JP6447912B2 - 藻類油脂の抽出方法、及び超音波処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は藻類油脂の抽出方法、及び超音波処理装置に関する。
近年、化石燃料の代替燃料として、藻類を用いた燃料生産が提案されている。微細藻類は、高い集光能力及び炭酸固定能力を有している。そのため、該微細藻類を用いた燃料生産では単位面積当たりの油脂生産性が高く、大変優れた油脂生産技術として注目されている。
しかし、既存の手法では、藻類から油脂を抽出するにあたり、２段階以上の複数の工程で精製を行っており、その処理コストの高騰が問題となっている。
藻類からのＴＡＧ（トリアシルグリセロール）を抽出するための従来法の一例としては、まず藻類を培養した藻類培養液を静置後、固液分離を行って藻類を濃縮又は乾燥させる（１段階目）。次いで、得られた藻類の濃縮物に対して、ホモジナイザー等を用いた物理的抽出や、溶剤抽出等による化学的抽出などを行うことにより、藻類の濃縮物から油脂分を抽出する（２段階目）。だが、従来法で得られた油脂分はＴＡＧの精製度が低いため、さらにカラム分離操作などを行う必要がある（３段階目）（非特許文献１〜２）。
現状では、油脂精製コストが、バイオディーゼル生産コストのかなりの部分を占めており、バイオディーゼル燃料実用化に向けての障害の一つとなっている。このような経緯から、新たな藻類油脂の抽出法の開発が求められている。
藻類からのＴＡＧ（トリアシルグリセロール）を抽出するための従来法の一例としては、まず藻類を培養した藻類培養液を静置後、固液分離を行って藻類を濃縮又は乾燥させる（１段階目）。次いで、得られた藻類の濃縮物に対して、ホモジナイザー等を用いた物理的抽出や、溶剤抽出等による化学的抽出などを行うことにより、藻類の濃縮物から油脂分を抽出する（２段階目）。だが、従来法で得られた油脂分はＴＡＧの精製度が低いため、さらにカラム分離操作などを行う必要がある（３段階目）（非特許文献１〜２）。
現状では、油脂精製コストが、バイオディーゼル生産コストのかなりの部分を占めており、バイオディーゼル燃料実用化に向けての障害の一つとなっている。このような経緯から、新たな藻類油脂の抽出法の開発が求められている。
宇野 博志「バイオマス資源としての微細藻類」、三井物産戦略研レポート、三井物産戦略研究所、２０１１年１２月５日、インターネット〈URL：http://mitsui.mgssi.com/issues/report/list_report11.php〉
松本光史「微細藻類を用いたバイオ原料・燃料用オイル生産技術開発への挑戦」、環境バイオテクノロジー学会誌、２０１２年、１２巻、１号、９−１４ページ
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡便に、高品質の藻類油脂を高収率に得ることを可能とする藻類油脂の抽出方法、及び超音波処理装置の提供を課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、酸素を溶存させた藻類含有液に超音波を与えて藻類を破砕することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記の特徴を有する藻類油脂の抽出方法、及び超音波処理装置を提供するものである。
（１）藻類に含有される藻類油脂を抽出する藻類油脂の抽出方法であって、
前記藻類を含む藻類含有液に酸素を溶存させる工程と、
酸素が溶存された前記藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程と、
を有することを特徴とする藻類油脂の抽出方法。
（２）前記藻類破砕液から、有機溶媒を用いて前記藻類油脂を回収する工程をさらに有する前記（１）に記載の藻類油脂の抽出方法。
（３）前記超音波の周波数が５００ｋＨｚ以上である前記（１）又は（２）に記載の藻類油脂の抽出方法。
（４）前記超音波の周波数が１ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満の範囲である前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（５）前記超音波の周波数が１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲である前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（６）前記藻類含有液中の一重項酸素濃度が、２０μＭ〜２７０μＭとなるように前記藻類含有液に酸素を添加する前記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（７）前記藻類含有液中のヒドロキシルラジカル濃度が、１０μＭ〜１００μＭとなるように前記藻類含有液に酸素を添加する前記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（８）前記藻類含有液への酸素の添加が、藻類含有液へ酸素含有気体をバブリングにより送り込むものである前記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（９）藻類を培養して前記藻類含有液を得る培養工程を有する前記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（１０）藻類を含む藻類含有液を溜めるための処理槽と、
前記処理槽中の藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得るための超音波発生手段と、を備えたことを特徴とする超音波処理装置。
（１１）前記超音波の周波数が５００ｋＨｚ以上の範囲に選定されている前記（１０）に記載の超音波処理装置。
（１２）前記超音波の周波数が１ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満の範囲に選定されている前記（１０）又は（１１）に記載の超音波処理装置。
（１３）前記超音波の周波数が１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲に選定されている前記（１０）〜（１２）のいずれか一つに記載の超音波処理装置。
（１４）前記藻類含有液に酸素含有気体を送り込むための送込管を備えた前記（１０）〜（１３）のいずれか一つに記載の超音波処理装置。
（１５）前記処理槽中の前記藻類含有液へと前記超音波発生手段より発せられた超音波を伝播する作用液を溜めるための作用液槽を備え、
前記処理槽が、前記作用液槽内部に配置された前記（１０）〜（１４）のいずれか一つに記載の超音波処理装置。
（１６）更に、前記藻類破砕液から藻類油脂を回収するための有機溶媒をためる有機溶媒貯蔵槽を備えた前記（１０）〜（１５）のいずれか一つに記載の超音波処理装置。
前記藻類を含む藻類含有液に酸素を溶存させる工程と、
酸素が溶存された前記藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程と、
を有することを特徴とする藻類油脂の抽出方法。
（２）前記藻類破砕液から、有機溶媒を用いて前記藻類油脂を回収する工程をさらに有する前記（１）に記載の藻類油脂の抽出方法。
（３）前記超音波の周波数が５００ｋＨｚ以上である前記（１）又は（２）に記載の藻類油脂の抽出方法。
（４）前記超音波の周波数が１ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満の範囲である前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（５）前記超音波の周波数が１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲である前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（６）前記藻類含有液中の一重項酸素濃度が、２０μＭ〜２７０μＭとなるように前記藻類含有液に酸素を添加する前記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（７）前記藻類含有液中のヒドロキシルラジカル濃度が、１０μＭ〜１００μＭとなるように前記藻類含有液に酸素を添加する前記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（８）前記藻類含有液への酸素の添加が、藻類含有液へ酸素含有気体をバブリングにより送り込むものである前記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（９）藻類を培養して前記藻類含有液を得る培養工程を有する前記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の藻類油脂の抽出方法。
（１０）藻類を含む藻類含有液を溜めるための処理槽と、
前記処理槽中の藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得るための超音波発生手段と、を備えたことを特徴とする超音波処理装置。
（１１）前記超音波の周波数が５００ｋＨｚ以上の範囲に選定されている前記（１０）に記載の超音波処理装置。
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（１３）前記超音波の周波数が１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲に選定されている前記（１０）〜（１２）のいずれか一つに記載の超音波処理装置。
（１４）前記藻類含有液に酸素含有気体を送り込むための送込管を備えた前記（１０）〜（１３）のいずれか一つに記載の超音波処理装置。
（１５）前記処理槽中の前記藻類含有液へと前記超音波発生手段より発せられた超音波を伝播する作用液を溜めるための作用液槽を備え、
前記処理槽が、前記作用液槽内部に配置された前記（１０）〜（１４）のいずれか一つに記載の超音波処理装置。
（１６）更に、前記藻類破砕液から藻類油脂を回収するための有機溶媒をためる有機溶媒貯蔵槽を備えた前記（１０）〜（１５）のいずれか一つに記載の超音波処理装置。
本発明の藻類油脂の抽出方法によれば、従来よりも簡略化された処理にも関わらず、高品質の藻類油脂を高収率に得られる。
本発明の超音波処理装置によれば、簡便に、高品質の藻類油脂を高収率に得ることを可能とする。
本発明の超音波処理装置によれば、簡便に、高品質の藻類油脂を高収率に得ることを可能とする。
≪藻類油脂の抽出方法≫
本発明の藻類油脂の抽出方法は、藻類に含有される藻類油脂を抽出する藻類油脂の抽出方法であって、前記藻類を含む藻類含有液に酸素を溶存させる工程と、酸素が溶存された前記藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程と、を有するものである。
本発明において「藻類油脂を抽出する」とは、藻類の体内に存在する油脂を藻類体外へ取り出すこと、又は藻類体外へと放出させることを意味する。藻類油脂の抽出に伴い、藻類は破砕されてもよい。
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
本発明の藻類油脂の抽出方法は、藻類に含有される藻類油脂を抽出する藻類油脂の抽出方法であって、前記藻類を含む藻類含有液に酸素を溶存させる工程と、酸素が溶存された前記藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程と、を有するものである。
本発明において「藻類油脂を抽出する」とは、藻類の体内に存在する油脂を藻類体外へ取り出すこと、又は藻類体外へと放出させることを意味する。藻類油脂の抽出に伴い、藻類は破砕されてもよい。
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
本実施形態の藻類油脂の抽出方法は、藻類に含有される藻類油脂を抽出する藻類油脂の抽出方法であって、藻類を培養して前記藻類含有液を得る培養工程と、前記藻類を含む藻類含有液に酸素を溶存させる工程と、酸素が溶存された前記藻類含有液に、超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程とを有する。
藻類としては、特に限定されず、ほぼ全ての藻類を用いることができ、微細藻類であることが好ましく、単細胞性緑藻であることが好ましい。係る藻類としては、ナンノクロロプシス属、クラミドモナス属、ボトリオコッカス属、シュードコリシスチス属、フェオダクチラム属、オステレオコックス属、シアニディオシゾン属、クレブソルミディウム属、クロロキブス属、スピロギラ属、カラ属、コレオケーテ属、クロレラ属等に属する藻類が挙げられ、なかでもナンノクロロプシス属、クラミドモナス属、ボトリオコッカス属が好ましい。より具体的には、シュードコリシスチス エリプソイディア（Ｐｓｅｕｄｏｃｈｏｒｉｃｙｓｔｉｓ ｅｌｌｉｐｓｏｉｄｅａ）、ボトリオコッカス ブラウニー（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ ｂｒａｕｎｉｉ）、シアニディオシゾン メロラエ（Ｃｙａｎｉｄｉｏｓｃｈｙｚｏｎ ｍｅｒｏｌａｅ）、クラミドモナス レインハードチイ（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓ ｒｅｉｎｈａｒｄｔｉｉ；以下、クラミドモナスともいう。）等が挙げられる。
藻類油脂としては、トリアシルグリセロールのほか、糖脂質、リン脂質、脂肪酸、炭化水素であってもよく、トリアシルグリセロールが好ましい。
藻類含有液は、油脂の抽出対象となる藻類を含む液である。藻類含有液としては、後に詳述する超音波処理に係る観点から、水を含有するものであることが好ましく、水若しくは水溶液に藻類が含有又は分散されてなる混合物であることが好ましい。上記混合物としては、藻類を培養して得られ、藻類を含有する藻類培養液を好適に用いることができる。本実施形態の藻類油脂の抽出方法は、藻類培養液を、該培養液の固液分離等の操作を経ることなく用いることなく処理することが可能であるので、従来法と比べて少ない操作で油脂抽出を行うことができる。
上記藻類含有液中には藻類の培養のための塩類やビタミン、炭水化物等の各種栄養素が含まれていてもよい。また、藻類含有液中には、塩が含まれていることが好ましい。藻類含有液中に塩が含まれている場合、藻類含有液中に塩が含まれてない場合と比べて、藻類含有液中のヒドロキシルラジカルおよび一重項酸素の生成量を増加させることが可能となる。そのため、藻類から藻類油脂を高効率に抽出することができる。上記塩としては、金属塩であることが好ましく、遷移金属の金属塩であることがより好ましい。
上記藻類含有液中には藻類の培養のための塩類やビタミン、炭水化物等の各種栄養素が含まれていてもよい。また、藻類含有液中には、塩が含まれていることが好ましい。藻類含有液中に塩が含まれている場合、藻類含有液中に塩が含まれてない場合と比べて、藻類含有液中のヒドロキシルラジカルおよび一重項酸素の生成量を増加させることが可能となる。そのため、藻類から藻類油脂を高効率に抽出することができる。上記塩としては、金属塩であることが好ましく、遷移金属の金属塩であることがより好ましい。
藻類を培養して、藻類含有液を得る方法は、培養する藻類の種類に応じて、適切な培養条件等を適宜選択すればよい。藻類に油脂を多量に蓄積させるために、藻類を培養する培養液からリンイオンを低減させることを行ってもよい。
本実施形態の藻類油脂の抽出方法は、前記藻類を含む藻類含有液に酸素を溶存させる工程と、酸素が溶存された前記藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程を有する。
超音波によって細胞や組織を破砕することは、超音波破砕法として、超音波ホモジナイザーを用いる等により従来行われてきた。
しかし、発明者らが詳細に検討したこところ、藻類含有液に酸素を溶存させる工程を行い、酸素が溶存された前記藻類含有液に超音波を与えることで、油脂の収率及び純度の点からも、非常に好ましい状態で藻類が破砕された藻類破砕液が得られることが判明した。この藻類破砕液中に放出された藻類油脂は、高収率、高純度のまま前記藻類破砕液から、回収することも可能である。以下、前記各工程について説明する。
超音波によって細胞や組織を破砕することは、超音波破砕法として、超音波ホモジナイザーを用いる等により従来行われてきた。
しかし、発明者らが詳細に検討したこところ、藻類含有液に酸素を溶存させる工程を行い、酸素が溶存された前記藻類含有液に超音波を与えることで、油脂の収率及び純度の点からも、非常に好ましい状態で藻類が破砕された藻類破砕液が得られることが判明した。この藻類破砕液中に放出された藻類油脂は、高収率、高純度のまま前記藻類破砕液から、回収することも可能である。以下、前記各工程について説明する。
超音波によって細胞を破砕することは、従来行われてきた方法ではあるが、従来行われてきた超音波による細胞破砕は、主に物理的に細胞を破砕するものである。
物理的に藻類を破砕する場合、藻類含有液に超音波を与えることで、藻類含有液中を超音波が伝播し、液中に含まれる藻類が破砕される。また、超音波が比較的低周波である場合には、主に物理的な細胞の破砕が生じる。具体的には、液に振動を与えることによる圧力の発生による藻類の物理的な破砕、微細な泡の発生によるキャビテーションによる藻類の物理的な破砕が挙げられる。
物理的に藻類を破砕する場合、藻類含有液に超音波を与えることで、藻類含有液中を超音波が伝播し、液中に含まれる藻類が破砕される。また、超音波が比較的低周波である場合には、主に物理的な細胞の破砕が生じる。具体的には、液に振動を与えることによる圧力の発生による藻類の物理的な破砕、微細な泡の発生によるキャビテーションによる藻類の物理的な破砕が挙げられる。
一方、本実施形態の藻類油脂の抽出方法では、藻類含有液に酸素を溶存させる工程と、酸素が溶存された前記藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程を有しているため、本実施形態に係る藻類の破砕は、化学的に藻類を破砕するものである。
図１は、酸素が溶存された水に超音波を与えた際に生じると考えられる化学反応の一例を示す図である。図１に示すように、超音波が水に伝達されると水は超音波によって分解され、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）及び水素原子（水素ラジカル（Ｈ・）と呼ばれる場合がある）が生成される。
ここで、藻類含有液に酸素を溶存させる工程を行うことで、ヒドロキシルラジカルが溶存酸素と反応してハイドロトリオキシドラジカル（ＨＯＯＯ・）を中間体として生成し、さらに反応が進行する事でヒドロキシルラジカルと一重項酸素（１Ｏ２）が生成する。ここで生成したヒドロキシルラジカルもまた溶存酸素と反応し、結果として一重項酸素の濃度が高まる。
ここで、藻類含有液に酸素を溶存させる工程を行うことで、ヒドロキシルラジカルが溶存酸素と反応してハイドロトリオキシドラジカル（ＨＯＯＯ・）を中間体として生成し、さらに反応が進行する事でヒドロキシルラジカルと一重項酸素（１Ｏ２）が生成する。ここで生成したヒドロキシルラジカルもまた溶存酸素と反応し、結果として一重項酸素の濃度が高まる。
酸素が溶存された水に超音波を与えた際に生じる反応が起きている液中に藻類をおくことで、当該反応生成物と藻類が反応し、油脂抽出の観点から非常に好ましい状態で藻類を破砕することができる。特に、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、及び藻類細胞が一反応系に共存していることが重要である。上記反応生成物のなかでも、一重項酸素及びヒドロキシルラジカルは強力な酸化分解作用を有しており、酸化分解作用により藻類細胞が破砕されると考えられる。
このように、本実施形態では、藻類含有液に酸素を溶存させる工程を行うことで、藻類含有液中に発生する一重項酸素及びヒドロキシルラジカルの量を増加させ、より効果的に藻類細胞を破砕することができる。
本実施形態においては、藻類含有液に与える超音波の周波数は、５００ｋＨｚ以上であることが好ましい。このことは、５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ程度の低周波数帯の超音波を藻類含有液に照射した場合、藻類の破砕は、上記化学的な細胞破砕よりも、振動による物理的な細胞破砕が主となるためである。藻類含有液に与える超音波の周波数の上限としては、技術的に達成可能である周波数を上限値とすればよい。藻類含有液に与える超音波の周波数としては、５００ｋＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることが好ましく、６００ ｋＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることがより好ましい。
また、発明者らは、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときに、２５〜１００ ｋＨｚの低周波数帯の超音波を水に照射したときに比べて１００倍近い濃度のヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）が生成するとの知見を得た。そして、後述する実施例において示されるように、発明者らは、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を藻類含有液に与えることにより、純度の高い高品質な油脂を高収率に得ることができることを見出した。上記の知見を考慮し、藻類含有液に与える超音波の周波数としては、１ＭＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることが好ましく、１ＭＨｚ超５ＭＨｚ以下であることが好ましく、１．３ＭＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることがより好ましい。
また、発明者らは、２．５ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときには、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときに比べてヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）の生成が低下するとの知見を得た。これらの知見を考慮し、藻類含有液に与える超音波の周波数としては、２．５ＭＨｚ未満であることが好ましく、５００ｋＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、６００ ｋＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１ＭＨｚ超２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１．３ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下であることがさらに好ましく、１．５ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下であることが特に好ましく、１．５ＭＨｚ以上１．８ＭＨｚ以下であることが特に好ましい。
また、発明者らは、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときに、２５〜１００ ｋＨｚの低周波数帯の超音波を水に照射したときに比べて１００倍近い濃度のヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）が生成するとの知見を得た。そして、後述する実施例において示されるように、発明者らは、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を藻類含有液に与えることにより、純度の高い高品質な油脂を高収率に得ることができることを見出した。上記の知見を考慮し、藻類含有液に与える超音波の周波数としては、１ＭＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることが好ましく、１ＭＨｚ超５ＭＨｚ以下であることが好ましく、１．３ＭＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることがより好ましい。
また、発明者らは、２．５ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときには、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときに比べてヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）の生成が低下するとの知見を得た。これらの知見を考慮し、藻類含有液に与える超音波の周波数としては、２．５ＭＨｚ未満であることが好ましく、５００ｋＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、６００ ｋＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１ＭＨｚ超２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１．３ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下であることがさらに好ましく、１．５ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下であることが特に好ましく、１．５ＭＨｚ以上１．８ＭＨｚ以下であることが特に好ましい。
藻類含有液に酸素を溶存させる工程は、藻類含有液に超音波を与える際に、該藻類含有液中の溶存酸素濃度を高めることが目的である。したがって、前記藻類を含む藻類含有液に酸素を溶存させる工程の後に、酸素が溶存された前記藻類含有液に、超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程を行なってもよい。ただし、溶存させた酸素は、時間の経過とともに藻類含有液から放出されるものと考えらえる。したがって、前記藻類を含む藻類含有液に酸素を溶存させる工程と同時に、酸素が溶存された前記藻類含有液に、超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程を行うことが好ましい。例えば、前記藻類を含む藻類含有液に酸素を添加しながら、該藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程とすることが好ましい。
藻類含有液に酸素を溶存させる方法としては、藻類含有液に酸素を添加する方法が挙げられ、通常知られた方法を採用することができる。例えば、酸素含有気体を藻類含有液に接触させる方法、藻類含有液を攪拌機で撹拌して酸素含有気体と混合する方法、藻類含有液に酸素含有気体を吹き込む（バブリング）方法、藻類含有液に酸素発生剤を添加する方法、任意の液に酸素を添加して得られた液を藻類含有液と混合する方法などが挙げられる。酸素含有気体とは、酸素のみからなるものであってもよいが、入手容易性の観点から空気が好ましい。
上記方法のなかでは、簡便に効率よく藻類含有液に酸素を溶存させることができることから、バブリングにより藻類含有液へ酸素含有気体を送り込む方法がより好ましく、バブリングにより藻類含有液へ空気を送り込む方法がさらに好ましい。
上記方法のなかでは、簡便に効率よく藻類含有液に酸素を溶存させることができることから、バブリングにより藻類含有液へ酸素含有気体を送り込む方法がより好ましく、バブリングにより藻類含有液へ空気を送り込む方法がさらに好ましい。
超音波処理そのものによっても、液の振動や泡の発生により、藻類含有液に酸素が添加され得るとも考えられるが、本実施形態における藻類含有液に酸素を溶存させる工程とは、藻類を破砕するための前記超音波処理以外の方法によるものとする。
超音波が与えられる藻類含有液中の一重項酸素濃度は、２０μＭ以上、２５μＭ以上、３０μＭ以上、４０μＭ以上、５０μＭ以上、６０μＭ以上、７０μＭ以上、８０μＭ以上、９０μＭ以上、１００μＭ以上であることが好ましく、２０μＭ〜２７０μＭであることが好ましく、２５μＭ〜２７０μＭであることがより好ましく、３０μＭ〜２００μＭであることがさらに好ましく、８０μＭ〜２００μＭであることが特に好ましい。なお、上記Ｍは、ｍｏｌ／ｄｍ３を表す。
藻類含有液中の一重項酸素濃度が上記範囲となるよう、藻類含有液への酸素の溶存及び超音波処理を行うことで、藻類の破砕の状態をより好ましいものとすることができる。
また例えば、超音波が与えられる藻類含有液中のヒドロキシルラジカル濃度が、１０μＭ〜１００μＭであることが好ましく、４０μＭ〜１００μＭであることが好ましく、２５μＭ〜６０μＭであることがより好ましく、３０μＭ〜５０μＭであることがさらに好ましい。
藻類含有液中のヒドロキシルラジカル濃度が上記範囲となるよう、藻類含有液への酸素の溶存及び超音波処理を行うことで、藻類の破砕の状態をより好ましいものとすることができる。
藻類含有液中の一重項酸素濃度が上記範囲となるよう、藻類含有液への酸素の溶存及び超音波処理を行うことで、藻類の破砕の状態をより好ましいものとすることができる。
また例えば、超音波が与えられる藻類含有液中のヒドロキシルラジカル濃度が、１０μＭ〜１００μＭであることが好ましく、４０μＭ〜１００μＭであることが好ましく、２５μＭ〜６０μＭであることがより好ましく、３０μＭ〜５０μＭであることがさらに好ましい。
藻類含有液中のヒドロキシルラジカル濃度が上記範囲となるよう、藻類含有液への酸素の溶存及び超音波処理を行うことで、藻類の破砕の状態をより好ましいものとすることができる。
なお、本発明において、藻類含有液中の一重項酸素濃度及びヒドロキシルラジカル濃度は、それぞれ、電子スピン共鳴装置（ＥＳＲ）を用いて、後述の実施例で示す一重項酸素濃度及びヒドロキシルラジカル濃度の測定条件、又はそれと互換性のある条件で測定されたものとする。電子スピン共鳴装置（ＥＳＲ）は市販のものを使用することができる。
藻類含有液に酸素を添加する添加量は、適宜定めることができるが、目安として、藻類含有液１ｍＬに対して１ｍＬ/分以上５００ｍＬ/分以下であることが好ましく、２０ｍＬ/分以上２００ｍＬ/分以下であることが好ましく、５０ｍＬ/分以上１５０ｍＬ/分以下であることが好ましい。
藻類含有液に超音波が与えられる時間は、一例として、藻類含有液１ｍＬに対して、１０秒〜３０分が好ましく、３０秒〜１０分がより好ましく、６０秒〜１０分がさらに好ましい。上記範囲の時間で超音波処理を行うことにより、高純度の油脂を効率的に抽出可能であると考えられる。
超音波が与えられる藻類含有液の温度は、特に制限されないが、目安として、０℃〜８０℃程度とすることが挙げられ、１０℃〜４０℃程度とすることが好ましい。
超音波が与えられる藻類含有液に含まれる藻類細胞の密度は、１ｃｅｌｌ／ｍＬ〜２×１０９ｃｅｌｌｓ／ｍＬとすることが好ましく、１ｃｅｌｌ／ｍＬ〜２ × １０７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬとすることがより好ましい。
藻類の多くは、油脂をオイルボディと呼ばれる細胞内小器官に蓄積している。したがって、藻類から高収率に油脂を取り出すためには、藻類細胞の細胞壁を破壊し、オイルボディを取り出す必要がある。
しかし、従来の藻類油脂の抽出方法における藻類細胞の破砕は物理的な藻類細胞の破砕であり、おそらく細胞の破砕程度が高すぎるため、目的とする油脂成分以外に色素等の不純物の混入が生じることが問題であった。
しかし、従来の藻類油脂の抽出方法における藻類細胞の破砕は物理的な藻類細胞の破砕であり、おそらく細胞の破砕程度が高すぎるため、目的とする油脂成分以外に色素等の不純物の混入が生じることが問題であった。
これに対して、本実施形態においては、好ましくは６００ｋＨｚ以上の周波数の超音波を藻類含有液に与えることにより、油脂を抽出することに非常に適した状態で藻類細胞を破砕することができ、抽出された油脂中の不純物の混入を格段に低減させつつ、高い収率で油脂を得ることができる。また、藻類含有液に酸素を溶存させる工程を行うことで、抽出された油脂の純度を高いレベルとしたまま、さらに高効率に高純度な油脂を得ることができる。したがって、本実施形態の藻類油脂抽出方法によれば、従来必要とされていた油脂成分の精製を不要としながらも、高品質の油脂を高い収率で取得することができる。
このように、本実施形態の藻類油脂抽出方法は、短時間で且つ低コストに高純度の油脂抽出を可能とする画期的な方法である。
このように、本実施形態の藻類油脂抽出方法は、短時間で且つ低コストに高純度の油脂抽出を可能とする画期的な方法である。
本実施形態の藻類油脂の抽出方法では、上記前記藻類破砕液から、前記藻類油脂を回収する工程を、更に有していてもよい。
上記前記藻類破砕液から、前記藻類油脂を回収する方法は、特に限定されず、例えば、適当な溶剤を藻類破砕液に接触させ、藻類破砕液に溶剤を重層させて静置し、溶剤を回収する方法が挙げられる。溶剤としては有機溶媒が好ましく、上記方法は一般的に溶媒抽出法として知られる方法である。前記有機溶媒としては、炭素数６〜１０の直鎖状、分岐鎖状、又は環状の飽和炭化水素であることが好ましく、ヘキサンがさらに好ましい。
溶媒抽出法は、溶剤を藻類破砕液に重層さえることのみで、油脂を回収できることから、油脂回収コストを低く抑えることができる点においても、好ましい。しかし、従来の油脂抽出方法に溶媒抽出法を採用した場合には、溶媒中に目的の油脂成分以外に不純物も回収されてしまう場合があった。対して、本実施形態の油脂抽出方法では、油脂を抽出することに非常に適した状態で藻類細胞が破砕された藻類破砕液が得られるので、精製の工程を経ずとも溶媒抽出のみで、高品質の油脂を回収することができる。
上記前記藻類破砕液から、前記藻類油脂を回収する方法は、特に限定されず、例えば、適当な溶剤を藻類破砕液に接触させ、藻類破砕液に溶剤を重層させて静置し、溶剤を回収する方法が挙げられる。溶剤としては有機溶媒が好ましく、上記方法は一般的に溶媒抽出法として知られる方法である。前記有機溶媒としては、炭素数６〜１０の直鎖状、分岐鎖状、又は環状の飽和炭化水素であることが好ましく、ヘキサンがさらに好ましい。
溶媒抽出法は、溶剤を藻類破砕液に重層さえることのみで、油脂を回収できることから、油脂回収コストを低く抑えることができる点においても、好ましい。しかし、従来の油脂抽出方法に溶媒抽出法を採用した場合には、溶媒中に目的の油脂成分以外に不純物も回収されてしまう場合があった。対して、本実施形態の油脂抽出方法では、油脂を抽出することに非常に適した状態で藻類細胞が破砕された藻類破砕液が得られるので、精製の工程を経ずとも溶媒抽出のみで、高品質の油脂を回収することができる。
≪超音波処理装置≫
本発明の超音波処理装置は、藻類を含む藻類含有液を溜めるための処理槽と、前記処理槽中の藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得るための超音波発生手段と、を備える。
本発明の超音波処理装置は、本発明の藻類油脂の抽出方法の実施にあたり、好適に用いることができる。以下、図を参照しながら、本発明に係る超音波処理装置の好ましい実施形態について説明するが、本発明の藻類油脂の抽出方法は、以下の超音波処理装置を用いた方法に限定されない。
本発明の超音波処理装置は、藻類を含む藻類含有液を溜めるための処理槽と、前記処理槽中の藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得るための超音波発生手段と、を備える。
本発明の超音波処理装置は、本発明の藻類油脂の抽出方法の実施にあたり、好適に用いることができる。以下、図を参照しながら、本発明に係る超音波処理装置の好ましい実施形態について説明するが、本発明の藻類油脂の抽出方法は、以下の超音波処理装置を用いた方法に限定されない。
（第１の実施形態）
本実施形態の超音波処理装置は、藻類を含む藻類含有液を溜めるための処理槽と、前記処理槽中の前記藻類含有液へと前記超音波発生手段より発せられた超音波を伝播する作用液を溜めるための作用液槽と、前記処理槽中の藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得るための超音波発生手段と、前記藻類含有液に酸素含有気体を送り込むための送込管と、を備え、前記処理槽が、前記作用液槽内部に配置されたものである。
本実施形態の超音波処理装置は、藻類を含む藻類含有液を溜めるための処理槽と、前記処理槽中の前記藻類含有液へと前記超音波発生手段より発せられた超音波を伝播する作用液を溜めるための作用液槽と、前記処理槽中の藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得るための超音波発生手段と、前記藻類含有液に酸素含有気体を送り込むための送込管と、を備え、前記処理槽が、前記作用液槽内部に配置されたものである。
図２に示すように、本実施形態の超音波処理装置１０は、処理槽１と、作用液槽２と、超音波発生手段３と、前記藻類含有液に酸素含有気体を送り込むための送込管４と、を備える。超音波発生手段３は、作用液槽２内に配設されている。
本実施形態の超音波処理装置は、酸素供給手段として、送り込み管４及びポンプ５を備える。処理槽１には、ポンプ５から供給された酸素含有気体が送込管４を介して供給される。処理槽１は、超音波が与えられる藻類含有液Ｌ１を溜める槽である。酸素含有気体を噴出する送込管４先端の開口部は、藻類含有液Ｌ１の液面より下に設けられている。ポンプ５を作動させると、酸素含有気体が藻類含有液Ｌ１へと吹き込まれ、藻類含有液Ｌ１中の溶存酸素濃度が高められる。
作用液槽２に超音波を伝播する作用液Ｌ２が溜められた状態で、超音波発生手段３が超音波を発すると、超音波発生手段３から発せられた超音波は、作用液槽２内の作用液Ｌ２を介して処理槽１内の藻類含有液Ｌ１に伝播される。超音波が与えられた藻類含有液は、処理槽１内にてそれに含有される藻類が破砕され、藻類破砕液となる。
前記超音波発生手段の超音波の周波数は、５００ｋＨｚ以上であることが好ましい。このことは、５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ程度の低周波数帯の超音波を藻類含有液に照射した場合、藻類の破砕は、上記化学的な細胞破砕よりも、振動による物理的な細胞破砕が主な作用となるためである。超音波発生手段の超音波の周波数の上限としては、技術的に達成可能である周波数を上限値とすればよい。超音波発生手段の超音波の周波数としては、５００ｋＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることが好ましく、６００ｋＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることがより好ましい。
また、発明者らは、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときに、２５〜１００ ｋＨｚの低周波数帯の超音波を水に照射したときに比べて１００倍近い濃度のヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）が生成するとの知見を得た。そして、後述する実施例において示されるように、発明者らは、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を藻類含有液に与えることにより、純度の高い高品質な油脂を高収率に得ることができることを見出した。上記の知見を考慮し、超音波発生手段の超音波の周波数としては、１ＭＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることが好ましく、１ＭＨｚ超５ＭＨｚ以下であることが好ましく、１．３ＭＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることがより好ましい。
また、発明者らは、２．５ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときには、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときに比べてヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）の生成が低下するとの知見を得た。これらの知見を考慮し、超音波発生手段の超音波の周波数としては、２．５ＭＨｚ未満であることが好ましく、５００ｋＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、６００ ｋＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１ＭＨｚ超２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１．３ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下であることがさらに好ましく、１．５ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下であることが特に好ましく、１．５ＭＨｚ以上１．８ＭＨｚ以下であることが特に好ましい。
また、発明者らは、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときに、２５〜１００ ｋＨｚの低周波数帯の超音波を水に照射したときに比べて１００倍近い濃度のヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）が生成するとの知見を得た。そして、後述する実施例において示されるように、発明者らは、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を藻類含有液に与えることにより、純度の高い高品質な油脂を高収率に得ることができることを見出した。上記の知見を考慮し、超音波発生手段の超音波の周波数としては、１ＭＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることが好ましく、１ＭＨｚ超５ＭＨｚ以下であることが好ましく、１．３ＭＨｚ以上５ＭＨｚ以下であることがより好ましい。
また、発明者らは、２．５ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときには、１．６５ ＭＨｚの高周波数帯の超音波を水に照射したときに比べてヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）の生成が低下するとの知見を得た。これらの知見を考慮し、超音波発生手段の超音波の周波数としては、２．５ＭＨｚ未満であることが好ましく、５００ｋＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、６００ ｋＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１ＭＨｚ超２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１．３ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満であることがさらに好ましく、１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下であることがさらに好ましく、１．５ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下であることが特に好ましく、１．５ＭＨｚ以上１．８ＭＨｚ以下であることが特に好ましい。
酸素含有気体の供給源であるポンプ５と、超音波発生手段３は、順次作動させることもでき、同時に作動させることもできる。
超音波発生手段は、例えば、超音波振動子である。超音波処理装置は、超音波振動子を駆動させるモーター等をさらに備えていてもよい。
なお、本実施形態においては、超音波発生手段３が作用液槽２内に配設された態様を例示したが、例えば、超音波発生手段３が作用液槽２外の作用液槽２の壁面に取り付けられていてもよく、超音波発生手段３が作用液槽２の壁内部に埋設されていてもよい。
なお、本実施形態においては、超音波発生手段３が作用液槽２内に配設された態様を例示したが、例えば、超音波発生手段３が作用液槽２外の作用液槽２の壁面に取り付けられていてもよく、超音波発生手段３が作用液槽２の壁内部に埋設されていてもよい。
また、本実施形態では、超音波発生手段３は作用液槽内２内に配設された態様を例示したが、別の態様として、超音波発生手段３は処理槽１内に配設されていてもよい。この場合、超音波発生手段から発せられた超音波は、作用液を介さずに、藻類含有液へと与えられ、作用液槽は必須の構成としない。
本実施形態において示したように、作用液槽２を設け、超音波発生手段３は作用液槽内２内に配設され構成とすることにより、超音波発生手段と藻類含有液とを直接に接することなく超音波処理することが可能となる。このような構成とすることにより、超音波発生手段にとっては藻類含有液の影響を受けにくいため、管理性、耐久性等に優れた超音波処理装置とすることができる。
本実施形態において示したように、作用液槽２を設け、超音波発生手段３は作用液槽内２内に配設され構成とすることにより、超音波発生手段と藻類含有液とを直接に接することなく超音波処理することが可能となる。このような構成とすることにより、超音波発生手段にとっては藻類含有液の影響を受けにくいため、管理性、耐久性等に優れた超音波処理装置とすることができる。
送込管４は処理槽１と連結されていてもよく、処理槽１の壁面に送込管４と連通する連通口が設けられていてもよい。
本実施形態によれば、酸素供給手段によって、藻類含有液へ酸素含有気体が導入される。この溶存酸素濃度が高められた状態の藻類含有液へ、超音波発生手段により超音波が与えられると、上記藻類油脂の抽出方法において説明したように、より効果的に藻類細胞を破砕することができ、高品質な藻類油脂を高収率に得ることができる。
（第２の実施形態）
図３に示すように、本実施形態の超音波処理装置２０は、前記藻類破砕液から藻類油脂を回収するための有機溶媒をためる有機溶媒貯蔵槽６及び配管７をさらに備えている点で、図２に示す超音波処理装置１０と異なっている。その他構成は、超音波処理装置１０と同一であり、上記第１の実施形態の超音波処理装置１０と共通する点について説明を省略し、同じ構成要素に対しては、超音波処理装置１０で使用したものと同一の符号を用いている。
図３に示すように、本実施形態の超音波処理装置２０は、前記藻類破砕液から藻類油脂を回収するための有機溶媒をためる有機溶媒貯蔵槽６及び配管７をさらに備えている点で、図２に示す超音波処理装置１０と異なっている。その他構成は、超音波処理装置１０と同一であり、上記第１の実施形態の超音波処理装置１０と共通する点について説明を省略し、同じ構成要素に対しては、超音波処理装置１０で使用したものと同一の符号を用いている。
有機溶媒貯蔵槽６にためられた有機溶媒は、配管７を介して処理槽１に導入される。処理槽１に藻類破砕液が溜められているときに、有機溶媒貯蔵槽６から有機溶媒が処理槽１へと導入されると、藻類破砕液中の油脂が有機溶媒へと回収される。
本実施形態によれば、有機溶媒を藻類破砕液に導入することができ、藻類破砕液を送液する必要がないことから、油脂抽出のランニングコストを低減できる。
次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
１．藻類の培養
藻類はクラミドモナスの野生株 （Ｃ９株ＣＣ−４０８ ｍｔ−）を用いた。通常培養においては、液体ＴＡＰ培地の改変培地を使用し、２０〜４０ μＥ ｍ−２ ｓ−１の連続光下、２３℃で旋回培養した。油脂を多量に蓄積させるために、該液体ＴＡＰ培地の改変培地からはリンのイオンを除いてある。以下、当該液体ＴＡＰ培地の改変培地をＴＡＰ改変培地（−Ｐ）という。実験には、ＴＡＰ改変培地（−Ｐ）に移して培養した細胞を使用した。移し替える過程は以下の通りである。対数増殖期にあるクラミドモナス藻体を遠心で回収し（ ５分、１，８００ × ｇ ）、ＴＡＰ改変培地（−Ｐ）で２回洗い、１．０ × １０５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの細胞濃度になるようにＴＡＰ改変培地（−Ｐ）に懸濁し、２０〜４０ μＥ ｍ−２ ｓ−１の連続光下、２３℃で８日間、旋回培養した。
藻類はクラミドモナスの野生株 （Ｃ９株ＣＣ−４０８ ｍｔ−）を用いた。通常培養においては、液体ＴＡＰ培地の改変培地を使用し、２０〜４０ μＥ ｍ−２ ｓ−１の連続光下、２３℃で旋回培養した。油脂を多量に蓄積させるために、該液体ＴＡＰ培地の改変培地からはリンのイオンを除いてある。以下、当該液体ＴＡＰ培地の改変培地をＴＡＰ改変培地（−Ｐ）という。実験には、ＴＡＰ改変培地（−Ｐ）に移して培養した細胞を使用した。移し替える過程は以下の通りである。対数増殖期にあるクラミドモナス藻体を遠心で回収し（ ５分、１，８００ × ｇ ）、ＴＡＰ改変培地（−Ｐ）で２回洗い、１．０ × １０５ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの細胞濃度になるようにＴＡＰ改変培地（−Ｐ）に懸濁し、２０〜４０ μＥ ｍ−２ ｓ−１の連続光下、２３℃で８日間、旋回培養した。
２．藻類培養液への超音波処理
上記（１．藻類の培養）に記載とおり、藻類の培養を行い、培養後の藻体を、１〜２ ×１０７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの細胞数になるようにＴＡＰ改変培地（−Ｐ）に懸濁し、これを藻類培養液とし、１ ｍＬを超音波処理に用いた。超音波処理は、超音波処理装置（スピンナノ装置ＩＶ（株式会社 ニモ製））を用いて、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０秒間、２０秒間、３０秒間、又は６０秒間の超音波処理（室温）、或いは出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０分間の超音波処理（室温）、で行った。藻類培養液への超音波処理は、上記スピンナノ装置付属の槽であり、槽内部に超音波振動子が設けられた槽に水を入れ、槽にためられた水の中に藻類培養液を入れた試験管を沈めた状態で行った。また、対照群として、超音波洗浄装置（ＢＲＡＮＳＯＮＩＣ３２１０、日本エマソン社製）を用いて、出力４７ｋＨｚで１０分間、又は３０分間の藻類培養液への超音波処理（室温）を行った。上記超音波処理装置の槽にためられた水の中に、藻類培養液を入れた試験管を沈めた状態で行った。
超音波処理後すぐに光学顕微鏡で観察を行なった。
上記（１．藻類の培養）に記載とおり、藻類の培養を行い、培養後の藻体を、１〜２ ×１０７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの細胞数になるようにＴＡＰ改変培地（−Ｐ）に懸濁し、これを藻類培養液とし、１ ｍＬを超音波処理に用いた。超音波処理は、超音波処理装置（スピンナノ装置ＩＶ（株式会社 ニモ製））を用いて、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０秒間、２０秒間、３０秒間、又は６０秒間の超音波処理（室温）、或いは出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０分間の超音波処理（室温）、で行った。藻類培養液への超音波処理は、上記スピンナノ装置付属の槽であり、槽内部に超音波振動子が設けられた槽に水を入れ、槽にためられた水の中に藻類培養液を入れた試験管を沈めた状態で行った。また、対照群として、超音波洗浄装置（ＢＲＡＮＳＯＮＩＣ３２１０、日本エマソン社製）を用いて、出力４７ｋＨｚで１０分間、又は３０分間の藻類培養液への超音波処理（室温）を行った。上記超音波処理装置の槽にためられた水の中に、藻類培養液を入れた試験管を沈めた状態で行った。
超音波処理後すぐに光学顕微鏡で観察を行なった。
図４〜１１に、上記各条件で超音波処理をされた培養液中に含まれる藻類細胞の、観察結果を示す。
図４は、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０秒間の超音波処理後、図５は、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで２０秒間の超音波処理後、図６は、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで３０秒間の超音波処理後、図７は、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで６０秒間の超音波処理後の藻類細胞の様子である。
図８は、超音波処理前、図９は、出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０分間の超音波処理後の藻類細胞の様子である。
図１０は、４７ｋＨｚで１０分間の超音波処理後、図１１は、４７ｋＨｚで３０分間の超音波処理後の藻類細胞の様子である。
図４は、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０秒間の超音波処理後、図５は、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで２０秒間の超音波処理後、図６は、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで３０秒間の超音波処理後、図７は、出力３６ Ｖ、１．６５ＭＨｚで６０秒間の超音波処理後の藻類細胞の様子である。
図８は、超音波処理前、図９は、出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０分間の超音波処理後の藻類細胞の様子である。
図１０は、４７ｋＨｚで１０分間の超音波処理後、図１１は、４７ｋＨｚで３０分間の超音波処理後の藻類細胞の様子である。
図１０及び図１１に示されるように、４７ｋＨｚの超音波処理では、細胞がうまく破砕されていないことが分かる。
一方、１．６５ＭＨｚの超音波処理では、図４〜７に示されるように、超音波処理の処理時間を長くするほど、藻類細胞が破砕されていくことがわかる。また、図９に示されるように、１０分間の超音波処理によって、藻類細胞が良好に破壊されたことがわかる。
一方、１．６５ＭＨｚの超音波処理では、図４〜７に示されるように、超音波処理の処理時間を長くするほど、藻類細胞が破砕されていくことがわかる。また、図９に示されるように、１０分間の超音波処理によって、藻類細胞が良好に破壊されたことがわかる。
３．超音波処理後の藻類培養液中に含まれる粒子の粒子経の測定
上記（１．藻類の培養）に記載とおり、藻類の培養を行い、１〜２ × １０７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ の細胞数になるように藻体を調製し、１ ｍＬを超音波破砕に用いた。処理条件は出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０分間処理をした。処理前と処理後のサンプルを適宜希釈して粒子径をレーザ回折式粒子径分布測定装置によって測定した。レーザ回折式粒子径分布測定装置には島津製作所のＳＡＬＤ−２３００を使用した。
上記（１．藻類の培養）に記載とおり、藻類の培養を行い、１〜２ × １０７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ の細胞数になるように藻体を調製し、１ ｍＬを超音波破砕に用いた。処理条件は出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０分間処理をした。処理前と処理後のサンプルを適宜希釈して粒子径をレーザ回折式粒子径分布測定装置によって測定した。レーザ回折式粒子径分布測定装置には島津製作所のＳＡＬＤ−２３００を使用した。
結果を図１２に示す。超音波処理前の藻類培養液中に含まれる粒子の平均粒子径は、約１０μｍであり、超音波処理後の藻類培養液中に含まれる粒子の平均粒子径は、約１．３μｍであった。このことから、藻類培養液中の藻類細胞が、超音波処理によって破壊され、より小さな粒子になったことが確認された。
４．超音波処理時間の検討
上記（１．藻類の培養）に記載とおり、藻類の培養を行い、１〜２ × １０７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ の細胞数になるように藻体を調製してこれを藻類培養液とし、１ ｍＬを超音波破砕に用いた。超音波処理条件は出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚとし、藻類培養液温度５０℃で、５分間、１０分間、２０分間又は３０分間の超音波処理を行った。
藻類培養液１ｍＬのそれぞれに、１ ｍＬのヘキサンを重層して一晩静置した。その後ヘキサン層を回収し、薄層クロマトグラフィー （ＴＬＣ Ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ ６０， ２０ｘ２０ ｃｍ， メルク， 製品コード１．０５７２１．０００９、展開溶媒組成は、ヘキサン：ジエチルエーテル：酢酸 ＝ １６０ ： ４０ ： ４ （ｖｏｌ／ｖｏｌ／ｖｏｌ））を行った。
上記プレートから油脂トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）のスポットをかきとって含量の測定を行った。
１５：０脂肪酸を内部標準試料として、ＴＡＧをメタノリシス処理した。具体的には、ネジ栓付きガラス試験管内で、ＴＡＧを含むシリカゲル粉末に１００μｌの１ ｍＭ １５：０ヘキサン溶液（ｐｅｎｔａｄｅｃａｎｏｉｃ ａｃｉｄ， シグマアルドリッチ， Ｐ−６１２５）および３５０μｌの５％ （ｖｏｌ／ｖｏｌ）塩化水素メタノール溶液（和光純薬、０８９−０３９７１）を添加して８５℃で１時間処理した。メタノリシス処理後、ヘキサンで脂肪酸メチルエステルを回収し、窒素ガスで乾固後、６０μｌのヘキサンで回収し、そのうち３μｌをガスクロマトグラフィーで解析した。ガスクロマトグラフィー （島津製作所、ＧＣ−２０１４、カラムは信和化工株式会社のＨＲ−ＳＳ−１０ （２５ ｍ × ０．２５ ｍｍ ＩＤ）、カラム温度１８０℃、気化室および検出器２５０℃、入口圧（ｋＰａ）６８．２、カラム流量 （ｍｌ／ｍｉｎ） ０．５３、スプリット比 ６８．８、計測時間１５分）を用いて分離・定量を行った。
上記ヘキサン層へのＴＡＧ回収率は、Ｂｌｉｇｈ ａｎｄ Ｄｙｅｒ法（Ｃａｎ． Ｊ． Ｂｉｏｃｈｅｍ． Ｐｈｓｉｏｌ． （１９５９） ３７巻， ９１１頁）に基づき超音波処理をしていない藻体から総脂質を抽出後、上述と同様に薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーを用いてＴＡＧを定量し、その値を１００％として回収率を計算した。
上記（１．藻類の培養）に記載とおり、藻類の培養を行い、１〜２ × １０７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬ の細胞数になるように藻体を調製してこれを藻類培養液とし、１ ｍＬを超音波破砕に用いた。超音波処理条件は出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚとし、藻類培養液温度５０℃で、５分間、１０分間、２０分間又は３０分間の超音波処理を行った。
藻類培養液１ｍＬのそれぞれに、１ ｍＬのヘキサンを重層して一晩静置した。その後ヘキサン層を回収し、薄層クロマトグラフィー （ＴＬＣ Ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ ６０， ２０ｘ２０ ｃｍ， メルク， 製品コード１．０５７２１．０００９、展開溶媒組成は、ヘキサン：ジエチルエーテル：酢酸 ＝ １６０ ： ４０ ： ４ （ｖｏｌ／ｖｏｌ／ｖｏｌ））を行った。
上記プレートから油脂トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）のスポットをかきとって含量の測定を行った。
１５：０脂肪酸を内部標準試料として、ＴＡＧをメタノリシス処理した。具体的には、ネジ栓付きガラス試験管内で、ＴＡＧを含むシリカゲル粉末に１００μｌの１ ｍＭ １５：０ヘキサン溶液（ｐｅｎｔａｄｅｃａｎｏｉｃ ａｃｉｄ， シグマアルドリッチ， Ｐ−６１２５）および３５０μｌの５％ （ｖｏｌ／ｖｏｌ）塩化水素メタノール溶液（和光純薬、０８９−０３９７１）を添加して８５℃で１時間処理した。メタノリシス処理後、ヘキサンで脂肪酸メチルエステルを回収し、窒素ガスで乾固後、６０μｌのヘキサンで回収し、そのうち３μｌをガスクロマトグラフィーで解析した。ガスクロマトグラフィー （島津製作所、ＧＣ−２０１４、カラムは信和化工株式会社のＨＲ−ＳＳ−１０ （２５ ｍ × ０．２５ ｍｍ ＩＤ）、カラム温度１８０℃、気化室および検出器２５０℃、入口圧（ｋＰａ）６８．２、カラム流量 （ｍｌ／ｍｉｎ） ０．５３、スプリット比 ６８．８、計測時間１５分）を用いて分離・定量を行った。
上記ヘキサン層へのＴＡＧ回収率は、Ｂｌｉｇｈ ａｎｄ Ｄｙｅｒ法（Ｃａｎ． Ｊ． Ｂｉｏｃｈｅｍ． Ｐｈｓｉｏｌ． （１９５９） ３７巻， ９１１頁）に基づき超音波処理をしていない藻体から総脂質を抽出後、上述と同様に薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーを用いてＴＡＧを定量し、その値を１００％として回収率を計算した。
結果を図１３に示す。図１３に示すグラフから、上記処理条件では、藻類含有液温度５０℃にて１０分程度の超音波処理をすれば、油脂回収量がほぼ最大値となることが分かった。
５．一重項酸素濃度とヒドロキシルラジカルの測定
超音波処理、及び超音波処理に加えてバブリング処理をした場合の、ヒドロキシルラジカル及び一重項酸素の発生量の測定した。バブリング処理は、酸素バブリング処理と、空気バブリング処理の両方の場合で測定した。
一重項酸素濃度とヒドロキシルラジカル濃度はＸバンド電子スピン共鳴（ＥＳＲ）装置（ＪＥＳ−ＦＡ−１００、日本電子株式会社製）を用いて定量した。ヒドロキシルラジカル濃度の測定では１５０ μＬのＴＡＰ改変培地（−Ｐ）と５０ μＬの ５，５−ジメチル−１−ピロリン−Ｎ−オキシド（ＤＭＰＯ） （１．２ Ｍ）の混合液を用意した。一重項酸素濃度の測定では７５０ μＬのＴＡＰ改変培地（−Ｐ）培地と２５０ μＬの ２、２、５、５−テトラメチル−３−ピロリン−３−カルボキサミド（ＴＰＣ）（１００ ｍＭ）の混合液を用意した。
それぞれのサンプルを出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１分間または５分間超音波処理し、ＥＳＲスペクトルを測定した。また、それぞれのサンプルを上記超音波処理する５分前から超音波処理が終了する時点まで、酸素又は空気を１００ ｍＬ／分で吹き込むバブリング処理を行った。
ＥＳＲ測定条件は、マイクロ波出力１ ｍＷ、マイクロ波周波数 ９．４２８ ＧＨｚ、掃引磁場３３０．５から３４０．５ ｍＴ、変調周波数１００ ｋＨｚ、変調幅０．１ ｍＴ、掃引時間２分、時定数０．１秒、ＥＳＲスペクトロメーターは日本電子株式会社のＪＥＳ−ＦＡ−１００を用いた。各々のラジカル濃度は、内部標準物質の酸化マンガンに由来するＭｎ２＋のシグナル面積とサンプル由来のシグナル面積を用いて、２０ μＭのＴＥＭＰＯＬのラジカル濃度を基準として算出した。
超音波処理、及び超音波処理に加えてバブリング処理をした場合の、ヒドロキシルラジカル及び一重項酸素の発生量の測定した。バブリング処理は、酸素バブリング処理と、空気バブリング処理の両方の場合で測定した。
一重項酸素濃度とヒドロキシルラジカル濃度はＸバンド電子スピン共鳴（ＥＳＲ）装置（ＪＥＳ−ＦＡ−１００、日本電子株式会社製）を用いて定量した。ヒドロキシルラジカル濃度の測定では１５０ μＬのＴＡＰ改変培地（−Ｐ）と５０ μＬの ５，５−ジメチル−１−ピロリン−Ｎ−オキシド（ＤＭＰＯ） （１．２ Ｍ）の混合液を用意した。一重項酸素濃度の測定では７５０ μＬのＴＡＰ改変培地（−Ｐ）培地と２５０ μＬの ２、２、５、５−テトラメチル−３−ピロリン−３−カルボキサミド（ＴＰＣ）（１００ ｍＭ）の混合液を用意した。
それぞれのサンプルを出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１分間または５分間超音波処理し、ＥＳＲスペクトルを測定した。また、それぞれのサンプルを上記超音波処理する５分前から超音波処理が終了する時点まで、酸素又は空気を１００ ｍＬ／分で吹き込むバブリング処理を行った。
ＥＳＲ測定条件は、マイクロ波出力１ ｍＷ、マイクロ波周波数 ９．４２８ ＧＨｚ、掃引磁場３３０．５から３４０．５ ｍＴ、変調周波数１００ ｋＨｚ、変調幅０．１ ｍＴ、掃引時間２分、時定数０．１秒、ＥＳＲスペクトロメーターは日本電子株式会社のＪＥＳ−ＦＡ−１００を用いた。各々のラジカル濃度は、内部標準物質の酸化マンガンに由来するＭｎ２＋のシグナル面積とサンプル由来のシグナル面積を用いて、２０ μＭのＴＥＭＰＯＬのラジカル濃度を基準として算出した。
結果を図１４に示す。図１４（ａ）は、サンプルに超音波処理のみを行った場合と、超音波処理及び酸素バブリング処理を行った場合とで、サンプル中の一重項酸素濃度を比較したグラフである。図１４（ｂ）は、サンプルに超音波処理のみを行った場合と、超音波処理及び酸素バブリング処理を行った場合とで、サンプル中のヒドロキシルラジカル濃度を比較したグラフである。
図１４（ｃ）は、サンプルに超音波処理のみを行った場合と、超音波処理及び空気バブリング処理を行った場合とで、サンプル中の一重項酸素濃度を比較したグラフである。図１４（ｄ）は、サンプルに超音波処理のみを行った場合と、超音波処理及び空気バブリング処理を行った場合とで、サンプル中のヒドロキシルラジカル濃度を比較したグラフである。
酸素バブリング処理、及び空気バブリング処理のどちらのバブリング処理を行った場合でも、培地中の一重項酸素濃度が上昇したことが示された。
ヒドロキシルラジカル濃度については、一重項酸素濃度とは異なる変動の様子がみられたが、これは、ヒドロキシルラジカルの生成が水の分解とハイドロトリオキシドラジカルの分解の２過程から生成するとともに溶存酸素との反応で消費されたことによるものと考えられる。
図１４（ｃ）は、サンプルに超音波処理のみを行った場合と、超音波処理及び空気バブリング処理を行った場合とで、サンプル中の一重項酸素濃度を比較したグラフである。図１４（ｄ）は、サンプルに超音波処理のみを行った場合と、超音波処理及び空気バブリング処理を行った場合とで、サンプル中のヒドロキシルラジカル濃度を比較したグラフである。
酸素バブリング処理、及び空気バブリング処理のどちらのバブリング処理を行った場合でも、培地中の一重項酸素濃度が上昇したことが示された。
ヒドロキシルラジカル濃度については、一重項酸素濃度とは異なる変動の様子がみられたが、これは、ヒドロキシルラジカルの生成が水の分解とハイドロトリオキシドラジカルの分解の２過程から生成するとともに溶存酸素との反応で消費されたことによるものと考えられる。
６．藻類培養液への超音波処理、及びバブリング処理
（実施例１）
上記（１．藻類の培養）に記載とおり、藻類の培養を行った。培養後の藻体は、１〜２×１０７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの細胞数になるようにＴＡＰ改変培地（−Ｐ）に懸濁し、藻類培養液とした。この藻類培養液１ ｍＬを超音波処理及びバブリング処理に用いた。
上記藻類培養液に、出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０分間、室温で超音波処理を行った。また、超音波処理する５分前から超音波処理が終了する時点まで、藻類培養液に酸素を１００ ｍＬ／分で吹き込む酸素バブリング処理を行った。
（実施例１）
上記（１．藻類の培養）に記載とおり、藻類の培養を行った。培養後の藻体は、１〜２×１０７ ｃｅｌｌｓ／ｍＬの細胞数になるようにＴＡＰ改変培地（−Ｐ）に懸濁し、藻類培養液とした。この藻類培養液１ ｍＬを超音波処理及びバブリング処理に用いた。
上記藻類培養液に、出力４８ Ｖ、１．６５ＭＨｚで１０分間、室温で超音波処理を行った。また、超音波処理する５分前から超音波処理が終了する時点まで、藻類培養液に酸素を１００ ｍＬ／分で吹き込む酸素バブリング処理を行った。
（実施例２）
酸素に代えて、空気を藻類培養液に１００ ｍＬ／分で吹きこんだ以外は、実施例１と同様にして、藻類培養液への超音波処理及び空気バブリング処理を行った。
酸素に代えて、空気を藻類培養液に１００ ｍＬ／分で吹きこんだ以外は、実施例１と同様にして、藻類培養液への超音波処理及び空気バブリング処理を行った。
（比較例１〜２）
実施例１と同様にして藻類培養液を得た。藻類培養液には、超音波処理もバブリング処理も行わなかった。
実施例１と同様にして藻類培養液を得た。藻類培養液には、超音波処理もバブリング処理も行わなかった。
（比較例３〜４）
実施例１と同様にして藻類培養液を得た後、実施例１と同様にして、藻類培養液へ超音波処理を行った。藻類培養液にはバブリング処理は行わなかった。
実施例１と同様にして藻類培養液を得た後、実施例１と同様にして、藻類培養液へ超音波処理を行った。藻類培養液にはバブリング処理は行わなかった。
７．脂質抽出及び回収
上記実施例２で超音波処理及び空気バブリング処理を受けた藻類培養液１ｍＬと、上記比較例４で超音波処理を受けた藻類培養液１ｍＬのそれぞれに、１ ｍＬのヘキサンを重層して一晩静置した。その後ヘキサン層を回収し、薄層クロマトグラフィー （ＴＬＣ Ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ ６０， ２０ｘ２０ ｃｍ， メルク， 製品コード１．０５７２１．０００９、展開溶媒組成は、ヘキサン：ジエチルエーテル：酢酸 ＝ １６０ ： ４０ ： ４ （ｖｏｌ／ｖｏｌ／ｖｏｌ））を行った。
結果を図１５に示す。水層をスポットした方のプレート（図１５（ｂ））では、油脂（トリアシルグリセロール）のスポット他に、色素、ジアシルグリセロール、膜脂質に代表されるその他極性脂質の分離が観察された。一方、ヘキサン層をスポットした方のプレート（図１５（ａ））では、油脂（トリアシルグリセロール）のスポットのみが観察され、色素、ジアシルグリセロール、膜脂質に代表されるその他極性脂質の分離はほとんど確認できなかった。
このことから、超音波処理を経た藻類培養液から、ヘキサン層に回収された油脂の純度は、非常に高純度であることが明らかとなった。また、超音波処理及び空気バブリング処理を経た藻類培養液から、ヘキサン層に回収された油脂の純度も、非常に高純度であることが明らかとなった。回収されたこれらの油脂は、従来の油脂の抽出方法では通常必要とされる油脂の精製が必要ないほどに、高純度であると考えられる。
上記実施例２で超音波処理及び空気バブリング処理を受けた藻類培養液１ｍＬと、上記比較例４で超音波処理を受けた藻類培養液１ｍＬのそれぞれに、１ ｍＬのヘキサンを重層して一晩静置した。その後ヘキサン層を回収し、薄層クロマトグラフィー （ＴＬＣ Ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ ６０， ２０ｘ２０ ｃｍ， メルク， 製品コード１．０５７２１．０００９、展開溶媒組成は、ヘキサン：ジエチルエーテル：酢酸 ＝ １６０ ： ４０ ： ４ （ｖｏｌ／ｖｏｌ／ｖｏｌ））を行った。
結果を図１５に示す。水層をスポットした方のプレート（図１５（ｂ））では、油脂（トリアシルグリセロール）のスポット他に、色素、ジアシルグリセロール、膜脂質に代表されるその他極性脂質の分離が観察された。一方、ヘキサン層をスポットした方のプレート（図１５（ａ））では、油脂（トリアシルグリセロール）のスポットのみが観察され、色素、ジアシルグリセロール、膜脂質に代表されるその他極性脂質の分離はほとんど確認できなかった。
このことから、超音波処理を経た藻類培養液から、ヘキサン層に回収された油脂の純度は、非常に高純度であることが明らかとなった。また、超音波処理及び空気バブリング処理を経た藻類培養液から、ヘキサン層に回収された油脂の純度も、非常に高純度であることが明らかとなった。回収されたこれらの油脂は、従来の油脂の抽出方法では通常必要とされる油脂の精製が必要ないほどに、高純度であると考えられる。
８．ＴＡＧ量の測定
上記プレートから油脂トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）のスポットをかきとって含量の測定を行った。
１５：０脂肪酸を内部標準試料として、ＴＡＧをメタノリシス処理した。具体的には、ネジ栓付きガラス試験管内で、ＴＡＧを含むシリカゲル粉末に１００μｌの１ ｍＭ １５：０ヘキサン溶液（ｐｅｎｔａｄｅｃａｎｏｉｃ ａｃｉｄ， シグマアルドリッチ， Ｐ−６１２５）および３５０μｌの５％ （ｖｏｌ／ｖｏｌ）塩化水素メタノール溶液（和光純薬、０８９−０３９７１）を添加して８５℃で１時間処理した。メタノリシス処理後、ヘキサンで脂肪酸メチルエステルを回収し、窒素ガスで乾固後、６０μｌのヘキサンで回収し、そのうち３μｌをガスクロマトグラフィーで解析した。ガスクロマトグラフィー （島津製作所、ＧＣ−２０１４、カラムは信和化工株式会社のＨＲ−ＳＳ−１０ （２５ ｍ × ０．２５ ｍｍ ＩＤ）、カラム温度１８０℃、気化室および検出器２５０℃、入口圧（ｋＰａ）６８．２、カラム流量 （ｍｌ／ｍｉｎ） ０．５３、スプリット比 ６８．８、計測時間１５分）を用いて分離・定量を行った。
上記ヘキサン層へのＴＡＧ回収率は、Ｂｌｉｇｈ ａｎｄ Ｄｙｅｒ法（Ｃａｎ． Ｊ． Ｂｉｏｃｈｅｍ． Ｐｈｓｉｏｌ． （１９５９） ３７巻， ９１１頁）に基づき超音波処理をしていない藻体から総脂質を抽出後、上述と同様に薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーを用いてＴＡＧを定量し、その値を１００％として回収率を計算した。
上記プレートから油脂トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）のスポットをかきとって含量の測定を行った。
１５：０脂肪酸を内部標準試料として、ＴＡＧをメタノリシス処理した。具体的には、ネジ栓付きガラス試験管内で、ＴＡＧを含むシリカゲル粉末に１００μｌの１ ｍＭ １５：０ヘキサン溶液（ｐｅｎｔａｄｅｃａｎｏｉｃ ａｃｉｄ， シグマアルドリッチ， Ｐ−６１２５）および３５０μｌの５％ （ｖｏｌ／ｖｏｌ）塩化水素メタノール溶液（和光純薬、０８９−０３９７１）を添加して８５℃で１時間処理した。メタノリシス処理後、ヘキサンで脂肪酸メチルエステルを回収し、窒素ガスで乾固後、６０μｌのヘキサンで回収し、そのうち３μｌをガスクロマトグラフィーで解析した。ガスクロマトグラフィー （島津製作所、ＧＣ−２０１４、カラムは信和化工株式会社のＨＲ−ＳＳ−１０ （２５ ｍ × ０．２５ ｍｍ ＩＤ）、カラム温度１８０℃、気化室および検出器２５０℃、入口圧（ｋＰａ）６８．２、カラム流量 （ｍｌ／ｍｉｎ） ０．５３、スプリット比 ６８．８、計測時間１５分）を用いて分離・定量を行った。
上記ヘキサン層へのＴＡＧ回収率は、Ｂｌｉｇｈ ａｎｄ Ｄｙｅｒ法（Ｃａｎ． Ｊ． Ｂｉｏｃｈｅｍ． Ｐｈｓｉｏｌ． （１９５９） ３７巻， ９１１頁）に基づき超音波処理をしていない藻体から総脂質を抽出後、上述と同様に薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーを用いてＴＡＧを定量し、その値を１００％として回収率を計算した。
結果を図１６に示す。図１６（ａ）は、上記実施例１で超音波処理及び酸素バブリング処理を受けた藻類培養液、上記比較例１の藻類培養液、上記比較例３で超音波処理を受けた藻類培養液のそれぞれから、ヘキサン層に回収した油脂の回収率を示すグラフである。
比較例１及び比較例３の藻類培養液からのＴＡＧの回収率と比較して、実施例１の藻類培養液からのＴＡＧの回収率が飛躍的に上昇しており、高い油脂回収率を達成できたことが示された。
比較例１及び比較例３の藻類培養液からのＴＡＧの回収率と比較して、実施例１の藻類培養液からのＴＡＧの回収率が飛躍的に上昇しており、高い油脂回収率を達成できたことが示された。
図１６（ｂ）は、上記実施例２で超音波処理及び空気バブリング処理を受けた藻類培養液、上記比較例２の藻類培養液、上記比較例４で超音波処理を受けた藻類培養液のそれぞれから、ヘキサン層に回収された油脂の回収率を示すグラフである。
比較例２及び比較例４の藻類培養液からのＴＡＧの回収率と比較して、実施例２の藻類培養液からのＴＡＧの回収率が飛躍的に上昇しており、高い油脂回収率を達成できたことが示された。
したがって、酸素バブリングよりも簡便な空気バブリングによっても、高い油脂回収率を達成できたことが示された。
比較例２及び比較例４の藻類培養液からのＴＡＧの回収率と比較して、実施例２の藻類培養液からのＴＡＧの回収率が飛躍的に上昇しており、高い油脂回収率を達成できたことが示された。
したがって、酸素バブリングよりも簡便な空気バブリングによっても、高い油脂回収率を達成できたことが示された。
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。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項（クレーム）の範囲によってのみ限定される。
１０，２０…超音波処理装置、１…処理槽、２…作用液槽、３…超音波発生手段、４…送込管、５…ポンプ、６…有機溶媒貯蔵槽、７…配管
Claims (14)
- 油脂抽出のために培養された藻類に含有される藻類油脂を抽出する藻類油脂の製造方法であって、
前記藻類を含む藻類含有液に酸素を溶存させる工程と、
酸素が溶存された前記藻類含有液に周波数が６００ｋＨｚ以上の超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得る工程と、
前記藻類破砕液から、有機溶媒を用いて前記藻類油脂を回収する工程と、
を有することを特徴とする藻類油脂の製造方法。 - 前記超音波の周波数が１ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満の範囲である請求項１に記載の藻類油脂の製造方法。
- 前記超音波の周波数が１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲である請求項１又は２に記載の藻類油脂の製造方法。
- 前記藻類含有液中の一重項酸素濃度が、２０μＭ〜２７０μＭとなるように前記藻類含有液に酸素を添加する請求項１〜３のいずれか一項に記載の藻類油脂の製造方法。
- 前記藻類含有液中のヒドロキシルラジカル濃度が、１０μＭ〜１００μＭとなるように前記藻類含有液に酸素を添加する請求項１〜４のいずれか一項に記載の藻類油脂の製造方法。
- 前記藻類含有液への酸素の添加が、藻類含有液へ酸素含有気体をバブリングにより送り込むものである請求項１〜５のいずれか一項に記載の藻類油脂の製造方法。
- 藻類を培養して前記藻類含有液を得る培養工程を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の藻類油脂の製造方法。
- 藻類を含む藻類含有液を溜めるための処理槽と、
前記処理槽中の藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得るための超音波発生手段と、
前記藻類破砕液から藻類油脂を回収するための有機溶媒をためる有機溶媒貯蔵槽と、
を備え、
前記超音波の周波数が６００ｋＨｚ以上の範囲に選定されていることを特徴とする藻類油脂抽出装置。 - 請求項１〜７のいずれか一項に記載の藻類油脂の製造方法に用いられる藻類油脂抽出装置であって、
藻類を含む藻類含有液を溜めるための処理槽と、
前記処理槽中の藻類含有液に超音波を与えて前記藻類を破砕し、藻類破砕液を得るための超音波発生手段と、を備え、
前記超音波の周波数が６００ｋＨｚ以上の範囲に選定されていることを特徴とする藻類油脂抽出装置。 - 更に、前記藻類破砕液から藻類油脂を回収するための有機溶媒をためる有機溶媒貯蔵槽を備えた請求項９に記載の藻類油脂抽出装置。
- 前記超音波の周波数が１ＭＨｚ以上２．５ＭＨｚ未満の範囲に選定されている請求項８〜１０のいずれか一項に記載の藻類油脂抽出装置。
- 前記超音波の周波数が１．３ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲に選定されている請求項８〜１１のいずれか一項に記載の藻類油脂抽出装置。
- 前記藻類含有液に酸素含有気体を送り込むための送込管を備えた請求項８〜１２のいずれか一項に記載の藻類油脂抽出装置。
- 前記処理槽中の前記藻類含有液へと前記超音波発生手段より発せられた超音波を伝播する作用液を溜めるための作用液槽を備え、
前記処理槽が、前記作用液槽内部に配置された請求項８〜１３のいずれか一項に記載の藻類油脂抽出装置。
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