JP4761771B2 - 不ケン化物の含量を低下させた微生物油脂の製造法並びに該油脂 - Google Patents
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Description
本発明は更に、上記の方法により得ることが出来る、粗油中の不ケン化物及び/又はエステル型ステロールを低下させた高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸とする粗油、及びこの油脂から得られる精製された油脂を提供する。
本発明はまた、前記の油脂の種々の使用方法を提供する。
kLa∝(Pg/V)0.4Vs0.5N0.5 (1)
kLa∝{(Pg/V)0.4Vs0.5N0.5}1.4 (2)
松島らは(1)(2)式の普遍性を検証し、(3)式のように一般化することにより幅広く成立することを報告(松島ら; 醗酵工学会誌, vol.50, p.105 (1972))している。
kLa∝{(Pg/V)0.4Vs0.5N0.5}α (3)
単位液量当り攪拌所要動力は、液密度(ρ)、動力数(Np)、攪拌翼直径(d)との間で(4)式で示される。
Pg/V=ρNpN3d5/V (4)
ある一定の仕事量、即ち同一攪拌所要動力で、より高い攪拌回転数(N)で操作するためには、より小さな動力数(Np)および小さな攪拌翼径(d)を有する培養槽を用いたほうが有利であることが考えられる。
しかし、ここで示した従来の考え方は、水あるいは菌体濃度の低い培養液において成立する考察である。製造の経済性を向上させるためには、培地の窒素源濃度を上げ、より高い菌体濃度にしなければならないため、菌体濃度の高い培養液においては、酸素移動容量係数(kLa)だけでなく培養液の全体混合も考慮しなければならないと発明者らは考えた。
そこで、発明者らは鋭意検討を重ねた結果、d/D=0.34以上の攪拌翼を装備した培養槽を用いて培養する方法か、あるいはd/D=0.34未満の培養槽でもpH5以下で殺菌した培地窒素源を含む培地で培養する方法を採ることによって、油脂中、具体的には粗油中の不ケン化物及び/又はエステル型ステロール含量が低下した高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸として成る油脂(粗油)の安定生産に成功し、本発明を完成するに至った。
本発明はまた、前記の方法により得られる、不ケン化物含量が2.2重量%以下であることを特徴とする粗油を提供する。本発明は更に、上記の粗油を精製して得られる精製油脂を提供する。
本発明はまた、前記の粗油及び/又は精製油脂を、場合によっては経口、腸内又は非経口投与に適した中性の担体と共に配合した治療用栄養食品を提供する。
本発明は更に、前記の粗油及び/又は精製油脂を配合した、動物用飼料又は養魚用飼料を提供する。
これらの培地成分は微生物の生育を害しない濃度であれば特に制限はない。実用上、一般に炭素源は総添加量は0.1〜40重量%、好ましくは1〜25重量%、窒素源の総添加量は2〜15重量%、好ましくは2〜10重量%とするのが望ましく、より好ましくは初発の炭素源添加量を1〜5重量%、初発の窒素源添加量を3〜8重量%として、培養途中に炭素源及び窒素源を、さらにより好ましくは炭素源のみを流加して培養する。
例えば、食品組成物としては、一般食品の他、機能性食品、栄養補助食品、未熟児用調製乳、成熟児用調製乳、乳児用調製乳、乳児用食品、妊産婦食品又は老人用食品等を挙げることができる。
実施例1. アラキドン酸生産、d/D=0.34、培地中大豆粉濃度6%
アラキドン酸生産菌としてMortierella alpina CBS754.68を用いた。保存菌株を、酵母エキス1%、グルコース2%、pH6.3の培地に接種し、往復振盪100rpm、温度28℃の条件にて種培養(第一段階)を開始し、3日間培養した。次に、酵母エキス1%、グルコース2%、大豆油0.1%、pH6.3の培地30Lを50L容通気攪拌培養槽に調製し、これに種培養(第一段階)液を接種して、攪拌回転数200rpm、温度28℃、槽内圧150kPaの条件にて、種培養(第二段階)を開始し、2日間培養した。
コンテナバッグより取り出した乾燥菌体に、ヘキサン抽出を施し、ヘキサン溶液を濾過して含有固形分を除去した後、減圧下で加熱することによってヘキサンを除去し、アラキドン酸を構成脂肪酸として成る粗油を得た。粗油を分析した結果、表2に示すように、エステル型ステロール含量の低い粗油が得られた。
実施例1と同じ方法で種培養を行った。培養槽の形状としては、d/D=0.42の6枚羽根タービンを3段装着のタンクを使用し、培地調製時のpH条件を変更するほかは、全て実施例1-条件(1-1)と同じ条件で本培養を行った。条件(2-1)では培地A(殺菌前)のpH6.1調製かつ培地C(種培養液接種前)のpH無調製、条件(2-2)では培地AのpH4.5調製かつ培地CのpH6.1調製で各々培養した。培養の結果、培養終了時の培養液当たりアラキドン酸生成濃度は条件(2-1)で19.0 g/L、条件(2-2)で19.7 g/Lであった。培養終了後は、実施例1と同様の操作によって、アラキドン酸を構成脂肪酸として成る粗油を得た。粗油を分析した結果、表3に示すように、エステル型ステロール含量の低い粗油が得られた。
実施例1と同じ方法で種培養を行なった。培養槽形状としては、d/D=0.3の6枚羽根タービン2段装備のタンク、d/D=0.25の6枚羽根タービン2段装備のタンク、およびd/D=0.2の6枚羽根タービン2段装備のタンクを使用するほかは、全て実施例1の条件(1-1)と同じ条件で本培養を行った結果、培養終了時の培養液当たりアラキドン酸生成濃度は、d/D=0.30のタンクでは17.0 g/L、d/D=0.25のタンクでは16.5 g/L、d/D=0.2のタンクでは13.5 g/Lであった。培養終了後は実施例1と同様の操作によって、アラキドン酸を構成脂肪酸として成る粗油を得た。粗油を分析した結果、表4に示すように、エステル型ステロール含量は何れも1%を超えており、実施例1および実施例2との比較から、d/D比が小さい培養槽で培養したためと考えられた。
実施例1と同じ方法で種培養を行なった。本培養培地のpH調製は、実施例1の条件(1-2)と同様に行なった上で(培地AのpH4.5→殺菌→培地CのpH6.3)、d/D=0.3の6枚羽根タービン2段装備のタンク(条件4-1)、d/D=0.25の6枚羽根タービン2段装備のタンク(条件4-2)、およびd/D=0.2の6枚羽根タービン2段装備(条件4-3)の計3条件で、実施例1と同様の条件で本培養を行なった。これらに加えて、d/D=0.3のタンクで、培地Aの調製pHを4.0(条件4-4)、4.9(条件4-5)の2条件でも培養を行なった。
実施例1-条件(1-1)及び実施例2-条件(2-1)で得たアラキドン酸含有粗油を常法の脱酸、脱ガムにより精製し、精製油脂5-A及び5-Bを得た。実施例3のd/D=0.25条件で得たアラキドン酸含有粗油も同様に精製し、精製油脂5-Cを得た。得られたアラキドン酸含有精製油脂の分析値を表6に示す。
Mortierella alpina CBS754.68を用いて、実施例1と同じ方法で種培養(第一段階および第二段階)を行なった。次に、4500Lの培地(培地A:大豆粉84kg、KH2PO4 16.8kg、MgCl2・6H2O 2.8kg、CaCl2・2H2O 2.8kg、大豆油 5.6kg)、を、121℃、20分の条件で滅菌した。別培地として、1000Lの培地(培地B:含水グルコース112kg)を140℃、40秒の条件で滅菌して先の培地Aに加えて培地Cを調製した。
本発明者らは、ジホモ-γ-リノレン酸を構成脂肪酸として成る油脂(トリグリセリド)の製造方法を確立している。特開平5-91887号公報の記載の方法にしたがって、アラキドン酸生産能を有し、かつΔ5不飽和化活性が低下した微生物[例えば、突然変異株モルティエレラ・アルピナSAM1860(微工研菌寄第3589号)]を培養して得ることができる。
Mortierella alpina SAM1860を用いて、実施例7と同じ方法で種培養を行なった。次に、4500Lの培地(培地A:大豆粉84kg、KH2PO4 16.8kg、MgCl2・6H2O 2.8kg、CaCl2・2H2O 2.8kg、大豆油 5.6kg)を、121℃、20分の条件で滅菌した。別培地として、1000Lの培地(培地B:含水グルコース112kg)を140℃、40秒の条件で滅菌して先の培地Aに加えて培地Cを調製した。培地CをpH6.1に調整した後、種培養液を接種して、計5600Lの初発培養液量(培養槽容積10kL)に合わせた。
本発明者らは、ω9系高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸として成る油脂(トリグリセリド)の製造方法を確立している。特開平5-91888号公報の記載の方法にしたがって、ω9系高度不飽和脂肪酸生産能を有する微生物[例えば、突然変異株モルティエレラ・アルピナSAM1861(微工研菌寄第3590号)]を培養して得ることができる。
コンテナバッグより取り出した乾燥菌体に、ヘキサン抽出を施し、ヘキサン溶液を濾過して含有固形分を除去した後、減圧下で加熱することによってヘキサンを除去し、ミード酸含有粗油を得た。得られた粗油の分析結果を表14に示す。
実施例9と同じ方法で種培養を行った。培養槽形状としては、d/D=0.25の6枚羽根タービン2段装備のタンクを使用するほかは、全て実施例9と同じ条件で本培養を行った結果、培養終了時の培養液当たりミード酸生成濃度は8.0 g/Lであった。培養終了後、実施例9と同様の操作によって、ミード酸を構成脂肪酸として成る粗油を得た。
得られたミード酸含有粗油の分析値を表14に示す。
Mortierella alpina SAM2086を用いて、実施例9と同じ方法で種培養を行なった。次に、3200Lの培地(培地A:大豆粉60kg、オリーブ油 4kg、)を121℃、20分の条件で滅菌した。別培地として、700Lの培地(培地B:含水グルコース80kg)を140℃、90秒の条件で滅菌して先の培地Aに加えて培地Cを調製した。培地CをpH6.1に調製した後、種培養液を接種して、計4000Lの初発培養液量(培養槽容積10kL)に合わせた。温度24℃、通気量49Nm3/hr、内圧200kPa、所要攪拌動力2kWで本培養を開始した。
ゼラチン100重量部及び食添グリセリン35重量部に水を加え50〜60℃で溶解しゼラチン被膜を調製した。次に実施例5で得られたエステル型ステロールの低減化したアラキドン酸を構成脂肪酸とする精製油脂5-A(トリグリセリド)にビタミンE油0.05%を混合した内容物から、常法によりカプセル成形及び乾燥を行い、一粒180mgの内容物を含有するソフトカプセルを製造した。また、実施例5で得られた精製油脂5-Bを原料とするソフトカプセルも、精製油脂5-Aの場合と同様に製造した。
実施例5で得られたエステル型ステロールの低減化したアラキドン酸を構成脂肪酸とする精製油脂5-A(トリグリセリド)400g、精製卵黄レシチン48g、オレイン酸20g、グリセリン100g及び0.1N 苛性ソーダ40mlを加え、ホモジナイザーで分散させたのち、注射用蒸留水を加えて4リットルとする。これを高圧噴霧式乳化機にて乳化し、脂質乳液を調製した。該脂質乳液を200mlずつプラスチック製バッグに分注したのち、121℃、20分間、高圧蒸気滅菌処理して脂肪輸液剤を製造した。また、実施例5で得られた精製油脂5-Bを原料とする脂肪輸液剤も、精製油脂5-Aの場合と同様に製造した。
β-シクロデキストリン2gを20%エタノール水溶液20mlに添加し、ここにスターラーで撹拌しながら、実施例5で得られたエステル型ステロールの低減化したアラキドン酸を構成脂肪酸とする精製油脂5-A(トリグリセリド)(ビタミンEを0.05%配合)100mgを加え、50℃で2時間インキュベートした。室温冷却(約1時間)後、さらに撹拌を続けながら4℃で10時間インキュベートした。
粉ミルク100gに、実施例5で得られたエステル型ステロールの低減化したアラキドン酸を構成脂肪酸とする精製油脂5-A(トリグリセリド)0.3gを混合することにより調製粉乳を調製した。また、実施例5で得られた精製油脂5-Bを原料とする調製粉乳も、精製油脂5-Aの場合と同様に調製した。
アラキドン酸生産菌としてMortierella elongata IFO8570、Mortierella hygrophila IFO5941、Echinosporangium transversale NRRL3116、Conidiobolus nanodes CBS154.56、Saprolegnia lapponica CBS284.38を用いた。これらの保存菌株をそれぞれ、酵母エキス1%、グルコース2%、pH6.3の培地に接種し、往復振盪100rpm、温度28℃の条件にて種培養を3日間行った。
得られたアラキドン酸含有粗油の分析値を表17に示す。
Claims (15)
- 粗油中の不ケン化物及び/又はエステル型ステロールを低下させた高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸とする粗油の製造方法において、不飽和脂肪酸を構成脂肪酸とする油脂を産生しうるモルティエレラ(Mortierella)属に属する微生物を、窒素源濃度2〜15%の培地で、攪拌翼直径(=d)と培養槽内径(D)との比率がd/D=0.34〜0.6である撹拌翼を装備した培養槽内で、培養することを特徴とする方法。
- 前記窒素源が、pH5以下の条件で殺菌した窒素源を含む、請求項1に記載の方法。
- 請求項1又は2に記載の方法により得られた粗油を精製することを特徴とする精製油脂の製造方法。
- 前記高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸とする油脂の組成がトリグリセリド70%以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の不ケン化物及び/又はエステル型ステロールを低下させた高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸とする粗油の製造方法、又は請求項3に記載の精製油脂の製造方法。
- 前記油脂を構成する高度不飽和脂肪酸がγ-リノレン酸(18:3 ω6)、ジホモ-γ-リノレン酸(20:3 ω6)、アラキドン酸(20:4 ω6)、7,10,13,16-ドコサテトラエン酸(22:4 ω6)、4,7,10,13,16-ドコサペンタエン酸(22:5 ω6)、α-リノレン酸(18:3 ω3)、6,9,12,15-オクタデカテトラエン酸(18:4 ω3)、8,11,14,17-エイコサテトラエン酸(20:4 ω3)、エイコサペンタエン酸(20:5 ω3)、7,10,13,16,19-ドコサペンタエン酸(22:5 ω3)、4,7,10,13,16,19-ドコサヘキサエン酸(22:6 ω3)、6,9-オクタデカジエン酸(18:2 ω9)、8,11-エイコサジエン酸(20:2 ω9)若しくは5,8,11-エイコサトリエン酸(ミード酸:20:3 ω9)又はこれらの組み合わせである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記モルティエレラ属に属する微生物が、モルティエレラ亜属に属する微生物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記モルティエレラ亜属に属する微生物がモルティエレラ属アルピナ種である、請求項6に記載の方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法により得られる、エステル型ステロール含量が0.8重量%以下であることを特徴とする粗油。
- エステル型ステロール含量が0.8重量%以下であることを特徴とする油脂中の不ケン化物及び/又はエステル型ステロールを低下させた高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸として成る粗油。
- 粗油中のトリグリセリドの含有量が94%以上であり、粗油の総脂肪酸中のアラキドン酸の含有量が42%以上であり、そして粗油中のエステル型ステロールの含有量が0.8%以下である、ことを特徴とする粗油。
- 請求項8〜10のいずれか1項に記載の粗油又はその精製油脂を配合してなる一般飲食物、機能性食品、栄養補助食品、未熟児用調製乳、成熟児用調製乳、乳幼児食品、妊産婦用食品又は老人用食品。
- 請求項8〜10のいずれか1項に記載の粗油又はその精製油脂を、場合によっては経口、腸内又は非経口投与に適した中性の担体と共に配合した治療用栄養食品。
- 請求項8〜10のいずれか1項に記載の粗油又はその精製油脂を配合した、動物用飼料又は養魚用飼料。
- 請求項8〜10のいずれか1項に記載の粗油又はその精製油脂を配合した医薬組成物。
- 請求項8〜10のいずれか1項に記載の粗油又はその精製油脂を原料として得られる医薬組成物。
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