JP2021048794A - Ceramide aglycone-containing composition, and production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スフィンゴ糖脂質に酵素を作用させて得られるセラミドアグリコン含有組成物、およびその製造方法に関する。より具体的には、本発明は、黒麹菌由来のβ−グルコシダーゼ活性を有する酵素をβ−グルコシルセラミドに作用させて得られるセラミドアグリコン含有組成物、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a ceramide aglycone-containing composition obtained by allowing an enzyme to act on glycosphingolipid, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a ceramide aglycone-containing composition obtained by reacting β-glucosylceramide with an enzyme having β-glucosidase activity derived from Jiuqu, and a method for producing the same.
遊離セラミドは広く生体に分布し、細胞内で細胞分化やアポトーシス、細胞周期停止といった細胞増殖抑制作用など、多様な生理活性を有することが報告されている。それ以外に、遊離セラミドの持つ大きな役割は、皮膚角質細胞間の脂質の主成分として存在して、皮膚本来が持つ生体と外界とのバリア膜として外部刺激から肌を保護する機能や、水分を保持する保湿機能、さらには角質細胞の接着機能を担っていることにある。 It has been reported that free ceramide is widely distributed in living organisms and has various physiological activities such as cell proliferation inhibitory action such as cell differentiation, apoptosis, and cell cycle arrest in cells. Besides that, the major role of free ceramide is that it exists as the main component of lipids between skin keratinocytes, and it has the function of protecting the skin from external stimuli as a barrier film between the living body and the outside world, which is inherent in the skin, and water It is responsible for the moisturizing function of retaining and the adhesive function of keratinocytes.
角質細胞中の遊離セラミドが加齢や皮膚疾患によって減少すると、そのバリア機能や保水機能が低下し、皮膚が乾燥し易くなり、肌老化が促進されることが知られている。実際に、乾燥肌、荒れ肌、アトピー性皮膚炎、乾皮症(ドライスキン)等の皮膚疾患では、角質層中の遊離セラミドの減少による保湿機能やバリア機能の低下が原因で生じていることが報告されている。角質層のバリア機能や保水機能の低下に対しては、遊離セラミドの外部からの補給が有効であることが知られている。 It is known that when the amount of free ceramide in keratinocytes decreases due to aging or skin disease, its barrier function and water retention function decrease, the skin becomes dry easily, and skin aging is promoted. In fact, skin diseases such as dry skin, rough skin, atopic dermatitis, and xerosis (dry skin) may be caused by a decrease in moisturizing function and barrier function due to a decrease in free ceramide in the stratum corneum. It has been reported. It is known that external supplementation of free ceramide is effective for reducing the barrier function and water retention function of the stratum corneum.
近年、セラミド類(遊離セラミド及び/又はスフィンゴ糖脂質など)を配合した化粧料やサプリメント等が注目を浴びている。かつてセラミド類の供給源としては、馬脊髄や牛脳抽出物に限られていたが、価格や純度、BSE(牛海面状脳症)問題などもあり、安全な高純度品を大量に使用することが困難であった。これを解決するべく、種々の植物からセラミド類を取り出す検討が進められてきた。その結果、有効なセラミド類の供給源となる植物としては、米、大豆、小麦、トウモロコシ、コンニャク、マイタケ、モモ、パイナップルなどが知られるようになった。 In recent years, cosmetics and supplements containing ceramides (free ceramide and / or glycosphingolipid, etc.) have been attracting attention. In the past, the source of ceramides was limited to horse spinal cord and bovine brain extract, but due to price, purity, BSE (bovine spongiform encephalopathy) problems, etc., use a large amount of safe high-purity products. Was difficult. In order to solve this, studies have been carried out to extract ceramides from various plants. As a result, rice, soybeans, wheat, corn, konjac, maitake mushrooms, peaches, pineapples, etc. have become known as effective sources of ceramides.
これらの植物は低コストで大量にセラミド類を供給できる可能性を有している。ただし植物中のセラミド類は、セラミドに糖が結合したスフィンゴ糖脂質であり、その多くはセラミドにグルコースがβ−結合したβ−グルコシルセラミドである。
β−グルコシルセラミドは生体内、特に皮膚に取り込まれた後、生体に存在するグルコセレブロシダーゼ等の酵素によってグルコースが切り出され、セラミドアグリコンを生成して種々の有用な生理活性を発揮する。しかしながらグルコセレブロシダーゼの存在量は特に加齢とともに減少すること、あるいは、スフィンゴ糖脂質のβ−グルコシル基の存在が脂溶性を低下させるため経皮吸収されにくく、あらかじめ脱グルコシル化してセラミドアグリコン(遊離セラミド)として投与することが望ましい。
These plants have the potential to supply large quantities of ceramides at low cost. However, ceramides in plants are glycosphingolipids in which sugar is bound to ceramide, and most of them are β-glucosylceramide in which glucose is β-bonded to ceramide.
After β-glucosylceramide is taken up in the living body, especially in the skin, glucose is excised by enzymes such as glucocerebrosidase existing in the living body to produce ceramide aglycone and exert various useful physiological activities. However, the abundance of glucocerebrosidase decreases with aging, or the presence of β-glucosyl group of glycosphingolipid reduces lipophilicity, so that it is difficult to be absorbed transdermally. It is desirable to administer as ceramide).
また、セラミド類は機能性食品素材としても近年注目を浴びており、皮膚機能改善効果の他、腸管に対する抗炎症作用、大腸がんの抑制など、ヒトの健康維持に有用な生理活性を示すことが報告されている。
グルコシルセラミドが体内に取り込まれる際には、腸に存在する分解酵素や、腸内細菌の作用によって糖部分が切られてからセラミドアグリコンとして腸管壁から吸収されると考えられている。つまり、経口的に利用する際にも、あらかじめ糖部分を除去したセラミドアグリコン(遊離セラミド)が望ましいのである。
In addition, ceramides have been attracting attention as a functional food material in recent years, and in addition to their skin function improving effect, they exhibit physiological activities useful for maintaining human health, such as anti-inflammatory action on the intestinal tract and suppression of colon cancer. Has been reported.
When glucosylceramide is taken into the body, it is thought that it is absorbed from the intestinal wall as ceramide aglycone after the sugar portion is cut by the action of degrading enzymes present in the intestine and intestinal bacteria. That is, even when used orally, ceramide aglycone (free ceramide) from which the sugar portion has been removed in advance is desirable.
β−グルコシルセラミドは配糖体の一種である。一般に、配糖体からアグリコンを得るためには、古典的には酸による加水分解方法があり、最近では、亜臨界などの高温高圧条件に曝す等の方法が提案されているが、これまでこのような化学的又は物理的な分解反応を用いた効率的なセラミドアグリコンの製造法は報告されていない。
また、配糖体からβ−グルコシダーゼを用いて末端の糖を選択的に除去する方法が、種々のアグリコンの製造に用いられることが開示されている(特許文献1及び非特許文献1)が、β−グルコシルセラミドに適用された例はない。
β-Glucocerebroside is a type of glycoside. Generally, in order to obtain aglycone from glycosides, there is classically an acid hydrolysis method, and recently, a method such as exposure to high temperature and high pressure conditions such as subcriticality has been proposed. No efficient method for producing ceramide aglycone using such a chemical or physical decomposition reaction has been reported.
Further, it is disclosed that a method for selectively removing terminal sugars from glycosides using β-glucosidase is used for the production of various aglycones (Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). There is no example of application to β-glucosylceramide.
さらに、酵素を用いた緩和な条件での加水分解反応についてはいくつかの報告があり、スフィンゴ糖脂質(β−グルコシルセラミド)の糖−セラミド間の結合を加水分解するエンドグリコセラミダーゼ(EGCase)を使用して、スフィンゴ糖脂質からセラミドを遊離させる方法が知られている(特許文献2及び3)。 Furthermore, there have been some reports on the hydrolysis reaction under mild conditions using enzymes, and endoglycoceramidese (EGCase), which hydrolyzes the sugar-ceramide bond of glycosphingolipid (β-glucosylceramide), is used. A method of releasing ceramide from glycosphingolipid using it is known (Patent Documents 2 and 3).
当該方法に使用されるEGCaseについては、ロドコッカス属微生物、コリネバクテリウム属微生物、ヒル、ミミズ、シジミ、クラゲ、ヒドラ等によって産生されていることが報告されている。さらに活性や基質特異性を改善したEGCaseの人工的な変異体も開発されている(特許文献4及び5)。
しかしながら、これまでにEGCaseを安価に大量に入手する手段、例えば酵素遺伝子を組みこんだ微生物を用いた大量製造方法などは知られておらず、したがって工業的にスフィンゴ糖脂質からセラミドアグリコンを酵素反応で遊離させる生産方法は存在しなかった。
It has been reported that the EGCase used in this method is produced by Rhodococcus microorganisms, Corynebacterium microorganisms, leeches, earthworms, freshwater clams, jellyfish, hydra and the like. Further, artificial variants of EGCase with improved activity and substrate specificity have been developed (Patent Documents 4 and 5).
However, until now, a means for obtaining a large amount of EGCase at a low cost, for example, a mass production method using a microorganism incorporating an enzyme gene, has not been known, and therefore, an enzymatic reaction of ceramide aglycone from glycosphingolipid industrially. There was no production method to liberate in.
一方、酒、焼酎、ビール、あるいは醤油などの麹を用いた醗酵製品製造の際の副産物である醗酵粕には、スフィンゴ糖脂質が含まれるとともに、微量の遊離セラミドが含まれていることが知られている。それは元々スフィンゴ糖脂質を含有する原料の植物体を醗酵させることにより、その製造過程で、麹菌や酵母菌等の産生する酵素の働きによって、スフィンゴ糖脂質の糖部分が切り出されるからである。
こうして得られた醗酵粕をアルコール等で抽出するセラミドアグリコン含有物の製造法が報告されている(特許文献6及び7)。
On the other hand, it is known that fermented lees, which is a by-product of the production of fermented products using koji such as sake, shochu, beer, or soy sauce, contains glycosphingolipid and a trace amount of free ceramide. Has been done. This is because by fermenting a plant as a raw material that originally contains glycosphingolipid, the sugar portion of glycosphingolipid is cut out by the action of enzymes produced by aspergillus and yeast in the production process.
A method for producing a ceramide aglycone-containing substance for extracting the fermented meal thus obtained with alcohol or the like has been reported (Patent Documents 6 and 7).
しかしながら、こうした醗酵粕には目的とするセラミドアグリコン以外の多種多様な物質が混在しており、アルコール抽出物中のセラミドアグリコンの純度は相対的に低いものとなる。高濃度のセラミドアグリコンを含有する組成物を得るには、アルコール抽出物を、さらにクロマトグラフフィーなど、種々の煩雑な精製操作を追加で行う必要があり、やはり工業的な遊離セラミドの製法とは言い難いものである。 However, such fermented lees contain a wide variety of substances other than the target ceramide aglycone, and the purity of the ceramide aglycone in the alcohol extract is relatively low. In order to obtain a composition containing a high concentration of ceramide aglycone, it is necessary to additionally perform various complicated purification operations such as chromatograph fee for the alcohol extract. It's hard to say.
本発明の目的は、EGCase等の高価な酵素ではなく、安価で大量入手可能な食品加工用酵素を利用して、スフィンゴ糖脂質からセラミドアグリコン(遊離セラミド)を任意の割合で含有する組成物を提供するとともに、多段階な精製方法を用いることなく、効率的に高純度のセラミドアグリコン(遊離セラミド)を含有する組成物製造する方法を提供することである。 An object of the present invention is to prepare a composition containing ceramide aglycone (free ceramide) from glycosphingolipid in an arbitrary ratio by using an inexpensive and mass-available food processing enzyme instead of an expensive enzyme such as EGCase. It is an object of the present invention to provide a method for efficiently producing a composition containing high-purity ceramide aglycone (free ceramide) without using a multi-step purification method.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行い、黒麹菌由来の食品加工用酵素をスフィンゴ糖脂質に作用させると、効率的に加水分解反応が起こり、容易にセラミドアグリコンを製造できることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて鋭意検討を重ねることにより完成したものである。
The present inventors have made diligent studies to solve the above problems, and when a food processing enzyme derived from black aspergillus is allowed to act on glycosphingolipid, an efficient hydrolysis reaction occurs and ceramide aglycone can be easily produced. I found.
The present invention has been completed by repeated diligent studies based on such findings.
すなわち、本発明は、セラミドアグリコンを含有する組成物、並びにその製造方法を提供する。さらに、機能性食品や保湿剤として化粧品あるいはアトピー性皮膚炎などの治癒に有用な皮膚外用剤の成分として有効な遊離セラミド、あるいは、自然界では極めて希少な遊離セラミドを多く含有する、経口的に用いることができるセラミドアグリコン含有組成物の提供が可能となることを見出し、この発明を完成させたものである。 That is, the present invention provides a composition containing ceramide aglycone, and a method for producing the same. Furthermore, it is used orally because it contains a large amount of free ceramide, which is effective as a component of cosmetics or external skin preparations useful for healing atopic dermatitis as a functional food or moisturizer, or free ceramide, which is extremely rare in nature. The present invention has been completed by finding that it is possible to provide a ceramide aglycon-containing composition capable of providing the same composition.
より具体的な本発明は、以下の構成からなる。
(1)スフィンゴ糖脂質含有組成物に、黒麹菌由来の酵素を作用させて得られるセラミドアグリコン含有組成物;
(2)スフィンゴ糖脂質が、β−グルコシルセラミドである上記(1)記載のセラミドアグリコン含有組成物;
(3)黒麹菌由来の酵素が、アスペルギルス(Aspergillus)由来の、β−グルコシダーゼ活性を有する酵素である上記(1)記載のセラミドアグリコン含有組成物;
(4)スフィンゴ糖脂質含有組成物に、黒麹菌由来の酵素を作用させることからなるセラミドアグリコン含有組成物の製造方法;
(5)スフィンゴ糖脂質がβ−グルコシルセラミドである上記(4)記載のセラミドアグリコン含有組成物の製造方法;及び、
(6)黒麹菌の酵素が、アスペルギルス(Aspergillus)由来の、β−グルコシダーゼ活性を有する酵素である上記(4)記載のセラミドアグリコン含有組成物の製造方法。
A more specific invention has the following configuration.
(1) A ceramide aglycone-containing composition obtained by allowing an enzyme derived from Jiuqu to act on a glycosphingolipid-containing composition;
(2) The ceramide aglycone-containing composition according to (1) above, wherein the glycosphingolipid is β-glucosylceramide;
(3) The ceramide aglycone-containing composition according to (1) above, wherein the enzyme derived from Aspergillus is an enzyme derived from Aspergillus and having β-glucosidase activity;
(4) A method for producing a ceramide aglycone-containing composition, which comprises allowing an enzyme derived from Jiuqu to act on a glycosphingolipid-containing composition;
(5) The method for producing a ceramide aglycone-containing composition according to (4) above, wherein the glycosphingolipid is β-glucosylceramide;
(6) The method for producing a ceramide aglycone-containing composition according to (4) above, wherein the enzyme of Aspergillus japonicus is an enzyme derived from Aspergillus and having β-glucosidase activity.
本発明によって生産されるセラミドアグリコン含有組成物は、遊離セラミドを含有することが特徴である。
したがって、本発明によって生産されたセラミド含有組成物は、化粧品や機能性食品用原料として利用することができる。特に、本発明のセラミドアグリコン含有組成物は、その製造方法において、全て食品製造に用いられる物質のみを使用して取得することが可能であるので、安全性が特に重視される化粧品原料や機能性食品原料として、極めて有用なものである。
また、安価な食品加工用酵素を用い、操作も簡便であることから、自然界では極めて希少なヒト型類似の遊離セラミドを任意の割合で含有する組成物を、工業的に大量に得ることができるのである。
The ceramide aglycone-containing composition produced by the present invention is characterized by containing free ceramide.
Therefore, the ceramide-containing composition produced by the present invention can be used as a raw material for cosmetics and functional foods. In particular, the ceramide aglycon-containing composition of the present invention can be obtained by using only substances used in food production in the production method thereof, and therefore, cosmetic raw materials and functionality in which safety is particularly important. It is extremely useful as a food raw material.
In addition, since an inexpensive food processing enzyme is used and the operation is simple, it is possible to industrially obtain a large amount of a composition containing an arbitrary ratio of human-type-like free ceramide, which is extremely rare in nature. It is.
以下、本発明を詳細に説明する。
まず本発明の原料であるスフィンゴ糖脂質含有組成物は、植物由来でも動物由来でも特に限定されないが、本発明の目的からすると、糖残基が存在する糖脂質の含有比の高い植物由来のものであることが望ましい。なかでも酵素反応が進みやすいという点から、スフィンゴ糖脂質がグルコセレブロシド(β−グルコシルセラミド)であることが好ましい。すなわち原料として具体的には、米、大豆、モモ、トウモロコシ、麦、コンニャク、パイナップル等から由来するβ−グルコシルセラミドが挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, the glycosphingolipid-containing composition which is the raw material of the present invention is not particularly limited whether it is derived from a plant or an animal, but for the purpose of the present invention, it is derived from a plant having a high content ratio of glycolipid in which a sugar residue is present. Is desirable. Of these, glycosphingolipids are preferably glucocerebrosides (β-glucosylceramides) because the enzymatic reaction is likely to proceed. That is, specific examples of the raw material include β-glucosylceramide derived from rice, soybean, peach, corn, wheat, konjac, pineapple and the like.
次に作用させる酵素であるが、市販され、安価に流通し、大量に使用可能であって、β−グルコシダーゼ活性を有しているものであれば特に限定されない。ただし加水分解反応の効率面からみると、黒麹菌由来のものが優れている。
黒麹菌の中でもアスペルギルス(Aspergillus)が好ましい。さらに具体的には、Aspergillus saitoi由来の食品加工用酵素「モルシンF」(キッコーマンバイオケミファ(株))、Aspergillus niger 由来の食品加工用酵素「スミチームBGA」(新日本化学工業(株))、Aspergillus niger 由来の食品加工用酵素「セルラーゼA」(天野エンザイム(株))等が例として挙げられるが、特に反応性が高いことから、「モルシンF」が好ましい。
The enzyme to be acted on next is not particularly limited as long as it is commercially available, is inexpensively distributed, can be used in large quantities, and has β-glucosidase activity. However, from the viewpoint of the efficiency of the hydrolysis reaction, the one derived from black aspergillus is superior.
Among the black aspergillus, Aspergillus is preferable. More specifically, the food processing enzyme "Morcin F" derived from Aspergillus saitoi (Kikkoman Biochemifa Co., Ltd.), the food processing enzyme "Sumiteam BGA" derived from Aspergillus niger (Shin Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd.), Aspergillus Examples thereof include niger-derived food processing enzyme "cellulase A" (Amano Enzyme Co., Ltd.), but "Morcin F" is preferable because of its particularly high reactivity.
酵素反応を行う場合に使用される溶媒としては、市販され、安価に流通し、大量に使用可能で、原料のグルコシルセラミド類及び/又は食品加工用酵素を溶かすことができるものであれば特に限定されない。
両者を溶かすことができる溶媒の例としては、DMF(ジメチルホルムアミド)、DMSO(ジメチルスルホキサイド)が、また、主にグルコシルセラミド類を溶かす溶媒の例としては、n−ヘキサン、トルエン、アセトン、エチルメチルケトン、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、n−ブタノール、1,2−ジクロロエタン等が挙げられる。
The solvent used for the enzymatic reaction is particularly limited as long as it is commercially available, can be distributed inexpensively, can be used in large quantities, and can dissolve the raw material glucosylceramides and / or the enzyme for food processing. Not done.
Examples of solvents that can dissolve both are DMF (dimethylformamide) and DMSO (dimethylsulfoxide), and examples of solvents that mainly dissolve glucosylceramides are n-hexane, toluene, and acetone. Examples thereof include ethyl methyl ketone, tetrahydrofuran, 1,2-dioxane, n-butanol, 1,2-dichloroethane and the like.
主として食品加工用酵素を溶かす目的としての溶媒の例では、水が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、混合して用いることもできる。また、n−ヘキサンと水など双方が交じり合わない、2相反応の形で使用することができる。 An example of a solvent primarily intended to dissolve food processing enzymes is water. These may be used alone or in combination. Further, it can be used in the form of a two-phase reaction in which both n-hexane and water do not mix.
反応に用いる際の濃度も特に限定されないが、グルコシルセラミドでは例えば1〜50%(w/v)、好ましくは5〜20%(w/v)であり、食品加工用酵素では例えば1〜50%(w/v)、好ましくは3〜15%(w/v)に溶解して用いられる。 The concentration when used in the reaction is also not particularly limited, but is, for example, 1 to 50% (w / v), preferably 5 to 20% (w / v) for glucosylceramide, and 1 to 50% for food processing enzymes, for example. (W / v), preferably 3 to 15% (w / v) is dissolved and used.
反応の進行を妨げるものでなければ、反応系内に溶媒以外のものを添加することができる。例えば2相反応の際に、2つの相の分離を良好にするために食塩を加えることができる。また反応の液性(pH)は、通常中性付近で進めるが、食品加工用酵素の至適pHに合わせる等の目的で、液性を調整しても良い。液性を調整するためには必ずしも無機酸・無機アルカリの塩酸や水酸化ナトリウムばかりでなく、酢酸やトリエチルアミン等の有機酸や有機塩基を使用することができる。 Other than the solvent can be added into the reaction system as long as it does not interfere with the progress of the reaction. For example, during a two-phase reaction, salt can be added to improve the separation of the two phases. The liquid property (pH) of the reaction is usually close to neutral, but the liquid property may be adjusted for the purpose of adjusting to the optimum pH of the enzyme for food processing. In order to adjust the liquid property, not only hydrochloric acid and sodium hydroxide, which are inorganic acids and alkalis, but also organic acids and organic bases such as acetic acid and triethylamine can be used.
酵素反応を行う際のその他の条件として、反応温度は、溶媒が蒸発したり凍ったりしない温度であれば特に限定されないが、通常、室温〜60℃で行われる。
反応時間としては、原料のグルコシルセラミドが消失するまで反応を継続することができるが、必ずしもすべて消失させなくても良い。反応時間としては1日〜30日が例として挙げられる。
As another condition for carrying out the enzymatic reaction, the reaction temperature is not particularly limited as long as the solvent does not evaporate or freeze, but is usually carried out at room temperature to 60 ° C.
As for the reaction time, the reaction can be continued until the raw material glucosylceramide disappears, but it is not always necessary to eliminate all of them. An example of the reaction time is 1 to 30 days.
また場合によって、反応途中で原料のグルコシルセラミド及び/又は食品加工用酵素を添加してもよい。反応液は静置しても良いし、攪拌しても良いが、温度や濃度等を均一にするために攪拌することが望ましい。特に2相反応を行う際には、両相の接触が効率的に起こりやすいように激しく攪拌することが望ましい。 In some cases, the raw material glucosylceramide and / or the enzyme for food processing may be added during the reaction. The reaction solution may be allowed to stand or stirred, but it is desirable to stir the reaction solution in order to make the temperature, concentration and the like uniform. In particular, when carrying out a two-phase reaction, it is desirable to stir vigorously so that contact between the two phases can easily occur.
反応終了後の処理方法としては、まず必要に応じて濾過を行い、不溶物を除去する。濾材としては特に限定されないが、セラミド含有組成物が不可逆的に吸着されないものが良い。例としてグラスフィルター、綿栓、濾紙、濾布、メンブランフィルター、セルロース粉、セライト、活性炭等が例として挙げられる。
得られた濾液の溶媒を、常圧又は減圧留去、凍結乾燥、スプレードライ等の方法で除去すれば、粗生成物が得られる。粗生成物はそのままセラミドアグリコン含有組成物として使用しても良いが、必要に応じて、シリカゲル、ODS、アルミナなどの担体を用いたクロマトグラフィー、イオン交換樹脂や合成吸着材等を用いた脱吸着、溶解度差を用いた沈殿処理、再結晶等の方法を用いた精製処理を行っても良い。
As a treatment method after the reaction is completed, first, if necessary, filtration is performed to remove insoluble matter. The filter medium is not particularly limited, but one in which the ceramide-containing composition is not irreversibly adsorbed is preferable. Examples include glass filters, cotton plugs, filter papers, filter cloths, membrane filters, cellulose powders, cellites, activated carbon and the like.
A crude product can be obtained by removing the solvent of the obtained filtrate by a method such as distilling off at normal pressure or reduced pressure, freeze-drying, and spray-drying. The crude product may be used as it is as a composition containing ceramic aglycon, but if necessary, chromatography using a carrier such as silica gel, ODS, or alumina, deadsorption using an ion exchange resin, a synthetic adsorbent, or the like. , Precipitation treatment using a difference in solubility, purification treatment using a method such as recrystallization may be performed.
本発明により製造されるセラミドアグリコン含有組成物中のセラミドアグリコン含有量は、反応条件や基質と酵素量の割合、その他、酵素反応の条件を調整することにより任意に調製することができる。また、必要に応じてセラミドアグリコンのみを単離することも可能である。 The content of ceramide aglycone in the ceramide aglycone-containing composition produced according to the present invention can be arbitrarily adjusted by adjusting the reaction conditions, the ratio of the amount of the substrate to the enzyme, and other conditions of the enzyme reaction. It is also possible to isolate only ceramide aglycone if necessary.
以上の本発明によって生産されたセラミドアグリコン含有組成物は、遊離セラミドを含有することが特徴である。
特に、本発明のセラミドアグリコン含有組成物は、その製造方法において、全て食品製造に用いられる物質のみを使用して取得することが可能であることから、安全性が特に重視される化粧品原料や機能性食品原料として、極めて有用なものである。
The ceramide aglycone-containing composition produced according to the present invention is characterized by containing free ceramide.
In particular, since the ceramide aglycon-containing composition of the present invention can be obtained by using only substances used in food production in its production method, cosmetic raw materials and functions in which safety is particularly important. It is extremely useful as a raw material for sex foods.
以下に、具体的な実施例等に基づいて、本発明のセラミドアグリコン含有組成物の製造方法についてより詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the method for producing the ceramide aglycone-containing composition of the present invention will be described in more detail based on specific examples and the like. However, the present invention is not limited thereto.
実施例1:コメ由来セラミドアグリコンの製造
(1)コメ由来スフィンゴ糖脂質(オカヤス(株)製、グルコシルセラミド含量77.2%)3.0gをn−ヘキサン15mLに溶解し、ガラス製容器に入れて攪拌した。
(2)ここに0.1M酢酸緩衝液(pH4.5)60mLを加え、さらに食品加工用酵素(キッコーマンバイオケミファ(株)製、商品名「モルシンF」)を0.45g加え、40℃で良くかき混ぜながら2日間反応させた。次いで攪拌を止め、分液ロートを用いて水層を除去した。
(3)上記(2)の操作を5回繰り返したのち、ヘキサン層を綿栓でろ過して不溶物を除去し、次いでロータリーエバポレーターで減圧下、濃縮乾固したところ、反応粗製物としてオイル状の物質が2.8g得られた。
(4)得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに供し(メルク社製シリカゲル60、140g)、クロロホルム:メタノール:水(65:3:0.3)で溶出することにより、セラミドアグリコン画分1.04gを得た(収率57%)。また原料のグルコシルセラミド画分0.60gを得た(回収率26%)。
Example 1: Production of rice-derived ceramide aglycone (1) 3.0 g of rice-derived glycosphingolipid (manufactured by Okayas Co., Ltd., glucosylceramide content 77.2%) is dissolved in 15 mL of n-hexane and placed in a glass container. Stirred.
(2) Add 60 mL of 0.1 M acetate buffer (pH 4.5) to this, and add 0.45 g of a food processing enzyme (manufactured by Kikkoman Biochemifa Co., Ltd., trade name "Morcin F") at 40 ° C. The mixture was allowed to react for 2 days while stirring well. Then the stirring was stopped and the aqueous layer was removed using a separatory funnel.
(3) After repeating the operation of (2) above 5 times, the hexane layer was filtered with a cotton stopper to remove insoluble substances, and then concentrated to dryness under reduced pressure with a rotary evaporator. 2.8 g of the substance was obtained.
(4) The obtained crude product was subjected to silica gel column chromatography (silica gel 60, 140 g manufactured by Merck Co., Ltd.) and eluted with chloroform: methanol: water (65: 3: 0.3) to obtain a ceramide aglycon fraction 1. 0.04 g was obtained (yield 57%). Further, a raw material glucosylceramide fraction of 0.60 g was obtained (recovery rate 26%).
(5)上記(4)で得られたセラミドアグリコン画分を、液体クロマトグラフィー質量分析(LC−MS分析:かずさDNA研究所、LipidSearch、ポジティブイオンモード)した結果を、図1及び表1に示した。 (5) The results of liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS analysis: Kazusa DNA Research Institute, LipidSearch, positive ion mode) of the ceramide aglycone fraction obtained in (4) above are shown in FIGS. 1 and 1. It was.
(6)参考のために、原料であるコメ由来スフィンゴ糖脂質(オカヤス(株)製)を同様にLC−MS分析(かずさDNA研究所、LipidSearch、ポジティブイオンモード)した結果を、併せて図1及び表1に示した。
表1中、「反応前(1HexCer)」と表示するものが原料であるコメ由来スフィンゴ糖脂質の結果であり、「反応後(Cer)」と表示するものが、得られたセラミドアグリコン画分の結果である。
(6) For reference, the results of LC-MS analysis (Kazusa DNA Laboratory, LipidSearch, positive ion mode) of the raw material rice-derived glycosphingolipid (manufactured by Okayas Co., Ltd.) are also shown in FIG. And are shown in Table 1.
In Table 1, what is labeled as "before reaction (1HexCer)" is the result of the raw material glycosphingolipid derived from rice, and what is labeled as "after reaction (Cer)" is the obtained ceramide aglycone fraction. The result.
表1:酵素反応前後のLC−MSピークの解析結果 Table 1: Analysis results of LC-MS peaks before and after the enzymatic reaction
1HexCer:β−グルコシルセラミド
Cer:セラミドアグリコン
SG:スフィンゴシン
FA:2−ヒドロキシ脂肪酸
M+H:分子量+H
1HexCer: β-glucosylceramide
Cer: Ceramide aglycone
SG: Sphingosine
FA: 2-Hydroxy fatty acid
M + H: Molecular weight + H
図1及び表1中に示した結果から判明するように、得られたセラミドアグリコン画分では、主ピーク(RT=40.59min)は、m/z(M+H);608.5619、 Lipid Class; Cer、 Fatty Acid; d18:2_20:0+O)、 Formula; C38H74O4N1と同定された。
その他、5種類のコメ由来のスフィンゴ脂質が生成していることが確認された。
As can be seen from the results shown in FIG. 1 and Table 1, in the obtained ceramide aglycone fraction, the main peak (RT = 40.59 min) was m / z (M + H); 608.5619, Lipid Class; It was identified as Cer, Fatty Acid; d18: 2_20: 0 + O), Formula; C38H74O4N1.
In addition, it was confirmed that five types of rice-derived sphingolipids were produced.
一方、参考のために検討した原料であるコメ由来スフィンゴ糖脂質(オカヤス(株)製)では、主ピーク(RT=37.43min)は、m/z(M+H)770.6146、 Lipid Class; Hex1Cer、 Fatty Acid; d18:2_20:0+O、 Formula; C44H84O9N1であると同定された。
その他の、セラミドアグリコンの原料となる5種類のスフィンゴ糖脂質も同定された。
On the other hand, in the rice-derived glycosphingolipid (manufactured by Okayas Co., Ltd.), which was examined for reference, the main peak (RT = 37.43 min) was m / z (M + H) 770.6146, Lipid Class; Hex1Cer. , Fatty Acid; d18: 2_20: 0 + O, Formula; C44H84O9N1.
In addition, five types of glycosphingolipids, which are raw materials for ceramide aglycone, were also identified.
(7)得られたセラミドアグリコン画分を精密に精製するために、その200mgを分取ODSカラムクロマトグラフィーに供し(山善(株)製ユニバーサルカラムODSプレミアム30μL)、メタノールで溶出することにより、主画分40mgを得た。
同様に原料であるコメ由来スフィンゴ糖脂質(オカヤス(株)製)200mgの精密精製を分取ODSカラムクロマトグラフィーによって行い、主画分30mgを得た。
(7) In order to precisely purify the obtained ceramide aglycone fraction, 200 mg thereof was subjected to preparative ODS column chromatography (Universal column ODS premium 30 μL manufactured by Yamazen Corporation) and eluted with methanol. A fraction of 40 mg was obtained.
Similarly, 200 mg of rice-derived glycosphingolipid (manufactured by Okayas Co., Ltd.), which is a raw material, was precisely purified by preparative ODS column chromatography to obtain a main fraction of 30 mg.
これら精密精製分画のNMRを測定し、それぞれ、N−2’−hydoroxyicosanoyl−4E,8Z−sphingadiene(表1のCer1に相当)、およびN−2’−hydoroxyicosanoyl−O−β−D−glucopyayanosyl−4E,8Z−sphingadiene(表1のHexCer1に相当)であることを確認した。 The NMR of these precision purified fractions was measured, and N-2'-hydroxyicosanoyel-4E, 8Z-sphingadiene (corresponding to Cer1 in Table 1), and N-2'-hydroxyicosanoyl-O-β-D-glucopyayanoyyl-, respectively. It was confirmed that it was 4E, 8Z-sphingagene (corresponding to HexCer1 in Table 1).
以上のことから、コメ由来グルコシルセラミドにβ−グルコシダーゼ活性を有する特定の食品加工用酵素を作用させると、容易にセラミドアグリコンを得ることができることが分かる。なお、ここで行った精製操作(クロマトグラフィー)は、収率の算定や化学構造解析を目的として行ったためであり、セラミドアグリコン含有組成物を製造する際には、必ずしも必須の操作ではない。 From the above, it can be seen that ceramide aglycone can be easily obtained by allowing a specific food processing enzyme having β-glucosidase activity to act on rice-derived glucosylceramide. The purification operation (chromatography) performed here is for the purpose of calculating the yield and analyzing the chemical structure, and is not necessarily an essential operation when producing the ceramide aglycone-containing composition.
実施例2:モモ由来セラミドアグリコンの製造
(1)モモ由来スフィンゴ糖脂質(オカヤス(株)製、グルコシルセラミド含量37%)1.0gをトルエン20mLに溶解し、ガラス製容器に入れて攪拌した。
(2)ここに0.1M酢酸緩衝液(pH4.5)20mLを加え、さらに食品加工用酵素(キッコーマンバイオケミファ(株)製、商品名「モルシンF」)を0.15g加え、50℃で良くかき混ぜながら24時間反応させた。次いで攪拌を止め、分液ロートを用いて水層を除去した。
(3)上記の(2)の操作を3回繰り返したのち、トルエン層を綿栓でろ過して不溶物を除去し、次いでロータリーエバポレーターで減圧下、濃縮乾固したところ、反応粗製物としてオイル状の物質が0.9g得られた。
(4)得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに供し(メルク社製シリカゲル60、50g)、クロロホルム:メタノール:水(90:10:1)で溶出することにより、セラミドアグリコン画分110mgを得た(収率38%)。また原料のグルコシルセラミド画分75mgを得た(分子量714として回収率20%)。
Example 2: Production of peach-derived ceramide aglycone (1) 1.0 g of peach-derived glycosphingolipid (manufactured by Okayas Co., Ltd., glucosylceramide content 37%) was dissolved in 20 mL of toluene, placed in a glass container, and stirred.
(2) Add 20 mL of 0.1 M acetate buffer (pH 4.5), and add 0.15 g of a food processing enzyme (manufactured by Kikkoman Biochemifa Co., Ltd., trade name "Morcin F") at 50 ° C. The mixture was allowed to react for 24 hours while stirring well. Then the stirring was stopped and the aqueous layer was removed using a separatory funnel.
(3) After repeating the above operation (2) three times, the toluene layer was filtered with a cotton stopper to remove insoluble substances, and then concentrated to dryness under reduced pressure with a rotary evaporator. 0.9 g of the substance in the form was obtained.
(4) The obtained crude product was subjected to silica gel column chromatography (silica gel 60, 50 g manufactured by Merck Co., Ltd.) and eluted with chloroform: methanol: water (90:10: 1) to obtain a ceramide aglycone fraction of 110 mg. (Yield 38%). Moreover, 75 mg of the raw material glucosylceramide fraction was obtained (recovery rate 20% with a molecular weight of 714).
実施例3:大豆由来セラミドアグリコンの製造
(1)大豆由来スフィンゴ糖脂質(長良サイエンス(株)製、グルコシルセラミド含量100%)100mgをガラス製容器に入れて、蒸留水10mLを加えて懸濁し、そこにステアリン酸ナトリウム50mg、界面活性剤40mgを加え、攪拌し、溶解させた。
(2)ここに食品加工用酵素(天野エンザイム(株)製、商品名「セルラーゼA」)を100mg加え、55℃で良くかき混ぜながら3日間反応させた。
攪拌を止め、ロータリーエバポレーターで減圧下、濃縮乾固したところ、反応粗製物としてオイル状の物質95mgを得た。
(3)得られた粗製物をシリカゲルクロマトグラフィーに供し(メルク社製シリカゲル60、10g)、クロロホルム:メタノール:水(90:10:1)で溶出することにより、セラミドアグリコン画分11mgを得た(収率14%)。なお原料のグルコシルセラミド画分が残存していたが、その分離は行わなかった。
Example 3: Production of soybean-derived ceramic aglycon (1) 100 mg of glycosphingolipid derived from soybean (manufactured by Nagara Science Co., Ltd., glucosylceramide content 100%) is placed in a glass container, and 10 mL of distilled water is added to suspend it. 50 mg of sodium stearate and 40 mg of a surfactant were added thereto, and the mixture was stirred and dissolved.
(2) 100 mg of a food processing enzyme (manufactured by Amano Enzyme Co., Ltd., trade name "cellulase A") was added thereto, and the mixture was reacted at 55 ° C. for 3 days while stirring well.
When the stirring was stopped and the mixture was concentrated to dryness under reduced pressure with a rotary evaporator, 95 mg of an oily substance was obtained as a crude reaction product.
(3) The obtained crude product was subjected to silica gel chromatography (silica gel 60, 10 g manufactured by Merck Co., Ltd.) and eluted with chloroform: methanol: water (90:10: 1) to obtain a ceramide aglycone fraction of 11 mg. (Yield 14%). Although the glucosylceramide fraction of the raw material remained, it was not separated.
参考例1:エンドグリコセラミダーゼ(EGCase)を使用した遊離セラミドの製造
(1)コメ由来スフィンゴ糖脂質(オカヤス(株)製、グルコシルセラミド含量77.2%)100mgをn−ヘキサン0.5mLに溶解し、ガラス製容器に入れて攪拌した。
(2)ここに0.02Mトリス−リン酸緩衝液(pH7.5)2mLを加え、さらにエンドグリコセラミダーゼI(EGCaseI,BioLabs Inc.製)を10mg加え、40℃で良くかき混ぜながら2日間反応させた。次いで攪拌を止め、コマゴメピペットを用いて水層を除去した。
(3)上記の(2)の操作を3回繰り返したのち、ヘキサン層を綿栓でろ過して不溶物除去し、次いでロータリーエバポレーターで減圧下、濃縮乾固したところ、反応粗製物としてオイル状の物質が90mg得られた。
(4)得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに供し(メルク社製シリカゲル60、10g)、クロロホルム:メタノール:水(65:3:0.3)で溶出することにより、遊離セラミド画分23mgを得た(収率38%)。なお原料のグルコシルセラミド画分が残存していたが、その分離は行わなかった。
(5)上記の(4)で得られた遊離セラミド画分と実施例1の(4)で得られたセラミドアグリコン画分をシリカゲル薄層クロマログラフィー分析(メルク社製TLCSilicagel60、Glassplate、展開溶媒;クロロホルム:メタノール:水(65:10:0.3))に供した。発色は硫酸噴霧−加熱法を用いた。その結果、両者のRf値が完全に一致した。すなわち、コメ由来グルコシルセラミドに対するモルシンF、或いはエンドグリコセラミダーゼIによる反応により、同一のセラミドアグリコンが生成することが判明した。
Reference Example 1: Production of free ceramide using endoglycoceramide (EGCase) (1) 100 mg of rice-derived glycosphingolipid (manufactured by Okayas Co., Ltd., glucosylceramide content 77.2%) dissolved in 0.5 mL of n-hexane. Then, it was placed in a glass container and stirred.
(2) To this, add 2 mL of 0.02 M tris-phosphate buffer (pH 7.5), add 10 mg of endoglycoceramidase I (manufactured by EGCase I, BioLabs Inc.), and react at 40 ° C. for 2 days while stirring well. It was. The stirring was then stopped and the aqueous layer was removed using a Komagome pipette.
(3) After repeating the above operation (2) three times, the hexane layer was filtered with a cotton stopper to remove insoluble substances, and then concentrated to dryness under reduced pressure with a rotary evaporator. 90 mg of the substance was obtained.
(4) The obtained crude product was subjected to silica gel column chromatography (silica gel 60, 10 g manufactured by Merck Co., Ltd.) and eluted with chloroform: methanol: water (65: 3: 0.3) to obtain a free ceramide fraction of 23 mg. Was obtained (yield 38%). Although the glucosylceramide fraction of the raw material remained, it was not separated.
(5) Silica gel thin-layer chromatographic analysis of the free ceramide fraction obtained in (4) above and the ceramide aglycone fraction obtained in (4) of Example 1 (TLCSilicagel60 manufactured by Merck, Glassplate, developing solvent). Chloroform: methanol: water (65:10:0.3)). Sulfuric acid spray-heating method was used for color development. As a result, the Rf values of both were completely the same. That is, it was found that the same ceramide aglycone was produced by the reaction with rice-derived glucosylceramide with Morsin F or endoglycoceramidese I.
参考例2:コメ由来スフィンゴ糖脂質と各種加水分解酵素の反応
(1)コメ由来スフィンゴ糖脂質(オカヤス(株)製、グルコシルセラミド含量77.2%)100mgをn−ヘキサン0.5mLに溶解し、ガラス製容器に入れて攪拌した。
(2)ここに0.1M酢酸緩衝液2mLを加え、さらに下記表2に記載の各種加水分解酵素を各々100mg加え、良くかき混ぜながら3日間反応させた。液性と温度は、それぞれ用いた酵素の至適条件を適用した。
(3)得られた反応液のヘキサン層を綿栓でろ過したのち、n−ヘキサンを0.5mL加えて混合し分析用試液とした。この分析試液1μLをシリカゲル薄層クロマログラフィー分析(メルク社製TLCSilicagel60、Glassplate、展開溶媒;クロロホルム:メタノール:水(65:10:0.3))に供した。発色は硫酸噴霧−加熱法を用いた。セラミドアグリコンは、Rf=0.57付近に橙褐色のスポットとして検出された。
シリカゲル薄層クロマログラフィー分析の結果を下記表2に示した。
表2から明らかなように、エンドグリコセラミダーゼI、アスペルギルス由来のモルシンF、スミチームBGA、およびセルラーゼA以外の加水分解酵素からは、いずれもセラミドアグリコンが生成しないことが示された。
Reference Example 2: Reaction of rice-derived glycosphingolipid with various hydrolases (1) 100 mg of rice-derived glycosphingolipid (manufactured by Okayas Co., Ltd., glucosylceramide content 77.2%) was dissolved in 0.5 mL of n-hexane. , Placed in a glass container and stirred.
(2) 2 mL of 0.1 M acetate buffer was added thereto, and 100 mg of each of the various hydrolases shown in Table 2 below was further added, and the mixture was reacted for 3 days with good stirring. For the liquid property and temperature, the optimum conditions for the enzymes used were applied.
(3) After filtering the hexane layer of the obtained reaction solution with a cotton plug, 0.5 mL of n-hexane was added and mixed to prepare a test solution for analysis. 1 μL of this analytical test solution was subjected to silica gel thin layer chromatography analysis (TLCSilicagel60 manufactured by Merck & Co., Glassplate, developing solvent; chloroform: methanol: water (65:10: 0.3)). Sulfuric acid spray-heating method was used for color development. Ceramide aglycone was detected as an orange-brown spot near Rf = 0.57.
The results of silica gel thin layer chromalography analysis are shown in Table 2 below.
As is clear from Table 2, it was shown that no ceramide aglycone was produced from hydrolases other than endoglycoceramidelase I, morcin F derived from Aspergillus, Sumiteam BGA, and cellulase A.
表2:各種酵素を用いた比較実験結果 Table 2: Results of comparative experiments using various enzymes
結果の表示:
〇:反応が進行
△:若干反応が進行
×:殆ど〜全く反応せず
View results:
〇: Reaction progresses △: Reaction progresses slightly ×: Almost ~ no reaction at all
以上に説明したように、本発明方法により製造されるセラミドアグリコン含有組成物は、遊離セラミドを含有することが特徴であり、化粧品や機能性食品用原料として利用することができる。
特に、本発明のセラミドアグリコン含有組成物は、その製造方法において、全て食品製造に用いられる物質のみを使用して取得することが可能であることから、安全性が特に重視される化粧品原料や機能性食品原料として、極めて有用なものである。
また、安全で安価な食品加工用酵素を用い、操作も簡便であることから、自然界では極めて希少なヒト型類似の遊離セラミドを任意の割合で含有する組成物を、工業的に大量に得ることができる点で、その産業上の利用性は多大なものである。
As described above, the ceramide aglycone-containing composition produced by the method of the present invention is characterized by containing free ceramide, and can be used as a raw material for cosmetics and functional foods.
In particular, since the ceramide aglycon-containing composition of the present invention can be obtained by using only substances used in food production in its production method, cosmetic raw materials and functions in which safety is particularly important. It is extremely useful as a raw material for sex foods.
In addition, since it uses a safe and inexpensive enzyme for food processing and is easy to operate, it is possible to industrially obtain a large amount of a composition containing an arbitrary ratio of human-type-like free ceramide, which is extremely rare in nature. In that it can be used, its industrial applicability is enormous.
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