JP2002363279A - METHOD FOR PRODUCING POLY-gamma-GLUTAMIC ACID - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING POLY-gamma-GLUTAMIC ACID

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JP2002363279A
JP2002363279A JP2001167269A JP2001167269A JP2002363279A JP 2002363279 A JP2002363279 A JP 2002363279A JP 2001167269 A JP2001167269 A JP 2001167269A JP 2001167269 A JP2001167269 A JP 2001167269A JP 2002363279 A JP2002363279 A JP 2002363279A
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pga
glutamic acid
bacillus pumilus
strain
culture
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Naoteru Shirasaka
直輝 白坂
Kotaro Otsuka
耕太郎 大塚
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Nagase and Co Ltd
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Nagase and Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide new microorganisms producing a poly-γ-glutamic acid(PGA) and a method for producing the PGA by utilizing the same microorganisms. SOLUTION: This method for producing the PGA having 200,000-1,200,000 molecular weight in a good efficiency is to use the new microorganisms such as Bacillus pumilus KA strain, Bacillus pumilus E strain or Bacilus pumilus IF014367.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリ−γ−グルタ
ミン酸の製造方法、およびその製造に用いる新規な微生
物に関する。更に詳しくは、バチルス・プミルスに属す
る微生物を用いて分子量が比較的小さいポリ−γ−グル
タミン酸を製造する方法、およびそれに用いる新規な微
生物に関するものである。
[0001] The present invention relates to a method for producing poly-γ-glutamic acid, and a novel microorganism used for the production. More specifically, the present invention relates to a method for producing poly-γ-glutamic acid having a relatively small molecular weight using a microorganism belonging to Bacillus pumilus, and a novel microorganism used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリ−γ−グルタミン酸(以下、PGA
ということがある)は、納豆の粘性成分として知られて
いる。近年、PGAは、機能性食品、化粧品用途のみな
らず、生分解性ポリマー素材としても注目されている。
PGAは化学的方法によっても製造されるが、生産効
率、精製操作、得られる生成物の純度等の諸点におい
て、微生物による製造方法が優れているため、ほとんど
が微生物により製造されている。
2. Description of the Related Art Poly-γ-glutamic acid (hereinafter referred to as PGA)
Is known as a viscous component of natto. In recent years, PGA has attracted attention not only for functional foods and cosmetics, but also as a biodegradable polymer material.
Although PGA is also produced by a chemical method, most of the PGA is produced by a microorganism because the production method by a microorganism is excellent in various points such as production efficiency, purification operation, and purity of the obtained product.

【0003】PGAの生産に用いられる微生物は、主
に、バチルス属に属する微生物であり、例えば、バチル
ス・ズブチリス(Bacillus subtilis)、バチルス・リ
ケニホルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・
アンスラシス(Bacillus anthrasis)、バチルス・メガ
テリウム(Bacillus megaterium)などが用いられてい
る。
[0003] The microorganisms used for the production of PGA are mainly those belonging to the genus Bacillus, such as Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, and Bacillus licheniformis.
Bacillus anthrasis, Bacillus megaterium and the like have been used.

【0004】これらのバチルス属の微生物によるPGA
の生産は、バチルス属の微生物を、L−グルタミン酸を
含む培地で通気攪拌培養することによって行なわれ、培
養液中に10〜50g/LのPGAが蓄積したとの報告
がある(生分解性プラスチックハンドブック)。また、
バチルス・ズブチリス(代表的には、納豆菌)が生産す
るPGAの分子量は、一般的に、200万以上であるた
め、PGAが培養液中に蓄積すると、培養液がゲル状と
なり、通気、攪拌等の培養操作ができにくくなる、培養
液からのPGAの分離・精製が困難となるなど、製造上
での不都合が生じている。さらに、培養液からPGAを
分離・精製する際の処理条件によってはPGAが加水分
解を受ける場合があり、分子量が10万程度に減少す
る。従って、極めて高分子量か、低分子量のPGAしか
得られず、適度な分子量のPGAが得られないのが実情
である。
PGA by these Bacillus microorganisms
Is produced by culturing a microorganism of the genus Bacillus with aeration and agitation in a medium containing L-glutamic acid, and it has been reported that 10 to 50 g / L of PGA was accumulated in the culture solution (biodegradable plastic). Handbook). Also,
Since the molecular weight of PGA produced by Bacillus subtilis (typically, Bacillus natto) is generally 2,000,000 or more, when PGA accumulates in the culture solution, the culture solution becomes a gel, and is aerated and stirred. Inconveniences in production such as difficulties in culturing operations, etc., and difficulty in separating and purifying PGA from a culture solution have occurred. Furthermore, PGA may be hydrolyzed depending on the processing conditions when separating and purifying PGA from the culture solution, and the molecular weight is reduced to about 100,000. Therefore, only a very high molecular weight or a low molecular weight PGA can be obtained, and a PGA having an appropriate molecular weight cannot be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、適度な分子
量のポリ−γ−グルタミン酸を生成蓄積する新規な微生
物を見出し、この微生物を利用して、培養、分離精製等
の操作性において優れたポリ−γ−グルタミン酸の製造
方法を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has found a novel microorganism which produces and accumulates poly-γ-glutamic acid having an appropriate molecular weight, and has excellent operability such as culturing, separation and purification using this microorganism. It is intended to provide a method for producing poly-γ-glutamic acid.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、グルタミ
ン酸を含む培地にポリ−γ−グルタミン酸を生成蓄積し
得る微生物の探索を行い、バチルス・プミルス(Bacill
us pumilus)に属する微生物に、適度な分子量を有する
PGAを生産する能力があることを見出して、本発明を
完成させたものである。これらの微生物を培養すること
により、適度の分子量のPGAが生産され、培養液粘度
も著しく低く、通気、攪拌等の培養操作を行い易く、従
って、分離精製も容易になることを見出し、本発明を完
成したものである。
Means for Solving the Problems The present inventors searched for a microorganism capable of producing and accumulating poly-γ-glutamic acid in a medium containing glutamic acid, and found that Bacillus pumilus (Bacillus) was used.
Us pumilus) have been found to have the ability to produce PGA having an appropriate molecular weight, thereby completing the present invention. By culturing these microorganisms, it has been found that PGA having an appropriate molecular weight is produced, the viscosity of the culture solution is remarkably low, and culturing operations such as aeration and agitation are easily performed. Is completed.

【0007】すなわち、本発明は、ポリ−γ−グルタミ
ン酸を生産し得るバチルス・プミルスに属する微生物を
培養する工程を含む、ポリ−γ−グルタミン酸の製造方
法に関する。
That is, the present invention relates to a method for producing poly-γ-glutamic acid, which comprises a step of culturing a microorganism belonging to Bacillus pumilus capable of producing poly-γ-glutamic acid.

【0008】好ましい実施の態様においては、前記培養
が、グルタミン酸を添加した培地で行われる。
[0008] In a preferred embodiment, the culture is performed in a medium supplemented with glutamic acid.

【0009】好ましい実施の態様においては、前記微生
物が、バチルス・プミルス KA株(FERM P−1
8314)、バチルス・プミルス E株(FERM P
−18315)またはバチルス・プミルス IF014
367株である。
In a preferred embodiment, the microorganism is Bacillus pumilus strain KA (FERM P-1).
8314), Bacillus pumilus E strain (FERM P
-18315) or Bacillus pumilus IF014
367 strains.

【0010】また、別の好ましい実施の態様において
は、前記ポリ−γ−グルタミン酸の平均分子量が20万
から120万である。
[0010] In another preferred embodiment, the poly-γ-glutamic acid has an average molecular weight of 200,000 to 1.2 million.

【0011】本発明は、さらに、ポリ−γ−グルタミン
酸を生産し得るバチルス・プミルスに属する微生物を培
養することにより得られる、平均分子量が20万〜12
0万のポリ−γ−グルタミン酸に関する。
[0011] The present invention further relates to a bacterium belonging to Bacillus pumilus capable of producing poly-γ-glutamic acid and having an average molecular weight of 200,000 to 12
It relates to 100,000 poly-γ-glutamic acid.

【0012】本発明は、また、ポリ−γ−グルタミン酸
を生産し得るバチルス・プミルスに関する。本発明は、
さらに、バチルス・プミルス KA株(FERM P−
18314)、およびバチルス・プミルス E株(FE
RM P−18315)に関する。
[0012] The present invention also relates to Bacillus pumilus capable of producing poly-γ-glutamic acid. The present invention
Furthermore, Bacillus pumilus KA strain (FERM P-
18314), and Bacillus pumilus E strain (FE
RM P-18315).

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明のPGAの製造方法は、P
GAを生産し得るバチルス・プミルスに属する微生物を
培養する工程を包含する。PGAを生産し得るバチルス
・プミルスに属する微生物は、PGAを生産する能力さ
え有していれば特に制限はないが、バチルス・プミルス
KA株、バチルス・プミルス E株、バチルス・プミ
ルスIF014367株などの株が好ましく用いられ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Culturing a microorganism belonging to Bacillus pumilus capable of producing GA. The microorganism belonging to Bacillus pumilus capable of producing PGA is not particularly limited as long as it has the ability to produce PGA. Is preferably used.

【0014】このような微生物は、適度な分子量のPG
Aを生産する。適度な分子量とは、PGAの平均分子量
が20万〜120万の間にあることをいい、好ましく
は、平均分子量が20万〜100万であり、より好まし
くは、平均分子量は20万〜50万である。このような
平均分子量を有するPGAは、増粘剤、ミネラル吸収促
進剤などの食品用途、保湿剤などの化粧品用途、医療材
料、生分解性吸収性樹脂などに好ましく用いられる。
[0014] Such a microorganism is a PG having a moderate molecular weight.
Produce A. An appropriate molecular weight means that the average molecular weight of PGA is between 200,000 and 1.2 million, preferably the average molecular weight is 200,000 to 1,000,000, and more preferably the average molecular weight is 200,000 to 500,000. It is. PGA having such an average molecular weight is preferably used for food applications such as thickeners and mineral absorption promoters, cosmetic applications such as humectants, medical materials, biodegradable absorbent resins and the like.

【0015】なお、平均分子量は、TSK−GEL60
00PWXL(東ソー社製)を用いるゲルろ過クロマト
グラフィーを行い、示差屈折計でPGAを検出し、検量
線から求めた。ゲルろ過クロマトグラフィーは、PGA
を含む試料(培養液)を遠心分離し、上清を蒸留水に対
して透析し、凍結乾燥して、50mMリン酸ナトリウム
緩衝液(pH7.0)に溶解し、300mM塩化ナトリ
ウムを含む50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.
0)で溶出することにより、行った。
The average molecular weight is TSK-GEL60.
Gel filtration chromatography using 00PWXL (manufactured by Tosoh Corporation) was performed, PGA was detected with a differential refractometer, and the value was determined from a calibration curve. Gel filtration chromatography is a PGA
Is centrifuged, the supernatant is dialyzed against distilled water, freeze-dried, dissolved in a 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7.0), and dissolved in 50 mM phosphate containing 300 mM sodium chloride. Sodium acid buffer (pH 7.
Elution at 0) was performed.

【0016】本発明に用いられる、バチルス・プミルス
KA株およびバチルス・プミルスE株は、本発明者らに
より、神戸市西区の土壌から分離された新規な微生物で
ある。バチルス・プミルスKA株およびバチルス・プミ
ルスE株の菌学的性状および分類は、以下の通りであ
る。なお、菌学的性質の試験および分類法は、「バージ
ェーズ マニュアル オブ ディターミネイティブ バクテ
リオロジー(Bergey's Manual of Determinative Bac
teriology)第9版(1994年)」、および「バージェー
ズ マニュアル オブ システマティック バクテリオロジ
ー(Bergey's Manual of Systematic Bacteriology)
(1986年)」に基づいて行った。
The Bacillus pumilus strain KA and the Bacillus pumilus strain E used in the present invention are novel microorganisms isolated from the soil in Nishi-ku, Kobe by the present inventors. Bacteriological properties and classification of Bacillus pumilus KA strain and Bacillus pumilus E strain are as follows. The test and classification method for mycological properties are described in "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology".
teriology) 9th edition (1994) "and"Bergey's Manual of Systematic Bacteriology "
(1986) ".

【0017】(1)バチルス・プミルス KA株の菌学
的性状 A.形態的性質(培地組成:肉汁寒天培地) 細胞の形:桿菌 細胞の大きさ:0.5〜0.8×1〜2μm 細胞の多形成:− 運動性の有無:+ 胞子の有無:− グラム染色:+ B.培養的性質 標準寒天平板培養:(生育)良好、(色)黄白、(光
沢)あり 肉汁寒天斜面培養:平板培養と同様 標準液体培養:均一に混濁する 標準ゼラチン穿刺培養:ゼラチンを液化する C.生理学的性質 硝酸塩の還元性:− VPテスト:+ インドールの生成:− デンプンの加水分解:− カゼインの加水分解:+ ゼラチンの加水分解:+ クエン酸の利用:+ プロピオン酸の利用:− カタラーゼ活性:+ オキシダーゼ活性:+ 生育範囲(pH) 6.8:+ 5.7:+ 生育範囲(温度) 40℃:+ 50℃:+w 55℃:− (w:弱) 生育範囲(NaCl) 2%:+ 5%:+ 7%:+ 10%:+ 嫌気性下での生育− VP培地でのpH:<6 糖類の利用と酸産生 L−アラビノース:+ D−キシロース:+ D−グルコース:+ D−マンノース:+
(1) Bacteriological properties of Bacillus pumilus KA strain Morphological properties (medium composition: broth agar medium) Cell shape: Bacillus Cell size: 0.5-0.8 × 1-2 μm Cell polyplasia: − Mobility: + Spores: − Gram Staining: + B. Cultural properties Standard agar plate culture: (growth) good, (color) yellow-white, (glossy) available Broth agar slant culture: same as plate culture Standard liquid culture: uniformly turbid Standard gelatin stab culture: liquefy gelatin Physiological properties Nitrate reductivity:-VP test: + Indole formation:-Starch hydrolysis:-Casein hydrolysis: + Gelatin hydrolysis: + Citric acid utilization: + Propionic acid utilization:-Catalase activity : + Oxidase activity: + Growth range (pH) 6.8: + 5.7: + Growth range (temperature) 40 ° C.:+50° C.:+w 55 ° C.:- (w: weak) Growth range (NaCl) 2% : + 5%: + 7%: + 10%: + Growth under anaerobic conditions-pH in VP medium: <6 Saccharide utilization and acid production L-arabinose: + D-xylose: + D-glucose: + D-mannose: +

【0018】(2)バチルス・プミルス E株の菌学的
性状 A.形態的性質(培地組成:肉汁寒天培地) 細胞の形:桿菌 細胞の大きさ:0.5〜0.8×1〜2μm 細胞の多形成:− 運動性の有無:+ 胞子の有無:+ グラム染色:+ B.培養的性質 肉汁寒天平板培養:(生育)良好、(色)白、(光沢)
あり 肉汁寒天斜面培養:平板培養と同様 肉汁液体培養:均一に混濁する 肉汁ゼラチン穿刺培養:ゼラチンを液化する C.生理学的性質 硝酸塩の還元性:− VPテスト:+ インドールの生成:− デンプンの加水分解:− カゼインの加水分解:+ ゼラチンの加水分解:+ クエン酸の利用:+ プロピオン酸の利用:− カタラーゼ活性:+ オキシダーゼ活性:+ 生育範囲(pH) 6.8:+ 5.7:+ 生育範囲(温度) 40℃:+ 50℃:+w 55℃:− (w:弱) 生育範囲(NaCl) 2%:+ 5%:+ 7%:+ 10%:+ 嫌気性下での生育− VP培地でのpH:<6 糖類の利用と酸産生 L−アラビノース:+ D−キシロース:+ D−グルコース:+ D−マンノース:+
(2) Bacteriological properties of Bacillus pumilus strain E Morphological properties (medium composition: broth agar medium) Cell shape: Bacillus Cell size: 0.5-0.8 × 1-2 μm Cell polyplasia: − Mobility: + Spores: + Gram Staining: + B. Cultural properties Gravy agar plate culture: (growth) good, (color) white, (glossy)
Yes Broth agar slant culture: Same as plate culture Broth liquid culture: Evenly turbid Broth gelatin stab culture: Liquefy gelatin Physiological properties Nitrate reductivity:-VP test: + Indole formation:-Starch hydrolysis:-Casein hydrolysis: + Gelatin hydrolysis: + Citric acid utilization: + Propionic acid utilization:-Catalase activity : + Oxidase activity: + Growth range (pH) 6.8: + 5.7: + Growth range (temperature) 40 ° C.:+50° C.:+w 55 ° C.:- (w: weak) Growth range (NaCl) 2% : + 5%: + 7%: + 10%: + Growth under anaerobic conditions-pH in VP medium: <6 Saccharide utilization and acid production L-arabinose: + D-xylose: + D-glucose: + D-mannose: +

【0019】本発明のPGAの製造方法は、上記バチル
ス・プミルスに属する微生物を培養することを包含す
る。培養に使用される培地としては、液体培地、固体培
地いずれもが用いられる。培地成分は特に制限はない
が、一般に、バチルス属の微生物の培養に用いられる炭
素源、窒素源、無機塩、ビタミン類、微量元素を適切な
濃度で含有する培地であれば、合成培地、天然培地いず
れも使用できる。
The method for producing PGA of the present invention includes culturing the microorganism belonging to Bacillus pumilus. As a medium used for the culture, either a liquid medium or a solid medium is used. The medium components are not particularly limited, but, in general, a synthetic medium, natural medium, or any other medium containing carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts, vitamins, and trace elements at appropriate concentrations used for culturing Bacillus microorganisms can be used. Any medium can be used.

【0020】炭素源としては、グルコース、蔗糖、澱
粉、アミロースなどの糖類が挙げられる。窒素源として
は、ペプトン、肉エキスなどの有機窒素、アンモニア、
アンモニウム塩(例えば、硫酸アンモニウムなど)の無
機窒素が挙げられる。無機塩としては、リン酸塩(例え
ば、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸
水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウムなど)、マグ
ネシウム塩(例えば、硫酸マグネシウムなど)、塩化ナ
トリウムなどが挙げられる。ビタミン類としては、ビオ
チンなどが挙げられる。また、微量元素としては、銅、
鉄、マンガンなど、微生物の生育に必要な金属が挙げら
れる。上記はいずれも例示であり、これらの具体例に限
定されることはない。
Examples of the carbon source include sugars such as glucose, sucrose, starch, and amylose. As nitrogen sources, organic nitrogen such as peptone and meat extract, ammonia,
Inorganic nitrogen of an ammonium salt (for example, ammonium sulfate or the like) may be mentioned. Examples of the inorganic salts include phosphates (eg, sodium phosphate, sodium hydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, etc.), magnesium salts (eg, magnesium sulfate, etc.), sodium chloride and the like. . Examples of vitamins include biotin. Also, as trace elements, copper,
Metals necessary for the growth of microorganisms, such as iron and manganese, may be mentioned. The above are all examples, and the present invention is not limited to these specific examples.

【0021】好ましくは、培地中に2〜10重量%のグ
ルタミン酸、またはその塩を添加する。添加するグルタ
ミン酸としては、微生物に利用されやすいL−グルタミ
ン酸またはその塩が好ましい。D−グルタミン酸または
その塩も、必要に応じて、あるいはPGAの用途、目的
に応じて、用いられる。従って、得られるPGAは、ポ
リ−γ−L−グルタミン酸、ポリ−γ−D,L−グルタ
ミン酸、あるいはポリ−γ−D−グルタミン酸であり得
る。
Preferably, 2 to 10% by weight of glutamic acid or a salt thereof is added to the medium. As the glutamic acid to be added, L-glutamic acid or a salt thereof which is easily used by microorganisms is preferable. D-glutamic acid or a salt thereof is also used as necessary, or according to the use and purpose of PGA. Thus, the resulting PGA can be poly-γ-L-glutamic acid, poly-γ-D, L-glutamic acid, or poly-γ-D-glutamic acid.

【0022】培養は、振とう培養、通気撹拌培養などの
好気条件下で行うことが好ましい。培養温度は、微生物
が生育できる温度であれば特に制限はないが、約10〜
50℃、好ましくは約25〜45℃、より好ましくは、
約30〜40℃である。耐熱性の微生物の場合は、50
℃以上で培養する場合もあり得る。培養時間も制限はな
いが、通常、約3〜5日間である。培養液を連続的に回
収しながら新たな培地を添加する連続培養法ももちろん
採用できる。さらに、微生物をゲル、多孔性の物質など
に固定した固定化細胞としてカラムにつめ、培地を流し
て、連続的に培養し、流出液を連続的に回収してもよ
い。
The cultivation is preferably performed under aerobic conditions such as shaking culture and aeration and stirring culture. The culture temperature is not particularly limited as long as the microorganism can grow,
50C, preferably about 25-45C, more preferably
About 30-40 ° C. 50 for heat-resistant microorganisms
In some cases, the culture may be carried out at a temperature of at least ℃. The culture time is not limited, but is usually about 3 to 5 days. Of course, a continuous culture method in which a new medium is added while continuously collecting the culture solution can also be employed. Furthermore, the microorganisms may be packed in a column as immobilized cells immobilized on a gel, a porous substance, or the like, and a culture medium may be flowed, continuously cultured, and the effluent may be continuously collected.

【0023】PGAは、液体培養の場合は培養液中に、
固定化された場合は流出液中に蓄積される。PGAは培
養液から採取されるが、例えば、培養液を遠心分離し、
菌体を除去して上清を回収する。上清からのPGAの分
離・精製には、当業者が通常用いる方法、例えば、アル
コールによる沈殿、塩析、イオン交換、液体クロマトグ
ラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、透析、凍結乾
燥などの方法を単独で、あるいは、物理的回収手段、例
えば、遠心分離、濾過などと組合せて、行ってもよい。
In the case of liquid culture, PGA is contained in the culture solution.
If immobilized, it accumulates in the effluent. PGA is collected from the culture, for example, by centrifuging the culture,
The cells are removed and the supernatant is recovered. For separation and purification of PGA from the supernatant, methods commonly used by those skilled in the art, for example, methods such as precipitation with alcohol, salting out, ion exchange, liquid chromatography, gel filtration chromatography, dialysis, and lyophilization are used alone. Alternatively, it may be performed in combination with physical recovery means, for example, centrifugation, filtration and the like.

【0024】得られるPGAの平均分子量は、約20万
〜120万である。平均分子量は、用いる微生物、培養
条件、添加するグルタミン酸の濃度などの因子により影
響され、変化すると考えられる。生産されるPGAの分
子量は、納豆菌などの他のバチルス属の微生物と比べて
小さいので、培養液あるいは流出液が若干粘稠となる場
合があるが、培養にはほとんど影響ない。
The average molecular weight of the obtained PGA is about 200,000 to 1.2 million. The average molecular weight is considered to be influenced and changed by factors such as the microorganism used, culture conditions, and the concentration of glutamic acid to be added. Since the molecular weight of the produced PGA is smaller than that of other Bacillus microorganisms such as Bacillus natto, the culture solution or the effluent may be slightly viscous, but has little effect on the culture.

【0025】[0025]

【実施例】以下に実施例に基づいて本発明を詳述する
が、これによって本発明が限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0026】(実施例1)神戸市西区の土壌から、常法
に基づいて、微生物を単離した。単離した微生物を、L
−グルタミン酸を含む後述のPGA培地(A)で培養
し、培養液を遠心分離して菌体を除き、上清を蒸留水に
対して透析し、凍結乾燥して、50mMリン酸ナトリウ
ム緩衝液(pH7.0)に溶解し、上記TSK−GEL
6000PWXLによるカラムクロマトグラフィーにか
け、PGAを生産する株をスクリーニングした。
(Example 1) Microorganisms were isolated from soil in Nishi-ku, Kobe, by a conventional method. The isolated microorganism is designated L
-Cultivation in a PGA medium (A) described below containing glutamic acid, centrifugation of the culture to remove cells, dialysis of the supernatant against distilled water, lyophilization, and 50 mM sodium phosphate buffer ( pH 7.0), and dissolved in the above TSK-GEL
PGA-producing strains were screened by column chromatography with 6000PWXL.

【0027】以上のスクリーニングにより、PGAを生
産する、KA株およびE株と名づけた2株の微生物が得
られた。KA株は、平均分子量97万のPGAを生産
し、E株は、平均分子量75万のPGAを生産した。こ
れらの微生物の菌学的性状は上記の通りであり、この菌
学的性状に基づき、上記バージェーズ マニュアルに従
って分類したところ、いずれも、バチルス・プミルスに
属するが、異なる株であることがわかり、これらの株を
バチルス・プミルス KA株およびバチルス・プミルス
E株と命名した。これらの株は、それぞれ、独立行政
法人産業技術総合研究所 特許微生物寄託センターに、
それぞれ、バチルス・プミルス KA株(FERM P
−18314)およびバチルス・プミルス E株(FE
RM P−18315)として寄託されている。
By the above screening, two strains of microorganisms, which produce PGA, named KA strain and E strain, were obtained. The KA strain produced PGA with an average molecular weight of 970,000, and the E strain produced PGA with an average molecular weight of 750,000. The mycological properties of these microorganisms are as described above, and based on these mycological properties, they were classified according to the above-mentioned Burgers manual, and all belonged to Bacillus pumilus, but were found to be different strains. Were named Bacillus pumilus KA strain and Bacillus pumilus E strain. These strains have been registered at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Microorganisms Depositary Center, respectively.
Bacillus pumilus KA strain (FERM P
18314) and Bacillus pumilus E strain (FE
RM P-18315).

【0028】(実施例2、比較例1)PGA生産培地
(A)として、以下の培地を用いた。なお、%は特に断
らない限り、重量%である。 (A成分)L−グルタミン酸ナトリウム 2% 塩化ナトリウム 0.05% リン酸水素二ナトリウム12水和物 0.42% リン酸二水素カリウム 0.27% 硫酸アンモニウム 3% ビオチン 0.00001% (B成分)蔗糖(スクロース) 5% (C成分)硫酸マグネシウム7水和物 0.5% pH 6.4
(Example 2, Comparative Example 1) The following medium was used as the PGA production medium (A). The percentages are by weight unless otherwise specified. (Component A) Sodium L-glutamate 2% Sodium chloride 0.05% Disodium hydrogen phosphate dodecahydrate 0.42% Potassium dihydrogen phosphate 0.27% Ammonium sulfate 3% Biotin 0.00001% (Component B) Sucrose (sucrose) 5% (component C) magnesium sulfate heptahydrate 0.5% pH 6.4

【0029】PGA生産培地(A)の作成に際しては、
まず、A成分の混合液のpHを硫酸で6.4に調整し、
120℃、20分間滅菌したのち、同条件で滅菌したB
成分(蔗糖)およびC成分(硫酸マグネシウム7水和
物)を、それぞれ、最終濃度が上記濃度となるように混
合した。
In preparing the PGA production medium (A),
First, the pH of the mixture of the component A was adjusted to 6.4 with sulfuric acid,
B sterilized under the same conditions after sterilization at 120 ° C. for 20 minutes
The component (sucrose) and the component C (magnesium sulfate heptahydrate) were mixed so that the final concentration was the above concentration.

【0030】バチルス・プミルス KA株(FERM
P−18314)、バチルス・プミルス E株(FER
M P−18315)、およびバチルス・プミルス I
FO14367株、並びに、比較例として、市販の納豆
から分離したバチルス・ズブチリス(以下、単に、納豆
菌という)をPGA生産培地(A)で、37℃、一昼
夜、振とう培養し、前培養液を得た。それぞれの前培養
液を1mlとり、100mLのPGA生産培地(A)を
含む500mL三角フラスコに接種し、160rpm、
37℃、120時間振とう培養した。
Bacillus pumilus KA strain (FERM)
P-18314), Bacillus pumilus E strain (FER
MP-18315), and Bacillus pumilus I
The FO14367 strain and, as a comparative example, Bacillus subtilis (hereinafter simply referred to as Bacillus natto) isolated from commercially available natto in a PGA production medium (A) at 37 ° C. for 24 hours with shaking. Obtained. Take 1 ml of each preculture and inoculate into a 500 mL Erlenmeyer flask containing 100 mL of PGA production medium (A), 160 rpm,
The cells were cultured with shaking at 37 ° C. for 120 hours.

【0031】培養終了後、それぞれの培養液を遠心分離
して上清を得、前記と同様の、透析および凍結乾燥によ
りPGAを精製し、それぞれ産生されたPGAの量及び
分子量を測定した。結果を表1に示す。
After completion of the culture, each culture was centrifuged to obtain a supernatant. PGA was purified by dialysis and freeze-drying as described above, and the amount and molecular weight of the produced PGA were measured. Table 1 shows the results.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】なお、PGAの量は、 精製PGA標品の
ゲル濾過クロマトグラフの面積比から求めた。PGAの
分子量は、上記方法で測定した。
The amount of PGA was determined from the area ratio of a purified PGA sample on a gel filtration chromatograph. The molecular weight of PGA was measured by the above method.

【0034】この結果は、納豆菌(バチルス・ズブチリ
ス)は、平均分子量が260万のPGAを生産するのに
対して、バチルス・プミルスに属する微生物は、約92
万〜110万程度の分子量のPGAを生産することを示
している。また、培地の粘度も、大きく減少した。な
お、粘度は、B型粘度計を用いる方法で測定した。
The results show that Bacillus subtilis produces PGA with an average molecular weight of 2.6 million, whereas microorganisms belonging to Bacillus pumilus have about 92%.
It shows that PGA having a molecular weight of about 10,000 to 1.1 million is produced. Also, the viscosity of the medium was greatly reduced. The viscosity was measured by a method using a B-type viscometer.

【0035】(実施例3、比較例2)以下の組成のPG
A生産培地(B)を調製した。%は重量%を表す。
(Example 3, Comparative Example 2) PG having the following composition
A production medium (B) was prepared. % Represents% by weight.

【0036】なお、培地は120℃で20分間滅菌した
が、グルコースは、実施例2と同様、別に殺菌して、添
加した。なお、比較例の納豆菌の場合、グルコース濃度
は8%とした。バチルス・プミルス E株および納豆菌
を、このPGA生産培地(B)で37℃、一昼夜、振と
う培養し、前培養液を得た。それぞれの前培養液を1m
lとり、100mLのPGA生産培地(B)を含む50
0mL三角フラスコに接種し、160rpm、37℃、
120時間振とう培養した。培養終了後、培養液中のP
GAの量、平均分子量を、実施例2と同様に測定した。
結果を表2に示す。
The medium was sterilized at 120 ° C. for 20 minutes, and glucose was sterilized and added separately as in Example 2. In the case of Bacillus natto of Comparative Example, the glucose concentration was 8%. Bacillus pumilus E strain and Bacillus natto were shake-cultured in this PGA production medium (B) at 37 ° C. for 24 hours to obtain a preculture. 1m of each preculture
50 mL containing 100 mL of PGA production medium (B)
Inoculate 0 mL Erlenmeyer flask, 160 rpm, 37 ° C,
Shaking culture was performed for 120 hours. After completion of the culture, P
The amount of GA and the average molecular weight were measured in the same manner as in Example 2.
Table 2 shows the results.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】この結果は、バチルス・プミルス E株
は、納豆菌とほぼ同量のPGAを生産すること、その推
定平均分子量は、約24万であり、比較例の納豆菌が生
産するPGAの平均分子量220万の1/10程度であ
ることを示している。さらに、バチルス・プミルス E
株の培養液の粘度は、納豆菌のそれよりも、約110倍
も低いことがわかった。
The results show that the Bacillus pumilus E strain produces almost the same amount of PGA as Bacillus natto, its estimated average molecular weight is about 240,000, and the average of PGA produced by Bacillus natto in Comparative Example This indicates that the molecular weight is about 1/10 of 2.2 million. In addition, Bacillus pumilus E
The viscosity of the culture of the strain was found to be about 110 times lower than that of Bacillus natto.

【0039】(実施例4)PGA生産培地(A)2Lを
含む3Lのジャーファーメンターに、予め同培地で一晩
前培養しておいたバチルス・プミルス E株の前培養液
を100ml接種し、500rpm、37℃、で2L/
分の速度で通気しながら、120時間培養した(通気撹
拌培養)。培養液の一部を取り、バチルス・プミルス
Eが培養液中に生産したPGAの分子量と生産量を求め
た。生産量は9.6g/Lであり、平均分子量は約55
0000であった。培養液の粘度は、170mPa・s
であった。この培養液のpHを3に調整し、遠心分離で
菌体を除去し、得られた培養上清を限外ろ過膜で濃縮し
た。この濃縮液に4倍量のメタノールを加え、生じた白
色沈殿をろ過で回収して、メタノール洗浄後、乾燥して
13.7gのポリ−γ−グルタミン酸を得た(回収率約
71%)。
Example 4 A 3 L jar fermenter containing 2 L of PGA production medium (A) was inoculated with 100 ml of a preculture of Bacillus pumilus E strain that had been precultured overnight in the same medium. 2 L / 500 rpm, 37 ° C.
The cells were cultured for 120 hours with aeration at a rate of 1 minute (aeration and stirring culture). Take a portion of the culture and add Bacillus pumilus
E determined the molecular weight and the amount of PGA produced in the culture solution. The yield is 9.6 g / L and the average molecular weight is about 55
0000. The viscosity of the culture solution is 170 mPa · s
Met. The pH of the culture was adjusted to 3, the cells were removed by centrifugation, and the resulting culture supernatant was concentrated with an ultrafiltration membrane. A 4-fold amount of methanol was added to this concentrated solution, and the resulting white precipitate was collected by filtration, washed with methanol, and dried to obtain 13.7 g of poly-γ-glutamic acid (recovery rate: about 71%).

【0040】[0040]

【発明の効果】バチルス・プミルスに属する微生物を培
養することにより、分子量が20万〜120万のポリ−
γ−グルタミン酸(PGA)が生産される。このPGA
は、従来の分子量200万以上のPGAに比べ、溶液の
粘性も低いことから、培養、分離、精製などの操作性に
優れ、極めて効率よく、容易にかつ安価に製造すること
ができる。
By culturing a microorganism belonging to Bacillus pumilus, a polysaccharide having a molecular weight of 200,000 to 1.2 million can be obtained.
γ-glutamic acid (PGA) is produced. This PGA
Since the solution has a lower viscosity than conventional PGA having a molecular weight of 2,000,000 or more, it is excellent in operability such as culture, separation and purification, and can be produced extremely efficiently, easily and inexpensively.

───────────────────────────────────────────────────── 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 13/14 C12R 1:07) Fターム(参考) 4B064 AE02 CA02 CD13 CE03 DA10 4B065 AA15X AC14 BA22 BB12 BD14 CA16 CA41 CA50 4J001 EA36 GA20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) (C12P 13/14 C12R 1:07) F-term (reference) 4B064 AE02 CA02 CD13 CE03 DA10 4B065 AA15X AC14 BA22 BB12 BD14 CA16 CA41 CA50 4J001 EA36 GA20

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリ−γ−グルタミン酸を生産し得るバ
チルス・プミルスに属する微生物を培養する工程を含
む、ポリ−γ−グルタミン酸の製造方法。
1. A method for producing poly-γ-glutamic acid, comprising a step of culturing a microorganism belonging to Bacillus pumilus capable of producing poly-γ-glutamic acid.
【請求項2】 前記培養が、グルタミン酸を添加した培
地で行われる、請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the culturing is performed in a medium supplemented with glutamic acid.
【請求項3】 前記微生物が、バチルス・プミルス K
A株(FERM P−18314)、バチルス・プミル
ス E株(FERM P−18315)またはバチルス
・プミルス IF014367株である、請求項1また
は2に記載の製造方法。
3. The microorganism according to claim 1, wherein the microorganism is Bacillus pumilus K.
The method according to claim 1 or 2, wherein the strain is A strain (FERM P-18314), Bacillus pumilus E strain (FERM P-18315) or Bacillus pumilus IF014367 strain.
【請求項4】 前記ポリ−γ−グルタミン酸の平均分子
量が20万から120万である、請求項1から3のいず
れかの項に記載の製造方法。
4. The production method according to claim 1, wherein the poly-γ-glutamic acid has an average molecular weight of 200,000 to 1.2 million.
【請求項5】 ポリ−γ−グルタミン酸を生産し得るバ
チルス・プミルスに属する微生物を培養することにより
得られる、平均分子量が20万〜120万のポリ−γ−
グルタミン酸。
5. A poly-γ-polysaccharide having an average molecular weight of 200,000 to 1.2 million obtained by culturing a microorganism belonging to Bacillus pumilus capable of producing poly-γ-glutamic acid.
Glutamic acid.
【請求項6】 ポリ−γ−グルタミン酸を生産する能力
を有するバチルス・プミルス。
6. A Bacillus pumilus capable of producing poly-γ-glutamic acid.
【請求項7】 バチルス・プミルス KA株(FERM
P−18314)。
7. A Bacillus pumilus KA strain (FERM)
P-18314).
【請求項8】 バチルス・プミルス E株(FERM
P−18315)。
8. A Bacillus pumilus E strain (FERM)
P-18315).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2016080487A1 (en) * 2014-11-19 2017-08-31 三菱ケミカルエンジニアリング株式会社 Biological reaction apparatus, biological reaction method, porous structure carrying aerobic or facultative anaerobic microorganisms used in biological reaction apparatus, and method for producing the porous structure

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