醗酵生成物の製造方法および醗酵生成物
【課題】 強力な抗酸化性を示し活性酸素由来の疾病に対して有効に働く醗酵生成物とその製造方法を提供する。
【解決手段】 多年生イネ科植物の葉茎（イネワラ、葦、ムギワラ等）を、卵白、卵黄、米糠および水またはこれらにキシラーゼを添加して構成される発酵培地と混合して該イネ科植物の葉茎を分解し、乳酸醗酵させた後、発酵槽内物を乾燥してできる乾燥発酵物を水抽出により抽出した抽出物をろ過を経て濃縮する。
【解決手段】 多年生イネ科植物の葉茎（イネワラ、葦、ムギワラ等）を、卵白、卵黄、米糠および水またはこれらにキシラーゼを添加して構成される発酵培地と混合して該イネ科植物の葉茎を分解し、乳酸醗酵させた後、発酵槽内物を乾燥してできる乾燥発酵物を水抽出により抽出した抽出物をろ過を経て濃縮する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多年生イネ科植物性繊維を出発原料とし、これを微生物を用いて乳酸醗酵させる醗酵生成物の製造方法および醗酵生成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は先に、Ｂ型肝炎の治療に有効な水溶性多糖体とその製造方法を特許文献１及び特許文献２として提案している。
斯かる特許文献１及び特許文献２では、イネ科植物性繊維をアンモニア性窒素、硝酸性窒素、可溶性リン酸、及び可溶性加里を含む培養液中に浸漬し、イネ科植物に付着している醗酵菌によって醗酵させ、培養液のｐＨ値が７〜９．２に到達したときに醗酵を停止することで、主成分の分子量がデキストランに換算して７０×１０3 以上で且つ第２級アミン成分を含有する多糖体を得ることが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１４３５９８号公報
【特許文献２】特開平０５−３１０８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載された方法は、培養液を予め調製することが必須となっている。しかしながら培養液の調製に手間がかかる。
また、上記調製培養液を用いた醗酵では発酵生成物の収量（発酵生成物／全体重量）が少なく採算がとれないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る発酵生成物の製造方法は、出発原料として多年生イネ科植物の葉茎、例えばイネワラ、葦、ムギワラ等を用い、醗酵培地として卵白、卵黄、米糠および水またはこれらにキシラーゼを添加したものを用い、前記醗酵培地に多年生イネ科植物の葉茎を混ぜて葉茎を分解し、乳酸醗酵させた後、発酵槽内物を乾燥してできる乾燥発酵物を水抽出により抽出した抽出物をろ過を経て濃縮するようにした。
【０００６】
また上記の方法によって得られる発酵生成物は、主成分の分子量がデキストランに換算して約７０×１０3の 多糖体、約５００×１０3の 多糖体、単糖体としてグルコース及びフラクトースを含有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によって得られる発酵生成物（多糖体＋単糖体）は、特許文献１、２で検証されたＢ型肝炎に対する治療効果が認められるだけでなく、抗酸化性が認められ、活性酸素由来の疾病に対して有効である。
【０００８】
特許文献１、２に開示された発酵生成物には第２アミンが含有されていたが、本発明に係る発酵生成物には第２アミンは認められず、またクロマトグラフィーの波形も比較的ブロードであった。尚、特許文献１、２に開示された発酵生成物が抗酸化性を有していたか否かは不明である。
【０００９】
即ち、本発明によって得られる発酵生成物は、生体内で最も多いとされるスーパーオキシドラジカルを不均化して消去すると共に最も毒性の強いヒドロキシラジカルを消去することができるので極めて効率の良い抗酸化物であり、しかも天然物由来の発酵生成物であるので安全であり毒性がない。ここで、スーパーオキシドラジカルは酸素分子の１電子還元により生成される活性酸素の一種であり、ヒドロキシラジカルは酸素分子の３電子還元により生成される活性酸素の一種である。
【００１０】
特に、醗酵培地としての卵白、卵黄および米糠には自然醗酵に必要なアミノ酸、脂質およびミネラルを豊富に含んでおり、また多年生イネ科植物の葉茎の基質はキシロースを含むリグニンおよびヘミセルロースからなり分解するのに長時間を要するが、キシロース分解酵素であるキシラーゼを添加することで発酵分解効率を高めることができる。
更に、発酵は自然の太陽光により行うことができるので環境にやさしくエネルギーコストが安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施例１
幅６０ｃｍ×長さ１００ｃｍ×高さ２０ｃｍの培養槽に水４０Lを入れ、米糠２００ｇと鶏卵（卵白および卵黄）４個を良く攪拌混合して培養液を調整した。
調製された培養液に３ｃｍに裁断した稲わらを入れ培養液と混合してよく馴染ませた。採光可能な蓋をして太陽光を満遍なく当てるようにして乳酸発酵を経てから２日おきに攪拌して発酵を促進させた。
【００１２】
乳酸発酵を行う醗酵菌には、ラクトバシラス属 (Lactobacillus)、ビフィドバクテリウム属 (Bifidobacterium)、 ラクトコッカス属 (Lactococcus)、 ペディオコッカス属(Pediococcus)、 リューコノストック属 (Leuconostoc)があるが、これらのうちの複数が稲わらに付着していると考えられる。
【００１３】
乳酸発酵による酸性領域からアルカリ領域に移行して培養液が濃茶色に変化した時点で除々に蒸発させて乾燥状態とする。乾燥した発酵生成物を水抽出により抽出した水溶性成分を含む溶液をろ過する。濾液を加熱濃縮して水分７０％程度にしたものを乾燥器内の温度１３０℃にて水分５０％〜６０％にしてペースト状とする。
【００１４】
次いで上記ペースト状の醗酵生成物を９５％エチルアルコールで凝固させる。醗酵生成物は水溶性であるがアルコールには不溶である。
【００１５】
更に、エチルアルコールで凝固させた後濾過して固体状濾過物を得る。この固体状濾過物を８０℃で乾燥してエチルアルコールを完全に蒸発させた後、水分１％以下の固体状発酵物を得た。
【００１６】
稲わらおよび培地の固形分全体の重量は１９４０ｇであり、得られた固体状発酵物の収量は平均で３８０ｇであった。特許文献１、２の方法の場合には、得られた固体状発酵物の収量は平均１７０ｇであった。単純に得られた固体状発酵物の収量のみを比較した場合には、２倍以上収量が向上している。
【００１７】
このようにして得た固体状発酵物を逆浸透膜および脱イオン処理した純水に溶解した０．１％濃度のサンプルをヒポキサンチンーキサンチンオキダーゼ系により生成したスーパーオキシドラジカルおよびフェントン反応により生成したヒドロキシラジカルの消去能を電子スピン共鳴法（ＥＳＲ）によって調べた。
【００１８】
図１はヒポキサンチンーキサンチンオキシダーゼにより生成したスーパーオキシドラジカルのＥＳＲの強度を示すシグナルであり、図２はサンプルにより消去されたＥＳＲのシグナルである。これら図１、２に示すように本発明によって得られた醗酵生成物はフリーラジカルに対して強い消去能を示した。
【００１９】
また図３は過酸化水素と硫酸第一鉄によって生成されるヒドロキシラジカルの強度を示すシグナルであり、図4はサンプルによりヒドロキシラジカルが消去された強度を示すシグナルである。これら図３、４に示すように本発明によって得られた醗酵生成物はヒドロキシラジカルに対して強い消去能を示した。
【００２０】
実施例１で得られた醗酵生成物の分子量を高速液クロマトグラフィー（日立６３５型）を用いて下記条件で測定した。
Colum Shodex lonpak： s'800p+s'804+s'801
Sampl ：10μｌ
Detector：RI4k×10−５ RLUFS'
Pressure：25kg/cm2
Eluent：H20
Flow Rate：1.0 ml/min
Chart speed：5 mm/min
Colom temp：60℃RT
【００２１】
高速液クロマトグラフィーによって測定すると、全体の形状は特許文献１，２に開示されている形状に比べてブロードになったが似ており、分子量７０×１０3 のデキストラン及び分子量５００×１０3 のデキストランの各ピークが発現する位置に、主たるピークが発現する。更に単糖類としてグルコースとフラクトースも検出された。
【００２２】
得られた固体状を発酵物３ｍｇを取り１００ｍｌの純水に溶解させたものをサンプルとして株式会社同仁化学研究所製のSOD Assay Kit-WSTを用いて４５０ｎｍの波長の吸光度測定を株式会社コロナ電気社製のマイクロプレートリーダーを用いて行った。その結果スーパーオキシドラジカルの阻止率は２０．６％であった。
【００２３】
実施例２
幅６０ｃｍ×長さ１００ｃｍ×高さ２０ｃｍの培養槽に水４０Lを入れ、米糠２００ｇと鶏卵４個およびおよびキシラーゼ１５ｇを良く攪拌混合して培養液を調整した。
調製された培養液に３ｃｍに裁断した稲わらを入れ培養液と混合してよく馴染ませた。採光可能な蓋をして太陽光を満遍なく当てるようにして乳酸発酵を経てから２日おきに攪拌して発酵を促進させた。
【００２４】
この後実施例１と同様にして、水分１％以下の固体状発酵物を得た。収量は平均で４５０ｇであり、キシラーゼを添加することで更に収量が向上することが判明した。
この固体状発酵物を実施例１と同様に、スーパーオキシドラジカルおよびヒドロキシラジカルの消去能を電子スピン共鳴法（ＥＳＲ）によって調べたところ、醗酵生成物はフリーラジカルに対して強い消去能を示した。
【００２５】
また、実施例１と同様にしてスーパーオキシドラジカルの阻止率を検証したところ、２５．４％であった。実施例１と比較すると、繊維分解酵素の一つであるキシラーゼを添加することで無添加の発酵物に比べ２３．３％SOD様活性が向上することが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ヒポキサンチンーキサンチンオキシダーゼにより生成したスーパーオキシドラジカルのＥＳＲの強度を示すグラフ
【図２】本発明に係る醗酵生成物により消去されたスーパーオキシドラジカルのＥＳＲの強度を示すグラフ
【図３】過酸化水素と硫酸第一鉄によって生成されるヒドロキシラジカルのＥＳＲの強度を示すグラフ
【図４】本発明に係る醗酵生成物により消去されたヒドロキシラジカルのＥＳＲの強度を示すグラフ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多年生イネ科植物性繊維を出発原料とし、これを微生物を用いて乳酸醗酵させる醗酵生成物の製造方法および醗酵生成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は先に、Ｂ型肝炎の治療に有効な水溶性多糖体とその製造方法を特許文献１及び特許文献２として提案している。
斯かる特許文献１及び特許文献２では、イネ科植物性繊維をアンモニア性窒素、硝酸性窒素、可溶性リン酸、及び可溶性加里を含む培養液中に浸漬し、イネ科植物に付着している醗酵菌によって醗酵させ、培養液のｐＨ値が７〜９．２に到達したときに醗酵を停止することで、主成分の分子量がデキストランに換算して７０×１０3 以上で且つ第２級アミン成分を含有する多糖体を得ることが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１４３５９８号公報
【特許文献２】特開平０５−３１０８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載された方法は、培養液を予め調製することが必須となっている。しかしながら培養液の調製に手間がかかる。
また、上記調製培養液を用いた醗酵では発酵生成物の収量（発酵生成物／全体重量）が少なく採算がとれないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る発酵生成物の製造方法は、出発原料として多年生イネ科植物の葉茎、例えばイネワラ、葦、ムギワラ等を用い、醗酵培地として卵白、卵黄、米糠および水またはこれらにキシラーゼを添加したものを用い、前記醗酵培地に多年生イネ科植物の葉茎を混ぜて葉茎を分解し、乳酸醗酵させた後、発酵槽内物を乾燥してできる乾燥発酵物を水抽出により抽出した抽出物をろ過を経て濃縮するようにした。
【０００６】
また上記の方法によって得られる発酵生成物は、主成分の分子量がデキストランに換算して約７０×１０3の 多糖体、約５００×１０3の 多糖体、単糖体としてグルコース及びフラクトースを含有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によって得られる発酵生成物（多糖体＋単糖体）は、特許文献１、２で検証されたＢ型肝炎に対する治療効果が認められるだけでなく、抗酸化性が認められ、活性酸素由来の疾病に対して有効である。
【０００８】
特許文献１、２に開示された発酵生成物には第２アミンが含有されていたが、本発明に係る発酵生成物には第２アミンは認められず、またクロマトグラフィーの波形も比較的ブロードであった。尚、特許文献１、２に開示された発酵生成物が抗酸化性を有していたか否かは不明である。
【０００９】
即ち、本発明によって得られる発酵生成物は、生体内で最も多いとされるスーパーオキシドラジカルを不均化して消去すると共に最も毒性の強いヒドロキシラジカルを消去することができるので極めて効率の良い抗酸化物であり、しかも天然物由来の発酵生成物であるので安全であり毒性がない。ここで、スーパーオキシドラジカルは酸素分子の１電子還元により生成される活性酸素の一種であり、ヒドロキシラジカルは酸素分子の３電子還元により生成される活性酸素の一種である。
【００１０】
特に、醗酵培地としての卵白、卵黄および米糠には自然醗酵に必要なアミノ酸、脂質およびミネラルを豊富に含んでおり、また多年生イネ科植物の葉茎の基質はキシロースを含むリグニンおよびヘミセルロースからなり分解するのに長時間を要するが、キシロース分解酵素であるキシラーゼを添加することで発酵分解効率を高めることができる。
更に、発酵は自然の太陽光により行うことができるので環境にやさしくエネルギーコストが安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施例１
幅６０ｃｍ×長さ１００ｃｍ×高さ２０ｃｍの培養槽に水４０Lを入れ、米糠２００ｇと鶏卵（卵白および卵黄）４個を良く攪拌混合して培養液を調整した。
調製された培養液に３ｃｍに裁断した稲わらを入れ培養液と混合してよく馴染ませた。採光可能な蓋をして太陽光を満遍なく当てるようにして乳酸発酵を経てから２日おきに攪拌して発酵を促進させた。
【００１２】
乳酸発酵を行う醗酵菌には、ラクトバシラス属 (Lactobacillus)、ビフィドバクテリウム属 (Bifidobacterium)、 ラクトコッカス属 (Lactococcus)、 ペディオコッカス属(Pediococcus)、 リューコノストック属 (Leuconostoc)があるが、これらのうちの複数が稲わらに付着していると考えられる。
【００１３】
乳酸発酵による酸性領域からアルカリ領域に移行して培養液が濃茶色に変化した時点で除々に蒸発させて乾燥状態とする。乾燥した発酵生成物を水抽出により抽出した水溶性成分を含む溶液をろ過する。濾液を加熱濃縮して水分７０％程度にしたものを乾燥器内の温度１３０℃にて水分５０％〜６０％にしてペースト状とする。
【００１４】
次いで上記ペースト状の醗酵生成物を９５％エチルアルコールで凝固させる。醗酵生成物は水溶性であるがアルコールには不溶である。
【００１５】
更に、エチルアルコールで凝固させた後濾過して固体状濾過物を得る。この固体状濾過物を８０℃で乾燥してエチルアルコールを完全に蒸発させた後、水分１％以下の固体状発酵物を得た。
【００１６】
稲わらおよび培地の固形分全体の重量は１９４０ｇであり、得られた固体状発酵物の収量は平均で３８０ｇであった。特許文献１、２の方法の場合には、得られた固体状発酵物の収量は平均１７０ｇであった。単純に得られた固体状発酵物の収量のみを比較した場合には、２倍以上収量が向上している。
【００１７】
このようにして得た固体状発酵物を逆浸透膜および脱イオン処理した純水に溶解した０．１％濃度のサンプルをヒポキサンチンーキサンチンオキダーゼ系により生成したスーパーオキシドラジカルおよびフェントン反応により生成したヒドロキシラジカルの消去能を電子スピン共鳴法（ＥＳＲ）によって調べた。
【００１８】
図１はヒポキサンチンーキサンチンオキシダーゼにより生成したスーパーオキシドラジカルのＥＳＲの強度を示すシグナルであり、図２はサンプルにより消去されたＥＳＲのシグナルである。これら図１、２に示すように本発明によって得られた醗酵生成物はフリーラジカルに対して強い消去能を示した。
【００１９】
また図３は過酸化水素と硫酸第一鉄によって生成されるヒドロキシラジカルの強度を示すシグナルであり、図4はサンプルによりヒドロキシラジカルが消去された強度を示すシグナルである。これら図３、４に示すように本発明によって得られた醗酵生成物はヒドロキシラジカルに対して強い消去能を示した。
【００２０】
実施例１で得られた醗酵生成物の分子量を高速液クロマトグラフィー（日立６３５型）を用いて下記条件で測定した。
Colum Shodex lonpak： s'800p+s'804+s'801
Sampl ：10μｌ
Detector：RI4k×10−５ RLUFS'
Pressure：25kg/cm2
Eluent：H20
Flow Rate：1.0 ml/min
Chart speed：5 mm/min
Colom temp：60℃RT
【００２１】
高速液クロマトグラフィーによって測定すると、全体の形状は特許文献１，２に開示されている形状に比べてブロードになったが似ており、分子量７０×１０3 のデキストラン及び分子量５００×１０3 のデキストランの各ピークが発現する位置に、主たるピークが発現する。更に単糖類としてグルコースとフラクトースも検出された。
【００２２】
得られた固体状を発酵物３ｍｇを取り１００ｍｌの純水に溶解させたものをサンプルとして株式会社同仁化学研究所製のSOD Assay Kit-WSTを用いて４５０ｎｍの波長の吸光度測定を株式会社コロナ電気社製のマイクロプレートリーダーを用いて行った。その結果スーパーオキシドラジカルの阻止率は２０．６％であった。
【００２３】
実施例２
幅６０ｃｍ×長さ１００ｃｍ×高さ２０ｃｍの培養槽に水４０Lを入れ、米糠２００ｇと鶏卵４個およびおよびキシラーゼ１５ｇを良く攪拌混合して培養液を調整した。
調製された培養液に３ｃｍに裁断した稲わらを入れ培養液と混合してよく馴染ませた。採光可能な蓋をして太陽光を満遍なく当てるようにして乳酸発酵を経てから２日おきに攪拌して発酵を促進させた。
【００２４】
この後実施例１と同様にして、水分１％以下の固体状発酵物を得た。収量は平均で４５０ｇであり、キシラーゼを添加することで更に収量が向上することが判明した。
この固体状発酵物を実施例１と同様に、スーパーオキシドラジカルおよびヒドロキシラジカルの消去能を電子スピン共鳴法（ＥＳＲ）によって調べたところ、醗酵生成物はフリーラジカルに対して強い消去能を示した。
【００２５】
また、実施例１と同様にしてスーパーオキシドラジカルの阻止率を検証したところ、２５．４％であった。実施例１と比較すると、繊維分解酵素の一つであるキシラーゼを添加することで無添加の発酵物に比べ２３．３％SOD様活性が向上することが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ヒポキサンチンーキサンチンオキシダーゼにより生成したスーパーオキシドラジカルのＥＳＲの強度を示すグラフ
【図２】本発明に係る醗酵生成物により消去されたスーパーオキシドラジカルのＥＳＲの強度を示すグラフ
【図３】過酸化水素と硫酸第一鉄によって生成されるヒドロキシラジカルのＥＳＲの強度を示すグラフ
【図４】本発明に係る醗酵生成物により消去されたヒドロキシラジカルのＥＳＲの強度を示すグラフ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多年生イネ科植物の葉茎を卵白、卵黄、米糠および水から構成される発酵培地と混合して該イネ科植物の葉茎を分解し、乳酸醗酵させた後、発酵槽内物を乾燥してできる乾燥発酵物を水抽出により抽出した抽出物をろ過を経て濃縮することを特徴とする抗酸化機能を有する発酵生成物の製造方法。
【請求項２】
多年生イネ科植物の葉茎を卵白、卵黄、米糠、キシラーゼおよび水から構成される発酵培地と混合して該イネ科植物の葉茎を分解し、乳酸醗酵させた後、発酵槽内物を乾燥してできる乾燥発酵物を水抽出により抽出した抽出物をろ過を経て濃縮することを特徴とする抗酸化機能を有する発酵生成物の製造方法。
【請求項３】
多年生イネ科植物の葉茎を卵白、卵黄、米糠および水から構成される発酵培地と混合し、乳酸発酵させて得られる発酵生成物であって、主成分の分子量がデキストランに換算して約７０×１０3 の多糖体、約５００×１０3の多糖体、グルコース及びフラクトースを含有することを特徴とする発酵生成物。
【請求項４】
多年生イネ科植物の葉茎を卵白、卵黄、米糠、キシラーゼおよび水から構成される発酵培地と混合し、乳酸発酵させて得られる発酵生成物であって、主成分の分子量がデキストランに換算して約７０×１０3 の多糖体、約５００×１０3の多糖体、グルコース及びフラクトースを含有することを特徴とする発酵生成物。
【請求項１】
多年生イネ科植物の葉茎を卵白、卵黄、米糠および水から構成される発酵培地と混合して該イネ科植物の葉茎を分解し、乳酸醗酵させた後、発酵槽内物を乾燥してできる乾燥発酵物を水抽出により抽出した抽出物をろ過を経て濃縮することを特徴とする抗酸化機能を有する発酵生成物の製造方法。
【請求項２】
多年生イネ科植物の葉茎を卵白、卵黄、米糠、キシラーゼおよび水から構成される発酵培地と混合して該イネ科植物の葉茎を分解し、乳酸醗酵させた後、発酵槽内物を乾燥してできる乾燥発酵物を水抽出により抽出した抽出物をろ過を経て濃縮することを特徴とする抗酸化機能を有する発酵生成物の製造方法。
【請求項３】
多年生イネ科植物の葉茎を卵白、卵黄、米糠および水から構成される発酵培地と混合し、乳酸発酵させて得られる発酵生成物であって、主成分の分子量がデキストランに換算して約７０×１０3 の多糖体、約５００×１０3の多糖体、グルコース及びフラクトースを含有することを特徴とする発酵生成物。
【請求項４】
多年生イネ科植物の葉茎を卵白、卵黄、米糠、キシラーゼおよび水から構成される発酵培地と混合し、乳酸発酵させて得られる発酵生成物であって、主成分の分子量がデキストランに換算して約７０×１０3 の多糖体、約５００×１０3の多糖体、グルコース及びフラクトースを含有することを特徴とする発酵生成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２５４２５４（Ｐ２００９−２５４２５４Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０５４５８（Ｐ２００８−１０５４５８）
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【特許番号】特許第４１８０１０８号（Ｐ４１８０１０８）
【特許公報発行日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（５０８１１５３０３）株式会社インテリジェントアセットマネジメント (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【特許番号】特許第４１８０１０８号（Ｐ４１８０１０８）
【特許公報発行日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（５０８１１５３０３）株式会社インテリジェントアセットマネジメント (4)
【Ｆターム（参考）】
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