麹触媒による蒟蒻芋多糖類の完全加水分解物の多様な用途開発と食料自給率向上への寄与

利用曲催化剂开发魔芋马铃薯多糖完全水解物的各种用途，为提高食品自给率做出贡献

• 批准号: 21K05438
• 负责人: 足立 収生
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05438/
• 关键词: 食料化のための蒟蒻芋の高次利用; 蒟蒻マンナンの完全加水分解; 細胞膜結合型マンノース異性化酵素; 蒟蒻芋から果糖・ブドウ糖・液糖の製造; 食料自給率向上への寄与; 蒟蒻芋の食料化; 膜結合型マンノース異性化酵素; 高濃度果糖液の製造; 蒟蒻芋の高度化利用; 蒟蒻芋; 新食料資源開発; 新規な異性加糖製造; 食料自給率

これまで人が消化不能であった蒟蒻芋マンナンを蒟蒻芋麹によって、人が消化して高カロリーが得られる食糧資源へ完全加水分解できた。加水分解物はマンノースとグルコースを含むので、本研究の目的に沿って高度化利用を目指した。その結果、酢酸菌の細胞膜に新規な膜結合型マンノース異性化酵素(MMI)を発見した。MMIは酸性域で最大活性を示し、熱に安定で、40－60度Cで最適反応温度を示し、マンノースは果糖へ異性化された。MMIが本来膜結合型であるために、典型的な固定化触媒として取り扱える利点を有している。従来の糖質異性化酵素が例外なく水溶性でアルカリ域で反応し、熱に不安定なものが多いことなど、MMIの特徴は従来の知見と全てに対照的であった。MMIはマンノースは80%以上の高変換率で果糖へ異性化した。トウモロコシ澱粉からのグルコースを使用する現行の異性化糖製造では、果糖濃度が約42%に達すると反応は停止するのとは対照的であった。MMIの酵素化学的、理化学的諸性質も明らかになった。MMIの酵素分子質量は196 kDaで、48 kDaサブユニット４個から構成されていた。N末端アミノ酸配列解析からMMIが真のマンノース異性化酵素であることも明らかになった。MMIを含む酢酸菌の細胞や細胞膜をCa-アルギン酸ゲルへ固定化して、MMIの固定化触媒を作成した。固定化MMI触媒は高濃度に果糖やグルコースが存在していても、マンノースをよく果糖へ異性化した。蒟蒻芋加水分解物と反応させると、80%を超える変換効率で果糖が生成・蓄積された。トウモロコシ澱粉からの現行の異性化糖製造法には多くの技術的欠陥が指摘されている。本研究はそれらを補う新規な技術開発となり、コンニャク以外に用途が無かった蒟蒻芋を新しい食料資源としての利用に見通しを得た。本法の普及は我が国の食糧自給率の向上と疲弊した中山間地農業の復興につながる。

こ れ ま で が digestion not で あ っ た konjac taro マ ン ナ ン を konjac taro 麹 に よ っ て, people が digestion し て high カ ロ リ ー が have ら れ る へ food resources fully hydrolysis で き た. Water decomposition は マ ン ノ ー ス と グ ル コ ー ス を containing む の で purpose, this study の に along っ て empirically using を refers し た. Youdaoplaceholder0 そ results, new regulations on the cell membrane of oxalic acid bacteria <s:1> な membrane-bound <s:1> ノ そ ス ス anisotropic enzymes (MMI)を occurrence of た. MMI は acidic domain で maximum active を し, thermal に stability で, 40-60 degrees C で optimal temperature anti 応 を し, マ ン ノ ー ス は fructose へ subjects さ れ た. MMI が originally membrane type combined で あ る た め に, typical な immobilized catalyst と し て take り Cha え る tartness を have し て い る. 従 to の sugar heterosexual phenoloxidase が exception な く water-soluble で ア ル カ リ domain で anti 応 し, hot に unrest な も の が more い こ と な ど, MMI の 徴 は 従 to の knowledge と full て に of seaborne で あ っ た. MMI で で <s:1> ノ ノ ス ス <e:1> more than 80% <s:1> high conversion rate で fructose へ anisotropic た. ト ウ モ ロ コ シ starch か ら の グ ル コ ー ス を use す る current の heterosexual sugar manufacturing で が は, fructose concentration about 42% に da す る と anti 応 は stop す る の と は of seaborne で あ っ た. The various properties of MMI enzyme chemistry and physicochemistry are clearly stated in ら になった になった. The molecular mass of the MMI enzyme is で 196 kDaで and 48 kDaサブユニット, which are composed of four されて ら : されて た た. N terminal ア ミ ノ acid with column analysis か ら MMI が is の マ ン ノ ー ス heterosexual phenoloxidase で あ る こ と も Ming ら か に な っ た. MMI を containing む boggy acid bacteria や の cell membranes を Ca - ア ル ギ ン acid ゲ ル へ immobilized し て, MMI の immobilized catalyst を し た. Immobilized MMI catalyst は high-concentration に fructose や グ ル コ ー ス が exist し て い て も, マ ン ノ ー ス を よ く fructose へ subjects し た. Konjac and taro with water decomposition products と reverse 応させると, 80%を super える conversion rate で fructose が generation · accumulation された. Youdaoplaceholder0 starch ら ら <s:1> the shortcomings of the current <s:1> heteroglycotic sugar manufacturing method に に many く <e:1> technologies 陥が criticism されて る る る. Fill this study は そ れ ら を う new rules な technology open 発 と な り, コ ン ニ ャ ク outside に purposes が か っ た konjac taro を new し い food resources と し て の using に see tong し を た. The <s:1> popularization of this law the <s:1> self-sufficiency rate of <s:1> grain in our が country <e:1> is on the rise と the fatigue <s:1> the revitalization of agriculture in the mountainous areas た に ながる ながる ながる.

项目成果

Aroma Components of Absolute Oil from Natsudaidai (<i>Citrus natsudaidai</i> Hayata) Flowers

Natsudaidai（<i>Citrus natsudaidai</i> Hayata）花绝对油的香气成分

• DOI: 10.5650/jos.ess22226
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Oleo Science
• 影响因子: 1.5
• 作者: Mami Hayasaki;Minami Iwakiri;Akane Shikata;Machi Oyama;Noe Souda;Yoshihiko Akakabe
• 通讯作者: Yoshihiko Akakabe

Membrane-bound D-mannose isomerase of acetic acid bacteria: finding, characterization, and application.

醋酸菌的膜结合 D-甘露糖异构酶：发现、表征和应用。

• DOI: 10.1093/bbb/zbac049
• 发表时间: 2022
• 期刊: Bioscience. Biotechnology. Biochem.
• 作者: Osao Adachi;Naoya Kataoka;Kazunobu Matsushita;Yoshihiko Akakabe;Toshihiro Harada;Toshiharu Yakushi.
• 通讯作者: Toshiharu Yakushi.

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国際特許（PCT)PCT/JP2021/048791

国际专利（PCT）PCT/JP2021/048791

• 发表时间: 2021

国立ラプラタ大学発酵工学研究所(アルゼンチン)

拉普拉塔国立大学发酵工程研究所（阿根廷）