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研究概要

新規甘味料エチル-α-グルコシドの大量生産に向けて

研究機関名

東京農業大学・応用生物科学部・生物応用化学科・食料資源理化学研究室

http://nodai.cc-town.net/laboratory/single.php?id=33

代表者

内野 昌孝

本研究の主旨

   エチル- α -グルコシド((以下EG))はグルコースの1位の炭素にエトキシル基がα結合した非還元性糖である。即効性の甘味と遅効性の温和な苦味、濃厚味を呈すことから、発酵食品の味や品質に影響を及ぼす重要な構成成分となっている。また、味全体をまろやかにするなどの味質改善効果、加熱調理した際の魚肉や畜肉の生臭さを抑える消臭効果を持つ。さらにEGは、幅広い三次機能性を持ち、紫外線による肌荒れの改善や、保湿力を有することから化粧品としての応用が期待される。難消化性で糖質吸収阻害効果を示すことから体重増加抑制や糖尿病の改善効果、腸内細菌にて資化されることから腸内菌叢改善効果、ガラクトサミン誘導性の肝障害を改善するという報告もあり、EGの大量生産系の確立が求められている(Fig 1)。
    EGの生産法としては、主に化学合成法と酵素反応法がある。化学合成法はいくつかのステップで生産が可能だが食品添加物として認められにくく、また、そのイメージから消費者も受け入れがたいと考えられる。そこで我々は後者の方法に着目した。生産のための酵素には転移または縮合型α-グルコシダーゼを選択した。通常、α-グルコシダーゼはマルトース1分子を加水分解し、グルコース2分子を生産する。しかし、一部の同酵素は転移能力を持ち、エタノール存在下ではマルトースの加水分解時にグルコースの1位にエチル基を転移し、EGを生産する。この反応を利用して試験を進めていたが、一部の結果で予想外のものがあったため、調査するとグルコースのみでエチルグルコシドを生産する酵素(縮合反応タイプ)も存在した。つまり、酵素の由来生物により転移・縮合しないタイプ(加水分解のみ)、転移のみのタイプ、転移・縮合するタイプの3タイプが確認された(Fig 2、Table 1)。
   以上の結果を受け、EG高生産性α-グルコシダーゼを取得するため、糸状菌(カビ)や細菌(乳酸菌、枯草菌、酢酸菌)、約500株からスクリーニングを行った。その結果、糸状菌の一部でEG生産性が確認されたものの、乳酸菌、枯草菌、酢酸菌では加水分解活性のみでEG生産性は認められなかった。その中でAspergillus kawachii N-3株はEGを高生産するため、この菌を利用した生産系を構築した。

エチル‐α‐グルコシドの機能性について

Fig.1 エチル‐α‐グルコシドの機能性について

α‐グルコシダ―ゼを利用したエチル‐α‐グルコシドの生産

Fig.2 α‐グルコシダ―ゼを利用したエチル‐α‐グルコシドの生産

各生物由来α‐グルコシダ―ゼの転移・縮合性

Table.1 各生物由来α‐グルコシダ―ゼの転移・縮合性