JP2001516375A - 多糖類、微生物及びその獲得方法、それを含む組成物及びその利用 - Google Patents

多糖類、微生物及びその獲得方法、それを含む組成物及びその利用

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Abstract

(57)【要約】 1個の側鎖を有し、グルコース及びガラクトースを含む6個の中性糖及び1個の酸性糖を含む反復単位を有する多糖類において、その0.2重量%を超える溶液が弾性で透明なゲルを形成する多糖類。化粧品業界、食品業界、製菓業界、石油業界の分野で利用される。

Description

【発明の詳細な説明】 名称:多糖類、微生物及びその獲得方法、それを含む組成物及びその利用 本発明は、新しい多糖類、微生物及びその獲得方法、それを含む組成物及びそ の利用に関する。 微生物個体群が新しい分子の利用にとっての大きな貯蔵源を構成していること がわかっている。穀物植物の根圏内に存在する細菌についての記述がまず最初に 、大部分が麦、ヒマワリ、米及びトウモロコシの根に結びついている窒素固定力 をもつ種を明らかにすることを可能にした。これらの種の分離には、特異的な分 離方法を完成させることが必要であった。すなわち、根圏に最も適合した細菌の 選 利用した免疫トラッピング法である。これらの細菌は同様に、根の付着及びコロ ニー化メカニズムにも関与している。 数年前から、研究の焦点は、根の表面及び根圏内に存在する細菌の大部分がも つエキソ多糖類(EPS)産生能力にあてられていた。これらの重合体が、細菌 による根のコロニー化及び根のまわりの土壌の凝集において1つの役割を果たし ていることは、充分に実証されてきている。 最近の研究努力は、ヒマワリ及び麦の根のまわりの土壌の凝集を刺激するその 能力のため、菌株の研究に向けられている。 本発明の目的は、利用が簡単で当然のことながら病原性がなく遺伝的に安定し た農業原料(麸の水解物、小麦ペプチド、グルコース塘液、でんぷん製造工場の 同時産物の水解物など)をベースとする条件の厳しくない培地上で急速に成長し 、ゲロース入り培地上でエキソ多糖類を産生する微生物を提供することにある。 したがって、rRNA 16Sについてコードするその遺伝子の地図及び配列 属するものであることが示されている1つの菌株が明らかにされた。菌株YAS 34の染色体のこの領域の核酸(rDNA 16S)の類似性百分率は、Rhizobium etliとは97.2%、Rhizobium leguminosarum(菌株LMG9518)とは96. 2%である。遺伝子nodD内での根瘤菌(sensulato)の特異的オリゴヌクレオチド プローブでのYAS34コロニー上でのハイブリダイゼーションは、陽性である ことが判明した(デジョン国立農業研究所のG.Laguerreによる個人的 報告)。 遺伝子nodDの存在及び、根瘤菌属に属する種とrRNA16Sについてコー ドする遺伝子の類似性百分率は、同様に、YAS34菌株が根瘤菌であると断定 することを可能にするデータである。 3つの異なるプライマセット(REP、ERIC及びBOX)を利用したrep −PCRによるYAS34菌株の遺伝子型フィンガプリントは利用可能である。 YAS34は、1997年1月15日にパスツール研究所のCNCMにI−1 809という番号で寄託されている。 このYAS34菌株は、4葉段階で採取したヒマワリ(Helianthus annuus cv Albena)の根の表面(根面)から分離された。利用された種子は、殺菌殺虫剤を 用いて処理されてなく、播種前に滅菌された。土壌は、その主要な交換可能陽イ オンがカルシウムである壌土質タイプであった。 このYAS34菌株は、グラム陰性、好気性カタラーゼ陽性、オキシダーゼ陰 性菌である。これは、RCV−グルコース培地(4g/l)上で白色半透明の弾 性コロニーを形成する可動性棒状物である。 YAS34菌株は、好ましくは同化された炭素供給源を含む培地の存在下での 発酵により多糖類の生合成を実現する。 多糖類の成長及び産生に関して最も性能の良い含炭素供給源は、グルコース、 フルクトース、サッカロース及びガラクトースであることが実証された。 数多くのグルコシドを同化させるこの適性のため、小麦、ジャガイモ及びブド ウといった農業材料の分画に由来する植物性の異なる培地上でこの菌株の発酵能 力を研究するに至った。以下の表には、テスト対象の異なる培地がまとめられて おり、一方表IIは、得られた結果を示している。 麸に由来するFAMと呼ばれる培地は、同時に12g/Lのグルコースと5.2 5g/Lの含窒素材料を含み、菌株の成長(μmax 0.47h−1)及び多糖類 の生合成(培養の終りで400cpsに近い粘度)の両方について最も性能が高 いものであることが判明した。 特に以下の組成のものを含む異なる合成培地が研究された。 RCVs グルコース 20g 酵母エキス 1.72g 緩衝液(2) 15ml 無機溶液(1) 50ml 浸透水 1リットル十分量 DSM グルコース 20g トウモロコシ浸し液 5g NaNO3 2g K2HPO4 1g MgSO4・7H2O 1.5g 溶液E(3) 2.5ml 浸透水 1リットル十分量 無機溶液(1)、緩衝液(2)及びE(3)の組成。 (1)無機溶液 EDTA(トリトリプレックスII) 0.4g MgSO4・7H2O 2g CaCl2・2H2O 2g FeSO4・7H2O 0.44g 元素溶液 20ml 浸透水 1リットル十分量 元素溶液 ZnSO4・7H2O 430mg MnSO4・7H2O 1300mg Na2MoO4・2H2O 750mg H3BO3 2800mg CuSO4・5H2O 22.5mg CoSO4・7H2O 70mg 浸透水 1リットル十分量 (2)緩衝液 KH2PO4 40g K2HPO4 60g 浸透水 1リットル十分量 (3)溶液E CaCl2・2H2O 3g 硝酸鉄III 1g MnSO4 0.2g ZnCl2 0.1g CuSO4・5H2O 0.025g Na247・10H2O 0.02g CaCl2 0.004g Na2MoO4・2H2O 0.01g 浸透水 1リットル十分量 NA 肉エキス 3g ペプトン 5g 浸透水 1リットル十分量 表IIIは、得られた結果をまとめている。 この表IIIから、NA培地といったような窒素が豊富で炭素が欠乏した(C/N 低)培地が菌株の成長に有利に作用するものの多糖類の産生を可能にしないとい うことがわかる。これに対して、窒素及び炭素を含有する基質が豊富なRCV及 びDSM培地は、菌株の優れた成長及び多糖類の合成を可能にしながら最良の 妥協を実現する。これらの試験は同様に、菌株の成長と多糖類の産生を切り離す ことが可能であるということを実証した。 このようにして7.5%の接種体について以下のような組成をもつ菌株の成長 のために最適化された予備培養用培地が決定された。 Opt2−ns グルコース(別途滅菌済み) 20g 酵母エキス 2.5g 硫酸アンモニウム 1g 無機溶液(1) 70ml 緩衝液 (2) 20ml 浸透水 1リットル十分量 接種体 7.5% 同様にして、重合体の産生速度を最大限にするため、エキソ多糖類の産生のた めに最適化された培地の開発が研究されてきた。したがって、以下でMP1と呼 ぶ組成が最も性能のよいものとして規定された。 MP−1 グルコース 20g 酵母エキス 1.7g 無機溶液(1) 70ml 浸透水 1リットル十分量 表IVでは、RCVS培地を単独で(基準)又は上述の2つの最適化された培地 Opt2−ns及びMP1を利用することによる成長及び産生の結果をまとめた。 以上に説明したように発酵により菌株が産生した多糖類を回収するためには、 2つの方法を利用することができる。 第1の方法に従うと、粗製ウワートをまずエタノールでの沈殿に、次に真空下 での乾燥に付し、粗製多糖類を含む乾燥産物を得る。得られた産物を1%の溶液 の形に戻したものは、増粘特性をもつ。70〜95℃(好ましくは85〜95℃ )の間に含まれる温度で加熱されたこの溶液は、以下の第2の方法に従って得ら れる精製多糖類から調製された溶液と同じゲル化特性を示す。 この第2の方法に従うと、発酵ウワートを澱抜きし、それを1〜1/20の間、好 ましくは1〜1/10の間で希釈する。その後、得られた溶液を70℃〜95℃の間 に含まれる温度にする。好ましくはこの熱処理は85℃〜95℃の間で実施され る。実際には、90℃の温度での熱処理は、大気温への冷却後でさえ発酵ウ ワートの液化を誘発する。約1時間90℃での処理のためには、ゲル化又は冷却 温度は20℃未満である。 熱処理が90℃未満の温度で実施される場合、これは冷却の後、初期のウワー トよりもさらに粘性の高い産物を提供することになる。 したがって、このような熱処理は、特に遠心分離により細胞/重合体の分離を 容易にすることができると思われる。 熱処理に由来する産物を、例えば13000gで遠心分離し、これを接線方向 ろ過に付す。 このようにして得られた上清を平板フィルタ上で0.2μmでの前方ろ過に付 す。このような前方ろ過は実際、600nmにおける光学密度(OD)がほとんど ゼロであるきわめて純粋なろ液を得ることを可能にする。 適用圧力:2.105パスカル 回収したろ液を既知の要領で処理する:すなわちこれを濃縮し、エタノールで の沈殿に付し、次に真空下で乾燥させて、精製済みエキソ多糖類を含む乾燥産物 を得る。 以上で言及してきた通り、このエキソ多糖類はその性質面でもその特性面でも 新規のものである。 このようにしてNMRスペクトルによって得られた多糖類の構造の見極めが、図 1及び2の目的である。こうして、側鎖を有する反復単位の大部分が7個の糖で 構成されていることを見極めることができた。すなわち、 − グルコース及びガラクトースを含む6個の中性糖 − 1個の酸性糖 である。 同様に、ピルビン酸塩及び酢酸塩置換基の存在も明らかにされた。ピルビン酸 塩及び酸性糖の充てん剤は、この多糖類に対し高分子電解質特性を付与する。 利用に際して、2g/lを上回る本発明の多塘類濃度について、この多糖類溶 液はゲルに変化する。ゲルは、水又はあらゆる食塩水の中に溶解させることによ って得られる。この溶解は、本発明の多塘類の溶液を好ましくは60℃以上まで 加熱することによって有利になる。 本発明に従った多糖類は、1%の溶液状態で「クリスタル品質」の完璧な清澄 度を呈し、このためこれは、A.MULLER社によりAMIGELのブランドで又はTAKEDA社 によりCURDLANの商品名で市販されているもの、KELCO社により市販されているキ サンタン及びSAN0FI社により提案されているアルギン酸ナトリウムといった既知 の製品に比べて特に重要な地位を得ている(以下の表VIを参照)。 なお、本発明に従った多糖類は、既知のものに比べて、最も迅速な溶解状態復 帰を示す 本発明に従った多糖類ゲルの機械的特性の研究により、このゲルが強い弾性を もつことを示すことができた:図3は、本発明に従った多糖類ゲルの弾性係数G ’及び損失係数G”及び複合粘度n*に対する周波数(Hz)の影響に関するもの である(多糖類濃度は0.10g/lでありNaCl濃度は0.1Mである)。 同様にして、多糖類1%(重量/重量)でのゲルの弾性係数に対するイオン強 度の影響についても研究された:図4は、10g/lの濃度での本発明に従った 多糖類ゲルの0.13Hzの周波数で測定された弾性係数に対する塩(NaCl) 濃度の影響に関するものである。 0.04Mを上回るNaCl濃度以降が、少なくとも0.4Mに至るまでの塩濃 度でその特性がほとんど変動しなくなった弾性ゲルが得られることが確認される 。非常に近い係数か、CaCl2の存在下で得られる。形成されたゲルは、90 ℃未満での熱処理について熱可逆性をもつ:図5は、本発明に従った多糖類ゲル の弾性係数G’及び損失係数G”及び複合粘度n*に対する温度の影響に関する ものである(多糖類濃度は10g/lでありNaCl濃度は0.10Mである)。 しかし得られた結果は、処理温度及び処理時間の関数であり、過度に高い処理 温度及び処理時間についてはゲルが破壊する可能性がある。ゲルの温度は、イオ ン強度及びイオンの性質(例えばNa-、ca2+など)によりほとんど左右され ない。 塩を含む環境内でのこのレオロジー挙動は、自然に塩を含む3つの環境に関連 する数多くの産業部門における利用の展望を提供することから、きわめて興味深 いものである。 − 味覚(gout)(約1.5gの塩/L) 食品分野 − 生理的的食塩水(約7.5gの塩/L) 農業、化粧品製薬部門 − 海洋環境(約25gの塩/L) 石油化学、化粧品(海洋製品 レンジ)など。 これらの異なる分野を例示するため、以下では本発明に従った多糖類の応用及 び処方例を示すが、これらは何ら制限的な意味をもつものではない。I−化粧品 本発明に従った多糖類には、以下のものとしての利用分野がある。 − クリーム及び乳液の中のヒアルロン酸といったような既知の水分補給剤と 混合した状態又は単独での水分補給剤、 − ローション、トニックローション、クリーム及び乳液(白色化粧品)にお ける粘稠剤及び結着剤、 − しわとりゲル、サンフィルターにおける懸濁化剤及び結着剤、 − ヘヤスタイリングジェル、ひげそり前後用ジェル、洗浄用ジェル(シャン プー及びフォームバス剤)におけるゲル化剤。 以下では、いくつかのタイプの利用分野を示す。 モイスチュアライジングクリーム(乾燥材料の重量/重量%) − 乳化剤 4% − 保存料 0.5% − グリセロール 5% − 本発明の多糖類 0.25% − NaCl 0.5% − 水 100%十分量 この利用分野については、本発明の多糖類は、油性、展延易性及び爽快感レベ ルで、競合するいくつかの製品に比べ特に有利な物性をもたらす。ろ過能、接着 能、被膜形成作用、皮ふの艶及び流動性の減少に対する著しい効果が、図6に示 されているように観察された。 メーキャップ落しローション(乾燥材料の重量/重量%) − ドデシル−テトラデシルガラクツロン酸ナトリウム 0.5% − ヒアルロン酸ナトリウム 0.2% − 本発明の多糖類 0.4% − ヤグルマギク水 5.0% − 保存料 十分量 − 香料、着色料 十分量 − 水 100% 十分量 しわとりジェル(乾燥材料の重量/重量%) − 本発明の多糖類 0.75% − NaCl 0.5% − カルボキシメチルセルロース 0.5% − 粉砕アンズ果核 2.0% − 保存料、着色料、香料 十分量 − 水 100% 十分量 洗浄用ジェル(乾燥材料の重量/重量%) − デシル−ドデシルガラクツロン酸ナトリウム 4.0% − ラウリルベタイン 3.0% − Laureth(2)硫酸塩 3.0% − アシレートペプチド(C12) 2.0% − エトキシル化カプリン酸/カプリル酸モノ/オリグリセリド 1.0% − スルホルコハク酸2ナトリウムラウリル 1.0% − 本発明の多糖類 0.5% − NaCl 0.25% − 保存料、香料、着色料 十分量 − 水 100% 十分量II −洗剤 本発明に従った多糖類には、以下のものとしての利用分野がある: * クリームクレンザーにおける結着剤及び懸濁化剤、 * 消臭及び消毒用ジェルにおける、ゲル化剤、 * 食器洗い用洗剤における結着剤。 クリームクレンザーの場合、考えられる処方は以下の通りである: − 本発明の多糖類 1.0% − NaCl 0.5% − 焼成ケイ酸アルミニウム 25.0% − ラウリル硫酸ナトリウム 5.0% − カプリロアンホプロピオネート 1.0% − 防腐剤、着色量、香料 十分量 − 水 100% 十分量III −食料品 本発明に従った多糖類には以下のものとしての利用分野がある。 * 牛乳入りデザート、ドレッシング、ソース(マヨネーズその他)、ゼリー 及びジャム、アスピック及びテリーヌにおける結着剤、ゲル化剤及び懸濁化剤。 * 特別食用飲料、糖果における粘着剤。 例えば、冷製チョコレートプリンを作るための材料構成(乾燥材料の重量/重 量%)は以下のとおりである: − ロングライフミルク 83.0% − 本発明の多糖類 1.2% − NaCl 0.1% − 砂糖 8.0% − ココア粉末 3.0% − 脱脂粉乳 2.0% − 植物油 0.7% − バニラエッセンス 十分量 −卵 2.0%IV −発酵 この分野では、本発明に従った多糖類は、半固体ゲロース入り培地に対しゲル 化されたテクスチュアをもたらす。半固体ゲロース入り培地のための処方例は、 乾燥材料の重量/重量%で以下のとおりである: − ペプトン 1% − グルコース 0.5% − NaCl 0.5% − 本発明の多糖類 0.75% − 水 100% 十分量V−農業 農業では、本発明に従った多糖類には、以下のものとしての利用分野がある: * 土壌凝集剤、 * 保水剤、土壌の水ポテンシャル維持への寄与及び干ばつ保護剤、 * 種子コーティング剤。 このようにして、ヒマワリの種子上への根瘤菌株の接種は、土壌が予め滅菌さ れていたか否かに関わらず根の強いコロニー化を得ることができるようにする( それぞれ合計微小植物相の90%及び10%)。この接種の結果は、根に付着す る土壌の質量の増加(+50%)及びこの根圏土壌の多孔性の変化(高透気性 の増大)に関するものである。これらの結果は、YAS34菌株により産生され たエキソ多糖類が一方では土壌の団粒の集結に寄与し(「付着」効果)そのため植 物に向かっての水の移送用孔の分布度を増加させ、他方ではゲル化された多糖類 相の中の水を保持することを示しているように思われる。 重合体の保水機能を確認するため、「土壌+1%の精製多糖類」の混合物を調 製した。結果は、pF2.5(畑での容量)で、多糖類が土壌の保水量を50% 増大させ、同様に、重合体の付加(1%)が、土壌を乾燥させるための2倍のエ ネルギーの適用の必要性という形で現われる、ということを示している。 添付図面として以下の図が提供されている: 図1−脱アセチル化された本発明の多糖類。 NMR'Hスペクトル(300MHz)、D2O中溶液、T=358°K。 図2−本発明の多糖類。NMR'H(300MHz)、D2O中溶液、T=358°K 。 図3−本発明の多糖類の弾性係数(G’)及び損失係数(G")及び複合粘度n*に対 する周波数の影響。多糖類濃度10g/L。NaCl濃度0.1M。 図4−10g/Lの濃度での本発明の多糖類のゲルの、0.13Hzで測定された 弾性係数に対する食塩(NaCl)濃度の影響。 図5−本発明の多糖類の弾性係数(G’)及び損失係数(G")及び複合粘度n*に対 する温度の影響。多糖類濃度10g/L。NaCl濃度0.1M。 図6−0.25%の本発明の多糖類及び塩化ナトリウムを含む本発明のモイスチ ュアライジングクリームの処方(本発明)と先行技術のモイスチュアライジング クリームの処方(先行技術)の感覚比較試験。 最後に、本発明に従った多糖類には塗料における結着剤、粘稠剤及び懸濁化剤 としての利用分野もある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12P 19/04 C12P 19/04 C (72)発明者 アラミ,ユーヌ フランス国エフ・13090・エース・アン・ プロヴァンス、リュー・ル・コルビュジェ 22番 アパルトマン394、レジダンス・ レ・ファキュルテ“エフ" (72)発明者 ウーラン,ティエリ フランス国エフ・13100・エース・アン・ プロヴァンス、ブールヴァール・デュ・プ ティ・ラヴァンドゥー 2番 パスティー ド・サント・アンヌ (72)発明者 ミラ,ミシェル フランス国エフ・38320・エルベイ、ル・ ヴィアル (72)発明者 ドゥ、ベイナスト,レジ フランス国エフ・78000・ヴェルサイユ、 リュー・ドゥ・レルミタージュ 35番 (72)発明者 エイロー,アラン フランス国エフ・38113・ヴーレイ・ヴォ ロワーズ、コート・ドゥ・ヴェルダレ 6 番 (72)発明者 ヴィラン,アニェ フランス国エフ・38000・グルノーブル、 リュー・ラクマン 47番

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.1個の側鎖を有し、グルコース及びガラクトースを含む6個の中性糖及び1 個の酸性糖を含む反復単位を有する多糖類において、その0.2重量%を超える 溶液が透明でかつ弾性を有するゲルを形成する多糖類。 2.その溶解がほぼ瞬時であることを特徴とする、請求項1記載の多糖類。 3.0.2重量%の濃度での水溶液状態でかつ塩の存在下で、透明でかつ弾性を 有する懸濁性のゲルを形成することを特徴とする、請求項1記載の多糖類。 4.CNCMに1−1809の番号で寄託されている根瘤菌であることを特徴と する、請求項1〜3のいずれか1項記載の多糠類を合成することのできる微生物 。 5.a)グルコース及び含窒素材料が豊富な培地上で微生物を培養する段階、 b)発酵用ウワートの回収段階、 c)沈殿による粗製多糖類の直接的捕獲段階を含んで成ることを特徴とする、 請求項1〜3のいずれか1項記載の多糖類の産生方法。 6.段階b)に由来する発酵用ウワートが、 d)70〜95℃の間の温度での希釈後の該ウワートの熱処理、 e)遠心分離、 f)例えば前方ろ過による段階d)に由来する上清のろ過、 g)乾燥した形で多糖類を得るためのろ液の処理、 によって処理されることを特徴とする、請求項5記載の方法。 7.段階a)で、予備培養用と呼ばれるものと産生用のものと2つの培地を利用 することを特徴とする、請求項5記載の方法。 8.いわゆる予備培養用培地が、 グルコース(別途減菌済み) 20g 酵母エキス 2.5g 硫酸アンモニウム 1g 無機溶液(1) 70ml 緩衝溶液(2) 20ml 浸透水 1リットル十分量 接種材料 7.5% の組成を有することを特徴とする、請求項5記載の方法。 9.いわゆる産生用培地が、 グルコース 20g 酵母エキス 1.7g 無機溶液(1) 70ml 浸透水 1リットル十分量 の組成を有することを特徴とする、請求項5記載の方法。 10.熱処理が70〜95℃の温度で行なわれることを特徴とする、請求項5記載 の方法。 11.微生物がCNCMに1−1809の番号で寄託された根瘤菌であることを特 徴とする、請求項5記載の方法。 12.化粧品の分野における水分補給剤(ヒアルロン酸といった既知の水分補給剤 との混合物としてか又は単独で)、粘稠剤、ゲル化剤、懸濁化剤としての、請求 項1〜3のいずれか1項記載の多糖類の利用。 13.洗浄の分野におけるゲル化剤、懸濁化剤としての、請求項1〜3のいずれか 1項記載の多糖類の利用。 14.食料品における結着剤及び懸濁化剤としての、請求項1〜3のいずれか1項 記載の多糖類の利用。 15.ゲロース入り発酵培地中のゲル化剤としての、請求項1〜3のいずれか1項 記載の多糖類の利用。 16.農業分野における土壌凝集剤、保水剤及び種子コーティング剤としての、請 求項1〜3のいずれか1項記載の多糖類の利用。 17.塗料における結着剤、粘稠剤及び懸濁化剤としての、請求項1〜3のいずれ か1項記載の多糖類の利用。 18.粘稠剤、ゲル化剤、懸濁化剤、結着剤及び保水剤としての、請求項6記載の 多糖類の利用。
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