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発酵・醸造食品の最新技術と機能性 II

  • The New Technology and Functionality of Fermented Foods Ⅱ
★ 大好評だった前書から5年,最新の研究内容を収載し待望の第2弾が発行!
★ 麹菌や酵母など微生物のゲノム情報を利用して展開された最新の研究成果を多数紹介!
★ 日本の伝統的な発酵醸造技術が,新たな食品開発に加え,環境・エネルギー問題の解決に貢献する!!

商品コード: T0825

  • 監修: 北本勝ひこ
  • 発行日: 2011年10月
  • 価格(税込): 73,440 円
  • 体裁: B5判,278ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0484-7

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  • 発酵/醸造/麹菌/酵母/微生物ゲノム/有用物質生産/バイオエタノール/清酒/ビール/納豆菌/酒粕/機能性食品

刊行にあたって

 ユネスコの世界無形遺産に「日本食」を登録しようという活動が始まっており,その中心に発酵・醸造食品が位置づけられているという。日本酒,味噌,醤油など発酵・醸造食品は我が国の食文化を豊かにしている主役であるので,これは当然のことと思われる。
 また,日本人は世界の長寿ランキングにおいても常にトップに位置していることからも,我々日本人が食べてきた日本食は健康によい成分を多く含むことは間違いないだろう。最近,新聞やテレビなどで,麹,甘酒,酒粕,納豆などの機能性に関する話題を目にする機会が多くなった。醸造食品の機能性に関しては,これまで,科学的な解析はあまり進んでいなかったが,最近,その有効性を科学的に説明するための研究も多くなされるようになり,それに基づいた商品化も着実に進められている。
 本書は,2006年に出版された「発酵・醸造食品の最新技術と機能性」の続編である。前書の「はじめに」に,麹菌や酵母などの醸造微生物のゲノム情報が利用できるようになり,今後,発酵・醸造食品の分野では飛躍的な研究の進展が予想されると書いた。まさに,この5年間で予想を上回るような研究成果が得られており,麹菌,清酒酵母,ビール酵母,乳酸菌などの醸造微生物の研究の進展には特に目を見張るものがある。日本生物工学会や日本農芸化学会などでの醸造関連の一般発表やシンポジウムには多数の参加者があり活発な討論がなされている。これは,まさに醸造微生物のポストゲノム時代が収穫の時期を迎えたことを実感させるものである。本書は,基本的な醸造技術,育種法などは前書にゆずり,ゲノム情報という基本設計図を意識して展開された研究により得られた多数の興味深い成果から選りすぐってまとめたものである。
 これらは,様々な酒類などの醸造にも大いに参考になるものであるが,バイオエタノール生産や有用物質生産などの環境・エネルギー問題の解決にも大きな貢献をする基礎技術ともいえる。これらの情報を利用することにより,醸造食品の良さがあらためて認識され,古くて新しい我が国の醸造食品をベースにした新たな機能性を付与した食品の開発も期待される。
 本書は,伝統的な発酵醸造食品製造に関わる技術者はもちろんのこと,通常の食品・飲料,さらに健康食品の製造に関わる技術者や研究者,さらに,環境問題,エネルギー問題に関わる研究者などにも有益なものであると確信している。
(本書「はじめに」より)

2011年10月 東京大学 北本勝ひこ

著者一覧

北本勝ひこ  東京大学大学院 農学生命科学研究科 応用生命工学専攻 教授
北垣浩志   佐賀大学 農学部 准教授
磯谷敦子   (独)酒類総合研究所 品質・安全性研究部門 主任研究員
鈴木康司   アサヒグループホールディングス(株) 食の応用技術研究所 主幹研究員
吉田 聡   キリンホールディングス(株) フロンティア技術研究所 主任研究員
井沢真吾   京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科 応用生物学部門 准教授
高木博史   奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 教授
小笠原博信  秋田県総合食品研究センター 醸造試験場 応用微生物グループ 上席研究員
岩下和裕   (独)酒類総合研究所 醸造技術基盤研究部門 主任研究員
樋口裕次郎  University of Exeter School of Biosciences Associate Research Fellow
丸山潤一   東京大学大学院 農学生命科学研究科 応用生命工学専攻 助教
竹内道雄   東京農工大学大学院 農学研究院 教授
堀内裕之   東京大学大学院 農学生命科学研究科 応用生命工学専攻 准教授
板谷光泰   慶應義塾大学 先端生命科学研究所 ゲノムデザイン学研究室 教授
外山博英   琉球大学 農学部 教授
松下一信   山口大学 農学部 教授
下飯 仁   (独)酒類総合研究所 研究企画知財部門 部門長
渡辺大輔   (独)酒類総合研究所 醸造技術基盤研究部門 研究員
塚原正俊   (株)バイオジェット 代表取締役,研究統括
鼠尾まい子  (株)バイオジェット 先端研究部 研究員
小山泰二   (公財)野田産業科学研究所 所長
小川真弘   (公財)野田産業科学研究所 研究員
小池英明   (独)産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門 主任研究員
町田雅之   (独)産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門 主幹研究員,グループリーダー
大島栄治   三省製薬(株) 開発本部 素材開発グループ 研究員
比嘉良喬   三省製薬(株) 開発本部長
豊島快幸   ヤマサ醤油(株) 製造本部 醤油研究室 室員
茂木喜信   ヤマサ醤油(株) 製造本部 醤油研究室 室長
鳴海一成   (独)日本原子力研究開発機構 量子ビーム応用研究部門 イオンビーム変異誘発研究グループ リーダー
大浦 新   月桂冠(株) 総合研究所 副主任研究員
渡辺敏郎   ヤヱガキ醗酵技研(株) 食品機能研究室 室長
広常正人   大関(株) 総合研究所 参与
竹中史人   辰馬本家酒造(株) 生産本部 研究開発室 室長
大澤一仁   カルピス(株) 発酵応用研究所 アシスタントマネージャー
大木浩司   カルピス(株) 発酵応用研究所 次長
木村啓太郎  (独)農業・食品産業技術総合研究機構 食品総合研究所 応用微生物研究領域 主任研究員
尹 載宇   韓国 啓明大学校 薬学大学 薬学科 助教授
有岡 学   東京大学大学院 農学生命科学研究科 応用生命工学専攻 准教授
秦 洋二   月桂冠(株) 総合研究所 所長
小池謙造   花王(株) ビューティーケア研究センター 主席研究員
幸田明生   大関(株) 総合研究所 事業開発グループ 課長
坊垣隆之   大関(株) 総合研究所 所長
佐々木真弓  旭硝子(株) ASPEX事業部 研究員
東田英毅   旭硝子(株) ASPEX事業部 主幹研究員

目次

第1編:発酵・醸造の基礎研究
第1章 ミトコンドリア輸送をターゲットとした低ピルビン酸清酒酵母の育種とその実用化 
1 はじめに
2 ピルビン酸分子の物理化学的性質
3 酵母におけるピルビン酸の代謝
4 酒類醸造におけるピルビン酸・α-アセト乳酸の制御
5 ミトコンドリア輸送をターゲットとするという新たなピルビン酸低減育種手法
6 育種したピルビン酸低減清酒酵母の実地醸造実証試験
7 育種酵母を使った工場スケールの仕込ではエタノール生産能の低下なくピルビン酸及びα-アセト乳酸が顕著に低減している
8 育種したピルビン酸低減清酒酵母の醸造産業への技術移転

第2章 清酒の熟成に関与する香気成分 
1 はじめに
2 清酒の貯蔵による香気成分の変化
3 老香と熟成香
4 DMTSの生成機構
5 おわりに

第3章 ビール産業における微生物管理技術の最近の進展 
1 ビール混濁性乳酸菌(Lactobacillus属およびPediococcus属)
1.1 ビール混濁性乳酸菌の研究に関わる歴史
1.2 乳酸菌によるビールの変敗現象
1.3 乳酸菌のホップ耐性
1.3.1 細胞膜レベルでの耐性機構
1.3.2 細胞壁レベルにおける耐性機構
1.3.3 その他のホップ耐性機構
1.4 ホップ耐性遺伝子を指標としたビール混濁性判定法
1.5 検査培地で生育しないビール混濁性乳酸菌の検出法の開発
2 Pectinatus属およびMegasphaera属
2.1 Pectinatus属およびMegasphaera属に関わる研究の歴史
2.2 Pectinatus属およびMegasphaera属によるビールの混濁
2.3 Pectinatus属およびMegasphaera属の検査法
2.4 その他のPectinatus属およびMegasphaera属の特徴
3 おわりに

第4章 下面発酵酵母のメタボローム解析
1 はじめに
2 下面発酵酵母の硫黄系物質代謝の解析と亜硫酸高生産株の育種
3 下面発酵酵母の機能未知遺伝子の解析
4 各種酵母のメタボローム解析
5 おわりに

第5章 エタノールストレス応答および醸造過程における酵母mRNA動態とオルガネラ形態変化の解析
1 酵母とエタノールストレス
2 mRNA fluxに及ぼすエタノールストレスの影響
2.1 エタノールストレス応答時の選択的mRNA核外輸送
2.2 HSP mRNAのhyperdadenylationによる核内滞留
2.3 エタノールストレスによる翻訳抑制とP-body・ストレス顆粒
2.4 醸造過程におけるP-bodyの形成
2.5 エタノールストレスによる酵母ストレス顆粒の形成
2.6 エタノールストレス条件下や醸造過程後期での遺伝子発現制御
3 オルガネラに及ぼすエタノールストレスの影響
3.1 ミトコンドリア
3.2 液胞
4 まとめ

第6章 酵母の発酵環境ストレス耐性機構の解析と実用酵母の育種への応用
1 はじめに
2 プロリン
3 プロリン・アルギニン代謝(一酸化窒素生成)
4 ユビキチンシステム
5 おわりに

第7章 麹菌におけるトランスポゾン(Crawler)活性の発見と実用株育種への応用
1 はじめに
2 糸状菌および麹菌のトランスポゾン研究
3 麹菌のDNAトランスポゾンCrawlerの構造的特徴
4 Crawlerの活性化とトランスポゾン・トラッピング
5 様々なCrawler転移株の挿入位置
6 Crawlerの切り出し効率の計測による転移活性化条件の再検討
7 Crawlerの足跡配列(Footprint)
8 Crawlerの各種麹菌株における分布
9 Crawlerの実用株育種への応用
10 おわりに

第8章 糸状菌に特異な機能未知遺伝子を探る
1 はじめに
2 糸状菌のゲノム解析と機能未知遺伝子
3 糸状菌類に保存された機能未知遺伝子
4 糸状菌類に高度に保存され高発現する遺伝子の破壊
5 遺伝子破壊株の表現型

第9章 麹菌のタンパク質分泌経路とエンドサイトーシス 
1 はじめに
2 麹菌のタンパク質分泌経路の解析
2.1 分泌タンパク質の可視化
2.2 タンパク質分泌機構の可視化
2.2.1 ERの可視化
2.2.2 SNAREの可視化
2.3 隔壁へのタンパク質分泌経路の解析
3 麹菌のエンドサイトーシスの解析
3.1 糸状菌におけるエンドサイトーシスのこれまでの研究
3.2 麹菌におけるエンドサイトーシスの可視化
3.3 麹菌の菌糸先端におけるエンドサイトーシスによるリサイクリング
4 まとめ

第10章 麹菌の隔壁孔を介した細胞間連絡―多細胞生物としての生育を支える分子メカニズム― 
1 はじめに
2 麹菌では低浸透圧ショックにより菌糸先端が溶菌する
3 Woronin bodyは隔壁孔をふさぎ溶菌の伝播を防ぐ
4 Woronin bodyはペルオキシソームから分化する
5 ストレスに応答して隔壁孔に凝集するタンパク質
6 おわりに

第11章 ゲノム情報に基づく麹菌プロテアーゼ遺伝子とその産物の解析 
1 はじめに
2 エキソ型プロテアーゼ
2.1 アミノペプチダーゼ
2.2 ジペプチジル―,トリペプチジルペプチダーゼ
2.3 カルボキシペプチダーゼ(CPase)
2.3.1 セリンタイプCPase
2.3.2 メタロCPase
2.4 ジペプチダーゼ
3 エンド型プロテアーゼ
3.1 セリンプロテアーゼ
3.2 システインプロテアーゼ
3.3 アスパルティックプロテアーゼ
3.4 金属プロテアーゼ
4 おわりに

第12章 麹菌とその近縁糸状菌のキチン合成酵素とキチナーゼ
1 はじめに
2 キチン合成酵素
2.1 クラスIとクラスIIに属するキチン合成酵素
2.2 クラスIIIに属するキチン合成酵素
2.3 クラスVとクラスVIに属するキチン合成酵素
2.4 クラスIV,VIIに属するキチン合成酵素
3 キチナーゼ
3.1 クラスIIIキチナーゼ
3.2 クラスVキチナーゼ
4 おわりに

第13章 納豆菌と枯草菌:ゲノムから眺める安全な菌の活用
1 はじめに
2 枯草菌ゲノムと納豆菌ゲノム解読
3 ゲノムから見えた納豆菌KEIO株
3.1 予想以上に多かったIS
3.2 納豆菌plasmids
4 枯草菌と納豆菌の有効活用
4.1 枯草菌168株ゲノムコンパクト化
4.2 枯草菌168株ゲノム活用
4.3 納豆菌のゲノム活用
5 おわりに

第14章 耐熱性酢酸菌を使った酸化発酵による有用物質生産系の開発 
1 はじめに
2 酢酸菌と酸化発酵
3 耐熱性酢酸菌と耐熱化の機構について
4 耐熱性酢酸菌を使った酢酸発酵
5 耐熱性酢酸菌を使った有用物質生産
6 おわりに

第2編:醸造微生物の最新技術
第15章 清酒酵母と実験室酵母の交配による清酒醸造特性のQTL解析
1 はじめに
2 清酒酵母と他の酵母はどこが違うのか
3 清酒酵母の特性を決定する遺伝子の解析
4 質的形質と量的形質
5 QTL解析実験のデザイン
6 K7の一倍体の取得と醸造特性の解析
7 清酒酵母と実験室酵母の交雑によって得られた一倍体の醸造特性の解析
8 醸造特性のQTL解析
9 発酵力に関与するQTLの原因遺伝子の推定
10 細胞増殖速度のQTL解析
11 おわりに

第16章 ガス発生量計測システムを用いた清酒発酵プロファイルの定量的解析
1 はじめに
2 清酒醸造における発酵モニタリング
3 ガス発生量計測システムを用いた清酒発酵モニタリング
4 清酒発酵プロファイルの定量的解析
4.1 清酒もろみにおける発酵速度
4.2 発酵速度のピークに関する定量的解析
4.3 清酒発酵プロファイルのモデル化に向けて
5 おわりに

第17章 清酒酵母のストレス応答欠損と高エタノール発酵性 
1 はじめに
2 実はストレスに弱い清酒酵母
3 清酒酵母におけるストレス応答欠損の分子メカニズム
3.1 清酒酵母のストレス応答欠損
3.2 清酒酵母に特異的なMSN4遺伝子の機能欠失変異
3.3 清酒酵母に特異的なHsf1pの恒常的高リン酸化
4 ストレス応答とエタノール発酵との新たな関係性
5 おわりに

第18章 次世代シーケンサSOLiDを用いた実用泡盛黒麹菌株の比較ゲノム解析 
1 泡盛と黒麹菌株
2 実用泡盛黒麹菌株における比較ゲノム解析の意義
3 次世代シーケンサSOLiDによる黒麹菌の解析
4 黒麹菌遺伝子と泡盛風味の関係
5 今後の展望

第19章 麹菌における染色体工学と転写因子の網羅的解析 
1 はじめに
2 遺伝子破壊株の作製
3 遺伝子破壊ライブラリーの作製
4 遺伝子破壊株の解析
5 染色体工学を用いた転写因子遺伝子の解析
6 まとめ

第20章 コウジ酸の生合成遺伝子,麹菌培養条件に応答した遺伝子発現機構 
1 コウジ酸の産業利用
2 条件特異的な生合成
3 DNAマイクロアレイによる発現解析
4 得られた遺伝子クラスターの特徴
5 KA生産に関連した転写制御
6 まとめ

第21章 イオンビーム,ガンマ線照射が誘発する麹菌ゲノム変異の解析と麹菌育種への展開 
1 はじめに
2 イオンビームおよびガンマ線照射について
3 麹菌へのイオンビームおよびガンマ線照射について
4 生存率の比較
5 変異率の比較
6 変異スペクトルの解析
6.1 点変異
6.2 染色体間組換え
6.3 大規模遺伝子欠損
7 おわりに

第3編:醸造食品の機能性
第22章 酒粕由来機能性ペプチド 
1 はじめに
2 前回からの続報
3 「機能性データベース~清酒編」の更新
3.1 サンプル素材
3.2 アッセイ系
3.3 効果・効能
3.4 同定成分
4 乳酸発酵液化粕
4.1 抗健忘症作用
4.2 血圧降下作用
4.3 酒粕ペプチドとの組み合わせ効果
5 酒粕ペプチドの肝細胞保護効果
5.1 in vitro細胞試験
5.2 マウス肝機能保護試験
5.3 酒粕ペプチドの成分同定
6 今後の展望

第23章 酒粕レジスタントプロテイン 
1 はじめに
2 レジスタントプロテイン
3 酒粕発酵物
4 酒粕発酵物の機能性
4.1 高コレステロール食における脂質代謝改善効果
4.2 コレステロール胆石形成抑制効果
4.3 油吸着効果
4.4 肥満抑制効果
4.5 腸内環境改善効果
5 おわりに

第24章 甘酒の栄養素と機能性 
1 はじめに
2 甘酒の栄養素
3 甘酒の機能性
4 甘酒のヒトの健康への効果
5 おわりに

第25章 日本酒由来成分αGGの機能性
1 はじめに
2 清酒中のαGG
3 αGGの化学的特性
4 αGGの経口摂取による機能性
5 αGGの外用剤としての機能性
6 おわりに

第26章 酸乳の脳機能改善作用 
1 はじめに
2 酸乳の脳機能改善作用
2.1 評価法
2.2 評価物質
2.3 酸乳の単回投与による記憶障害予防作用
2.4 酸乳の単回投与による学習記憶力向上作用
2.5 酸乳の長期投与による学習記憶力向上作用
3 おわりに

第27章 納豆の機能性 
1 はじめに
2 1次機能(エネルギー・栄養補給機能)
3 2次機能(嗜好性,色,形,食感などにより食欲を左右する機能)
4 3次機能(生体の正常な機能を維持するための生体調節機能)
5 おわりに

第4編:醸造微生物による物質生産
第28章 有用タンパク質生産のための麹菌の育種 
1 はじめに
2 pyrG選択マーカー遺伝子リサイクリング技術の確立
3 プロテアーゼ遺伝子多重破壊株による異種タンパク質の生産
4 液胞タンパク質ソーティングレセプター遺伝子破壊株による異種タンパク質の生産
5 おわりに

第29章 麹菌によるシロアリセルラーゼの生産 
1 はじめに
2 セルロース系バイオマスの糖化
3 シロアリセルラーゼのバイオマス消化システム
4 麹菌を用いた異種タンパク質生産システム
5 麹菌を用いたシロアリおよび共生原生生物由来エンドグルカナーゼの生産
5.1 シロアリ由来GHF9エンドグルカナーゼ
5.2 共生原生生物由来GHF7エンドグルカナーゼ
5.3 共生原生生物由来GHF45エンドグルカナーゼ
5.4 シロアリ由来β-グルコシダーゼ
6 おわりに

第30章 麹菌チロシナーゼを用いた新規染毛料原料のバイオ生産
1 はじめに
2 固体培養で発現する麹菌チロシナーゼの発見
3 麹菌チロシナーゼを染毛料へ利用
4 メラニン前駆体のバイオ合成に向けたプロセス開発
5 メラニン前駆体・DHIの工業生産
6 メラニン前駆体による染毛技術の開発
7 おわりに

第31章 麹菌タンパク質高発現システムを用いた有用タンパク質の生産 
1 はじめに
2 麹菌タンパク質高発現システムの構築
2.1 高発現プロモーターの開発
2.2 5'UTRの改変による翻訳の効率化
3 異種タンパク質の発現
3.1 野生型遺伝子の発現
3.2 遺伝子のデザイン
3.3 合成遺伝子を用いた発現
4 BDF生産用リパーゼの発現
4.1 開発の背景
4.2 各種リパーゼの高生産
4.3 放射線照射による変異導入
4.4 メタノリシス反応
5 おわりに

第32章 分裂酵母ミニマムゲノムファクトリーを用いた物質生産系の改良 
1 はじめに
2 分裂酵母染色体縮小化株の構築
3 分裂酵母染色体縮小化株の増殖性能
4 分裂酵母染色体縮小化株における異種タンパク質生産性の向上
5 異種タンパク質生産性向上機構の解析
6 おわりに
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