ラクトン

甘い。 ココナッツ、クリーム、ハーブ、干し草、ウッディ

＜24>＜2812>天然由来のラクトンとは主に飽和および不飽和ガンマ-およびデルタラクトンであって非常に低い臭気の閾値を持っているものです。 多くの基質がラクトンの微生物形成を実証するために利用されており、例えば、リシノール酸、オレイン酸、トリオレイン、レシチン、ヒマシ油、グリセロール、γ-ケト酸、12-ヒドロキシステアリン、および14-ヒドロキシ-11-エイコサン酸が挙げられる。 ラクトン類は、通常、ヒドロキシ脂肪酸をβ酸化し、その後ラクトン化することにより得られる。 基質と微生物の種類によって生成物の構造が決定される。 例えば、褐色腐朽性担子菌Piptoporus soloniensisの野生株は、リシノール酸と12-ヒドロキシステアリン酸が存在するとγ-デカラクトンを生成する。 しかし、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などの酸を培養に加えると、γ-オクタラクトンの生成が検出される。 ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、リノール酸、リノレン酸を培養液に添加すると、P. soloniensisの増殖とγ-デカラクトンおよびγ-オクタノラクトンの生成が減少した。

風味成分としての天然ラクトンは、リシノール酸を変換する酵母株の使用を基本としたプロセスで製造されている。 いくつかの酵母、例えば、Phlebia radiate、Polyporus durus、Fusarium pore、B. adusta、およびC. moniliformisは、商業的に興味深い収率でデノボ合成によりデカラクトンを産生する。 glutinis, A. niger, Sporobolomyces odorus, Cladosporium suaveolens, Mucor mieheiによってリシノール酸、リシノール酸メチル、ひまし油をγ-およびδ-デカラクトンの混合物に変換する（図 7）

図7. リシノール酸を経てγ-デカラクトンへのヒマシ油のバイオコンバージョン

これは多段階バイオトランスフォーメーションの優れた例である。 リシノール酸（C18）は、まずリパーゼの作用によりヒマシ油から放出される。 得られた(R)-12-ヒドロキシ-9-オクタデセン酸は、毒性を回避し、選択された微生物が増殖できるような正しいコンフォメーションである必要があります。 その後、4サイクルのβ酸化が行われ、C18はC10、4-ヒドロキシデセン酸に還元される。 さらに、β酸化はヒドロキシル基によって阻止される。 酸性pHで加熱すると、ヒドロキシデセン酸がラクトン化し、（R）-γ-デカラクトンが生成する。 デセン酸からのエナンチオマー（S）γ-デカラクトン生成は、Mortierella sp.の細胞を用いる。 上記の酵母や菌類は、効率的で多数のリパーゼ、チトクロームP450、アシル-CoA酸化酵素、バイオサーファクタントを生成する能力により、疎水性基質上でよく生育している。 Y. lipolytica の生体内変換はゲノムレベルで制御されており，ペルオキシソームの増殖およびペルオキシソームβ酸化の誘導が関与していることが示唆された。 ラクトンの濃度が150 mg l-1を超えると、一般に細胞の成長を阻害し、生細胞を脱分極させ、膜の流動性を高める。したがって、生産性を高めるためには、最終生成物を効率的に回収するプロセスが必要となる。

別の微生物C. moniliformisはグリセロールを基質にガンマデカラクトンを形成する。 ラクトンを生物学的に生成するもう1つの方法は、γ-ケト酸をγ-ヒドロキシ酸に還元し、それがγ-ラクトンに環化することです。

デルタラクトンのデノボ合成の典型例は、Trichoderma viride菌によるものです。 このココナッツ型ラクトンである6-ペンチル-2-ピロンは、その定常期に生産される。 他のラクトンについて述べたように、XAD吸着により生成物である6-ペンチル-2-ピロンを培養ブロスから連続的に除去することは、最終生成物の阻害をなくし、生産性の向上に役立つ。

細菌PseudomonasおよびAcinetobacter種からの広い特異性を有するラクトナーゼおよびモノオキシゲナーゼによるラクトンの還元は、それらの各ヒドロキシ酸に帰結される。 シェリー酒中のグルタミン酸で培養したSaccharomyces fermentatiの培養液には、ガンマブチロラクトン、コハク酸ジエチル、ガンマエトキシ-ガンマブチロラクトン、4-ヒドロキシ-5-オキソヘキサン酸ガンマラクトン、（4R，5S：4S，5R）4，5-ジヒドロキシ・ヘキサン酸ガンマラクトンなどの種々のラクトン類を見出すことができる。

マーガリンに使用されるバター風味のラクトンは(R)-γ-ドデカノリドで、S. cerevisiaeによって5-ケトドデカン酸から調製されています。 また、Cryptococcus albidus, Bensingtonia ciliata, Cryptococcus laurentiiを用いた微生物による生変換により、クラリセージスクラレオールから得られるスクラレオライドも貴重なラクトンです。

AcinetobacterまたはP. putidaの細胞による環状ケトンのバイエルビジター酸化（ケト・ラクトン化）により、ラクトンフレーバーの形成に至ります。