JPH0219841B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は、藻類であるスピルリナ・サブサル
サ（Spirulina subsalsa）が生産する新規な粘質
多糖及びその製造方法に関する。この明細書にお
いて、この粘質多糖をスピルリナン
（spirulinan）と称する。 （従来技術） 藻類、特に多細胞性の紅藻類、褐藻類及び緑藻
類が寒天、カラゲナン、アルギン酸、フコイダン
等の粘質多糖を生産することはよく知られている
が、微細藻類、特に藍藻類が粘質多糖を生産する
ことはあまり知られていない。 （発明が解決しようとする問題点） この発明は微細藻類の１種であるスピルリナ・
サブサルサが生産する新規な粘質多糖であるスピ
ルリナン、及びその製造方法を提供することを目
的とする。 （問題点を解決するための手段） (1) 生産藻類 この発明のスピルリナンの製造に使用される
藻類の代表例はスピルリナ・サブサルサである
が、スピルリナンを生産する能力を有する藻類
であればいずれもこの発明において使用するこ
とができる。 代表的な藻類としてスピルリナ・サブサル
サ・オエルスト・バラエテイー・クラシオル
（Spirulina subsalsa Oerst.var.crassior）を挙
げることができ、この藻類は米国、カルホルニ
ア州、インペリアルバレーの温泉水から純粋分
離したものである。この藻類は下記の条件で培
養した場合、糸状の藻体を伸長させて増殖し、
液面に浮上する。スピルリナ・プラテンシスに
比較してよりコンパクトな螺旋状の糸状体を有
する。 (2) 培 養 この発明の実施に当つてスピルリナ・サブサ
ルサを培養する場合、培地組成及び培養条件
は、この発明のスピルリナ・サブサルサが増殖
し得るものであれば特に限定されない。例え
ば、培地としてNaHCO₃、K₂HPO₄、NaNO₃、
NaCl、MgSO₄、CaCl₂、FeSO₄及びその他の
微量の無機塩類を含有する培地を使用すること
ができる。培養に当つては光を照射する必要が
あり、この光として自然光（太陽光線）を使用
することもできるが、藻類を効率的に培養する
には、例えば螢光灯等の人工光源を使用するの
が好ましい。培養温度は37℃〜40℃の範囲が好
ましいが40℃〜45℃の温度においても培養する
ことができる。このような条件下で培養した場
合、この発明のスピルリナ・サブサルサは藻体
外に多糖類を絨毛状に分泌する。 (3) スピルリナンの採取 上記のようにして得た培養物からスピルリナ
ンを採取するには、まず、藻体外に分泌された
スピルリナンと共に藻体を分離収穫するのが好
ましい。この藻体分離には常用の分離手段、例
えば遠心分離、過等を用いることができる。
次に、低級アルコール、例えばメタノールもし
くはエタノール、アセトン、又はエーテルと共
に加熱することにより、あるいはこれらを順次
用いて加熱することにより藻体中の色素を抽出
分離することによつて除去するのが好ましい。
次に、この脱色処理が終つた藻体を水、又は炭
酸ナトリウム等の塩基性剤を含有する水溶液、
例えば0.1％の炭酸水素ナトリウム及び0.1％の
塩化ナトリウムを含有する水溶液により、高
温、例えば約90℃において、例えば１時間にわ
たつて抽出する。この抽出操作によりスピルリ
ナンを含有する水溶液が得られる。この水溶液
に適当な沈澱剤を加えることによりスピルリナ
ンを沈澱せしめる。沈澱剤としては、例えばセ
チルトリメチルアンモニウムブロミド（セタブ
ロン）を２％濃度となる量使用することができ
る。また、この方法に代えて、エタノールを、
例えばスピルリナン含有水溶液に対して約３倍
容量加えることによりスピルリナンを沈澱せし
めることもできる。 このようにして得られた沈澱を過、遠心分
離等の常法に従つて分離する。これを乾燥する
ことにより粗スピルリナンを得ることもできる
が、さらに純粋なスピルリナンを得る場合に
は、この沈澱をエタノール、エーテル等で洗浄
して不純物を除去した後乾燥するのが好まし
い。このようにして白色のスピルリナンが10〜
55％の収率で得られる。 (4) λ−スピルリナンとκ−スピルリナンの分離 前記のようにして得られたスピルリナンは塩
化カリウムに対する挙動に基いて２分画するこ
とができる。すなわち前記のスピルリナンを
0.1％の濃度になるように熱蒸留水に溶解し、
これに塩化カリウムを加えてその濃度を0.3M
として氷冷する。次に不溶性画分と可溶性画分
とに分ける。不溶性画分を80％の温エタノール
で洗浄することによつて塩素を除去した後エタ
ノール、アセトン及びエーテルで洗浄し、乾燥
することにより塩化カリウム水溶液に不溶性の
κ−型粘質多糖を分離する。これをκ−スピル
リナンと称する。 他方、可溶性画分に100％エタノールを2.5倍
容量加えることにより沈澱を生じさせ、この沈
澱を分離し、エタノール、アセトン及びエーテ
ルで洗浄して乾燥することにより塩化カリウム
水溶液に可溶性のλ−型粘質多糖を得る。これ
をλ−スピルリナンと称する。 この明細書において、単にスピルリナンと称
する場合には、λ−スピルリナンとκ−スピル
リナンの混合物を意味する場合、λ−スピルリ
ナン及びκ−スピルリナンのそれぞれを意味す
る場合、並びにこれらを総称する場合がある。 (5) スピルリナンの理化学的性質 元素分析及び灰分含量 元素分析及び灰分含量の測定結果は次の第
１表の通りである。

【表】 検出反応 各種の検出反応の結果は次の第２表の通り
である。

【表】 ＋：陽性 −：陰性
第２表から明らかな通り、Yapheのレゾル
シノール反応は明白な陽性を示さず、この発
明のスピルリナンは３，６−アンヒドロガラ
クトースを含有しないか、又は含有するとし
てもその量はきわめてわずかであり、カラゲ
ナンと明らかに異る。このことは、スピルリ
ナンを1Nの塩酸で２時間加水分解し、ペー
パークロマトグラフイーにより構成成分を調
べた結果と一致する。 また、ウロン酸の定性試験であるカルバゾ
ール−硫酸反応、及びＮ−アセチルヘキソサ
ミンの定性試験であるモルガン−エルソン
（Morgan−Elson）反応がいずれも陽性であ
り、スピルリナンがウロン酸、及びＮ−アセ
チルヘキソサミンを含有することが推定され
る。 さらに、ドツグソン（Dodgson）反応が陽
性であることから、スピルリナンが硫酸基を
含有することが確認された。 IRスペクトル IR−スペクトルを第１図に示す。この図
において、1725cm^-1付近にアルデヒド基又は
カルボン酸のＣ＝Ｏ基に由来する吸収が見ら
れる。カルボン酸のＣ＝Ｏ基の存在はカリウ
ム塩の形のκ−スピルリナン及びλ−スピル
リナンにおける1610cm^-1付近の吸収の出現に
よつても推定される。1660cm^-1及び1530cm^-1
付近にアセトアミドの吸収、1450cm^-1及び
1400cm^-1付近にメチル基に由来する吸収が見
られる。1240cm^-1に硫酸エステル（Ｓ＝Ｏ）
基に由来する吸収、820cm^-1及び840cm^-1にＣ
−Ｏ−Ｓ基に由来する吸収が見られ、硫酸エ
ステルの存在が示される。820cm^-1の吸収は
赤道結合した６−サルフエートの存在を示
し、そして840cm^-1の吸収は軸結合した４−
サルフエートの存在を示す。３，６−アンヒ
ドロガラクトースの存在を示す940cm^-1の吸
収はわずかであつた。 以上のIRスペクトルの結果は前記の検出
の結果とよく一致する。 構成糖 スピルリナンをトリメチルシレート
（trimethylsilate）化し、その加水分解物を
ガスクロマトグラフイーにより分析したとこ
ろ次の第３表に示す結果が得られた。

【表】 第３表から明らかな通り、スピルリナンは
少なくともラムノース、フコース、キシロー
ス、ガラクトース、グルコース及びマンノー
スを含有し、さらにこれ以外の糖も含有する
ことが予想される。なお、ガラクトース、及
びグルコースの存在は、それぞれのオキシタ
ーゼを用いる試験によつても確認された。 ゲル形成性 この発明のスピルリナンは、K⁺、NH₄ ⁺、
又はCa⁺⁺の存在下でゲルを形成する。 以上の性質を有する粘質多糖はスピルリ
ナ・プラテンシス（Spirulina platensis）に
おいても、又他の藍藻類においても存在が確
認されておらず、新規な粘質多糖である。 分子量 この発明のスピルリナンは、セフアロース
4Bを用いるゲル濾過法により測定した場合、
3.8×10⁵〜1.2×10⁶の範囲に分布する分子量
を有する。 溶剤に対する溶解性 90℃の水性液に溶解し、エタノール、エチ
ルエーテル等の有機溶剤に不溶である。 塩基、酸性、中性の別 実施例１により製造したスピルリナンは中
性を示す。 物質の色 白色固体 融 点 分解・炭化するため測定不能である。 比旋光度 有機溶剤及び常温の水性液に溶解しないた
め測定不能である。 （発明の効果） この発明により新規な粘質多糖であるスピルリ
ナンが提供される。 このスピルリナンは、人工的に大量培養が可能
な微細藻類であるスピルリナ・サブサルサにより
生産されるため、工業的に有利に製造することが
できる。 また、このスピルリナンは、無味、無臭であ
り、且つK⁺、NH₄ ⁺、Ca⁺⁺によりゲルを形成す
る性質を有するため、食品、医薬品、その他の工
業原料として使用される。 （実施例） 次に、実施例により、この発明をさらに具体的
に説明する。 実施例 １ スピルリナンの製造 次の組成を有する培地を調製した。

【表】

【表】 この培地100mlにスピルリナ・サブサルサを接
種し、4000ルクスの螢光灯照射のもと、二酸化炭
素無通気下で37℃〜40℃にて培養した。培養の過
程で粘質多糖を藻体外に分泌することが確認され
た。この条件下で、この株は糸状の藻体を伸長さ
せて増殖し、液面に浮上した。スピルリナ・プラ
テンシスに比較してよりコンパクトな螺旋状の糸
状体を形成した。培養の経過（藻体の増加及びス
ピルリナンの生産）を第２図に示す。 藻体を水洗し、80％メタノール、80％アセト
ン、100％エタノール及びエーテルと共に沸騰せ
しめることにより色素を除去した。藻体を集め、
そして0.2％の塩化ナトリウム及び0.1％の炭酸水
素ナトリウムを含有する水溶液中で90℃にて１時
間加熱することによりスピルリナンを抽出し、そ
して過した。 このスピルリナン抽出液に２％になるようにセ
チルトリメチルアンモニウムブロミド（セタブロ
ン）を添加することによりスピルリナンを沈澱せ
しめた。この沈澱を80％エタノール、100％エタ
ノール、及びエーテルで洗浄し乾燥することによ
り白色のスピルリナン44mgを得た。 実施例 ２ スピルリナンの製造 実施例１の方法と同様にしてスピルリナンを製
造した。但し、スピルリナンの抽出において、塩
化ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムを含有する
水溶液の代りに蒸留水を使用した。実施例１とほ
ぼ同様の結果を得た。 実施例 ３ スピルリナンの製造 実施例１の方法と同様にしてスピルリナンを製
造した。但し、スピルリナン抽出液からスピルリ
ナンを沈澱せしめる段階において２％のセチルト
リメチルアンモニウムブロミドの代りに３倍容量
の100％エタノールを使用した。実施例１とほぼ
同様の結果を得た。 実施例 ４ λ−スピルリナンとκ−スピルリナンの分離 実施例１に記載した方法に従つて製造したスピ
ルリナン0.1ｇを、90℃の加熱下で激しく撹拌し
ながら0.1％の濃度に蒸留水に溶解し、そして
過した。液に0.1容量の3M塩化カリウム溶液を
加え、この溶液を混合し、そして砕氷浴中で１時
間冷却した。50℃にて１時間にわたり10000rpm
にて遠心分離し、不溶性画分と可溶性画分に分け
た。 不溶性画分を0.3M塩化ナトリウム溶液に再懸
濁し、遠心分離し、不溶物を80％の温エタノール
で洗浄することにより塩素を除去し、そして100
％エタノール、アセトン及びエーテルで洗浄し、
乾燥してκ−スピルリナン0.03ｇを得た。 他方、可溶性画分に2.5容量の100％エタノール
を加えて沈澱を生じさせ、80％エタノール、100
％エタノール、アセトン、及びエーテルで洗浄し
て乾燥し、λ−スピルリナン0.069ｇを得た。 λ−スピルリナンとκ−スピルリナンとの比率
は約69.1：30.9であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のスピルリナンのIRスペク
トルを示し、第２図はスピルリナ・サブサルサの
培養経過を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スピルリナ・サブサルサ（Spirulina
   subsalsa）により生産され、ゲル濾過により測定
   した場合3.8×10⁵〜1.2×10⁶の範囲に分布する分
   子量を有し、そして次の構成糖組成： 【表】 のいずれかを有する粘質多糖。 ２ 塩化カリウム水溶液に可溶性のλ−型粘質多
   糖と塩化カリウム水溶液に不溶性のκ−型粘質多
   糖とを含んで成る特許請求の範囲第１項記載の粘
   質多糖。 ３ 塩化カリウム水溶液に可溶性のλ−型粘質多
   糖である特許請求の範囲第１項記載の粘質多糖。 ４ 塩化カリウム水溶液に不溶性のκ−型粘質多
   糖である特許請求の範囲第１項記載の粘質多糖。 ５ ゲル濾過により測定した場合3.8×10⁵〜1.2×
   10⁶の範囲に分布する分子量を有し、そして次の
   構成糖組成： 【表】 のいずれかを有する粘質多糖の製造方法におい
   て、該粘質多糖を生産することができるスピルリ
   ナ・サブサルサを培養し、培養藻体を分離し、所
   望によりこれを乾燥した後低級アルコールで抽出
   することにより色素を除去し、場合によつては炭
   酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有して
   いる熱水により抽出し、この抽出液中の前記粘質
   多糖を沈澱せしめそして回収することを特徴とす
   る方法。 ６ さらに、塩化カリウム水溶液に不溶性のλ−
   型粘質多糖を分離することを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の方法。 ７ さらに、塩化カリウム水溶液に可溶性のκ−
   型粘質多糖を分離することを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の方法。