經 濟 部 科 技 研 究 發 展 專 案 計 畫
產業用菌種之收集鑑定及開發應用五年計畫（第四年度）
九十年度研發成果技術移轉
公開說明會書面資料
委辦單位：經 濟 部
執行單位：食品工業發展研究所
90年「產業用菌種之收集鑑定及開發應用(4/5)」計畫成果可移轉技術項目
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MT |
李福臨 |
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MT9002 拮抗微生物製劑之開發 |
黃麗娜 |
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MT9003 原生保健性菌種的開發與應用 |
陳慶源 |
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MT9004 高抗氧化物質之開發與應用 |
賴進此 |
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MT9005 真菌幾丁寡醣之開發 |
陳慶源 |
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MT9006 紅麴菌液體發酵之製程開發 |
袁國芳 |
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MT9007 丁四醇生產菌之開發(三) |
林錫杰 |
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MT9008 轉榖氨醯胺酵素生產菌的開發(二) |
朱文深 |
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MT9009 BAC基因庫之建構及保存技術 |
廖麗玲 |
MT
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背景說明：
米系列酒是東方人喜歡的食品，具有地方性特色及喜好性，在日本以清酒最盛行，在國內則以米酒為大宗。多年以來，因公賣局為國內唯一合法之酒類生產廠商，限量製造，供不應求，故有不少民間業者自行釀造米酒以補足市場需求。民間業者常以傳統白麴為菌元釀製米系列酒，因白麴品質不穩定，造成米酒品質不良與產率偏低，故有改善製程之必要。
今年
主要移轉內容：
1.
優良發酵菌株組合：
本所自行研發優良米系列酒發酵菌株組合，是篩選自本土，特別適合發酵本土原料且迎合消費者的口味。其糖化力、酒精發酵力與風味特性極佳。
2.
菌株之培養與保存技術：
優良發酵菌種之培養與保存技術，使業者具備基礎技術。
3.
無甜味米系列酒生產技術：
產品發酵完成時，酒精濃度達15％（v/v）以上，葡萄糖濃度2％(w/v)以下。
4.
甜味米系列酒生產技術：
產品發酵完成時，酒精濃度達12％（v/v）以下，葡萄糖濃度15％(w/v)以上。
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計畫聯絡人： |
李福臨 資深研究員 陳漢根 技師 |
03-5223191轉565 03-5223191轉563或559 |
MT9002拮抗微生物製劑之開發
背景說明：
傳統農業慣以大量施用化學藥劑來控制植物病蟲害及雜草等問題，以提高作物及糧食的產量，雖較快速有效，但由於多年來對化學藥劑的過分依賴與不當使用所造成的副作用，如土壤性質惡化、農藥殘留與作物抗藥性等問題，造成對生態環境及人類健康之重大危害，因而提倡有機農業與永續經營的理念，近年來以拮抗微生物為基礎的生物防治法日益受到重視。在常見的拮抗微生物中，以真菌類的Trichoderma及Gliocladium等菌屬；革蘭氏陽性細菌類的芽孢桿菌屬Bacillus與鏈黴菌屬 Streptomyces放線菌，以及革蘭氏陰性細菌類的Pseudomonas屬螢光假單胞菌最具代表性。 可開發的產品種類很多，包括生物性殺蟲劑、殺菌劑及除草劑等。
一般拮抗微生物除了可以直接利用菌株或其次級代謝產物做為葉面噴灑以控制病蟲害外，亦可以土壤添加物的方式施用，以改善根圈有益菌相、抑制病原菌生長及誘導植株抗病性等，而達到防治病蟲害的目的。
主要移轉內容：
1. 拮抗微生物之篩選與評估技術，及1株具有防治本省重要真菌性病害之本土拮抗微生物潛力菌株。
2. 上述潛力菌株之
計畫聯絡人： 王伯徹 研究員 03-5223191轉765
黃麗娜 研究員 03-5223191轉548
曾 敏 研究員 03-5223191轉581
MT9003原生保健性菌種的開發與應用
背景說明：
近年來由於國民所得提升、人口老化、膳食相關疾病增加等大環境下，食品產業保健趨勢蔚為風潮，歐、美、日等國紛紛訂定保健食品管理制度，而原生保健性菌種(益生菌)種種生理活性訴求使其成為保健食品之注目焦點，截至2001年12月止，我國衛生署核發21件健康食品許可中，有8件和乳酸菌相關。此外2000年日本乳酸菌飲料800億日圓、發酵乳為2,000億日圓，整體歐洲發酵乳則達12億歐元的市場規模，而我國發酵乳產值近三年均超過40億元。
由於現代人多半營養過剩，乳酸菌有助於膽固醇免被吸收、並可加速其代謝，故而降血膽固醇成為乳酸菌極受矚目的健康效益之一；在乳酸菌定殖於消化道的研究顯示其具有宿主特異性，因此其他國家所開發之原生保健性菌種不一定適合國人的腸道，再者各地區疾病種類不盡相同，所需要的健康效益亦有所不同，所以若能自本土篩得具有健康效益的原生保健性菌種，不僅可免除宿主特異性的疑慮，且不需仰賴進口菌種而省下大量成本。
主要移轉內容：(可依業者需求移轉全部或部分內容)
1.優良菌株
(1)
雙歧桿菌：六株已獲美國、中華民國及日本專利之雙歧桿菌專利菌株，篩選分離自台灣本土健康嬰兒，經育種後同時具有耐酸、耐膽鹽及耐氧性；已通過致突變測試及細胞株長期毒性試驗；可增強動物小腸黏膜免疫及調整腸道菌相等功能。
(2)
乳酸桿菌：兼具耐酸、耐膽鹽及耐氧性之乳酸桿菌株，篩選分離自台灣本土健康幼兒，以o-phthalaldehyde法分析膽固醇下降量達98﹪以上。
(3)
產孢乳酸菌：台灣本土篩選分離耐酸性產孢乳酸菌，經酸處理後可適時萌發。
(4)
具生產特性乳酸菌：經一系列特性篩選出特定目標菌株，如L. bulgaricus、L. helveticus等乳酸高產菌株，以及可發酵特定基質之乳酸菌種。
2.乳酸菌發酵培養、回收及乾燥菌粉之製程技術
建立低成本乳酸菌生長配方；
3.乳酸菌與酵母菌發酵製程技術
以特定基質，利用乳酸菌或與酵母菌混合之發酵調控技術，產出特定混合發酵飲品。
4.液態與固態活菌型及保久型發酵乳放大生產技術
除建立液態與固態活菌發酵乳製程外，產程放大至產出
5.產品風味成分組成監控技術
以氣相層析質譜儀及相關週邊配備等技術分析監控製程產品風味成分。
計畫聯絡人：
陳慶源 研究員 03-5223191轉546
邱雪惠 副研究員 03-5223191轉547
MT9004高抗氧化物質(GSH、SOD-like等)發酵菌種之開發
背景說明：
自由基與疾病的產生息息相關，而適當的抗氧化劑補充可消除過多的自由基，確保人體正常之生理代謝。人體組織細胞中主要之抗氧化物質麩胱甘太(glutathione，GSH) 是一種優良之天然抗氧化劑，可消除自由基並已廣泛應用於肝疾病之治療劑及解毒劑等。類超氧歧化酵素(SOD-like)之主要作用機制為消除超氧陰離子之毒性，同時具有抗輻射、預防衰老、防治腫瘤及提高免疫力等機能特性。食品應用可作為呈味改善、香氣改良、變色防止等。
利用麵包酵母菌改良菌種，開發出含高量GSH之酵母菌或含高量GSH之酵母抽出物，應用此菌粉或抽出物可生產相關抗氧化或提升免疫機能產品。本所開發之酵母菌除含高量之GSH外，亦含GSH前驅物γ-glutamylcysteine(γ-GC)，此物質為母乳中具提升免疫機能之成份，且較易被人體吸收並提高細胞內之GSH含量，本產物之開發極具市場區隔性、競爭力與利基。此外，萃取後之細胞壁含大量葡聚糖(β-glucan)，可應用於提升免疫力之產品。而SOD-like物質生產菌初步已針對GRAS菌種進行篩選，獲得較高活性之菌株將進行產物分析及產品製程開發。
主要移轉內容：
1.
1.
麩胱甘太(glutathione，GSH)及γ-glutamylcysteine (γ-GC)生產菌株:菌株為麵包酵母菌Saccharomyces cerevisiae經傳統突變改良後使可大量表現生產GSH及其前驅物質γ-GC的高產變異株，搖瓶發酵48h，GSH產能達20mg/g DCW以上。
2.
2.
GSH及γ-GC之發酵生產技術:
包括搖瓶、
3.
3.
含GSH及γ-GC之酵母菌粉、珠磨菌粉或酵母抽出物粉末之製備技術:包括酵母菌體之清洗、乾燥、珠磨條件、酵母抽出物之製備方法等，菌體或珠磨菌粉GSH 15mg/g DCW, γ-GC 10mg/g DCW，抽出物粉末GSH 30mg/g DCW, γ-GC 20mg/g DCW，及其應用於錠劑產品之參考配方與儲存穩定度等。
4.
4.
GSH相關物質之抽取液經部份純化後，純度可達50%，回收率60%以上。
5.
5.
β-glucan抽出物純度達60%。
6.
6.
SOD-like物質生產菌株:
包括納豆菌或真菌，SOD-like活性: 發酵液40U/mL，菌體萃取物400U/g。
計畫聯絡人：賴進此 研究員
03-5223191 轉517
MT9005真菌幾丁寡醣的開發
背景說明 :
幾丁質與幾丁聚醣為大分子聚合物，因此其水溶性較差，導致在某些應用上的困擾，因此開發分子量小且水溶性佳之幾丁寡醣是目前的趨勢。N-乙醯幾丁寡醣(N-acetyle-chitooligosaccharides)一般是指由2-10個N-乙醯葡萄糖胺以b-1,4醣甘鍵結所形成的低分子醣類；而幾丁寡醣(chito-oligosaccharides)則是由2-10個葡萄糖胺以b-1,4醣甘鍵結所形成的。此兩種寡醣皆可由幾丁質或幾丁聚醣製備而得。這類寡醣最早是用來作為溶菌脢(lysozyme)的受質，以研究其作用機制，近年來對於此類寡醣之研究已擴展至食品、農業、醫學等方面，且因具有特殊的生理活性，所以廣受許多學者所重視，尤其在對微生物的抑菌效果及抗腫瘤的作用上，顯示出其高度利用的價值。目前幾丁寡醣是以健康食品、醫藥及抗菌劑為主要功能訴求，單價為幾丁聚醣的5倍以上，在1995年日本的年產量在5公噸左右，而每年正快速的成長中。
一般製備寡醣的方法分為化學法及酵素法，而使用化學法會有酸腐蝕、反應時間太長無法達到聚合度9以下之成品，且產率的多寡受到處理時間、濃度及溫度等問題，因此本所即利用真菌發酵生產之幾丁聚醣為原料，以現有商品化的酵素或易於取得的酵素進行不同條件的水解作用，結果獲得聚合度3~8醣之幾丁寡醣含量佔成品達40%以上，且已建立穩定性高、再現性佳之水解製程，而初步評估其生理活性顯示其對細菌與酵母菌有抗菌作用，對某些人類癌細胞具有抑制能力。
技術移轉內容:
1.
幾丁寡醣的分析方法。
2.
幾丁寡醣的生產製造：生產聚合度3~8醣之幾丁寡醣，其含量達成品之40%。
計畫聯絡人：陳慶源 研 究 員 03-5223191轉546
陳美惠 副
研 究 員 03-5223191轉547
MT9006紅麴菌液體發酵之製程開發
背景說明：
傳統上紅麴被應用為釀酒原料、食品著色劑、肉品防腐及中藥材。近年來紅麴菌的功用更被廣泛的研究，除作為食品添加劑及飼料添加劑外，其會產生具降血壓功效之GABA、降膽固醇之monacolin
K，同時還有降血糖、防癌、抑制黑色素及抗氧化的功效。高血壓是常見的中老年人疾病，統計資料顯示四十歲以上的民眾，每5個人中即有一個人患高血壓。日本一年降血壓藥品市場規模穩定維持在500億日圓以上，與控制血壓相關的保健用食品市場規模，則由1997年的14億日圓成長至1999年的72億日圓，而國內之調查資料亦指出，「心血管疾病保健食品」未來五年內平均成長率達11.9%，市場需求度排名第二。由此可知具降血壓訴求之健康食品未來成長力驚人。GABA具降血壓、抗痙攣及抗憂慮等功效，為水溶性物質經高溫處理亦不被破壞，故除可做健康食品外亦非常適合添加於食品中，增加食品附加價值。本計劃篩選得合適之紅麴菌株，建立其工業生產所需之培養基組成，並順利於中間工廠級發酵槽放大生產此具降血壓功效之紅麴菌，本生產技術已初具商業生產之價值。
主要移轉內容：
1. 具降血壓功效之紅麴菌，指標成分GABA產量達
2.紅麴菌菌種保存技術。
3.降血壓功效之紅麴菌之工業化培養基。
4.中間工廠級攪拌式發酵槽生產具降血壓功效紅麴菌之生產技術，指標成分
GABA產量達
計畫聯絡人： 袁國芳 資深研究員兼主任
03-5223191 轉580
陳彥霖 研究員
03-5223191 轉546
MT9007丁四醇生產菌之開發
背景說明：
丁四醇為一低熱量（為蔗糖之1/10）、非齲蝕性之機能性糖醇類甜味料，其甜度約為蔗糖之70~80%，而且食後不會造成一般糖醇類的腹瀉效應，亦有不錯之加工特性。丁四醇在日本之使用主要是以飲料(75%)、餐桌用糖(10%)、口香糖(5%)、糖果(5%)、健康食品(5%)為主。在今日消費者對產品多樣化與健康的需求下，低熱量甜味料技術與產品的開發及發展迅速成長，預期台灣將繼日本之後成為另一個丁四醇相關產品的重要消費國。
目前國內並無廠商生產丁四醇，僅由少數幾家代理商代理進口，而且使用數量有限。在國外市場方面，預估西元2000年需求量將達30,000公噸。隨著丁四醇應用領域不斷擴展及世界市場對低熱量功能性甜味劑的需求不斷增加，目前丁四醇在市場上有供不應求之勢。由於國人的健康意識逐漸抬頭，在各種標榜低糖(sugarless)、無糖(sugar-free)的食品也進入市場，需求量日增之同時，國內對丁四醇之生產開發有其必要性。本研究已篩選出本土丁四醇之生產菌株，並輔以突變技術以增進其產量或改良其特性，調控其生長條件，並建立其發酵、回收及純化製程，期能開發出丁四醇優良生產菌株及產程以供業界應用。
主要移轉內容：
1.丁四醇高產菌株：
分離篩選獲得丁四醇高生產菌6株，對30%葡萄糖糖轉換率達35%以上。
2.丁四醇之改良高產菌株：
本土之高產菌株經由一系列的NTG及U.V.誘變等，並經族群分析篩選更高產能菌株，對35%葡萄糖之轉換率為60%。
3.丁四醇產程放大技術：
發酵產程已放大至
4.丁四醇回收純化技術：
建立實驗室規模之回收純化技術，其純度超過98%。
計畫聯絡人: 朱文深 資深研究員兼副主任
03-5223191轉541
林錫杰
研究員
03-5223191轉583
MT9008轉穀氨醯胺酵素生產菌之開發
背景說明：
轉穀氨醯胺酵素可催化蛋白質分子內或分子間 e-(g-glutamyl) lysine共價鍵之生成，使蛋白質分子之間形成架橋而成三次元結構之蛋白質膠體，其在食品加工的應用範圍廣泛，包括畜肉、魚肉、大豆、小麥、乳品、蛋等，可開發新種蛋白質食品或膠體薄膜，具有高度的經濟價值。轉穀氨醯胺酵素廣泛存在於哺乳動物的各種組織及器官中及植物體內，因含量不高及來源獲得不易或純化過程複雜，無法大量生產。目前已知亦有相當多種的微生物具有轉穀氨醯胺酵素活性，其中已大量生產者只有Streptoverticillium sp.S-8112。
主要移轉內容：
1.生產菌株之篩選:自本所保存之菌株中分離篩選。
2.菌株之突變改良：篩選得到之生產菌株，以NTG及U.V.誘變處理，並經族群分析篩選更高產能菌株。
3.基因選殖：選殖出轉穀氨醯胺酵素之基因，經由突變及修飾後，置於適當的宿主中大量表現。
4.生產條件最適化：建立高產菌株發酵之通氣量、pH及溫度等生長條件和原料濃度、產物最佳生產時間之調控條件。
5.酵素之純化：建立純化酵素之最佳條件。
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計畫聯絡人： |
朱文深 資深研究員兼副主任 林錫杰 研究員 |
03-5223191轉541 03-5223191轉583 |
MT9009 BAC基因庫之建構及保存技術
背景說明：
BAC library的建構技術為基因體研究的一項關鍵技術，此技術在90年代初期被發展出來，後來漸漸取代YAC library，成為全基因體定序研究常用的工具。BAC library平均可插入100-200kb 的DNA片段，常被應用在chromosome mapping、全基因體定序，以及功能基因的研究。本計畫已建立紅麴菌BAC基因庫，其插入之DNA平均size大於100 kb，並已建立BAC基因庫的
主要移轉內容：
1. 全基因體分離技術
2. 大片段DNA電泳分離技術
3. BAC基因庫的建構技術， insert DNA平均size大於100 kb
4. BAC基因庫的
計畫聯絡人：
廖麗玲 研究員
03-5223191轉 538