JP6869972B2 - L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母ヤロウィア・リポリティカの菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物及びその用途並びにl−ヒドロキシプロリンの製造方法 - Google Patents
L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母ヤロウィア・リポリティカの菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物及びその用途並びにl−ヒドロキシプロリンの製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−ヒドロキシプロリンの含量が10μg/mL以上であることが好ましい。
本発明の製造方法においては、上記好気培養を10〜100時間行うことが好ましい。
本発明の使用は、上記酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)を、炭素源及び窒素源を含む液体培地中で好気培養することにより、上記酵母の菌体又は菌体培養物中にL−ヒドロキシプロリンを蓄積させることを含み、上記窒素源がL−ヒドロキシプロリン含有ペプチドを含む窒素源であることが好ましい。
本発明の使用においては、上記好気培養を10〜100時間行うことが好ましい。
本発明の飲食品は、本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を含むことを特徴とする。
本発明の化粧料又は化粧料原料は、コラーゲン産生促進、表皮細胞の増殖促進、皮膚の保湿、皮膚の老化防止、皮膚のたるみの予防又は改善、皮膚のハリの改善、しわの予防又は改善及びアトピー性皮膚炎の改善から選ばれる用途に用いられることが好ましい。
一態様において、本発明の化粧料又は化粧料原料は、化粧料原料であり、L−ヒドロキシプロリン含量が5〜300ppmであることが好ましい。
本発明の化粧料又は化粧料原料は、化粧料であり、L−ヒドロキシプロリン含量が0.01〜20ppmであることも好ましい。本明細書中、ppmは、重量ppmを意味する。
本発明のL−ヒドロキシプロリン補強用組成物においては、上記酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−プロリン(Pro)及びL−ヒドロキシプロリン(Hyp)の合計含量(μg/mL)に対するL−ヒドロキシプロリンの含量(μg/mL)の割合(100×Hyp/(Pro+Hyp))が、35〜100であることが好ましい。また、上記酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−ヒドロキシプロリンの含量が10μg/mL以上であることが好ましい。
本明細書中、酵母の属種は、The Yeasts, a Taxonomic Study Fifth Edition(Elsevier発行、2011年)に記載の属種名で記載した。
以下、本発明の第一の態様及び第二の態様の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を、まとめて本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物ともいう。
本発明における酵母は、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)に属する酵母であればよく、1種のみ使用してもよく、2種以上を使用してもよい。
酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)は、さまざまな寄託機関等より入手可能である。寄託機関としては、例えば、独立行政法人製品評価技術基盤機構(日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2−5−8)等が挙げられる。また、自然界から分離することもできる。
好ましい態様において、本発明の第二の態様の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、(Hyp/(Pro+Hyp))割合が、35〜100である。
上記(Hyp/(Pro+Hyp))割合は、好ましくは40〜100であり、より好ましくは50〜100であり、より好ましくは60〜100であり、さらに好ましくは70〜100であり、さらにより好ましくは80〜100であり、特に好ましくは90〜100である。上記(Hyp/(Pro+Hyp))割合がこのような酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、Hypの含量割合が高く、L−ヒドロキシプロリンの効能が期待される飲食品や化粧料の原料等として特に好適である。
本発明の第一の態様の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−ヒドロキシプロリンの含量が10μg/mL以上であることが好ましい。L−ヒドロキシプロリンの含量が上記範囲である酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−ヒドロキシプロリンの効能が期待される飲食品や化粧料の原料等として好適である。
本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物のL−ヒドロキシプロリンの含量は、15μg/mL以上であることがより好ましく、17μg/mL以上がより好ましく、20μg/mL以上がより好ましく、30μg/mL以上がさらに好ましく、40μg/mL以上がさらに好ましく、50μg/mL以上がさらに好ましく、70μg/mL以上がさらに好ましく、100μg/mL以上がさらに好ましく、150μg/mL以上がさらに好ましく、200μg/mL以上が特に好ましく、250μg/mL以上が特に好ましく、300μg/mL以上が特に好ましく、400μg/mL以上が特に好ましく、450μg/mL以上が特に好ましく、475μg/mL以上が特に好ましく、500μg/mL以上が最も好ましい。
酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物のL−ヒドロキシプロリンの含量の上限は特に限定されず、多い方が好ましいが、通常、6000μg/mL以下であり、3000μg/mL以下又は2000μg/mL以下であってもよい。
本発明によれば、酵母の菌体又は菌体培養物に由来するL−ヒドロキシプロリンの含量が、上記範囲である酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を提供することができる。
酵母の菌体培養物は、酵母の菌体及び/又は培養上清を含むことが好ましく、酵母の菌体内容物を含んでいてもよい。酵母の菌体は、生菌であってもよく、死菌であってもよい。酵母の菌体及び/又は培養上清を含む菌体培養物として、上記酵母を好気培養して得られる酵母の菌体(培養菌体)及び培養上清を含む菌体培養液、該菌体培養液から酵母の菌体を集菌したもの(菌体)、又は該菌体培養液から菌体を除去した培養上清が挙げられる。菌体培養液の培養上清を、単に培養上清という。菌体培養物は、好ましくは、酵母の菌体及び培養上清を含む菌体培養液又は培養上清である。
また、菌体又は菌体培養物の抽出物は、通常、菌体内容物を含み、菌体内容物及び培養上清を含むことが好ましい。菌体又は菌体培養物の抽出物として、菌体又は菌体を含む菌体培養物(好ましくは菌体培養液)に、自己消化処理や酵素分解処理等の菌体破砕処理を行って、酵母菌体内容物を培養液中等に溶出したもの(菌体破砕物)、菌体破砕処理を行った菌体又は菌体培養物(菌体破砕物)から菌体残渣を除去したものが挙げられ、好ましくは、菌体破砕処理を行った菌体培養液(菌体破砕物)又は該菌体破砕物から菌体残渣を除去して得られる、菌体内容物及び培養上清を含む抽出物である。
本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物に含まれるL−ヒドロキシプロリンは、上記の好気培養により得られる酵母の菌体又は菌体培養物に由来することが好ましい。本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物に含まれるL−ヒドロキシプロリンは、上記の好気培養前には実質的に存在しないことが好ましい。
本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、例えば、化粧料、酒類を含む飲食品等の原料として好適に使用することができるものである。
Hyp/OD600値の計算に使用されるOD600は、菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物の調製に用いた、菌体及び培養上清を含む菌体培養液(菌体及び培養上清を含む菌体培養物)の600nmの吸光度である。
より具体的には、上記の酵母を液体培地中で好気培養して得られる酵母の菌体培養液をそのまま菌体培養物とする場合には、OD600は、該菌体培養液(菌体培養物)の吸光度OD600である。酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物が、酵母の菌体を破砕して菌体内容物を溶出させた菌体又は菌体培養物の抽出物の場合には、OD600は、その調製に使用した菌体培養液(菌体破砕前の酵母の菌体及び培養上清を含む菌体培養液)の吸光度OD600である。OD600は、例えば、分光光度計により測定することができる。
本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、後述するように化粧料、飲食品等の原料として好適に使用することができるものである。本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を乾燥等により粉末化して使用することもできる。
酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)を、炭素源、及び、L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドを含む窒素源を含む液体培地中で好気培養することにより、該酵母の菌体又は菌体培養物中にL−ヒドロキシプロリンが蓄積し、L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体又は菌体培養物が得られる。酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)を、炭素源、及び、L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドを含む窒素源を含む液体培地中で好気培養することにより、該酵母の菌体又は菌体培養物中にL−ヒドロキシプロリンを蓄積させる工程を含む方法は、上述した本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物の製造方法、又は、L−ヒドロキシプロリンの製造方法として好ましい。
本発明の製造方法は、所望によりHyp蓄積工程以外の工程を有してもよい。例えば、後述する前培養工程、集菌工程、菌体破砕工程等の1又は2以上の工程を有していてもよい。
上記Hyp蓄積工程を行うことにより、L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体又は菌体培養物が得られる。得られる酵母の菌体又は菌体培養物は、通常、上記(Hyp/(Pro+Hyp))割合が35〜100である。また、Hyp蓄積工程により得られる酵母の菌体又は菌体培養物は、通常、L−ヒドロキシプロリンの含量が10μg/mL以上である。このような酵母の菌体又は菌体培養物は、上述した本発明の酵母の菌体又は菌体培養物として使用できる。また、得られた菌体又は菌体培養物に、所望によりさらに菌体破砕処理等の処理を行って、L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体又は菌体培養物の抽出物を調製することもできる。
Hyp蓄積工程を含むL−ヒドロキシプロリンの製造方法は、上述した本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物の製造方法としても好ましい。本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を得る場合、Hyp蓄積工程及びその好ましい態様は、L−ヒドロキシプロリンの製造方法におけるHyp蓄積工程及びその好ましい態様と同じである。
L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドとは、L−ヒドロキシプロリンを構成アミノ酸に含むペプチドであればよいが、好ましくは、構成アミノ酸の10重量%以上がL−ヒドロキシプロリンであるペプチドである。一態様において、L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドを含む窒素源は、L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドであることも好ましい。
本発明において使用できるL−ヒドロキシプロリン含有ペプチドを含む窒素源の市販品の一例として、例えば、製品名Pepton(#211677)(Bacto社)等が挙げられる。
これらの中で、例えば「コラーゲンペプチド イクオスHDL−50SP」、「コラーゲンペプチドType S」、「コラーゲンペプチドF−5000」、「マリンコラーゲンCF」、「マリンコラーゲンオリゴMF」は魚に由来するものであり、「コラーゲンペプチドP−5000」、「スーパーコラーゲンペプチド SCP−2000」は豚に由来するものである。
コラーゲンペプチドは、平均分子量が1000〜10000であることが好ましい。平均分子量が上記範囲のコラーゲンペプチドを窒素源に使用すると、菌体又は菌体培養物中のL−ヒドロキシプロリンの蓄積量が多くなる。
L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドの平均分子量は、ゲル濾過などにより算出される。コラーゲンペプチドの平均分子量は、通常、写真用ゼラチン試験法(PAGI法)第10版「20−2 平均分子量」に記載されている方法により算出される値である。ペプチドの平均分子量は、重量平均分子量を指す。
一態様において、上記液体培地中のコラーゲンペプチド又はペプトンの濃度が、上記範囲であることが好ましい。
別の好ましい態様において、上記C/Nの重量比は、0.5〜20も好ましい。
上記C/Nの重量比は、培養開始時に上記範囲であればよい。
酵母抽出物を使用する場合、酵母抽出物の濃度は、液体培地に対して0.1〜3重量%が好ましく、0.5〜3重量%がより好ましい。酵母抽出物の濃度は、培養開始時に上記濃度であればよい。
本発明の製造方法において、好気培養は、通常、本培養として行われるが、前培養であってもよく、前培養及び本培養において好気培養を行ってもよい。
上記菌体を破砕する方法は特に限定されず、通常行われている方法を採用することができ、例えば、自己消化法、酵素分解法、アルカリ抽出法等が挙げられる。中でも、自己消化法が好ましい。自己消化法においては、例えば菌体又は菌体培養物を40〜60℃で60〜180分間、又は、95〜100℃で5〜15分間加熱すればよい。
菌体残渣を除去する方法は特に限定されない。例えば、濾過、遠心分離等の公知の方法により菌体残渣を除去すればよい。
殺菌を行う場合には、酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を75〜90℃(より好ましくは80℃)、45〜90分(より好ましくは60分)加熱することが好ましい。菌体残渣除去及び殺菌を行う場合、いずれを先に行ってもよい。
上記方法により得られる酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物に、さらに天然物由来又は合成されたL−ヒドロキシプロリンを添加してもよいが、好ましい態様においては、酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物に含まれるL−ヒドロキシプロリンは、上記のHyp蓄積工程により得られる酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)の菌体又は菌体培養物に由来するL−ヒドロキシプロリンからなる。
上記ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)は、L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を製造するためにも好適に使用される。L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、(Hyp/(Pro+Hyp))割合が、35〜100であることが好ましい。L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−ヒドロキシプロリンの含量が10μg/mL以上であることも好ましい。L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物の好ましい態様は、上述した本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物の好ましい態様と同じである。
上記窒素源は、L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドを含む窒素源であることが好ましい。
本発明の組成物として、例えば、化粧料(化粧料組成物)、飲食品(飲食品組成物)、医薬品(医薬品組成物)、医薬部外品(医薬部外品組成物)等が挙げられる。組成物は、これらの原料であってもよい。一態様において、組成物は、化粧料又は飲食品、これらの原料であることが好ましい。
化粧料は特に限定されず、例えば、クレンジング剤、洗顔料、化粧水、乳液、クリーム、美容液、育毛剤、オイル、ゲル、シャンプー、ヘアリンス、ヘアコンディショナー、エナメル、ファンデーション、リップスティック、おしろい、パック、香水、パウダー、オーデコロン、ボディソープ、石鹸、入浴剤、日焼け止めクリーム等とすることができる。
化粧料の用法及び用量は、化粧料の種類等に応じて、適宜決定することができる。
本発明の化粧料又は化粧料原料は、L−ヒドロキシプロリンを含有することから、例えば、コラーゲン産生促進、表皮細胞の増殖促進、皮膚の保湿、皮膚の老化防止、皮膚のたるみの予防又は改善、皮膚のハリの改善、しわの予防又は改善及びアトピー性皮膚炎の改善から選ばれる用途に好適に用いられ、皮膚のハリの改善、及び、しわの予防又は改善から選ばれる用途により好適に用いられる。
化粧料原料中の上記酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物の含量は、化粧料原料に対して、例えば、固形分換算で0.001〜20重量%が好ましく、0.01〜10重量%がより好ましく、0.05〜5重量%がさらに好ましく、0.1〜2重量%が特に好ましい。化粧料原料中のL−ヒドロキシプロリン含量は、例えば、5〜300ppmが好ましく、10〜200ppmがより好ましく、50〜100ppmがさらに好ましい。一態様において、化粧料中のL−ヒドロキシプロリン含量は、例えば、0.01〜20ppmとすることができ、0.03〜15ppmが好ましく、0.05〜10ppmがより好ましい。L−ヒドロキシプロリン含量が上記の範囲となるように、上記酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を配合することが好ましい。
一般的な飲食品は特に限定されず、酒類も含まれる。健康食品とは、健康的な又は健康によいとされる食品をいい、栄養補助食品、自然食品等を含む。栄養補助食品とは、特定の栄養成分が強化されている食品をいう。機能性食品とは、体の調節機能を果たす栄養成分を補給するための食品をいい、特定保健用食品、栄養機能食品を含む。
飲食品には、飲食品に配合することが認められている種々の成分を配合することができる。このような成分としては例えば、結合剤、増粘剤、着色剤、安定剤、乳化剤、分散剤、崩壊剤、懸濁化剤、界面活性剤、防腐剤、甘味料、酸味料等が挙げられる。
上述した本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を含む飲食品は、本発明における好ましい態様の1つである。
Hyp蓄積工程を行うことにより、L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体又は菌体培養物が得られる。また、酵母の菌体又は菌体培養物に上述した菌体破砕処理を行うことにより、L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)の菌体又は菌体培養物の抽出物が得られる。このようにして得られる酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物、及び、その好ましい態様は、上述した本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物、及び、その好ましい態様と同じである。得られるL−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、所望により化粧料に通常使用される添加剤等を配合して、L−ヒドロキシプロリン含有化粧料原料として使用することができる。また、L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物から精製したL−ヒドロキシプロリンに、所望により化粧料に通常使用される添加剤等を配合して、L−ヒドロキシプロリン含有化粧料原料を製造することもできる。本発明により得られるL−ヒドロキシプロリン含有化粧料原料は、コラーゲン産生促進、表皮細胞の増殖促進、皮膚の保湿、皮膚の老化防止、皮膚のたるみの予防又は改善、皮膚のハリの改善、しわの予防又は改善及びアトピー性皮膚炎の改善から選ばれる用途の化粧料に好適に使用される。
上記酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−ヒドロキシプロリンを含有するが、L−プロリン(Pro)及びL−ヒドロキシプロリン(Hyp)の合計含量(μg/mL)に対するL−ヒドロキシプロリンの含量(μg/mL)の割合(100×Hyp/(Pro+Hyp))が、35〜100であることが好ましい。上記酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−ヒドロキシプロリンの含量が10μg/mL以上が好ましい。このような酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を含むL−ヒドロキシプロリン補強用組成物は、化粧品、飲食品等のL−ヒドロキシプロリンを補強、補充又は強化するための添加剤として特に好適に使用することができる。酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物の好ましい態様は、上述した本発明の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物及びその好ましい態様と同じである。L−ヒドロキシプロリン補強用組成物は、L−ヒドロキシプロリン補強用の添加剤組成物として、飲食品、化粧料等に好適に使用することができる。L−ヒドロキシプロリン補強用組成物は、L−ヒドロキシプロリン補充用組成物又はL−ヒドロキシプロリン強化用組成物と言い換えることもできる。
本発明の別の態様の製造方法においては、上記窒素源が、L−ヒドロキシプロリン含有タンパク質又はL−ヒドロキシプロリン含有ペプチドを含むことが好ましい。
本発明の別の態様の製造方法においては、上記L−ヒドロキシプロリン含有タンパク質がコラーゲン性タンパク質であり、上記L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドがコラーゲンペプチドであることが好ましい。本発明の別の態様の製造方法においては、上記コラーゲン性タンパク質及びコラーゲンペプチドの平均分子量が1000〜100000であることが好ましい。
本発明の別の態様の製造方法においては、上記液体培地中の窒素源の濃度が0.25〜5重量%であり、炭素源(C)と窒素源(N)との重量比(C/N)が0.5〜20であることが好ましい。また、上記好気培養を10〜100時間行うことが好ましい。
本発明の別の態様の使用においては、上記L−ヒドロキシプロリン含有タンパク質がコラーゲン性タンパク質であり、上記L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドがコラーゲンペプチドであることが好ましい。本発明の別の態様の使用においては、上記コラーゲン性タンパク質及びコラーゲンペプチドの平均分子量が1000〜100000であることが好ましい。
本発明の別の態様の使用においては、上記液体培地中の窒素源の濃度が0.25〜5重量%であり、炭素源(C)と窒素源(N)との重量比(C/N)が0.5〜20であることが好ましい。また、上記好気培養を10〜100時間行うことが好ましい。
培地調製に使用した酵母抽出物は、Bacto社製の製品名Yeast Extract(#212750)である。ペプトンは、Bacto社製の製品名Pepton(#211677)、ウシの細胞をブタの膵臓由来の酵素で分解したものを使用した。
試験例において、培養開始前の培地のpHは、約6.5〜8.5であった。
L−ヒドロキシプロリン(以下、Hyp)を蓄積する酵母のスクリーニング
表1に示す60株の酵母を使用し、Hypを培養物中に蓄積する酵母のスクリーニングを行った。表1に各菌株の属種名を示す。
0.5%L−プロリン(以下、Pro)を添加したYPD培地1mLに、各菌株を1白金耳接種し、28℃で24時間振盪培養(300rpm)した後、室温で4〜7日間静置培養して酵母の菌体培養液(菌体培養物)を得た。
酵母の菌体培養液に以下の処理を行って、培養物サンプルを調製し、Hyp含量を測定した。
上記の培養後、集菌し、菌体を1mLの生理食塩水で洗浄した。菌体を0.2mLの50mM カリウムリン酸緩衝液(以下、KPB)(pH6.0)に懸濁し、10分間煮沸して、自己消化により菌体内容物を溶出させた(煮沸法)。得られた菌体抽出物から遠心分離(14000rpm、5min、4℃)により菌体残渣を除いた。これにより、Hyp蓄積量を測定するための培養物サンプルを調製した。
(装置)
高速液体クロマトグラフ: Prominence((株)島津製作所)
カラム: XBridge C18 5μm(2.1 x 150 mm、ウォーターズ社製)
(測定条件)
溶離液A:酢酸アンモニウム(10mM、pH5)
溶離液B:メタノール(0〜0.5min.(0%→1%),0.5〜18min.(1%→5%),18〜19min.(5%→9%),19〜29.5min.(9%→17%),29.5〜40min.(17%→60%),40〜43min.(60%))
流速:0.3mL/min
温度:40℃
検出:蛍光検出器(励起波長:250nm、検出波長:395nm)
溶離液Bの濃度(%)は、v/v%である。
結果を図1に示す。
上記の試験から、Hypを蓄積する酵母が見出された。特にYarrowia lipolyticaが、Hyp蓄積量が多かった。
酵母Yarrowia lipolyticaについて、培地によってHyp蓄積量が変化するかを調べた。Yarrowia lipolytica NBRC0717を使用し、以下の液体培地を使用した。Yarrowia lipolytica NBRC0717は、独立行政法人製品評価技術基盤機構(日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2−5−8)から入手した。
YTD(1%酵母抽出物、2%トリプトン、2%グルコース)
YM(0.3%酵母抽出物、0.3%麦芽エキス、0.5%ペプトン、2%グルコース)
PD(0.4%ポテト抽出物、2%グルコース)
SD(合成培地、1%グルコース)
(1)条件1
0.5%Proを添加したYPD培地1mLに、Yarrowia lipolytica NBRC0717を1白金耳接種し、28℃で24時間振盪培養(300rpm)して前培養液を得た。
0.5%Proを添加した各培地(上記YPD、YTD、YM、PD又はSD)2mLに、前培養液0.2mLを接種して、28℃で36時間振盪培養(300rpm)してYarrowia lipolyticaの菌体培養液を得た。
(2)条件2
0.5%Proを添加したYPD培地の代わりに、0.5%Proを添加したSD培地を使用した以外は、条件1と同じ条件で前培養を行った。0.5%Proを添加した各培地(上記YPD、YTD、PD又はSD)2mLに、前培養液0.2mLを接種して、28℃で45時間振盪培養(300rpm)してYarrowia lipolyticaの菌体培養液を得た。
条件1又は2の培養後、酵母の菌体培養液に以下の処理を行って培養物サンプルを調製し、Hyp含量を測定した。
上記の培養後、集菌し、菌体を1mLの生理食塩水で洗浄した。菌体を0.2mLの50mM KPB(pH6.0)に懸濁し、10分間煮沸して、自己消化により菌体内容物を溶出させた(煮沸法)。得られた菌体抽出物から遠心分離(14000rpm、5min、4℃)により菌体残渣を除いた。これにより、Hyp蓄積量を測定するための培養物サンプルを調製した。
培養物サンプルをo−フタルアルデヒド(OPA)及び4−クロロ−7−ニトロベンゾフラザン(NBD−Cl)により誘導体化し、HPLCでHypを定量した。
(誘導体化方法)
4-Chloro-7-nitrobenzofurazan(NBD−Cl)による誘導体化
0.4M ホウ酸カリウム緩衝液(pH9.5)を50μL分注し、培養物サンプルを2μL加えた。300mM OPA(Wako 167−09263)(メタノールに溶解)を2μL加えて混合し、37℃で20分間反応後、2mM NBD−Cl(Sigma25455)(メタノールに溶解)を50μL加えて混合し、37℃で20分間反応した液に、1N HClを25μL、50%メタノールを75μL加え、14000rpmで5分間遠心した上清をHPLC測定用のサンプルとし、HPLC用のバイアルへ移した。
カラム:XBridge C18 column(5μm;2.1mm×150mm;Waters)
A液:10mM 酢酸アンモニウム(pH5.0)
B液:メタノール
グラジエント:
0〜0.5分:B.Conc 0v/v%→1v/v%
0.5〜18分:B.Conc 1v/v%→5v/v%
18〜19分:B.Conc 5v/v%→9v/v%
19〜29.5分:B.Conc 9v/v%→17v/v%
29.5〜40分:B.Conc 17v/v%→60v/v%
40〜43分:B.Conc 60v/v%
流速:0.3mL/分
カラム温度:40℃
検出器:蛍光検出器、励起波長503nm/蛍光波長541nm
注入量:10μL
培養日数による蓄積量の変動を調べた。
Yarrowia lipolyticaのNBRC1551株、NBRC0717株、NBRC0746株及びNBRC1195株をそれぞれYPD培地で1日、2日又は3日間培養し、酵母の菌体(細胞)から溶出させたHypをHPLCを用いて定量した。NBRC番号で特定されるこれらの酵母は、独立行政法人製品評価技術基盤機構(日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2−5−8)から入手した。
YPD培地1mLに、各菌株を1白金耳接種し、28℃で24時間振盪培養(300rpm)して前培養液を得た。
YPD培地2mLに、前培養液0.2mLを接種して、28℃で1〜3日間振盪培養(300rpm)して菌体培養液を得た。
試験例2と同じ方法で培養物サンプルを調製し、OPA及びNBD−Clにより誘導体化した。
試験例2と同じ条件でHPLCによる分析を行い、Hyp及びProを定量した。Proの検量線は、Proの5μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、50μmol/L、100μmol/L、250μmol/Lの50mM KPB(pH6.0)溶液を調製して作成した。
Yarrowia lipolyticaのゼラチン資化性を検討した。Yarrowia lipolyticaのNBRC1551株、NBRC0717株及びNBRC0746株を使用して、PD培地又は0.125%ゼラチンを添加したPD培地で5日間培養し、菌体から菌体内容物を溶出させてHypをHPLCにより定量した。PD培地は、試験例2で使用したものと同じ培地を使用した。
PD培地1mLに、各菌株を1白金耳接種し、28℃で24時間振盪培養(300rpm)して前培養液を得た。
(本培養)
PD培地又は0.125%ゼラチン(和光純薬工業(株)製、製品名ゼラチン)を添加したPD培地2mLに、前培養液0.2mLを接種して、28℃で5日間振盪培養(300rpm)して菌体培養液を得た。
(サンプル調製及びHyp定量)
培養物サンプルの調製及びHyp定量は、試験例2と同じ方法で行った。結果を図3に示す。
Yarrowia lipolytica NBRC0717を用いて、YPD培地組成によりHyp蓄積量が変化するか検討した。表3に#1〜#12の各培地のYPD組成を示す。表3中、Yは、酵母抽出物、Pはペプトン、Dはグルコースである。酵母抽出物(Y)を一定にし、ペプトン(P)及びグルコース(D)を変化させた(表中の数値は終濃度(重量%))。
各YPD培地1mLに、Yarrowia lipolytica NBRC0717を1白金耳接種し、28℃で24時間振盪培養(300rpm)して前培養液を得た。
(本培養)
各YPD培地2mLに、前培養液0.2mLを接種して、28℃で4日間振盪培養(300rpm)して菌体培養液を得た。
(サンプル調製及びHyp定量)
培養物サンプルの調製及びHyp定量は、試験例2と同じ方法で行った。
OD600は、核酸蛋白質分光光度計(装置名Bio spec mini、(株)島津製作所)を用いて、培養物サンプルの調製に使用した菌体培養液60μLを超純水1150μLで希釈し、吸光度(600nm)を測定した
試験例5で使用したYPD培地#1及び#10において、Pとして使用したペプトンをコラーゲンペプチド(新田ゼラチン社製の製品名スーパーコラーゲンペプチド SCP−2000、ブタ由来、平均分子量2000)に置換して、Hypの蓄積量を調べた。酵母は、Yarrowia lipolytica NBRC0717を使用した。YPD培地において、ペプトンの一部又は全部をコラーゲンペプチドに置換した培地は、YPD改変培地ともいえる。
YPD培地のPの組成
ノーマル:ペプトン100%
CP50:ペプトン50% コラーゲンペプチド50%
CP100:コラーゲンペプチド100%
(1)YPD#1−ノーマル(YPD#1)
(2)YPD#1−CP50(YPD#1において、ペプトンの代わりにCP50を使用)
(3)YPD#1−CP100(YPD#1において、ペプトンの代わりにCP100を使用)
(4)YPD#10−ノーマル(YPD#10)
(5)YPD#10−CP50(YPD#10において、ペプトンの代わりにCP50を使用)
(6)YPD#10−CP100(YPD#10において、ペプトンの代わりにCP100を使用)
YPD培地1mLに、Yarrowia lipolytica NBRC0717を1白金耳接種し、28℃で24時間振盪培養(300rpm)して前培養液を得た。
(本培養)
上記(1)〜(6)の各培地2mLに、前培養液0.1mLを接種して、28℃で4日間振盪培養(300rpm)して菌体培養液を得た。
(サンプル調製及びHyp定量)
培養物サンプルの調製及びHyp定量は、試験例2と同じ方法で行った。
結果を図5示す。
Yarrowia lipolytica NBRC0717を用いて、培養時のエアレーションの影響を検討した。培地は、試験例5のYPD培地#1及び#10を使用した。
YPD培地1mLに、Yarrowia lipolytica NBRC0717を1白金耳接種し、28℃で24時間振盪培養(300rpm)して前培養液を得た。
(本培養)
各YPD培地(#1又は#10)2mLに、前培養液0.1mLを接種して、28℃で3日間振盪培養(300rpm)又は静置培養して菌体培養液を得た。
(サンプル調製及びHyp定量)
培養物サンプルの調製及びHyp定量は、試験例2と同じ方法で行った。また、培養上清についても、培養物サンプルと同じ方法で誘導体化し、HPLCでHypを定量した。
結果を図6に示す。
Yarrowia lipolyticaは、好気培養するとHyp蓄積量が多かった。
試験例7で得られた培養上清中のエタノール濃度及びグルコース濃度をHPLC(発酵カラム(バイオ・ラッド社製、製品名Aminex発酵モニター用カラム)を使用)で定量した。
結果を図7に示す。
Yarrowia lipolytica NBRC0717について、YPD培地の組成(Y:P:Dの比率及びPの種類)及び培養時間を変化させて本培養を行い、菌体培養物中のHyp含量及びPro含量を測定した。
YPD培地3mLに、Yarrowia lipolytica NBRC0717を1白金耳接種し、30℃で1日静置培養して前培養液を得た。
上記で得られた前培養液100μLを、下記のYPD培地5mLに接種して30℃で振盪培養(60rpm)した。培養時間は、1日又は2日として菌体培養液(菌体培養物)を得た。
本培養では、YPD培地のPとして、ペプトン又はコラーゲンペプチド(CP)を使用した。コラーゲンペプチドには、コラーゲンペプチド イクオス HDL−50SP(製品名、新田ゼラチン(株)製、平均分子量5000)(以下、コラーゲンペプチド(CP1)と記載する)又はコラーゲンペプチドType S(製品名、新田ゼラチン(株)製、平均分子量1200)(以下、コラーゲンペプチド(CP2)と記載する)を使用した。
また、本培養におけるYPD培地のY:P:Dの比率は、(1)Y:P:D=1:2:2(重量比)(Y:酵母抽出物1.0%、P:ペプトン又はコラーゲンペプチド2.0%、D:グルコース2.0%)、又は、(2)Y:P:D=1:4:5(重量比)(Y:酵母抽出物1.0%、P:ペプトン又はコラーゲンペプチド4.0%、D:グルコース5.0%)とした。表4に、本培養で使用した培養条件1〜12を示す。
(自己消化工程)
Yarrowia lipolyticaの菌体培養液を50℃で2時間インキュベートして、自己消化により菌体内容物を培養液中に溶出した。
(殺菌工程)
上記で自己消化した培養液を80℃で1時間インキュベートした。
得られた抽出物から遠心分離(3000rpm、5min、1℃)により菌体残渣を除いた。これにより、Hyp蓄積量を測定するための培養物サンプルを調製した。
得られた培養物サンプルを0.1N塩酸溶液で希釈して、HPLCのサンプルを調製した。培養時間1日の菌体培養液から調製した培養物サンプルは、10倍希釈、培養時間2日の菌体培養液から調製した培養物サンプルは、条件12以外は40倍希釈し、条件12は20倍希釈した。
HPLCでは、オートサンプラーで1級アミノ酸(1級アミノ基)、2級アミノ酸(2級アミノ基)の蛍光標識化を行い、逆相のHPLCで分析を行うシステムを用いた。1級アミノ基の蛍光標識には、o−フタルアルデヒド(OPA)を、2級アミノ基の蛍光標識には、クロロ蟻酸−9−フルオレニルメチル(FMOC)を、それぞれ使用した。
(装置)
(株)島津製作所製の高速液体クロマトグラフ Nexera X2 システム(製品名)
システムコントローラ:CBM−20A、送液ユニット:LC−30AD(2台)、脱気ユニット:DGU−20A5R、ミキサ:MR180μL II、オートサンプラー:SIL−30AC、カラムオーブン:CTO−20AC、蛍光検出器:RF−20AXS、ワークステーション:LabSolutions LC/GC
カラム:Inertsil ODS−4 100mm×3.0mmφ S−2μm (ジーエルサイエンス(株))
ガードカラム:UHPLC Fitting(製品名、ジーエルサイエンス(株))(Max. Pressure:130MPa)
移動相
A液:15mmol/L KH2PO4及び5mmol/L K2HPO4(pH6.5)
B液:15/45/40(v/v/v)=水/アセトニトリル/メタノール
R0(リンス液):水/メタノール=20/80(v/v)
R3(リンス液):水/アセトニトリル=80/20(v/v)
初期B液濃度:10v/v%
流量:0.8mL/min
カラムオーブン温度:35℃
注入量:1μL
検出:
Ch1:励起波長350nm、蛍光波長450nm
Ch2:励起波長266nm、蛍光波長305nm
セル温度:25℃、Gain: ×4、Sensitivity: Midium
0〜1.5分:B.Conc 10v/v%
1.5〜6分:B.Conc 10v/v%→30v/v%のグラジエント
6〜11分:B.Conc 30v/v%→40v/v%のグラジエント
11〜15分:B.Conc 100v/v%
20〜21.5分:B.Conc 100v/v%→10v/v%
25分:コントローラ停止
検量線:Hyp及びProそれぞれについて、6.25μmol/L、25μmol/L、50μmol/L、100μmol/Lの0.1N HCl溶液を調製した。これらの各溶液を、上記の方法でMPA、OPA及びFMOCの各試薬と反応させ、HPLCで分析して検量線を引いた。
アミノ酸混合標準液H型溶液及びL−ヒドロキシプロリンを含む0.1N塩酸溶液についても、同様に各試薬と反応させてHPLCで分析した。使用したアミノ酸混合標準液H型は、和光純薬工業(株)製である。
(前培養)
YPD培地3mLに、Yarrowia lipolyticaを1白金耳接種し、28℃で1日振盪培養(100rpm)して前培養液を得た。
培地にYPD改変培地(酵母抽出物1.0%、コラーゲンペプチド(CP1)2.0%、グルコース1.0%)を使用し、28℃で2日間、振盪培養(200〜500rpm)した以外は、試験例9と同じ方法で本培養を行った。コラーゲンペプチド(CP1)は、試験例9と同じものである。
本培養で得られたYarrowia lipolyticaの菌体培養液に、試験例9と同じ方法で自己消化工程及び殺菌工程等を行って培養物サンプルを調製した。試験例9と同じ方法で、Hyp含量及びPro含量を測定した。試験はn=4で行った。結果を表6に示す
試験例1〜10で使用したYarrowia lipolyticaを用いて、試験例9〜10と同じ方法で培養し、菌体培養液を得た。これを50℃で2時間インキューベートすることにより、自己消化により菌体内容物を培養液中に溶出した後、80℃で1時間インキュベートした。その後、1℃で遠心分離(3000rpm、5min)し、菌体残渣を除いたL−ヒドロキシプロリン含有菌体培養物の抽出物(Hyp含有菌体培養物の抽出物)を得た。Hyp含有菌体培養物の抽出物は、適宜希釈して使用することもできる。
<製造例1>石鹸
原料の配合量を表7に示す。
石鹸素地を混合攪拌し、その後各Hyp含有菌体培養物の抽出物を投入し均一に混合後、成型した。
原料の配合量を表8に示す。
精製水に1,3−ブチレングリコールに溶解した防腐剤を投入した。均一に攪拌後、ラウレス硫酸ナトリウム、ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミドを投入し、その後色素、香料及び残りの1,3−ブチレングリコールを投入し、各Hyp含有菌体培養物の抽出物を投入後、均一に混合攪拌した。
原料の配合量を表9に示す。
(1)塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム及び食塩を精製水に投入し、80℃まで加温し溶解した。
(2)セトステアリルアルコール、水素添加ポリイソブテン及びグリセリンモノステアレートを80℃まで加温し溶解した。
(3)(1)をホモミキサーで攪拌しながら(2)を添加し、添加後5分間予備攪拌を行った。
(4)予備攪拌終了後、50℃まで攪拌しながら冷却し、各Hyp含有菌体培養物の抽出物を添加しさらに35℃まで攪拌冷却し調製した。
原料の配合量を表10に示す。
精製水にサリチル酸、グリセリン、エタノールに溶解したビタミンE、L−メントールを投入し、さらに精製水の一部に溶解したグリチルリチン酸ジカリウムを投入し、その後各Hyp含有菌体培養物の抽出物を投入し、均一に混合し調製した。
原料の配合量を表11に示す。
精製水にクエン酸及びクエン酸ナトリウムを投入し溶解した。その後エタノールに溶解した防腐剤及びポリソルベート80を投入した。その後各Hyp含有菌体培養物の抽出物を投入し均一に攪拌し調製した。
原料の配合量を表12に示す。
精製水にクエン酸及びクエン酸ナトリウムを投入し溶解した。次にグリセリン、1,3−ブチレングリコール及びエチレンジアミン四酢酸三ナトリウムを順次投入し、さらにエタノールに溶解したポリオキシエチレン(18)オレイルアルコールエーテル、ビタミンE及びメチルパラベンを投入し均一になるまで攪拌した。その後各Hyp含有菌体培養物の抽出物を投入し均一に攪拌し調製した。
原料の配合量を表13に示す。
(1)ステアリン酸、セチルアルコール、ミリスチン酸オクチルドデシル及び流動パラフィンを80℃まで加温し溶解した。
(2)トリエタノールアミン、ヒアルロン酸ナトリウム、グリセリン、1,3−ブチレングリコール、ポリオキシエチレン(10)モノオレイン酸エステル及びエチレンジアミンヒドロキシ三酢酸ナトリウムを精製水に投入し80℃まで加温した。
(3)(1)をホモミキサーで攪拌しながら(2)を投入し、投入後5分間予備攪拌した。
(4)予備攪拌終了後、50℃まで冷却し、各Hyp含有菌体培養物の抽出物を加え、さらに35℃まで冷却し調製した。
原料の配合量を表14に示す。
(1)ステアリン酸、モノステアリン酸グリセリル、セスキステアリン酸ソルビタン、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、セトステアリルアルコール、スクワラン、ヘキサ(ヒドロキシステアリン酸/ステアリン酸/ロジン酸)ジペンタエリスリット、オリーブ油、ミリスチン酸オクチルドデシル及びメチルポリシロキサンを80℃まで加温し溶解した。
(2)精製水にグリセリン、1,3−ブチレングリコール、水酸化ナトリウム及びメチルパラベンを投入し、80℃まで加温し溶解した。
(3)(1)をホモミキサーで攪拌しながら(2)を投入し、投入後5分間予備攪拌した。
(4)予備攪拌終了後、50℃まで冷却し、各Hyp含有菌体培養物の抽出物を加え、さらに35℃まで冷却し調製した。
Claims (21)
- 酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物であって、
前記酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−ヒドロキシプロリンを含有し、L−プロリン(Pro)及びL−ヒドロキシプロリン(Hyp)の合計含量(μg/mL)に対するL−ヒドロキシプロリンの含量(μg/mL)の割合(100×Hyp/(Pro+Hyp))が、35〜100であり、
前記抽出物は、菌体又は菌体培養物に、菌体破砕処理を行った菌体破砕物、又は、前記菌体破砕物から菌体残渣を除去したものであることを特徴とする酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物。 - L−ヒドロキシプロリンの含量が10μg/mL以上である請求項1に記載の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物。
- 酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物であって、L−ヒドロキシプロリンの含量が10μg/mL以上であり、
前記抽出物は、菌体又は菌体培養物に、菌体破砕処理を行った菌体破砕物、又は、前記菌体破砕物から菌体残渣を除去したものであることを特徴とする酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物。 - 酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)を、炭素源及び窒素源を含む液体培地中で好気培養することにより、前記酵母の菌体又は菌体培養物中にL−ヒドロキシプロリンを蓄積させる工程を含み、前記窒素源がL−ヒドロキシプロリン含有ペプチドを含む窒素源であることを特徴とするL−ヒドロキシプロリンの製造方法。
- 前記L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドがコラーゲンペプチドである請求項4に記載の製造方法。
- 前記コラーゲンペプチドの平均分子量が1000〜10000である請求項5に記載の製造方法。
- 前記好気培養を10〜100時間行う請求項4〜6のいずれかに記載の製造方法。
- 酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)の、L−ヒドロキシプロリンを製造するための使用。
- 前記酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)を、炭素源及び窒素源を含む液体培地中で好気培養することにより、前記酵母の菌体又は菌体培養物中にL−ヒドロキシプロリンを蓄積させることを含み、前記窒素源がL−ヒドロキシプロリン含有ペプチドを含む窒素源である請求項8に記載の使用。
- 前記L−ヒドロキシプロリン含有ペプチドがコラーゲンペプチドである請求項9に記載の使用。
- 前記コラーゲンペプチドの平均分子量が1000〜10000である請求項10に記載の使用。
- 前記好気培養を10〜100時間行う請求項9〜11のいずれかに記載の使用。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を含むことを特徴とする組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を含むことを特徴とする飲食品。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を含むことを特徴とする化粧料又は化粧料原料。
- コラーゲン産生促進、表皮細胞の増殖促進、皮膚の保湿、皮膚の老化防止、皮膚のたるみの予防又は改善、皮膚のハリの改善、しわの予防又は改善及びアトピー性皮膚炎の改善から選ばれる用途に用いられる請求項15に記載の化粧料又は化粧料原料。
- 前記化粧料又は化粧料原料は、化粧料原料であり、L−ヒドロキシプロリン含量が5〜300ppmである請求項15又は16に記載の化粧料又は化粧料原料。
- 前記化粧料又は化粧料原料は、化粧料であり、L−ヒドロキシプロリン含量が0.01〜20ppmである請求項15又は16に記載の化粧料又は化粧料原料。
- L−ヒドロキシプロリンを含有する酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物を含み、前記抽出物は、菌体又は菌体培養物に、菌体破砕処理を行った菌体破砕物、又は、前記菌体破砕物から菌体残渣を除去したものである、ことを特徴とするL−ヒドロキシプロリン補強用組成物。
- 前記酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−プロリン(Pro)及びL−ヒドロキシプロリン(Hyp)の合計含量(μg/mL)に対するL−ヒドロキシプロリンの含量(μg/mL)の割合(100×Hyp/(Pro+Hyp))が、35〜100である請求項19に記載のL−ヒドロキシプロリン補強用組成物。
- 前記酵母の菌体もしくは菌体培養物又はこれらの抽出物は、L−ヒドロキシプロリンの含量が10μg/mL以上である請求項19又は20に記載のL−ヒドロキシプロリン補強用組成物。
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