ニホンコウジカビ
（完全世代） |
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| 分類 |
ドメ
イン |
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真核生物 Eukaryota |
| 界 |
: |
菌界 Fungi |
| 門 |
: |
子嚢菌門 Ascomycota |
| 綱 |
: |
ユーロチウム菌綱 Eurotiomycetes |
| 目 |
: |
ユーロチウム目 Eurotiales |
| 科 |
: |
マユハキタケ科 Trichocomaceae |
| 属 |
: |
コウジカビ属 Aspergillus |
| 種 |
: |
ニホンコウジカビ
A. oryzae |
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| 学名 |
Aspergillus oryzae
（Ahlburg）Cohn, 1884 |
| 和名 |
| ニホンコウジカビ |
ニホンコウジカビ（Aspergillus oryzae、アスペルギルス・オリザエ）とはユーロチウム科コウジカビ属に属する不完全菌の1つである。麹または麹菌と呼ばれる菌の仲間で醤油や味噌、醸造酒など様々なものを作るために利用される。
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目次
- 1 特徴
- 2 生物学的特徴
- 2.1 遺伝子配列の解明
- 2.2 酵素と代謝産物
- 2.3 ニホンコウジカビとアスペルギルス・フラバス
- 3 学名
- 4 参考文献
- 5 脚注
- 6 関連項目
- 7 外部リンク
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特徴
ニホンコウジカビはコウジカビ属の中で一番有名な菌で、デンプン分解能力やたんぱく質分解能力に優れており、日本や中国などでは調味料や甘味料だけではなく、醸造酒の製造にも使われている。また分解だけでなく、様々な代謝産物の生成も行う。たとえば、抗生物質やビタミン類などが生成される。なかでも、ニホンコウジカビが生成するデンプン分解酵素・ジアスターゼ（アミラーゼの別名）は高峰譲吉が本菌から抽出して医薬品タカジアスターゼとして世に出したものである。この酵素は、現在でも健胃・消化薬として医薬品に配合されている。
2004年に一島英治・東北大学名誉教授が日本醸造協会誌第99巻第2号巻頭随想において「麹菌は国菌である」と提唱。2006年10月12日、日本醸造学会大会で麹菌（Aspergillus oryzae）が国菌に認定された。
生物学的特徴
ニホンコウジカビは、醸造所や家庭などでも利用される不完全菌である。放置されたパンや米飯などの上によく姿を見せることもあるが一般的には米麹として売られており、簡単に手に入れることの出来る菌の代表格である。基本的な外見的な特徴として大量の子嚢（胞子を作る袋状の生殖器官）が集まって出来る子嚢果という器官が出来ず胞子（分生子）はおおむね黄緑色で、古くなると褐色に変化する。繁殖方法は空中に漂う胞子が餌となる基質上に落ち、胞子が発芽して基質に菌糸を伸ばしていきコロニーを形成する。コロニーはすぐに胞子形成による無性生殖を始め、胞子を放出して自分達の範囲を拡大していく。
ニホンコウジカビは、増殖するために菌糸の先端からデンプンやタンパク質などを分解する様々な酵素を生産・放出し、培地である蒸米や蒸麦のデンプンやタンパク質を分解し、生成するグルコースやアミノ酸を栄養源として増殖する[1]。
遺伝子配列の解明
2005年12月、醸造協会、東北大学、東京農工大学など国内19機関でつくる「麹菌ゲノム解析コンソーシアム」と製品評価技術基盤機構が世界で初めてニホンコウジカビのゲノム解読に成功、8つの染色体は3700万の塩基対（遺伝子総数1万2074個）からなることを解明した。この塩基対の数は、同属である危険なヒト病原菌アスペルギルス・フミガタスなどのものよりも約30%ほど大きい。様々な二次代謝物を合成する能力をこれらの遺伝子に持っていると予測されており、これらの遺伝子が様々なことに応用されていくのではないかと期待されている。
酵素と代謝産物
先にも述べたとおり、ニホンコウジカビは様々な酵素や代謝物を生産する。デンプンを分解するアミラーゼやたんぱく質を分解するプロテアーゼ（中性プロテアーゼ）を初めとしペクチン分解酵素・ペクチナーゼ、タンニン分解酵素・タンナーゼなども生産している。またグルコース（ブドウ糖）の重合体で分解しづらいセルロース、それより強固な結びつきを持つヘミセルロースをも分解できる酵素（セルラーゼとヘミセルラーゼ）も作り出しており、これらを抽出して繊維質の分解や野菜の軟質化などを行う製剤も作られている。
二次代謝産物として香料マルトールの原料であるコウジ酸、飲料や食品の酸味料としても用いられるリンゴ酸[2]、グラム陽性菌の阻止効果のあるアスペルギリン酸（アスペルギルス酸）やゲオダインなど多数の物質を生成する。また、ある変種（A. oryzae var. microsporus Sakaguti et Yamada）はマルトリジンという猛毒を生産する。この物質は1954年の9月から11月にかけて乳牛約40頭が中毒死した原因であり、餌の麦芽根に繁殖していたニホンコウジカビの変種が生成していたことが分かっている。
醸造酒の劣化の原因でもある真性火落菌の生育に必要なメバロン酸（火落酸）なども生成する。火落菌は醸造酒を白濁させ酸味を強くし、匂いを悪くするなどするため火落菌の増殖である火落ちは醸造家にとって死活問題となっていた。そのため、ニホンコウジカビに紫外線を照射し遺伝子を変化させたメバロン酸非生産種がいくつかつくられた。しかし作られたものは繁殖力や酵素生成能力などに問題があることなどから、現在この菌株はあまり使用されていない。なお火落菌が必要とするメバロン酸の量が少ない（少量でも繁殖できる）こと、酵母もメバロン酸を生産すること、それに加えメバロン酸は酵母の香気生成の活発化に役立っているともされているため現実的にメバロン酸を完全に排除することは不可能になっている。
ニホンコウジカビとアスペルギルス・フラバス
天然の発癌物質としては最高の毒性を持つアフラトキシンは、アスペルギルス・フラバス（以下、フラバス）によって生成される。このためフラバスの近縁種であり、形状上、性質上もよく似た特徴をもつ[3]ニホンコウジカビにもフラバス同様のアフラトキシン生成能力があるのではないかとの疑念をもたれ、アジアの醸造業界が存続の危機にさらされた時期があった。
その後、研究者はこぞってアフラトキシン非生産性の証明につとめ醸造業界はひととおり危機から脱することができた。またこれ以来、その他の様々な代謝産物も発見されることとなりこの種の菌がさらに注目されることとなった。
学名
学名であるAspergillus oryzae（アスペルギルス・オリザエ）は、日本に教師として招かれたヘルマン・アールブルク（Herman Ahlburg）がつけたものである。アールブルクは東京医学校（現：東京大学医学部）に在籍中、清酒麹からコウジカビの一種を分離、そのコウジカビは米麹から発見したためイネの学名Oryzaをそのまま使いEurotium oryzaeとした。数年後、アールブルクは赤痢にかかり1879年8月28日、帰らぬ人となってしまう。その後、1884年に教師として招聘されたフェルディナント・コーンが再度同定を行いAspergillus属に移動し現在に至っている。
参考文献
- 『麹学』 著者：村上英也 出版：日本醸造協会
- 『麹カビと麹の話』 著者：小泉武夫 出版：光淋 ISBN 4771284121
- 『ウェブスター菌類概論』 著者：ジョン･ウェブスター 訳者：椿啓介、三浦宏一郎、山本昌木 出版：講談社 ISBN 4061396099
脚注
- ^ 醸造の知識あれこれ 参考書「改定醸造学」と書いてある。
- ^ ニホンコウジカビによって生成はされるが、現在コウジカビ由来のリンゴ酸は使用されていない。
- ^ 外見的にはニホンコウジカビはフラバスに比べて頂嚢が小さい、フラバスの胞子の色が緑色であること等の違いがある。
関連項目
- 種麹
- コウジカビ
- ショウユコウジカビ
- アスペルギルス・フラバス
- もやしもん - マスコットキャラ「A.オリゼー」としてデフォルメされている
外部リンク
- Jabion 日本語バイオポータルサイト 味噌や醤油づくりに欠かせないコウジ菌のゲノム解読完了!
- DOGAN Aspergillus oryzae RIB40
| Aspergillus oryzae |
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| A. oryzae growing on rice to make koji |
| Scientific classification |
| Domain: |
Eukarya |
| Kingdom: |
Fungi |
| Division: |
Ascomycota |
| Class: |
Eurotiomycetes |
| Order: |
Eurotiales |
| Family: |
Trichocomaceae |
| Genus: |
Aspergillus |
| Species: |
A. oryzae |
| Binomial name |
Aspergillus oryzae
(Ahlburg) E. Cohn[1] |
Aspergillus oryzae (Chinese: 麴菌, 麴霉菌, 曲霉菌, pinyin: qū meí jūn; Japanese: 麹, kōji, or 麹菌, kōji-kin, Korean: 누룩균, nurukgyun or 누룩곰팡이 nuruk-gompang-i) is a filamentous fungus (a mold). It is used in Chinese and Japanese cuisine to ferment soybeans. It is also used to saccharify rice, other grains, and potatoes in the making of alcoholic beverages such as huangjiu, sake, makgeolli and shōchū. The domestication of A. oryzae occurred at least 2000 years ago.[2] A. oryzae is used for the production of rice vinegars.
Dr. Eiji Ichishima of Tohoku University called the kōji fungus a "national fungus" (kokkin) in the journal of the Brewing Society of Japan, because of its importance not only for making the koji for sake brewing, but also for making the koji for miso, soy sauce and a range of other traditional Japanese foods. His proposal was approved at the society's annual meeting in 2006.[3]
"Red kōji-kin" is a separate species, Monascus purpureus.
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Contents
- 1 History of koji
- 2 Properties desirable in sake brewing and testing
- 3 Genome
- 4 Use in biotechnology
- 5 In fiction
- 6 See also
- 7 References
- 8 External links
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History of koji
300 BCE – Koji (qu, pronounced “chew”) is first mentioned in the Zhouli [Rites of the Zhou dynasty] in China. Its development is a milestone in Chinese food technology, for it provides the conceptual framework for three major fermented soyfoods: soy sauce, jiang / miso, and fermented black soybeans, not to mention grain-based wines (including Japanese sake) and li (the Chinese forerunner of Japanese amazake).[4]
Properties desirable in sake brewing and testing
The following properties of A. oryzae strains are important in rice saccharification for sake brewing:[5]
- Growth: rapid mycelial growth on and into the rice kernels
- Enzymes: strong secretion of amylases (α-amylase and glucoamylase); some carboxypeptidase; low tyrosinase
- Aesthetics: pleasant fragrance; accumulation of flavoring compounds
- Color: low production of deferriferrichrome (a siderophore), flavins, and other colored substances
Genome
Initially kept secret, the A. oryzae genome was released by a consortium of Japanese biotechnology companies[6] in late 2005.[7] The eight chromosomes together comprise 37 million base pairs and 12 thousand predicted genes. The genome of A. oryzae is thus one-third larger than that of two related Aspergillus species, the genetics model organism A. nidulans and the potentially dangerous A. fumigatus.[8] Many of the extra genes present in A. oryzae are predicted to be involved in secondary metabolism. The sequenced strain isolated in 1950 is called RIB40 or ATCC 42149; its morphology, growth, and enzyme production are typical of strains used for sake brewing.[2]
Use in biotechnology
Resveratrol can be produced from its glucoside piceid through the process of fermentation by A. oryzae.[9]
In fiction
A. oryzae is a supporting character (of sorts) in the manga series Moyasimon: Tales of Agriculture and its anime adaptation.
See also
References
- ^ Index Fungorum
- ^ a b Rokas, A. (2009). "The effect of domestication on the fungal proteome". Trends in genetics : TIG 25 (2): 60–63. doi:10.1016/j.tig.2008.11.003. PMID 19081651. edit
- ^ http://www.tokyofoundation.org/en/series/japanese-traditional-foods/vol.-10-koji-an-aspergillus
- ^ Shurtleff, W.; Aoyagi, A. History of Koji - Grains and/or Soybeans Enrobed with a Mold Culture (300 BCE to 2012). Lafayette, California: Soyinfo Center. 660 pp. (1,560 references; 142 photos and illustrations, Free online)
- ^ Kitamoto, Katsuhiko (2002). "Molecular Biology of the Koji Molds". Advances in Applied Microbiology. Advances in Applied Microbiology 51: 129–153. doi:10.1016/S0065-2164(02)51004-2. ISBN 9780120026531. PMID 12236056. http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B7CSY-4B2CDJ3-5&_user=10&_coverDate=12%2F31%2F2002&_alid=670609622&_rdoc=1&_fmt=summary&_orig=search&_cdi=18035&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=1&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=12d38e10c090ec74a4e539e8b48c17c2. Retrieved 2008-01-03.
- ^ Goffeau, André (December 2005). "Multiple moulds". Nature 438 (7071): 1092–1093. doi:10.1038/4381092b. PMID 16371993.
- ^ Machida, Masayuki et al. (December 2005). "Genome sequencing and analysis of Aspergillus oryzae". Nature 438 (7071): 1157–1161. doi:10.1038/nature04300. PMID 16372010.
- ^ Galagan, James E. et al. (December 2005). "Sequencing of Aspergillus nidulans and comparative analysis with A. fumigatus and A. oryzae". Nature 438 (7071): 1105–1115. doi:10.1038/nature04341. PMID 16372000.
- ^ Wang, H.; Liu, L.; Guo, Y. -X.; Dong, Y. -S.; Zhang, D. -J.; Xiu, Z. -L. (2007). "Biotransformation of piceid in Polygonum cuspidatum to resveratrol by Aspergillus oryzae". Applied Microbiology and Biotechnology 75 (4): 763–768. doi:10.1007/s00253-007-0874-3. PMID 17333175. edit
External links
- Sake World's description of koji
- Aspergillus oryzae genome from the Database of Genomes Analysed at NITE (DOGAN)
- Koji, an Aspergillus, by Fujita, Chieko, Tokyo Foundation
