JP7223384B1 - Lipomyces属酵母を利用した油脂の製造方法 - Google Patents
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
油脂の製造方法であって、
前記製造方法は、
Lipomyces属酵母を培養して油脂を産生させる工程Aと、
Lipomyces属酵母を破砕して乳化液を得る工程Bと、
前記乳化液を、不織布又は織布に透過させることにより残渣と液体に分離する工程Cと、
前記残渣中の前記油脂をn-ヘキサン及びエタノール中に分配させ、n-ヘキサン層を回収する工程Dと、
n-ヘキサンを揮発させて前記油脂を回収する工程Eとを有し、
n-ヘキサン及びエタノールの容積比は、n-ヘキサン:エタノール=2:1~5:1である製造方法に関する。
Lipomyces属酵母を培養して油脂を産生させる工程Aと、
Lipomyces属酵母を破砕して乳化液を得る工程Bと、
前記乳化液を、不織布又は織布に透過させることにより残渣と液体に分離する工程Cと、
前記残渣中の前記油脂をn-ヘキサン及びエタノール中に分配させ、n-ヘキサン層を回収する工程Dと、
n-ヘキサンを揮発させて前記油脂を回収する工程Eとを有する。
Lipomyces属酵母を培養し、代替パーム油(パーム油類似油脂)を産生させる。Lipomyces属酵母が産生する代替パーム油は、図1に示されるように、パーム油と脂肪酸組成が類似する。代替パーム油の脂肪酸組成は、培養条件による影響を受けにくい。Lipomyces属酵母の培養には、酵母に適した公知の培養方法を使用し得る。温度25~30℃、培養液1L当たり通気量1~3L/min、100~600 rpmで攪拌しながら培養を行うことが好ましい。工程Aにおいては、Lipomyces属酵母が4.0×108~4.0×109個/mLとなるまで培養を継続することが好ましい。
工程Aの後、Lipomyces属酵母を培養液のような液体中で破砕し、乳化液を調製する。Lipomyces属酵母の破砕は、工程Aにおいて使用された培養液中で行われてもよく、Lipomyces属酵母を培養液から回収し、別の液体へと移した後、当該液体中で行われてもよい。酵母菌体の破砕は、ジェットミル破砕機又は超音波ホモジナイザーのような公知の破砕装置を使用し得る。また、複数の破砕手段を併用してもよく、酵素処理と破砕装置を併用してもよい。工程Bにおいては、顕鏡を複数視野について行い、形を保った酵母菌体が確認されなくなるまで、酵母菌体の破砕を継続することが好ましい。
工程Bで調製された乳化液を、不織布又は織布に透過させることにより、酵母菌体を含む残渣と、水溶性液体に分離する。工程Cで使用される不織布又は織布は、平均孔径が0.5μm以上10μm以下であり、通気度(JIS L 1096に規定される通気性試験のA法(フラジール法)に基づいて測定される通気度))が2 cm3/(cm2・s)以上45 cm3/(cm2・s)以下であることが好ましい。通気度が2 cm3/(cm2・s)未満では透過速度が著しく低下し、除去したい水溶性成分が透過しにくくなる。一方、通気度が45 cm3/(cm2・s)超では、乳化液が素通りして菌体残渣を捕集しにくくなる。不織布又は織布は、平板状であってもよく、筒状であってもよい。また、不織布又は織布には、疎水性膜のような特別な被膜を形成する必要はなく、ポリプロピレン又はポリエステルのような材質から構成される市販品を使用し得る。さらに、コストの観点から、同程度の性能であれば織布よりも不織布を使用することがより好ましい。
工程Cにおいて不織布又は織布上に捕集された残渣は、n-ヘキサン:エタノール=2:1~5:1(容積比)の混合溶媒と混合される。このとき、残渣中に含有されている代替パーム油は、溶媒層2層中のn-ヘキサン層に溶解する。代替パーム油の回収率を向上させるためには、撹拌等の混和を行い、残渣を混合溶媒中によく分散させることが好ましい。残渣と混合された混合溶媒を静置すると、残渣が沈殿し、n-ヘキサン(上層)とエタノールと水の混合層(下層)に分離するので、上層を回収することにより、代替パーム油が溶解したn-ヘキサンのみを回収可能である。
工程Dにおいて回収された上層液から、n-ヘキサンを揮発させて代替パーム油を回収する。n-ヘキサンを揮発させる方法としては、減圧蒸留のような公知の方法を利用し得る。
[参考例]
<工程A>
窒素源として酵母エキスを5w/v%、炭素源としてD(+)-グルコースを10w/v%を成分とする培地1.5 Lを調製し、6N水酸化ナトリウム水溶液を使用してpHを6.0に調整した。pH調整後の培地にLipomyces starkeyiを添加し、微生物培養装置(エイブル株式会社、BMS-C(培養槽容積5L))を使用して30℃で7日間好気培養した(攪拌条件:600rpm、通気量:3L/min)。培地のD(+)-グルコース濃度を1日4回測定し、10w/v%を維持するようにD(+)-グルコースを添加した。
培養終了後、培養液を遠心分離(10,000 xg、60分)することにより、湿菌体を回収した。均一に沈降せず、浮遊している菌体については、薬匙で掬い取ることで回収した。回収された湿菌体を真空凍結乾燥することにより、乾燥菌体を得た。乾燥菌体重量として10w/v%となるように、乾燥菌体をチューブ内で精製水中に分散させ、Lipomyces starkeyiを含有する液体(模擬的な培養液)15mLを調製した。この液体は、工程Aにおける培養終了の目安となるLipomyces starkeyi菌体濃度を想定している。この液体をグルカナーゼ(天野エンザイム株式会社製ツニカーゼSD-FN)を0.5%(w/v)添加して、50℃で一晩酵素処理した後、超音波ホモジナイザー(ワケンビーテック株式会社製QSONICA Q500)を使用し、Lipomyces starkeyi菌体を湿式破砕処理した(40%出力、60分)。撹拌後の液体は、淡黄白色の均質な乳化液となった。
濾過部分直径47 mmの撹拌式セルに不織布を設置し、乳化液15 mLに対して、窒素ガスを利用した加圧濾過分離(圧力30kPa)を実施した。不織布としては、三井化学株式会社製SYNTEX(登録商標) nano 6(平均孔径5.6μm、フラジール通気度10 cm3/(cm2・s)/ポリプロピレン製メルトブローン不織布)を使用した。菌体残渣は不織布上に捕集され、液体は不織布を透過した。
不織布上に捕集された菌体残渣を薬匙を使って掻き集め、コニカルチューブに回収した。コニカルチューブ内にn-ヘキサン:エタノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加し、1分間撹拌を行い、その後15分間静置した。静置後、上層(n-ヘキサン層)をピペットを用いて回収した。
回収された上層をコニカルチューブに採取し、ドライサーモユニット(タイテック株式会社製DTU-1CN型)を用いて60分間90℃で加熱することにより、溶媒を揮発させた。容器内に残存した代替パーム油の重量を測定し、(測定値/理論値)×100=油脂回収率(%)を算出した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=2:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=5:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、溶媒としてn-ヘキサン10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、溶媒としてエタノール10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、溶媒としてイソプロパノール10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=10:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=2:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=5:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてイソプロパノール:エタノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてイソプロパノール:エタノール=2:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてイソプロパノール:エタノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてイソプロパノール:エタノール=5:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作した。
[比較例13]
参考例の工程Bの後、工程Cを行わず、乳化液に溶媒としてn-ヘキサン10mLを添加し、1分間撹拌した。その後15分間静置し、工程Dとして、溶媒層(上層)をピペットを用いて回収した。回収された溶媒層について、参考例の工程Eと同様に操作した。
乳化液に溶媒としてエタノール10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてイソプロパノール10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=2:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=5:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=10:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=2:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=5:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてイソプロパノール:エタノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてイソプロパノール:エタノール=2:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてイソプロパノール:エタノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてイソプロパノール:エタノール=5:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例13と同様に操作した。
参考例及び実施例1~3では、工程Cにおいて平均孔径5.6μm、フラジール通気度10 cm3/(cm2・s)のポリプロピレン製メルトブローン不織布を使用したが、平均孔径が0.5μm以上10μm以下であり、通気度が2 cm3/(cm2・s)以上45 cm3/(cm2・s)以下であるポリプロピレン製メルトブローン不織布、例えば、三井化学株式会社製SYNTEX(登録商標) nano2(平均孔径2.2μm、フラジール通気度7.1 cm3/(cm2・s))、nano9(平均孔径7.0μm、フラジール通気度12 cm3/(cm2・s))を使用した場合にも、油脂回収率は参考例及び実施例1~3と同程度であった。また、上記範囲から外れる不織布を使用した場合、著しく透過速度が低下するか、油脂を含む菌体残渣が透過してしまい、回収率が0%となった。
工程Bで得られた乳化液に対して、食品用脱乳化剤(三菱ケミカル株式会社製リョートーシュガーエステルP-1670(ショ糖脂肪酸エステル)/坂本薬品工業株式会社製SYグリスターMO-3S、SYグリスターMO-5S、SYグリスターMO-7S(いずれもオレイン酸ポリグリセリル))を0.1~1.0w/v%添加した。その後、乳化液を加熱又は遠心分離(6,000 xg)したが、液相が分離せず、溶媒層のみを採取することによって代替パーム油を回収することは不可能であった。
参考例1~3では、工程BにおいてLipomyces starkeyiを含有する液体を超音波ホモジナイザーによって撹拌し、Lipomyces starkeyi菌体を湿式破砕処理した。一方、Lipomyces starkeyiを含有する液体にジェットミル破砕機を使用して完全にLipomyces starkeyi菌体の破砕が確認できるまで破砕処理した実験例においても、油脂回収率(%)は参考例及び実施例1~3と同程度であった。
[実施例4]
<工程A>
参考例と同様にして、4.0×108~4.0×109個/mL となるまでLipomyces starkeyiを培養した。
培養終了後、高圧ホモジナイザー(株式会社常光製NAGS20)を使用し、培養液中のLipomyces starkeyi菌体を湿式破砕処理した(出力200MPa、10pass)。湿式破砕処理後の液体は、淡黄白色の均質な乳化液となった。なお、参考例と同様に、湿式破砕処理の前に、培養液にグルカナーゼ(天野エンザイム株式会社製ツニカーゼSD-FN)を0.5%(w/v)添加して、50℃で一晩酵素処理することにより、高圧ホモジナイザーによる湿式破砕処理に要する時間を短縮することが可能である。
その後、工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=2:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて参考例と同様に操作して代替パーム油を回収し、油脂回収率を算出した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=5:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、溶媒としてn-ヘキサン10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、溶媒としてエタノール10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、溶媒としてイソプロパノール10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=6:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=10:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=10:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてイソプロパノール:エタノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてイソプロパノール:エタノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
工程Dにおいて、混合溶媒としてイソプロパノール:エタノール=10:1(容積比)の混合溶媒10mLを使用する以外、すべて実施例4と同様に操作した。
[比較例41]
参考例の工程Bの後、工程Cを行わず、乳化液に溶媒としてn-ヘキサン10mLを添加し、1分間撹拌した。その後15分間静置し、工程Dとして、溶媒層(上層)をピペットを用いて回収した。回収された溶媒層について、参考例の工程Eと同様に操作した。
乳化液に溶媒としてエタノール10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてイソプロパノール10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=2:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=5:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=6:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:エタノール=10:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてn-ヘキサン:イソプロパノール=10:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてイソプロパノール:エタノール=1:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてイソプロパノール:エタノール=3:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
乳化液に溶媒としてイソプロパノール:エタノール=10:1(容積比)の混合溶媒10mLを添加する以外、比較例41と同様に操作した。
Claims (4)
- 油脂の製造方法であって、
前記製造方法は、
Lipomyces属酵母を培養して油脂を産生させる工程Aと、
Lipomyces属酵母を破砕して乳化液を得る工程Bと、
前記乳化液を、不織布又は織布に透過させることにより残渣と液体に分離する工程Cと、
前記残渣中の前記油脂をn-ヘキサン及びエタノール中に分配させ、n-ヘキサン層を回収する工程Dと、
n-ヘキサンを揮発させて前記油脂を回収する工程Eとを有し、
n-ヘキサン及びエタノールの容積比は、n-ヘキサン:エタノール=2:1~5:1である、製造方法。 - 前記不織布又は前記織布は、平均孔径が0.5μm以上10μm以下であり、通気度が2 cm3/(cm2・s)以上45 cm3/(cm2・s)以下である、
請求項1に記載の油脂の製造方法。 - 前記Lipomyces属酵母がLipomyces starkeyiである、
請求項1に記載の油脂の製造方法。 - 前記工程Cにおいて、前記乳化液を5kPa以上200kPa以下の圧力で前記不織布又は前記織布に透過させる、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の油脂の製造方法。
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