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乳　　酸　　菌

　乳酸菌は、従来の分類方式では、Lactobacillaceae科に属し､牛乳および乳製品にとって最も重要であり､また、検出率の高い菌群である｡乳酸菌の分類はOrla－Jensenによって確立され、その後、多くの分類法が試みられてきたが、現在、Streptococcus属ではShermann,Lancefieldの分類・Leuconostoc属ではHuckerおよぴPedersonの分類，Lactobacillus属ではTopleyおよびWilson，Bricgsら､Sharpeの分類が有名である。
　乳酸菌は一般にグラム陽性､無胞子の球菌または桿菌で､主に非運動性、色素生産はまれであり、むしろ嫌気的であるために表面発育を顕著には示さない。炭水化物を利用して乳酸やときには揮発酸、アルコールなどを生ずる特徴がある硝酸塩を還元せず、カタラーゼ陰性菌が大部分を占めるが、カタラーゼ生成乳酸菌もある。

1．乳酸球菌（Streptococcaceae）
　乳酸球菌は分類学上Streptococcaceae科に属し、5つの菌属に分れるが、牛乳細菌として重要な菌属は､Streptococcus，LeuconoslocおよぴPediococcusである。これらはいずれも通性嫌気または微好気性である。

a)連鎖球菌(Streptococcus)
　連鎖球菌として知られ、乳業にとって重要な菌種が多い。炭水化物を発酵して、乳酸以外の副生物をほとんど作らない､いわゆるホモ発酵形式の菌属でＤ-乳酸を作り､Pyogenic，Viridans，Enterococcusおよび Lacticの4グループに分類されている。

b）Pedicoccus
　グルコースよりラセミ乳酸を作る特徴があり、ホモ発酵をする。Ped．CerevisiaeやPed．acidilacici 等の菌種がある。前者の菌はジアセチルをつくる。

c）Leuconostoc
　通性嫌気ないし微好気性のヘテロ発酵球菌で、炭水化物から乳酸以外に､CO2，エタノール，、酢酸などを作る特徴がある。生成乳酸はD（－）乳酸といわれる。この菌種には，Leuc.mesenteroides,Leuc.dextranic um,Leuc.Cremorlsその他6菌種がある。Leuc.mesenteroides,Leuc.dextranlcumは、庶糖から粘質物デキストランを作る特徴がある。Leuc．mesenteroidesは、デキストラン生成力が強く、ペントースを発酵する。 Leuc．dextranicumは、デキストラン生成力がやや劣り、ペントースを発酵しない。またリトマス牛乳を弱く凝固し、還元力も弱い。芳香生産性がある。Leuc．Cremorisは、旧名Leuc．Cremormと称し､牛乳によく出現する。クエン酸を利用してジアセチルとアセトンを作る特徴があり､チーズや発酵バターに芳香を与えるのでよく用いられる｡

スターターカルチャーの細菌の基本的性質

S．1actls，S．Cremoris グラム陽性球菌　　　　　　　　 10℃で生育する　　　　　　　　 45℃で生育しない　　　　　　　リトマス乳を強く還元する　　　　非耐塩性<6.5%　　　　　　　　　　無胞子　　　　　　　　　　　　　　非耐熱性±	S．faecalis,S．durans　　　　　グラム陽性楕円形球菌　　　　 10℃で生育する。　　　　　　 45℃で生育する　　　　　　　リトマス乳を強く還元する　　耐塩性>6.5%　　　　　　　　無胞子　　　　　　　　　　　耐熱性
S．thermophllus　　　　グラム陽性球菌　　　　　　　　 10℃で生育する　　　　　　　　 45℃で生育しない　　　　　　　リトマス乳を還元する　　　　　　非耐塩性<6.5%　　　　　　　　　　無胞子　　　　　　　　　　　　　　耐熱性	Leuc．Citrovorum 　　　　　　　グラム陽性球菌　　　　　　 10℃で生育する±　　　　　　 45℃で生育しない　　　　　リトマス乳を僅かに還元する　非耐塩性<6.5%　　　　　　　無胞子　　　　　　　　　　　　　非耐熱性
L．bulgaricus　　　　　グラム陽性桿菌、中または長桿状 10または20℃で生育しない　　　 45℃で生育する　　　　　　　　リトマス乳を強く還元する±　　　非耐塩性<6.5%　　　　　　　　　　無胞子　　　　　　　　　　　　　耐熱性	Ｌ．acidophilus 　　　　　　　　グラム陽性桿菌、長桿状　　 10℃で生育する　　　　　　　 45℃で生育しない　　　　　リトマス乳を還元しない　　　 6.5%食塩に生育しない　　　無胞子　　　　　　　　　　　非耐熱牲

2.乳酸桿菌
　乳酸桿菌は乳酸をつくる桿状菌の総称で、ホモ発酵のThermobacteriumとStreptobacterium　ヘテロ発酵の Betabactacriumに大別された。現在ではこの発酵形式、生成乳酸の種類、生育温度等の性質に基いて20種類の菌種に分類されている。狭義の乳酸桿菌で普通、乳酸桿菌という場合にはLactobacillusを指すことが多い。ホモ発酵乳酸桿菌とヘテロ発酵乳酸桿菌に大別されるが、牛乳、乳製品に関係のある菌は前者が主である。一般に乳酸の生成量が乳酸球菌よりも大である。

a）ホモ発酵菌
　ホモ発酵すなわち、炭水化物を発酵して乳酸以外の副産物をほとんど作らない菌種であり、37℃以上の高温に至適温度を有するThermobacterlumと28～32℃の比較的低温に至適温度を有するStreptobacteriumに大別される。

主な菌種と特徴
＊L．acidophilus：好酸性菌として知られている。単独または短連鎖をなす桿菌，不活性（DL型）
　　　　　　　　　　　乳酸を生成。
＊L．bulgaricus：プルガリア菌として知られている重要な乳酸菌である。長桿状の菌形を呈し､果
　　　　　　　　　　　粒を有するものもある。グルコース、ガラクトース、ラクトースを発酵するが､蔗
　　　　　　　　　　　糖と麦芽糖を発酵しない。牛乳を強力に酸凝固し、酸度は2%にも達する。一般
　　　　　　　　　　　にカゼインを分解することが知られており、ヨーグルト、スイスチーズのスター
ターに用いられる。

b）ヘテロ発酵菌
　　グルコースから乳酸のほかにCO2，アルコール，酢酸などの副生物を多量に作る、いわゆるヘテロ発酵形式を示す菌の総称である。乳酸桿菌属は編性嫌気性で牛乳、乳製品にははとんど検出されない。

チーズと乳酸菌

チーズターターには、天然スターターと純粋培養スターターとがある。

（a）単純系スターター
　一種類の乳酸菌を培養したものである。このスターターはバクチリオファージに感染しやすいので注意を要する。

（b）重複系スターター
　2種類の乳酸菌で構成されるもので、Str.1actlsとStr.Cremorisのように比較的類似した　乳酸菌が使用される。ファージーによる感染が半減されるばかりではなく、混用によって各乳酸菌が活性化されることも重要である。

（c）混合系Starter
　市販スターターの多くはこの系に属し、乳酸および芳香生産性乳酸菌によって構成されている。特に構成乳酸菌の活怯のバランスがチーズの品質に影響するから､その前培養には注意を要する。

各種有用微生物とチーズ

１．乳酸菌 　チーズスターターとして用いられる微生物の大部分は乳敢菌で、その代表的菌種はStr.1actis， Str.Cremorisである。そのほか、乳酸球菌、桿菌などの多くのホモ乳酸菌あるいはヘテロ乳酸菌などその特徴に応じて種々調製して、チーズスターターとして使用される。Str.thermophilus，L.bulgaricusなど比較的高温で繁殖する乳酸菌は、パルメザン、スイスなどの比較的高温熟成チーズのスターターとして用いられている。チーズの製造、熟成、品質、種類などは、使用された微生物と深い関係がある。チーズ内には、その品質と関係の深い多くの酵素が確認されている。しかし、チーズの品質、種類と微生物、酵素などの関係は、明らかにされていないことが多い

a）Str.1actis
　乳酸球菌の代表的なもので、チーズスターターとして単用すると、そのチーズの風味は淡白である。 Str.1actisは酸生成の早い菌株と遅いものがあり、この両菌株の酸性成と蛋白分解との関係がチーズの熟成に重要な関係があるといわれている。

b）Str.Cremoris
　Str.1actisと類似し同一菌種と認められていたが、ファージタイプ、マルトースの発酵、栄養要求が異なることから区別されるようになった。Str.Cremorisは生産力と蛋白分解力が強く、チーズスターターとして用いられる。そのチーズの風味、組織に汲ぼす影智ははとんどStr.1actisのそれとの相違は認められない。

C）Str.faecalis
　ある種のチーズスターターの特徴はこの乳酸菌によるといわれ、チロシンを脱炭酸してチラミンを生成する作用がある。この作用が、殺菌乳を用いてよい風味のチェダーチーズ製造に有用であると考えられた。この菌は牛乳にも存在し、蛋白分解力が強い。しかし、チロシンからチラミンを生成する菌は、ほかにもあり、この菌の有用性は、脱炭酸作用とは直接関係がないと考えられている。

d）Str.durans
　Str.faecalisと同系統の腺内球菌でアメリカンチェダーチーズ製造の新短時間法の菌として、耐熱、耐塩性のこの菌種が用いられた。これにより、従来のレンネット添加から型詰まで5.5～6.5時間要したものを 2.5時間に短縮することができる。本菌は45℃においてStr.themophilusとはとんど等しい能生成力をもち、またLac.bulgaricusの混用により、注目すべき良質のチェダーチーズ製造に役立っている。

e）Str．themophilus
　古くからスイスチーズ、パルメザンチーズなどのスターターとして珍重されている高温発育菌である。また、前述の短時間法によるチェダーチーズ製造にStr.duransと同様、この菌が用いられている。

f）L.casei
　乳酸球菌はチーズ製造工程において、7.7×10から16×10＋＋に増大するが、桿菌はそれはど増殖しない。しかし、熟成過程に入ると球菌は減少し、L．caseiが繁殖を開始し、熟成3～6ヵ月で5×10＋＋に増加する。本菌は熟成過程において、蛋白質を分解して遊離のアミノ酸をよく生産し、酸味強く、退色した脆いチーズを生ずる。L.caseiのプロテアーゼはチーズのプロテアーゼとは異なり、pH6付近に一つの至遵pHを有し、本菌はまたベプチダーゼ活性も大である。

g）Lac.bulgaricus
　L.caseiと同様、チーズの熟成過程において遊離アミノ酸を生成し、また混合により、Str.1actisの活性を促進する傾向がある。Lac.bulgaricusをStr.1actisの1／40程度混用すると、Lac.bulgaricus多用による酸臭、酸味、組織の悪化などの欠点を生ずることなく、うま味のあるチーズが得られる。スコットランドでは本菌とStr.duransとを混用して、ボディー、組繊、風味のよいチェダーチーズを製造して市販している。この菌の菌体内プロテアーゼはpH7に至摘pHを有し、37℃で最も蛋白分解カが強いといわれる。

h）Lac.Plantarum
　チェダーチーズから分離され、チーズの風味改良に利用されている。

i）ヘテロ乳酸菌
　Leuc.Citrovorum，Leuc.dextranicumなどが代表的菌種で、チーズのスターターとして有用である。この菌種は、Str.1actis，Str.Cremorisとの混合培養するとよく繁殖するヘテロ発酵菌である。この菌種によるジアセチルの生成は複雑で、まだ不明の点が多い。ジアセチルは若いチーズに若干認められるが、熟成チーズにはほとんど認められない。したがって、ジアセチルはチーズの風味に関係ないようであるが、ヘテロ乳酸菌を混用したチーズでは、チーズ内クエン酸が比較的速やかに消費され、揮発性酸が多く生じ、風味もまた良好である。しかし、本菌を多用すると若干のガスホールを生じ、組織を悪くする。

乳酸菌以外の細菌

a）Escherichia coli
　大腸菌は、チーズ製造では常に有害菌として取り扱われているが、Str.lactisとの共生において、 Str.1actisの成酸力を増大させる性質がある。これは、Str.Cremorisに対しても同様であり、農場の小規模工場で製造したチーズの品質が良好であるのは若干の大腸菌汚染が関係していると、Hallは考察している。

b）Propionibacterium
　スイスチーズのスターターとして用いられ、熟成初期にチーズを20～22℃で10～15日間保持して、乳酸からのプロビオン酸の生成を促進し、特有の風味と眼を生ずるので有名である。Prop.Shermanii， Prop．feudenreichiiその他数種の菌種が検出されている。チーズないで、この菌によるプロビオン酸と酢酸の生成割合は、初めの9日間は、大体2：1であるが、その後は大体1：1となる。

カビ種

1）Pen.roqueforti
　ロックフォール，ブルー、ゴルゴンゾラなど青カビを用いて製造するチーズ特有の刺激臭は、このカビによって脂肪酸がβ酸化を受けて生成するメチルケトン類によるものである。

2）Pen．calememberti
　白色のカビ類で、カマンベールチーズの熟成に用いられる。このほかロックフォールチーズから分離した P.Candidum，カマンベールチーズから分離したP.caseicolumなどによって類以の新しいチーズが製造されている。カビは、蛋白分解酵素や脂肪分解酵素に富んだ小さな多細胞植物である。これらの酵素は管理された状態では食品をロックフォールややブルーチーズのような非常に好まれる形態にかえるが、非管理状態下では脂肪酸敗臭や苦みを有する劣悪な品質の製品に変えてしまうカビの能力を明示している。カビの特徴は不規に分岐した構造にある。分岐体すなわち菌糸は広範囲に広がる。別の特徴は、その色彩である。それらは黒色，白色，黄色，栓色の他に緑色である。食品にカビが発生すると、カビ特有の粗い組織と特徴のある色ですぐ見分けられる。幸いなことに、食品のカビは病原性のものがごく僅かであり、はとんど人の流行病の原因にはならないが、マイコトキシンを生産するものもいくつかある。かびに侵された大部分の食品は消費者に拒絶されるので、すぐ起こる問題は食品損傷発生による経済上のことである。

特製（カビの生理学的特性）

　a）生育，生存するには酸素が必要であり、要求量は種類によって異なる。

　b）低pHや高pHIでも生育する。

　c）胞子を形成して増殖する。

　d）殺菌温度に耐えない。

　e）高い相対湿度を好む。

　f）広範囲の温度で生育し、存在する。

3）カビの抑制方法
　抑制方法は多様である。一般に、室内の汚染程度を知ることが重要である。固化したポテトデキストロース寒天培地の入った標準の滅菌ベトリ皿を要所に15分間さらしてから、21℃で2～5日間培養して胞子の降下汚染状態を計数により判断する。これらペトリ皿にカビのコロニーが全くないのが理想的である。もし、カビが見られるようならば、製造室を完全に消毒し、陽圧の浄化空気を供給して防止する。加えて、空気にさらされる食品を衛生的に取り扱うことである。熟成チーズの製造では、乾いたチーズ表面を高温のパラフィンで被覆するか、またはリンドレスチーズを完全に密封することによって、カビの生育を抑制できる。

微生物の発育促進物質について

１．栄養要求と発育促進因子

　微生物の成育のための必須栄養素には、水，N化合物，C化合物及びP，Na，K，Mg，Ca，S，Clなどの無機塩類がありまた、特定のビタミンB群，アミノ酸，ベプチドなを必須とする微生物が多い。乳酸菌では、Str.faecalsの為のα－リボン酸，Leuc.citrovorumの為のチトロボラム因子（folinic acidまたは1enucovorin），L.caseiの為のストレポゲニンなどのペプチド，コーンスティーブリカー因子（nucleoside），スペルミンおよぴスペルミジン，Lb.acidohilusの為のメバロン酸，Lb.bulgar1cusの為の LB因子（オロチン酸，パンチチン），L-bifidusの為のビフィダス因子，隔週乳酸菌に対する核酸関連物質などが有名である。　無機イオンの栄養要求または発育促進作用に関する報告も数多く発表されている。 MnはL.caseiの酸生成を促進するといわれ、Leuconostocのクエン酸発酵による芳香生成に得意的効果が示されておりしかも、トマトジュースに代替出来る重要な発育促進因子として指摘されている。　Caの要求牲は、 L.caseiやStr.themophilusについて示されており、牛乳の場合にはメタリン酸ナトリウムの添加による Ca＋＋の除去によってLb.acidohilus　やL.bifidusの教生成を促進できるという。また、Feの存在は Lb．1actis　やLeu．Cre心Orisの酸生成に不可欠であり、NaClは牛乳に0.5%添加した場合に、Lb.1actis の酸生成を促進するという。　これらの無機塩類の効果は、量的な問題がありその含量如何によっては抑制される。無機塩類の陽イオンは一般に量的に多いと酸生物を抑制する。普通、1価よりも2価イオンのほうが毒性が大きい。次の順に毒性が増大する。K，Na，NH4，Li，Sr，Mg，Ca，Mn，Ti＋＋+，Sn，Ni，Ti，Zn， Cu，Fe+＋，Fe＋＋+，Co，Pb，Al，Ce，Cd，Hg

スターター用微生物とその性質

スターター用微生物	使用目的から見た菌の性質
乳　酸　菌　名	乳酸発酵	ジアセチル生成	ガス生成	タンパク分解	脂肪分解	プロピオン発酵	アルコール発酵	抗生物質生産	乳酸の酸化分解	抗酸化作用
乳酸球菌 Str.thermophiluso Str.faecalis Str.liquefaiens Str.Zymogenes Str.durans Str.lactis Str.Cremoris Lac.diacetilactis Leuc.Cltrovorum Leuc.dextranicum	○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○	△ △ △ ○ ○ ○	○ ○	○ ○	△			△ △
乳酸桿菌 L.lactis L.acidophilus L.bulgarlcus L.thermophilus L.casei L.Plantarum	○ ○ ○ ○ ○ ○	△ △		△ ○	△			△ △
Propionic Prop.freudenreichii Prop.Shermani Prop.petersonii			○ ○ ○			○ ○ ○
酵　　　母 Sacchar.fragllis Sacchar.lactis Cand.PSeudotropicalis Cand.lypolytica Cand.krusei Cryptoc.minor Cryptoc.flavescens			○ ○ ○ ○ ○ ○		○		○ ○ ○		○ ○ ○	○ ○
カ　　　ビ Asp.oryzae Pen.roqueforti Pen.camemberti Pen.caSeicolum Pen.frequentans Geotr.candidum			○	○ ○ ○ ○ ○	△ ○ △ △ ○				○

（注）○は菌種の共通的怯質，△は一部の菌株の性質

下記乳酸菌の名前が変わりました。

＊Streptococus　cremoris＝Lactococcus lactis subsp.cremoris
＊Streptococus　diacetylactis＝Lactococcus　lactis　subsp.lactis(variete diacetylactis)

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乳 酸 菌