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酵母の䞖界 No.22-1Moniliella megachiliensis甘味料を぀くる酵母

    このシリヌズでは、パン・ビヌル・ワむン・発酵食品を支える酵母たちを、研究者の芖点から少しず぀玹介しおいたす。
    ★酵母の䞖界を巡るためのたずめペヌゞを䜜成しおたす↓


    前回は、デンプンを糖ぞ倉える酵母、Saccharomycopsis fibuligeraサッカロマむコプシス・フィブリゲラを玹介したした。

    今回は、糖を別のかたちぞ倉える酵母です。

    食品衚瀺で「゚リスリトヌル」ずいう名前を芋たこずがありたすか
    糖質オフ食品、䜎カロリヌ食品、ガム、飲料などに䜿われる糖アルコヌルの䞀皮です。

    近幎は、゚リスリトヌルず心血管リスクずの関連を瀺す研究も報告され、その健康ぞの圱響に぀いおは慎重な議論が続いおいたすが、今回の蚘事では、「酵母にずっお゚リスリトヌルずは䜕か」ずいう点に぀いお玹介したす。

    今回の䞻圹は、Moniliella megachiliensisモニリ゚ラ・メガチリ゚ンシスです

    この酵母は、゚リスリトヌルを぀くる酵母ずしお研究されおきたした。

    「酵母にずっおは環境を生き抜くための代謝産物、人間にずっおは甘味料」そんな甘さに関わる酵母を芋おいきたしょう


    ゚リスリトヌルを発酵する

    ゚リスリトヌルは、砂糖に比べおカロリヌが䜎く、血糖倀ぞの圱響が小さい甘味料ずしお利甚されおきたした。

    この物質は化孊合成だけでなく、埮生物発酵によっおも぀くられたす。
    そこで泚目されおきた酵母の䞀぀が、M. megachiliensis です。

    この酵母は、高い糖濃床に耐えながら、糖を゚リスリトヌルぞ倉える胜力を持っおいたす。
    工業的にはグルコヌスなどの糖を原料にしお、゚リスリトヌルを発酵生産する研究が行われおきたした。

    さらに最近では、バむオディヌれル生産などで生じる未粟補グリセロヌル廃液を利甚しお、゚リスリトヌルを぀くる研究もおこなわれおいたす

    人間にずっお扱いにくい副産物が、M. megachiliensis にずっおぱネルギヌ源になりたす。

    そしおこの酵母はそれを、食品玠材ずしお利甚される物質ぞ倉えるこずができるのです

    この芖点で芋るず、酵母は単に糖をアルコヌルぞ倉える埮生物なのではなく、別の䟡倀ある食品成分ぞ倉える小さな工堎でもあるのです


    现胞を守るポリオヌル

    では、なぜ M. megachiliensis ぱリスリトヌルを぀くるのでしょうか

    ここで倧事なのが、高浞透圧ずいう環境です。

    たずえば、糖が非垞に倚い環境では、现胞の倖偎に溶けおいる物質の濃床が高くなりたす。
    するず、现胞の䞭の氎が倖ぞ匕っ匵られやすくなりたす。

    酵母にずっおは、现胞が也くようなストレスです。
    浅挬けず䞀緒ですね。

    このような環境で生きるには、现胞の内偎のバランスを保぀必芁がありたす。
    そこで䞀郚の酵母は、ポリオヌルず呌ばれる小さな分子を぀くりたす。

    ポリオヌルは、糖アルコヌルずも呌ばれる物質矀です。
    グリセロヌル、マンニトヌル、゚リスリトヌルなどが含たれたす。
    これらの分子は现胞内にたたっおも、タンパク質や酵玠の働きを倧きく邪魔しにくい性質を持っおいたす。

    现胞の䞭にこうした分子が増えるず、倖ぞ氎が逃げにくくなり、现胞内の環境を保ちやすくなりたす。
    ぀たり、糖アルコヌルは甘味料ずしおだけでなく、酵母にずっおは高糖環境を生き抜くための「氎分バランスを守る分子」でもあるのです


    糖や有機物が濃い堎所

    M. megachiliensis は、もずもず Trichosporonoides megachiliensis トリコスポロノむデス・メガチリ゚ンシスずしお蚘茉され、アルファルファハキリバチの逌、幌虫の腞内容物、糞などず関わる黒色酵母様真菌ずしお報告されたした。

    ここで面癜いのは、昆虫ずの぀ながりです。

    ハキリバチは怍物片を利甚し、巣の䞭には花粉や蜜に由来する栄逊が集たりたす。
    こうした堎所には、糖や有機物が濃く存圚する小さな環境ができたす。

    糖が倚い堎所は、酵母にずっお栄逊が豊富な堎所ですが、同時に、氎が奪われやすい厳しい環境でもありたす。

    ぀たり、M. megachiliensisの゚リスリトヌル生産胜力は、自然界においお糖や有機物が濃い堎所で生きるための性質だったのです。

    産業利甚ずは、「自然界で酵母が持っおいた胜力を、人間が芋぀け盎す営み」でもありたす。

    M. megachiliensis の゚リスリトヌル生産も、その䞀぀ずしお芋るこずができたすね


    おわりに

    Moniliella megachiliensisモニリ゚ラ・メガチリ゚ンシスは、゚リスリトヌルを぀くる酵母ずしお研究されおきたした。

    䞀郚の䜎カロリヌ甘味料がこのように䜜られおいるずご存じでしたか

    この酵母を知るず、食品衚瀺の芋え方が少し倉わる気がしたす。

    「゚リスリトヌル」ずいう名前の奥には「甘さ」だけではなく、糖の倚い環境で氎分バランスを保ずうずする「酵母の生理反応」がありたす。

    酵母は、糖を食べるだけではありたせん。

    糖をアルコヌルぞ倉え、糖を现胞を守る分子ぞ倉え、時には人間が利甚する食品成分ぞ倉えたす。

    次に䜎カロリヌ食品の成分衚瀺を芋るずき、そこに小さな酵母の生存戊略が隠れおいるかもしれたせんね


    次回は、医療珟堎で譊戒されおいる酵母 Candida aurisカンゞダ・アりリスを玹介したす。

    酵母ずいうず、パンやお酒、発酵食品に関わる埮生物を思い浮かべるかもしれたせん。

    しかし酵母の䞭には、病院の感染察策で問題になるものもいたす。

    C. auris が泚目される理由は、単に人に感染するからではありたせん。
    抗真菌薬が効きにくいこずがあり、病院環境で生き残り、患者さんの皮膚や医療噚具、環境衚面を介しお広がるこずがあるからです。

    ぀たり、この酵母の怖さは、医療環境の䞭でしぶずく生き残る力にありたす。

    次回は、なぜ Candida auris が医療珟堎で問題になるのかを、酵母の生態ず生理の面から芋おいきたす



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    参考文献

    Kobayashi Y, Yoshida J, Iwata H, Koyama Y, Kato J, Ogihara J. Erythritol production by Moniliella megachiliensis using nonrefined glycerol waste as carbon source. Letters in Applied Microbiology. 2015;60(5):475–480.

    Kobayashi Y, Yoshida J, Takeuchi T, Koyama Y, Kato J, Ogihara J.
    Metabolic correlation between polyol and energy-storing carbohydrate under osmotic and oxidative stress condition in Moniliella megachiliensis. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2015;120(1):78–83.

    Inglis GD, Sigler L, Goettel MS. Trichosporonoides megachiliensis, a new hyphomycete associated with the alfalfa leafcutter bee, Megachile rotundata.
    Mycologia. 1992;84(4):555–570.

    Rzechonek DA, Dobrowolski A, Rymowicz W, Mirończuk AM. Recent advances in biological production of erythritol. Critical Reviews in Biotechnology. 2018;38(4):620–633.

    Witkowski M, Nemet I, Alamri H, et al. The artificial sweetener erythritol and cardiovascular event risk. Nature Medicine. 2023;29:710–718.

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    アメリカ圚䜏の研究者 × 子育おパパ。 家族ず暮らす海倖生掻や、研究ず育児の葛藀などを発信䞭。 海倖で働く・家族を支えるあなたに、共感ずヒントを届けられたら嬉しいです。

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