平成27年度 研究成果

4. 第4四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry reveals the correlation between chemical compounds in Japanese sake and its organoleptic properties. 包括的GCxGC-TOFMSにより明らかになった清酒成分と官能特性との相関

著者
Kei Takahashi, Fumie Kabashima, and Fumihiko Tsuchiya
高橋圭、樺島文恵、土屋文彦
要約

Japanese sake is a traditional alcoholic beverage composed of a wide variety of metabolites, which give it many types of tastes and flavors. Previously, we have reported that medium-chain fatty acids contribute to a fatty odor in sake (Takahashi, K., et al., J Agric. Food Chem., 62, 8478-85 (2014)). In this study, we have reanalyzed the data obtained using two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry. The relationship between the chemical components in sake and specific organoleptic properties such as off-flavor and quality has been explored. This led to the identification of the type of chemical compounds present and an assessment of the numerous candidate compounds that correlate with such organoleptic properties in sake. This research provides important fundamental knowledge for the sake-brewing industry.

日本の伝統的なアルコール飲料である清酒は、幅広い代謝物を含んでおり、それらが様々な味わいと香りをもたらす。これまでに我々は、中鎖脂肪酸が清酒(吟醸酒)の脂肪酸臭に寄与することを報告した(Takahashi, K., et al., J Agric. Food Chem., 62, 8478-85 (2014)。本研究では、過去のその研究の中で行なった2次元ガスクロマトグラフィー飛行時間型質量分析装置を用いて得られたデータを再解析した。清酒(吟醸酒)の化合物とオフフレーバー(老香・生老香・酵母臭・硫化物臭)や品質(香味品質・カプロン酸エチル・特徴苦味)といった特定の官能特性との相関を調べた。その結果、清酒のオフフレーバーや品質などの官能特性と相関する清酒の化合物のタイプを明らかになり、多くの候補化合物候補の評価を行なった。この研究は、清酒醸造産業に重要な基礎的知見を与えるものである。

掲載雑誌
Journal of Bioscience and Bioengineering, 121, 274-280 (2016)

2 Different Polar Metabolites and Protein Profiles between High- and Low-quality Japanese Ginjo Sake 吟醸酒品質の優劣により極性代謝物とタンパク質プロファイルが異なる

著者
Kei Takahashi, Hiromi Kohno
高橋圭、河野弘美
要約

Japanese ginjo sake is a premium refined sake characterized by a pleasant fruity apple-like flavor and a sophisticated taste. Because of technical difficulties inherent in brewing ginjo sake, off-flavors sometimes occur. However, the metabolites responsible for off-flavors as well as those present or absent in higher quality ginjo sake remain uncertain. Here, the relationship between 202 polar chemical compounds in sake identified using capillary electrophoresis coupled with time-of-flight mass spectrometry and its organoleptic properties, such as quality and off-flavor, was examined. First, we found that some off-flavored sakes contained higher total amounts of metabolites than other sake samples. The results also identified that levels of 2-oxoglutaric acid and fumaric acid, metabolites in the tricarboxylic acid cycle, were highly but oppositely correlated with ginjo sake quality. Similarly, pyridoxine and pyridoxamine, co-enzymes for amino transferase, were also highly but oppositely correlated with ginjo sake quality. Additionally, pyruvic acid levels were associated with good quality as well. Compounds involved in the methionine salvage cycle, oxidative glutathione derivatives, and amino acid catabolites were correlated with low quality. Among off-flavors, an inharmonious bitter taste appeared attributable to polyamines. Furthermore, protein analysis displayed that a diversity of protein components and yeast protein (triosephosphate isomerase, TPI) leakage was linked to the overall metabolite intensity in ginjo sake. This research provides insight into the relationship between sake components and organoleptic properties.

吟醸酒は、リンゴ様のフルーティな好ましい香りと洗練された味わいを特徴とする高級酒タイプの清酒(日本酒)である。吟醸酒醸造は技術的な困難さを伴うので、ときどきオフフレーバーの問題が発生する。しかし、オフフレーバーの原因となる代謝物の同定等の理解が進んでおらず、また同様に高品質吟醸酒に多い化合物・少ない化合物は分かっていない。今回我々は、キャピラリー電気泳動及び飛行時間型質量分析装置(CE-TOFMS)を用いて分析した吟醸酒の202の化合物と吟醸酒官能評価(品質・オフフレーバー)との相関解析を実施した。まず、いくつかのオフフレーバーを伴う吟醸酒には、他の吟醸酒サンプルと比較してより多くの代謝物が含まれていることが分かった。TCA回路の代謝産物である2-オキソグルタル酸とフマル酸濃度は、それぞれ高品質吟醸酒と低品質吟醸酒という逆方向に強く相関していることも明らかになった。これと同様に、アミノトランスフェラーゼの補酵素であるピリドキシンとピリドキサミンもまた、それぞれ高品質吟醸酒と低品質吟醸酒という逆方向に強く相関していることも明らかになった。さらに、ピルビン酸は高品質な吟醸酒に多く含まれていたことが分かった。メチオニン再生経路、酸化グルタチオン関連代謝物、アミノ酸関連代謝物は、低品質な吟醸酒に多く含まれていた。オフフレーバーのうち不調和苦味は様々なポリアミン物質と高い相関があったことから、ポリアミンに原因があるようであった。さらに、タンパク質解析から、清酒に含まれるタンパク質には多様性があることが分かり、また出芽酵母の解糖系に関与するタンパク質であるトリオースリン酸イソメラーゼ(TPI)の漏れが吟醸酒の全体的な代謝物強度と関係していた。本研究は、清酒成分と官能特性との関係に新しい知見を与えるものである。

掲載雑誌
PLoS ONE, 11(3): e0150524 (2016)

3 Inhibitory Role of Greatwall-Like Protein Kinase Rim15p in Alcoholic Fermentation via Upregulating the UDP-Glucose Synthesis Pathway in Saccharomyces cerevisiae Sacharomyces cerevisiaeのUDP-グルコース合成経路の上方調節を介したGreatwall様タンパク質キナーゼRim15pのアルコール発酵における阻害的役割

著者
Daisuke Watanabe, Yan Zhou, Aiko Hirata, Yukiko Sugimoto, Kenichi Takagi, Takeshi Akao, Yoshikazu Ohya, Hiroshi Takagi, Hitoshi Shimoi
渡辺大輔、周延、平田愛子、杉本幸子、高木健一、赤尾健、大矢禎一、高木博史、下飯仁
要約

The high fermentation rate of Saccharomyces cerevisiae sake yeast strains is attributable to a loss-of-function mutation in the RIM15 gene, which encodes a Greatwall-family protein kinase that is conserved among eukaryotes. In the present study, we performed intracellular metabolic profiling analysis and revealed that deletion of the RIM15 gene in a laboratory strain impaired glucose-anabolic pathways through the synthesis of UDP-glucose (UDPG). Although Rim15p is required for the synthesis of trehalose and glycogen from UDPG upon entry of cells into the quiescent state, we found that Rim15p is also essential for the accumulation of cell wall β-glucans, which are also anabolic products of UDPG. Furthermore, the impairment of UDPG or 1,3-β-glucan synthesis contributed to an increase in the fermentation rate. Transcriptional induction of PGM2 (phosphoglucomutase) and UGP1 (UDPG pyrophosphorylase) was impaired in Rim15p-deficient cells in the early stage of fermentation. These findings demonstrate that the decreased anabolism of glucose into UDPG and 1,3-β-glucan triggered by a defect in the Rim15p-mediated upregulation of PGM2 and UGP1 redirects the glucose flux into glycolysis. Consistent with this, sake yeast strains with defective Rim15p exhibited impaired expression of PGM2 and UGP1 and decreased levels of -glucans, trehalose, and glycogen during sake fermentation. We also identified a sake yeast-specific mutation in the glycogen synthesis-associated glycogenin gene GLG2, supporting the conclusion that the glucose-anabolic pathway is impaired in sake yeast. These findings demonstrate that downregulation of the UDPG synthesis pathway is a key mechanism accelerating alcoholic fermentation in industrially utilized S. cerevisiae sake strains.

Saccharomyces cerevisiaeの高い発酵速度は、RIM15遺伝子の機能欠失変異が原因である。RIM15は、真核生物で保存されているGreatwallファミリーのタンパク質キナーゼをコードする。本研究において、著者らは細胞内の代謝産物プロファイリング解析を行い、実験室酵母でRIM15遺伝子を欠失させるとUDP-グルコース(UDPG)の合成を介したグルコース同化経路の機能を害することを明らかにした。Rim15タンパクは、細胞の休止期移行に際して、UDPGからのトレハロースとグリコーゲンの合成に必要であるが、我々は、Rim15タンパクが細胞壁のβ-グルカンの蓄積に必須であることも見出した。β-グルカンもUDPGの同化産物である。さらに、UDPGや1,3-β-グルカンの合成能を損なわせると、発酵速度の上昇に繋がった。発酵の初期段階にあるRim15タンパク欠失細胞においては、PGM1(ホスホグルコムターゼ遺伝子)やUGP1(UDPGピロホスホリラーゼ遺伝子)の転写誘導が損なわれていた。これらの発見は、Rim15タンパク質を介したPGM2UGP1の上方調節の欠損が引き金となって起こるグルコースからUDPG及び1,3-β-グルカンへの同化の減少が、グルコースのフラックスの方向を解糖へと変えることを証明している。このことと一致して、Rim15タンパク質に欠損を持つ清酒酵母菌株はPGM2UGP1の発現が弱まり、また、清酒の発酵の間、β-グルカン、トレハローズ、グリコーゲンの量が低レベルにあった。著者らは、グリコーゲン合成関連したグリコゲニン遺伝子GLG2の清酒酵母特異的な変異を同定したが、このことは、清酒酵母のグルコース同化経路が損なわれているという結論を支持している。これらの発見は、UDPG合成経路の下方調節が、産業利用されているSaccharomyces cerevisiaeの清酒用菌株のアルコール発酵速度を速めるキーと機構であることを実証するものである。

掲載雑誌
Applied and Environmental Microbiology, 82, 340-351 (2016)

4 A comparison of freeze-drying and oven-drying preparation methods for bulk and compound-specific carbon stable isotope analyses: examples using the benthic macroinvertebrates Stenopsyche marmorata and Epeorus latifolium 全炭素および分子レベル炭素安定同位体比分析のための凍結乾燥処理と恒温乾燥処理の比較:ヒゲナガカワトビケラとエルモンヒラタカゲロウを例にして

著者
Fumikazu Akamatsu, Yaeko Suzuki, Yoshikazu Kato, Chikage Yoshimizu, Ichiro Tayasu
赤松史一、鈴木彌生子、加藤義和、由水千景、陀安一郎
要約
RATIONALE

Carbon stable isotope analysis of bulk samples and fatty acids is an established method for tracing carbon flow pathways and reconstructing trophic interactions, but there is no consensus on which sample drying method should be used for sample preparation. The aim of this study was to determine if freeze-drying and oven-drying treatments used to prepare samples of the benthic macroinvertebrates Stenopsyche marmorata and Epeorus latifolium for bulk and fatty-acid specific carbon stable isotope analysis yield different isotopic ratio values.

METHODS

Five individuals each from two species were split in half; one half was freeze-dried and the other half was oven-dried. The samples were ground and the δ13C values of the bulk samples and eight fatty acids were measured following combustion using an isotope ratio mass spectrometer coupled to an elemental analyzer or gas chromatography system.

RESULTS

The mean difference in the bulk and fatty acid δ13C values between freeze-dried and oven-dried samples was small (≤0.1 ‰ in both cases), although relatively large variations were observed in individual fatty-acid-specific δ13C values (maximum of ≤0.9 ‰). There were no significant differences in either bulk sample or fatty-acid-specific δ13C values between freeze-dried or oven-dried samples of the same species.

CONCLUSIONS

Freeze-drying and oven-drying are equally acceptable methods for preparing freshly caught S.marmorata and E. latifolium samples for bulk and fatty-acid-specific carbon stable isotope analyses.

試料の全炭素および脂肪酸の炭素安定同位体比分析は、炭素動態や栄養段階を決定する手法として利用されているが、安定同位体比分析の前処理で行う乾燥処理については一致した見解がない。本研究では、凍結乾燥処理と恒温乾燥処理が試料の全炭素と脂肪酸の炭素安定同位体比に違いを生じさせるのかどうかを、ヒゲナガカワトビケラとエルモンヒラタカゲロウを例に検証した。各種5個体を半分に分割し、片方は凍結乾燥処理、残りを恒温乾燥処理した。それぞれの乾燥試料の全炭素と各種脂肪酸の炭素安定同位体比分析を行い、処理間の比較を行った。比較的大きなばらつきのある脂肪酸もあったが(≤0.9 ‰)、全炭素および脂肪酸の平均δ13C値の乾燥処理間の差は、両方とも0.1 ‰以下で有意差はなかった。凍結乾燥処理と恒温乾燥処理は、ヒゲナガカワトビケラとエルモンヒラタカゲロウの全炭素および脂肪酸の炭素安定同位体比分析に、同等に適用可能な手法である。

掲載雑誌
Rapid Communications in Mass Spectrometry, 30, 137-142 (2016)

5 市販本格焼酎中のカルバミン酸エチル濃度 Levels of Ethyl Carbamate in Shochu (Japanese Spirits)

著者
橋口知一
Tomokazu HASHIGUCHI
要約

本格焼酎中のカルバミン酸エチル濃度の実態把握のため、市販品110点の分析を行った。カルバミン酸エチル濃度の平均値は14 μg/L、最大値は66 μg/Lで、一部の国において設定されている基準値(150μg/L)を超えるものはなかった。これはカルバミン酸エチルの前駆体であるシアン化物の濃度が他の蒸留酒と比較して低かったためと考えられる。

The ethyl carbamate levels of 110 commercial shochu samples (Japanese spirits) were studied. The average ethyl carbamate level of these was 14 μg/L, and the maximum concentration was 66 μg/L. Ethyl carbamate levels of all samples were under the maximum value (150 μg/L) set in some countries. This appears to be the cause of lower concentrations of the precursor cyanide in the shochu than that of other spirits.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 111, 176-178 (2016)

2016/4/8 掲載

3. 第3四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Genetic Analysis of East Asian Grape Cultivars Suggests Hybridization with Wild Vitis. 東アジアのブドウ品種の遺伝解析から野生ブドウとの交雑が示唆される

著者
Nami Goto-Yamamoto, Jason Sawler, Sean Myles
後藤(山本)奈美、Jason Sawler, Sean Myles
要約

Koshu is a grape cultivar native to Japan and is one of the country's most important cultivars for wine making. Koshu and other oriental grape cultivars are widely believed to belong to the European domesticated grape species Vitis vinifera. To verify the domesticated origin of Koshu and four other cultivars widely grown in China and Japan, we genotyped 48 ancestry informative single nucleotide polymorphisms (SNPs) and estimated wild and domesticated ancestry proportions. Our principal components analysis (PCA) based ancestry estimation revealed that Koshu is 70% V. vinifera, and that the remaining 30% of its ancestry is most likely derived from wild East Asian Vitis species. Partial sequencing of chloroplast DNA suggests that Koshu's maternal line is derived from the Chinese wild species V. davidii or a closely related species. Our results suggest that many traditional East Asian grape cultivars such as Koshu were generated from hybridization events with wild grape species.

甲州は日本在来のブドウ品種で、この国の主要なワインブドウの一つである。甲州などの東洋系ブドウ栽培品種はヨーロッパブドウVitis viniferaに属すると考えられていた。日本や中国で栽培されている甲州ほか4品種の起源を探るため、栽培種と野生種の識別に適した1塩基多型(SNPs)48か所を解析し、その割合を推定した。主成分解析の結果、甲州の70%はV. vinifera、残りの30%は東アジア系の野生ブドウと推定された。葉緑体DNAの部分配列からは、甲州の母方の祖先は中国の野生ブドウV. davidiiまたは近縁の野生種であることが示された。これらの結果から、甲州など多くの東洋系ブドウ栽培品種は野生種との交雑によって生まれたことが示唆された。

掲載雑誌
PLoS ONE 10(10): e0140841 (2015)

2 Complete genome sequence of Lactobacillus acetotolerans RIB 9124 (NBRC 13120) isolated from putrefied (hiochi) Japanese sake. 火落ち清酒から単離された Lactobacillus acetotolerans RIB 9124 (NBRC 13120)の完全ゲノムシーケンス解析

著者
Hidehiro Toh, Hidetoshi Morita, Hiroyuki Tsujic, Kazuhiro Iwashita, Nami Goto, Jiro Nakayama, Mitsuo Sekine, Yumiko Kate, Ken-ichiro Suzuki, Nobuyuki Fujita
要約
Lactobacillus acetotolerans RIB 9124 (NBRC 13120) was isolated from putrefied (hiochi) Japanese Sake. Here we report the complete genome sequence of this organism. This paper is the first report demonstrating the fully sequenced and completely annotated genome of a L. acetotolerans strain.
Lactobacillus acetotolerans RIB 9124 (NBRC 13120)は、火落ちした清酒から単離された真性火落菌である。我々は、本菌株の完全ゲノムシーケンス解析を行ったので報告する。本研究は、L. acetotoleransの完全ゲノムシーケンスを行った最初の解析例である。
掲載雑誌
Journal of Biotechnology, 214,214-215(2015)

3 テキーラの揮発成分組成による分類及び黒糖焼酎・ラム酒との比較 Classification of tequila by volatile composition and comparison with Kokuto shochu and rum.

著者
福田央、韓錦順
Hisashi FUKUDA and Jinshun HAN
要約

テキーラの低沸点香気成分及び中高沸点香気成分85成分を分析・比較した。ステップワイズによる判別分析の結果、ブランコとレポサドでは10成分(ウイスキーラクトン、カプロン酸イソブチル、カプリン酸プロピル、シトロネロール、イソ吉草酸エチル、バニリン、ウンデカン酸エチル、オレイン酸エチル、イソ酪酸エチル及びコハク酸ジエチル)により正しく判別され、更に、判別精度を検証したところ95%の精度であった。レポサドとアネホでは8成分(カプリン酸イソブチル、フェニルアセトアルデヒド、2-ペンチルフラン、セドロール、アセトアルデヒド、フルフラール、2-エチル-5(6)-メチルピラジン及びβ-フェネチルアルコール)で正しく判別され、更に、判別精度を検証したところ89%であった。ブランコとアネホでは4成分(ウイスキーラクトン、安息香酸エチル、カプリル酸エチル、及びフェニルアセトアルデヒド)で42点の内40点が正しく判別され、更に、判別精度を検証したところ95%であった。

ラム酒とテキーラでは38成分(α-テルピネオール、5-メチル-2-フルアルデヒド、ドデカノール、カプリン酸イソアミル、安息香酸エチル及びその他29成分)に有意差が認められた。5成分(α-テルピネオール、5-メチル-2-フルアルデヒド、ドデカノール、安息香酸エチル及びカプリン酸イソアミル)による判別分析では114点の内111点が正しく判別され、更に、判別精度を検証したところ97%であった。

To classify the compounds of tequila, we analyzed 79 volatile compounds by head space solid phase micro extraction(SPME), and 6 volatile compounds by direct head space analysis. In a stepwise discriminant analysis, blanco and reposado were rightly classified by 10 volatile compounds (whisky-lactone, isobutyl caproate, propyl caprate, citronellol, ethyl isovalerate, vanillin, ethyl undecanoate, ethyl oleate, ethyl isobutyrate and diethyl succinate). When estimating the accuracy of the discriminant analysis by cross validation, the ratio of an appropriate classification was 95%. In the case of reposado and anejo, all of 36 samples were rightly classified by 8 volatile compounds (isobutyl caprylate, phenylacetaldehyde, 2-pentylfuran, cedrol, acetaldehyde, furfural, 2-Ethyl-5(6)-methylpyrazine andβ-phenethyl alcohol). When estimating the accuracy of the discriminant analysis, the ratio of an appropriate classification was 89%. In the case of blanco and anejo, 41 of 42 samples were rightly classified by 4 volatile compounds (whisky-lactone, ethyl benzoate, ethyl caprylate and phenylacetaldehyde). When estimating the accuracy of the discriminant analysis, the ratio of an appropriate classification was 95%.

In rum, kokuto shochu, and tequila, there was a significant difference in 34 volatile compounds (α-terpineol, 5-methyl-2-furaldehyde, dodecanol, ethyl benzoate, isoamyl caprate and the other 29 volatile compounds). In rum and tequila, almost all samples were rightly classified by 5 volatile compounds (α-terpineol, 5-methyl-2-furaldehyde, dodecanol, ethyl benzoate and isoamyl caprate). When estimating the accuracy of it, 111 of 114 samples were classified. When estimating the accuracy of the discriminant analysis, the ratio of an appropriate classification was 97%.

掲載雑誌
日本醸造学会誌, 110, 715-727 (2015)

4 Determination of Wheat Protein in Beer by FASPEK Wheat/Gluten ((Gliadin) ELISA Kit II FASPEK エライザⅡ小麦(グリアジン)法を用いたビール中の小麦タンパク質の定量

著者
Takayuki WATANABE, Takashi AKIBA, Ritsuko ARAI, Yusuke ISHIZUKA, Makoto KANAUCHI, Masaru KATO, Kazutaka KUSAKA, Kaori KUWAHARA, Tsuyoshi MIYAGI, Satoko MORI, Atsushi OHUCHI, Soutaro TATSU
渡辺敬行、秋場高司、新井律子、石塚祐輔、金内誠、加藤優、日下一尊、桑原香織、宮城剛、森智子、大内敦史、辰草太郎
要約
  1. Relative repeatability standard deviation (RSDr) and relative reproducibility standard deviation (RSDR) for determination of wheat protein content using FASPEK Wheat/Gluten(Gliadin) ELISA Kit II ranged from 2.0 to 4.7 % and from 7.5 to 20.1 %, respectively, and were judged acceptable.
  2. Recovery of wheat protein was 83.8 %, and was judged acceptable.

FASPEK エライザⅡ小麦(グリアジン)法によりビール中の小麦タンパク質を定量する方法について、共同実験をもとに併行精度、室間再現精度及び添加回収率を評価したところ、以下の結論が得られた。

  1. 併行相対標準偏差RSDr及び室間再現相対標準偏差RSDRは、それぞれ2.0~4.7 %及び7.5~20.1 %の範囲であり、許容範囲内であった。
  2. 添加回収率は83.8 %であり、許容範囲内であった。
掲載雑誌
Journal of the American Society of Brewing Chemists, 73, 370-371 (2015)

2016/1/13 掲載

2. 第2四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 RSC Chromatin-Remodeling Complex Is Important for Mitochondrial Function in Saccharomyces cerevisiae RSCクロマチンリモデリング複合体は、出芽酵母においてミトコンドリアの機能に重要である

著者
Imamura Y, Yu F, Nakamura M, Chihara Y, Okane K, Sato M, Kanai M, Hamada R, Ueno M, Yukawa M, Tsuchiya E.
今村優子、余斐斐、中村美咲、千原裕貴、岡根杏、佐藤雅弘、金井宗良、濱田涼子、上野勝、湯川格史、土屋英子
要約

RSC (Remodel the Structure of Chromatin) is an ATP-dependent chromatin remodeling complex essential for the growth of Saccharomyces cerevisiae. RSC exists as two distinct isoforms that share core subunits including the ATPase subunit Nps1/Sth1 but contain either Rsc1 or Rsc2. Using the synthetic genetic array (SGA) of the non-essential null mutation method, we screened for mutations exhibiting synthetic growth defects in combination with the temperature-sensitive mutant, nps1-105, and found connections between mitochondrial function and RSC. rsc mutants, including rsc1△, rsc2△, and nps1-13, another temperature-sensitive nps1 mutant, exhibited defective respiratory growth; in addition, rsc2△ and nps1-13 contained aggregated mitochondria. The rsc2△ phenotypes were relieved by RSC1 overexpression, indicating that the isoforms play a redundant role in respiratory growth. Genome-wide expression analysis in nps1-13 under respiratory conditions suggested that RSC regulates the transcription of some target genes of the HAP complex, a transcriptional activator of respiratory gene expression. Nps1 physically interacted with Hap4, the transcriptional activator moiety of the HAP complex, and overexpression of HAP4 alleviated respiratory defects in nps1-13, suggesting that RSC plays pivotal roles in mitochondrial gene expression and shares a set of target genes with the HAP complex.

RSC(クロマチンのリモデリング構造)は、出芽酵母の生育に必須なATP依存的クロマチンリモデリング複合体である。RSCは、ATPaseサブユニットであるNps1/Sth1を含むが、Rsc1又はRsc2の一方を含まないコアサブユニットを共有する2つの独立したアイソマーとして存在する。非必須null変異手法であるsynthetic genetic array (SGA)を用いて、我々は、温度感受性株nps1-105との組み合わせで合成致死性を示す変異をスクリーニングし、ミトコンドリアの機能とRSCとの関係性を見出した。rsc変異体(rsc1△, rsc2△, and nps1-13やその他の温度感受性nps1変異体を含む)は、呼吸性の増殖に欠陥を示し、加えて、rsc2△ and nps1-13は、ミトコンドリアが凝集していた。rsc2△の表現型は、RSC1の過剰発現により若干抑圧されることより、アイソマーが呼吸性の増殖に重複した役割を果たすことが示唆される。呼吸性増殖環境下でのnps1-13のゲノムワイドな発現解析により、RSCは、呼吸性増殖遺伝子発現の転写活性化因子であるHAP複合体のいくつかの標的遺伝子の転写を制御していることが示唆された。Nps1は、HAP複合体の転写活性化因子であるHap4と物理的に結合しており、HAP4の過剰発現はnps1-13における呼吸性増殖の欠陥を増強させることから、RSCは、ミトコンドリア遺伝子発現における中心的な役割を果たしていて、HAP複合体と標的遺伝子のセットを共有していることが示唆された。

掲載雑誌
PLoS One, 10, e0130397 (2015)

2 The essential function of Rrs1 in ribosome biogenesis is conserved in budding and fission yeasts. リボソーム生合成におけるRrs1の本質的な機能は出芽酵母及び分裂酵母において保存されている

著者
Kun WAN, Haruka KAWARA, Tomoyuki YAMAMOTO, Kazunori KUME, Yukari YABUKI, Tetsuya GOSHIMA, Kenji KITAMURA, Masaru UENO, Muneyoshi KANAI, Dai HIRATA, Kouichi FUNATO, Keiko MIZUTA
万クン、川原はるか、山本朋征、久米一規、矢吹友佳理、五島徹也、北村憲司、上野勝、金井宗良、平田大、船戸耕一、水田啓子
要約

The Rrs1 protein plays an essential role in the biogenesis of 60S ribosomal subunits in budding yeast (Saccharomyces cerevisiae). Here, we examined whether the fission yeast (Schizosaccharomyces pombe) homologue of Rrs1 also plays a role in ribosome biogenesis. To this end, we constructed two temperature-sensitive fission yeast strains, rrs1-D14/22G and rrs1-L51P, which had amino acid substitutions corresponding to those of the previously characterized budding yeast rrs1-84 (D22/30G) and rrs1-124 (L61P) strains, respectively. The fission yeast mutants exhibited severe defects in growth and 60S ribosomal subunit biogenesis at high temperatures. In addition, expression of the Rrs1 protein of fission yeast suppressed the growth defects of the budding yeast rrs1 mutants at high temperatures. Yeast two-hybrid analyses revealed that the interactions of Rrs1 with the Rfp2 and Ebp2 proteins were conserved in budding and fission yeasts. These results suggest that the essential function of Rrs1 in ribosome biogenesis may be conserved in budding and fission yeasts.

Rrs1タンパク質は、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)では、60Sリボソームサブユニットの生合成において重要な役割を果たしている。この論文では、Rrs1の分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)相同物が、リボソーム生合成における機能を果たしているかどうかを調査した。このために、我々は以前に出芽酵母で特徴づけられていた菌株(rrs1-84(D22/30G)およびrrs1-124(L61P))に相当するアミノ酸置換を持つ2つの温度感受性株rrs1-D14/22Gおよびrrs1-L51Pを構築した。分裂酵母変異体は、高温で生育と60Sリボソームサブユニットの生合成に深刻な異常を示した。また、出芽酵母rrs1変異体の高温での生育異常は、分裂酵母のRrs1タンパク質の発現によって抑制された。酵母ツーハイブリッド解析によって、Rrs1とRfp2及びEbp2タンパク質の相互作用が、出芽酵母及び分裂酵母において保存されていることが明らかとなった。これらの結果は、リボソーム生合成におけるRrs1の本質的な機能は出芽酵母及び分裂酵母において保存されていることを示唆している。

掲載雑誌
Yeast, 32(9), 607-614 (2015)

3 Isolation of a spontaneous cerulenin-resistant sake yeast with both high ethyl caproate-producing ability and normal checkpoint integrity カプロン酸エチル高生産性と正常なチェックポイント完全性の両方を有する自発的セルレニン耐性清酒酵母の単離

著者
Hiroyasu Tamura, Hiroki Okada, Kazunori Kume, Takayuki Koyano, Tetsuya Goshima, Ryo Nakamura, Takeshi Akao, Hitoshi Shimoi, Masaki Mizunuma, Yoshikazu Ohya, Dai Hirata
田村博康、岡田啓希、久米一規、古家野孝之、五島徹也、中村涼、赤尾健、下飯仁、水沼正樹、大矢禎一、平田大
要約

In the brewing of high-quality sake such as Daiginjo-shu, the cerulenin-resistant sake yeast strains with high producing ability to the flavor component ethyl caproate have been used widely. Genetic stability of sake yeast would be important for the maintenance of both fermentation properties of yeast and quality of sake. In eukaryotes, checkpoint mechanisms ensure genetic stability. However, the integrity of these mechanisms in sake yeast has not been examined yet. Here, we investigated the checkpoint integrity of sake yeasts, and the results suggested that a currently used cerulenin-resistant sake yeast had a defect in spindle assembly checkpoint (SAC). We also isolated a spontaneous cerulenin-resistant sake yeast FAS2-G1250S mutant, G9CR, which showed both high ethyl caproate-producing ability and integrity/intactness of the checkpoint mechanisms. Further, morphological phenotypic robustness analysis by use of CalMorph supported the genetic stability of G9CR. Finally, we confirmed the high quality of sake from G9CR in an industrial sake brewing setting.

大吟醸酒のような高品質の清酒の醸造において、香気成分であるカプロン酸エチルを高生成する能力をもったセルレニン耐性の清酒酵母菌株が広く用いられている。清酒酵母の遺伝的安定性は酵母の発酵特性の維持と清酒の品質にとって重要である。真核生物では、チェックポイント機構が遺伝的安定性を確実なものとしている。しかし、清酒酵母におけるこれらの機構の完全性については未だ調べられていない。本研究で、著者らが清酒酵母のチェックポイント完全性について検討したところ、現在使われているセルレニン耐性清酒酵母がすスピンドルアセンブリチェックポイント(SAC)に欠損を有することを示唆する結果が得られた。また著者らは、セルレニン耐性変異FAS2-G1250Sを自発的に獲得した清酒酵母変異体G9CRを単離した。この菌株は,高いカプロン酸エチル生成能と完全で欠損のないチェックポイント機能を併せ持っていた。更に、CalMolphを用いた細胞形態表現型のロバストネス解析はG9CRの遺伝的安定性を支持するものであった。最後に、著者らは、G9CRを用いた産業レベルの清酒醸造で高品質な酒を製造できることを確認した。

掲載雑誌
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 79, 1191-1199 (2015)

4 Isolation and screening of biopolymer-degrading microorganisms from northern Thailand タイ北部からバイオポリマー分解微生物の単離とスクリーニング

著者
Watsana Penkhrue, Chartchai Khanongnuch, Kazuo Masaki, Wasu Pathom-aree, Winita Punyodom, Saisamorn Lumyong
ワサナ ペンクルア、チャーチャイ カノーンヌット、正木和夫、ワス パトゥムアリー、ウィニター プンヨドム、サイサモン ラムヨング
要約

Forty agricultural soils were collected from Chiang Mai and Lampang provinces in northern Thailand. Bacteria, actinomycetes and fungi were isolated and screened for their ability to degrade polylactic acid (PLA), polycaprolactone (PCL) and poly(butylene succinate) (PBS) by the agar diffusion method. Sixty-seven actinomycetes, seven bacteria and five fungal isolates were obtained. The majority of actinomycetes were Streptomyces based on morphological characteristic, chemotaxonomy and 16S rRNA gene data. Seventy-nine microorganisms were isolated from 40 soil samples. Twenty-six isolates showed PLA-degradation (32.9 %), 44 isolates showed PBS-degradation (55.7 %) and 58 isolates showed PCL-degradation (73.4 %). Interestingly, 16 isolates (20.2 %) could degrade all three types of bioplastics used in this study. The Amycolatopsis sp. strain SCM_MK2-4 showed the highest enzyme activity for both PLA and PCL, 0.046 and 0.023 U/mL, respectively. Moreover, this strain produced protease, esterase and lipase on agar plates. Approximately, 36.7 % of the PLA film was degraded by Amycolatopsis sp. SCM_MK2-4 after 7 days of cultivation at 30 °C in culture broth.

タイ北部のチェンマイとランパンから40の農地の土壌を集め、その中からポリ乳酸(PLA)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリブチレンサクシネート(PBS)を分解する放線菌や真菌が寒天培地にて単離、選別された。その結果、放線菌67株、バクテリア7株、真菌5株が得られた。形態的な性質、化学分類、16S rRNA配列解析により、放線菌の大部分は、Streptomyces属であった。79株のうち、26株(32.9%)がPLAを分解し、44株(55.7%)がPBSを分解し、58株(73.4%)がPCLを分解した。興味深いことに、16株はこれら3種類のバイオプラスチックを全て分解できた。Amycolatopsis sp. strain SCM_MK2-4がPLAとPCLに対して一番高い活性を示し、それぞれの活性値は、0.046 U/mLと0.023 U/mLであった。さらに、この株は、プロテアーゼ、エステラーゼ、リパーゼを寒天プレート上で生産した。30℃、7日間のAmycolatopsis sp. strain SCM_MK2-4の培養液中で36.7%のPLAフィルムが分解した。

掲載雑誌
World Journal of Microbiology and Biotechnology, 31, 1431-1442 (2015)

5 エタノールを使用した清酒のアミノ酸度分析方法の検討 A study on methods for analyzing amino acid levels in sake using ethanol

著者
藤田晃子、塚本香、橋本知子、遠藤路子、松丸克己、藤井力
Akiko FUJITA, Kaori TSUKAMOTO, Tomoko HASHIMOTO, Michiko ENDO, Katsumi MATSUMARU, Tsutomu FUJII
要約

清酒等のアミノ酸度の分析については、医薬用外劇物のホルマリン(ホルムアルデヒド水溶液)を使用する方法が国税庁所定分析法(所定法)に採用されている。中和したアミノ酸をホルムアルデヒドと反応させて酸とし、アルカリ溶液で滴定する。近年、ホルムアルデヒドはドラフトのような局所排気装置がなければ使用できなくなった。そこで、ホルマリンを使用しない分析法の検討を行った。所定法におけるホルマリンをエタノールに替えて使用したところ、滴定値は所定法のアミノ酸度との相関が高かった。この方法は、従来の所定法と同様の器具を使用し、同様の操作で分析できることから、製造現場で活用されることが期待される。

For the analysis of total amino acid levels in sake, a method using deleterious formalin, namely formaldehyde aqueous solution, has been adopted in the National Tax Agency: the prescribed analysis method (NTA method). After neutral amino acids react with formaldehyde, they become acidic, then to be titrated using the alkaline solution. In recent years in Japan, formaldehyde cannot be used without local exhaust ventilation systems, such as fume hoods. Therefore, we have studied the method without formalin. When we used ethanol instead of formalin in the NTA method, the titration values showed a high correlation with the amino acid level as determined by the NTA method. Because the ethanol additional method uses almost the same instruments and operations as the NTA method, it can be expected to be utilized in sake industries.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 110, 591-598 (2015)

6 平成25酒造年度全国新酒鑑評会出品酒の分析について Analysis of Sake Components Presented to Sake Contest in 2014

著者
藤井力、磯谷敦子、伊豆英恵、神田涼子、木崎康造
Tsutomu FUJII, Atsuko ISOGAI, Hanae IZU, Ryoko KANDA and Yasuzo KIZAKI
要約

平成25酒造年度全国新酒鑑評会(第102回鑑評会)は、当該年度生産清酒を全国的に調査研究することにより、製造技術と酒質の現状及び動向を明らかにし、もって清酒の品質及び酒造技術の向上に資するとともに、国民の清酒に対する認識を高めることを目的として、日本酒造組合中央会との共催により実施した。

審査は、酒類総合研究所広島事務所において、平成26年4月22日(火)から24日(木)の3日間に予審を行い、5月8日(木)及び9日(金)に決審を行った。また、5月28日(水)に東広島運動公園体育館で製造技術研究会を、6月21日(土)に東京池袋のサンシャインシティ・文化会館展示ホールで公開きき酒会を開催した。

出品は845点であった。審査の結果、優秀と認められた442点を入賞酒とし、さらに、決審において特に優秀と認められた233点に金賞を授与した。また、出品酒を公開する製造技術研究会及び公開きき酒会には、全国からそれぞれ、1,389人及び3,247人が来場した。

出品酒については、審査に加え酒質の現状及び動向を調査研究するため、出品者の記載による「全国新酒鑑評会出品酒調査表」(以下、「調査表」という。)の内容を集計するとともに、成分分析(平成25酒造年度から開始した「カビ臭」と「老ねやすさ」の受託分析を含む)を行った。

掲載雑誌
酒類総合研究所報告, 187, 1-16 (2015)

7 第37回本格焼酎鑑評会について Analysis of Honkaku Shochu Presented to the 37th Contest in 2014

著者
山田修、向井伸彦、水谷治、西堀奈穂子、小野玄記、坂本和俊、清水秀明、木崎康造、家村芳次
Osamu YAMADA, Nobuhiko MUKAI, Osamu MIZUTANI, Nahoko NISHIBORI, Genki ONO, Kazutoshi SAKAMOTO, Hideaki SHIMIZU, Yasuzo KIZAKI and Yoshitsugu IEMURA
要約

単式蒸留しょうちゅうの品質を全国的に調査研究することにより、製造技術と酒質の現状及び動向を把握するとともに製造業者の参考とするため、第37回本格焼酎鑑評会を日本酒造組合中央会と共催で開催した。出品資格は、単式蒸留しょうちゅう製造免許を有する製造者で、日本酒造組合中央会の組合員とした。官能審査は平成26年6月 9日(月)及び6月10日(火)に行い、製造技術研究会は6月27日(金)に出品関係者の製造技術や品質の向上に資することを目的として当所で開催した。なお、本年度から新たな取り組みとして、輸出促進等に資する品質確保のために、分析を希望する出品者に対して有料でメタノールの受託分析を実施した。

掲載雑誌
酒類総合研究所報告, 187, 17-26 (2015)

2015/10/7 掲載

1. 第1四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Preliminary detection method for added rice- and sugarcane-derived brewer's alcohol in bulk samples of sake by measurement of hydrogen, oxygen, and carbon isotopes 水素、酸素、炭素安定同位体比分析による清酒中の米由来又はサトウキビ由来醸造アルコールの予備的検出方法

著者
Tomokazu Hashiguchi, Fumikazu Akamatsu, Hanae Izu, Tsutomu Fujii
橋口知一、赤松史一、伊豆英恵、藤井力
要約

The δD and δ18O of sake without ethanol extraction as well as the δ13C of ethanol were determined in order to detect rice-derived brewer's alcohol. Brewing tests demonstrated that the δD decreases upon addition of brewer's alcohol (both rice- and sugarcane-derived), while the δ18O has little response to either.

米由来の醸造アルコールの検出を目的としてエタノールの炭素安定同位体比、エタノールを抽出することなく清酒バルク試料の水素・酸素安定同位体比を分析した。仕込試験において、酸素安定同位体比は醸造アルコールの添加による変化はなかったが、水素安定同位体比は醸造アルコールの添加により減少した。

掲載雑誌
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 79, 1018-1020 (2015)

2 Comparison of the neurotoxicities between volatile organic compounds and fragrant organic compounds on human neuroblastoma SK-N-SH cells and primary cultured rat neurons 揮発性有機化合物と芳香性有機化合物のヒト神経芽細胞腫由来株SK-N-SH細胞とラット初代培養神経細胞に与える神経毒性の比較

著者
Yasue YAMADA, Kohei OHTANI, Akinori IMAJO, Hanae IZU, Hitomi NAKAMURA, Kohei SHIRAISHI
山田康枝、大谷航平、今城明典、伊豆英恵、中村一美、白石浩平
要約

These are many volatile organic compounds (VOCs) that are synthesized, produced from petroleum or derived from natural compounds, mostly plants. Fragrant and volatile organic compounds from plants have been used as food additives, medicines and aromatherapy. Several clinical and pathological studies have shown that chronic abuse of VOCs, mainly toluene, causes several neuropsychiatric disorders. Little is known about the mechanisms of neurotoxicity of the solvents. n-Octanal, nonanal, and 2-ethyl-1-hexanol, which area used catalyzers or intermediates of chemical reactions, are released into the environment. Essential oils have the functions of self-defense, sterilization, and antibiosis in plants. When volatile organic compounds enter the body, there is the possibility that they will pass through the blood-brain barrier (BBB) and affect the central nervous system (CNS). However, the direct effects of volatile organic compounds on neural function and their toxicities are still unclear. We compared the toxicities of n-octanal, nonanal and 2-ethyl-1-hexanol with those of five naturally derived fragrant organic compounds (FOCs), linalool, cis-3-hexen-1-ol, isoamyl alcohol, n-propyl alcohol and n-phenethyl alcohol. MTT assay of human neuroblastoma SK-N-SH cells showed that the IC50 values of linalool, cis-3-hexen-1-ol, isoamyl alcohol, n-propyl alcohol and phenethyl alcohol were 1.33, 2.3, >5, >5,and 2.39 mM, respectively, and the IC50 values of toluene, n-octanal, nonanal and 2-ethyl-1-hexanol were 850, 37.2, 8.31 and 15.1 μM, respectively. FOCs showed lower toxicities than those of VOCs. These results indicate that FOCs are safer than other compounds.

合成、石油、天然化合物(大部分は植物)から多くの揮発性有機化合物(VOCs)が得られる。植物から得られる芳香性、揮発性有機化合物は食品添加物、医薬品、アロマセラピーに用いられる。VOCs(主にトルエン)の慢性的濫用が神経精神病学的障害を引き起こすことを、臨床、病理学的研究が明らかにしている。溶媒の神経毒性の機序については、ほとんど知られていない。化学反応の触媒や中間体として用いられるn-オクタナール、ノナナール、2-エチル-1-ヘキサノールは環境中に放出されている。植物において、エッセンシャル・オイルは自衛、殺菌、抗生作用の機能がある。揮発性有機化合物が体に入るとき、血液脳関門(BBB)を通過し、中枢神経系(CNS)に影響を与える可能性がある。しかし、揮発性有機化合物の神経機能と毒性に対する直接的影響はまだ不明である。我々はn-オクタナール、ノナナール、2-エチル-1-ヘキサノールと5つの天然由来芳香性有機化合物(FOCs)、リナロール、シス-3-ヘキセン-1-オール、イソアミルアルコール、n-プロピルアルコール、n-フェネチルアルコールの毒性を比較した。ヒト神経芽細胞腫由来株SK-N-SH細胞のMTTアッセイにおいて、リナロール、シス-3-ヘキセン-1-オール、イソアミルアルコール、n-プロピルアルコール、n-フェネチルアルコールのIC50はそれぞれ1.33、2.3、>5、>5、2.39 mMであった。トルエン、n-オクタナール、ノナナール、2-エチル-1-ヘキサノールのIC50はそれぞれ850、37.2、8.31、15.1 μMであった。FOCsはVOCsより低い毒性を示した。これらの結果はFOCsが他の化合物に比べ、より安全であることを示す。

掲載雑誌
Toxicology Reports, 2, 729-736 (2015)

3 Mitogen-activated protein kinases MpkA and MpkB independently affect micafungin sensitivity in Aspergillus nidulans. Aspergillus nidulans において、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ MpkA 及び MpkB は独立してミカファンギンの感受性に影響を及ぼす。

著者
Yoshimi Akira, Fujioka Tomonori, Mizutani Osamu, Marui Junichiro, Hagiwara Daisuke, Abe Keietsu
吉見啓、藤岡智則、水谷治、丸井淳一朗、萩原大祐、阿部敬悦
要約

The transcriptional regulation of the MAPK mpkA and cell wall-related genes in Aspergillus nidulans differs from that of their counterparts in Saccharomyces cerevisiae. The A. nidulans MAPK MpkB is putatively orthologous to the yeast MAPKs Kss1p and Fus3p. To investigate MpkB and its contribution to cell wall integrity in A. nidulans, we constructed mpkB-disruptant (mpkB△) strains. We previously showed that mpkA△ strains exhibited reduced colony growth and increased sensitivity to the β-1,3-glucan synthase inhibitor micafungin. Like mpkA△ strains, mpkB△ strains exhibited slight growth retardation and increased sensitivity to micafungin. Although MpkB-dependent signaling modulated the transcription of some cell wall-related genes, the sugar composition of cell wall fractions was similar among wild-type, mpkA△, and mpkB△ strains. To elucidate the relationship between MpkA and MpkB pathways, we compared conditional mutants of mpkB with those with mpkA deletion. Sensitivity testing suggested that MpkA and MpkB additively contribute to micafungin activity in A. nidulans.

Aspergillus nidulans における MAP キナーゼ MpkA と細胞壁関連遺伝子の転写調節は、Saccharomyces cerevisiae の対応遺伝子達と異なっている。A. nidulans MAP キナーゼ MpkB は、酵母 Kss1p と Fus3p の予想オルソログである。A. nidulans における MpkB と細胞壁統合性経路に対する寄与を調べるために、我々は mpkB 破壊株を造成しました。我々は、以前、mpkA 破壊株がコロニーの生育減少や β-1,3-グルカン合成酵素阻害剤であるミカファンギンに対する感受性が増加することを示してきた。mpkA 破壊株のように、mpkB 破壊株も僅かな生育減少とミカファンギンに対する感受性の増加が見られた。MpkB 依存シグナルがいくつかの細胞壁関連遺伝子の転写を調整していたが、細胞壁画分の構成糖は、野生株、mpkA 破壊株、mpkB 破壊株間で類似していた。MpkA 及び MpkB 経路間の関係性を会意銘するために、我々は mpkA 破壊株における mpkB 条件的変異株と mpkB 破壊株や mpkA 破壊株等を比較しました。感受性試験の結果は、MpkA と MpkB は A. nidulans において、ミカファンギン阻害活性に対して、相加的に関与することを示唆しました。

掲載雑誌
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 79, 836-844 (2015)

4 ラム酒の揮発成分組成による分類及び黒糖焼酎との比較 Classification of rums by volatile composition and comparison with kokuto shochu.

著者
福田央、韓錦順
Hisashi FUKUDA and Jinshun HAN
要約

ラム酒の低沸点香気成分及び中高沸点香気成分84成分を分析・比較し、アグリコールラムとインダストリアルラムでは7成分(イソアミルアルコール、リノール酸エチル、1-ヘキサノール、酢酸β-フェネチル、シトロネロール、チオ酢酸メチル及び2,5-ジメチルピラジン)に有意差が認められた。これら7成分を用いたインダストリアルラム及びアグリコールラムの判別分析では50点の内48点が正しく判別され、更に、判別精度を検証したところ94%の精度であった。ホワイトラムとゴールドラムでは11成分に有意差が認められた。ホワイトラムとゴールドラムの判別分析では14成分(酢酸エチル、カプロン酸エチル、シトロネロール、ゲラニオール、ノナナール、カプリン酸プロピル、カプリン酸イソアミル、エナント酸エチル、ベンズアルデヒド、バニリン、DMDS、吉草酸エチル、ジアセチル、2-エチル-5(6)-メチルピラジン)を用いることで52点の内50点が正しく判別され、更に、判別精度を検証したところ88%であった。ラム酒と黒糖焼酎では38成分に有意差が認められた。β-フェネチルアルコール、カプリン酸イソアミル及びクロトン酸エチルの3成分を用いた判別分析では全試料が正しく判別され、更に、判別精度を検証したところ100%であった。

To classify the compounds of different rums, we analyzed 78 volatile compounds by head space solid phase micro extraction(SPME), and 6 volatile compounds by direct head space analysis. There was a significant difference in 7 volatile compounds (iosoamylalcohol, ethyl linoleate, 1-hexanol, β-phenethyl acetate, citronellol, S-methylthioacetate and 2,5-dimethylpyrazine) between agricol rum and industrial rum. In a stepwise discriminant analysis procedure, 48 of 50 samples were rightly classified. Estimating the accuracy of the discriminant analysis by cross validation, the ratios of appropriate classification were 94%.In the case of white rum and gold rum, there was a significant difference in 11 volatile compounds. Fifty of 52 samples were rightly classified by 14 volatile compounds (ethyl acetate, ethyl caproate, citronellol, geraniol, nonanal, propyl caprate, isoamyl caprate, ethyl enanthate, benzaldehyde, vanillin, DMDS, ethyl valerate, diacetyl and 2-ethyl-5(6)-methylpyrazine). Estimating the accuracy of the discriminant analysis, the ratios of appropriate classification were 88%.

In rum and kokuto shochu, there was a significant difference in 38 volatile compounds (β-phenethyl alcohol, isoamyl caprate, ethyl crotonate and the other 35 volatile compounds). All of samples were rightly classified byβ-phenethyl alcohol, isoamyl caprate and ethyl crotonate. Estimating their accuracy, all of the rums and kokuto shochu were appropriately classified into two groups.

掲載雑誌
日本醸造学会誌, 110, 261-275 (2015)

5 ヘッドスペース固相マイクロ抽出とガスクロマトグラフ質量分析計による単式蒸留焼酎中の2,4,6-トリクロロアニソール(TCA)の分析と汚染状況 Determination of 2,4,6-Trichloroanisole (TCA) in shochu by combination with headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), and the investigation of TCA contamination in shochu

著者
向井伸彦、韓錦順、山田修、家藤治幸
Nobuhiko MUKAI, Jinshun HAN, Osamu YMADA, Haruyuki IEFUJI
要約

清酒、ワイン及びビールといったアルコール飲料において、カビ臭の主要な原因物質として2,4,6-トリクロロアニソール(TCA)が知られている。単式蒸留焼酎においてもオフフレーバーの1つとしてカビ臭が知られているが、TCAの分析報告例はなかった。そこで我々は、ファイバーの種類や抽出条件を最適化し、検出限界3ng/l、定量限界9ng/lの精度で、ヘッドスペース固相マイクロ抽出(HS-SPME)とガスクロマトグラフ質量分析計(GC-MS)を組み合わせて焼酎中のTCAを分析した。次に、本格焼酎鑑評会出品酒を試料として、単式蒸留焼酎中のTCA汚染を調査した。2008年の鑑評会出品酒354点中9点が定量限界以上含有しており、2009年の鑑評会出品酒は325点中9点が定量限界以上含有していた。TCAを高含有したいくつかの出品酒は、審査員のカビ臭の指摘人数が多かったが、一方でTCAを高含有しているにも関わらず、いくつかの出品酒は審査員のカビ臭の指摘人数は少なかった。以上のことから、単式蒸留焼酎のカビ臭はTCA汚染が原因であると考えられるが、TCAのフレーバーは他のフレーバーによってマスクされる可能性のあることが示唆された。

Among various alcoholic beverages such as wine, beer, and sake, 2,4,6-trichloroanisole (TCA) is known as a main contaminator which causes a musty/muddy off-flavor. In shochu, this musty/muddy smell is also known as one of off-flavors, but there have been no analytical reports of TCA in shochu. In this study, we determined TCA in shochu by combination with headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), with a precision limit of detection of 3 ng/l and a quantitation limit of 9 ng/l, as a result of optimizing the selection of fibers and the extraction condition. Next, contaminated TCA in shochu was investigated in shochu which were exhibited at a traditional shochu contest. In 354 samples exhibited to the contest in 2008, 9 samples contained TCA at more than the quantitation limit. Also, in 325 samples exhibited at the contest in 2009, 9 samples also contained TCA at more than the quantitation limit. Among the samples which contained high TCA, some samples were evaluated as having the musty/muddy off-flavor by many contest judges, but other samples were indicated as having the musty/muddy off-flavor by few judges in spite of the high content of TCA in the samples. These results suggest that the musty/muddy off-flavor is also caused by the contamination of TCA in shochu, but the flavor of TCA might be masked by other flavors.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 110, 453-458(2015)

6 清酒製造における無機元素の原料米から清酒への移行 Transfer of inorganic element from rice to Japanese sake

著者
奥田将生、上用みどり、福田央、後藤奈美
Masaki Okuda, Midori Joyo, Hisashi Fukuda and Nami Goto-Yamamoto
要約

本研究では清酒醸造における無機元素の原料米から清酒への移行について研究した。清酒の無機元素濃度をICP-AES及びICP-MSにより一斉分析した。その結果、これまで報告のなかったLi、B、Al、Ti、Cr、Co、Ni、Ga、Ge、As、Se、Rb、Mo及びPbを含む30元素を清酒より検出した。仕込み水と白米の元素濃度を比較したところ、ほとんどの元素において仕込み水より白米の濃度が高かったが、Li、Ca、Si、Ba、Na及びSrに関しては白米に比べ仕込み水の濃度が高かった。各元素の白米から製成酒及び酒粕への移行割合に関して、Na、Ca、Cs、Li、Mn、B、Si及びGaが酒粕より製成酒への移行割合が高かったのに対し、K、Rb、Mg、Sr、Ba、P、N、S、Mo、Cu、Zn、Cd、Ge、Se、As、Ti及びVは製成酒より酒粕への移行割合が高かった。

The transfer of inorganic elements from rice to sake was investigated in this study. The elemental concentration of sake was determined by using ICP-AES and ICP-MS methods. The concentrations of 30 elements including Li, B, Al, Ti, Cr, Co, Ni, Ga, Ge, As, Se, Rb, Mo and Pb, which have not been reported in the previous study, were detected in the sake. Although the concentrations of most elements were higher in polished rice grain than those in water for sake mashing, the concentrations of Li,Ca,Si,Ba,Na and Sr in water for sake mashing were relatively high compared with those in polished rice grains. The transfer ratios of Na, Ca, Cs, Li, Mn, B, Si and Ga from polished rice to sake were higher than those to sake cake, and the transfer ratios of K, Rb, Mg, Sr, Ba, P, N, S, Mo, Cu, Zn, Cd, Ge, Se, As, Ti and V from polished rice to sake cake were higher than those to sake.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 110,357-367(2015)

7 清酒製造工程における無機成分の消長 Changes in mineral concentrations during sake making

著者
奥田将生、上用みどり、福田央
Masaki Okuda, Midori Joyo and Hisashi Fukuda
要約

ICP-AES、ICP-MS、デュマ法を用いて、清酒製造工程における無機成分の消長を解析した。総米100kgの清酒製造試験を行った。もろみ中の無機成分の消長を解析したところ、元素によってその消長パターンは大きく異なった。無機成分に関して洗米・浸漬工程の影響、麹酵素消化による蒸米からの溶出性、酵母による吸収特性を調べた。これらの工程が原料米から清酒及び酒粕への無機成分の移行の程度に影響することが明らかとなった。

The behaviors of elemental concentrations during sake making were examined by using ICP-AES, ICP-MS and Duma methods. The sakes were brewed using 100kg of polished rice grains. The patterns of elemental concentrations in sake during mash differed among elements. The effects of washing and steeping rice, digestion of steamed rice by koji enzyme and absorption of sake yeast on the element concentrations were also examined. These steps during sake making affected the transfer ratio of elements from rice grains to sake and the sake cake.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 110,431-443(2015)

8 Awa1p on the cell surface of sake yeast inhibits biofilm formation and the co-aggregation between sake yeasts and Lactobacillus plantarum ML11-11 清酒酵母細胞表層のAwa1pは、清酒酵母とLactobacillus plantarum ML11-11との間のバイオフィルム形成と共凝集を阻害する

著者
Satoru Hirayama, Masashi Shimizu, Noriko Tsuchiya, Soichi Furukawa, Daisuke Watanabe,Hitoshi Shimoi, Hiroshi Takagi, Hirokazu Ogihara, and Yasushi Morinaga
平山悟、土屋典子、清水正史、古川壮一、渡辺大輔、下飯仁、高木博史、荻原博和、森永康
要約

We examined mixed-species biofilm formation between Lactobacillus plantarum ML11-11 and both foaming and non-foaming mutant strains of Saccharomyces cerevisiae sake yeasts. Wild-type strains showed significantly lower levels of biofilm formation compared with the non-foaming mutants. Awa1p, a protein involved in foam formation during sake brewing, is a glycosylphosphatidylinositol (GPI)-anchored protein and is associated with the cell wall of sake yeasts. The AWA1 gene of the non-foaming mutant strain Kyokai no. 701 (K701) has lost the C-terminal sequence that includes the GPI anchor signal. Mixed-species biofilm formation and co-aggregation of wild-type strain Kyokai no. 7 (K7) were significantly lower than K701 UT-1 (K701 ura3/ura3 trp1/trp1), while the levels of strain K701 UT-1 carrying the AWA1 on a plasmid were comparable to those of K7. The levels of biofilm formation and co-aggregation of the strain K701 UT-1 harboring AWA1 with a deleted GPI anchor signal were similar to those of K701 UT-1. These results clearly demonstrate that Awa1p present on the surface of sake yeast strain K7 inhibits adhesion between yeast cells and L. plantarum ML11-11, consequently impeding mixed-species biofilm formation.

著者らは、Lactobacillus plantarum ML11-11と清酒酵母Saccharomyces cerevisiaeのとの混合種バイオフィルムの形成について検討した。清酒酵母には野生株(高泡形成株)と泡なし変異体の両方を用いた。野生株では、泡なし変異株と比較してバイオフィルムの形成レベルが有意に低かった。清酒醸造過程での高泡形成に関与するAwa1pは、清酒酵母の細胞壁に存在するGPI-アンカー型タンパク質である。泡なし変異株であるきょうかい701号株(K701)のAWA1遺伝子は、GPIアンカーシグナルを含むC-末端側の配列を失っていた。混合種バイオフィルム形成及び野生型清酒酵母菌株であるきょうかい7号株(K7)との共凝集はK701のUT1株(K701 ura3/ura3 trp1/trp1)よりも有意に低かったが、一方でK701 UT1にAWA1を含むプラスミドを導入した場合、混合種バイオフィルム形成と共凝集のレベルはK7と同程度であった。K701 UT1にGPIアンカーシグナルを削除したAWA1を導入したときは、バイオフィルム形成と共凝集のレベルはK701 UT1と同程度であった。これらの結果は、清酒酵母K7の細胞表層に存在するAwa1pが酵母細胞とL. plantarum ML11-11との間の接着を阻害し、混合種バイオフィルムの形成を妨げていることを明確に証明するものである。

掲載雑誌
Journal of Bioscience and Bioengineering, 119, 532-537(2015)

2015/7/6 掲載