微生物の利用
微生物による食品の製造
食品製造と微生物
発酵
・微生物が嫌気条件下でエネルギーを得るために有機化合物を酸化して,
アルコール,有機酸,二酸化炭素などを生成する過程
・微生物を利用して食品や有機化合物を工業的に製造すること
醸造
発酵作用を利用してアルコール飲料や調味料などを製造すること
日本酒,ビール,醤油,味噌,酢
発酵食品と微生物
パン
小麦粉 + Saccharomyces cerevisiae(パン酵母)
タンパク質 → アミノ酸(旨味)
デンプン → 二酸化炭素(ふくらみ)
納豆
煮大豆 + Bacillus subtilis(枯草菌)
かつお節
茹で干したカツオの薫製 + Aspergillus glaucus(コウジカビの仲間)
ぬか漬け
野菜類 + 糠中のLactobacillus属細菌など
発酵食品と微生物
ヨーグルト・・・乳,脱脂乳の乳酸発酵
国際規格
Lactobacillus bulgaricus + Streptococcus salivarius subsp. thermophilus
国内販売品
ナチュレ恵 Lactobacillus gasseri
プロビオヨーグルト Lactobacillus gasseri
ブルガリアヨーグルト Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
Streptococcus thermophilus
ビヒダスヨーグルト Bifidobacterium longum
チーズ・・・乳を凝乳酵素で処理後,乳酸菌またはカビによる発酵
ゴーダ,チェダー Lactococcus lactis
カマンベール Penicillium candida
ゴルゴンゾーラ Penicillium glaucum
発酵食品と微生物
くさや
ムロアジ,トビウオなどをくさや液に浸して干す
Corynebacterium kusaya(くさや菌)
アンモニア,酪酸,吉草酸
鮒寿司
塩漬けしたフナに飯を詰め,嫌気的乳酸発酵
Lactobacillus属細菌
乳酸、蟻酸,酢酸,プロピオン酸
シュールストレミング
塩漬けしたニシンを発酵中に缶詰にする(殺菌しない)
Haloanaerobium属細菌(嫌気性菌)
酪酸,プロピオン酸,酢酸,硫化水素
醸造食品と微生物
日本酒
米のAspergillus oryzae(コウジカビ)による糖化,
Saccharomyces cerevisiaeによる発酵
ビール
オオムギの麦芽アミラーゼによる糖化,Saccharomyces cerevisiaeによる発酵
ワイン
ブドウ果汁のSaccharomyces cerevisiaeによる発酵
醤油
蒸煮大豆と割砕小麦のAspergillus sojaeによる発酵
味噌
Aspergillus oryzae酵素による煮大豆の分解,酵母,乳酸菌による発酵
酢
酒類のAcetobacter aceti(酢酸菌)による発酵(好気発酵)
微生物による医薬品の製造
ペニシリン系抗菌薬の製造
O
H
H
H
S
N
H
N
CH3
CH3
O
COOH
ペニシリンGの発酵
Penicillium chrysogenum
7 g/L
E. coli
ペニシリン
アシラーゼ
H
S
H2N
N
CH3
CH3
O
COOH
6-アミノペニシラン酸
(6-APA)
化学変換
アンピシリン
アモキシシリン etc.
セフェム系抗菌薬の製造
NH2
HOOC
O
H
H
N
H
H
S
N
Pseudomonas sp.
COOH
セファロスポリンC
Acremonium chrysogenum
H2N
S
N
OCOCH3
O
H
OCOCH3
O
セファロスポリン
アシラーゼ
COOH
7-アミノセファロスポラン酸
(7-ACA)
化学変換
セフカペン ピボキシル
セフジトレン ピボキシル etc.
マクロライド系抗菌薬の製造
O
H3C
CH3
HO
OH
OH
H3C
H3C
CH3
HO
O
H3C
O
O
H3C
N CH3
O
CH3
OCH3
O
CH3
CH3
OH
O
CH3
エリスロマイシン
Saccharopolyspora erythraea
化学変換
クラリスロマイシン
アジスロマイシン
免疫抑制薬の製造
Me
Me
Me
Me
Me
N
Me
N
O
Me
N
Me
Me
O
O
O
HO
Me
Me
Me
Me
Me
H
N
N
Me
H
N
N
H
Me
O
H
H3C
シクロスポリン
Trichoderma inflatum
O
OH
O
CH3
O
Me
Me
O
N
O
N
CH3
H3CO
Me
N
H
O
Me
O
O
H3CO
N
H
N
OH
Me
Me
O
O
H
O
Me
O
Me
CH3
CH3
タクロリムス
Streptomyces tsukubaensis
OCH3
OH
高脂血症治療薬の製造
HO
OH
O
H3C
O
CH3
H
HO
COONa
Streptomyces carbophilus
CH3
OH
O
H3C
O
CH3
COONa
H
微生物変換
HO
ML-236Bナトリウム
Penicillium citrinum
プラバスタチン
CH3
微生物によるアミノ酸,核酸の製造
アミノ酸発酵
H2N
HOOC
COOH
COOH
NH2
NH2
L-グルタミン酸
Corynebacterium glutamicum
L-リシン
Corynebacterium glutamicum
OH
ビールは大麦から
味の素はサトウキビから
H3C
COOH
NH2
L-トレオニン
Brevibacterium flavum
核酸発酵
O
O
N
HN
N
N
H2N
HO
HO
O
HO
N
HN
N
N
O
OH
HO OH
イノシン
Corynebacterium ammoniagenes
グアノシン
Corynebacterium ammoniagenes
Morganella morganii
酸性ホスファターゼ
イノシン酸
(カツオ節の旨味成分)
グアニル酸
(シイタケの旨味成分)
微生物による糖類の製造
シクロデキストリンの製造
HO
O
O
O
OH HO
HO
O HO
HO
HO
デンプン
シクロマルトデキストリン
グルカノトランスフェラーゼ
O
HO
OH
内部:疎水性
外部:親水性
O
Bacillus stearothermophilus
O
HO
OH
OH
OH O
OH
OH
OH HO
O
O
O
OH
α-D-グルコース×6
α-D-グルコース×7
α-D-グルコース×8
O
αーシクロデキストリン
βーシクロデキストリン
γーシクロデキストリン
発酵による多糖生産
多糖類
構成糖
発酵微生物
用途
デキストラン
α-1,6ーグルカン
Leuconostoc
mesenteroides
血漿増量剤
クロマトグラフィー用樹脂
ヒアルロン酸
D-グルクロン酸
Streptococcus
N-アセチル-D-グルコサミン zooepidemicus
セルロース
β-1,4ーグルカン
Acetobacter
xylinum
スピーカーの振動板
キサンタンガム
D-グルコース,
D-マンノース
D-グルクロン酸
Xanthomonas
campestris
アイスクリーム用増粘剤,
化粧品
化粧品,眼科手術補助剤,
整形外科用注射剤,
創傷の被覆剤
微生物酵素の利用
微生物酵素
酵素
生産菌
酵素反応
用途
アルカリプロテアーゼ
Bacillus licheniformis
タンパク質分解
洗剤
アルカリセルラーゼ
Bacillus sp.
セルロース分解
洗剤
リパーゼ
Thermomyces lanuginosus
脂質分解
洗剤
α-アミラーゼ
Bacillus licheniformis
デンプン加水分解
デンプン液化
β-アミラーゼ
Aspergillus oryzae
デンプン加水分解
マルトース製造
プルラナーゼ
Bacillus brevis
デンプン側鎖分解
マルトース製造
グルコアミラーゼ
Aspergillus niger
デンプン加水分解
グルコース製造
セルラーゼ
Trichoderma reesei
セルロース加水分解
食品加工,繊維処理
凝乳プロテアーゼ
Rhizomucor pusillus
凝乳
チーズ製造
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