JP6179769B2 - Method for extracting betaine and / or glucosylglycerol from halophilic microorganisms - Google Patents

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Description

本発明は、好塩性の細菌や藻類などの好塩性微生物からベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを抽出する方法に関する。   The present invention relates to a method for extracting betaine and / or glucosylglycerol from halophilic microorganisms such as halophilic bacteria and algae.

ベタイン(別名:グリシンベタイン、又はトリメチルグリシン)は、食品の保存性、味質、旨味の浸透等の向上のために食品添加物として従来から使用されており、近年においては脂肪肝の抑制、肝硬変の予防等の機能性食品としても期待されている物質である。ベタインを得る方法としては、栽培された甜菜(ビート)から抽出・精製する方法が一般的であるが、甜菜の栽培は天候に左右され、収穫の回数も年2回程度に限られている。   Betaine (also known as glycine betaine or trimethylglycine) has been used as a food additive for the purpose of improving the storage stability, taste quality, umami penetration, etc. of foods. It is a substance that is also expected as a functional food such as prevention of food. As a method for obtaining betaine, a method of extracting and purifying from cultivated sugar beet is common, but sugar beet cultivation depends on the weather, and the number of harvests is limited to about twice a year.

甜菜の他にベタインを含有する生物として、ある種の好塩性微生物が知られている(特許文献1)。ベタインは好塩性微生物の細胞内に存在して、浸透圧調整物質として機能している。好塩性微生物は培養の条件を整えることによって、一年を通して培養することができる。このため、ベタインを生産可能な好塩性微生物を培養し、この微生物からベタインを抽出することによって、甜菜から抽出するよりも効率良くベタインを得ることが期待できる。また、化粧品や皮膚用製剤等の材料として有用なグルコシルグリセロール(グリセリルグルコシド)を、ベタインと同様に上記微生物から抽出することも期待できる。   A certain halophilic microorganism is known as an organism containing betaine in addition to sugar beet (Patent Document 1). Betaine is present in the cells of halophilic microorganisms and functions as an osmotic pressure regulating substance. A halophilic microorganism can be cultured throughout the year by adjusting the culture conditions. Therefore, by culturing a halophilic microorganism capable of producing betaine and extracting betaine from this microorganism, it can be expected to obtain betaine more efficiently than extracting from sugar beet. In addition, glucosylglycerol (glyceryl glucoside) useful as a material for cosmetics, skin preparations and the like can be expected to be extracted from the above microorganisms as well as betaine.

特開2001−48776号公報JP 2001-48776 A

しかしながら、好塩性微生物は塩分を多く含む培養液を用いて培養されるため、培養液から集菌(回収)した微生物からベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを抽出・精製する際に、脱塩処理が必要になる問題がある。すなわち、植物からの抽出物を精製する一般的な方法であるイオン交換法を用いるためには、まず、微生物に付着した培養液に含まれる高濃度の塩分を除く必要がある。ところが、脱塩するために微生物を水で洗浄する方法は、浸透圧差によって微生物の細胞を破裂させてしまい、洗浄水中に目的のベタイン及びグルコシルグリセロールを拡散させてしまうため、採用できない。   However, since halophilic microorganisms are cultured using a culture solution containing a large amount of salt, a desalination treatment is not necessary when extracting and purifying betaine and / or glucosylglycerol from microorganisms collected (collected) from the culture solution. There is a problem that is needed. That is, in order to use the ion exchange method, which is a general method for purifying extracts from plants, it is first necessary to remove high-concentration salinity contained in the culture solution attached to microorganisms. However, the method of washing microorganisms with water for desalting cannot be employed because the cells of the microorganisms are ruptured by an osmotic pressure difference and target betaine and glucosylglycerol are diffused into the washing water.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高塩濃度の培養液から回収した微生物から、効率よくベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを抽出する方法を提供する。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for efficiently extracting betaine and / or glucosylglycerol from a microorganism collected from a culture solution having a high salt concentration.

上記の目的を達するために、本発明は以下の手段を提供している。なお、本発明において「ベタイン」は、トリメチルグリシンを意味する。
また、本明細書及び特許請求の範囲において、「ベタイン及び/又はグルコシルグリセロール」は、「ベタイン及びグルコシルグリセロールのうち少なくとも何れか一方」を意味する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means. In the present invention, “betaine” means trimethylglycine.
In the present specification and claims, “betaine and / or glucosylglycerol” means “at least one of betaine and glucosylglycerol”.

(1) アルコールに対して難溶性の塩類を含む等張液を用いて、ベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを含有する好塩性微生物を洗浄する洗浄工程と、前記洗浄した好塩性微生物を集菌する集菌工程と、前記集菌した好塩性微生物中のベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを前記アルコールに溶解させる溶解工程と、前記アルコールに溶解しなかった物質を除去する除去工程と、前記アルコールに溶解したベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを回収する分離工程と、を含むことを特徴とする、好塩性微生物からベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを抽出する方法。 (1) A washing step for washing halophilic microorganisms containing betaine and / or glucosylglycerol using an isotonic solution containing salts that are hardly soluble in alcohol, and collecting the washed halophilic microorganisms A collecting step, a dissolving step of dissolving betaine and / or glucosylglycerol in the collected halophilic microorganism in the alcohol, a removing step of removing a substance not dissolved in the alcohol, A method for extracting betaine and / or glucosylglycerol from a halophilic microorganism, comprising a separation step of recovering dissolved betaine and / or glucosylglycerol.

上記(1)の方法によれば、洗浄工程において、好塩性微生物に付着していた培養成分を洗浄し、前記アルコールに対して難溶性の塩類が主に好塩性微生物に付着した状態にすることができる。その後、溶解工程において、前記塩類が付着した好塩性微生物から前記アルコール中にベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを溶解させる。その一方、前記塩類は前記アルコールに溶解し難いため、続く除去工程において好塩性微生物の残渣と共に前記塩類をアルコール非溶解性物質として除去することができる。その後、分離工程において、ベタイン及び/又はグルコシルグリセロールをアルコールから分離することによって、目的のベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを効率良く簡便に得ることができる。   According to the method of (1) above, in the washing step, the culture components adhering to the halophilic microorganism are washed so that the hardly soluble salts with respect to the alcohol are mainly attached to the halophilic microorganism. can do. Thereafter, in the dissolution step, betaine and / or glucosylglycerol is dissolved in the alcohol from the halophilic microorganism to which the salts are attached. On the other hand, since the salts are difficult to dissolve in the alcohol, the salts can be removed as an alcohol-insoluble substance together with the residue of halophilic microorganisms in the subsequent removal step. Thereafter, in the separation step, the target betaine and / or glucosylglycerol can be efficiently and simply obtained by separating betaine and / or glucosylglycerol from the alcohol.

(2) 前記分離工程において、前記アルコールを蒸発させることによってベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを蒸発残留物として回収することを特徴とする前記(1)に記載の方法。
上記(2)の方法によれば、好塩性微生物から抽出したベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを、アルコールを蒸発させた後に残る蒸発残留物として、効率良く簡便に得ることができる。
(2) In the separation step, betaine and / or glucosylglycerol is recovered as an evaporation residue by evaporating the alcohol.
According to the method (2), betaine and / or glucosylglycerol extracted from a halophilic microorganism can be efficiently and simply obtained as an evaporation residue remaining after evaporation of alcohol.

(3) 前記回収したベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを水に溶解して得た水溶液から、イオン交換法によってベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを精製することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の方法。
上記(3)の方法によれば、好塩性微生物から前記アルコールに抽出された成分から、目的のベタインを精製して、高純度のベタインを得ることができる。
(3) In the above (1) or (2), the betaine and / or glucosylglycerol is purified by an ion exchange method from an aqueous solution obtained by dissolving the recovered betaine and / or glucosylglycerol in water. The method described.
According to the method of (3) above, the target betaine can be purified from the component extracted from the halophilic microorganism into the alcohol to obtain high-purity betaine.

(4) 前記アルコールがエタノールであることを特徴とする前記(1)〜(3)の何れか一項に記載の方法。
上記(4)の方法によれば、好塩性微生物からベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを容易に抽出することができる。
(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the alcohol is ethanol.
According to the method (4), betaine and / or glucosylglycerol can be easily extracted from a halophilic microorganism.

(5) 前記塩類が塩化ナトリウムであることを特徴とする前記(1)〜(4)の何れか一項に記載の方法。
上記(5)の方法によれば、除去工程において、塩化ナトリウムをアルコール非溶解性物質として効率よく除去するとともに、分離工程で得られるベタイン及び/又はグルコシルグリセロールに含まれる塩分濃度を一層低減することができる。
(5) The method according to any one of (1) to (4), wherein the salt is sodium chloride.
According to the above method (5), sodium chloride is efficiently removed as an alcohol-insoluble substance in the removal step, and the salt concentration contained in betaine and / or glucosylglycerol obtained in the separation step is further reduced. Can do.

本発明の好塩性微生物からベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを抽出する方法によれば、高塩濃度の培養液から回収した微生物から、効率よくベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを抽出するとともに、抽出したベタイン及び/又はグルコシルグリセロールと培養液中の塩類とを分離することができる。このため、抽出したベタイン及び/又はグルコシルグリセロールをイオン交換法等によって容易に精製することが可能であり、高純度のベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを低コストで得ることができる。   According to the method for extracting betaine and / or glucosylglycerol from a halophilic microorganism of the present invention, betaine and / or glucosylglycerol are efficiently extracted from a microorganism collected from a culture solution having a high salt concentration, and the extracted betaine is extracted. And / or glucosylglycerol and the salt in a culture solution can be isolate | separated. For this reason, the extracted betaine and / or glucosylglycerol can be easily purified by an ion exchange method or the like, and high-purity betaine and / or glucosylglycerol can be obtained at low cost.

参考例における、標準試料のHPLCのチャートである。It is a HPLC chart of a standard sample in a reference example. 実施例1における、微生物から抽出して得たろ過液のHPLCのチャートである。2 is a HPLC chart of a filtrate obtained by extraction from microorganisms in Example 1. FIG. 実施例2における、微生物から抽出して得たろ過液のHPLCのチャートである。3 is a HPLC chart of a filtrate obtained by extraction from microorganisms in Example 2.

以下、好適な実施の形態に基づいて本発明を説明する。
本発明にかかる方法の実施形態は、少なくとも、洗浄工程と、集菌工程と、溶解工程と、除去工程と、分離工程と、を含む、好塩性微生物からベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを抽出する方法である。
まず、これらの各工程の一連の流れを説明する。
Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments.
An embodiment of the method according to the present invention extracts betaine and / or glucosylglycerol from a halophilic microorganism, which includes at least a washing step, a collection step, a lysis step, a removal step, and a separation step. Is the method.
First, a series of flows of these steps will be described.

以下、ベタインを抽出する場合を説明する。グルコシルグリセロールを抽出する場合も、ベタインの場合と同様に行うことができる(「ベタイン」を「グルコシルグリセロール」に読み換えることができる)ので、グルコシルグリセロールを抽出する場合の説明を省略する。なお、使用する微生物がベタイン及びグルコシルグリセロールの両方を含有する場合には、両者を同時に抽出することができる。抽出したベタインとグルコシルグリセロールとは、クロマトグラフィー等の公知方法によって分離することができる。   Hereinafter, a case where betaine is extracted will be described. Extraction of glucosylglycerol can be performed in the same manner as in the case of betaine (“betaine” can be read as “glucosylglycerol”), and thus description of extracting glucosylglycerol is omitted. In addition, when the microorganisms to be used contain both betaine and glucosylglycerol, both can be extracted simultaneously. The extracted betaine and glucosylglycerol can be separated by a known method such as chromatography.

<洗浄工程>において、培養液から回収された好塩性微生物の菌体と浸透圧が等しい等張液(洗浄液)を用いて、菌体から培養成分等の夾雑物及び後の精製阻害する種々の塩類を洗浄することができる。   In <washing step>, various isotopes such as culture components from the cells and subsequent purification inhibition by using an isotonic solution (washing solution) having an osmotic pressure equal to that of the halophilic microorganisms collected from the culture solution The salt can be washed.

続く<集菌工程>において、遠心分離又はろ過等の処理によって洗浄に用いた等張液と菌体とを分離して菌体を集めることができる。集菌された菌体には、等張液に含まれる前記アルコールに対して難溶性の塩類が主に付着している。   In the subsequent <bacterial collection step>, the cells can be collected by separating the isotonic solution used for washing and the cells by a treatment such as centrifugation or filtration. In the collected cells, salts that are hardly soluble in the alcohol contained in the isotonic solution are mainly attached.

次の<溶解工程>において、前記アルコール中に洗浄後の菌体を懸濁し、当該アルコールによって菌体の細胞膜を溶解させるか、又は超音波破砕若しくはホモジナイズ等の処理によって菌体中に含まれるベタイン等の細胞成分を菌体外に溶出させることができる。この結果、ベタインは前記アルコールに溶解される。   In the next <lysis step>, the washed bacterial cells are suspended in the alcohol and the cell membrane of the bacterial cells is dissolved by the alcohol, or betaine contained in the bacterial cells by treatment such as ultrasonic disruption or homogenization. And the like can be eluted out of the cells. As a result, betaine is dissolved in the alcohol.

その後、<除去工程>において、前記アルコールに溶解しなかった菌体の残渣および前記等張液に含まれていた前記塩類等の前記アルコールに対して非溶解性の物質を、遠心分離又はろ過等の処理によって、前記アルコールから除去する。   Thereafter, in <removal step>, the residue of the microbial cells that did not dissolve in the alcohol and a substance that is insoluble in the alcohol such as the salts contained in the isotonic solution are centrifuged or filtered, etc. Is removed from the alcohol.

次に<分離工程>において、蒸発、蒸留、乾燥、真空乾燥又は凍結乾燥等の処理により前記アルコールを蒸発(留去)することよって、蒸発残留物として前記アルコールに溶解していたベタインを回収することができる。   Next, in the <separation step>, the alcohol is evaporated (distilled) by a process such as evaporation, distillation, drying, vacuum drying or freeze-drying to recover betaine dissolved in the alcohol as an evaporation residue. be able to.

洗浄工程の前に、予め目的のベタインを含有する好塩性微生物を培養する培養工程を設けてもよい。また、洗浄工程の前に、培養液又は塩水から目的のベタインを含有する好塩性微生物を回収する回収工程を設けてもよい。   Prior to the washing step, a culturing step for culturing halophilic microorganisms containing the target betaine may be provided in advance. Moreover, you may provide the collection | recovery process which collect | recovers the halophilic microorganisms containing the target betaine from a culture solution or salt water before a washing | cleaning process.

洗浄工程で洗浄する好塩性微生物は、高塩濃度の培養液中で培養された微生物であってもよいし、海洋、塩湖、塩田、温泉等の高塩濃度環境(塩水中)で自然に生息している微生物であってもよい。ここで、好塩性微生物には、グリシン及び/又はベタインを体内に含有する好塩性藻類、放線菌等が含まれる。
前記塩水から目的のベタインを含有する好塩性微生物を回収(集菌)する方法は特に制限されないが、例えば、遠心分離、沈殿、ろ過等の手段が挙げられる。通常、回収された好塩性微生物は、湿潤状態のペレットとして回収される。このペレットには培養液又は塩水が少量含まれており、このペレットに含まれる塩類がベタインと共存すると、そのベタインをイオン交換法によって精製することが難しくなる。
The halophilic microorganisms to be washed in the washing process may be microorganisms cultured in a high salt concentration culture solution, or naturally in a high salt concentration environment (salt water) such as the ocean, salt lake, salt field, hot spring, etc. Microorganisms that live in Here, the halophilic microorganisms include halophilic algae, actinomycetes, and the like that contain glycine and / or betaine in the body.
The method for collecting (collecting) the halophilic microorganism containing the target betaine from the salt water is not particularly limited, and examples thereof include means such as centrifugation, precipitation, and filtration. Usually, the collected halophilic microorganisms are collected as wet pellets. This pellet contains a small amount of a culture solution or salt water, and when the salts contained in this pellet coexist with betaine, it becomes difficult to purify the betaine by an ion exchange method.

洗浄工程において、培養液等から回収された好塩性微生物に付着している培養液等を、好塩性微生物の細胞を浸透圧差によって破裂させる恐れのない塩分濃度に調整した等張液で洗浄する。ここで、等張液に含まれる塩類は、溶解工程で使用するアルコールに対して溶解性が非常に低い、難溶性の塩類である。   In the washing process, the culture solution attached to the halophilic microorganisms recovered from the culture solution, etc. is washed with an isotonic solution adjusted to a salt concentration that does not cause the cells of the halophilic microorganisms to burst due to osmotic pressure difference. To do. Here, the salts contained in the isotonic solution are hardly soluble salts having very low solubility in the alcohol used in the dissolving step.

等張液に含まれる塩類の前記アルコールに対する溶解度は、小さい程好ましく、例えば、0.5g/100mL以下が好ましく、0.1g/100mL以下がより好ましく、0.07g/100mLがさらに好ましい。   The solubility of the salt contained in the isotonic solution in the alcohol is preferably as small as possible. For example, 0.5 g / 100 mL or less is preferable, 0.1 g / 100 mL or less is more preferable, and 0.07 g / 100 mL is more preferable.

等張液に含まれる塩類としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム等が挙げられる。   Examples of the salts contained in the isotonic solution include sodium chloride and potassium chloride.

等張液で好塩性微生物を洗浄する方法としては、好塩性微生物を破壊することなく、好塩性微生物に付着している余分な培養成分等を洗浄可能な方法であれば特に制限されない。例えば、好塩性微生物を回収したペレットを等張液に懸濁する方法が挙げられる。ペレットの体積に対して、過剰量の等張液にペレットを懸濁することによって、好塩性微生物に付着していた不要な成分を等張液中に拡散して希釈することができる。具体例として、例えばペレットの体積の20倍体積の等張液にペレットを懸濁した後、好塩性微生物を回収して得られたペレットに付着している不要な成分は、理論的には洗浄前の20分の1に減少する。   The method for washing halophilic microorganisms with an isotonic solution is not particularly limited as long as it can wash excess culture components adhering to halophilic microorganisms without destroying halophilic microorganisms. . For example, a method of suspending a pellet obtained by collecting halophilic microorganisms in an isotonic solution can be mentioned. By suspending the pellet in an isotonic solution in an excessive amount with respect to the volume of the pellet, unnecessary components adhering to the halophilic microorganism can be diffused and diluted in the isotonic solution. As a specific example, for example, an unnecessary component adhering to a pellet obtained by recovering a halophilic microorganism after suspending the pellet in an isotonic solution 20 times the volume of the pellet is theoretically Decrease by a factor of 20 before washing.

等張液の調製方法は特に制限されず、純水(精製水)に前記塩類を所定量で溶解させればよい。等張液における塩分濃度は、使用する好塩性微生物の細胞を破裂させない等張液となるように、使用する好塩性微生物の種類に応じて適宜調製すればよい。具体例として、例えば好塩性微生物として放線菌の一種であるActinopolysporaや、緑藻の一種であるDunaliellaを使用する場合、純水に塩化ナトリウムを100〜200g/Lで溶解した等張液が挙げられる。この塩化ナトリウム濃度は、好塩性微生物の細胞に対して等張液となるように調整することが好ましい。   The method for preparing the isotonic solution is not particularly limited, and the salts may be dissolved in a predetermined amount in pure water (purified water). The salt concentration in the isotonic solution may be appropriately adjusted according to the type of the halophilic microorganism to be used so that the isotonic solution does not rupture the cells of the halophilic microorganism to be used. As a specific example, for example, when Actinopolyspora which is a kind of actinomycete as a halophilic microorganism or Dunaliella which is a kind of green algae is used, an isotonic solution in which sodium chloride is dissolved in pure water at 100 to 200 g / L can be mentioned. . The sodium chloride concentration is preferably adjusted so as to be an isotonic solution for the cells of the halophilic microorganism.

集菌工程において好塩性微生物を集菌する方法としては、例えば、等張液に懸濁した好塩性微生物を、遠心分離、沈殿、ろ過等の手段によって湿潤状態のペレットとして回収する方法が挙げられる。   As a method for collecting halophilic microorganisms in the collection process, for example, there is a method in which halophilic microorganisms suspended in an isotonic solution are collected as wet pellets by means of centrifugation, precipitation, filtration, or the like. Can be mentioned.

溶解工程において、前記集菌した好塩性微生物中のベタインを前記アルコールに溶解させる方法としては、集菌した好塩性微生物のペレットを前記アルコール中に懸濁して、微生物の細胞膜が自然に溶解して、細胞内に含まれるベタインが前記アルコール中に溶出されるのを待つ方法が挙げられる。また、ペレットを前記アルコール中に懸濁した後、懸濁液を激しく撹拌するか、又は超音波による衝撃によって細胞膜を積極的に破壊してもよい。また、ペレットを前記アルコール中に懸濁した後、懸濁液をホモジナイザーにかけて、菌体を磨砕することによって、菌体から積極的にベタインを溶出させてもよい。   In the lysis step, betaine in the collected halophilic microorganism is dissolved in the alcohol by suspending the collected halophilic microorganism pellet in the alcohol, and the cell membrane of the microorganism is naturally dissolved. And the method of waiting for betaine contained in a cell to elute in the said alcohol is mentioned. In addition, after suspending the pellet in the alcohol, the suspension may be vigorously stirred or the cell membrane may be actively destroyed by impact with ultrasonic waves. Alternatively, betaine may be positively eluted from the cells by suspending the pellet in the alcohol and then applying the suspension to a homogenizer to grind the cells.

溶解工程で使用するアルコールは、好塩性微生物から抽出されたベタインを溶解可能であり、洗浄工程で使用する等張液に含まれる塩類を溶解し難いアルコールであれば、特に制限されない。溶解工程で使用するアルコール100gに対するベタインの溶解度としては、1g/100g以上が好ましく、4g/100g以上がより好ましく、7g/100g以上がさらに好ましい。この溶解度は高い程好ましいため、その上限値は特に制限されないが、上限値の目安としては、通常100g/100g程度であると考えられる。溶解工程で使用するアルコールの具体例としては、例えばエタノール、メタノール、イソプロパノール等の炭素数1〜5程度の第一級アルコールが挙げられる。エタノール100gに対するベタインの溶解度は約8.7g(20℃)である。   The alcohol used in the dissolution step is not particularly limited as long as it can dissolve betaine extracted from halophilic microorganisms and hardly dissolve salts contained in an isotonic solution used in the washing step. The solubility of betaine with respect to 100 g of alcohol used in the dissolving step is preferably 1 g / 100 g or more, more preferably 4 g / 100 g or more, and further preferably 7 g / 100 g or more. Since this solubility is preferably as high as possible, the upper limit is not particularly limited, but it is considered that the upper limit is usually about 100 g / 100 g. Specific examples of the alcohol used in the dissolution step include primary alcohols having about 1 to 5 carbon atoms such as ethanol, methanol, and isopropanol. The solubility of betaine in 100 g of ethanol is about 8.7 g (20 ° C.).

溶解工程で使用するアルコールに対する、ベタインの溶解度と、等張液に含まれる塩類の溶解度の質量比は、ベタインの収率を高めて、塩類の除去率を高める観点から、大きい程好ましい。この溶解度の質量比(ベタインの溶解度/等張液に含まれる塩類の溶解度)としては、例えば、10以上が好ましく、50以上がより好ましく、100以上がさらに好ましい。この質量比の上限値は特に制限されず、その目安としては通常10000程度であると考えられる。   The mass ratio of the solubility of betaine to the alcohol used in the dissolution step and the solubility of the salt contained in the isotonic solution is preferably as large as possible from the viewpoint of increasing the yield of betaine and increasing the salt removal rate. The mass ratio of the solubility (solubility of betaine / solubility of salts contained in the isotonic solution) is, for example, preferably 10 or more, more preferably 50 or more, and further preferably 100 or more. The upper limit value of the mass ratio is not particularly limited, and it is considered that the standard value is usually about 10,000.

例えば、エタノール100gに対するベタインの溶解度は約8.7gであり、エタノール100gに対する塩化ナトリウムの溶解度は約0.065gであるから、溶解度の質量比は約133.8(8.7÷0.06)である。
なお、グルコシルグリセロールのエタノールに対する溶解度はベタインとは異なるが、塩化ナトリウムよりも遥かによく溶ける。
For example, since the solubility of betaine in 100 g of ethanol is about 8.7 g and the solubility of sodium chloride in 100 g of ethanol is about 0.065 g, the mass ratio of the solubility is about 133.8 (8.7 ÷ 0.06). It is.
Although the solubility of glucosylglycerol in ethanol is different from that of betaine, it is much better soluble than sodium chloride.

溶解工程後に得られたアルコール溶液にはベタインが溶解されている。一方、菌体の残渣及び菌体ペレットに少量含まれていた等張液を構成する前記塩類等のアルコール非溶解性物質は、アルコール溶液中に浮遊するか又は沈殿している。   Betaine is dissolved in the alcohol solution obtained after the dissolution step. On the other hand, the alcohol-insoluble substances such as the salts constituting the isotonic solution contained in a small amount in the bacterial cell residue and the bacterial cell pellet are floating or precipitated in the alcohol solution.

除去工程において、これらのアルコール非溶解性物質を除去する方法は特に制限されないが、例えば、遠心分離、沈殿、ろ過等の手段によって残渣等をペレット又は凝集物として除去する方法が挙げられる。アルコール非溶解性物質を除去した後のアルコール溶液は分離工程に供される。   In the removal step, the method for removing these alcohol-insoluble substances is not particularly limited, and examples thereof include a method of removing residues and the like as pellets or aggregates by means of centrifugation, precipitation, filtration, and the like. The alcohol solution after removing the alcohol-insoluble substance is subjected to a separation step.

分離工程において、アルコール溶液からベタインを分離する方法は特に制限されない。好適な方法としては、例えば、ベタインを溶解する溶媒であるアルコールを溶液から蒸発させることによって、目的のベタインを蒸発残留物として回収する方法が挙げられる。   In the separation step, the method for separating betaine from the alcohol solution is not particularly limited. Suitable methods include, for example, a method of recovering the target betaine as an evaporation residue by evaporating an alcohol, which is a solvent for dissolving betaine, from the solution.

ベタインを含むアルコール溶液からアルコールを蒸発させる方法としては、加熱、蒸留、乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の処理をアルコール溶液に施す方法が挙げられる。
蒸発させる際の加熱の温度及び蒸留の温度は、ベタインが熱によって分解しない範囲で、なるべく高い温度に設定することが好ましい。このように設定することによって、アルコールの蒸発を促進することができる。
Examples of the method for evaporating alcohol from an alcohol solution containing betaine include a method of subjecting the alcohol solution to a treatment such as heating, distillation, drying, vacuum drying, and freeze drying.
It is preferable to set the heating temperature and the distillation temperature at the time of evaporation as high as possible within the range where betaine is not decomposed by heat. By setting in this way, evaporation of alcohol can be promoted.

ベタインを含む蒸発残留物には、好塩性微生物の細胞成分のうち、溶解工程で使用したアルコールに溶解可能な成分が含まれる。この成分にはグルコシルグリセロールが含まれ得る。蒸発残留物を水又は水系溶媒に投入することによって、ベタイン等の水溶性物質は溶解し、非水溶性物質は溶解せずに水中に浮遊するか又は沈殿する。この非水溶性物質を遠心分離、沈殿、ろ過等の手段によって除去することができる。ベタインが溶解した水溶液から、イオン交換法等の公知の精製方法によって、高純度のベタインとグルコシルグリセロールとをそれぞれ分離して、得ることができる。   The evaporation residue containing betaine contains components that can be dissolved in the alcohol used in the dissolution step among the cell components of halophilic microorganisms. This component may include glucosylglycerol. By putting the evaporation residue into water or an aqueous solvent, a water-soluble substance such as betaine is dissolved, and a water-insoluble substance is not dissolved but floats or precipitates in water. This water-insoluble substance can be removed by means such as centrifugation, precipitation, and filtration. High-purity betaine and glucosylglycerol can be separated and obtained from an aqueous solution in which betaine is dissolved by a known purification method such as an ion exchange method.

以上で説明した、好塩性微生物からベタインを抽出する方法は、ベタインに代えて、好塩性微生物からグルコシルグリセロールを抽出する方法としても適用可能である。   The above-described method for extracting betaine from halophilic microorganisms can be applied as a method for extracting glucosylglycerol from halophilic microorganisms instead of betaine.

[参考例]
グルコシルグリセロール(成分I&II)及びベタインを所定濃度で含む標準水溶液に、塩化ナトリウム(NaCl)を0wt%、0.01wt%、0.02wt%、0.06wt%又は0.08wt%で添加した試料をそれぞれ準備した。各試料に含まれる成分を公知のクロマトグラフィー(HPLC)によって分離した。この結果を図1に示す。なお、1%以上のNaClが存在すると、そのピークが非常に大きくなるため、グルコシルグリセロール(成分I&II)及びベタインのピークが被ってしまい区別できない。
図1のチャートから、試料中に含まれる微量のNaClを、ベタイン及びグルコシルグリセロールのピークと区別して検出できることが確認できた。
[Reference example]
A sample prepared by adding sodium chloride (NaCl) at 0 wt%, 0.01 wt%, 0.02 wt%, 0.06 wt% or 0.08 wt% to a standard aqueous solution containing glucosylglycerol (components I & II) and betaine at a predetermined concentration. Prepared each. The components contained in each sample were separated by known chromatography (HPLC). The result is shown in FIG. If 1% or more of NaCl is present, the peak becomes very large, and the peaks of glucosylglycerol (components I & II) and betaine are covered and cannot be distinguished.
From the chart in FIG. 1, it was confirmed that a trace amount of NaCl contained in the sample could be detected separately from the betaine and glucosylglycerol peaks.

[実施例1]
ベタイン及びグルコシルグリセロールを含有する好塩性Geitlerinema(藍藻の一種)属の一種を潮の満ち引きの激しい海沿いの潮だまりより単離し、NaCl10wt%に相当する浸透圧の培養液で培養した。この微生物を20wt%NaCl水溶液で洗浄し、常法により集菌した微生物をエタノールに分散させて、細胞膜を溶解させるとともに、超音波破砕により菌体内に含まれる成分をエタノール中に抽出した。このエタノール抽出液を遠心して不溶成分を除いた後、ろ紙を用いてろ過して得られたろ液を、参考例と同様にHPLCにかけた。この結果を図2に示す。
[Example 1]
One genus of halophilic Geitlerinema (a kind of cyanobacteria) containing betaine and glucosylglycerol was isolated from a tide pool along the sea where the tide is full, and cultured in an osmotic pressure corresponding to 10 wt% NaCl. The microorganisms were washed with a 20 wt% NaCl aqueous solution, and the microorganisms collected by a conventional method were dispersed in ethanol to dissolve the cell membrane, and the components contained in the cells were extracted into ethanol by ultrasonic disruption. The ethanol extract was centrifuged to remove insoluble components, and the filtrate obtained by filtration using filter paper was subjected to HPLC in the same manner as in Reference Example. The result is shown in FIG.

図2のチャートから、ろ液中に含まれるNaClは微量(0.1wt%以下)であり、微生物の洗浄液として使用した10wt%NaCl水溶液と比べて、NaCl濃度が充分に低減していることが確認できた。また、ろ液中にベタインが回収されていることも確認できた。HPLCの各ピークに対応する分画を分取することにより、ベタイン、NaClを分離して回収できた。得られた分画の溶媒であるエタノールをエバポレーターによって蒸発させることにより、目的のベタインを蒸発残留物として得ることができた。
これらの結果から、本発明にかかる抽出方法によって、好塩性微生物の培養に使用される塩類を容易に除去して、目的のベタインを高純度で回収できることが確認できた。
From the chart of FIG. 2, NaCl contained in the filtrate is very small (0.1 wt% or less), and the NaCl concentration is sufficiently reduced as compared with the 10 wt% NaCl aqueous solution used as the microorganism cleaning solution. It could be confirmed. It was also confirmed that betaine was recovered in the filtrate. By fractionating the fraction corresponding to each peak of HPLC, betaine and NaCl could be separated and recovered. The target betaine could be obtained as an evaporation residue by evaporating ethanol as a solvent of the obtained fraction with an evaporator.
From these results, it was confirmed that the extraction method according to the present invention can easily remove the salts used for culturing halophilic microorganisms and recover the target betaine with high purity.

[実施例2]
ベタイン及びグルコシルグリセロールを含有する好塩性Cyanobacterium属の一種を潮の満ち引きの激しい海沿いの潮だまりより単離し、NaCl5wt%に相当する浸透圧の培養液で培養した。この微生物を5wt%NaCl水溶液で洗浄し、後の処理は実施例1と同様に行った。この結果を図3に示す。
[Example 2]
A halophilic Cyanobacterium genus containing betaine and glucosylglycerol was isolated from a tidal pool along the sea where the tides were intense, and cultured in an osmotic pressure corresponding to 5 wt% NaCl. This microorganism was washed with a 5 wt% NaCl aqueous solution, and the subsequent treatment was carried out in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG.

図3のチャートから、ろ液中に含まれるNaClは微量(0.1wt%以下)であり、微生物の洗浄液として使用した5wt%NaCl水溶液と比べて、NaCl濃度が充分に低減していることが確認できた。また、ろ液中にグルコシルグリセロールが回収されていることも確認できた。   From the chart of FIG. 3, the NaCl contained in the filtrate is very small (0.1 wt% or less), and the NaCl concentration is sufficiently reduced compared to the 5 wt% NaCl aqueous solution used as the microorganism cleaning solution. It could be confirmed. It was also confirmed that glucosylglycerol was recovered in the filtrate.

以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。   The configurations and combinations thereof in the embodiments described above are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configurations can be made without departing from the spirit of the present invention.

Claims (5)

アルコールに対して難溶性の塩類を含む等張液を用いて、ベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを含有する好塩性微生物を洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄した好塩性微生物を集菌する集菌工程と、
前記集菌した好塩性微生物中のベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを前記アルコールに溶解させる溶解工程と、
前記アルコールに溶解しなかった物質を除去する除去工程と、
前記アルコールに溶解したベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを回収する分離工程と、
を含むことを特徴とする、好塩性微生物からベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを抽出する方法。
A washing step of washing a halophilic microorganism containing betaine and / or glucosylglycerol using an isotonic solution containing a salt that is sparingly soluble in alcohol;
A collection process for collecting the washed halophilic microorganisms;
A dissolution step of dissolving betaine and / or glucosylglycerol in the collected halophilic microorganism in the alcohol;
A removal step of removing the substance that did not dissolve in the alcohol;
A separation step of recovering betaine and / or glucosylglycerol dissolved in the alcohol;
A method for extracting betaine and / or glucosylglycerol from a halophilic microorganism.
前記分離工程において、前記アルコールを蒸発させることによってベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを蒸発残留物として回収することを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein in the separation step, betaine and / or glucosylglycerol is recovered as an evaporation residue by evaporating the alcohol. 前記回収したベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを水に溶解して得た水溶液から、イオン交換法によってベタイン及び/又はグルコシルグリセロールを精製することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the betaine and / or glucosylglycerol is purified by an ion exchange method from an aqueous solution obtained by dissolving the recovered betaine and / or glucosylglycerol in water. 前記アルコールがエタノールであることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the alcohol is ethanol. 前記塩類が塩化ナトリウムであることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the salt is sodium chloride.
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