糖心原创vlog

麹菌は、清酒、味噌、しょうゆなどの日本の伝统的な醸造食品の製造に利用されている微生物であり、日本醸造协会により日本の「国菌」に认定されています^1）。代表的な麹菌として、Aspergillus oryzae（アスペルギルス オリゼ）とAspergillus sojae（アスペルギルス ソーヤ）が挙げられます。キッコーマンは産官学コンソーシアムによりA. oryzaeのゲノムを^2）、东京大学、东京工业大学、野田产业科学研究所との共同でA. sojaeのゲノムを^3）解読しました。A. oryzaeは、清酒、味噌、しょうゆなど幅広い食品の製造に利用されています。一方、A. sojaeの利用は味噌としょうゆの製造に限られています。清酒製造では、原料である米のでんぷんを、味噌?しょうゆ製造では原料である大豆のたんぱく质を分解する能力が高い麹菌がそれぞれ求められます。そのため、麹菌は目的に応じて使い分けられています。清酒製造では高いでんぷん分解能をもったA. oryzaeが使用され、味噌?しょうゆ製造ではA. sojaeあるいはA. oryzaeの中でも高いたんぱく质分解能をもつ株が使用されています。

麹^※1は醸造食品の品质や生产性に大きく影响することが知られています。そのため、优良な麹菌の获得は重要な课题です。古くは、製麹したものの中から优秀な麹の一部を取り、次の种（たね）とする「友麹」といわれる技术が用いられていました。1950年顷からは、紫外线などで麹菌に突然変异を起こし优秀な株を育种することが行われてきました。しかし、これらの技术による育种は膨大な手间と时间がかかってしまいます。そこで2000年顷からは、优良な性质がどんな遗伝子に依存しているのかをゲノム情报から読み取り、それを用いることで効率的に优良株を得る技术开発が进められています。

また、ゲノム情报は优良株の育种だけでなく、安全性の証明にも寄与しています。麹菌が安全であることは、その长い食経験により知られています。しかし、A. oryzaeとA. sojaeはマイコトキシン^※2（カビ毒）であるアフラトキシン^※3やシクロピアゾン酸^※4などを生产する微生物と分类学上近縁であると考えられています^4-6）。A. oryzae 搁滨叠40とA. sojae 狈叠搁颁4239のゲノム解読の结果、遗伝子レベルでの非生产性も証明され^2,4-7）、安全性について高い确証を得ることができました。

2005年、キッコーマンは产官学コンソーシアムに参画し、麹菌A. oryzaeの全ゲノム解読を実施し、产业上の特性の解明や安全性についての解析を行いました^2）。ゲノム解読の结果、A. oryzaeのゲノムサイズは约37惭产で、そこには约12,000个の遗伝子があると予测されました。でんぷんを分解する酵素である&补濒辫丑补;-アミラーゼ遗伝子、&补濒辫丑补;-グルコシダーゼ遗伝子は复数个存在することが分かり、このことがA. oryzaeの清酒醸造で必要な高アミラーゼ生产の理由のひとつと考えられます。同时に多数のタンパク质分解酵素（プロテアーゼ）の遗伝子をもつことも明らかになりました。安全性については、アフラトキシン以外のマイコトキシンとしてシクロピアゾン酸が知られておりますが、A. oryzaeはシクロピアゾン酸を合成するための遗伝子が欠损しているため、生产しないことがゲノム情报から遗伝子レベルで明らかになりました^7）。

2011年、キッコーマンは东京大学、东京工业大学、野田产业科学研究所と共同でA. sojaeの全ゲノム解読を実施し、A. sojaeの产业有用性や安全性について遗伝子レベルで解析しました^3）。その结果、A. sojaeのゲノムサイズは约39.5惭产と他のAspergillus属糸状菌のゲノムと比较して最も大きく、そこには约13,000个の遗伝子が予测されました。A. sojaeとA. oryzaeのゲノムを比较したところ、A. sojaeはA. oryzaeと同様に多数のタンパク质分解酵素をもつこと、また、A. sojaeに固有のタンパク质分解酵素遗伝子も复数个存在することが明らかになりました。しょうゆ醸造では、主原料である大豆たんぱく质を分解するために、麹菌には高いプロテアーゼ活性が求められます。A. sojaeがA. oryzae以上にプロテアーゼ遗伝子を多数もつことは、A. sojaeがしょうゆ醸造で利用されている理由の1つであると考えられます。また、A. oryzaeはゲノム中に3つの&补濒辫丑补;-アミラーゼ遗伝子をもちますが、A. sojaeは1つだけでした。&补濒辫丑补;-アミラーゼ活性の高い麹菌は一般的に麹製造时の糖消费が多く、原料の糖分が少なくなる倾向にあります。一般に、清酒醸造では全原料を麹にしません。そのため、清酒醸造用の麹菌の高い&补濒辫丑补;-アミラーゼ活性は醸造中の糖分の増加に寄与します。一方、しょうゆ醸造の场合は全原料を麹にします。しょうゆ醸造では、製麹中の糖消费が多いと后の乳酸発酵、酵母発酵を低调にしてしまうため、麹菌の高すぎる&补濒辫丑补;-アミラーゼ活性は好ましくありません。そのため、しょうゆ醸造に适したA. sojaeは&补濒辫丑补;-アミラーゼ活性が低い倾向にありますが、その原因は&补濒辫丑补;-アミラーゼ遗伝子を1つしかもたないことによると分かりました。さらに、シクロピアゾン酸生产性についても解析した结果、A. oryzaeと同様にA. sojaeもシクロピアゾン酸を合成するために必要な遗伝子を欠失しており、A. sojaeがシクロピアゾン酸非生产であることを遗伝子レベルで确认しました。