しょうゆづくりの歩みと麹菌の関わり
松島健一朗
穀物やその調製物のタンパク質，糖質を異化する目的

では生育が抑制されるのに対し，麹菌では影響を受けなでカビを接種して培養したものを麹といい，そこに利用いことがわかった 2,3)．原料をどのように処理するかとされるカビを麹菌という．日本においていわゆる麹菌という文化的な差が，着生する菌を選抜し，日本におけるは Aspergillus oryzae，A. sojae をおもに指している．それ製麹法を決定づけたものと考えられている．

らのうちタンパク質分解能に優れている株がしょうゆ麹

友麹による種麹の使用菌としてしょうゆ製造に利用される．本稿の前半ではしょうゆづくりにおいて麹菌がどのように利用されてきたか

微生物を利用した醸造・醗酵を産業化する場合，優れについて述べ，後半では最近のトピックを紹介しながら，た菌株を繰り返し使用することは品質の維持・安定化に麹菌を利用したしょうゆ製造の将来について考える．

重要である．しょうゆや酒の製造においても同様で，優れた品質の製品を作ることができた麹は繰り返し使用さしょうゆにおける麹菌の役割れた．これを友麴と呼び，微生物の概念がなかった時代

しょうゆづくりにおける麹菌の役割を端的に言えば，に優れた製品製造につながった麹を大事に継代して次のタンパク質の分解ということになる．調味料としてうま生産にも利用していた．平板寒天プレートの発明以前はみを醸すためには，大豆などの穀物由来のタンパク質を単一種を継代してゆくことは非常に難しかったが，麹菌分解して，可溶性ペプチド・アミノ酸を生成し，うまみの場合その特異な性質ゆえに，雑菌の混入を除くことがの素であるグルタミン酸含量を増加させることが重要でできた．実績のある麹（元種）に木灰を振りかけて種麹ある．そのためにプロテアーゼ，ペプチダーゼ，グルタを培養することで，麹をアルカリ性にして雑菌の生育をミナーゼを効率的かつ高生産することが麹菌に求められ阻害したのである．Aspergillus 属菌は強いアルカリ抵る役割であり，その目的に沿ってしょうゆ麹菌は選択さ抗性があるため，麴菌は木灰を振りかけても生育するこれてきたと考えられる．同じ麹菌を使っていても酒造りとができた．その結果，優秀な麹を雑菌の混入を防ぎつ

では雑味の原因となるアミノ酸は歓迎されず，酵母が効つ継代することができたのである．木灰による雑菌の防率的にアルコール発酵をするために糖質分解に優れた株

除は実験的にも有効であることが証明されている 1)．こが利用されている．もちろん，しょうゆにおいても乳酸の方法は室町期にすでに利用されていたようである．当菌や酵母の生育のために糖質分解は必要であるが，タン時，すでに酒やしょうゆの生産者へ卸すための麴を販売

パク質の分解の方が相対的に重要である．こうした目的する業者（もやし屋）が存在し，彼らは友麹と木灰を使っの違いからしょうゆ麹菌と酒造りのための麹菌とは異て，優れた麴を生産・維持・販売していた．彼らは麹のなった性質を持つに至ったと考えられる．

種類により性質が異なること，雑菌の混入を防ぐことでそれぞれの麹の特性を維持・継代できることに気づき，撒麹による製麹

結果として優良な麹菌の選抜と単一株培養を行っていた

日本の製麹における特徴の一つとして撒麹がある．中国大陸では穀物を粉にして水で練って成形することが一般的におこなわれており，それにクモノスカビ（Rhizopusのである．
日本の製麹法の確立sp.），ケカビ（Mucor sp.）などのカビをつけた餅麹を使っカビを使って製麹をし，原料に含まれるタンパク質のて酒・調味料（醤，ひしお）が作られていた．一方，日加水分解を促しアミノ酸の豊富な調味液（醤）をつくる

本では穀物を蒸煮する習慣があり，それに麹菌をつけて技術は元々中国から伝わったものと考えられるが，上述

1)

撒麹で製麹を行ったと考えられている ．田中らの研究のように日本に来てその風土，習慣に合わせて形を変えによればタンパク質を蒸煮処理するとタンパク質の過変た．産業史的な経緯はおおよそ次のように考えられてい性が起こり，プロテアーゼ活性が強くないクモノスカビ

る．i）12 世紀に宋から持ち込まれた径山寺味噌から発

著者紹介

キッコーマン（株）研究開発本部基盤研究第 1 部

2014年 第2号

E-mail: kmatsushima@mail.kikkoman.co.jp

75祥したと言われる湯浅醤油は餅麹にクモノスカビを着生

表 1．Aspergillus 属菌のゲノム解析 7)させて製麹をしていた．ii）16 世紀頃，蒸煮した原料を形成した味噌玉麹に麹菌を着生させて製麹されるように

Total size
(Mb)

GC content(%)

Number ofgenes

なった．iii）17 世紀頃，蒸煮した原料に麹菌を着生さ

A. nidulans

30.550.3

10,658せる現在の製麹法に至った 4)．この間に木灰を使った優A. fumigatus

29.4

49.8

9,767

良菌株の維持継代などの技術が融合し，本邦における製A. oryzae

37.948.2

11,886

麹用のカビがRhizopus属菌からAspergillus属菌へ変わっ$ÀDYXV36.848.412,604

たようである．しょうゆ製造法は酒造りの技術が多く転

8)

39.5

48.1

13,033

A. sojae

用されており，酒造の副業として始めたしょうゆ製造業者も多い 4)．江戸末期にはしょうゆの製造工程は原料処
理から製麹，仕込み，製成とほぼ現在のものの原型にた
4)

麹菌はゲノムサイズが 37 〜 39 Mb と他の Aspergillus属菌と比較して大きく，遺伝子数も多い（表 1）．A. oryzae

どりついている ．
明治維新後日本にも産業革命がおこり，しょうゆ産業と A. sojae を比較すると A. oryzae では D- アミラーゼ遺伝も機械化された．第二次世界大戦後，大豆の蒸煮による子のコピー数が多い一方，A. sojae では特異的なプロテ過変性がタンパク質の可溶化を妨げることがわかり，適アーゼが存在するなど，それぞれの菌の特徴がゲノム情切な蒸煮法が確立された．また高プロテアーゼ生産菌が報から伺える（後述）．今後，A. oryzae，A. sojae に属す育種された．これらの技術革新により，現在タンパク質る多くの株や，他の Aspergillus 属菌のゲノム解析が進の原料歩留まりは，終戦頃の 60％台と比較して，90％めばそれらの比較から種々な性質の推定，醸造特性の解

5)

明，二次代謝産物の生産機構の解明などが進展すると期にまで向上している ．
麹菌の分子生物学と麹菌の未来待される．
遺伝子組換え技術の発展

微生物学の発展で，麹とは麹菌というカビの働きによって作られること，また麹菌はプロテアーゼ，アミラー

遺伝子組換え技術は望ましい形質の増強・付与，好まゼなどの酵素を分泌しその働きで原料を分解することがしくない形質の抑制・除去を可能とし，将来の育種の基明らかになった．それ以降しょうゆ醸造における麹菌の盤技術になると考えられる．麹菌についても 1987 年に A.

育種はおもにタンパク質利用率の向上を目標に実施されてきた．麹菌の育種には平板寒天培地培養法と人為的変

oryzae でアルギニン要求性をマーカーとした宿主 - ベクター系が開発され 9)，以後さまざまなマーカー，宿主 -異が導入されるようになり，しょうゆメーカーにとってベクター系の開発が行われている．しかし麹菌の形質転はプロテアーゼ高生産菌の育種は現在も続く課題である．

換には一つ大きな問題があった．相同組換えを利用して将来のしょうゆ製造を考えた時，麴菌の育種，特に分ゲノムにベクターを組み込もうとすると，予期せぬ遺伝子生物学的な知見に基づいた育種は不可欠である．実用子座にランダムに組み込まれる（非相同組換え）確率が化にはいまだに越えるべきハードルが多く残っているが，高く，目的の遺伝子座に目的通りにベクターを組み込む技術的な基盤は整いつつある．後半では麹菌の分子生物ジーンターゲッティングの効率が低いことである．高橋学の発展から麹菌利用についての将来展望を考察する．

らは非相同組換えに関与する ku70，ku80 という遺伝子

麹菌のゲノム解析
麹は麹菌の働きによって作られている．つまり麹の働をあらかじめ破壊した株を宿主に使用することで，相同組換え効率を飛躍的に向上させることに成功した 10)．相同組換え率が向上するとそれを応用した遺伝子操作法がきを理解するためには，麹菌を理解する必要がある．そ一気に利用可能となった．の基盤として麹菌の設計図である全ゲノムの塩基配列を①染色体大規模領域の欠失：高橋は pyrG 遺伝子をポジ決定することは不可欠である．A. oryzae の全ゲノムはティブセレクションにもネガティブセレクションにも利2005 年，A. nidulans，A. fumigatus と同時に決定された 6)．
その後 A. niger，A. flavus といった産業上あるいは公衆衛生上重要な Aspergillus 属菌のゲノム配列が相次いで決定された 7)．しょうゆ麹菌 A. sojae は 2011 年に佐藤ら用して相同組換え領域をマーカーとともに組み込んだ

8)によって決定されている ．

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後，選択圧をかけることで大きな（数 10 kb 〜数 100 kb）染色体上の任意の領域を欠失させることに成功した（図1）11)．この方法を用いて麹菌の 7 番染色体の最小化が試みられた 12)．
生物工学

第92巻

グルタミン酸と考えられている．グルタミン酸の生成経路はペプチダーゼの作用により原料から直接遊離する経路と，原料から遊離したグルタミンがグルタミナーゼにより加水分解されて生成する経路があると推測されている．グルタミンは非酵素的に呈味性のないピログルタミン酸へ変換するので，グルタミンをグルタミン酸へ変換するグルタミナーゼはしょうゆ製造において重要な酵素である．伊藤らは Cryptococcus 由来グルタミナーゼとの相同性を利用して麹菌ゲノムから新規なグルタミナーゼ遺伝子 gahB をクローニングした 15)．麹菌にはグルタミナーゼ遺伝子が 10 〜 12 種類存在するが，麹中でそれらがコードする酵素のうちどれが寄与しているかは今まで分からなかった．伊藤らは A. oryzae および A. sojae において種々のグルタミナーゼ遺伝子破壊株を作製したと
ころ，gahB 破壊株で麹中のグルタミナーゼ活性が 90％低下することを確認し，GahB が麹中で主要なグルタミナーゼであることを示した．GahB をはじめとした種々のグルタミナーゼの発現をコントロールすることで，グルタミン酸含量の高い高付加価値のしょうゆ・調味料の製造に結びつくことが期待される．
図 1．アフラトキシンクラスター欠失株の作製 11)．moxY とpyrG を組換えの標的部位で挟んだベクターを構築し pyrG- 株の形質転換を行う（A）．ウリジン / ウラシルを含まない培地で選抜すると moxY-pyrG を含む組換え株のみが生育する（B）．
moxY-pyrG 挿入株の分生子を 5- フルオロオロチン酸（5FOA）を含む最少培地に播種する．導入した moxY と生来の moxY との間で相同組換えが起こるとその中にある pyrG 遺伝子とアフラトキシン遺伝子クラスターが脱落する（C）．5FOA 培地では-pyrG 株のみが生育するので，目的のクラスター欠失株のみ生育する（D）．

加水分解酵素麹菌は多量の糖質分解酵素を分泌し，原料の多糖・オリゴ糖を分解する．それらは乳酸発酵，アルコール発酵の基質となり，有機酸，香気成分，アルコールなどしょうゆの風味を構成する上で不可欠な成分を生成する．一方，分解されなかった糖質は圧搾工程後残渣となる．この圧搾残渣は飼料や燃料などの用途はあるものの，基本的には不要なものでできれば少ないに越したことはな②遺伝子破壊株ライブラリ：ターゲッティングを確実にい．したがって，しょうゆ醸造においては糖質の分解ができるようになると，個別の遺伝子の破壊株を容易に作より効率的に行われることが求められる．

製することができるようになった．小川らはゲノム配列

一般的に A. sojae の糖質分解能は A. oryzae と比較しが解読された A. oryzae RIB40 株から転写因子と予測さて低いことが知られている．ゲノム解析によって，A.

れた約 400 遺伝子を抽出し，その破壊株ライブラリを作因子の発見 14) につながった．また A. nidulans においてoryzaeはD-アミラーゼを3コピー持っているのに対し，A.
sojae は 1 コピーしか持ってないことが判明している．
これだけで A. sojae の糖質分解能が低い理由とするのは早計かもしれないが，今後 A. sojae，A. oryzae 双方でよキナーゼ遺伝子の網羅的破壊株ライブラリが作製され，り多くの菌株における酵素生産がゲノムレベルで検討さ製した．そのライブラリの研究は，分生子形成に関与する転写因子 13) や，マンナン資化系を正に制御する転写7)

さまざまな研究に提供されている ．さらに多くの糸状れ，A. oryzae と A. sojae の酵素生産性を制御するメカニ菌でも網羅的破壊株ライブラリの作製が進めば，ゲノムズムが解明されることを期待したい．

解読で発見された機能未知の遺伝子のアノテーションが進展し，麴菌育種の一助になるであろう．
グルタミナーゼの研究
しょうゆのうまみの主因はタンパク質原料に由来する

2014年 第2号

小川らは麹菌転写因子破壊ライブラリからマンナン分解活性の低下した株をスクリーニングして，マンナン分解制御因子 manR を見いだした 14)．manR によってコードされる転写因子 ManR は E- マンナンの分解産物であるマンノビオースによって誘導され，マンナナーゼなど

77

多数のマンナン分解系酵素にとどまらず，バイオマス分発がん性物質を生産する．その近縁種である麹菌がアフ解などへの応用も期待される．

ラトキシンを生産しない理由は，長年の間不明であった．

しょうゆ製造において麹菌にもっとも大きく期待され著者らはアフラトキシン生合成に必須の転写因子 AflRる役割は，上述したように，原料のタンパク質をアミノが A. sojae においてナンセンス変異をしていること，そ酸や可溶性ペプチドにまで分解することである．そのたのために転写因子としての活性を失っていること，さらめプロテアーゼ（プロテイナーゼ，ペプチダーゼ）の機には AflR の発現誘導が行われていないことを明らかに能向上（分泌量向上あるいは比活性改善，耐塩性付与）

し 18)，A. sojae におけるアフラトキシン非生産性を分子や制御はしょうゆの研究において常に重要な課題であ生物学的に証明した．さらに A. sojae のアフラトキシン

る．しょうゆ麹において機能しているプロテアーゼは，クラスター欠失株が作製されている 11)．

ゲノム解読以前はエンド型ペプチダーゼ（プロテイナー

駆け足ではあるが，しょうゆの歴史に始まって，麴菌ゼ）7 種類，エクソ型ペプチダーゼ 11 種以上と見積もらの過去から将来の展望まで見渡してみた．穀物を調味料れていた

16)．しかし A. oryzae のゲノムが解読されると，にするために麹菌を利用した先人たちの慧眼には驚くばエクソ型 57 種の計 126 種ものプロテアー
エンド型 69 種，かりである．麹菌が日本の風土，文化的な背景のもとにゼ遺伝子があることが明らかとなった 5)．この数字は A.

選択されてきたことを考えるとまさに国菌 19) と呼ぶにniger とほぼ同程度（127）で，A. nidulans（85）や A.
fumigatus（94）よりも多かった．これらの遺伝子の翻ふさわしい．麹菌の研究が今後さらに発展し，しょうゆ訳産物の性質についてもその性質を明らかにするためのるとともに，新たな産業の創出につながることを期待し研究が行われており 17)，しょうゆ中での寄与について明ている．

をはじめとするさまざまな調味料の製造の発展に寄与すらかにされることが期待される．
さらに A. sojae のゲノムを解析し，プロテアーゼ遺伝子の数を比較した．しばしばしょうゆ麹菌として用いられる A. sojae はタンパク質分解酵素を多く分泌することが知られているので，A. oryzae と比較するとプロテアーゼの数や分布などに何らかの変化があるのでは，と期待されていた．しかし A. sojae と A. oryzae の間で総プロテアーゼ数の違いは見いだせなかった 8)．詳細に調べると，

A. sojae 特異的なセリンカルボキシペプチダーゼやアスパルティックプロテアーゼが存在することがわかった．
これらの特異的ペプチダーゼの働きや，醸造に対する寄与に関しては今後の研究が待たれる．現在のところゲノムの比較からは麴菌のタンパク質分解酵素・糖質分解酵素生産の違いや制御を説明することは難しいが，酒用麴

文1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)

菌としょうゆ麴菌双方で，より多くの株のゲノム解読が進むとともに，ウェットでの実験結果が蓄積していくことで，大きな進展があることを期待したい．
麹菌の二次代謝
糸状菌は多くの二次代謝産物を産生する．それらの中にはペニシリンのように有用なものがある一方，マイコトキシンと呼ばれる人間にとって有毒な物質もある．A.

ÀDYXV，A. parasiticus はアフラトキシンと呼ばれる強い

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14)
15)

献

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