JP2003519722A - 藻類培養株から色素を回収する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 β−カロチンなどの脂溶性化合物を回収するための方法および装置（１０１）を記載する。本発明の一態様においては、脂溶性化合物を含む溶液（１０２）を、磁鉄鉱などの結晶性金属鉱物粒子の流動床（１０４）に通し、脂溶性化合物を粒子に結合させて複合体（１０９）を形成させる。洗浄溶液（１０７）を流動床に通すことによって、脂溶性化合物を複合体（１０９）から解放し、続いて溶液（１０８）中に集める。結晶性金属鉱物粒子は再利用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （分野） 本発明は、微細藻類の細胞、それだけには限らないが、を含む溶液から、β−
カロチンなどの色素、それだけには限らないが、を含む脂溶性の化合物を回収す
る方法に関する。

【０００２】 （背景） 微細藻類の細胞の集約培養は、脂質、色素およびタンパク質を含む、藻類によ
って生成される一群の生物由来材料の供給源として広く用いられている。藻類バ
イオテクノロジーを用いてこうした材料を製造する商業的実現可能性を主に制限
するのは、微細藻類の細胞が、水中に比較的低濃度で存在し、その大きさがとて
も小さく、また、力学的および浸透圧的に壊れやすいことである。藻類の細胞お
よびその産物を、商業的規模で採取するためには、簡単で、信頼性が高く、最小
限のエネルギー投入しか必要とせず、効率のよい方法で、小さな藻類の細胞およ
びその成分である化学産物を濃縮するプロセスが必要である。

【０００３】 今までに開発されている方法は、遠心分離や乾燥などのエネルギーを必要とす
るプロセス、あるいは凝集、沈降、藻類の習性反応などの、信頼性が低く効率が
悪い低エネルギープロセスを使用するものである。その他の方法では、藻類の細
胞を分解する必要があり、そうするとどの細胞成分も役に立たなくなる可能性が
ある。例えば、カロチノイドなどの貴重な成分では、例えば酸化による、分解が
起こる可能性がある。

【０００４】 藻類の細胞のある種の細胞成分を、不都合に分解させることなく得るために使
用できる方法の一例が、「藻類を収穫する方法」という名称のＰＣＴ／ＡＵ８２
／００１６５に関する特許明細書に記載されている。この明細書は、藻類の細胞
全体を適切な吸着媒に吸着させることによって、ある一定の塩分濃度の懸濁液か
ら、デュナリエラ（Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａ）を含めた藻類を採取し濃縮する方法
に的を絞っている。この発明に関する原理的知見は、藻類の細胞膜が、３Ｍより
高い塩濃度で、疎水性になり、疎水表面を有する物質に吸着できるようになるこ
とである。いくつかの好適な疎水性の吸着剤が、この明細書に記載されている。
さらに、ある種の吸収剤を、例えばシラン処理によって、疎水性又はより疎水性
にするプロセスが記載されている。

【０００５】 ＰＣＴ／ＡＵ８２／００１６５では、次いで、細胞膜を傷つけ、潜在的にβ−
カロチンなどの細胞成分を放出させることができる有機溶媒を用いて、全細胞−
吸着媒複合体を処理しているが、細胞の破片および不溶性の細胞成分は、吸着媒
に吸着したままである。この発明では、有機溶媒中に放出されるβ−カロチンは
、トリテルペノイドや他の脂質などの混在物を含む可能性があり、したがってβ
−カロチンのみを単離するためには、さらに処理を行う必要がある。

【０００６】 （目的） 本発明の一目的は、脂溶性化合物を抽出する改善された方法を提供すること、
あるいは、少なくとも公衆に有用な選択肢を提供することである。

【０００７】 （発明の記述） 本発明の一態様においては、下記の工程を含む水溶液から脂溶性化合物を抽出
する方法が提供される： 脂溶性化合物が存在する水溶液を用意する工程； 適切な管に入れた結晶性金属鉱物粒子の床を用意する工程；、 結晶性金属鉱物粒子の床に、床のほぼ底部近くより、結晶性金属鉱物粒子の流
動床を形成し維持するのに十分な速度で、水溶液を供給する工程；、 脂溶性化合物を、結晶性金属鉱物粒子に付着させて、結晶性金属鉱物−脂溶性
化合物複合体を形成する工程； 洗浄溶液を用意する工程；、 洗浄溶液を結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体に接触させて、複合体から脂
溶性化合物を脱着する工程； 脂溶性化合物を含んだ洗浄溶液を収集する工程；及び 洗浄溶液から脂溶性化合物を単離する工程。

【０００８】 好ましくは、結晶性金属鉱物粒子は磁鉄鉱粒子である。

【０００９】 好ましくは、結晶性金属鉱物粒子の流動床に、流動床のほぼ底部近くより、床
を流動状態に維持するのに十分な速度で洗浄溶液を供給することによって、洗浄
溶液を結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体に接触させ、その結果生じる脂溶性
化合物を含んだ洗浄溶液は、結晶性金属鉱物粒子の流動床の最上部近く又はその
上から収集される。

【００１０】 好ましくは、この方法が、洗浄溶液を用意し、洗浄溶液を結晶性金属鉱物−脂
溶性化合物複合体に接触させる前に、結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体を収
集する工程をさらに含まれる。

【００１１】 好ましくは、結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体は、連続的デカンテーショ
ンによって、結晶性金属鉱物粒子の流動床のほぼ最上部に近い領域から収集され
る。

【００１２】 好ましくは、結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体は乾燥され、洗浄溶液に接
触させるまで一定期間保管される。

【００１３】 好ましくは、脂溶性化合物は水溶液中で多くの細胞内に存在する、そして水溶
液が培地である。

【００１４】 好ましくは、細胞がデュナリエラ サリナ（Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａ ｓａｌｉ
ｎａ）の細胞である。

【００１５】 好ましくは、脂溶性化合物は天然色素である。

【００１６】 好ましくは、色素はカロチノイドである。

【００１７】 好ましくは、カロチノイドはβ−カロチンである。

【００１８】 好ましくは、洗浄溶液は有機溶媒である。

【００１９】 好ましくは、脂溶性化合物は蒸発又は乾燥によって洗浄溶液から単離される。

【００２０】 本発明の別の態様においては、請求項１〜１３のいずれか1項に記載の方法を
使用して得られるほぼ純粋な脂溶性化合物が提供される。

【００２１】 本発明のさらに別の態様においては、本明細書に記載の方法を使用して得られ
る結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体が提供される。

【００２２】 本発明のこれらの態様および他の態様は、その新規のすべての態様において考
慮すべきであり、添付の図面を参照して、例によってのみ示す、以下の本発明の
好ましい実施形態の説明から明らかになるであろう。

【００２３】 （好ましい実施形態） 本発明の好ましい実施形態を、微細藻類種デュナリエラ サリナ（Ｄ．ｓａｌ
ｉｎａ）を含んだ水からのβ−カロチンの回収に関して、以下に説明する。本発
明は、Ｄ．ｓａｌｉｎａからの他のカロチノイドおよび他の脂溶性色素の回収、
ならびに他の好適な生物からのカロチノイド又は他の脂溶性の化合物もしくは色
素の回収に適用できることが当分野の技術者には理解されるであろう。本発明の
プロセスはまた、脂溶性化合物を懸濁させた水溶液からの抽出にも適用できる。

【００２４】 以下の記述全体を通して、吸着（ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）および吸収（ａｂｓ
ｏｒｐｔｉｏｎ）という語、又は吸着する（ａｄｓｏｒｂ）、吸収する（ａｂｓ
ｏｒｂ）などその派生語が使用されている。吸着するという語は、ある物質が別
の物質の表面上に保持される状態を記述するために使われ、吸収するという語は
、ある物質が別の物質中に封入されあるいは取り込まれることを意味する。物質
間（β−カロチンと磁鉄鉱）の相互作用はどちらの形でも表すことができるので
、これらの語は以下の本文中では、互換的に使用されている。さらに、付着する
（ａｔｔａｃｈ）という語は、吸着と吸収の両方をカバーするために使用される
。当分野の技術者であれば、この要素は理解できるであろう。発明の好ましい実施形態の一般原理 β−カロチンは、カロチノイドとよばれる化合物群の一種である。この群は、
α−カロチン、ルテン、ルテンモノエポキシド、アスタキサンチン、ゼアキサン
チン、カンタキサンチン、リコピンも含む。これらの化合物は、十分に特徴づけ
られており、当分野の技術者であれば、これらが、光合成経路において光を捕捉
する器官の一部として機能する、色のついた脂溶性化合物であることを理解する
であろう。β−カロチンは、特にビタミンＡ、すなわち動物において新規にでは
なく、食料供給源から得られるビタミンの前駆体である。さらに、カロチノイド
群は、酸化防止剤活性を伴っている。その結果、カロチノイド、特にβ−カロチ
ンは、多くの食品や健康製品において使用するための需要がある。

【００２５】 微細藻類デュナリエラは、通常、塩を高濃度で溶解させた水中、具体的には太
陽熱蒸発によって塩を生成するために使用される程度の海水の濃縮物中で培養さ
れる。こうした水は、接触した金属に対する腐食性が非常に高い。最適な栄養濃
度、適温、および強い日射の条件下では、デュナリエラは、１００万藻類細胞／
ｍｌの濃度まで増殖することができる。個々の細胞は、β−カロチンとしてその
重量の最高１０％を含むことができるので、β−カロチンは、塩水１リットルあ
たり１５ｍｇ程度まで蓄積できることになる。デュナリエラ細胞の残りのバイオ
マスは、タンパク質、炭水化物、および他の脂質から構成される。

【００２６】 本発明のプロセスは、β−カロチンを非常に高い親和力で吸収するが、細胞集
団の他の成分は大した量は吸収しない吸収媒、磁鉄鉱を使用する。しかし、β−
カロチンは、細胞膜の内側に含まれる脂質であり、細胞から分泌されて、溶液中
に遊離することはなく、デュナリエラの細胞膜を破壊しないとβ−カロチンが吸
収に利用できるようにならない。

【００２７】 磁鉄鉱は、多数の割れ目、突起（ｃｒａｇ）および凹凸を有する、とがった縁
の表面を有する結晶性の鉄鉱物である。本発明では、磁鉄鉱が、細胞膜を破壊す
ることと、β−カロチンを吸収することの二重の目的で使用できることが確認さ
れている。デュナリエラの細胞を磁鉄鉱粒子に接触させると、多数のとがった縁
によって細胞膜に穴があき、細胞内容物が大量増殖／培養培地に吐き出される。

【００２８】 これまで記述されていない磁鉄鉱の別の特性は、特有の構造を有するため、β
−カロチンを選択的に吸収することである。そうなるのは、脂質であるβ−カロ
チンが水に不溶性であり、磁鉄鉱結晶の表面が、自然の状態で若干疎水性である
ためである。β−カロチンは、塩水と磁鉄鉱のある環境に存在すると、親水性の
液相より疎水性の固相に分配する。磁鉄鉱粒子内の突起の表面がβ−カロチンで
被覆されると、より疎水性の微小環境が生み出され、その中にさらにβ−カロチ
ンが吸収される。したがって、β−カロチンの磁鉄鉱への総負荷量は、非常に大
きく、例えば、磁鉄鉱質量の２％〜４％である。この濃度では、磁鉄鉱構造内の
隙間は、β−カロチンで満たされている。β−カロチンの下流での回収に影響を
与える可能性があるので、磁鉄鉱を完全に負荷することが、必ずしも適切である
とは限らないことが、当分野の技術者には理解できるであろう。

【００２９】 本明細書で開示する、磁鉄鉱のさらに有用な別の特性は、β−カロチンが磁鉄
鉱に吸着し、吸収されると、特に酸素にさらされた場合に通常はβ−カロチンの
急速な劣化を引き起こす酸化プロセスが妨げられ、その結果、磁鉄鉱／β−カロ
チン複合体が非常に安定となり、熱にさらされたり乾燥されたりした場合に劣化
しないようになることである。

【００３０】 上で特定した自明でない磁鉄鉱の特性のために、磁鉄鉱は、β−カロチンを収
集および濃縮する際の理想的な材料を提供する。しかし、磁鉄鉱と同等の特性を
もつ別の結晶性金属鉱物、例えば赤鉄鉱などの代替吸収媒も本発明のプロセスに
使用できることが、当分野の技術者には理解されるであろう。

【００３１】 上で示したように、磁鉄鉱が飽和するまでβ−カロチンが磁鉄鉱に吸収された
場合、この材料は、例えば、約２重量％がβ−カロチンである。Ｄ．ｓａｌｉｎ
ａを含んだ塩水は、通常、最大２０ｐｐｍのβ−カロチン濃度であるので、磁鉄
鉱による吸収により、この例ではβ−カロチンは１０００倍に濃縮される。β−
カロチン含有Ｄ．ｓａｌｉｎａの増殖に使用する塩水のかさ密度が、通常１．２
Ｋｇ／リットルであるのに対し、磁鉄鉱のかさ密度は、通常４Ｋｇ／リットルで
ある。したがって、Ｄ．ｓａｌｉｎａを含んだ塩水１０００リットルを、磁鉄鉱
１キログラム中を通過させることによって、すべてのβ−カロチンを取り出すこ
とができ、体積２５０ｍｌ中に、ほぼ４０００倍での濃度を含むことができる。

【００３２】 β−カロチンは、磁鉄鉱を有機溶媒などの好適な洗浄溶液で単に洗浄するだけ
で、磁鉄鉱から容易に脱着することができる。この目的のためには、極性溶媒と
非極性溶媒のどちらも適当である。通常、非極性溶媒は、疎水性のために、水又
は塩水でぬれている磁鉄鉱などの材料と容易には混合しない。しかし、磁鉄鉱の
微結晶構造の別の有用な特徴は、とがった表面によって表面張力が破れ、非極性
溶媒が容易に浸透して、磁鉄鉱から水を取り除くことができることである。

【００３３】 他の微細藻類の産物は磁鉄鉱に吸収されないので、β−カロチンを脱着するた
めに使用した有機溶媒は、ほぼ純粋なβ−カロチンを含むことになる。この溶媒
は、純粋なβ−カロチンを含むので、例えば、晶析装置などの減圧装置を使用し
てβ−カロチンを取り除き、溶媒を再利用のために回収することは著しく容易で
ある。

【００３４】 磁鉄鉱からβ−カロチンを脱着するのに適した溶媒には、それだけに限らない
が、アセトン、エタノール、ヘキサン、石油エーテル、又はそれらの溶媒の混合
物が含まれる。さらに、天然産物を求める消費者のためには、天然の溶媒を使用
することが好ましい。この点に関しては、テルペンアルコール、例えばシネオー
ル（ユーカリオイル）、ｄ−リモネン（レモンオイル）、シトラール（シトラス
オイル）、およびテルペン−４−オール（ティーツリーオイル）が、本発明にお
いて使用するための効率の良い溶媒であることが判明した。

【００３５】発明の好ましい実施形態の基本的な装置および抽出例 本発明の好ましい形態のプロセスを実施できる装置の例を、図／図１および図
２に示す。図１で、磁鉄鉱は、円錐形の管中（１０１）に含まれる。磁鉄鉱は、
入口管（１０３）を管内部と隔てる分散板又は充填部（ｐｌｅｎｕｍ）（１１０
）の上にある。装置を使用しない時は、充填部（１１０）により、磁鉄鉱の固相
は管の底に沈殿している。

【００３６】 入口管（１０３）を介して、円錐形の管の底に、流動床（１０４）としての磁
鉄鉱を維持する程度の流速で、Ｄ．Ｓａｌｉｎａを含む塩水（１０２）を導入す
る。流動床接触器なので、吸着媒、磁鉄鉱、が詰まることはない。塩水（細胞の
破片を含んだ）（１０５）は、出口管（１０６）で容器を出る。吸収されなかっ
たβ−カロチンがまだ含まれる場合は、別の同様の管（１０１）に送る、あるい
は藻類培養池に戻してもよい。

【００３７】 図１から、流動床は、２つの異なる層又は相に分かれていることが分かる。下
相は、主として磁鉄鉱粒子を含み、上相は、磁鉄鉱−β−カロチン複合体（１０
９）を含む。これは、β−カロチンと複合体を形成することによる密度の変化に
より上方に移動する。図１および２に図示するように、層同士は、互いにはっき
り区別することはできないこと、ならびに、２つの層が形成されるが、それらの
層は、磁鉄鉱へのβ−カロチンの負荷の度合に応じた勾配を横切って形成される
ことが、当分野の技術者であれば理解されよう。さらに、磁鉄鉱粒子の大きさお
よび容器に流れる流体の速度も、管内の粒子の位置に影響を与えることが理解さ
れよう。これらの図は、このプロセス中にβ−カロチンを負荷した磁鉄鉱の密度
が低下することを図解するため、簡略化して示してある。

【００３８】 本発明においては、様々な粒径の磁鉄鉱が使用できることに留意するべきであ
る。こうした粒子の大きさは、β−カロチンの吸収に関しては重要ではないが、
流動床（１０４）の挙動に影響を与える。したがって、使用される磁鉄鉱の粒径
に応じて、容器（１０１）への溶液の流速を、床（１０４）を流動状態に維持す
るために変更することが必要となる場合がある。

【００３９】 入口（１０３）への流れを、塩水から選択した脱着溶媒（１０７）に切り替え
ることによって、β−カロチンを上相で、磁鉄鉱から脱着することができる。塩
水と溶媒の密度が異なるので、磁化された床を流動状態に保つために、流速を変
える必要がある。（１０６）からの溶媒流出液（１０８）は、ほぼ純粋なβ−カ
ロチンを含んでおり、これは溶媒を蒸発させることによって回収できる。この段
階の間、上相中に存在する磁鉄鉱は、β−カロチンが放出されて密度が増すにつ
れて、底に沈む。

【００４０】 （１０１）などいくつかの容器を、一連の容器のうちのある容器の出口（１０
６）が次の容器の入口（１０３）に接続されるように、連続して接続して使用す
ることによって、どんな数の容器でも互いに接続することができる。塩水又は脱
着溶媒を容器に送り込むことができる多岐管を介して、入口と出口を接続すると
、吸着／脱着／吸着の連続プロセスサイクルが可能になる。

【００４１】 このようなシステムは、低圧で動作し、可動部品としてバルブのみを有し、安
価なプラスチック材料で組み立てることができ、必要なエネルギーが非常に少な
い。したがって、このシステムは、塩水からβ−カロチンを採取する、非常に簡
単で、効率が良く、信頼性が高い手段を提供する。

【００４２】 図２では、図１と同じ装置を使用するが、磁鉄鉱が徐々にβ−カロチンを負荷
していったときに、磁鉄鉱−β−カロチン複合体（１０９）を管（１０１）の出
口（１０６）から収集する代替実施形態を図示する。この段階で、複合体を、適
切な溶媒で直ちに洗浄することもでき、また含まれるβ−カロチンを著しく劣化
させることなく、長期間室温で保管し、後日洗浄することもできる。

【００４３】 これらの基本的な例は、以下の具体的な実施例１から３でさらに明らかになる
であろう。

【００４４】発明の好ましい実施の形態に関する具体的な実施例 実施例１： デュナリエラ サリナの培養株を、濃度６０ｇ／リットル（およそ１Ｍ）の塩
化ナトリウムを含んだ屋外の池で増殖させた。培養株が９ｍｇ／リットルのβ−
カロチン濃度に達したとき、直径１００ｍｍの縦型透明（ｐｅｒｓｐｅｘ）シリ
ンダーの底部に、培養株を１．５リットル／分の速度で送り込んだ。シリンダー
が液体で満たされたとき、８００ｇの磁鉄鉱（１２０メッシュ）をシリンダーの
最上部に導入した。磁鉄鉱は、シリンダーの底に向かって移動したが、シリンダ
ー内で、高さ４００ｍｍを維持する流動床として懸濁した。流動床が安定したと
き、床を通過してシリンダーの最上部に達した培養株を標本抽出し、β−カロチ
ン濃度を測定したところ、３．９ｍｇ／リットルであることが確認された。

【００４５】 依然としてシリンダーの底部を通して培地を送り込みながら、さらに４００ｇ
の磁鉄鉱をシリンダーの最上部に導入した。次いで流動床を高さ５８０ｍｍに膨
張させた。シリンダーの最上部から出てくる培養株を、再び標本抽出すると、今
度はβ−カロチン濃度が１．９ｍｇ／リットルであることが確認された。

【００４６】 次いで、さらに４００ｇの磁鉄鉱をシリンダーに加え、それによって流動床の
高さが７５０ｍｍになった。この床の高さでは、床の最上部から出てくる培養株
は、透明に見えた。β−カロチン濃度を測定したところ、０．０４ｍｇ／リット
ルであることが確認された。

【００４７】 加えた磁鉄鉱の総量１６００ｇ、かつ一定の速度で上昇する培地の流速１．５
リットル／分でおよそ１時間運転を行った後、流動床の体積を７８０ｍｍに膨張
させ、２つの異なる領域に分離させた。上流の領域は、わずかに赤色で、６５ｍ
ｍの高さであった。下流の領域は、もともと形成されていた流動床と同じ黒色で
あり、７１５ｍｍの高さであった。２つの層の間には、明瞭な境界があった。

【００４８】 上部層からピペットを用いて磁鉄鉱材料を収集し、次いで真水で洗浄し、顕微
鏡下で検査した。この磁鉄鉱に藻類細胞が付着している徴候はなかった。次いで
、この磁鉄鉱を温風乾燥し、正確に秤量し、アセトンで洗浄した。アセトンを集
め、波長４５０ｎｍで光学密度を測定することによってアセトン中のβ−カロチ
ン濃度を求めた。このようにして、磁鉄鉱が３．９重量％のβ−カロチンを含ん
でいることが定量された。

【００４９】 実施例２： デュナリエラ サリナの培養株を、濃度６０ｇ／リットル（およそ１Ｍ）の塩
化ナトリウムと濃度６０ｇ／リットル（およそ１Ｍ）の塩化マグネシウムを含む
屋外の池で増殖させた。培養株が１１ｍｇ／リットルのβ−カロチン濃度に達し
たとき、直径１００ｍｍの縦型透明シリンダーの底部に、培養株を１．４リット
ル／分の速度で送り込んだ。シリンダーが液体で満たされたとき、１６００ｇの
磁鉄鉱（１２０メッシュ）をシリンダーの最上部に導入した。磁鉄鉱は、シリン
ダーの底に向かって移動したが、シリンダー内で、高さ８００ｍｍを維持する流
動床として懸濁した。流動床が安定したとき、床を通過してシリンダーの最上部
に達した培養株を標本抽出し、β−カロチン濃度を測定したところ、０．０７ｍ
ｇ／リットルであることが確認された。カラムの最上部から出てくる培地を、顕
微鏡下で検査した。無損傷の藻類細胞は観察されなかったが、ほとんど破壊され
た細胞膜、および好塩性細菌を含む、細胞の破片が観察された。

【００５０】 一定の速度で上昇する培地の流速１．４リットル／分でおよそ２時間運転を行
った後、流動床の体積を８４５ｍｍに膨張させ、２つの異なる領域に分離させた
。上流の領域は、わずかに赤色で、１６５ｍｍの高さであった。この高さでは、
磁性の流動床は、透明シリンダーの最上部に到達した。床がさらに膨張すると、
上部層はあふれ出し、これを収集し、顕微鏡下で検査した。この磁鉄鉱に藻類細
胞が付着している徴候はなかった。次いで、この磁鉄鉱を温風乾燥し、正確に秤
量し、アセトンで洗浄した。アセトンを集め、アセトン中のβ−カロチン濃度を
、波長４５０ｎｍで光学密度を測定することによって求めた。このようにして、
磁鉄鉱が３．８重量％のβ−カロチンを含んでいることが定量された。

【００５１】 実施例３： デュナリエラ サリナの培養株は、濃度９０ｇ／リットル（およそ１．５Ｍ）
の塩化ナトリウムと濃度９０ｇ／リットル（およそ１．５Ｍ）の塩化マグネシウ
ムを含んだ屋外の池で増殖させた。培養株が１４ｍｇ／リットルのβ−カロチン
濃度に達したとき、直径１００ｍｍの縦型透明シリンダーの底部に、培養株を１
．６５リットル／分の速度で送り込んだ。シリンダーが液体で満たされたとき、
１，６００ｇの磁鉄鉱（１２０メッシュ）をシリンダーの最上部に導入した。磁
鉄鉱は、シリンダーの底に向かって移動したが、シリンダー内で、高さ８００ｍ
ｍを維持する流動床として懸濁した。流動床が安定したとき、床を通過してシリ
ンダーの最上部に達した培養株を標本抽出し、β−カロチン濃度を測定したとこ
ろ、０．０６ｍｇ／リットルであることが確認された。

【００５２】 この実施例では、シリンダーの長さの上方９５０ｍｍに余水吐き（ｓｐｉｌｌ
ｗａｙ）を作ることによって、シリンダーを改変した。９５分間運転を行った後
、流動磁鉄鉱床の上流（赤い）領域が、余水吐きに到達し、磁鉄鉱は、余水吐き
からしたたり落ち始めた。このあふれ出た磁鉄鉱を、デカンテーションによって
、培地から分離した。シリンダーからしたたり落ちる磁鉄鉱の流速を、１分間材
料を収集し、培地をデカンテーションによって取り除き、磁鉄鉱を秤量すること
によって推定した。１分につきおよそ６００ｍｇの磁鉄鉱がシリンダーからあふ
れ出ていることが確認された。磁鉄鉱をアセトンで洗浄し、洗浄したアセトンの
光学密度を４５０ｎｍで測定することによって、あふれ出た磁鉄鉱が３．６５重
量％のβ−カロチンを含んでいることが確認された。

【００５３】 次の４時間の間、新しい磁鉄鉱の試料６ｇを、１０分ごとにシリンダーの最上
部に加えた。新しい磁鉄鉱が、流動床の上流の赤い領域を通って下流の黒い領域
に移動する様子は見られなかった。試験を行っている４時間の間、流動床は、ほ
ぼ一定の高さを保ち、赤い磁鉄鉱が余水吐きからこぼれる速度はほとんど一定で
あった。試験の終了時には、培地４００リットルがシリンダーを通過し、ほぼす
べてのβ−カロチンは取り除かれていた。

【００５４】 次いで、シリンダーへの流体の流れを、１．６５リットル／分の培地から、流
速２．２５リットル／分のシネオールに切り替えた。再び流動床が形成され、今
回は床の高さは８２０ｍｍであった。シリンダーの最上部から出てくるシネオー
ルは、濃い赤色であった。シネオールの４５０ｎｍでの分光光度測定により、シ
ネオールが濃度１．３５ｗ／ｖのβ−カロチンを含んでいることが示された。約
４分流れた後、シリンダーの最上部から出てくるシネオールは、より淡い赤色に
なり、６分後、透明になった。溶離シネオールをすべて収集し、回転式蒸発器を
用いて蒸発させた。シネオールが蒸発すると、β−カロチンの濃色結晶が生じた
。シネオールが完全に蒸発したとき、残った結晶性材料を収集し、秤量した。こ
の材料の重さは、５．４４ｇであった。

【００５５】 磁鉄鉱流動床に最初に供給された４００リットルの培養株は、β−カロチンを
５．６ｇ含んでいたと結論づけることができる。このうち、５．４４ｇは、シネ
オール溶離剤からの結晶の形で回収される。このことは、培養株中に存在する最
初のβ−カロチンの９７％を超える量が回収されることを意味する。

【００５６】 （産業上の利用および利点） カロチノイドおよび他の脂溶性色素は、食品および健康製品用の需要のある添
加物である。本発明のプロセスは、非常に簡単であり、必要なエネルギーは、微
細藻類を含んだ水を装置に投入するために必要なエネルギー程度であり、したが
ってこれらの化合物を、供給源から抽出する効率のよい手段を提供し、商業的お
よび経済的利点を示すことができる。

【００５７】 このプロセスは、さらに、製品を安定化し、製品を濃縮物として便利に保管す
ることを可能にする利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による好ましい抽出装置および方法を示す図である。

【図２】 本発明による好ましい抽出装置および代替方法を示す図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年７月１１日（２００２．７．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ１２Ｎ 1/12 Ｃ１２Ｎ 1/12 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，Ｌ Ｓ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ， ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，Ｔ Ｔ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4B065 AA83X AC14 CA03 CA41 4D017 AA20 BA03 CA05 CB01 DA08 EA01 EA03 EB01 EB02 4D056 AB03 AB06 AB14 AB15 AB17 AC01 AC08 BA12 CA31 CA39 4H006 AA02 AD17 AD33 UC12

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の各工程を含む水溶液からの脂溶性化合物の抽出方法： 脂溶性化合物を含む水溶液を用意する工程； 適当な管に入れられた結晶性金属鉱物粒子の床を用意する工程； 結晶性金属鉱物粒子の床に、床のほぼ底部近くより、結晶性金属鉱物粒子が流
   動床を形成し維持されるのに十分な速度で、水溶液を供給する工程； 脂溶性化合物を結晶性金属鉱物粒子に付着させて、結晶性金属鉱物−脂溶性化
   合物複合体を形成する工程； 洗浄溶液を用意する工程； 洗浄溶液を結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体に接触させて、複合体から脂
   溶性化合物を脱着する工程； 脂溶性化合物を含んだ洗浄溶液を収集する工程；及び 洗浄溶液から脂溶性化合物を単離する工程。
2. 【請求項２】 結晶性金属鉱物粒子が、磁鉄鉱粒子である、請求項１に記載
   の方法。
3. 【請求項３】 脂溶性化合物が、吸着又は吸収によって金属鉱物粒子に付着
   する、請求項１〜２のいずれか１項に記載の方法。
4. 【請求項４】 洗浄溶液が結晶性金属鉱物粒子の流動床に、流動床のほぼ底
   部近くより、床を流動状態に維持するのに十分な速度で供給されることにより、
   洗浄溶液は結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体に接触させられ、その結果生じ
   る脂溶性化合物を含んだ洗浄溶液は、結晶性金属鉱物粒子の流動床の最上部近く
   又はその上から収集される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 洗浄溶液を用意し、洗浄溶液を結晶性金属鉱物−脂溶性化合
   物複合体と接触させる前に、結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体を収集する工
   程をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体が、連続的デカンテー
   ションによって、結晶性金属鉱物粒子の流動床のほぼ最上部に近い領域から収集
   される、請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 結晶性金属鉱物−脂溶性化合物複合体を乾燥させ、洗浄溶液
   に接触させるまで一定期間保管する、請求項５〜６のいずれか１項に記載の方法
   。
8. 【請求項８】 脂溶性化合物が水溶液中の多くの細胞内に存在し、この水溶
   液が培地である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 【請求項９】 細胞がデュナリエラ サリナ（Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａ ｓ
   ａｌｉｎａ）の細胞である、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 脂溶性化合物が天然色素である、請求項１〜９のいずれか
    １項に記載の方法。
11. 【請求項１１】 色素が、カロチノイドである、請求項９に記載の方法。
12. 【請求項１２】 カロチノイドがβ−カロチンである、請求項１１に記載の
    方法。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法を使用して得
    られる、ほぼ純粋な脂溶性化合物。
14. 【請求項１４】 請求項７に記載の方法を使用して得られる、結晶性金属鉱
    物−脂溶性化合物複合体。