(57)【要約】      （修正有）【課題】褐藻類中のフコキサンチンを濃化することが可能な、新規かつ改良されたフコキサンチンの製造方法を提供する。【解決手段】鉄濃度が１００μｇ／Ｌ超に調整された海水中に、褐藻類を投入する褐藻類投入工程と、褐藻類が投入された海水に少なくとも４００〜５００ｎｍの波長を含む光を照射する光照射工程と、を含むことを特徴とするフコキサンチンの製造方法である。褐藻類の成長を促進することができるのみならず、フコキサンチンを濃化させることができる。【選択図】図１
2017163951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄濃度が１００μｇ／Ｌ超に調整された海水中に、褐藻類を投入する褐藻類投入工程と、
前記褐藻類が投入された前記海水に少なくとも４００〜５００ｎｍの波長を含む光を照射する光照射工程と、を含むことを特徴とするフコキサンチンの製造方法。
【請求項２】
前記光照射工程では、波長が５００ｎｍ以下となる光のみを前記海水に照射することを特徴とする、請求項１記載のフコキサンチンの製造方法。
【請求項３】
前記光照射工程では、波長が４００〜５００ｎｍの光の光量を４０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ以上とすることを特徴とする、請求項１または２記載のフコキサンチンの製造方法。
【請求項４】
前記海水に前記海水中の鉄と錯体を形成する有機配位子をさらに添加することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフコキサンチンの製造方法。
【請求項５】
前記有機配位子には、エチレンジアミン四酢酸が含まれることを特徴とする、請求項４記載のフコキサンチンの製造方法。
【請求項６】
前記光照射工程では、波長が３１５〜４００ｎｍとなる光をさらに前記海水に照射することを特徴とする、請求項４または５記載のフコキサンチンの製造方法。
【請求項７】
海水に鉄鋼スラグを投入することで、海水中の鉄濃度を１００μｇ／Ｌ超に調整することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフコキサンチンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フコキサンチンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フコキサンチンは、カロテノイドの一種であり、褐藻類のみが有している。フコキサンチンは、抗肥満作用、ガン細胞への高いアポトーシス誘導作用、ＤＨＡ合成促進作用、及び抗炎症作用などの高い機能性を有する。このため、近年、フコキサンチンが非常に注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１５５６９号公報
【特許文献２】特開２００４−１４７６４１号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、天然の褐藻類に含まれるフコキサンチンは極めて少ない。このため、天然の褐藻類からフコキサンチンを摂取したい場合、大量の褐藻類を摂取する必要があった。このため、褐藻類中のフコキサンチンを濃化させる技術が強く求められていた。なお、特許文献１、２には、藻類の培養方法が開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示された技術では、藻類に６３０〜６９０ｎｍの単色光（赤色光）及び／または４００〜４６０ｎｍの単色光（青色光、紫色光）を照射する。特許文献１には、培養可能な藻類として褐藻類も挙げられている。特許文献２に開示された技術では、藻類に３５０〜５３０ｎｍの光を照射する。特許文献２には、培養可能な藻類として褐藻類も挙げられている。しかし、本発明者がこれらの技術を検証してみたところ、これらの技術によっては、褐藻類中のフコキサンチンをほとんど濃化させることができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、褐藻類中のフコキサンチンを濃化することが可能な、新規かつ改良されたフコキサンチンの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、鉄濃度が１００μｇ／Ｌ超に調整された海水中に、褐藻類を投入する褐藻類投入工程と、褐藻類が投入された海水に少なくとも４００〜５００ｎｍの波長を含む光を照射する光照射工程と、を含むことを特徴とするフコキサンチンの製造方法が提供される。
【０００８】
ここで、光照射工程では、波長が５００ｎｍ以下となる光のみを海水に照射してもよい。
【０００９】
また、光照射工程では、波長が４００〜５００ｎｍの光の光量を４０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ以上としてもよい。
【００１０】
また、海水に海水中の鉄と錯体を形成する有機配位子をさらに添加してもよい。
【００１１】
また、有機配位子には、エチレンジアミン四酢酸が含まれてもよい。
【００１２】
また、光照射工程では、波長が３１５〜４００ｎｍとなる光をさらに海水に照射してもよい。
【００１３】
また、海水に鉄鋼スラグを投入することで、海水中の鉄濃度を１００μｇ／Ｌ超に調整してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、鉄濃度が１００μｇ／Ｌ超に調整された海水中に、褐藻類を投入し、ついで、褐藻類が投入された海水に少なくとも４００〜５００ｎｍの波長を含む光を照射する。このため、本観点によれば、褐藻類の成長を促進することができるのみならず、フコキサンチンを濃化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】褐藻類の培養実験開始からの経過日数と、褐藻類の投影面積との対応関係を海水中の鉄濃度毎に示すグラフである。
【図２】海水中の鉄濃度と褐藻類中のフコキサンチン濃度との対応関係を示すグラフである。
【図３】褐藻類の培養実験開始からの経過日数と、褐藻類の投影面積との対応関係を青色光の光量毎に示すグラフである。
【図４】褐藻類の培養実験開始からの経過日数と、褐藻類の投影面積との対応関係を光の照射態様毎に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
＜１．フコキサンチンの製造方法＞
（１−１．褐藻類投入工程）
本実施形態に係るフコキサンチンの製造方法は、褐藻類投入工程と、光照射工程とを含む。そこで、まず、褐藻類投入工程について説明する。
【００１８】
褐藻類投入工程では、まず、鉄濃度（より具体的には、鉄イオン濃度）が１００μｇ／Ｌ超に調整された海水を準備する。天然の海水中の鉄濃度は１００μｇ／Ｌよりもはるかに低い。そこで、海水に鉄源を投入することで、海水中の鉄濃度を調整する。
【００１９】
ここで、海水に投入可能な鉄源は、海水に鉄イオンを溶出可能であり、かつ、褐藻類の培養を阻害しないものであれば特に制限されない。鉄源としては、例えば、鉄鋼スラグ、スケール、鉄粉、酸化鉄粉、砂鉄、石炭溶融灰、及び塩化鉄等が挙げられる。鉄鋼スラグは、例えば製鋼スラグである。塩化鉄は、２価鉄の塩化物、すなわち塩化物（ＩＩ）であることが好ましい。なお、海水に鉄源を投入する代わりに、栄養強化海水（ＰＥＳ）を海水に投入してもよい。すなわち、海水中の鉄濃度を調整する方法は特に制限されず、褐藻類の培養を阻害しないものであれば特に制限されない。
【００２０】
後述する実験例に示される通り、鉄濃度が１００μｇ／Ｌを超える場合、褐藻類自体の成長速度が飛躍的に増大するのみならず、褐藻類中のフコキサンチンの濃度も飛躍的に増大する。このため、本実施形態では、海水中の鉄濃度を１００μｇ／Ｌ超に調整する。
【００２１】
ここで、鉄濃度が５００μｇ／Ｌ以上となる場合、褐藻類の成長速度はほぼ頭打ちとなる。しかし、フコキサンチンの濃度は依然として鉄濃度に依存して増大する。したがって、フコキサンチンの濃化という観点からは、鉄濃度は５００μｇ／Ｌ以上であることが好ましい。このように、本発明者は、鉄濃度を５００μｇ／Ｌ以上となる場合に、褐藻類自体の成長速度がほとんど変化しなくても、フコキサンチンの濃度は増大することを見出した。
【００２２】
なお、海水中の鉄濃度の上限値は特に制限されないが、１０００μｇ／Ｌ以下であることが好ましい。後述する実験例に示される通り、海水中の鉄濃度が１０００μｇ／Ｌを超えても、褐藻類の成長速度及びフコキサンチンの濃度はほぼ頭打ちになるからである。もちろん、鉄濃度が１０００μｇ／Ｌを超えても褐藻類に悪影響を及ぼすわけではないので、鉄濃度は１０００μｇ／Ｌを超えても良い。
【００２３】
次いで、海水中に褐藻類を投入する。褐藻類は幼体であっても、成体であっても良い。幼体及び成体の両方を海水中に投入してもよい。
【００２４】
ここで、海水中には、鉄イオンと錯体を形成する有機配位子をさらに添加してもよい。この場合、後述する光照射工程において、波長が３１５〜４００ｎｍとなる光、すなわちＵＶＡを海水に照射することが好ましい。海水は弱アルカリ性であるため、２価鉄の溶解度は極めて低い。このため、海水中の鉄イオンは、主に３価イオンとなっている。しかし、鉄イオン錯体中の鉄イオンは、ＵＶＡが照射されることで２価イオンとなる。より詳細には、鉄イオン錯体中の有機配位子は、ＵＶＡによって励起する。そして、有機配位子の励起によって発生した電子が、鉄イオン錯体中の鉄イオンを還元する。これによって、鉄イオンは２価イオンとなる。さらに、有機配位子によって２価イオンが安定化する。すなわち、有機配位子は、海水中の２価イオンを安定化させることができる。そして、このような２価イオンは、フコキサンチンの濃化を促進する。
【００２５】
ここで、有機配位子は、鉄イオンと錯体を形成するものであれば特に制限されない。有機配位子としては、エチレンジアミン四酢酸が挙げられる。他の例としては、腐植物質から得られるアミノ酸等が挙げられる。さらに他の例としては、各種のヒドロキシカルボン酸（例えば、グルクロン酸、アスコルビン酸、プロトカテキュ酸等）が挙げられる。
【００２６】
また、鉄源として２価鉄の塩（例えば、塩化鉄（ＩＩ））を使用する場合、鉄源とともに有機配位子を海水に投入することが好ましい。この場合、有機配位子によって海水中の２価イオンが直ちに保護されるからである。また、この場合、ＵＶＡは必ずしも照射しなくてもよい。海水中にはすでに多くの２価イオンが有機錯体として存在するからである。なお、この場合であってもＵＶＡを海水に照射してもよいことはもちろんである。この場合、海水中に残る鉄の３価イオンは、有機配位子によって錯体となっているので、上述した還元作用を受けることができる。すなわち、３価イオンは２価イオンとなる。したがって、海水中の２価イオンの濃度をより高めることができる。
【００２７】
（１−２．光照射工程）
光照射工程では、褐藻類が投入された海水に光を照射する。ここで、海水に照射される光は、少なくとも４００〜５００ｎｍの波長を含んでいればよい。すなわち、白色光であってもよい。これにより、褐藻類を成長させることができ、かつ、フコキサンチンを濃化させることができる。
【００２８】
ここで、海水には、波長が５００ｎｍ以下となる光のみを照射することが好ましく、波長４００〜５００ｎｍの光、すなわち青色光を海水に照射することがより好ましい。後述する実験例に示される通り、海水に白色光を当てた場合よりも、青色光を当てた場合の方が褐藻類を多く培養することができ、かつ、フコキサンチン濃度も高くなるからである。ここで、青色光の光量は４０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ以上であることが好ましい。この場合、褐藻類をより多く培養することができ、かつ、フコキサンチン濃度もより高くなる。
【００２９】
また、海水に上述した有機配位子を投入した場合、さらにＵＶＡを照射することが好ましい。この場合、フコキサンチンの濃化を促進することができる。
【００３０】
なお、海水に有機配位子を投入せずにＵＶＡを照射しても褐藻類の成長は促進されず、フコキサンチンも濃化しない。さらに、有機配位子が投入された海水にＵＶＢあるいはＵＶＣを照射しても、褐藻類の成長は促進されず、フコキサンチンも濃化しない。海水にＵＶＢあるいはＵＶＣを照射した場合、ＵＶＢあるいはＵＶＣは海水に即座に吸収され褐藻類に届かないだけでなく、褐藻類の成長はむしろ阻害される傾向にある。したがって、有機配位子とＵＶＡを組み合わせることが非常に重要である。
【００３１】
以上により、本実施形態によれば、鉄濃度が１００μｇ／Ｌ超に調整された海水中に、褐藻類を投入し、ついで、褐藻類が投入された海水に少なくとも４００〜５００ｎｍの波長を含む光を照射する。このため、褐藻類の成長を促進することができるのみならず、フコキサンチンを濃化させることができる。
【００３２】
また、海水に有機配位子をさらに投入した上で、ＵＶＡを照射することで、褐藻類の成長をさらに促進することができるのみならず、フコキサンチンをさらに濃化させることができる。本発明のフコキサンチンの製造方法は、褐藻類中のフコキサンチンの濃化方法であり、更に本実施形態によってフコキサンチンの濃化された褐藻類からの抽出をも含むものである。褐藻類からの抽出は、従来のいかなる方法を用いてもよい。例えば、工業的な生産方法として以下のような方法が挙げられる。褐藻類を細断し、スラリー状にして、水溶性溶媒、たとえばエタノール、メタノール、アセトンなどを加えて、フコキサンチンを含む脂質成分を抽出する。その後、遠心分離や加圧ろ過などによって固形分を分離する。得られた海藻成分溶出液を更に合成吸着樹脂に通して、フコキサンチンを溶離し、濃縮することで高純度のフコキサンチンを得ることができる。
【実施例】
【００３３】
＜１．実験例１＞
実験例１では、光の種類が褐藻類の成長及びフコキサンチン濃度に与える影響を確認するために、以下の培養実験を行った。まず、ホンダワラの一種であるアカモクの幼体１５個体をシャーレに入れた。また、培地として、鉄濃度が５４０μｇ／Ｌの栄養強化海水をシャーレに投入した。ここで、栄養強化海水は、滅菌海水に２体積％（滅菌海水に対する体積％）のＰＥＳを添加することで得た。ここで、ＰＥＳ（Ｐｒｏｖａｓｏｌｉ’ｓ  ｅｎｒｉｃｈｅｄ  ｓｅａ  ｗａｔｅｒ）は、一般的な栄養強化培地であり、鉄をはじめとした微量金属、窒素、リン、ビタミン類などからなる。なお、鉄は、有機錯体エチレンジアミン四酢酸と錯体を形成した状態で含まれている。また、鉄濃度は原子吸光分析法で測定した。
【００３４】
ついで、培地及びアカモクの幼体が投入されたシャーレを培養庫（ＥＹＥＬＡ製、ＬＴＩ−７００）に格納した。ついで、２０℃、１２時間明期、１２時間暗期の培養条件で２１日間アカモクを培養した。照射する光は４０μｍｏｌ／ｍ２／ｓの白色光または青色光（波長４００〜５００ｎｍ）とした。すなわち、実験例１では、白色光を用いた培養実験と青色光を用いた培養実験とを行った。実験期間中、培地の交換は行わなかった。また、実験期間中、定期的にアカモクの投影面積を測定し、この投影面積をアカモクの成長量とした。ここで、投影面積は、以下の工程で測定した。すなわち、アカモクを撮影し、それによって得られたデジタル画像を画像処理ソフト（ｉｍａｇｅ−ｊ）で処理することで、投影面積を測定した。
【００３５】
培養実験終了後、アカモクを回収、乾燥した。ついで、乾燥したアカモクを５ｍｇ秤取り、８０体積％アセトン水溶液に浸けた。ついで、アセトン中のアカモクに対して２０分間超音波処理を行った。これにより、アカモク懸濁液を作製した。ついで、アカモク懸濁液を一晩冷蔵庫内に放置した。これにより、アカモク中のフコキサンチンをアセトン水溶液中に溶出させた。すなわち、フコキサンチン抽出液を作製した。
【００３６】
翌日、フコキサンチン抽出液の吸光度（Ａ４７０、Ａ６４５、Ａ６６３）を蛍光分光光度計（日立製Ｕ−２９１０）で測定した。ついで以下の工程によりフコキサンチンの質量を測定した。ここで、Ａ４７０、Ａ６４５、Ａ６６３は、それぞれ波長４７０ｎｍ、６４５ｎｍ、６６３ｎｍにおける吸光度を意味する。
【００３７】
まず、下記式（１）〜（３）に基づいて、抽出液中の全カロテノイド濃度（μｇ／ｍｌ）を算出した。なお、この計算式は、非特許文献（Ｌｉｃｈｔｅｎｔｈａｌｅｒ  ａｎｄ  Ｗｅｌｂｕｒｎ，  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  １１，  ｐｐ５９１−５９２，  １９８３）に開示されている。
【００３８】
Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ＝（１０００＊Ａ４７０−３．２７＊ｘ−１０４＊ｙ）／２２７      （１）
ｘ＝１２．２１＊Ａ６６３−２．８１＊Ａ６４５      （２）
ｙ＝２０．１３＊Ａ６４５−５．０３＊Ａ６６３      （３）
【００３９】
ついで、得られた全カロテノイド濃度に０．９を乗じることで、抽出液中のフコキサンチン濃度（μｇ／ｍｌ）を算出した。ここで、全カロテノイド濃度に０．９を乗じたのは、ホンダワラに含まれる全カロテノイドのうち、９０質量％がフコキサンチンであることが知られているからである。この内容は、例えば非特許文献（Ｈａｕｇａｎ  ａｎｄ  Ｌｉａａｅｎ−Ｊｅｎｓｅｎ，  Ａｌｇａｌ  ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ５４．  Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ  ｏｆ  ｂｒｏｗｎ  ａｇｌａｅ  （Ｐｈａｅｏｐｈｙｃｅａｅ），  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｅｃｏｌｏｇｙ，２２，  ２５−２９，  １９９４）に開示されている。なお、残りの１０質量％はβカロテンである。
【００４０】
ついで、抽出液中の全フコキサンチン濃度、抽出液の総体積、及び抽出液の作製に使用したアカモクの乾燥質量（＝５ｍｇ）に基づいて、フコキサンチン濃度（ｍｇ／ｇ−ｄｒｙ）を算出した。ここで、フコキサンチン濃度は、単位乾燥質量のアカモクに含まれるフコキサンチンの質量を意味する。表１に実験結果を示す。なお、表１中の投影面積は、最終的な（すなわち、実験最終日での）投影面積を示す。
【００４１】
【表１】
2017163951.tif 000003
【００４２】
表１から明らかな通り、青色光の照射により得られたアカモクの投影面積は、白色光と比較して約１．８倍となった。したがって、アカモクに青色光を照射することで、アカモクの成長がより促進されることが明らかとなった。さらに、青色光の照射により得られたアカモク中のフコキサンチン濃度は、白色光と比較して約１．３倍となった。アカモクに青色光を照射することで、アカモク中のフコキサンチンがより濃化されることも明らかとなった。
【００４３】
＜２．実験例２＞
実験例２では、鉄濃度が褐藻類の成長及びフコキサンチン濃度に与える影響を確認するために、以下の培養実験を行った。まず、ホンダワラの一種であるアカモクの幼体１５個体をシャーレに入れた。また、培地として、栄養強化海水をシャーレに投入した。ここで、栄養強化海水は、滅菌海水に２体積％（滅菌海水に対する体積％）のＰＥＳを添加することで得た。ここで、ＰＥＳは、実験例１のＰＥＳから鉄源を除いたものとした。このようなサンプルを８つ準備した。さらに、塩化鉄（ＩＩ）と鉄の有機配位子となるＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）とを１：１のモル比で混合した塩化鉄水溶液を準備した。ついで、上記各サンプルに塩化鉄水溶液を添加することで、鉄濃度が０、５、１０、１５、３０、１００、５００、１０００μｇ／Ｌとなるサンプルを準備した。鉄濃度の測定は実験例１と同様にして行った。
【００４４】
ついで、各サンプルを培養庫（ＥＹＥＬＡ製、ＬＴＩ−７００）に格納した。ついで、２０℃、１２時間明期、１２時間暗期の培養条件で２１日間アカモクを培養した。照射する光は８０μｍｏｌ／ｍ２／ｓの青色光（波長４００〜５００ｎｍ）とした。実験期間中、培地の交換は行わなかった。また、実験期間中、定期的にアカモクの投影面積を測定し、この投影面積をアカモクの成長量とした。投影面積の測定は実験例１と同様にして行った。また、実験終了後にアカモク中のフコキサンチン濃度を測定した。測定は実験例１と同様にして行った。図１は、アカモクの培養実験開始からの経過日数と、アカモクの投影面積との対応関係を海水中の鉄濃度毎に示すグラフである。横軸は経過日数を示し、縦軸は投影面積を示す。図１のｎは、培養実験に使用した幼体の個数（ここでは鉄濃度によらず１５個）を意味する。図２は、海水中の鉄濃度とアカモク中のフコキサンチン濃度との対応関係を示すグラフである。横軸は鉄濃度を示し、縦軸はフコキサンチン濃度を示す。
【００４５】
まず、図１から検証する。鉄濃度が０μｇ／Ｌとなる場合、アカモクの成長は他の鉄濃度に比べて著しく停滞した。一方、鉄濃度が５μｇ／Ｌ以上となる場合、鉄濃度に依存してアカモクの成長が促進された。具体的には、アカモクの成長速度（単位日数当りの投影面積の増大量）は、鉄濃度に依存して大きくなった。特に、鉄濃度が１００μｇ／Ｌを超える場合、アカモクの成長速度が飛躍的に増大した。ただし、鉄濃度が５００μｇ／Ｌ以上となる場合、成長速度の鉄濃度依存性は小さくなった。そして、鉄濃度が１０００μｇ／Ｌを超えた場合では、成長速度はほとんど変化しなかった。したがって、鉄濃度を１０００μｇ／Ｌより大きくしても、アカモクの成長に悪影響はないが、成長の促進効果は小さいことが示唆された。この結果、最終的な投影面積は、鉄濃度が５〜１０００μｇ／Ｌの範囲内では、鉄濃度に依存して増大することがわかった。しかし、鉄濃度が５μｇ／Ｌでは、最終的な投影面積は非常に小さくなった。このため、アカモクの成長という観点からは、鉄濃度が１０〜１０００μｇ／Ｌが好ましいことがわかった。
【００４６】
次に、図２を検証する。鉄濃度が０μｇ／Ｌとなる場合、フコキサンチンの濃度は検出限界を下回っていた。鉄濃度が０μｇ／Ｌとなる場合、アカモクの成長が非常に小さいので、このような結果になったと推定される。
【００４７】
一方、鉄濃度が５〜１０００μｇ／Ｌとなる場合には、鉄濃度に依存してフコキサンチン濃度が増大した。特に、鉄濃度が１００μｇ／Ｌを超えた段階からフコキサンチン濃度が飛躍的に増大した。フコキサンチン濃度は、鉄濃度が５００μｇ／Ｌ以上となっても鉄濃度に依存して増大した。なお、フコキサンチン濃度はアカモクの褐色が濃くなることでも確認できた。しかし、フコキサンチン濃度は、１０００μｇ／Ｌを超えたあたりから頭打ちになった。したがって、図１と同様に、鉄濃度を１０００μｇ／Ｌより大きくしても、アカモクの成長に悪影響はないが、フコキサンチン濃度の増大効果は小さいことが示唆された。したがって、フコキサンチンの濃化という観点からは、鉄濃度が１００μｇ超〜１０００μｇが好ましいことがわかった。
【００４８】
したがって、アカモクの成長及びフコキサンチン濃化の両方を考慮すると、鉄濃度は、１００μｇ／Ｌ超であることが好ましいことがわかった。また、鉄濃度が５００μｇ／Ｌ以上であっても、フコキサンチンの濃度は鉄濃度に依存して増大する。したがって、フコキサンチンの濃化という観点からは、鉄濃度は５００μｇ／Ｌ以上であることが好ましいことがわかった。一方、アカモクの成長及びフコキサンチンの濃化が頭打ちになるため、鉄濃度は１０００μｇ／Ｌ以下であることが好ましいことがわかった。
【００４９】
＜３．実験例３＞
実験例３では、青色光の光量が褐藻類の成長及びフコキサンチン濃度に与える影響を確認するために、以下の培養実験を行った。まず、複数のシャーレを用意し、各シャーレにホンダワラの一種であるアカモクの幼体を１５個投入した。また、各シャーレに培地として実験例１と同様の栄養強化海水をシャーレに投入した。
【００５０】
ついで、培地及びアカモクの幼体が投入されたシャーレを培養庫（ＥＹＥＬＡ製、ＬＴＩ−７００）に格納した。ついで、２０℃、１２時間明期、１２時間暗期の培養条件で２１日間アカモクを培養した。照射する光は青色光（波長４００〜５００ｎｍ）とした。また、シャーレ毎に光量を変更した。具体的には、光量を１０、２０、４０、６０、８０μｍｏｌ／ｍ２／ｓのいずれかとした。すなわち、実験例１では、青色光の光量を変えて培養実験を行った。実験期間中、培地の交換は行わなかった。また、実験期間中、定期的にアカモクの投影面積を測定し、この投影面積をアカモクの成長量とした。また、投影面積は、実験例１と同様にして測定した。また、培養実験終了後にフコキサンチン濃度を測定した。フコキサンチン濃度の測定は実験例１と同様にして行った。
【００５１】
図３は、アカモクの培養実験開始からの経過日数と、アカモクの投影面積との対応関係を青色光の光量毎に示すグラフである。図３から明らかな通り、光量が４０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ未満では、光量の増大とともにアカモクの成長速度が増大した。一方、光量が４０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ以上では、アカモクの成長速度がほぼ頭打ちとなった。
【００５２】
また、フコキサンチン濃度は、光量が大きいほど大きくなった。また、光量が４０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ以上であってもフコキサンチンの濃化が確認できた。したがって、青色光の光量は４０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ以上が好ましいことがわかった。
【００５３】
＜４．実験例４＞
実験例４では、ＵＶＡ及び有機配位子が褐藻類の成長及びフコキサンチン濃度に与える影響を確認するために、以下の培養実験を行った。まず、２つのシャーレを用意し、各シャーレにアカモクの幼体を９個投入した。また、スラグ系施肥材の溶出液を鉄源として準備した。ここで、スラグ系施肥材の溶出液は以下の工程で準備した。まず、炭酸化を行なった製鋼スラグと広葉樹の剪定材からなり有機配位子を含む腐植物質とを２：１（質量比）で混合したスラグ系施肥材３００ｇを海水１Ｌ中に浸漬させた。ついで、室温及び暗条件下において、１４日間１００ｒｐｍでスラグ系施肥材３００ｇを含む海水を振とうさせた。以上の工程によりスラグ系施肥材の溶出液を作製した。スラグ系施肥材の溶出液には、金属鉄換算で全鉄（金属Ｆｅ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３など）が０．０８ｍｇ／Ｌ、無機態窒素（ＮＨ４−Ｎ、ＮＯ２−Ｎ、ＮＯ３−Ｎの和）が２９．９ｍｇ／Ｌ、リン酸態リンが０．３９ｍｇ／Ｌ、珪酸態ケイ素が３．７２ｍｇ／Ｌ含んでいた。ここで、鉄濃度は実験例１と同様に分析した。無機態窒素、及びリン酸態リンについては、オートアナライザー（フランベール社製、ＴＲＡＡＣＳ２０００）を使用して分析した。珪酸態ケイ素については、採水後に塩酸で酸処理（ｐＨ２．０未満）を行い、海水中の鉄分を全て溶解させた上で、ＩＣＰ−ＭＳ（島津製作所社製、ＩＣＰＥ−９０００）によって分析した。ついで、実験例１で使用した滅菌海水に、上記で作製したスラグ系施肥材の溶出液を添加したものを培地としてシャーレに投入した。溶出液の添加量は、滅菌海水に対して２体積％とした。
【００５４】
そして、各シャーレを培養庫（ＥＹＥＬＡ製、ＬＴＩ−７００）に格納した。ついで、２０℃、１２時間明期、１２時間暗期の培養条件で２７日間アカモクを培養した。照射する光は、光量８０〜１００μｍｏｌ／ｍ２／ｓの青色光（波長４００〜５００ｎｍ）とした。また、実験区のシャーレには、当該青色光に加え、０．５ｍＷ／ｃｍ２（光源：ブラックライト、３５２ｎｍ、約１６μｍｏｌ／ｍ２／ｓ光量子換算）のＵＶＡを照射した。すなわち、実験例４では、光の照射態様を変えて培養実験を行った。実験期間中、培地の交換は行わなかった。また、実験期間中、定期的にアカモクの投影面積を測定し、この投影面積をアカモクの成長量とした。また、投影面積は、実験例１と同様にして測定した。また、培養実験終了後にフコキサンチン濃度を測定した。フコキサンチン濃度の測定は実験例１と同様にして行った。
【００５５】
図４は、アカモクの培養実験開始からの経過日数と、アカモクの投影面積との対応関係を光の照射態様毎に示すグラフである。図４中のｎは、幼体の個数を示す。なお、図４のエラーバーは、個体毎の測定値のバラ付きを示し、プロットは、測定値の算術平均値を示す。アカモクは、ＵＶＡの有無に関わらず、ほぼ同調的に成長した。したがって、ＵＶＡはアカモクの成長を阻害しなかった。一方、以下の表２から明らかな通り、実験区では、フコキサンチン濃度が大きく増大した。具体的には、対照区の結果に対して１．４倍増大した。なお、表２に示すフコキサンチン濃度は、各個体で得られた測定値の算術平均値である。実験区では、有機配位子によって鉄イオンが錯体となっている。さらに、鉄イオンの錯体にＵＶＡが照射されるので、錯体中の鉄イオンが２価イオンとなる。そして、このような２価イオンは、フコキサンチンの濃化を促進する。
【００５６】
【表２】
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【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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