JP2019162116A - 微生物細胞及び微生物油の低温殺菌方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微生物細胞を低温殺菌(pasteurising;パスチャライズ)する方法に関し、40℃〜70℃で、30分以下の間細胞を加熱する工程を含む。低温殺菌(pasteurisation;パスタライゼーション)方法の間の加熱速度は、少なくとも0.5℃/分となり得る。上記低温殺菌方法は、3つの段階、すなわち加熱段階、プラトー(ここでは細胞は一定温度で持続される。)及び加熱段階を含む。仮に上記低温殺菌プロトコルを図画的に描写すると、時間(分)対温度(℃)グラフに基づく領域は、13000℃・分以下となる。低温殺菌の後、ポリ不飽和脂肪酸(PUFA)、例えばアラキドン酸、又は微生物油を、細胞から抽出し得る。上記油は、低い過酸化物価(POV)及び/又は低いアニシジン値(AnV)を有し得る。
ポリ不飽和脂肪酸、即ち、PUFAは、天然に見出され、及び多彩な異なるPUFAが、異なる単細胞生物(藻類、菌類など)によって産生される。ある特に重要なPUFAは、多くの長鎖ポリ不飽和脂肪酸(LC−PUFA)の一つであるアラキドン酸(ARA)である。化学的に、アラキドン酸は、cis−5,8,11,14−エイコサテトラエン酸(20:4)であり、LC−PUFAの(n−6)系に属する。
従って、本発明は、微生物細胞の改良された低温殺菌方法を提供する。より少ないエネルギーを要求するが、本発明の低温殺菌方法は、より良質の生成物を可能にさせ得る。
この態様において、細胞を、細胞の温度が、40℃〜70℃(又は60℃)、30分以下(no more than)(例えば15分以下)を通過するように加熱する。好ましくは、40〜70℃の通過には、40〜50分以下かかる。その代わりに、又はさらに、細胞を少なくとも0.5℃/分の速度で加熱する。当然、微生物細胞は、40℃以下(below)の温度で、開始(又は加熱)される。例えば、細胞は、室温又は周囲温度でよい。上記細胞は、発酵温度、例えば30℃±5℃であり得る。従って、上記細胞は、加熱が開始するときに、20〜40℃、例えば23〜27℃(又は25又は29から、32又は37℃)である。ある場合、例えば発酵が終了した後、微生物細胞は冷却され得る。従って、加熱が開始すると、細胞は、5〜10℃、例えば7〜9℃の(開始)温度を有し得る。
第一段階は、加熱段階となり得る。これは、効果において、本発明の第一の態様に記述された速やかな加熱に対応し、従って、第一の態様の全ての特徴及び特性は、必要な変更を加えて、第二の態様の第一の(加熱)段階に適用される。
第二態様から、本発明の低温殺菌プロトコルが、時間対温度グラフに描画されると、台形が達成されることが明らかであろう。第一(加熱)及び第三(冷却)段階は、形状において三角形であるが、中央の又は第二の(プラトー)段階(第四の態様の題材)は(通常)長方形である。時間対温度グラフに基づく領域は、この系に入力されたエネルギー量を表す。低温殺菌プロトコルを3つの部分に分割することによって、グラフの領域、及びそれによってエネルギー入力を計算し得る。
このプロトコルは、第二態様に従うことができ、(例えば第一)加熱段階、及び(例えば第二)冷却段階、サンドウィッチ(例えば第二、又は中央又は中間)プラトー段階が存在し得る。しかし、必須ではないが、他の低温殺菌プロトコルが、認識され得る。第四態様は、このプラトー段階の好ましい特徴に関する。第二(及び他の)態様の全ての特徴及び特性を必要な変更を加えてこの第四態様に適用する。
本発明の第五態様は、微生物細胞からPUFAを得るための方法であって、先に述べたような、本発明の第一、第二、第三又は第四態様のいずれかに従って細胞を低温殺菌する工程、及び低温殺菌した細胞からのPUFAの抽出及び/又は単離工程を含む。
本発明の第六態様は、少なくとも40%のアラキドン酸(ARA)を含み及び/又は少なくとも90%のトリグリセリドを有し得る微生物油に関する。この油は、2.5、1.5、0.8、0.6又はさらに0.5のPOV、及び/又は1.0未満のAnVを有し得る。上記油は、第五態様の方法によって調製可能である。
PUFAは、単一のPUFAでも2種又は3種の異なるPUFAでもよい。それぞれのPUFAは、n−3又はn−6ファミリーとなり得る。好ましくは、それは、C18、C20又はC22PUFAである。それは、少なくとも18炭素原子及び少なくとも3又は4の二重結合を有するPUFAでよい。このPUFAは、遊離脂肪酸、塩、脂肪酸エステル(例えば、メチル又はエチルエステル)として、リン脂質として、及び/又はモノ−、ジ−又はトリグリセリドの形態で提供され得る。
藻類又は菌類、例えば、(渦鞭毛藻類)クリプテコディニウム(Crypthecodinium)又は(菌類)ヤブレツボカビ(Thraustochytrium)から好適なドコサヘキサエン酸(DHA,22:6Ω3);
γ−リノレン酸 (GLA,18:3Ω6);
α−リノレン酸 (ALA,18:3Ω3);
共役リノレン酸 (オクタデカン二酸,CLA);
ジホモ(dihomo)−γ−リノレン酸(DGLA,20:3Ω6);
アラキドン酸 (ARA,20:4Ω6);及び
エイコサペンタエン酸(EPA,20:5Ω3)
を含む。
発酵が終了後、低温殺菌を通常行う。好ましい態様において、低温殺菌は、低温殺菌中の熱が、細胞を殺すので、発酵を終了させるだろう。低温殺菌は、従って、発酵ブロス(又は液体(水性)培地)で行われ得るが、ブロス(broth)から得られる微生物バイオマス上で行われ得る。前者の場合、微生物細胞が発酵槽の内部にある間、低温殺菌が行われ得る。低温殺菌は、微生物細胞の更なるプロセシング、例えば顆粒化(例えば押出)小片化、又は混練の前に、好ましくは行う。
いったん発酵が、終了すると、発酵ブロスを濾過してよく、又は別の方法で処理して水又は水性液体を除去する。水の除去の後、バイオマス「ケーク」を得てよい。低温殺菌を行わない場合には、その後脱水細胞(又はバイオマスケーク)が、低温殺菌に施される。
PUFA(又は微生物油、通常PUFAを含む)は、(低温殺菌された)微生物細胞から抽出され得る。好ましくは、細胞を含有する(例えば乾燥した)顆粒(例えば押出)から抽出され得る。この抽出は、溶媒を使用して行われる。好ましくは、非極性溶媒、例えばC1−8、好ましくはC2−6、アルカン、例えばヘキサンが使用される。(例えば超臨界状態の液体形態である)二酸化炭素も使用され得る。
本発明に使用される微生物細胞(又は微生物)は、PUFA及び微生物に関するセクションで先に説明したいずれのものでもよい。それらは、PUFA又は微生物油を含み、又は産生し得、好適にはPUFA油は、細胞から抽出されるか単離されてよい。それらは、糸状形態で、例えば菌類又は細菌、又は酵母などの単細胞、藻類及び細菌でよい。好適な菌類は、ケカビ目であり、例えば、菌類は、クサレケカビ(Mortierella)属、フィコミセス(Phycomyces)、ブラケスレア(Blakeslea)、アスペルギルス(Aspergillus)でよい。好適な菌類は、モルティエーラ・アルピーナ(Mortierella alpine)、ブラケスレア・トリスポラ(Blakeslea trispora)及びアスパーギルス・テレウス(Aspergillus terreus)である。
これは、直接的に又は間接的に(細胞を)加熱することによって行われる。もし直接であれば、加熱は、発酵槽に蒸気を通過させることによってなされる。間接的な方法は、熱交換器を経由して、発酵槽の壁を通してか、又は加熱コイルによるか、又は外部熱交換器、例えばプレート熱交換器を介して培地を使用してよい。
いくつかの場合において、低温殺菌された細胞の成長の危険を減少させることが好ましい。一つの可能性は、細胞を好適な酸で酸性化することである。従って、微生物種の増殖を阻止するために、細胞をpH3〜4の範囲に調整することが好ましい。しかし、広域なpHの範囲は、細胞に従って使用され得、pHは、2〜5に、好ましくは約3.3〜3.7の範囲に調節され得る。
pHは、いかなる好適な方法、又はいかなる好適な酸によって調節され得る。好ましくは、これは、リン酸、例えば85%、又は希釈された55%又は33%リン酸を使用して達成される。
好ましくは微生物油のPOVは、特に粗油に対して4〜8又は12である。しかし、POVは、3.0、2.5又は2.0以下でよい。しかし、より少ないPOV値が、本発明の方法を使用して得られ得、これらの値は、1.5未満又は1.0未満でよい。0.8又は0.6未満及びさらに0.4未満のPOV値が得られ得る。(態様から)値は、1.3(又は0.8)〜0.4の範囲である。(POVに対する)単位は、通常meg/kgである。
この値は、アルデヒド含有量の尺度を提供する。好ましくは、微生物のアニシジン値は、特に粗油に対して5、6、7又は10〜15、20又は25である。好適には、AnVは、20以下、例えば15以下である。それは、10以下又は5以下である。好ましくは、POV及び/又はAnV値は、精製油でなく、粗油に言及する。AnV値(好適な実験において)は、15〜5、任意に12〜7の範囲である。
これらの2種の油のいくつかの差異を以下に表す。それぞれの粗又は精製油が、粗又は精製油についての以下の表での1種以上の特徴を有する。粗油は通常、抗酸化剤(例えばトコフェロール、アスコルビン酸パルミテート)を含む。
(a)2.0〜3.5%(w/w)の不けん化物含有量、
(b)10、50又は100ppm〜1000、1500又は2000ppmまでの溶媒(例えばヘキサン)含有量、
(c)0.1又は0.2%〜1%、例えば0.1〜0.6又は0.3〜0.5%の遊離脂肪酸の含有量、
(d)2、3、4又は6〜10のPOV値、
(e)少なくとも2、3又は5mg/kgのリン含有量、
(f)50又は100ppm〜500ppmのシリコン含有量
(g)0.5〜1又は2%未満の水含有量、
本発明の第六態様は、第五態様の油を含む組成物に関し、適切な場合、(追加の)物質である。この組成物は、食品及び/又は動物又はヒト用の食品サプリメントでよい。本発明の態様において、ヒト消費において、油は、典型的に微生物から得られた油の精製又は精製によって、ヒト消費に好適となる。
PUFA油を含む微生物の産生の間、酸化は、酵素活性によって生じると考えられている。低温殺菌は、微生物細胞を処理しながら酸化を安定化させ、微生物油を得る方法として考えられる。安定化の程度は、低温殺菌の条件によることが分かった。
発酵ブロスの1リットルを発酵容器から取り出し、濾過した(セイッツ(Seitz)2リットルフィルター、F−FA10)。得られたケークを600mlの脱塩水で洗浄した。ウェットケークを1分間、ブロードライし、0.4MPa(400バール)で(HAFICO(商標)器具、チンクチャープレス、C−OAO21、300−400atm)で圧搾した。その後、ウェット押出物を使用して、500mlヘキサン(メルク社製)により、室温(20〜25℃)、1時間、Ultra Turrax(商標)機で、微生物油を抽出した。その後ヘキサンをデカンテーションした。残存ケークを250mlの新鮮なヘキサン(攪拌しながら30分間)で、室温で、洗浄した。このヘキサンをデカンテーションし、その後最初に抽出したヘキサンに加えた。
3種の異なるプロトコル(A、B及びC)を試験した。それぞれは3つの段階、第一加熱段階、(最大温度での)第二プラトー段階、及び第三冷却段階で構成された。以下の表1は、3種の低温冷却プロファイルを示す。
低温殺菌の温度をより広く変化させ、すなわち40℃(比較)、70℃及び85℃で変化させた以外は、実施例1と類似の実験を行った。温度(℃)対時間(分)のプロファイルは、以下の図2及び表2に示される。このプロファイルは、本質的にすべてのサンプルに対して同一であるが、当然、必要に応じて低温殺菌のプラトーを延長(1時間〜4又は24時間)した。
先に説明したように、菌類M.アルピーナを使用して、生産規模の発酵さらに発酵ブロスを使用して低温殺菌試験を行った。低温殺菌していないブロス(800リットル)を移し、4℃で保存した。その後、ブロスを700リットルの攪拌容器に移して、10種の異なる低温殺菌プロトコルを行った。
1. 微生物細胞を低温殺菌する方法であって、40℃〜70℃を含む温度で、30分未満の間又は0.5℃/分より早い速度で細胞を加熱する工程を含むことを特徴とする方法。
2. 微生物細胞を低温殺菌する方法であって、以下の3つの段階、
1)(第一の)加熱段階、
2)(第二の)プラトー段階(この段階で前記細胞が、一定の温度で維持される。)、及び
3)(第三の)冷却段階、
を含むことを特徴とする方法。
3. 微生物細胞を低温殺菌する方法であって、時間(分)対温度(℃)のグラフの下の領域が、13000℃・分以下となる、低温殺菌プロトコルを使用して前記細胞を加熱する工程を含むことを特徴とする方法。
4. 微生物細胞を低温殺菌する方法であって、前記細胞を加熱し、また昇温(T,℃)で、所定の時間(t,分)、積tTが140〜100800℃・分のプラトー段階で、前記細胞を維持する工程を含むことを特徴とする方法。
5.(a)前記プラトーが最大温度であり、
(b)時間(t)対温度(T)のグラフにおける低温殺菌プロトコルの形状が、台形であり、
(c)加熱及び/又は冷却が、直線であり、及び/又は
(d)前記細胞が、40℃以下から始まる温度で加熱され及び/又は70℃以上の温度に加熱され、及び/又は
(e)前記細胞が、PUFA又は(任意にPUFA含有)微生物油を含むか、又は産生する、
実施形態2又は4の方法。
6. 前記微生物細胞が、40℃〜70℃で、15分以下加熱され及び/又は前記細胞が、少なくとも0.6又は1.0℃/分の速度で加熱される実施形態1〜5のいずれかの方法。
7.(a)前記微生物細胞が、少なくとも2℃/分の速度で加熱され、
(b)前記低温殺菌(又はプラトー)温度が、70〜100℃、好ましくは70〜85℃であり、
(c)前記細胞が、少なくとも−0.6又は−1.6℃/分の速度で冷却され、及び/又は
(d)時間(分)対温度(℃)のグラフ下の領域が、10000又は8000℃・分以下である、
実施形態1〜6のいずれかの方法。
8. PUFA又は微生物油を微生物細胞から得る方法であって、実施形態1〜7のいずれかの細胞を低温殺菌し、またPUFA又は微生物油を低温殺菌された細胞から抽出又は単離する工程を含むことを特徴とする方法。
9. 微生物油であって、少なくとも90%のトリグリセリド含有量、1.5(又は1.0)未満の過酸化物価(POV)及び/又は15未満、任意に12未満のアニシジン値(AnV)を有することを特徴とする微生物油。
10. (a)前記PUFAが、C18、C20又はC22Ω−3又はΩ−6脂肪酸を含み、
(b)前記PUFA含有量が、少なくとも40%であり、
(c)前記PUFAが、アラキドン酸(ARA)、エイコサペンタエン酸(EPA)及び/又はドコサヘキサエン酸(DHA)、及び/又は
(d)前記油が、粗又は精製されてない油である、
請求項9に記載の油。
Claims (27)
- 少なくとも35%の所望の多価不飽和脂肪酸(PUFA)を含み、25以下のアニシジン値AnV及び3.0以下の過酸化物価POVを有する、微生物油。
- 前記PUFAがC20又はC22PUFAである、請求項に記載の油。
- 前記PUFAが、アラキドン酸(ARA)、エイコサペンタエン酸(EPA)、又はドコサヘキサエン酸(DHA)である、請求項2に記載の油。
- 前記油は少なくとも40%の所望のPUFAを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の油。
- 前記油は少なくとも45%の所望のPUFAを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の油。
- 前記油が20以下のAnVを有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の油。
- 前記油が15以下のAnVを有する、請求項6に記載の油。
- 前記油が、真菌、細菌又は藻類である細胞から抽出又は単離される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の油。
- 前記油が真菌から抽出又は単離されている、請求項8に記載の油。
- 前記真菌がモルティエーラ属のものである、請求項9に記載の油。
- 前記真菌がモルティエーラ・アルピーナ種である、請求項10に記載の油。
- 前記PUFAがアラキドン酸(ARA)である、請求項11に記載の油。
- 前記油が藻類から抽出又は単離される、請求項8に記載の油。
- 前記藻類がクリプテコディニウム属のものである、請求項13に記載の油。
- 前記藻類がクリプテコディニウム・コーニー種のものである、請求項14に記載の油。
- 前記PUFAがドコサヘキサエン酸(DHA)である、請求項15に記載の油。
- 粗油又は未精製油である、請求項1に記載の油。
- 前記油が少なくとも40%のARAを含む、請求項17に記載の油。
- 前記油が少なくとも45%の所望のPUFAを含む、請求項17に記載の油。
- 前記油が、20以下のAnVを有する、請求項17〜19のいずれか一項に記載の油。
- 前記油が15以下のAnVを有する、請求項20に記載の油。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の油を含む動物又はヒト用の食品及び/又は食品サプリメント。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の油を含む特殊調製粉乳。
- 請求項17〜21のいずれか一項に記載の油を1つ以上の精製工程にかけることを含む方法。
- 精製工程が、酸処理又は脱ガム、アルカリ処理又は遊離脂肪酸除去、漂白又は顔料除去、濾過、ウィンタライゼーション、脱臭及び/又は研磨を含む、請求項24に記載の方法。
- 得られた油をヒトの食品又は動物の食品に添加することを含む、請求項24又は25に記載の方法。
- 得られた油を特殊調製粉乳に添加することを含む、請求項24又は25に記載の方法。
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