JPH0463599A - ベタシアニン系天燃赤色色素の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 り産業上の利用分野Ｊ この発明は、ベタシアニン系天然赤色色素を製造する方
法に関する。

［従来の技術］ ベタシアニン系赤色色素は、現在使用されている赤色天
然色素の中では色調が鮮明な赤紫色で、天然赤色色素の
中では最も美しいストロベリー色を呈することから使用
量が最も多くなっている。一方、食品の着色に関しては
、合成着色料に対する法的規制の強化と合成物の安全性
の面から合成着色料から天然着色料への移行が進んでお
り、天然色素の需要は増加する傾向にある。

ベタシニアン系赤色色素は、顕在植物門−離弁花亜網−
中心子目（Ｃｅｎｔｒｏｓｐｅｒｍａｅｌの植物中、ナ
デシコ科を除＜１０科の植物がこの色素を含有している
ことが分かっている。

従来、ベタシアニンは、主に該成分を含有する植物体か
ら抽出することにより製造されている。現在、工業的に
ベタシニアン系色素を生産する場合には、アカザ科−ト
ウジサ属−サトウダイコンの１変種である赤サトウダイ
コン（赤ビート）　Ｂｅｔａ　凪釦肛」Ｌ、　Ｖａｒ、
　ｒｕｂｒａを原料とじている。この赤ビートは、別名
サンゴジュナと称し、食用に供するとともに家畜の飼料
として化アメリカ、ソ連、東欧諸国、イスラエル、スー
ダン、モロッコ、南米等で栽培されている。栽培は年に
２度行なわれ、収穫物は粉砕した後乾燥した形で、ある
いは搾り汁を濃縮した形で色素原料として我国に輸入さ
れている。

しかしながら、天然着色料への移行が進み需要が増加し
ている一方で、原料となる天然植物資源の供給は世界的
な天候不順が主な原因となり量的、質的、価格的に不安
定な状況が続いている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、本発明の目的は自然環境条件に左右されること
な（安定的に、しかも高収率でベタシアニン系赤色色素
を産生ずる方法を提供することである。

Ｕ問題点を解決するための手段ｊ 本発明者らは、ベタシアニン系赤色色素を大量生産する
方法について鋭意研究した結果、ハゲイトウ　ｆＡｍａ
ｒａｎｔｈｕｓ　ｔｒｉｃｏｌｏｒｌ植物がら組織培養
によって誘導されるカルスを特定の培養条件下で継代培
養することによって、ベタシアニン系天然赤色色素高生
産細胞を選抜することができ、このようにして得られた
培養物からベタシアニン系赤色色素を回収することがで
きることを見出し、この発明を完成した。

すなわち、本発明は、ハゲイトウを組織培養してカルス
を誘導する工程と、該カルスを、植物成長調整物質を含
む培地で明所にて、赤色色素産生細胞を選択しながら継
代培養する工程と、該継代培養により得られた赤色色素
産生細胞から赤色色素を回収する工程を含むベタシアニ
ン系赤色色素の製造方法を提供する。

［発明の効果〕 本発明により、生産性の高いベタシアニン系天然赤色色
素の製造方法が提供された。本発明の方法用いると、赤
色色素を含有する植物を栽培して抽出する方法に比べ、
天候等の自然環境条件に左右されることな（安定して、
しかも短期間に大量に人体に無害で安全な食品着色料と
して有用なベタシアニン系赤色色素を製造することがで
きる。

［発明の詳細な説明］ 本発明の方法においては、先ず、ハゲイトウ植物組織か
らカルスを誘導する。カルスを誘導する組織片はハゲイ
トウ植物のいずれの組織に由来するものであっても良い
が、根、茎部及び葉部が好ましく、展開間もない葉柄部
が特に好ましい。

ハゲイトウ植物組織片は、常法に従ってカルスを誘導す
ることができる。例えば、ハゲイトウ植物の組織を切り
出し、これを殺菌する。殺菌は常法に従って行なうこと
ができる。殺菌した組織片は、例えば１ＯＩＩＩＩ１１
角程度の切片とし寒天栄養培地に着床して培養を行なう
。この際、培養に用いる基本培地は植物組織培養に一般
的に用いられている培地、例えば　Ｍｕｒａｓｈｉｇｅ
−３ｋｏｏｇ培地（Ｍｕｒａｓｈｉｇｅ、　Ｔ、　ａｎ
ｄ　Ｓｋｏｏｇ、　Ｆ、、　Ｐｈｙｓｉｏｌ。

Ｐｌａｎｔ、、　１５，４７３　ｆ１９６２１１　、　
Ｂ　５培地（Ｇａｍｂｏｒｇｅｔ　ａｌ、、Ｅｘｐ、　
Ｃｅ１ｌ　Ｒｅｓ、　５０．１５１　（１９６８１１及
びＮ１ｔｓｃｈの培地（Ｎｉｔｓｃｈ、　Ｊ、　Ｐ、、
　Ａｍｅｒ、Ｊ、　Ｂｏｔ、、　３８゜５６６　ｆ１９
５１＋１並びにこれらの改変培地を用いることができる
。中でもＭｕｒａｓｈｉｇｅ−５ｋｏｏｇ培地（以下、
ＭＳ培地と言う）が好ましい。さらに、カルス誘導をよ
り促進させるために必要に応じて既知の植物成長調節物
質を添加して用いることができる。植物成長調節物質と
しては、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸（２，４−Ｄ
）、インドール酢酸（ＩＡＡ）、インドール酪酸（ＩＢ
Ａ）、ナフタレン酢酸（ＮＮＡ）等のオーキシン類、カ
イネチン、ベンジルアデニン等のサイトカイニン類等が
用いられる。オーキシン類及びサイトカイニン類の培地
中の含量は通常、それぞれ０．Ｏ１〜１０ｐｐｍ及び０
．１〜１０ｐｐｍである。組織片は通常、１５〜３５℃
の暗所に置いて培養され、約ｌＯ〜３０日間で組織片か
らカルスが形成される。

ハゲイトウ植物の組織片から誘導されたカルスは、適当
な栄養培地に移植して培養することにより次の継代培養
に供するカルスを増量することができる。栄養培地とし
ては、植物の組織培養に用いられている公知の培地を用
いることができ、例えば上記したＭＳ培地、Ｂ５培地及
びＮ１ｔｓｃｈ培地等である。特に、ＭＳ培地にオーキ
シン又はオーキシンとサイトカイニンをそれぞれ０．０
１〜１０ｐｐｍ、０．１〜１０　ｐｐｍ含有する培地が
好ましく用いられる。この場合の培養温度は好ましくは
１５〜３５℃、より好ましくは２５℃前後で、明所で培
養する。培養時の照度は工５００〜１００００ルクス、
好ましくは３０００〜６０００ルクスである。

次いで、上記のようにして誘導されたカルスを、赤色色
素産生細胞を選択しながら継代培養する。この継代培養
は、植物成長調整物質を含む培地で、上記した栄養培地
における培養と同じ条件で行なうことができる。植物成
長調整物質として、２．４−Ｄを０．１〜５　ｐｐａ＋
、さらに好ましくは約ｏ、ｔ　ｐｐｍ　、ベンジルアデ
ニンを０．００１〜５　　ｐｐｍ。

さらに好ましくは約１　　ｐｐｍ含む培地が特に好まし
い。特に効果的に赤色色素産生細胞を誘導するためには
、２．４−Ｄを約口、ｌｐｐｍ含有する培地で３〜４週
間毎に継代培養を続け、成長が安定した段階で、さらに
約０．１　ｐｐｍの２．４−Ｄと約１　　ｐｐｍのベン
ジルアデニンを含有する培地に移植し、上記範囲の培養
温度及び光叩射を行なうことが好ましい。

また、光源の波長としては青色光及び純色光が色素形成
を促進するので好ましく用いられる。

また、オーキシン類及びサイトカイニン類の代わりに、
又はこれらと共にアブシジン酸を用いても同様の効果を
得ることができる。培地中のアブシジン酸の含有量は、
好ましくは０．００１−１０．０ｐｐｍ　、より好まし
くは０．０１〜１．ｏｐｐｍである。

さらに、カルスの増殖を促進し、赤色色素の生産性を高
める目的で次に挙げる成分を基本培地中さらに添加する
こともできる。

トリプトファン及び／またはフェニルアラニンはそれぞ
れ１０４〜１０−’Ｍ、特に好ましくはそれぞれ約１０
−”Ｍ添加することが好ましい。

炭素源としてショ糖を濃度１−１０重量％、特に好まし
くは約４重量％添加することが好ましい。

窒素源として硝酸カリウムを５ｍＭ〜５０ｍＭ、特に好
ましくは約４０ｍＭ添加することが好ましい。

上記継代培養を３〜４週間毎に続け、小集塊選抜法に従
って継代培養毎に赤色色素産生細胞だけを繰り返し選抜
することにより生産性の高いベタシアニン系赤色色素産
生細胞のみを得ることができる。

赤色色素高生産性細胞の培養に用いられる培地としては
、寒天培地を用いることもできるが、液体培地中で振盪
培養する方法を用いると、赤色色素産生細胞の成長がよ
り促進され、大量培養にも適するので好ましい。

上記のようにして得られたベタシアニン産生細胞は、赤
色色素を細胞内に蓄積するので培養終了後回収し、必要
に応じて粉砕し、乾燥する。乾燥したカルスは常法に従
い、溶媒抽出を行なうことによりベタシアニン系赤色色
素を抽出することができる。抽出溶媒としては、−射的
に冷水や温水が用いられるが、これに限定されるもので
はなく、例えば酢酸水溶液等を用いることもできる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明の実施例はこれらに限られるものではない。

実」Ｌ例」２ ハゲイトウの種子は常法に従ってミラクロスの袋に入れ
７０％エタノール溶液中に数十秒間浸漬した後、０．６
％次亜鉛素酸ナトリウム溶液に５〜１５分間浸漬して殺
菌し、滅菌水で３回洗浄した。殺菌した種子を２倍に希
釈したＭＳ培地にショ糖３％　（Ｗ／Ｖｌを添加した寒
天培地（寒天含量０．８％）に置床し、２５℃、暗所で
培養した。発芽後７日目の完全に展開した子葉を摘出し
、ＭＳ培地に２．４−Ｄ　Ｏ，ｌｐｐｍ及びベンジルア
デニン］　ｐｐａ＋を添加した寒天培地に置床し、２５
℃の明所下で２週間培養することにより組織片よりカル
スが形成された。ただし、明所下における照度は約３．
５００ルクスとした。

次に、該カルスを同培地又は２．４−Ｄｏ、ｌｐｐｍの
みを添加した同ＭＳ培地で光―射（約３、５００ルクス
）下、３週間毎に選抜、継代培養して増殖させた。この
ようにして培養したカルスの一部を試験管に採取し、−
３０℃で凍結後室温で融解し、少量の３．７７ｍＭの酢
酸を加え再び一３０℃で凍結した。さらに室温で融解後
、３．７７ｍＭの酢酸をカルスの生重量の９倍容加えて
赤色色素を抽出した。

得られた抽出液を濾紙で濾過し、二波長分光光度計（日
立製、２００−１０型）で色素の吸収スペクトルを測定
し定量を行なった。吸収スペクトルの測定結果を図１に
示す、ハゲイトウ種子の芽生えから抽出したベタシアニ
ン系赤色色素のそれと一致したことから、得られたカル
スに含まれる赤色色素はベタシアニン系色素であること
が確認された。また、ベタシアニンの含量は、Ｐｉａｔ
ｔｅｌｌｉ　　　ら　　（Ｐｉａｔｔｅｌｌｉ、Ｍ、　
　　ｅｔ　　　ａｌ、。

Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、　８ニア３１−７３６
　（１９６９１）の方法に従い算出した。すなわち、３
．３３ｍＭ酢酸中での５３７ｎｍにおける吸光度を測定
し、ベタシアニンのモル吸光係数５．６６　ｘｌＯ’　
（Ｍ−’ｃｍ−’ｌを用いてカルスＩｇ　　（生重量ン
当たりに含まれるベタシアニン含量を算出した。その結
果、１．４　ｘ　１０−’　ｆＭ／Ｌｆ、　ｗｌのベタ
シアニン系赤色色素が含有されていることが分かった。

及丘±λ オーキシンとして、２．４−Ｄ、α−ナフタレン酢酸又
はインドール−３〜酢酸をそれぞれ下記表１に示す量添
加した以外は実施例１と同様にして赤色色素産生カルス
を得た。得られたカルスのベタシアニン含量を実施例１
と同様にして測定した。その結果を表１に示す。なお、
植物成長調節物質を何も含まないＭＳ培地で培養したカ
ルスな対照とした。

表１から、２．４−Ｄ、ＮＡＡ及びＩＡＡ共にベタシニ
アンの生成には効果があることが分かるが、２．４−Ｄ
を０．ｌｐｐｍ添加した培地がカルスの成長ならびにベ
タシアニン生成の両面にもっとも効果的であることが分
かった。

及嵐皇ユ 実施例１で用いた継代培養培地にさらにトリプトファン
及び／又はフェニルアラニンを下記表２に示す量添加す
る以外は実施例１と同様にして赤色色素産生カスルを得
た。得られたカルスのベタシアニン含量を実施例１と同
様にして測定した。その結果を表２に示す、なお、植物
成長調節物質を何も含まないＭＳ培地で培養したカルス
を対照とした。

表２から、トリプトファン及びフェニルアラニン共にベ
タシアニンの生成には効果があることが分かる。特に、
トリプトファンをｌｏ−３Ｍ添加した培地が効率よ（カ
ルスの成長ならびにベタシアニン生成を促進できること
が分かった。

１嵐里Ａ 実施例１で用いた継代培養培地に２．４−Ｄ及び６−ベ
ンジルアデニンの代わりにアブシジン酸を下２表３に示
す量添加することを除いて実施例１と同様にして赤色色
素産生カルスを得た。得られたカルスのベタシアニン含
量を実施例１と同様にして測定した。その結果を表３に
示す。なお、植物成長調節物質を何も含まないＭＳ培地
で培養したカルスを対照とした。

表３から、アブシジン酸がベタシアニンの生成には効果
があることが分かる。特に、アブシジン酸を０．１〜１
．Ｏｐｐｍ添加するとき、カルスの成長ならびにベタシ
アニン生成の両面にもっとも効果的であった。

１反里玉 実施例１で用いた継代培養培地に炭素源としてショ糖を
下記表４に示す量用いることを除いて実施例１と同様に
して赤色色素産生カルスな得た。得られたカルスのベタ
シアニン含量を実施例１と同様にして測定した。その結
果を表４に示す。

表４から、ショ糖がベタシアニンの生成に効果があるこ
とが分かる。特に、ショ糖を３％又は４％添加するとき
、カルスの成長ならびにベタシアニン生成の両面に最も
効果的であった。

１反里玉 実施例１で用いた継代培養培地に窒素源として碕酸カリ
ウムを下記表５に示す量用いることを除いて実施例１と
同様にして赤色色素産生カルスを得た。但し、硝酸カリ
ウム以外の窒素源は添加しなかった。得られたカルスの
ベタシアニン含量を実施例１と同様にして測定した。そ
の結果を表５に示す。

表５から、添加した濃度範囲でベタシアニンの生成に最
も効果が得られた濃度は４０ｍＭの時であった。

！十Ｕ粗ユ 培養時の光叩射条件として、波長の異なる赤色光、緑色
光、青色光及び白色光を光源として使用することを除い
て実施例１と同様にして赤色色素産生カルスを得た。ベ
タシアニンの生成を下記の式から算出し、その結果を表
６に示す。

ベタシアニン合成： 表６から、光源として青色光を使用するときカルスの成
長及びベタシアニン生成に最も効果が得られることが分
かった。

１嵐■１ 実施例１で得られた赤色色素産生カルスを同培地から寒
天を取除いた液体培地に移植し、光照射下、回転振盪培
養（８０ｒ、ｐ、ｍ、ｌ　を３週間行なったことを除い
て実施例１と同様の条件で培養して赤色色素産生カルス
を得た。実施例１と同様にして赤色色素を抽出、定量し
た。

その結果、ベタシアニン系赤色色素の生成量は１．２５
　ｘ　　１０−’　ｆＭ／ｇ、ｆ、ｗｌであった。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の方法によりカルスから抽出された赤色
色素、及び芽生えから得られた赤色色素の吸収スペクト
ルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ハゲイトウを組織培養してカルスを誘導する工程
   と、該カルスを、植物成長調整物質を含む培地で明所に
   て、赤色色素産生細胞を選択しながら継代培養する工程
   と、該継代培養により得られた赤色色素産生細胞から赤
   色色素を回収する工程を含むベタシアニン系赤色色素の
   製造方法。 （２）前記継代培養に用いられる培地は、前記植物成長
   調節物質としてオーキシン類及びサイトカイニン類を含
   む請求項１記載の方法。 （３）前記継代培養は、植物成長調整物質として約０．
   １ｐｐｍの２、４−ジクロロフェノキシ酢酸を含む培地
   で３ないし４週間毎に継代した後、成長が安定した段階
   で約０．１ｐｐｍの２、４−ジクロロフェノキシ酢酸と
   約１ｐｐｍのベンジルアデニンを含む培地で継代培養す
   ることにより行なわれる請求項１記載の方法。 （４）前記継代培養に用いられる培地は、トリプトファ
   ン及び／又はフェニルアラニンを含有する請求項１ない
   し３のいずれか１項に記載のベタシアニン系赤色色素の
   製造方法。（５）前記継代培養は、植物成長調整物質と
   してアブシジン酸を含有する培地で行なう請求項１ない
   し４のいずれか１項記載の方法。 （６）前記継代培養は、炭素源として約４重量％のショ
   糖を含有する培地で行なうことを特徴とする請求項１な
   いし５のいずれか１項に記載の方法。 （７）前記継代培養時の照度が１５００〜１００００ル
   クスである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方
   法。 （８）前記継代培養は、青色光の下で行なわれる請求項
   １ないし７のいずれか１項に記載の方法。