乳酸菌の生理活性作用の利用＊［要上野義栄＊＊●●宮島直人＊＊●●

河村眞也＊＊＊●

早川潔＊＊＊＊旨］

キムチから分離したGABA高生産乳酸菌 L. hilgardii K-3と、その類縁種及び同種の乳酸菌について、GABA生産能の比較検討を行った。その結果、L. brevis、L. hilgardii及び L. kefiriでは、菌種の違いによるGABA生産能の違いが認められた。また、L. brevis IFO 12005、IFO 12520及びIFO 13110またはL.
hilgardii JCM1155及びK-3の様に、同一種の中でも菌株によるGABAの生産能の違いが認められた。
また、最もGABA生産能が優れていたキムチよりの分離株 L. hilgardii K-3を用いて、３％以上のGABAを、グルタミン酸を５％含むGYP培地で生産することが出来た。

１．緒言

GABA高生産乳酸菌の検索を行ってきた１）。この乳酸菌は、古来より醸造食品や漬物中に含まれ、GABAは、生物界に広く分布している非たんぱく

その乳酸発酵により食品に風味を付与してきた。

性アミノ酸で、生体内では抑制性の神経伝達物質

特に京都では、酒、味噌、醤油等の醸造食品やすであり、血圧降下作用や利尿作用等がある２，３）とぐき等の乳酸発酵による漬物など多くの伝統食品報告されている。最近、GABAを含む食品の血圧があり、それらに乳酸菌が関与している。この様降下作用が注目され、GABAを含有するギャバロに古来より伝統的に利用されてきた乳酸菌である

ン茶４）や紅麹５，６）は、その血圧降下作用が報告さが、麹菌や酵母の様に積極的に微生物制御を行いれている。また、胚芽米を水に浸漬することによながら利用されだしたのは近年である。また、乳って、GABAが増大することも報告されている７）。

酸菌が関与する醸造食品中には､様々な生理活性今回、GABAを含有するキムチから分離、同定物質が含まれており､乳酸菌が作り出す生理活性されたGABA高生産乳酸菌Lactobacillus hilgardii

物質が最近注目されている。

K-3のGABA生産能を明らかにするために、数種

筆者らは、生理活性物質の一つであるγ−アミのGABA生産乳酸菌との比較を行い、更に、L.

ノ酪酸（GABA）及びGABA生産微生物に注目し、

hilgardii K-3を用い、液体培養によるGABAの生産条件について検討を行った。

＊：本研究報告は、けいはんなRSP事業可能性試験として実施したものです。
＊＊：応用技術課技師＊＊＊：応用技術課主任研究員

２．実験方法２．１

GABA生産乳酸菌分離株の同定

２．１．１

使用菌株

Lactobacillus brevis IFO 12005＊＊＊＊：応用技術課課長― 63 ―

L. brevis IFO 12520を行った。

L. brevis IFO 13110
L. hilgardii JCM1155

３．実験結果L. hilgardii K-3

３．１

GABA生産乳酸菌によるGABA生産能の比較L. kefiri JCM5818

キムチから分離したGABA高生産乳酸菌L.

２．１．２

培地及び培養方法

hilgardii K-3 と、その類縁種及び同種の乳酸菌

乳酸菌の前培養は、GYP培地（１％ Glucose,L. brevis IFO 12005、L. brevis IFO 12520、L.

１％ Yeast extract, 0.5％ Polypeptone, 0.2％ Na-brevis IFO 13110、L. hilgardii JCM1155及びL.

acetate･3H ２O, 20ppm MgSO ４･7H ２O, １ppm

kefiri JCM5818について、１％グルタミン酸ナト

MnSO ４･4H ２O, １ppm FeSO ４･7H ２O, １ppm

リウム添加GYP培地中でのGABA生産能力の比較

NaCl, 50ppm Tween 80, pH 6.8）を用い、25、を行った。Tableに示すように、キムチから分離

30または37℃で、24時間、静置培養を行った。

したL. hilgardii K-3 が、最もGABA生産能が高

また、乳酸菌の本培養は、GYP培地を用い、く、ついでL. brevis IFO 12005及びL. brevis IFO

必要に応じてグルタミン酸ナトリウムを添加し、12520が高いGABA生産能を示した。また、L.

25、30または37℃で、静置培養を行った。

brevis IFO 13110、L. hilgardii JCM1155及びL.
kefiri JCM5818の３株のGABA生産能は低かった

２．１．３

乳酸菌の増殖度の測定が、少量のGABA生産は確認された。

乳酸菌培養液の660nmの吸光度により、乳酸菌Tableの増殖度とした。

２．１．４

乳酸菌によるGABAの生産

グルタミン酸及びGABAの測定

グルタミン酸及びGABAは、TLCで定性分析を行い、HPLCによるアミノ酸分析により定量分析を行った。
T L C は、M E R C K 社製シリカゲルプレート（TLC-Plastic sheets silica gel 60 F254）及び展開溶媒（n-Butyl alcohol：Acetic acid：H２O＝３．２

L. hilgardii K-3 及びL. brevis IFO12005によるGABA生産能の比較

3:2:1 v/v）を用いて展開し、ニンヒドリンを発色GABA生産能の比較を行ったGABA生産乳酸菌試薬として用いた。
アミノ酸分析は、HPLC（島津製作所製，の中で、最も高いGABA生産能を示したキムチかLC−9A）にアミノ酸分析用カラム（強酸性陽イらの分離菌 L. hilgardii K-3と、それに次ぐオン交換樹脂カラムShim-pack ISC-07型）を用GABA生産能を示したL. brevis IFO 12005とを、い、ο−フタルアルデヒドを反応試薬として、蛍培地に添加するグルタミン酸ナトリウムの濃度を光波長（Ex＝348nm，Em＝450nm）による測定変化させて、そのGABA生産量を比較検討した。

― 64 ―

Fig.１ L. brevis IFO 12005及びL. hilgardii K-3によるGABAの生産

GYP培地中の初発のグルタミン酸濃度を1.0、2.5及び5.0％に変化させたときの、L. brevis IFO

L. brevis IFO 12005よりもL. hilgardii K-3が優れていた。

12005の培地中のGABA生産量はFig.１（A）、L.
hilgardii K-3の培地中のGABA生産量はFig.１

３．３

L. hilgardii K-3 によるGABA生産に対する、グルタミン酸ナトリウム濃度（B）のとおりである。の影響

L. brevis IFO 12005は、初発グルタミン酸濃度を1.0、2.5、5.0％と増加させても、GABAの生産

GABA生産能に優れているL. hilgardii K-3を量は約１％であり、グルタミン酸濃度を高くして用い、GYP培地中でのGABA生産能について検討

も、GABAの生産量は、１％以上に増加しなかっするために、GYP培地の初発のグルタミン酸濃た。それに対して、L. hilgardii K-3では、初発度を2.5、5.0、7.5、10.0、12.5及び15.0％と変化グルタミン酸濃度を1.0、2.5、5.0％と増加させる

させたときのL. hilgardii K-3の増殖曲線は、Fig.

ことにより、それに伴ってGABAの生産量も増大

２（A）、培地中のGABA生産量はFig.２（B）のした。

とおりである。

また、L. hilgardii K-3は、培養16時間後には

L. hilgardii K-3は、初発グルタミン酸濃度を既にGABAが生成し始めているのに対し、L.

5.0％としたときに最も良く増殖し、それ以上のbrevis IFO 12005では、培養24時間経過後でもまグルタミン酸濃度になると増殖速度が低下し、特だGABAを生産していない。にグルタミン酸濃度12.5及び15.0％では、L.

この様に、GABA生産量及び生成速度ともに、hilgardii K-3の増殖を明らかに阻害している。

― 65 ―

Fig.２グルタミン酸濃度の影響

Fig.３ L. hilgardii K-3によるGABAの生産― 66 ―

培地中でのGABA生産は、初発グルタミン酸濃の様な中、医薬品としての血圧降下剤としても度が2.5％では、培養２日で既に培地中の全ての様々なものがあるが、生活習慣病の一つである高グルタミン酸をGABAに変換し終えている。また、血圧症の予防としては、食品が持つ穏やかな血圧

初発グルタミン酸濃度が５〜10％で、最もGABA降下作用を利用し、日常的にその食品を摂取するの生産量が高くなり、３日間の培養でGABAをことが有効と思われる。

３％以上生産している。しかし、それ以上にグル最近血圧を下げる効果が期待される食品が注目

タミン酸濃度を増加させるとGABAの生産量は減されており、アンジテンシン変換酵素阻害ペプチ

少し、初発グルタミン酸濃度が12.5％、15.0％とドやGABA等の血圧降下物質を含む食品が商品化増加するのに伴い、GABAの生産量も減少していされてきている。

る。

この様な中、筆者らは、血圧降下物質であるGABA生産量の最も多い初発グルタミン酸の濃GABAを乳酸菌が生産することに注目し、醸造食度条件である５〜10％での、L. hilgardii K-3の品より数種類のGABA高生産乳酸菌を分離してき増殖とグルタミン酸及びGABAの関係は、Fig.３た。
キムチから分離したGABA高生産乳酸菌L.のとおりである。
初発グルタミン酸濃度5.0％では、L. hilgardii

hilgardii K-3と、その類縁種及び同種の乳酸菌にK-3の増殖に伴い、培地中のグルタミン酸がついて、GABA生産能の比較検討を行った。そのGABAに変換され、培養５日目でほぼ全てのグル

結果、L. brevis、L. hilgardii及びL. kefiriでは、タミン酸がGABAに変換し、GABAの濃度は、菌種の違いによるGABA生産能の違いが認められ3.6％の高濃度を示している。それに対して、初た。また、L. brevis IFO 12005、IFO 12520及び発グルタミン酸濃度7.5、10.0％では、初発グルタ

IFO 13110またはL. hilgardii JCM1155及びK-3のミン酸濃度5.0％の場合と同様、L. hilgardii K-3

様に、同一種の中でも菌株によるGABAの生産能の増殖に伴い、培地中のグルタミン酸がGABAにの違いが認められた。この様に、乳酸菌の中には、変換される。しかし、生成するGABAは、初発グGABA生産能を有する菌種もあるが、その生産能ルタミン酸濃度5.0％の場合とほぼ同量しか生産は、菌種及び菌株により大きく異なると思われる。

せず、GABAに変換しないグルタミン酸が培地中

また、今回比較したGABA生産菌の中では、キムに多量に残存している。

チよりの分離株 L. hilgardii K-3が最もGABA生

この様に、初発グルタミン酸濃度5.0％のGYP産能が優れていた。

培地を用いることにより、L. hilgardii K-3によL. hilgardii K-3は、従来では生産できなかっるGABA生産を最も効率よく行うことができた。

た３％以上のGABAを、グルタミン酸を５％含むGYP培地で生産することが出来た。また、この

４．考察

様な高濃度のGABA含有乳酸発酵液は、更に濃縮

高血圧症は現在我が国人口の約20％にあたる

あるいは乾燥粉末にすることにより、食品原料と2,000万人以上が羅患していると推定されている。

して、様々な食品への利用が期待できる。但し、この高血圧症の90％以上は、いわゆる本態性高血今回使用したグルタミン酸含有GYP培地にによ圧症と呼ばれ、その原因が特定されていない。こるGABA含有乳酸発酵液は、そのまま食品原料と― 67 ―

して使用するためには、培地成分の改良が必要であり、今後食品に利用可能なGABA含有乳酸発酵液を開発するためにGYP培地の成分を改良する予定である。
また、L. hilgardii K-3は、グルタミン酸からGABAへの変換速度が速く、わずかな菌数でも、GABAへの変換が可能である。この L. hilgardii
K-3をキムチや味噌等の発酵食品に接種することにより、発酵食品中でGABAを生産させることが可能である。今後更に、検討する予定である。

（参考文献）
１）早川 潔、上野 義栄、河村 眞也、谷口 良三、
小田 耕平：生物工学、74,4,239-244（1997）２）E. Robert and E. Eidelberd:Int. Rev.
Neurobiol., 2, 279-332（1970）
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藤二郎、村井 敏信、樋口 満：農化、61、1449-1451（1987）
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Tanabe, A. Inada, T. Nakanishi:Chem.
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６）辻 啓介、市川 富夫、田辺 伸和、阿部 士郎、
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