KR20110025918A

KR20110025918A - 몰드를 이용한 운데실렌산의 생물전환에 의한 자연 ９―데센―２―원을 생성하는 방법, 및 향수 및 식품 향료에서 용도

Info

Publication number: KR20110025918A
Application number: KR1020107028601A
Authority: KR
Inventors: 진 만느; 조셉 주카
Original assignee: 브이. 만느 피스
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2011-03-14
Also published as: ES2628178T3; PT2297328T; FR2931839B1; RU2542388C2; FR2931839A1; WO2009147319A2; BRPI0913339A2; CN102057047B; JP2011521664A; EP2297328B1; BRPI0913339B1; ZA201008529B; PL2297328T3; RU2010153903A; HK1156985A1; DK2297328T3; KR101694672B1; WO2009147319A3; US20110077431A1; CN102057047A

Abstract

본 발명은 몰드를 이용하여 운데실렌산의 생물전환을 특징으로 하는 9-데센-2-원을 생성하는 단계 및 이를 향수, 화장료 및 식품 향료에 이용하는 것에 관한 것이다.

Description

몰드를 이용한 운데실렌산의 생물전환에 의한 자연 ９―데센―２―원을 생성하는 방법, 및 향수 및 식품 향료에서 용도{Method for producing natural ９―decen―２―one by bioconverting undecylenic acid using a mold, and use in the perfume and food flavoring fields}

본 발명은 몰드를 이용하여 운데실렌산(undecylenic acid)을 향수 및 식품 향료의 활용에 이용될 수 있는 산물인, 9-데센-2-원(9-decen-2-one)으로의 생물전환에 관한 것이다.

본 출원인 회사는 9-데센-2-원(9-decen-2-one)[또는 2-데센원(2-decenone) 또는 메틸 옥테닐 케톤(methyl octenyl ketone), RN　CAS 35194-30-0]이 향료 산업(향료 및 향수)의 모든 활용에 이용될 수 있는, 후각 및 미각 특성을 갖는 메틸 케톤이라는 것을 증명하였다. 구체적으로 이는 그린(green) 및 패티(fatty) 노트(note), 및 특히 배, 사과, 파인애플, 패션 과실류, 및 일반적으로 열대 과일 등의 프루티 노트(fruity note)를 가진다.

이러한 케톤은 다른 메틸 케톤과 마찬가지로 지방 산화 후, β- 산화의 첫 번째 단계가 관여하는 대사 경로를 통하여 형성된다. 이러한 메틸 케톤의 형성을 위한 대사 경로는 지방산의 해독작용 중에 진균에 의해서 이용된다.

대사 경로의 도면(도　1)에 의해서 관찰된 바와 같이, 상기 생물 전환에 이용되는 기질은 운데실렌산(undecylenic acid)이며, 이는 파마자유(castor oil)로부터 획득된 리시놀레산을 부수고(원료 산물을 가공 산물로 변환시키는 물리적 단계), 그 후 건류에 의해서 정제되어 획득된다. 마지막으로, 탈카르복실화 단계 이후, 상기 경로의 마지막 단계에서 획득된 메틸 케톤은 상기 원래의 지방산에 비하여 탄소를 하나 덜 가지고 있다.

본 출원인 회사의 지식에서는, 현재 9-데센-2-원(9-decen-2-one)의 합성을 기술 및/또는 가능하게 하는 생명공학 기술이 없다. 구체적으로 이러한 분자는 현재 오직 화학적 합성을 통해, 낮은 생산량으로 획득될 수 있다. 더욱이, 합성 향료는 자연 향료에 비하여 소바자에게 인식이 덜 되는 단점을 가지고 있다. 결과적으로 본 발명의 목적은 천연의 방향성 분자를 획득하는 대안적인 방법을 제공하는데 있으며, 보다 구체적으로 이는 9-데센-2-원(9-decen-2-one)을 경유하여, 생물학적 단계, 특히 생물 전환을 수단으로 몰드(mold)와 같은 미생물을 이용하여 획득된다.

본 발명의 목적에 있어서, 상기 용어 "생물전환"은 바람직하게 자연 근원으로부터 유래된 기질을 천연의 향료 또는 향수를 제조할 수 있는 천연의 향료 물질을 획득하는 생물학적 전환을 의미한다.

본 출원인의 회사는 놀랍고 예상치 못하게, 몰드(mold)를 이용한 운데실렌산(undecylenic acid)의 생물전환을 특징으로 하는 9-데센-2-원(9-decen-2-one)을 생산하는 방법을 수단으로 하여 이러한 목적을 만족시킬 수 있다는 것을 발견하였으며, 상기 단계는 하기의 단계들을 포함한다:

a) 상기 몰드를 배양하는 단계;

b) 오일의 존재하에, 생물전환 기질로서 운데실렌산을 첨가하는 단계;

c) 상기 기질을 9-데센-2-원으로 생물전환하는 단계; 및

d) 상기 9-데센-2-원을 추출 및 정제하는 단계.

본 발명의 목적에 있어서, 상기 용어 "몰드(mold)"는 단세포 또는 다세포의 실같은 미세한 균류에 상응한다. 몰드 가운데 조균류(Phycomycete) 및 셉토마이세트(Septomycete)는 구별된다. 상기 조균류(Phycomycete)는 오오마이코티네아(Oomycotineae)의 문(phylum)이며, 접합균아문(Zygomycotineae)의 문이다. 상기 셉토마이세트(Septomycete)내에는 아스르코마이코니테(Asrcomycotineae)의 문, 담자균아문(Basidiomycotineae), 불완전균아문(Deuteromycotineae)의 문이 있다.

본 발명의 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 상기 몰드는 불완전균아문(Deuteromycotineae)의 문, 하이포마이세트(Hypomycete)의 강(class), 튜버쿨라리아레스(Tuberculariales) 목(order), 고지곰팡이(Aspergillaceae) 과에 속한다. 보다 구체적으로, 상기 몰드는 아스페르질루스(Aspergillus) 속 또는 푸른곰팡이(Penicillium) 속에 속한다. 첫 번째 바람직한 실시예에서, 상기 몰드는 아스페르질루스 오리재(Aspergillus niger) 종 또는 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger) 종에 속한다. 두 번째 바람직한 실시예에서, 상기 몰드는 페니실리움 로쿠에포르티이(Penicillium roquefortii) 종 또는 페니실리움 까망베르티(Penicillium camembertii) 종에 속한다.

상기 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger) 몰드 중에서, 하기 선택 종이 언급될 수 있다: 아스페르길루스 니게르 DSMZ 1861, 아스페르길루스 니게르 DSMZ 1864, 아스페르길루스 니게르 DSMZ 1147, 아스페르길루스 니게르 DSMZ 63303, 아스페르길루스 니게르 CBS 570.65, 아스페르길루스 니게르 CBS 819.72, 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger) CBS 110.27.

상기 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger) 몰드 중에서, 하기 선택 종이 언급될 수 있다: 아스페르길루스 니게르 DSMZ 823, 아스페르길루스 니게르 DSMZ 2466.

상기 페니실리움 로쿠에포르티이(Penicillium roquefortii) 몰드 중에서, 하기 선택 종이 언급될 수 있다: 페니실리움 로쿠에포르티이 CBS 221-30, 페니실리움 로쿠에포르티이 PRB　18, 페니실리움 로쿠에포르티이 DSMZ 1079, 페니실리움 로쿠에포르티이 DSMZ 1080.

상기 페니실리움 까망베르티(Penicillium camembertii) 몰드 중에서, 페니실리움 까망베르티 DSMZ 1233 종이 언급될 수 있다

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 몰드는 접합균아문(Zygomycotineae)의 문, 자이고마이세트(Zygomycete)의 강, 뮤코라레스(Mucorales)의 목, 모르티에렐라세에(Mortierellaceae) 과 또는 뮤코라세에(Mucoraceae) 과에 속한다.

보다 바람직하게, 상기 몰드는 모르티에렐라(Mortierella) 속 또는 뮤코(Mucor) 속 또는 리조퍼스(Rhizopus) 속에 속하며, 이보다 더욱 바람직하게는 상기 몰드는 모르티에렐라 이자벨리나(Mortierella isabellina) 또는 모르티에렐라 라마니아나(Mortierella ramanniana) 종 또는 뮤코 라세모수스(Mucor racemosus) 또는 뮤코 미에헤이(Mucor miehei) 종 또는 리조퍼스 아리즈우스(Rhizopus arrhizus) 종 또는 리조퍼스 오리재(Rhizopus oryzae) 종에 속한다..

상기 모르티에렐라(Mortierella) 속에 속하는 몰드 중에서, 하기 선택 종이 언급될 수 있다: 모르티에렐라 이자벨리나(Mortierella isabellina) DSMZ 1414, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 100559, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 221.29, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 194.28, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 208.32, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 224.35, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 560.63, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 167.80, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 493.83, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 309.93, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 250.95, 모르티에렐라 이자벨리나 CBS 109075, 모르티에렐라 라마니아나(Mortierella ramanniana) CBS 112.08, 모르티에렐라 라마니아나 CBS 219.47, 모르티에렐라 라마니아나 CBS 243.58, 모르티에렐라 라마니아나 CBS 478.63, 모르티에렐라 라마니아나 CBS 852.72, 모르티에렐라 라마니아나 CBS 366.95, 모르티에렐라 라마니아나 CBS 101226.

상기 뮤코(Mucor) 속에 속하는 몰드 중에서, 하기 선택 종이 언급될 수 있다: 뮤코 자바니쿠스(Mucor javanicus ) DSMZ 1222, 뮤코 라세모수스(Mucor racemosus) DSMZ 62760, 뮤코 룩시이(Mucor rouxii) DSMZ 1191.

리조푸스(Rhizopus) 속에 속하는 상기 몰드 중에서, 하기 선택 종이 언급될 수 있다: 리조퍼스 아리즈우스 오리재(Rhizopus arrhizus oryzae) DSMZ 905, 리조퍼스 오리재(Rhizopus oryzae) DSMZ 2199, 리조푸스 델레마(Rhizopus delemar) DSMZ 853, 리조푸스 니베우스(Rhizopus niveus) DSMZ 2194, 리조뮤코 미에헤이( Rhizomucor miehei ) DSMZ 1330.

본 발명에 따른 방법 중 단계 a)에서 표적화되는 배양은 바람직하게는 예를 들어 적합한 배양액에서 세포의 증폭에 의한 반-농축된 배지를 준비하는 것에 관계된다. 이러한 배양은 첫 번째 증식 단계에 보다 적합한 첫 번째 배양액에서 상기 종을 미리 배양하는 것에 의해서 진행된다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 상기 몰드를 배양하는 시간은 20 내지 30시간 사이의 범위이며, 실제 균사체의 성장 상태에 의존되며, 후자는 현미경에 의해서 관찰될 수 있다. 사실의 한 관점에서 상기 몰드의 최소 생물질은 본 발명에 따른 생물전환을 수행하기 이전에, 바람직하게 7 내지 15　g/ℓ 사이이며, 보다 바람직하게는 9 내지 12　g/ℓ사이이다.

상기 방법 중 단계 b)는 상기 세포 배양에 상기 기질을 첨가하는 것으로 구성된다. 본 발명에 따른 상기 생물학적 9-데센-2-원의 합성은 가장 적합한 기질이 관계되며, 이는 운데실렌산 또는 이의 에스테르(ester), 메틸 에스테르(methyl ester) 또는 운데실렌산의 메틸 에스테르이다. 상기 기질은 다른 적합한 기질의 혼합물이며, 구체적으로 운데실렌산 및 하나 또는 다수의 이의 에스테르의 혼합물이라는 것은 명백하다.

본 발명의 하나의 이로운 실시예에 따르면, 상기 기질은 배치 또는 유가 배양(fed-batch) 단계에서 상기 균사체에 첨가된다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 상기 운데실렌산은 발효 배지에 0.1 내지 0.9 g/ℓ/h의 공급량(feed rate)일 때 첨가되며, 바람직하게는 0.2 내지 0.7 g/ℓ/h이며, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.55 g/ℓ/h의 공급량이다.

상기 방법 중 단계 c)는 운데실렌산의 9-데센-2-원으로의 생물전환으로 구성된다.

이러한 생물전환의 단계의 지속 기간은 일반적으로 36 내지 96 시간이다.

진균에 대한 운데실렌산의 높은 독성으로 인해서, 상기 기질을 전환하기 위한 몰드를 준비시키기 위한 적응 시간이 필요하다는 것이 증명될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예에 따라서, 상기 방법의 생물전환 단계는 상기 운데실렌산이 공급량 0.1 내지 0.5 g/ℓ/h에서 첨가되는 상기 몰드의 적응의 첫 번째 단계 및 상기 운데실렌산이 공급량 0.25 내지 0.9 g/ℓ/h에서 첨가되는 이어지는 두 번째 단계를 포함한다. 유리하게, 상기 적응 단계의 지속 기간은 20시간 이하이며, 바람직하게는 12시간 이하이며, 더욱 바람직하게는 6시간 이하이다.

하나의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 운데실렌산은 오일(oil)의 존재 하에서 첨가된다. 상기 오일은 콩기름, 옥수수 기름, 해바라기유 등과 같은 식용 등급 규격의 오일, 또는 미그리올(Miglyol)과 같은 짧은 사슬 지방산을 포함하는 트리글리세라이드(triglyceride), 또는 대안적으로 유동 파라핀(liquid paraffin)과 같은 화이트 오일(white oil) 또는 긴사슬 탄화수소(long-chain hydrocarbon)를 포함하는 미네랄 오일(mineral oil). 바람직하게, 상기 오일은 부분적으로 산소와 결합하거나 또는 올레산(oleic acid)이 풍부한 해바라기유를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.

바람직하게, 상기 오일은 상기 기질에 상대적인 하기의 비율로 첨가된다: 운데실렌산/오일 = 1/4 운데실렌산 - 3/4 오일 또는 1/3 운데실렌산 - 2/3 오일 또는 1/2 운데실렌산 - 1/2 오일.

유리하게, 상기 오일은 발효 배지에 0.4 내지 4.0 g/ℓ/h의 공급량으로 첨가되며, 바람직하게 0.5 내지 3 g/ℓ/h이며, 가장 바람직하게는 0.75 내지 2.5 g/ℓ/h 이다.

강제로 생물전환된 상황의 모든 종류의 미생물과 유사하게 진균은 그들의 에너지 요구를 충족시키기 위하여 예를 들어 탄수화물의 근원은 바람직하게 글루코오스(glucose) 또는 말토오스(Maltose)와 같은 탄소원을 필요로 한다. 상기 생물전환 중에 글루코오스의 공급이 바람직하다. 결과적으로 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 글루코오스 또는 말토오스는 상기 운데실렌산 및 상기 오일과 동시에 첨가된다. 유리하게 상기 글루코오스 또는 말토오스는 상기 발효 배지에 1 g/ℓ/h의 공급량 이하로 첨가되며, 바람직하게는 0.75 g/ℓ/h 이하이며, 가장 바람직하게는 0.5 g/ℓ/h 이하이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 운데실렌산, 오일 및 추가적으로 글루코오스 또는 말토오스를 상기 발효 배지에 첨가하는 것은 5 내지 96 시간 동안 지속적으로 형성되며, 바람직하게는 24 내지 72시간이며, 더욱 바람직하게는 24 내지 48시간이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 생물전환은 25℃ 내지 35℃ 사이의 온도에서 수행되며, 바람직하게는 27 내지 30℃ 사이이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 발효 배지의 pH는 5 내지 8이며, 바람직하게는 5.5 내지 7.5이며, 더욱 바람직하게는 6 내지 7이다. 본 발명의 문맥에 있어서 pH의 조절은 수산화나트륨을 이용하여 수행된다(예를 들어 멸균된 5N NaOH 또는 다른 기준 발효 베이스(NH₄OH, KOH, etc.)).

상기 생물전환 중에, 상기 발효배지를 잘 휘저어주고, 통기를 잘 시켜주는 것이 중요하다. 발효기 내에서 교반은 다수의 휘젓는 패들(paddle)을 이용하여 수행될 수 있다. 유리하게, 발효기의 사이즈에 따라, 예를 들어 6 리터 발효기의 경우, 본 발명에 따라 필요한 적합한 교반은 200 내지 1200 rpm이며, 바람직하게는 300 내지 900 rpm이다. 상기 통기는, 그 자체가 휘젓는 패들 속으로 공기를 주입하여 얻을 수 있다. 유리하게 본 발명에 따른 상기 발효 배지의 적합한 통기는 1　vvm 이하이며, 바람직하게는 0.2 내지 0.8 vvm 사이이며, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.7 vvm 사이이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 생물전환은 산을 상기 배양액에 첨가함으로써 중단된다. 상기 산은 인산(phosphoric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrochloric acid), 및 구연산(citric acid)을 포함하는 군에서 선택될 수 있다. 바람직하게, 상기 산은 인산 또는 구연산이다.

단계 d)에서 상기 9-데센-2-원의 추출은 수증기 증류법(hydrodistillation) 또는 시클로헥산(cyclohexane), 메틸시클로헥산(methylcyclohexane), 및 에틸 아세테이트(ethyl acetate)를 포함하는 군으로부터 선택된 용매를 이용한 추출에 의해서 수행될 수 있다. 바람직하게, 상기 이용되는 용매는 시클로헥산 또는 시클로헥산/에틸 아세테이트 혼합물이다.

상기 9-데센-2-원의 정제는 데레시네이션(deresination) 후, 분별 증류(fractional distillation)에 의해서 수행될 수 있다.

따라서, 이러한 추출/정제 단계는 약 75% 내지 85%의 추출 산물에서 98% 순도 이상의 분자를 획득하는 것을 가능하게 한다.

상기 이용한 운데실렌산 기질에 상대적인 9-데센-2-원으로의 생물전환량은 약 25% 내지 35%이다.

또한, 본 발명은 상기 기재한 방법에 의해서 획득한 9-데센-2-원에 관한 것이다.

본 발명의 주제는 9-데센-2-원(CAS 35194-30-0)을 향료 및 식품 향료의 모든 분야, 구체적으로 향수, 향기가 나는 물질, 화장료 또는 식품 조성물 또는 식품 첨가제의 제조에 사용하는 것이다.

하나의 바람직한 실시예에서, 본 발명의 주제는 상기 기재한 향료 및 식품 향료의 모든 분야, 구체적으로 향수, 향기가 나는 물질, 화장료 또는 식품 조성물 또는 식품 첨가제의 제조에 이용하는 것이다.

본 발명의 목적에 있어서, 상기 용어 "향수(permumery)"는 일반적인 용어로 사용되는 향수만을 의미하는 것이 아니라 제품의 향기가 중요한 다른 분야도 의미한다. 이는 향수 베이스 및 농축, 오드콜로뉴(eaux de Cologne), 오드투알레트 (eaux de toilette), 향수 및 유사한 제품과 같은 일반적인 의미의 용어인 향수 조성물; 국소 조성물 - 구체적으로 화장료 조성물 - 얼굴 및 바디 크림, 탤컴 파우더(talcum powder), 헤어 오일(hair oil), 샴푸, 헤어 로션(lotion), 연고, 바스 솔트(bath salt), 및 오일, 샤워 및 바스 젤, 화장품 비누(toiletry soap), 발한 억제제(antiperspirants) 및 바디 데오드란트(body deodorants), 쉐이빙 로션(shaving lotion) 및 크림, 비누, 크림, 치약, 구강 청결제(mouthwashe), 포마드(pomade), 및 유사한 제품; 및 섬유 유연제(softener), 세제, 세탁 제품(laundry product), 은은한 방취제(ambient deodorizer), 에어로졸(aerosol) 및 유사한 제품과 같은 가정용 제품일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

상기 용어 "향기가 나는(odorous)"는 향수를 방출하는 화합물을 지시하는데 이용된다.

상기 용어 "식품 향료(food flavoring)"는 어떠한 인간 또는 동물, 액체 또는 고체 음식물, 특히 음료, 유제품, 아이스크림, 단것, 풍선껌, 등뿐만 아니라 담배 맛을 내기 위한 본 발명의 화합물의 어떠한 용도를 의미한다.

9-데센-2-원은 따라서 외국의, 꽃 또는 과실 노트(note), 구체적으로 파인애플, 배, 패션 과실류 또는 외국 과일을 주는데 기여하기 위한 조성물의 향수 또는 식품 향료 조성물에 사용될 수 있다. 상기 활용에 근거하여, 이러한 분자 9-데센-2-원은 당업자에게 의해서 결정되는 비율로 사용될 수 있다.

바람직하게, 상기 9-데센-2-원은 이것이 존재하는 조성물의 전체 중량에 대한 상대적인 중량의 0.00025% 내지 30% 사이의 양으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 0.0025% 내지 20% 사이이며, 더욱 바람직하게는 0.025% 내지 10% 사이이다. 이는 고체 또는 액체의 조성물 내에 포함될 수 있으며, 특히 젤, 크림, 포마드(pomade) 및/또는 스프레이(spray)의 조성물 내에 포함될 수 있다.

또한, 9-데센-2-원은 그 자체로 향수가 나는 조성물로, 또는 특정한 냄새를 감추거나 중화시키기 위해 사용되는 향수나는 물질인 조성물 내에 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 측면, 주제, 이점 및 특성은 하기의 바람직한 실시예를 기재하며, 하기 실시예의 수단으로 제공되는 본 발명의 자료에 의해서 제시될 것이나, 이에 상세한 설명이 한정되지 않는다.

도 1은 운데실렌산(undecylenic acid)의 9-데센-2-원(9-decen-2-one)으로의 생물전환을 나타낸다.

실시예

실시예 1:

모르티에렐라 이자벨리나(Mortierella isabellina)(A), 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger)(B), 및 페니실리움 로쿠에포르티이(Penicillium roquefortii)(C) [원본 = -80℃에서 얼린 튜브] 종은 엿 배지(malt agar)에 뿌려지고, A의 경우 27℃에서, B 및 C는 30℃에서 72시간 동안 배양하였다.

상기의 전컬쳐(preculture)는 6　ℓ 발효기에서 엿 배양액 3.5 ℓ에 심어졌다:

엿 추출물: 50 g/ℓ

효모 추출물: 7.5 g/ℓ

pH 6.5

모르티에렐라 이자벨리나 ( Mortierella isabellina )(A)

상기 종은 24시간 동안 27℃에서 배양되고, 상기 교반은 500　rpm이며, 상기 통기는 0.3　vvm이다.

아스페르길루스 니게르 ( Aspergillus niger )(B)

상기 종은 24시간 동안 30℃에서 배양되고, 상기 교반은 600　rpm이며, 상기 통기는 0.5　vvm이다.

페니실리움 로퀘폴티 ( Penicillium roquefortii )(C)

상기 종은 24시간 동안 30℃에서 배양되고, 상기 교반은 600　rpm이며, 상기 통기는 0.3　vvm이다.

각 종의 배양이 종료될 때의 균사체의 건조 중량은 약 9 내지 11 g/ℓ이다.

상기 운데실렌산은 그 후 6 시간 동안 0.15 g/ℓ/h의 공급량, 그리고 72 시간 동안 0.33 g/ℓ/h의 공급량으로 제공된다: 즉, 25　g/ℓ의 총량. 이러한 운데실렌산은 경화 해바라기유(1/3 산-2/3 오일)와 혼합되어 제공된다; 이러한 오일은 따라서 0.6 g/ℓ/h의 공급량, 그리고 1 g/ℓ/h의 공급량으로 제공된다. 글루코오스는 72시간 동안 0.36 g/ℓ/h의 공급량으로 동시에 지속적으로 제공된다. 상기 pH는 5N NaOH로 전환 내내 6.5로 조절된다. 상기 속도는 900　rpm까지 증가하며, 상기 배양은 모르티에렐라 이자벨리나(Mortierella isabellina)의 경우 1　vvm의 비율로 통기되며, 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger) 또는 페니실리움 로쿠에포르티이(Penicillium roquefortii)의 경우에는 0.3　vvm의 비율로 통기된다. 상기 전환은 72 시간 동안 지속된다.

비최적화 조건하에서, 9-데센-2-원의 5 내지 7　g/ℓ사이의 산물이 획득되었다.

실시예 2: 아스페르길루스 니게르( Aspergillus niger )를 이용한 전환(B)

아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger)[원본 = -80℃에서 얼린 튜브]는 엿 배지(malt agar)에 뿌려지고, 30℃에서 72시간 동안 배양하였다.

상기의 전컬쳐(preculture)는 엿 배양액 3.5 ℓ에 심어졌다(실시예 1과 동일한 농도).

상기 혼합물은 30℃, 600　rpm, 0.5　vvm의 공기, 프리 pH(free pH)에서 24시간 동안 배양된다. 11 g/ℓ의 건조 중량이 획득된다.

그리고, 상기 운데실렌산은 6시간 동안 0.5 g/ℓ/h의 공급량으로 제공되며, 48시간 동안 0.9 g/ℓ/h의 공급량으로 제공된다. 이러한 운데실렌산은 경화 해바라기유(1/4 산-3/4　오일)와 함께 혼합물로 제공된다; 이러한 오일은 1.5 g/ℓ/h의 공급량으로 제공되며, 그 후 2.7 g/ℓ/h으로 제공된다. 글루코오스는 48시간 동안 동시 지속적으로 제공된다. 상기 pH는 전환 내내 5N NaOH로 6으로 조절된다. 상기 속도는 900 rpm까지 증가하며, 상기 혼합물은 0.3 vvm의 비율로 통기된다. 상기 전환은 48시간 동안 지속된다.

9-데센-2-원 16.5 g/ℓ의 산물, 즉, 35%의 생물전환 산물이 획득되었다.

실시예 3: 모르티에렐라 이자벨리나( Mortierella isabellina )를 이용한 전환 (A)

모르티에렐라 이자벨리나(Mortierella isabellina) [원본 = -80℃에서 얼린 튜브]는 엿 배지(malt agar)에 뿌려지고, 27℃에서 72시간 동안 배양하였다.

상기 혼합물은 24시간 동안 27℃에서 배양되며, 상기 교반은 600 rpm이며, 상기 통기는 0.5　vvm이다. 11.3 g/ℓ의 건조 산물이 획득된다.

그리고 상기 운데실렌산은 6시간 동안 0.27 g/ℓ/h의 공급량으로 제공되며, 그 후 48시간 동안 0.477 g/ℓ/h의 공급량으로 제공되었다; 즉, 총 46 g/ℓ. 이러한 운데실렌산은 경화 해바라기유(1/4 산-3/4 오일)와 함께 혼합물로서 제공된다; 이러한 오일은 그 후 0.8 g/ℓ/h의 공급량으로 제공되고, 그 후 1.43 g/ℓ/h으로 제공된다. 글루코오스는 48시간 동안 0.32 g/ℓ/h의 공급량으로 동시 지속적으로 제공된다. 상기 pH는 전환 내내 5N NaOH로 7.5로 조절된다. 상기 속도는 900 rpm까지 증가되며, 상기 혼합물은 1 vvm의 비율로 통기된다. 상기 전환은 48시간 동안 유지된다.

9-데센-2-원 8 g/ℓ의 산물, 즉, 33%의 생물전환 산물이 획득되었다.

실시예 4: 페니실리움 로쿠에포르티이( Penicillium roquefortii )를 이용한 전환 (C)

페니실리움 로퀘폴티(Penicillium roquefortii)[원본 = -80℃에서 얼린 튜브]는 엿 배지(malt agar)에 뿌려지고, 30℃에서 72시간 동안 배양하였다.

상기 혼합물은 22시간 동안 30℃에서 배양되며, 상기 교반은 600 rpm이며, 상기 통기는 0.3　vvm이다. 10 g/ℓ의 건조 산물이 획득된다.

그리고 상기 운데실렌산은 6시간 동안 0.25 g/ℓ/h의 공급량으로 다시 제공되며, 그 후 48시간 동안 0.45 g/ℓ/h의 공급량으로 제공되고, 24시간 동안 0.25 g/ℓ/h의 공급량으로 제공된다; 즉, 총 30 g/ℓ. 이러한 운데실렌산은 경화 해바라기유 (1/3 산-2/3 오일)과 함께 혼합물로서 제공된다; 이러한 오일은 0.5 g/ℓ/h의 공급량으로 제공되고, 그 후 0.9 g/ℓ/h, 그 후 0.5 g/ℓ/h으로 제공된다. 글루코오스는 72시간 동안 0.36 g/ℓ/h의 공급량으로 동시 지속적으로 제공된다. 상기 pH는 전환 내내 5N NaOH로 6.5로 조절된다. 상기 속도는 900 rpm까지 증가하며, 상기 혼합물은 0.6 vvm의 비율로 통기된다. 상기 전환은 48시간 동안 유지된다.

9-데센-2-원 10.5 g/ℓ의 산물, 즉, 35%의 생물전환 산물이 획득되었다.

실시예 5: 추출 - 정제

pH 1.5에서 2로의 산성화는 85% 인산을 이용하여 수행한다. 상기 추출 용매 시클로헥산(cyclohexane)이 첨가되고 교반이 상온에서 1시간 동안 수행된다. 상기 혼합은 원심분리되고, 유기층을 얻는다. 메틸 케톤(methyl ketone)이 분석된다. 상기 용매는 농축되고, 기름기 있는 "원유 생성물"이 획득된다. 이는 진공상태에서 증류된다. "데레시네이션(deresination)"된 락톤(lactone) 및 열화 오일(depleted oil)이 획득되었다. 정제는 그 후 진공 상태에서 상기 분자를 분획함으로써 수행된다. 99% 순도 이상의 산물이 획득된다.

실시예 6: 향료에 있어서 9- 데센 -2-원의 평가

상기 99% 순도 9-데센-2-원은 스멜링 페이퍼(smelling paper) 및 용액(에탄올 5%)에서 시험되었다: 헤드 노트(head note)는 장미, 알데하이드, 아세트산 시트로넬릴 및 코리앤더 잎 노트(coriander leaf note) 및 마린 노트(marine notes)를 갖는 강력하고, 균일하다. 상기 베이스는 배 노트(pear note)를 갖는다.

실시예 7: 식품 향료에 있어서 평가

상기 99% 순도 9-데센-2-원은 8　ppm의 미네랄 물에서 시험되었다: 이는 과일 노트(fruity note)를 갖는다: 배, 사과 및 파인애플 및 그린(green) 및 패티 노트(fatty note). 이는 자연산 외국과일의 제조에 섬세함을 더하며, 더욱더 이러한 목적을 달성하는데 사용할 수 있는 천연의 분자가 많지 않다는 이유로 장점을 갖는다고 평가받았다. 특히, 9-데센-2-원의 "파인애플" 토낼리티(tonality)는 파인애플 종류의 토낼리티를 획득하기 위한 제조에 있어서 현재 가장 널리 사용되는 분자인, 카프론산 알릴(allyl caproate)을 대체하기 위한 매우 유력한 대체제로 여겨진다.

실시예 8: 식품 향료 및 향료 제형으로의 이용

외국 과일의 향미에 있어서, 9-데센-2-원의 첨가는 특이적으로 "파인애플"의 토낼리티를 얻을 수 있는 것을 가능하게 만든다.

하기의 제조예에 있어서, 일반적으로 제조에 사용되는 카프론산 알릴의 중량 대 중량의 9-데센-2-원으로의 대체는 카프론산 알릴에 의해 제공되는 파인애플 토낼리티를 더욱 유리하게 보충할 수 있게 만든다.

자연 카푸로산 에틸(ethyl caproate) 50 g

자연 말톨(Maltol) 20 g

자연 이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate) 35 g

자연 에틸 아이소발레르산(ethyl isovalerate) 37 g

자연 멘톨 코덱스(menthol codex) 8 g

자연 에틸 메틸-2-부티레이트(ethyl methyl-2-butyrate) 75 g

자연 에틸 아세테이트(ethyl acetate) 50 g

자연 이소아밀 부티레이트(isoamyl butyrate) 12 g

자연 에틸 부티레이트(ethyl butyrate) 35 g

정제된 장뇌(refined camphor) 2 g

자연 9-데센-2-원(9-decen-2-one) 200 g

자연 에틸 알코올(ethyl alcohol) qs. 1000 g

과즙이 있는 탄산이 없는 음료에서 이러한 혼합물의 50 ppm을 사용하는 것은 "파인애플" 노트의 특성을 준다; 동일하게 이러한 혼합물이 200 ppm으로 사용되었을 때, 소르베(sorbet)에 "파인애플" 특성을 주는 것도 사실이다.

여전히, 자연 향료 제형에 있어서, 9-데센-2-원은 예를 들어, 하기 제조예와 같이, 유리하게 "배(pear)" 노트를 얻는 것을 가능하게 만든다:

자연 카프로산(caproic acid) 1 내지 10 g

자연 이소아밀 알코올(isoamyl alcohol) 20 내지 60 g

자연 헥실 알코올(hexyl alcohol) 10 내지 50 g

자연 카프르산 에틸(ethyl caprate) 20 내지 80 g

자연 카푸릴산 에틸(ethyl caprylate) 50 내지 150 g

자연 이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate) 50 내지 150 g

자연 프로필 아세테이트(propyl acetate) 50 내지 150 g

자연 헥실 아세테이트(hexyl acetate) 50 내지 150 g

자연 부틸 아세테이트(butyl acetate) 50 내지 150 g

자연 에틸 아세테이트(ethyl acetate) 50 내지 150 g

자연 9-데센-2-원(9-decen-2-one) 20 내지 50 g

프로필렌 글리콜(propylene glycol) qs. 1000 g

5% 정도로 거의 달지 않은 음료 및 약간 산성을 띈 음료(0.1% 구연산)에서 이러한 혼합물 100 ppm의 이용은 "배(pear)" 노트 특성을 주며, 9-데센-2-원의 함량이 매우 낮아도(2 내지 5 ppm) "배(pear)" 노트 특성을 준다.

향료의 제조에 있어서, 9-데센-2-원은 예를 들어, 9-데센-2-원이 1%로 사용되어 샴푸의 향수 노트를 더욱 복잡하고 더욱 둥글게 만드는 하기 제조예와 같이, "꽃(floral), 그린(green), 바이올렛(violet)" 의 측면 및 샴푸의 "알데하이드 프루티(aldehyde fruity)" 노트를 밀어내는 것을 가능하게 만든다.

벤질 아세테이트(benzyl acetate) 70 g,

페닐에틸 알코올(phenylethyl alcohol) 100 g,

γ-운데카락톤(γ-undecalactone) 4 g,

시스-이소암브레토리드(cis-isoambrettolide) 10 g,

아니스알데하이드(anisaldehyde) 25 g,

박다놀(bacdanol) 80 g,

시트로넬롤(citronellol) 85 g,

에틸바닐린(ethylvanillin) 2 g,

게라니올(geraniol) 40 g,

메틸 디하이드로자스모네이트(methyl dihydrojasmonate) 120 g,

옥사사이클로헥사데센-2-원(oxacyclohexadecen-2-one) 100 g,

헬리오트로핀(heliotropin) 20 g,

2-아세틸-1,2,3,4,5,6,7,8,-옥타-하이드로-2,3,8,8,-테트라-메틸나프탈렌

(2-acetyl-1,2,3,4,5,6,7,8-octa-hydro-2,3,8,8-tetra-methylnaphthalene) 110 g,

아이소유제놀(isoeugenol) 2 g,

4-(1,1-디메틸에틸)-α-메틸벤젠-프로파날

(4-(1,1-dimethylethyl)-α-methylbenzene-propanal) 110 g,

리날로울(linalool) 60 g,

메틸 이오논(methyl ionone) 30 g,

바닐린(vanillin) 10 g,

2-옥티노익 산, 메틸 에스테르(2-octynoic acid, methyl ester) 12 g,

9-데센-2-원(9-decen-2-one) 10 g,

총 1000 g.

항료 및, 섬유 연유제의 다른 활용의 경우에 있어서, 0.5% 양의 9-데센-2-원의 존재는 상기 파우더를 주며, 하기 제조예에 지시된 바와 같이, 섬유 연유제 항기의 "사과" 및 "배" 프루티(fruity) 사이드를 밀어낸다:

벤질 아세테이트(benzyl acetate) 70 g,

페녹시알릴 아세테이트(phenoxyallyl acetate) 30 g,

페닐에틸 알코올(phenylethyl alcohol) 80 g,

헥실신남알데하이드(hexylcinnamaldehyde) 40 g,

C12 알데하이드(C12 aldehyde) 2 g,

시스-이소암브레토리드(cis-isoambrettolide) 60 g,

아니스알데하이드(anisaldehyde) 30 g,

2-사이클로헥실리덴-2-페닐아세토니트릴

(2-cyclohexyidene-2-phenylacetonitrile) 20 g,

박다놀(bacdanol) 50 g,

시트롤넬올(citronellol) 50 g,

쿠마린(coumarin) 80 g,

디하이드로마이르세놀(dihydromyrcenol) 100 g,

아세트산, 3a,4,5,6,7,7a-헥사하이드로-4,7-메타노-1H-인데닐 에스테르

(acetic acid, 3a,4,5,6,7,7a-hexahydro-4,7-methano-1H-indenyl ester)

65 g,

2-아세틸-1,2,3,4,5,6,7,8-옥타하이드로-2,3,8,8-타트라메틸나프탈렌

(2-acetyl-1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-2,3,8,8-tetramethylnaphthalene)

106 g,

메틸리온안템(methylionantheme) 40 g,

파촐리 에센스(patchouli essence) 30 g,

사이클로헥실 살리실산(cyclohexyl salicylate) 100 g,

디메틸 3-사이클로헥센-1-카르복스알데히드

(dimethyl 3-cyclohexene-1-carboxaldehyde) 8 g,

암브록산 5% DPG(Ambroxan 5% DPG) 6 g,

갈바늄 에센스 10% DPG(Galbanum essence 10% DPG) 10 g,

인돌 10% DPG(indole 10% DPG) 8 g,

9-데센-2-원-올 10% DPG(9-decen-1-ol 10% DPG) 10 g,

9-데센-2-원(9-decen-2-one) 5 g,

총 1000 g.

마지막으로, 크림의 경우, 9-데센-2-원(9-decen-2-one)은 예를들어, 하기의 제조예와 같이, 상기 크림에 강화된 꽃 노트(floral note)를 준다:

벤질 아세테이트(benzyl acetate) 49 g,

시스-3-헥세닐 아세테이트(cis-3-hexenyl acetate) 2 g,

아세트산리날릴(linalyl acetate) 85 g,

페닐에틸 알코올(phenylethyl alcohol) 65 g,

γ-운데카락톤(γ-undecalactone) 6 g,

알릴 아밀 글리코에이트(allyl amyl glycolate) 20 g,

안트라닐산메틸(methyl anthranilate) 5 g,

아니스알데히드(anisaldehyde) 10 g,

메틸벤조에이트(methylbenzoate) 8 g,

씨트로네롤(citronellol) 45 g,

에틸바닐린(ethylvanillin) 11 g,

게라니올(geraniol) 35 g,

메틸 하이드로자스모네이트(methyl hydrojasmonate) 130 g,

헬리오트로핀(heliotropin) 5 g,

시스-3-헥세놀(cis-3-hexenol) 2 g,

α-이오논(α-ionone) 23 g,

β-이오논(β-ionone) 4 g,

2-아세틸-1,2,3,4,5,6,7,8-옥타하이드로-2,3,8,8-테트라메틸타프탈렌

(2-acetyl-1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-2,3,8,8-tetramethylnaphthalene)

75 g,

4-(1,1-디메틸에틸)-α-메틸-벤젠에프로파날

(4-(1,1-dimethylethyl)-α-methyl-benzenepropanal) 70 g,

리날로올(linalool) 100 g,

파촐리 에센스(patchouli essence) 11 g,

γ-노나락톤(γ-nonalactone) 27 g,

시스-3-헥세놀 살리실레이트(cis-3-hexenyl salicylate) 35 g,

실리실산 헥실(hexyl salicylate) 75 g,

테르피네롤(terpineol) 48 g,

디메틸 3-사이클로헥센-1-카복스알데하이드

(dimethyl 3-cyclohexene-1-carboxaldehyde) 4 g,

바닐린(vanillin) 2 g,

아세틸 세드렌(acetyl cedrene) 12 g,

샌다롤(sandalore) 12 g,

디메틸 벤질 카비놀 부티레이트

(dimethyl benzyl carbinol butyrate) 1 g,

메틸 2,4-디하이드록시-3,6-디메틸-벤조에이트

(메틸 2,4-dihydroxy-3,6-dimethyl-benzoate) 13 g,

9-데센-2-원(9-decen-2-one) 10 g.

9-데센-2-원(9-decen-2-one)의 존재하에서, 상기 크림은 더욱 강력한 그린(green) 및 프레쉬(fresh) 노트(note)와 함께 더욱 헤드(head)해진다.

실시예 9: 독성 검사

상기 분자는 2002년 4월 24일자 "OECD 가이드라인 No. 404" 에 의해서 확립된 실험 프로토콜 및 "B.4 디렉티브(Directive) No. 2004/73/EC의 방법: 급성 피부 염증"에 따라 3마리의 토끼에 검사되었다.

9-데센-2-원(9-decen-2-one)은 자극물이 아니며, ("EEC 디렉티브(Directive) 67/548/59 및 99/45"에 따르면) 이를 이용하기 위하여 위험한 상징 또는 문구가 필요하지 않다고 나타났다.

유사하게 상기 분자는 2002년 4월 24일자 "OECD 가이드라인 No. 404" 에 의해서 확립된 실험 프로토콜 및 "B.5 디렉티브(Directive) No. 2004/73/EC의 방법: 급성 눈 염증"에 따라 3마리의 토끼에 검사되었다.

또한, 이는 9-데센-2-원(9-decen-2-one)은 자극물이 아니며, ("EEC 디렉티브(Directive) 67/548/59 및 99/45"에 따르면) 이를 이용하기 위하여 위험한 상징 또는 문구가 필요하지 않다고 나타났다.

마지막으로, 상기 LD50 검사(급성 경구 독성 (참조: 상기 동일한 디렉티브), 즉 2500　㎎/㎏)에서 얻은 수치는 상기 분자를 비위험성 분자로 분류를 가능하게 하였다.

이의 무해성으로 인하여, 이 분자가 제조에 사용할 수 있다고 보였으며, 망고 및 파인애플에서 증명된 존재로 인해서 이는 "자연" 라벨이라고 주장할 수 있는 식품 향료 및 향료 활용에 사용할 수 있다.

비록, 본 발명은 바람직한 실시예에 의해서 상기 기재되어 있으나, 이는 첨부된 청구항에 정의된 본 발명의 정신과 본질에 벗어나지 않으면서 변형될 수 있다고 이해된다.

Claims

하기의 단계를 포함하는, 몰드(mold)를 이용한 운데실렌산(undecylenic acid)의 생물전환을 특징으로 하는, 9-데센-2-원(9-decen-2-one)을 생산하는 방법:
a) 상기 몰드를 배양하는 단계;
b) 오일의 존재 하에서, 기질 운데실렌산(undecylenic acid)을 첨가하는 단계;
c) 상기 기질을 9-데센-2-원으로 생물전환하는 단계; 및
d) 9-데센-2-원을 추출 및 정제하는 단계.
제 1항에 있어서, 상기 몰드는 고지곰팡이(Aspergillaceae)과에 속하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 상기 몰드는 아스페르질루스(Aspergillus)속 또는 푸른곰팡이(Penicillium)속에 속하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 몰드는 모르티에렐라세에(Mortierellaceae)과 또는 뮤코라세에(Mucoraceae)과에 속하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4항에 있어서, 상기 몰드는 모르티에렐라(Mortierella)속 또는 뮤코(Mucor)속 또는 리조퍼스(Rhizopus)속에 속하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운데실렌산은 0.1 내지 0.9 g/ℓ/h의 공급량(feed rate)으로 발효 배지에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물전환 단계는 상기 운데실렌산이 0.1 내지 0.5 g/ℓ/h의 공급량으로 첨가되는 몰드의 적응의 첫 번째 단계, 및 그런 다음 상기 운데실렌산이 0.25 내지 0.9 g/ℓ/h의 공급량으로 첨가되는 두 번째 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 적응 단계의 지속기간은 20시간 미만이며, 바람직하게는 12시간 미만이며, 가장 바람직하게는 6시간 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일은 식용 등급 오일 또는 짧은 사슬 지방산으로부터 형성되는 트리글리세라이드(triglyceride) 또는 대안적으로 화이트 오일(white oil)로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일은 0.4 내지 4.0 g/ℓ/h의 공급량으로 발효 배지에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 글루코오스(glucosoe) 또는 말토오스(maltose)는 상기 운데실렌산 및 오일과 동시에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11항에 있어서, 상기 글루코오스 또는 말토오스는 1 g/ℓ/h 미만, 바람직하게는 0.75 g/ℓ/h 미만, 가장 바람직하게는 0.5 g/ℓ/h의 공급량으로 발효 배지에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운데실렌산, 오일 및 선택적으로 글루코오스 또는 말토오스의 발효 배지로의 첨가는 5 내지 96 시간 동안 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물 전환은 25℃ 내지 35℃, 바람직하게는 27℃ 내지 30℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발효 배지의 pH는 5 내지 8 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발효 배지의 통기(aeration)는 1 vvm 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물전환은 배양액에 인산, 염산, 황산 및 구연산으로 이루어진 군으로부터 선택된 산을 첨가하는 것에 의해 중단되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해서 획득된 9-데센-2-원(9-decen-2-one).