JP7376225B2 - 機能性物質の製造方法 - Google Patents
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Description
また、エシェリキア(Escherichia)属に属する細菌、エンテロバクター(Enterobacter)属に属する細菌、サッカロマイセス(Saccharomyces)属に属する細菌、サーモトガ(Thermotoga)属に属する細菌、クロストリジウム(Clostridium)属に属する細菌、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属に属する細菌のうち少なくとも1種の細菌を、炭水化物および窒素源を含む培養培地で培養して水素ガスを生成する方法が知られている(特許文献3)。
製造方法の提供を課題とする。
本発明は下記の通りである。
水素を要求する反応を含む機能性物質の製造方法であって、
該水素が水素産生微生物の培養によって供給される工程を含む、機能性物質の製造方法。
〔2〕
前記水素を要求する反応がバイオ変換反応である、〔1〕に記載の製造方法。
〔3〕
前記機能性物質が、腸内細菌の代謝によって生成する機能性代謝物である、〔1〕又は〔2〕に記載の製造方法。
〔4〕
前記機能性代謝物がエクオール類又はウロリチン類である、〔3〕に記載の製造方法。〔5〕
前記エクオール類がエクオール又は5-ヒドロキシエクオールである、〔4〕に記載の製造方法。
〔6〕
前記ウロリチン類が、ウロリチンA、ウロリチンB、ウロリチンC、ウロリチンD、ウロリチンE、ウロリチンM5、ウロリチンM6、イソウロリチンA、又は6H-ジベンゾ[b,d]ピラン-6-オンである、〔4〕に記載の製造方法。
〔7〕
前記水素産生微生物が、クロストリジウム(Clostridium)属細菌、エンテロバクター(Enterobacter)属細菌、ロドシュードモナス(Rhodopseudomonas)属細菌、アクロモバクター(Achromobacter)属細菌、アルスロバクター(Arthrobacter)属細菌、セラチア(Serratia)属細菌、アルカリゲネス(Alcaligenes)属細菌、ルミノコッカス(Ruminococcus)属細菌、ブラウティア(Blautia)属細菌、及びサルシナ(Sarcina)属細菌から成る群から選択される一又は複数の細菌である、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の製造方法。
〔8〕
前記水素産生微生物が、クロストリジウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)に属する細菌、クロストリジウム・ボルテアエ(Clostridium bolteae)に属する細菌、クロストリジウム・ブチリカム(Clostridium butyricum)に属する細菌、クロストリジウム・シトロニアエ(Clostridium citroniae)に属する細菌、エンテロバクター・アエロゲネス(Enterobater aerogenes)に属する細菌、ブラウティア・プロダクタ(Blautia producta)に属する細菌、ブラウティア・コッコイデス(Blautia coccoides)に属する細菌、ブラウティア・シンキ(Blautia schinkii)に属する細菌、及びロドシュードモナス・パルストリス(Rhodopseudomonas palustris)に属する細菌から成る群から選択される一又は複数の細菌である、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の製造方法。
〔9〕
前記水素供給工程において、前記水素産生微生物と前記機能性物質を産生する微生物とが共存する、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の製造方法。
〔10〕
前記機能性物質を産生する微生物が実質的に水素を産生しない、〔9〕に記載の製造方法。
〔11〕
前記水素供給工程において、
前記機能性物質の前駆体から前記機能性物質を産生する微生物が、前記水素産生微生物であり、
該前駆体を産生する微生物が、該水素産生微生物により供給された水素を用いて該前駆体の原料から該前駆体を産生する微生物である、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の製造方法。
〔12〕
前記前駆体を産生する微生物が実質的に水素を産生しない微生物である、〔11〕に記載の製造方法。
〔13〕
機能性食品の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物の培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を食品の原料に配合する工程を含む、機能性食品の製造方法。
〔14〕
食品添加物の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物の培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を食品添加物の原料に配合する工程を含む、食品添加物の製造方法。
〔15〕
化粧品の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物の培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を化粧品の原料に配合する工程を含む、化粧品の製造方法。
〔16〕
医薬品の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物の培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を医薬品の原料に配合する工程を含む、医薬品の製造方法。
〔17〕
医薬部外品の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物の培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を医薬部外品の原料に配合する工程を含む、医薬部外品の製造方法。
また、例えば、機能性物質を産生する微生物が嫌気性の微生物である場合に、培養液に微量の酸素が含まれていたとしても、水素産生微生物が該酸素を消費するため、機能性物質を産生する微生物を良好に生育できる環境を作り出すことができる。また、培養液の酸化還元電位(ORP)を、機能性物質の産生に適した電位に調整できる。
さらに、系内の水素生産微生物により水素を供給するという本発明の手段においては、水素生産微生物が均一に分布できるだけの攪拌数を確保すればよく、従来手法と比較して攪拌数を抑えられるため、機能性物質を産生する培養中の微生物へのダメージや発泡を防ぐことができる。
本発明は、水素を要求する反応を含む機能性物質の製造方法であって、該水素が水素産生微生物の培養によって供給される工程を含む、機能性物質の製造方法である。
また、水素を要求する反応は、無機材料等を利用して反応物を生成物に変換する反応を含むが、好ましくは、微生物や、微生物の細胞以外の細胞、生物由来の酵素などの生物材料を利用して反応物を生成物に変換する、いわゆるバイオ変換反応が好ましい。
尚、本発明に係る機能性物質は、その原料や前駆体が機能性物質であることを妨げない。
ウロリチン類としては、ウロリチンA、ウロリチンB、ウロリチンC、ウロリチンD、ウロリチンE、ウロリチンM5、ウロリチンM6、イソウロリチンA、6H-ジベンゾ[b,d]ピラン-6-オン等が挙げられる。
ルヌラリン類としては、ジヒドロレスベラトロール、3,4’-ジヒドロキシ-トランス-スチルベン等が挙げられる。
尚、本明細書では、「類」と記載することがあるが、これは分類上の形式的な表記に過ぎない。例えば、「ウロリチン類」とは、「ウロリチン類」に含まれるウロリチンA、ウロリチンB等の小分類を含む概念であり、「ウロリチン類」は、単に「ウロリチン」と称されることもある。
前記水素産生微生物としては、培養によって水素が産生できる微生物であれば特に限定されず、属、種、株に拘らず、一又は複数の細菌を用いることができる。
例えば、クロストリジウム(Clostridium)属細菌、エンテロバクター(Enterobacter)属細菌、ロドシュードモナス(Rhodopseudomonas)属細菌、アクロモバクター(Achromobacter)属細菌、アルスロバクター(Arthrobacter)属細菌、セラチア(Serratia)属細菌、アルカリゲネス(Alcaligenes)属細菌、ルミノコッカス(Ruminococcus)属細菌、サルシナ(Sarcina)属、ブラウティア(Blautia)属細菌等が挙げられる。
菌、ブラウティア・シンキ(Blautia schinkii)に属する細菌等が挙げられる。
また、本明細書において、JCMとの文言から始まる菌株の受託番号は、Japan Collection of Microorganisms(国立研究開発法人理化学研究所バイオリソースセンター微生物材料開発室、郵便番号:305-0074、住所:茨城県つくば市高野台3-1-1)に保存されている微生物に付与された番号である。
機能性物質を産生する微生物としては、例えば、アドレクラウチア・エクオリファシエンス(Adlercreutzia equolifaciens)に属する細菌、アサッカロバクター・セラツス(Asaccharobacter celatus)に属する細菌、バクテロイデス・オバツス(Bacteroides ovatus)に属する細菌、バクテロイデス・プレグス(Bacteroides plebeius)に属する細菌、バクテロイデス・ブルガタス(Bacteroides vulgatus)に属する細菌、ビフィドバクテリウム・アニマリス(Bifidobacterium animalis)に属する細菌、ビフィドバクテリウム・ビフィデゥム(Bifidobacterium bifidum)に属する細菌、ビフィドバクテリウム・インファティス(Bifidobacterium infantis) に属する細菌、ビフィドバクテリウム・ロングム(Bifidobacterium longum)に属する細菌、ビフィドバクデリウム・シュードロングム(Bifidobacterium pseudolongum)に属する細菌、ビフィドバクテリウム・ブレビエ(Bifidobacterium breve)に属する細菌、シトロバクター・ムルリニアエ(Citrobacter murliniae)に属する細菌、クロストリディウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)に属する細菌、クロストリディウム・ボルテアエ(Clostridium bolteae)に属する細菌、クロストリディウム・シトロニアエ(Clostridium citroniae)に属する細菌、クロストリディウム・サイデンス(Clostridium scindens)に属する細菌、コリオバクテリエース・エスピー(Coriobacteriaceae sp.)に属する細菌、エガセラ・エスピー(Eggerthella sp.)に属する細菌、エガセラ・レンタ(Eggerthella lenta)に属する細菌、エンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)に属する細菌、ユーバクテリウム・エスピー(Eubacterium sp.)に属する細菌、フィネゴルディア・マンガ(Finegoldia magna)に属する細菌、ゴルドニバクター・パメラエアエ(Gordonibacter pamelaeae)に属する細菌、ゴルドニバクター・ウロリチファシエンス(Gordonibacter urolithinfaciens)に属する細菌、ゴルドニバクター・ファエキモニス(Gordonibacter faecihominis)に属する細菌、ラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)に属する細菌、ラクトバチルス・ファーメンタム(Lactobacillus fermentum)に属する細菌、ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)に属する細菌、ラクトバチルス・グラビシエ(Lactococcus garvieae)に属する細菌、パラエガセラ・エスピー(Para
eggerthella sp.)に属する細菌、ペプトニフィラス・ハレイ(Peptoniphilus harei)に属する細菌、ルミノコッカス・プロダクタス(Ruminococcus productus)に属する細菌、スラキア・エクオリファシエンス(Slackia equolifaciens)に属する細菌、スラキア・イソフラボニコンバーテンツ(Slackia isoflavoniconvertens)に属する細菌、スラキア・エスピー(Slackia sp.)に属する細菌、ストレプトコッカス・インターメディウス(Streptococcus intermedius)に属する細菌、ストレプトコッカス・コンステラータス(Streptococcus constellatus)に属する細菌が挙げられる。
前記機能性物質を産生し、実質的に水素を産生しない微生物の具体例としては、アドレクラウチア・エクオリファシエンス(Adlercreutzia equolifaciens)に属する細菌、アサッカロバクター・セラツス(Asaccharobacter celatus)に属する細菌、ビフィドバクテリウム・アニマリス(Bifidobacterium animalis)に属する細菌、ビフィドバクテリウム・ビフィデゥム(Bifidobacterium bifidum)に属する細菌、ビフィドバクテリウム・インファティス(Bifidobacterium infantis) に属する細菌、ビフィドバクテリウム・ロングム(Bifidobacterium longum)に属する細菌、ビフィドバクデリウム・シュードロングム(Bifidobacterium pseudolongum)に属する細菌、ビフィドバクテリウム・ブレビエ(Bifidobacterium breve)に属する細菌、シトロバクター・ムルリニアエ(Citrobacter
murliniae)に属する細菌、エガセラ・エスピー(Eggerthella sp.)に属する細菌、エガセラ・レンタ(Eggerthella lenta)に属する細菌、フィネゴルディア・マンガ(Finegoldia magna)に属する細菌、ゴルドニバクター・パメラエアエ(Gordonibacter pamelaeae)に属する細菌、ゴルドニバクター・ウロリチファシエンス(Gordonibacter urolithinfaciens)に属する細菌、ゴルドニバクター・ファエキモニス(Gordonibacter faecihominis)に属する細菌、ラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)に属する細菌、ラクトバチルス・ファーメンタム(Lactobacillus fermentum)に属する細菌、ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)に属する細菌、ラクトバチルス・グラビシエ(Lactococcus garvieae)に属する細菌、パラエガセラ・エスピー(Paraeggerthella sp.)に属する細菌、ペプトニフィラス・ハレイ(Peptoniphilus harei)に属する細菌、スラキア・エクオリファシエンス(Slackia equolifaciens)に属する細菌、スラキア・イソフラボニコンバーテンツ(Slackia isoflavoniconvertens)に属する細菌、スラキア・エスピー(Slackia sp.)に属する細菌、ストレプトコッカス・インターメディウス(Streptococcus intermedius)に属する細菌、ストレプトコッカス・コンステラータス(Streptococcus constellatus)に属する細菌などが挙げられる。
また、前記機能性物質がウロリチンCであり、その原料がエラグ酸である場合、ウロリチンCを産生する微生物としては、例えば、ゴルドニバクター・パメラエアエ(Gordonibacter pamelaeae)に属する細菌等が挙げられ、該細菌は、実質的に水素を産生しないことが好ましい。
例えば、前記機能性物質がウロリチンAであり、その原料がウロリチンCである場合、
ウロリチンCからウロリチンAを産生する微生物は、水素産生微生物であってもよく、例えば、クロストリジウム(Clostridium)属細菌が挙げられる。
例えば、ウロリチンC(機能性物質の前駆体)を原料としてウロリチンA(機能性物質)を産生する微生物が前記水素産生微生物であり、ウロリチンCを産生する微生物が該水素産生微生物により供給された水素を用いてエラグ酸から該ウロリチンCを産生する微生物である態様等が挙げられる。このとき、例えば、ウロリチンCを産生する微生物は、ゴルドニバクター・パメラエアエ(Gordonibacter pamelaeae)に属する細菌等が挙げられ、該細菌は、実質的に水素を産生しないことが好ましい。また、ウロリチンAを産生する微生物は、水素産生微生物でもあるクロストリジウム(Clostridium)属細菌が挙げられる。
また、原料から機能性物質の前駆体(第1の機能性物質)を産生する微生物が前記水素産生微生物であり、機能性物質(第2の機能性物質)を産生する微生物が該水素産生微生物により供給された水素を用いて該前駆体から機能性物質を産生する態様も好ましい。また、該態様において、機能性物質を産生する微生物が実質的に水素を産生しない微生物である態様がより好ましい。また、大元の原料から目的とする最終生成物が生成されれば、第1、第2及びそれ以降の機能性物質や、第1、第2それ以降の微生物が系に含まれてもよいし、水素産生微生物や実質的に水素を産生しない微生物がどの反応段階の微生物であってもよい。
炭素源としての培地に加える有機物の濃度は、効率的に発育させるために適宜調節することができる。一般的には、通常80wt%以下、好ましくは50wt%以下、より好ましくは25wt%以下の範囲から添加量を選択することができる。
上記の炭素源に加えて、培地に窒素源が加えることができる。窒素源としては通常の発酵に用いうる各種の窒素化合物を用いることができる。好ましい無機窒素源として、アンモニウム塩、硝酸塩を、より好ましくは、硫安、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、硝酸カリウム及び硝酸ソーダなどを挙げることが出来る。
また、有機窒素源としては、グルタミン酸、アルギニン、オルニチンなどのアミノ酸類、オレイン酸などの油脂、酵母エキス、乳ペプトン、大豆ペプトン、肉エキス(例えばエールリッヒカツオエキス、ラブ-レムコ末、魚介類エキスなど)、肝臓エキス、消化血清
末などを挙げることが出来る。
さらに、炭素源や窒素源に加えて、例えば、ビタミンなどの補因子や各種の塩類等の無機化合物を培地に加えることによって、増殖や活性を増強できる場合もある。たとえば無機化合物、ビタミン類など、動植物由来の微生物増殖補助因子として以下のものを挙げることができる。
リン酸二水素カリウム ビオチン
硫酸マグネシウム 葉酸
硫酸マンガン ピリドキシン
塩化ナトリウム チアミン
塩化コバルト リボフラビン
塩化カルシウム ニコチン酸
硫酸亜鉛 パントテン酸
硫酸銅 ビタミンB12
明ばん チオオクト酸
モリブデン酸ソーダ p-アミノ安息香酸
塩化カリウム
ホウ酸等
塩化ニッケル
タングステン酸ナトリウム
セレン酸ナトリウム
硫酸第一鉄アンモニウム
酢酸ナトリウム三水和物
硫酸マグネシウム七水和物
硫酸マンガン四水和物
また、前記水素産生微生物が産生する水素とは別途、水素が培養液に供給されてもよい。このような場合、気相における水素の割合は、前記水素産生微生物からの水素と合わせて、通常0.5%以上、好ましくは1.0%以上、より好ましくは2.0%以上、一方、通常100%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下となるように供給する。
前記ガスを供給する方法は特に制限されないが、例えば、培養前に前記ガスで気相を置換する、培養中も培養器の底部から供給する、培養器の気相部に供給する、培養前に前記ガスで水相をバブリングするなどの方法をとることが出来る。
通気量としては、0.05~2vvmが挙げられ、0.01~0.5vvmが好ましい。また、混合ガスはナノバブルとして供給することもできる。
培養温度は、20℃~45℃、より好ましくは25℃~40℃、さらに好ましくは30℃~37℃が好ましい。
培養器の加圧条件は、生育できる条件であれば特に限定されるものではないが、0.001~1MPaの範囲、好ましくは0.01~0.5MPaを挙げることができる。
培養時間としては、通常8~340時間、好ましくは12~170時間、より好ましく
は16~120時間を挙げることが出来る。
また、培養にあたり、気相を水素に置換せずに水素産生微生物を用いる場合には、水素産生微生物を用いずに気相を水素に置換する通常の培養の場合に比べ、小さい撹拌数で、水素産生微生物を用いずに気相を水素に置換する場合と同等の、機能性物質の収率を得ることができる。撹拌数は、具体的には、次第に好ましくなる順に、500rpm以下、400rpm以下、300rpm以下、200rpm以下である。また、通常100rpm以上である。
本態様の機能性食品の製造方法は、水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、水素産生微生物の培養によって該水素を供給する工程を含む。その詳細については、前記機能性物質の製造方法についての説明を援用する。
また、本態様の機能性食品の製造方法は、該機能性物質を食品の原料に配合する工程を含む。食品は、常法に従い、通常用いられる食品の原料と前記工程で製造した機能性物質とを配合することにより製造され、その配合時期は特に制限されない。また、食品原料には食品添加物も含まれる。さらに、必要に応じて、瓶、袋、缶、箱、パック等の適宜の容器に封入することができる。
食品は、水、タンパク質、糖質、脂質、ビタミン類、ミネラル類、有機酸、有機塩基、果汁、フレーバー類等を主成分とするものであってよい。
タンパク質としては、例えば、全脂粉乳、脱脂粉乳、部分脱脂粉乳、カゼイン、大豆タンパク質、鶏卵タンパク質、肉タンパク質等の動植物性タンパク質、及びこれらの加水分解物、バターなどが挙げられる。
糖質としては、糖類、加工澱粉(デキストリンのほか、可溶性澱粉、ブリティッシュスターチ、酸化澱粉、澱粉エステル、澱粉エーテル等)、食物繊維などが挙げられる。
脂質としては、例えば、ラード、サフラワー油、コーン油、ナタネ油、ヤシ油、これらの分別油、水素添加油、エステル交換油等の植物性油脂などが挙げられる。
ビタミン類としては、例えば、ビタミンA、カロチン類、ビタミンB群、ビタミンC、ビタミンD群、ビタミンE、ビタミンK群、ビタミンP、ビタミンQ、ナイアシン、ニコチン酸、パントテン酸、ビオチン、イノシトール、コリン、葉酸などが挙げられる。
ミネラル類としては、例えば、カルシウム、カリウム、マグネシウム、ナトリウム、銅、鉄、マンガン、亜鉛、セレン、乳清ミネラルなどが挙げられる。
有機酸としては、例えば、リンゴ酸、クエン酸、乳酸、酒石酸などが挙げられる。
これらの成分は、2種以上を組み合わせて使用してもよく、合成品であってもよい。
サプリメントには、デキストリン等の賦形剤、ビタミンC等の保存剤、バニリン等の嬌味剤、ベニバナ色素等の色素、単糖、オリゴ糖および多糖類(例、グルコース、フルクトース、スクロース、サッカロース、およびこれらを含有する糖質)、酸味料、香料、油脂、乳化剤、全脂粉乳、または寒天などの添加剤を配合していてもよい。これらの成分は、2種以上を組み合わせて使用してもよく、合成品であってもよい。
本態様の食品添加物の製造方法は、水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、水素産生微生物の培養によって該水素を供給する工程を含む。その詳細については、前記機能性物質の製造方法についての説明を援用する。
また、本態様の食品添加物の製造方法は、該機能性物質を食品添加物の原料に配合する工程を含む。食品添加物は、常法に従い、通常用いられる食品添加物の原料と前記工程で製造した機能性物質とを配合することにより製造され、その配合時期は特に制限されない。さらに、必要に応じて、瓶、袋、缶、箱、パック等の適宜の容器に封入することができる。
食品添加物の原料としては、例えば、凝固剤やかん水、活性炭、甘味料、着色料、香料、保存料、酸化防止剤、栄養強化剤などが挙げられる。
本態様の化粧品の製造方法は、水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、水素産生微生物の培養によって該水素を供給する工程を含む。その詳細については、前記機能性物質の製造方法についての説明を援用する。
また、本態様の化粧品の製造方法は、該機能性物質を化粧品の原料に配合する工程を含む。化粧品は、常法に従い、通常用いられる化粧品の原料と前記工程で製造した機能性物質とを配合することにより製造され、その配合時期は特に制限されない。必要に応じて、水溶液、ローション、スプレー液、懸濁液および乳化液などの液状;クリームおよびペーストなどの半固体状;ゲル状等の各種所望の剤形の化粧品に調製することができる。さらに、必要に応じて、瓶、袋、缶、スプレー缶、噴霧容器、箱、パック等の適宜の容器に封入することができる。
本態様の医薬品の製造方法は、水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、水素産生微生物の培養によって該水素を供給する工程を含む。その詳細については、前記機能性物質の製造方法についての説明を援用する。
また、本態様の医薬品の製造方法は、該機能性物質を医薬品の原料に配合する工程を含む。医薬品は、常法に従い、通常用いられる医薬品の原料と前記工程で製造した機能性物質とを配合することにより製造され、その配合時期は特に制限されない。該医薬品は、機能性物質の摂取又は投与により予防又は治療をし得る疾患の予防又は治療のために医薬品として使用することができる。また、その剤形は、予防又は治療しようとする疾患や医薬品の使用形態、投与経路等に応じて選択することができる。例えば、錠剤、被覆錠剤、丸剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤、液剤、懸濁剤、乳剤、シロップ剤、注射剤、坐剤、浸剤、煎剤、チンキ剤等が挙げられる。これらの各種製剤は、常法に従って主薬に対して必要
に応じて充填剤、増量剤、賦形剤、結合剤、保湿剤、崩壊剤、界面活性剤、滑沢剤、着色剤、矯味矯臭剤、溶解補助剤、懸濁剤、コーティング剤などの医薬の製剤技術分野において通常使用し得る既知の補助剤を用いて製剤化することができる。また、この医薬品中に着色剤、保存剤、香料、風味剤、甘味剤等や他の医薬品を含有させてもよい。
本態様の医薬部外品の製造方法は、水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、水素産生微生物の培養によって該水素を供給する工程を含む。その詳細については、前記機能性物質の製造方法についての説明を援用する。
また、本態様の医薬部外品の製造方法は、該機能性物質を医薬部外品の原料に配合する工程を含む。その詳細については、前記医薬品の製造方法についての説明を援用する。
(前培養培地の調製)
Thermo scientific社製 Anaerobe Basal Broth (ABB)培地にエラグ酸が0.1 g/Lとなるように添加し、試験管に10 mL分注した。窒素ガスでガス置換した後に滅菌した。
ABB培地にエラグ酸を添加し、試験管に10 mL分注した。窒素ガスでガス置換した後に滅菌した。
前培養培地に、表1に示す微生物の組み合わせを植菌した後、窒素ガスでガス置換し、37 ℃、200 spmで2日間培養した。
エラグ酸からウロリチン類を産生する微生物であり、実質的に水素を産生しない微生物には、ゴルドニバクター・パメラエアエ(Gordonibacter pamelaeae)DSM 19378株、ゴルドニバクター・ウロリチファシエンス(Gordonibacter urolithinfaciens)DSM 27213株、ゴルドニバクター・ファエキモニス(Gordonibacter faecihominis)JCM 16058株、エガセラ・エスピー(Eggerthella sp.) DC3563(NITE BP-02376)株のいずれかを用いた。
また、水素産生微生物には、クロストリジウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)DSM 15981株、クロストリジウム・ボルテアエ(Clostridium bolteae)JCM
12243株、クロストリジウム・シトロニアエ(Clostridium citroniae)DSM 19261株のいずれかを用いた。
本培養培地に上記前培養から植菌した後、窒素ガスでガス置換し、37 ℃、200 spmで3日間培養した。
上記本培養後の培養液1 mLに対して、ギ酸10 μL、DMSO 1 mLを添加し、ボルテックスした。3,000 rpmで10分間遠心分離した後に、孔径が0.45 μmのPVDF膜にてろ過した。ろ液を滅菌水にて10倍希釈し、下記HPLC条件で分析した。
{HPLC条件}
Column: Inertsil ODS-3 (φ4.6 mm × 250 mm, 5 μm) (GL Sciences)
Eluent: A液 H2O / HCOOH = 99 : 1 (v/v) B液 CH3CN / HCOOH = 99 : 1 (v/v)
Gradient: (A)/(B) = 80/20 (10 min) → 5 min → 10/90 (5 min) → 80/20 (10 min)
Temperature: 40 ℃
Detection: PDA (305 nm)
Flow rate: 1.0 mL/min
Injection: 10 μL
Time: 30 min
結果を表1に示す。
GP:ゴルドニバクター・パメラエアエ(Gordonibacter pamelaeae)DSM 19378株
GU:ゴルドニバクター・ウロリチファシエンス(Gordonibacter urolithinfaciens)DSM
27213株
Esp:エガセラ・エスピー(Eggerthella sp.)DC3563(NITE BP-02376)株
GF:ゴルドニバクター・ファエキモニス(Gordonibacter faecihominis)JCM 16058株
CA:クロストリジウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)DSM 15981株CB:クロストリジウム・ボルテアエ(Clostridium bolteae)JCM 12243株
CC:クロストリジウム・シトロニアエ(Clostridium citroniae)DSM 19261株
ここで、機能性物質を産生する上記各微生物は、エラグ酸からウロリチンCを産生するが、ウロリチンCからウロリチンAを産生しない微生物である。
また、上記水素産生微生物は、エラグ酸からウロリチンCやウロリチンAを産生しないが、ウロリチンCからウロリチンAを産生する微生物である。
したがって、産生したウロリチンAは、上記水素産生微生物によってウロリチンCから産生されたものと考えられる。また、該ウロリチンCは、機能性物質を産生する上記各微生物によってエラグ酸から産生され、その際の水素は、上記水素産生微生物から供給されたものであると考えられる。
ABB培地(Oxoid社製)に、ウロリチンCを添加した後、加熱滅菌し、気相をN2:CO2:H2(80%/10%/10%)ガスで置換したものを基本培地とした。最終濃度1.0g/LのウロリチンCを含む基本培地に、クロストリジウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)DSM 15981株を植菌し、37℃で嫌気的に培養した。培養終了後、培養液5mLに対して等量の酢酸エチルでウロリチン類を抽出し、得られた酢酸エチル相を減圧濃縮し、乾固した。このようにして得た乾固物をメタノール0.5mLに再溶解し、HPLCによりウロリチン類の定量分析を行った。
HPLCは後述の条件で行った。DALTON PHARMA社製のウロリチン類を標品として用い、DMSOに溶解して用いた。その結果、5日間の培養により、添加したウロリチンCの95%がウロリチンAに変換された。
微生物としてクロストリジウム・ボルテアエ(Clostridium bolteae)JCM 12243株を用いて2週間の培養をしたこと以外は、参考例1と同様にした。
添加したウロリチンCの89%がウロリチンAに変換された。
微生物としてクロストリジウム・シトロニアエ(Clostridium citroniae)DSM 19261株を用いた5日間の培養をしたこと以外は、参考例1と同様にした。
添加したウロリチンCの82%がウロリチンAに変換された。
カラム:Inertsil ODS‐3(250×4.6mm)(GL Science社製)
溶離液:水/アセトニトリル/酢酸=74/25/1
流速:1.0mL/min
カラム温度:40℃
検出:305nm
(前培養培地の調製)
Thermo scientific社製 Anaerobe Basal Broth (ABB)培地を試験管に10 mL分注した。窒素ガスでガス置換した後に滅菌した。
ABB培地にダイゼインを添加し、試験管に10 mL分注した。窒素ガスでガス置換した後に滅菌した。
前培養培地に、表2に示す微生物の組み合わせを植菌した後、窒素ガスでガス置換し、2日間培養した。
ダイゼインからエクオールを産生する微生物であって、実質的に水素を産生しない微生物には、アサッカロバクター・セラツス(Asaccharobacter celatus)DSM 18785株、アドレクラウチア・エクオリファシエンス(Adlercreutzia equolifaciens)DSM 19450株のいずれかを用いた。
また、水素産生微生物には、クロストリジウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)DSM 15981株、クロストリジウム・ボルテアエ(Clostridium bolteae)JCM
12243株、クロストリジウム・シトロニアエ(Clostridium citroniae)DSM 19261株のいずれかを用いた。
本培養培地に上記前培養から植菌した後、窒素ガスで置換し、37 ℃、200 spmで3日間培養した。
上記本培養後の培養液より20 μLをサンプリングし、希釈液(エタノール:ミリQ水=70:30(V/V))で50倍希釈した。0.45 μmフィルターでろ過した後に、上清を下記HPLC条件で分析した。
{HPLC条件}
Column: Phenomenex SYNERGI, 4μm, POLAR-R, 150mm×4.6mm
Eluent: 蒸留水/メタノール = 55/45 (v/v)
Temperature: 40℃
Detection: 280 nm
Flow rate: 1.0 mL/min
Injection: 10 μL
Time: 30 min
結果を表2に示す。表2より、ダイゼインからエクオールが生産することが確認された。
AC:アサッカロバクター・セラツス(Asaccharobacter celatus)DSM 18785株
AE:アドレクラウチア・エクオリファシエンス(Adlercreutzia equolifaciens)DSM 19450株
CA:クロストリジウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)DSM 15981株CB:クロストリジウム・ボルテアエ(Clostridium bolteae)JCM 12243株
CC:クロストリジウム・シトロニアエ(Clostridium citroniae)DSM 19261株
ダイゼインからエクオールを産生する微生物であって、実質的に水素を産生しない微生物としてアサッカロバクター・セラツス(Asaccharobacter celatus)DSM 18785株を用い、水素産生微生物を用いず、気相を表3に記載した気相にしたこと以外は、実施例5-1と同様にした。
結果を表3に示す。表3より、水素ガスがエクオールの生産向上に寄与していることが分かる。
したがって、実施例5-1~実施例5-3、実施例6-1~実施例6-3では、エクオールを産生する微生物は、水素産生微生物から供給された水素を用いてエクオールを産生したと考えられる。
(前培養培地の調製)
Thermo scientific社製 Anaerobe Basal Broth (ABB)培地を50 mL分注した。窒素ガスでガス置換した後に滅菌した。
ABB培地にダイゼインを添加し、ジャーファーメンターに分注した。窒素ガスでガス置換した後に滅菌した。
前培養培地に、表4に示す微生物の組み合わせを植菌した後、窒素ガスでガス置換し、37 ℃、200 spmで培養した。
ダイゼインからエクオールを産生する微生物であって、実質的に水素を産生しない微生物には、アサッカロバクター・セラツス(Asaccharobacter celatus)DSM 18785株を用いた。
また、水素産生微生物には、クロストリジウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)DSM 15981株を用いた。
本培養培地に上記前培養から植菌した後、窒素ガスで置換し、種々の攪拌数による撹拌をしながら5日間培養した。
上記本培養後の培養液より20 μLをサンプリングし、希釈液(エタノール:ミリQ水=70:30(V/V))で50倍希釈した。0.45 μmフィルターでろ過した後に、上清を下記HPLC条件で分析した。
{HPLC条件}
Column: Phenomenex SYNERGI, 4μm, POLAR-R, 150mm×4.6mm
Eluent: 蒸留水/メタノール = 55/45 (v/v)
Temperature: 40℃
Detection: 280 nm
Flow rate: 1.0 mL/min
Injection: 10 μL
Time: 30 min
結果を表4に示す。参考例4と、実施例8-1及び実施例8-2との結果から、気相が水素でなく水素産生微生物が存在する場合には、気相が水素で水素産生微生物が存在しない場合の撹拌数よりも小さい撹拌数で同等のエクオール収率が得られることがわかった。
また、参考例5と実施例8-1との結果から、エクオール収率としては、同一撹拌数という条件下では、気相が水素で水素産生微生物が存在しない場合に比べ、気相が水素でなく水素産生微生物が存在する場合の方が顕著に大きいことが分かった。
AC:アサッカロバクター・セラツス(Asaccharobacter celatus)DSM 18785株
CA:クロストリジウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)DSM 15981株
Claims (17)
- 水素を要求する反応を含む機能性物質の製造方法であって、
該水素が水素産生微生物と前記機能性物質を産生する微生物との共培養によって供給される工程を含み、
前記機能性物質が前記機能性物質を産生する微生物の代謝によって生成する機能性代謝物であり、
前記機能性代謝物がエクオール類又はウロリチン類であり、
前記水素を要求する反応が、イソフラボンからエクオール類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、イソフラボンからエクオール類を産生する能力を有する微生物であり、又は、
前記水素を要求する反応が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類を産生する能力を有する微生物であり、
前記水素産生微生物の培養及び前記機能性物質を産生する微生物の培養において、気相を水素に置換しない、機能性物質の製造方法。 - 前記水素を要求する反応がバイオ変換反応である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記機能性物質が、腸内細菌の代謝によって生成する機能性代謝物である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記エクオール類がエクオール又は5-ヒドロキシエクオールである、請求項1~3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記ウロリチン類が、ウロリチンA、ウロリチンB、ウロリチンC、ウロリチンD、ウロリチンE、ウロリチンM5、ウロリチンM6、イソウロリチンA、又は6H-ジベンゾ[b,d]ピラン-6-オンである、請求項1~3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記水素産生微生物が、クロストリジウム(Clostridium)属細菌、エンテロバクター
(Enterobacter)属細菌、ロドシュードモナス(Rhodopseudomonas)属細菌、アクロモバクター(Achromobacter)属細菌、アルスロバクター(Arthrobacter)属細菌、セラチア
(Serratia)属細菌、アルカリゲネス(Alcaligenes)属細菌、ルミノコッカス(Ruminococcus)属細菌、ブラウティア(Blautia)属細菌、及びサルシナ(Sarcina)属細菌から
成る群から選択される一又は複数の細菌である、請求項1~5のいずれか1項に記載の製造方法。 - 前記水素産生微生物が、クロストリジウム・アスパラギフォルメ(Clostridium asparagiforme)に属する細菌、クロストリジウム・ボルテアエ(Clostridium bolteae)に属する細菌、クロストリジウム・ブチリカム(Clostridium butyricum)に属する細菌、クロ
ストリジウム・シトロニアエ(Clostridium citroniae)に属する細菌、エンテロバクタ
ー・アエロゲネス(Enterobater aerogenes)に属する細菌、ブラウティア・プロダクタ
(Blautia producta)に属する細菌、ブラウティア・コッコイデス(Blautia coccoides
)に属する細菌、ブラウティア・シンキ(Blautia schinkii)に属する細菌、及びロドシュードモナス・パルストリス(Rhodopseudomonas palustris)に属する細菌から成る群から選択される一又は複数の細菌である、請求項1~6のいずれか1項に記載の製造方法。 - 前記機能性物質を産生する微生物が実質的に水素を産生しない、請求項7に記載の製造方法。
- 水素を要求する反応を含む機能性物質の製造方法であって、
該水素が水素産生微生物の培養によって供給される工程を含み、
前記機能性物質が前記水素産生微生物の代謝によって前記機能性物質の前駆体から産生する機能性代謝物であり、
前記機能性代謝物がエクオール類又はウロリチン類であり、
前記水素を要求する反応が、イソフラボンからエクオール類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、イソフラボンからエクオール類を産生する能力を有する微生物であり、又は、
前記水素を要求する反応が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類を産生する能力を有する微生物であり、
前記水素産生微生物の培養において、気相を水素に置換せず、
前記前駆体を産生する微生物が、該水素産生微生物により供給された水素を用いて該前駆体の原料から該前駆体を産生する微生物である、製造方法。 - 前記前駆体を産生する微生物が実質的に水素を産生しない微生物である、請求項9に記載の製造方法。
- 前記エクオール類がエクオール又は5-ヒドロキシエクオールである、請求項9又は10に記載の製造方法。
- 前記ウロリチン類が、ウロリチンA、ウロリチンB、ウロリチンC、ウロリチンD、ウロリチンE、ウロリチンM5、ウロリチンM6、イソウロリチンA、又は6H-ジベンゾ[b,d]ピラン-6-オンである、請求項9又は10に記載の製造方法。
- 機能性食品の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物と前記機能性物質を産生する微生物との共培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を食品の原料に配合する工程を含み、
前記機能性物質が前記機能性物質を産生する微生物の代謝によって生成する機能性代謝物であり、
前記機能性代謝物がエクオール類又はウロリチン類であり、
前記水素を要求する反応が、イソフラボンからエクオール類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、イソフラボンからエクオール類を産生する能力を有する微生物であり、又は、
前記水素を要求する反応が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類を産生する能力を有する微生物であり、
前記水素産生微生物の培養及び前記機能性物質を産生する微生物の培養において、気相を水素に置換しない、機能性食品の製造方法。 - 食品添加物の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物と前記機能性物質を産生する微生物との共培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を食品添加物の原料に配合する工程を含み、
前記機能性物質が前記機能性物質を産生する微生物の代謝によって生成する機能性代謝物であり、
前記機能性代謝物がエクオール類又はウロリチン類であり、
前記水素を要求する反応が、イソフラボンからエクオール類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、イソフラボンからエクオール類を産生する能力を有する微生物であり、又は、
前記水素を要求する反応が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類を産生する能力を有する微生物であり、
前記水素産生微生物の培養及び前記機能性物質を産生する微生物の培養において、気相を水素に置換しない、食品添加物の製造方法。 - 化粧品の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物と前記機能性物質を産生する微生物との共培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を化粧品の原料に配合する工程を含み、
前記機能性物質が前記機能性物質を産生する微生物の代謝によって生成する機能性代謝物であり、
前記機能性代謝物がエクオール類又はウロリチン類であり、
前記水素を要求する反応が、イソフラボンからエクオール類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、イソフラボンからエクオール類を産生する能力を有する微生物であり、又は、
前記水素を要求する反応が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類を産生する能力を有する微生物であり、
前記水素産生微生物の培養及び前記機能性物質を産生する微生物の培養において、気相を水素に置換しない、化粧品の製造方法。 - 医薬品の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物と前記機能性物質を産生する微生物との共培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を医薬品の原料に配合する工程を含み、
前記機能性物質が前記機能性物質を産生する微生物の代謝によって生成する機能性代謝物であり、
前記機能性代謝物がエクオール類又はウロリチン類であり、
前記水素を要求する反応が、イソフラボンからエクオール類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、イソフラボンからエクオール類を産生する能力を
有する微生物であり、又は、
前記水素を要求する反応が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類を産生する能力を有する微生物であり、
前記水素産生微生物の培養及び前記機能性物質を産生する微生物の培養において、気相を水素に置換しない、医薬品の製造方法。 - 医薬部外品の製造方法であって、
水素を要求する反応を含む機能性物質を製造する工程であって、該水素が水素産生微生物と前記機能性物質を産生する微生物との共培養によって供給される工程、及び
該機能性物質を医薬部外品の原料に配合する工程を含み、
前記機能性物質が前記機能性物質を産生する微生物の代謝によって生成する機能性代謝物であり、
前記機能性代謝物がエクオール類又はウロリチン類であり、
前記水素を要求する反応が、イソフラボンからエクオール類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、イソフラボンからエクオール類を産生する能力を有する微生物であり、又は、
前記水素を要求する反応が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類が生成される反応であって、前記機能性物質を産生する微生物が、エラジタンニンもしくはエラグ酸からウロリチン類を産生する能力を有する微生物であり、
前記水素産生微生物の培養及び前記機能性物質を産生する微生物の培養において、気相を水素に置換しない、医薬部外品の製造方法。
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