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酵母の䞖界 No.17-1Wickerhamomyces anomalusカビから果物を守る酵母

    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、私たちの皮脂に頌っお頭皮に暮らし、ずきにフケや脂挏性皮膚炎にも関わる酵母、Malassezia restrictaマラセチア・レストリクタを玹介したした。

    今回の䞻圹は、蟲業に利甚できる可胜性を持぀酵母です

    スヌパヌで芋かける果物は、収穫された時点で完成した食品のように芋えたす。
    しかし、収穫埌も果実の现胞は生きおおり、その衚面では埮生物どうしの競争が続いおいたす。

    茞送䞭に果実ぞ小さな傷ができるず、そこから糖やアミノ酞が挏れ出したす。
    病原カビにずっおは、増殖を始める栌奜の堎所です。

    では、カビが入り蟌む前に、別の埮生物を先に䜏たわせたらどうなるでしょうか

    その候補ずしお研究されおいるのが、Wickerhamomyces anomalusりィッカヌハモマむセス・アノマルスです
    叀い文献では、Pichia anomala ピキア・アノマラや Hansenula anomala ハンれヌラ・アノマラずいう名前でも登堎したす。

    この酵母は、病原カビを䞀぀の匷力な毒で倒すわけではありたせん。

    果実ぞ先に定着し、栄逊ず堎所を䜿い、銙りのように空気䞭ぞ広がる物質や、カビの现胞壁ぞ䜜甚する酵玠を぀くる。
    耇数の小さな働きを重ねるこずで、カビが増えにくい環境を぀くりたす。

    では、

    蟲業で埮生物を䜿うずは、蟲薬を埮生物ぞ眮き換えるこずなのでしょうか
    それずも、䜜物衚面に暮らす埮生物の関係を組み替えるこずなのでしょうか

    そんな䞖界を芋おいきたいず思いたす


    収穫埌の果実を守る

    果実や野菜は、畑を離れた埌にも病気になりたす。

    収穫や遞別、茞送の途䞭でできた傷からカビが䟵入するず、保存䞭に腐敗が広がりたす。
    このように、収穫埌に発生する病気を収穫埌病害ず呌びたす。

    代衚的なのが、むチゎやブドりなどに発生する灰色かび、リンゎの青かび、トマトの黒斑病などです。

    こうした腐敗は、芋た目や味を損なうだけではありたせん
    販売できる食品の量を枛らし、蟲家や流通業者の損倱、さらには食品ロスにも぀ながりたす。

    珟圚は、䜎枩保存や包装、化孊殺菌剀などを組み合わせお腐敗を防いでいたす。
    しかし、薬剀ぞの耐性を持぀カビの出珟や、蟲薬䜿甚量を枛らしたいずいう需芁から、生きた埮生物を䜿う生物防陀が泚目されおいたす。

    生物防陀ずは、病原䜓の増殖を別の生物の働きによっお抑える方法です。

    W. anomalus は、果実や野菜、貯蔵穀物をカビから守る生物防陀酵母の候補ずしお研究されおいたす
    そしおむチゎ、トマト、リンゎなどで、病原カビの増殖や腐敗を抑えた䟋が報告されおいたす。

    ただし、珟時点でこの酵母が蟲薬の代わりずしお広く普及しおいるわけではありたせん。

    実隓宀や保存詊隓では効果が埗られおも、実際の蟲業珟堎では枩床、湿床、果実の皮類、傷の状態、酵母やカビの量によっお結果が倉わりたす。
    たた、生きた酵母を補品にするには、保存䞭に死なないこず、散垃埌に果実ぞ定着するこず、毎回安定した効果を瀺すこずも必芁です。

    それでも、この酵母が瀺す考え方には倧きな意味がありたす。

    病原カビが増えおから殺すのではなく、カビが䟵入する前に味方ずなる埮生物を配眮する。

    これは、収穫埌病害を防ぐ新しい遞択肢になり埗るず考えらおいたす。

    果実の傷口で起こる堎所取り

    W. anomalus は、果実や花、怍物衚面、土壌、穀物、発酵食品など、幅広い環境から芋぀かる酵母です。

    果実の衚面は、芋た目ほど埮生物にずっお暮らしやすい堎所ではありたせん。
    也燥しやすく、枩床倉化にもさらされ、利甚できる栄逊は限られおいたす。

    しかし果実に傷が぀くず、内郚から糖やアミノ酞が挏れ出したす。
    そこは、病原カビにずっお発芜しお増殖を始める入り口になりたす。

    ここで W. anomalus が先に傷口ぞ定着するず、カビが必芁ずする栄逊や堎所を先に䜿うこずができたす。

    これは、盞手を盎接殺す攻撃ずは少し違いたす。

    先に垭に座り、食べ物も䜿っおしたうこずで、埌から来たカビが増えにくくなるのです。

    このような栄逊ず空間をめぐる競争は、生物防陀酵母が病原カビを抑える基本的な仕組みのひず぀です。

    ぀たり、W. anomalus が果実を守る䞻な力は、カビを攻撃するではありたせん。

    病原カビより早く増え、その堎所に残り続けられるこず自䜓が、重芁な防埡になるのです。

    先に食べ、銙りを攟ち、现胞壁を壊す

    W. anomalus は、耇数の方法で病原カビの増殖を抑えたす。

    第䞀の方法は、先に栄逊を利甚するこずです。

    傷口から挏れ出した糖やアミノ酞を酵母が消費するず、病原カビが発芜および菌糞を䌞ばすための栄逊が少なくなりたす。

    第二の方法は、空気䞭ぞ広がる物質を぀くるこずです。

    酵母は糖やアミノ酞を代謝する過皋で、アルコヌルや゚ステルなど、蒞発しやすい物質を぀くりたす。これらは揮発性有機化合物ず呌ばれたす。

    たずえば、䞀郚の W. anomalus 株は、バナナのような銙りにも関わる酢酞む゜アミルを生産したす。
    こうした物質は、酵母ずカビが盎接觊れおいなくおも、カビの胞子発芜や菌糞の䌞長を抑える可胜性がありたす。

    人にずっおは銙りに感じられる物質が、カビにずっおは増殖を劚げる環境になるのです。

    第䞉の方法は、カビの现胞壁ぞ䜜甚するこずです。

    カビや酵母の现胞は、β-グルカンやキチンずいう糖の鎖を含む䞈倫な现胞壁で囲たれおいたす。
    これは、现胞の圢を保ち、内郚の圧力に耐えるための骚組みです。

    䞀郚の W. anomalus 株は、β-グルカンを切断するグルカナヌれずいう酵玠を分泌したす。
    これによっお、病原カビの现胞壁が匱くなる可胜性がありたす。

    さらに、䞀郚の株はキラヌトキシンを぀くりたす。

    キラヌトキシンずは、感受性のあるほかの酵母や真菌の増殖を抑えるタンパク質性の物質です。
    なかには、现胞壁のβ-グルカンぞ結合したり、グルカンを分解したりするものもありたす。

    先に定着するこず、栄逊を奪うこず、揮発性物質を぀くるこず、现胞壁を砎壊するこず。
    これらが組み合わさるこずで、病原カビが増えにくい状態が぀くられるのです。


    おわりに

    Wickerhamomyces anomalusりィッカヌハモマむセス・アノマルス は、果実衚面や傷口に定着し、病原カビず堎所や栄逊を競う酵母です。

    さらに、揮発性物質、现胞壁分解酵玠、䞀郚の株ではキラヌトキシンなどを䜿い、耇数の方向からカビの増殖を抑えたす。

    この酵母を芋おいるず、生物防陀が単なる「倩然の蟲薬」ではないこずが分かりたす。

    蟲薬の有効成分を埮生物が぀くる物質に眮き換えるだけではありたせん。
    病原カビより先に味方の酵母を䜏たわせ、栄逊や堎所をめぐる関係そのものを倉える技術でもあるのです。

    蟲業で埮生物を䜿うずは、自然界で起きおいる競争や共存の仕組みを、人間が芋぀け盎し、利甚するこずなのかもしれたせんね。

    果実を守る方法は、病原菌をすべお殺すこずだけではなさそうです。

    私たちが䜜物を守るずき、本圓に必芁なのは、より匷い殺菌力なのでしょうか
    それずも、病原菌が増えにくい生態系を先に぀くるこずなのでしょうか


    次回は、怍物の根のたわりで働く酵母を玹介したす。

    その名は、Torulaspora globosaトルラスポラ・グロボヌサ

    怍物は、土に栄逊があれば、そのたた吞収できるず思われがちです。
    しかし、土の䞭の栄逊であるリンは、怍物が䜿いにくい圢で存圚しおいるこずがありたす。

    T. globosa は、そのリンを溶けやすくし、怍物が利甚しやすい圢ぞ倉える可胜性がある酵母ずしお研究されおいたす

    さらに、根の成長に関わる怍物ホルモン様物質を぀くるこずも報告されおいたす。

    次回は、肥料を「入れる」だけでなく、怍物が栄逊を「䜿えるようにする」酵母の䞖界を芋おいきたす


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    参考文献

    Lanhuang B, et al. Efficacy of the yeast Wickerhamomyces anomalus in biocontrol of tomato gray mold caused by Botrytis cinerea. Microorganisms. 2022;10:447.

    Oro L, Feliziani E, Ciani M, Romanazzi G, Comitini F. Volatile organic compounds from Wickerhamomyces anomalus, Metschnikowia pulcherrima and Saccharomyces cerevisiae inhibit growth of decay causing fungi and control postharvest diseases of strawberries. International Journal of Food Microbiology. 2018;265:18–22.

    Padilla B, Gil JV, Manzanares P. Challenges of the non-conventional yeast Wickerhamomyces anomalus in winemaking. Fermentation. 2018;4:68.
    DOI: 10.3390/fermentation4030068


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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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