JPH0383577A - 破砕藻体組成物、その製造法、食品、飼料、着色剤及び抗酸化剤 - 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〉 本発明は、ヘマトコッカス（ｔｌａｅｍａ　ｔｏｃｏｃ
ｃｕｓ）属の緑藻からなるアスタキサンチン含有破砕藻
体組成物、その製造法、食品、飼料、着色剤及び抗酸化
剤に関するものである。

〈従来の技術〉 アスタキサンチンは、赤黄色を呈するカロチノイドの一
種であり、動物、植物、微生物など、広く自然界に存在
することが知られている。アスタキサンチンは、従来合
成品（特開昭５５−３８８号公報）及び天然物として甲
殻類（特開昭２８−８８３８３号公報）により提供され
ている。

ヘマトコッカス属の緑藻によるアスタキサンチンの生産
及びその基礎的培養法は、公知（Ｍ、Ｒ。

Ｄｒｏｏｐ、　Ｎａｔｕｒｅ、　１７５　、４２　（１
９５５））であるが、詳細な培養条件については明らか
ではない。又食品及び飼料に利用し易い藻体破砕物、ま
たその効率的製造法に関しても知られていない。

アスタキサンチンは、カロチノイドの一種であり、強い
抗酸化作用をもつことが知られているばかりでなく、多
様な生理活性を有することが明らかになりつつある。

しかし食品としては、魚肉、魚卵（サケなど）などに含
まれるものを、古来から食してきただけである。

甲殻類のアスタキサンチンの養魚用飼料への利用に関し
ては、養殖タイの色揚げ（特開昭５７５８８６０号公報
）など、多くの報告があるが、ヘマトコッカス属の藻株
からなるアスタキサンチン含有破砕藻体組成物を利用し
た例は、ない。

例えば全円らの報告（全円克：水産動物のカロチノイド
、ヘマトコッカスの記載、恒星社厚生閣東京、１９７７
、Ｐ１０Ｂ〜１２２）があるが、細胞壁の処理方法（細
胞壁溶解酵素を利用）が煩雑で、その経済性に問題が残
されていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、食品、飼料、着色剤及び抗酸化剤として容易
に利用可能な形状の組成物及びその製造法を目的とする
。

く課題を解決する為の手段〉 本発明者らは、上記課題につき鋭意研究した結果、本発
明を完成するに至った。

即ち、本発明は、アスタキサンチン含有するヘマトコッ
カス属の緑藻体を破砕してなることを特徴とするアスタ
キサンチンを含有破砕藻体組成物、その製造法、食品、
飼料、着色剤及び抗酸化剤を提供するものである。

〈発明の１１を戒〉 本発明のアスタキサンチン含有破砕藻体組成物は、ヘマ
トコッカス属の藻を培養により、アスタキサンチンを高
含有量蓄積させた後に該細胞壁を物理的に破砕したもの
である。

このものは、従来にない食品、養魚用飼料着色剤、及び
抗酸化剤に有用なアスタキサンチン含有破砕藻体組成物
を提供することができる。

本発明のアスタキサンチン含有破砕藻体組成物は、以下
のアスタキサンチン組成、一般組成、及び該細胞破砕状
態を有するものである。

（ａ）　　アスタキサンチン含量 藻体中アスタキサンチン含量は、０．３〜ＩＯ重景％（
以下％と称す）であり、アスタキサンチン組成は、アス
タキサンチン／アスタキサンチンモノエステル／アスタ
キサンチンジエステル＝Ｏ〜１０／１〜５０／１０〜９
５の重量割合である。

（ロ）組成 破砕藻体組成物の各成分は、前記アスタキサンチン：０
．３〜１０％、粗蛋白質：２０〜６０％、粗脂肪：５〜
３０％、炭水化物＝５〜５０％、粗灰分：１〜１０％、
水分＝０．５〜５％である。

（Ｃ）　　藻体の細胞壁破砕状態 顕微鏡観察により、本アスタキサンチン含有破砕藻体で
は、赤色から茶色をした粒径１０μ以下、多くは１μ以
下の細粉（アスタキサンチンを含む細胞内容物）、白色
または透明の膜からなる約１０〜５０μ程度の径をもつ
球状の殻（細胞壁）、及び微量の非破砕藻体細胞が認め
られる。

それに対し、酵素処理法による藻体破砕物は、球型の殻
がそのままの形で残らない点で本発明の破砕藻体組成物
と異なっており、又、十分に破砕された藻体破砕物とな
らないこと、更に破砕物の回収が困難であると言った欠
点がある。本発明の破砕藻体組成物は、物理的に十分破
砕されているので食品や飼料として食用にする場合も消
化吸収が良く、又酸化剤、着色剤として用いる場合も混
合性に優れ、溶媒に溶かす場合にも容易に溶解させるこ
とができる。

本発明のアスタキサンチン含有破砕藻体組成物を製造す
るには、緑藻へマドコツカス属の藻株を、栄養源培地中
で培養し、直線的増殖期後期から定常期の藻、または窒
素Ｂ飢餓の培地で続けて培養した藻を収穫した後、該藻
体の細胞壁を物理的に破砕し、乾燥することにより行な
われる。

本発明において利用されるヘマトコッカス属に属する緑
藻は、特定の藻株に限る必要はなく、大学、研究機関に
保存株及び世界各地に点在する池、湖、海、川に自生し
ている藻からその藻株を得ることが出来る。例えばヘマ
トコッカス　ラキュストリス（ＨａｅｍａＬｏｃｏｃｃ
ｕｓ　１ａｃｕｓｔｒｉｓ）ＡＴＣＣ３０４０２、ＡＴ
ＣＣ３０４５３、東京大学応用微生物研究所ＩＡＭＣ−
２９６、３９２、３９３、３９４、３９９、米国テキサ
ス大学藻類保存施設ＵＴＥＸ　１６．２９４　、ヘマト
コッカス　プルビアリン（ｐｌｕｖｉａｌ　ｉｓ）国立
公害研究所ＮＩＥＳ　１４４．　ヘマトコッカス　力ペ
ンシス（（：ａｐｅｎｓｉｓ）ＵＴＥＸ　１０２３　、
ヘマトコッカス　ドロエバケンシス（ｄｒｏｅｂａｋｅ
ｎｓ　ｉｓ）ＵＴＥＸ　５５　、ヘマトコッカス　ジム
バブビエンシス（ｚｉｍｂａｂｗｉｅｎｓｉａ）　ＩＪ
ＴＥＸ　１７５８ヘマトコンカスｓｐ、などがある。

このようにして得られた藻株の培養は、寒天上または、
次の成分からなる液体培地上で行なわれる。培地として
は、藻の増殖に必要な無機塩類を含有する栄養培地、及
び塩水、土壌抽出液をそのまま用いるか、これらに適当
量の栄養分、ビタミンを加えた培地がある。炭素源とし
ては、炭酸水素塩、炭酸塩、二塩化炭素、クエン酸塩、
酢酸塩がある。また窒素源としては硝酸塩、アンモニウ
ム塩、窒素、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、動物の
糞、尿素、アンモニアなどがある。リン源としては、無
機リン酸塩及びβ−グリセロリン酸塩などの有機態のリ
ン酸塩がある。その他に陽イオンとして、ナトリウム、
カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、陰イオンと
して塩素、硫酸、ケイ酸などがある。また微量金属とし
てホウ素、マンガン、亜鉛、銅、モリブデン、バナジウ
ム、クロム、ニッケル、チタン、コバルト、リチウム、
臭素、ストロンチウム、ルビジウム、ヨウ素などがある
。必要に応じ、ＥＤＴ＾等のキレート剤、ビタミンＢ３
、ビタミンＢ１□、ビオチンなどの微量ビタミン成分を
添加することも出来る。なおヘマトコッカスは、元来自
然の環境条件下で生育してきたから、さまざまな無機、
有機の化合物をその増殖生育に利用出来る。従って上記
藻類の培養といえども上記成分だけに限定をうけるもの
ではない。

培養は、温度５〜４０°Ｃ１多くの種は、２０〜３３°
Ｃ，Ｉ）８６〜１１で、震盪培養、深部通気攪拌培養、
円筒内流動培養、平面池培養で実施させる。

光合成を行こなわせる照射光は、太陽光及び人工光のど
ちらでもよく、藻の増殖には紫外線が少ない方がよい。

またへマドコツカスは、上記の光合成独立栄養培養の他
、酢酸塩を炭素源とした暗所での従属栄養培養も可能で
あり、通常酵母、細菌などの培養に用いる醗酵槽を使用
して藻を製造することができる。

ヘマトコッカスは、基本的には上記培養方法により生産
可能であるが、アスタキサンチン含有量を向上させ、か
つ安価にアスタキサンチン含有藻体を製造するためには
、以下の方法を用いるのが好ましい。

培地は、窒素源濃度を低く押え（５０ｐｐｍ以下）藻濃
度が高い場合は光を強く照射（４００００ｆｆｌｕｘ以
上）する方が、アスタキサンチン含有量を向上させるの
に好ましい。上記と同様の窒素源飢餓の状態は、藻の直
線的増殖期後期または、定常期において得られ、アスタ
キサンチン含有量を向上させることができる。一方へマ
ドコツカス属藻体の増殖を阻害する雑藻、雑菌を排除す
るには、ヘマトコッカス環の増殖にみあった量だけの窒
素源を培養液に加えると伴に、培養液のｐＨを８〜１１
の高アルカリに保つことが好ましい。また夾雑微生物の
排除は、タンク培養、円筒内流動培養、室温内培養など
の閉鎖培養系でも、行なうことができる。

藻体の収穫は、遠心分離法、膜分離法、沈降法、濾過分
離法のいずれか１つ、またはそれらの組合せ技術を用い
ることができる。ヘマトコッカス属藻体を効率的に収穫
するには、数μ〜１００μの径をもつが布による濾過分
離法が、好ましい。この収穫藻を、水に懸濁後、再度が
過工程を繰返すことにより藻の洗滌を行ない、残存する
培地成分を除去することが可能である。

ヘマトコッカスは、生活史を有し、鞭毛をもつ栄養細胞
、及び堅い膜（本明細書では細胞壁とよぶ）をもつ包子
（接合子）の２種の細胞状態をとる。培養中では、この
２種の細胞が混合して存在し、直線的増殖期後期からは
、包子の割合が多くなる。この堅い細胞壁の破壊には、
圧力などを用いる物理的方法、酸・アルカリを用いる化
学的方法、及び酵素を用いる生物化学的方法、または、
それらの組合せ技術が考えられる。しかし本発明では、
ガラスピーズ間のすりあわせの力を利用した粉砕器、ま
たは高速で壁面に細胞をぶつけて圧力を加える圧力式ホ
モジナイザーなどの物理的、機械的破壊が、効率的であ
る。これらの方法は、他の物質が混入することなく、ヘ
マトコッカス破砕藻体組成物を得ることのできる利点が
ある。

ガラスピーズを用いる破砕器では、ガラスピーズ粒径０
．２５〜５．Ｏｍ、好ましくは１．０〜３．０　ｍｍ、
試料濃度０．１−１０重量％の条件で処理時間５〜６０
分程度で細胞破砕でき、市販機器例としては、■シンマ
ルエンターブライゼスのダイノミル（ＤＹＮＯ−ＭＩＬ
Ｌ）がある。圧力式ホモジナイザーでは、処理圧力５０
０〜１０００気圧、試料濃度０．１〜５．０重量％の条
件で破砕可能であり、■日本精機製作所の圧力式ホモジ
ナイザーが挙げられる。

この１ｍホモゲナイズ藻体を、熱風乾燥または、凍結乾
燥により乾燥し、アスタキサンチン含有破砕藻体組成物
を得ることができる。アスタキサンチンは、熱及び酸素
の存在により、劣化するので、熱風乾燥の際には、なる
べく低温、好ましくは９０″Ｃ以下で行なうのがよい。

乾燥後は、窒素置換及び抗酸化剤の添加などにより、酸
化を防止し、アスタキサンチンの劣化を防ぐのが好まし
い。

以上の様にして得られたアスタキサンチン含有破砕藻体
組成物は、アスタキサンチン、アスタキサンチンモノエ
ステル、及びアスタキサンチンジエステルからなる天然
アスタキサンチンを、吸収しやすい形で０．１〜１０％
含有している。アスタキサンチンは、脂質の過酸化を防
止する抗酸化能、Ｆｅ（ＩＩＩ）をＦｅ（ＩＩ）に還元
することによる呼吸調節能などを有していると報告され
ている。アスタキサンチン含有破砕藻体組成物は、この
様な能力により体調調節機能を備えた食品（機能性食品
）例えば、パン類、ビスケット類、油を使用した菓子類
、めん類、マーガリン類、ドレッシング類。

マヨネーズ類、乳製品類等への応用が可能である。

その他、錠剤、カプセル化した健康食品として利用でき
る。またアスタキサンチン含有破砕藻体は、アスタキサ
ンチン含有量が高いので、そのままの状態、または、そ
れからのアスタキサンチン抽出物の形で、その赤黄色を
利用して着色料または、抗酸化能を利用した抗酸化剤、
好ましくは食品用抗酸化剤として利用できる。

アスタキサンチンは、マダイなどの赤色魚の表皮、サケ
、マスなどの肉、エビの殻等に含まれており、これら魚
の色揚げを目的として、さまざまな原料に由来するアス
タキサンチンが、養魚用飼料として利用されている。本
発明のアスタキサンチン含有破砕藻体組成物は、従来の
天然アスタキサンチン源であるアミ類（アスタキサンチ
ン含有量〜０．０３％。Ｋ、Ｙａｍａｇｕｃｈｉ　ら：
　Ｂｕｌｌ、　Ｊａｐａｎ、Ｓｏｃ。

Ｓｃｉ、Ｆｉｓｈ、、４９　、１４１１（１９８３））
及び酵母（０，１％以下。浅野悠輔：食品工業、７月３
０日号、２９（１９８Ｂ））と比較して、その含有量が
非常に高＜（０，１〜ｌＯ％）、飼料として利用する上
で好適である。また合成品が、アスタキサンチンのみで
あるのに対し、本発明のアスタキサンチン含有破砕藻体
組成物は飼料として利用しやすい種々の脂肪酸と結合し
たエステル体が大部分をしめるといった特徴を有してい
る。また藻類である為他の栄養成分をも含んでおり細胞
壁が破砕されている為消化吸収も良いので魚の成長、生
残率の向上にも好ましく、養魚用として従来にない飼料
を提供できる。

その他の応力分野としては、アスタキサンチンの紫外線
吸収性を利用した、化粧品用紫外線防止原料の用途もあ
る。

く効果〉 本発明は、以上に述べたごとく、従来のアスタキサンチ
ン及びアスタキサンチン含有物では得られないヘマトコ
ッカス属の緑藻を破砕して得られたアスタキサンチン含
有破砕藻体組成物である。

しかもそのアスタキサンチン含有量が、非常に高いと共
に、そのアスタキサンチンの大部分が、消化吸収に優れ
るエステル体からなる天然アスタキサンチンであるとい
った利点を有する。また細胞壁が破壊されているので、
食品及び飼料への利用の際、生体への吸収が容易である
従来にないアスタキサンチン含有破砕藻体組成物を提供
できる。

〈実施例〉 以下実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はこれらの例に限定されるものではない。

実施例１．（ヘマトコッカスからのアスタキサンチン含
有藻体の製造例） ヘマトコッカス　ラキュストリス＾ＴＣＣ３０４０２株
を下記の表１に示される改良Ｆ培地ｔｏｏｚに藻濃度０
．０５％となる様に接種し、人工光からなる４０．００
０ルツクスの照度で光を照射して２８°Ｃにて表１．　
改良Ｆ培地組成 二酸化炭素及び硝酸塩を供給しつつ通気培養した。

７日後に培養液の藻濃度は０．３％となった。この培養
液１００ｆｆｉから１μのが布を用いて濾過分離及び洗
滌を行った藻を、硝酸ナトリウムを除いた改良Ｆ培地に
移し、培養を続けた。藻は、しだいに赤色化し、培養７
日後にアスタキサンチン含量は、２％に達した。この培
養液の２分の１景を抜出し、濾過分離により藻を収穫し
た。残りの培養液には、６０■／ｌ濃度の硝酸ナトリウ
ムを含む改良Ｆ培地を加え、高アスタキサンチン含量状
態を維持しつつ連続して培養を続けることができた。

この様にして藻を７日ごとに連続して収穫でき、合計４
２日間の連続培養を行なった。

収穫藻は、径２閣のガラスピーズを用いた主ル（ダイノ
ミル）に滞流時間約１０分間の速度で、ポンプにより流
しこみ細胞壁を連続的に破砕した。

この処理により、藻細胞の９５％以上が破砕された。

この藻破砕物を凍結乾燥し、１回の収穫について乾燥粉
末２００ｇを得た。

実施例２．（アスタキサンチン含有破砕藻体組成物（以
下破砕藻体とも言う）のアス クキサンチン含量及び組成） 実施例１で得られたアスタキサンチン含有破砕藻体の分
析を行なった。その結果は、次の通りであった。

（１）アスタキサンチン含量の測定 アスタキサンチン含有破砕藻体を試験管中ガラスピーズ
によりさらにすりつぶす。ガラスピーズですりつぶした
サンプル１００■を、褐色フラスコへ秤り込み、３０ｍ
ｆのエチルエーテルを加え、室温で３０分スターラー撹
拌によりアスタキサンチンを抽出する。抽出液から、エ
ーテルを除去し、エタノール３０＋／！、鹸化試薬（４
０％（ｗ／ｖ）ＫＯＨアルコール液）３ｍｆを加える。

冷暗所に、１０〜１５時間、放置後、分液ロートへ移し
、エチルエーテルを加える。同量の水を加え、激しく振
り、抽出液中のクロロフィルを水層に移す、エーテル層
を分取し、アスタキサンチンの鹸化物アスクセンの４７
８ｎｍの吸光度を測定し、吸光係数Ｅ４　　＝１６９０
を用いて、アスタキサンチン量を測定した。アスタキサ
ンチン含有破砕藻体のアスタキサンチン含量は、２．０
％であった。またすりつぶしをしないサンプルの分析値
との比較から、細胞破砕率は、９５％と求められた。

（２）アスタキサンチン組成 （１）の鹸化前のエチルエーテル抽出液を直接が過して
、分液ロートへ移し、水を加えて激しく振り、エーテル
層を洗滌する。エーテル層を分取し、高速液体クロマト
グラフィーにより、アスタキサンチン組成を分析した。

高速液体クロマトグラフィーは、カラム：　ＵＮＩＳＩ
Ｌ　Ｑ６０−５、溶出溶媒：酢酸エチル／ベンゼン（１
／９Ｌ温度：３０°Ｃ１検出波長二４６５ｎｍ、の条件
で行なった。標準サンプルとして合成アスタキサンチン
及びオキア旦抽出液を用いた。その結果、本アスタキサ
ンチン含有破砕藻体のアスタキサンチンは、アスタキサ
ンチンジエステル／アスタキサンチンモノエステル／ア
スタキサンチン＝２８ニア０：２（重量比）から構成さ
れていた。その他に、微量のβ−カロチン、及びカンタ
キサンチンが認められた。

実施例３．（食品への使用） （１）アスタキサンチン含有破砕藻体からなる錠剤粉末
状のアスタキサンチン含有破砕藻体を、直接打錠機にて
打錠し、栄養補助食品として利用可能な重量２００■の
錠剤を得た。

（２）アスタキサンチン含有破砕藻体を内容物とするソ
フトカプセル アスタキサンチン含有藻体を５倍量の大豆油に懸濁し、
窒素ガス封入下、４０″Ｃ，１時間、攪拌する。油分を
、膜分離により分離し、この油画分をカプセル充填機に
てカプセル充填し、内容物約２８０ｇの赤褐色状のカプ
セルを得る。

（３）マーガリン（抗酸化剤及び着色剤として）（２）
の油抽出液を、マーガリンの５重量％になる様に添加し
、他の植物油、乳化剤などと伴に、均一になる様攪拌し
、通常の方法によりマーガリンを作製する。このマーガ
リンは、通常のマーガリンと比較し、アスタキサンチン
の存在により、うすい赤色を呈すると伴に、脂質の過酸
化が著しくおさえられた。

実施例４．（飼料への応用） （１）マダイ用飼料 第２表に示した組成のマダイ用人工配合飼料をペレット
状に底形、乾燥した。Ｎα２．３．４は、飼料１００ｇ
中にアスタキサンチンとしてそれぞれ１０ｇ、２■及び
０．４■を含む。

これらの各試験餌料を用いて、２００Ｉｌの水槽内、水
温２５゛Ｃ１連続流水式で８ａ間、平均体重１５０ｇの
マダイを飼育した。飼育結果を第３表に示した。

アスタキサンチンＩ％含有破砕藻体を０．２％添加した
試験区Ｎ［１３では、良好な赤色に着色した。

Ｎα４は、色の赤みが弱く、Ｎα２では、赤みが強すぎ
る結果であった。以上の様に、アスクキサンデフ１％含
有破砕藻体を０．２％添加すれば、マダイの着色に良好
であることが判明した。

ン 表２ 餌料組成 表３ マタイの着色状態と表皮のカロチノイ ド含有

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アスタキサンチンを含有するヘマトコッカス（Ｈａ
   ｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ）属の緑藻体を破砕してなるこ
   とを特徴とするアスタキサンチン含有破砕藻体組成物。 ２、ヘマトコッカス属の藻類が、ヘマトコッカスラキュ
   ストリス（ｌａｃｕｓｔｒｉｓ）ＡＴＣＣ３０４０２、
   ＡＴＣＣ３０４５３、ＩＡＭＣ２９６、ＩＡＭ３９２、
   ＩＡＭ３９３、ＩＡＭ３９４、ＩＡＭ３９９、ヘマトコ
   ッカスプルビアリス（ｐｌｕｖｉａｌｉｓ）ＮＩＥＳ１
   ４４である請求項１のアスタキサンチン含有破砕藻体組
   成物。 ３、アスタキサンチンが、アスタキサンチンモノエステ
   ル、アスタキサンチンジエステルまたはアスタキサンチ
   ンからなる混合物である請求項１のアスタキサンチン含
   有破砕藻体組成物。 ４、ヘマトコッカス属に属するアスタキサンチン生産緑
   藻のいずれか１種以上を、栄養源培地中で培養し、直線
   的増殖期後期から定常期の藻、または窒素源飢餓の培地
   で続けて培養した藻を収穫した後、該藻体の細胞壁を物
   理的に破砕し、乾燥することにより得られる請求項１の
   アスタキサンチン含有破砕藻体組成物の製造法。 ５、窒素濃度が５０ｐｐｍ以下の培地中で、二酸化炭素
   を充分供給しつつヘマトコッカス属の培養を続け、高ア
   スタキサンチン含有量の藻体を連続的に培養する請求項
   ４の製造法。 ６、藻体を、遠心、ろ過または、その組合せにより前濃
   縮、及び収穫する請求項４の製造法。 ７、物理的破砕が、ガラスピースを用いる細胞破砕器ま
   たは、圧力式ホモジナイザーにより該細胞壁を破壊する
   請求項４の製造法。 ８、請求項１のアスタキサンチン含有破砕藻体組成物を
   含有する食品。 ９、請求項１のアスタキサンチン含有破砕藻体組成物を
   含有する飼料。 １０、請求項１のアスタキサンチン含有破砕藻体組成物
   を有効成分とする着色剤。 １１、請求項１のアスタキサンチン含有破砕藻体組成物
   を有効成分とする抗酸化剤。