JP2001178446A - 発酵用消泡剤 - Google Patents

発酵用消泡剤

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JP2001178446A
JP2001178446A JP36630099A JP36630099A JP2001178446A JP 2001178446 A JP2001178446 A JP 2001178446A JP 36630099 A JP36630099 A JP 36630099A JP 36630099 A JP36630099 A JP 36630099A JP 2001178446 A JP2001178446 A JP 2001178446A
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fermentation
antifoaming agent
mixture
propylene oxide
oil
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English (en)
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Tetsuya Sakai
哲也 坂井
Ikuo Adachi
郁男 安達
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Original Assignee
Lion Corp
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  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発酵菌への阻害性を抑え、且つ消泡効果に優
れた発酵用消泡剤を提供する。 【解決手段】 油脂と多価アルコールの混合物の和1モ
ルに対して、プロピレンオキシドを1〜10モル付加
し、次いでエチレンオキシド5〜20モルとプロピレン
オキシド10〜80モルをランダム付加して得られる反
応生成物を含有する発酵用消泡剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発酵用消泡剤に関
し、更に詳しくは、発酵菌への阻害性が低く、且つ消泡
効果に優れた発酵用消泡剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、発酵工業において、特に通気攪拌
を要する培養では、多量の気泡が発生し作業上の問題に
なることが多い。発酵槽が泡で満たされると、装置容量
を充分に活用できなくなるため生産性の低下を招くばか
りか、ときにはふきこぼれ等を生じ正常な発酵が行われ
なくなる。そのため発酵工業においては気泡の制御が必
要とされる。
【0003】このような気泡を制御する方法として、広
く消泡剤が用いられている。その消泡剤としては、シリ
コーン油、動植物油、アルコール類へのアルキレンオキ
シド付加物等があるが、発酵工業においては、抑泡性、
発酵菌への阻害性、コスト等の面から、アルキレンオキ
シド付加物が広く使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アルキレンオキシド付加タイプの消泡剤は、発酵用消泡
剤として特に要求される発酵菌の生育阻害を低く抑える
ことと、十分な消泡効果を有することの両者を同時に満
足するものではなかった。例えば特公昭45−3018
9号公報、特公昭45−38827号公報、特開昭50
−121482号公報、特開昭52−69881号公報
のようなポリオキシアルキレンアルキルエーテル類は、
消泡性に優れる反面、発酵菌への阻害が生じ、発酵菌の
培養過程においてときに問題となる。また、特公昭47
−40394号公報、特開昭53−134785号公
報、特開昭54−135298号公報、特開昭56−1
69583号公報のようなポリオキシアルキレンアルキ
ルエーテル類を脂肪酸によりエステル化したタイプでは
阻害性は改善されるが、一方で十分な消泡効果が得られ
ない。更に、特開平5−228308号公報、特開平6
−54680号公報、特開平11−19407号公報で
は、油脂と多価アルコール類の混合物にアルキレンオキ
シドを付加する方法も提唱されているが、得られた反応
生成物は発酵菌への阻害性は改善されるが、十分な消泡
効果が得られない。
【0005】従って、本発明の目的は発酵菌への阻害性
が低く、且つ消泡効果にも優れた発酵用消泡剤を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意研究を行った結果、油脂と多価ア
ルコールの混合物に、プロピレンオキシドを付加し、次
いでエチレンオキシドとプロピレンオキシドをランダム
付加することにより、発酵菌への阻害性が低く、且つ消
泡性にも優れる発酵用消泡剤が得られることを見出し、
本発明を完成した。
【0007】すなわち本発明の発泡用消泡剤は、油脂と
多価アルコールの混合物の和1モルに対して、プロピレ
ンオキシドを1〜10モル付加し、次いでエチレンオキ
シド5〜20モルとプロピレンオキシド10〜80モル
をランダム付加して得られる反応生成物からなることを
特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明で使用する油脂としては、
ヤシ油、パーム油、オリーブ油、大豆油、菜種油、亜麻
仁油、ヒマワリ油等の植物油、豚脂、牛脂、骨油、獣脂
等の動物油、及び魚油ならびにこれらの硬化油、半硬化
油、あるいはこれら油脂の精製工程で得られる回収油等
が挙げられる。好ましくは、ヤシ油、パーム油、牛脂で
ある。
【0009】多価アルコールとしては、一般に公知のも
のは何れも使用できるが、その中でも、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、
ジプロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、
トリメチロールプロパン、エリスリトール、ヘキサンジ
オール、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、
キシリトール、ソルビトール、マンニトール、グルコー
ス、フルクトース等の炭素数2〜6個の多価アルコール
が使用できるが、これらの中でも、グリセリン、ジグリ
セリン、トリメチロールプロパン、ソルビトール等の3
価以上の多価アルコールが特に好ましい。
【0010】油脂と多価アルコールの混合物の和1モル
に対して、まず、プロピレンオキシドを1〜10モル付
加させる。好ましくは3〜8モルである。1モル未満で
も10モルを越えても十分な消泡効果が得られず好まし
くない。次いで、エチレンオキシド5〜20モル、プロ
ピレンオキシド10〜80モルの混合液を付加させる
(ランダム付加)が、ランダム付加するエチレンオキシ
ドとプロピレンオキシドのモル比は1/2〜1/20で
あることが好ましい。モル比が1/2より大きくなると
発酵菌への阻害が生じる場合があり、また1/20より
小さくなると消泡剤が水に溶解せず油滴となって分離し
てしまうため十分な消泡効果が得られない場合がある。
【0011】油脂と多価アルコールの混合物の混合割合
は、モル比で1/0.1〜1/3が好ましく、より好ま
しくは、1/0.5〜1/2である。モル比が1/0.
1未満ではアルキレンオキシドとの反応が遅く好ましく
ない。1/3を越えると発酵菌への阻害が生じる場合が
あり好ましくない。
【0012】油脂と多価アルコールの混合物に対してア
ルキレンオキシドを付加させる方法は、一般に行われる
アルコール類へのアルキレンオキシドの付加反応と同様
に行うことができる。反応温度は100℃〜160℃、
触媒は一般に行われるアルキレンオキシドの付加反応で
使用されるアルカリ性物質、アルカリ金属の水酸化物、
炭酸塩、及び有機金属塩等が使用でき、反応生成物に対
して0.01から0.5重量%使用するのが好ましい。
反応時の圧力は5MPa以下の加圧下で行うのが好まし
い。反応後、触媒を除去するため、アルカリ吸着性の合
成吸着剤を添加混合して濾過する。また、触媒は、酢
酸、塩酸等の有機、無機酸で中和後、そのまま、あるい
は濾過して製品とすることもできる。
【0013】本発明の発酵用消泡剤は上記一般式の化合
物をそのまま使用しても良く、水や溶媒に溶解して使用
しても良い。更に本発明の発酵用消泡剤を、その他公知
の消泡剤と配合して使用することもできる。本発明の発
酵用消泡剤の使用法は特に限定されないが、一般的には
培養する培地に対して0.0001〜5重量%程度の濃
度で使用される。
【0014】本発明の発酵用消泡剤は各種発酵工業に使
用できる。例えばアミノ酸発酵、カルボン酸発酵、酵
素、抗生物質等の発酵に使用することができるが、特
に、L−グルタミン酸発酵、L−リジン発酵用消泡剤と
して適している。
【0015】
【発明の効果】本発明の発酵用消泡剤は、発酵菌への阻
害性が低く、且つ消泡効果に優れるものである。
【0016】以下製造例と実施例によって本発明を更に
詳細に説明するが、本発明は以下の製造例及び実施例に
限定されるものではない。
【0017】製造例1 パーム油416g(0.5モル)とグリセリン46g
(0.5モル)、水酸化カリウム6.0gをオートクレ
ーブに仕込み、オートクレーブ内を窒素置換し95℃に
昇温した後、圧力670Pa以下で30分間攪拌しなが
ら脱水した。その後、140℃まで昇温し、圧力5MP
a以下でプロピレンオキシド174g(3.0モル)を
導入し、導入終了後、圧力一定になるまで熟成した。熟
成後、温度140℃、圧力5MPa以下でエチレンオキ
シド440g(10モル)とプロピレンオキシド174
0g(30モル)の混合液を導入し、導入終了後、圧力
一定になるまで熟成した。熟成後80℃まで冷却し、ア
ルカリ吸着剤(協和化学工業社製、キョーワード600
S)を添加して混合後、濾過をして触媒を除去し、表1
に示す本発明品サンプルNo.1の消泡剤を得た。更に
同様の方法で、本発明品サンプルNo.3及び比較品サ
ンプルNo.5、6の消泡剤を得た。また、同様の方法
で得た反応粗精製物中の触媒を酢酸によって中和するこ
とによって表1に示す本発明品サンプルNo.2、4及
び比較品サンプルNo.7の消泡剤を得た。
【0018】製造例2 プロピレングリコール100g(1.3モル)と水酸化
カリウム10gをオートクレーブに仕込み、オートクレ
ーブ内を窒素置換した。その後120℃まで昇温し、圧
力5MPa以下でプロピレンオキシド3053g(53
モル)を導入し、導入終了後、圧力一定になるまで熟成
した。熟成後、昇温して温度140℃、圧力5MPa以
下でエチレンオキシド463g(11モル)を導入し、
導入終了後、圧力一定になるまで熟成した。熟成後80
℃まで冷却し、アルカリ吸着剤(協和化学工業社製、キ
ョーワード600S )を添加して混合後、濾過をして
触媒を除去し、表1に示す比較品サンプルNo.8の消
泡剤を得た。
【0019】製造例3 ステアリルアルコール270g(1.0モル)と水酸化
カリウム8.2gをオートクレーブに仕込み、オートク
レーブ内を窒素置換し95℃に昇温した後、圧力670
Pa以下で30分間攪拌しながら脱水した。その後、1
20℃まで昇温し、圧力5MPa以下でエチレンオキシ
ド441g(10モル)とプロピレンオキシド2033
g(35モル)の混合液を導入し、導入終了後、圧力一
定になるまで熟成した。熟成後80℃まで冷却し、アル
カリ吸着剤を添加して混合後、濾過をして触媒を除去
し、表1に示す比較品サンプルNo.9の消泡剤を得
た。
【0020】
【実施例】以下の実施例において使用した本発明品と比
較品の消泡剤を表1に示す。
【0021】
【表1】 注)EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピレン
基を示す。また、(EO)−(PO)はブロック付加
を、(EO)/(PO)はランダム付加を表す。
【0022】実施例1 〔阻害性評価〕500mL容坂口フラスコにブイヨン培
地50mLを仕込み、加熱滅菌後、L−グルタミン酸生
産菌であるコリネバクテリウム グルタミカム(Cor
ynebacterium glutamicum)を
植菌し30℃で24時間前培養した。その後、試験管に
ブイヨン培地と本発明品又は比較品をそれぞれブイヨン
培地に対して100〜10,000ppmの濃度になる
よう添加し加熱滅菌した。これに前述した前培養液を植
菌し、30℃で24時間培養した。培養後、培養液を所
定濃度に希釈して濁度(O.D.)を測定して、菌体量
の指標とした。測定値は、消泡剤を添加せずに培養した
培養液の濁度を100とした相対値で示した。結果を表
2に示す。
【0023】〔消泡性評価〕500mL容坂口フラスコ
にブイヨン培地50mLを仕込み、加熱滅菌後、L−グ
ルタミン酸生産菌を植菌し30℃で24時間前培養し
た。さらに、下記組成の培地3Lをジャーファーメンタ
ーに仕込み、消泡剤無添加のまま120℃で20〜30
分加熱滅菌し、滅菌後、30℃まで冷却してから、上述
した前培養液を植菌し、30℃で48時間通気攪拌培養
した。培養後の発酵液を100mL共栓付メスシリンダ
ーに20mL採取し、本発明品又は比較品を発酵液に対
してそれぞれ10〜50ppmの濃度範囲で添加した。
30〜40℃で温度一定にした共栓付メスシリンダー
を、100回/30秒の速度で振とうし、静置して30
秒後の泡量(mL)を測定した。結果を表2に示す。 培地組成 グルコース:5% ポリペプトンS:0.5% 尿素:0.4% K2HPO4:0.1% MgSO4・7H2O:0.1% FeSO4・7H2O:0.001% MnSO4・4H2O:0.001% サイアミン:100μg/L ビオチン:3μg/L 水:バランス
【0024】
【表2】
【0025】表2より明らかなように、本発明品1〜4
は培地に対して10,000ppmの濃度で添加しても
発酵菌への阻害が小さい。また、本発明品は従来の消泡
剤と比較して十分な消泡性能を有している。一方、比較
品5は、本発明品に近い構造であるが、エチレンオキシ
ドとプロピレンオキシドのランダム付加の比が請求項の
範囲にないため発酵菌への阻害が生じる。また、比較品
6のようにエチレンオキシドとプロピレンオキシドをラ
ンダム付加しただけのもの、比較品7のようにブロック
付加しただけのものは、消泡効果が十分ではない。ま
た、比較品8は消泡効果は良好であるが、発酵菌への阻
害が生じる。更に、比較品9は、発酵菌への阻害が小さ
い反面、十分な消泡効果は得られない。
【0026】実施例2 〔培養過程における消泡性〕500mL容坂口フラスコ
にブイヨン培地50mLを仕込み、加熱滅菌後、L−グ
ルタミン酸生産菌を植菌し30℃で24時間前培養し
た。さらに、下記組成の培地1Lをジャーファーメンタ
ーに仕込み、本発明品1、2及び比較品5、6の消泡剤
100ppmをそれぞれ添加し120℃で20〜30分
加熱滅菌した。滅菌後、30℃まで冷却してから、上述
した前培養液を植菌し、30℃で30時間通気攪拌培養
した。培養過程において、所定時間ごとにサンプリング
して濁度を測定し、またジャーファーメンター内の泡高
さを測定した。結果を表3に示す。 培地組成 グルコース:5% ポリペプトンS:0.5% 尿素:0.4% K2HPO4:0.1% MgSO4・7H2O:0.1% FeSO4・7H2O:0.001% MnSO4・4H2O:0.001% サイアミン:100μg/L ビオチン:3μg/L 水:バランス
【0027】
【表3】
【0028】表3より明らかなように、本発明品は培養
過程において使用しても発酵菌への阻害性が低く、且つ
消泡効果に優れている。一方、比較品5は、発酵菌への
阻害が生じ、また、比較品6は発酵菌への阻害性が低い
反面、消泡効果は十分でない。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12R 1:15) C12R 1:15) Fターム(参考) 4B065 AA24X AC14 BB05 BC19 CA17 4D011 CB02 CB15 4J005 AA11 AA12

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油脂と多価アルコールの混合物の和1モ
    ルに対して、プロピレンオキシドを1〜10モル付加
    し、次いでエチレンオキシド5〜20モルとプロピレン
    オキシド10〜80モルをランダム付加して得られる反
    応生成物を含有することを特徴とする発酵用消泡剤。
  2. 【請求項2】 請求項1のランダム付加するエチレンオ
    キシドとプロピレンオキシドのモル比が1/2〜1/2
    0である請求項1記載の発酵用消泡剤。
  3. 【請求項3】 油脂と2価以上の多価アルコールの混合
    物の混合割合が、モル比で1/0.1〜1/3である請
    求項1ないし請求項2記載の発酵用消泡剤。
JP36630099A 1999-12-24 1999-12-24 発酵用消泡剤 Pending JP2001178446A (ja)

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