JP2005198578A

JP2005198578A - γ−アミノ酪酸の製造方法及びそれより得られる発酵液

Info

Publication number: JP2005198578A
Application number: JP2004008801A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Ono; 一仁大野; Kyoichi Shudo; 喬一首藤; Mitsuo Kushii; 串井光雄
Original assignee: Ehime Prefecture
Current assignee: Ehime Prefecture
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-07-28

Abstract

【課題】効率良く高濃度のγ-アミノ酪酸を含む発酵液を製造する方法及びその方法から製造された発酵液のナトリウム含量が1ｇ/L以下である高濃度のγ-アミノ酪酸を含む発酵液を提供する。
【解決手段】液体の培地にグルタミン酸と、２種類以上の乳酸菌を混合培養して活性化させて成る活性化乳酸菌とを加え、グルタミン酸を前記活性化乳酸菌で発酵させることにより、γ−アミノ酪酸を高濃度で得ることを特徴とするγ−アミノ酪酸の製造方法及びその方法で得られたナトリウム含量が1ｇ/L以下である高濃度のγ-アミノ酪酸を含む発酵液。
【選択図】図1

Description

本発明はγ-アミノ酪酸を高濃度で得るγ−アミノ酪酸の製造方法及びその製造方法により製造されたナトリウム含量が1ｇ/L以下の発酵液に関する。

γ-アミノ酪酸はアミノ酸の一種で、発芽玄米、茶、野菜類、穀類に含まれている。人体では特に脳内の黒質、大脳基底核、視床下部等に高濃度に存在している。

これまでの研究でγ-アミノ酪酸が脳代謝促進作用、血圧上昇抑制作用等を有することがわかっている。日本食品科学工学会誌第47巻8号岡田ほかによる「γ-アミノ酪酸蓄積脱脂コメ胚芽の径口投与における更年期障害及び初老期精神障害に対する効果」ではγ-アミノ酪酸を含む脱脂コメ胚芽の摂取により更年期障害及び初老期精神障害を緩和させることができたと報告されている。

γ−アミノ酪酸を効率良く得る製造方法やγ-アミノ酪酸を含有する食品の製造方法が提唱されている。例えば特開2002-360289号公報（γ-アミノ酪酸の製造方法）、特開2003-70462号公報（γ-アミノ酪酸生産能を有する乳酸菌、および、それを使用した食品の製造方法）に示されるものの例がある。

特開2002-360289号公報に示されるγ-アミノ酪酸の製造方法では、アルコール製造廃液を用いたγ-アミノ酪酸製造方法が示されている。これは、食品の廃棄物を有効利用したものであり、食品素材を原料としているので製造により得られたものをそのまま摂取することができるとされる。この製造方法によると、グルタミン酸ナトリウムを基質として用いて、約1.6〜3.3重量％のγ-アミノ酪酸を含む培養液が得られる。

特開2003-70462号公報に示される製造方法では、キムチ由来の乳酸菌を用いて製造したγ-アミノ酪酸を用いた食品の製造方法が示されている。この製造方法によると、グルタミン酸ナトリウムを基質として用いて、5重量％のγ-アミノ酪酸を含む培養液が得られる。

このように、従来のγ-アミノ酪酸製造方法では、グルタミン酸ナトリウムが基質として用いられていた。グルタミン酸ナトリムが基質として用いられた場合、乳酸菌がもつ脱炭酸酵素によりグルタミン酸のカルボキシル基が離脱してγ-アミノ酪酸になる反応が進むにつれ、pHが上昇する。よって、反応の途中で乳酸菌が好む環境を保つため、pH調整剤を加えなければならなかった。

従来の方法では、pH調整剤を用いても、やがて反応が停止し、γ-アミノ酪酸の最終濃度は約6重量％が最高であった。このため、γ-アミノ酪酸を大量生産するには、大量の培地、基質であるグルタミン酸ナトリウムが必要であった。

さらに、グルタミン酸ナトリウムを基質として用いた場合には、添加したグルタミン酸ナトリウムの約13％のナトリウムが残存するため、食塩の過剰摂取に対する弊害が指摘されていた。

またさらに、製造された発酵液を食品に添加して用いた場合、反応せず製造物に残存するグルタミン酸が及ぼす味への影響を無視することができなかった。
特開2002-360289号公報、第１頁特開2003-70462号公報、第１頁日本食品科学工学会誌第47巻8号

本発明は上記従来技術に鑑みて高濃度のγ-アミノ酪酸を含む発酵液を効率良く製造する方法と、その方法から製造された発酵液のナトリウム含量が1ｇ/L以下である高濃度のγ-アミノ酪酸を含む発酵液、食品に添加でき、健康食品とすることができる発酵液を提供することを目的とする。

本発明は、液体の培地に、グルタミン酸及び２種類以上の乳酸菌を混合培養して活性化させて成る活性化乳酸菌を加え、グルタミン酸を前記活性化乳酸菌で発酵させ、γ−アミノ酪酸を高濃度で得ることを特徴とする。乳酸菌は、反応の多様性及び効率化の点から２種類以上のものを混合して使用する。また、前記活性化乳酸菌は、野菜から単離した菌株であって、ラクトバチルスブレビスに属するものと、ストレプトコッカスラクチス（Str.lactis 527）に属する菌株と、を混合培養して活性化させたものとする。

活性化乳酸菌は、酸性溶液の厳しい環境下でも活発に活動する。よってグルタミン酸が溶けてpHが約4.0になった酸性の水溶液中であっても、活性化乳酸菌はグルタミン酸を分解してγ-アミノ酪酸を製造することができる。

グルタミン酸を基質として用いた場合は、グルタミン酸が乳酸菌がもつ脱炭酸酵素によりγ-アミノ酪酸になる反応の際、生成するγ−アミノ酪酸の緩衝作用により、pHが緩やかに上昇し、反応終了時のpHは約5〜5.5である。よって、反応の途中でpHを調整する必要がなく、一度に大量のγ-アミノ酪酸を製造することができる。pH調整剤を加える作業工程を省略することができ、細菌汚染の危険性も回避できる。

本発明の発酵液は、液体の培地に、グルタミン酸及び２種類以上の乳酸菌を混合培養して活性化させて成る活性化乳酸菌とを加え、グルタミン酸を前記活性化乳酸菌で発酵させ製造された発酵液であって、γ−アミノ酪酸を高濃度に含有し、ナトリウム含量が1ｇ/L以下であることを特徴とする。前記発酵液を食品に添加し、健康食品とすることができる。

グルタミン酸と活性化乳酸菌とを用いてγ-アミノ酪酸を製造すると、約10重量％のγ-アミノ酪酸を含む発酵液が得られる。一度の反応工程で、大量のγ-アミノ酪酸を効率良く得ることができる。

また、純グルタミン酸を基質として用いると、発酵液におけるナトリウムの含有量がゼロとなる。実際には、ナトリウム含有の材料を混入することもあるので、ナトリウム含有量を1g/L以下とすることができる。食塩の過剰摂取に対する弊害を解消でき、塩分の摂取を控えなければならない人にも安心して摂取することができる。

グルタミン酸を基質として用いると、グルタミン酸からγ-アミノ酪酸への変換率が98％以上と非常に高いので、発酵液におけるグルタミン酸の残存量が少ない。よって、グルタミン酸が及ぼす味の影響が少ないので、本発明の発酵液は食品に幅広く利用できる。

以上の通り、本発明のγ-アミノ酪酸の製造方法によると、一度に大量のγ-アミノ酪酸を製造することができ、γ-アミノ酪酸を10重量％含む発酵液を得ることができる。

酸性水溶液中でも活発に活動する活性化乳酸菌を用いることにより、pHを調節する必要がなくなり、作業工程を短縮でき、細菌汚染の危険も回避できる。また、水溶液中で酸性を示すグルタミン酸を基質とすることができる。グルタミン酸ナトリウムを基質とする場合に比べてグルタミン酸を用いると、発酵液中のナトリウムの残存量が各段に少なく、食塩の過剰摂取の弊害がない。また発酵液中のグルタミン酸の残存量も少なくすることができ、味への影響を抑えることができ各種食品に幅広く利用することができる。

以下、添付図面及び実施例を参照して発明を実施するための最良の形態を説明する。図１に本発明のγ-アミノ酪酸の製造方法のフローチャートを示す。各工程にステップ符号（Ｓ１〜Ｓ１０）を付けて示す。

まず初めに、ステップＳ１で液体培地を作成する。γ-アミノ酪酸を約100ｇ/L得るために必要な液体培地の材料と分量を示すと、カゼインペプトン10ｇ/L、酵母エキス5ｇ/L、ブドウ糖10ｇ/L、野菜ジュース100ml /Lである。

野菜ジュースは、市販の無塩トマトミックス野菜ジュースを1,500Ｇで10分遠心分離し夾雑物を取り除いた後の上澄み液である。

上記培地をステップＳ２で、殺菌する。殺菌条件は15℃で20分程度で良い。

一方、本発明では、２種の乳酸菌、ラクトバチルスブレビスとストレプトコッカスラクチス527の混合物で活性化乳酸菌１を構成し、これをステップＳ３で35℃で24時間培養しておく。前記ラクトストレプトコッカスラクチス527は、常法でグルタミン酸を含む培地で培養し、活性化された商品である。また、ラクトストレプトコッカスラクチスは、野菜から単離したものである。

次いで、ステップＳ２で殺菌された培地に、ステップＳ３で培養した活性化乳酸菌１を2ml程度植菌し、ステップＳ５で培養する。培養条件は、35℃で24時間程度が好ましい。

次にステップＳ６でグルタミン酸２を所要のγ−アミノ酪酸を得るのに必要な理論値以上の値、例えば100ｇ〜150ｇを添加する。このグルタミン酸は、135℃で2時間程度、十分に殺菌したものを用いる。

ステップＳ６の混合後、ステップＳ７で、35℃で8〜10日の培養を行う。その後、ステップＳ８で、残留グルタミン酸が一定の値、例えば1〜2％になったらステップＳ９で培養を終了し、ステップＳ１０で遠心分離し、夾雑物を取り除いて発酵液３を得る。

以上により、本発明の製造方法によれば、活性化乳酸菌１を用いて、純グルタミン酸２から効率良くγ−アミノ酪酸を得ることができる。反応課程でpHが急激に上昇することがないので、pH調整剤を用いる必要がない。発酵液中に残存するグルタミン酸はγ-アミノ酪酸の2.9％以下となり、食品に利用した際グルタミン酸が及ぼす味への影響が少ない。また、従来の方法では、グルタミン酸ナトリウムを基質として100g/L用いた場合、約13ｇ/Lのナトリウムが発酵液に残存していたが、本発明の方法では、ナトリウム残存量を1g/L以下に抑えることができ、食塩の過剰摂取の弊害も回避できる。さらに、これらの結果から、発酵液３を加工食品の添加物とすると、味、風味良く、γ−アミノ酪酸の豊富な加工食品を得ることができる。

γ−アミノ酪酸70g/Lを含む発酵液を得るため、液体培地の分量を、カゼインペプトン10ｇ/L、酵母エキス5ｇ/L、ブドウ糖10ｇ/L、野菜ジュース100ml/Lとした。野菜ジュースは、市販の無塩トマトミックス野菜ジュースを1,500Ｇで10分遠心分離し夾雑物を取り除いた後の上澄み液を用いた。活性化したストレプトコッカスラクチス 527とラクトバチルスブレビス V3の培養液から成る活性化乳酸菌１を2ｍL/200mL植菌し、35℃で24時間培養した。この培養液に135℃で2時間乾熱殺菌した固体のグルタミン酸２を103g/L加え、培養液中のグルタミン酸含有量が1g/L以下になるまで8日〜10日培養した。この培養液をそのまま、1,500Ｇで遠心分離して夾雑物を除き発酵液３とした。

本実施例における発酵液は、わずかな苦味と特有の香りがあり、pH5.3、水分91g/100ml、窒素分1.1g/100ml、γ−アミノ酪酸7.1g/100ml、グルタミン酸0.2g/100ml以下で、全固形分に対するγ−アミノ酪酸の割合は、約79％、グルタミン酸からγ−アミノ酪酸への変換率は98.5％であった。グルタミン酸が発酵により、γ−アミノ酪酸と炭酸ガスになる反応において、炭酸ガスが約30％放出するので、重量比69％のγ−アミノ酪酸を得ることができた。ナトリウムは31.6mg/100ml、食塩（NaCl）としては80.3mg/100mlであった。よって、ナトリウム1g/Lの値として十分に管理できる。食塩当量＝ナトリウム×2.54として計算し、管理する。

強力粉480g、薄力粉120g、ドライイースト9g、砂糖48g、食塩6g、スキムミルク12g、バター48g、鶏卵90g、水252g、γ−アミノ酪酸2.3g/100mlを含む発酵液18mlを混合し、発酵、分割、成型する。成型した生地を180℃で10分焼成してギャバロールを製造した。これにより得られたギャバロールは、ギャバロール100g当りγ−アミノ酸を約40mg含む健康食品である。

バター70g、粉糖40g、水10g、薄力粉90g、コーンスターチ20g、γ−アミノ酪酸2.3g/Lを含む発酵液5mlを混合し、成型し、成型した生地を170℃で15分焼成してギャバクッキーを得た。これにより得られたギャバクッキーは、ギャバクッキー100g当りγ−アミノ酪酸を約48mg含む。味、風味の良いギャバクッキーとすることができた。

焼成条件によりγ−アミノ酪酸の残存量が異なるが、例えば170〜180℃で10〜15分焼成した場合でも、70〜90％のγ−アミノ酪酸が残存する。

培地作成と共に、グルタミン酸２を培地へ同時混合し、通常pHの低いジュースを殺菌する場合と同様に、90℃の達温で殺菌し、冷却しステップＳ４に移行することもできる。途中で、pH調節も必要なく、かつグルタミン酸を投入する手間も必要ないので、効率良く製造できる。

γ−アミノ酪酸70g/Lを含む発酵液を得るため、カゼインペプトン10ｇ/L、酵母エキス5ｇ/L、ブドウ糖10ｇ/L、野菜ジュース200mlで作成した培地へグルタミン酸105g/Lを加えた。液体培地野菜ジュースは、市販の無塩トマトミックス野菜ジュースを1,500Ｇで10分遠心分離し夾雑物を取り除いた後の上澄み液100ml/Lを用いた。沸騰水中で90℃に達するまで加熱殺菌し、実施例１の乳酸菌を植菌して8日〜10日間培養した。この培養液をそのまま1,500Ｇで遠心分離し夾雑物を取り除き発酵液３とした。

本実施例においては、発酵中の微生物汚染による障害は観察されなかった。得られた発酵液の組成はpH5.4、水分91g/100ml、窒素分1.1g/100mLで、実施例１と同様の発酵液を得た。

本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することができ、各種態様で実施できる。

本発明のγ-アミノ酪酸の製造方法のフローチャートを示す。

符号の説明

１活性化乳酸菌
２グルタミン酸
３発酵液

Claims

液体の培地に、グルタミン酸及び２種類以上の乳酸菌を混合培養して活性化させて成る活性化乳酸菌を加え、前記グルタミン酸を前記活性化乳酸菌で発酵させ、γ−アミノ酪酸を高濃度で得ることを特徴とするγ−アミノ酪酸の製造方法。
前記活性化乳酸菌は、野菜から単離されたラクトバチルスブレビスに属するものと、ストレプトコッカスラクチスに属する菌株とを混合培養して活性化させて成り、γ−アミノ酪酸生成能力を有するものであることを特徴とする請求項１に記載のγ−アミノ酪酸の製造方法。
液体の培地に、グルタミン酸及び２種類以上の乳酸菌を混合培養して活性化させて成る活性化乳酸菌を加え、前記グルタミン酸を前記活性化乳酸菌で発酵させて製造された発酵液であって、γ−アミノ酪酸を高濃度に含有し、ナトリウム含量が1ｇ/L以下であることを特徴とする発酵液。
請求項３に記載の発酵液を加工食品の添加物として用いることを特徴とする発酵液。