細菌が生産する新規酸性多糖の機能特性と食品工業への応用に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08558002
• Research Institution: Nara Women's University
• Principal Investigator: 河合 弘康 奈良女子大学, 生活環境学部, 教授 (80026525)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 磯部 由香 奈良女子大学, 生活環境学部, 助手 (80218544) ; 横井川 久己夫 奈良女子大学, 生活環境学部, 助教授 (60230637)
• Keywords: 微生物多糖 / 酸性ヘテロ多糖 / Bacillus circulans

Research Abstract

本研究は、われわれが自然界から単離した一細菌が生産する新しい微生物多糖の食品分野への応用を目的として行ったものである。本申請者らは、グルコースを単一炭素源とする培地中にきわめて高い粘性を示す多糖を生産する一細菌を土壌から分離し、その菌学的諸性質から本菌をBacillus circulansと同定するとともに、同菌が生産する多糖がラムノース、ガラクトース、マンノース及びグルキュロン酸を構成糖とする新規の酸性ヘテロ多糖であることを明らかにした。次に、本菌による同多糖の最適生産条件ならびにその回収・精製方法等について検討を行い、炭素源として1%グルコース、窒素源として0.05%アスパラギン及び少量の酵母エキス、無機塩類を含む良好な生産培地を確定した。また、本多糖の最適生産条件を培養温度、時間、通気量、種培養の接種量などについてフラスコ及びジャーファーメンターを用いて検討した結果、1%グルコースを含む生産培地1リットルあたり、30°C、48時間の培養で最大約2gの多糖を生産することができた。培地中の多糖の分離・精製方法については、界面活性剤による多糖複合体の沈殿、塩化ナトリウム溶液による溶解、ついでエタノール沈殿操作が適していることを明らかにした。本多糖の化学構造を酸加水分解、メチル化分析、^1H-NMRなどで検討した結果、主鎖が→3-α-D-GlcUAp1→2-α-D-manp1→3-α-D-Galp1→で、GlcUAの4位にβ-Rhapが結合している構造であることを明らかにした。本多糖の粘性特性、pH安定性、熱安定性、乳化特性、保水性などについて既知の多糖類と比較した結果、本多糖が高い粘性とすぐれた保水性、乳化性、フィルム形成能を持つことを明らかにした。本研究は、新しい微生物多糖の工業生産ならびにその食品分野等への利用の可能性を示唆しており、その実用化にむけた基盤的研究として今後の発展が期待される。

Research Products

• [Publications] HIROYASU KAWAI: "Production of a Novel Extracellular Polysaccharide by a Bacillus Strain Isolated from Soil" Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 56. 853-857 (1992)
• [Publications] YUKA ISOBE: "Properties of a Highly Viscous Polysaccharide Produced by a Bacillus Strain Isolated from Soil" Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 56. 636-639 (1992)
• [Publications] YUKA ISOBE: "Comparison of Physicochemical Properties of a Novel Polysaccharide Produced by Bacillus circulans with Commercial Polysaccharide" Nippon Shokuhin Kogaku Kaishi. 43. 634-641 (1996)
• [Publications] YUKA ISOBE: "Structural Study of an Exocellular Polysaccharide of Bacillus circulans" Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 61. 520-524 (1997)