JPH01191684A - ウレアーゼの製造法 - Google Patents

ウレアーゼの製造法

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JPH01191684A
JPH01191684A JP63014705A JP1470588A JPH01191684A JP H01191684 A JPH01191684 A JP H01191684A JP 63014705 A JP63014705 A JP 63014705A JP 1470588 A JP1470588 A JP 1470588A JP H01191684 A JPH01191684 A JP H01191684A
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urea
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sake
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Hiromoto Kondo
近藤 洋大
Haruyuki Iefuji
治幸 家藤
Shunichi Sato
俊一 佐藤
Makoto Tadenuma
蓼沼 誠
Makoto Hayashi
誠 林
Masamichi Hara
原 昌道
Kiyoshi Yoshizawa
淑 吉澤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の目的) 本発明は、酒類又は酒類のもろみ中に含まれ、酒質の劣
化の原因となる尿素を分解するためのウレアーゼの製造
法に関するものである。
(従来の技術及び問題点) 酒類及び発酵食品は、発酵に関与する酵母及び糸状菌の
代謝生産物として尿素が含まれている。
例えば、清酒中には数ppmから50ppm程度の尿素
が含まれている。尿素が多くなるような発酵条件で製造
した清酒は苦味や(4)味が多く、貯蔵熟成中に着色し
やすく、老香(ひねか)も発生しやすい。
また、酒類中から発がン性物質とされているカルバミン
酸エチルが検出されている(J、Agric。
Food  Chem、、24.323(1976))
。カルバミン酸エチルの生r&系路の一つとして、酒類
中の尿素とエタノールから非酵素的に生成する系が考え
られている。
酒質の安定化のため、尿素を酒類から除去する手段とし
て発明者らの一人はウレアーゼ活性を有する酵素剤を酒
類に添加する方法を発明した(特許公告 昭56−20
830 )。通常、ウレアーゼの多くは中性〜微アルカ
リ性に反応至適pHをもち、酒類やもろみのような酸性
かつアルコール存在下ではほとんど活性を示さず、しか
も不安定であることが知られている(Eur、J、Bi
ochem、、 73゜185(1977)、The 
Enzymes 3rcl ed、4.1(1971)
)。
酸性領域に反応至適pHをもつウレアーゼとしてラクト
バチルス・ファーメンタム(Lactobacillu
sfermentum)の生成するウレアーゼが知られ
ている(八pp1.Environ、Microbio
l、、37,379(1979))。
しかし、本菌は嫌気性菌であり、培養効率は著しく悪く
、また、耐熱性であるため、清酒の火入れ後もその活性
が残存することが問題である。
(問題点を解決するための手段) そこで、本発明者らは、酒類に使用するに適するウレア
ーゼの特性として、下記の条件を設定し、それに適する
ウレアーゼを生産する微生物を広く自然界より検索した
。
本発明の目的とする微生物の条件 ■ 酸性領域のpitで活性を示すウレアーゼを生産す
る。
■・ 高濃度アルコール存在下で活性を示すウレアーゼ
を生産する。
■ 培養効率のよい好気性菌である。
■ 微生物の生産したウレアーゼは反応終了後速やかに
失活する性質を有する。
なお、前記■の条件は、尿路に感染した細菌のウレアー
ゼの作用で生じたアンモニアが尿道結石の原因の一つで
ある(家放楡研究No、 4 、3 (1985))と
いわれていることから、酒類に添加したウレアーゼ活性
は目的の反応が終了後、火入れ等により容易に失活する
ことが実用上望ましい。
以上の条件を満たす菌株として、シュードモナス属に属
する一菌株(U2838)が岡山類の土壌から分離され
た。本菌株を液体培養又は固体培養し、生産されたウレ
アーゼを必要に応じ精製して酒類中の尿素を分解除去す
るための醇素剤として利用することができる。本菌株は
徽工研菌寄第9793号(FERM  P−9793)
として工業技術院微生物工業技術研究所に寄託されてい
る。
本発明の菌株の菌学的性質の検討には微生物の分類と同
定下巻(長谷用武治編著、学会出版センター)、医学細
菌同定の手びき(Cowan and 5teel著、
坂崎利−訳、近代出版)及び新細菌培地学講座・上(坂
崎利−著、近代出版)に記載されている方法及び培地組
成を用いた。
A、形 態 (1)細胞の形:桿菌 (2)細胞の大きさ =0.5〜0.8 ミクロン×1
.5〜4.0 ミクロン (3)細胞の多形性の有無:なし く4)運動性:あり (5)鞭毛の着生状態:極鞭毛 (6)胞子の有無二なし く7)ダラム染色性:陰性 (8)抗酸性:なし B、各種培地における生育状態 (1)肉汁寒天平板培養: コロニーの生育状況は適度
、形状は円形、隆起は突円状、周縁は金縁、色状は淡褐
色。
(2)肉汁寒天斜面培養: 生育状態は適度、表面の状
態は円滑、色状は淡褐色、光沢は半透明、形状は糸状。
(3)肉汁液体培養: 混濁の程度は適度、液面の生育
は票状、沈殿を生じる。
(4)肉汁ゼラチン穿刺培養: 液化せず(5)  リ
ドマス・ミルク : リドマスを還元する。
C0生理学的性質 (1)硝酸塩の還元ニー (2)脱窒反応ニー (3)MRテスト ニー (4)〜“Pテスト ニー (5)  インドールの生成ニー (6)硫化水素の生成ニー (7)デンプンの加水分解ニー (8)  クエン酸の利用Koserの培地:十(9)
     tt     Christensenの培
地:+(10)硝酸塩の利用:+ (11)アンモニウム塩の利用:+ (12)色素の生成:水溶性蛍光色素生成あり(シュー
ドモナス P 寒天培地) (13)ウレアーゼ:+ (14)オキシダーゼ:十 (15)カタラーゼ:+ (16)生育できるpH範囲=5〜9 (17)生育限界最高温度:33℃ (18) 4℃における生育:+ (19)酸素に対する態度:好気性 (20)O−Fテスト 二才キシデイテイブ(21)糖
から酸及びガスの生成 糖    類       酸    〃ス■L−7ラ
ビノース   十   − ■D−キシロース    +   − ■D−グルコース    +   − ■D−マンノース    十   − ■D−7ラクトース   十   − ■D−f7ラクトース   十   −■麦芽糖   
     十   − ■シヨ糖        十   − ■乳糖         十   − [相] トレハロース     十   −■D−ソル
ビット    −   − @D−マンニット    十   − ■イノシフト       −− ■グリセリン      十   − ■デンプン        −− (22)カゼインの分解ニー 以上の菌学的性質に従い、本発明の菌株 U2838株
の分類学的地位をパージエイズ・マニュアル・オブ・デ
ターミネイテブバクテリオロジ−(Bergey’s 
Manual of Determinative B
acteriology)第8版に基づいて検索した結
果、この菌株は■グラム陰性桿菌、■極鞭毛を有し、運
動性がある、■好気性、■カタラーゼ及びオキシダーゼ
陽性、■グルコースを酸化的に分解することから、シュ
ードモナス (Pseuclomonas)属に含まれ
る細菌であると考えられる。
本菌株の培養は通常行われている通気攪拌培養、振どう
培養、静置培養などの液体培養法もしくは固体培養法を
用いて行うことができる。
培地組成としては、炭素源としてグルコース、シュクロ
ース、デンプンなど、窒素源としてペプトン、酵母エキ
ス、尿素、硫安など、無機塩としFe”、Co2+、M
n2+、Mo6+などの微量金属やパントテン酸、ビオ
チン、チアミン、ビタミン812などのビタミン、メチ
オニン、シスチン、トリプト77ン、アルギニン、ヒス
チジンなどのアミノ酸、EDTAなとのキレート剤を適
宜加えたものを用いるが、通常の培養にはブイヨンなど
の天然培地が簡便である。培地のpHは、5.5〜7.
8の開でウレアーゼの生産にほとんど影響しないが、や
や酸性側の方が望ましい。培養温度は生育できる範囲な
らとくに限定されないが、30℃付近か30℃よりもや
や低めの温度が望ましい。培養はいずれの培養法におい
ても5〜72時間行う。
このような方法で得られた培養物からウレアーゼを採取
するには、はじめに遠心分離法や口過法により培養物を
遠沈上澄と菌体に分画する。得られた菌体をガラスピー
ズ法、フレンチプレス法、堰音波処理法、浸透圧ショッ
ク法、リゾチーム処理、有機溶媒処理、自己溶解法など
を単独あるいは組合せて菌対破砕を行い、菌体残渣を除
去することにより粗酵素標品を得ることができる。
更に、必要に応じた濃縮標品や精製標品を得るためには
、限外口過、透析、塩析、溶媒沈殿、イオン交換クロマ
トグラフィー、ゲル口過クロマトグラフィー、吸着クロ
マトグラフィー、等電点沈殿など周知の精製方法を単独
あるいは組合せて達成することができる。このようにし
て精製された本菌株のウレアーゼの酵素学的性質は以下
のとおりである。
■ 熱安定性 0 、 I M コハク酸緩衝液(pH4,5)及び2
0%l/V)エタノール含有0 、1 M  コハク酸
緩衝液(pH4,5)中で30°C〜70’C115分
間処理し、各温度における残存活性を測定した。エタノ
ール無添加では40°Cまで安定であったが、エタノー
ル含有条件では温度が上昇するに従って急速に失活し、
45℃では完全に失活した。(図1)・■ 至適温度 0.1Mコハク酸緩衝液(pH4,3)及び20%(V
/V )エタノール含有0.1M コノ、り酸緩衝液(
pH4,3)中における至適温度はエタノール無添加で
は40℃付近、エタノール含有条件では25°C付近に
ある。(図2) ■ pH安定性 0.1Mコハク酸援衝液(pH3〜7 )及び20%(
V/V)エタノール含有0 、1 M コハク酸緩衝液
(pH3〜7 )中で8°C124時間処理後の残存活
性はエタノール無添加ではpHs付近、エタノール含有
条件ではpH6、5付近が最も安定である。
(図3) ■ 至適度pi O1IMコハク酸緩衝液における至適puは、エタ7−
ル無添20%エタノール含有の両条件下、pus付近で
ある。(図4) ■ エタノール耐性 0〜30%(V/lのエタノールを含有した0、1M 
コハク酸緩衝液(pt14,3)中での酵素活性は10
%付近まで安定であり、20%エタノール含有条件でも
エタノール無添加の場合の80%以上の活性を示す。
■ 尿素に対するKm値 20%エタノール含有0.1Mコハク酸緩衝液(pl+
4.3) 30℃におけるKm値は約13mMである。
■ 分子量 ゲル口過担体としてT S Kgel G3000S 
W X L(M W < 5X 105)φ7.8mX
30cmカラムを用い、0.05 M酢酸ナトリウム緩
衝液(pH5、6)−10%グリセロール−1mMED
TA−0,05%NaN3の組成の緩衝液を0 、2 
ml/minの流速で流す高速液体クロマトグラフィー
を行い、各種標準タンパク質との相対溶出保持時間から
分子量を算出した結果、本酵素の分子量は約370,0
00であった。
■ 基質特異性 20%エタノール含有o、iM コハク酸援衝液(pH
4,3)における基質特異性を調べた結果、30°C1
10分間の反応でアンモニアを生成した基質は尿素のみ
であった。(第1表) 表1 基質特異性 尿          素         1.20
ウ    し    タ    ン         
   0.00ヒドロキシウレア     0.00 L−グルタミン    0.00 L−アスパラギン     0,00 また、尿素を基質とした場合、2mM のアセトヒドロ
キサム酸の存在によりウレアーゼ活性は88%阻害され
た。この阻害の程度はナタ豆より得られているウレアー
ゼS(ベーリンガー・マンハイム 山之内)の阻害度(
87,9%)とほぼ同程度であった。
以上の酵素活性は特に断わらない限り、0.25111
1の40%エタ/−ル含有フハク酸援衝液(pH4,3
)、0.15m1の2%尿素液を混合した反応液に0.
10m1の酵素液を加え、30°Cで10分間インキュ
ベーションを行った後に、メソッズ・オブ・バイオケミ
カル・アナリシス(Methods of Bioch
emical八nalysis )へ17巻313頁(
1969年)に記載のベルトロー (Berthlot
 )反応により生じた青色を6・25nmの波長の吸光
度を測定し、同時に塩化アンモニウムを標準物質として
作成した検量線から酵素活性を算出した。酵素の活性単
位(ユニット )は尿素分解量μmol/分 として定
義した。
(発明の効果) 本発明の生菌体及びウレアーゼ標品を用いることにより
、清酒など醸造酒中の尿素がほとんど完全に分解される
ことが認められた。また、清酒などの醸造酒あるいはウ
ィスキーなどの蒸留酒用もろみ等に本ウレアーゼ標品を
添加しても同様な効果が認められた。
なお、生菌体及びウレアーゼ標品を常法により固定化し
たものを用いて清酒等を処理しても尿素の除去が可能で
ある。
次に、本発明の実施例を示す。
実施例1 本菌株を常法により殺菌したブイヨンに接種し、30℃
で24時間振とう培養した培養物から遠心分離して得た
菌体を蒸留水で3回洗浄したものに培養液に対し10倍
濃縮になるように懸濁した。
この懸濁液0,1ml を清酒(アルコール分18.9
%、日本酒度+8、酸度2.1、アミノ酸度1.4)1
0+Illに添加した。このときのウレアーゼ活性は0
.22  U/mlと算出された。15°Cで保存し、
経常的に清酒中の尿素濃度を尿素定量試薬キット(東洋
醸造社製)を用いて測定した結果、12日後尿素は不検
出となった。(図6) 実施例2 5釦1のブイヨンをL字管に入れ、120 ’Cにて1
0分間オートクレーブ殺菌したものに、本菌株を1白金
耳ずつ接種し、30℃で15時間振どう培養したものを
、100m1のブイヨンを500m1容坂口7ラスフに
入れ、120 ’Cにて10分間オートクレーブ殺菌し
たもの5本に1mlずつ接種し、30 ’Cで16時間
振どう培養した。培養物を8vO0Orpml 0分間
遠心して菌体を集め、300m1の蒸留水で洗浄後、遠
心により菌体を集め、40m1の50mM  リン酸ナ
トリウム緩衝液(pf17.0  )−0,1mMジチ
オスレイトール(D T T )−1mMEDTA  
に懸濁した菌体を7レンチ・プレスを用い20,000
psiの条件で破砕した。菌体破砕物を遠心し、その上
澄液を50mM  リン酸ナトリウム緩衝液(pH6,
0) −10%グリセロール−1mMEDTA(緩衝液
A)に対して透析した。
透析後の粗酵素溶液20m1を陽イオン文換カラム(T
S Kgel S P 5 PW、φ21+nmX 1
5cm )に吸着させ、3ml/ll1inの流速で高
速液体クロマトグラフィーを行った。粗酵素溶液を吸着
後緩衝液Aを30分間流し、その後、緩衝液Aに 0.
5MになるようにNaC1に関して直線勾配をつけて9
0分間溶出を行い、9mlずつ分取した。ウレアーゼ活
性は7ラクシヨンNo、27を中心に溶出した。部分精
製されたウレアーゼ活性は培養液の約6.8倍(3,9
U/II+l )に上昇し、回収は46%であった。
実施例3 実施例2で得た部分精製ウレアーゼを 0.05(J 
/ m Iになるように実施例1で用いた清酒に添加し
、15℃で保存し、清酒中の尿素濃度を経時的に測定し
た。また、ウレアーゼ添加清酒を60 ’Cで20分間
火入れしたものについても尿素の濃度を測定した。約1
2日の保存により清酒中の尿素はつにアーゼによりほと
んど分解されたが、ウレアーゼ添加した清酒を火入れす
るとウレアーゼ活性は完全に失活した。(図7)
【図面の簡単な説明】
図1は部分精製ウレアーゼの熱安定性、図2は至適温度
、図3はpH安定性、図4は至適pi、図5はエタ/−
ル耐性を示したグラフである。図6は生菌体を清酒に添
加した場合の尿素の分解を経時的に測定したグラフ、図
7は清酒に部分精製したウレアーゼを添加したときの清
酒中の尿素濃度の変化を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. シュードモナス属に属し、酸性領域に反応至適pHをも
    つウレアーゼ生産能を有する菌株を培養して、菌体内及
    び/又は培養液中にウレアーゼを生産せしめ、これを採
    取することを特徴とするウレアーゼの製造法。
JP63014705A 1988-01-27 1988-01-27 ウレアーゼの製造法 Granted JPH01191684A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020080861A (ja) * 2018-11-21 2020-06-04 葡萄王生技股▲ふん▼有限公司 ラクトバチルスファーメンタムgkf3、それを含む組成物及び精神失調を改善する適用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11253556B2 (en) 2018-11-21 2022-02-22 Grape King Bio Ltd Lactobacillus fermentum GKF3, composition comprising the strain and method for improving psychataxia using the same

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