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アスタキサンチンの製造方法
JP3499259B2
Japan
Description
translated from
プルビアリスから大量に効率よくアスタキサンチンを得
る、アスタキサンチンの製造方法に関する。
の水産生物に含まれる赤色カロチノイド色素で、これら
の生物の肉色や体色の発現に深く関与している。ファフ
ィア・ロドチーマのようなアスタキサンチンを含む赤色
酵母の菌体を、マダイ、ニジマス、サケなどの養殖魚の
発色飼料として、南極オキアミなどに代替される用途が
検討されている（特公昭６３−６１９０７号公報）。ま
た、アスタキサンチンにα−トコフェロールよりもはる
かに強力な抗酸化作用があることがわかり、医薬活性成
分としての用途も検討されている（Miki, Pure Appl. C
hem., 63, 141 (1991)）。
タキサンチンを含有するが、効率よくアスタキサンチン
含有量を増加させるための詳細な培養条件については、
よく知られていない。このため生産性や品質が不十分で
あり、優れた飼料価値や医薬品素材としての潜在価値を
有しながら、有効利用されるに至っていない。
コッカス・プルビアリスの培養方法を改善することによ
ってアスタキサンチン含有量を早期に増加させ、効率よ
くアスタキサンチンを製造する方法、特にヘマトコッカ
ス・プルビアリスに温度ストレスを加えて培養すること
を含むアスタキサンチンの製造方法を提供することを目
的としている。
トコッカス・プルビアリスによるアスタキサンチンの生
産方法について検討を重ねた結果、ヘマトコッカス・プ
ルビアリスに温度ストレスを加えることによってシスト
化が誘発され、アスタキサンチン生産が促進されること
を見いだした。さらに、温度ストレスを加え、同時、そ
の前、および／またはその後に、培養基に活性酸素生成
物質と炭素源を添加することによりアスタキサンチン生
産が著しく促進されることも見いだした。これらの知見
に基づいて本発明を成すに至った。
ヘマトコッカス・プルビアリスに、温度ストレスを加え
ることにより、シスト化を誘発してアスタキサンチン生
産を促進させ、該培養物からアスタキサンチンを採取す
る工程を包含する。
ヘマトコッカス・プルビアリスに、温度ストレスを加
え、同時、その前、および／またはその後に、活性酸素
生成物質および炭素源を培養基に添加して、アスタキサ
ンチン生産を促進させ、該培養物からアスタキサンチン
を採取する工程を包含する。
レスは、ヘマトコッカス・プルビアリスを生育温度Ｔ1
にて培養し、得られた栄養細胞を次いで色素生産温度Ｔ
2にて培養する方法であって、該生育温度Ｔ1が１５〜２
８℃であり、該色素生産温度Ｔ2が２５〜３８℃であ
り、該色素生産温度Ｔ2が該生育温度Ｔ1より１０〜１５
℃の範囲で高温である。
ビアリスは、単細胞で細胞の大きさは２０〜２５μｍで
あり、淡水に生息するプランクトンであって、容易に採
取することができる。例えば、Haematococcus pluviali
s ASIB BS2, CALU 9, CALU 333, CAUP G1002, CCAO, IB
ASU 38, IPPAS H-23, MUR 01,02,62,63,64,65,66,67,6
8,69,71,72,75,76,77, NIES 144, NIVA CHL 9, SMBA が
ある。Haematococcus lacustris の中にはヘマトコッカ
ス・プルビアリスと同一のものもあり、このような同一
のものとして ATCC 30402, SAG 34-1a,1b,1c,1d,1e,1f,
1h 1k,1l,1m 1n, UTEX 16 がある。本発明に好適に用い
られるヘマトコッカス・プルビアリスは国立環境研（Ｎ
ＩＥＳ）に寄託番号ＮＩＥＳ１４４として寄託されてい
る。
細胞は、窒素源が欠乏した培養基に移すことにより、ア
スタキサンチンを大量に含有するシストを形成する。こ
のアスタキサンチン生産を伴うシスト化は、高い炭素／
窒素比によって誘導されるため、人為的に培養基中の成
分組成を適当に調節することにより、栄養細胞からシス
トへの形態変化を誘導することができる（Kakizonoら,
J. Ferment. Bioeng.,74, 403 (1992)）。
胞ではアスタキサンチン生産は活性酸素生成物質により
促進されるが、強力な抗酸化作用を有するアスタキサン
チンは、様々な酸化的ストレスに対する防御機構の一つ
として機能していると考えられる（Kobayashiら, Appl.
Environ. Microbiol., 59, 867 (1993)）。
は、暗所で酢酸などの有機物を炭素源として従属栄養的
に培養するだけでなく、明所で炭酸ガスを炭素源として
独立栄養的に、あるいは明所で酢酸などの有機物と炭酸
ガスの両方を炭素源として混合栄養的に増殖させること
ができる（Kobayashiら, J. Ferment. Bioeng., 74,17
(1992)）。
のでよく、炭素源としては、例えば、従来から知られて
いる酢酸のほか、ピルビン酸、エタノール、およびＴＣ
Ａ関連有機酸などがある。上記の各々の炭素源と、アス
パラギン、グリシン、グルタミンなどのアミノ酸のよう
な窒素源とを含む群の中から選ばれる１種または２種以
上に、さらに酵母エキスを組み合わせた培地が用いられ
る。好ましい培地は、例えば酵母エキス２．０ｇ／ｌ，
酢酸ナトリウム１．２ｇ／ｌ，Ｌ−アスパラギン０．４
ｇ／ｌ，ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ ９８５μＭ，ＦｅＳＯ4・
７Ｈ2Ｏ ３６μＭ，ＣａＣｌ2・２Ｈ2Ｏ １３６μＭ，
ｐＨ６．８である。培養条件としては、光照射強度は、
１０００〜１００００ルクスの範囲とする。生育温度は
菌株により異なるが、通常、１５〜２８℃である。
プルビアリスは、人為的に培養基中の成分組成を適当に
調節することにより、栄養細胞からシストへの形態変化
を誘導して、蓄積するアスタキサンチンを採取すること
も可能である。しかしながら、ヘマトコッカス・プルビ
アリスの培養温度を高温条件に移すことにより、栄養細
胞からシストへの形態変化を誘導して、アスタキサンチ
ン生産機能を最大限に引き出すことはより効果が高い。
したがって、ヘマトコッカス・プルビアリスの至適生育
温度Ｔ1 より１０〜１５℃高い培養温度（色素生産温度
Ｔ2） に栄養細胞を移し、光照射下で、栄養細胞からシ
ストへの形態変化を誘導して、アスタキサンチン生産を
促進させる。あるいは、至適生育温度Ｔ1 より１０〜１
５℃高い培養温度（色素生産温度Ｔ2）に栄養細胞を移
し、同時、その前、および／またはその後に、活性酸素
生成物質と炭素源を培養基に添加することにより、アス
タキサンチン生産を著しく増強させることができる。用
いられる活性酸素生成物質には、例えば、鉄イオン、メ
チレンブルー、メチルビオロゲン、過酸化水素などがあ
る（特開平５−６８５８５号公報）。使用される炭素源
としては、上記のものがいずれも用いられ、好ましくは
酢酸を使用する。
度Ｔ2 は、至適生育温度Ｔ1 に対し、１０〜１５℃の範
囲にわたって高いことが必要である。したがって、生育
温度Ｔ1 で培養し得られた栄養細胞をシスト化し、アス
タキサンチン生産を促進するための色素生産温度Ｔ2
は、２５〜３８℃に設定され、好ましくは３０℃に設定
する。
は、培養因子の中で最もコントロールしやすい培養温度
によって、ヘマトコッカス・プルビアリスのアスタキサ
ンチン生産を容易に促進することができる。
には、プロテアーゼを用いる酵素的方法（特開平５−６
８５８５号公報）だけでなく、ガラスビーズを加えグラ
インディングにより破砕する方法、あるいはフレンチプ
レスを用いる方法、さらには超音波破砕法などの既知の
物理的方法を適用し、メタノールあるいはアセトンなど
の極性の大きい溶媒で抽出することにより回収すること
ができる。また、細胞をバルクのままで養殖魚の色揚げ
などに使用することもできる。
製手段を適宜利用することによって、所望の純度のアス
タキサンチンを得ることができる。
本発明を更に詳細に説明する。
に入れ、１２１℃で、１５分間滅菌した。維持用の培養
基に別に培養したヘマトコッカス・プルビアリス（Haem
atococcus pluvialis NIES 144）のシードを接種し、１
５００ルクスの光照度下、生育温度２０℃で４日間培養
を行った。
ビアリスの栄養細胞を、色素生産温度３０℃で６日間本
培養した。
アリスのカロチノイド含量の変化を図１に示す。カロチ
ノイド量は４８０ｎｍでの吸光度から測定した後、抽出
し、その９０％がアスタキサンチンであることを確認し
た。
を２０℃で培養すれば、そのまま栄養増殖を行うが、培
養温度を生育温度である２０℃から、色素生産温度であ
る３０℃に急激に変化させると、シスト細胞への形態変
化が起こり、アスタキサンチン生産が促進された。アス
タキサンチン含量は栄養細胞の約２０倍であった。
て酢酸濃度が４５ｍＭ、鉄イオン濃度（ＦｅＳＯ4・７
Ｈ2Ｏ）が４５０μＭとなるように添加し、色素生産温
度３０℃でさらに６日間培養した。アスタキサンチン量
は、実施例１と同様にして測定した。ヘマトコッカス・
プルビアリスの栄養細胞は、培養温度を高温の色素生産
温度（３０℃）に変化させることにより、シストの形成
を開始し、細胞内にアスタキサンチンを蓄積する（図
１）。さらに、温度ストレス下（３０℃）で、炭素源で
ある酢酸と鉄イオンを添加すると、アスタキサンチン生
産は著しく促進された（図２）。
スの栄養細胞に、温度ストレスを加えることにより、ア
スタキサンチン生産を伴うシスト化を引き起こすことが
できた。さらに、温度ストレスを加え、同時、その前、
および／またはその後に、培養基に酢酸と鉄イオンを添
加することにより、アスタキサンチンを大量に細胞内に
蓄積させることができた。アスタキサンチン含量は栄養
細胞の約６０倍となった。
チンが早期から蓄積し、さらに、人工的なシスト誘導に
より、効率よくアスタキサンチンを生産させることがで
きる。これよりアスタキサンチンを大量に効率よく製造
する方法が提供される。得られるアスタキサンチンは安
全性が高いので、魚類養殖その他の産業に寄与し得る。
ド生産に対する温度の効果を示す。
リスの、カロチノイド生産に対する鉄イオンおよび酢酸
添加の効果を示す。
Claims (3)
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translated from
- 【請求項１】 ヘマトコッカス・プルビアリスに、シス
ト化を誘発するのに十分な温度ストレスを加える工程で
あって、該温度ストレスは、該ヘマトコッカス・プルビ
アリスを１５〜２８℃の生育温度にて培養し、得られた
栄養細胞を該生育温度より１０〜１５℃高くかつ２５〜
３８℃の色素生産温度にて培養することを含む、工程を
包含する、ヘマトコッカス・プルビアリスのアスタキサ
ンチン生産を促進させる方法。 - 【請求項２】 前記温度ストレスを加える工程と同時、
その前、および／またはその後に、活性酸素生成物質お
よび炭素源を培養基に添加する工程をさらに包含する、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の方法によ
って得られたヘマトコッカス・プルビアリスからアスタ
キサンチンを採取することを包含する、アスタキサンチ
ンの製造方法。