機能性成分抽出飲料残渣からのカロテノイド生産

从功能性成分提取饮料残渣中生产类胡萝卜素

• 批准号: 21H03645
• 负责人: 原 清敬
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03645/
• 关键词: 食品ロス; バイオリファイナリー; サーキュラーバイオエコノミー; バイオものづくり; コーヒーかす; アスタキサンチン; 飲料残渣; 飲料抽出残渣; 発酵; 酵母; ファインケミカル

近年、コーヒーの消費量は増加しており、コーヒー飲料製造会社やカフェ等から大量のコーヒー抽出残渣（コーヒーかす）が排出されている。コーヒーかすの一部は肥料化や燃料化が行われているが、製造コストに見合わず、大半は廃棄されている。現在、コーヒーかす等の再生可能なバイオマス資源を原料（炭素源等）として、微生物の発酵法によりバイオベース化学品等を製造するバイオリファイナリーが注目されている。そこで、コーヒーかす抽出液を酵母による高付加価値品の生産に利用することを目的とした。具体的には、コーヒーかす抽出液を利用して前述のX. dendrorhousを用いたアスタキサンチンの生産を試みた。コーヒーかす抽出液を最少培地（SD培地）に添加してX. dendrorhousを培養したところ細胞増殖が有意に高まった。そこで、コーヒーかす抽出液に含まれる濃度のカフェインをSD培地に添加して同様にX. dendrorhousを培養したところ、細胞増殖には影響を与えなかった。また、SD培地からグルコースを除きコーヒーかす抽出液を添加しても、X. dendrorhousの増殖がほとんど見られなかったことから、コーヒーかす抽出液に含まれる炭素源がX. dendrorhousの細胞増殖を向上させた可能性も低いと考えられる。現状、コーヒーかす抽出液に含まれるいかなる成分がX. dendrorhousの細胞増殖を向上させたのかは不明である。しかも、対数増殖期の前半はグルコース消費量の増加を伴わない細胞増殖の向上が見られ、対数増殖期の後半はさらにグルコース消費量の増加を伴う細胞増殖の向上が見られたため、X. dendrorhousの細胞増殖向上のメカニズムは、コーヒーかす抽出液に含まれる単一成分による単純な細胞増殖向上効果では説明がつかないと考えられる。

背景技术近年来，咖啡的消费量不断增加，咖啡饮料制造企业、咖啡店等排出大量的咖啡提取残渣(咖啡渣)。一些咖啡渣被转化为肥料或燃料，但大多数都被丢弃，因为它不值得生产成本。目前，以咖啡渣等可再生生物质资源为原料（碳源等），利用微生物发酵法生产生物基化学品等的生物精炼厂受到关注。因此，我们的目标是利用咖啡渣提取物，利用酵母生产高附加值的产品。具体来说，我们尝试使用前述的X. dendrorhous和咖啡渣提取物来生产虾青素。当通过在基本培养基（SD培养基）中添加咖啡渣提取物来培养X. dendrorhous时，细胞增殖显着增加。因此，当通过以咖啡渣提取物中的浓度向SD培养基中添加咖啡因来类似地培养X. dendrorhous时，它对细胞增殖没有影响。此外，即使当从SD培养基中除去葡萄糖并添加咖啡渣提取物时，也几乎没有观察到X. dendrorhous的生长，这表明咖啡渣提取物中含有的碳源促进了X. dendrorhous的细胞生长。认为他不太可能这样做。目前，尚不清楚咖啡渣提取物中含有哪些成分可以促进 X. dendrorhous 的细胞增殖。此外，在对数生长期的前半期，在不增加葡萄糖消耗的情况下观察到细胞增殖的改善，并且在对数生长期的后半期，观察到细胞增殖的改善伴随着葡萄糖消耗的增加。观察到的咖啡渣中细胞增殖改善的机制不能用咖啡渣提取物中所含的单一成分的简单细胞增殖促进作用来解释。

项目成果

駿河湾由来のカロテノイド生産微生物の分離とサプリメント開発への応用

骏河湾类胡萝卜素生产微生物的分离及其在补充剂开发中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 原 清敬

Xanthophyllomyces dendrorhousによるレチナールの生産

利用树状叶黄酵母生产视黄醛

• 发表时间: 2021
• 作者: 藤野紗代

カロテノイドNostoxanthinを高純度で生産する深海微生物

产生高纯度类胡萝卜素诺斯托黄素的深海微生物

• 发表时间: 2021
• 作者: 菊川寛史

Metabolic mechanism of astaxanthin biosynthesis in Xanthophyllomyces dendrorhous in response to sodium citrate treatment

树状叶黄酵母虾青素生物合成响应柠檬酸钠处理的代谢机制

• DOI: 10.1186/s40643-023-00650-7
• 发表时间: 2023-04-26
• 期刊: Bioresources and Bioprocessing
• 影响因子: 4.6
• 作者: Xueshan Pan;Tonggang Li;Baobei Wang;Shu;D. Yang;Zheng Huang;Renfei Gao;Jingyan Li
• 通讯作者: Jingyan Li

Glutathione fermentation by Millerozyma farinosa using spent coffee grounds extract and seawater

Millerozyma farinosa 使用废咖啡渣提取物和海水发酵谷胱甘肽

• DOI: 10.1016/j.biteb.2021.100777
• 发表时间: 2021
• 作者: Hirono