受賞者講演要旨《農芸化学女性企業研究者賞》

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生乳由来乳酸菌に関する研究株式会社 明治

はじめに
乳酸菌とは，グラム陽性，桿菌あるいは球菌，カタラーゼ陰性で，糖を消費して著量の乳酸を作る菌の総称であり，分類学的には Lactobacillales 目 5 科 66 属 1）に分類される種が該当す土橋英恵

よって 3 つに大別された（図 1（b））．さらに，発酵型別に解析すると菌種別に分かれたことから，菌種別に特徴的な香気成分プロファイルの存在が示唆された（図 1（c）（, d）（, e））．
2-2.

水溶性成分によるプロファイリング 4）

る．その数は 500 種以上であり，植物（花，果実），動物（腸特徴的な香気プロファイルを示した 5 種 47 株の乳酸菌（L.

管），食品（発酵食品，生乳）など我々の身近に広く生息していdelbrueckii, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus fermentum,

る．古くから様々な発酵食品の製造において重要な役割を果た

Streptococcus thermophilus, Lc. lactis）に対象を限定し，香気しており，特に欧州の伝統的なチーズに代表される非殺菌乳を成分分析および有機酸分析に加えて CE-TOFMS 分析による水用いた伝統的発酵乳製品では，生乳由来の乳酸菌が風味醸成に溶性成分分析を実施した．機器分析により有機酸 8 種，香気成大きな影響を与えるため，生乳由来乳酸菌に関する研究が多数

分 44 種，水溶性成分 234 種（ペプチド不含）検出された．5 菌報告されている．一方，日本には様々な伝統的発酵食品は存在

種の香気成分について主成分分析した結果，絶対ヘテロの L.

するが，乳を用いたものは我々が知る限り存在せず，日本国内

fermentum, Lc. lactis および L. paracasei, その他菌種の 3 つにの生乳由来乳酸菌に関する知見およびそれを用いた発酵乳製品分かれ，前項の結果（図 1（a））と同様の結果が得られた（図 2はない．筆者は 2010 年より国産生乳由来乳酸菌を対象とした（a））．水溶性成分について解析した結果，供試した 5 菌種すべ研究に着手し，これまでにいくつかの生乳由来株を自社発酵乳てが分かれ（図 2（b）），水溶性成分の方が香気成分よりも菌種製品に応用してきた．本稿では，生乳由来乳酸菌およびそれを毎の特徴を明確に反映する結果となった．これは香気成分に比用いた発酵乳のメタボローム解析結果に加え，最近の商品開発への応用事例について紹介する．なお，2020 年 4 月に Lactobacillus 属が新規 23 属を含む 25 属に分割再編されたが 2）, 本稿では検討を行った当時の旧分類名で表記する．
1.

生乳から高頻度で分離される乳酸菌の種類

当社は独自のスターター開発を目的として，植物や動物，発酵食品といった様々なサンプルから乳酸菌を分離・収集しており，現在 5000 株を超える乳酸菌をライブラリーとして保有している．特に 2009 年以降は生乳由来の乳酸菌に注目し，2015年までに北海道産生乳から 6 科 19 属に属する計 1475 株の乳酸菌を分離し（現在も継続中），生乳には多種多様な菌種が生息していることが示唆された．
2.

生乳由来乳酸菌の代謝産物によるプロファイリング
2-1.

香気成分によるプロファイリング 3）

図 1.

 気 成 分 の 主 成 分 得 点 散 布 図，（a）17 種 143 株，（b）
香
Lactobacillus 属 11 種 98 株，（c）絶対ホモ 3 種 50 株，（d）
通性ヘテロ 5 種 31 株，（e）絶対ホモ 3 種 17 株

図 2.

5 種 47 株を対象とした（a）香気成分および（b）水溶性成分の主成分得点散布図

乳中で乳酸菌が産生する香気成分プロファイルを明らかにすることを目的とし，生乳から高頻度で分離される菌種を中心にLactobacillus 属，Lactococcus 属，Leuconostoc 属，Pediococcus 属，Streptococcus 属から成る 17 種 143 株について，発酵乳中の香気成分および有機酸を分析した．検出された香気成分
44 種，有機酸 10 種について主成分分析を行った結果，絶対ヘテロ乳酸発酵型の乳酸菌（以下，絶対ヘテロと略）と Lactococcus lactis, その他菌種で大きく 3 つのクラスターにわかれた（図1（a））．絶対ヘテロと Lc. lactis の特徴が際立っていたため，それ以外の菌種についてはその特徴を読み取ることができなかった．そこで Lactobacillus 属 11 種 98 株を対象に主成分分析したところ，発酵型（絶対ホモ，通性ヘテロ，絶対ヘテロ）に

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受賞者講演要旨

TM96 を用いた発酵乳と，L. delbrueckii subsp. bulgaricus（ブルガリア菌）と S. thermophilus から成る既存ヨーグルトス
ターター LB81 を用いた発酵乳との違いを明らかにするため，
TM96（I-B, prtS＋）あ る い は LB81（IV, prtS −）の L. delbrueckii と S. thermophilus を組み合わせた発酵乳のメタボロー
ム 解 析 を 行 っ た． そ の 結 果，prtS 遺 伝 子 の 有 無 と L. delbrueckii 亜 種 の 違 い に よ り，4 つ に 分 か れ（図 3（a）），LB81
図 3.

 酵乳 4 種を対象とした官能評価値の（a）主成分得点散発布図，（b）主成分負荷量散布図（IV, prtS −）で調製した発酵乳は酸味とヨーグルト感があるのに対し，TM96 で調製した発酵乳（I-B, prtS＋）は，酸味が弱く，ミルクの風味とヨーグルト感の両方を合わせもった風味であることが明らかになった（図 3（b））．

べ水溶性成分の成分数が多いことに起因する．以上の結果か
ら，菌種毎に特徴的な水溶性成分プロファイルが存在することおわりに
今回は乳酸菌を用いた食品の二次機能（嗜好性）に関する研が示唆された．

究を中心に紹介したが，近年乳酸菌の健康機能性に関しても知3.

生乳由来乳酸菌の特徴解析見が蓄積している．そして生乳以外にも多種多様な乳酸菌が生

5）
食品の国際規格（Codex 規格）
において，ヨーグルトとは L.

息し，我々が知らない可能性がまだ眠っていると信じている．

delbrueckii subsp. bulgaricus（ブルガリア菌）と S. thermophi-

これからも乳酸菌の可能性を探求することにより，おいしく健lus の共発酵品と定義されているため，一般的にヨーグルトス康的な食品の開発に少しでも貢献できればと考えている．

ターターと言えば，これら 2 菌種を指す．そこで北海道産生乳から分離した L. delbrueckii と S. thermophilus に着目し，そ（引用文献）

れぞれの特性を調べた．

1）List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature,https://www.bacterio.net/
2）J. Zheng et al., Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 70（4）, 2782,
20203）土橋英恵，斎藤瑞恵，市川愛弓，植野敦子，神山智敬，木村勝紀，生乳由来 Lactobacillus 属乳酸菌の香気プロファイル研
究，日本乳酸菌学会 2018 年度大会講演要旨集，p. 14,（2018）4）土橋英恵，斎藤瑞恵，戸松創，市川愛弓，植野敦子，神山智敬，木村勝紀，生乳由来乳酸菌発酵物のメタボローム解析，
日本酪農科学シンポジウム 2018 要旨，p. 20,（2018）
5）CODEX STANDARD FOR FERMENTED MILKS, CODEXSTAN 243-2003
6）土橋英恵，市川愛弓，小泉明子，竹田麻理子，溝口智奈弥，石田達也，木村勝紀，国内産生乳から分離された Lactobacillus delbrueckii の遺伝的多様性の解析，日本農芸化学会 2019年度大会プログラム集，（2019）7）S. Shahbal et al., Lait, 71, 351, 1991
8）C. Delorme et al., Appl. Environ. Microbiol., 76（2）,451, 20109）E. Yamamoto et al., Biosci. Microbiota Food Health, 39（3）,169, 2020
10）土橋英恵，市川愛弓，武安紗英，河合良尚，植野敦子，斎藤瑞恵，戸松創，木村勝紀，国産生乳から分離した Lactobacillus
delbrueckii と Streptococcus thermophilus を用いた発酵乳のメ
タボローム解析，日本乳酸菌学会 2019 年度大会講演要旨集，p. 30,（2019）3-1.

生乳由来6）

L. delbrueckii は 6 つの亜種に細分され，ブルガリア菌は L.
delbrueckii の 6 亜種のうちの 1 亜種である．生乳由来 L. delbrueckii の亜種の分布を推定することを目的として，北海道産
生乳由来 226 株について groEL（hsp60）遺伝子配列に基づいた系統解析を行った．その結果，226 株の groEL（hsp60）遺伝子は新規 8 種を含む 14 種のアレル型に分類され，全体の半数以上の株が単一のアレルを有することが明らかになった．次に代表的なアレル型を持ついくつかの株を対象に亜種を同定した結果， 生 乳 由 来 L. delbrueckii 226 株 に ブ ル ガ リ ア 菌（ク ラ ス
ター IV）は存在しなかったが，これまでに報告のないサブクラスター（I-B と呼称）に属する菌群（I-B 菌群）が 7 割近くを占め，この I-B 菌群は生乳由来 L. delbrueckii の最優勢菌群である可能性が示唆された．
3-2.

生乳由来細胞壁結合型プロテアーゼをコードする prtS 遺伝子を有する S. thermophilus は，乳での発酵性がよいことが古くから報告されている 7）．しかし，prtS 遺伝子保有株（prtS＋株）は少なく，フランス INRA のコレクション 135 株のうち，prtS＋株
は 21 株（15.6％）との報告 8）がある．山本らは，当社国産生乳
由 来 S. thermophilus 172 株 に つ い て 調 べ，59 株（34.3 ％）にprtS 遺伝子が存在することを明らかにした ．
9）

謝辞

本研究は株式会社 明治にて多数の研究員の方々と共同して取り組んだものです．共同研究者の皆様ならびに日々の研究を支えてくださったラボのメンバーに深く感謝いたしま4.

発酵乳の代謝産物プロファイル研究10）

す．特に本研究は生乳から分離された乳酸菌なくしては成り立

生乳由来 L. delbrueckii あるいは S. thermophilus には従来ちませんでした．長年にわたり乳酸菌の分離・収集に携わったのヨーグルトスターターとは異なる特性を有する菌株が存在す

研究員の方々の地道な取り組みに敬意を表します．2-2 およびることが示唆され，十勝産生乳由来乳酸菌から選抜した L.

4 についてはヒューマン・メタボローム・テクノロジーズ株式

delbrueckii OLL204989（I-B 菌群）と S. thermophilus OLS4496

会社との共同研究です．ご支援くださりました HMT 社関係各（prtS＋株）から成るスターター「十勝ミルク乳酸菌 TM96」を位に厚く御礼申し上げます．最後に本研究に理解を示し，ご支開発した．さらにこの TM96 を用いた「明治北海道十勝濃厚マ援ならびにご指導賜りました株式会社 明治の皆様に深く感謝

イルドヨーグルト」を 2019 年 3 月に上市した．

いたします．