平成16年度 研究成果

4. 第4四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Mutational analysis of a feruloyl esterase from Aspergillus awamori involved in substrate discrimination and pH dependence Aspergillus awamori由来フェルロイルエステラーゼの基質認識およびpH依存性に関わるアミノ酸残基の解析

著者
T.Koseki, K.Takahashi, S.Fushinobu, H.Iefuji, K.Iwano, K.Hashizume, and H.Matsuzawa
小関卓也、高橋健二、伏信進矢、家藤治幸、岩野君夫、橋爪克己、松澤洋
要約

We cloned the feruloyl esterase A gene from Aspergillus awamori (AwfaeA) and engineered it to study substrate specificity and pH dependence of catalysis. Based on the crystal structures of two type-A feruloyl esterases (FAE-III and AnFAEA) from Aspergillus niger, residues located in the flap region of AwFAEA (Asp71, Thr72, Asp77, and Tyr80) were replaced with corresponding amino acid residues (Ile, Arg, Asn, and Phe), respectively, found in the lid of lipases from Rhizomucor miehei(RmLIP) and Humicola lanuginose(HlLIP). Furthermore, Asp77 of AwFAEA, which is conserved in Aspergillus FAEs and lipases, was replaced with a hydrophobic residue (Ile). Kinetic analysis of the mutant enzymes showed that the higher catalytic efficiency of the D77I and Y80F mutants toward α-naphthylbutyrate (C4) and α-naphthylcaprylate (C8), respectively, was due to a lower Km value. The higher catalytic efficiency of D77N toward C4 substrate was due to combination of decreased Km and considerably increased kcat. The D71I and Y80F mutants showed some activity toward long-acyl chain esters. On the other hand, the D77I mutant had no detectable activity toward phenolic acid methyl esters and feruloylated arabinoxylan. Moreover, the pH optima of the D77I, D77N, and Y80F mutants increased from 5.0 to 7.0-8.0, 7.0, and 6.0, respectively.

Aspergillus awamori由来のフェルロイルエステラーゼA遺伝子(AwfaeA)をクローン化し、基質特異性およびpH依存性をアミノ酸置換により解析した。A. nigerにおいて解析されたタイプAフェルロイルエステラーゼ(FAE-IIIおよびAnFAEA)の結晶構造を基に、AwFAEAのフラップに位置するAsp71, Thr72, sp77およびTyr80をRhizomucor mieheiおよび Humicola lanuginoseリパーゼのリドに対応するアミノ酸残基Ile, Arg, AsnおよびPheに置換した変異酵素を作成した。また、エステラーゼおよびリパーゼにおいて保存されていたAsp77を疎水性のIleに置換した。D71IおよびY80F変異酵素のそれぞれC4およびC8基質に対する触媒効率の上昇はKm値の低下に起因していた。D77N変異酵素のC4基質に対する触媒効率の上昇はKm値の低下とともに顕著なkcat.値の上昇に起因していた。D71IおよびY80F変異酵素は野生型にはない長鎖脂肪酸エステル分解活性が見出された。一方、D77Iは種々のフェノール酸メチルエステルおよびフェルロイル化されたアラビノキシランに対する活性が消失した。さらに、D77I、D77NおよびY80Fの至適pHは野生型のpH5.0からそれぞれpH7.0-8.0、7.0および6.0と塩基性側にシフトした。

掲載雑誌
Biochim. Biophys. Acta 1722, 200-208(2005)

2 長期貯蔵米の酒造適性 Characteristics of Long-term Stored Rice for Sake Brewing

著者
奥田将生、櫻尾尚平、沼田美子代、小関卓也、畑冨士夫、蓮尾徹夫、庄嶋修、荒巻功、橋爪克己
M.Okuda, S.Sakurao, M.Numata, T.Koseki, F.Hata, T.Hasuo, O.Shyojima, I.Aramaki and K.Hashizume
要約

収穫後15℃以下で5~7年貯蔵された16種類の米試料の酒造適性を2003年に収穫された日本晴と 比較して検討した。長期貯蔵米のいくつかは、テストミル及び60kgスケールの精米機の試験で高い損失(無効精米) と高い砕粒率を示した。この精米試験における特性は試料間で大きく異なっていた。長期貯蔵米の吸水は新米と比較してやや低くかったが、溶解性は新米とほぼ同じであった。長期貯蔵米はカリウムとヘキサナールを新米と比較して高濃度に含んでいたが、長期貯蔵米を蒸して放冷した後にはヘキサナールは検出されなかった。長期貯蔵米のもろみはわずかに速い発酵速度を示し、その酒化率は新米と比較してわずかに高かった。長期貯蔵米の製成酒は、苦味、雑味が指摘されるものもあったが、官能評価の総合得点は新米の酒と有意な差は見られなかった。小仕込酒のジメチルスルフィドのレベルは全て1ppb未満で、酒における推定閾値(10ppb)よりはるかに低かった。

Sixteen rice samples stored under 15℃ for 5 to 7 years after harvest were examined for their characteristics for sake brewing compared with fresh rice, Nipponbare, harvested in 2003. Some of long-term stored rice samples showed high loss and high ratio of broken grains in the polishing tests both by a grain testing mill and by a 60kg scale mill. The properties in the polishing test widely differed among the samples tested. The water absorbance of long-term stored rice samples was lower than that of the fresh rice sample, while their digestibility was about the same as the fresh rice sample. The long-term stored rice samples contained potassium and hexanal at highers level than the fresh rice sample, but we could not detect hexanal in steamed and then cooled long-term stored rice samples. The moromi mash of the long-term stored rice showed a slightly faster fermentation rate, and the yield of the sake from the mash was slightly higher than that of the fresh rice sample. Athough some panels pointed out bitterness or zatsumi to the sake brewed from long-term stored rice, the general quality of the sake did not show significant differences with the sake from fresh rice. The level of dimethylsulfide in the all sake samples brewed on a small scale was less than 1 ppb, which is far below the stimated threshold value in sake (10ppb).

掲載雑誌
日本醸造学会誌 100,189-198(2005)

3 Cloning and Heterologous Expression of the Antibiotic Peptide (ABP) Genes from Rhizopus oligosporus NBRC 8631

著者
O.Yamada, K.Sakamoto, M.Tominaga, T.Nakayama, T.Koseki, A.Fujita and O.Akita
要約

We carried out protein sequencing of purified Antibiotic Peptide (ABP), and cloned two genes encoding this peptide as abp1 and abp2, from Rhizopus oligosporus NBRC 8631. Both genes contain an almost identical 231-bp segment, with only 3 nucleotide substitutions, encoding a 77 amino acid peptide. The abp gene product comprises a 28 amino acid signal sequence and a 49 amino acid mature peptide. Northern blot analysis showed that at least one of the abp genes is transcribed in R. oligosporus NBRC 8631. A truncated form of abp1 encoding only the mature peptide was fused with the α-factor signal peptide and engineered for expression in Pichia pastoris SMD1168H. Culture broth of the recombinant Pichia displayed ABP activity against Bacillus subtilis NBRC 3335 after induction of heterologous gene expression. This result indicates that mature ABP formed the active structure without the aid of other factors from R. oligosporus, and was secreted.

掲載雑誌
Biosci. Biotechnol. Biochem., 69(3),477-482,2005

4 A Novel Amine Oxidase-Encoding Gene from Aspergillus oryzae

著者
K.Matsumura, H.Hisada, H.Obata, Y.Hata, A.Kawato, Y.Abe and O.Akita
要約

We cloned a novel gene (aoxA) encoding amine oxidase (AOX) from Aspergillus oryzae. One cDNA clone showing extreme homology to the AOX-encoding genes was found in an expressed sequence tag (EST) library of A. oryzae. Molecular analysis revealed that the aoxA carried four exons interrupted by three introns and had an open reading frame encoding 672 amino acid residues. The deduced amino acid sequence showed about 83.5% identity to the Aspergillus niger AO-I. The strictly conserved residues for co-factor and copper binding in copper/quinine-containing AOXs were also preserved at Tyr 405, His 456, His 458 and His 617 in the cDNA sequence. When the aoxA was overexpressed in the homologous hyperexpression system of A. oryzae, AOX activity in the transformant was enhanced 75-fold. An apparent molecular weight of 159,000 by gel filtration and a subunit molecular weight of 75,000 by SDS-PAGE of the purified enzyme were estimated, suggesting that the enzyme molecule is a homo-dimer similar to other copper/quinine-containing AOXs. The A. oryzae AOXA preferentially oxidized aliphatic monoamines of C2-C6 rather than aromatic amines or diamines. From these results, the aoxA gene product obtained by homologous hyperexpression system of A. oryzae is undoubtedly a functional AOX.

Aspergillus oryzae の amine oxydase(AOX)の新規遺伝子(aoxA)を取得した。

麹菌EST中にAOXと非常にホモロジーの高いcDNAが見いだされた。本遺伝子は3つのイントロンで分断された4つのエクソン部分からなり、ORFは672アミノ酸残基をコードしていた。予測アミノ酸配列はAspergillus nigerのAO-I と83.5%の相同性を有し、copper/quinine-containing AOXsに見られるco-factorとcopper の結合領域のTyr 405, His456, His 458 , His 617が存在した。aoxAを高発現させたA oryzaeではAOX活性が75倍に増加した。推定分子量はゲル濾過では159,000、SDS-PAGEでは75,000であることから、他のcopper/quinine-containing AOXsと同様ホモダイマーであると推定された。A oryzaeのAOXAは芳香族アミンやジアミンよりもC2からC6のモノアミンをよく酸化することからaoxAの遺伝子産物がAOX機能を有することは明瞭である。

掲載雑誌
Journal of Bioscience and Bioengineering, 98,359-365 (2004)

5 Effects of strains of Saccharomyces cerevisiae and incubation conditions on the in vitro degradability of yeast and roughage

著者
S.Ando, Y.Nishiguchi, K.Hayasaka, Y.Yoshihara, J.Takahashi, H.Iefuji
要約

The in vitro degradability of yeast and the effect of yeast on the in vitro degradability of forage may differ in terms of the specific yeast strains or their incubation conditions. Thus in experiment I, two strains of sake yeast (strainK7 and strainK9) and one strain of bakers' yeast (KY5649) were incubated in an aerobic condition. In experiment 2, aerobically or anaerobically incubated K7 was used for investigating the in vitro degradability of yeast, the effect of yeast on the in vitro degradability of forage, and the degradability of yeast by pepsin and pronase treatment. The in vitro degradability of bakers' yeast was significantly (p<0.05) higher than those of sake yeasts. The in vitro degradability of anaerobically incubated yeast was significantly (p<0.01) higher than that of aerobically incubated yeast. The degradability of bakers' yeast by pepsin treatment was significantly (p<0.01) higher than that of the sake yeasts. The degradability of bakers' yeast by pronase treatment was slightly higher than that of the two sake yeasts, while the degradability of anaerobically incubated yeast by both enzymes, respectively, was significantly (p<0.01) higher than that of aerobically incubated yeast. The degradability of forages was increased significantly (p<0.05) by the addition of yeasts. The degradability of roughage by sake yeast tended to be higher than that by the bakers' yeast. The degradability of roughage was significantly (p<0.05) higher by anaerobically incubated yeast than by aerobically incubated yeast. Given the above results, it seems that in vitro degradability of yeast and the magnitude of the increment of roughage degradation differ among the yeast strains and their incubation conditions.

掲載雑誌
Asia-Aust.J.Anim.Sci., 354-357 (2005)

6 Inhibitory Effects of Extracts from Shochu Distillation Remnants on the Growth of Human Stomach Tumor Cells

著者
Y.Kadota, S.Hirose, H.Iefuji, T.Matsushita, Y.Matsumoto, R.Ueoka
要約

Development of a new processing method for the effective use of rice-Shochu distillation remnants is an important subject for the reduction of environmental pollution. In this study, inhibitory effects on the growth of human stomach tumor cells along with the induction of apoptosis were obtained for powder treated with ethanol from freeze-dried supernatant of rice-Shochu distillation remnants in vitro. Furthermore, the powder obtained from rice-Shochu distillation remnants showed no toxicity to normal rats in vivo experiments. These results suggest that rice-Shochu distillation remnants might be effectively used not only as medicine but also as food supplements for health.

掲載雑誌
Journal of Chemical Engineering of Japan 38(2),154-157(2005)

7 清酒の劣化の測定へのチオバルビツール酸(TBA)反応の利用(第3報) The Use of a 2-Thiobarbituric Acid Reaction in the Measurement of Sake Staling(Part3)

著者
野村佳司、水野昭博、木曽邦明
Y.Nomura, A.Mizuno, K.Kiso
要約

これまでの研究で、高温貯蔵清酒とTBAが反応し、マロンアルデヒドがTBA反応するとできる赤色色素が生成されること、及び清酒のTBA反応は酸化した脂質が原因ではなく、3-デオキシグルコソンが部分的に関与していることを報告した。本報では、ピルビン酸や他のカルボニル成分の影響のない清酒中の3-DG濃度の測定法を開発した。市販酒の3-DG濃度は官能審査による劣化の程度と相関があることを確認した。市販酒のTBA反応値、3-DG濃度及び着色度の多変量解析と清酒の日光照射実験の結果、3-DG濃度のみならず、メラノイジンもTBA反応に影響していることが示唆された。

In our previous papers, we reported that the reaction mixture of sake stored at high temperatures with a TBA reagent produced a red pigment, which was similar to the product of the TBA reaction with malonaldehyde, and that the TBA reaction of sake was caused not by oxidized fat but partially by 3-Deoxyglucoson(3-DG). In this paper, we report the development of a measurement method for 3-DG concentration, which was not affected by pyruvic acid or other carbonyl compounds in sake. We confirmed that the 3-DG concentrations in commercial sake have a correlation with the degree of staleness from sensory tests. As a result of a multivariate analysis of the value of the TBA reaction, 3-DG concentration and sake coloring of commercial sake, and an irradiation experiment with sunlight, it was suggested that not only the 3-DG concentration but also melanoidin had an effect on the TBA reaction.

掲載雑誌
日本醸造学会誌、100, 141-145(2005)

(2) 取得特許

1 低アルコール清酒の製造法

特許番号
特許第3608116号(P3608116)
取得年月日
平成16年10月22日
特許権者
独立行政法人酒類総合研究所、日本酒造組合中央会
発明者
武宮重人、水野昭博、木曽邦明、庄嶋修、秋本雄一、畑冨士夫
課題

低アルコール清酒に対するニーズが高いことから、原酒を希釈して低アルコール清酒を製造することが従来より行われてきたが、 この従来法による低アルコール清酒は、水っぽさ、薄味を補うため、エキス分が多く残っている段階で上槽せざるを得ず、その結果 、意図する糖組成の清酒を製造するのは困難であり、また、エキス分が多いとブドウ糖等の発酵性糖が残っているため、ピルビン酸 の濃度が高く、製造後のオフフレーバー(ジアセチル、アセトアルデヒド等)の発生頻度が高くなる問題は不可避であり、その解決 が待望されていた。

効果

本発明は、アルコール分が12%以下の低アルコール清酒であっても、エキス分が5~20%あること、またエキス分がオリゴ糖 で構成されていることで、香味のバランスを保つことが可能になる。さらに、ピルビン酸の濃度も検出限界以下であるので、オフフ レーバーの発生頻度を抑えることも可能となる。麹歩合を変化させる等、仕込み配合を変えることで、アルコール分、エキス分の割 合を変化させられるので、各種の低アルコール清酒も自由に設計して製造できる画期的製造方法であり、各種低アルコール清酒製造 の自動化、システム化も可能である。

2 発泡性低アルコール清酒の製造法

特許番号
特許第3640946号(P3640946)
取得年月日
平成17年1月28日
特許権者
独立行政法人酒類総合研究所、日本酒造組合中央会
発明者
武宮重人、木曽邦明、庄嶋修、蓮尾徹夫、畑冨士夫、畑瀬景子
課題

二次発酵による発泡性低アルコール清酒は、ブドウ糖等の発酵性糖が多く残存する状態で発酵を停止するため、ガス圧の制御が困難 であり、またピルビン酸の濃度が高く、製造後のジアセチルやアセトアルデヒド等のオフフレーバーの発生頻度が高くなる欠点があっ た。また、酵母の活性を最後まで停止させない、いわゆる「活性清酒」は発酵を制御するために、酵母が発酵しないような高いアルコ ール分にする必要があり、低アルコール濃度の「活性清酒」は事実上不可能であった。

効果

本発明は、上記のとおり構成したので、アルコール分が12%以下の発泡性低アルコール清酒であっても、ガス圧0.1~0.5MPaで爽やかな口当たりを有し、またエキス分が5~20%でオリゴ糖で構成されていることで、香味のバランスを保つことが可能になる。さらに、ピルビン酸の濃度も検出限界以下であるので、オフフレーバーの発生頻度を抑えることも可能となる。また、発酵性糖が限定された濃度しか存在しない状態で二次発酵させるので、発酵による炭酸ガスの生成が得られ、ガス圧の制御が可能となったので、今まで、不可能と思われていた低アルコール活性清酒製造の道が開かれた。なお、品質の安定化を図るために二次発酵終了後、火入れを行ってもよい。麹歩合を変化させる等、仕込み配合を変えることで、アルコール分、エキス分の割合を変化させられるので、各種の発泡性低アルコール清酒も自由に設計して製造できる画期的製造方法であり、各種発泡性低アルコール清酒製造の自動化、システム化も可能である。なお、一次発酵後に残存させるグルコース濃度を調整するために、同様の加熱処理した糖化液を一次発酵終了直前にもろみ中に添加、つまり四段として補填しても差し支えない。本発明によれば、残存糖化酵素失活により、発酵性糖の新たな生成が抑制されることから、発酵液のアルコール分の推定による発酵管理が可能となり、製造管理の合理化も行うことができる。また、このように、ブドウ糖等の発酵性糖が枯渇するため、従来技術では不可能であった低アルコールの活性清酒が製造可能になる等各種の発泡性低アルコール清酒の製造も自由にできる画期的製造方法である。

(3) 公開特許

1 クチナーゼを用いたエステル化合物の製造方法

出願番号
特願2004-224740(P2004-224740)
出願日
平成16年7月30日
公開番号
特開2005-58228(P2005-58228A)
公開日
平成17年3月10日
出願人
大日本インキ化学工業株式会社、独立行政法人酒類総合研究所
発明者
木村雅敏、西橋秀治、家藤治幸、岩下和裕、正木和夫
課題

有機溶媒を必須とすることなく、良好な収率を確保しつつ、脱水操作を不要化もしくは低減することが可能なエステル化合物の製造方法を提供する。

解決手段

本発明のエステル化合物の製造方法は、クチナーゼと0.5質量%~8.5%質量%の水の存在下、カルボン酸とアルコールとを反応させることを特徴とする。本発明のエステル化合物の製造方法は、前記カルボン酸が多価カルボン酸であって、前記アルコールが多価アルコールであり、前記エステル化合物がポリエステルである場合に好ましく適用できる。

2 麹菌由来の細胞壁分解新規酵素の遺伝子、及び該酵素の製造方法

出願番号
特願2004-188849(P2004-188849)
出願日
平成16年6月25日
公開番号
特開2005-34146(P2005-34146A)
公開日
平成17年2月10日
出願人
独立行政法人産業技術総合研究所、独立行政法人製品評価技術基盤機構、独立行政法人酒類総合研究所
発明者
町田雅之、佐野元昭、砂川美佐緒、中島佑、阿部敬悦、五味勝也、浅井潔、金大心、長崎英樹、細山哲、秋田修、小笠原直毅、久原哲
課題

新規エキソ及びエンド-β-1、3-グルカナーゼをコードする遺伝子、及び、該遺伝子の発現を増強した微生物、さらには、該蛋白質を用いたβ-1、3-グルカンの低分子化を目的とする。

解決手段

アスペルギルス・オリゼ由来のエキソ及びエンド-β-1、3-グルカナーゼ遺伝子、該遺伝子を含む組換えベクター、該ベクターによって形質転換された微生物(形質転換体)、更には、該微生物、その培養物、及び/又は本発明の蛋白質を作用させることによって、β-1、3-グルカンを低分子化する方法、並びに、それらを含む食品。

3 清酒酵母の菌株同定法

出願番号
特願2003-193908(P2003-193908)
出願日
平成15年7月8日
公開番号
特開2005-27527(P2005-27527A)
公開日
平成17年2月3日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
下飯 仁、宮下 晃一、清水 正史
解決手段

醸造用酵母のゲノムDNAをAWA1遺伝子の一部又は全部を増幅させるプライマーを用いて、PCR法又はLCR法にて増幅させ、それら増幅させた遺伝子断片を直接アガロースゲル電気泳動し、その電気泳動パターンの違いにより酵母を同定する。

効果

上記の方法により、醸造用酵母の正確な分類・同定が、迅速且つ容易に可能となる。本同定方法は、再現性が高く、しかもきわめて短期間に結果を得ることができ、特に清酒酵母の同定に有効であって、例えば清酒酵母協会7号と同9号といった清酒醸造という同一用途の酵母菌株の同定を可能とするだけでなく、清酒酵母とワイン酵母といった異なった用途の酵母の同定・判別も可能とする。

4 グリーンな香りをもつ生成物、その取得方法およびそれを含有するアルコール飲料

出願番号
特願2003-188712(P2003-188712)
出願日
平成15年6月30日
公開番号
特開2005-21055(P2005-21055A)
公開日
平成17年1月27日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所、アサヒビール株式会社
発明者
小路博志、三上重明
解決手段

グリーンな香りをもつ生成物を取得するための新規な方法、それにより得られた生成物およびそれを用いたアルコール飲料の提供。

効果

培地中において不飽和脂肪酸にリポキシゲナーゼを作用させることを特徴とするグリーンな香りをもつ生成物の取得方法、その生成物およびそれを含有するアルコール飲料。

2005/4/8 掲載

3. 第3四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Cloning and Enhanced Expression of the Cytochrome P450nor Gene (nicA; CYP55A5) Encoding Nitric Oxide Reductase from Aspergillus oryzae

著者
M.Kaya, K.Matsumura, K.Higashida, Y.Hata, A.Kawato, Y.Abe, O.Akita, N.Takaya and H.Shoun
要約

We cloned and characterized the gene and cDNA of Aspergillus oryzae cytochrome P450nor (Anor). The Anor gene (nicA; CYP55A5) has a different gene structure from other P450nor genes in that it has an extra intron. There were not only two kinds of mRNA but also two sets of TATA-box and CCAAT-box, and it appears that this gene has two expression patterns, like CYP55A1 of Fusarium oxysporum. A reporter analysis using the uidA gene indicated that gene expression of CYP55A5 was induced under anaerobic conditions, like CYP55A1. When the CYP55A5 gene was overexpressed in A. oryzae, a large amount of active Anor were accumulated as intracellular protein. Anor employed both NADH and NADPH as electron donors for reducing nitric oxide to nitrous oxide. Anor measured the amount of NO generated from 3-(2-Hydroxy-1-(1-methylethyl)-2-nitrosohydrazino)-1-propanamine (NOC5) with a spectrophotometer. The sensitivity was 10 nmol/ml.

Aspergillus oryzaeのcytochrome P450nor(Anor)の遺伝子及びcDNAを取得しその性質につ いて明らかにした。他のP450nor遺伝子と比較してAnor遺伝子(nicACYP55A5)が余分の イントロンを持っているという点で異なる遺伝子構造を有していた。2種類のmRNAができることに加えて、2組のTATA-boxとCCAAT-boxを有しており、本遺伝子がFusarium oxysporumCYP55A1のように2つの発現パターンを持っていると推定された。uidAを用いたリポーター解析によりCYP55A5の発現がCYP55A1のように嫌気条件で誘導されることが示された。CYP55A5遺伝子をA. oryzaeで強制発現させると、多量の活性を有するAnorが細胞内タンパク質として蓄積された。Anorにより一酸化窒素が亜酸化窒素に還元される時にはNADHとNADPHの両者が電子供与体として利用される。Anorの活性は3-(2-Hydroxy-1-(1-methylethyl)-2-nitrosohydrazino)-1-propanamine (NOC5)から生成されるNO 量を分光光度計で測定することにより測定した。本分析法の感度は10nmol/mlであった。

掲載雑誌
Biosci. Biotechnol. Biochem., 68(10),2040-2049,2004

2 清酒に添加した匂い物質の閾値(第2報) Measurement of thresholds for reference compounds for the sensory profiling of Sake (Part2)

著者
宇都宮仁、磯谷敦子、岩田博
H.Utsunomiya, A.Isogai and H.Iwata
要約

清酒の香味特性の参照標準とする物質及びその添加量を定めるため、エステル(酢酸エチル、酢酸イソアミル、カプロン酸エチル)、アルコール(イソアミルアルコール、フェネチルアルコール)及び有機酸(酢酸、酪酸、イソ吉草酸、カプロン酸、カプリル酸)について検知閾値、認知閾値及び90%認知閾値を求めた。前報で報告したものも含め清酒へ添加した20種類の匂い物質の閾値を、ビールに添加した匂い物質の閾値と比較すると酢酸イソアミル、フェネチルアルコール、イソバレルアルデヒド、DMS、TCA、酢酸、カプロン酸及びカプリル酸では低かったが、他10成分(ソトロン、フルフラールを除く)は大きく異なるものではなかった。

The sensory profiling of sake is very important for research and product analysis. However, a systematic flavor terminology for sake has not been defined yet. Objective reference standards are a prerequisite for improved sensory profiling. Thus, we selected 20 compounds as potential reference standards for sake aroma characteristics. In these studies reported here, a panel from our institute determined detection and recognition thresholds for 10 compounds -- ethyl acetate, isoamyl acetate, ethyl hexanoate, isoamyl alcohol, 2-phenylethanol, acetic acid, butyric acid, isovaleric acid, hexanoic acid and octanoic acid -- dissolved in sake using a forced - choice ascending concentration series method of limits (ASTM, E679-91). Recognition thresholds of 90% were calculated for evaluation of the perception of reference compounds.

In comparison with beer, detection threshold values of isoamyl acetate, 2-phenylethanol, isovaleraldehyde, methyl sulfide, 2,4,6-trichloroanisole, acetic acid, hexanoic acid and octanoic acid were lower than beer's. Threshold values of the rest 10 of the compounds (except sotolon, furfural) were not different from beer's.

掲載雑誌
日本醸造学会誌, 99, 729-734(2004)

3 清酒の甘辛区分表示について Amakara categories for type designation

著者
宇都宮仁、磯谷敦子、岩田博
H.Utsunomiya, A.Isogai and H.Iwata
要約

消費者に有用な情報を提供することを目的に、専門家パネルの官能評価結果と分析値を基に重回帰を行い、さらにこの回帰式を単純化して甘辛区分判別式を定義した。
AV = G - A
AV:新甘辛度 、G:グルコース (g/dl) 、A:酸度 (ml)
(AV:0.2以下を辛口、0.3から1.0をやや辛口、1.1から1.8をやや甘口、1.9以上を甘口)

清酒の飲用経験が豊富なパネル及び飲用経験が少ないパネルにより市販清酒の官能評価を行い、甘辛表示と甘辛評価が異ならないことを確認した。

We determined the amakara (Dryness) categories of sake for type designation. Multiple regression analysis was applied to the sensory evaluation score by trained panel and chemical data (R2=0.797). We defined the following discriminant model of amakara by simplification of the regression equation.
AV = G - A
AV : Amakara Value, G : Glucose (g/dl), A : Total acidity (ml)
Karakuch (DRY): AV<=0.2, Yaya_karakuchi (Medium Dry): 0.3<=AV<=1.0, Yaya_amakuchi (Medium Sweet): 1.1<=AV<=1.8, Amakuchi (Sweet) : AV>= 1.9

To verify this model, the calculate amakara values were compared with sensory intensities of amakara by two type panels, one is the panel who has much experience of drinking sake (NRIB trainee) and the other is the panel who has little experience of it (University students). Amakara values correlated well to sensory intensities of amakara by both panels (R2=0.712, R2=0.757).

掲載雑誌
日本醸造学会誌, 99, 882-889(2004)

4 Simple Sequence Repeat (SSR) 解析による不明ブドウ品種の同定 Identification of Unknown Grape Cultivars Using Simple Sequence Repeat(SSR) Analisys

著者
後藤(山本)奈美、万光華、沼田美子代、荒巻功、橋爪克己
N.Goto-Yamamoto, Guanghua WAN,M.Numata, Isao Aramaki and K.Hashizume
要約

Simple Sequence Repeat (SSR) 解析は高感度なDNA多型解析であり、RAPD解析よりも再現性が高いことが知られている。SSR解析はブドウの品種同定に適した方法と考えられるが、SSR断片長は研究グループによって若干異なる場合があり、これは断片の検出方法の違いによるものと推定される。そこで、不明品種のSSRデータと他のグループから報告されている品種のSSRデータの相関係数を求め、SSRデータが同じ傾向を示す品種を選択した上で、共通に分析されている品種のデータの差異を補正し、SSRデータが一致するかどうかを検討した。この方法で、Pinot blancとして植栽されているがPinot noirと異なるSSRデータを示す2サンプル(PB1、PB2)の品種同定を試み、PB1はSauvignon blancとSSRデータが一致すること、及びPB2はMelonと大部分のSSRデータが一致し、Melonに近い品種と推定されることが示された。このように、対照となる品種が供試できない場合でも、既報のSSRデータとの比較で、不明品種の同定、又は類似する品種の推定が可能であった。

Simple sequence repeat (SSR) analysis is known to be a powerful tool to detect DNA polymorphism, and more reproducible than RAPD analysis. Thus, SSR analysis is regarded as a suitable method for cultivar identification of grapes. However, the length of SSR fragments of the same cultivar with the same marker reported by different groups are sometimes different, which is probably caused by the difference of the detection methods of SSR fragments. For identification of an unknown cultivar, we selected candidate cultivars from reported SSR data, which showed higher correlation coefficients of SSR alleles with the unknown cutivar. Then, the identities of the SSR alleles of the candidates and the unknown cultivar were confirmed after correction of the difference of SSR data of control cultivars that were analyzed both in the report and in our laboratory. Thus, we identified one of two unknown cultivars, which were originally planted as Pinot blanc, as Sauvignon blanc, and the other was found to be very similar to Melon.

掲載雑誌
日本ブドウ・ワイン学会誌、15:52-57 (2004)

5 Crystal structure of a family 54 α-L-arabinofuranosidase reveals a novel carbohydrate-binding module that can bind arabinose

著者
A.Miyanaga, T.Koseki, H.Matsuzawa, T.Wakagi, H.Shoun and S.Fushinobu
要約

As the first known structures of a glycoside hydrolase family 54 (GH54) enzyme, we determined the crystal structures of free and arabinose-complex forms of Aspergillus kawachii IFO4308 α-L-arabinofuranosidase (AkAbfB). AkAbfB comprises two domains: a catalytic domain and an arabinose-binding domain (ABD). The catalytic domain has a β-sandwich fold similar to those of clan-B glycoside hydrolases. ABD has a β-trefoil fold similar to that of carbohydrate-binding module (CBM) family 13. However, ABD shows a number of characteristics distinctive from those of CBM family 13, suggesting that it could be classified into a new CBM family. In the arabinose-complex structure, one of three arabinofuranose molecule is bound to the catalytic domain through many interactions. Interestingly, a disulfide bond formed between two adjacent cystein residues recognized the arabinofuranose molecule in the active site. From the location of this arabinofuranose and the results of a mutational study, the nucleophile and acid/base residues were determined to be Glu221 and Asp297, respectively. The other two arabinofuranose molecules are bound to ABD. The O-1 atoms of the two arabinofuranose molecules bound at ABD are both pointed toward the solvent, indicating that these sites can both accommodate an arabinofuranose side-chain moiety linked to decorated arabinoxylans.

掲載雑誌
J. Biol. Chem., 279, 44907-44914 (2004)

6 A hap1 Mutation in a Laboratory Strain of Saccharomyces cerevisiae Results in Decreased Expression of Ergosterol-Related Genes and Cellular Ergosterol Content Compared to Sake Yeast 実験室酵母のhap1変異はエルゴステロール関連遺伝子の発現とエルゴステロール含量を清酒酵母に比べて減少させる

著者
K.Tamura, Y.Gu, Q.Wang, T.Yamada, K.Ito and H.Shimoi
田村健一、顧永清、王茜、山田翼、伊藤清、下飯仁
要約

DNA microarray and Northern blot analysis revealed that a sake yeast strain Kyokai no. 7 (K7) showed higher expression of genes encoding proteins involved in ergosterol biosynthesis than a laboratory yeast strain X2180. We hypothesized that these differences in expression levels were caused by a defect of a transcriptional factor Hap1, because strain X2180 contained a Ty1 insertion mutation in the HAP1 gene. To confirm this, we constructed a strain X2180 derivative (strain HX) that contained the wild-type HAP1 genes originating from strain K7. The expression levels of ergosterol-related genes and cellular ergosterol content in strain HX were higher than those in strain X2180 and were almost comparable to those in strain K7. These results suggest that the differences in the expression levels of ergosterol-related genes and ergosterol content between strains K7 and X2180 were largely caused by the hap1 mutation in strain X2180. Involvement of the mutated Hap1 in the differential gene expression between strain K7 and strain X2180 was further confirmed by a lacZ reporter assay of HMG1, one of the Hap1-regulated genes. We also revealed that the HMG1 promoter region between -500 and -376 was important in the transcriptional activation by Hap1.

清酒酵母きょうかい7号(K7)は実験室酵母X2180に比べてエルゴステロール関連遺伝子の発現が増加している。この原因としてX2180の転写因子Hap1の変異が考えられた。これを確認するためにK7から正常なHAP1をクローニングしてX2180に導入した。得られた形質転換体はK7と同等のエルゴステロール関連遺伝子の発現とエルゴステロール含量を示した。以上の結果から、X2180のHAP1の変異がエルゴステロール関連遺伝子の発現とエルゴステロール含量を低下させていることがわかった。Hap1によって制御されている遺伝子の一つであるHMG1のプロモーターをlacZレポーターを用いて解析した結果、-500から-376の領域がHap1による制御に関与していることがわかった。

掲載雑誌
Journal of Bioscience and Bioengineering, 98, 159- 166(2004)

7 A Temperature-Sensitive dcw1 Mutant of Saccharomyces cerevisiae Is Cell Cycle Arrested with Small Buds Which Have Aberrant Cell Walls Saccharomyces cerevisiaeの温度感受性dcw1 変異株は異常な細胞壁を持った小さな芽の状態で細胞周期が停止する

著者
H.Kitagaki, K.Ito and H.Shimoi
北垣浩志、伊藤清、下飯仁
要約

Dcw1p and Dfg5p in Saccharomyces cerevisiae are homologous proteins that were previously shown to be involved in cell wall biogenesis and to be essential for growth. Dcw1p was found to be a glycosylphosphatidylinositol-anchored membrane protein. To investigate the roles of these proteins in cell wall biogenesis and cell growth, we constructed mutant alleles of DCW1 by random mutagenesis, introduced them into a △dcw1 △dfg5 background, and isolated a temperature-sensitive mutant, DC61 (dcw1-3△dfg5). When DC61 cells were incubated at 37℃, most cells had small buds, with areas less than 20% of those of the mother cells. This result indicates that DC61 cells arrest growth with small buds at 37℃.At 37℃, fewer DC61 cells had 1N DNA content and most of them still had a single nucleus located apart from the bud neck. In addition, in DC61 cells incubated at 37℃, bipolar spindles were not formed. These results indicate that DC61 cells, when incubated at 37℃, are cell cycle arrested after DNA replication and prior to the separation of spindle pole bodies. The small buds of DC61 accumulated chitin in the bud cortex, and some of them were lysed, which indicates that they had aberrant cell walls. A temperature-sensitive dfg5 mutant, DF66 (△dcw1 dfg5-29), showed similar phenotypes. DCW1 and DFG5 mRNA levels peaked in the G1 and S phases, respectively. These results indicate that Dcw1p and Dfg5p are involved in bud formation through their involvement in biogenesis of the bud cell wall.

酵母の細胞壁の生合成に関わっており、生育に必須であるDcw1pとDfg5pは互いに相同なタンパク質である。Dcw1pはGPIアンカー型膜タンパク質であることがわかっている。これらのタンパク質の細胞壁の生合成における役割を調べるため、random mutagenesisによりDCW1の変異アレルを作成しdcw1 dfg5破壊株に導入し、温度感受性変異株DC61を単離した。DC61を非許容温度で培養すると、母細胞の20%以下の面積しか持たない小さな芽でほとんどの細胞が成長を停止し、1倍体のDNA含量を持った細胞の割合が少なくなった。このときほとんどの細胞は単核でありbud neckから核は離れた位置にあった。このとき紡錘体は形成されていなかった。このことから、DC61はDNA合成の後、紡錘体極の分離の前で細胞周期を停止していることが明らかとなった。この小さな芽の先端にはキチンが集積しており、芽は溶菌していたことから芽の細胞壁の合成が異常になっていると考えられた。温度感受性のdfg5変異株も同様の形質を示した。DCW1DFG5のmRNAのピークはそれぞれG1とS期にあり、共に対数増殖期に多く、芽の形成される時期と一致していたことから、Dcw1pとDfg5pは芽の細胞壁の生合成に重要な役割を持つことが明らかとなった。

掲載雑誌
Eukaryotic Cell, 3, 1297- 1306(2004)

8 α-グルコシダーゼを利用したビールの高濃度醸造(第3報)固定化α-グルコシダーゼを用いた発酵度の制御 High Gravity Brewing Utilizing α-glucosidase (Part 3) Control of Degree of Fermentation Using Immobilized α-glucosidase

著者
水野昭博、篠田典子、野村佳司
A.Mizuno, N.Shinoda and Y.Nomura
要約

我々は、発酵度を制御する方法として固定化α-グルコシダーゼの利用を研究した。固定化α-グルコシダーゼは、70%エタノールによって反応器中で10分間殺菌され、94%の活性が残存した。殺菌後、発酵中の麦汁が発酵の異なる段階でポンプによって反応器を通して循環された。固定化α-グルコシダーゼを含む反応器の使用は、α-グルコシダーゼの反応をさせる発酵の段階に依存して、20%Platoの麦汁の真性発酵度を増加又は減少させた。発酵の開始から48時間麦汁を反応器を通して循環した場合には、α-グルコシダーゼの糖転移反応によるイソマルトース、パノース及びイソマルトトリオースの非発酵性糖の生成が、ビールの発酵度を対照と比較して11%減少させる結果となった。反応器を7日目以後に使用した場合には、α-グルコシダーゼの加水分解反応による多糖類からのグルコースの生成が、ビールの発酵度を10%増加させる結果となった。いずれの場合も、酢酸の生成は減少した。固定化α-グルコシダーゼを使用する方法は、ビールの発酵度を自由に制御し得る手段として有効であるばかりではなく、高濃度醸造における発酵度の低下と酢酸生成の増加の両問題を克服し得ることが判明した。

We studied the application of immobilized α-glucosidase as a means of controlling the degree of fermentation. Immobilized α-glucosidase was sterilized by 70% aqueous ethanol in a reactor for 10 minutes, after which 94% activity remained. Following sterilization, fermenting wort was circulated through the reactor by pumps at varying stages of fermentation. The use of the reactor containing immobilized α-glucosidase increased or decreased the real degree of fermentation of 20%Plato worts depending on the stage of fermentation at which α-glucosidase reaction was undertaken. When the wort was circulated through the reactor for 48 hours from the beginning of fermentation, the glycosyl-transfer reaction of α-glucosidase formed non-fermentable sugars such as isomaltose, panose and isomaltotriose, which resulted in an 11% reduction in the degree of fermentation of the beer compared with the control. When the reactor was used from the 7th day of fermentation or later, the α-glucosidase hydrolyzed polysaccharides to produce glucose resulting in a 10% increase in the degree of fermentation of the beer. In both cases, production of acetic acid decreased. The use of immobilized α-glucosidase was not only effective in controlling the degree of fermentation, but also overcame common problems of high gravity brewing such as insufficient sugar attenuation and the increased production of acetic acid.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 99, 809-815(2004)

9 α-グルコシダーゼを利用したビールの高濃度醸造(第4報)α-グルコシダーゼを利用した並行複発酵の利用 High Gravity Brewing Utilizing α-glucosidase (Part 4) Application of Parallel Fermentation Utilizing α-glucosidase

著者
水野昭博、篠田典子、野村佳司
A.Mizuno, N.Shinoda and Y.Nomura
要約

高濃度醸造は、製造場の効率増加のために広く行われるようになった。しかしながら、高濃度の糖分とエタノール分による酵母への高いストレスのために発酵中に酵母活性を良好に保つことは容易ではない。それ故、発酵度が不十分になる傾向があり、製品ビールは高濃度の酢酸とエステルを含む。

我々は、高濃度醸造における幾つかの課題を克服できる新しい発酵方法を報告した。この方法においては、発酵の最初に添加したα-グルコシダーゼによる糖転移反応と加水分解反応による麦汁の糖組成の変換が、酵母によるエタノール生成と並行して進行する。α-グルコシダーゼの使用によって、我々は上面発酵ビール酵母を用いた高濃度醸造を15℃の発酵温度で成功した。しかし、下面発酵ビール酵母が世界中の商業醸造において、一般的に使用されている。そこで、この報文では、下面発酵ビール酵母を用いたその方法の結果を報告する。我々は、その方法が低温において下面発酵ビール酵母を用いた高濃度麦汁の発酵に問題なく適用できることを確認した。α-グルコシダーゼを20%Platoの麦汁へ800mg/の濃度で添加した場合、下面発酵ビール酵母W34/70を用いて10℃で問題なく発酵できた。その真性発酵度は77%と対照より16%高く、酢酸濃度は200mg/lと対照より85mg/l低かった。α-グルコシダーゼの添加は、デキストリンを含有する麦汁の発酵度の向上にも同様に有効であった。6.2%のデキストリンを含有する20%Platoの麦汁へα-グルコシダーゼを400mg/lの濃度で添加した場合、上面発酵ビール酵母NCYC1245を用いた発酵の最後にはデキストリン含量は3.7%まで減少し、その真性発酵度は75%と対照より19%高かった。α-グルコシダーゼの使用は、糖化力の低い麦芽から製造される発酵性糖含量の低い麦汁から良質のビールを醸造する場合に有効であることが示された。発酵における酵素の使用は、熟成期間の短縮のためのアセト乳酸脱炭酸酵素やドライビール醸造のためのグルコアミラーゼの使用という既存の方法以外にも多くの新しい可能性を広げる。

High gravity brewing has come to be widely used for increased brewery efficiency. However, it is not easy to maintain good yeast performance during fermentation because of the stress on yeast caused by high sugar and/or ethanol concentrations. Therefore, sugar attenuation tends to be insufficient and the finished beer contains high concentrations of acetic acid and esters.

We previously reported on the development of a new fermentation method by which several difficulties in high gravity brewing could be overcome. In this method, α-glucosidase added at the beginning of fermentation enables the conversion of wort sugars by glycosyl-transfer and hydrolytic reactions to proceed in parallel with ethanol formation by yeast. By using α-glucosidase, we succeeded in high gravity brewing with a top fermentation brewer's yeast at a constant fermentation temperature of 15℃. However, bottom fermenting brewer's yeast is more widely used for commercial brewing around the world. In this paper we report results of using the method with bottom fermenting brewer's yeast. We confirmed that the method could be successfully applied to high gravity wort fermentation with bottom fermenting yeast at low temperature. When α-glucosidase was added to 20%Plato wort at a concentration of 800 mg/l, the wort was successfully fermented at 10℃ with a bottom fermenting brewer's yeast, W34/70. The real degree of fermentation was 77%, which was 16% higher than that of the control fermentation, and the concentration of acetic acid was 200 mg/l, which was 85 mg/l lower than that of the control. The addition of α-glucosidase was also effective for increasing the degree of fermentation of dextrinous wort. When α-glucosidase was added at the concentration of 400 mg/l to 20%Plato wort containing 6.2% dextrin, the content of dextrin decreased to 3.7% by the end of fermentation with a top fermenting brewer's yeast, NCYC1245; the real degree of fermentation was 75%, which was 19% higher than that of the control. It is suggested that the use of α-glucosidase is applicable for brewing good beers from wort that have a low proportion of fermentable sugars, meaning that malt with lower diastatic power could be utilized. The use of enzymes in fermentation would open several new possibilities to add to existing enzyme methods, such as the use of acetolactate decarboxylase to shorten the conditioning period or glucoamylase for dry beer brewing.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 99, 873-877(2004)

10 Increase in Spontaneous Locomotor Activity in Rats Fed Diets Containing Sake Lees or Sake Yeasts 酒粕または清酒酵母を含む食餌によるラットの自発運動量の増加

著者
Y.Manabe, M.Shobayashi, T.Kurosu, S.Sakata, T.Fushiki, H.Iefuji
眞鍋康子、庄林愛、黒須猛行、坂田省吾、伏木亨、家藤治幸
要約

The process of sake making generates a great deal of secondary product called sake lees. Part of the sake lees is disposed of as waste, so finding ways to recycle it are a matter of concern. Because sake lees contains many nutritious substances derived from both rice and sake yeast, we studied the physiological effects of these materials on rats. Sprague-Dawley rats were fed one of three experimental diets for two weeks. Rats fed diets containing either 20% sake lees or 2% sake yeast (Kyokai 9 yeast) both had higher spontaneous locomotive activity than rats fed a control casein diet. Body weight and food consumption were not different among the three groups. These results suggest that sake lees and sake yeast have a reinforcing effect on spontaneous locomotive activity.

清酒の製造により副産物として多量の酒粕が生じる。この酒粕は原料の米や清酒酵母などに由来する多くの栄養物を含んでいることより、我々はそのラットに及ぼす生理学的効果について調べた。Sprague-Dawley系ラットに3種類の餌のうちそれぞれ1つを3週間給餌したところ、酒粕20%または清酒酵母(協会9号酵母)2%を含む餌のものに、コントロールであるカゼイン食のものより有意に高い自発運動活性の向上が見られた。3つのグループにおいて体重および食事量に差は見られなかった。これらのことより、酒粕および清酒酵母は自発的運動活性を強化する効果のあることが示唆された。

掲載雑誌
Food Sci. Technol. Res., 10, 6-9, (2004)

(2) 取得特許

1 変異PDR3遺伝子による高アルコール生産酵母の育種法

特許番号
特許第3579716号(P3579716)
取得年月日
平成16年10月20日
特許権者
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
福田央、若林三郎
課題

醸造酒製造において、より多くのアルコールの取得と、製造期間の短縮は、解決すべき課題として従来より重要視されているものである。

解決手段

上記課題を解決するためになされたものであって、短期間で多くのアルコールの収得を達成する目的でなされたものである。そこで本発明者らは、より短期間で多くのアルコールの収得量の増加を目的とし、その目的達成のために発酵速度を増大させた生産酵母の育種という新規な技術的課題を設定した。

効果

本発明によって高アルコール生産酵母の育種が可能となり、本発明によって育種された酵母を使用することによってアルコール含量の高い醸造酒、アルコール発酵もろみ等を効率よく製造することが可能となった。

発明が解決しようとする課題

醸造酒製造において、より多くのアルコールの取得と、製造期間の短縮は、解決すべき課題として従来より重要視されているものである。

2 醸造用酵素剤及びそれを用いた醸造法

特許番号
特許第3598361号(P3598361)
取得年月日
平成16年12月8日
特許権者
独立行政法人酒類総合研究所、天野エンザイム株式会社
発明者
岩野君夫、三上重明、横井信正、天野仁、鈴木恵理子
課題

最近、吟醸酒や純米酒などの高級清酒の販売が増加しているが、前述のように品質の優れた吟醸麹を造る技術は高度の熟練技術であること、製麹は手造りであるため量的拡大が困難なことなどから、販売量の増加に対応して生産を増やすことができないという問題点がある。

解決手段

低温発酵における並行複発酵に関わる酵素について鋭意研究を重ねたところ、多くの酵素の中でリパーゼ及び/又はヌクレアーゼを麹の補強に使用すること、或いはリパーゼ及び/又はヌクレアーゼを含む酵素剤を麹に代えて使用することにより、低温発酵における蒸米の溶解率を向上させることができ、さらに製成酒の香気成分含有量が高まることを見いだし、本発明を完成させた。

効果

麹の補強又は代替えとして本発明の醸造用酵素剤を使用した仕込みでは、通常の吟醸麹を用いた仕込みと同等またはそれ以上の原料利用率と品質の向上が実現可能であり、本酵素剤 の使用により、吟醸麹造りの労務を軽減させる効果、吟醸酒や純米酒などの高級清酒の製造が容易となり生産を増大できる効果、さらに製造コストを低下させる効果が達成される。

(3) 公開特許

1 S-アデノシルメチオニン高蓄積微生物の取得法

出願番号
特願2003-80116(P2003-80116)
出願日
平成15年3月24日
公開番号
特開2004-283103(P2004-283103A)
公開日
平成16年10月14日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
家藤治幸、庄林愛、岩下和裕、向井伸彦、岡崎直人
解決手段

ナイスタチン耐性株を選択することによるS-アデノシルメチオニン(SAM)高蓄積微生物の取得方法が提供される。具体的には、ナイスタチンを含有する選択培地で生育してくる菌株を取得すればよく、ポジティブスクリーニングによるため、効率的且つ正確に目的とする変異株を取得することができる。

効果

本取得方法は、酵母、特に清酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)のほか各種微生物に広く適用することができ、本法によって育種分離された変異株を大量培養することにより、SAMの大量生産が可能となる。

2 ポリガラクツロナーゼの大腸菌による生産システム

出願番号
特願2003-82871(P2003-82871)
出願日
平成15年3月25日
公開番号
特開2004-290003(P2004-290003A)
公開日
平成16年10月21日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
福田央、三上重明
解決手段

Saccharomyces cerevisiae X2180A由来のポリガラクツロナーゼ遺伝子を、大腸菌発現ベクター(例えば、pQE80L:Quiagen社)に連結し、チオレドキシンレダクターゼ(trxB)及びグルタチオンレダクターゼ(gor)の活性のない大腸菌株(例えば、Origami B株;Novagen社)に導入する。

効果

得られた形質転換体(例えば、FERM P-19207、FERMP-19208)を培養することにより、活性のあるポリガラクツロナーゼを安価に生産できる。

3 低アルコール清酒の製造法

出願番号
特願2003-83295(P2003-83295)
出願日
平成15年3月25日
公開番号
特開2004-290015(P2004-290015A)
公開日
平成16年10月21日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所、日本酒造組合中央会
発明者
武宮重人、木曽邦明、庄島修、蓮尾徹夫、畑冨士夫、畑瀬景子
解決手段

麹米の一部を、プルラナーゼを配合した酵素剤とα-アミラーゼを配合した酵素剤、 又は、プルラナーゼ自体とα-アミラーゼ自体に置き換えて、原料米と仕込み、糖化し た後、そのままあるいは上槽してから加熱し、酵素を失活させて糖化を終了させ、これ を酸存在下又はそのまま発酵を行い、アルコール分が5~12%、エキス分を5~20 %の低アルコール清酒を製造する方法。

効果

この新規清酒は、低アルコール清酒であっても、エキス分が5~20%であり且つオリゴ糖で構成されていることで、香味のバランスを保つことができる。さらに、ピルビン酸の濃度も検出限界以下であるので、オフフレーバーの発生頻度を抑えることも可能 となり、仕込み配合を変えることで、アルコール分、エキス分の割合を変化させられるので、各種の低アルコール清酒の製造も自由にできる。

4 YIL169C、YOL155C、MUC1遺伝子を利用した醸造用酵母の判別法

出願番号
特願2003-128212(P2003-128212)
出願日
平成15年5月6日
公開番号
特開2004-329086(P2004-329086A)
公開日
平成16年11月25日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
福田央、三上重明
解決手段

醸造用酵母のゲノムDNAをYIL169C、YOL155C、MUC1遺伝子の一部又は全部を増幅させるプライマーを用いて、PCR法にて増幅させ、それら増幅させた遺伝子断片を直接アガロースゲル電気泳動又は制限酵素(例えばRsaI)処理したのち、アガロースゲル電気泳動し、その電気泳動パターンの違いにより酵母を判別する。

効果

上記の方法により、醸造用酵母の正確な分類・判別が、迅速且つ容易に可能となる。本判別方法は、再現性が高く、しかもきわめて短期間に結果を得ることができ.ワイン酵母と清酒酵母といった異なった用途の酵母の判別を可能とするだけでなく、協会ブドウ酒1号酵母、同3号酵母 といったワイン同一用途の酵母の判別も可能とするものである。

2005/1/7 掲載

2. 第2四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 清酒に添加した匂い物質の閾値(第1報) Measurement of thresholds for reference compounds for the sensory profiling of Sake (Part1)

著者
宇都宮仁、磯谷敦子、岩田博
H.Utsunomiya, A.Isogai and H.Iwata
要約

清酒の香味特性の参照標準とする物質及びその添加量を定めるため、アセトアルデヒド、イソバレルアルデヒド、ベンズアルデヒド、ジアセチル、フルフラール、ソトロン、エチルメルカプタン、ジメチルスルフィド、ジメチルトリスルフィド、及び2, 4, 6-トリクロロアニソールについて検知閾値、認知閾値及び90%認知閾値を求めた。イソバレルアルデヒド、ソトロンの検知閾値は、既報に比べ10倍以上低かった。

The sensory profiling of Sake is very important for research and product analysis. However, a systematic flavor terminology for sake has not been defined yet. Objective reference standards are a prerequisite for improved sensory profiling. Thus, we selected 20 compounds as potential reference standards for sake aroma characteristics. In these studies reported here, a panel from our institute determined detection and recognition thresholds for 10 compounds -- acetaldehyde, isovaleraldehyde, benzaldehyde, diacetyl, furfural, sotolon, ethyl mercaptan, methyl sulfide, methyl trisulfide and 2,4,6-trichloroanisole -- dissolved in sake using a forced - choice ascending concentration series method of limits (ASTM, E679-91). Recognition thresholds of 90% were calculated for evaluation of the perception of reference compounds.Detection threshold values of isovaleraldehyde and sotolon were over 10 - fold lower than these reported values.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 99, 652- 658 (2004)

2 Isolation and Characterization of a Novel Gene Encoding α-L-Arabinofuranosidase from Aspergillus oryzae

著者
K.Matsumura, H.Obata, Y.Hata, A.Kawato, Y.Abe and O.Akita
要約

We cloned and characterized a novel gene (abfA) encoding α-L-arabinofuranosidase (α-L-AFase) from Aspergillus oryzae. One clone homologous to the α-L-AFase gene of Thermotoga maritima was found in an expressed sequence tag (EST) library of A. oryzae and a corresponding gene was isolated. Molecular analysis showed that the abfA gene carried six exons interrupted by five introns and had an open reading frame encoding 481 amino acid residues. The amino acid sequence similarity at active sites to the α-L-AFases from other organisms indicated that the α-L-AFase encoded by abfA was classified as a family 51 glycoside hydrolase. When the abfA was overexpressed in the homologous hyperexpression system of A. oryzae, a large amount of α-L-AFase was produced as intracellular protein. The apparent molecular mass of the purified enzyme was estimated to be 228,000 by gel filtration and that of its subunit as 55,000 by SDS-PAGE, suggesting that the enzyme is a tetramer. The enzyme hydrolyzed p-nitrophenyl-α-L-arabinofuranoside but not other p-nitrophenyl glycosides. These results demonstrated that the abfA gene encodes a functional α-L-AFase.

掲載雑誌
Journal of Bioscience and Bioengineering, 98, 77- 84 (2004)

3 イネ登熟期の高温が酒造適性に及ぼす影響 Effects of high temperature during grain-filling on characteristics of rice for sake brewing

著者
小関卓也、奥田将生、米原由希、八田一隆、岩田博、荒巻功、橋爪克己
T.Koseki, M.Okuda, Y.Yonehara, K.Hachida, H.Iwata, I.Aramaki and K.Hashizume
要約

原料米の酒造適性に及ぼすイネ登熟期の高温の影響を調べた。登熟期に高温で栽培された山田錦及び日本晴は20分、120分及び蒸米吸水率の上昇がみられたが、消化性(Brix糖度)は低下した。一方、粗蛋白質及びカリウム含量は登熟期の気温とともに日照によっても影響されることが示唆された。また、ラピッドビスコアナライザー(RVA)による粘度特性、示差走査熱量計(DSC)による糊化特性を調べた。RVAパラメーターの糊化開始温度、最高粘度及びブレークダウンとDSCパラメーターの糊化開始温度、ピーク温度及び糊化熱は高温区で高くなり、米澱粉の物理化学的特性は気象条件によって影響を受けることが確認された。これらの結果より気象条件は原料米の酒造適性と相関していることが示唆された。

Characteristics of rice for sake brewing at high temperature during the grain-filling period were verified. The rices, Yamadanishiki and Nipponbare, that were cultivated at high temperature during grain-filling showed an increase in water absorption for 20 and 120 min and after steaming, but showed a decrease in digestibility (Brix). On the other hand, results suggest that the amounts of crude protein and potassium are affected by hours of sunlight as well as temperature conditions in the cultivation period of rice. The pasting and gelatinization properties of the rice, which was cultivated at different temperature during grain-filling, were analyzed by Rapid Visco Analyzer (RVA) and differencial scanning calorimetry (DSC), respectively. Pasting temperature, peak viscosity, and breakdown by RVA and onset and peak temperatures and transition heat by DSC were higher in the cultivars of increasing temperatures, confirming that the physicochemical properties of rice starches were affected by meteorological conditions. These observations suggest that meteorological conditions correlate to the characteristics of rice for sake brewing.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 99, 591- 596 (2004)

4 西洋ナシ(ラ・フランス)ワインの醸造と香気特性 Winemaking Using La France Pears and the Volatile Constituents of the Wine

著者
橋爪克己、大浦宏夫、大沼奈緒子、荒巻功
K.Hashizume, H.Ohura, N.Ohnuma and I.Aramaki
要約

西洋ナシ、ラ・フランスの芳香に着目したワイン醸造法及び製成されたワインの揮発成分について検討を行った。ワインのGC-臭いかぎ法による分析、及び生果実とワインの香気成分の比較分析により、酢酸n-ブチル及び酢酸n-ヘキシルをラ・フランス果実を想起させる特徴的な香りに寄与している主要な成分として検出した。西洋ナシの醸し発酵は、果汁発酵と比較して、酢酸n-ブチル及び酢酸n-ヘキシルを多く含む、特徴香の強いワインを醸出した。果肉から醸し発酵により得られたワインは、これらエステルのレベルが最も高く試験醸造したワイン中では最も高い評価を得た。果皮と果肉から得られたワインは最も高いフェノールレベルを示し最も褐色がかった色を呈し、また官能評価の成績は低かった。一方、果芯と果肉から得られたワインは最も鮮やかな赤色を呈した。

A winemaking method reflecting the characteristic aroma of La France pears was developed and the volatile constituents of the wine produced were investigated. n-Butyl acetate and n-hexyl acetate were detected as major components that contribute to the characteristic aroma of La France pear wine through GC-sniffing analysis of the wine and also by comparative analysis of the aromas of raw fruit and wine. Fermentation of pear pulp provided more n-butyl and n-hexyl acetate and stronger aromatic characteristics than juice fermentation. Wine made from pulp by pulpy fermentation exhibited the highest levels of these esters and was rated the best among the wines tested. Wines made from skin and pulp had the highest phenolic levels and the darkest brown color and a low score of sensory evaluation, while wines made from core and pulp showed the brightest red color.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 99, 597- 606 (2004)

5 清酒の劣化の測定へのチオバルビツール酸(TBA)反応の利用(第2報) The Use of 2-Thiobarbituric Acid Reaction in the Measurement of Sake Staling(Part2)

著者
野村佳司、水野昭博、木曽邦明
Y.Nomura, A.Mizuno and K.Kiso
要約

前報では、清酒とTBAとの反応で、マロンアルデヒドとTBAとが反応して生成される赤色色素が生成されると報告した。しかし、清酒のTBA反応性物質はまだ究明されていない。一般に過酸化脂質がTBA反応の原因となり、赤色色素が生成されると言われている。我々は清酒中の高級脂肪酸の濃度を分析し、TBA反応は過酸化脂質が原因ではないと判断した。そこで、清酒中に存在する多くのカルボニル化合物のTBA反応性を調べ、それらの中で、3DGのみが反応液の530nmの波長を吸光する着色を示した。そして、3DGとTBAがマロンアルデヒドのTBA反応物である赤色色素と同一の物質を生成することが判明した。

In a previous paper, we reported that a red pigment, which was similar to a product of the TBA reaction with malonaldehyde, was formed in a TBA reaction of sake. However, the reactive substance of the TBA reaction of sake was not investigated. Essentially, oxidized fat caused the TBA reaction and red pigment formation. We analyzed concentrations of fatty acid component in sake, and concluded that the TBA reaction was not caused by oxidized fat. We thus investigated the TBA reactivity of many carbonyl compounds in sake. In these, only 3-Deoxyglucoson showed absorbance of the reactant mixture at a 530nm wave length. We also found that 3-Deoxyglucoson and TBA produced a red pigment which was similar to the product of the TBA reaction with malonaldehyde.

掲載雑誌
日本醸造学会誌, 99, 521-525 (2004)

6 口噛み酒における米α-グルコシダーゼの働き The role of riceα-glucosidase on kutikami-sake making

著者
岩田博、磯谷敦子、宇都宮仁、西尾尚道
H.Iwata, A.Isogai, H.Utsunomiya and N.Nishio
要約

口噛み酒製造工程へのα-グルコシダーゼの働きを検討するため、生米と炊飯米で口噛み試験を行い、糖組成、α-グルコシダーゼ活性、pH及び有機酸組成の各変化を調べた。

糖組成について、24時間後で、生米はグルコースが5%、マルトースが0%であったのに対し、炊飯米ではマルトースが5%、グルコースが0.8%で両者は全く異なっていた。この理由は、糖組成とα-グルコシダーゼ活性の測定結果から、唾液アミラーゼにより生成されたマルトースが、生米のα-グルコシダーゼによりグルコースに分解されたためと推定された。また、有機酸組成の検討から、微生物が生成した乳酸などによるpH低下と酵素抽出促進効果がおこり、α-グルコシダーゼが有効に機能する環境条件下で口噛み試験の反応が起こっていることが分かった。

以上から、口噛み酒は生米のα-グルコシダーゼを巧みに利用した酒造りであると推定された。

To examine the role of rice-α-glucosidase on kutikami-sake brewing, a traditional sake making method, we made two test solutions with chewed uncooked rice and cooked rice. In the solution with chewed uncooked rice, 5% of glucose with no maltose was produced, whereas in the solution with chewed cooked rice 0.8% of glucose with 5% of maltose was produced after 24hours incubation. This difference was mainly due to the glucose formation from maltose derived from α-glucosidase contained in uncooked rice, the maltose being produced by α-amylase in saliva. The lactate produced by microorganisms caused pH decrease to around 4, an optimum pH forα-glucosidase, and aided in the extraction of α-glucosidase from unncooked rice. From the above results, it was determined that unncooked rice was used as a material in kutikami-sake brewing.

掲載雑誌
日本醸造学会誌, 99, 534-538 (2004)

7 Transcriptional analysis of genes for energy catabolism and hydrolytic enzymes in the filamentous fungus Aspergillus oryzae using cDNA microarrays and expressed sequence tags

著者
H.Maeda, M.Sano, Y.Maruyama, T.Tanno, T.Akao, Y.Totsuka, M.Endo, R.Sakurada, Y.Yamagata, M.Machida, O.Akita, F.Hasegawa, K.Abe, K.Gomi, T.Nakajima, Y.Iguchi
要約

Aspergillus oryzae is a fungus used extensively in the fermentation industry. We constructed cDNA microarrays comprising 2,070 highly expressed cDNAs selected from the ~6,000 non-redundant expressed sequence tags (ESTs) in the A. oryzae EST database (http://www.aist.go.jp/RIODB/ffdb/index.html). Using the cDNA microarrays, we analyzed the gene expression profiles of A. oryzae cells grown under the glucose-rich (AC) and glucose-depleted (AN) liquid culture conditions used during the construction of the EST database. The sets of genes identified by the cDNA microarray as highly expressed under each culture condition agreed well with the highly redundant ESTs obtained under the same conditions. In particular, transcription levels of most catabolic genes of the glycolytic pathway (EMP) and tricarboxylic acid (TCA) cycle were higher under AC than AN conditions, suggesting that A. oryzae uses both EMP and TCA for glucose metabolism under AC conditions. We further studied the expression of genes encoding hydrolytic enzymes and enzymes involved in energy catabolism by using three industrial solid-phase biomass media, including wheat-bran. The wheat-bran culture gave the richest gene expression profile of hydrolytic enzymes and the lowest expression levels of catabolic genes (EMP,TCA) among the three media tested. The low expression levels of catabolic genes in the wheat-bran culture may release catabolite epression, consequently leading to the rich expression profiles of the hydrolytic enzymes.

掲載雑誌
Appl Microbiol Biotechnol (2004) 65: 74-83

(2) 取得特許

1 麹菌と酵母の固体混合培養による酒類の製造方法

特許番号
特許第3567246号(P3567246)
取得年月日
平成16年9月22日
特許権者
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
佐藤和夫、小林健
課題

本発明は、上記した技術の現状に鑑み、特に工業化の面から、酒類その他アルコール飲料を、 少ない工程で、短期間且つ低コストで、雑菌によるコンタミネーションを防止しながら効率的に 製造する全く新しい方法を開発する目的でなされたものである。

解決手段

上記目的を達成するため本発明者らは各方面から検討した結果、麹の培養と酒母の培養とは別個 に行われていること、しかも、両者は固体培養と半固体培養と培養形態も相違しているにもかかわ らず、これらのことにあえて着目し、両者の培養を同時に(併行して)行う技術の開発という課題 を新たに設定した。そして培養形態について各方面から検討した結果、固体培養によって両者の目 的が同時に達成可能であるとの結論を得た。

効果

本発明により、通常の酒類の酒母およびもろみ製造に十分な量の酵母を麹菌と同時に(ないしは併 行して)培養できる。本発明により、酒母製造を省略してもろみを製造することが可能であり、また 野生酵母による汚染のない酒母を製造することが可能である。本発明を用いることにより、酒類製造 において効率的かつ製造コストの大幅な削減と高品質化が可能である。

また本発明によれば、混合固体培養麹は、清酒や焼酎の製造に使用できるだけでなく、その他のアルコール飲料のほか、アルコール製造用もろみ、食酢製造用もろみといった各種アルコール(エタノール)製造にも広く使用することができる。また、酒母や1次もろみ自体も製造することができる。

(3) 公開特許

1 麹菌npgO遺伝子

出願番号
特願2003-15123(P2003-15123)
出願日
2003年1月23日
公開番号
特開2004-222609(P2004-222609A)
公開日
2004年8月12日
出願人
独立行政法人産業技術総合研究所、独立行政法人製品評価技術基盤機構、独立行政法人酒類総合研究所
発明者
町田雅之、阿部敬悦、五味勝也、浅井潔、佐野元昭、金大心、長崎英樹、細山哲、秋田修、小笠原直毅、久原哲、石田博樹、小畑浩、秦洋二、川戸章嗣、安部康久
解決手段

麹菌Aspergillus oryzaeのホスホパントテン酸転移酵素遺伝子(npg0遺伝子)の クローニングが行われ、その塩基配列も決定された。

効果

本発明に係るnpgO遺伝子を非リボソーム型ペプチド合成酵素(NRPS)遺伝子(例えば、ペプチドシンテターゼ 遺伝子asb2又はasb4遺伝子)とともに高発現することにより、asb2、asb4単独では得られなかった活性型の非リ ボソーム型ペプチド(例えば、麹菌フェリクローム)を高生産することができるようになった。

2 新規チロシナーゼ遺伝子meID

出願番号
特願2002-373069(P2002-373069)
出願日
2002年12月24日
公開番号
特開2004-201545(P2002-201545A)
公開日
2004年7月22日
出願人
独立行政法人産業技術総合研究所、独立行政法人製品評価技術基盤機構、独立行政法人酒類総合研究所、月桂冠株式会社
発明者
町田雅之、阿部敬悦、五味勝也、浅井潔、佐野元昭、金大心、長崎英樹、細山哲、秋田修、小笠原直毅、久原哲、小畑浩、中村幸宏、秦洋
解決手段

新規チロシナーゼ遺伝子(melD)のクローニングが行われ、その塩基配列も決定された。また、このクロー ニングされた上記の新規遺伝子をベクターに挿入することにより宿主(大腸菌)を形質転換した。

効果

本遺伝子はチロシナーゼ活性を持っており、清酒麹の褐変防止、醸造食品の着色防止に利用することができる。また、この形質転換体を培養して本チロシナーゼを生産し、これを試薬として利用できるだけでなく、そのインヒビターのスクリーニングにも利用することができ、着色防止物質の開発も期待することができる。

3 新規遺伝子asb4及びその形質転換体と遺伝子産物の利用法

出願番号
特願2002-348752(P2002-348752)
出願日
2002年11月29日
公開番号
特開2004-180534(P2004-180534A)
公開日
2004年7月2日
出願人
独立行政法人産業技術総合研究所、独立行政法人製品評価技術基盤機構、独立行政法人酒類総合研究所、月桂冠株式会社
発明者
町田雅之、阿部敬悦、五味勝也、浅井潔、佐野元昭、金大心、長崎英樹、細山哲、秋田修、小笠原直毅、久原哲、石田博樹、小畑浩、秦洋二、川戸章嗣、安部康久
解決手段

麹菌のフェリクローム生合成に関与するペプチドシンテターゼ蛋白質をコードする遺伝子のクローニングが行われ、その塩基配列も決定された。

効果

本遺伝子を導入した形質転換体は、これを培養することによりペプチドシンテターゼを生産することが確認され、本発明によりクローニングした遺伝子断片asb4には該酵素蛋白質がコードされていることが確認された。この遺 伝子を用いて、麹菌のフェリクローム生合成を鉄制限下で高生産あるいは非生産させることが可能であり、用途に応 じたフェリクローム生産の改変が分子レベルで可能である。

2004/10/8 掲載

1. 第1四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Relationship between the preference for sake Japanese rice wine) and the movements of metabolic parameters coinciding with sake intake. 清酒の嗜好と生理的パラメーターの関連性

著者
Y.Manabe, H.Utsunomiya, K.Gotoh, T.Kurosu, T.Fushiki
眞鍋康子、宇都宮仁、後藤邦康、黒須猛行、伏木亨
要約

Selection of foods by animals largely depends on their physiological condition. In this paper, we reported how physiological changes in rats after ingestion of sake (Japanese rice wine) affected their preference for different kinds of sake. Rats could discriminate among various kinds of sakes in a two-bottle choice test, even after adjustment of the glucose concentration or alcohol concentration of the sake, suggesting that the choice of a sake by animals was based on more than one ingredient. To identify effect of a rat's physiological condition on the selection of sake, we monitored the levels of blood glucose, nonesterified fatty acids (NEFA), and ketone bodies in serum in mice after forced intragastric ingestion of sake that had previously been offered to the rats in a two-bottle choice test. Blood glucose levels in mice were not different between the rats fed the palatable and unpalatable sakes, and the NEFA level and ketone level were high in rats fed the unpalatable sake. To further clarify the relationship between physiological condition and preference for sake, rats were offered eight kinds of Junmai-syu, which is made with only rice and no sub-ingredient. Rats could still discriminate among Junmai-syu. Furthermore, with two exceptions, the preference for a sake was significantly correlated with the ketone level. The order in the ratio of blood insulin level to blood glucagon level, which is an indicator of metabolism, was correlated with the order in preference to sake. These results suggest that some physiological factors besides oral stimulation also are important factors in the selection of a sake.

本研究では清酒の選択と体の生理状態の関連性について検討した。ラットに様々な種類の清酒を用いて二瓶選択実験を行ったところ、清酒の種類により嗜好差が観察された。これらの嗜好差と生理的変化の関連性について検討するために、二瓶選択実験で好まれた清酒、又は好まれなかった清酒をマウスの胃内へ投与し、血糖値、ケトン体、血中遊離脂肪酸を測定した。その結果、血糖値には差がなかったが、ケトン体や血中遊離脂肪酸レベルに差が観察された。また副原料を含まない純米酒セットでも同様の結果が得られ、清酒の動物による嗜好には生理的側面が大きく関与していることが示唆された。

掲載雑誌
Biosci Biotechnol Biochem., 2004 Apr;68(4):796-802.

2 冷蔵保管中の清酒の蛍光灯着色 Coloring of sake in cold storage by fluorescent light

著者
野村佳司、内藤貴文、小野晃、三上重明、高橋利郎、木曽邦明
Y.Nomura, T.Naitoh, A.Ono, S.Mikami, T.Takahashi and K.Kiso
要約

近年、清酒はしばしば店頭で蛍光灯に照らされた冷蔵ショーケースに入れて販売される。しかし、この場合、清酒はよく着色していることがある。これは蛍光灯の光線の影響である様だ。我々は清酒の着色に対する蛍光灯の影響を調べた。清酒の着色を6種類の蛍光灯で調べた結果、三波長域発光型が最も清酒を着色させ、次に昼白色が清酒を着色させ、美術博物館用が最も清酒を着色させない。我々は4種類のカラーフィルムの清酒の着色に与える影響を調べた。レッドフィルムが着色防止に最も効果があり、ブルーフィルムが最も効果がなかった。多変量解析の結果、450nm以下の光が清酒の着色に影響するということがわかった。

Recently, sake has come to be frequently sold in transparent refrigerators fluorescently lighted. In such cases, the sake is sometimes colored highly. This seems due to the effect of fluorescent light. We researched the effects of fluorescent light sake coloring. As for the relations between sake coloring and the six types of fluorescent lights, a three band fluorescent light (natural white) colored sake most highly, second was a fluorescent light (natural white), and a high color rendering fluorescent light coated with UV absorption film (natural white) colored sake least. We researched the effects of four color-films on sake coloring. A red film was most effective for preventing sake coloring. A blue film was least ffective in preventing sake coloring. As a result of a multivariate analysis, light with a wavelength under 450nm produced an effect on sake coloring.

掲載雑誌
日本醸造学会誌, 99, 289-294(2004)

3 Retrotransposon-induced mutations in grape skin color レトロトランスポゾンに由来するブドウ果皮色の変異

著者
S.Kobayashi, N.Goto-Yamamoto, H.Hirochika
小林省藏、後藤(山本)奈美、広近洋彦
要約

The transcript of a grape myb-related gene, VvmybA1, was detected in mature berry skins of red-skinned bud sports but not in those of their white-skinned progenitors. The white-skinned progenitors have only one gene (VvmybA1a) for VvmybA1, while the red-skinned sports contain two kinds of the gene (VvmybA1a and VvmybA1b). In VvmybA1a, a retrotransposon, Gret1, was inserted into a 5'-flanking region near the coding sequences of the gene, whereas Gret1 was missing in VvmybA1b, leaving behind its solo LTR. These results show that the bud mutation from white to red in berry skins of the grapes was caused by the deletion of Gret1.

ブドウのmyb様遺伝子VvmybA1の転写産物は、白品種からは検出されなかったが、その白品種から生じた果皮の赤い枝変わり品種の成熟果実の果皮からは検出された。親の白品種には1種類のVvmybA1VvmybA1a)しか持っていなかったが、赤色枝変わり品種はこの遺伝子を2種類(VvmybA1a and VvmybA1b)持っていた。VvmybA1aにはその5'側のコード領域近くにレトロトランスポゾンのGret1が挿入されていたが、VvmybA1bにはGret1がLTR1カ所を残して失われていた。これらのことから、白品種から赤品種への変異は、Gret1のデリーションによって生じたと考えられる。

掲載雑誌
Science, 304, 982 (2004)

4 Effects of plant hormones and shading on the accumulation of anthocyanins and the expression of anthocyanin biosynthetic genes in grape berry skins ブドウ果皮のアントシアニン蓄積とアントシアニン合成系遺伝子の発現に及ぼす植物ホルモンと遮光の影響

著者
S.T.Jeong, N.Goto-Yamamoto, S.Kobayashi, M.Esaka
鄭硯泰、後藤(山本)奈美、小林省藏、江坂宗春
要約

Anthocyanins are important grape components for red wine making. Here we examined the effects of plant hormones, abscisic acid (ABA) and naphthaleneacetic acid (NAA), and shading treatments on the accumulation of anthocyanins and the expression of anthocyanin biosynthetic genes in grape berry skins. The accumulation of anthocyanins was enhanced by ABA treatment and suppressed by NAA and shading. ABA enhanced the mRNA accumulation of VvmybA1, a putative regulatory gene of anthocyanin biosynthesis of grape, and all the tested enzyme genes of the anthocyanin biosynthetic pathway, while NAA and shading suppressed and retarded them. The change of the mRNA copy number of VvmybA1 coincided with that of all the tested anthocyanin biosynthetic enzyme genes and the accumulation of anthocyanins. We also showed that there were significant differences in the mRNA copy number among three Chss, between two Chis, and two F3hs during the coloration of grape berry skins.

アントシアニンは赤ワイン醸造にとって重要なブドウの成分である。本研究では植物ホルモン(アブシジン酸(ABA)とナフタレン酢酸(NAA))と遮光が、ブドウ果皮のアントシアニンの蓄積とアントシアニン合成系遺伝子の発現に及ぼす影響を検討した。

アントシアニンの蓄積はABA処理によって促進され、NAA及び遮光処理によって抑制された。ブドウアントシアニン生合成の制御遺伝子と推定されるVvmybA1は、ABAによってmRNAの蓄積が促進され、NAA及び遮光によって抑制された。VvmybA1のmRNA量の変化は、アントシアニン合成系酵素遺伝子のmRNA量、及びアントシアニン蓄積量の変化と一致した。また、ブドウ果皮着色中のChs3コピー、Chi及びF3h各2コピーのmRNAに大きな違いがあることも示した。

掲載雑誌
Plant Science, 167, 247-252 (2004)

5 Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray analysis of α-L-arabinofuranosidase B from Aspergillus kawachii Aspergillus kawachii由来α-L-アラビノフラノシダーゼBの発現、精製、結晶化及び予備的なX線解析

著者
A.Miyanaga, T.Koseki, H.Matsuzawa, T.Wakagi, H.Shouna and S.Fushinobua
宮永顕正、小関卓也、松澤洋、若木高善、祥雲弘文、伏信進矢
要約

α-L-Arabinofuranosidase (EC 3.2.1.55) is one of the hemicellulases that cleave the gylcosidic bonds between L-arabinofuranoside side chains and various oligosaccharides. In this study, the first crystallization and preliminary X-ray analysis ofα-L-arabinofuranosidase B from Aspergillus kawachii IFO4308 (AkAbfB), a family 54 glycoside hydrolase, is described. Recombinant AkAbfB was expressed in Escherichia coli and Pichia pastoris. The native crystals of recombinant AkAbfB produced by P.pastoris belong to the orthorhombic space group P212121 (unit-cell parameters a=39.5, b=98.2, c=144.0Å) and diffracted X-rays to a resolution of 1.82Å.

掲載雑誌
Acta Cryst., D60, 1286-1288 (2004)

6 Variation of 2-Acetyl -1-Pyrroline Concentration in Aromatic Rice Grains Collected in the Same Region in Japan and Factors Affecting Its Concentration 日本の同一地域で採取された香り米中の2-アセチル-1-ピロリン濃度の変動とその影響要因

著者
T.Itani, M.Tamaki, Y.Hayata, T.Fushimi and K.Hashizume
猪谷富雄、玉置雅彦、早田保義、伏見力、橋爪克己
要約

Aromatic strength of aromatic rice varies with the genetic and environmental conditions. We determined the concentration of 2-acetyl-1-pyrroline (2AP), a key compound of the aroma of aromatic rice, in 62 samples of rice grains (brown rice) from 'Hieri' produced by 17-24 farmers in 3 years in the Kubokawa area of Kochi Prefecture, Japan. Many of them showed similar values and the standard deviations were 27-31%. However, a few samples showed extremely high (200%) or low (60%) 2AP concentrations compared to the individual year averages (100%). The influence of harvest time and temperature during ripening on the 2AP concentration in the brown rice was also examined using two cultivars. During grain development in an early-heading cultivar 'Miyakaori', the 2AP concentration in the brown rice reached a peak at 4 or 5 weeks after heading (WAH) and then decreased rapidly to 20% of the maximum at 7 or 8 WAH. In a late-heading cultivar 'Hieri', the 2AP concentration peaked at 4 WAH then gradually decreased to 40% of the maximum at 8 WAH. The 2AP concentration was higher in brown rice ripened at a low temperature (day:25℃/night:20℃) than that ripened at a high temperature (day:35℃/night:30℃) in both a short-grain cultivar 'Hieri' and a long-grain cultivar 'Sari Queen'.

香り米の香りの強さには、品種間差異があり、また環境により変動する。3年間にわたり日本最大の香り米の産地である高知県窪川町の17~24軒の農家が生産した香り米品種「ヒエリ」玄米計62サンプルを収集し、香りのキー物質である2-acetyl-1-pyrroline (2AP)含量を定量した。多くのサンプルは近い値を示したが、調査年の平均値(100%)に比べて極端に高い(200%)あるいは低い(60%)サンプルが見いだされた。さらに、収穫時期および登熟期間中の気温の2AP含量に対する影響を、それぞれ2品種を供して調査した。その結果、早生品種「みやかおり」では、出穂後4~5週間後に2AP含量はピークを示したあと7~8週間後にはピーク時の20%レベルまで急激に減少し、晩生品種「ヒエリ」では、出穂後4週間後にピークを示し、その後ピーク時の40%レベルまで徐々に減少した。また、短粒種「ヒエリ」と長粒種「サリークイーン」のいずれにおいても、登熟期間中の気温は低温条件(昼25℃/夜20℃)の方が高温条件(昼35℃/夜30℃)よりも高い2AP含量を示した。このことから、窪川町においてタバコ後作の晩植栽培で生産された香り米サンプルが著しく高い2AP含量を示したことは、登熟期の低温が関与していることが推察された。今後さらに、栽培中あるいは収穫後の諸条件が香り米の強さに及ぼす影響を明らかにすることにより、より高品質の香り米の生産が可能になる。

掲載雑誌
Plant Prod. Sci,Vol 7(2), 178-183 (2004)

7 酒造原料米のアミロペクチン側鎖構造と酒造適性 Correlation between Structural Properties of Amylopectins and the Sake Brewing or Physicochemical Properties of Rice

著者
荒巻功、吉井美華、岩瀬新吾、江辺正英、菅野喜浩、菊永雪絵、奥田将生、小関卓也、橋爪克己
I.Aramaki, M.Yoshii, S.I.Wase, M.Ebe, Y.Sugano, Y.Kikunaga, M.Okuda, T.Koseki and K.Hashizume
要約

酒造好適米9品種を含む14品種の70%精白米胚乳中のアミロペクチンの構造をイソアミラーゼ加水分解の後にHPAEC-PADにより分析した。酒造好適米のイソアミラーゼ加水分解物について、コシヒカリのそれと比較したところ、重合度7-9付近の短鎖が多く、逆に、山田錦、八反錦1号は比較的長鎖が少なく、また、五百万石、おくほまれ、八反錦1号は中鎖が少なかった。全試料について分析した結果、短鎖(重合度:6-9)は吸水又は消化性との間に正の相関を示し、長鎖(重合度:35-41)は消化性と負の相関を示した。また、長鎖(重合度:43-51)とDSCパラメーター(糊化ピーク温度、糊化終了温度、及び糊化転移熱量)の間には正の相関が存在し、一方に、短鎖(重合度:7-11)とこれらのDSCパラメーターの間には負の相関が存在した。RVAパラメーターは、アミロペクチン側鎖のいくつかのものと比較的高い相関関係を示したが、しかしながら、それらは消化性やDSCパラメーターとの間にみられたような高いものではなかった。

The structure of amylopectins in 70%-polished rice endosperm of fourteen cultivars, including nine varieties for sake brewing, was characterized by a high-performance anion-exchange chromatography system equipped with a pulsed amperometric detector (HPAEC-PAD) after hydrolysis with isoamylase. It was found that starch isoamylolyzates of the rice suitable for sake brewing were plentiful in shortish chains around DP 7-9, while the longish chains were poor in Yamadanishiki and Hattannishiki 1, and the middle chains were poor in Gohyakumangoku, Okuhomare, and Hattannishiki 1, compared with those of Koshihikari. Correlation analysis using all rice samples showed positive correlations between the shortish (DP: 6-9) chains and water absorption, or digestibility, whereas negative correlations existed between the longish (DP: 35-41) chains and digestibility. Also, there were positive correlations between the longish (DP: 43-51) chains and the DSC parameters (peak temperature, conclusion temperature, and heat of transition), but negative ones between the shortish (DP: 7-11) chains and these DSC parameters. The RVA parameters showed rather high correlations with the distribution ratio of some amylopectin side chains, but they were not much higher than those observed in the case of digestibility or DSC parameters.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, Vol99, 457-466 (2004)

8 清酒の熟成によるソトロンおよびフルフラールの変化 Changes in the concentrations of sotolon and furfural during the maturation of sake

著者
磯谷敦子、宇都宮仁、岩田博
A.Isogai, H.Utsunomiya and H.Iwata
要約

清酒の熟成香に対するソトロンおよびフルフラールのの寄与について検討した。これらの化合物はGC-Olfactometryにより熟成酒から強く検出された。また、これらの化合物の定量を溶媒抽出およびGC-MS分析により行った。ソトロンについては、内部標準物質として3-オクタノールの代わりに13C標識したソトロンを用いることで、変動係数が10%以下に減少した。熟成酒中のソトロンの濃度は認知閾値を超えていたが、フルフラールは超えていなかった。33年貯蔵酒におけるソトロンのオダーユニットは45であった。したがって清酒の熟成香にはソトロンが大きく寄与していると考えられた。また、ソトロンの前駆物質と考えられているα-ケト酪酸およびアセトアルデヒドとソトロンとの間には相関がみられたが、他の生成経路の関与の可能性も示唆された。

The contribution of sotolon and furfural to the aroma of aged sake was investigated. These compounds were strongly detected in aged sake by GC-olfactometry. They were quantified by solvent extraction and GC-MS analysis. The coefficient of variation of sotolon decreased to less than 10% by using 13C 2-labeled sotolon instead of 3-octanol as an internal standard. Concentration of sotolon in aged sake was higher than its recognition threshold but furfural was not. The odor unit of sotolon in 33-year-old sake was 45. It was suggested that sotolon contributes greatly to the aroma of aged sake. Concentrations of α-ketobutyric acid and acetaldehyde, which are considered to be precursors of sotolon, were investigated and a correlation with sotolon was observed. However, the possibility of another mechanism of sotolon formation was also suggested.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 99, 374-380 (2004)

9 清酒醸造の浸漬・蒸きょう工程における原料米α-グルコシダーゼの酵素反応 Effects of rice α-glucosidase on steeping and steaming processes of sake production

著者
岩田 博、磯谷敦子、宇都宮仁、西尾尚道
H.Iwata, A.Isogai, H.Utsunomiya and N.Nishio
要約

米に含まれるα-グルコシダーゼの清酒醸造の浸漬・蒸きょう工程に及ぼす影響を検討した。浸漬中に生成されるグルコース量は、浸漬時間と浸漬温度の増大により増加した。α-グルコシダーゼの特異的阻害剤であるミグリトールは、浸漬中でのグルコース生成を強く阻害した。α-グルコシダーゼ活性は、浸漬0時を除く、浸漬中に生成されるグルコース量と正の相関があった。消化性試験でミグリトールを加えた場合、蒸米吸水率とBrix値は対照より低かった。これらの結果から、米α-グルコシダーゼは、浸漬・蒸きょう工程にわずかながら影響を及ぼしていることが示唆された。

We examined the effects of α-glucosidase in rice on steeping and steaming processes of sake production. The glucose formed in the rice steeping process increased with an increase in the steeping time and steeping temperature. Miglitol, a specific inhibitor of α-glucosidase, strongly inhibited the glucose formation during steeping. The activity of α-glucosidase showed a positive correlation with the glucose formed during the steeping except at 0 hour. On the digestibility test, absorbed water content and Brix value under miglitol addition were lower than those of the control.

These results suggest that α-glucosidase in rice exerts certain effects on rice during the steeping and steaming processes.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 99, 467-473 (2004)

10 Effect of ethanol on cell growth of budding yeast: genes that are important for cell growth in the presence of ethanol.

著者
S.Kubota, I.Takeo, K.Kume, M.Kanai, A.Shitamukai, M.Mizunuma, T.Miyakawa, H.Shimoi, H.Iefuji, D.Hirata.
要約

The budding yeast Saccharomyces cerevisiae has been used in the fermentation of various kinds ofalcoholic beverages. But the effect of ethanol on the cell growth of this yeast is poorly understood. Thisstudy shows that the addition of ethanol causes a cell-cycle delay associated with a transient dispersion ofF-actin cytoskeleton, resulting in an increase in cell size. We found that the tyrosine kinase Swe1, thenegative regulator of Cdc28-Clb kinase, is related to the regulation of cell growth in the presence of ethanol. Indeed, the increase in cell size due to ethanol was partially abolished in the SWE1-deleted cells, and theamount of Swe1 protein increased transiently in the presence of ethanol. These results indicated that Swe1is involved in cell size control in the presence of ethanol, and that a signal produced by ethanol causes atransient up-regulation of Swe1. Further we investigated comprehensively the ethanol-sensitive strains inthe complete set of 4847 non-essential gene deletions and identified at least 256 genes that are importantfor cell growth in the presence of ethanol.

掲載雑誌
Biosci. Biotechnol. Biochem, 2004 Apr;68(4):968-72.

11 Cloning of a Novel Tyrosinase-Encoding Gene(melB) from Aspergillus oryzae and Its Overexpression in Solid-State Culture (Rice Koji)

著者
H.Obata. H.Ishida, A.Kawato, Y.Abe, T.Akao, O.Akita and E.Ichishima
要約

We have cloned a novel tyrosinase-encoding gene (melB) specifically expressed in solid-state culture of Aspergillus oryzae. A tyrosinase-encoding gene (melO) from A.oryzae was already cloned and the protein structures of its catalytic and copper binding domains were investigated. However, our recent results revealed that the melO gene was highly expressed in submerged culture but not in solid-state culture. Because tyrosinase activity was also detected in solid-state culture, we assumed that another tyrosinase gene other than melO is expressed in solid-state culture. Another tvrosinase gene was screened using the express ed sequence tag (EST) library. One redundant cDNA clone homologous with the tyrosinase gene was found in the collection of wheat bran culture. Northern blot analysis revealed that the gene corresponding to the cDNA clone was specifically expressed in solid-state culture (koji making), but not in submerged culture. Molecular cloning showed that the gene carried six exons interrupted by. five introns and had an open reading frame encoding 616 amino acid residues. This gene was designated as melB . The deduced amino acid sequence of the gene had weak homology (24%-33%) with MelO and other fungal tyrosinase but the sequences of the copper binding domains were highly conserved. When the melB gene was expressed under the control of the glaB promoter in solid-state culture, tyrosinase activity was markedly enhanced and the culture mass was browned with the melanization by MelB tyrosinase. These results indicated that the melB gene encodes a novel tyrosinase associated with melanization in solid-state culture.

掲載雑誌
J. Biosci. Bioeng., 97,400-405(2004)

(2) 公開特許

1 発泡性低アルコール清酒の製造法

出願番号
特願2002-282991
出願日
2002年09月27日
公開番号
特開2004-113162
公開日
2004年04月15
出願人
独立行政法人酒類総合研究所、(財)日本酒造組合中央会
発明者
武宮重人、木曽邦明、庄嶋修、蓮尾徹夫、畑冨士夫、畑瀬景子
解決手段

麹米の一部をトランスグルコシダーゼにα-アミラーゼを配合した酵素剤又はトランスグルコシダーゼ自体と α-アミラーゼ自体に置き換えて、原料米と仕込み、糖化した後、そのままあるいは上槽してから加熱し、酵素 を失活させて糖化を終了させ、これを酸存在下あるいはそのまま発酵を行い、所定のグルコース濃度に到達した 時に、もろみの一部あるいは全部を目の粗いろ材でこして、耐圧瓶あるいは密閉容器に詰めて、二次発酵させる ことにより、ガス圧が0.1~0.5MPa、アルコール分が3~12%、エキス分が5~20%の発泡性低ア ルコール清酒を製造する方法。

効果

本発明によれば、アルコール分が12%以下の低アルコール清酒でありながら、水っぽさがなく、コクがあっ て、香味の調和がとれた新しいタイプの発泡性を有する低アルコール清酒が得られる。

2 有機酸高含有酒類及び食品の製造方法

出願番号
特願2002-276509
出願日
2002年09月24日
公開番号
特開2004-113004
公開日
2004年04月15日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所、宝酒造株式会社
発明者
矢野駿太郎、浅野忠男、黒瀬直孝、平松順一、下飯仁、伊藤清
課題

遺伝子組換え酵母を用いる有機酸含量の高い酒類、食品の新規な製造方法を提供する。

解決手段

HAP4遺伝子を発現する組換えベクターで形質転換した酵母を用いることを特徴とする有 機酸高含有酒類又は食品の製造方法。有機酸の例には、リンゴ酸及び/又はコハク酸がある。 また、好ましい酵母の例には、Saccharomyces cerevisiae K701 /pAUR 123-HAP4(FERM P-18933)なる清酒酵母がある。

効果

従来の酒類、食品に比べ、酸味が強く、その有機酸組成で嗜好的に好ましいリンゴ酸及び/又はコハク酸含有量が増加し た酒類、食品を製造できる。

3 フェリクリシン合成経路新規遺伝子、およびそれを用いたフェリクリシン非産生麹菌の作出法

出願番号
特願2002-259915
出願日
2002年09月05日
公開番号
特開2004-097020
公開日
2004年04月02日
出願人
岩手県、独立行政法人酒類総合研究所
発明者
渡辺久敬、佐藤利次、江井仁、山田修、赤尾健、秋田修
解決手段

麹菌アスペルギルス・オリゼー由来のフェリクリシン合成経路の新規遺伝子であるオルニチン-N5-オキシゲナーゼ遺伝子を利用して、 麹菌アスペルギルス・オリゼーRIB40に比べて少なくとも1/10倍以下にまでフェリクリシン分泌産生量を低下させた麹菌を提供す る。該麹菌を利用して製造されるフェリクリシン含量が低減され、フェリクリシンに由来する着色が低減された食品および酒類もまた提供する。

効果

麹菌よりオルニチン-N5-オキシゲナーゼをコードする遺伝子をクローニングし、その塩基配列を決定する。また、該遺伝子の部分断片 を含むDNAで麹菌を形質転換し、相同的組換えによる遺伝子破壊を起こした株を選抜し、フェリクリシン産生量が顕著に低下した麹菌を作 出する。

2004/7/9 掲載