JP2001179005A - 発酵用消泡剤 - Google Patents

発酵用消泡剤

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JP2001179005A
JP2001179005A JP36629999A JP36629999A JP2001179005A JP 2001179005 A JP2001179005 A JP 2001179005A JP 36629999 A JP36629999 A JP 36629999A JP 36629999 A JP36629999 A JP 36629999A JP 2001179005 A JP2001179005 A JP 2001179005A
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Japan
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fermentation
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antifoaming agent
defoaming
bacteria
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Tetsuya Sakai
哲也 坂井
Ikuo Adachi
郁男 安達
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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】 下記化1の一般式(1)で表される化合
物からなる発酵用消泡剤。 【化1】 A-[O-(C36O)l-(C24O)m/(C36O)n-H]x …(1) 一般式(1)において、Aは炭素数2〜6からなる炭化
水素基残基または酸素を含む炭化水素基残基、またはこ
れらの混合物を表し、lは0.5〜4の数、mは1〜1
0の数、nは5〜50の数、xは2〜8の数を表し、且
つm/nは0.05〜0.5である。)

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】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。
【0005】例えば特公昭45−30189号公報、特
公昭45−38827号公報、特開昭50−12148
2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56−169583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。また、特
開平5−228308号公報、特開平6−54680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。さらに、特開平2−2190
5号公報、特開平2−21906号公報、特開平2−3
5073号公報では特定の順序で多価アルコールにオキ
シエチレン基とオキシプロピレン基を付加しているが、
このような方法では消泡効果と発酵菌への阻害性を低く
抑えることの両者を同時に満足することはできない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】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。
【0007】
【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、炭素数2〜6
からなる炭化水素基または酸素を含む炭化水素基を含む
化合物、またはこれらの混合物にプロピレンオキシドを
付加し、さらに、エチレンオキシドとプロピレンオキシ
ドを特定の割合で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
の得られることを見出し、本発明を完成した。
【0008】すなわち本発明の発酵用消泡剤は、下記化
2の一般式(1)で表される化合物からなることを特徴
とする。
【化2】 A-[O-(C36O)l-(C24O)m/(C36O)n-H]x …(1) 一般式(1)において、Aは炭素数2〜6からなる炭化
水素基残基または酸素を含む炭化水素基残基、またはこ
れらの混合物を表し、lは0.5〜4の数、mは1〜1
0の数、nは5〜50の数、xは2〜8の数を表し、且
つm/nは0.05〜0.5である。)すなわち一般式
(1)で表される化合物は、A−[OH]xである多価ア
ルコール(x=2〜8)に、プロピレンオキシドを0.
5〜4モルブロック付加し、次いでエチレンオキシド1
〜10モルとプロピレンオキシド5〜50モルを特定の
モル比m/nでランダム付加したものである。したがっ
て、「Aは炭素数2〜6からなる炭化水素残基」とは、
主鎖A中に酸素を含まないエチレングリコール、グリセ
リン等を示し、「Aは炭素数2〜6からなる酸素を含む
炭化水素残基」とは、ジエチレングリコール、ジグリセ
リン等を示す。
【0009】上記一般式(1)のAにおける炭素数2〜
6からなり、主鎖が炭化水素または酸素を含む炭化水素
としては、一般に公知のものは何れも使用できる。具体
的には、A−[OH]xが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、またはこれらの混合物等に由来するものがあげられ
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、ソルビトールが特に好ましい。
【0010】より好ましくは、lは1〜3の数、mは3
〜8の数、nは10〜50の数、xは3〜6の数であ
り、m/nは0.10〜0.30である。m/nが0.
05未満であ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。また、
0.5より大きくなると発酵菌への阻害が大きくなる。
【0011】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、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。
【0012】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0.00
01〜5重量%程度の濃度で使用される。
【0013】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。
【0014】
【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。
【0015】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。
【0016】製造例 グリセリン200g(2.2モル)と水酸化カリウム
2.0g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。脱水後、120℃ま
で昇温し、圧力5MPa以下でプロピレンオキシド37
8g(6.5モル)を導入し、導入終了後、圧力一定に
なるまで熟成して一段反応物(I)を得た。さらにこの
一段反応物(I)100g(0.38モル)と水酸化カ
リウム4.0g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670P
a以下で30分間攪拌しながら脱水した。脱水後、温度
120℃に昇温し、圧力5MPa以下でエチレンオキシ
ド199g(4.5モル)とプロピレンオキシド163
6g(28.2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、合成吸着剤(協和化学工業社製、キョーワード60
0S)を添加して混合、濾過して触媒を除去し、表1に
示す本発明品サンプルNo.1の消泡剤を得た。更に、
同様の方法により、本発明品No.3、5及び比較品サ
ンプルNo.6、8の消泡剤を得た。また、同様の方法
で得た反応粗生成物中の触媒を、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。
【0017】
【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。
【0018】
【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)はブロック結合
を、(EO)/(PO)はランダム結合を表す。サンプ
ルNo.1、2、6、8はAがグリセリン残基、サンプ
ルNo.3、4、7はAがトリメチロールプロパン残
基、サンプルNo.5はAがソルビトール残基である。
【0019】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。
【0020】〔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
【0021】表2より明らかなように、本発明品1〜5
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6は本発明品に近い構造であるが、本発明品と比較す
ると発酵菌への阻害性、消泡効果とも十分ではない。さ
らに、比較品8のようにエチレンオキシドとプロピレン
オキシドをブロック付加しただけのタイプは、発酵菌に
対して特に阻害が大きい。
【0022】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6、7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
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記化1の一般式(1)で表される化合
    物からなる発酵用消泡剤。 【化1】 A-[O-(C36O)l-(C24O)m/(C36O)n-H]x …(1) 一般式(1)において、Aは炭素数2〜6からなる炭化
    水素基残基または酸素を含む炭化水素基残基、またはこ
    れらの混合物を表し、lは0.5〜4の数、mは1〜1
    0の数、nは5〜50の数、xは2〜8の数を表し、且
    つm/nは0.05〜0.5である。)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006061039A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Chisso Corp ジピコリン酸の製造法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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