JPH08510121A - ジメチルスルホニウム化合物の脱メチル化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、３−ジメチルスルホニウム プロピオネート（ＤＭＳＰ）をＳ−メチル−３−メルカプト プロピオネート（ＭＭＰＡ）に脱メチル化しうるがＭＭＰＡを３−メルカプト−プロピオネートに同一速度でさらに脱メチル化しえない微生物もしくは藻類を使用し或いはこの種の微生物もしくは藻類から誘導しうる酵素製剤を使用して、式（Ｉ）のジメチルスルホニウム化合物を式（ＩＩ）の対応するＳ−メチルメルカプト化合物に脱メチル化する工程を含むＳ−メチルメルカプト化合物およびメルカプト化合物の製造方法に関する。 好ましくは基ＲはＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＯＯＨ（ＩはＤＭＳＰである）、ＣＨ₂−ＣＨ（ＮＨ₂）−ＣＯＯＨ（ＩはＳ−ジメチル−システインである）、ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＨ（ＮＨ₂）−ＣＯＯＨ（ＩはＳ−メチル−メチオニンである）またはＣＨ₂−ＣＯＯＨ（Ｉは２−ジメチルスルホニウムアセテートである）またはこれらの塩もしくはエステルを示す。好ましくは微生物は海洋デスルホバクテリウム菌株、特にデスルホバクテリウム・オートトロフィクム、デスルホバクテリウム・バキュオラッムもしくは類似の菌株である。

Description

【発明の詳細な説明】 ジメチルスルホニウム化合物の脱メチル化方法 本発明はジメチルスルホニウム化合物の脱メチル化方法に関する。より詳細に は本発明は、ジメチルスルホニウム化合物を対応のＳ−メチルメルカプト化合物 に、たとえば３−ジメチルスルホニウム プロピオネートをＳ−メチル−３−メ ルカプト プロピオネートに微生物を用いて脱メチル化する方法に関する。 各種のＳ−メチルメルカプト化合物はそれ自身で香味（flavour）成分として 或いはその中間体として有用である。たとえばＳ−メチル−３−メルカプト プ ロピオネート（以下、便宜上ＭＭＰＡと称する）を、たとえば各種の果実香味に 使用されるアルキルエステルに変換することができる。さらにＭＭＰＡを３−メ ルカプト プロピオネート（以下、便宜上ＭＰＡと称する）にさらに脱メチル化 することもでき、そのエステルも香味成分として使用される。 ＭＭＰＡは、無酸素海岸堆積物中の３−ジメチルスルホニウム プロピオネー ト（これはジメチル−β−プロピオセチンとしても知られるが、以下便宜上ＤＭ ＳＰと称する）の分解にお ける中間体として知られている。この分解経路の生成物はＭＰＡであり、Ｒ．Ｐ ．キーンおよびＢ．Ｆ．テイラー、アプライド・エンバイロンメンタル・マイク ロバイオロジー、第５４巻、第２２０８〜２２１２頁およびネイチャー、第３３ ２、第１４８〜１５０頁により、ＭＭＰＡはＤＭＳＰからＭＭＰＡへの変換と同 様な速度でＭＰＡに変換されることが示されている。さらにＭＭＰＡおよびＭＰ Ａは、或る種の好気性細菌によるＤＭＳＰの代謝の際の中間体でもあるのに対し 、他の好気性細菌はＤＭＳＰをアクリレートおよびジメチルスルフィドへの初期 の開裂を介し分解することが知られている［Ｂ．Ｆ．ティラーおよびＤ．Ｃ．ギ ルクリスト、アプライド・エンバイロンメンタル・マイクロバイオロジー、第５ ７巻、第３５８１〜３５８４頁］。たとえば理論的にはＤＭＳＰはＭＭＰＡを製 造するための出発物質となりうるが、これはさらにＭＰＡまで即座に分解するた め不可能であると思われていた。さらに、ＤＭＳＰ−ＭＭＰＡ−ＭＰＡの変換は 海岸堆積物で生ずることも知られているが、この分解をもたらす微生物は未知で あった。 さらに既に上記したように、ＤＭＳＰはジメチルスルフィドおよびアクリレー トまで分解しうることも知られており、この 過程は各種の海洋生物（特に藻類）にて生ずることが多くの刊行物から知られて いる。この過程は、着香目的で有用なジメチルスルフィド源としてＪＰ−Ａ−６ ３／２２２６７０号に記載されている。この日本国特許出願は、各種の海洋生物 （特に藻類）を含め各種の有用なＤＭＳＰ源をも記載している。最後に、これは どのようにＤＭＳＰをこれら原料から分離しうるかにつき記載している。しかし ながら、ＤＭＳＰからＭＭＰＡもしくはＭＰＡへの変換を記載していない。 今回、Ｓ−メチルメルカプト化合物およびメルカプト化合物を、ＤＭＳＰをＭ ＭＰＡに脱メチル化しうるがＭＭＰＡをＭＰＡに同一もしくは匹敵する速度でさ らに脱メチル化しえない微生物もしくは藻類、またはこの種の微生物から誘導さ れうる酵 素製剤を使用して、一般式Ｉのジメチルスルホニウム化合物を一般式 ＩＩの対応するＳ−メチルメルカプト化合物に脱メチル化する工程を含む方法に より製造しうることが知見された。 上記一般式において、Ｒはアルカンカルボン酸もしくはその誘導体から誘導さ れるアルキル基を示す。この種の基としては、 ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＯＯＨ（ＩはＤＭＳＰである）、ＣＨ₂−ＣＨ（ＮＨ₂）−ＣＯ ＯＨ（ＩはＳ−ジメチル−システインである）、ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＨ（ＮＨ₂） −ＣＯＯＨ（ＩはＳ−メチル−メチオニンである）およびＣＨ₂−ＣＯＯＨ（Ｉ は２−ジメチルスルホニウムアセテートであり、ジメチルセチンとしても知られ る）、並びにこれらの塩もしくはエステルが例示される。本発明による脱メチル 化のための出発物質および各種の他の物質は天然、たとえば各種の海洋生物およ びアブラナ属植物およびアスパラガスに見つけることができる。 この方法においてＳ−メチルメルカプト反応生成物は、微生物を培養させる培 地、すなわちジメチルスルホニウム化合物を含有する酵素反応を行う反応培地に 蓄積する。反応生成物は培地から分離することができる。この方法は、ＤＭＳＰ をＭＭＰＡまで或いはＤＭＳＰの誘導体を対応のＭＭＰＡの誘導体まで変換させ るのに特に有用である。 特に適する微生物は嫌気性であって硫酸塩還元微生物の群に属し、たとえば海 洋（特に海岸）、河口および新鮮水の堆積物に見つけることができる。デスルホ バクテリウム（Desulfobacterium）菌株が特に有用であり、たとえばデスルホバ クテリウ ム・オートトロフィクム（Desulfobacterium auto-trophicum）、デスルホバク テリウム・バキュオラツム（Desulfobacterium vacuolatum）および類似の微生 物である。この種の微生物としては、デスルホバクテリウムＰＭ４（ＤＳＭ ８ ２７８）、デスルホバクテリウム・バキュオラツム（ＤＳＭ ３３８５）および デスルホバクテリウム・オートトロフィクムＷＮ（ＤＳＭ ９１８０）である。 デスルホバクテリウムＰＭ４の単離および特性化は最近、Ｊ．Ｈ．Ｆ．Ｇ．イジ ツイゼンおよびＴ．Ａ．ハンセン、アーカイブ・マイクロバイオロジー（１９８ ９）、第１５２巻、第３９３〜３９６頁に記載されたが、ＤＭＳＰの代謝能力に ついては述べられていない。デスルホバクテリウムＰＭ４はデスルホバクテリウ ム・オートトロフィクムおよびデスルホバクテリウム・バキュオラツムにかなり 類似している。他の適する微生物は酢酸生成（acetogenic）細菌、特にベタイン をジメチルグリシンまで代謝として公知の細菌に見つけることができる。 微生物もしくは藻類は、当該微生物もしくは藻類の種類に適合する条件下で増 殖する。たとえば嫌気性硫酸塩還元微生物は適する炭素と窒素と他の栄養源（た とえば酵素抽出物）並びに 適する硫酸イオン源（たとえばＮａ₂ＳＯ₄）の存在下に嫌気性条件下で増殖する 。或る種の適する微生物は、唯一の或いは主たる炭素源もしくはエネルギー源と してジメチルスルホニウム化合物を使用して増殖させることができる。 ジメチルスルホニウム化合物（基質）、たとえばＤＭＳＰは、当初から培地中 に存在させるか或いは基質濃度が微生物もしくは藻類の増殖を阻止するレベルを 越えないよう注意しながら培養中に培地に添加する。（使用する微生物に依存す る）副反応にてスルフィドが生成し、スルフィドの蓄積が微生物の増殖を妨げれ ばスルフィドを適する方法で除去すべきである。 上記したように、基質の脱メチル化は、この反応を行いうる微生物もしくは藻 類から誘導されうる酵素製剤を用いて行うこともできる。この種の酵素製剤はこ れら微生物から直接、たとえば均質化もしくは溶菌された細胞、またはそれから さらに調製された精製物質として直接得ることができる。さらに、適する酵素製 剤は他の微生物からも、これらを脱メチル化に必要な酵素を調製しうる遺伝子工 学方法にかけた後に得ることもできる。この種の遺伝子工学方法を行う際、反応 を行いうる最初の微生物もしくは藻類に存在する適切な酵素の構造に関する情報 が使用される。 Ｓ−メチルメルカプト化合物（たとえばＭＭＰＡ）を含め本発明による脱メチ ル化反応の反応生成物は、たとえば適する有機溶剤での抽出、蒸留、濾過もしく は遠心分離、または適するクロマトグラフ処理のような任意の適する方法で培地 または反応媒体から取出すことができる。Ｓ−メチルメルカプト化合物の蓄積が 微生物もしくは藻類の増殖を妨げる場合、この除去は培養と同時に行うべきであ る。 所要もしくは所望ならば、Ｓ−メチルメルカプト化合物を反応生成物中に存在 する可能性のある他の成分からさらに分離し或いは精製することもできる。この 精製は当業界で知られた方法により行うことができる。 Ｓ−メチルメルカプト化合物は、基Ｒの種類に応じそのままで或いはさらに変 換した後に香味成分として使用することができる。たとえばＭＭＰＡを対応のエ ステル（特に低級アルキルエステル）に種々の当業界で知られた方法により変換 させることができる。或いは、これをさらに当業界で知られた方法にて、たとえ ばＤＭＳＰおよび／またはＭＭＰＡをＭＰＡに分解するとして公知の微生物を用 いて、ＭＰＡに分解することもできる。 このようにして得られたＭＰＡをそのエステル（特に低級アルキルエステル）ま で当業界で知られた方法にて変換させることができる。 本発明による脱メチル化反応により得られるＭＭＰＡもしくはＭＰＡエステル または他の化合物は、各種の着香料および食品に香味成分として使用することが できる。この目的で、これらは他の香味成分と組合わせることができ、所望なら ば補助物質、溶剤、粉末キャリヤもしくは基質と当業界で知られた方法で組合わ せることもできる。 或る種の場合、他の硫黄化合物（たとえばジメチルスルフィド）が本発明によ る脱メチル化法の際に副反応で生成し、したがって反応生成物中に存在すること もある。着香目的で反応生成物を使用する観点から、この種の化合物はしばしば 有用な香味にも貢献しうるので反応生成物中に残すこともできる。 すなわち、本発明による方法の反応生成物は、分離工程の種類および／または この方法で使用する精製程度に応じ、主としてＳ−メチルメルカプト化合物、副 反応に由来する他の成分またはさらに精製されたＳ−メチルメルカプト化合物で ある。或いは、この方法は、たとえばＳ−メチルメルカプト化合物をそ の誘導体または対応のメルカプト化合物もしくはその誘導体に化学的または微生 物的／酵素的に変換させるような工程をもさらに含むことができる。 着香料および食品中に本発明によるＳ−メチルメルカプト化合物と有利に組合 せうる香味成分としては、たとえば抽出物、精油、アブソリュート、樹脂、コン クリート、果汁などの天然物質、たとえば炭化水素、アルコール、アルデヒド、 ケトン、エステル、エーテル、アセタール、ケタール、酸など（飽和および不飽 和化合物を包含する）脂肪族、脂環式および複素環式化合物などの合成成分が例 示される。この種の香味成分はたとえばＳ．アークタンダー、パーフューム・ア ンド・フレーバー・ケミカルス（Ｎ．Ｊ．モンクレール、１９６９）、Ｓ．アー クタンダー、パーフューム・アンド・フレーバー・マテリアルス・オブ・ナチュ ラル・オリジン（Ｎ．Ｊ．エリザベス、１９６０）、Ｔ．Ｅ．フリア等、ＣＲＣ フェナロリ・ハンドブック・オブ・フレーバー・イングレジエンツ、第２版（ク リーブランド、ＣＲＣプレス・インコーポレーション社、１９７５）、Ｈ．Ｂ． ヒース、ソースブック・オブ・フレーバース、ＡＶＩパブリッシング・カンパニ ー・インコーポレーション社（ウ ェストポート、コネチカット（１９８１）および「フレーバー・アンド・フラグ ランス・マテリアルス、１９８９」、アリュアード・パブリッシング・カンパニ ー社（ウィートン、イリノイ、ＵＳＡ）に示されている。本発明によるＳ−メチ ルメルカプト化合物を含有する香味組成物に使用しうる補助物質および溶剤は、 たとえばエタノール、イソプロパノール、ジエチレングリコールモノエチルエー テル、グリセリン、トリアセチンなどである。粉末化された基質もしくはキャリ ヤは塩、澱粉誘導体などである。粉末化製品への処理は噴霧乾燥および他のマイ クロカプセル化の技術を使用する。実施例１ デスルホバクテリウムＰＭ４（ブタペスト条約に基づきドイッチェ・ザンムル ンク・フォン・ミクロオルガニスメン・ウント・ツェル・クルツーレン・イン・ ブラウンスシュバイクに寄託、Ｎｏ．ＤＳＭ ８２７８）を単離し、アーカイブ ・マイクロバイオロジー（１９８９）、第１５２巻、第３９３〜３９６頁に記載 されているように培養した。完全充填培養容器中の酵母抽出物（０．０２％ｗ／ ｗ）と２０ｍＭのＮａ₂ＳＯ₄とを含むミネラル培地（ｐＨ７．２）を使用し、こ れに約１０⁸個 の細胞を含有する１ｍＬの予備培養物を接種し、これに２．７ｇ／Ｌ（２０ｍＭ ）のＤＭＳＰをＩＭ ＮａＨＣＯ₃におけるフィルター滅菌溶液として添加した 。培養を約２０℃にて１週間に継続させた後、ＤＭＳＰを完全に変換させた。細 胞を遠心分離により除去し、ＭＭＰＡをジエチルエーテルでの抽出により培地か ら分離した。溶剤を除去した後、２．３ｇ（１９ｍＭ）のＭＭＰＡが得られた。実施例２ パイナップル香味を次の方法にしたがって作成した：

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ１２Ｒ 1:89） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． Ｓ−メチルメルカプト化合物またはメルカプト化合物の製造方法において 、一般式Ｉ［式中、Ｒはアルカンカルボン酸もしくはその誘導体から誘導される アルキル基を示す］ のジメチルスルホニウム化合物を一般式ＩＩの対応するＳ−メチルメルカプト化 合物に脱メチル化する工程を含み、 その際３−ジメチルスルホニウム プロピオネート（ＤＭＳＰ）を３−メチル− ３−メルカプト プロピオネート（ＭＭＰＡ）に脱メチル化しうるがＭＭＰＡを 同一もしくは匹敵する速度で３−メルカプトプロピオネートにさらに脱メチル化 しえない微生物もしくは藻類、またはこの種の微生物もしくは藻類から誘導され うる酵素製剤を使用することを特徴とするＳ−メチルメルカプト化合物もしくは メルカプト化合物の製造方法。 ２． ジメチルスルホニウム化合物においてＲがＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＯＯＨ（Ｉは ＤＭＳＰである）、ＣＨ₂−ＣＨ（ＮＨ₂）−ＣＯＯＨ（ＩはＳ−ジメチル−シス テインであ る）、ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＨ（ＮＨ₂）−ＣＯＯＨ（ＩはＳ−メチル−メチオニン である）またはＣＨ₂−ＣＯＯＨ（Ｉは２−ジメチルスルホニウム アセテート である）、またはその塩もしくはエステルを示すことを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の方法。 ３． ジメチルスルホニウム化合物がＤＭＳＰであり、得られるＳ−メチルメル カプト化合物がＭＭＰＡであることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法 。 ４． 微生物が硫酸塩還元微生物であることを特徴とする請求の範囲第１〜３項 のいずれか一項に記載の方法。 ５． 硫酸塩還元微生物が海洋デスルホバクテリウム（Desulfobacterium）菌株 であることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。 ６． デスルホバクテリウム菌株がデスルホバクテリウム・オートトロフィクム （Desulfobacterium autotrophicm）、デスルホバクテリウム・バキュオラツム （Desulphobacterium vacuolatum）もしくは類似の菌株であることを特徴とする 請求の範囲第５項に記載の方法。 ７． デスルホバクテリウム菌株がデスルホバクテリウムＰＭ ４（ＤＳＭ ８２７８）、デスルホバクテリウム・オートトロフィクムＷＮ（Ｄ ＳＭ ９１８０）またはデスルホバクテリウム・バキュオラツム（ＤＳＭ ３３ ８５）であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。 ８． 微生物が、ベタインをジメチルグリシンに代謝することが公知の酢酸生成 細菌であることを特徴とする請求の範囲第１〜３項のいずれか一項に記載の方法 。