受賞者講演要旨《農芸化学女性企業研究者賞》

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日用品・食品の開発につながる微生物制御の基礎研究

花王株式会社
はじめにスキンケア研究所

久保田浩

美

象となる環境と制御すべき微生物を正しく理解することが近道

我々の身の回りには様々な微生物が存在し，人は常に微生物であると考えて研究を実施してきた 1）．すなわち，課題の発生と接してくらしている．これらの微生物は時に人に危害を与する環境とその環境における微生物のありのままの姿をとらええ，また不快な思いをさせる．例えば，様々な感染症を発症さる基礎研究が鍵になると考えた．

せる，アレルギーの原因となる，食中毒を起こす等，人に対し製品開発の最終段階では，実際の使用場面での評価が欠かせて直接的に危害を与えるのみではなく，自然環境あるいは生活ないのであるが，技術を開発する段階では，その技術の能力を環境において微生物は，腐敗，悪臭の発生，着色汚れの発生，正しく把握することが必要であり，そのためには適切な試験基材の生物学的劣化等の人にとって不快な現象の発生の原因に法・評価法を採用することが重要となる．演者らは得られた基もなっている．生活に身近な日用品，例えば，衣料用洗剤や仕礎的な知見が技術開発のヒントとなると同時に技術を適切に評上げ剤などのファブリックケア製品，台所用洗剤や住居用洗剤価する評価系の構築につながると考えて研究を進めてきた．などのホームケア製品，歯磨き粉などのオーラルケア製品，

本講演では，このような研究戦略で実施した微生物制御の基シャンプーなどのヘアケア製品，化粧品類，洗顔料，ボデイ

礎研究について代表的な 3 つの例を紹介する．

ソープ，ハンドソープなどのスキンケア製品では，こういった

2.

衣類から発生する不快なニオイ 2–5）

微生物由来の危害を防いだり不快な現象を低減させたりするよ

日本では洗濯ものを室内で干す場合が多く，干している間やうな機能を有することが期待される場合が多くある．このよう乾燥後の使用時に，いわゆる「生乾きのニオイ（生乾き臭）」をな機能を付加させる技術の一つとして，微生物を制御する技術経験し，不快に感じる人が多い．また，衣類の着用中，汗をかの開発が必要となってくる．

くような運動をした場合，衣類から汗のようなにおい（汗臭）

一方，企業が製品を開発，製造し消費者に届ける際には，そを強く感じ不快になる人も多い．の品質を保証する責務があり，その一つに微生物学的品質の保生乾き臭を有する衣類を集め，成分を解析したところ，4-メ証も含まれる．日用品では製造からお客様が使い終わるまで，チル-3-へキセン酸（4M3H）（図 1）という微量にしか存在しない

食品や飲料等ではお客様の手に渡るまでの間，微生物学的品質が嗅覚閾値の非常に低い物質がキー成分であることが判明した．の確保が必要である．例えば，食品の製造においては，原料，物質の構造からニオイの発生には微生物の関わりがあると考え，製造管理（環境，設備，方法等），処方設計，包装容器設計，衣類上の微生物を分離して解析したところ，衣類上において流通方法等様々な視点で微生物汚染対策を実施する．この対策

4M3H の発生に大きく関わる微生物として Moraxella osloensis

が十分でないと，製品の変敗，異臭，あるいはパッケージの膨の存在が明らかとなった．本菌種については衣類上での検出や張などの品質劣化を引き起こすことがある．通常このような問ニオイとのかかわりに関する報告はなかったが，様々な生活環題を引き起こす「危害菌」（「変敗菌」，「汚染菌」とも言う）を意境中から検出され，特にタオルなどの木綿の衣類にはニオイの識した制御対策を講じ，品質上問題のない製品が流通してい有無にかかわらず頻度高くかつ数量多く存在すること，分離源る．しかしながら製品の特性や危害菌の性質によってはその制によらず衣類の汚れ成分から 4M3H を生成させる能力を有す

御が難しく，制御のために特別な工夫が必要であったり，製造ることが見いだされた．さらに環境ストレス耐性を評価したと時に様々な制限が生じることで製造方法や商品設計の自由度がころ，洗濯環境中に生存しやすい特徴を有することも明らかと低くなったりするため，これらを解決できる微生物制御技術のなった．

開発が望まれている．
なお「微生物制御」を広義にとらえ，有用物質生産にむけた一方，着用中に感じる汗臭については，主成分が単鎖・中鎖の種々の脂肪酸であること，ニオイの発生には汚れ成分と産生微生物の生育や代謝などのコントロール，活性汚泥のコンMicrococcus 属細菌の関与があることが分かってきた．

トロール等の「有用微生物やその集合体のコントロール」を含

3.

6–8）
浴室に見られるピンク色の汚れ（ピンク汚れ）める場合もあるが，ここでは，一般に「除菌」
，「抗菌」
，「静菌」
，

ピンク汚れは浴室の排水口，床，壁等に見られ，着色により「殺菌」，「消毒」，「防腐・防黴」，「バイオフィルム除去」，「バ目立つ，こすらないと落ちない，落としてもすぐに再発するとイオフィルム分散」，などの言葉で代表されるような「人に害いった問題があり，生活者が浴室において気になる汚れとしてをもたらす微生物やその集合体のコントロール」を指す．
1.

研究戦略

日用品の商品機能としての微生物制御であっても製品の微生物学的品質を確保するための微生物制御であっても制御技術を開発する上では対象をしっかりと把握すること，すなわち，対図 1.

4-メチル-3-ヘキセン酸（4M3H）

48《農芸化学女性企業研究者賞》

カビ汚れに次いで多く挙げられていた．
様々な家庭の浴室からピンク汚れを採取し解析に供した．
走査型電子顕微鏡（SEM）での観察，分離菌の解析，およびFluorescence in situ hybridization（FISH）による解析を行う
ことにより，ピンク汚れがいわゆるバイオフィルム状態であり，この中に優占する微生物種は Methylobacterium 属細菌であることが明らかとなった．浴室から分離された本属細菌は浴室で優占する要因としての様々な特性を有しており，その一つとしてバイオフィルム状態でなくとも洗浄剤成分に対し比較的高い耐性を有することも判明したため，本属に対して効果的に働く殺菌技術の開発を目指した．
Methylobacterium 属細菌に対し短時間では殺菌効果が認められない濃度の洗浄剤成分であっても長時間接触させた場合は殺菌性が認められたことから，基剤の微生物表層への浸透促進に着目し，殺菌性のある基剤の効力を増強させることを試みた．その結果，本属の殺菌に有効である界面活性剤と特定の溶剤の組み合わせが見いだされた．
4.

食品危害菌のバイオフィルム 9–11）

食品の危害菌の中でも依然として制御が難しい微生物の一つとして知られている乳酸菌について，より制御が難しくなると予想されたバイオフィルム状態に着目してその特性を把握することを試みた．食品原料であるタマネギより分離された乳酸菌
43 株及び標準株 3 株はすべてポリスチレン（親水化処理）上にバイオフィルムを形成した．最もバイオフィルム形成量が多かった Lactobacillus plantarum subsp. plantarum JCM1149 や分離株である L. plantarum M606 株を用いて食品製造や処方設計における制御因子とされている種々の有機酸，エタノール，および次亜塩素酸ナトリウムに対する耐性を評価した．その結果，いずれに対してもバイオフィルム状態が浮遊状態に比べて高い耐性を有していた．
また，分離された L. plantarum では，2 種類のコロニー形態，①大きさが比較的小さく粘着性の低いコロニー（Compactcolony）と②粘着性のあるコロニー（Mucoid colony）が観察さ

受賞者講演要旨

Bacterial Adherence & Biofilm. 27, 11–16,（2013）
2）Takeuchi, K., Hasegawa, Y., Ishida, H., and Kashiwagi, M.
Identification of novel malodour compounds in laundry. Flavour. Fragr. J., 27, 89–94,（2012）3）Kubota, H., Mitani, A., Niwano, Y., Takeuchi, K., Tanaka, A.,
Yamaguchi, N., Kawamura, Y., and Hitomi, J. Moraxella species are primarily responsible for generating malodor in laundry. Appl. Environ. Microbiol., 78, 3317–3324,（2012）4）Goto T., Hirakawa, H., Morita, Y., Tomida, J., Sato, J., Matsumura, Y., Mitani, A., Niwano, Y., Takeuchi, K., Kubota, H., andKawamura, Y. Complete genome sequence of Moraxella osloensis strain KMC41, a producer of 4-methyl-3-hexenoic acid,a major malodor compound in laundry. Genome Announcements. 4, 1–2,（2016）5）半田拓弥，松村佑太，佐藤惇，今井真美，大野哲，久保田浩美，牧昌孝，柳澤友樹 衣類の汗臭とその原因菌の解析，繊維学会予稿集，71, 2E03,（2016）
6）Yano, T., Kubota, H., Hanai, J., Hitomi, J., and Tokuda, H.
Stress tolerance of Methylobacterium biofilms in bathrooms.
Microbes Environ 28, 87–95,（2013）7）Miyahara, Y., Yano, T., Hanai J., Yokohata, R., Matsuo, S., Hiratsuka, H., Okano, T., and Kubota, H. Development of novelstrategies to control pink biofilms in bathrooms. Bacterial
Adherence & Biofilm 27, 55–58,（2013）
8）Yano, T., Miyahara, Y., Morii, N., Okano, T., and Kubota H.
Pentanol and benzyl alcohol attack bacterial surface structures differently. Appl. Environ. Microbiol. 82, 402–408,（2016）9）Kubota, H., Senda, S., Nomura, N., Tokuda, H. and Uchiyama, H.
Biofilm formation by lactic acid bacteria and resistance to environmental stress J. Biosci. Bioeng., 106, 381–386,（2008）10）Kubota, H., Senda, S., Tokuda, H., Uchiyama, H., and Nomura,N. Stress resistance of biofilm and planktonic Lactobacillus
plantarum subsp. plantarum. Food Microbiology, 26, 592–597,（2009）11）Ehashi, Y., Kawashima, I., Obana,N., Kubota, H., Kiyokawa, T.,
Yashiro, S., Kakihara, K., Koyama, N., Hasumi, M., and Nomura, N. Two types of colony morphologies detected in Lactobacillus plantarum environmental isolates Bacterial Adherence& Biofilm, 30, 25–27,（2016）12）一般財団法人繊維技術評議会製品認証部，JEC301 SEK マー
ク繊維製品認証基準，2019 年 4 月 1 日改定版，p14

れた．これらの可逆的な相変異が何らかの環境の変化と関連してその存在比の変化，バイオフィルムの構造の変化，ストレス謝辞

ここに紹介いたしました 2 および 3 の研究は，花耐性の変化が起こる可能性も考えられた．

王株式会社において演者の旧所属である安全性学科学研究所のおわりにほか，ハウスホールド研究所，感覚科学研究所（旧香料開発研上述の 2 の研究では洗濯環境における制御の対象として M.

究所），解析科学研究所および生活者研究部（旧生活者研究セosloensis や Micrococcus 属細菌の重要性が認識され，評価系のンター）のコラボレーションにより多くの研究員とともに行わ構築や制御技術開発につながり，衣料用洗剤や柔軟仕上げ剤等れたものです． Moraxella 属の分類・同定におきましては，愛の開発の一助となった．また，M. osloensis が一般社団法人繊知学院大学薬学部教授河村好章先生にご指導いただきました維評価技術協議会の抗菌性試験の「オプション菌」として採用

上，お力添えを賜りましたことに厚く御礼申し上げます．まされた 12）．3 の研究によりピンク汚れの予防にも有効な洗浄剤た，4 の研究の多くは花王株式会社と筑波大学との共同研究にの開発に寄与することができた．4 の研究分野では，これまでより実施されたものです．筑波大学名誉教授内山裕夫先生，筑バイオフィルムに関する研究は実学的研究のみで基礎的な研究

波大学生命環境系・微生物サステイナビリティ研究センター教の例が圧倒的に少なかったため，得られた知見は微生物試験系

授野村暢彦先生，筑波大学医学医療系助教尾花望先生に多大なの構築，製造管理等にとって貴重なものとなった．日用品や食ご指導を賜りましたことに心より御礼申し上げますとともに貢品等の製品開発のためには幅広い分野の基礎研究，処方開発研献いただきました学生の皆様に感謝申し上げます．一連の研究究，包装容器設計等多くの研究が必要である．演者らは微生物を通し，研究環境を整えていただきました花王株式会社の各研制御の基礎研究がその一端を担い，製品を通して社会や人々の究所長，および共に研究に携わって参りました各研究所の研究生活のお役に立てることを願って研究を続けている．

員の方々に深く感謝いたします．最後になりましたが，本賞に（引用文献）ご推薦下さいました花王株式会社生物科学研究所影山泰主席研1）Kubota, H. How to study microbial biofilms in a company.

究員に御礼申し上げます．