現代の発酵食品製造では、発酵・醸造に適した安全で高品質な微生物が一般的に使用されています。しかし、微生物が発見される以前、人々はどのように発酵を行っていたのでしょうか。多くの発酵食品は植物を原材料としており、その表面には多様な植物常在菌が生息しています。これらの微生物が発酵の起源に深く関わっていた可能性があります。実際、近世以前の日本では、蒸した穀物を稲わらなどで覆うことにより自然に麹菌が付着し生育する現象を利用していたことが古文書に記されています。私たちは、こうした歴史的記録を紐解きながら、天然の発酵微生物を探索し、発酵文化の再発見とその新たな可能性を追求する研究を行っています（図1）。
発酵食品の起源と深い関わりがあると考えられる植物常在菌は、どのようにして植物表面にすみつくようになったのでしょうか。陸上植物の地上部表面はクチクラ層と呼ばれる脂質ポリマーで覆われており、植物を外的環境から保護しています。私たちは最近、麹菌を含む一部の微生物が、このクチクラ層の主要成分であるω-ヒドロキシ脂肪酸を利用して生育できることを明らかにしました（図2）。この発見により、外界から浮遊・付着した微生物が植物表面に適応することで、植物常在菌として定着した可能性が示唆されます。微生物が植物に適応し発酵・醸造に関与するようになったプロセスを解明することは、発酵食品の製造安定性を高め安全性を確保するために重要です。近年、天然の微生物を活用した発酵食品も注目を集め、その価値が再認識されています。植物常在菌のメカニズムを解明しその特性を引き出すことで、伝統的な発酵食品の復刻や新たな発酵技術の発展が期待されます。
【このテーマに関連する代表的な論文】
- D. Watanabe and W. Hashimoto*; Adaptation of yeast Saccharomyces cerevisiae to grape-skin environment; Sci. Rep. 13: 9279 (2023)
- H. Sugiura, A. Nagase, S. Oiki, B. Mikami, D. Watanabe, and W. Hashimoto*; Bacterial inducible expression of plant cell wall-binding protein YesO through conflict between Glycine max and saprophytic Bacillus subtilis; Sci. Rep. 10(1): 18691 (2020)
【このテーマに関連する代表的な日本語総説】
- 渡辺大輔; 植物クチクラ層に微生物生態系は成立するのか; アグリバイオ 8: 40-42 (2024)