Proceso para la producción de carotenoides.

Un método para producir una composición que contiene carotenoides,

que comprende las siguientes etapas 1) a 3):

1) llevar a cabo la extracción en un cultivo de un microorganismo, un concentrado del cultivo o una sustancia seca del mismo con al menos uno que se selecciona de entre el grupo que consiste en metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, acetona, metiletilcetona y tetrahidrofurano;

2) concentrar la solución de extracto que se obtiene para obtener un precipitado; y

3) lavar el precipitado con al menos uno que se selecciona de entre el grupo que consiste en metanol, metanol que contiene agua, etanol, etanol que contiene agua, n-propanol, n-propanol que contiene agua, isopropanol, isopropanol que contiene agua, acetona y metiletilcetona.

Proceso para la producción de carotenoides Campo de la técnica

La presente invención se refiere a un método para producir carotenoides, y en particular a un método adecuado industrialmente para producir astaxantina que se pueda utilizar como un componente de alimentos, composiciones farmacéuticas o cosméticos. La presente invención también se refiere a una composición que contiene carotenoides que se obtiene por tal método; y un alimento, una composición farmacéutica y una sustancia cosmética que comprende tal composición que contiene carotenoides.

Técnica antecedente

El carotenoide es un pigmento natural extendido ampliamente en la naturaleza, y es un pigmento poliénico que tiene un color en el intervalo del amarillo al rojo o púrpura. La astaxantina es un tipo de carotenoide y existe en estado libre o como un éster, o existe como varios tipos de proteínas pigmentarias como resultado de la unión con las mismas.

La astaxantina se utiliza ampliamente como agente colorante para pescados y huevos de gallina. La astaxantina también está permitida para su uso como un aditivo alimentario y se utiliza ampliamente en alimentos procesados oleosos y grasos, alimentos proteicos, alimentos líquidos acuosos y similares. La astaxantina tiene además una actividad antioxidante contra la peroxidación de lípidos excitados por un radical libre, una acción de eliminación de singlete de oxígeno, que puede ser varios cientos de veces más fuerte que la del a-tocoferol o similares, y por lo tanto se espera que se utilice en alimentos funcionales, cosméticos, y fármacos farmacéuticos utilizando la fuerte actividad anti-oxidante de la misma.

La astaxantina se distribuye ampliamente en la naturaleza, por ejemplo, en pescados tales como el salmón, trucha y palometa roja marina, etc.; y en crustáceos tales como cangrejos, gambas, krill, etc. La astaxantina también se produce en bacterias que pertenecen a los Agrobacterium, Brevibacterium y Paracoccus; y microorganismos que incluyen Haematococcus pluvialis, levadura Phaffia y similares. Los carotenoides tales como astaxantina, zeaxantina o similares se producen industrialmente por un método de síntesis química, pero se desean los carotenoides de origen natural desde el aspecto de la seguridad.

Con tal antecedente, se han expuesto muchos métodos para producir carotenoides que contienen astaxantina derivados especialmente de algas o microorganismos que se consideran adecuados para la producción en masa.

Por ejemplo, se han expuesto muchos métodos para producir carotenoides que contienen astaxantina a partir de un alga Haematococcus (documento 1). Un cistocito de un alga post-cultivo se trata con acetona calentada para eluir la clorofila, que es un contaminante. Luego, el cistocito se seca por pulverización, y se extrae el carotenoide de las células secas resultantes con etanol. Sin embargo, una composición que se obtenga por tal método sigue conteniendo muchos contaminantes derivados de los organismos, y no es satisfactorio en términos de 1) contenido de carotenoides, 2) contenido de astaxantina y similares.

Con el fin de obtener una composición que comprenda astaxantina con un alto contenido, por ejemplo, se ha expuesto el siguiente método (documento 2). Se deja actuar lipasa sobre xantófitos en bruto obtenidos conforme el método descrito anteriormente en presencia de agua para descomponer un lípido neutro, que es un contaminante, el líquido tratado con la enzima lipasa se descompone en aceite y agua. A partir de la capa de aceite separada, los ácidos grasos libres se separan de la astaxantina por destilación, y la astaxantina se concentra y purifica. Sin embargo, incluso tras tales complicadas etapas de tratamiento, no se ha obtenido una composición que contenga astaxantina con una tasa del 30 % o más alta.

Se ha expuesto un método de obtención de astaxantina contenida con una proporción del 0,5 al 60 % utilizando un método de extracción en fluido supercrítico (documento 3). Sin embargo, es inevitable que se produzca como subproducto una fracción de astaxantina con un contenido menor que el contenido objetivo. Con el fin de desecharla, o aumentar el contenido de astaxantina de tal fracción, se necesita otra operación de concentración. Por lo tanto, este método de producción no es satisfactorio, en términos de simplicidad y coste, como método industrial para producir un carotenoide altamente puro que contenga un alto contenido de astaxantina con pocos contaminantes derivados de los organismos.

Se ha expuesto como un método que utiliza la levadura Phaffia el siguiente método (documento 4). Una célula de levadura machacada se trata por extracción utilizando un disolvente orgánico, y el extracto en bruto de tipo oleoso, que se obtiene concentrando la solución del extracto, se purifica por cromatografía de intercambio iónico, cromatografía de adsorción o similares para obtener la astaxantina. Sin embargo, este método se lleva a cabo por una técnica de purificación no industrial de la solución en bruto de baja concentración de astaxantina por medio de una pluralidad de tipos de cromatografía en columna.

Como otro método, también se ha expuesto el siguiente método (documento 5). Se trata una célula bacteriana tras el cultivo de levadura Phaffia por extracción utilizando acetona, y el extracto resultante se concentra para obtener una sustancia bruta tipo oleoso. Se añade un disolvente basado en un hidrocarburo a esta sustancia tipo oleosa para que se depositen cristales. Este método es muy simple, pero la composición que se obtiene contiene carotenoides con un contenido solo del 70 a 73 % (el contenido de astaxantina es solo del 36 al 42 %). Debido a tal bajo contenido, este método no es satisfactorio como método para producir un carotenoide altamente puro con pocos contaminantes derivados de organismos. Este método tampoco es satisfactorio por la razón de que hay un problema con que la acetona y el disolvente basado en un hidrocarburo pueden permanecer en el carotenoide.

Como métodos que utilizan la cepa E-396 (FERMI BP-4283: depositada el 27 de abril de 1993 (fecha del depósito original), Depositario de Organismos de Patente Internacional, Instituto Nacional de Ciencia Industrial y Tecnología Avanzadas (Central 6, Higuchi 1-1-1, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, Japón)), que es una bacteria para producir astaxantina, adonixantina y similares, se han expuesto lo siguientes métodos: un método de extracción poniendo en contacto un compuesto orgánico hidrófilo cíclico, que aplica un problema de seguridad con respecto a su uso en producción alimentaria, con la célula bacteriana (documento 6); y un método que utiliza el método de extracción en fluido supercrítico como en el documento 3 (documento 7). También se ha expuesto un método para poner en contacto la cepa E-396 con un disolvente orgánico soluble en agua, un disolvente no polar y agua para llevar a cabo una extracción líquido-líquido (documento 8).

Bajo estas circunstancias, existe un fuerte deseo de un método para producir industrialmente un carotenoide altamente puro que contenga astaxantina con un alto contenido, que sea simple y no necesite de instalaciones especiales o complicadas operaciones y que utilice un disolvente seguro para la producción de alimentos.

Documentos de referencia

Documento 1: Publicación de Patente abierta a inspección N° H 11-56346 Documento 2: Publicación de Patente abierta a inspección N° 2002-218994 Documento 3: Publicación de Patente abierta a inspección N° 2004-41147 Documento 4: Publicación de Patente abierta a inspección N° H 10-276721 Documento 5: Publicación de Patente abierta a inspección N° 2004-208504 Documento 6: Publicación de Patente abierta a inspección N° H 7-242621 Documento 7: Publicación de Patente abierta a inspección N° H 8-89280 Documento 8: Publicación de Patente abierta a inspección N° H 8-253695

Divulgación de la invención

La presente invención tiene como objetivo proporcionar un método para producir industrial mente una composición que contiene un carotenoide altamente puro y con alto contenido utilizando un disolvente seguro y de bajo coste.

Con el fin de resolver los problemas descritos anteriormente, la presente invención lleva a cabo una investigación principalmente sobre cultivos de organismos. Como resultado, los presentes inventores encuentran de manera novedosa los siguientes problemas en una técnica convencional para obtener carotenoides altamente puros por extracción en líquido-líquido: 1) es ineficaz industrialmente como técnica convencional para intentar realizar la purificación de alto nivel en el estado en el que la concentración de la solución es baja, debido a que se necesitan muchos tipos de soluciones... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir una composición que contiene carotenoides, que comprende las siguientes etapas 1) a

3):

1) llevar a cabo la extracción en un cultivo de un microorganismo, un concentrado del cultivo o una sustancia seca del mismo con al menos uno que se selecciona de entre el grupo que consiste en metanol, etanol, n- propanol, isopropanol, acetona, metiletilcetona y tetrahidrofurano;

2) concentrar la solución de extracto que se obtiene para obtener un precipitado; y

3) lavar el precipitado con al menos uno que se selecciona de entre el grupo que consiste en metanol, metanol que contiene agua, etanol, etanol que contiene agua, n-propanol, n-propanol que contiene agua, isopropanol, isopropanol que contiene agua, acetona y metiletilcetona.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las siguientes etapas 1) a 3):

1) llevar a cabo la extracción con etanol o acetona en un cultivo de un microorganismo, un concentrado del cultivo o una sustancia seca del mismo;

2) concentrar la solución de extracto obtenida para obtener un precipitado; y

3) lavar el precipitado con etanol, etanol que contiene agua o acetona.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende las siguientes etapas 1) a 3):

1) llevar a cabo la extracción con etanol en un cultivo de un microorganismo, un concentrado del cultivo o una sustancia seca del mismo;

2) concentrar la solución de extracto obtenida para obtener un precipitado; y

3) lavar el precipitado con etanol que contiene agua.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende las siguientes etapas 1) a 3):

1) llevar a cabo la extracción con acetona en un cultivo de un microorganismo, un concentrado del cultivo o una sustancia seca del mismo;

2) concentrar la solución de extracto obtenida para obtener un precipitado; y

3) lavar el precipitado con etanol.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende las siguientes etapas 1) a 3):

1) llevar a cabo la extracción con acetona en un cultivo de un microorganismo, un concentrado del cultivo o una

sustancia seca del mismo;

2) concentrar la solución de extracto obtenida para obtener un precipitado; y

3) lavar el precipitado con acetona.

6. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además la siguiente etapa:

4) lavar adicionalmente con hexano el precipitado que se obtiene en la etapa 3).

7. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la composición que contiene carotenoide contiene un 80 % o más de carotenoide.

8. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el carotenoide contiene un 40 % o más de astaxantina.

9. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que una secuencia de bases de ADN del microorganismo correspondiente al ARN 16S rlbosómico es sustancial mente homologa a la secuencia de bases representada por la SEC ID N° 1.

10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el microorganismo es la cepa E-396 (FERM BP-4283) o un muíante de la misma.

11. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición que contiene carotenoides se incorpora en un alimento, una composición farmacéutica o una sustancia cosmética.