Proceso para producir zeaxantina y beta-criptoxantina.

Proceso para producir una mezcla de carotenoides que contiene zeaxantina y β

-criptoxantina, que comprendeinducir una mutación en una bacteria que produce astaxantina original en la que la secuencia de ADN quecorresponde al 5 ARN ribosómico 16S es no menos del 98 % homóloga a la secuencia descrita en SEQ ID NO: 1;cultivar para formar colonias en un medio sólido; seleccionar colonias amarillas a naranjas en dicho medio sólido;cultivar las colonias mutantes seleccionadas en cultivo; extraer y analizar los carotenoides en el cultivo; seleccionaruna cepa mutante que tiene un 20 % o más de proporción en masa de zeaxantina con respecto a los carotenoidestotales en dicho cultivo para proporcionar una bacteria que produce zeaxantina y β-criptoxantina; cultivar dichabacteria; y recoger dicha mezcla de carotenoides que contiene zeaxantina y β-criptoxantina del cultivo resultante.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2004/013033.

Solicitante: JX Nippon Oil & Energy Corporation.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 6-3, Otemachi 2-chome Chiyoda-ku Tokyo 100-8162 JAPON.

Inventor/es: TSUBOKURA,Akira, YONEDA,Hisashi, HIRASAWA,Kazuaki.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A23L1/275 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A23 ALIMENTOS O PRODUCTOS ALIMENTICIOS; SU TRATAMIENTO, NO CUBIERTO POR OTRAS CLASES.A23L ALIMENTOS, PRODUCTOS ALIMENTICIOS O BEBIDAS NO ALCOHOLICAS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES A21D O A23B - A23J; SU PREPARACION O TRATAMIENTO, p. ej. COCCION, MODIFICACION DE LAS CUALIDADES NUTRICIONALES, TRATAMIENTO FISICO (conformación o tratamiento, no enteramente cubierto por la presente subclase, A23P ); CONSERVACION DE ALIMENTOS O DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS, EN GENERAL (conservación de la harina o las masas panificables A21D). › A23L 1/00 Alimentos o productos alimenticios; Su preparación o tratamiento (su conservación en general A23L 3/00). › Adición de colorantes o de pigmentos con o sin auxiliares ópticos.
  • A23L1/30 A23L 1/00 […] › que contienen aditivos (A23L 1/308 tiene prioridad).
  • C09B61/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09B COLORANTES ORGANICOS O COMPUESTOS ESTRECHAMENTE RELACIONADOS PARA PRODUCIR COLORANTES; MORDIENTES; LACAS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto dado C12P). › Colorantes de origen natural preparados a partir de fuentes naturales.
  • C12N15/01 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA.C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN (biocidas, productos que repelen o atraen a los animales nocivos, o reguladores del crecimiento de los vegetales, que contienen microorganismos virus, hongos microscópicos, enzimas, productos de fermentación o sustancias obtenidas por o extraídas de microorganismos o sustancias animales A01N 63/00; preparaciones de uso médico A61K; fertilizantes C05F ); PROPAGACION,CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › Preparación de mutantes sin introducción de material genético extraño; Procedimientos de cribado para ello.
  • C12P23/00 C12 […] › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA.Preparación de compuestos que contienen un ciclo ciclohexeno con una cadena lateral insaturada de al menos diez átomos de carbono unidos por enlaces dobles conjugados, p. ej. carotenos (que contienen heterociclos C12P 17/00).

PDF original: ES-2387674_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Proceso para producir zeaxantina y beta-criptoxantina

Campo técnico

Se da a conocer en el presente documento un proceso microbiológico para producir zeaxantina, f-caroteno, licopeno o una mezcla de carotenoides de los mismos, útiles como pigmento amarillo natural, pigmento rojo natural o antioxidante para alimentación, alimentos, cosméticos, productos farmacéuticos y similares.

Antecedentes de la técnica

La zeaxantina está contenida en diversas plantas tales como maíz, se añade a la alimentación como pigmento amarillo natural y se sabe que tiene aplicaciones para mejorar el tono de color de la yema de huevo, carne o piel de un ave de corral tal como pollo y se usa como agente colorante para alimentos. También tiene un potente efecto antioxidante (Fisheries Science, 62 (1) : 134-137, 1996) , y se ha notificado que tiene un efecto antitumoral (Biol. Pharm. Bull., 18 (2) : 227-233, 1995) . Se sabe que la zeaxantina, junto con la luteína, está presente en la retina y el cristalino y está implicada en el mantenimiento de la salud del ojo (FOOD Style 21, 3 (3) : 50-53, 1999) . Debido a estos efectos fisiológicos, la zeaxantina es útil como alimento para la salud, cosmético o material farmacéutico. La fcriptoxantina está contenida en cítricos, se sabe que tiene un efecto antitumoral (Biol. Pharm. Bull., 18 (2) : 227-233, 1995) y tiene aplicaciones como material alimenticio o componente de composición para alimentación. El f-caroteno tiene acciones antioxidantes y de provitamina A y se usa ampliamente como aditivo para piensos, aditivo para alimentos, agente colorante natural o similares.

Se conocen como proceso para producir zeaxantina síntesis químicas usando, como material de partida, una hidroxicetona ópticamente activa obtenida mediante la reducción asimétrica de oxoisoforona (Pure Appl. Chem., 63 (1) : 45, 1991) y extracción a partir de semillas de maíz (Seitai Shikiso (Biochrome) , 1974, Asakura-shoten) . También se conoce un proceso mediante extracción a partir de caléndula (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 08-092205 A (1996) ) ; sin embargo, un carotenoide derivado de caléndula comprende principalmente luteína y tiene un contenido en zeaxantina reducido. Además, los microorganismos para la producción del mismo incluyen Spirulina algae (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 10-155430 A (1998) ) , microalgas Nannochloris spp. (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 07-059558 A (1995) ) , bacterias Flexibacter spp. (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 05-328978 A (1993) ) , bacterias Alteromonas spp. (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 05-049497 A (1993) ) , bacterias Flavobacterium spp. (Carotenoids, en Microbial Technology, 2ª edn, vol. 1, 529-544, Nueva York: Academic Press) , Agrobacterium aurantiacum (FEMS Microbiology Letters, 128: 139-144, 1995) y una cepa bacteriana, E-396 (FERM BP-4283) que pertenece a un género novedoso (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 07-079796 A (1995) , publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 08-009964 A (1996) , documento US 5607839 y documento US 5858761) .

El f-caroteno es un carotenoide amarillo natural contenido en vegetales verdes y amarillos tales como zanahoria y encuentra un amplio uso como agente colorante para alimentos tales como mantequilla y margarina. También tiene actividad de provitamina A y es un nutriente importante para seres humanos. Se sabe que esta sustancia tiene un efecto antioxidante (Fisheries Science, 62 (1) : 134-137, 1996) y se ha notificado que tiene efectos antitumorales y anticancerígenos (Biol. Pharm. Bull., 18 (2) : 227-233, 1995) . Debido a estos efectos fisiológicos, el f-caroteno es útil no sólo como agente colorante, sino también como material funcional para su uso en piensos, alimentos, cosméticos

o productos farmacéuticos.

Se conocen como proceso para producir f-caroteno síntesis químicas a partir de f-ionona (Pure Appl. Chem., 63 (1) : 45, 1979) y extracción a partir de vegetales verdes y amarillos tales como zanahoria, batata y calabaza (Tennen Chakusyokur y o (Natural Coloring Agents) Handbook, Korin Publishing Co., Ltd., Tennen Chakusyokur y o Handbook Editorial board ed.) . Además, como ejemplo de producción de f-caroteno mediante un microorganismo, se conoce mediante algas Dunaliella (J. Phycol, 23: 176, 1987) , Blakeslea trispora (hongos filamentosos) (Appl. Environ. MicroBiol. 36: 639-642, 1979) , Phaffia rhodozyma (levadura) (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 05-168465 A (1993) ) , levaduras Rhodotorula spp. (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 06-022748 A (1994) ) , Agrobacterium aurantiacum (FEMS Microbiology Letters, 128: 139-144, 1995) o la cepa E-396 bacteriana (FERM BP-4283) que pertenece a un género novedoso (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 07-079796 A (1995) , publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 08-009964 A (1996) , documento US 5607839 y documento US 5858761) .

El licopeno es un carotenoide rojo natural contenido en el tomate y útil como agente colorante para alimentos. También tiene un potente efecto antioxidante (Arch. Biochem. Biophys., 271: 532, 1989) , se sabe que inhibe la oxidación de lipoproteínas de baja densidad asociadas con arteriosclerosis (Nutr. Metab. Cordiovasc. Dis 7: 433, 1997) y se ha notificado que suprime la proliferación de células cancerosas (J. Natl. Cancer Inst. 91: 313, 1999) . Debido a estos efectos fisiológicos, el licopeno es útil como material para su uso en piensos, alimentos, cosméticos

o productos farmacéuticos.

Se conocen como proceso para producir licopeno síntesis químicas usando linalool o geraniol como material de partida (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 2001-039943 A (2001) ) y separación y refinado a partir de tomate (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 2002-193850 A (2002) ) . Además, los microorganismos para la producción de licopeno incluyen algas Dunaliella (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 2001-161391 A (2001) ) , algas Chlorella (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 2000-152778 A (2000) ) y bacterias Rhodobacter spp. (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 08-239658 A (1996) ) . La cepa bacteriana E-396 (FERM BP-4283) que pertenece a un género novedoso (publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 07-079796 A (1995) , publicación de patente japonesa (Kokai) n.º 08-009964 A (1996) , documento US 5607839 y documento US 5858761) también se sabe que produce compuestos carotenoides a altas concentraciones, aunque el nivel de producción de licopeno es mínimo.

Sin embargo, los procesos descritos anteriormente para sintetizar químicamente zeaxantina, f-caroteno y licopeno tienen problemas en cuanto a seguridad y la tendencia direccional de los últimos años ha sido hacia un producto natural debido a su uso de disolventes orgánicos. Además, el cultivo convencional usando un microorganismo no es práctico debido a la baja productividad, y la extracción a partir de una planta (por ejemplo, maíz, zanahoria, tomate o similares) tiene las desventajas de requerir demasiado coste debido a su bajo contenido de un compuesto carotenoide deseado y haciendo que su suministro estable sea difícil debido a la dependencia de la meteorología. La cepa E-396, que se conoce como un microorganismo que produce compuestos carotenoides, tiene bajas proporciones de producto de zeaxantina, f-caroteno y licopeno con respecto a los carotenoides totales, aunque ha proporcionado un proceso establecido para producir, a altas concentraciones en una escala industrial, compuestos carotenoides que tienen una seguridad ya confirmada mediante diversas pruebas e incluyendo astaxantina.

Por tanto, hay una necesidad de un proceso barato para producir zeaxantina, f-caroteno y licopeno con alta seguridad, mediante el cual puedan suministrarse de manera estable.

Exposición de la invención

Como resultado de estudios intensivos para solucionar los problemas descritos anteriormente, los presentes inventores han descubierto que los microorganismos que producen compuestos carotenoides tales como astaxantina pueden someterse a tratamiento por mutación para proporcionar fácilmente microorganismos que tienen altas proporciones de producto de zeaxantina y f-criptoxantina con respecto a la cantidad de producción completa de carotenoides, logrando de ese modo la presente la presente invención.

Por tanto, la presente invención proporciona un proceso tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Se da a conocer en el presente documento;

(1) ... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para producir una mezcla de carotenoides que contiene zeaxantina y f-criptoxantina, que comprende inducir una mutación en una bacteria que produce astaxantina original en la que la secuencia de ADN que 5 corresponde al ARN ribosómico 16S es no menos del 98 % homóloga a la secuencia descrita en SEQ ID NO: 1; cultivar para formar colonias en un medio sólido; seleccionar colonias amarillas a naranjas en dicho medio sólido; cultivar las colonias mutantes seleccionadas en cultivo; extraer y analizar los carotenoides en el cultivo; seleccionar una cepa mutante que tiene un 20 % o más de proporción en masa de zeaxantina con respecto a los carotenoides totales en dicho cultivo para proporcionar una bacteria que produce zeaxantina y f-criptoxantina; cultivar dicha

bacteria; y recoger dicha mezcla de carotenoides que contiene zeaxantina y f-criptoxantina del cultivo resultante.

2. Proceso según la reivindicación 1, en el que dicha bacteria que produce astaxantina se selecciona de una cepa E396 (FERM-BP-4283) y cepas mutantes de la misma, y una cepa A-581-1 (FERM BP-4671) y cepas mutantes de la misma.


 

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