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巣類 J
pn.J.Phyco.
l(Sorui)46・189‑192，November10，1998

1891E
7111秋 季 バ ジ ウ ム 「 海 産 ヰ 開 源 の 活 問 状 と 展 望1
11調
微細藻類からの有用資源開発

I1.
微細藻類利用の歴史

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V
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類を産業として量産化する検討が本格化した
微細 il
Jドイツに於ける緑藻:
ChJoreJJ
aや珪藻のは第二次大戦 t

島松秀典
元 ・大日本インキ化学工業 KK

Nilz
schul
についての研究が端緒とされている 。この主な背崇は ￨止界の急激な 人口増加に対応する食料生産にあり，精力的な研究が継続され 1970年代には ChloreJJi
I
より 分離回収が容易な Scenedesmusについてもタイ国

はじめに
昨今は，宇宙への関心の高まりと共に，太陽系惑主としての水惑星 ・地球の歴史にも多大の興味が寄せられている 。46倍、年前に誕生したとされる地球星に最初jに出現した生物が光合成細菌とらん謀と呼ばれる微細JI藻の一種で，こ れが 35億年前とされている 。これらの光合成活動によ って蔽素が産生され，こ れにより， I
I
W
一，地球惑星にのみ現在の我々 人類や種々の動植物が生を受けている事はもはや常識となっている。
人類と藻類の￨拘わりは深いのであるが3万砲を超えると 言われる淡類の積極的な利用についてはごく限られたものであった 。その中にあって特に日本における藻類利用 の歴史は古<，計i
jo産性i
巣類を中心として，褐藻の昆布 ，ワカメ，紅 ~の海苔 ， 緑藻ではアオノリ，アオサ等，又らん謀に属する水jIIi
寺海苔などが食料とし!
t界に白を向けると らん謀て利用されて きた。一方， tの一種である蝶旋微細JI
珠スピルリナが食mとしての古い歴史を持ち，アフリカのチャドやエチオピア等のアルカリ塩 i却lに自生するスピル リナが古くから現地の人々の食用として ，特に武重な蛋白資源として 利用 されてきた事が知られており，同じくアメリカ大陸のメ6世紀にキシコ丁目 coco湖に 自生する スピルリナが 1Aztec民族により食されていた事が記録に残されている。
本稿の主題である微 *III ~長類の積極 的利用・ 立産 化 については未だその廃史 は浅く高々 40‑ 50年 と新しい未開の分野と 言 えよう 。しかし ，この 間に光合成機作の解明をはじめ，各種の巾広い藻類利用の基礎的研究

Kasetsert大との共同研究 などとし て行われ たが，い ず
JoreJJa
れも実用化には至らなかった 。戦後，日本でも Chについてその基礎研究，実用化研究が着々と積重ねられ， 1960年代には日本，台湾などでその iE産化に成功
970年代には大きな市場へと拡大したが，その市し，1場は健康食品としてほとんど日本に限られたものであった。
米国に }i'
ぞいても 1940年代後半 よ り ChloreJ
Ja等についての検討が進められたが，その後，微細藻類についての研究の方向は食料生産ではなく廃水処理への応用
なと へと展開され，これと i
jf:行して 1950‑ 60年代はε

海洋段場計画として海産性大型藻類を海洋で生産し，i
染体よ り燃料生産を行うという計画も推進された 。しかし， その後 19801
1
三
代 に入り微弱lJi
菜類の 開発へと再びその重点が移されている 。らん i
楽スピル リナ について
960年代 に J.Leonardや G.Clementらによりアフ リは1カのアルカリ杭湖に自生する高蛋白謀として紹介 さ
970年代に入りフランスの IFPがメキシコ国営
れ， 1
SosaTexcoco社でスピルリナの量産化を よL体化し， 一時，米国市場で特異な Di巴l食品として話題を集めた 。
その後 ，日本 ，タイ，米医1，台湾，イスラエルなどで人工池による立産化が次々と 具体化され，主に ，健康食品として世界市場に展開された 。
970年代に D巴adSea (死海)で採イスラエルでは 1取された鞭毛藻類 DunalieJ
Jaが glycerolと s‑carot
eneを蓄積する事に着目し，その基礎研究が行われ，その後，

0・carot
ene生産を目的にし てイスラエル，米 国(カリや開発なと目覚しい進展を遂げており，地球の地下エフォルニア，ハワイ )，オース トラリアなどで量産が行

ネルギー資源の有限が叫ばれる中にあって無限の太陽われるよ うになった 。

JJt
エネルギーの有効利用を背景に ，今後に益々大きな 3を抱かせる分野になるであろう事に疑いはないであろこれら の量産化推進に 当たって は各々 の培養技術に関する基礎研究の進展と共に培養装置(人工池や撹枠う。本稿では特に微細 i
束力iに￨浪りそれらの 開発の現状装置など)のjI
J.
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発や微細 i
浜類にお ける難点であ った培ーと謀題 について簡単に紹介 したい 。

養液からの務体の分自1回収技術の開発なども大きな進展と 貢献 を見せた 。

1901980年代に入ると研究対象とする微細藻類も多岐

アルカリ塩湖に自生している。増殖に好適な温度は 25に亘り，また，単に藻体成分の利用のみでなく藻類の持つ巾広い機能を利用する研究など飛躍的な展開を見‑40'Cと熱帯性で，藻体形状はコイル状で長さ 300‑500ミクロン程度の大型のものが量産には採用されてせている。

いる。

2.微細藻類の量産

IFP技術によるメキシコ Sosa社で地下から汲み上げる

pirulinaの量産に先鞭をつけたのはフランス
この S

現時点，微細藻類の中で工業的規模として量産されソーダ塩水を利用し，広大な半人工池により過去年産ているものは ChloreJJa，Spirulina，DunalieJJa，4∞トンもの生産を行ったが現在は事情により生産をHaematococcusなど限られている。以下にそれらの概行っていない。メキシコに続きイスラエル Koors社，大要を示す。

日本インキ化学の技術によるタイ SiamAlgae社と米国

Chlorella

EarthriseFarms，台湾では青洲緑藻，南方樹脂など，更細胞大きさは数ミクロンから 10ミクロン程度の球にはハワイ Cyanotech杜などが次々と S
pirul
白aの量産

形単細胞緑藻で，増殖における至適の pHは中性付近を始め，最近ではインド・マドラスの P町にあり好適温度は 20‑30'Cの中温性である。その量中国各地でも生産が行われるようになり，世界の総生産計画は日本でも第二次大戦後，食料や蛋白資源とし000トンにも達する規模となっている。
産量は年間 3Agro社やて始められたのであるが種々の栄養的・薬理的効果よメキシコを除くほとんどの生産工場は C
hlorellaとはり栄養補助食品・健康食品として日本市場を中心に展異なり，方形ないしは Raceway回遊方式の浅池に水車開が計られた。量産に当たっては速い増殖遠度を目的型撹持機を備えた開放形培養池で増殖を行い，培養液に炭素源として酢酸を利用する mixotrophic又は

ec
yc
1ef
受用される連続培養は多量のソーダ塩を含む為rhexotrophicな培養法が通常採られ，培養池の多くは円方式が採用され，炭素源としては炭酸ガスが使用され

形開放浅池でアームを回転させる撹搾装置を備えていutotrophicな方式が通常である，培養液よりのる所謂 aる。一部には閉鎖系のタンク培養も行われている。培藻体の回収は藻体サイズの大きさより櫨過分離による養法としては雑藻，雑菌の汚染を避ける為，連続では方法が一般的である。 S
pirulinaの用途としての主役はなく，四分培養が主流である。培養液からの藻体の回健康食品であるが，らん藻特有の青色色素 phycocyanin

収には遠心分離機が通常用いられ，更に噴霧乾燥機なを抽出精製した食品用青色色素や豊富且つ特異などで乾燥粉末を得る。また，クロレラはその性質としcarotenoidsを利用する養魚や家畜用の飼料添加剤として細胞膜が硬く，健康食品を目的とする時，その消化ても展開されている。

性に難がある為，細胞膜を破砕する工程が組込まれてpirulinalこついてはアフリカ各地のソーダ塩湖
この Sいる。主な生産者は日本ではクロレラエ業やサンクロの有効利用と該地での栄養失調や飢餓からの救済手段レラなど，台湾では台湾緑藻，青洲緑藻，東海縁藻，遼のーっとして FAOをはじめとする国連の各機関も強い

東緑藻などで生産地としては日本，台湾，インドネシ

関心を示しており，また， NASA(米国航空宇宙局)でア，中固など東南アジアに限られている，主な市場はは今後の長期宇宙滞在に対処するため閉鎖系生命維持

日本で，その用途は健康食品が主流であるが各種食品システム (CELSS) に S
pirulinaを組込んだ検討を続けへの添加剤，農業における生育調節剤や藻体肥料，畜ている。

産・水産養殖の飼料用添加剤，更には医薬品・化粧品

Dunaliella

への添加剤など広範な応用展開も計られている。
Spirulina

高い耐塩性を持つ熱帯性の藻で一対の鞭毛を持つ縁藻であるが高塩・栄養源欠・高温などの過酷な条件下

炭酸ソーダ塩の強アルカリ環境でのみ生育する多細でglycerolや トcarot巴neを藻体中に産生することから胞らん藻で，直列に連なる各細胞聞の隔壁が明瞭であ

天然βcaroteneの生産手段として量産が行われている。

ることから分類学上は Arthrospiraとすべきであるが一人工池に水車形の撹搾機を備えた開放型の Raceway培

般的な通称として S
pirulinaと呼ばれている。この養池で生産を行っているのがイスラエルの日本企業・

S
pirulinaもらん藻の一種として 30
億年以上もの以前よ

日健総本社と現在は Amwayの傘下となった米国カリ叫

り地球上に出現し変異を起こすこともなく，現存してフォルニアの元の MicrobioResources社の二社で，一方いるとされ，アフリカ大陸のチャド，エチオピア，マオーストラリアでは Betatene(ペタテン)社がWhya
11a

ダガスカルやアメリカ大陸のメキシコやペルーなどのでWestemB
iotechnology社がHuttLagoonで各々海浜に

191

広大な半天然培養池を設け，海水を効果的に利用し生

3.微細藻類産業のポテンシャル産を行っている。最近ではインドの P
arryA
gro社でも微細藻類の中で量産化，企業化に至ったものは未だ‑人工池による生産を始めている，商品としては s

限られたものであるが今後の可能性についてはより巾

caroteneを含有する乾燥藻体や P
一caroteneを抽出し植広い多くの優れた研究・知見が積重ねられており，近物油に懸濁した油状品などが市場に出されている。こい将来，これらの可能性が次々と具体化されることがのDunaJie
JJaより生産される β‑caroteneの競争相手は合期待される。現在までに報告された主なものを表 1に成法による β‑caroteneであるが合成品が all‑佐ans型で列挙する。

あるのに対し ，DunaJieJ
Ja由来のものは 9‑
cis，13‑cisなis‑型を含み，その吸収性の優位を持って健康食
どの c4.微細藻類量産における課題品としての展開を行う一方，食品用天然着色料や養微細藻類の量産における基本的な問題は藻体が微細魚・畜産向けの飼料添加剤などとしても販路が展開さであることから培養過程における雑菌や雑藻による汚れている。

染であり，これらは致命傷ともなりかねない。知何な

Haematococcus

る場合でも純粋単一藻の培養系が維持される技術を必

二本の鞭毛を持ち 40‑50ミクロンの大きさの緑藻

要とし，これ無しには製品の安全性を含み量産化は成で増殖至適 pHは中性ないしは弱アルカリ，至適温度立しないであろう。現在までに実用化されているは25'C付近であるが，特殊なストレス環境を与えるとSpirulinaやDuna
JieJJaは通常とは極度に異なる特殊な環

xan
白ophyll系の色素であるおtaxanthinを産生する。こ境で生育する事から汚染の危険が軽減されていると言の色素は年々拡大する養殖漁業，中でも特にサケ・マえよう。 ChloreJJaの場合は mixo又は hexotrophicな系

スなどの色揚げに不可欠の為，非常に大きな市場が期で，より速い増殖速度を得ることで汚染の最小化を可待されている， astax組 曲inは合成品も上市されており，能にしているであろう。従って，これら特殊な性格を他方， Phaffi
a酵母やオキアミなどよりも得られるが藻持たない藻類の量産化には開放系での純粋培養は困難

nには多大の関心が集っている。
類由来の天然副鉱加出iを伴うことから，昨今は，種々の閉鎮系の培養装置い故に，このテーマについては多くの研究機関やプロ

わゆる bioreac
加が考案されつつあるが，未だ実用化さジェクトで具体化の検討が行われているが，藻体の増れたものはないのが実状である。

殖から色素産生までの聞に種々の汚染などの問題を生今一つの問題は藻類は植物であり，原則として光合じ易<，特殊な培養技術や培養装置としての間鎮系シ成により増殖する為，細菌や酵母菌などに比しでも，ステムの開発など新たな工夫が要求されている。

その増殖速度が格段に遅いことにある。その上，培養

aematococcusによる astaxanthinの量産はノ、現在，H液の藻体i
農度が低い為その分離回収には大量の液量処ワイの Cyanotech社によってのみ行われており，商品理を必要とし，併せて，食品又はそれに準ずる衛生管としては 2%程度の鎚tax釦 thinを含有する乾燥藻体と理も当然要求される事から量産を行う為には相当の設して市場に出されている。天然 astaxanthinには大きな備投資も必要とされて来た。換言すれば，生産コスト市場が控えている事もあり，今後，この量産は益々多が必ずしも安くないのが現状であろう。それ故，

くの関心を集めるであろうと思われる。

ChloreJJaや Spirulina更 l
こは DunalieJJaにおいても，そそのイ也の市場は一般の食品や飼料としてではなく，高付加価微細藻類の利用の中で異色であったのは，米国・オ値を引出す様々の努力を払い，より高い価格が受け入レゴン州の UpperKlamathLakeに毎年水の華として発れられる健康食品市場など特殊な市場への志向を余儀

phanizomenonが健康食品として 10年以上もの生する Aなくされているとも言えよう。今後とも，コストダウ

間，米国でかなりの市場を持っていた。しかし，数年ンは微細藻類がより広く，より大きな市場へと展開す前に雑藻汚染の問題からその姿を消した。

る為の重要な鍵ともなるであろう。

なお，日本市場で健康食品などとして販売されてい微細藻類産業が今後益々発展する為には，その安全

hlore
J
Ja，S
piru.
l加a，Duna
JieJ
Jaなどの安全性についるC

性や環境への対応を考慮し，知何に汚染のない単一藻ては日本健康食品脇会 (J町 'A)による自主規格が各々培養系を確保するかの確かな技術と，生産効率を考慮整備されており，この基準は今や世界的にも通用するし知何に安価に生産出来るかの工夫が重要と恩われものとなっている。

る。この為には天然の池や湖，更には海洋をもっと利用する事は出来ないだろうか。もっと人工的でなくエ

192
表1. 微細!日築類手J
I用の可能性

目的

市場

微細藻の種

食品・補助食品栄養Chlo
阿 lla，Spiru
lina，Aphanizo
四 四 回n

飼料(水産養殖)

魚の色揚げ
餌(二枚貝，ワムシS
pirulina，HaertUltococcusChaetoceros，Tetraselmis，Isochrysis，Nannn
四chloris

脂質・脂肪酸EPA，DHA
ステロール，ワックス

Por
phyr
idium，Schizochytr
ium
Chlo
吋 lla

着色料

カロテノイド，キサントフィル
クロロフイ 1ル
フィコピリタンパク質

Dunal
iella，S
pirul
inaHaert
Ultococcus
Spiru
lina，Por
phyr
idium

酵素

ATP，SOD，制限酵素

ポリマー

タンパク質
多糖類

Por
phyr
idium

抗生物質，免疫賦活

Chlorella，Spirulina

薬学

診断薬，毒燃料

水素
メタン
炭化水素

農業

問 A(植物生長因子

Chlamydom
明 ω'.
A叩 baenaBωryoωccusChlo
陀 lla
Anabaena，Nostoc
Anabaena

肥料(窒素固定
土壊改良剤
殺虫剤

水質浄化

BOD・酸化池Chlo
吋 lla，Spirulina

重金属吸収
CO
2固定

CO}il
J
減Diatoms，
Haptophytes

宇宙，l
I BLSS
勾CELSS

Spirulina，Chlo
陀 lla1) CELSS:ControlledEcologicalLifeSupportSystem2) BLSS:BiologicalLifeSupportSystem

コロジカルな技術が使えないだろうか。又逆に，遺伝れているに過ぎないが，当該分野は多大の可能性を秘子技術などにより種々の問題の解決が出来ないだろう

めた未開拓の宝の山であり，太陽エネルギーの有効利かなど，今後の研究と工夫に期待するところは大であ用の観点からも今後の大いなる展開が期待されるとこる。

ろである。

おわりに
現時点では，微細藻類の利用はごく一部が実用化さ(
264・0032 千葉市若葉区みつわ台 5・1‑
72)