JPS626691A - 藍藻からのフイコシアニン色素a、その製造方法及びその用途 - Google Patents

藍藻からのフイコシアニン色素a、その製造方法及びその用途

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JPS626691A
JPS626691A JP60145446A JP14544685A JPS626691A JP S626691 A JPS626691 A JP S626691A JP 60145446 A JP60145446 A JP 60145446A JP 14544685 A JP14544685 A JP 14544685A JP S626691 A JPS626691 A JP S626691A
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phycocyanin
dye
green algae
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Masanobu Kumano
熊野 正信
Teruo Watanabe
渡辺 輝夫
Masahide Kawamura
雅英 川村
Haruo Nishie
晴男 西江
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DIC Corp
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
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    • A61Q1/02Preparations containing skin colorants, e.g. pigments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
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  • Medicinal Preparation (AREA)
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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、藍藻からの新規な耐熱性、pH安定性、耐ア
ルコール性に優れたフィコシアニン色素A、その製造方
法及びその用途に関する。
〔従来技術〕
フィコシアニン色素は、′ylL藻、紅藻、クリプト藻
に分布している青色の天然色素蛋白質である0色素部分
は、開環したテトラピロールで、フィコシアノビリンと
呼ばれており、これが蛋白質部分と共有結合している。
蛋白質部分の分子量2万程度のα、βの2種類のサブユ
ニットが、各々3個会合するか、あるいは、更にこれら
が各々2個会合したもの、即ちαサブユニット6個とβ
サブユニツト6個が会合したものがあることが知られて
いる。フィコシアニン色素は、普通615n−に吸収極
大波長があり、鮮やかな青色を有することから、藍藻か
ら抽出されて食品例えばチューインガム等の天然着色色
素として利用されている。(特公昭55−47866号
公報、特公昭56−5143号公報) 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、これらフィコシアニン色素は、その構造
の中に蛋白質部分を含むため、耐熱性、pH安定性、耐
アルコール性が悪く、その食品、化粧品、薬品等への利
用に限界があった。
一方、好熱性藍藻は、高い水温で生育できる藍藻であり
、広く各地の温泉に存在することが知られている0例え
ば、リピカ(Rippka)らの報告(Journal
 of General  Micro−blolog
y (1979)、  1旦 1−61)によれば、各
地の温泉から集められた好熱性藍藻が、アメリカン タ
イプ カルチャー コレクシラン(Americanτ
ype Cu1ture Co11ectionATC
C)に寄託され保存されている。しかしながら、これら
藍藻の色素については全く知られていない。
本発明者らは、これらの好熱性藍藻から種々のフィコシ
アニン色素を抽出し研究したところ、これらフィコシア
ニン色素が、常温で生育する藍藻のフィコシアニン色素
と異なり、熱、酸、アルコールに対してより安定である
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、下記の性質を有するフィコシアニン色素
A、藍藻の内45℃以上の温度で生育する好熱性藍藻を
培養し、採取した藻体からフィコシアニン色素を抽出す
ることを特徴とするフィコシアニン色素Aの製造方法及
びフィコシアニン色素Aにより着色された食品、化粧品
、医薬品を提供するものである。
本発明の藍藻からのフィコシアニン色素人の性質は、次
のごときものである。
(A)性 状 610〜620n−の所で吸収最大波長を持つ開環した
テトラピロールとタンパク質が結合した構造を有する青
色色素タンパク質で、45℃以上で生育する藍藻に存在
する。
(B)色素の安定温度範囲 温度範囲:−5〜80℃ 測定条件:燐酸緩衝液(pH7,0) (C)色素の安定pH範囲 pH範囲 :2〜9 至適pHニブ 測定条件:測定温度(25℃) アスコルビン酸緩衝液(pH2) クエン酸−クエン酸ナトリウム緩衝液 (pH3〜6) 燐酸緩衝液(pH7〜8) トリス塩酸緩衝液(pH9〜12) CD)色素タンパクの分子量 分子量測定はSDS、ポリアクリルアミド電気泳動法に
より決定した。その結果、18000±1000のα及
びβサブユニットから成立することが判明した。
(E) 色Sのアルコールに対する安定性アルコール濃
度:0〜50%で安定である。
(F)色素の精製方法 精製はDEAE−カラムクロマトグラフィーにより行う
ことが可能である0例えばDEAE−セファセルカラム
クロマトグラフィーを用いた場合、0.1M NaC1
ではフィコシアニン色素は溶出されないが、0、2 M
 NaC1により溶出される。
CG)色素の変性 1%ドデシル硫酸ナトリウムにより、フィコシアニン色
素のタンパク変性が起こり、最大吸収波長は低下し、透
明となり色素としての機能を失う。
(H)吸収波長スペクトル 450n+mから75On+*までの波長でのフィコシ
アニン色素への吸収波長スペクトルを図1に示した。
本発明の45℃以上で生育する好熱性藍藻とは、水温4
5℃以上で生育できる藍藻であればいずれでも良いが、
ATCCに寄託されている公知の藍藻が使用できる。例
え、ば以下の藍藻があげられる。
シネココッカス(Synechococcus )属ニ
ジネココンカスATCC27149(Synechoc
occus 1ividus ) 、  シネココツカ
スAT CC27179(Synechococcus
 1ividus 0H−53S) 、  シネココフ
カスA T CC27180(Synechoco−c
cus  1ividus  Y−52S)マスティゴ
クラディス(Mastigocladus )属:マス
ティゴクラディスATCC27929,マスティゴクラ
ディスATCC29114,マスティゴクラディスAT
CC29161、マスティゴクラディスATCC295
37゜マスティゴクラディスATCC29538,マス
ティゴクラディスATCC29539,マスティゴクラ
ディスATCCプルロカプサ(Pleurocapsa
 )属:プルロカブサATCCまた、各地の温泉等から
分離される好熱性藍藻例えば、シネココフカス(Syn
echococcus ) EL マスティゴクラディ
ス(Mastlgocladus )属、ホルミディウ
ム(Phormldium)属、オシラドリア(Osc
illatorla)藁、シネコシスト(Synach
ocystls )属、グレオカプサ(Gloeoca
psa)属。
シンプロ力(Symploca)属、プレクトネマ(P
lectonema)属、リングビア(Lyngbya
 )属、スピルリナ(SpHrulina )属、プル
ロカプサ(Pleurocapsa )属、カロスリン
ク(Calothrix )属などに属する好熱性藍藻
のうち水温45℃以上で生育する藍藻が挙げられる。
そこで、これら好熱性藍藻からフィコシアニン色素Aを
抽出し、それを食品、医薬品、化粧品等の着色に使用す
れば良いが、特により耐熱性などを有するフィコシアニ
ン色素を得るためには、より高温、好ましくは60℃以
上で生育可能な好熱性藍藻から、フィコシアニン色素を
抽出することが好ましい、そのために、藍藻としてシネ
ココッカス(Synechococcus )属、マス
テイゴクラデイス(Mastigo−cladus)属
、プルロカプサ(Pleurocapsa )属のもの
を利用することが特に好ましい。
好熱性藍藻の培養方法としては、培地の管理、培養温度
に注意する以外通常の藍藻の培養方法に用いられている
方法に従って行えば良い0例えば光源として1000〜
10000ルツクスの光があれば良く、培養温度として
は、30〜65℃、好ましくは40〜60℃の間であれ
ば良い、また培地成分としては、リンが10〜500■
/It、チッ素が100〜2000■/iカリウムがi
oo〜2000■/It、微量金属塩からなる公知の藍
藻用培地であれば良く、好ましくはBG−11培地(表
4参照)を利用すれば良い、藍藻の培地への植菌量は1
%容量/容量植菌で良く、上記の培養条件下のもとで、
1〜2週間培養すれば良い、また望むべきは、適宜培養
液中に炭酸ガスを吹き込み、溶液中の炭酸イオンの量を
増加させることが好ましい。
藻体を採取する方法は、遠心分離機を用いて、通常の方
法例えば5000rpm、10分程度遠心分離を行えば
良い。
本発明の好熱性藍藻からのフィコシアニン色素の製造方
法としては、通常の藍藻で使用されている抽出方法で良
(、例えば集められた藻体を熱風乾燥、または凍結乾燥
した後、燐酸緩衝液(pH4〜7)又は、クエン酸緩衝
液(pH4〜7)等の緩衝液に懸濁し抽出するのが好ま
しい、その時の緩衝液濃度としては、0.O1〜0.1
モル濃度とすることが好ましい、又藻体から緩衝液にフ
ィコシアニン色素を抽出する時の量的割合は、緩衝液1
50ccに対して乾燥藻体を最大限Logの割合で加え
、10分間以上保持するのが好ましい。フィコシアニン
色素を精製単離するには、遠心分離により藻体残渣と抽
出液とを分けた後に、抽出液に硫酸アンモニウムなどを
添加して塩析を行いフィコシアニン色素を沈殿させる0
次いで遠心分離により沈殿物を得た後に、沈殿物を水に
溶解させて水溶液とし、セロファン膜などを使用して透
析を行った後に、濃縮し、凍結乾燥又は噴霧乾燥して精
製フィコシアニンを得れば良い。
フィコシアニン色素の耐熱性の測定は、以下の方法で行
った。フィコシアニン色素Aを燐f!1緩衝液(PH7
,0)に溶解し、各設定温度で所定時間温度処理した後
、水冷中で急冷し、吸光度(610rv+)を測定する
。温度処理開始前の吸光度との比較により各温度での耐
熱性を検討した。
フィコシアニン色素のpH安定性の測定は、以下の方法
で行った。フィコシアニン色素をクエン酸−クエン酸ナ
トリウム緩衝液(pH3〜6)又は、アスコルビン酸溶
液(pH2)に溶解し、各9Hで1時間室温で放置した
後、吸光度(61Onm)を測定する。比較対照として
、燐酸緩衝液(pH7,0)に溶解したものの吸光度と
の比較により各pHでの安定性を検討した。
フィコシアニン色素の耐アルコール性の測定は、エチル
アルコールを用いて以下の方法で行った。フィコシアニ
ン色素を各アルコール濃度に溶解し、各アルコール濃度
で1時間室温で放置した後、吸光度(610rv)を測
定する。
比較対照として、アルコールを添加していないものの吸
光度との比較により、各アルコール濃度での耐性を検討
した。
食品、化粧品、医薬品へフィコシアニン色素を使用する
には、精製フィコシアニン色素Aを水あるいは溶媒/水
に0.001〜50重量%濃度で溶解し、適宜希釈して
いずれかの製造工程にて添加して着色すれば良い、又、
着色対象物が、粉体等固体の場合、粉末のフィコシアニ
ン色素を直接添加して混合着色することもできる。又、
食品に使用する場合、食品に通常添加される抗酸化剤(
酸化防止剤)例えばL−アスコルビン酸、エリソルビン
酸またはこれらのナトリウム塩、レージスティンまたは
その塩、還元酵素、トコフェロール、還元糖等を1種以
上併用することができる。
〔効  果〕
本発明のフィコシアニン色素Aは、従来のフィコシアニ
ン色素と比べて耐熱安定性、pH安定性、耐アルコール
性に優れるので従来のフィコシアニン色素が通用できな
かった加熱殺菌を必要とする食品、例えば乳製品(牛乳
、チーズ、ヨーグルト等)、肉加工品(ハム等)、魚肉
練り製品(ちくわ、はんぺん、かまぼこ等) 、pHの
低い食品例えば炭酸飲料、ジュース類、アルコールを含
む食品例えば酒類(カクテル、リキュール、日本酒、ワ
イン、ビール、焼酎)、界面活性剤を含む食品例えば、
アイスクリーム、マヨネーズ、ドレッシング、パン、ク
ツキー、マーガリン等多くの種類の食品に適用できるば
かりでなく、加熱する、pHの低い、アルコールを含む
、界面活性剤を、含む等の化粧品例えば香水、ヘアーリ
キッド、化粧水、口紅、アイシャドー等や医薬品例えば
錠剤、コーティング剤、粉末薬剤、目薬、歯みがき剤、
液状の薬剤等の着色剤として使用される。
〔実施例〕
次に実施例により本発明を説明するが、以下の例に限定
されるものではない。
実施例1及び比較例1 本発明の好熱性藍藻であるシネココソカス(Synec
hoco−ccus) ATCC27149のフィコシ
アニン色素Aの性質と、45℃以上の温度で生育しない
常温性藍藻のスピルリナ プラテンシス(SpHrul
ina platensis ) ATCC2940B
のフィコシアニン色素とを比較検討した。前記の測定方
法に基づき、フィコシアニン色素の耐熱性、pH安定性
、耐アルコール性を検討し、結果を表1、表2、表3に
示した。
耐熱性(表1参照)は、スピルリナ プラテンシスAT
CC2940Bのフィコシアニン色素が、40℃、1時
間で、もとの吸光度の43%まで低下するのに対し、本
発明のシネココフカスATCC27149のフィコシア
ニン色素Aは60℃、1時間でも、もとの吸光度の97
%もの吸光度を維持していた。更に、80℃、1時間の
反応においてもシネココッカスATCC27149のフ
ィコシアニン色素Aの方がより高い吸光度を維持してい
た0以上のことから、本発明の45℃以上で生育する好
熱性藍藻シネココッカスATCC27149のフィコシ
アニン色素Aは、明らかに常温性のスピルリナ プラテ
ンシスATCC29408と比較し、優れた耐熱性を有
することが確認された。
表1 各温度、1時間反応後のフィコシアニン色素の耐
熱性(30℃の吸光度を100ヒする)pH安定性(表
2参−照)の場合、シネココッカスATCC27149
及びスピルリナ プラテンシスA T CC2940B
の吸光度は、pH5まではほぼ同じ吸光度を維持してい
たが、pH4の場合シネココソカスATCC27149
が97%の吸光度を維持していたのにスピルリナ プラ
テンシスATCC29408は57%の吸光度まで低下
していた。又、pH2においてもシネココフカスATC
C27149が60%の吸光度であったのに対しスピル
リナ プラテンシスATCC29408は、20%の吸
光度であった。この様に、pH安定性においても好熱性
藍藻シネココッカスA T CC27149のフィコシ
アニン色素は優れたGIH安定性を所有している。
表2 各pH,1時間反応後のフィコシアニン色素のp
H安定性(pH7の吸光度を100とする)アルコール
安定性(表3参照)の場合、105以上のアルコール濃
度において、好熱性藍藻シネココッカスATCC271
49のフィコシアニン色素の方が、スピルリナ プラテ
ンシスATCC29408と比較してより高い吸光度を
維持していた。この様に耐アルコール性においても本発
明の好熱性藍藻シネココソカスATCC27149のフ
ィコシアニン色素Aは優れた耐性を所有していることが
確認された。
表3 各アルコール濃度、1時間反応後のフィコシアニ
ン色素のアルコール安定性 (アルコールなしの吸光度を100とする)実施例2 シスココッカスATCC27149を表4に示すBG−
11培地で、50℃、2000〜5000ルツクス下で
10日間培養する。7000rpm、10分間遠心処理
により藻体を分離し採取する。培養液11から0.7g
の乾燥藻体を得た。
表 4  8G−11培地 NaNOs                 1.5
 gxtttpo*                
o、 o 4 gMgSO4・7H,OO,O? 5 
gCaClm ・28tO0,036g り  エ  ン  酸             0.
0 0 6  gクエン酸アンモニウム&     0
.006gEDTA            O,OQ
lgNatCOs             0.02
 g微量金属塩溶液 米      1.0 m A蒸
留水     11 pH7,1 来 微量金属塩溶液 HsBOs          2.86 gMnCl
t H4H!0      1.81 gznSOa 
         O,222gNa!M*04・2H
mO0,39g CuSO4H511*Oo、 079 gCo(NOs
) * ・6H*0    49.411蒸留水   
11 実施例3 マスティゴクラディスATCC27929を表4に示す
BG−11培地で、50℃、2000〜5000ルツク
ス下でlO日間培養する。7000rp■、10分間遠
心処理により藻体を分離し採取する。培養液171から
0.7gの乾燥藻体を得た。
実施例4 プルロカプサATCC29393を表4に示すBG−1
1培地で、50℃、2000〜5000ルツクス下で1
0日間培養するe 7000rpm、10分間遠心処理
により藻体を分離し採取する。培養液11から0.75
gの乾燥藻体を得た。
実施例5(色素の抽出) 実施例2で得たシネココンカスATCC27149の藻
体10gを0.9%NaC1水溶液で洗浄後、0.03
M燐酸緩衝液(pH6,0)に懸濁して超音波処理を数
分間行うか、又は石英砂と藻体をペースト状に混合し乳
鉢で磨り潰し、細胞を破砕する。この様に処理された藻
体10g(乾燥重量)の前記燐酸緩衝液による懸濁液1
50mJを数時間4℃にて攪拌しながらフィコシアニン
色素の抽出を行う0次いでこの懸濁液を遠心分離機で1
00OOGで30分間処理して固形分を除去し得られた
上清に硫酸アンモニウムを20%飽和になる様に加える
。これを数時間静置し、その後再度遠心分離処理を行い
上滑両分を得る。この上清両分に硫酸アンモニウムを5
0%飽和になる様に加え、数時間静置後遠心分離処理し
、粗フィコシアニン画分を沈殿として得る。更に粗フィ
コシアニン色素を前記燐酸緩衝液に溶解し透析膜を用い
て限外濾過し、得られた水溶液を凍結乾燥し、2.1g
のフィコシアニン色素Aを得た。
実施例6 実施例3で得られたマスティゴクラディスATCC27
929藻体1Gg(乾燥重量)を実施例5と同様の方法
により凍結乾燥したフィコシアニン色素A1.5gを得
た。
実施例7 実施例4で得られたプルロカプサATCC29393を
実施例5と同様の方法で藻体10g(乾燥重量)から、
凍結乾燥したフィコシアニン色素A1.8gヲfi%た
実施例8(試 験) マスティゴクラディスATCC27929から得たフィ
コシアニン色素人を用い、耐熱性、pH安定性、耐アル
コール性を検討した結果をそれぞれ図2、図3、図4に
示した様に実施例1のシネココフカスATCC2714
9より得られた色素と同じ性質を確認した。比較のため
に常温菌の藍藻であるスピルリナ プラテンシスATC
C29408から得たフィコシアニン色素(比較例1と
同じ)を用いた。
実施例9 プルロカブサATCC29393から得たフィコシアニ
ン色素Aを用い、耐熱性、po安定性、耐アルコール性
を検討した結果をそれぞれ図5、図6、図7に示した様
に実施例1のシネココンカスATCC27149より得
られた色素と同じ性質を確認した。比較のために常温面
であるスピルリナ プラテンシスATCC2940Bか
ら得たフィコシアニン色素(比較例1と同じ)を用いた
応用例1 m脂粉乳15%、フィコシアニン色素A(シネココソカ
スATCC27149)0.2%を含有する培養液IN
を65℃、1時間加熱殺菌し、40℃まで冷却後青色の
褪色のないことを確認し、これにラクトバチルスアシド
フィリス(Lactobaclllus actdop
hilus ) *のスターター0.3%を添加し、3
8〜40℃の温度で醗酵させた。得られた醗酵乳食品は
、されやかな青色を有する耐熱性に優れたものであった
応用例2 砂糖3.6g、ブドウ糖果糖液1i21.6g、クエン
酸360■、クエン酸ナトリウム19.8■、サイダエ
ッセンス225■、フィコシアニン色素A (Syne
chococcus ATCC27149)0.36■
を炭酸水180mj!で溶解する。得られたサイダー(
pH3,5)は、されやかな青色を有するpH安定性に
優れたものであった。
応用例3 グラニュー1!24g、クエンM514■、クエン酸ナ
トリウム38.6■、リンゴ酸257■、香料193■
、フィコシアニン色素A (Synechococcu
s ATCC27149) 0.36 weを粉末ジュ
ースの粉末とする。これを180mjの水に溶解する。
得られたジュースはされやかな青色を有するpH安定性
に優れたものであった。
応用例4 下記の組成を有するケーキ状アイシャドーを作った。ア
イシャドーは、されやかな青色で耐熱性、耐アルコール
性、pH安定性に優れていた。
ラノリン(lanolin )           
3.0%ステアリン酸亜鉛(zinc 5tearat
e )   6.0カオリン(kaol ln)   
         2.0タルク(tale)    
         88.0炭酸マグネシウム    
       1.0フィコシアニン色素A     
    J  貴店用例5 下記の組成を有する練り歯みがきを作った。歯みがきは
、されやかな青色で、耐アルコール性、pH安定性に優
れていた。
重質炭酸カルシウム          40.00%
無水ケイ酸               2.00グ
リセリン             17.35カルボ
キシメチルセルロースナトリウム  1.0Oカラギー
ナン              0.75サツカリン
ナトリウム           0.20バラオキシ
安息香酸ブチル        0.02ラウリル硫酸
ナトリウム         2.00ラウロイルサル
コシンナトリウム     0.02香  料    
                 1.15フィコシ
アニン色素A          遺 量水     
                35.51
【図面の簡単な説明】
図1は、450〜750nmの波長でのフィコシアニン
色素Aの吸収波長スペクトルを、図2.3.4の−・−
はマスティゴクラディスATCC27929から得られ
たフィコシアニン色素Aの耐熱性、pH安定性、耐アル
コール性を、図5.6.7の−・−はプルロカプサAT
CC29393から得られたフィコシアニン色素Aの耐
熱性、pH安定性、耐アルコール性を示し、図2〜7の
一〇−はスピルリナ プラテンシスATCC29408
から得られた通常のフィコシアニン色素を示す。 代理人 弁理士  高 橋 勝 利 口Z 口 3 じノ 2  3  ヰ   9−6   7  5P)( 図十 図5 頻  +Q   50  6o   りo  go  
 (’c〕:L !

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記性質を有するフィコシアニン色素A。 (A)性状 610〜620nmの所で吸収最大波長を持つ開環した
    テトラピロールとタンパク質が結合した構造を有する青
    色色素タンパク質で、45℃以上で生育する藍藻内に存
    在する。 (B)色素の安定温度範囲 温度範囲:−5〜80℃ (C)色素の安定pH範囲 pH範囲:2〜9 至適pH:7 (D)色素タンパクの分子量 18000±1000のα及びβサブユニットから成立
    する。 (E)色素のアルコールに対する安定性 アルコール濃度:0〜50%で安定である。 (F)色素の精製方法 DEAE−カラムクロマトグラフィーにより、0.1M
     NaClでは溶出されず、0.2M NaClにより
    溶出される。 (G)色素の変性 1%ドデシル硫酸ナトリウムによりタンパク変性が起こ
    り、青色がなくなり透明となる。 (H)吸収波長スペクトル 図1に示す。 2、藍藻の内、45℃以上の温度で生育する好熱性藍藻
    を培養し採取した藻体からフィコシアニン色素を抽出す
    ることを特徴とするフィコシアニン色素の製造方法。 3、藍藻がシネココッカス(Synechococcu
    s)属である特許請求の範囲第2項記載のフィコシアニ
    ン色素の製造方法。 4、藍藻がマスティゴクラディス(Mastigocl
    adus)属である特許請求の範囲第2項記載のフィコ
    シアニン色素の製造方法。 5、藍藻がプルロカプサ(Pleurocapsa)属
    である特許請求の範囲第2項記載のフィコシアニン色素
    の製造方法。 6、フィコシアニンAにより着色されてなることを特徴
    とする食品、化粧品及び医薬品。
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