サイレージの好気的変敗防止を目的としたキラー酵母の検索と育種

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要約

サイレージの好気的変敗防止を目的として、乳酸非資化性キラー酵母を育種した。このキラー酵母を用いて変敗の原因となる野生酵母の生育を阻止することができる。

  • 担当:草地試験場・飼料生産利用部・調製貯蔵研究室
  • 連絡先:0287-37-7804
  • 部会名:草地・飼料利用
  • 専門:加工利用
  • 対象:牧草類
  • 分類:研究

背景・ねらい

サイレージの好気的変敗は乳酸を利用する野生酵母の増殖が第一の原因といわれている。そこで野生酵母の生育をキラー酵母を用いて阻止する。キラー酵母は他の酵母の生育を抑制するキラー物質を生産する酵母である。この酵母をサイレージ添加剤として用いるための基礎的研究として、・野生酵母の生育を抑制するキラー酵母の検索・小規模発酵試験におけるキラー効果の検討・乳酸非資化性キラー酵母の育種を行った。

成果の内容・特徴

  • キラー酵母の検索:多種類の変敗酵母の生育を抑制するキラー酵母としてKluyveromyceslactisIFO1267株が優れている(表1)。
  • キラー効果の観察:小規模なサイレージ発酵試験法(パウチ法)によると添加したキラー酵母は検定菌の生育を抑制する。本菌株は酵母の多くが利用できない乳糖を利用するので、サイレージの詰め込み時に乳糖と本キラー酵母を添加すれば、野生酵母の増殖を効果的に抑制できる可能性がある。しかし、本キラー酵母自身は乳酸を利用し、これ自身が好気的変敗の原因となり得る(図1)。
  • 乳酸非資化性キラー酵母の育種:変異剤処理では,乳酸を利用しないキラー酵母の取得は困難である。しかし遺伝子組換えにより、乳酸を炭素源として生育するのに必要な酵素(ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ)の遺伝子を破壊し、乳酸の培地に生育しないキラー酵母が得られる。当株は糖を炭素源とした生育速度(図2)及びキラー活性は親株と変わりがない。

成果の活用面・留意点

  • キラー酵母を利用したサイレージの好気的変敗防止および遺伝子組換えによる乳酸非資化性酵母の育種に関する基礎的知見となる。
  • 実用化には、遺伝子組換え微生物の安全性の確認とサイレージにおける添加効果・添加量等の検討が必要である。

具体的データ

表1.サイレージの好気的変敗に関与する酵母に対するキラー酵母の作用 図1.純粋培養および混合培養の培養経過

 

図2.親株と形質転換体の培養経過

その他

  • 研究課題名:キラー酵母を利用したサイレージの好気的変敗防止に関する研究
  • 予算区分:経常・場プロ・重点基礎[キラー酵母]
  • 研究期間:平成7年度(平成3年～7年)
  • 発表論文等:Kitamoto,H.K.et.al.(1993):Selection of killer yeasts(Kluyveromyces lactis) to prevent aerobic deterioration in silage making.J.Dairy Sci.76:803-811 Kitamoto,H.K.et.al.(1995):Isolation of the gene encoding phosphoenolpyruvate carboxykinase from Kluyveromyces lactis. 7th European Congress on Biotechnology, Abstract Book,62