JP2645757B2 - Production method of γ-dodecalactone - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、微生物を利用したγ−ドデカラクトンの製
法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing γ-dodecalactone using microorganisms.

更に詳しくは、本発明は10−オキシステアリン酸をβ
−酸化能を有する微生物で酸化することによるγ−ドデ
カラクトンの新規な製法に関する。More specifically, the present invention relates to 10-oxystearic acid
The present invention relates to a novel method for producing γ-dodecalactone by oxidation with a microorganism having oxidizing ability.

（従来の技術） γ−ドデカラクトンは、文献に記載された化合物で、
ピーチ様の香気を有する香料化合物として知られており
従来から香料組成物の調合素材として利用されてきた。
該化合物を合成的に製造する方法に関しては、例えば、
アルキル化エチレンオキサイドをナトリウムマロン酸エ
ステルと縮合反応させ、縮合物をケン化、脱炭酸、環化
する方法、また、γ−ケトカルボン酸エステルにグリニ
アール試薬を作用させ、生成物をラクトン化する方法、
更にβ−ハロゲン化プロピオンアルデヒドにグリニアー
ル試薬を作用させ、生成物をシアン化第２銅で処理した
後、加水分解、環化する方法（以上、香料化学総覧、11
88〜1189頁、奥田治著、廣川書店、昭和47年発行）をは
じめとして、その他数多くの提案がなされている。(PRIOR ART) γ-dodecalactone is a compound described in the literature,
It is known as a fragrance compound having a peach-like fragrance, and has conventionally been used as a preparation material of a fragrance composition.
Regarding the method for producing the compound synthetically, for example,
A method of subjecting an alkylated ethylene oxide to a condensation reaction with sodium malonate, saponifying the condensate, decarboxylation, cyclization, and a method of reacting a Grignard reagent on a γ-ketocarboxylate and lactonizing the product,
Further, a Grignard reagent is allowed to act on the β-halogenated propionaldehyde, and the product is treated with cupric cyanide, and then hydrolyzed and cyclized (these are described in the Perfumery Chemical Review, 11
88-1189 pages, Osamu Okuda, Hirokawa Shoten, published in 1972) and many other proposals.

一方、微生物を利用した発酵法によるγ−ラクトン類
の製法に関しては、例えば、カスターオイルを微生物を
用いて加水分解し、得られた加水分解物の主成分として
含有されるリシノール酸をβ−酸化能を有する微生物で
処理してγ−ヒドロキシデカン酸を生成し、次いで合成
的手法によりラクトン化することによりγ−デカラクト
ンを製造する方法が提案されている（特開昭59−82090
号公報）。On the other hand, regarding the production method of γ-lactones by fermentation using microorganisms, for example, castor oil is hydrolyzed using microorganisms, and ricinoleic acid contained as a main component of the obtained hydrolyzate is β-oxidized. A method has been proposed in which γ-hydroxydecanoic acid is produced by treatment with a microorganism having an ability and then lactonized by a synthetic method to produce γ-decalactone (Japanese Patent Laid-Open No. 59-82090).
No.).

（発明が解決しようとする課題） 近年、香料をはじめとする食品用あるいは香粧品用添
加物の原材料は天然物を志向する傾向になってきてい
る。これに伴い、香料分野においては天然源材料から採
取した天然香料あるいは微生物を利用した発酵法による
香料の製造など合成的手法を用いない方法による香料の
開発が強く望まれている。加えて合成的手法で製造した
γ−ドデカラクトンは、マイルドな天然調のフルーティ
様の香気・香味に欠け、香料組成物の調合素材として使
用した場合に必ずしも満足できるものではなかった。(Problems to be Solved by the Invention) In recent years, raw materials for additives for foods or cosmetics such as fragrances have been tending toward natural products. Along with this, in the field of fragrances, there is a strong demand for the development of fragrances that do not use synthetic techniques, such as production of natural fragrances collected from natural source materials or fragrances by fermentation using microorganisms. In addition, γ-dodecalactone produced by a synthetic method lacked a mild natural-like fruity-like aroma and flavor, and was not always satisfactory when used as a blended material of a fragrance composition.

本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意研究を
行ってきた結果、前記の従来提案された不飽和脂肪酸で
あるリシノール酸とは全く構造の異なる飽和脂肪酸であ
る10−オキシステアリン酸に微生物を作用させることに
よりマイルドでまろやかな天然調のフルーティ様、特に
ピーチ様の香気・香味を有するγ−ドデカラクトンを製
造できることを発見して本発明を完成した。The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, it has been found that 10-oxystearic acid, which is a saturated fatty acid having a completely different structure from ricinoleic acid, which is an unsaturated fatty acid conventionally proposed, is used. The present invention has been completed by discovering that γ-dodecalactone having a mild and mellow natural tone of fruity-like, especially peach-like aroma and flavor can be produced by the action of microorganisms.

従って、本発明の目的は、従来の合成的手法を用いる
ことなく、微生物を利用した発酵法によるγ−ドデカラ
クトンの新規な製法を提供するにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel method for producing γ-dodecalactone by a fermentation method using a microorganism without using a conventional synthetic method.

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、10−オキシステアリン酸をβ−酸化
能を有する微生物で酸化することによりγ−ドデカラク
トンを製造することができる。According to the present invention, γ-dodecalactone can be produced by oxidizing 10-oxystearic acid with a microorganism having β-oxidizing ability.

本発明においては、合成品あるいは天然物由来の10−
オキシステアリン酸を用いることができ、合成品の10−
オキシステアリン酸は、例えば、オレイン酸を過酸でエ
ポキシ化した後、該エポキシ化物を還元反応させること
により容易に合成することができる。In the present invention, 10-
Oxystearic acid can be used, and 10-
Oxystearic acid can be easily synthesized, for example, by epoxidizing oleic acid with a peracid and then subjecting the epoxidized product to a reduction reaction.

また、上述の合成的手法を用いない10−オキシステア
リン酸を製造する別法としては、例えば、オリーブ油、
カポック油、キョウニン油、ゴマ油、ダイコン種油、茶
油、ツバキ油、ヌカ油などのオレイン酸含量の高い植物
油を常法により、酸、アルカリまたは酵素を用いて加水
分解することにより、オレイン酸を主成分とする加水分
解物を得ることができ、該加水分解物は所望により蒸留
などの精製手段を用いて精製されたオレイン酸を得るこ
とができる。As another method for producing 10-oxystearic acid without using the above-mentioned synthetic method, for example, olive oil,
Oleic acid is obtained by hydrolyzing a vegetable oil having a high oleic acid content, such as kapok oil, kyonin oil, sesame oil, radish seed oil, tea oil, camellia oil, and nuka oil, using an acid, alkali or enzyme in a conventional manner. A hydrolyzate as a main component can be obtained, and the hydrolyzate can be used to obtain purified oleic acid by using a purification means such as distillation, if desired.

次に、上記加水分解物または精製オレイン酸は、例え
ば、酸化能を有する微生物（Corynebacterium Specie
s）を作用させる公知の方法［Agric.Biol.Chem.,42,202
5（1981）］を採用することにより10−オキシステアリ
ン酸を主成分とする酸化生成物を容易に得ることができ
る。更に、所望により該酸化生成物は、蒸留などの手段
を用いて精製することにより純粋な10−オキシステアリ
ン酸を取得することができる。Next, the hydrolyzate or purified oleic acid is used, for example, in a microorganism having oxidizing ability (Corynebacterium Specie
s) [Agric. Biol. Chem., 42 , 202]
5 (1981)], an oxidation product containing 10-oxystearic acid as a main component can be easily obtained. Further, if desired, the oxidation product can be purified by means such as distillation to obtain pure 10-oxystearic acid.

γ−ドデカラクトンは、上述のようにして製造するこ
とのできる10−オキシステアリン酸を好気性条件下にβ
−酸化能を有する微生物で酸化することにより製造する
ことができる。γ-dodecalactone converts 10-oxystearic acid, which can be produced as described above, into β
-It can be produced by oxidizing with a microorganism having oxidizing ability.

このような微生物としては、例えば、サッカロミセス
（Saccharomyces）属、ハンゼヌラ（Hansenula）属、キ
ヤンデイダ（Candida）属、及びピキア（Pichia）属に
属する群から選ばれた酵母類を好ましく挙げることがで
きる。Preferred examples of such microorganisms include yeasts selected from the group belonging to the genus Saccharomyces, the genus Hansenula, the genus Candida, and the genus Pichia.

かかる酵母類の例としては、例えば、サッカロミセス
属に属する市販のパン酵母あるいはSaccharomyces cere
visiae AHU3034、同AHU3033、同AHU3057、同AHU3039
（以上北海道大学農学部分譲菌）、Saccharomyces Cere
visiae RIB6001、同RIB6002、同RIB6004、同6IB6600、
同RIB6001、同RIB6852（以上国税庁醸造試験所分譲
菌）、Saccharomyces cnevalsieri IFO 0210、ピキア属
に属するPichia farinosa IFO 0459、キャンデイダ属に
属するCandida utilis IFO 0626（以上財団法人、発酵
研究所分譲菌）、ハンゼヌラ属に属するHansenula anom
ola OUT 6316（大阪大学工学部分譲菌）などの公知自由
分譲菌を例示することができる。Examples of such yeasts include, for example, commercially available baker's yeast belonging to the genus Saccharomyces or Saccharomyces cere
visiae AHU3034, AHU3033, AHU3057, AHU3039
(Above, Hokkaido University Agriculture Partial Bacteria), Saccharomyces Cere
visiae RIB6001, RIB6002, RIB6004, 6IB6600,
RIB6001, RIB6852 (National Tax Agency brewing laboratory), Saccharomyces cnevalsieri IFO 0210, Pichia farinosa IFO 0459 belonging to the genus Pichia, Candida utilis IFO 0626 belonging to the genus Candida (the foundation, fermentation laboratories), Hansenula Hansenula anom belonging to the genus
Known free bacteria such as ola OUT 6316 (Osaka University Engineering Bacteria) can be exemplified.

本発明における10−オキシステアリン酸からγ−ドデ
カラクトンを製造する好ましい一実施態様を例示すれ
ば、上記に例示したごとき酵母類、例えば、Saccharomy
ces Cerevisiaeに属するパン酵母を例えば、PH約3.0〜
約7.0の例えば、クノップ氏液培地などの無機塩培地も
しくはポテトデキストロース培地などの天然培地に接種
し、約18℃〜約35℃、好ましくは約22℃〜約30℃にて、
約10時間〜約48時間振盪もしくは攪拌条件下に前培養を
行う。次いで得られた培養液１重量部に対して10−オキ
システアリン酸約0.2〜約10重量部およびオリーブ油、
大豆油、ナタネ油、パーム油、ヤシ油、豚油などの動植
物油約３〜約30重量部を加え、例えば、約20℃〜約35
℃、好ましくは約23℃〜約30℃にて、約10時間〜約100
時間静置もしくは振盪あるいは攪拌条件下に培養処理す
ることにより好収率でγ−ドデカラクトンを得ることが
できる。To illustrate a preferred embodiment of the present invention for producing γ-dodecalactone from 10-oxystearic acid, yeasts such as those exemplified above, for example, Saccharomy
Baker yeast belonging to ces Cerevisiae, for example, PH about 3.0 ~
About 7.0, for example, inoculate a natural medium such as an inorganic salt medium such as Knopp's liquid medium or a potato dextrose medium, and at about 18 ° C to about 35 ° C, preferably about 22 ° C to about 30 ° C,
The preculture is performed under shaking or stirring conditions for about 10 hours to about 48 hours. Then, about 0.2 to about 10 parts by weight of 10-oxystearic acid and olive oil, based on 1 part by weight of the obtained culture solution,
About 3 to about 30 parts by weight of animal and vegetable oils such as soybean oil, rapeseed oil, palm oil, coconut oil, and pork oil are added.
° C, preferably at about 23 ° C to about 30 ° C, for about 10 hours to about 100
Γ-dodecalactone can be obtained at a high yield by culturing under standing, shaking, or stirring conditions for a long time.

また、上記実施態様における酵母の前培養工程を省略
し、ペプトン、酵母エキスなどの天然物および無機塩類
を含む培地と10−オキシステアリン酸および所望により
前述の動植物油の混合物に乾燥酵母や圧搾酵母を添加し
て混合し、均一とした後、上記と同様の条件によって静
置もしくは振盪あるいは攪拌条件下に培養処理すること
によりγ−ドデカラクトンを製造することもできる。In addition, the yeast pre-culture step in the above embodiment is omitted, peptone, a medium containing natural salts and inorganic salts such as yeast extract and 10-oxystearic acid and optionally a mixture of animal and vegetable oils and dried yeast or pressed yeast. Is added and mixed, and then homogenized, and then cultured under a condition similar to the above under standing, shaking, or stirring conditions to produce γ-dodecalactone.

更に上記のごとき培養処理の際、所望により例えば、
界面活性剤などの乳化剤を添加することもできる。Further, at the time of the culture treatment as described above, for example, if desired,
An emulsifier such as a surfactant can also be added.

上記の培養処理で得ることのできるγ−ドデカラクト
ンを含有する発酵処理液は、所望により適宜な分離手
段、例えば、デカンテーション、遠心分離などにより、
発酵処理液からγ−ドデカラクトンを分離し、更に必要
により、芒硝、シリカゲル、粉末濾紙などの任意の脱水
剤を添加して脱水処理するか、更に蒸留、カラムクロマ
トグラフィーなどの手段を用いて精製することにより、
好純度・好品質のγ−ドデカラクトンを容易に製造する
ことができる。Fermentation treatment solution containing γ-dodecalactone that can be obtained by the above-described culture treatment is separated by an appropriate separation means as desired, such as decantation, centrifugation, or the like.
Separate γ-dodecalactone from the fermentation solution, and if necessary, add an optional dehydrating agent such as sodium sulfate, silica gel, powdered filter paper, etc., or perform dehydration treatment, or further purify using means such as distillation, column chromatography, etc. By doing
Γ-dodecalactone of good purity and good quality can be easily produced.

上述の10−オキシステアリン酸を基質としてγ−ドデ
カラクトン産生能を有する酵母類の10−オキシステアリ
ン酸に対する作用機構は必ずしも明らかではないが、該
酵母類が産生する酵素その他の生産物が10−オキシステ
アリン酸に作用し、β−位の炭酸−炭素結合の切断反応
を引き起こし、４−オキシラウリン酸をへて、多量のγ
−ドデカラクトンを生成したものと推定される。The mechanism of action of yeast having 10-oxystearic acid as a substrate and capable of producing γ-dodecalactone on 10-oxystearic acid is not necessarily clear, but enzymes and other products produced by the yeast are 10-oxystearic acid. It acts on oxystearic acid to cause a cleavage reaction of the carbonic acid-carbon bond at the β-position.
-It is estimated that dodecalactone was generated.

上述の微生物を利用する方法により得ることのできる
γ−ドデカラクトンは、持続性のあるマイルドはフルー
ティ様、特にピーチ様の香気・香味を有しており、嗜好
性の高い丸味のある各種の香料組成物の調合素材として
利用できる。Γ-dodecalactone which can be obtained by the method utilizing the above-mentioned microorganisms has a long-lasting mildness having a fruity-like, particularly peach-like aroma and flavor, and various flavors having a high palatability and a high roundness. It can be used as a composition material for a composition.

以下実施例による本発明の数態様を更に詳しく説明す
る。Hereinafter, several embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

（実施例） 実施例１ 50発酵槽にポテトデキストロース培地（pH5.5）24
を仕込み、120℃で15分間殺菌した。冷却した後、Sac
charomyces cerevisiae AHU3034を接種し、通気量10
／分、攪拌数300rpm、30℃の培養条件下で、30時間通気
攪拌培養を行った。この培養液に殺菌した10−オキシス
テアリン酸200gとオリーブ油2Kgを添加し、更に72時
間、28℃にて通気攪拌培養を行った。(Example) Example 1 Potato dextrose medium (pH 5.5) 24 in 50 fermenters
And sterilized at 120 ° C. for 15 minutes. After cooling, Sac
Inoculate charomyces cerevisiae AHU3034 and aerate 10
The culture was carried out under aeration and agitation for 30 hours under the culture conditions of 30 ° C./min, stirring speed of 300 rpm. 200 g of sterilized 10-oxystearic acid and 2 kg of olive oil were added to this culture solution, and aeration and agitation culture was performed at 28 ° C. for further 72 hours.

培養終了後、菌体を含んだ油層部分を取り出し、該油
層部分の遠心分離を行い、酵母を除いた油層1.5Kgを得
た。この油層部を蒸留することにより純度91％のγ−ド
デカラクトン30gを得た。After completion of the culture, the oil layer portion containing the cells was taken out, and the oil layer portion was subjected to centrifugation to obtain 1.5 kg of an oil layer excluding yeast. The oil layer was distilled to obtain 30 g of γ-dodecalactone having a purity of 91%.

実施例２ 50発酵槽にペプトン0.1％、酵母エキス0.1％、食塩
0.2％を含有する培地（pH5.0）24、10−オキシステア
リン酸を48％含有するオレイン酸酸化生成物400gおよび
パーム油4Kgを仕込み、120℃、15分間加熱殺菌した。殺
菌冷却後、市販のパン酵母［オリエンタル酵母（株）
製］1Kgを添加し、25℃、通気量10／分、攪拌数300rp
mの条件下で72時間通気攪拌培養を行った。Example 2 Peptone 0.1%, yeast extract 0.1%, salt in 50 fermenters
A medium (pH 5.0) 24 containing 0.2%, 400 g of oleic acid oxidation product containing 48% of 10-oxystearic acid, and 4 kg of palm oil were charged and sterilized by heating at 120 ° C. for 15 minutes. After sterilizing and cooling, commercially available baker's yeast [Oriental Yeast Co., Ltd.]
1 kg, 25 ° C., aeration rate 10 / min, stirring number 300 rp
Culture under aeration and stirring was performed for 72 hours under the conditions of m.

培養終了後、実施例１と同様の処理を行い、純度90％
のγ−ドデカラクトン35gを得た。After completion of the culture, the same treatment as in Example 1 was performed, and the purity was 90%
Of gamma-dodecalactone was obtained.

実施例３ 実施例１において、Saccharomyces cerevisiae AHU30
34の代わりにCandida utilis IFO 0626を使用した他
は、実施例１と同様の処理を行い純度90％のγ−ドデカ
ラクトン16gを得た。Example 3 In Example 1, Saccharomyces cerevisiae AHU30
Except that Candida utilis IFO 0626 was used instead of 34, the same treatment as in Example 1 was performed to obtain 16 g of γ-dodecalactone having a purity of 90%.

（発明の効果） 本発明は、微生物を利用したわずか一工程の酸化的発
酵反応で、10−オキシステアリン酸からγ−ドデカラク
トンを製造する方法を提供するものである。(Effect of the Invention) The present invention provides a method for producing γ-dodecalactone from 10-oxystearic acid by a single-step oxidative fermentation reaction utilizing a microorganism.

該方法により提供されるγ−ドデカラクトンは、合成
的手法で製造されるγ−ドデカラクトンと比較して、マ
イルドで持続性があり、且つ嗜好性の高い丸味のあるフ
ルーツ様、特にピーチ様の香気・香味を有しており、各
種の香料組成物の調合素材として有用である。The γ-dodecalactone provided by the method is milder, more persistent, and has a more palatable fruity, especially peach-like, compared to γ-dodecalactone produced by a synthetic method. It has an aroma and flavor, and is useful as a compounding material for various flavor compositions.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】10−オキシステアリン酸をβ−酸化能を有
する微生物で酸化することを特徴とするγ−ドデカラク
トンの製法。1. A method for producing γ-dodecalactone, wherein 10-oxystearic acid is oxidized by a microorganism having β-oxidizing ability.