JP5328547B2 - 有機物の抽出方法、有機物の製造方法、有機物抽出装置組立体、湿潤材料の処理方法 - Google Patents
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Description
〔1〕 生体の細胞を含む湿潤材料からの有機物抽出方法であって、
(A) 液体状態のジメチルエーテルと前記湿潤材料とを混合して第1の混合系を得、前記細胞内にジメチルエーテルを移行させ、
(B) 前記第1の混合系において前記細胞外に残存した液体状態のジメチルエーテルの少なくとも一部を、前記第1の混合系から導出し、
(C) 前記第1の混合系内の前記細胞内のジメチルエーテルを気化させて前記細胞を破砕し、
(D) 前記第1の混合系に抽出溶媒を供給し、前記細胞の破砕物と前記抽出溶媒とを混合して第2の混合系を得、前記破砕物中の前記有機物を前記抽出溶媒中に移行させ、
(E) 前記抽出溶媒とその中に溶解した前記有機物とを含む混合物を、前記第2の混合系から導出することを含む抽出方法。
〔2〕 工程(D)で供給される前記抽出溶媒が、液体状態のジメチルエーテルを含む、〔1〕に記載の抽出方法。
〔3〕 工程(D)で前記抽出溶媒として供給される液体状態のジメチルエーテルの一部又は全部が、工程(B)で前記第1の混合系から導出したジメチルエーテルである、〔2〕に記載の抽出方法。
〔4〕 工程(D)において、前記有機物に加え、前記湿潤材料中の水分の一部又は全部を、ジメチルエーテル中に移行させる、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の抽出方法。
〔5〕 前記生体が、藻類である、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の抽出方法。
〔6〕 有用な有機物の製造方法であって、
前記有用な有機物を生合成しうる生体を培養して前記生体の細胞を含む湿潤材料を調製し、
前記湿潤材料から、〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の抽出方法により、前記有用な有機物を抽出することを含む製造方法。
〔7〕 生体の細胞を含む湿潤材料から有機物を抽出するための有機物抽出装置組立体であって、
(a) 液体状態のジメチルエーテルと前記湿潤材料とを混合して第1の混合系を得、前記細胞内にジメチルエーテルを移行させる接触槽、
(b) 前記接触槽に接続された第1の導出装置であって、前記混合系において前記細胞外に残存した液体状態のジメチルエーテルの少なくとも一部を、前記第1の混合系から導出する第1の導出装置、
(c) 前記接触槽に接続された気化装置であって、前記第1の混合系内の前記細胞内のジメチルエーテルを気化させて前記細胞を破砕する気化装置、
(d) 前記接触槽に接続された供給装置であって、前記第1の混合系に抽出溶媒を供給し、前記接触槽において前記細胞の破砕物と前記抽出溶媒とが混合された第2の混合系を得る供給装置、及び
(e) 前記接触槽に接続された第2の導出装置であって、前記破砕物中の前記有機物を前記抽出溶媒中に移行させた後、前記抽出溶媒とその中に溶解した前記有機物とを含む混合物を、前記第2の混合系から導出する第2の導出装置を備える抽出装置組立体。
〔8〕 生体の細胞を含む湿潤材料の処理方法であって、
(A) 液体状態のジメチルエーテルと前記湿潤材料とを混合して第1の混合系を得、前記細胞内にジメチルエーテルを移行させ、
(B) 前記第1の混合系において前記細胞外に残存した液体状態のジメチルエーテルの少なくとも一部を、前記第1の混合系から導出し、
(C) 前記第1の混合系内の前記細胞内のジメチルエーテルを気化させて前記細胞を破砕し、
(D) 前記第1の混合系に抽出溶媒を供給し、前記細胞の破砕物と前記抽出溶媒とを混合して第2の混合系を得、前記破砕物中の内容物を前記抽出溶媒中に移行させ、
(E) 前記抽出溶媒とその中に溶解した前記内容物とを含む混合物を、前記第2の混合系から導出することを含む処理方法。
本発明の抽出方法は、生体の細胞を含む湿潤材料から、有機物を抽出する方法である。また、本発明の有機物の製造方法は、前記有用な有機物を生合成しうる生体を培養して前記生体の細胞を含む湿潤材料を調製し、前記湿潤材料から、本発明の抽出方法により有用な有機物を抽出することを含む製造方法である。
本発明に用いる湿潤材料は、生体の細胞の内部、外部又はその両方において水分を含有する。また、かかる湿潤材料は、抽出の対象である有機物を含有する。かかる有機物は細胞の内部に含まれていてもよく、細胞の外に存在していてもよいが、抽出対象の有機物の全部又は一部が細胞の内部に含まれている場合に、特に好ましく本発明の方法を適用することができる。
抽出対象の有機物は、燃料として有用な油性の物質、及び化学的、生物学的又は医学的に有用な水溶性又は油溶性の物質であり得る。抽出対象の有機物は、糖、脂質、タンパク質(ポリペプチドを含む)、種々の微量栄養素となりうる化合物(ビタミン等))、ポリヌクレオチド、及びその他の生理活性物質であってもよい。
アスタキサンチン;
アスコルビン酸、クエン酸又はそれらの塩であるカロテノイド;
ユビキノン;
グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、キシロースおよびアラビノース;
ポリヌクレオチド;
リコペン、β−カロテン、β−クリプトキサンチン、3−ヒドロキシエキネノン、シス−アドニキンサンチン、カンタキサンチン、アドニルビン、ゼアキサンチンおよびアドニキサンチン;
アポトーシス誘導促進蛋白質の阻害物;
ヒドロキシピリドン誘導体;
分子中にヒドロキシ基を有するエステル化合物;
α−リポ酸;
3−イミノプロペン化合物またはその塩;
ポリプロピレンオキサイド、プロピレンオキサイドと他のアルキレンオキサイドとの共重合体;ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール部分酢化物;または、ポリ−N−アクリロイルピペリジン、ポリ−N−n−プロピルメタアクリルアミド、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド、ポリ−N,N−ジエチルアクリルアミド、ポリ−N−イソプロピルメタアクリルアミド、ポリ−N−シクロプロピルアクリルアミド、ポリ−N−アクリロイルピロリジン、ポリ−N、N−エチルメチルアクリルアミド、ポリ−N−シクロプロピルメタアクリルアミド、ポリ−N−エチルアクリルアミドの単独重合体または共重合体から選ばれる高分子化合物;
カレンジン酸;
少なくとも1種の非天然アミノ酸を含むタンパク質を含む組成物であって、タンパク質がα1アンチトリプシン、アンジオスタチン、抗血友病因子、抗体、アポリポタンパク質、アポタンパク質、心房性ナトリウム利尿因子、心房性ナトリウム利尿ポリペプチド、心房性ペプチド、C−X−Cケモカイン、T39765、NAP−2、ENA−78、Gro−a、Gro−b、Gro−c、IP−10、GCP−2、NAP−4、SDF−1、PF−4、MIG、カルシトニン、cキットリガンド、サイトカイン、CCケモカイン、単球化学誘引タンパク質−1、単球化学誘引タンパク質−2、単球化学誘引タンパク質−3、単球炎症性タンパク質−1α、単球炎症性タンパク質−1β、RANTES、I309、R83915、R91733、HCC1、T58847、D31065、T64262、CD40、CD40リガンド、Cキットリガンド、コラーゲン、コロニー刺激因子(CSF)、補体因子5a、補体阻害剤、補体受容体1、サイトカイン、上皮好中球活性化ペプチド−78、GROα/MGSA、GROβ、GROγ、MIP−1α、MIP−1δ、MCP−1、表皮増殖因子(EGF)、上皮好中球活性化ペプチド、エリスロポエチン(EPO)、表皮剥離毒素、IX因子、VII因子、VIII因子、X因子、繊維芽細胞増殖因子(FGF)、フィブリノーゲン、フィブロネクチン、G−CSF、GM−CSF、グルコセレブロシダーゼ、ゴナドトロピン、増殖因子、増殖因子受容体、ヘッジホッグタンパク質、ヘモグロビン、肝細胞増殖因子(HGF)、ヒルジン、ヒト血清アルブミン、ICAM−1、ICAM−1受容体、LFA−1、LFA−1受容体、インスリン、インスリン様増殖因子(IGF)、IGF−I、IGF−II、インターフェロン、IFN−α、IFN−β、IFN−γ、インターロイキン、IL−1、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、ケラチノサイト増殖因子(KGF)、ラクトフェリン、白血病阻害因子、ルシフェラーゼ、ニュールチュリン、好中球阻害因子(NIF)、オンコスタチンM、骨形成タンパク質、腫瘍遺伝子産物、副甲状腺ホルモン、PD−ECSF、PDGF、ペプチドホルモン、ヒト増殖ホルモン、プレイオトロピン、プロテインA、プロテインG、発熱外毒素A、B又はC、リラキシン、レニン、SCF、可溶性補体受容体I、可溶性I−CAM1、可溶性インターロイキン受容体、可溶性TNF受容体、ソマトメジン、ソマトスタチン、ソマトトロピン、ストレプトキナーゼ、スーパー抗原、ブドウ球菌エンテロトキシン、SEA、SEB、SEC1、SEC2、SEC3、SED、SEE、ステロイドホルモン受容体、スーパーオキシドジスムターゼ、毒素性ショック症候群毒素、チモシンα1、組織プラスミノーゲンアクチベーター、腫瘍増殖因子(TGF)、TGF−α、TGF−β、腫瘍壊死因子、腫瘍壊死因子α、腫瘍壊死因子β、腫瘍壊死因子受容体(TNFR)、VLA−4タンパク質、VCAM−1タンパク質、血管内皮増殖因子(VEGEF)、ウロキナーゼ、Mos、Ras、Raf、Met、p53、Tat、Fos、Myc、Jun、Myb、Rel、エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体、テストステロン受容体、アルドステロン受容体、LDL受容体及びコルチコステロン受容体から構成される群から選択されるタンパク質、又はこれに相同である化合物;
少なくとも1種の非天然アミノ酸を含むタンパク質を含む組成物であって、タンパク質がサイトカイン、増殖因子、増殖因子受容体、インターフェロン、インターロイキン、炎症性分子、腫瘍遺伝子産物、ペプチドホルモン、シグナル伝達分子、ステロイドホルモン受容体、転写アクチベーター、転写サプレッサー、エリスロポエチン(EPO)、インスリン、ヒト成長ホルモン、上皮好中球活性化ペプチド−78、GROα/MGSA、GROβ、GROγ、MIP−1α、MIP−1δ、MCP−1、肝細胞増殖因子、インスリン様増殖因子、白血病阻害因子、オンコスタチンM、PD−ECSF、PDGF、プレイオトロピン、SCF、cキットリガンド、VEGEF、G−CSF、IL−1、IL−2、IL−8、IGF−I、IGF−II、FGF(繊維芽細胞増殖因子)、PDGF、TNF、TGF−α、TGF−β、EGF(表皮増殖因子)、KGF(ケラチノサイト増殖因子)、SCF/cキット、CD40L/CD40、VLA−4/VCAM−1、ICAM−1/LFA−1、ヒアルリン/CD44、Mos、Ras、Raf、Met、p53、Tat、Fos、Myc、Jun、Myb、Rel、エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体、テストステロン受容体、アルドステロン受容体、LDL受容体及びコルチコステロン受容体から構成される群から選択されるタンパク質、又はこれに相同である化合物;
ダイズタンパク質のサーモリシン分解物又はダイズタンパク質のサーモリシン様プロテアーゼ分解物又はサーモリシン分解物;
オートインデューサー−2を阻害する物質;
中鎖脂肪酸を構成脂肪酸に含むトリグリセリド;
プロテインキナーゼCのアイソザイム;
ER(Endoplasmic Reticulum;小胞体)Degradation Enhancing α-mannosidase-likeproteinをコードするmRNAを特異的に切断するRNA干渉物質を配合することを特徴とする皮膚組成物;
クリプトキサンチン及び/又はそのエステル体;
アンヒドロ糖;
Leu−Glu−His−Alaで表されるペプチド、その誘導体及びこれらの塩からなる群より選択される一種以上;
ポリ−γ−L−グルタミン酸又はその塩、ポリ−γ−L−グルタミン酸架橋体およびポリ−γ−L−グルタミン酸架橋体の塩;
HDAC(ヒストンデアセチラーゼ)活性阻害剤としてのスルホンアミド結合を含むカルバミン酸化合物;
脱アセチル化硫酸化グルクロノフカン;
脱アセチル化脱グルクロン酸化硫酸化グルクロノフカン;
硫酸化グルクロノフカンオリゴ糖;
カロテノイド;
イミデート化合物;
テトラヒドロクルクミン類;
プレニルフラボノイド;
ミノサイクリン化合物;
炎症性サイトカイン産生抑制作用を有するアネトール誘導体;及び
キナゾリン誘導体。
本発明の抽出方法は、液体状態のジメチルエーテルと前記湿潤材料とを混合して第1の混合系を得、前記細胞内にジメチルエーテルを移行させる工程(工程(A))を含む。
本発明の抽出方法は、前記混合系において前記細胞外に残存した液体状態のジメチルエーテルの少なくとも一部を、前記第1の混合系から導出する工程(工程(B))を含む。かかる工程を行うことにより、続く工程(C)における気化の操作を迅速に行うことができ、以降の工程の所要エネルギーを低減し、効率的な操作を行うことができる。
本発明の抽出方法は、前記第1の混合系内の前記細胞内のジメチルエーテルを気化させて前記細胞を破砕する工程(工程(C))を含む。工程(B)の終了後に工程(C)を行ない、細胞内のジメチルエーテルを気化させることにより細胞を膨張させ破砕させることにより、細胞の破砕を容易に達成することができ、その結果、効率的な抽出を達成することができる。
本発明の抽出方法は、前記第1の混合系に抽出溶媒を供給し、前記細胞の破砕物と前記抽出溶媒とを混合して第2の混合系を得、前記破砕物中の前記有機物を前記抽出溶媒中に移行させる工程(工程(D))を含む。
本発明の抽出方法は、前記抽出溶媒とその中に溶解した前記有機物とを含む混合物を、前記第2の混合系から導出する工程(工程(E))を含む。
本発明の有機物抽出装置組立体は、生体の細胞を含む湿潤材料から有機物を抽出するための有機物抽出装置組立体であって、
(a) 液体状態のジメチルエーテルと前記湿潤材料とを混合して第1の混合系を得、前記細胞内にジメチルエーテルを移行させる接触槽、
(b) 前記接触槽に接続された第1の導出装置であって、前記混合系において前記細胞外に残存した液体状態のジメチルエーテルの少なくとも一部を、前記第1の混合系から導出する第1の導出装置、
(c) 前記接触槽に接続された気化装置であって、前記第1の混合系内の前記細胞内のジメチルエーテルを気化させて前記細胞を破砕する気化装置、
(d) 前記接触槽に接続された供給装置であって、前記第1の混合系に抽出溶媒を供給し、前記接触槽において前記細胞の破砕物と前記抽出溶媒とが混合された第2の混合系を得る供給装置、及び
(e) 前記接触槽に接続された第2の導出装置であって、前記破砕物中の前記有機物を前記抽出溶媒中に移行させた後、前記抽出溶媒とその中に溶解した前記有機物とを含む混合物を、前記第2の混合系から導出する第2の導出装置を備える。
本発明の湿潤材料の処理方法は、生体の細胞を含む湿潤材料の処理方法であって、
(A) 液体状態のジメチルエーテルと前記湿潤材料とを混合して第1の混合系を得、前記細胞内にジメチルエーテルを移行させ、
(B) 前記第1の混合系において前記細胞外に残存した液体状態のジメチルエーテルの少なくとも一部を、前記第1の混合系から導出し、
(C) 前記第1の混合系内の前記細胞内のジメチルエーテルを気化させて前記細胞を破砕し、
(D) 前記第1の混合系に抽出溶媒を供給し、前記細胞の破砕物と前記抽出溶媒とを混合して第2の混合系を得、前記破砕物中の内容物を前記抽出溶媒中に移行させ、
(E) 前記抽出溶媒とその中に溶解した前記内容物とを含む混合物を、前記第2の混合系から導出することを含む。
図1に概略的に示す抽出装置組立体を用い、湿潤材料からの油分の抽出を行った。
生体の細胞を含む湿潤材料として、緑藻の一種を水中で培養して得た培養物を用いた。この湿潤材料は、水分80質量%及び固形分20質量%をそれぞれ含んでいた。さらに、固形分中には油分が33質量%含まれていた。かかる水分、固形分及び油分の含有割合は、湿潤材料を加熱して乾燥させ、さらにそこから定法により油分を抽出することにより求めた。
接触槽12に湿潤材料を20g仕込んだ。一方、40mLのジメチルエーテルを計量し貯留槽11に充填し、バルブ(不図示)を操作することにより貯留槽11のジメチルエーテル全量を、導管31及び22を経由して接触槽12に供給した。この時の接触槽12の温度は24℃、圧力は0.57MPaであった。接触槽12の内容物を撹拌して第1の混合系とし、湿潤材料とジメチルエーテルとを10分間接触させた。
接触終了後、バルブを操作することにより、篩53を通過した液体を導管32から導出し、導管23を通し分離槽13に移送した。その後、導管32の経路上に設けられたバルブを閉め、導管42の経路上のバルブを開放し、接触槽12内のジメチルエーテルを排気し、接触層12内の圧力を大気圧まで減圧した。接触槽12内の圧力が0.57MPaから大気圧になるまでの所要時間は約50秒であった。
接触槽12内の緑藻をサンプリングして1000倍の光学顕微鏡で観察したところ、緑藻の細胞が破砕されていることが確認された。
分離槽13内の、液体状態のジメチルエーテルを含む液体を、接触槽12に再び供給し、第2の混合系を得た。この時の接触槽12の温度は24℃、圧力は0.57MPaであった。
第2の混合系を得てから直ちに撹拌を開始し、所定時間経過した後、バルブを操作することにより、篩53を通過した液体を導管32から導出し、分離槽13に移した。その後、分離槽13内部を常圧まで減圧することにより、ジメチルエーテルを蒸発排気した。その後、分離槽13中の残液をサンプリングして分析に供した。
サンプリングした残液をガスクロマトグラフィーで分析し、油分含有割合を求めた。また、残液の総量から、残液全量中の油分含有割合を求めた。さらに仕込んだ湿潤材料中の油分量に対する比率を計算し、油分抽出率を求めた。第2の混合系の撹拌を開始してから液体を接触槽12から導出するまでの経過時間と、油分抽出率との関係をプロットした。結果を図2に示す。
実施例1の(1−1)〜(1−3)中の、接触層12内の温度を24℃、圧力を0.57MPaとした工程において、温度を40℃、圧力を0.88MPaに変更した他は、実施例1と同様にして、油分の抽出を行ない、油分抽出率を求めた。結果を図2に示す。
図1に概略的に示す抽出装置組立体を用い、湿潤材料からの油分の抽出を行った。
生体の細胞を含む湿潤材料として、実施例1で用いたものと同じ、緑藻の一種を水中で培養して得た培養物を用いた。
接触槽12に湿潤材料を20g仕込んだ。一方、40mLのジメチルエーテルを計量し貯留槽11に充填し、バルブ(不図示)を操作することにより貯留槽11のジメチルエーテル全量を、導管31及び22を経由して接触槽12に供給し、混合系を得た。この時の接触槽12の温度は24℃、圧力は0.57MPaであった。この混合系を得てから直ちに撹拌を開始し、所定時間経過した後、バルブを操作することにより、篩53を通過した液体を導管32から導出し、分離槽13に移した。その後、分離槽13内部を常圧まで減圧することにより、ジメチルエーテルを蒸発排気した。その後、分離槽13中の残液をサンプリングして分析に供した。
サンプリングした残液をガスクロマトグラフィーで分析し、油分含有割合を求めた。また、残液の総量から、残液全量中の油分含有割合を求めた。さらに仕込んだ湿潤材料中の油分量に対する比率を計算し、油分抽出率を求めた。混合系の撹拌を開始してから液体を接触槽12から導出するまでの経過時間と、油分抽出率との関係をプロットした。結果を図2に示す。
比較例1中の、接触層12内の温度を24℃、圧力を0.57MPaとした工程において、温度を40℃、圧力を0.88MPaに変更した他は、比較例1と同様にして、油分の抽出を行ない、油分抽出率を求めた。結果を図2に示す。
11:貯留槽
12:接触槽
13:分離槽
21、31、41、22、32、42、23、33、43、44、62、63:導管
51、52:湿潤材料の経路
53:篩
Claims (8)
- 生体の細胞を含む湿潤材料からの有機物抽出方法であって、
(A) 液体状態のジメチルエーテルと前記湿潤材料とを混合して第1の混合系を得、前記細胞内にジメチルエーテルを移行させ、
(B) 前記第1の混合系において前記細胞外に残存した液体状態のジメチルエーテルの少なくとも一部を、前記第1の混合系から導出し、
(C) 前記第1の混合系内の前記細胞内のジメチルエーテルを気化させて前記細胞を破砕し、
(D) 前記第1の混合系に抽出溶媒を供給し、前記細胞の破砕物と前記抽出溶媒とを混合して第2の混合系を得、前記破砕物中の前記有機物を前記抽出溶媒中に移行させ、
(E) 前記抽出溶媒とその中に溶解した前記有機物とを含む混合物を、前記第2の混合系から導出することを含む抽出方法。 - 工程(D)で供給される前記抽出溶媒が、液体状態のジメチルエーテルを含む、請求項1に記載の抽出方法。
- 工程(D)で前記抽出溶媒として供給される液体状態のジメチルエーテルの一部又は全部が、工程(B)で前記第1の混合系から導出したジメチルエーテルである、請求項2に記載の抽出方法。
- 工程(D)において、前記有機物に加え、前記湿潤材料中の水分の一部又は全部を、ジメチルエーテル中に移行させる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の抽出方法。
- 前記生体が、藻類である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の抽出方法。
- 有用な有機物の製造方法であって、
前記有用な有機物を生合成しうる生体を培養して前記生体の細胞を含む湿潤材料を調製し、
前記湿潤材料から、請求項1〜5のいずれか1項に記載の抽出方法により、前記有用な有機物を抽出することを含む製造方法。 - 生体の細胞を含む湿潤材料から有機物を抽出するための有機物抽出装置組立体であって、
(a) 液体状態のジメチルエーテルと前記湿潤材料とを混合して第1の混合系を得、前記細胞内にジメチルエーテルを移行させる接触槽、
(b) 前記接触槽に接続された第1の導出装置であって、前記混合系において前記細胞外に残存した液体状態のジメチルエーテルの少なくとも一部を、前記第1の混合系から導出する第1の導出装置、
(c) 前記接触槽に接続された気化装置であって、前記第1の混合系内の前記細胞内のジメチルエーテルを気化させて前記細胞を破砕する気化装置、
(d) 前記接触槽に接続された供給装置であって、前記第1の混合系に抽出溶媒を供給し、前記接触槽において前記細胞の破砕物と前記抽出溶媒とが混合された第2の混合系を得る供給装置、及び
(e) 前記接触槽に接続された第2の導出装置であって、前記破砕物中の前記有機物を前記抽出溶媒中に移行させた後、前記抽出溶媒とその中に溶解した前記有機物とを含む混合物を、前記第2の混合系から導出する第2の導出装置を備える抽出装置組立体。 - 生体の細胞を含む湿潤材料の処理方法であって、
(A) 液体状態のジメチルエーテルと前記湿潤材料とを混合して第1の混合系を得、前記細胞内にジメチルエーテルを移行させ、
(B) 前記第1の混合系において前記細胞外に残存した液体状態のジメチルエーテルの少なくとも一部を、前記第1の混合系から導出し、
(C) 前記第1の混合系内の前記細胞内のジメチルエーテルを気化させて前記細胞を破砕し、
(D) 前記第1の混合系に抽出溶媒を供給し、前記細胞の破砕物と前記抽出溶媒とを混合して第2の混合系を得、前記破砕物中の内容物を前記抽出溶媒中に移行させ、
(E) 前記抽出溶媒とその中に溶解した前記内容物とを含む混合物を、前記第2の混合系から導出することを含む処理方法。
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