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JP2023171280A - METHOD FOR PRODUCING COMPOSITION CONTAINING HIGH CONCENTRATION OF γ-AMINOBUTYRIC ACID - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING COMPOSITION CONTAINING HIGH CONCENTRATION OF γ-AMINOBUTYRIC ACID Download PDF

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JP2023171280A
JP2023171280A JP2023076210A JP2023076210A JP2023171280A JP 2023171280 A JP2023171280 A JP 2023171280A JP 2023076210 A JP2023076210 A JP 2023076210A JP 2023076210 A JP2023076210 A JP 2023076210A JP 2023171280 A JP2023171280 A JP 2023171280A
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JP
Japan
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gaba
culture
aminobutyric acid
medium
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP2023076210A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
貴弘 中條
Takahiro Chujo
来人 原
Raito Hara
俊之 中田
Toshiyuki Nakata
小谷田 邦芳
Kuniyoshi Koyata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tomoe Dairy Processing Co Ltd
Original Assignee
Tomoe Dairy Processing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Tomoe Dairy Processing Co Ltd filed Critical Tomoe Dairy Processing Co Ltd
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Abstract

To develop a technique that can efficiently produce γ-aminobutyric acid at a low cost and utilize this technique to provide food and drink containing a high concentration of γ-aminobutyric acid inexpensively.SOLUTION: The present invention provides a method for producing a composition, preferably food and drink, containing a high concentration of γ-aminobutyric acid. This method involves coculturing Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus at 27-37°C. The Lactobacillus helveticus may be Lactobacillus helveticus JCM1004.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

新規性喪失の例外適用申請有り There is an application for exception to loss of novelty.

本発明はγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法に関し、より具体的には、ラクトコッカス・ラクティスに属する特定菌株と、プロテアーゼ産生能を有するラクトバチルス・ヘルベティカスとを、共培養することによる、γ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid, and more specifically, by co-cultivating a specific strain belonging to Lactococcus lactis and Lactobacillus helveticus having the ability to produce protease. The present invention relates to a method for producing a composition containing a high content of γ-aminobutyric acid.

近年、機能性素材としてγ-アミノ酪酸(GABA)が注目されている。GABAは、哺乳類の体内において、抑制性の神経伝達物質として重要な役割を果たすほか、血圧降下作用、利尿作用、精神安定作用等の生理活性を持つ有効成分であることが知られている。よって、GABAを普段の食生活の中にうまく取り込むことが望ましいと考えられる。GABAは、グルタミン酸デカルボキシラーゼ(至適pH4~5)の作用により、グルタミン酸からGABAに変換することにより製造することができる。 In recent years, γ-aminobutyric acid (GABA) has attracted attention as a functional material. GABA is known to play an important role as an inhibitory neurotransmitter in the mammalian body, and is also an active ingredient that has physiological activities such as hypotensive, diuretic, and tranquilizing effects. Therefore, it is considered desirable to incorporate GABA into the daily diet. GABA can be produced by converting glutamic acid into GABA by the action of glutamate decarboxylase (optimum pH 4 to 5).

GABAを高含有する食品の製造技術として、例えば特許文献1において、プロテアーゼ産生能を有する微生物とグルタミン酸デカルボキシラーゼ産生能を有する微生物を混合培養することを特徴とするγ-アミノ酪酸含有飲食品の製造法が提案されている。具体的には、ラクトコッカス・ラクティス YIT2027単独培養(3日間)でのGABA産生濃度が15mg/100mLであったが、ラクトコッカス・ラクティス YIT2027とラクトバチルス・カゼイYIT9029の混合培養(3日間)でのGABA産生濃度は38mg/100mLと2倍以上に増加した。 As a manufacturing technology for foods containing high GABA content, for example, Patent Document 1 discloses the production of γ-aminobutyric acid-containing foods and drinks, which is characterized by culturing a mixture of microorganisms capable of producing protease and microorganisms capable of producing glutamic acid decarboxylase. A law is proposed. Specifically, the GABA production concentration in Lactococcus lactis YIT2027 alone culture (3 days) was 15 mg/100 mL, but in the mixed culture of Lactococcus lactis YIT2027 and Lactobacillus casei YIT9029 (3 days) The GABA production concentration increased more than twice to 38 mg/100 mL.

特開2000-14356号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-14356

しかしながら、GABAは製品としては非常に高価であるため、GABAを大量に配合した食品を日常生活に取り入れることは困難である。特許文献1の技術によってもGABA産生量は単独培養の場合の2倍程度にしかならず、GABAの製造コストは依然として高い問題があった。 However, since GABA is very expensive as a product, it is difficult to incorporate foods containing a large amount of GABA into daily life. Even with the technique of Patent Document 1, the amount of GABA produced is only about twice that of the case of monoculture, and the production cost of GABA remains high.

したがって、本発明の目的は、GABAを効率よく安価に製造できる技術を開発し、GABAを高濃度含有する組成物、特に飲食品を安価に提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to develop a technology that can efficiently produce GABA at low cost, and to provide compositions, particularly food and drink products, containing GABA at high concentrations at low cost.

そこで本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、GABA産生能を有するラクトコッカス・ラクティスJCM20101と、プロテアーゼ産生能を有するラクトバチルス・ヘルベティカスと、を共培養することによって、GABA産生量が顕著に増加することを見出し、本発明を完成させるに至った。 Therefore, the present inventors conducted extensive studies to solve the above problems, and as a result, by co-cultivating Lactococcus lactis JCM20101, which has the ability to produce GABA, and Lactobacillus helveticus, which has the ability to produce protease, It was discovered that the amount of GABA produced was significantly increased, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスを、27~37℃で共培養することを特徴とする、γ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法を提供する。 That is, the present invention provides a method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid, which is characterized by co-cultivating Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus at 27 to 37°C.

ここで、前記ラクトバチルス・ヘルベティカスは、ラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004であってもよい。 Here, the Lactobacillus helveticus may be Lactobacillus helveticus JCM1004.

また、前記共培養は、乳を主成分とする培地において行うことができる。 Further, the co-cultivation can be performed in a medium containing milk as a main component.

また、前記培地に対する前記ラクトコッカス・ラクティスJCM20101の接種量は0.2~10%(w/w)とすることができ、前記培地に対する前記ラクトバチルス・ヘルベティカスの接種量は0.1~10%(w/w)とすることができる。 Further, the amount of Lactococcus lactis JCM20101 inoculated into the medium may be 0.2 to 10% (w/w), and the amount of Lactobacillus helveticus inoculated into the medium may be 0.1 to 10%. (w/w).

また、前記培地は、グルタミン酸塩を0.25~10%(w/w)含有するものであってもよい。 Further, the medium may contain 0.25 to 10% (w/w) of glutamate.

さらに、前記γ-アミノ酪酸高含有組成物は、γ-アミノ酪酸高含有飲食品とすることができる。 Furthermore, the composition with high γ-aminobutyric acid content can be used as a food or drink with high γ-aminobutyric acid content.

本発明によれば、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101と、プロテアーゼ産生能を有するラクトバチルス・ヘルベティカスと、を共培養することで、GABAを効率よく安価に製造でき、よってGABAを高濃度含有する組成物、特に飲食品を提供することができる。 According to the present invention, GABA can be produced efficiently and inexpensively by co-cultivating Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus having protease-producing ability, and therefore, a composition containing GABA at a high concentration, In particular, food and beverages can be provided.

異なるラクトコッカス・ラクティスを用いた共培養によるGABA産生量を比較したグラフである(試験例2)。縦軸は培養24時間後のGABA産生量(mg/100ml)、横軸は試験区を示す。It is a graph comparing the amount of GABA produced by co-cultivation using different Lactococcus lactis (Test Example 2). The vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml) after 24 hours of culture, and the horizontal axis shows the test plot. ラクトコッカス・ラクティスJCM20101の接種量が、共培養におけるGABA産生量に及ぼす影響を示すグラフである(ヘルベティカス菌の接種量は1%で固定)(試験例3)。縦軸は培養24時間後のGABA産生量(mg/100ml)、横軸は試験区(JCM20101の接種量)を示す。また、白の棒グラフは33℃、黒の棒グラフは37℃で共培養した場合を示す。It is a graph showing the influence of the inoculation amount of Lactococcus lactis JCM20101 on the GABA production amount in co-culture (the inoculation amount of Helveticus bacteria is fixed at 1%) (Test Example 3). The vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml) after 24 hours of culture, and the horizontal axis shows the test plot (inoculated amount of JCM20101). Moreover, the white bar graph shows the case of co-culture at 33°C, and the black bar graph shows the case of co-culture at 37°C. 培養温度が共培養におけるGABA産生量に及ぼす影響を示すグラフである(試験例6)。縦軸は培養24時間後のGABA産生量(mg/100ml)、横軸は培養温度(℃)を示す。It is a graph showing the influence of culture temperature on GABA production amount in co-culture (Test Example 6). The vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml) after 24 hours of culture, and the horizontal axis shows the culture temperature (°C). 培地におけるグルタミン酸塩濃度が共培養におけるGABA産生量に及ぼす影響を示すグラフである(試験例7)。縦軸は培養24時間後のGABA産生量(mg/100ml)、横軸はGluNa濃度を示す。It is a graph showing the influence of the glutamate concentration in the medium on the GABA production amount in co-culture (Test Example 7). The vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml) after 24 hours of culture, and the horizontal axis shows the GluNa concentration. 培養時間が共培養におけるGABA産生量に及ぼす影響を示すグラフである(試験例8)。縦軸はGABA産生量(mg/100ml)、横軸は培養時間(h)を示す。It is a graph showing the influence of culture time on GABA production amount in co-culture (Test Example 8). The vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml), and the horizontal axis shows the culture time (h).

以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below.

本実施の形態に係るγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法は、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスを、27~37℃で共培養することを特徴とする。 The method for producing a composition with high γ-aminobutyric acid content according to the present embodiment is characterized by co-cultivating Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus at 27 to 37°C.

ラクトコッカス・ラクティスJCM20101は、グルタミン酸デカルボキシラーゼ産生能を有し、培地中のグルタミン酸をGABAに変換することができるが、単独培養の場合のGABA産生量は僅かである。JCM20101は、一般的なラクトコッカス・ラクティスと同じく通性嫌気性菌で、双球性の連鎖球菌である。また、JCM20101は、プロテアーゼ産生能は低く、生育至適温度は30℃前後である。 Lactococcus lactis JCM20101 has the ability to produce glutamic acid decarboxylase and can convert glutamic acid in the medium to GABA, but the amount of GABA produced when cultured alone is small. JCM20101 is a facultative anaerobe like the common Lactococcus lactis, and is a diplococcal streptococcus. Furthermore, JCM20101 has a low protease production ability, and the optimum growth temperature is around 30°C.

ラクトバチルス・ヘルベティカスは、グルタミン酸デカルボキシラーゼ産生能は低く、37℃前後を生育至適温度とする乳酸桿菌である。本実施の形態で用いられるラクトバチルス・ヘルベティカスとしては、例えばラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004、JCM1006、JCM1120、CP790、CP611、CP615などを挙げることができる。特に好ましくはラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004である。しかし、これらの菌株に限らず、ラクトバチルス・ヘルベティカスに属する任意の菌株を用いることができる。ラクトバチルス・ヘルベティカスは、2種以上の菌株を混合して用いることができる。 Lactobacillus helveticus is a lactic acid bacterium that has a low ability to produce glutamic acid decarboxylase and has an optimal growth temperature around 37°C. Examples of Lactobacillus helveticus used in this embodiment include Lactobacillus helveticus JCM1004, JCM1006, JCM1120, CP790, CP611, and CP615. Particularly preferred is Lactobacillus helveticus JCM1004. However, the present invention is not limited to these strains, and any strain belonging to Lactobacillus helveticus can be used. Lactobacillus helveticus can be used in combination of two or more strains.

前記共培養に用いられる培地としては、乳酸菌用の液体培地であれば特に制限はなく、例えば、乳を主成分とする培地や合成培地を用いることができる。「乳を主成分とする培地」としては、牛乳等の獣乳、ホエイ、脱脂乳といった乳成分を主成分として含む液体培地を挙げることができる。「合成培地」としては、GLYP培地、MRS培地などを挙げることができる。好ましくは、製造コストの点で、生乳や、UHT、LL、HTSTなどの各種殺菌処理を行った獣乳、例えばUHT牛乳など、を培地として用いることができる。 The medium used for the co-culture is not particularly limited as long as it is a liquid medium for lactic acid bacteria, and for example, a medium containing milk as a main component or a synthetic medium can be used. Examples of "medium containing milk as a main component" include liquid media containing milk components as a main component, such as animal milk such as cow's milk, whey, and skim milk. Examples of the "synthetic medium" include GLYP medium and MRS medium. Preferably, from the viewpoint of production cost, raw milk or animal milk subjected to various sterilization treatments such as UHT, LL, and HTST, such as UHT milk, can be used as the medium.

前記培地は、GABAの原料としてグルタミン酸塩を含有していることが望ましい。グルタミン酸塩としては、グルタミン酸ナトリウム(GluNa)などを用いることができる。前記培地におけるグルタミン酸塩濃度は、通常0.25~10%(w/w)とすることができ、0.25~1%(w/w)とすることが好ましく、0.5~1%(w/w)とすることがより好ましい。グルタミン酸塩濃度が10%を超えると、特有の風味が感じられるため好ましくない。また、グルタミン酸塩濃度が0.25%未満であると、GABA産生量が低下するため好ましくない。 It is desirable that the medium contains glutamate as a raw material for GABA. As the glutamate, sodium glutamate (GluNa) or the like can be used. The glutamate concentration in the medium can be generally 0.25 to 10% (w/w), preferably 0.25 to 1% (w/w), and 0.5 to 1% (w/w). w/w) is more preferable. If the glutamate concentration exceeds 10%, a characteristic flavor will be felt, which is not preferable. Furthermore, if the glutamate concentration is less than 0.25%, the amount of GABA produced decreases, which is not preferable.

前記2種類の乳酸菌の前記培地への接種は、2種を同時に接種してもよいし、まずラクトバチルス・ヘルベティカスを接種してから、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101を接種してもよい。また、その逆の順番で接種してもよい。前記乳酸菌の接種は、各乳酸菌を適当な培地で前培養して得られた培養液を、前記培地に対して適量添加することにより行うことができる。このとき、前培養で用いる培地は、共培養で用いる培地とは異なる組成であってもよく、各乳酸菌を活性化できる培地であれば特に制限はない。ラクトコッカス・ラクティスJCM20101の前培養で用いる培地は、栄養源としてグルコースを含有するものが望ましいが、これに限定されない。また、接種源である培養液中には、前記いずれかの乳酸菌が10cell/ml以上含まれていることが望ましい。 The two types of lactic acid bacteria may be inoculated into the medium at the same time, or Lactobacillus helveticus may be inoculated first, and then Lactococcus lactis JCM20101 may be inoculated. Inoculation may also be performed in the reverse order. Inoculation of the lactic acid bacteria can be performed by pre-cultivating each lactic acid bacteria in an appropriate medium and adding an appropriate amount of the culture solution to the medium. At this time, the medium used for pre-culture may have a different composition from the medium used for co-culture, and is not particularly limited as long as it is a medium that can activate each lactic acid bacterium. The medium used for pre-culturing Lactococcus lactis JCM20101 preferably contains glucose as a nutrient source, but is not limited thereto. Furthermore, it is desirable that the culture solution serving as the inoculum contains at least 10 8 cells/ml of any of the above-mentioned lactic acid bacteria.

共培養における前記培地に対するラクトコッカス・ラクティスJCM20101の接種量は、高いGABA産生増強効果と費用の観点から、好ましくは0.2~10%(w/w)とすることができ、より好ましくは0.5~6%(w/w)、さらに好ましくは1~5%(w/w)とすることができる。 The amount of Lactococcus lactis JCM20101 inoculated into the medium in co-culture can be preferably 0.2 to 10% (w/w), more preferably 0. It can be .5 to 6% (w/w), more preferably 1 to 5% (w/w).

また、前記培地に対するラクトバチルス・ヘルベティカスの接種量は、通常0.1~10%(w/w)とすることができ、風味上の観点から、好ましくは0.1~4%(w/w)とすることができ、より好ましくは0.3~3%(w/w)、さらに好ましくは0.5~2%(w/w)であり、特に1~2%(w/w)とすることができる。 Further, the amount of Lactobacillus helveticus inoculated into the medium can be usually 0.1 to 10% (w/w), and from the viewpoint of flavor, preferably 0.1 to 4% (w/w). ), more preferably 0.3 to 3% (w/w), even more preferably 0.5 to 2% (w/w), especially 1 to 2% (w/w). can do.

前記2種類の乳酸菌を用いた共培養は、単独培養時に比べて高いGABA産生量を達成するために、20~45℃の温度条件で行う必要がある。また、JCM20101によるGABA産生が最大になり、かつ、ラクトバチルス・ヘルベティカスの増殖が適度に抑制されるように、これら乳酸菌同士の生育バランスを調整する意味で、27~37℃の温度条件で行うことが好ましく、より好ましくは30~35℃、さらに好ましくは32~34℃の温度条件とすることができる。 Co-culture using the two types of lactic acid bacteria needs to be carried out at a temperature of 20 to 45° C. in order to achieve a higher GABA production amount than when cultured alone. In addition, in order to adjust the growth balance of these lactic acid bacteria so that GABA production by JCM20101 is maximized and the growth of Lactobacillus helveticus is moderately suppressed, the temperature conditions should be 27 to 37°C. is preferable, more preferably 30 to 35°C, further preferably 32 to 34°C.

また、ラクトバチルス・ヘルベティカスの増殖が盛んになると、培地のpHが急激に低下して、グルタミン酸デカルボキシラーゼの作用によるGABA変換効率が下がるという点でも、ラクトバチルス・ヘルベティカスの生育至適温度から離れた前記温度条件下で共培養を行うことが望ましい。 In addition, when Lactobacillus helveticus grows actively, the pH of the medium rapidly decreases, and the GABA conversion efficiency by the action of glutamic acid decarboxylase decreases. It is desirable to perform co-cultivation under the above temperature conditions.

本実施の形態における共培養は、前記培地に前記2種類の乳酸菌を接種し、前記温度条件下で培養することにより実施することができる。ここで、培養方法は特に限定されず、例えば、静置培養法、振とう培養法、撹拌培養法などを採用することができる。培養時間は培地中のGABA濃度に応じて変更してよいが、通常16時間以上とすることができ、16時間以上72時間以下とすることが好ましく、16時間以上48時間以下とすることがより好ましい。製造コストや時間が許せば、培養時間は40時間以上48時間以下とすることが好ましいが、16時間以上30時間以下、16時間以上24時間以下、または20時間以上24時間以下とすることもできる。 Co-culture in this embodiment can be carried out by inoculating the two types of lactic acid bacteria into the medium and culturing them under the temperature conditions. Here, the culture method is not particularly limited, and for example, a stationary culture method, a shaking culture method, a stirring culture method, etc. can be adopted. The culture time may be changed depending on the GABA concentration in the medium, but it can usually be 16 hours or more, preferably 16 hours or more and 72 hours or less, and more preferably 16 hours or more and 48 hours or less. preferable. If manufacturing cost and time permit, the culture time is preferably 40 hours or more and 48 hours or less, but it can also be 16 hours or more and 30 hours or less, 16 hours or more and 24 hours or less, or 20 hours or more and 24 hours or less. .

このようにして共培養を行うことにより、培養物としてGABA高含有組成物を得ることができる。このGABA高含有組成物は、24時間培養後のGABA濃度が、好ましくは100mg/100ml以上であり、より好ましくは200mg/100ml以上、さらに好ましくは300mg/100ml以上、特に好ましくは400mg/100ml以上、殊更好ましくは500mg/100ml以上である。 By co-cultivating in this way, a GABA-rich composition can be obtained as a culture. This GABA-rich composition has a GABA concentration after 24-hour culture, preferably 100 mg/100 ml or more, more preferably 200 mg/100 ml or more, even more preferably 300 mg/100 ml or more, particularly preferably 400 mg/100 ml or more, Particularly preferably 500 mg/100 ml or more.

前記GABA高含有組成物は、発酵乳、乳飲料、乳酸菌飲料、清涼飲料水などの飲食品とすることができる。前記GABA高含有組成物は、GABAだけでなく、一般にラクトバチルス・ヘルベティカスが有するプロテアーゼの作用により培地中の蛋白質から切り出されたペプチドや遊離アミノ酸も含んでいる。例えば、カゼイン分解ペプチドや各種遊離アミノ酸は種々の生理活性を有することが知られているため、前記GABA高含有組成物を飲食品として摂取することで様々な効用が期待できる。 The GABA-rich composition can be used in foods and drinks such as fermented milk, milk drinks, lactic acid bacteria drinks, and soft drinks. The GABA-rich composition contains not only GABA but also peptides and free amino acids which are generally excised from proteins in the medium by the action of protease possessed by Lactobacillus helveticus. For example, casein-degrading peptides and various free amino acids are known to have various physiological activities, and therefore various benefits can be expected by ingesting the GABA-rich composition as a food or drink.

本実施の形態によれば、乳を主成分とする培地において、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスを、27~37℃で共培養することによって、短時間でGABAを顕著に高含有する飲食品を安価に製造することができる。 According to this embodiment, by co-cultivating Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus at 27 to 37°C in a milk-based medium, a significantly high GABA content can be achieved in a short period of time. Food and drink products can be manufactured at low cost.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、以下において「%」とは、特に記載がない限り、重量%(w/w)を意味する。 The present invention will be specifically explained below by giving Examples and Comparative Examples. In addition, in the following, "%" means weight % (w/w) unless otherwise specified.

(試験例1)GABAを産生する乳酸菌の選抜
理化学研究所バイオリソースセンター(JCM)より、GABAを産生する可能性のある表1に示すラクトコッカス・ラクティス菌株を入手し、GABA産生能を比較した。
(Test Example 1) Selection of GABA-producing Lactic Acid Bacteria Lactococcus lactis strains shown in Table 1 that have the potential to produce GABA were obtained from the RIKEN BioResource Center (JCM), and their GABA-producing abilities were compared.

・培養条件
上記8菌株を培養してGABAを産生させた。すなわち、ラクティス菌の汎用培地であるGLYP培地(1Lあたり、グルコース5.0g、ラクトース5.0g、酵母エキス10.0g、ポリペプトン5.0g、酢酸ナトリウム三水和物2.0g、硫酸マグネシウム七水和物0.2g、硫酸マンガン四水和物0.01g、硫酸鉄七水和物0.01g、塩化ナトリウム0.01g;pH6.8)に、上記菌株を10%量ずつ植菌し、至適温度にて24時間単独培養した。
-Culture conditions The above eight strains were cultured to produce GABA. That is, GLYP medium, which is a general-purpose medium for L. lactis (per 1 L, glucose 5.0 g, lactose 5.0 g, yeast extract 10.0 g, polypeptone 5.0 g, sodium acetate trihydrate 2.0 g, magnesium sulfate heptahydrate) 0.2 g of manganese sulfate tetrahydrate, 0.01 g of iron sulfate heptahydrate, 0.01 g of sodium chloride; pH 6.8) were inoculated with 10% of the above bacterial strain. It was cultured alone for 24 hours at an appropriate temperature.

・薄層クロマトグラフィーによるスクリーニング
上記により得られた各菌株の培養物について、遠心分離(9000rcf×15分)を行って上清を回収し、0.45μmで膜ろ過して試料とし、薄層クロマトグラフィーによるGABAの検出を行った。展開液の組成はn-ブタノール:氷酢酸:純水=3:2:1とし、100℃、10分間加熱して用いた。その結果、JCM20101、JCM20399及びJCM20312の3菌株でGABAが検出された。
・Screening by thin layer chromatography The culture of each bacterial strain obtained above was centrifuged (9000 rcf x 15 minutes) to collect the supernatant, filtered through a 0.45 μm membrane to use as a sample, and subjected to thin layer chromatography. GABA was detected by photography. The composition of the developing solution was n-butanol: glacial acetic acid: pure water = 3:2:1, and it was heated at 100° C. for 10 minutes before use. As a result, GABA was detected in three strains: JCM20101, JCM20399, and JCM20312.

・HPLCによる定量分析
続いて、上記の3菌株の培養物における詳細なGABA濃度を、HPLC法により測定した。すなわち、培養液を遠心分離して上清を回収し、それにエタノールを混合して75%エタノール画分を作成した。この画分に、フェニルイソチオシアナートとトリエチルアミンを加えて誘導体化処理を行い、下層を0.45μmで膜ろ過したものを分析サンプルとして、HPLC分析に供した。HPLC条件は以下の通り。
- Quantitative analysis by HPLC Subsequently, detailed GABA concentrations in the cultures of the three strains mentioned above were measured by HPLC method. That is, the culture solution was centrifuged to collect the supernatant, and ethanol was mixed with it to create a 75% ethanol fraction. This fraction was subjected to derivatization treatment by adding phenylisothiocyanate and triethylamine, and the lower layer was filtered through a 0.45 μm membrane and used as an analytical sample for HPLC analysis. HPLC conditions are as follows.

(HPLC条件)
カラム:Wakosil-PTC φ4.0mm×200mm
波長:254nm
溶出溶媒:アミノ酸溶離液A(アセトニトリル:水=6:94)
アミノ酸溶離液B(アセトニトリル:水=60:40)
流速:1ml/min
カラム温度:40℃
(HPLC conditions)
Column: Wakosil-PTC φ4.0mm x 200mm
Wavelength: 254nm
Elution solvent: Amino acid eluent A (acetonitrile:water = 6:94)
Amino acid eluent B (acetonitrile:water = 60:40)
Flow rate: 1ml/min
Column temperature: 40℃

・結果
HPLCによる測定結果を表2に示す。僅差ではあるが、JCM20101が最もGABA産生能が高いことが分かった。
-Results Table 2 shows the measurement results by HPLC. Although it was a close difference, JCM20101 was found to have the highest GABA production ability.

(試験例2)ラクトバチルス・ヘルベティカスとの共培養試験
試験例1でGABA産生が認められたラクトコッカス・ラクティスの3菌株について、ラクトバチルス・ヘルベティカスとの共培養試験を実施して、GABA産生量への影響を比較した。プロテアーゼ産生能を有するラクトバチルス・ヘルベティカスとして、理化学研究所バイオリソースセンター(JCM)より入手したJCM1004を用いた。
(Test Example 2) Co-culture test with Lactobacillus helveticus For the three strains of Lactococcus lactis that were found to produce GABA in Test Example 1, a co-culture test with Lactobacillus helveticus was conducted, and the amount of GABA produced was compared the impact on As Lactobacillus helveticus having protease-producing ability, JCM1004 obtained from RIKEN BioResource Center (JCM) was used.

・方法
前培養においては、グルコースを1%添加した10%脱脂乳培地(イオン交換水に脱脂乳(粉末)を10%添加し懸濁させたもの)にラクトコッカス・ラクティスの各菌株(JCM20101、JCM20399、JCM20312)を2%接種し、33℃、24時間で単独培養して、菌液とした。ラクトバチルス・ヘルベティカスについては、10%脱脂乳培地に1%接種し、33℃、24時間で単独培養して、菌液とした。共培養においては、GluNaを2%添加した10%脱脂乳培地に対してラクトコッカス・ラクティス菌液を1%、ラクトバチルス・ヘルベティカス菌液を1%添加し、33℃、24時間で共培養を行った。対照として、ラクトコッカス・ラクティスのみの単独培養も、ラクトコッカス・ラクティス菌液の接種量を2%としたこと以外は同様の条件で実施した。上記により得られた各培養物について、HPLC法によりGABA濃度を測定した。HPLC分析は、試験例1と同様の方法で行った。
・Method In pre-culture, each strain of Lactococcus lactis (JCM20101, JCM20399, JCM20312) was inoculated at 2% and cultured alone at 33°C for 24 hours to obtain a bacterial solution. Regarding Lactobacillus helveticus, 1% was inoculated into a 10% skim milk medium, and cultured alone at 33° C. for 24 hours to obtain a bacterial solution. For co-culture, 1% Lactococcus lactis and 1% Lactobacillus helveticus were added to 10% skim milk medium supplemented with 2% GluNa, and co-cultured at 33°C for 24 hours. went. As a control, monoculture of Lactococcus lactis alone was carried out under the same conditions except that the amount of Lactococcus lactis inoculated was 2%. For each culture obtained above, the GABA concentration was measured by HPLC method. HPLC analysis was performed in the same manner as in Test Example 1.

・結果
結果を表3及び図1に示す。図1において、縦軸は24時間培養後のGABA産生量(mg/100ml)、横軸は試験区を示す。ラクトコッカス・ラクティスのいずれの菌株も、ラクトバチルス・ヘルベティカスとの共培養により、単独培養時に比べて24時間で約5倍以上ものGABA増強効果が示された。特にJCM20101は、共培養によって90倍以上もの顕著なGABA増強効果が示された(表3、図1)。以下の試験例において、GABA産生能を有するラクトコッカス・ラクティスとしてJCM20101を用いた。
-Results The results are shown in Table 3 and Figure 1. In FIG. 1, the vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml) after 24-hour culture, and the horizontal axis shows the test plot. When co-cultivated with Lactobacillus helveticus, all strains of Lactococcus lactis exhibited a GABA-enhancing effect approximately 5 times greater in 24 hours than when cultured alone. In particular, JCM20101 showed a remarkable GABA-enhancing effect of 90 times or more upon co-culture (Table 3, Fig. 1). In the following test examples, JCM20101 was used as Lactococcus lactis having GABA-producing ability.

(試験例3)ラクトコッカス・ラクティスJCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスの共培養試験
試験例2で最も成績の良かったラクトコッカス・ラクティスJCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004の組み合わせを用い、培地に対する2種の微生物の添加量を変えて、GABA産生量の変化を調べた。
(Test Example 3) Co-culture test of Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus Using the combination of Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus JCM1004, which had the best results in Test Example 2, two types of microorganisms were used in the culture medium. Changes in the amount of GABA produced were investigated by changing the amount of addition.

・方法
前培養においては、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101はグルコース1%添加10%脱脂乳培地に、ラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004は10%脱脂乳培地に、それぞれ接種し、33℃で24時間単独培養して、菌液とした。得られた菌液の乳酸菌濃度はいずれも1×10~1×1010cell/mlであった。次に、GluNa2%添加10%脱脂乳培地に対し、上記菌液を以下の表4記載の量で接種し、33℃又は37℃で24時間共培養した。得られた培養物について、試験例1と同様に、HPLC法によりGABA濃度を測定した。対照として、JCM20101のみ1%接種して33℃又は37℃で単独培養した培養物を用いた。
・Method For pre-culture, Lactococcus lactis JCM20101 was inoculated into 10% skim milk medium supplemented with 1% glucose, and Lactobacillus helveticus JCM1004 was inoculated into 10% skim milk medium, and cultured alone at 33°C for 24 hours. , and a bacterial solution. The lactic acid bacteria concentrations of the obtained bacterial solutions were all 1×10 9 to 1×10 10 cells/ml. Next, the above bacterial solution was inoculated in the amount shown in Table 4 below into a 10% skim milk medium supplemented with 2% GluNa, and co-cultured at 33°C or 37°C for 24 hours. Regarding the obtained culture, the GABA concentration was measured by the HPLC method in the same manner as in Test Example 1. As a control, a culture in which 1% of JCM20101 was inoculated and cultured alone at 33°C or 37°C was used.

・結果及び考察
結果を表4及び図2に示す。図2において、縦軸は培養24時間後のGABA産生量(mg/100ml)、横軸は試験区(JCM20101の接種量)を示す(ヘルベティカス菌の接種量は1%で固定)。また、白の棒グラフは33℃、黒の棒グラフは37℃で共培養した場合を示す。
-Results and discussion The results are shown in Table 4 and Figure 2. In FIG. 2, the vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml) after 24 hours of culture, and the horizontal axis shows the test plot (inoculation amount of JCM20101) (the inoculation amount of Helveticus bacteria was fixed at 1%). Moreover, the white bar graph shows the case of co-culture at 33°C, and the black bar graph shows the case of co-culture at 37°C.

JCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスの培地に対する添加量を様々に変化させて共培養を行った結果、GABA産生量は大きく増加した。特に、ラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004の接種量を1%に固定した場合、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101の接種量が1%であり、かつ培養温度が33℃の時に最もGABA産生量が多く、JCM20101単独培養時(対照)に比べて90倍に増加した(表4、図2)。また、JCM20101の接種量を10%に固定した場合、JCM1004の接種量が10%の時に最もGABA産生量が多くなった(表4)。また、JCM20101とJCM1004の接種量の割合が1:1では、培養温度が33℃の場合はJCM1004の培地に対する接種量を1%とした時の方が、10%の時よりもGABA産生量が多くなったが、培養温度が37℃の場合は、逆にJCM1004の接種量を10%とした時の方がGABA産生量が多くなった(表4)。 As a result of co-culturing JCM20101 and Lactobacillus helveticus in various amounts added to the medium, the amount of GABA produced increased significantly. In particular, when the inoculation amount of Lactobacillus helveticus JCM1004 is fixed at 1%, the amount of GABA produced is highest when the inoculation amount of Lactococcus lactis JCM20101 is 1% and the culture temperature is 33°C, and JCM20101 monoculture It increased 90 times compared to the time (control) (Table 4, Figure 2). Furthermore, when the inoculum amount of JCM20101 was fixed at 10%, the amount of GABA produced was highest when the inoculum amount of JCM1004 was 10% (Table 4). In addition, when the ratio of the inoculum amount of JCM20101 and JCM1004 is 1:1, when the culture temperature is 33°C, the GABA production amount is higher when the inoculum amount to the JCM1004 medium is 1% than when it is 10%. However, when the culture temperature was 37°C, the amount of GABA produced was higher when the inoculum amount of JCM1004 was 10% (Table 4).

JCM1004の接種量を1%に固定した場合、培養温度が37℃よりも33℃の方がGABA産生量が多くなった。しかし、JCM1004の接種量を5%以上とした場合は、培養温度が33℃よりも37℃の方がGABA産生が多くなった。ただし、ヘルベティカス菌はラクティス菌よりも乳酸産生能が高くpHを下げる力が強いため、JCM1004接種量が5%以上の場合では、すぐにpHが低下してしまい、JCM20101がGABAを十分に産生できないと考えられた。実際、JCM1004接種量が5%以上の場合では、24時間培養後の培養物のpHが3.5以下となり、酸味が強すぎて食品としての用途には適さなかった。 When the inoculum amount of JCM1004 was fixed at 1%, the amount of GABA produced was higher when the culture temperature was 33°C than at 37°C. However, when the inoculum amount of JCM1004 was 5% or more, GABA production was greater at a culture temperature of 37°C than at 33°C. However, since Helveticus bacteria has a higher lactic acid production ability than Lactis bacteria and has a stronger ability to lower pH, if the amount of JCM1004 inoculated is 5% or more, the pH will drop immediately and JCM20101 will not be able to sufficiently produce GABA. It was considered. In fact, when the amount of JCM1004 inoculated was 5% or more, the pH of the culture after 24 hours of cultivation was 3.5 or less, and the sour taste was too strong to be suitable for use as a food.

これらの結果から、本実施の形態において、JCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスを共培養した場合、2種類の乳酸菌の培地に対する添加量(接種量)にかかわらず、単独培養に比べてGABA産生量が大幅に増加することが示された。 From these results, in this embodiment, when JCM20101 and Lactobacillus helveticus are co-cultivated, the amount of GABA produced is significantly greater than when culturing them alone, regardless of the amount of the two types of lactic acid bacteria added to the medium (amount of inoculation). was shown to increase.

JCM20101の培地に対する添加量は、好ましくは0.2~10%、より好ましくは0.5~6%、さらに好ましくは1~5%であり、特に1~4%の場合に最も高いGABA増強効果が得られることが示された。 The amount of JCM20101 added to the medium is preferably 0.2 to 10%, more preferably 0.5 to 6%, even more preferably 1 to 5%, and the highest GABA-enhancing effect is particularly achieved when the amount is 1 to 4%. was shown to be obtained.

また、ラクトバチルス・ヘルベティカスの培地に対する添加量は、0.1~10%とすることができ、好ましくは0.1~4%、より好ましくは0.3~3%、さらに好ましくは0.5~2%であり、特に1~2%の場合に最も高いGABA増強効果が得られることが示された。 Further, the amount of Lactobacillus helveticus added to the medium can be 0.1 to 10%, preferably 0.1 to 4%, more preferably 0.3 to 3%, even more preferably 0.5%. It was shown that the highest GABA-enhancing effect can be obtained especially when the concentration is 1 to 2%.

(試験例4)各種プロテアーゼ処理培地におけるGABA産生試験
上記試験例で共培養に用いたヘルベティカス菌は、一般にプロテアーゼ活性が高いことが知られている。そこで、ヘルベティカス菌の代わりにプロテアーゼ処理培地を用いた場合のGABA増強効果を調べた。
(Test Example 4) GABA production test in various protease-treated media The Helveticus bacteria used for co-culture in the above test examples are generally known to have high protease activity. Therefore, the GABA-enhancing effect when a protease-treated medium was used instead of Helveticus was investigated.

・材料
プロテアーゼ製剤として、天野エンザイム社製のプロテアーゼHF「アマノ」、プロテアーゼM「アマノ」を供試した。GABA産生菌として、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101を供試した。
- Materials Protease HF "Amano" and Protease M "Amano" manufactured by Amano Enzyme Co., Ltd. were used as protease preparations. Lactococcus lactis JCM20101 was used as a GABA-producing bacterium.

・方法
前培養においては、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101はグルコース1%添加10%脱脂乳培地に、ラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004は10%脱脂乳培地に、それぞれ接種し、33℃、24時間で単独培養して、菌液とした。次に、GluNa2%添加10%脱脂乳培地に対し、推奨添加量である0.1%のプロテアーゼHF又はプロテアーゼMを添加し、50℃、24時間でプロテアーゼ処理を行った。その後、90℃、1分間で加熱処理を行い、酵素反応を止めて、プロテアーゼ処理培地を作成した。このプロテアーゼ処理培地に対し、上記で作成したJCM20101の菌液を2%接種し、33℃、24時間で培養した。
・Method For pre-culture, Lactococcus lactis JCM20101 was inoculated into 10% skim milk medium supplemented with 1% glucose, and Lactobacillus helveticus JCM1004 was inoculated into 10% skim milk medium, and cultured alone at 33°C for 24 hours. This was used as a bacterial solution. Next, 0.1% of protease HF or protease M, which is the recommended addition amount, was added to the 10% skim milk medium supplemented with 2% GluNa, and protease treatment was performed at 50° C. for 24 hours. Thereafter, heat treatment was performed at 90° C. for 1 minute to stop the enzyme reaction, and a protease-treated medium was prepared. This protease-treated medium was inoculated with 2% of the JCM20101 bacterial solution prepared above, and cultured at 33°C for 24 hours.

得られた培養物について、試験例1と同様に、HPLC法によりGABA濃度を測定した。対照として、プロテアーゼ処理していないGluNa2%添加10%脱脂乳培地に対し、JCM20101菌液2%とラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004菌液1%を添加して、33℃、24時間で共培養した培養物を用いた。 Regarding the obtained culture, the GABA concentration was measured by the HPLC method in the same manner as in Test Example 1. As a control, 2% JCM20101 bacterial suspension and 1% Lactobacillus helveticus JCM1004 bacterial suspension were added to 10% skimmed milk medium supplemented with 2% GluNa without protease treatment, and a culture was co-cultured at 33°C for 24 hours. was used.

・結果及び考察
結果を表5に示す。プロテアーゼMを添加した培地では、共培養した場合ほどではないが、ある程度GABA産生量が多くなった(表5)。しかしながら、プロテアーゼ処理培地を用いた培養物では、ホエイとカゼインが完全に分離してしまった。また、おそらく乳タンパクの分解が進み過ぎたためと思われるが、苦味も感じた。このように、プロテアーゼ処理培地を用いた場合、食品としての用途に適したものにはならなかった。
-Results and discussion The results are shown in Table 5. In the medium supplemented with Protease M, the amount of GABA produced increased to some extent, although not as much as in the case of co-culture (Table 5). However, in cultures using protease-treated media, whey and casein were completely separated. I also felt a bitter taste, probably due to too much decomposition of the milk protein. Thus, when a protease-treated medium was used, it was not suitable for use as a food product.

これに対して、共培養した場合は、培養物の分離は見られず、カードの緩い発酵乳のようなテクスチャーとなり、また風味上も問題はなかった。したがって、食品(特に発酵乳)としての用途を考えると、プロテアーゼ製剤よりもヘルベティカス菌との共培養を行う方法の方が適していることが分かった。 On the other hand, in the case of co-cultivation, no separation of the culture was observed, the texture was like that of fermented milk with a loose curd, and there was no problem in terms of flavor. Therefore, when considering the use as food (particularly fermented milk), it was found that the method of co-cultivation with Helveticus bacteria is more suitable than the protease preparation.

(試験例5)ラクトバチルス・ヘルベティカス以外とラクトコッカス・ラクティスJCM20101との共培養試験
これまで、JCM20101とヘルベティカス菌との共培養がGABA増強効果をもたらすことが示された。そこで、ヘルベティカス菌以外の乳酸菌とJCM20101との共培養によってもGABA増産効果が得られるか調べた。
(Test Example 5) Co-culture test of Lactococcus lactis JCM20101 with other than Lactobacillus helveticus So far, it has been shown that co-culture of JCM20101 and Helveticus bacteria brings about a GABA-enhancing effect. Therefore, it was investigated whether the effect of increasing GABA production could be obtained by co-cultivating JCM20101 with lactic acid bacteria other than Helveticus.

・材料
乳酸菌として、A)ラクトコッカス・ラクティスJCM20101、B)ラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004、C)ラクトバチルス・ガセリJCM1025、D)ラクトバチルス・カゼイ431を供試した。JCM株はいずれも理化学研究所バイオリソースセンター(JCM)より入手した。ラクトバチルス・カゼイ431は株式会社野澤組より入手した。
- Materials As lactic acid bacteria, A) Lactococcus lactis JCM20101, B) Lactobacillus helveticus JCM1004, C) Lactobacillus gasseri JCM1025, and D) Lactobacillus casei 431 were used. All JCM strains were obtained from RIKEN BioResource Center (JCM). Lactobacillus casei 431 was obtained from Nozawa Gumi Co., Ltd.

・方法
前培養においては、JCM20101については、グルコース1%添加10%脱脂乳培地で33℃、24時間培養して、菌液とした。JCM1025については、10%脱脂乳培地で37℃、24時間培養して、菌液とした。ラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004及びラクトバチルス・カゼイ431については、10%脱脂乳培地で30℃、24時間単独培養して、それぞれ菌液とした。次に、GluNa1%添加10%脱脂乳培地に対し、上記で作成した菌液を以下の表6記載の組み合わせ及び量で接種し、33℃又は37℃、24時間で共培養した。得られた培養物について、試験例1と同様に、HPLC法によりGABA濃度を測定した。
- Method In pre-culturing, JCM20101 was cultured at 33°C for 24 hours in a 10% skim milk medium supplemented with 1% glucose to obtain a bacterial solution. JCM1025 was cultured in a 10% skim milk medium at 37°C for 24 hours to obtain a bacterial solution. Lactobacillus helveticus JCM1004 and Lactobacillus casei 431 were cultured alone in a 10% skim milk medium at 30°C for 24 hours to obtain bacterial solutions. Next, the bacterial suspension prepared above was inoculated into a 10% skim milk medium supplemented with 1% GluNa in the combinations and amounts shown in Table 6 below, and co-cultured at 33°C or 37°C for 24 hours. Regarding the obtained culture, the GABA concentration was measured by the HPLC method in the same manner as in Test Example 1.

・結果及び考察
結果を表6に示す。JCM20101とヘルベティカス菌との共培養では、培養温度が33℃の場合に、GABA増強効果が顕著であった。一方、ヘルベティカス菌以外のペアとの共培養では、どの温度帯でも、GABA産生量の増加は認められなかった(表6)。
-Results and discussion The results are shown in Table 6. In co-cultivation of JCM20101 and Helveticus bacteria, the GABA enhancement effect was remarkable when the culture temperature was 33°C. On the other hand, in co-culture with pairs other than Helveticus bacteria, no increase in GABA production was observed at any temperature range (Table 6).

ラクトコッカス・ラクティスとヘルベティカス菌の生育至適温度は、前者が30℃前後、後者が37℃前後と互いに離れている。片方の菌の活性だけを上げるといった生育コントロールが、培養温度の調節により容易に行える点において、本実施の形態の乳酸菌の組み合わせは有利である。 The optimal growth temperatures for Lactococcus lactis and Helveticus are different, with the former being around 30°C and the latter around 37°C. The combination of lactic acid bacteria of this embodiment is advantageous in that growth control such as increasing the activity of only one of the bacteria can be easily performed by adjusting the culture temperature.

一方、一般的にプロテアーゼ活性が高いとされているラクトバチルス・カゼイとの共培養でも、GABA増強効果が示されなかった(表6)。これは、培養時間の不足や酸生成の進行状況など、様々な要因がヘルベティカス菌とは異なり、その結果としてJCM20101の持つGABA変換酵素が働かず、GABA産生が進まなかったことが原因かも知れない。 On the other hand, co-culture with Lactobacillus casei, which is generally said to have high protease activity, did not show any GABA enhancing effect (Table 6). This may be because various factors, such as insufficient culture time and progress of acid production, are different from those of Helveticus bacteria, and as a result, the GABA converting enzyme of JCM20101 does not work, and GABA production does not proceed. .

また、ラクトバチルス・ガセリは、プロテアーゼ産生能を持たず、培地に含まれるタンパク質からGABA産生の原料であるグルタミン酸を遊離させることができないため、JCM20101との共培養を行ってもGABA産生量の増加に繋がらなかったと考えられる。 In addition, Lactobacillus gasseri does not have the ability to produce proteases and cannot release glutamic acid, the raw material for GABA production, from proteins contained in the culture medium, so even if co-cultured with JCM20101, the amount of GABA produced will increase. It is thought that it was not connected.

以上の結果から、本実施の形態の共培養におけるJCM20101のペアとして、ラクトバチルス・ヘルベティカスが適していることが示された。 From the above results, it was shown that Lactobacillus helveticus is suitable as a pair of JCM20101 in the co-culture of this embodiment.

(試験例6)共培養における培養温度の変化がGABA産生量に与える影響
ラクトコッカス・ラクティスJCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスの共培養における培養温度を変化させて、GABA産生量に与える影響を調べた。
(Test Example 6) Effect of changes in culture temperature in co-culture on GABA production amount The culture temperature in co-culture of Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus was varied to examine the effect on GABA production amount.

・材料
乳酸菌として、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101及びラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004を供試した。
- Materials Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus JCM1004 were used as lactic acid bacteria.

・方法
前培養においては、JCM20101についてはグルコース1%添加10%脱脂乳培地に、JCM1004については10%脱脂乳培地に、それぞれ単独接種し、33℃、24時間で単独培養することにより乳酸菌を活性化したものを、菌液とした。次に、GluNa2%添加10%脱脂乳培地に対し、JCM20101及びJCM1004の菌液をそれぞれ1%接種し、表7及び図3に示す温度条件で24時間共培養した。得られた培養物について、試験例1と同様に、HPLC法によりGABA濃度を測定した。
・Method: For pre-culture, JCM20101 was inoculated into 10% skim milk medium supplemented with 1% glucose, and JCM1004 was inoculated into 10% skim milk medium, and the lactic acid bacteria were activated by culturing them alone at 33°C for 24 hours. The resulting material was used as a bacterial solution. Next, 1% each of JCM20101 and JCM1004 bacterial solutions were inoculated into a 10% skim milk medium supplemented with 2% GluNa, and co-cultured for 24 hours under the temperature conditions shown in Table 7 and FIG. 3. Regarding the obtained culture, the GABA concentration was measured by the HPLC method in the same manner as in Test Example 1.

・結果及び考察
結果を表7及び図3に示す。図3において、縦軸は培養24時間後のGABA産生量(mg/100ml)、横軸は培養温度(℃)を示す。その結果、30℃から40℃まで培養温度において、共培養によるGABA産生量の増加が認められた(表7、図3)。なお、25℃以下、及び40℃以上の培養温度では、培養24時間までのGABA産生量が比較的低い値となったが、これは、低温度帯ではヘルベティカス菌が生育できず、高温度帯ではラクティス菌が生育できなくなる(もしくは時間がかかる)ことが影響していると思われた。
-Results and discussion The results are shown in Table 7 and Figure 3. In FIG. 3, the vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml) after 24 hours of culture, and the horizontal axis shows the culture temperature (°C). As a result, an increase in the amount of GABA produced by co-cultivation was observed at culture temperatures from 30°C to 40°C (Table 7, Figure 3). At culture temperatures below 25°C and above 40°C, the amount of GABA produced up to 24 hours of culture was relatively low, but this is because Helveticus bacteria cannot grow at low temperatures, and at high temperatures. It seemed that the effect was that Lactis bacteria could no longer grow (or it took a long time).

培養物の風味、外観等については次の通りであった。25℃以下では、菌の生育に時間がかかり、24時間までに酸凝固が見られなかったが、GluNaが含まれているため旨味が感じられた。30~45℃では、24時間で発酵が進み、カードの緩い発酵乳のようなテクスチャーとなった。GluNaによる旨味も感じられた。データは示さないが、45℃を超える培養温度では、24時間で発酵が十分に行われ、酸凝固が見られたが、ヘルベティカス菌特有の風味(えぐ味や苦味のような風味)が感じられた。 The flavor, appearance, etc. of the culture were as follows. At temperatures below 25°C, it took time for the bacteria to grow, and no acid coagulation was observed within 24 hours, but the umami flavor was felt due to the presence of GluNa. At 30-45°C, fermentation progressed in 24 hours, resulting in a loose curd-like texture like fermented milk. The flavor caused by GluNa was also felt. Although data is not shown, at culture temperatures above 45°C, fermentation was sufficient within 24 hours and acid coagulation was observed, but the characteristic flavor of Helveticus bacteria (acrid or bitter flavor) was felt. Ta.

試験例5の表6で示されたように、33℃付近では、特に2種の微生物の生育バランス(栄養源の需給バランス)がよく、GABA産生量も多くなると考えられた。また、この温度帯では培養物の風味、外観等の上でも飲食品(発酵乳)として問題ないレベルであった。したがって、本実施の形態の共培養時の温度条件は27~40℃とすることができ、27~37℃が好ましく、30~37℃がより好ましく、30~35℃がさらに好ましく、32~34℃が特に好ましいことが示された。 As shown in Table 6 of Test Example 5, it was thought that at around 33°C, the growth balance of the two types of microorganisms (balance of supply and demand of nutrients) was particularly good, and the amount of GABA produced was also increased. In addition, in this temperature range, the flavor, appearance, etc. of the culture were at a level that did not pose any problem as a food or drink (fermented milk). Therefore, the temperature conditions during co-cultivation in this embodiment can be 27 to 40°C, preferably 27 to 37°C, more preferably 30 to 37°C, even more preferably 30 to 35°C, and even more preferably 32 to 34°C. ℃ was shown to be particularly preferred.

(試験例7)培地における最適なグルタミン酸塩濃度の検討
最適な培地条件を検討するため、グルタミン酸塩濃度の異なる培地での共培養試験を行った。乳酸菌として、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101及びラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004を用いた。
(Test Example 7) Examination of optimal glutamate concentration in culture medium In order to examine optimal medium conditions, a co-cultivation test was conducted in media with different glutamate concentrations. Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus JCM1004 were used as lactic acid bacteria.

・材料
培地は、10%脱脂乳にグルタミン酸ナトリウム(GluNa)を0%(対照)、0.25%、1%、2%、3%、5%添加したGluNa添加10%脱脂乳培地を用意した。
・Materials A 10% skimmed milk medium containing GluNa was prepared by adding 0% (control), 0.25%, 1%, 2%, 3%, and 5% of monosodium glutamate (GluNa) to 10% skimmed milk. .

・方法
前培養においては、JCM20101についてはグルコース1%添加10%脱脂乳培地に、JCM1004については10%脱脂乳培地に、それぞれ接種し、33℃、24時間で単独培養して、菌液とした。次に、作成した各濃度(0~5%)のGluNa添加10%脱脂乳培地に対し、JCM20101及びJCM1004の菌液各1%を植菌し、33℃、24時間の共培養を実施した。得られた培養物について、試験例1と同様に、HPLC法によりGABA濃度を測定した。
・Method For pre-culture, JCM20101 was inoculated into 10% skim milk medium supplemented with 1% glucose, and JCM1004 was inoculated into 10% skim milk medium, and cultured alone at 33°C for 24 hours to obtain a bacterial solution. . Next, 1% each of JCM20101 and JCM1004 bacterial solutions were inoculated into the prepared 10% skim milk medium supplemented with GluNa at each concentration (0 to 5%), and co-cultured at 33°C for 24 hours. Regarding the obtained culture, the GABA concentration was measured by the HPLC method in the same manner as in Test Example 1.

・結果
結果を表8及び図4に示す。図4において、縦軸は培養24時間後のGABA産生量(mg/100ml)、横軸はGluNa濃度を示す。その結果、0%~5%のすべてのGluNa濃度において、共培養によるGABA産生増強効果が認められた。GluNa濃度依存的にGABA産生量が増えていくわけでは無く、GluNa濃度3%の時にGABA産生量が最大となった。
-Results The results are shown in Table 8 and Figure 4. In FIG. 4, the vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml) after 24 hours of culture, and the horizontal axis shows the GluNa concentration. As a result, at all GluNa concentrations from 0% to 5%, the GABA production enhancing effect by co-culture was observed. The amount of GABA produced did not increase depending on the GluNa concentration, and the amount of GABA produced reached the maximum when the GluNa concentration was 3%.

GluNa3%を超えるとGABA産生量が低下したのは、塩濃度の上昇による増殖阻害と考えられた。すなわち、GABAの原料となるグルタミン酸濃度も増えるが、ナトリウム濃度も同様に増加するため、GABAを生成する前に塩によって乳酸菌が死滅もしくは増殖が止まったと考えられた。 The decrease in GABA production when GluNa exceeded 3% was thought to be due to growth inhibition due to the increase in salt concentration. That is, the concentration of glutamic acid, which is a raw material for GABA, increased, but the concentration of sodium also increased, so it was thought that the salt killed the lactic acid bacteria or stopped their growth before they produced GABA.

また、GluNa0%でも少量だがGABA産生が進んだのは、共培養開始時に添加した菌液に僅かだがGluNaが含まれており、これがJCM20101によるGABA産生の原料として利用された可能性が考えられる。 Furthermore, even with 0% GluNa, GABA production progressed, albeit in a small amount, because the bacterial solution added at the start of co-cultivation contained a small amount of GluNa, which may have been used as a raw material for GABA production by JCM20101.

さらに、GluNa添加量が過多になると、グルタミン臭や塩味が強くなり食品としての用途には適さなくなる。したがって、培地におけるGluNa濃度としては、0.25~2%が好ましく、0.25~1%がより好適であると考えられた。 Furthermore, if the amount of GluNa added is too large, the glutamine odor and salty taste will become strong, making the product unsuitable for use as a food product. Therefore, it was considered that the GluNa concentration in the medium is preferably 0.25 to 2%, and more preferably 0.25 to 1%.

(試験例8)共培養における培養時間の変化がGABA産生量に与える影響
ラクトコッカス・ラクティスJCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスの共培養における培養時間を変化させて、GABA産生量に与える影響を調べた。
(Test Example 8) Effect of change in culture time in co-culture on GABA production amount The effect on GABA production amount was investigated by changing the culture time in co-culture of Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus.

・材料
乳酸菌として、ラクトコッカス・ラクティスJCM20101及びラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004を供試した。
- Materials Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus JCM1004 were used as lactic acid bacteria.

・方法
前培養においては、JCM20101についてはグルコース1%添加10%脱脂乳培地で、JCM1004については10%脱脂乳培地で、それぞれ33℃、24時間単独培養し、菌液とした。次に、GluNa2%添加10%脱脂乳培地に対し、JCM20101及びJCM1004の菌液を各1%接種し、33℃で共培養を開始した。培養開始時(0時間)と、培養開始から8、12、16、24、48及び72時間後に採取した培養物について、試験例1と同様に、HPLC法によりGABA濃度を測定した。
- Method In pre-culture, JCM20101 was cultured alone in a 10% skim milk medium supplemented with 1% glucose, and JCM1004 was cultured alone in a 10% skim milk medium at 33°C for 24 hours to obtain a bacterial solution. Next, 1% each of JCM20101 and JCM1004 bacterial solutions were inoculated into a 10% skim milk medium supplemented with 2% GluNa, and co-cultivation was started at 33°C. GABA concentrations were measured by HPLC in the same manner as in Test Example 1 for cultures collected at the start of culture (0 hours) and 8, 12, 16, 24, 48, and 72 hours after the start of culture.

・結果及び考察
結果を表9及び図5に示す。図5において、縦軸はGABA産生量(mg/100ml)、横軸は培養時間(h)を示す。その結果、培養16時間位でようやくGABA産生量が上昇し始め、培養16~24時間では急激なGABA産生量の増加が見られたが、培養48時間を過ぎると増加率が急速に低下した(表9、図5)。
-Results and discussion The results are shown in Table 9 and Figure 5. In FIG. 5, the vertical axis shows the GABA production amount (mg/100ml), and the horizontal axis shows the culture time (h). As a result, the amount of GABA produced finally started to increase after about 16 hours of culture, and a rapid increase in the amount of GABA produced was observed between 16 and 24 hours of culture, but the rate of increase rapidly decreased after 48 hours of culture ( Table 9, Figure 5).

したがって、共培養の培養時間は16時間以上とすることができ、費用対効果の観点から16~24時間とするのが好適であるが、製造コストや時間が許せば48時間~72時間まで培養することで非常に高いGABA産生量を得ることができる。 Therefore, the culture time for co-culture can be 16 hours or more, preferably 16 to 24 hours from a cost-effective perspective, but if manufacturing costs and time permit, culture for 48 to 72 hours. By doing so, a very high amount of GABA can be produced.

以上、図面を参照して、本発明の実施形態及び実施例について詳述してきたが、具体的な構成は、これらに限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these, and design changes that do not depart from the gist of the present invention may be made. include.

例えば、前記実施例では、GABA産生能を有するラクトコッカス・ラクティスとしてJCM20101を用いたが、JCM20101の派生株についても、ラクトバチルス・ヘルベティカスと共培養することで顕著なGABA増強効果が得られる場合には、本発明におけるGABA産生菌として使用することができる。 For example, in the above example, JCM20101 was used as Lactococcus lactis having GABA-producing ability, but derivative strains of JCM20101 may also be used if a significant GABA-enhancing effect can be obtained by co-culturing them with Lactobacillus helveticus. can be used as the GABA-producing bacterium in the present invention.

また、例えば、前記実施例では、培地として脱脂乳を用いたが、これに限定されるものではなく、LL牛乳やHTST牛乳、UHT牛乳など種々の殺菌履歴を持つ乳や、未殺菌の生乳も、本発明における共培養用の培地として使用することができる。また、牛乳以外の獣乳やホエイなど乳成分を主成分とする培地や、GLYP培地などの合成培地も、本発明における共培養用の培地として使用することができる。 Further, for example, in the above embodiment, skim milk was used as the medium, but the medium is not limited to this, and milk with various sterilization histories such as LL milk, HTST milk, and UHT milk, and unpasteurized raw milk may also be used. can be used as a co-culture medium in the present invention. Furthermore, a medium containing milk as a main component such as animal milk or whey other than cow's milk, or a synthetic medium such as GLYP medium can also be used as a medium for co-cultivation in the present invention.

Claims (11)

ラクトコッカス・ラクティスJCM20101とラクトバチルス・ヘルベティカスを、27~37℃で共培養することを特徴とする、γ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 A method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid, which comprises co-cultivating Lactococcus lactis JCM20101 and Lactobacillus helveticus at 27 to 37°C. 前記ラクトバチルス・ヘルベティカスが、ラクトバチルス・ヘルベティカスJCM1004である、請求項1に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 1, wherein the Lactobacillus helveticus is Lactobacillus helveticus JCM1004. 前記共培養を、乳を主成分とする培地において行う、請求項1又は2に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 1 or 2, wherein the co-cultivation is performed in a medium containing milk as a main component. 前記培地に対する前記ラクトコッカス・ラクティスJCM20101の接種量が0.2~10%(w/w)であり、前記培地に対する前記ラクトバチルス・ヘルベティカスの接種量が0.1~10%(w/w)である、請求項3に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 The amount of inoculation of Lactococcus lactis JCM20101 to the medium is 0.2 to 10% (w/w), and the amount of inoculation of Lactobacillus helveticus to the medium is 0.1 to 10% (w/w). The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 3. 前記培地が、グルタミン酸塩を0.25~10%(w/w)含有するものである、請求項3に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 3, wherein the medium contains 0.25 to 10% (w/w) of glutamate. 前記培地が、グルタミン酸塩を0.25~10%(w/w)含有するものである、請求項4に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 4, wherein the medium contains 0.25 to 10% (w/w) of glutamate. γ-アミノ酪酸高含有組成物が、γ-アミノ酪酸高含有飲食品である、請求項1又は2に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 1 or 2, wherein the composition with a high content of γ-aminobutyric acid is a food or drink product with a high content of γ-aminobutyric acid. γ-アミノ酪酸高含有組成物が、γ-アミノ酪酸高含有飲食品である、請求項3に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 4. The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 3, wherein the composition with a high content of γ-aminobutyric acid is a food or drink product with a high content of γ-aminobutyric acid. γ-アミノ酪酸高含有組成物が、γ-アミノ酪酸高含有飲食品である、請求項4に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 5. The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 4, wherein the composition with a high content of γ-aminobutyric acid is a food or drink product with a high content of γ-aminobutyric acid. γ-アミノ酪酸高含有組成物が、γ-アミノ酪酸高含有飲食品である、請求項5に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 5, wherein the composition with a high content of γ-aminobutyric acid is a food or drink product with a high content of γ-aminobutyric acid. γ-アミノ酪酸高含有組成物が、γ-アミノ酪酸高含有飲食品である、請求項6に記載のγ-アミノ酪酸高含有組成物の製造方法。 The method for producing a composition with a high content of γ-aminobutyric acid according to claim 6, wherein the composition with a high content of γ-aminobutyric acid is a food or drink product with a high content of γ-aminobutyric acid.
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