JPS6328396A - 不飽和ワツクスエステルの製造方法 - 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 本発明は、微生物学的に不飽和脂肪酸から不飽和ワック
スエステルを高収量に製造する方法に関するものである
。

ワックスエステルは、化学的には高級脂肪族アルコール
と高級脂肪酸とのエステルであって、動植物の表皮保護
、湿潤帷持、熱１０失の防止等の作用があり、また産業
的には、潤滑剤、艶出し剤、撥水剤、化粧品等の原料等
として、多量に使用されている。

従来不飽和ワックスエステルは、はとんどは動植物に起
因する天然物から製造されており、その供給は必ずしも
安定しているとは言えなかった。

特にマツコラ鯨油からは、良質の潤滑油や化粧品の原料
として極めて好適なワックスエステルが１ｑられている
のであるが、近年捕鯨禁止に端を発する供給不安により
、代替原料の必要にせまられている。

マツコラ鯨油は、炭素数がそれぞれ１４〜１８の長鎖脂
肪酸と長鎖アルコールとからなる直鎖状のエステルであ
って、その脂肪酸及びアルコールは、それぞれ飽和又は
二重結合を一個有する不飽和のものである。

このマツコラ鯨油の代替原料として、深海魚オレンジラ
フイー　（Ｈｏｐｌｏｓ（ｅｔｈｕｓ　ａｔｌａｎｔｉ
ｃｕｓ）油や、植物ホホバ（３ｉｍｍｏｎｄｓｉａ　ｃ
ｈｉｎｅｎｓｉｓ　）油が注目されている。オレンジラ
フイー油は、炭素数がそれぞれ１６〜２２であり、飽和
又は二重結合を−側存する不飽和の、長鎖脂肪酸と長鎖
アルコールとのエステルを主成分とするものであり、ま
たホホバ油は、ｂｊＭ数がそれぞれ２０及び２２で、そ
れぞれ二重結合−個を有する不飽和長鎖脂肪酸と不飽ｌ
Ｉ′ｌ長鎖アルコールとのエステルを主成分とするもの
である。これらはマツコラ鯨油に類似の構造を右してお
り、マツコラ鯨油の代替原料となり得るものであるが、
旧習では漁獲制限や魚臭の問題があり、また後者では播
種から収穫に至るまでに長期間を要するものであって、
充分に安定した供給源とは言えなかった。

また微生物学的にワックスエステルを生産する方法が知
られている。この方法は、微生物の成育が速く、生産性
の調整が容易であって、優れた方法である。

従来の技術 而して従来微生物学的にワックスエステルを得る方法と
して、Ｍ　１ｃｒｏｃｏｃｃｕｓ　ｃｅｒｉｆｉｃａｎ
ｓを用いてｎ−ヘキサデカンやｎ−オクタデカン等のパ
ラフィンから、パルミチン酸セチルやバルミチン耐イク
タデシル等の飽和のワックスニスデルを生産する方法（
米国待：’Ｆ　３１１０９５０６８）、原生初物ユーグ
レナにより、炭素数が２６〜３０の飽口】直鎖ワックス
エステルを生産する方法（持聞昭５９−１１８０９０号
）　、　Ｎ０ｃａｒｄｉａ　、属放線菌を用いてｎ−へ
キザデノＪンからパルミチン酸セチルを土産する方法（
△ｄｖ、　ＡＩ）ｐｌ、Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ、　　１４
ｉ（１９７１年）９３頁）　、　、Ａ、ｃｉｎｅｔｏｂ
ａｃｔｅｒｌｌｍｉＺ等を使用して飽和炭化水素からマ
ツコラ鯨油やホホバ油に類似の化学構造を有する不飽和
のワックスエステルを得る方法（米国特許第４４０４２
８３号）、△ｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｆｉ細菌をエタ
ノール中で培養して、不飽和ワックスエステルを得る方
法（米国特許第４５６７１４４号）、等が知られている
。

而して、これらのＩＭＰ物体内において、ｎ−パラフィ
ンからワックスエステルを生成する代謝経路としては、
ｎ−パラフィン（ＲＣ８２０Ｈ３）のモノオキシゲナー
ぜによる水酸化反応又は、アルケンへの脱水素反応に続
く水の付ＩＩＯによって、脂肪族アルコール（ＲＣＨ２
ＣＨ２０Ｈ）を生じる。さらにこの脂肪族アルコールが
、アルコールデヒドロゲナーゼの作用で脂肪族アルデヒ
ド（Ｒ−ＣＨ２−ＣＨＯ）に酸化され、さらにアルデヒ
ドデヒドロゲナーゼの作用で酸化されて脂肪酸＜　Ｒ−
０８２−０００Ｈ）を生じ、該脂肪酸と前記脂肪族アル
コールとがエステル化して、ワックスエステルを生じる
ものと考えられている。

従ってこれらの微生物においては、前記代謝経路の中間
物質である脂肪族アルコールを資化せしめることにより
、ワックスエステルを（りることも可能である筈であり
、かかる知見に基いて、ＣＯｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕ
ｍ　ｓｐ、３−４０１によりオレイルアルコールからＡ
レイルオレートを（創る方法＜　Ａ　ｇｒｉａ、　Ｂｉ
ｏｌ、ｃｈｅｍ、４６’５　（１９８２年）４０５頁）
等が知られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記各公知方法の内、前三者の方法で得ら
れるものはすべて飽和のワックスエステルであった。マ
ツコラ鯨油は前述のように潤滑油として優れているが、
潤滑油としては耐圧性、耐老化性を満足する必要があり
、そのためには、ワックスエステルを構成する脂肪酸及
びアルコールの炭素数がそれぞれ１４以」−であり、且
つ前記脂肪酸及び脂肪族アルコールの少なくとも一方に
不飽和二重結合を有していることが必要であると考えら
れている。従って、前述のような飽和ワックスエステル
は、マツコラ鯨油の代替原料としては適当でない。

またｈｅｒ述の従来の方法のうち、米国特許４４０４２
８３号や米国特許第４５６７１４４号に示された方法に
よれば、一応は不飽和のワックス−Ｌステルが得られる
が、その生産性（ま低く好ましい方法とはいえない。

また脂肪族アルコールを資化してワックスエステルを（
ワる方法は、高価な高級脂肪族アルコールを原料として
使用するものであり、実験室的方法としてはともかく、
工業的方法としては不適当である。

本発明１よかかる事情に鑑みなされたものであって、第
一の発明は微生物に脂肪酸を資化せしめることにより前
記代謝経路を逆に辿って脂肪族アルコールを生成し、該
脂肪族アルコールと前記脂「ｈ酸とで不飽和ワックスエ
ステルを生成せんとするものであり、また第二の発明は
脂肪酸とｎ−パラフィンとを併用して資化せしめること
により脂肪酸を前記代謝経路を逆に辿ってアルコールを
生ぜしめると共に、ｎ〜パラフィンの酸化を促進してそ
のｎ−パラフィンに起因するワックスエステルをも生成
せしめ、両者に起因する不飽和ワックスを生成せんとす
るものであって、安価な脂肪酸やｎ−パラフィンから優
れた不飽和ワックスエステルを高収率で製造する方法を
提供することを目的とするものである。

問題点を解決する手段 而して本願第一の発明は、ｎ−パラフィンを資化する微
生物を、不飽和脂肪酸を含有する培地で培養することを
特徴とするものであり、第二の発明は、ｎ−パラフィン
を資化する微生物を、不飽和脂肪酸及びｎ−パラフィン
を含有する培地で培養することを特徴とするものである
。

本発明にＪ３いて使用する微生物としては、ｎ　−パラ
フィンを資化してワックスエステルを生成することので
きる微生物であれば可能であり、このような性質を有す
る微生物は従来各種のものが知られているので、その内
から適宜のものを選択して使用することができる。代表
的なものとしてアシネトバクタ−（△ｃｉｎｅｔｏｂａ
ｃｔｅｒ）属、アクロモバクタ−く△ｃｈｒｏｍｏｂａ
ｃｔｅｒ）　属、コリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂ
ａｃｔｅｒｉｕｍ）　属、サツカロミセス（Ｓａｃｃｈ
ａｒｏｍｙｃｅｓ）　ａ等の微生物が挙げられ、その他
、リカＪレゾイア（Ｎ　ｏｃａｒｄｉａ　）　属、アー
スロバフタ−（Ａ　ｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ　）　’ｉ
５、マイコバクテリウム（Ｍ　ｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕ
ｍ）属、プソイドモナス（Ｐｓｅｕｄｏｎｏｎａｓ）　
風、ミクロコツカス（Ｍ　１ｃｒｏｃｏｃｃｕｓ）属、
カンジダ（Ｃａｎｄｉｄａ）　属、ロドトルラ（Ｒｈ。

ｄｏｔｏｒｕｌａ）属、ピキア（ＰｉＣｈｉａ）属、サ
ツカロミコプシス（Ｓ　ａｃｃｈａｒｏｍｙｃｏｐｓｉ
ｓ　）属の微生物ら使用できる。

これらの微生物を培養する培地及び培養条件としては、
通常微生物を培養するために使用される培地及び条件を
使用することができる。その−例を挙げれば、窒素源と
して塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、尿素、アン
モニア、アミノ酸等の微生物資化性窒素化合物、燐酸ナ
トリウム、燐酸カリウム硫酸マグネシウム、硫酸マンガ
ン、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、塩化カルシウム、塩化マ
ンガン等の無機塩類、及び必要に応じてビタミン類、酵
母エキス、コーンステイープリカー等の微生物成長促進
物質を添加したものを、基本培地として使用づる。

そして本発明においては、この培地に炭素源として不飽
和脂１１Ｊ酸を添１１０し、これに微生物を接種して、
２０〜４０℃で振盪しながら好気的に培養することによ
って、これを微生物に資化せしめるのである。微生物に
資化せしめる不飽和脂肪酸としては、オレイン酸、リノ
ール酸、α−リルン醗、パルミトオレイン酸、ガドレイ
ン酸、ボンドイン醗、エルカＭＷを挙げることができる
。さらにこの際、微生物の成倉を促進し、ワックスエス
テルの生産を順調に行わしめるために、酢酸、プロピオ
ン酸、フマル酸、リンゴ酸、ピルビン酸等の低級有Ｒ酸
、グルコース、フラクトース、キシロース等の炭水化物
、グリセリン等を第二の炭素源として培地に添加するの
も良い。

また第二の発明においては、不ｌ！２！和脂肪酸及びｎ
−パラフィンを混合して培地に添加し、これを微生物に
資化せしめる。ｎ−パラフィンとしては、炭素数１０〜
２４程度のｎ−パラフィンが適当である。また前述と同
様に、さらに第二の炭素源として低級脂肪酸、炭水化物
、グリセリン等を添加しても良い。

このようにして微生物が不飽和脂肪酸没びｎ−パラフィ
ンを資化し、ワックスエステルが蓄積されたならば、ク
ロロホルム抽出等の方法で脂質を抽出し、この脂質から
シリカゲルを使用したカラムクロマトグラフィー等でワ
ックスニスデルを分離する。

作用 前記微生物による不飽Ｒ１脂り７ｊ酸からワックスエス
テルの生成機構は、次のようなものであると巧えられる
。

すなわち、前２　ｎ−パラフィンの代謝経路における脂
肪族アルコールの酸化経路の可逆反応により、逆経路を
辿って過剰の不飽和脂肪酸が還元されて不飽和脂肪族ア
ルコールが生成され、該不飽和脂肪族アルコールと前記
不飽和脂肪酸とがコースチル化し、不飽和ワックスエス
テルが生成されるものである。

このような過程を経て合成されたワックスエステルは、
大部分が不飽和脂肪酸と不飽和脂肪族アルコールどのエ
ステルであり、そのエステルを構成する不飽和脂肪酸と
不飽和脂肪族アルコールの炭素数は、いずれも原料の脂
肪酸と同じ炭素数のものが主体であり、それよりも２又
は４少ないものが若干含まれる。

また本発閑において不飽和脂肪酸とｎ−パラフィンとを
混合して資化せしめた場合においては、不飽和脂肪酸と
共にｎ−パラフィンも資化され、不飽和脂肪酸に起因す
るワックスエステルのみでなくｎ−パラフィンに起因す
るワックスエステルをも生成する。

微（１物Ｊにｎ−パラフィンのみを資化せしめた１４合
にｔｉｔワックスエステルの生成効率は極めて低いので
あるが、不飽和脂肪酸と共に資化せしめた場合には極め
て効率良く資化される。その理山は明らかではないが、
不飽和脂肪酸の存在又はその還元反応がｎ−パラフィン
の酸化を促進し、ｎ−パラフィンに起因する脂肪族アル
コールを生成し、これと資化させた不飽和脂肪酸とがエ
ステル化して、ワックスエステルを生成するのではない
かと考えられる。

発明の効果 本発明によれば、豊富に且つ安価に供給される不飽和脂
肪酸及びｎ−パラフィンを原料とし、これらを微生物に
資化Ｖしめることにより不飽和ワックスエステルを製造
することができ、培地に添＋ＪＤ　シた不飽和脂肪酸及
びｎ−パラフィンに由来する不飽和ワックスエステルを
効率良く生成させることができるのである。

而して本発明により得られたワックスエステルは、その
成分中に高率で不飽和二重結合を有しており、マツコラ
鯨油に類似の化学構造を有し、その代替原料として潤滑
剤等の用途に広く使用することができる。

また下飽ｆＩ′１脂肪酸と共にｎ−パラフィンを資化せ
しめた場合には、ｎ−パラフィンを単独で資化せしめた
場合よりも効率良く資化され、ワックスエステルの収量
が高くなる。

実施例 以下本発明の実施例について説明する。

ＮＨａＮＯ３をＯ，ｌ　、Ｋｔ−１２ＰＱｃを０．４７
ｑ、Ｎａ　Ｈ２ＰＯｎ　・１２Ｈ７Ｏを０．０３！Ｊ　
、Ｍ！Ｊ　５Ｏ４−７Ｈ２０を０．０５ｑ及び、粉末酵
母エキス０．５９を１００耐の水道水に溶解し、ｐＨを
７．０に調整した。ここに所定の不飽和脂肪酸又はこれ
に代る資化物７１を所定吊添１１０　ｔ、、１２０℃で
２０分間オー１−クレープ中で滅菌して、これを培養液
とした。

次いでこの培養液に所定の微生物を接種し、１２０回／
ｍｉｎで振盪しながら、２８℃で７０時間培養した。

然る後１ｇ養液に同値のクロロホルムを加え、激しく振
盪して脂質を抽出した。抽出した脂質はシリカゲルカラ
ムに負荷し、ヘキサン／′酢酸エチル＜１０：０．５）
混液で溶出し、純粋のワックスエステル画分を得た。

分離したワックスエステルをアルカリで鹸化し、脂肪酸
成分とアルコール成分とに分解し、脂肪酸成分をメチル
エステル化した後、それぞれガスクロマトグラフィーに
よる分析を行い、構成成分の組成を調べた。

実験１ 微生物として、アシネ１へバクター・カルコアセティク
ス（Ａ　ｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ　　Ｃａ１ＣＯａＣ
ｅ［１ＣｕＳ　）（Ｉ　Ａ　ｆｖｌ　−１２０８８）を
使用した。、口の実験において培養液に添加した資化物
τ１及び（１られたワックスエステルの収量は、次の通
シ〕である。

資化物ｔ１ニオレインＭ１Ｕ 収量：杓３５０　ｍ＋ｊ／　１００ｍＱ資化物７１：リ
ノール酸０．５９ 収量：杓１２０　ｍｇ／　１００ｍＲ 資化物質：α−リルン酸０．５゜ 収５１：約７０　ｒｎｇ／　１００ｍ１！資化物質：牛
脂オレイン酸（日本油脂株式会社製）１９ 収　θ１　：　　９勺　３　４　０　１１１（１／　　
１００＋ｎｉ！資化物質ニステアリン酸１ｇ 収量：約３２０　ｍｑ／　＋ｏｏｍｃ 資化物質ニオレイン！０．５ｕとｎ−ヘキサデカン０．
５９との混合添加 収量：杓３００　ｍ！ＩＩ／　１００ｗ＋ｆ！資化物質
：ｎ−ヘキサデカン１ｇ 収量：杓１６　ｍｇ／１００ｍＱ 実験２ 微生物として、アクロモバクタ−・ぜロシス（△　ｃｈ
ｒｏｍｏｂａｃｊｅｒ　　ｘｅｒｏｓｉｓ）　　　（Ｉ
　　Ｆ　　Ｏ−＋２６６８）を使用した。この実験にお
いて培養液に添ｆノ［ｔ　Ｌ、た資化物質及び１ｑられ
たワックスエステルの収ｈｈ、↓、次の通りである。

資化物質ニオレイン酸１９ 収量：約３２０　ｍｇ／　１ｏｏＢ 資化物質；ステアリン酸１ｇ 収量：約３３０　ｍｌＪ／　１００ｍ４資化物質ニオレ
イン酸０．５ｇと混合ｎ−パラフィン（日本石油株式会
社製日石Ｑ　ＭソルベントＭ）０．５１１１との混合添
加 収伍：約２５０１１１９／　１００ｍ＆資化物質：日石
０号ソルベント〜Ｉ１ｇ収吊：約４７　ｍｔＪ／　４０
０ｍ４ 実験３ 微生物として、コリネバクテリウム・バウロメタボラム
（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｉ　　ｐａｕｒｏｍｅ
ｊａｂｏｌｕｍ）（ＩＦ○−１２１６０＞を使用した。

この実験において培養液に添加した資化物質及び１ｑら
れたワックスエステルの収♀は、次の通りである。

資イヒ′ｓＪ７丁ニオレイン酸１り 収量：杓２３０　ｍｇ／　１００ＩＩｌｉ！資化１！７
１質ニオレイン酸０．５９と６６０号ソルベントＭｏ、
５Ｇとの混合添加 収量；杓２５０１１１（Ｊ／　１ｏｏｍｔ資化１カ質：
６６０号ソルベントＭ　１　ｇ収量：約１０　＋ｎｑ／
　１００ｍＱ 実験４ 微１物として、サツカロミセス・セレヴイジア工・エリ
ブソイデウス変種（３ａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ　　ｃ
ｅｒｅｖｉｓｉａｅ　　ｖａｒ、　　ｅｌｌｉｐｓｏｉ
ｄｅｕｓ）　　（Ａ　ＨＵ　−３０３５）を使用した。

この実験において培養液に添加した資化物質及び得られ
たワックスエステルの収出は、次の通りである。

資化物質ニオレイン酸１ｇ 収け：約２００　ｍ９／　１００ｍＱ 資化物質ニオレイン酸０１５ｇと混合ｎ−パラフィンく
６６０号ソルベントＬ）０．！Ｍどの混合添カロ 収量：約１８０１ｎＱ／　＋００＋Ｊ 実験５ 微生物として、サツカロミセス・セレヴイジア上（Ｓ　
ａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ　　ｃｃｒｅｖｉｓｉａｅ）
　　（△ＨＵ　−３０３３）を使用し、培養液のｐＨは
６．５に調整した。

この実験において培養液に添加し、た資化物質及び（ｑ
られたワックスエステルの収量は、次の通りである。

資化物質ニオレイン酸１９ 収　ｆｉｔ　　：　　ＧｉＪ　　１　　２　０　　ｍＭ
　　１００ｍＱ資化物質ニオレイン酸０．５９と６６０
号ツルベン１−１０．５９との混合添加 収Ｗ：約１１０　ｍ！１１／　１００ｍＱ以トの各実験
にａ−３いで使用される資化物質の構成成分は、表１の
通りである。なお表中「構成成分」の欄の数値は、甲−
の数値を記したものはｎ−パラフィンの炭素数を示し、
Ｎ：Ｍの形式で示したものは、Ｎは脂肪酸の炭素数を示
し、Ｍは脂肪酸中の二重結合の数を示す。

また各実験において得られたワックスエステルの構成成
分を、表２に示す。この表２における「構成成分」の欄
の数値は、表１の場合と同様に脂肪酸又は脂肪族アルコ
ール中の炭素数及び二重結合の数を示す。

以上の実施例から、培養液に添加された不飽和脂肪酸及
び該不飽和脂肪酸が還元された不飽和長鎖アルコールを
、それぞれその構成成分として有する不飽和ワックスエ
ステルが効率よく生成していることがＬ’ｌ解できる。

また不飽和脂肪酸とｎ−パラフィンとを併用した場合に
よメいても、特に生成したワックスニスフル中のアルコ
ール成分中にｎ−パラフィンの酸化生成物が多量に含ま
れており、ｎ−パラフィンをし効セ良く取込んでワック
スニスデルが生成していることが叩解できる。然るにｎ
−パラフィンを単独で使用した場合には、ワックスエス
テルの生成量がル＼なく、ｎ−パラフィンを不飽和脂肪
酸と併用した場合にのみ本発明の効果が生じていること
が理解でさる。

またステアリン酸のような飽和脂肪酸を資化けしめた場
合においてもワックスエステルが１９られるが、そのワ
ックスエステルは飽和１ノックスＴステルを主体とする
ものであって、不飽和ワックスエステルの含有率は低く
、マツコラ鯨油の代替品としては適切でない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ｎ−パラフィンを資化する微生物を、不飽和脂肪酸
   を含有する培地で培養することを特徴とする、不飽和ワ
   ックスエステルの製造方法 ２　ｎ−パラフィンを資化する微生物を、不飽和脂肪酸
   及びｎ−パラフィンを含有する培地で培養することを特
   徴とする、不飽和ワックスエステルの製造方法