JP7394748B2 - 微生物油及び微生物油の製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献2には、不飽和脂肪酸を含有する油脂をリパーゼによる加水分解反応に付す工程、及び、不飽和脂肪酸が濃縮されたグリセリド画分を分離する工程、を含む不飽和脂肪酸濃縮油の製造方法において、リパーゼによる加水分解反応の反応添加物として水酸化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸アンモニウム、炭酸カルシウム、リン酸二水素カリウム、塩化アンモニウムのいずれかを添加することを特徴とする方法が開示されている。
[1] エイコサペンタエン酸(EPA)及びドコサヘキサエン酸(DHA)を含み、 エイコサペンタエン酸の含有率が、全脂肪酸に対して38面積%以上であり、以下の(a)~(c)からなる群より選択される少なくともひとつの脂肪酸比を有する、微生物油:
(a) 1.7以上の、DHAの含有率に対するEPAの含有率の比、
(b) 0.3以下の、炭素数20の脂肪酸の含有率に対する炭素数18の脂肪酸の含有率の比、
(c) 1.5以下の、炭素数22の脂肪酸の含有率に対する炭素数18の脂肪酸の含有率の比。
[2] トリグリセリド含有率が、微生物油の全重量に対して70重量%以上である[1]に記載の微生物油。
[3] 飽和脂肪酸の含有率が、全脂肪酸に対して40面積%以下である[1]又は[2]に記載の微生物油。
[4] アラキドン酸(ARA)の含有率が、全脂肪酸に対して10.0面積%以下である[1]~[3]のいずれか1に記載の微生物油。
[5] アラキドン酸(ARA)の含有率が、EPAの含有率に対して5.0以下である[1]~[4]のいずれか1に記載の微生物油。
[6] ドコサヘキサエン酸の含有率が、エイコサペンタエン酸の含有率よりも低い[1]~[5]のいずれか1に記載の微生物油。
[7] ドコサヘキサエン酸の含有率が、全脂肪酸に対して0.5面積%以上25面積%以下である[1]~[6]のいずれか1に記載の微生物油。
[8] n-6ドコサペンタエン酸(n-6DPA)の含有率が、n-3ドコサペンタエン酸(n-3DPA)の含有率に対して2.0以下である[1]~[7]のいずれか1に記載の微生物油。
[9] n-3ドコサペンタエン酸(n-3DPA)の含有率が、全脂肪酸に対して0.3面積%以上である[1]~[8]のいずれか1に記載の微生物油。
[10] エイコサテトラエン酸(ETA)の含有率が、全脂肪酸に対して0.1面積%以上である[1]~[9]のいずれか1に記載の微生物油。
[11] 炭素数18の不飽和脂肪酸の合計含有率が、それぞれ全脂肪酸に対して2.0面積%以下である[1]~[10]のいずれか1に記載の微生物油。
[12] 粗油である[1]~[11]のいずれか1に記載の微生物油。
[13] エイコサペンタエン酸及びドコサヘキサエン酸双方の生成能を有する微生物を用意すること、用意された微生物を、30mL/分以上1500mL/分以下の通気環境下において、グリセロールを含有する培養培地中で培養すること、培養により得られたバイオマスから、請求項1~請求項12のいずれか1に記載の微生物油を得ること、を含む、微生物油の製造方法。
[14] 前記微生物が、ストラメノパイル(Stramenopiles)に属する微生物からなる群より選択される少なくとも1種の微生物である[13]に記載の微生物油の製造方法。
[15] 前記微生物が、グルコースを含有する培地中では、増殖しないか、ドコサヘキサエン酸を、エイコサペンタエン酸よりも多く生成し得る微生物である[13]又は[14]のいずれか1に記載の微生物油の製造方法。
[16] 前記培養の環境が、30℃で10日間放置したときに0.5mLの水分蒸発量に相当する環境である[13]~[15]のいずれか1に記載の微生物油の製造方法。
[17] [13]~[16]のいずれか1に記載の製造方法により得られる微生物油。
[18] グルコースを含有する培地中では、増殖しないか、ドコサヘキサエン酸を、エイコサペンタエン酸よりも多く含む微生物油を生成し得る微生物を用意すること、用意された微生物を、30mL/分以上1500mL/分以下の通気環境下において、グリセロールを含有する培養培地中で培養すること、培養により得られたバイオマスから、エイコサペンタエン酸を、ドコサヘキサエン酸よりも多く含有する微生物油を得ること、を含む、微生物油の脂肪酸含有比を制御する方法。
(a) 1.7以上の、DHAの含有率に対するEPAの含有率の比、
(b) 0.3以下の、炭素数20の脂肪酸の含有率に対する炭素数18の脂肪酸の含有率の比、
(c) 1.5以下の、炭素数22の脂肪酸の含有率に対する炭素数18の脂肪酸の含有率の比。
これを更に説明すれば、本開示の微生物油がDHAの含有率に対するEPAの含有率の比を一定以上の場合、EPAの所望の機能を効果的に発揮することができる。また、EPAと共にDHAも含むので、DHAとEPAとの相乗効果も期待できる。
炭素数18の飽和又は不飽和脂肪酸は、炭素数20以上の多価不飽和脂肪酸の前駆体として知られている。このため、本開示の微生物油において、このような炭素数18の飽和又は不飽和脂肪酸の含有率が、炭素数20の脂肪酸又は炭素数22の脂肪酸の含有率に対して一定以下の比となる場合、EPA及びDHAを得るために効率よく利用されて、微生物油中に高純度にEPA及びDHAを含むことができる。本開示の微生物油は、炭素数18の脂肪酸の含有率が所定の範囲に抑えられているか、共に生成され得るDHAの含有率が所定範囲となっているので、EPAのより効率よい機能発揮が期待できる。
本明細書では、EPA及びDHAを含み、EPAの含有率が全脂肪酸に対して38面積%以上であり、所定の要件を備えた本開示に係る微生物油を「EPA高含有微生物油」と称する場合がある。
本開示に係る微生物油の製造方法では、EPAとDHAとを生成可能な微生物を、所定の通気環境下でかつグリセロールを含有する培地中で培養することを含む。これより、本開示に係るEPA高含有微生物油を効率よく得ることができる。
本開示にかかる微生物油の製造方法において用いるグリセロールを含有する培養培地は、微生物が増殖し、微生物油のエイコサペンタエン酸の含有率がドコサヘキサエン酸の含有率よりも高くなるグルコース濃度でグルコースを含んでもよい。
この文脈において、「炭素数20の脂肪酸」のように炭素数と用語「脂肪酸」との組み合わせによる表現は、当該炭素数を有する飽和脂肪酸と、当該炭素数を有する一価以上の飽和脂肪酸との総称を意味するために用いられる場合がある。たとえば「炭素数20の脂肪酸」の用語には、炭素数20の飽和脂肪酸、炭素数20の一価の不飽和脂肪酸、炭素数20の二価以上の不飽和脂肪酸が含まれる。
以下、本開示について説明する。
本開示の一実施形態であるEPA高含有微生物油は、エイコサペンタエン酸(EPA)及びドコサヘキサエン酸(DHA)を含み、エイコサペンタエン酸の含有率が、全脂肪酸に対して38面積%以上であり、以下の(a)~(c)からなる群から選択される少なくともひとつの脂肪酸比を有する、微生物油:
(a) 1.7以上の、DHAの含有率に対するEPAの含有率の比、
(b) 0.3以下の、炭素数20の脂肪酸の含有率に対する炭素数18の脂肪酸の含有率の比、
(c) 1.5以下の、炭素数22の脂肪酸の含有率に対する炭素数18の脂肪酸の含有率の比。
(c) EPA高含有微生物油において、炭素数18の脂肪酸の含有率は、DHAのEPAに対する相乗効果の効果的な発揮の観点からの観点から、炭素数22の脂肪酸の含有率に対して1.5以下、1.0以下、0.5以下、0.1以下、0.08以下、又は0.05以下とすることができる。
EPA高含有微生物において、炭素数18の脂肪酸は含まれてなくてもよく、したがって、炭素数18の脂肪酸の含有率の下限値は0面積%であってもよい。
EPA高含有微生物は、(a)~(c)に加えて、更に以下(d)~(n)からなる群より選択される少なくともひとつの脂肪酸含有率又は比を有してもよい。
(d’) EPA高含有微生物油において、PUFAの安定性が良好である低温での取り扱い性が優れるという観点から、EPAに対する飽和脂肪酸の含有率の比は、1.5以下、1.1以下、0.8以下、0.5以下、又は0.4以下とすることができる。
EPA高含有微生物油に含まれうる飽和脂肪酸としては、たとえば、炭素数12以上の飽和脂肪酸を挙げることができる。炭素数12以上の飽和脂肪酸としては、たとえばラウリン酸(C12:0)、ミリスチン酸(C14:0)、パルミチン酸(C16:0)、ステアリン酸(C18:0)、アラキジン酸(C20:0)、ベヘン酸(C22:0)、リグノセリン酸(C24:0)を挙げることができる。
(e’) EPA高含有微生物油において、n-6PUFAによる拮抗作用の観点から、EPAに対するARAの含有率の比は、5.0以下、1.0以下、0.5以下、0.1以下、0.08以下、0.05以下、又は0.04以下とすることができる。
EPA高含有微生物においてETAの含有率の範囲は、これらの上限値及び下限値の任意の組み合わせとすることができ、たとえば、0.1面積%以上10.0面積%以下、又は0.5面積%以上5.0面積%以下とすることができる。
EPA高含有微生物においてETA/EPA比の範囲は、これらの上限値及び下限値の任意の組み合わせとすることができ、たとえば、0.001以上1.6以下、又は0.001以上1.0以下とすることができる。
(h’) EPA高含有微生物油において、EPAの機能性発揮、精製効率等の観点から、EPAに対するn-3DPAの含有率の比は、8.0以下、6.0以下、又は5.0以下とすることができる。
(i’) EPA高含有微生物油において、n-6PUFAによる拮抗作用の観点から、EPAに対するn-6PDAの含有率の比は、1.0以下、0.1以下、又は0.01以下とすることができる。
(k’) EPA高含有微生物油において、EPAの機能性発揮、精製効率向上等の観点から、EPAに対する炭素数18の不飽和脂肪酸の合計含有率の比は、2.0以下、1.0以下、0.1以下、0.05以下、0.02以下又は0.01以下とすることができる。
(l’) EPA高含有微生物油において、低温での安定性及び取り扱い性の観点から、EPAに対する炭素数21の脂肪酸の含有率の比は、1.0以下、0.1以下、又は0.02以下とすることができる。
(m’) EPA高含有微生物油において、n-6PUFAによる拮抗作用の観点から、EPAに対するDGLAの脂肪酸の含有率の比は、1.0以下、0.1以下、0.05以下、又は0.01以下とすることができる。
(n’) EPA高含有微生物油において、n-6PUFAによる拮抗作用の観点から、EPAに対するDTAの脂肪酸の含有率の比は、1.0以下、0.1以下、0.05以下、又は0.02以下とすることができる。
EPA高含有微生物油において、含有量が低い有機溶媒としては、メタノール、エタノール、アセトン及びヘキサンからなる群より選択される少なくとも1つを挙げることができる。これらの有機溶媒は、それぞれ独立に、500ppm以下、300ppm以下、又は200ppm以下とすることができる。たとえば、高濃度DHA含有油におけるメタノール、エタノール、アセトン及びヘキサンの含有量のいずれもが、500ppm以下、300ppm以下、又は200ppm以下とすることができる。
本開示の一実施形態に係る微生物油の製造方法は、エイコサペンタエン酸及びドコサヘキサエン酸双方の生成能を有する微生物を用意すること、用意された微生物を、30mL/分以上1500mL/分以下の通気環境下において、グリセロールを含有する培地中で培養すること、培養後に得られたバイオマスから、本開示のEPA高含有微生物油を得ることを含み、必要に応じて他の工程を含む。
本明細書では、エイコサペンタエン酸及びドコサヘキサエン酸双方の生成能を有する微生物を用意する工程を、単に、「微生物用意工程」と称する場合がある。30mL/分以上1500mL/分以下の通気環境下において、グリセロールを含有する培地中で培養する工程を、単に「培養工程」という場合がある。培養後に得られたバイオマスから、本開示のEPA高含有微生物油を得る工程を、単に、「微生物油取得工程」という場合がある。
このような濃縮処理を行うことによって、EPA濃度が、たとえば、油中の脂肪酸の合計重量の90重量%~98重量%、95重量%~98重量%、96重量%~98重量%又は97重量%~98重量%のEPA濃縮油を得ることができる。
本明細書において、同一の対象について言及された1若しくは複数の上限値のみを規定する数値範囲と1若しくは複数の下限値のみを規定する数値範囲とが記載されている場合、特に断らない限り、1又は複数の上限値から任意に選択された上限値と、1又は複数の下限値から任意に選択された下限値とを組み合わせて成立する数値範囲も、本発明の一形態に含まれる。
以下の実施例の項において「細胞」又は「菌体」とは、特に断りのない限り、細胞又は菌体の集合物を意味し、本明細書におけるバイオマスに相当する。
ヤブレツボカビ科であるスラウストキトリウム属(Thraustochytriumsp.)AR2-1 AB810959の類縁種である「SEK 704 AB973560株」(Aquat. Microb. Ecol., 2015, Vol.74, pp.187-204)を、独立行政法人製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンターより入手した(未同定Thraustochytrid5、NBRC110858、以下微生物Aという)。
菌を接種した後のフラスコの口を、シリコーンゴム製の培養栓「シンエツ シリコセン Tタイプ」(信越ポリマー株式会社)を用いて塞いだ。「シンエツ シリコセン Tタイプ」は、500mLの三角フラスコの通気口を塞ぎ、26mm水柱時の流量を浮遊式流量計で測定した場合に30~120mL/分の通気量を示し、また、中試験管に水5mLを注入し、培養栓を付して放置し、水分蒸発による重量の増減を経時的に測定した場合に、30℃10日で0.5mL以下の水分蒸発量を示す。培養装置には、Bio-Shaker BR-300LF(タイテック株式会社)を使用し、このフラスコを3日間、28℃、130rpmで振とうした。
得られた凍結乾燥菌体から、以下のようにして、総脂質、即ち微生物油A(Tタイプ)を得て、その後さらに、得られた微生物油A(Tタイプ)を脂肪酸メチルエステルへと変換した。
クロロホルム:メタノール(2:1、v/v)で凍結乾燥菌体から総脂質を抽出した。得られた総脂質に対し、メチルエステル化して、脂肪酸メチルエステル(FAME)を得た。得られたFAMEに対して、ガスクロマトグラフィーによりFAME分析を行った。ガスクロマトグラフの条件は以下のとおりに設定した。
・カラム DB-WAX 0.530mm×30m、フィルム厚1.00μm(アジレント・テクノロジー株式会社)
・キャリアーガス条件 ヘリウム 1.0ml/分、分離比100:1
・カラム温度条件 140℃で5分、240℃まで4℃/分で昇温、240℃で10分・検出 FID
・検出器温度 260℃
・注入口温度 250℃
・注入量 1μL
その結果、微生物Aから得られた微生物油A(Cタイプ)は、EPAを全脂肪酸に対して11.6面積%、DHAを全脂肪酸に対して52.1面積%含有していた。DHAの含有率の対するEPAの含有率の比は、0.22であった。
これにより、EPAを38面積%以上の高含有率で含み、DHAの含有率に対するEPAの含有率の比が1.7以上の微生物油を得ることができた。
以下に挙げる実施例1で用いた微生物Aと微生物B~Gを使用し、培養日数を5日間とした以外は、実施例1と同様にして各微生物を培養して微生物油A(Gly)~G(Gly)を得た。
微生物A:未同定Thraustochytrid5(NBRC110858)
微生物B:Schizochytrium sp.(NBRC102615)
微生物C:Thraustochytrium aureum(ATCC34304)
微生物D:Schizochytrium aggregatum(ATCC28209)
微生物E:未同定 Thraustochytrid1(NBRC110846)
微生物F:Thraustochytrium roseum(ATCC28210)
微生物G:Thraustochytrium striatum(ATCC24473)
また、微生物油A(Gly)~G(Gly)については、トリグリセリド含有率はいずれも70重量%以上であった。
表7及び表8に示すとおり、微生物B、微生物C、微生物E及び微生物Fは、いずれもグルコースを炭素源とする培養培地では、EPAよりもDHAを多く含む微生物油B(Glu)、微生物油C(Glu)、微生物油E(Glu)及び微生物油F(Glu)を生成することが確認された。なお、微生物A、微生物D及び微生物Gは、グルコースを炭素源とする培養培地では、増殖しないことが確認された。
このように、所定の培養条件を選択することによって、異なる脂肪酸含有比を有する微生物油を得ることができることがわかった。これにより、EPA含有組成物を効率よく得るために利用可能な微生物種の選択範囲を、簡便に拡大することができることがわかった。
この微生物油を用いることによって、EPAをより効率よく得ることができ、また、EPAを含有する各種製品を効率よく提供することができる。
Claims (17)
- エイコサペンタエン酸(EPA)及びドコサヘキサエン酸(DHA)を含み、
エイコサペンタエン酸の含有率が、全脂肪酸に対して38面積%以上であり、
以下の(a)~(c)からなる群より選択される少なくともひとつの脂肪酸比を有し、粗油又は精製油であり、ヤブレツボカビ科の微生物から得られた微生物油:
(a) 1.7以上の、DHAの含有率に対するEPAの含有率の比、
(b) 0.3以下の、炭素数20の脂肪酸の含有率に対する炭素数18の脂肪酸の含有率の比、
(c) 1.5以下の、炭素数22の脂肪酸の含有率に対する炭素数18の脂肪酸の含有率の比。 - トリグリセリド含有率が、微生物油の全重量に対して70重量%以上である請求項1記載の微生物油。
- 飽和脂肪酸の含有率が、全脂肪酸に対して40面積%以下である請求項1又は請求項2記載の微生物油。
- アラキドン酸(ARA)の含有率が、全脂肪酸に対して10.0面積%以下である請求項1~請求項3のいずれか1項記載の微生物油。
- アラキドン酸(ARA)の含有率が、EPAの含有率に対して5.0以下である請求項1~請求項4のいずれか1項記載の微生物油。
- ドコサヘキサエン酸の含有率が、エイコサペンタエン酸の含有率よりも低い請求項1~請求項5のいずれか1項記載の微生物油。
- ドコサヘキサエン酸の含有率が、全脂肪酸に対して0.5面積%以上25面積%以下である請求項1~請求項6のいずれか1項記載の微生物油。
- n-6ドコサペンタエン酸(n-6DPA)の含有率が、n-3ドコサペンタエン酸(n-3DPA)の含有率に対して2.0以下である請求項1~請求項7のいずれか1項記載の微生物油。
- n-3ドコサペンタエン酸(n-3DPA)の含有率が、全脂肪酸に対して0.3面積%以上である請求項1~請求項8のいずれか1項記載の微生物油。
- エイコサテトラエン酸(ETA)の含有率が、全脂肪酸に対して0.1面積%以上である請求項1~請求項9のいずれか1項記載の微生物油。
- 炭素数18の不飽和脂肪酸の合計含有率が、それぞれ全脂肪酸に対して2.0面積%以下である請求項1~請求項10のいずれか1項記載の微生物油。
- 粗油である請求項1~請求項11のいずれか1項記載の微生物油。
- エイコサペンタエン酸及びドコサヘキサエン酸双方の生成能を有する、ヤブレツボカビ科の微生物を用意すること、
用意された微生物を、30mL/分以上1500mL/分以下の通気環境下において、グリセロールを含有する培養培地中で培養すること、
培養により得られたバイオマスから、請求項1~請求項12のいずれか1項記載の微生物油を得ること、
を含む、微生物油の製造方法。 - 前記微生物が、ストラメノパイル(Stramenopiles)に属する微生物からなる群より選択される少なくとも1種の微生物である請求項13記載の微生物油の製造方法。
- 前記微生物が、グルコースを含有する培地中では、増殖しないか、ドコサヘキサエン酸を、エイコサペンタエン酸よりも多く生成し得る微生物である請求項13又は請求項14記載の微生物油の製造方法。
- 前記培養の環境が、30℃で10日間放置したときに0.5mLの水分蒸発量に相当する環境である請求項13~請求項15のいずれか1項記載の微生物油の製造方法。
- グルコースを含有する培地中では、増殖しないか、ドコサヘキサエン酸を、エイコサペンタエン酸よりも多く含む微生物油を生成し得る、ヤブレツボカビ科の微生物を用意すること、
用意された微生物を、30mL/分以上1500mL/分以下の通気環境下において、グリセロールを含有する培養培地中で培養すること、
培養により得られたバイオマスから、エイコサペンタエン酸を、ドコサヘキサエン酸よりも多く含有する微生物油を得ること、
を含む、微生物油の脂肪酸含有比を制御する方法。
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