(57)【要約】  本発明は米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法、及びこれを用いて生産された米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体に関するものであって、液体培養方式と米糠又は紅参の抽出物を用いて機能性菌糸体の生産量を増加させる。ヤマブシタケの１次培養液に米糠又は紅参の抽出物を添加して２次培養したヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法、及び前記方法を用いて生産されたヤマブシタケの機能性菌糸体を提供して、固体培養方式における高費用、低生産性の問題と品質の不均一性、流通中の品質変化などの問題を解決することによって、低廉な費用で優秀な品質のヤマブシタケの機能性菌糸体を大量生産することができるのみならず、基質で使用された米糠又は紅参の抽出物により老人性疾病、癌、免疫系疾患の治療及び脳機能活性などの効果を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヤマブシタケを液体培養して機能性菌糸体を生産する方法において、
ヤマブシタケの菌糸体を用いて１次培養液を製造する段階と、
前記１次培養段階から製造された１次培養液に米糠又は紅参の抽出物を添加した後、２次培養する２次培養段階と
を含むことを特徴とする米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法。
【請求項２】
１次培養段階は、
ブドウ糖５％、イースト抽出物とペプトンとを１：１で混合した混合物０．２％、および、リン酸カリウム（KH2PO4）と硫酸マグネシウム（MgSO4）とを１：１で混合した混合物０．２％を混合して培地を組成する培地組成段階、
前記培地組成段階から組成された培地でｐＨ４〜６、温度２０〜３０℃、撹拌速度１００〜２００rpm、作業容量５０mL、菌糸体接種比３〜７％にして種菌を培養する種菌培養段階、および、
前記種菌培養段階から培養された種菌を生物反応器でｐＨ５〜６、温度２５〜３０℃、撹拌速度１００〜２００rpm、通気速度１〜３vvmで４〜８日間培養する本培養段階
を含むことを特徴とする請求項１に記載の米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法。
【請求項３】
２次培養段階は、
米糠又は紅参の熱水抽出液１〜７％（v/v）を前記本培養段階から培養された本培養液に添加した後、１００〜２００rpm、２０〜３０℃の条件下で２〜３日間追加培養することを特徴とする請求項１に記載の米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の生産方法によって生産された米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体。
【請求項５】
前記米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体は、凍結乾燥した後、粉砕して粉末化させた状態で老人性疾病、癌、免疫系疾患の治療用組成物に適用されることを特徴とする請求項４に記載の米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法、及びこれを用いて生産された米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体に関するものであって、より詳しくは、ヤマブシタケの機能性菌糸体を大量生産するだけでなく、米糠又は紅参の有効成分を含有させることにより、低廉な費用で老人性疾病、癌、免疫系疾患の治療及び脳機能活性などの効果を有する優秀な品質のヤマブシタケの機能性菌糸体を大量生産できるようにした米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法、及びこれを用いて生産された米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ヤマブシタケ（Hericium erinaceus）は担子菌類、ヒダナシタケ目、シロカノシタ科、サンゴハリタケ属に分類される茸であって、その優秀な機能的効能により産業的にたくさんの関心を持っている機能性茸の中の一つである。
【０００３】
主要薬理活性成分として、神経成長因子の合成誘導促進物質（NGF stimulator）、ヒーラ細胞 （Hela cell）増殖抑制因子、免疫機能調節因子、抗癌成分、食餌繊維（β−グルカン）などがある。特に、子実体由来のヘリセノン類は天然物としてはアドレナリンと似ている程度の活性を示す最初の物質と知られており、その他エリナシンも現在までに知られた物質の中でその活性が最も強力なものと知られている。
【０００４】
１９９０年アジアンゲームの時は中国選手たちの活力を増強させる原動力になったスポーツドリンクのハウタウ（Houtou）はヤマブシタケ（Hericium erinaceus）によるものであることはよく知られている事実である。
【０００５】
なお、ヤマブシタケ（Hericium erinaceus）は韓国を初め中国、日本など北半球温帯以北に広く分布する食用茸であって、この茸は楢柏、クリ（チェスナット）など広葉樹に寄生する白色腐朽菌の一種であり、秋期にたくさん発生するが、Liuによって栽培技術が開発されて人工栽培も可能となった（非特許文献１）。日本では割木栽培やPE（ポリエチレン）瓶を用いた菌床栽培方法などの人工栽培法が確立されて、年中市場に出荷されている実情であり、韓国でも最近人工栽培が始まった茸である（非特許文献２）。
【０００６】
ヤマブシタケの化学成分は糖質と蛋白質を主成分とし、ミネラルを含有するが脂肪含量は少ない（非特許文献３）。ミネラルはNa、P、Mgなどの順で多いが、栽培用の原木や菌床によって灰分組成も影響を受ける。
【０００７】
味の成分としては遊離アミノ酸、遊離糖（トレハロース、マンニトール、アラビニトール、グルコースなど）、有機酸（リンゴ酸、フマル酸、クエン酸、 α-ケトグルタル酸など）が存在する。他に呈味成分としてアデノシン、グアニン、グアノアデニン酸などの核酸成分が存在するが、これらはアミノ酸との相乗作用によって至味を与えるものと知られている。
【０００８】
ビタミンとしてはB1、B2、ナイアシン（niacin）が存在するが、ビタミンAとCは検出されていない。また、光と加熱乾燥によってビタミンD2に変化し、Caの吸収代謝に助けになって骨粗鬆症の予防役割が期待されるエルゴステロール（ergosterol）が普遍的に存在する。
【０００９】
しかし、今までの研究によると、このような栄養成分の他にもヤマブシタケには薬理活性成分としてヒーラ細胞（Hela cell）増殖阻害物質、神経成長因子（NGF）の合成誘導促進物質、免疫機能調節成分（BRM効果）、抗腫瘍多糖類、レクチン（lectin）、食餌繊維（β-グルカン、キチン質、ヘテロ多糖）などがあり、これらに対応する各種の生理活性が報告されている（非特許文献４）。
【００１０】
中国では漢方薬で有名であるが、ヤマブシタケの子実体の複合多糖類（hetero-polysaccharides）は免疫機能調節に基づいた抗癌作用（胃癌、食道癌、肝臓癌、皮膚癌など）を有することが知られており、なおヤマブシタケの免疫系の強化による胃潰瘍、十二指腸潰瘍及び胃癌、食道癌の治療効果が報告され（非特許文献５）、抗癌及び免疫機能を促進させるということが報告されている（非特許文献６）。
【００１１】
特に、神経成長因子(NGF)の合成誘導促進活性を示す子実体由来のフェノール関連化合物（ヘリセノン C, D, E, Y-A-8-c）や菌糸体由来のエリナシン（erinacine）A〜Iなどによる中枢神経再生とアルツハイマー型痴呆の改善効果を明らかにして、これらの治療剤としての利用可能性が報告されている。
【００１２】
前記のような効能を有するヤマブシタケの栽培技術は１９８１年Liuによって開発されて固体培養に対する人工栽培が可能となったが、固体培養による子実体の生産には光線、温度、湿度の調節が必要であり、有効成分の抽出収率が低かったので、高費用、低生産性の問題のみならず品質の不均一性、流通中の品質変化などで産業的な生産体制への転換が難しいという問題点があった。
【００１３】
前記のような問題点を解決するために、１９４８年米国でHumfeldが アガリクス茸に対して最初に試みた以来、今まで約６０余種の食用茸に対して適用、検討される液体培養方法を用いてヤマブシタケ（Hericium erinaceus）の液体培養に関するGrigansky、Lomberhなどの研究が報告されているが、これらの研究結果はフラスコの水準でなされたものであって、菌糸体の生産収率が２.７乃至９.２g/Lで低く、培養期間が１０日程度で長くて菌糸体生産の最適化が要請されていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Liu. C.Y. 1981. Technique of cultivation of monkey head mushroom. Edible Fungi, No. 4, 33
【非特許文献２】Ko. H.K. 1998. Cultural characteristics of Hericium erinaceum. M.S. thesis, Korea Univ.
【非特許文献３】Eisenhut, R., Fritz, D. and Tiefel, P. 1995. Investigations on nutritionally valuable constituents of Hericium erinaceus (Bull.:Fr) Pers. Gartenbauwissenschaft, 60(5), 212-218
【非特許文献４】Mizuno, T. 1995. Yamabushitake, Hericium erinaceum: Bioactive substances and medicinal utilization. Food Reviews International, 11(1), 173-175
【非特許文献５】Yang, Q.Y., and Jong, S.C. 1989. Medical mushrooms in China. Mush. Sci., 12(Part 1), 631-643
【非特許文献６】Ahn, D.K. 1992. Medicinal fungi in Korea. Kor. J. Mycol., 20, 154-165
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は前記のような問題点を解決するためのものであって、特に本発明は米糠又は紅参の抽出物がヤマブシタケの菌糸体を大量生産するに効果的であることを発見し、ヤマブシタケの１次培養液に米糠又は紅参の抽出物を添加して２次培養したヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法を提供することを目的とする。前記方法を用いて生産されたヤマブシタケの機能性菌糸体を通じて、固体培養方式における高費用、低生産性の問題と品質の不均一性、流通中の品質変化などの問題を解決することによって、低廉な費用で優秀な品質のヤマブシタケの機能性菌糸体を大量生産することができる。本発明はまた、老人性疾病、癌、免疫系疾患の治療及び脳機能活性などの効果を有するように米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法、及びこれを用いて生産された米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の目的を達成するための本発明の特徴は、ヤマブシタケの菌糸体を用いて１次培養液を製造する段階と、前記１次培養段階から製造された１次培養液に米糠又は紅参の抽出物を添加した後２次培養する２次培養段階とを含む米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法である。
【００１７】
また、上述した目的を達成するための本発明の他の特徴は、前記特徴の生産方法によって生産された米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体である。
【００１８】
本発明の好ましい実施態様において、１次培養段階は、ブドウ糖（glucose）５％、イースト抽出物（yeast extract）とペプトン（peptone）とを１：１で混合した混合物０.２％、および、リン酸カリウム（KH2PO4）と硫酸マグネシウム（MgSO4）を１：１で混合した混合物０.２％を混合して培地を組成する培地組成段階、前記培地組成段階から組成された培地でｐＨ４〜６、温度２０〜３０℃、撹拌速度１００〜２００rpm、作業容量（Working volume）５０mL、菌糸体接種比３〜１０％にして種菌を培養する種菌培養段階、および、前記種菌培養段階から培養された種菌を生物反応器（Bio-reactor）でｐＨ５〜６、温度２５〜３０℃、撹拌速度１００〜２００rpm、通気速度１〜５vvmで４〜８日間培養する本培養段階を含むことができる。
【００１９】
また、本発明の他の好ましい実施態様において、２次培養段階は、米糠又は紅参の熱水抽出液を前記本培養段階から培養された本培養液に１〜７％（v/v）となるように添加した後、１００〜２００rpm、２０〜３０℃の条件下で２〜３日間追加培養することができる。
【００２０】
本発明の他の好ましい実施態様において、米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体は、凍結乾燥した後粉砕して粉末化させた状態で、老人性疾病、癌、免疫系疾患の治療用組成物に適用させることができる。
【００２１】
本発明の目的と特徴及び長所は添付図面及び次の詳細な説明を参照することによってさらに容易に理解される。
【００２２】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例の構成及びその作用効果について詳しく説明すると次の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例による米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は本発明の一実施例による米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法の流れ図であって、本発明の米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法を概略的に示している。即ち、本発明はヤマブシタケの菌糸体を用いて１次培養液を製造する段階と、前記１次培養段階から製造された１次培養液に米糠又は紅参の抽出物を添加した後２次培養する２次培養段階とを含むものであり、前記１次培養段階は、培地組成段階と種菌培養段階と本培養段階とを含めて構成される。
【００２５】
前記培地組成段階は、機能性菌糸体を培養するための最適の培地を組成する段階であって、ブドウ糖（glucose）５％、イースト抽出物（yeast extract）とペプトン（peptone）とを１：１で混合した混合物０.２％、および、リン酸カリウム（KH2PO4）と硫酸マグネシウム（MgSO4）とを１：１で混合した混合物０.２％を混合して培地を組成する。前記種菌培養段階は、前記培地組成段階から組成された培地で種菌を培養する段階であり、ｐＨ４〜６、温度２０〜３０℃、撹拌速度１００〜２００rpm、作業容量（Working volume）５０mL、菌糸体接種比３〜７％にして種菌を培養する。前記本培養段階は、前記種菌培養段階から培養された種菌を本培養して機能性菌糸体を生産するものであり、生物反応器（Bio-reactor）でｐＨ５〜６、温度２５〜３０℃、撹拌速度１００〜２００rpm、通気速度１〜５vvmで４〜８日間培養するようになる。
【００２６】
前記２次培養段階は、前記の培養過程を経て組成された１次培養液に米糠又は紅参などの抽出物を添加して追加培養するものであり、米糠又は紅参の熱水抽出液を前記本培養段階から培養された本培養液に１〜７％（v/v）となるように添加した後、１００〜２００rpm、２０〜３０℃の条件下で２〜３日間追加培養し、遠心分離して菌糸体を生産する。
【００２７】
前記の一実施例による培地組成段階の最適培地組成、米糠成分の投入時期別の菌糸体生成量の比較、前記比較実験のための種菌培養時の最適培養条件などを下記の実験例１を通じて説明及び証明すると次のようである。
【００２８】
実験例１
【００２９】
４要素混合物の構成成分（水、炭素源、窒素源、ミネラル）と６−段階の量（０、１、1/2、1/3、1/4、1/6）のMA（mixture amount）を用いたシンプレックス中心設計（Simplex-centroid design）の混合物実験法を下記表１のように行った。最適培地組成を有する培地で接種比５％、温度１０〜３０℃、撹拌速度１００rpmで９日間培養した結果に基づいて最適培地組成の混合比を評価した。その結果、最適培地組成をブドウ糖５％、イースト抽出物とペプトンとを１：１で混合した混合物０.２％、および、リン酸カリウム（KH2PO4）と硫酸マグネシウム（MgSO4）とを１：１で混合した混合物０.２％で設定した。
【００３０】
＜表１＞MAを用いたシンプレックス中心設計の混合物実験条件
【００３１】
【表１】
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【００３２】
前記のように最適培地の条件を設定するために、９日間培養した培養液を再び培養温度２５〜３５℃、通気速度０.５〜２.０vvm、撹拌速度１００〜３００rpmで約８日間、表２のような条件下で１次液体培養を行った。最適培養条件を決定した後、ｐＨ５〜６、培養温度２５〜３０℃、撹拌速度１００〜２００rpmで約４〜８日間種菌培養した。
【００３３】
上記最適培地及び培養条件下で１次液体本培養を行い、菌糸生育が十分なされた５日以後に米糠成分を投入して２次培養を施して菌糸体の生産量を増大させた。
【００３４】
＜表２＞培養条件の主要要素を設定するための変数とその段階
【００３５】
【表２】
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【００３６】
前記で添加される米糠抽出物の添加量は１〜７％（v/v）、望ましくは、３〜６％(v/v)となるように添加し、２０〜５０℃（望ましくは、２０〜３０℃）で静置培養または震盪培養して２次培養を実施することが望ましい。全体８日間の液体培養期間中、米糠抽出物の投入時期別に菌糸体の生育を調査した結果を表３に示した。
【００３７】
＜表３＞菌糸体生成量の比較
【００３８】
【表３】
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【００３９】
前記表３からわかるように、培養０日次から米糠抽出物を投入した時は既存のニンニクなどを用いた菌糸体培養実験の結果と同様に菌糸体の生育自体が阻害される傾向を示したが、１日次以上経過した後に米糠抽出物を投入した時には初期に多少菌糸体生育が低下されるように見えたが、投入時期が遅いほどその生成量は急速に増加して培養４〜５日以後添加することによって、既存の一般的な液体培養方法等に比べて著しくの菌糸体の生成が可能であった。
【００４０】
より具体的には、この方法で培養初期の米糠や紅参の抽出物の添加時には菌糸体生成量が約１.５g/Lに過ぎなかったが、１次培養の４〜５日後添加時は２０、７５及び３００L発酵器で１６.６５〜１７.８９g/Lまで得られ、これは通常的な液体培養の４.２５〜１.０７７g/Lに比べても１６０〜３００％以上向上されたものである。
【００４１】
この他にも本発明の米糠又は紅参を基質にしたヤマブシタケの機能性菌糸体の生産方法、及びこれを用いて生産された米糠又は紅参の有効成分を含有したヤマブシタケの機能性菌糸体は多様に変形実施されることができるものであり、本発明の目的範囲を外れない限り、変形される実施例は全て本発明の権利範囲に含まれて解釈されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上の本発明によると、固体培養方式における高費用、低生産性の問題と品質の不均一性、流通中の品質変化などの問題を解決することによって、低廉な費用で優秀な品質のヤマブシタケの機能性菌糸体を大量生産することができるのみならず、基質で使用された米糠又は紅参の抽出物により老人性疾病、癌、免疫系疾患の治療及び脳機能活性などの効果を有させるなどの利点が得られるようになる。
【図１】
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【国際調査報告】
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