酵母の世界 No.6-2｜Zygosaccharomyces bailii：保存料の中でも生き残る酵母

このシリーズでは、パン・ビール・ワイン・発酵食品を支える酵母たちを、研究者の視点から少しずつ紹介しています。
★酵母の世界を巡るためのまとめページを作成してます↓

前回は、「鏡写し」のD型アミノ酸を栄養として利用する Vanrija humicola（ヴァンリヤ・フミコラ） を紹介しました！

今回の主役は、Zygosaccharomyces bailii（ジゴサッカロマイセス・バイリー）です！

食品を長持ちさせるために使われる保存料。
当然、微生物の増殖を抑えるために加えられています。

ところが、この酵母は保存料が入った食品でも生き残り、腐敗を起こすことがあります！

保存料があっても増える

Z. bailii は、ワイン、果汁、清涼飲料、ソース、マヨネーズなど、酸性で糖を含む食品の腐敗に関わる酵母として知られています。

特に厄介なのが、ソルビン酸や安息香酸、酢酸などに対する強さです！

これらは弱酸と呼ばれる物質で、食品を酸性に保ちながら酵母やカビの増殖を抑えるために利用されています。

 Z. bailii を調べた研究では、一般的な酵母である Saccharomyces cerevisiae（サッカロマイセス・セレビシエ） と比べて、さまざまな弱酸に対して平均で約3倍高い濃度まで耐えられることが示されました！

保存料が酵母を抑える仕組み

では、弱酸はなぜ酵母の増殖を抑えられるのでしょうか？？

酸性の食品では、弱酸の一部が細胞の膜を通り抜けやすい形になります。

その状態で酵母の中へ入ると、細胞内の環境によって形が変わり、今度は外へ出にくくなります。

その結果、弱酸が細胞内にたまり、細胞内部の環境や代謝を乱します。

つまり保存料は、

細胞に入る
→ 細胞内にたまる
→ 正常な代謝を邪魔する

ことで、酵母の増殖を抑えているのです。

そうであれば、Z. bailii はどうやって生き残るのでしょうか？？

実はみんなが強いわけではない

ここが Z. bailii の面白いところです！

実は、強い保存料耐性を持っているのは、集団のすべての細胞ではないのです！

高い濃度の保存料では、1000個に1個未満という、ごく少数の細胞だけが生き残る場合があることが分かりました。

では、この少数の耐性細胞では何が違うのでしょうか？？

この研究では、耐性細胞は普通の細胞よりも弱酸が細胞内にたまりにくいことが確認されました。

その理由の一つとして考えられているのが、細胞内部の酸性度の違いです。

普通の細胞では、細胞内に入った弱酸が「外へ出にくい形」に変わるため、少しずつ蓄積していきます。

一方、耐性細胞では細胞内部が普通の細胞より少し酸性になっています。

すると、細胞内へ入った弱酸が「外へ出にくい形」へ変わりにくくなり、結果として細胞内にため込まれる量が少なくなると考えられています。

つまり、Z. bailii の集団には、

保存料を細胞内にため込みにくい状態の細胞が、少数だけ存在する

ということです。

しかも、なぜ一部の細胞だけがこの状態になるのかは、まだ完全には分かっていません。

現在言えることは、同じ Z. bailii でも、すべての細胞がまったく同じ性質を持っているわけではないのです。

少数の生き残りが食品腐敗を始める

食品保存の立場から見ると、この「少数」という点が重要です。

保存料によってほとんどの細胞が増殖できなくなっても、わずかな耐性細胞が残れば、時間をかけて増殖することができます。

さらに、増殖を終えて栄養が少なくなった状態では、このような耐性細胞の割合が大きく増えることも報告されています。

ある研究では、増殖中の集団と比べて最大約8000倍まで増加しました。

実際、サルサ入りマヨネーズを使った実験では、ソルビン酸カリウムや安息香酸ナトリウムを加えても、調べた条件では Z. bailii による腐敗を完全には防げませんでした。

保存料を入れれば、それだけで微生物が完全にいなくなるわけではないのです。

おわりに

Zygosaccharomyces bailii（ジゴサッカロマイセス・バイリー）は、保存料が使われる酸性食品でも増殖できることがある食品腐敗酵母です。

その強さを詳しく見ると、集団全体が同じように強いわけではありません。

ごく少数の細胞が強い耐性を持ち、その細胞が生き残ることで、やがて集団をつくり直すことがあります。

微生物を見るときには、「この菌は保存料に強い」と種全体を一括りにするだけでは見えない世界があります！

Z. bailii は、そんな微生物集団の多様性が食品保存の成否まで左右することを見せてくれる酵母なのです！

次回は、冷蔵庫のような低温でも増える酵母を紹介します！

その名は、Zygosaccharomyces lentus（ジゴサッカロマイセス・レンタス）！

この酵母は4℃でも増殖でき、さらに酸性や高糖、保存料にも耐えることがあります。

「冷蔵すれば微生物は増えない」という感覚を少し変える、食品腐敗酵母の世界を見ていきます！

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参考文献

Stratford M et al. Extreme resistance to weak-acid preservatives in the spoilage yeast Zygosaccharomyces bailii. International Journal of Food Microbiology. 2013;166(1):126–134.

Stratford M et al. Population heterogeneity and dynamics in starter culture and lag phase adaptation of the spoilage yeast Zygosaccharomyces bailii to weak acid preservatives. International Journal of Food Microbiology. 2014;181:40–47.

Wind CE et al. Antimicrobial effectiveness of potassium sorbate and sodium benzoate against Zygosaccharomyces bailii in a salsa mayonnaise. Journal of Food Protection. 1995;58(11):1257–1259.

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