(57)【要約】【課題】フコキサンチンの生産量を増加させる技術を提供する。【解決手段】フコキサンチンを含有する藻類に、少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源から光を照射して培養することを特徴とするフコキサンチン高含有藻類の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フコキサンチンを含有する藻類に、少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源から光を照射して培養することを特徴とするフコキサンチン高含有藻類の製造方法。
【請求項２】
少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源が、緑色ＬＥＤである請求項１記載のフコキサンチン高含有藻類の製造方法。
【請求項３】
光を２０〜６５０ｐｐｆｄの強度で照射するものである請求項１または２記載のフコキサンチン高含有藻類の製造方法。
【請求項４】
フコキサンチンを含有する藻類が、褐藻または珪藻である請求項１〜３の何れかに記載のフコキサンチン高含有藻類の製造方法。
【請求項５】
フコキサンチンを含有する藻類が、オキナワモズクまたはモズクである請求項１〜３の何れかに記載のフコキサンチン高含有藻類の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のフコキサンチン高含有藻類の製造方法により得られるフコキサンチン高含有藻類。
【請求項７】
フコキサンチンを含有する藻類に、少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源から光を照射して培養することを特徴とするフコキサンチンを含有する藻類以外の藻類のコンタミネーション防止方法。
【請求項８】
培養容器および少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源を備えることを特徴とするフコキサンチン高含有藻類の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フコキサンチンの含有量が強化されたフコキサンチン高含有藻類の製造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フコキサンチンは以下の式で表されるカロテノイドの一種である。このフコキサンチンには強い抗酸化作用、抗肥満作用、抗糖尿病作用等の作用のあることが報告されており（非特許文献１）、アスタキサンチンに続く機能性カロテノイドとして期待されている。
【０００３】
【化１】
2020074733.tif 000002
【０００４】
しかしながら、フコキサンチンは珪藻等の微細藻、褐藻等の海藻等の藻類に含有されているものの、その量はごくわずかであり、そのことがフコキサンチンの利用が進まない原因であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２００９−００９４５６公報
【特許文献２】特願２００９−２１１７２１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】MAEDA et al: INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR MEDICINE 18: 147-152, 2006
【非特許文献２】伊波匡彦著、「海藻の培養によるカロテノイドの生産」、生物工学 第93巻  第7号  2015年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題はフコキサンチンの生産量を増加させる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、フコキサンチンを含有する藻類に、特定の光を照射して培養することにより、藻類に含有されるフコキサンチンを強化できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
すわなち、本発明はフコキサンチンを含有する藻類に、少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源から光を照射して培養することを特徴とするフコキサンチン高含有藻類の製造方法である。
【００１０】
また、本発明は上記製造方法により得られるフコキサンチン高含有藻類である。
【００１１】
更に、本発明はフコキサンチンを含有する藻類に、少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源から光を照射して培養することを特徴とするフコキサンチンを含有する藻類以外の藻類のコンタミネーション防止方法である。
【００１２】
また更に、本発明は培養容器および少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源を備えることを特徴とするフコキサンチン高含有藻類の製造装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のフコキサンチン高含有藻類の製造方法により、簡単な装置を用いて効率よく、藻類に含有されるフコキサンチンを強化したフコキサンチン高含有藻類を得ることができる。
【００１４】
そして、このフコキサンチン高含有藻類は、フコキサンチンの利用を拡大するために大いに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明製法で好ましい緑色ＬＥＤのスペクトルを示す図である。
【図２】本発明製法で好ましい白色ＬＥＤのスペクトルを示す図である。
【図３】実施例１で培養装置の模式図である。
【図４】実施例１で用いた各ＬＥＤのスペクトルを示す図である。
【図５】実施例１における藻体の質量の変化を示す図である。
【図６】実施例１における単位質量あたりのフコキサンチン含有量の変化を示す図である。
【図７】実施例１における培養容量あたりのフコキサンチン生産性の変化を示す図である。
【図８】実施例１における光源の波長と色素形成の関係を示す図である。
【図９】実施例１における光源の波長と色素形成の関係を示す図である。
【図１０】実施例３における光の強度による、藻体の質量の変化、単位質量あたりのフコキサンチン含有量の変化、培養容量あたりのフコキサンチン生産性の変化を示す図である。
【図１１】実施例３における光の強度と色素形成の関係を示す図である。
【図１２】実施例３における光の強度と色素形成の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のフコキサンチン高含有藻類の製造方法（以下、「本発明製法」という）は、フコキサンチンを含有する藻類に、少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源から光を照射して培養するものである。
【００１７】
本発明製法に用いられるフコキサンチンを含有する藻類は、特に限定されないが、例えば、ファエオダクチルム属（Ｐｈａｅｏｄａｃｔｙｌｕｍ）やタラシオシーラ属（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ）等の珪藻等、イソクリシス属（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ）に属する単細胞ハプト藻、ラフィド藻等、渦鞭毛藻等の微細藻、オキナワモズク、モズク（イトモズク）、ハバノリ、ワカメ、コンブ、ホンダワラ等の褐藻等の海藻等の藻類が挙げられる。これらの藻類の中でも褐藻または珪藻が好ましく、オキナワモズク、モズク、ハバノリがより好ましく、特にオキナワモズクまたはモズクが好ましい。培養に用いる藻類の状態は、特に限定されないが、盤状体および糸状体の状態のものが好ましい。
【００１８】
本発明製法に用いられる少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源は、特に限定されないが、例えば、緑色に該当する光（５００〜５６０ｎｍ）を主波長とする緑色ＬＥＤや、緑色に該当する光を含み、他の色に該当する光との組み合わせにより白色となっている白色ＬＥＤが好ましい。緑色ＬＥＤのスペクトルの例を図１に、白色ＬＥＤのスペクトルの例を図２に示す。このような光源は各種ＬＥＤメーカーから入手することができる。本発明製法においては、光源として特に緑色ＬＥＤを用いることにより、緑色の光を利用できないフコキサンチンを含有する藻類以外の藻類、例えば、緑藻等の生育を阻害でき、コンタミネーションを防止することができる。
【００１９】
本発明製法において、光源から光を照射する方法は特に限定されず、例えば、フコキサンチンを含有する藻類を培養する培養容器の外に光源を設置し、外から光を照射する方法、フコキサンチンを含有する藻類を培養する培養容器の中に光源を設置し、中から光を照射する方法等が挙げられる。また、光の照射周期は、特に限定されず、例えば、明期を６時間〜２４時間、好ましくは１２時間〜２４時間の周期とすればよい。更に、光の照射強度も特に限定されないが、一般的な藻類の培養条件と異なり、照射強度が強い方がフコキサンチンの含有量が強化されるため好ましく、より具体的には、２０〜６５０ｐｐｆｄの強度で照射、好ましくは３００〜６００ｐｐｆｄの強度で照射する。
【００２０】
本発明製法において、上記藻類の培養は、培養容器および少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源を備えた装置で行う。培養容器は特に限定されないが、例えば、樹脂、ガラス、ステンレス等で形成されたもの等が挙げられる。この培養容器に藻類を、海水、人工海水等の培養液と共に入れ、藻類の種類に適した水温で、必要により撹拌や空気導入等を行い、培養すればよい。培養期間は特に限定されないが、１週間〜６週間、好ましくは２週間〜４週間である。また、培養場所は特に限定されないが、他の波長の光が入らないように、屋内が好ましい。
【００２１】
上記のようにして藻類を培養することによりフコキサンチン高含有藻類が得られる。具体的に、本発明製法により、藻類中のフコキサンチンが約５倍以上、好ましくは１０〜３０倍強化される。
【００２２】
斯くして得られるフコキサンチン高含有藻類は、藻類が飲食可能なものであれば、そのまま飲食してもよいし、フコキサンチン高含有藻類を従来の飲食可能な藻類と同様に、各種飲食品の原料としてもよい。飲食品としては特に限定されないが、例えば、粉末、顆粒、錠剤、ソフトカプセル、ハードカプセル、飲料等が挙げられる。
【００２３】
また、フコキサンチン高含有藻類から公知の方法に従ってフコキサンチンを抽出、精製等を行ってもよい。こうして抽出されたフコキサンチンは、各種健康食品や化粧品、医薬部外品、医薬品等やその開発・研究に利用可能である。
【００２４】
本発明製法の好ましい態様として、フコキサンチンを含有する藻類としてオキナワモズクまたはモズクを用いる場合の条件を以下に示す。
フコキサンチンを含有する藻類：オキナワモズクまたはモズク
少なくとも緑色に該当する光を照射可能な光源：緑色ＬＥＤ
培養容器：ポリカーボネート製タンク、アクリル製タンク、レースウェイ型
光の強度：５０〜５００ｐｐｆｄ
光の周期：１２〜２４時間（明時間）
培養温度：２０〜３０℃
培養期間：２〜４週間
播種量：盤状体５〜１０ｇ／Ｌ
エアレーション：５０〜２００ｍL／ｍｉｎ／Ｌ
【００２５】
このようにして得られるオキナワモズクまたはモズクは、フコキサンチンを通常のオキナワモズクやモズクの１０倍以上、好ましくは２０〜１００倍含有するものとなる。
【００２６】
このようなフコキサンチン高含有オキナワモズクまたはモズクは、そのまま飲食してもよいし、モズク酢、塩蔵モズク、乾燥モズク、モズク佃煮、モズクスープ、モズクふりかけ、モズク入り麺、モズク天ぷら、モズク入りちきあげ、モズク入りご飯、モズク入りせんべい、モズク入りアイス等の飲食品にすることができる。また、フコキサンチン高含有オキナワモズクから、抽出、精製したフコキサンチンを、サプリメント等の健康食品、化粧品、医薬部外品、医薬品等にしてもよい。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
【００２８】
実  施  例  １
各種波長のＬＥＤを光源として用いたオキナワモズクの培養：
容量５Ｌのポリカーボネート製の透明な培養容器に培養液を添加した滅菌海水を入れ、これにオキナワモズクの盤状体（以下、これを単に「オキナワモズク」と略す）を１０ｇ播種したものを、最下部にＬＥＤを設置した図３に示すようなグロースチャンバーの棚の上段または下段に置いた。図４にこの培養に用いた各赤、緑、青、白のＬＥＤパネル（シーシーエス（株）製ISLM-150X150）のスペクトルを示した。このグロースチャンバーにおいて、光周期は明期２４時間、暗期０時間（２４Ｌ０Ｄ）、エアレーション（５００ｍＬ／ｍｉｎ）を行いながら２５℃で４週間オキナワモズクを培養した。また、グロースチャンバーの上段と下段の光の強度は約３０ｐｐｆｄと４５０ｐｐｆｄである。なお、光の強度はグロースチャンバーの設置場所の中心で、グロースチャンバーが無い状態で測定した（空気中）。また、以下の実施例でも同様にして光の強度を測定した。なお、実際の培養時のグロースチャンバー内の光の強度（水中）は、グロースチャンバーが無い状態で測定される光の強度よりも５〜１５％程度減少することが分かっている。
【００２９】
培養後、オキナワモズクはプランクトンネットで藻体を回収した後、脱水した質量を測定した。このオキナワモズクに含有されるフコキサンチンの量は、クロロホルム／メタノール（１：１）で抽出した後、ＯＤＳカラムを使用するＨＰＬＣで測定した。オキナワモズクの藻体あたりのフコキサンチンの含有量は、上記抽出後の藻体の乾燥質量を測定して算出した。また、フコキサンチン、クロロフィルａ（Chl a）、β−カロテン（β-carotene）、ビオラキサンチン（Vx）の色素組成は、同様にＯＤＳカラムを使用するＨＰＬＣで測定した。更に、生産性の指標は培養液１Ｌあたりのフコキサンチン収量で示した。これらの結果を図５〜９に示した。
【００３０】
オキナワモズクの培養において、光波長に関わらず強光量（強い光）の藻体生産量が高いことが分かった。本試験を行ったグロースチャンバー内の光源よりも実際のモズクの生育環境のほうが光量は高い。従って、更に強い光での培養がさらに生産量が向上すると考えられた。
【００３１】
オキナワモズクの培養において、藻体生産量は光波長の影響を受け、緑色と白色の藻体生産量が高い。これはモズクの光合成アンテナタンパク質（ＦＣＰ）の吸収波長（４００〜５５０ｎｍ）と一致することから、ＦＣＰが藻体生産量に影響していると考えられた。逆に、クロロフィルａ／ｃの吸収帯である赤色、青色は藻体生産量に大きくは影響しなかった。
【００３２】
同様に藻体当たりのフコキサンチン含量は光波長の影響を受け緑色、白色波長が藻体当たりのフコキサンチン含量が高い。フコキサンチンはＦＣＰに結合している色素であることから、より吸収が高く、光が強いほうがフコキサンチン含量が高くなった。光量に比例してフコキサンチン含量が増加するなら、さらに強い光で培養試験を行う必要があることが分かった。
【００３３】
光の影響を色素組成で検討した結果、緑色、白色波長はフコキサンチンに対してクロロフィルａの組成比が低くなった。このことは、光合成がＦＣＰを中心に行われていることを示唆した。
【００３４】
本試験において、これまで蛍光灯や自然光による培養と比較して約１０倍に培養容量あたりのフコキサンチン生産性が増加した。また、緑色のＬＥＤを用いることでＦＣＰのみ光合成ができ、コンタミネーションの防止に活用できることが分かった。
【００３５】
実  施  例  ２
白色ＬＥＤを光源として用いたオキナワモズクの培養：
実施例１で用いた白色ＬＥＤと、実施例１で用いた白色ＬＥＤにおいて緑色に該当する光の波長を強化した特注白色ＬＥＤ（シーシーエス（株）製：スペクトルを図２に示した）とを光源に用いて、培養期間を２週間とする以外は、実施例１と同様にオキナワモズクを培養した。
【００３６】
フコキサンチンの生産性を実施例１と同様に求めたところ、この特注白色ＬＥＤを光源として用いることにより、フコキサンチンの生産性は通常の白色ＬＥＤを光源として用いた場合よりも、１．５倍となった。
【００３７】
実  施  例  ３
緑色ＬＥＤを光源として用いたモズクの培養：
容量５Ｌのポリカーボネート製の透明な培養容器に滅菌海水を入れ、これにモズクの盤状体（以下、これを単に「モズク」と略す）を１０ｇ播種したものを、実施例１で用いたのと同様のグロースチャンバーの棚の上段と下段に置いた。なお、グロースチャンバーの最下部には緑色ＬＥＤを１または３枚を光源として設置した。また、緑色ＬＥＤ１枚の方の棚の上段は１６ｐｐｆｄ（弱）、下段は２４０ｐｐｆｄ（強）、緑色ＬＥＤ３枚の方の棚の上段は２５０ｐｐｆｄ（弱）、下段は６５００ｐｐｆｄ（強）の光の強度であった。このグロースチャンバーにおいて、光周期は明期２４時間、暗期０時間（２４Ｌ０Ｄ）で２週間モズクを培養した。また、培養の最中、１週間に２回、栄養塩ＴＳＰ２９（１．２５％硝酸ナトリウム、１．２５％リン酸ナトリウム混液）を１ｍｌ添加した。
【００３８】
培養したモズクに対して、実施例１と同様にして藻体質量、フコキサンチンの含有量および培養液１Ｌあたりのフコキサンチン収量を求めた。その結果を図１０に示した。また、光の強度と色素組成の関係を図１１および１２に示した。
【００３９】
緑色ＬＥＤ１枚と３枚の光源を用いて培養を行ったところ、藻体質量は光量の強さに比例し増加することが分かった。また、最大の光量である緑色ＬＥＤ３枚の下段（６５０ｐｐｆｄ）において藻体質量は多いが、藻体あたりおよび培養容器当りのフコキサンチン含量が低くなった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明製法は、フコキサンチンの含有量が高い藻類得ることができるため、各種効能を有するフコキサンチンの利用を拡大するため大いに役立つ。
【符号の説明】
【００４１】
１    培養装置
２    培養容器
３    グロースチャンバー
４    ＬＥＤ光源
【図１】
2020074733.tif 000003
【図２】
2020074733.tif 000004
【図３】
2020074733.tif 000005
【図４】
2020074733.tif 000006
【図５】
2020074733.tif 000007
【図６】
2020074733.tif 000008
【図７】
2020074733.tif 000009
【図８】
2020074733.tif 000010
【図９】
2020074733.tif 000011
【図１０】
2020074733.tif 000012
【図１１】
2020074733.tif 000013
【図１２】
2020074733.tif 000014