JP2002262895A - 不飽和脂肪酸又はその誘導体の製造法 - Google Patents

不飽和脂肪酸又はその誘導体の製造法

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博文 滝川
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ロドコッカス(Rhodococcus)属に属す
る不飽和脂肪酸生産菌を用い、濃度0.25M以上でp
H7.2〜9のリン酸緩衝液又は濃度0.3M以上でp
H7.0〜9のリン酸緩衝液の存在下、脂肪酸又はその
誘導体を該菌体に作用させる不飽和脂肪酸又はその誘導
体の製造法、該不飽和脂肪酸生産菌。 【効果】 不飽和脂肪酸又はその誘導体を微生物菌体外
に極めて効率よく且つ高純度で製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物を用いる不
飽和脂肪酸又はその誘導体の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】不飽和
脂肪酸又はその誘導体は、香料、薬剤、塗料、界面活性
剤、化粧品等として、或いはこれらの合成原料として広
く利用されている。微生物を利用した不飽和脂肪酸又は
その誘導体の製造には、これまでエキノスポラジウム
(Echinosporangium)属細菌(特許第2710344号
公報)、モルテイエレラ(Mortierella)属細菌(特開
昭60−259192号公報)を用いる発酵法等が知ら
れているが、何れも収量が低く、反応時間も長く、また
菌体内に不飽和脂肪酸を蓄積するため回収が困難である
という問題があった。
【0003】また、ロドコッカス(Rhodococcus)属細
菌により、不飽和脂肪酸又はその誘導体が菌体外に生産
されることも報告されているが(特公平2−6516号
公報、特公平4−12718号公報)、その生産性及び
純度は十分であるとはいえなかった。
【0004】本発明は、微生物により不飽和脂肪酸又は
その誘導体を生産する方法であって、菌体外生産がで
き、その生産量がより高く、且つ高純度で生産できる方
法及びこれに用いる不飽和脂肪酸生産菌を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、不飽和脂
肪酸又はその誘導体を効率よく生産する微生物及び生産
条件を種々検討したところ、ロドコッカス属に属する不
飽和脂肪酸生産菌が特定の濃度及びpHをもつリン酸緩
衝液の存在下で増殖と連動して不飽和脂肪酸又はその誘
導体を高濃度且つ高純度で培地中に生産することを見出
した。
【0006】すなわち本発明は、ロドコッカス(Rhodoc
occus)属に属する不飽和脂肪酸生産菌を用い、濃度
0.25M以上でpH7.2〜9のリン酸緩衝液又は濃
度0.3M以上でpH7.0〜9のリン酸緩衝液の存在
下、脂肪酸又はその誘導体を該菌体に作用させる不飽和
脂肪酸又はその誘導体の製造法及び該不飽和脂肪酸生産
菌を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の製造法において用いられ
る不飽和脂肪酸生産菌としては、ロドコッカス(Rhodoc
occus)属に属し、飽和脂肪酸から不飽和脂肪酸を生産
する能力を有するものであればよく、例えばロドコッカ
ス・エスピー(Rhodococcus sp.)KSM−B−3M株
(FERM BP1531)や、ロドコッカス・エスピ
ー(Rhodococcus sp.)KSM−T645株(FERM
P−18182)等が挙げられる。このうち、不飽和
脂肪酸の生産量の点からロドコッカス・エスピーKSM
−T645株が特に好ましい。ロドコッカス・エスピー
KSM−T645株は、ロドコッカス・エスピーKSM
−B−3M株に紫外線を照射して得られた新規な変異株
であり、以下の菌学的性質を有する。
【0008】(A)形態 桿菌で、細胞は多形性で、若い培養では短桿状、古い培
養では球状となる。大きさは0.5〜0.8μm×1.
0〜5.0μmである。
【0009】(B)生理学的性質 生育範囲 温度:5〜37℃(最適25〜35℃) pH: 5〜9.5(最適6〜8) グラム染色:陽性 ゼラチンの液化(グルコース・ペプトン・ゼラチン培
地):陰性 スターチの加水分解(スターチ寒天培地):陰性 脱脂牛乳凝固、ペプトン:共に陰性 メラニン様色素の生成(チロシン培地、ペプトン・イ
ースト・鉄培地):陰性
【0010】(C)炭素源の資化性 L−アラビノース + D−キシロース + D−グルコース + D−フラクトース + シュークロース + イノシトール + L−ラムノース + D−マンニトール +
【0011】(E)化学的分類学的性質 グルコリルテスト:グリコリル型 メナキノン システム:MK−8(H2
【0012】以上の菌学的性質を、Bergey's Manual of
Systematic Bacteriology第9巻(1994年)に基づ
き検索した結果、ロドコッカス属に属する細菌と認めら
れたため、本菌株をロドコッカス・エスピーKSM−T
645と命名した。この菌株は、工業技術院生命工学工
業技術研究所にFERM P−18182として寄託さ
れている。
【0013】本発明の製造法において、原料として用い
られる脂肪酸としては、炭素数1〜22、好ましくは1
4〜20の飽和又は不飽和の脂肪酸が挙げられ、その誘
導体としては当該脂肪酸のアルキル(炭素数1〜10、
好ましくは2〜4)若しくはアリールエステル、第1級
若しくは2級アンモニウム塩又はアルカリ金属塩が挙げ
られる。このうち、n−ヘキサデカン酸(パルミチン
酸)、n−テトラデカン酸(ミリスチン酸)、オクタデ
カン酸(ステアリン酸)これら脂肪酸のメチル、エチ
ル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブ
チル、tert−ブチル等の各エステル、アンモニウム
塩、ナトリウム塩、カリウム塩等が好ましい。
【0014】斯かる脂肪酸又はその誘導体は、本発明の
反応によれば、脂肪酸の炭化水素鎖の特定の位置に不飽
和結合が導入された不飽和脂肪酸又はその誘導体に変換
される。例えば、パルミチン酸又はそのエステルを原料
として用いれば、シス−6−ヘキサデセン酸を主生成物
として得ることができる。
【0015】本発明の製造法は、濃度0.25M以上で
pH7.2〜9のリン酸緩衝液又は濃度0.3M以上で
pH7.0〜9のリン酸緩衝液の存在下、脂肪酸又はそ
の誘導体を微生物菌体に作用させ、不飽和脂肪酸又はそ
の誘導体を反応液中に生成させるものである。微生物菌
体の取得は、通常の微生物の培養方法によればよく、培
養に際して用いられる培地、pH、温度、培養時間等に
ついては当該菌株が十分に生育するものであればいずれ
の条件でもよい。好ましくは、30℃で1〜2日間、好
気的に培養するのがよい。
【0016】反応は、得られた培養液をそのまま、或い
は培養液から菌体を遠心分離等の方法により回収後、濃
度0.25M以上でpH7.2〜9のリン酸緩衝液又は
濃度0.3M以上でpH7.0〜9のリン酸緩衝液に懸
濁させ、これに脂肪酸又はその誘導体を添加して行われ
る。
【0017】ここで、菌体培養液又は菌体は、反応液に
対して0.1〜10%、特に0.5〜5%用いることが
好ましく、脂肪酸又はその誘導体は、1〜30%、特に
10〜25%であることが好ましい。
【0018】本発明においては、濃度0.25M以上で
pH7.2〜9のリン酸緩衝液又は濃度0.3M以上で
pH7.0〜7.2のリン酸緩衝液が用いられる。pH
7.0未満或いは濃度が0.25未満であると、効率よ
く不飽和化することができず、pHが9を超えると微生
物が増殖できない。斯かる効果の点から、濃度0.25
M以上でpH7.2〜9であるものが好ましく、特に濃
度0.3〜0.5Mで、pH7.2〜8であるものが好
ましい。
【0019】また、リン酸緩衝液としては、いずれの対
イオンを有するものでもよいが、リン酸1ナトリウム−
リン酸2カリウム又はリン酸1カリウム−リン酸2カリ
ウムが好ましい。
【0020】当該反応液中には、菌体の増殖を妨げない
限り、更に硫酸マグネシウム塩、硫酸鉄塩、窒素源、ビ
タミン類等を添加することができる。尚、この場合、硫
酸マグネシウム塩は0.005〜1%、好ましくは0.
01〜0.5%、硫酸鉄塩は1〜100ppm、好ましく
は5〜50ppmで添加することが好ましい。
【0021】反応は20〜37℃、好ましくは25〜3
0℃の温度条件で、好気的条件下に48〜120時間、
特に60〜96時間行うことが好ましい。
【0022】かくして反応液中に生成した不飽和脂肪酸
又はその誘導体は、天然有機化合物等で通常行われてい
る抽出・単離方法により、容易に回収・分離できる。例
えば反応液を遠心分離により菌体・油相・水相に分けて
油相を分取したり、或いは反応液をそのまま有機溶剤で
抽出することにより極めて簡便に目的物を回収できる。
また、この反応により高純度の目的物が回収できるが、
さらに精製する必要のある場合は通常のカラムクロマト
グラフィー、分配抽出、溶媒晶析等により精製単離が可
能である。
【0023】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説
明する。 実施例1 SCD培地(日本製薬株式会社製)20mLを入れた50
0mL容ひだ付き三角フラスコにRhodococcus sp. KSM-T6
45を接種し、30℃にて1日間培養を行った。この培養
液0.4mLを、MSG(グルタミン酸ナトリウム)20
g、酵母エキス(Difco社製)4.5g、MgSO
4・7H2O 0.05g、FeSO4・7H2O 15m
g、MnSO4・6H2O 0.6mg、CuSO4・5H2
O 1.2mgを、0.35M リン酸緩衝液(pH7.2
5)1Lに溶解した培地20mL及びパルミチン酸イソプ
ロピル3.8mLを入れた500mL容ひだ付き三角フラス
コに接種し、26℃にて4日間、210rpmにて振盪培
養及び反応を行った。反応後、反応液に含まれる主生成
物(シス−6−ヘキサデセン酸イソプロピル)を酢酸エ
チルで抽出し、ガスクロマトグラフィーによる分析を行
ったところ、生産性は51g/L、反応液中の全油中の
シス−6−ヘキサデセン酸イソプロピルの割合は80.
5%であった(表1)。
【0024】実施例2 SCD培地(日本製薬株式会社製)20mLを入れた50
0mL容ひだ付き三角フラスコにRhodococcus sp. KSM-T6
45を接種し、30℃にて1日間培養を行った。この培養
液0.4mLを、MSG(グルタミン酸ナトリウム)20
g、酵母エキス(Difco社製)3g、MgSO4
7H2O 0.05g、FeSO4・7H2O 15mg、
MnSO4・6H2O 0.6mg、CuSO4・5H2
1.2mgを、0.25Mリン酸緩衝液(pH7.25又
は7.5)1Lに溶解した培地20mL及びパルミチン酸
イソプロピル4.4mLを入れた500mL容ひだ付き三角
フラスコに接種し、26℃にて4日間、210rpmにて
振盪培養及び反応を行った。反応後、反応液に含まれる
主生成物(シス−6−ヘキサデセン酸イソプロピル)を
酢酸エチルで抽出し、ガスクロマトグラフィーによる分
析を行ったところ、生産性は48.5g/L、反応液中
の全油中のシス−6−ヘキサデセン酸イソプロピルの割
合は70.9%であった(表1)。
【0025】実施例3 SCD培地(日本製薬株式会社製)20mLを入れた50
0mL容ひだ付き三角フラスコにRhodococcus sp. KSM-T6
45を接種し、30℃にて1日間培養を行った。この培養
液0.4mLを、MSG(グルタミン酸ナトリウム)20
g、酵母エキス(アサヒビール社製)8.0g、MgS
4・7H2O 0.05g、FeSO4・7H2O 15
mg、MnSO4・6H2O 0.6mg、CuSO4・5H2
O 1.2mgを、0.35M リン酸緩衝液(pH7.
25又は7.5)1Lに溶解した培地20mL及びパルミ
チン酸イソプロピル4.4mLを入れた500mL容ひだ付
き三角フラスコに接種し、26℃にて4日間、210rp
mにて振盪培養及び反応を行った。反応後、反応液に含
まれる主生成物(シス−6−ヘキサデセン酸イソプロピ
ル)を酢酸エチルで抽出し、ガスクロマトグラフィーに
よる分析を行ったところ、生産性は各々のpHで58.7
g/L、48.9g/L、反応液中の全油中のシス−6
−ヘキサデセン酸イソプロピルの割合は73.8%、7
9.3%であった(表1)。
【0026】実施例4 SCD培地(日本製薬株式会社製)200mLを入れた2
L容ひだ付き三角フラスコにRhodococcus sp. KSM-T645
を接種し、30℃にて1日間培養を行った後。この培養
液すべてを、MSG(グルタミン酸ナトリウム)20
g、酵母エキス(アサヒビール社製)7.5g、MgS
4・7H2O 0.05g、FeSO4・7H2O 15
mg、MnSO4・6H2O 0.6mg、CuSO4・5H2
O 1.2mgを、0.35M リン酸緩衝液(pH7.
25)に溶解した培地12.5L及びパルミチン酸イソ
プロピル2.75Lを入れた30L容ジャーファーメン
ターに接種し、26℃にて4日間、350rpm、0.5v
vmにて通気攪拌培養及び反応を行った。反応後、反応液
に含まれる主生成物(シス−6−ヘキサデセン酸イソプ
ロピル)を酢酸エチルで抽出し、ガスクロマトグラフィ
ーによる分析を行ったところ、生産性は45.0g/
L、反応液中の全油中のシス−6−ヘキサデセン酸イソ
プロピルの割合は75.0%であった(表1)。
【0027】実施例5 SCD培地(日本製薬株式会社製)20mLを入れた50
0mL容ひだ付き三角フラスコにRhodococcus sp. KSM-B-
3Mを接種し、30℃にて1日間培養を行った。後、この
培養液0.4mLを、MSG 20g、酵母エキス(Difc
o社製)3g、MgSO4・7H2O 0.05g、Fe
SO4・7H2O 15mg、MnSO4・6H2O 0.6
mg、CuSO4・5H2O 1.2mgを、0.3M リン
酸バッファー(pH7.5)1Lに溶解した培地20mL及
びパルミチン酸イソプロピル4.4mLを入れた500mL
容ひだ付き三角フラスコに接種し、26℃にて4日間、
210rpmにて振盪培養及び反応を行った。反応後、反
応液に含まれる主生成物(シス−6−ヘキサデセン酸イ
ソプロピル)を酢酸エチルで抽出し、ガスクロマトグラ
フィーによる分析を行ったところ、生産性は47.0g
/L、反応液中の全油中のシス−6−ヘキサデセン酸イ
ソプロピルの割合は68.5%であった(表2)。
【0028】実施例6 SCD培地(日本製薬株式会社製)2mLを入れたφ22
×195mm試験管にRhodococcus sp. KSM-T645を接種
し、30℃にて1日間培養を行った。後、この培養液7
0μLを、MSG 20g、酵母エキス(Difco社製)
3g、MgSO4・7H2O 0.05g、FeSO4
7H2O 15mg、MnSO4・6H2O 0.6mg、C
uSO4・5H2O 1.2mgを、0.25M K,K2
リン酸バッファー(pH7.0)1Lに溶解した培地1.
5mL及びミリスチン酸イソプロピル0.35mLを入れた
φ22×195mm試験管に接種し、27℃にて4日間2
10spmにて振盪培養及び反応を行った。反応後、反応
液に含まれる主生成物(シス−6−テトラデセン酸イソ
プロピル)を酢酸エチルで抽出し、ガスクロマトグラフ
ィーによる分析を行ったところ、生産性は26.5g/
L、反応液中の全油中のシス−6−テトラデセン酸イソ
プロピルの割合は36.7%であった(表3)。
【0029】比較例1 SCD培地(日本製薬株式会社製)20mLを入れた50
0mL容ひだ付き三角フラスコにRhodococcus sp. KSM-T6
45を接種し、30℃にて1日間培養を行った後。この培
養液0.4mLを、MSG(グルタミン酸ナトリウム)2
0g、酵母エキス(アサヒビール社製)4.5g、Mg
SO4・7H2O 0.05g、FeSO 4・7H2O 1
5mg、MnSO4・6H2O 0.6mg、CuSO4・5
2O 1.2mgを0.25Mリン酸緩衝液(pH7.
0)1Lに溶解した培地20mL及びパルミチン酸イソプ
ロピル3.6mLを入れた500mL容ひだ付き三角フラス
コに接種し、26℃にて4日間、210rpmにて振盪培
養及び反応を行った。反応後、反応液に含まれる主生成
物(シス−6−ヘキサデセン酸イソプロピル)を酢酸エ
チルで抽出し、ガスクロマトグラフィーによる分析を行
ったところ、生産性は34.9g/L、反応液中の全油
中のシス−6−ヘキサデセン酸イソプロピルの割合は4
1.1%であった(表1)。
【0030】比較例2 SCD培地(日本製薬株式会社製)20mLを入れた50
0mL容ひだ付き三角フラスコにRhodococcus sp. KSM-T6
45を接種し、30℃にて1日間培養を行った。この培養
液0.4mLを、MSG(グルタミン酸ナトリウム)20
g、酵母エキス(アサヒビール社製)4.5g、MgS
4・7H2O 0.05g、FeSO4・7H2O 15
mg、MnSO4・6H2O 0.6mg、CuSO4・5H2
O 1.2mgを0.1M又は0.2Mリン酸緩衝液(p
H7.25)1Lに溶解した培地20mL及びパルミチン
酸イソプロピル3.6mLを入れた500mL容ひだ付き三
角フラスコに接種し、26℃にて4日間、210rpmに
て振盪培養及び反応を行った。反応後、反応液に含まれ
る主生成物(シス−6−ヘキサデセン酸イソプロピル)
を酢酸エチルで抽出し、ガスクロマトグラフィーによる
分析を行ったところ、生産性は各々28.1、32.7
g/L反応液中の全油中のシス−6−ヘキサデセン酸イ
ソプロピルの割合は37.6%、37.3%であった
(表1)。
【0031】比較例3 SCD培地(日本製薬株式会社製)20mLを入れた50
0mL容ひだ付き三角フラスコにRhodococcus sp. KSM-B-
3Mを接種し、30℃にて1日間培養を行った。後、この
培養液0.4mLを、MSG 20g、酵母エキス(Difc
o社製)3g、MgSO4・7H2O 0.05g、Fe
SO4・7H2O 15mg、MnSO4・6H2O 0.6
mg、CuSO4・5H2O 1.2mgを、0.3M リン
酸バッファー(pH7.0)1Lに溶解した培地20mL及
びパルミチン酸イソプロピル4.4mLを入れた500mL
容ひだ付き三角フラスコに接種し、26℃にて4日間、
210rpmにて振盪培養及び反応を行った。反応後、反
応液に含まれる主生成物(シス−6−ヘキサデセン酸イ
ソプロピル)を酢酸エチルで抽出し、ガスクロマトグラ
フィーによる分析を行ったところ、生産性は35.5g
/L、反応液中の全油中のシス−6−ヘキサデセン酸イ
ソプロピルの割合は45.4%であった(表2)。
【0032】比較例4 SCD培地(日本製薬株式会社製)2mLを入れたφ22
×195mm試験管にRhodococcus sp. KSM-T645を接種
し、30℃にて1日間培養を行った。後、この培養液7
0μLを、MSG 20g、酵母エキス(Difco社製)
3g、MgSO4・7H2O 0.05g、FeSO4
7H2O 15mg、MnSO4・6H2O 0.6mg、C
uSO4・5H2O 1.2mgを、0.35M K,K2
リン酸バッファー(pH7.25)1Lに溶解した培地
1.5mL及びミリスチン酸イソプロピル0.35mLを入
れたφ22×195mm試験管に接種し、27℃にて4日
間210spmにて振盪培養及び反応を行った。反応後、
反応液に含まれる主生成物(シス−6−テトラデセン酸
イソプロピル)を酢酸エチルで抽出し、ガスクロマトグ
ラフィーによる分析を行ったところ、生産性は10.5
g/L、反応液中の全油中のシス−6−テトラデセン酸
イソプロピルの割合は11.8%であった(表3)。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、不飽和脂肪酸又はその
誘導体を微生物菌体外に極めて効率よく且つ高純度で製
造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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) //(C12P 7/64 (C12P 7/64 C12R 1:01) C12R 1:01) (C12N 1/20 (C12N 1/20 A C12R 1:01) C12R 1:01) (72)発明者 辻野 幸晴 栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会 社研究所内 (72)発明者 滝川 博文 栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会 社研究所内 Fターム(参考) 4B064 AD88 CA03 CB22 CC03 CD05 CD07 DA01 DA16 4B065 AA45X AC14 AC15 BA17 BB09 CA13 CA44 CA50 CA51 4H006 AA02 AB12 AB14 AB20 AB68 AB99 AC48 4H059 BA26 BA30 BB02 BB03 BC48 CA74 EA21

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロドコッカス(Rhodococcus)属に属す
    る不飽和脂肪酸生産菌を用い、濃度0.25M以上でp
    H7.2〜9のリン酸緩衝液又は濃度0.3M以上でp
    H7.0〜9のリン酸緩衝液の存在下、脂肪酸又はその
    誘導体を該菌体に作用させる不飽和脂肪酸又はその誘導
    体の製造法。
  2. 【請求項2】 不飽和脂肪酸生産菌が、ロドコッカス・
    エスピー(Rhodococcus sp.)KSM T645株(F
    ERM P−18182)である請求項1項記載の製造
    法。
  3. 【請求項3】 ロドコッカス・エスピー(Rhodococcus
    sp.)KSM T645株(FERM P−1818
    2)。
JP2001063562A 2001-03-07 2001-03-07 不飽和脂肪酸又はその誘導体の製造法 Expired - Fee Related JP4179760B2 (ja)

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