制備具有不可皂化物含量降低的微生物油脂的方法和所述油脂的制作方法
【專利說明】制備具有不可皂化物含量降低的微生物油脂的方法和所述 油脂
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?00380101290.9、申請日為2003年10月9日的同名申請的分案 申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及具有不可皂化物含量和/或醋型醬醇含量降低并且包含高不飽和脂肪 酸作為構(gòu)成脂肪酸的粗制油(crude oil),精煉油脂(fat or oil)的生產(chǎn)方法，和所述油脂 (粗制油或精煉油脂及其中滲入了該油脂(粗制油或精煉油脂）的食品和飲料、治療性營 養(yǎng)食品、動物食品和藥物制劑。在本發(fā)明中，"不可皂化物"和"醋型醬醇"是指從微生物中提 取的那些。因此，本發(fā)明設(shè)及的"不可皂化物"和"醋型醬醇"不包括提取W后添加到粗制油 中的任何不可皂化物和醋型醬醇。
【背景技術(shù)】
[0003] 考慮到人高不飽和脂肪酸下簡稱"PUFA")的生物合成，有兩個典型的系列，ω 3 和ω 6系列。ω (omega)是指從脂肪酸的末端甲基到第一個雙鍵所處碳原子的碳原子數(shù)目。 例如，在ω6系列的情況下，亞油酸（18:2 ω6)重復不飽和和碳鏈長度延長，因此變?yōu)檠?亞 麻酸（18:3 ω 6)、二高-丫-亞麻酸(20:3 ω6)，花生四締酸(20:4 ω 6)和4,7,10,13,16-二十 二碳五締酸(22:5 ω 6)。
[0004] 同樣地，在ω3系列的情況下，α-亞麻酸（18:3 ω3)重復不飽和和碳鏈長度延長，因 此變?yōu)槎嘉寰喫?20:5 ω 3)、7,10,13,16,19-二十二碳五締酸(22:5 ω 3)和4,7,10,13， 16，19-二十二碳六締酸(22:6 ω 3)。二十碳五締酸（W下簡稱"ΕΡΑ")和二十二碳六締酸（W 下簡稱"DHA")作為ω 3系列的PUFA已知具有許多生理功能，特別是生活方式疾病預(yù)防作用， 如動脈硬化和血栓形成，W及致癌作用和學習能力提高作用，已經(jīng)進行了將運些PUFA應(yīng)用 于藥物制劑和保健的特殊食品的各種嘗試。然而，近年來，也注意到除ω 3系列的PUFA(w6 和ω 9系列）的生理功能。
[0005] 組成重要器官如血液和肝臟的脂肪酸大約10%被認為是花生四締酸。例如，人血 液憐脂中脂肪酸具有包含11 %花生四締酸、1 %二十碳五締酸和3%二十二碳六締酸的組 成。作為細胞膜的主要組成成分，花生四締酸參與膜流動的調(diào)節(jié)，在體內(nèi)新陳代謝中顯示出 多種功能，此外，起著前列腺素直接前體的重要作用。
[0006] 特別是，近來注意到花生四締酸作為嬰兒營養(yǎng)品和作為內(nèi)源大麻素 (cannabinoid) (2-arachidonoyl -甘油，anandamide)的構(gòu)成脂肪酸，具有神經(jīng)活化作用。 通常，攝取富含亞油酸的食物時，亞油酸變?yōu)榛ㄉ木喫?。然而，在罹患生活方式疾病的?者和生活方式疾病后備群體(reserve group)、嬰兒和老年人中，參與生物合成的酶的功能 降低。因此，花生四締酸的量可能不足。因此，期望攝取花生四締酸直接作為油脂(甘油Ξ醋 的構(gòu)成脂肪酸）。
[0007] 由于EPA和DHA作為ω 3系列的PUFA，因此有豐富的魚油供應(yīng)源。另一方面，作為ω 6 系列的PUFA的丫-亞麻酸，二高-丫-亞麻酸，花生四締酸和4，7，10，13，16-二十二碳五締酸 (22:5 ω6)很難從常規(guī)油脂的供應(yīng)源獲得，而且，目前，常常使用包含由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的 PUFA作為構(gòu)成脂肪酸的油脂(甘油Ξ醋）。例如，已經(jīng)提出了一種方法，其中包含花生四締酸 作為構(gòu)成脂肪酸的油脂(甘油Ξ醋)是由培養(yǎng)能夠產(chǎn)生包含花生四締酸作為構(gòu)成脂肪酸的 油脂(甘油Ξ醋）的多種微生物而產(chǎn)生的。
[000引其中，已知使用特別是屬于被抱霉屬(Mortierella)的微生物制備含有高含量花 生四締酸的油脂（日本未審查專利公開號化0kai)63( 1988)-44891和63(1988)-12290)?；?于許多試驗結(jié)果，據(jù)說運些油脂是安全的。然而由于運種油脂來源于微生物，在攝取方面沒 有滿意的經(jīng)驗。因此，目前所述油脂尚未滿意地流入社會。另一方面，包含發(fā)酵產(chǎn)生的花生 四締酸作為構(gòu)成脂肪酸的油脂(甘油Ξ醋）已經(jīng)開始應(yīng)用，其中花生四締酸應(yīng)該用于例如嬰 兒營養(yǎng)和尤其是嬰兒配制食品中。
[0009] 從天然存在的產(chǎn)物如動物和植物制備的油脂經(jīng)過提煉過程，如脫膠、脫氧、除臭、 脫色、分子蒸饋和越冬(wintering),然后作為食用油脂出售。例如，從油料植物中棒取獲得 的油脂含有大量雜質(zhì)，因此本身不能用作食用油脂。除了已被經(jīng)常食用的芝麻油和橄攬油， 運些油脂在用作食用油之前通常要精煉。
[0010] 例如、在脫膠過程中、未精煉的油中含有的憐脂、碳水化合物、樹脂、蛋白化合物、 微量金屬和著色物質(zhì)被除去。在脫氧(堿煉)過程中、脂肪酸、著色物質(zhì)、憐脂、微量金屬、含 硫化合物、不溶于油的物質(zhì)和氧化產(chǎn)物被除去。在脫色過程中、著色物質(zhì)、膠粘物質(zhì)、微量金 屬、皂成分、氧化產(chǎn)物和憐脂被除去。在除臭過程中、脂肪酸、單酸甘油醋、甘油二醋醒、醇 類、酬、控類、著色物質(zhì)、含硫化合物、過氧化物、氧化降解產(chǎn)物和其它臭氣組分被除去。
[0011] 油脂含有有機化合物，它們可溶于油并且很少會被堿降解，稱作"不可皂化物"。例 如，已知化合物如高級醇、醬醇、控類，生育酪和類胡蘿h素是不可皂化物的組成成分。在油 脂煉制過程中，不可皂化物含量可W降低但是不能完全被除去。已知醬醇在由微生物制備 的油脂中作為不可皂化物的主要組分存在。
[0012] 油脂中存在的醬醇被分成游離型和醋型。在提煉過程中，可W除去游離型，但是， 另一方面，幾乎不能除去醋型。例如，在脫膠、脫氧、脫色和除臭過程W后，豆油的醬醇含量 (111邑八），游離型分別是3.4,3.0,2.0和1.6，和醋型分別是0.6,0.6,0.6和0.6("5}1〇1〇17〇 化shi no Kagaku(Science of edible fat or oi 1)"20-21頁，SAIWAIS冊B0)。
[0013] 由于不能除去的醬醇等等作為不可皂化物的一部分存在，因此通常，不可皂化物 含量被廣泛用作精煉油脂的質(zhì)量指數(shù)或作為提煉過程的控制指數(shù)。例如，根據(jù)日本農(nóng)業(yè)標 準，食用紅花油，食用大豆油和食用棟桐油中不可皂化物的含量應(yīng)該不超過1.0% (農(nóng)業(yè)、林 業(yè)和漁業(yè)部的第523號通告（1969年3月31日））。對于嬰兒，膽固醇是必需的，具有增加的膽 固醇含量的嬰兒配制食品(formula)被出售。蔬菜可食用油脂中含有源自植物的醬醇。源自 蔬菜的醬醇的存在不利地抑制嬰兒對膽固醇的吸收（Shokuhin to Kaihatsu(Food Processing And Ingredients)，33卷，2期，42-45頁（1998))。因此，當考慮到食用油脂滲入 嬰兒配制食品的應(yīng)用時，強烈期望醬醇含量低的，就是說，不可皂化物含量低的食用油脂。
[0014] 培養(yǎng)屬于被抱霉屬的微生物產(chǎn)生的油脂的主要部分被認為是甘油Ξ醋(按重量計 算至少大約70%)和憐脂，并且不可皂化物作為其它成分存在。不可皂化物包含醬醇(如鏈 醬醇)和醬醇醋作為主要組分?？墒秤糜椭歉视挺椎男问健Ｍㄟ^使培養(yǎng)微生物產(chǎn)生的最 初油脂(通過細胞提取提供的并且稱作"粗制油"的油脂)接受食用油脂的提煉過程(脫膠， 脫氧，除臭和脫色)可提供已經(jīng)除去憐脂的精煉油脂或油。然而，提煉過程難W完全除去不 可皂化物。
[0015] 由于很難完全除去不可皂化物，而且非常期望不可皂化物含量低的食用油脂，因 此已經(jīng)進行了如何除去不可皂化物的研究。結(jié)果，開發(fā)了用柱層析的精煉方法（日本未審查 專利公開號化〇kai)10(1998)-191886)。然而在運個技術(shù)中，沒有對組成不可皂化物的組分 進行詳細研究。精煉后不可皂化物的組分與精煉前的組分的改變，就是說，精煉除去的組分 信息仍未知。
[0016] 培養(yǎng)屬于被抱霉屬的微生物產(chǎn)生的油脂在菌絲體(mycelia)內(nèi)蓄積。因此，從提高 生產(chǎn)含有高不飽和脂肪酸的油脂的費用有效性的觀點來看，應(yīng)該進行培養(yǎng)W得到較高的細 胞濃度。為了提供高細胞濃度，變?yōu)榧毎M分的培養(yǎng)基的氮源濃度應(yīng)該增加。根據(jù)W前的報 道（日本未審查專利公開號化okai )10(1998)-191886和10(1998)-70992),盡管報道了不可 皂化物或總醬醇含量，但是微生物培養(yǎng)中使用的培養(yǎng)基的氮源濃度最高是大約1.5%。 [0017]此外，已經(jīng)報道了醬醇含量不超過1%的含有高不飽和脂肪酸的油脂(PCT公開號 2000-510513的公開日文翻譯）。然而在運種情況下，運個生產(chǎn)中使用的培養(yǎng)基的氮源濃度 是低的，而且，在使用高山被抱霉(Mortierella alpina)生產(chǎn)的含有花生四締酸的油脂的 生產(chǎn)中，在1 %低氮源濃度（=酵母抽提物0.5 % +NaN〇3〇. 5 % )下進行培養(yǎng)(PCT公開號2000- 508888的公開日文翻譯）。因此，由于廣延期望不可皂化物含量和醬醇含量低的食用油脂， 因此已經(jīng)進行了降低不可皂化物和/或醬醇的研究。然而，沒有描述高濃度微生物培養(yǎng)法制 備的微生物油脂中含有的不可皂化物和醬醇。
[0018]如上所述，醬醇作為不可皂化物的主要成分被分成游離型醬醇和醋型醬醇。游離 型醬醇可W通過提煉過程除去，而醋型醬醇很難通過提煉過程除去。因此，人們認為為了提 供不可皂化物含量低，特別是醬醇含量低的精煉油脂，不能通過提煉過程無困難地除去的 醋型醬醇含量低的用于精煉的原料的開發(fā)，就是說，醋型醬醇含量低的粗制油的開發(fā)很重 要。
[0019]發(fā)明公開
[0020] 因此，本發(fā)明提供了制備具有降低的不可皂化物含量和/或醋型醬醇含量并且包 含高不飽和脂肪酸作為構(gòu)成脂肪酸的粗制油的方法。此外，本發(fā)明提供了從該粗制油制備 精煉油的方法。
[0021] 此外，本發(fā)明提供了可W通過上述方法制備的不可皂化物含量和/或醋型醬醇含 量降低并且包含高不飽和脂肪酸作為構(gòu)成脂肪酸的粗制油，并且提供了由運種油脂制備的 精煉油脂。
[0022] 此外，本發(fā)明提供了上述油脂的多種用途。
[0023] 已經(jīng)報道了不可皂化物含量和醬醇含量降低并且包含高不飽和脂肪酸作為構(gòu)成 脂肪酸的油脂（日本未審查專利公開號化〇kai)10(1998)-191886和10(1998)-70992,和PCT[0024] 本發(fā)明人著眼于提供通過高濃度培養(yǎng)制備的不可皂化物含量和/或醋型醬醇含量 降低并且包含高不飽和脂肪酸作為構(gòu)成脂肪酸的油脂(粗制油），對含有高氮源濃度的培養(yǎng) 基中制備的油脂的培養(yǎng)條件和化學組分進行了廣泛和充分的研究。結(jié)果，意外地，培養(yǎng)箱的 攬拌葉輪形式的改進和培養(yǎng)基氮源滅菌的抑條件的改進導致建立了按重量計算不可皂化 物含量不超過2.2 %和按重量計算醋型醬醇含量不超過1.0 %并且包含高不飽和脂肪酸作 為構(gòu)成脂肪酸的油脂(粗制油）的制備方法。
[0025] 眾所周知滿意量的氧供應(yīng)對于使用微生物通過液體培養(yǎng)法制備高不飽和脂肪酸 很重要（日本未審查專利公開號化〇kai)6(1994)-153970)。容量氧傳質(zhì)系數(shù)化La)已經(jīng)廣泛 用作微生物液體培養(yǎng)中的供氧指數(shù)。Richard報道了 kLa具有帶有每單位量液體(Pg/V)的攬 動功率消耗、通風線速度（Vs )和攬動速度（N)的公式（1)表示的關(guān)系（J . W . Ri chard ; Prog. Ind.Microbiol.，3卷，141 頁，（1961))。
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