JP2009201480A - Cultivation method for increasing fucoxanthin content of brown alga - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、培養、及び天然の褐藻類を用いたフコキサンチン含有量を高める栽培方法に関するものである。 The present invention relates to culture and a cultivation method for increasing fucoxanthin content using natural brown algae.
フコキサンチン(fucoxanthin)は、褐藻や珪藻中に広く分布する色素成分であり、資源量的に豊富なカロテノイドの一つである。図１は、フコキサンチンの化学構造式を示す。これまでに、フコキサンチンはマウスやラットに対して抗肥満作用（非特許文献１）、抗糖尿病作用（非特許文献２）、強い抗がん作用（非特許文献３）を示すことが知られており、経済的価値が極めて高いカロテノイドの一つと言える。 Fucoxanthin is a pigment component widely distributed in brown algae and diatoms, and is one of the abundant resources of carotenoids. FIG. 1 shows the chemical structural formula of fucoxanthin. So far, fucoxanthin is known to exhibit anti-obesity action (Non-Patent Document 1), anti-diabetic action (Non-Patent Document 2), and strong anti-cancer action (Non-Patent Document 3) on mice and rats. It is one of the carotenoids with extremely high economic value.
フコキサンチンを多量に含有する褐藻を作り出すことが出来れば、食品素材、化粧品、或いは医薬品など多方面へ利用することが可能になる。現実的には、豊富にフコキサンチンを含有し、大量かつ安定して入手できる褐藻を出発原料源として選択することが望ましい。 If brown algae containing a large amount of fucoxanthin can be produced, it can be used in various fields such as food materials, cosmetics, and pharmaceuticals. Practically, it is desirable to select a brown algae containing abundant fucoxanthin and being available in large quantities and stably as a starting material source.
これまで、褐藻類のフコキサンチン含有量に関してはある程度調べられている。例えば、ほとんどが食品として大量に消費されているコンブ目であるコンブ、ワカメには一般的にそれぞれ、0.001％、0.3％（乾重量比）程のフコキサンチンが含まれている。 So far, the fucoxanthin content of brown algae has been investigated to some extent. For example, in general, kumbu and wakame, which are mostly consumed in large quantities as food, contain about 0.001% and 0.3% (dry weight ratio) of fucoxanthin, respectively.
最近、ナガマツモ目オキナワモズクの盤状体には、およそ1.2％（乾重量比）程のフコキサンチンが含有しており、そこから効率良くフコキサンチンを取得する方法が発明された（特許文献１）。一方、養殖したオキナワモズク生体中にフコキサンチン含有量を10倍（湿重量比）高めて効率良くフコキサンチンを取得する手法を発明し、特許出願中という報告がある。オキナワモズクには一般的に0.01％（乾重量比）程のフコキサンチンが含有されている。また、養殖したオキナワモズクのほとんどが食品として消費されている。 Recently, about 0.1% (dry weight ratio) of fucoxanthin is contained in the plate-shaped body of the genus Pleurotus, and a method for efficiently obtaining fucoxanthin therefrom has been invented (Patent Document 1). . On the other hand, there has been a report that a technique for efficiently obtaining fucoxanthin by increasing the fucoxanthin content by 10 times (wet weight ratio) in the cultured Okinawa Mozuku organism has been filed for a patent. Okinawa mozuku generally contains about 0.01% fucoxanthin (dry weight ratio). In addition, most of the Okinawa mozuku farmed is consumed as food.
一方、コンブ目やナガマツモ目と生活環が全く異なるヒバマタ目ホンダワラ科に属する褐藻類にフコキサンチンが豊富に含まれていることが報告された（非特許文献４）。特に、アカモク成体にはおよそ1.0％（乾重量比）、ウガノモク成体にはおよそ0.7％（乾重量比）程のフコキサンチンが含まれており、フコキサンチンが豊富な褐藻として見出された。アカモクは日本全土に繁茂が確認されており、潜在量は極めて高い。エネルギー源としても注目されている。ウガノモクは北海道全般と東北地方の一部に繁茂しており、アカモク程では無いが潜在量は高い。しかし、これらの褐藻の大半が未・低利用である。
上記には、これまで報告されているフコキサンチンの取得用褐藻の種類、フコキサンチン含有量、及びフコキサンチンの取得方法の例を挙げた。
On the other hand, it has been reported that brown algae belonging to the family Hidamatidae, whose life cycle is completely different from that of the order Composita and Nagamatsumo, are rich in fucoxanthin (Non-patent Document 4). In particular, about 0.1% (dry weight ratio) of fucoxanthin was contained in adult red foxtail, and about 0.7% (dry weight ratio) of adult umanomok, and was found as a brown algae rich in fucoxanthin. Akamoku has been confirmed to be prosperous throughout Japan, and its potential is extremely high. It is also attracting attention as an energy source. Uganomok grows all over Hokkaido and some parts of the Tohoku region, and its potential is high although it is not as good as red mock. However, most of these brown algae are not yet used.
The examples of the types of brown algae for obtaining fucoxanthin, fucoxanthin content, and methods for obtaining fucoxanthin that have been reported so far are listed above.
前述のように、これまでフコキサンチン含有量に関してはコンブ目、ナガマツモ目、ヒバマタ目に属する褐藻などで調べられている。それらの褐藻の中でもヒバマタ目に属する褐藻にはフコキサンチンが豊富に含まれている。そこで、これまで報告されている褐藻の中で、フコキサンチンを豊富に含み、多方面へ活用する原料として大量かつ安定に入手出来るアカモクなどのヒバマタ目を用いて、フコキサンチン含有量を高める栽培方法が開発出来るならば、食品素材、化粧品、医薬品、又は飼料など様々な方面への経済的利用価値は極めて高い。しかしながら、これまでヒバマタ目の褐藻生体中のフコキサンチン含有量を高める栽培方法に関する知見は無い。また、上述の褐藻の栽培方法において、海洋深層水を利用してフコキサンチン含有量を高める技術に関する知見も無い。 As described above, the fucoxanthin content has been investigated in the order of the brown algae belonging to the order of the order of the order of the order of the order of the Kombu, Nagamatsu, Hibamata. Among these brown algae, brown algae belonging to the order of Hibamata are rich in fucoxanthin. Therefore, among the brown algae that have been reported so far, a cultivation method that increases fucoxanthin content by using a large number of fucoxanthin, such as Akamoku, which can be obtained in large quantities and stably as a raw material to be used in many fields. Can be developed, the economic use value in various fields such as food materials, cosmetics, pharmaceuticals, and feeds is extremely high. However, there is no knowledge about the cultivation method which raises fucoxanthin content in the brown alga living organism of the order of Hibamata. Moreover, in the cultivation method of the above-mentioned brown algae, there is no knowledge regarding the technique which raises fucoxanthin content using deep sea water.
本発明は、これまで未・低利用で、かつ潜在的に豊富に存在するヒバマタ目の褐藻を用いて、そこに含有されるフコキサンチンをより効率的且つ有効に利用可能とするため、フコキサンチン含有量を高める栽培方法を確立することにある。更に、本発明は、未・低利用であったヒバマタ目を高付加価値海藻素材として経済社会に還元することを目的とし、併せて海洋深層水の経済的に有効な利用法の技術を提供するものである。
本発明者は、ヒバマタ目の褐藻を利用してフコキサンチン含有量を高める栽培方法を鋭意研究し、フコキサンチン含有量を高める技術開発に成功した。
In order to make fucoxanthin contained therein more efficient and effective by using brown algae that have never been used and are low-utilized and potentially abundant, the present invention provides fucoxanthin. The purpose is to establish a cultivation method for increasing the content. Furthermore, the present invention aims to return the hibermata that have not been used to a low level to the economic society as a high-value-added seaweed material, and also provides a technology for an economically effective use of deep ocean water. Is.
This inventor earnestly researched the cultivation method which raises fucoxanthin content using the brown algae, and succeeded in the technical development which raises fucoxanthin content.
本発明は、次のものを提供している。
〔１〕褐藻類を栽培し、褐藻類のフコキサンチン含有量を高めることを特徴とする栽培方法。
〔２〕褐藻類として、室内で人工受精させた受精卵か、天然より採取した受精卵を単一培養して得た幼体、又は、天然より採取した生体を栽培し、褐藻類のフコキサンチン含有量を高めることを特徴とする上記〔１〕に記載の栽培方法。
〔３〕褐藻類として、生の状態である褐藻類を一時的に人工環境下で栽培してフコキサンチンを増含量させることを特徴とする上記〔１〕又は〔２〕に記載の栽培方法。
〔４〕水温、光量、日照時間を制御した環境下で褐藻類を栽培することを特徴とする上記〔１〕〜〔３〕のいずれか一に記載の栽培方法。
〔５〕海洋深層水、あるいは表層水に栄養塩を添加した栄養強化海水を用いて褐藻類を栽培することを特徴とする上記〔１〕〜〔４〕のいずれか一に記載の栽培方法。
〔６〕海洋深層水、あるいは表層水に栄養塩を添加した栄養強化海水を用いて、水温、光量、日照時間を制御した環境下で褐藻類を栽培することを特徴とする上記〔１〕〜〔５〕のいずれか一に記載の栽培方法。
〔７〕海洋深層水が、北海道沿岸の水深200m以下から汲み上げた海水であることを特徴とする上記〔５〕又は〔６〕に記載の栽培方法。
〔８〕褐藻類は、ヒバマタ目に属する１以上の褐藻類であることを特徴とする上記〔１〕〜〔７〕のいずれか一に記載の栽培方法。
〔９〕褐藻類は、アカモク(Sargassum horneri)、フシスジモク(Sargassum confusum)、ヒジキ(Sargassum fusiforme)、ウガノモク(Cystoseira hakodatensis)、スギモク(Coccophora langsdorfii)、ネブトモク(Cystoseira crassipes)、ヨレモク(Sargassum siliquastrum)、ウミトラノオ(Sargassum thunbergii)から選択された１以上の褐藻類であることを特徴とする上記〔１〕〜〔８〕のいずれか一に記載の栽培方法。
The present invention provides the following.
[1] A cultivation method characterized by cultivating brown algae and increasing the fucoxanthin content of the brown algae.
[2] As brown algae, fertilized eggs artificially fertilized indoors, juveniles obtained by single culture of fertilized eggs collected from nature, or living organisms collected from nature, and containing fucoxanthin of brown algae The cultivation method according to the above [1], wherein the amount is increased.
[3] The cultivation method according to the above [1] or [2], wherein brown algae in a raw state are temporarily cultivated in an artificial environment to increase fucoxanthin as brown algae.
[4] The cultivation method according to any one of the above [1] to [3], wherein brown algae is cultivated in an environment in which water temperature, light intensity, and sunshine duration are controlled.
[5] The cultivation method according to any one of [1] to [4], wherein brown algae are cultivated using deep sea water or nutrient-enriched seawater obtained by adding nutrient salts to surface water.
[6] The above-mentioned [1]-characterized in that brown algae are cultivated in an environment in which water temperature, light intensity, and sunshine duration are controlled using deep sea water or nutrient-enriched seawater in which nutrient salt is added to surface water. [5] The cultivation method according to any one of [5].
[7] The cultivation method according to [5] or [6] above, wherein the deep ocean water is seawater drawn from a depth of 200 m or less along the Hokkaido coast.
[8] The cultivation method according to any one of the above [1] to [7], wherein the brown algae is one or more brown algae belonging to the order of Hibamata.
[9] Brown algae are: red sardine (Sargassum horneri), Japanese cypress (Sargassum confusum), Japanese cypress (Sargassum fusiforme), Japanese cypress (Cystoseira hakodatensis), Japanese cedar (Coccophora langsdorfii), Cystosearum rums The cultivation method according to any one of [1] to [8] above, wherein the cultivation method is one or more brown algae selected from (Sargassum thunbergii).
本発明の栽培技術により、最近、フコキサンチンを豊富に含むことが見出されてはいるが、ほとんどが未・低利用海藻類であるヒバマタ目に属する褐藻、例えば、アカモクなどを、簡便な手法で栽培し、より一層、藻体中のフコキサンチン含有量を高めて、さらにより有効に利用できることを可能にする。得られたフコキサンチン含有量の富化されたヒバマタ目褐藻は、食品素材、化粧品、医薬品、又は飼料など様々な方面へ利用可能であり、経済的利用価値は極めて高い。さらに、大量且つ安価にフコキサンチンを提供する途が開拓できる。
本発明のその他の目的、特徴、優秀性及びその有する観点は、以下の記載より当業者にとっては明白であろう。しかしながら、以下の記載及び具体的な実施例等の記載を含めた本件明細書の記載は本発明の好ましい態様を示すものであり、説明のためにのみ示されているものであることを理解されたい。本明細書に開示した本発明の意図及び範囲内で、種々の変化及び／又は改変（あるいは修飾）をなすことは、以下の記載及び本明細書のその他の部分からの知識により、当業者には容易に明らかであろう。本明細書で引用されている全ての特許文献及び参考文献は、説明の目的で引用されているもので、それらは本明細書の一部としてその内容はここに含めて解釈されるべきものである。
The cultivation technique of the present invention has recently been found to contain abundant fucoxanthin, but it is a simple technique for brown algae belonging to the order of Hibamata, which are mostly unutilized seaweeds, such as red seaweed Cultivated with, and further increase the fucoxanthin content in the algal cells, making it possible to use even more effectively. The obtained fucoxanthin-rich Hibamatidae brown algae can be used in various fields such as food materials, cosmetics, pharmaceuticals, and feeds, and has an extremely high economic utility value. Furthermore, a way to provide fucoxanthin in large quantities and at low cost can be cultivated.
Other objects, features, excellence and aspects of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the following description. However, it is understood that the description of the present specification, including the following description and the description of specific examples and the like, show preferred embodiments of the present invention and are presented only for explanation. I want. Various changes and / or modifications (or modifications) within the spirit and scope of the present invention disclosed herein will occur to those skilled in the art based on the following description and knowledge from other parts of the present specification. Will be readily apparent. All patent documents and references cited herein are cited for illustrative purposes and are not to be construed as a part of this specification. is there.
本発明は、褐藻類の生体中のフコキサンチン含有量を高める栽培方法を特徴とする。即ち、未・低利用で且つ潜在的に豊富に存在するヒバマタ目に属する褐藻を原料に用い、そしてそこに含有されるフコキサンチンのその含有量を高める栽培方法を確立出来たものである。本発明は、オキナワモズクを用いた特許文献１がその目的とするフコキサンチンの効率良い取得方法を目的とするものではなく、これまで未・低利用、かつ潜在的に豊富に存在するヒバマタ目の褐藻を用いて、更にフコキサンチン含有量を高める栽培方法を確立したことにある。本発明では、褐藻類を栽培し、褐藻類のフコキサンチン含有量を高めることを特徴とする。 The present invention is characterized by a cultivation method for increasing the fucoxanthin content in the living body of brown algae. That is, the cultivation method which raises the content of the fucoxanthin contained there using the brown algae which belongs to the order of Hibamata which is unutilized and potentially abundant can be established. The present invention is not aimed at an efficient method for obtaining fucoxanthin, which is the object of Patent Document 1 using Okinawa Mozuku, but has not been used so far and is potentially abundantly present. It is in having established the cultivation method which raises fucoxanthin content further using brown algae. The present invention is characterized by cultivating brown algae and increasing the fucoxanthin content of the brown algae.
また本発明は、天然より採取したヒバマタ目に属する褐藻の生体を用いても良いが、天然より得た雌雄の同褐藻を人工的に受精させた受精卵あるいは天然より得た同褐藻の受精卵を室内で単一培養して得た幼体を原料として用い、栽培することで、褐藻類のフコキサンチン含有量を高める。該天然より採取した藻体としては、10m以上のものまでも好適に使用できるが、大きさには特に限定はなく、また、新鮮なものあるいは代謝活性の高いものは好ましい。該受精卵を単一培養して得た幼体としては、代表的には、高さ10cm程度までのものを例示できるが、これについても大きさには特に限定はない。上記褐藻の幼体及び成体は、常時出発材料として利用でき、より簡便に人工環境下でのフコキサンチン含有量増加の検討及び取得を行うことが出来る。天然のヒバマタ目褐藻体を採取した場合、付着生物や夾雑物は、好適には、除去されるべきである。褐藻の藻体は、着床箇所から丁寧にそれをはずし、保存培養又は栽培用の海水などに移すこともできる。また、対象藻類から単離する際、切除に使用する器具は、細菌等の微生物の混入を防ぐため、滅菌状態にあるか、あるいは目的とする無菌操作を可能にするものを選択して使用される。採取された褐藻の成体は、好適には、滅菌海水などで洗ったり、必要に応じて、超音波洗浄を３秒〜７秒間行う処理を３回〜７回繰り返すことを行うなどをすることもできる。褐藻の成体を殺菌剤などで処理して表面の滅菌を行うこともできる。 In addition, the present invention may use a living organism of brown algae belonging to the order of Hibamata collected from nature, but a fertilized egg obtained by artificially fertilizing the same male and female brown algae obtained from nature or a fertilized egg of the same brown algae obtained from nature By using as a raw material the juveniles obtained by single culture in a room, the fucoxanthin content of brown algae is increased. The algal cells collected from nature can be suitably used up to 10 m or more, but the size is not particularly limited, and fresh or highly metabolically active ones are preferred. A typical example of a juvenile obtained by culturing the fertilized egg is typically up to about 10 cm in height, but there is no particular limitation on the size. The brown algae juveniles and adults can always be used as starting materials, and can more easily study and acquire fucoxanthin content in an artificial environment. When natural Amaranthus brown algae is collected, attached organisms and contaminants should preferably be removed. The algal body of the brown algae can be carefully removed from the landing site and transferred to seawater for preservation culture or cultivation. In addition, when isolating from target algae, the instruments used for excision are selected and used in order to prevent contamination by microorganisms such as bacteria, or those that are sterilized or that enable the intended aseptic operation. The The adult brown algae is preferably washed with sterilized seawater or the like, and if necessary, the treatment of ultrasonic cleaning for 3 to 7 seconds may be repeated 3 to 7 times. it can. The surface of the brown algae can be sterilized by treating it with a disinfectant or the like.
本発明は、原料としてヒバマタ目に属する褐藻の幼体、あるいは天然の成体を用いて、出来る限り短時間かつ安価に、また褐藻の総重量を減じることなくフコキサンチン含有量を初期の含有量から増やすことを特徴とする。本発明では、褐藻類として、生の状態である褐藻類を一時的に人工環境下で栽培してフコキサンチンを増含量させることを特徴とする。典型的な態様では、光量、日照時間、水温を厳密に制御出来る設備を用いて栽培を行うことができ、例えば、褐藻の栽培には富栄養の海水を用いることが望ましい。
本発明方法が適用される褐藻類は、ヒバマタ目(Fucales)に属するものが挙げられる。ヒバマタ目褐藻類には、ヒバマタ科(Fucaceae)、ホンダワラ科(Sargassaceae)、ウガノモク科(Cystoseiraceae)などのものが包含される。本発明方法が適用される代表的な褐藻類は、ヒバマタ目に属する褐藻類で、例えば、アカモク(Sargassum horneri)、フシスジモク(Sargassum confusum)、ヒジキ(Sargassum fusiforme)、ウガノモク(Cystoseira hakodatensis)、スギモク(Coccophora langsdorfii)、ネブトモク(Cystoseira crassipes)、ヨレモク(Sargassum siliquastrum)、ウミトラノオ(Sargassum thunbergii)から選択された１以上の褐藻類である。
The present invention increases the fucoxanthin content from the initial content by using brown algae juveniles or natural adults as raw materials in a short time and at a low cost and without reducing the total weight of brown algae. It is characterized by that. In the present invention, as brown algae, brown algae in a raw state are temporarily cultivated in an artificial environment to increase fucoxanthin content. In a typical embodiment, cultivation can be performed using equipment that can strictly control the amount of light, sunshine duration, and water temperature. For example, eutrophic seawater is desirably used for cultivation of brown algae.
Examples of the brown algae to which the method of the present invention is applied include those belonging to the order of Fucales. The genus Brownidae includes those of the family Fucaceae, Sargassaceae, Cystoseiraceae and the like. Typical brown algae to which the method of the present invention is applied are brown algae belonging to the order of Hibamata, for example, Sargassum horneri, Sargassum confusum, Sargassum fusiforme, Cystoseira hakodatensis, Sugimok ( One or more brown algae selected from Coccophora langsdorfii), Cystoseira crassipes, Yoremok (Sargassum siliquastrum), and Umitorano (Sargassum thunbergii).
本発明では、生の状態である褐藻類を一時的に人工環境下で栽培せしめられる。該人工環境としては、水温、光量、日照時間を制御した環境下が挙げられる。光量、日照時間、水温については、厳密に制御することが出来ればどのような環境でもよい。例えば光量、日照時間、機器内温度を調節したインキュベータ内で褐藻を栽培することが出来る容器に入れて栽培することや、光量、日照時間、水温を制御出来る環境下の水槽であってもよい。典型的な栽培環境では、照射光量は5〜2000μmol/m2/sの間であってもよいが、好ましくは10〜100μmol/m2/sの間である。栽培の最中、照射光量を変更してもよい。水温は5〜30℃の間であってもよいが、好ましくは12〜22℃である。日照時間は8〜24時間の間が好ましい。通常、光を照射する明期と暗期での交互の光周期の下で栽培が行われるが、光を照射し続けてもよい。栽培期間は１〜40日の間であってもよいが、好ましくは５〜10日である。最短の５日でも十分である。 In the present invention, brown algae in a raw state can be temporarily cultivated in an artificial environment. Examples of the artificial environment include an environment in which water temperature, light intensity, and sunshine duration are controlled. The light quantity, sunshine duration, and water temperature may be any environment as long as they can be strictly controlled. For example, it may be cultivated in a container that can grow brown algae in an incubator in which the amount of light, the duration of sunlight, and the temperature in the apparatus is adjusted, or it may be an aquarium in an environment where the amount of light, the duration of sunlight, and the water temperature can be controlled. In a typical cultivation environment, the irradiation amount of light may be between 5~2000μmol / m 2 / s, preferably between 10~100μmol / m 2 / s. During the cultivation, the amount of irradiation light may be changed. The water temperature may be between 5-30 ° C, but is preferably 12-22 ° C. The sunshine duration is preferably between 8 and 24 hours. Usually, cultivation is performed under alternating light cycles in the light period and dark period in which light is irradiated, but the light may be continuously irradiated. The cultivation period may be between 1 and 40 days, but is preferably between 5 and 10 days. A minimum of 5 days is sufficient.
本発明では、対象褐藻類の栽培は、当該分野で知られている培養液からなる群から選択されたものを使用できるが、好適には、海洋深層水、滅菌した海水（通常は「表層水」を指している）、該滅菌した表層水に通常の海水栄養強化培地を添加してある栄養強化海水などを使用できる。海洋深層水とは、深海、すなわち、陸棚外縁部以深にある海水を総称するものであるが、通常、海水の水深約200メートル前後を境にしてそれより深い領域にある海水を指しており、清浄性、低温性、富栄養性といった特徴を有している。採取場所での海洋深層水の温度は、年間を通じて低温で安定しているものである。好適には、本発明で使用される海洋深層水は、水深300〜400mで汲み上げられたものであってよく、さらには水深400m以深にある海水を汲み上げたものであってもよく、また、湧昇流を汲み上げたものであってもよい。海洋深層水は、窒素、リン、ケイ酸などの無機栄養塩などに富んでおり、表層水と比較して、10〜30倍の濃度があり、さらに、必須微量元素や様々なミネラルがバランスよく含まれている。 In the present invention, the target brown algae can be cultivated using one selected from the group consisting of culture solutions known in the art, but preferably, deep ocean water, sterilized seawater (usually “surface water”). For example, a nutrient-enriched seawater in which a normal seawater-enriched medium is added to the sterilized surface water. Deep ocean water is a general term for the deep sea, that is, seawater deeper than the outer edge of the shelf, but usually refers to seawater that is deeper than about 200 meters of seawater. It has characteristics such as cleanliness, low temperature, and eutrophication. The temperature of deep ocean water at the sampling site is stable at low temperatures throughout the year. Preferably, the deep ocean water used in the present invention may be pumped at a depth of 300 to 400 m, and may be pumped from seawater at a depth of 400 m or more. It may be a pumped up stream. Deep sea water is rich in inorganic nutrients such as nitrogen, phosphorus, and silicic acid, and has a concentration 10 to 30 times that of surface water. In addition, essential trace elements and various minerals are well balanced. include.
本発明の栽培法では、適度な富栄養海水を栽培用海水として用いることが望ましい。栽培用海水として、海洋深層水を用いることや表層水に栄養塩を添加したものを用いることが望ましい。該栄養塩を添加するには、通常の海水栄養強化培地が使用でき、例えば、プロバゾリの栄養強化海水培地(Provasoli's enriched seawater medium; PES medium)〔有賀裕勝、井上 勲、田中次郎、横濱康繼、吉田忠生編、「藻類学 実験・実習」、講談社サイエンティフィク(2000)〕などを使用できる。 In the cultivation method of the present invention, it is desirable to use moderate eutrophic seawater as cultivation seawater. As seawater for cultivation, it is desirable to use deep ocean water or one obtained by adding nutrient salts to surface water. In order to add the nutrient salt, a normal seawater nutrient enriched medium can be used, for example, Provasoli's enriched seawater medium (PES medium) (Hiratsushi Ariga, Isao Inoue, Jiro Tanaka, Yasunori Yokohama, Yoshida Yoshida) Tadao, “Algae science experiment / practice”, Kodansha Scientific (2000)], etc. can be used.
栄養強化海水は、例えば、次のようにして作製できる。
外洋海水（海水の表層水）を採取し、フィルターにより濾過し、得られた濾過海水を、例えば、オートクレーブにより、例えば、121℃、20分間の加熱滅菌処理などで滅菌した後、滅菌海水980mLに下記の組成のPES mediumを加え、十分に攪拌することで栄養強化海水が得られる。
PES medium の作成は、例えば、、次のようにして行うことができる。
300 ml 程度の蒸留水に下記組成どおり、Tris、NaNO3、β-グリセロフォスフェート二ナトリウム(Na2-glycerophosphate)、Fe stock solution、P-II metal mix、Vitamin B12 stock solution、Thiamine-HCl stock solution、Biotin stock solution を、所定量順番に加え、十分溶解させ、次に液のpH を7.8 に調整し、蒸留水で 1000 mL にメスアップする。得られたPES mediumは、容器に分注し、オートクレーブ（121℃、20分）により、滅菌せしめられ、滅菌 PES medium は 4℃で冷蔵保存される。
The nutrient enriched seawater can be produced, for example, as follows.
Open sea water (surface water of sea water) is collected and filtered through a filter. The obtained filtered sea water is sterilized by, for example, heat sterilization at 121 ° C. for 20 minutes, for example, by an autoclave, and then 980 mL of sterilized sea water is obtained. The nutrient-enriched seawater can be obtained by adding PES medium with the following composition and stirring thoroughly.
For example, the PES medium can be created as follows.
Tris, NaNO 3 , β-glycerophosphate disodium (Na 2 -glycerophosphate), Fe stock solution, P-II metal mix, Vitamin B 12 stock solution, Thiamine-HCl stock according to the following composition in about 300 ml of distilled water Add the solution and Biotin stock solution in the prescribed order in order, dissolve well, then adjust the pH of the solution to 7.8 and make up to 1000 mL with distilled water. The obtained PES medium is dispensed into containers and sterilized by autoclaving (121 ° C, 20 minutes), and the sterilized PES medium is stored refrigerated at 4 ° C.
PES mediumの組成は、2-Amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol (Tris(hydroxymethyl)aminomethane; Tris), 5.0 g; NaNO3, 3.5 g; Na2-glycerophosphate, 500 mg; Fe stock solution （下記組成を参照）, 250 mL; P-II metal mix （下記組成を参照）, 250 mL; Vitamin B12 stock solution (0.1 mg/mL), 1.0 mL; Thiamine-HCl stock solution (1.0 mg/mL), 5.0 ml; Biotin stock solution (0.1 mg/mL), 0.5 mLで、以上を蒸留水で1000 mL液(pH 7.8)にする。
なお、Vitamin B12、Thiamine、Biotin stock solutionは、それぞれ上記の濃度で溶液を作成し、1回使用分をチューブに分注するなどし、-20℃で保存してあるものを使用できる。
The composition of PES medium is 2-Amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol (Tris (hydroxymethyl) aminomethane; Tris), 5.0 g; NaNO 3 , 3.5 g; Na 2 -glycerophosphate, 500 mg; Fe stock solution ( P-II metal mix (see below composition), 250 mL; Vitamin B 12 stock solution (0.1 mg / mL), 1.0 mL; Thiamine-HCl stock solution (1.0 mg / mL) , 5.0 ml; Biotin stock solution (0.1 mg / mL), 0.5 mL. Make the above to 1000 mL with distilled water (pH 7.8).
Vitamin B 12 , Thiamine, and Biotin stock solution can be prepared by preparing solutions at the above-mentioned concentrations and dispensing them once in a tube and storing them at −20 ° C.
Fe stock solutionの組成は、Na2-EDTA・2H2O, 330 mg; Fe(NH4)2(SO4)2・6H2O, 351 mgで、以上を蒸留水で500 mL液にする(Fe:EDTAのモル比=1:1)。4℃で冷蔵保存できる。
P-II metal mixの組成は、Na2-EDTA・2H2O, 500 mg; H3BO3, 570 mg; FeCl3・6H2O, 24.5 mg; MnSO4・4H2O, 82.0 mg; CoSO4・7H2O stock solution (4.8 mg/mL), 0.5 ml; ZnSO4・7H2O, 11.0 mgで、以上を蒸留水に順番に加え、最後に蒸留水で500 mL液にする。4℃で冷蔵保存できる。
上記組成は、必要に応じて、適宜、変えることができることは、理解されるべきである。
The composition of Fe stock solution is Na 2 -EDTA · 2H 2 O, 330 mg; Fe (NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 · 6H 2 O, 351 mg, and the above is made up to 500 mL with distilled water ( Fe: EDTA molar ratio = 1: 1). Can be refrigerated at 4 ° C.
The composition of P-II metal mix is Na 2 -EDTA ・ 2H 2 O, 500 mg; H 3 BO 3 , 570 mg; FeCl 3・ 6H 2 O, 24.5 mg; MnSO 4・ 4H 2 O, 82.0 mg; CoSO 4 · 7H 2 O stock solution (4.8 mg / mL), 0.5 ml; ZnSO 4 · 7H 2 O, 11.0 mg, add the above to distilled water in order, and finally make 500 mL solution with distilled water. Can be refrigerated at 4 ° C.
It should be understood that the composition can be varied as needed.
上記栽培に使用する海水などの栽培用培地は、適宜、必要に応じて、攪拌処理を施したり、通気処理を施したりできる。それらの条件は、最適の結果が得られるように、適宜、実験を行って決定することもできる。栽培に使用する容器は、当該分野で褐藻類栽培に汎用されるものから選択することもできるし、公知の栽培用装置に改変を加えたものであってもよいし、例えば、特開2002-101867号公報に開示の簡易式培養容器あるいはそれと同様な機能を備えた大型の栽培用容器などであってもよい。 The culture medium such as seawater used for the cultivation can be appropriately subjected to stirring treatment or aeration treatment as necessary. These conditions can also be determined by performing experiments as appropriate so that optimum results can be obtained. The container used for cultivation can be selected from those widely used for brown algae cultivation in the field, or can be a modification of a known cultivation apparatus. It may be a simple culture container disclosed in Japanese Patent No. 101867 or a large cultivation container having the same function.
海洋深層水は、北海道沿岸の水深200m以下から汲み上げた海水であれば良い。特に、北海道二海郡八雲町沖の水深340m付近より取水した日本海固有水を栽培海水として用いることが最良と考えられる。日本海固有水とは、日本海の水深約300mより深い層にみられ、水温０〜１℃程度、塩分濃度34.0〜34.9程度、溶存酸素濃度210〜260μmol/kg程度で、海面から約800〜1000m付近を境にして上部日本海固有水と深層水に分類されるし、水深
約2000m付近から海底までの底層水の存在も認められている。上部日本海固有水は、深層水に比べると溶存酸素量が高いという特徴が認められている。日本海は、周辺の海との海水交換は表層に限られており、日本海固有水は孤立した水塊と考えられており、よって、日本海固有水は、日本海北部の大陸に近い海域で、冬季に海面で強い冷却を受けて密度が大きくなった海水が沈み込み、鉛直対流により形成されると考えられている。そして、日本海固有水の溶存酸素量は、太平洋の深層と比べても明らかに多く、酸素の豊富な海面の水が対流により補給されたことを示すとされている。
The deep ocean water may be seawater drawn from a depth of 200 m or less along the Hokkaido coast. In particular, it is considered best to use the proper waters of the Sea of Japan taken from around 340m depth off Yakumo-cho, Futami-gun, Hokkaido as cultivated seawater. The Sea of Japan proper water is found in a layer deeper than the depth of about 300m in the Sea of Japan. The water temperature is about 0 ~ 1 ℃, the salinity is about 34.0 ~ 34.9, the dissolved oxygen is about 210 ~ 260μmol / kg. It is classified as upper Japan Sea proper water and deep water around 1000m, and the existence of bottom water from about 2000m deep to the sea floor is also recognized. Upper Japan Sea proper water is recognized to have a higher dissolved oxygen content than deep water. In the Sea of Japan, the seawater exchange with the surrounding sea is limited to the surface layer, and the Japan Sea proper water is considered to be an isolated water mass, so the Japan Sea proper water is the sea area close to the continent in the northern part of the Sea of Japan. Therefore, it is thought that seawater that has become dense due to strong cooling on the sea surface in the winter sinks and is formed by vertical convection. The amount of dissolved oxygen in the waters of the Sea of Japan is clearly higher than that in the deeper parts of the Pacific Ocean, indicating that oxygen-rich sea water has been replenished by convection.
本発明の方法で栽培されフコキサンチン含有量を高められた褐藻の藻体は、それをそのまま、食品素材、化粧品、或いは医薬品など多方面へ利用することが可能であるし、あるいは、それからフコキサンチンを抽出するなどの単離・精製処理を施してから、得られたフコキサンチン濃縮物として食品、化粧品、或いは医薬品など多方面へ利用することもできる。本発明で得られた藻体は、冷凍又は乾燥した後、遮光条件下に保存することもできる。保存された褐藻は、そのまま、あるいは、適宜、必要に応じて、藻体を裁断あるいは粉砕などしてもよく、こうして得られたものを、フコキサンチン抽出処理に付すことができる。フコキサンチン抽出処理は、当該分野で知られた方法を適用したり、あるいは、公知方法を適宜改変した方法で行うことができる。例えば、冷凍又は乾燥保存された藻体を、必要に応じて、解凍した後、アセトン、メタノール、エタノール、それらの混合溶媒、それらの水性溶媒などで抽出するなどをして、得られた抽出液を回収するなどして実施できる。好適な抽出溶媒としては、エタノール、80％含水エタノール、60％含水エタノールなどが挙げられる。粗製のフコキサンチン抽出物は、適宜、必要に応じて、精製処理されることもでき、例えば、活性炭、アルミナ、シリカゲルなどの吸着剤、カラムクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー処理などでより精製されたものとすることもできる。 The algal body of brown algae cultivated by the method of the present invention and having an increased content of fucoxanthin can be used as it is in various fields such as food materials, cosmetics, and pharmaceuticals, or fucoxanthin. The obtained fucoxanthin concentrate can be used in various fields such as foods, cosmetics, and pharmaceuticals after being subjected to isolation / purification treatment such as extraction. The algal bodies obtained in the present invention can be stored under light-shielding conditions after being frozen or dried. The preserved brown algae may be cut or pulverized as they are or, if necessary, as necessary, and the obtained alga can be subjected to fucoxanthin extraction treatment. The fucoxanthin extraction treatment can be performed by applying a method known in the art or by appropriately modifying a known method. For example, a frozen or dried algal body is thawed as necessary, and then extracted with acetone, methanol, ethanol, a mixed solvent thereof, an aqueous solvent thereof or the like, and the obtained extract Can be carried out by collecting. Suitable extraction solvents include ethanol, 80% aqueous ethanol, 60% aqueous ethanol, and the like. The crude fucoxanthin extract can be appropriately purified as necessary, for example, by an adsorbent such as activated carbon, alumina, silica gel, or chromatography such as column chromatography or high performance liquid chromatography. It can also be more purified.
こうして得られたフコキサンチンは、様々な生理活性が期待でき、食品や食品添加物、化粧品、医薬品など、着色剤などとしても有望である。
以下に実施例を掲げ、本発明を具体的に説明するが、この実施例は単に本発明の説明のため、その具体的な態様の参考のために提供されているものである。これらの例示は本発明の特定の具体的な態様を説明するためのものであるが、本願で開示する発明の範囲を限定したり、あるいは制限することを表すものではない。本発明では、本明細書の思想に基づく様々な実施形態が可能であることは理解されるべきである。
全ての実施例は、他に詳細に記載するもの以外は、標準的な技術を用いて実施したもの、又は実施することのできるものであり、これは当業者にとり周知で慣用的なものである。
The fucoxanthin thus obtained can be expected to have various physiological activities and is also promising as a coloring agent for foods, food additives, cosmetics, pharmaceuticals and the like.
The present invention will be described in detail with reference to the following examples, which are provided merely for the purpose of illustrating the present invention and for reference to specific embodiments thereof. These exemplifications are for explaining specific specific embodiments of the present invention, but are not intended to limit or limit the scope of the invention disclosed in the present application. In the present invention, it should be understood that various embodiments based on the idea of the present specification are possible.
All examples were performed or can be performed using standard techniques, except as otherwise described in detail, and are well known and routine to those skilled in the art. .
（栽培形態）
ヒバマタ目の褐藻として、天然より採取したアカモク受精卵を適切な人工環境下で単一培養して得た幼体（数cm程度）を原料として用いた。数cm程度のアカモク幼体を５〜６藻体（湿重量5g程度）を一試料にして、簡易式培養容器（特開2002-101867号公報）に入れて通気を行いながら無菌栽培を行った。機器はインキュベータを用いた。照射光量は低光量30μmol/m2/s、強光量300μmol/m2/sとし、水温は20℃、日照時間は12時間（すなわち12Light/12Dark: 12L/12D）、栽培期間は５日、海水は、表層水として北海道函館市入舟町沿岸の海水を濾過滅菌したもの、深層水として北海道二海郡八雲町沖の水深340m付近より取水した日本海固有水を濾過滅菌したものをそれぞれ用いた。
(Cultivation form)
A juvenile (about several centimeters) obtained by single culture of a fertilized red spider egg collected from nature under an appropriate artificial environment was used as a raw material for the brown alga of the order of Hibamata. About 5 cm alga bodies (wet weight of about 5 g) were taken as samples of about several centimeters of red mock cubs and placed in a simple culture vessel (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-101867), and aseptically cultivated. The equipment used was an incubator. Irradiation light quantity is low 30μmol / m 2 / s, strong light quantity 300μmol / m 2 / s, water temperature is 20 ° C, sunshine duration is 12 hours (ie 12Light / 12Dark: 12L / 12D), cultivation period is 5 days, Seawater used was surface sterilized by sterilizing seawater along the coast of Irifune-cho, Hakodate City, Hokkaido, and deep-sea water sterilized by filtering the waters specific to the Sea of Japan taken from around 340 m deep off Yakumo, Hokkaido.
（保存方法）
栽培を終えた後、紫外線や酸素に曝されることを出来る限り抑えるため、迅速に湿重量を測定した。その後、通気を出来る限り抑える袋に詰めて脱気し、フコキサンチン含有量を測定するまで−30℃に凍結保存した。
(Preservation method)
After the cultivation was completed, the wet weight was quickly measured in order to suppress exposure to ultraviolet rays and oxygen as much as possible. Thereafter, the bag was degassed by packing it in a bag that suppresses aeration as much as possible, and was stored frozen at −30 ° C. until the fucoxanthin content was measured.
（藻体脂質の抽出とフコキサンチン含有量解析）
一試料（5g、湿重量）を素早く解凍し、有機溶媒メタノールにて総脂質を抽出した。抽出作業は出来る限り遮光下で行った。総脂質含量を測定後、総脂質の一部を高速液体クロマトグラフィーにかけてフコキサンチンに相当するピークを分離し、フコキサンチン含有量を測定した。試料の一部は乾重量測定用に利用し、フコキサンチンの藻体中における含有量を乾重量比で算出した。
以下に分析条件を示す。
装置：Hitachi HPLC-D7000
検出器：Diode Array Detector
カラム：Develosil ODS-UG-5 (250×4.6 mm i.d.)
カラム温度：28℃
移動相：メタノール：アセトニトリル＝7:3
流量：1.O mL/min
検出波長：450nm
(Extraction of algal lipids and analysis of fucoxanthin content)
One sample (5 g, wet weight) was quickly thawed and the total lipid was extracted with organic solvent methanol. The extraction work was performed under light shielding as much as possible. After measuring the total lipid content, a part of the total lipid was subjected to high performance liquid chromatography to separate a peak corresponding to fucoxanthin, and the fucoxanthin content was measured. A part of the sample was used for dry weight measurement, and the content of fucoxanthin in the alga body was calculated as a dry weight ratio.
The analysis conditions are shown below.
Equipment: Hitachi HPLC-D7000
Detector: Diode Array Detector
Column: Develosil ODS-UG-5 (250 x 4.6 mm id)
Column temperature: 28 ° C
Mobile phase: Methanol: Acetonitrile = 7: 3
Flow rate: 1.O mL / min
Detection wavelength: 450nm
（結果）
上記の実験結果を図２に示す。表層水は北海道函館市入舟町沿岸の海水を濾過滅菌したもの、深層水は北海道二海郡八雲町沖の水深340m付近より取水した日本海固有水を濾過滅菌したものを示す。(+PES)とは、一般的に栄養塩強化した海水培地PES mediumのことを指す。結果、栽培前、アカモク幼体のフコキサンチン含有量は1.2％（乾重量比）程であったが、培養液に深層水を用い、低光量30μmol/m2/s、20℃、12L/12D、５日間栽培した場合、2.1％までフコキサンチン含量を高めることが出来た（1.8倍）。同条件下、表層水のみ、あるいはPES培地でも、栽培前に比べて増加傾向を示した。一方、強光量300μmol/m2/s下で、他の条件を同一にした場合、栽培前とほとんどフコキサンチン含量は変わらなかった。また、栽培前と栽培後では湿重量に違いは無かった。
(result)
The experimental results are shown in FIG. Surface water is filtered and sterilized seawater along the coast of Irifune-cho, Hakodate, Hokkaido, and deep water is filtered and sterilized from Japan Sea proper water taken from around 340m depth off Yakumo-cho, Futami-gun, Hokkaido. (+ PES) generally refers to a seawater medium PES medium enriched with nutrients. As a result, before cultivation, the fucoxanthin content of Akamok larvae was about 1.2% (dry weight ratio), but using deep water for the culture solution, low light intensity 30μmol / m 2 / s, 20 ° C, 12L / 12D, When cultivated for 5 days, the fucoxanthin content could be increased to 2.1% (1.8 times). Under the same conditions, surface water alone or PES medium showed an increasing tendency compared to before cultivation. On the other hand, when the other conditions were the same under a high light intensity of 300 μmol / m 2 / s, the fucoxanthin content was almost the same as before cultivation. Moreover, there was no difference in wet weight before cultivation and after cultivation.
本発明では、これまで未・低利用であり、大量かつ安定して入手出来るヒバマタ目の褐藻を用いて、生体中のフコキサンチン含有量を高める栽培方法を確立した。
ヒバマタ目に属するアカモクはほとんど日本中の沿岸に繁茂していることが知られており、その潜在量は極めて高い。また、アカモクの増殖栽培方法は多々検討されており、天然、及び栽培両面により、大量の資源確保は可能である。また、同じヒバマタ目に属するウガノモクなども北海道を中心として潜在量が高く、アカモクの増殖栽培方法を適用すれば、同様に天然及び栽培両面から資源の大量確保は可能である。
本発明により、ヒバマタ目に属する褐藻を高付加価値海藻素材として大量かつ安定して経済社会に還元することが可能になる。その海藻素材としての利用方法は例えば食品素材、化粧品、医薬品、又は飼料などがあり、利用価値は極めて高い。
本発明は、前述の説明及び実施例に特に記載した以外も、実行できることは明らかである。上述の教示に鑑みて、本発明の多くの改変及び変形が可能であり、従ってそれらも本件添付の請求の範囲の範囲内のものである。
In the present invention, a cultivation method for increasing the fucoxanthin content in the living body has been established by using brown algae that have never been used and are low-utilized and can be stably obtained in large quantities.
Akamoku, which belongs to the order of Hibamata, is known to grow mostly on the coasts of Japan, and its potential is extremely high. In addition, many methods for breeding and growing red mock have been studied, and it is possible to secure a large amount of resources, both natural and cultivated. In addition, Uganomok, which belongs to the same Hibamatidae, has a high potential amount mainly in Hokkaido, and it is possible to secure a large amount of resources from both natural and cultivated areas by applying the Akamoku breeding method.
The present invention makes it possible to stably return a large amount of brown algae belonging to the order of Hibamata to an economic society as a high value-added seaweed material. The utilization method as the seaweed material includes, for example, food materials, cosmetics, pharmaceuticals, and feeds, and the utilization value is extremely high.
It will be apparent that the invention may be practiced otherwise than as particularly described in the foregoing description and examples. Many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings, and thus are within the scope of the claims appended hereto.
Claims (9)
Brown algae can be found in the following: The cultivation method according to any one of claims 1 to 8, wherein the cultivation method is one or more brown algae selected from the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008050017A JP2009201480A (en) | 2008-02-29 | 2008-02-29 | Cultivation method for increasing fucoxanthin content of brown alga |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020074733A (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | 株式会社サウスプロダクト | Method for producing algae high in fucoxanthin |
| RU2781419C1 (en) * | 2021-10-26 | 2022-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Керченский государственный морской технологический университет" (ФГБОУ ВО "КГМТУ") | Method for producing a fucoxanthin-containing product from black sea algae of the cystoseira genus |
-
2008
- 2008-02-29 JP JP2008050017A patent/JP2009201480A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| RU2781419C1 (en) * | 2021-10-26 | 2022-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Керченский государственный морской технологический университет" (ФГБОУ ВО "КГМТУ") | Method for producing a fucoxanthin-containing product from black sea algae of the cystoseira genus |
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