JP2003070492A - ヌートカトンの製造方法 - Google Patents
ヌートカトンの製造方法Info
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Abstract
ンを、非常に高収率、かつ高選択的に得ることができ
る、ヌートカトンの製造方法の提供。 【解決手段】 バレンセンをクロレラ属に属する単細胞
藻類又はその処理物で処理してヌートカトンに変換する
ことによりヌートカトンを製造することを特徴とするヌ
ートカトンの製造方法。また、ヒドロキシバレンセンを
クロレラ属に属する単細胞藻類又はその処理物で処理し
てヌートカトンに変換することによりヌートカトンを製
造することを特徴とするヌートカトンの製造方法。
Description
ドロキシバレンセンをクロレラ属に属する単細胞藻類又
はその処理物で処理してヌートカトンに変換することに
よりヌートカトンを製造することを特徴とするヌートカ
トンの製造方法に関する。
品、香粧品類、保健衛生材料等の多様化に伴い、これら
に用いる香料として従来にない新しい要望が高まり、嗜
好性の高いユニークな香気を有した香料物質の開発が要
求されてきている。特に香料の中でも最も需要の高いシ
トラスフルーツ系香料や食品系香料に関して、安全性の
面からも天然化合物若しくは天然化合物由来の物質を原
料とし、酵素や培養細胞等による生化学的変換反応によ
って得られる香料材料の開発が強く望まれていた。次式
が、天然においては、代表的にはグレープフルーツ油中
に約1%以下しか含有されておらず、天然物から得られ
る精製品は非常に高価である。そこで、製品の安全性や
化学合成による反応剤の使用及び大量の溶媒等の廃棄な
どの製造上の環境保全等を考慮し、天然物を原料とした
酵素反応や生物による変換反応を利用して得られるヌー
トカトンの開発が待ち望まれ、従来から種々の製造方法
が検討されている。また、ヌートカトンは鏡像異性体間
でその香気強度が大きく異なっており、天然と同じ絶対
構造を有するヌートカトンの価値は非常に高いものであ
る。
であるバレンセンを原料とし、生化学的反応を利用する
ことにより天然物と同じ絶対構造を有するヌートカトン
を製造する方法が報告されている。
であるエンテロバクターを用いてヌートカトンを製造す
る方法(DRAGOCO REP.20巻,251頁,1974年)、バレンセ
ンを原料とし、ロドコッカス属の微生物を用いてヌート
カトンを製造する方法(特開平6-303,967号公報)、或
いはバレンセンを原料とし、シトラス細胞懸濁培地を用
いて生物変換反応によりヌートカトンを製造する方法
(Plant Cell Report,3巻, 37頁,1984年)等が報告さ
れているが、これらの方法によればヌートカトンへの変
換効率が低く、工業的に望ましいものとは言い難い。ま
た、最近、ラッカラーゼ触媒酸化や酵素酸化反応によっ
てバレンセンをバレンセンヒドロパーオキサイドへ変換
した後、このヒドロパーオキサイドを分解してヌートカ
トンを得る方法が報告されている(特表平11-501,052
号、特開2001-103,989号)が、コストや収率の問題など
の点から未だ望ましいものではない。
々の問題点を解決することを目的とし、収率が高く、か
つ、光学活性選択性の点からも工業的実用化に適し、さ
らに安全性や製造上の環境保全をも考慮した、天然物で
あるバレンセン又はヒドロキシバレンセンからヌートカ
トンを安価に製造する方法を提供するものである。
を解決するため鋭意研究を行った結果、緑藻植物門緑藻
網クロロコッカス目オエキスティス科クロレラ属の単細
胞藻類を用いて変換を行うことによって、バレンセン又
はヒドロキシバレンセンからヌートカトンを製造するこ
とが可能であることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
ラ属に属する単細胞藻類又はその処理物で処理してヌー
トカトンに変換することによりヌートカトンを製造する
ことを特徴とするヌートカトンの製造方法である。
に属する単細胞藻類又はその処理物で処理してヌートカ
トンに変換することによりヌートカトンを製造すること
を特徴とするヌートカトンの製造方法である。
に説明する。本発明の製造方法において、基質として用
いられるバレンセン又はヒドロキシバレンセンは、グレ
ープフルーツ、オレンジ、バレンシアオレンジ等の柑橘
類の精油から単離・精製したものを用いることができる
が、特にこれらに限定されるものではない。ヒドロキシ
バレンセンには二種類のジアステレオマー、2−(S)
−ヒドロキシバレンセン及び2−(R)−ヒドロキシバ
レンセンが存在するが、本発明の製造方法にはいずれの
ヒドロキシバレンセンをも使用することができ、所望に
よりこれらの混合物を用いてもよい。また、ヒドロキシ
バレンセンは、上記のような柑橘類からの単離・精製の
他に、化学的方法によっても取得され得る。例えば、バ
レンセンを化学的酸化することにより得ることが可能で
ある。また、例えば、ヌートカトンをNaBH4−CeCl3還元
することによって2−(S)−ヒドロキシバレンセンを
得ることができ、さらに、2−(S)−ヒドロキシバレ
ンセンの光延反応によって2−(R)−ヒドロキシバレ
ンセンを得ることができる。ただし、これらの方法によ
り入手されるものに限定されるものではない。バレンセ
ン又はヒドロキシバレンセンの純度は、30%以上が好
ましく、50%以上が特に好適である。
網クロロコッカス目オエキスティス科クロレラ属の単細
胞藻類を使用する。該藻類としては、現在20を超える
種が確認されており、本発明の方法ではいずれの藻類も
使用可能である。そのうち、特に、クロレラ・フスカ・
バール・バキュオレータ(Chlorella fusca var. vacuo
lata)、クロレラ・ピレノイドーサ(Chlorella pyreno
idosa)、クロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)
等が望ましい。これらの藻類は自然界にも広く分布して
おり、自然界より分離取得することが可能であるが、例
えば、財団法人応用微生物学研究奨励会から入手可能な
クロレラ・フスカ・バール・バキュオレータ IAM C-28
株、クロレラ・ピリノイドーサ IAM C-101株が利用で
き、クロレラ・フスカ・バール・バキュオレータ IAM C
-28株は、日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央
第6 独立行政法人産業技術研究所 特許生物寄託セン
ターにFERM P-18498という受託番号で寄託されている。
ロレラ属の単細胞藻類を用いて行う。該変換は、基本的
には、単細胞藻類又はその処理物によって原料のバレン
セン又はヒドロキシバレンセンをヌートカトンに変換す
る方法であれば、特に限定されない。なお、ここで、藻
類の処理物とは、該藻類の摩砕物、粗酵素又は精製酵素
などの抽出物、培養物、凍結乾燥物、固定化菌体等の該
藻類に種々の処理を施したものを意味する。本発明の変
換を行う具体的な方法としては、(1)該藻類の培養物に
バレンセン又はヒドロキシバレンセンを添加する方法、
(2)バレンセン又はヒドロキシバレンセン含有培地で該
藻類を培養する方法、(3)該藻類の固定化菌体にバレン
セン又はヒドロキシバレンセンを接触させる方法、(4)
該藻類の摩砕物にバレンセン又はヒドロキシバレンセン
を接触させる方法、(5)該藻類の抽出酵素液にバレンセ
ン又はヒドロキシバレンセンを接触させる方法、等があ
る。
ヒドロキシバレンセンを添加する方法は、以下のように
して実施することができる。培養培地としては、クロレ
ラ属の単細胞藻類が培養可能なものであるならば何ら限
定されるものではないが、例えば、Noro培地 (T. Noro,
Jpn. J. Phycol.,26, 69-72 (1978))等が用いられる。
培養は、0〜10,000ルックスの光照射下において
行うのが好ましいが、該藻類の増殖が認められる限り
は、その光照射条件に限定されるものではない。培養
は、静置培養、振盪培養、通気攪拌培養等を行うことが
でき、培養温度は20〜30℃、pHは4〜8が好まし
い。このうち、特に好ましくは、25℃、pH4〜8で
ある。培養日数は変換に必要な細胞数に至るまでの期間
が必要とされ、通常は5〜20日前後であるが、特にこ
れに限定されるものではない。
させたクロレラ属の単細胞藻類の培養物に変換の基質と
なるバレンセン又はヒドロキシバレンセンを添加し、さ
らなる培養を行うことによって達成することができる。
添加するバレンセン又はヒドロキシバレンセンは、その
純度や増殖させたクロレラ属の単細胞藻類の種類及びそ
の細胞数によって変化するが、例えば、クロレラ属の単
細胞藻類24mg(wet weight)/mlを含む培養物50mlに対
し、バレンセン又はヒドロキシバレンセンを100mg以上
添加することができる。さらに、界面活性剤等の使用に
よりその添加量を増やすことも可能である。バレンセン
又はヒドロキシバレンセンは、固体又は液体の形状で添
加することができ、その添加全量は、一段階又は二段階
以上の多段階、もしくは連続的に加えることができる。
培養、通気攪拌培養等のいずれの条件下においても実施
可能であるが、反応速度の点から振盪培養が好ましく、
具体的には0〜100rpmでの実施が適当である。また、反
応温度は20〜30℃、pHは4〜8が好ましい。変換の反
応は基質バレンセン又はヒドロキシバレンセンの添加と
ともに開始されるが、その反応時間は、バレンセンの場
合には5〜18日、ヒドロキシバレンセンの場合には1〜
3日が好ましく、特に、バレンセンでは4〜10日、ヒド
ロキシバレンセンでは1〜2日が好ましい。
属する単細胞藻類の変換によって得られた反応生成物の
ヌートカトンは、一般の有機化合物の分離・精製におい
て公知の方法、例えば、濾過、抽出、蒸留、カラムクロ
マトグラフィー等の手段、或いはこれらの組み合わせに
よって培養液から回収、精製することができる。本発明
により得られたヌートカトンは、各種食品、食品添加
物、飲食品、香粧品類、保険衛生材料等の香料材料とし
て有用である。
明するが、本発明はこれらによって限定されるものでは
ない。なお、実施例中において物性の測定に用いた装置
は次の通りである。
50℃まで5℃/min.,キャリヤーガスはヘリウム(1ml/mi
n.)で行った。
製)13 C−NMR;Mercury-300型(75MHz)(Varian社
製) 3)赤外吸収スペクトル(IR) FTIR-410型(日本分光株式会社製)
(Hewlett Packard社製) カラム;DB-17(0.25mm×30m)(J&W社製) 5)旋光度 DIP-1000(日本分光株式会社製)
カ・バール・バキュオレータによるヌートカトンへの変
換反応(少量培養実験) 表1に示す塩化ナトリウムを除いたNoro培地 (T. Nor
o, Jpn. J. Phycol., 26, 69-72 (1978)) 50mlを100ml
三角フラスコに入れ、滅菌後、クロレラ・フスカ・バー
ル・バキュオレータ IAM C-28株を50mg(wet weight)
植菌し、光照射下(約3000 lux)で生育させた。
であるバレンセン([α]D20 +96.5゜(c=0.99, CHCl3)は
純度95%以上 (GC-MSより))を約20mg添加した。反応の
経時的変化は、24時間ごとに一定量の培養液をエクスト
レルートに採取し、エーテルにて溶出した後、エーテル
抽出物についてGC-MS分析 (Hewlett-Packard capillary
GC/MS system, Model HP-5890; DB-17 column)を行う
ことにより確認した。培養反応18日目に反応を止め、培
養液を吸引ろ過によりろ過し、そのろ液にエーテル50ml
x2回を加え、スターラーで12時間抽出した。そのエーテ
ル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ過し、10℃の低
温でロータリーエバポレーターを用いて減圧濃縮するこ
とによって残査(14mg)が得られた。図1に残査(エー
テル抽出物)のGC−MS分析結果を示す。その結果、
61.3%の純度のヌートカトンが得られていることが確認
できた。さらにシリカゲルを用いるTLC分取(へキサン
−酢酸エチル=4:1)を行い、純度95%以上のヌートカ
トン(8.2mg;バレンセンからの収率は38.37%)が得ら
れた。図2にTLC分取を行って得られたヌートカトン
のGC−MS分析結果を示す。
20 +192.5゜(c=0.41, CHCl3))は、標品のヌートカトン
の比旋光度 ([α]D20 +195.5゜(c=1.5, CHCl3))と一
致した。またMSスペクトル、IRスペクトル、1H NMRスペ
クトル、13C NMR スペクトルのデータについても図3、
図4、図5、図6に示したが、各データは生薬ヤクチか
ら得られた標品のスペクトルデータと完全に一致した。
カ・バール・バキュオレータによるヌートカトンへの変
換反応(大量培養実験) クロレラ・フスカ・バール・バキュオレータ IAM C-28
株の培養は実施例1と同様な方法で行い、基質であるバ
レンセンを3.000 g を1.5 Lの培養液に添加し、18日間
培養した。その培養ろ液はエーテル(1L)を用いるソッ
クスレー抽出器で連続抽出し、エーテル抽出物(2.0264
g;回収率2.0264g/3.000gx100=約68%)が得られた。
そのエーテル抽出物についてGC−MS分析を行い、そのデ
ータを図7に示した。その結果、得られたヌートカトン
は62.3%の純度であることがわかった。また、エーテル
抽出物の一部 (1.5419 g) をn−ヘキサン−エーテル系
溶媒で、エーテルの比率を増大しながらシリカゲル (10
0g; Merck社製70〜230 mesh)カラムクロマトグラフィー
に付し、50% n−ヘキサン−50% エーテル系溶媒による
溶出を行い、ヌートカトン (581.6 mg;バレンセンから
の収率は23.84%)が得られた。なお、純度は図8に示す
GC-MS分析の結果、96.67%であった。また、文献値の比
旋光度 [α]D20 +195.5゜(c=1.5, CHCl3)であるのに対
し、得られたヌートカトンの比旋光度は [α]D20 +191.
2゜(c=1.11, CHCl3)であった。
ンセンおよび2−(R)−ヒドロキシバレンセンのクロ
レラ・フスカ・バール・バキュオレータによるヌートカ
トンへの変換反応 2−(S)−ヒドロキシバレンセン20mgを添加した50ml
Noro培地、及び、2−(R)−ヒドロキシバレンセン2
0 mgを添加した50ml Noro培地について、各々、実施例
1と同様な条件で培養したクロレラ・フスカ・バール・
バキュオレータIAM C-28株を用いて変換を行ったとこ
ろ、培養後1〜2日目で、100%の変換率で純度95%以上
のヌートカトンが得られた。
ノイドーサによるヌートカトンへの変換反応(少量培養
実験) 前記表1に示す塩化ナトリウムを除いたNoro培地 50ml
を100ml三角フラスコに入れ、滅菌後、クロレラ・ピレ
ノイドーサ IAM C-101株を50mg/50ml(wet weight)植
菌し、光照射下(約3000 lux)で生育させた。7〜10日
間回転培養(100rpm)した後、基質であるバレンセン
([α]D20 +96.5゜(c=0.99, CHCl3)は純度95%以上 (GC-
MSより))1gを1 L培地に添加した。反応の経時的変化は
24時間ごとに2mlの培養液をエクストレルートに採取
し、エーテルにて溶出した後、エーテル抽出物のGC-MS
分析 (Hewlett-Packard capillary GC/MS system, Mode
l HP-5890;DB-17 column)を行うことにより確認した。
培養反応4日目のGC-MSの分析結果により、それぞれ、
面積比で52%のヌートカトンが得られた。
従来技術に比べて高収率、高選択的に得られ、工業的に
適している。また、本発明の方法は、副生成物の生成も
極めて少なく、非常に効率の良い製法である。さらに、
本発明の方法によって得られるヌートカトンは、従来の
方法によって得られるヌートカトンに比べて純度も高
く、香気においても大変優れているので、各種食品、食
品添加物、飲食品、香粧品類、保険衛生材料等の香料材
料として、幅広い範囲で利用に供することができる。
MS分析結果を示す図である。
たヌートカトンのGC−MS分析結果を示す図である。
のMSスペクトルを示す図である。
図である。
のIRスペクトルを示す図である。
図である。
の1H NMRスペクトル(CDCl3)を示す図である。
(CDCl3)を示す図である。
の13C NMRスペクトル(CDCl3)を示す図である。
ル(CDCl3)を示す図である。
のGC−MS分析結果を示す図である。
ムクロマトグラフィー溶出物のGC−MS分析結果を示
す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 バレンセンをクロレラ属に属する単細胞
藻類又はその処理物で処理してヌートカトンに変換する
ことによりヌートカトンを製造することを特徴とするヌ
ートカトンの製造方法。 - 【請求項2】 ヒドロキシバレンセンをクロレラ属に属
する単細胞藻類又はその処理物で処理してヌートカトン
に変換することによりヌートカトンを製造することを特
徴とするヌートカトンの製造方法。 - 【請求項3】 クロレラ属に属する単細胞藻類がクロレ
ラ・フスカ・バール・バキュオレータ(Chlorella fusc
a var. vacuolata)である請求項1又は2に記載の製造
方法。 - 【請求項4】 クロレラ属に属する単細胞藻類がクロレ
ラ・ピレノイドーサ(Chlorella pyrenoidosa)である
請求項1又は2に記載の製造方法。 - 【請求項5】 クロレラ・フスカ・バール・バキュオレ
ータがIAM C-28株(FERM P-18498)である請求項3に記
載の製造方法。 - 【請求項6】 クロレラ・ピレノイドーサがIAM C-101
株である請求項4に記載の製造方法。
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---|---|---|---|
JP2001267548A JP4746224B2 (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | ヌートカトンの製造方法 |
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-
2001
- 2001-09-04 JP JP2001267548A patent/JP4746224B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN112538431A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-03-23 | 范秀娟 | 一株蛋白核小球藻及其制备生物环境修复液和应用 |
CN112538431B (zh) * | 2020-12-16 | 2023-08-11 | 范秀娟 | 一株蛋白核小球藻及其制备生物环境修复液和应用 |
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