微 生 物 の 生 育 を 陽 止 す る物 質 と して 知 られ て い る茶 タ ン ニ ン酸 と乳 酸 菌 の生 育 の 関 係 が あ る。 西 山 らの 研 究 報 告26-29)によ る と,乳 酸 菌 の中 に緑 茶抽 出 物(=カ テ キ ン 類 や タ ンニ ン酸 を 含 む)の 存 在 で生 育 が 阻止 され る もの と生 育 が阻 止 さ れ な い もの が いる。 これ を検 証 す る と, 生 育 が 阻 害 され る乳 酸 薗 は細 胞 壁 ペ プ チ ドグ リ カ ン (PG)が リジ ン(Lys)型 で あ り,生 育 が 阻 止 され な い 乳 酸 菌 は ジ ア ミノ ピメ リ ン酸(DAP)型 で あ った鋤。図. 2に 示 した よ う に,著 者 らの そ の後 の追 実 験 で も,Lys 型PGの 乳酸 菌 はわ ず か の 緑 茶 抽 出 物 の存 在 で生 育 が 阻 止 され,DAP型PGの 乳 酸 菌 はか な り高 濃 度 の緑 茶 抽 出物 が存 在 して い て も生 育 して い る こ とが再 現 され て い る。 発 酵 茶 に見 られ る乳 酸 菌 相 と野 菜 類 を 原 料 に した無 塩 漬 物 の乳 酸 菌 相 に興 味 が 持 た れ る。 ミア ン,レ ペ ッ ト, 阿 波 晩 茶,碁 石茶 な どの発酵 茶 およびす ん き,グ ン ドラ ッ クな どの 無塩 漬物 に生 息 す る乳 酸 菌 相 を 調 べ,表,3に ま とめ た。 発酵 茶 に棲 息 して い る乳 酸 菌 は茶 カ テ キ ン類 や タ ン ニ ン 酸 の 影 響 を 受 け てDAP型PGを 持 っ Lactobacillus plantarum が 占有 して い る こ とがわ か る。 同 じ発 酵 茶 で あ る レペ ッ トで は L. plantarum以 外 の Lactobacillus brevis (Lys型PG)も 見 い 出 さ れ て い る。 これ は レペ ッ トの 製 造 工 程 に は煮 沸 した 茶葉 を渋 味 が 完 全 に抜 け る まで 洗 い続 け る工 程 が あ り15),こ れ に よ り茶 カテ キ ン類 や タ ンニ ン酸 が 洗 い 流 さ れLys型PGを 持 つ乳 酸 菌 が生 育 で きた と考 え られ る。 一 方,無 塩 漬 物 に は L.plantarum の 他, L.brevis な どLys型PGを 持 つ乳 酸 菌 が多 数 生 息 して い る の が認 め られ る。従 って, 碁 石 茶,阿 波 晩 茶,ミ ア ンな ど カ テ キ ン類 や タ ン ニ ン酸 を多 く含 む 環 境 に は,カ テキ ン類 や タ ン ニ ン酸 に生 育 が 阻 止 され な いDAP型PGを 持 っ ムpJα 脱 α駕 加 だ け が 生 育 が許 され,固 有 の乳 酸 菌 相 を形 成 した と考 え て いる。 また著 者 は,野 菜 類 各 種 と牧 草地 に生 え る草(牧 草) を す りっぶ し,そ こに集 積 さ れ る乳 酸 菌 相 を調 査 した こ とが あ る。 結 果 は,野 菜 類 に は Lactobacillus 属(ヘ テ 一28一
Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria Vol .13, No. 1 ロ発酵 菌 が 多 い),ゐ ε粥0η08冶OC属 乳 酸 菌 が 多 く分 離 さ れ,一 方 牧草(レ ッ ドク ローバ ー,ヒ メ シバ,コ ンフ リー, ギ シギ シな ど)か ら は8㌍ ρ加coco召8属 乳酸 菌 が 多 く分 離 され る こ とを把 握 して い る(未 発 表)。 野 菜 類 に は 刺 激 成 分 が少 な く,牧 草 に は苦 み を感 じ るな ど刺 激 成 分 が 多 い◎ これ が乳 酸 菌 相 の違 い を生 み 出 した と考 えて い る。 大 方 の植 物 は微 生 物 の生 育 に好 ま し くな い何 らか の微 生 物 阻 止 成 公 を緬 胞 に蓄 え て い る と思 う。 植 物 細 胞 が っ ぶ れ,生 育 に必 要 な栄 養 成 分 と共 に漏 出す る阻 止 成 分 を 含 む 中 で生 きる乳 酸 菌 は必 ず お り,そ の乳 酸 菌 は そ の生 育 阻 止 物 質 に対 して 何 らか の対 処 法 を持 っ と推 定 して い る。 7.植 物 性 乳 酸 菌 の環 境 適 応 か ら見 た 多様 性 乳 酸 菌 に と って欠 か す こ との で きな い の が エ ネ ル ギ ー 源 とな る糖 質 で あ る◎ そ の糖 質 は ブ ドウ糖 が ほ とん どで あ ろ う が,植 物 の 種 類 や 植 物 が 置 か れ て い る 状 況 に よ っ て,そ の 環 境 に あ る 糖 質 は フ ル ク トー ス,マ ル トー ス, シ ュ ク ロ ー ス,キ シ ロ ー ス,ア ラ ビ ノ ー ス な ど と い う こ と も あ ろ う。 乳 酸 菌 に よ っ て は,ブ ドウ 糖 を 発 酵 せ ず, 上 記 し た 糖 の う ち の 何 れ か を 優 先 して 発 酵 す る も の が い る。 五αCめ6α0`Z如88α ηか απC五8Cεπ8お は マ ル ト ー ス 鋤 を, Lα砿06αC`Z如8ひ αCC加08詑rcμ8は キ シ ロ ー ス3韮)を, ムα伽 肱C`ZJα8/r臨08召8は フ ル ク ト ー ス3乞)を専 ら 発 酵 し,ブ ド ウ糖 を 発 酵 しな い 。(著 者 注1こ れ ら は 分 離 当 初 の 性 質 で,実 験 室 で 継 代 培 養 し て い る と ブ ド ウ糖 も 発 酵 す る よ う に な る 。 ま た 株 に よ っ て は,分 離 当 初 よ り ブ ドウ 糖 を 発 酵 す る 。)ま た 植 物 細 胞 か ら漏 出 す る ア ミ ノ 酸 類 も常 に 乳 酸 菌 の 生 育 に 好 ま し い 組 み 合 わ せ で 存 在 し て い る と は 限 ら な い 。20種 類 の ア ミ ノ 酸 の 構 成 比 は そ れ ぞ れ の 植 物 環 境 に よ っ て 異 な る は ず で あ る 。 ビ タ ミ ン類 に っ い て も 同 様 で あ ろ う。 乳 酸 菌 の ア ミ ノ酸 要 求 や ビ タ 図 一2茶 抽 出 物 濃 度 と 乳 酸 菌 の 生 育 DAP:ジ ァ ミ ノ ピ メ リ ン酸 型 ペ プ チ ドグ リ カ ン Lys:リ ジ ン型 ペ プ チ ドグ リカ ン
-29-Vol.13, No..1 Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria ミ ン要 求 は,偲 々 の乳 酸 菌 株 で要 求 パ タ ー ンは区 々 で あ る こ と が わ か って い る。 さ らに加 工 され た植 物環 境(発 酵 食 品 な ど),あ る い は植 物 が 生 き た状 態 の環 境 に 関 わ らず,生 息 数 に は多 少 はあ るが,植 物 性乳 酸 菌 は植 物 質 が あ る と こ ろ必 ず 棲 み 着 い て い る。 全 て の植 物 環 境 が生 育 阻 止 物 質 を含 む とは 言 え な いが,多 くの植 物 環 境 で は何 らか の抗 菌 成 分 が存 在 す る◎ そ の過 酷 な環 境 の中 で 生 きて い る の が植 物 性 乳 酸 菌 で あ る。 しか し植 物 性 乳 酸 菌 と いえ ど も,全 て の植 物 環 境 に生 き られ るわ けで は な く,個 々 の環 境 に何 らか の 適 応 で き る力 を身 につ けた乳 酸 菌 だ けが そ こ に定 着 し て い る の で あ ろ う。 植 物 に 由来 す る糖 質 の種 類 ア ミノ酸 や ビタ ミ ンの存 在 パ ター ン,さ らに は生 育 阻 止 物 質 の種 類 に よ って,ま た それ らの組 合 わ せ に よ っ て,植 物 が 作 り出 す環 境 は非 常 に多 様 で あ る。 乳酸 菌 の 糖 類 発 酵 能,栄 養 要 求 パ タ ー ン,生 育 阻止 物 質 との 関係 な どか ら,個 々 の植 物 環 境 に 選 択 され た もの だ け が そ こ に棲 み 着 い て い る とす る と, 植 物環 境 が複 雑 な だ け,植 物性 乳酸 菌 も多 様 な能力 を持 っ て い る と考 え られ る¢ 8.植 物 性乳 酸 菌 と分 類 学 的 位 置 関 係 分 類 学 的 に見 る と乳 酸 菌 は,現 在20属(genus),約 200種(species)が 知 られ て い る(表 一4)。 動 物 性 乳 酸 菌,す な わ ち ミル クの 発酵 に関 わ る 乳 酸 菌 は 表 一5に 示 した よ う に十 数 種 に 限 られ る綱 。 表3食 塩を含 まな い漬物 と乳酸菌相 DAP:ジ ア ミ ノ ピ メ リ ン酸 型 ペ プ チ ドグ リ カ ン Lys:リ ジ ン型 ペ プ チ ド グ リカ ン 一30一
Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria Vol.13, No. 1 発 酵 乳 乳 酸 菌 と 植 物 性 乳 酸 菌 を 分 類 学 的 に 分 け る こ と が で き る か ど う か が 問 題 で あ る 。Lαctobαcilgus delbrueckiisubsp.bulgaricムsやLαctobαcillus delbrz`eckiisubsp.1αctisは ミ ル ク の 乳 酸 菌 で, Lαctobαcillusdelbrueckiisubsp.delbruecleiiは 植 物 環 境 に 生 息 す る 乳 酸 菌 で あ る 。 ま たLe召eonostoe mesenteroidessubsp.cremorisは ミル ク の 乳 酸 菌 で, Le6conostocme8θnteroidθSsubsp.mθsenteroide8や Leueonostoem28ent.eroide8subsp.dθxtrαnicumは 植 物 環 境 に 生 息 す る 乳 酸 菌 で あ る 。 ミ ル ク の 環 境 で 生 き て い る 乳 酸 菌 と 植 物 の 環 境 で 生 き て い る 乳 酸 菌 と の 間 で 生 育 培 地 に 違 い が あ る こ と は 確 か で あ る ◎Lb. delbrz6eehii`")やLeuc.mesenteroides:"')は,そ れ ぞ れ3 つ の亜 種(subspecies)に 区 分 け さ れ で い る が,真 の 分 類 学 に従 った も ので は な く,応 用利 用 を配 慮 して の区 分 けで あ る。 それ ぞ れ の亜 種 問 はDNA=DNAホ モ ロジー で は70%以 上 の 相 同 性 が あ り,実 の ところ同一 種 で あ る。 一・方,Lactobαcilluseαsei系 統 の 乳 酸 菌 は ミル ク の 環 境 か らも,植 物 質 の環 境 か ら も分 離 で ぎ るQL.cαseiは 両 環 境 に生育 が可 能 な 乳 酸 菌 で あ る。 上 記 の事 実 か ら も 発 酵 乳 乳 酸菌 と植 物 性 乳 酸 菌 とを 分 類 学 的 に線 引 きを す る こ と はで きな い と思 って い る。 しか し植 物 質 の 発 酵 環 境 か ら しか分 離 で きな い乳 酸 菌 種 も多 くい る こ とは 確 か で あ る。 9.我 が 国 の 乳酸 菌硯 究 は 植物 性 乳 酸 菌 に始 ま って い る 表 一4乳 酸 菌 各 属(Genus),発 表 年,お よ び 種 の 数 Int.J.Syst.Env.Microbiol.,51(4),(2001).発 表 分 ま で 一31一
Vol.13, No. 1 Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria 北 原 覚 雄 先 生 は 我 が 嗣 の 乳 酸 菌 研 究 の 創 始 者 で あ る こ と は ご 存 知 の と お り で あ る。1970年 に 著 書 「乳 酸 薗 の 研 究 」:「i)で学ll二院 賞 を 受 賞 さ れ て い る 。 北 原 先 生 が 乳 酸 菌 の 研 究 を 初 め て 手 が け ら れ た の が,1931年 京 都 大 学 時 代 で,片 桐 英 郎 先 生 と 共 に 行 っ たIF,/i・g一か ら の 乳 酸 製 造 法 に っ い て で あ る 。 生 翫 に 棲 息 す る 乳 酸 菌 の 研 究 は1933年;Pt) に 着 手 し て い る。 い ず れ も昭 和 の 初 期 で あ る 。 北 原 先 生 が 行 っ た 乳 酸 薗 の 分 離 同 定 に 関 わ る 研 究 の 歴 史 を た ど る と,清 酒 生 配,清 酒 腐 造 酒,醤 油 膠,サ イ レー ジ(我 が 国 で 作 ら れ て い る),軟 腐 甘藷,穀 物 飼 料,す ぐ き 漬 な ど で あ る 。 こ れ ら の 研 究 を 通 じて 個 々 の 試 料 中 の 乳 酸 菌 相 を 明 らか に す る と 共 に,Lαctobαcill"ssakeip})(現 在 はL。sα んθオ4吟,`{五aetobαei〃usろatatαs"4韮)(現 在 は 一LeUCO/zostOClαetis42)),"LαctobαeillμsxylOSUS"4Pt(現 泊三はLCLctococc罷slactis44)),"Lαctobαcil/usノ(4poniαus"45) (現 在 はL.plantαrum),SporolαetobαcillUSin・ulinZSS4`;) (本 菌 は 乳 酸 発 酵 を 強 く 行 う が,Bacillus科 〔Bacillaceae]に 属 す4?〉)な ど の 新 種 や 新 属 の 発 見,あ る い は 新 種 の 記 載 を 行 っ て い る 。 こ れ ら の 分 離 源 は 全 て 植 物 試 料 で あ り,分 離 さ れ 研 究 の 対 象 と な っ た 乳 酸 菌 は 「植 物 性 乳 酸 菌 」 で あ る 。 北 原 先 生 の 研 究 論 文 を 遡 っ て み て,ミ ル ク に 関 す る も の は,「 乳 及 び 乳 製 品 よ り分 離 せ る 乳 酸 菌 の 研 究 押 が あ リ ゴ る。 本 諭 文 に よ り当 時 の我 が国 の ミル ク の利 用 状 況 を 伺 い知 る こ とが で き る。 す な わ ち,北 原 先 生 は乳 試 料 を 全 国 か ら18点 収 集 して い るが,発 酵 乳 関 係 試 料 はチ ー ズ3 点,発 酵 乳(酸 乳)1点 だ けで,他 は生 乳 や バ ター な ど で あ った 。 ま た こ の論 文 の緒 藷に 「欧米 で の乳 酸 菌 の研 究 は ミル ク に関 わ る もの が多 く,新 菌 種 の報 告,利 用 の 合 理 化,乳 酸 菌 療 法 や 乳 酸 菌 製 剤 の発 展 を あ げ,我 が 国 で も ミル クの 消 費 増 に鯛 応 しな け れ ば な らな い」 と な っ て い る こ とか ら も,こ の当 時 の我 が 国 の乳 酸 菌 研 究 の 中 心 が植 物 質 の 発酵 に 関 わ る乳 酸 菌(植 物 性 乳 酸 菌)に 集 中 して い た こ とが伺 え る。 10.東 西 の伝 統 発 酵 食 品 と乳 酸 菌 イ ン ド亜 大 陸 よ り東 働 の 国 々,す なわ ち イ ン ドシナ半 島 諸 国,イ ン ドネ シ ア,フ ィ リ ピ ンな ど の東 南 ア ジ ァ諸 国 と 「1本,韓 国,中 国,台 湾 な どの 束 ア ジア諸 国 を 「束 諸 国 」 と し,イ ン ド壷 大 陸 を含 む西 側,す な わ ち 中央 ア ジ ァ,西 ア ジア,ヨ ー ロ ッパ にか けての 医1々,さ らに ヨー ロ ッパ か らの新 展 地 で あ る ア メ リカ,カ ナ ダ,オ ース ト ラ リア,ニ ュー ジー ラ ン ドな ど の国 々 を 「西諸 国」 とす る◎ 東 諸 国 は農 耕 民 族 の 地 域 で あ り,田 畑 で収 穫 され る作 物 と海,川,湖 で 獲 れ る魚 介 類 が 食 糧 の 中心 で あ る41')。 こ の地 域 の伝 統 発酵 食 晶 の 原材 料 は,米 な ど の穀 類(酒 類,菓 子 類),野 菜 類(各 種 漬 物),大 豆(味 噌,醤 油), そ して 魚 介類(蒸 米 と共 に発 酵 させ た ナ レズ シ)な どで あ る。 これ ら発 酵食 品 に は乳 酸 菌,酵 母 カ ビな どの 微 生物 が 働 い て い る。 これ ら微 生 物 の 生 産 物 が 発酵 食 品 の 香 味形 成 に欠 かせ な いが,乳 酸 菌 に よ る乳 酸 は食 晶 の 保 存性 向上 に欠 か せ な い役 劉 を 担 って い る。 これ に対 し, 西 側 諸 国 で は ミル クが 食 の 中心 に あ り,こ れ らの国 々 で は,チ ー ズや ヨー グル トを は じめ とす る各 種 発 酵 乳 な ど ミル クを 原料 に した伝 統 発 酵 食品 が広 く分 布 して い る。 また 西 側地 域 に は,イ ン ドか ら西 南 ア ジ ァ,ア フ リカ北 部 を起 源 にす る小 麦 や大 麦 が 南 り5◎),これ らを 原 料 に し た発 酵 食 品 も発 達 して い る。パ ン,サ ワー ブ レ ッ ド,ビ ー ル,ウ ィス キ ー な どが 該 当 す る◎ま た西 ア ジァ を起 源 と す る ブ ドウ は ヨー ロ ッパ南 部 へ と広 が り,ブ ドウを原 料 に した ア ル コ ール 飲 料 の ワイ ンが 発達 して い る。 発 酵 食 品 は,余 剃 に穫 れ た作 物 な どを 保 存 す る 目的, 嗜 好 飲 料(ア ル コー ル飲 料 な ど)を 作 る 目的,さ らに は 宗教 的儀 式 な どの 目 的 が あ って作 られて きた。 そ の土 地 の 発酵 食 品 の原 材 料 は,そ の 土 地 で 獲 れ る収 穫 物 と密 接 な関 連 が あ る と され て い る。 従 って,東 と西 の諸 国 で発 ・ 酵 食 品 に使 わ れ る原 材 料 はそ の土 地 の も の で あ り,そ れ ぞれ の伝 統 発 酵 食 品 そ の もの が東 西 で大 き く異 な る こと 表 一5発 酵乳 や チ ー ズ に見 られ る乳 酸 菌 一32
Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria Vol.13, No. 1 は理 解 が で き る◎ 11.日 本 人 の 食 生 活 と植 物 性 乳 酸 菌 我 が 国 にお け る乳 利 用 に っ い て調 査51)する と,縄 文 時 代 に朝 鮮 半 島 か ら牛 の伝 来 が あ り,そ して 弥 生 時 代 か ら 古 墳 時代 に牛 乳 の飲 用 の記 録(日 本 書 紀)が あ る◎ そ の 後1800年 代 後 半 まで の間,牛 乳 を 飲 用 に供 す る チ ャ ン ス が幾 度 か あ った が,仏 教 の殺 生 戒 の 浸透 で 飲 乳 の 習 慣 は 定 着 しな か った ◇ 明 治 時 代 に入 って 西 洋 文 化 の浸 透 が 活 発 化 し,牛 乳 の 配 達 売 り(1881年)が 始 ま り,さ らに発 酵 乳(1908年)や チ ー ズの生 産(1900年)も 始 ま った。 現 在 の よ うに 各 種 乳 製 品 が 庶 民 の 身 近 な食 品 と して定 着 した の は,著 者 の記 憶 す る と ころ 昭和30年(1955年)以 降 で あ る。 我 が 国 で は現 在 の よ うに豊 か に な る以 前(だ い た い二 次大 戦 以 前[∼1920年])は,主 食 で あ る米 が 炭 水 化 物 と と も に タ ンパ ク質 の供 給 源 と して大 き な位 置 を 占め て い た吻。 栄 養 補 給 の た め に米 飯 を た くさん 食 べ る必 要 が あ り,そ の た め の副 食(お かず)が 重 要 な 役 割 を は た し て い た。 そ こで 活 躍 した の が発 酵 食 品 の各種 漬物 で あ り, ま た 味 噌 や醤 油 な ど で あ った。 ま た瀬 戸 内 海 か ら奈 良 に か け て の地 域 は茶 粥 を食 べ る習 慣 が っ い最 近 まで あ った◎ 茶 粥 の茶 湯 は阿 波 晩 茶 や 碁 石 茶 が 用 い られ て い た翻)。 この他 に も,ロ ー カ ル な乳 酸 発酵 が 関 わ った た くさ ん の 発 酵 食 品 が あ った こ とが 推 察 で き る。 発 酵 乳 製 品 が 庶 民 の 身 近 な もの とな る以 前 は,植 物 原 料 の 発 酵 食 品 に 関 わ った 乳酸 菌 が 日本人 との接 点 で あ っ た。 す な わ ち,日 本 人 に お け る発 酵 乳 乳 酸 菌(動 物 性 乳 酸 菌)と の接 点 は こ こ60年 間弱 の こ とで あ り,歴 史 的 に 見 て け っ して 長 く はな く,最 も長 く接 して い た乳 酸 菌 は 「植 物 性 乳 酸 菌」 と い うこ とで あ る。 発酵 乳 乳 酸 菌 の研 究 で明 らか に さ れて い る よ うに,人 の健 康維 持 に乳 酸 菌 が不 可 欠 で あ る こと は誰 し もが認 め る と ころ で あ る。 長 い歴 史 の中 で 発 酵 乳 を 食 べ る とい う 伝 統 を持 た な か った 日本 人 と乳 酸 菌 との接 点 は,植 物 質 発 酵 食 品 を通 じて 接 す る植 物 性 乳 酸 菌 で あ る。 植 物 性 乳 酸 菌 は,日 本 人 の 健 康 維 持 に長 い 歴 史 に お い て重 要 な役 割 を 担 って い た こ と にな る。 12.お わ りに 植 物 性 乳 酸 菌 を ま とめ て思 う こ と は,植 物 性 乳 酸 菌 も 動 物 性 乳 酸 菌 もそ れ ぞ れ の環 境 に適 応 した乳 酸 菌 に す ぎ な い と い うこ と で あ る。 栄 養 が豊 富 な らそれ に依 存 した 乳 酸 菌 が,栄 養 が貧 素 な ら不 足 の栄 養 素 を 自 己で 補 い な が ら(あ る い は他 の微 生 物 と共 生 しなが ら)生 育 で き る 乳 酸 菌 が そ こ に棲 み 着 く。 生 育 に好 ま し くな い成 分 が あ れ ば,そ れ に 対 応 で きる乳 酸 菌 が そ こ に棲 み 着 く◎ ま さ し く淘 汰 の世 界 で あ る◇ 様 々 あ る環 境 に適 応 した乳 酸 菌 が それ ぞ れ に棲 み 着 いて い る と す る と,個 々 の環 境 が特 定 の乳 酸 菌 を選 択 した結 果 と言 う こ とが で きる。 環 境 適 応 か ら言 う と,乳 酸 菌 は非 常 に多 様 で あ る。 著 者 が 特 に 「環 境 適 応 と多 様 な乳 酸 菌 」 に こだ わ る の に は理 由 が あ る。 乳 酸 菌 の持 っ 代 謝 経 路 は好 気 性 微 生 物 の それ に比 べ てTCA回 路 が な い分 単 純 で あ る◎TCA回 路 に付 随 して 生 合 成 され る ア ミノ酸 な ど は 当 然 自前 で は生 合成 で きず, 細 胞 外 か ら取 り入 れ な けれ ば な らな いのが乳酸 菌 で あ る。 乳 酸 菌 が 要 求 す る ア ミノ酸 や ビ タ ミン類 の要 求 パ ター ン は菌 株 に よ って 多 岐 にわ た って お り紛,植 物 性 乳 酸 菌 の 多 様 性 を 作 り出 して い る要 因 で あ ろ う。 一 方,ア ジァ 人 は 食 経験 が 長 い の は植物 質食 品で あ る◎ ア ジ ア人 の腸 管 は 欧米 人 の そ れ と 比 べ て 約60cm長 い と され て い る。 これ は ア ジァ 人 が 繊 維 質 の多 い食 品 を食 べ 続 けて い た た め の適 応 で あ る。 ア ジ ア人 の食 経 験 にお い て,発 酵 乳 は近 代 に な って か らで あ るの で,日 本 人 を は じめ とす る ア ジ ア人 も,乳 酸 菌 との接 点 はや は り植 物 性 乳 酸 菌 で あ る と言 え る◇ 先 に も述 べ て い るが,発 酵 乳 乳 酸 菌 で言 われ て い る よ うに人 の健 康維 持 に乳 酸 菌 が欠 か せ な い の な ら,ア ジ ァ人 に と って も植物 性 乳 酸 菌 が重 要 な役 割 を 担 って いた の で あ ろ う。 しか し,こ の点 は著 者 が実 験 的 に確 認 した 内 容 で は な く,あ くま で も状 況 か ら 判 断 した にす ぎな い。 実 際 の問 題 と して,「 ど れ だ け多 くの 植 物性 乳 酸菌 が 口 に入 って い たか 」 や 「一 番 多 く口 に入 って い た乳 酸 菌 は どの種 類 で あ った か 」 な ど は全 く 不 明 で あ る◎ これ らを推 定 す る に は歴 史 的 検証 も不 可 欠 で あ ろ う。 植 物 性 乳 酸 菌 と人 の 健 康 の 関 連 は一 部 の 研 究 者 に よ りな さ れ始 め た段 階 で,本 当 に人 の 健 康維 持 に重 要 か ど うか な ど は,さ らに 多 くの デー タを蓄 積 しな けれ ば な らな いで あ ろ う。 植 物 性 乳 酸 菌 は それ ぞ れ の植 物 環 境 に適 応 した生 活 を して い る。 多 様 な環 境 適 応 を持 った植 物 性 乳 酸 菌 の集 団 の 中 か ら,特 定 の 目的 にあ った乳 酸 菌 株 を選 択 す る こ と がで き る。 特 に現 社 会 あ る い は未 来 社 会 に お いて,家 庭 か ら出 る ゴ ミ(家 庭 ゴ ミ)処 理 や未 利 用 資 源(バ イ オ マ ス)の 活 用 に 乳酸 発酵 が活 用 され る こ とが 多 くな るで あ ろ う。 家 庭 ゴ ミの多 く は残 飯 で あ り,そ れ らは植 物 質 で あ る。 ま た未 利 用 資 源 の対 象 に な る もの は ほ とん どが 植 物 質(バ ガ ス,藁,廃 材 な ど)で あ る。 価 値 の な い もの か ら価値 の あ る もの を作 る 目的 か ら,廃 棄 物 や未 利 用資 源 を乳 酸 発 酵 させ て,利 用 価 値 の あ る乳 酸 を 回収 しよ う とす る もの で あ る欄)◎ 当 然 こ れ らの 乳 酸 発 酵 に は 植 物 性 乳 酸 菌 が使 われ るべ きで あ る◎ ま た乳 酸 菌 は人 と のっ き あ い が長 く安 全 な微 生 物 と考 え られて い る。 そ の乳 酸 菌 が 作 る乳 酸,バ クテ リオ シ ン あ る い は微 生 物 同 士 の 競 合 作 用 を使 って,人 に害 を 与 え 一33一
Vol.13, No. 1 Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria る微 蛋 物(食 中毒 細 菌 な ど)を 排 除 しよ う とす るバ イ オ プ リザ ベ ー シ ョ ン法 禰 が これ か らの 時 代 に重 要 に な っ て くる と思 われ る。 バ イ オ プ リザ ベ ー シ ョ ンに使 わ れ る 乳 酸 菌 は多 様 な性 質 を有 し,な お か っ 過 酷 な環 境 に強 い 植 物 性 乳 酸 菌 の中 か ら見 い だ され る可 能 性 が 高 い。 「植 物 性 乳 酸 菌 」 とい う語 は 「植 物 」 と 「乳 酸 菌 」 か らな って お り,両 方 と も人 々 に は 「健 康 的 な」 と い うイ メ ー ジが あ る。 従 って,新 規 な 食 品 開 発 に植 物 性 乳 酸 菌 が 活 用 され る機 会 が 増 え る と考 え られ る。 この 場 合,自 然 界 か ら分離 され た 乳 酸 菌 が 「本 当 に乳 酸菌 で あ るのか」 や 食 経 験 の な い 分離 乳 酸 菌 で あ った 場 合,「 そ れ が 本 当 に安 全 で あ るの か」 な ど慎 重 に対 応 しな けれ ば な らな い、 誰 で もが で き る確 実 な乳 酸 菌 同定 法 や安 全 性 に つ いて の 評 価法 の確 立 を急 が ね ば な らな い と思 っ て い る。 以 上 の よ うに,植 物 性 乳 酸 菌 につ いて 述 べ て きた が, 植 物 性 乳 酸 菌 に は未 解 明 な と こ ろや 明 らか に しな け れ ば な らな い と ころが まだ まだ た くさん あ る。 著 者 は確 か な デ ー タ に基 づ いて 植 物 性 乳 酸 菌 を 解 説 して は い る が,あ る とこ ろか ら先 は著者 の思 うと ころ を 書 い て い る面 もあ る。 植 物 性 乳 酸 菌 の 分 野 を 新 分 野 と して 開 拓 で きれ ば, ア ジァ発 の 新 規 な 乳酸 菌 濡 用 法 と して世 界 に向 けて 発 儒 で き る と思 って い る。 文 献 1)岡 田 早 苗:場 を 浄 め る 乳 酸 菌,微 生 物,4,151-166(1988). 2)岡 田早 苗,柳 田藤 寿,鈴 木 健 一 朗:乳 酸 菌 の 定 義 と分 類 ・ 同定,乳 酸 菌 の科 学 と技 術,乳 酸 菌 研 究 集 談 会 編,学 会 出 版 セ ンタ ー(東 京)9-58(1996). 3)岡 田早 苗:乳 酸 菌 につ いて,乳 酸 菌 実 験 マ ニ ュ ア ル,小 崎 道 雄 編,朝 倉 書 店(東 京)1-5(1992).
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Vol.13, No. I_ Japanese Journal of Lactic Acid Bacteria
The
World
of Plant
Origin
Lactic
Acid
Bacteria
Sanae OKADA
NODAl Culture Collection Center, Tokyo University of Agriculture Sakuragaoka, Setagaya, Tokyo 156-8502, Japan.
Plant origin Lactic Acid Bacteria (POLAB), lactic acid bacteria associated with the fermentation of plant-materials, are discussed in this paper.
If we mention about dairy fermented foods, we automatically think of yogurt , cheese, and LAB drink. These fermented foods were originated from Europe and West Asia, and mainly produced from
milk which fermented by lactic acid bacteria (LAB). The author called "dairy LAB" for LAB
concerning in the dairy fermented foods. The beneficially of dairy LAB for human health have been
studied intensively in Europe and America.
Whereas, in Japanese traditional fermented foods, plant origin are almost used as the raw materials. The well known fermented foods, such as Sake (alcohol beverage from rice) , Miso (soybean paste) , and Shoyu (soy-sauce) are made from rice and soybeans. In the three mentioned above
fermented foods, beside of molds and yeasts, LAB (L. sakei and Leuc. mesenteroides , Tetragenococcus
halophilus) have also participate in the fermentation. Tsukemono (fermented vegetables with salt) , which consumed daily in various parts of Japan, LAB (L. plantarum, L. brevis, Leu. mesenteroides ,
etc.) mainly have an important role for souring vegetables. Tsukemono is known as a food to promote
Japanese health from long time ago. Moreover, as peculiar fermented drink, Awa-bancha and
Goishi-cha (fermented tea leaves without salt in a big tub for ten days) produced in mountain area of
Shikoku Island (Japan) were known as healthy foods in this area. It is recorded that large amount of A wa-bancha and Goishi-cha were consumed for long time in Japan. From the recent our researches, it is interesting that only L. plantarum equipped with DAP-peptidoglycan in cell wall participate in the fermentation of these tea leaves because they can survive from tannic acids containing in the leaves.
However, LAB equipped with Lys-peptidoglycan in cell wall unable to survive in this condition . In conclusion, traditionally, Japanese did not have any dairy fermented foods, but only had plant
materials fermented foods which benefit for health for long time. Therefore , the author emphasize
that "plant origin lactic acid bacteria", which are associated with the fermentation of plant
materials, have been important role for human health.
The author consider following distinguish characteristics of POLAB
-Compare with dairy LAB , POLAB are able to grow in environment with poor nutrition.
-POLAB are able to survive from various inhibitory compounds produced by microorganisms inhabit in plants.
POLAB are useful for probiotics, the fermentation of agriculture biomass to collect lactic acid , and the biopreservative of raw-eating vegetables.