Departmental Bulletin Paper 〈Original Papers〉梅加工工場排水処理施設の廃液からの新規ハロモナス菌の分離と性状解析

辻, 彩花  ,  木地, 翼  ,  半田, 瞳  ,  東, 慶直

Description
[要旨] 梅干しは日本の伝統的な食品であり、医学的に有益な物質を多数含んでいる。しかし、伝統的な製法で作られた梅干しは酸っぱさと塩辛さが原因で忌避されるようになり、50年くらい前に登場した調味梅干しが梅干し市場で伝統的な梅干しに取って代わっている。この調味梅干しは、伝統的な梅干しを調味液につけることで塩濃度を下げ風味を加えた食べやすくした梅干しである。和歌山県は梅の一大産地で、全国の梅の生産量の65%を占めており、そのうちの70%が梅干しに加工され、多くが調味梅干しとして追加工される。梅干しの調味工程で発生する使用済み梅調味液は和歌山県内で年間18,000m3廃棄されるが、20%の糖や10%の食塩を含む使用済み梅調味液の処理には年間数億円のコストが発生していると推計される。本研究では使用済み梅調味液の再利用による最終的な処理コストの削減を目標として、梅調味廃液からピルビン酸や3-ヒドロキシ酪酸(3HB)、ポリヒドロキシ酪酸(PHB)などの有用物質を産生する好塩性ハロモナス菌の獲得を試みた。まず、梅調味廃液やその処理施設の廃液の沈殿から菌液を調製し、栄養が豊富な培地や無機塩類の培地、植物培養用培地などの培地を用いて菌を培養した。分離培養された65菌株のうち高塩濃度・高pHの培地で増殖した8菌株について16SrRNA遺伝子のDNA配列解析と分子系統解析を行った結果、それら8菌株がハロモナス(Halomonas)属に分類されること、そして多様なクレードに属する新規なハロモナス菌であることが分かった。さらに、好気条件下でこれら8菌株のうちA014とA024がピルビン酸を産生し、A020とA031、A064はPHBを高蓄積することが明らかになった。また、PHBを高蓄積していた3菌株に加え、A003とA063の5菌株は微好気培養によって3HBを産生した。これらの新規ハロモナス菌は梅調味廃液からの有用物質生産などホワイトバイオテクノロジーに有用であることが示された。 [Abstract] Umeboshi is a traditional, medically beneficial and extremely salty and sour pickled Japanese food made from fully ripened fruits of Japanese Ume tree (Prunus mume) without any fermentation processes. Recently the traditional umeboshi is less popular because of its saltiness and sourness. Instead, seasoned umeboshi was developed about 50 years ago and it has been replacing over the traditional one in the markets. A variety of seasoned umeboshi are made of the traditional umeboshi by re-pickling processes in different kinds of seasoning liquids. In Wakayama Prefecture, 65% of Japanese whole Ume are harvested and 70% of them are processed for the umeboshi. After the process for seasoning the umeboshi, 18,000 m3 of seasoning liquids are wasted a year in Wakayama Pref. Since it contains 20% saccharides, 10% salt, 3% citric acid, thus its pH is approximately 3, and amino acid-based seasonings, annual running costs for the disposal treatments are several hundred million yen and it is a big issue how to decrease the huge industrial waste and cost in Wakayama Pref. In this study, we have attempted to isolate halophilic Halomonas, which produces useful materials such as pyruvate, 3-hydroxybutyrate (3HB) and poly-3-hydroxybutyrate (PHB) from the wasted seasoning liquids. The precipitants were prepared from the waste liquids and spread on variety kinds of agar media, including a rich and middle pH medium for yeast and acetic acid bacteria, a high salt and high pH one for Spirulina, and a nutrient poor one for plant tissues. Out of 65 isolates, 8 isolates, which could grow on the high salt and high pH medium, were clarified as different and new strains of a genus Halomonas based on DNA sequences of whole 16S rRNA genes. Phylogenetic analysis using the DNA sequences illustrated that the 8 strains were allocated to different clades of Halomonas. Out of 8 isolates, A014 and A024 secreted pyruvate and A020, A031 and A064 highly accumulated PHB in the cells. Five isolates, A003, A063 and 3 of PHB highly accumulating isolates, secreted 3HB. Henceforth, we'll carry out the production tests of useful substances using the seasoning liquids of umeboshi, and continue to isolate more strains of Halomonas and other for industrial applications.
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