NBRCニュース　第９５号

   前編では、味噌・醤油・日本酒といった伝統的な発酵食品を通じて、日本の食文化を支えてきた麹菌、特に「国菌」として知られているアスペルギルス・オリゼ（Aspergillus oryzae）に注目してその働きを紹介しました。一方、麹菌を含むコウジカビ属（Aspergillus）にはアスペルギルス・オリゼだけでなく、クロコウジカビとして知られるアスペルギルス・ニガー（Aspergillus niger）など、多種多様な種類が存在します。そして、これらコウジカビ属菌の利用は食品だけにとどまらず、工業、医療、美容など様々な分野に広がっています。

【酵素利用に見るコウジカビ属菌の力】
   コウジカビ属菌の最大の強みは「圧倒的な酵素産生能力」です。1894年、高峰譲吉氏はアスペルギルス・オリゼから消化酵素を抽出し、「タカジアスターゼ」と名付けて製剤化しました(1)。これは世界で初めて商業的に成功した酵素製剤であり、酵素産業の出発点とされています。その後も、コウジカビ属菌が生み出すアミラーゼ（デンプン分解酵素）、プロテアーゼ（タンパク質分解酵素）、リパーゼ（脂質分解酵素）、セルラーゼ（セルロース分解酵素）、ペクチナーゼ（ペクチン分解酵素）といった酵素が、食品加工や酒類醸造をはじめ、化学・医薬などの分野でも利用されてきました(2, 3)。

  さらに、コウジカビ属菌には「タンパク質を大量に分泌できる」という特徴があります。そのため、外来の酵素をつくらせる「生産工場」としても利用されています。実際に、洗剤用の遺伝子組換えリパーゼがアスペルギルス・オリゼによって実用化された例もあります。

  また、コウジカビ属菌の中でも古くから食品づくりに利用されてきた実績のある麹菌の安全性は高く評価されています。米国ではアスペルギルス・オリゼ由来の乾燥菌体や酵素がGRAS（Generally Recognized As Safe）として認められており、国際的にも安全性が裏づけられています。こうした評価は、麹菌や産生する酵素を産業で安心して使うための大きな根拠となっています。

【代謝産物がもたらす新たな価値】
   コウジカビ属菌の力は酵素だけにとどまりません。発酵の過程で生じる有機酸、ビタミン、アミノ酸、抗酸化物質などの代謝産物は、食品添加物、医薬品原料、化粧品原料、機能性食品素材などで利用されています。その一つが「コウジ酸」です。1907年に斎藤賢道氏によって蒸米麹から分離され、続いて藪田貞治郎氏によって化学構造が決定されました(4)。その後、肌の美白効果が注目され、現在ではシミやくすみを抑える成分として、国際的に化粧品分野で広く利用されています。

  また、「クエン酸」も重要な例です。食品では酸味料や保存料、医薬品では安定剤や錠剤の成形助剤、さらに工業分野では金属イオンのキレート剤として利用され、世界中で年間数百万トン規模が生産される不可欠な物質となっています。クエン酸は現在、主にアスペルギルス・ニガーを用いた発酵によって生産されており、世界の供給量の大部分を占めています。

  さらに、コウジカビ属菌に関する代謝研究は、ビタミンB群やグルコン酸などの有機酸の生産へと広がり、酵素だけでなく代謝産物の面でも、私たちの食生活や産業を支えています。

【プラットフォーム微生物としてのコウジカビ属菌】
  コウジカビ属菌の可能性をさらに広げたのが、遺伝子研究の進展です。2005年には、我々NITEも参画したアスペルギルス・オリゼのゲノム解読結果が報告されました(5)。その後、ゲノム情報に基づく詳細な解析に加え、ゲノム編集などの新しい分子生物学的手法が導入され、特定の酵素の大量生産、新規物質の創出や代謝経路改変といった研究が本格的に進められるようになりました。

   いまや、コウジカビ属菌は、合成生物学や代謝工学の「プラットフォーム微生物」として、より効率的な産業プロセスの開発や、高付加価値な製品の開発など、「バイオものづくり」を支える重要な担い手になりつつあります(6)。

【文化を継ぎ、未来を創る】
   麹菌が「国菌」として認定された背景には、その歴史的な貢献度と、日本の食文化における不可欠な存在であるという認識があります。この認定は、単なる学術的な評価に留まらず、日本の伝統と文化を象徴する存在として、次世代へとその価値を継承していくという強いメッセージが込められています。

   一方で、本稿で紹介したように、麹菌を含むコウジカビ属菌の活躍の場は食文化にとどまりません。医療、工業、環境、そして未来の食糧として注目される代替肉まで、活躍の場は益々広がっています。今後、科学技術の進歩とともに、これらの菌は、私たちの食生活だけでなく、環境問題やエネルギー問題といった、より広範な分野においても貢献する可能性を秘めています。その秘めたる力は、まだ十分に解明されていない部分も多く、今後の研究開発によって、この小さな微生物が持つ無限の可能性は、私たちの生活をより豊かで持続可能なものへと導いてくれるかもしれません。

【参考】
(1) 秋山裕一 (2006) 近代日本の創造史 第一巻 p29-34.
DOI: 10.11349/rcmcjs.1.29
(2) K. Abe et al. (2006) Mycopathologia 162: 143-53.
DOI: 10.1007/s11046-006-0049-2
(3) B. T. Hoa & P. V. Hung (2013) International Food Research Journal 20: 3269-74.
http://ifrj.upm.edu.my/ifrj-2013-20-issue-6.html
(4) 緒方幹男 (1959) 日本釀造協會雜誌 54巻1号 p50-48.
DOI: 10.6013/jbrewsocjapan1915.54.50
(5) M. Machida et al. (2005) Nature 438: 1157-61.
DOI: 10.1038/nature04300
(6) Z. Sun et al. (2024) J Fungi 10: 248.
DOI: 10.3390/jof10040248

  6.  

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