JPH02174685A - 微生物による光学活性γ―ラクトンの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は光学活性γ−ラクトン、特に４−ヒドロキシデ
カン酸（４Ｒ）のラクトン（γ−デカノライドまたはγ
−デカラクトン）および４−ヒドロキシオクタン酸（４
Ｒ）のラクトン（γ−オクタンライド）を微生物学的に
作るための製法に関する。

［従来の技術］ これらのラクトン類は、揮発性であって、これらが天然
食品のフレーバーを形成している点で極めて重要な物質
である。

存在する量が微ユなことと、これらを他の揮発性化合物
から分離することは物理的に困難なので天然資源からこ
れらの化合物を抽出することは経済的ではない。

米国特許第４，５８０，６５８号公報には、Ｃａｎｄｌ
ｄａ、　　旦匹」土団肱、　Ｇｅｏｔｒｌｃｈｕｍ、お
よびｈ肛ｊ工ａ　ｇｅｎｕｓのある種のものがリシノー
ル酸を酸化的に分解するという能力を見いだし、リシノ
ール酸の形態または菖麻子油の形態でこれを培地に添加
して、これにより外部リパーゼの存在下または非存在下
で４−ヒドロキシデカン酸（４Ｒ）または対応するラク
トンを直接に生成させるγ−デカラクトンの製法を開示
している。

γ−ヒドロキシデカン酸は、リシノール酸をム掴士鎌ｇ
ｅｎｕｓに属する菌株で酸化分解する際の中間物である
という事実は既にＯｋｕ　Ｉらによりジャーナル・オブ
ーパイオケミストリー、５４．５３６〜５４０頁、１９
８３　　（Ｊ、　　Ｂ　ｉ　ｏｃｈｅｍｉ　ｓ　ｔ　ｒ
ｙ）に発表されている。

米国特許第４，３９６．７１５号公報には、オクタ、ノ
ナ、およびデカ−ラクトンから成るフレーバーを肚止坦
旺旺ｕｍ　　ｇｅｎｕｓの微生物培養により製造する方
法が開示されている。

本発明の目的は、光学活性なγ−デカノライドおよび／
またはγ−オクタンライドの製法であって、植物油、そ
の加水分解生成物の一つ、および／または天然リンノー
ル酸を微生物培地と接触させる方法から成り、該微生物
を臘践ユ■■ｓ旺組ｒ（ＣＢ５１０２．１２）、Ｃａｄ
ｏｓ　ｏｒｌｕｍ　５ｕａｙｅｏ　ｅｎｓ（ＣＢＳ　１
５７．５８）、ｈａｅｏｃｈａｅｔｅｃ　　ｓｏｓ　　
ｏｒｌｕｍ（ＣＢＳ　５７８［ｉ３）、および　ｃ　　
ａ　ｅ　ｃ　　　ｓｌ　（ＣＢＳ　２０＋１）からなる
群から選択された微生物の育成培地と接触させて製造す
る方法を提供することにある。

特に、γ−デカノライドの製造には蔑麻子油、サンフラ
ワー油、これらの加水分解生成物の一つ、またはリシノ
ール酸の使用が好ましい。

γ−オクタンライドを製造するために Ｃａ　ａｓ　ｏｒ　ｕｍ　　ｕａｖｅｏ　ｅｎ　　の育
成培地と接触させるにはココナツツ油の使用が好ましい
。

本発明の方法を実施する際にサンフラワー油を使用する
ことは該油が安価なので経済的に有利である。さらに有
利な点は天然リシノール酸の使用であり、該酸は前記微
生物に対して十分に無害であり、これらの微生物の代謝
をなんら阻害しないことである。リシノール酸使用の特
に有利な点は、所望のラクトンの分離工程を酸性媒体中
で実施すると分離が極めて簡単になる点にある。

各種の培養条件において比較的短時間で、例えば２４時
間と６０時間の間で前記材料から所望ラクトンの生成が
始まる。通常、これらの微生物は２０〜３０℃の温度で
上記材料と接触拳保持される。

微生物を育成する栄養培地は公知のものが使用でき、後
記する実施例に記載したようなものである。ｐｒｅ−接
種材料として使用されるバイオマスの生産は攪拌下また
は非攪拌下でも生起するが、ラクトンが生成する分解工
程については攪拌下で培養が起こり、所望する化合物の
生成についてはＧＬＣ，ＴＬＣｌＨＰＬＣ，ＩＲおよび
ＮＭＲのような標準方法でモニターすることができる。

分析により生成量が最大点に到達した時点で所望のラク
トンを抽出する。公知［Ｉ　Ｌ　Ｆｌｎａｒによる「オ
ーガニック・ケミストリーＪ　　（ＯｒｇａｎｉｃＣｈ
ｅｍｌ　ｓ　ｔ　ｒＹ）Ｖｏ　１．１．４２７〜４２８
頁参照コのように、所望するラクトンに対応する型のγ
−ヒドロキシ酸は酸性媒体中では容易に脱水環化した型
のラクトンとして存在するので、ラクトンの抽出という
意味は必然的にγ−ヒドロキシ酸の対応ラクトンへの変
換を意味する。

ｌ）ラクトンを抽出するめに、培地をセライト（Ｃｅｌ
ｌｔｅ）（Ｒ）で濾過し、酢酸エチルで洗浄して、ｐＨ
５の酸性水相を酢酸エチルで好ましくは２回抽出する。

併合した有機相は５％炭酸カリウム溶液で２回抽出して
酸性部分を除く。硫　酸ナトリウム上で乾燥した有機相
は次いで蒸発し、蒸発残部を１５０°Ｃ／１〜３ｍｍＨ
ｇで蒸留するとγ−デカノライドまたはγ−オクタンラ
イドが得られる。

２）ラクトンの収率を向上させるために、このγ−ヒド
ロキシデカン酸をｐＨを１〜５とした酸性媒体中でラク
トン化することもでき、この際には適当な酸を添加し酸
性媒体を１５〜１１０℃、好ましくは９０〜１００℃に
おいて２分ないし２時間（加熱温度に応じて）加熱して
ラクトン化する。ラクトンはこの酸性媒体から水蒸気に
よりストリップすることもできる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に述べる。生
成ラクトン量はＧＬＣ分析から得られると同じ％で示し
た。

災玉ｔＬ 入ｓ　ｅ　　ｌ　ｕｓ　　　ｅｒ（ＣＢＳ　１０２．１
２）の懸濁物を、２ＯＡメルク栄養素、０．０２％　Ｔ
ｗｅｅｎ８０、およびリシノール酸５ｇを含みｐＨ７の
混合物を入れた３００ｍ１のエルシンマイヤーフラスコ
中に接種した。該フラスコは予めオートクレーブ中で１
２０°Ｃで１０分間滅菌したものである。このものを２
〜５日間２７〜３０℃に維持し、完全に掻き混ぜた。こ
の間に試料を採取し、エチルエーテルで試料を振ること
により得られた有機抽出液中のγ−デカノライドをＧＬ
Ｃで測定した。得られたγ−デカノライド含有量は４％
と１２％の間であった。

丸底性１ ａｄｏｓ　ｏ　　ｕ　　５ｕａｖｅｏ　ｅｎｓ　　ＣＢ
Ｓ　１５７．５８）を用いた以外は実施例１の操作を繰
り返した。得られたγ−デカノライド含有量は４％と１
０％の間であった。

−よ リシノール酸の代わりに６ｇの箆麻子油を使用し以外は
実施例１および２の操作を繰り返した。

両方とも４日間の培養後に約５％のγ−デカノライド含
有物が得られた。

実渚１舛ｊ−：分離方法 全て２５ｇのリシノール酸を用いた五つのエルレンマイ
ヤーフラスコで実施例１と２に記載の操作を繰り返し、
４８時間後に培養物をＣｅ１ｌｔｅ上でｄｌ！ｌ過し、
該Ｃｅ１ｌｔｅを酢酸エチルで洗浄した。

ｐＨ５の水相を酢酸エチルで２回抽出した。このＣｅ１
ｌｔｅ有機抽出物と洗浄相（２２０ｍｌ）とを５％炭酸
カリウム溶液１５０ｍ１で２回抽出した。このを様相を
硫酸ナトリウム上で乾燥し、蒸発乾固した。ＴＬＣによ
ればγ−デカノライドの存在が確認され、さらにもっと
流動性の生成物の存在を認めた（７部へキサン溶離剤、
３部酢酸エチル）。この物質を気球型フラスコ中で蒸留
したところ約３５０ｍｇのγ−デカノライド、９９．５
％ＧＬＣ１［αコ０２０＝　＋　４９　　（ｃ　Ｌメタ
ノール）を与えた。

爽１肚１ ＭＰＧＡ　（２０ｇ／！モルトエキストラクト、５ｇ／
！ペプトン、２０ｇ／！グルコース、１５ｇ／ｌ寒天）
上に２４゛Ｃで７日間育成したところの　ａｄｏｓ　　
ｒ　ｕｍ　　ｕａｖｅｏ　ｅｎｓの試験管を、５０ｍ１
のＭＰＧＢ　（２０ｇ／！モルトエキストラクト、５／
！ペプトン、２０／ｚグルコース、残部は水）を含む３
００ｍＪのエルシンマイヤーフラスコ中に接種した。こ
のフラスコを自動温度調節装置付きチャンバー中に３０
℃で放置し、２日間攪拌を維持した。このｐｒｅ−接柾
材料は５０ｍ１のＭＰＧＢ含有３００　ｍノフラスコを
シードするのに用いた。各フラスコには５ｍ！シードし
た。これらのフラスコを攪拌せずに３０℃で４日間培養
した。この時点で培地を１００ｍｊのミートエクストラ
クト（２０ｇ／ｊ）％　５ｇのリシノール酸および０．
２％Ｔｗｅｅｎで置換し、３０℃で攪拌した。

γ−デカノライドの生成は２．３．４．５、および７日
後継続的に抽出を行ってモニターした。

４日後の抽出；粗抽出物重ｆｆ１３　ｇ１ＧＬＣ分析：
γ−デカノライド２０％ 蒸留分離したγ−デカノライド：０．５ｇ５クラの抽出
：粗抽出物重量３ｇ１ ＧＬＣ分析：γ−デカクライド１フ ＧＬＣ分析：γ−デカンライド１フ 災ｌＪ［Ｌ ＭＰＧＡ試験管から２日間育成させたところのＣ１ａｄ
ｏｓ　ｏ　Ｉｕｍ　５ｕａｖｅｏｌｅｎｓを、１００ｍ
）のミートエキストラクト培地（５ｇ／ｌ）と０．２％
Ｔｗｅｅｎから作った１００ｍ１の培地を含む３００ｍ
ｊのエルシンマイヤーフラスコ中に接種した。攪拌下で
３０℃で２日間育成した。

この時点で、１ｍｌのリシノール酸を加えたところ、ｐ
Ｈは６．５となった。この混合物を３０℃で１８日間攪
拌した。４０％のγ−デカノライドを含む１．１ｇの粗
抽出物が四つのフラスコ（５ｇのりシノール酸に該当）
から得られた。

丸底肚１ 試験管から　　ａｄｏｓ　ｏ　　ｕｓ　ｓ　ａｖｅｏｌ
ｅｎｓの接種材料を、ミートエキストラクト（５ｇ／ｌ
）および０．２％Ｔｗｅ　ｅ　ｎおよび１ｇのリンノー
ル酸（全て滅菌済み）から成る培地を含む３００ｍ１エ
ルレンマイヤーフラスコに添加した。攪拌下３０°Ｃで
９日後、ｐＨは６，５となった。二つのフラスコ（２ｇ
のリンノール酸に該当）の内容物を抽出して６２％γ−
デカノライド含有粗抽出物０．３３ｇを得た。

実」ｌ外Ｊ− 培地を１００ｍｆのミートエキストラクトで置換するま
での操作を実施例６について繰り返した。この時点でリ
シノール酸の代わりに５ｇのサンフラワー油と０，２％
Ｔｗｅｅｎを添加した。

混合物を攪拌し１５日後に抽出した。

粗抽出物：２．６ｇ；％ラクトン：ＧＬ０　３１％（ラ
クトン化後で３８％） この物質を１５０°Ｃ／２ｍｍＨｇで蒸留して０．３５
０ｇの純γ−デカノライドを得た。

実ＪＬ［ｌ１Ｊ− １００ｍｌの栄養素ブロス（２０ｇ／ｆ）、０．２％Ｔ
ｗｅｅｎおよび５ｇのり７ノール酸を含む３００ｍｆエ
ルレンマイヤーフラスコを、ＧＹＰ　（５０ｇ／ｉグル
コース、１０ｇ／ｌ酵母エキストラクト、Ｌｏｇ／！ペ
プトン）上で２４時間育成させたＰｌｃｈｌａ　ｅｔｃ
ｈｅｌｌｓ目（ＣＢＳ　２０＋１．）から成る接種材料
でシードした。このｐｒｅ−接種材料を試験管からＭＰ
ＧＡ上に接種した。内容物を２４°Ｃで２日間育成させ
た。ｐＨは６であった。

この混合物を３０°Ｃで攪拌下で育成し；６クラ二つの
フラスコ（１０ｇのリシノール酸に該当）を抽出した。

粗抽出物の重量は７ｇであり、３．８％のγ−デカノラ
イドを含んでいた。

７日後に二つのフラスコ（１０ｇのリシノール酸に該当
）を抽出した。粗抽出物を気球型フラスコで蒸留して０
１１８ｇのγ−デカノライドを得た。

９日後、四つのフラスコ（２０ｇのリシノール酸に該当
）を抽出した。粗抽出物４．４ｇを得た。この物質２．
２ｇを気球型フラスコで蒸留してγ−デカノライド（４
３％）０．Ｌｇを得たが、蒸留以前の粗抽出物中には４
．４％のγ−デカノライドが含まれていた。

１５日後に四つのフラスコを抽出した。粗抽出物をヘキ
サンに溶解し１：１メタノ一ル７５％炭酸カリウムで抽
出した。ヘキサン層を濃縮したところ１２％ラクトンを
含む生成物１ｇが得られた。

実＆ ミートエクストラクト（２０ｇ／ｊ）　、０．２％Ｔｗ
ｅｅｎおよび２ｇのリシノール酸から成る培ｍ　１００
　ｍ　ｊを含む３００ｍ１のエルレンマイヤーフラスコ
（何れも滅菌済み）を、実施例１０記載のｐｒｅ−培養
から５．１０８セル／ｍｊのＰｌｃｈｌａ　ｅｔ　ｈｅ
ｌ　ｓｉｔを接種した。

３０°Ｃで攪拌下５クラリンノール酸２ｇに相当する一
つのフラスコをｐＨ３に酸性化し１００℃に加熱した。

２時間蒸留を継続してａ縮水をヘキサンで抽出したとこ
ろ０．２ｇのＲ−、□デカノライドを得た。

実！ ミートエキストラクト（５ｇ／ｆ）、０．２％’Ｉ”ｗ
ｅｅｎおよび１ｇのリシノール酸（全て予備滅菌済み）
から成る培地１００ｍノを含む３００ｍノのエルレンマ
イヤーフラクコを、試験管から直接にＰｌｃｈｌａ　ｅ
ｔｃｈｅｌｌｓ　Ｉを接種した。

２ｇのリシノール酸に相当する二つのフラスコを２日後
に抽出した。粗抽出物の重量は０．３２ｇであり、２３
％のγ−デカラクトンを含有していた。５日後にさらに
二つのフラス２を抽出し、粗抽出物０．３ｇ３ｇ、５．
３％のγ−デカノライドを含有したものが得られた。

支五且二１ ミートエキストラクト（５ｇ／））、０．２％Ｔｗｅｅ
ｎおよび１ｇのココナツツ油（γ−オクタンライドを含
まない）（全て予備域菌済み）から成る培地１００ｍ１
を含む３００ｍＪのエルレンマイヤーフラクコにＣａｄ
ｏｓ　ｏｒｌｕｍ　５ｕａｖｅ　１ｅｎｓを試験管から
直接接種した。５日後に抽出を実施して約１００ｍｇの
γ−オクタンライドを得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）γ−デカラクトンおよびγ−オクタラクトンから
   選択された光学活性γ−ラクトンの製法であって該製法
   が、植物油、その加水分解生成物の一つ、またはリシノ
   ール酸を微生物育成培地と接触させる方法から成り、該
   微生物を ￥Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ￥　￥ｎｉｇｅｒ￥、￥Ｃｌ
   ａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ　ｓｕａｖｅｏｌｅｎｓ￥、￥Ｐ
   ｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ　ｃｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ
   ￥、および￥Ｐｉｃｈｉａ　ｅｔｃｈｅｌｌｓｉｉ￥か
   ら成る群から選択する製法。 （２）該植物油を、■麻子油、サンフラワー油、ココナ
   ッツ油から選択する請求項１記載の製法。 （３）￥Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ　ｓｕａｖｅｏｌｅ
   ｎｓ￥とココナッツ油を組み合わせてγ−オクタノライ
   ドを生成させる請求項１記載の製法。 （４）リパーゼを用いて該植物油を酵素的に加水分解す
   る請求項１および２記載の製法。 （５）ｃヒドロキシデカン酸を酸性ｐＨで加熱してラク
   トン化させる請求項１記載の製法。 （８）Ｒγ−デカラクトンを酸性媒体から水蒸気でスト
   リップして製造する請求項１記載の製法。