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酵母菌・麹菌・乳酸菌の産業応用展開    
Advances in Industrial Applications of Yeasts, Koji-molds, and Lactic Acid Bacteria
[コードNo.2018T067]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 五味勝也 、 阿部敬悦
■体裁/ B5判 264ページ
■発行/ 2018年1月30日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 82,080円(税・送料込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1317-7

 
★古くより食品分野で培われてきた酵母菌・麹菌・乳酸菌の技術をさまざまな産業分野へ応用!
★機能性食品、化合物・タンパク質・ペプチドなどの有用物質生産、エネルギー生産、創薬、医療ほか多様な応用事例を解説!
★食品微生物研究の動向把握、新規事業・新商品開発の一助となる一冊!

キーワード

機能性食品 / 微生物 / 酵母菌 / 麹菌 / 乳酸菌 / 育種 / バイオリファイナリー / 物質生産 / 酵素 / 生理活性ペプチド / 化粧品原料 / バイオ医薬品 / 抗菌剤 / 生理活性物質 / プロバイオティクス / 細胞リプログラミング


刊行にあたって

酵母・麹菌・乳酸菌は古くから発酵・醸造食品製造において利用されてきた重要かつ代表的な微生物であり、特に最近では食品の第一次機能(栄養)や第二次機能(嗜好)よりもむしろ第三次機能である生体調整機能に着目した研究が非常に盛んになってきている状況にある。さらに、近年の遺伝子工学技術やゲノム解析の進展により、これらの微生物が持つ有用な遺伝子機能を活用して、有用物質生産・バイオリファイナリー・化粧品・医療・環境浄化など、食品以外のさまざまな産業分野へ応用しようとする研究が盛んに行われるようになった。

本書では、酵母・麹菌・乳酸菌のそれぞれについて、食品に関する最新の研究事例も一部取り入れたものの、主として発酵・醸造食品製造以外の産業分野への展開を視野に入れた基盤研究や技術開発について、産学官の多くの研究者から話題提供していただいた。多忙の中、執筆の労をとっていただいた執筆者の方々に心から感謝申し上げる次第である。本書が食品や微生物関連企業の企画・研究・開発従事者の方々にとって、新規事業や新商品開発のための一助となることを願うとともに、大学・研究機関の研究者においても発酵・醸造関連微生物の新規有用機能開発などに役立つことができれば幸いである。

本書「はじめに」より抜粋・改変

著者一覧

阿部敬悦東北大学
松鹿昭則(国研)産業技術総合研究所
秦洋二月桂冠(株)
赤田倫治山口大学
中村美紀子山口大学
星田尚司山口大学
松山崇(株)豊田中央研究所
戒能智宏島根大学
川向誠島根大学
船戸耕一広島大学
雜賀あずさ(国研)産業技術総合研究所
森田友岳(国研)産業技術総合研究所
冨本和也(独)酒類総合研究所
安部博子(国研)産業技術総合研究所
久保佳蓮東京大学
大矢禎一東京大学
八代田陽子(国研)理化学研究所
吉田稔(国研)理化学研究所
若林興日本盛(株)
井上豊久日本盛(株)
磯谷敦子(独)酒類総合研究所
藤井力(独)酒類総合研究所
田中瑞己静岡県立大学
一瀬桜子東北大学
五味勝也東北大学
坊垣隆之大関(株)
坪井宏和大関(株)
幸田明生大関(株)
黒田学天野エンザイム(株)
石垣佑記天野エンザイム(株)
天野仁天野エンザイム(株)
丸山潤一東京大学
堤浩子月桂冠(株)
福田克治月桂冠(株)
尾関健二金沢工業大学
加藤範久広島大学
楊永寿広島大学
Thanutchaporn Kumrungsee広島大学
南篤志北海道大学
劉成偉北海道大学
尾ア太郎北海道大学
及川英秋北海道大学
吉見啓東北大学
宮澤拳東北大学
張斯来東北大学(現 神戸大学)
田中拓未東北大学
中島春紫明治大学
塚原正俊(株)バイオジェット
山田修(独)酒類総合研究所
仲原丈晴キッコーマン(株)
内田理一郎キッコーマン(株)
小川順京都大学
岸野重信京都大学
米島靖記日東薬品工業(株)
岡野憲司大阪大学
田中勉神戸大学
本田孝祐大阪大学
近藤昭彦神戸大学
池田史織九州大学
善藤威史九州大学
園元謙二九州大学
山崎(屋敷)思乃関西大学
谷口茉莉亜関西大学
片倉啓雄関西大学
吉本真森永乳業(株)
武藤正達森永乳業(株)
小田巻俊孝森永乳業(株)
清水(肖)金忠森永乳業(株)
伊澤直樹(株)ヤクルト本社中央研究所
藤谷幹浩旭川医科大学
伊藤尚文熊本大学
太田訓正熊本大学
山本直之東京工業大学

目 次

【第I編 酵母菌】
第1章木質系バイオマスからの有用物質生産に向けた酵母の育種開発
1はじめに
2バイオマスの特徴と発酵生産における酵母の必要特性
3酵母のキシロース発酵性
3.1キシロース発酵性酵母の開発
3.2キシロース発酵性酵母のオミックス解析
3.3呼吸欠損株によるキシロース発酵
4酵母の高温耐性
4.1高温発酵の重要性
4.2酵母の耐熱性機構の解析と耐熱性酵母の活用
4.3耐熱性を示すキシロース発酵性酵母株の開発
5おわりに
第2章スーパー酵母・スーパー麹菌によるバイオリファイナリー技術
1清酒醸造とバイオエタノール
2清酒酵母と細胞表層工学
3清酒酵母に麹菌の機能を付与させる
4バイオマスからのエタノール発酵
5安定な遺伝子発現するための新技術-HELOH法
6スーパー麹菌によるバイオマスの直接分解
7醸造技術をバイオ燃料生産へ
第3章耐熱性酵母Kluyveromyces marxianusを用いた物質生産と育種技術
1はじめに
2耐熱性酵母Kluyveromyces marxianusの歴史
3Kluyveromyces marxianusの耐熱性と糖資化性
4Kluyveromyces marxianusのエタノール発酵
5Kluyveromyces marxianusの遺伝学を確立するために
61倍体性酵母(haploid-prone yeast)と2倍体性酵母(diploid-prone yeast)
71倍体性ホモタリック酵母Kluyveromyces marxianusの交配育種
81倍体性酵母Kluyveromyces marxianusの栄養要求性変異株の取得
9Kluyveromyces marxianusにおけるウラシル要求性変異株の取得
10Kluyveromyces marxianusの遺伝子操作と非相同末端結合
11Kluyveromyces marxianusをモデル酵母とする基礎研究
第4章酵母による高活性ターミネーターを利用したタンパク質高生産
1はじめに
2ターミネーター活性の網羅的な評価と最高活性DIT1ターミネーターの発見
3DIT1ターミネーターの作用原理の解明と目的タンパク質の高生産への応用
4発現カセット・ライブラリを利用したコンビナトリアル・スクリーニング
5おわりに
第5章酵母によるコエンザイムQ10の生産
1コエンザイムQ(CoQ)とは
2酵母におけるCoQ研究〜CoQ合成とイソプレノイド側鎖合成〜
3CoQ合成経路の上流の経路〜メバロン酸経路〜
4CoQの高生産
5酵母を用いたCoQ生産性の向上
6CoQ10高生産に向けたアプローチ
第6章酵母によるヒト型セラミドの高効率生産技術
1はじめに
2スフィンゴ脂質について
3皮膚や毛髪におけるセラミドの役割について
4組換え酵母によるセラミドNSの生産
5代謝改変によるセラミドNS生産の向上
6代謝の区画化によるセラミドNS生産の向上
7おわりに
第7章担子菌酵母によるバイオ化学品の生産
1はじめに
2担子菌酵母による物質生産
3有機酸の生産
4脂質の生産
5糖脂質(バイオ界面活性剤)の生産
6おわりに
第8章バイオ医薬品生産に向けた出芽酵母の糖鎖構造改変
1バイオ医薬品とその動向
2バイオ医薬品と糖タンパク質糖鎖
3バイオ医薬品生産プラットフォームとしての出芽酵母
4出芽酵母のN-結合型糖鎖構造改変
5出芽酵母のO-結合型糖鎖構造改変
6出芽酵母によるバイオ医薬品生産の現状と今後の展望
第9章新しい創薬ツールとしての出芽酵母
1はじめに
2化学遺伝学プロファイリング
3形態プロファイリング
4遺伝子発現プロファイリング
5細胞壁をターゲットとした新しい抗真菌剤
6おわりに
第10章酵母ケミカルゲノミクスを用いた化合物作用機序解明のための大規模高速解析法
1はじめに
2合成致死性にもとづいたケミカルゲノミクス
3ハプロ不全にもとづいたケミカルゲノミクス
4遺伝子過剰発現による化合物の耐性化を利用したケミカルゲノミクス
5おわりに
第11章老香を発生させにくい清酒酵母の育種
1はじめに
2スクリーニング方法の検討
3MTA非資化性変異株のスクリーニング
4DMTS-P1簡易生成試験
5DMTS-P1低生産株の原因遺伝子の調査
6DMTS-P1低生産株による小仕込試験
7ホモ変異型2倍体の取得
8ホモ変異型2倍体による小仕込試験
9安定性試験
10まとめ
【第U編 麹菌】
第1章麹菌のカーボンカタボライト抑制関連因子の制御による酵素高生産
1はじめに
2CCR制御に関わる因子
3糸状菌におけるCCRの制御機構
4麹菌のCCR関連因子(CreA,CreB)の破壊によるアミラーゼの高生産
5麹菌のcreAおよびcreB破壊によるバイオマス分解酵素の高生産
6CreDの機能解析と変異導入による酵素高生産
7まとめと今後の展望
第2章麹菌によるタンパク質大量生産システムの開発
1はじめに
2麹菌タンパク質高発現システムの構築と改良
2.1シス・エレメントRegionVの機能を利用したプロモーターの構築
2.25’UTRの改変による翻訳の効率化
2.3高効率なターミネーターを用いた発現システムの改良
3高発現システムを用いたタンパク質生産の実績
4おわりに
第3章麹菌酵素の生産と応用
1麹菌酵素製剤の歴史
2麹菌酵素製剤の製造
3麹菌酵素の応用
3.1ヘルスケア分野
3.1.1日本国内での消化酵素製剤への利用
3.1.2米国でのダイエタリーサプリメント利用
3.2食品加工分野
3.2.1糖質加工分野
3.2.2タンパク質加工分野
3.2.3その他分野
第4章麹菌の有性世代の探索・不和合性の発見と交配育種への利用
1はじめに
2麹菌には2つの接合型MAT1-1型とMAT1-2型が存在する
3麹菌の接合型遺伝子の機能解析
4麹菌の細胞融合能の再発見
5麹菌における不和合性の発見
6麹菌における有性生殖の発見の試み
7おわりに
第5章麹菌Aspergillus oryzaeが産生する環状ペプチド、フェリクリシン、デフェリフェリクリシン
1フェリクリシン(Fcy)
1.1貧血改善効果
1.2Fcyの溶解特性
2デフェリフェリクリシン(Dfcy)
2.1抗酸化活性
2.2メラニン抑制効果
2.3炎症抑制効果
第6章α-エチル-D-グルコシドの発酵生産法の開発と新規機能性を利用した各種商品への応用
1はじめに
2焼酎醸造でのα-EG生産
3酒粕再発酵でのα-EG生産
3.1高生産発酵法
3.2蒸留残渣の用途開発
4日本酒醸造でのα-EG生産
4.1酒母仕込の純米酒
4.2純米吟醸酒
5ヒトパッチ試験によるα-EGの評価
5.1有効濃度と時間
5.2浴用酒としての用途開発
6ヒト成人線維芽細胞によるα-EGの評価
6.1有効濃度
6.2クロロゲン酸との比較
7まとめと今後の展開
第7章麹菌由来酸性プロテアーゼによる腸内善玉菌増加作用
1はじめに
2麹菌発酵ごぼうの機能性
3麹菌由来プロテアーゼ剤の機能性
4米麹菌由来酸性プロテアーゼの善玉菌増加作用の発見
5おわりに
第8章麹菌を宿主としたカビの二次代謝産物の生産
1はじめに
2麹菌異種発現系を用いた天然物の異種生産
2.1生合成マシナリーの再構築による天然物の異種生産
2.2麹菌異種発現系の特徴
2.2.1標的遺伝子に含まれるイントロンの除去が不要
2.2.2補助酵素の共発現が不要
2.2.3毒性物質に対する自己耐性能
2.2.4課題
3麹菌異種発現系の応用例
4まとめ
第9章麹菌の細胞壁α-1,3グルカン欠損株による高密度培養と物質高生産への利用
1糸状菌の細胞壁構築シグナル伝達機構解析
2糸状菌における細胞壁多糖AGの生物学的機能
3AG欠損株の高密度培養への応用
4麹菌における第二の菌糸接着因子の発見
第10章麹菌由来界面活性タンパク質(ハイドロフォービン)の特性とその応用技術
1ハイドロフォービンの生態
2ハイドロフォービンの構造と重合性
3ハイドロフォービンの物理的性質
4ハイドロフォービンと酵素タンパク質の相互作用
5ハイドロフォービンの産業応用
第11章黒麹菌のゲノム解析とその産業応用
1黒麹菌のゲノム解析の意義
2黒麹菌の歴史
3黒麹菌のゲノム解析による再分類
4黒麹菌A.luchuensis NBRC 4314株の全ゲノム解析
5全ゲノム情報によるA.luchuensisの種内系統解析
6A.luchuensisのルーツは沖縄県
7黒麹菌のゲノム解析によるさらなる産業振興
第12章麹菌酵素活性の制御による機能性ペプチド高含有醤油の開発
1はじめに
2醤油中のペプチドを増加させる試み
3諸味中のペプチダーゼ活性の抑制方法
4大豆発酵調味液からのACE阻害ペプチドの単離同定と定量
5血圧が高めのヒトを対象とした連続摂取試験
6特定保健用食品(トクホ)としての実用化と機能性表示食品への展開
【第V編 乳酸菌】
第1章乳酸菌の脂肪酸変換機能とその産業利用
1はじめに
2乳酸菌に見出された不飽和脂肪酸飽和化代謝
3乳酸菌の脂肪酸変換活性を活用した脂肪酸誘導体の生産
3.1共役脂肪酸生産
3.1.1リノール酸の異性化による共役リノール酸(CLA)生産
3.1.2リシノール酸の脱水による共役リノール酸(CLA)生産
3.1.3乳酸菌による種々の共役脂肪酸の生産
3.2水酸化脂肪酸、オキソ脂肪酸などの不飽和脂肪酸飽和化代謝産物の生産
4水酸化脂肪酸にみる乳酸菌脂質変換物の実用化開発
4.1HYAの生物ならびに食品における存在
4.2HYAの生理機能
4.3HYAの実用化検討
5おわりに
第2章乳酸菌の遺伝子操作技術の進展
1はじめに
2プラスミドの発見とその利用
3従来の遺伝子破壊/置換技術
4最新の遺伝子破壊/置換技術
4.1λRed相同組換え法の応用
4.2CRISPR-Cas9システムを用いたゲノム編集
第3章乳酸菌由来抗菌性ペプチド、バクテリオシンの機能と応用
1はじめに
2乳酸菌バクテリオシンの多様性
3乳酸菌バクテリオシンの生合成と作用機構
4ナイシンの利用
4.1食品保存への応用
4.2非食品用途への応用
4.2.1手指用殺菌洗浄剤
4.2.2乳房炎予防剤・治療剤
4.2.3口腔ケア剤
5新しい乳酸菌バクテリオシンの利用と展望
6おわりに
第4章乳酸菌と酵母との相互作用、および乳酸菌の炭水化物への接着現象の解析とプロバイオティクスへの応用
1はじめに
2発酵食品における乳酸菌と酵母の関与
3乳酸菌と酵母の共生系を利用した物質生産
4乳酸菌と酵母の接着の機構
5乳酸菌と酵母の接着による応答
6乳酸菌と酵母との接着の意義
7乳酸菌の炭水化物への接着とプロバイオティクスとしての応用
8おわりに
第5章ビフィズス菌・乳酸菌のプロバイオティクス機能と製品開発
1プロバイオティクスとは
2プロバイオティクスの生理作用
2.1プロバイオティクスの抗アレルギー作用
2.2プロバイオティクスの抗肥満作用
2.3プロバイオティクスによる抗がん作用
2.4プロバイオティクスによる脳機能改善
3プロバイオティクスとしてのビフィズス菌・乳酸菌の製品開発
3.1ヨーグルト製品開発
3.2菌末製造開発
3.3ビフィズス菌の生菌数測定法
4おわりに
第6章乳酸菌・ビフィズス菌発酵を利用した基礎化粧品素材の開発
1はじめに
2皮膚と乳酸菌発酵液
3乳酸菌・ビフィズス菌発酵を利用した化粧品素材
3.1脱脂粉乳の乳酸菌発酵液
3.2乳酸桿菌/アロエベラ発酵液
3.3大豆ビフィズス菌発酵液
3.4ヒアルロン酸
4効果測定
5安全性
6おわりに
第7章乳酸菌由来活性物質を用いた新規治療薬の開発
1はじめに
2乳酸菌由来の腸管保護活性物質
2.1菌培養上清からの腸管保護活性物質の同定
2.2乳酸菌由来長鎖ポリリン酸の作用機序
2.2.1腸管バリア機能の増強作用
2.2.2腸炎モデルへの治療効果
3乳酸菌由来の抗腫瘍活性物質
3.1菌培養上清からの抗腫瘍活性物質の同定
3.2腫瘍モデルに対する治療効果
4おわりに
第8章乳酸菌による細胞のリプログラミング
1はじめに
2多能性幹細胞について
3細菌感染による細胞変性
4乳酸菌による細胞形質の転換
5細菌による細胞リプログラミングの応用可能性
第9章アレルギー改善乳酸菌の開発
1はじめに
2アレルギーリスクの抑制への課題
3アレルギーリスク低減乳酸菌の選択
4ヒトに対する有効性の確認
5作用メカニズム
6おわりに



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