JP2003164275A - 完全発酵培地の調製方法 - Google Patents
完全発酵培地の調製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 再生産可能な原料物質からの代謝産物の製造
を可能にする完全発酵培地の調製方法を提供する。 【解決手段】 小麦、エンドウマメ、及びジャガイモの
溶解物、好ましくは小麦溶解物からなる群から、再生産
可能な原料物質を選択する工程、原料物質を、微生物に
よって直接同化可能な炭素源及び窒素源が前記原料物質
から放出するように処理する工程、及びこうして得られ
た完全発酵培地を回収する工程からなる調製方法を実行
する。
を可能にする完全発酵培地の調製方法を提供する。 【解決手段】 小麦、エンドウマメ、及びジャガイモの
溶解物、好ましくは小麦溶解物からなる群から、再生産
可能な原料物質を選択する工程、原料物質を、微生物に
よって直接同化可能な炭素源及び窒素源が前記原料物質
から放出するように処理する工程、及びこうして得られ
た完全発酵培地を回収する工程からなる調製方法を実行
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、再生産可能な原料
物質から完全発酵培地を調製するための特定の方法に関
する。
物質から完全発酵培地を調製するための特定の方法に関
する。
【０００２】より詳しくは、本発明は、再生産可能な原
料物質を処理するための特定の方法に関し、これは代謝
産物の製造のための発酵において直接使用することがで
きる。
料物質を処理するための特定の方法に関し、これは代謝
産物の製造のための発酵において直接使用することがで
きる。
【０００３】本発明においては、「再生産可能な原料物
質」なる語は、安価で、未精製の、一般的には無毒性で
あり、且つ窒素源及び炭素源の豊富な食品産業廃棄物を
意味すると解される。とりわけ、これは、澱粉工業、特
に小麦、エンドウマメ、またはジャガイモの澱粉工業の
連産品を含む。
質」なる語は、安価で、未精製の、一般的には無毒性で
あり、且つ窒素源及び炭素源の豊富な食品産業廃棄物を
意味すると解される。とりわけ、これは、澱粉工業、特
に小麦、エンドウマメ、またはジャガイモの澱粉工業の
連産品を含む。
【０００４】「完全発酵培地」なる表現はまた、微生物
の成長に必要な、及び興味深い代謝産物の製造に必要且
つ充分な（いかなる栄養補充も必要としない）、全ての
栄養素を含む発酵培地を意味すると解される。
の成長に必要な、及び興味深い代謝産物の製造に必要且
つ充分な（いかなる栄養補充も必要としない）、全ての
栄養素を含む発酵培地を意味すると解される。
【０００５】本発明の目的のためには、「代謝産物」な
る表現は、微生物により直接同化可能な炭素源の、発酵
経路による変換の生成物を意味すると解される。これら
は、有利には、有機酸及びアミノ酸、好ましくはＬ-乳
酸、グルコン酸、クエン酸等の有機酸、及びＬ-リシン
またはＬ-スレオニン等のアミノ酸からなる群より選択
される代謝産物である。
る表現は、微生物により直接同化可能な炭素源の、発酵
経路による変換の生成物を意味すると解される。これら
は、有利には、有機酸及びアミノ酸、好ましくはＬ-乳
酸、グルコン酸、クエン酸等の有機酸、及びＬ-リシン
またはＬ-スレオニン等のアミノ酸からなる群より選択
される代謝産物である。
【０００６】
【従来の技術】一般的に、興味深い代謝産物の製造のた
めの発酵を企図する基礎としての再生産可能な原料物質
の選択は、その入手可能性、その費用、及び高い生産性
を得るためのその性能の全てによって決定されると認識
されている。
めの発酵を企図する基礎としての再生産可能な原料物質
の選択は、その入手可能性、その費用、及び高い生産性
を得るためのその性能の全てによって決定されると認識
されている。
【０００７】しかしながら、発酵培地が、炭素源のみな
らず窒素源からもなり、ここに鉱物及び有機塩を加える
べきであることも考慮される。
らず窒素源からもなり、ここに鉱物及び有機塩を加える
べきであることも考慮される。
【０００８】発酵分野の専門家には、「炭素源」はモラ
セス、小麦、トウモロコシ、米、キャッサバ、またはジ
ャガイモの澱粉の加水分解物等の再生産可能な原料物質
から得てもよく、「直接同化可能な炭素源」は前記炭素
源から精製される糖類、例えばグルコース、フルクトー
ス、マルトース、スクロース、ラクトース、及びデキス
トリンなどであることが認識されている。
セス、小麦、トウモロコシ、米、キャッサバ、またはジ
ャガイモの澱粉の加水分解物等の再生産可能な原料物質
から得てもよく、「直接同化可能な炭素源」は前記炭素
源から精製される糖類、例えばグルコース、フルクトー
ス、マルトース、スクロース、ラクトース、及びデキス
トリンなどであることが認識されている。
【０００９】「窒素源」またはタンパク質栄養素の例
は、これらとしては、酵母抽出物、コーンスティープリ
カー、未調整乳、モラセスのタンパク質、肉抽出物、ま
たは挽き割り大豆である。しかしながら、窒素源として
の、及び更にビタミン及びミネラル成分の補充としての
酵母抽出物の使用が、しばしば好ましい。
は、これらとしては、酵母抽出物、コーンスティープリ
カー、未調整乳、モラセスのタンパク質、肉抽出物、ま
たは挽き割り大豆である。しかしながら、窒素源として
の、及び更にビタミン及びミネラル成分の補充としての
酵母抽出物の使用が、しばしば好ましい。
【００１０】ほとんどの場合、「直接同化可能な炭素
源」、すなわちグルコースまたはスクロースと、酵母抽
出物とからなる発酵培地は、基本的に多数の発酵、例え
ば乳酸、プロピオン酸、グルコン酸、及びクエン酸など
の有機酸、リシンなどの必須アミノ酸または工業的に興
味深い他のあらゆる代謝産物の産生をもたらす発酵など
に使用して良い。
源」、すなわちグルコースまたはスクロースと、酵母抽
出物とからなる発酵培地は、基本的に多数の発酵、例え
ば乳酸、プロピオン酸、グルコン酸、及びクエン酸など
の有機酸、リシンなどの必須アミノ酸または工業的に興
味深い他のあらゆる代謝産物の産生をもたらす発酵など
に使用して良い。
【００１１】特許出願ＷＯ９８／５４，３５１には、Ｌ
-リシンの製造のための培地の調製のためには、スクロ
ース、更にモラセス、トウモロコシ及び小麦などの様々
な源から誘導される澱粉及び澱粉加水分解生成物からな
る群より選択される、炭素源を選択してもよい旨が記載
されている。
-リシンの製造のための培地の調製のためには、スクロ
ース、更にモラセス、トウモロコシ及び小麦などの様々
な源から誘導される澱粉及び澱粉加水分解生成物からな
る群より選択される、炭素源を選択してもよい旨が記載
されている。
【００１２】しかしながら、ここには、酵母抽出物また
はモラセス、タンパク質、ペプチド及びアミノ酸、コー
ンスティープ、または小麦の溶解物からなる群から選択
される窒素源を加えねばならない。
はモラセス、タンパク質、ペプチド及びアミノ酸、コー
ンスティープ、または小麦の溶解物からなる群から選択
される窒素源を加えねばならない。
【００１３】有機酸の分野においては、例えば乳酸の製
造のためには下記が選択される。・米国特許５，４１
６，０２０号の、二価のマンガンの存在下にて酵母抽出
物がさらに添加された乳漿透過水及び乳漿からの、本質
的にＬ-乳酸を産生するLactobacillus delbrueckii su
b. bulgaricus ATCC 55163の突然変異体を用いるＬ-乳
酸の製造方法。
造のためには下記が選択される。・米国特許５，４１
６，０２０号の、二価のマンガンの存在下にて酵母抽出
物がさらに添加された乳漿透過水及び乳漿からの、本質
的にＬ-乳酸を産生するLactobacillus delbrueckii su
b. bulgaricus ATCC 55163の突然変異体を用いるＬ-乳
酸の製造方法。
【００１４】乳漿透過水は、実際に７５乃至８０重量％
のラクトースを含有するが、大きなサイズのタンパク質
はもはや含まない。したがって、これには微生物の成長
に必須である窒素源が不足しており、よって酵母抽出物
などの補充が必要になる。加えられた乳漿は、本質的に
６５乃至７５重量％のオーダーのラクトースを含有す
る。
のラクトースを含有するが、大きなサイズのタンパク質
はもはや含まない。したがって、これには微生物の成長
に必須である窒素源が不足しており、よって酵母抽出物
などの補充が必要になる。加えられた乳漿は、本質的に
６５乃至７５重量％のオーダーのラクトースを含有す
る。
【００１５】こうして酵母抽出物は、発酵培地に、乳漿
透過水及び乳漿それ自体によっては充分に供給されない
栄養素を与える。
透過水及び乳漿それ自体によっては充分に供給されない
栄養素を与える。
【００１６】・米国特許４，４６７，０３４には、新規
なLactobacillus bulgaricus DSM2129を使用して、原料
物質としての乳漿から乳酸を製造可能であることが示さ
れている。それでも前記乳漿には、窒素源、すなわち肉
抽出物、コーンスティープ、または挽き割り大豆、及び
更にビタミン及び鉱物塩が補充されねばならない。
なLactobacillus bulgaricus DSM2129を使用して、原料
物質としての乳漿から乳酸を製造可能であることが示さ
れている。それでも前記乳漿には、窒素源、すなわち肉
抽出物、コーンスティープ、または挽き割り大豆、及び
更にビタミン及び鉱物塩が補充されねばならない。
【００１７】これらの条件下で、これらの発酵培地の使
用は、窒素／炭素比に従う複雑な組み合わせ、及び更に
興味ある微生物の有効な生産性に必要な補充物の添加を
必要とする。
用は、窒素／炭素比に従う複雑な組み合わせ、及び更に
興味ある微生物の有効な生産性に必要な補充物の添加を
必要とする。
【００１８】これらの培地は、バイオマスの製造のため
（例えば乳酸発酵物の調製のため）にも使用されるが、
検討される微生物の代謝の要求により、同程度の困難性
を呈する。
（例えば乳酸発酵物の調製のため）にも使用されるが、
検討される微生物の代謝の要求により、同程度の困難性
を呈する。
【００１９】さらにまた、これらの培地は、これらの興
味深い、同様の代謝産物の、工業スケールでの製造につ
いて推定することができない（標準的な培地を準備する
ことの、その組成の点での困難性及び、その後の精製工
程によって生じる付加的費用）という欠点を有すること
が認識されている。
味深い、同様の代謝産物の、工業スケールでの製造につ
いて推定することができない（標準的な培地を準備する
ことの、その組成の点での困難性及び、その後の精製工
程によって生じる付加的費用）という欠点を有すること
が認識されている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】これまでの本文の結論
は、検討中の発酵のために適当な、バランスのとれた発
酵培地を製造するために、発酵培地の炭素源及び窒素源
及びこれらの組み合わせの選択のいずれのレベルにおい
ても、やっかいで数の多い高価な工程を利用することな
く発酵培地を調製することを可能にする、単純且つ有効
な方法への要求が依然満たされずに存在しているという
ことである。
は、検討中の発酵のために適当な、バランスのとれた発
酵培地を製造するために、発酵培地の炭素源及び窒素源
及びこれらの組み合わせの選択のいずれのレベルにおい
ても、やっかいで数の多い高価な工程を利用することな
く発酵培地を調製することを可能にする、単純且つ有効
な方法への要求が依然満たされずに存在しているという
ことである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】実際の使用の制約に、既
存の方法よりもうまく応じることを可能にする方法の開
発を切望していたところ、出願人は、この目的が、再生
産可能な原料物質から完全発酵培地を直接調製するとい
う方法によって達成可能であることを見出した。
存の方法よりもうまく応じることを可能にする方法の開
発を切望していたところ、出願人は、この目的が、再生
産可能な原料物質から完全発酵培地を直接調製するとい
う方法によって達成可能であることを見出した。
【００２２】とりわけ、本出願人の本発明による、再生
産可能な原料物質からの代謝産物の製造を可能にする発
酵培地の調製方法は、下記の工程を含むことを特徴とす
る。 ・小麦、エンドウマメ、及びジャガイモの溶解物、好ま
しくは小麦溶解物からなる群から、再生産可能な原料物
質を選択する工程、 ・再生産可能な原料物質を、微生物によって直接同化可
能な炭素源及び窒素源が前記原料物質から放出されるよ
うに処理する工程、 ・こうして得られた完全発酵培地を回収する工程。
産可能な原料物質からの代謝産物の製造を可能にする発
酵培地の調製方法は、下記の工程を含むことを特徴とす
る。 ・小麦、エンドウマメ、及びジャガイモの溶解物、好ま
しくは小麦溶解物からなる群から、再生産可能な原料物
質を選択する工程、 ・再生産可能な原料物質を、微生物によって直接同化可
能な炭素源及び窒素源が前記原料物質から放出されるよ
うに処理する工程、 ・こうして得られた完全発酵培地を回収する工程。
【００２３】
【発明の実施の形態】したがって、本発明による方法の
第一工程は、小麦、エンドウマメ、及びジャガイモの溶
解物、好ましくは小麦の溶解物からなる群から、再生産
可能な原料物質を選択することである。
第一工程は、小麦、エンドウマメ、及びジャガイモの溶
解物、好ましくは小麦の溶解物からなる群から、再生産
可能な原料物質を選択することである。
【００２４】出願人は、発酵培地の調製とは、由来が別
々の炭素源及び窒素源を主として、ビタミン、増殖因
子、及び微量元素を加えたものから合成発酵培地を再構
成することを必ず意味するはずであるとの技術的偏見を
うち破った。
々の炭素源及び窒素源を主として、ビタミン、増殖因
子、及び微量元素を加えたものから合成発酵培地を再構
成することを必ず意味するはずであるとの技術的偏見を
うち破った。
【００２５】実際に、上述のように従来は、興味深い代
謝産物の製造を優れた収率及び生産性で行うためには、
合成発酵培地を入手可能にすべきであると当該技術分野
では見なされている。
謝産物の製造を優れた収率及び生産性で行うためには、
合成発酵培地を入手可能にすべきであると当該技術分野
では見なされている。
【００２６】しかしながら、この要求は、とりわけその
費用が高額であるという主要な欠点及び、微生物の生産
の要件に合わせて調節することの困難性を伴っている。
費用が高額であるという主要な欠点及び、微生物の生産
の要件に合わせて調節することの困難性を伴っている。
【００２７】多数の長く単調な研究の後、出願人は、再
生産可能な原料物質中、とりわけ小麦、エンドウマメ、
及びジャガイモの澱粉工業の残余物中に、実用の要件に
適合する発酵培地を発見するという功績を挙げた。
生産可能な原料物質中、とりわけ小麦、エンドウマメ、
及びジャガイモの澱粉工業の残余物中に、実用の要件に
適合する発酵培地を発見するという功績を挙げた。
【００２８】とりわけ、またここでも別の技術偏見に対
抗するが、出願人は、この再生産可能な原料物質が、小
麦、エンドウマメ、及びジャガイモの溶解物からなる群
から選択されると有利であることを見出したが、一般に
はこれらの溶解物それ自体は発酵培地の構成のための窒
素源を供給するのみであることが認識されている。
抗するが、出願人は、この再生産可能な原料物質が、小
麦、エンドウマメ、及びジャガイモの溶解物からなる群
から選択されると有利であることを見出したが、一般に
はこれらの溶解物それ自体は発酵培地の構成のための窒
素源を供給するのみであることが認識されている。
【００２９】したがって、本出願人による本発明に従う
処理の後に、これらの溶解物を窒素源としてのみなら
ず、あらゆる興味深い微生物による発酵のために必要且
つ充分な炭素及び微量元素、または更にビタミンの、唯
一の源として直接使用できることが判明した。
処理の後に、これらの溶解物を窒素源としてのみなら
ず、あらゆる興味深い微生物による発酵のために必要且
つ充分な炭素及び微量元素、または更にビタミンの、唯
一の源として直接使用できることが判明した。
【００３０】小麦溶解物は、例えば、湿式小麦澱粉粉砕
工程における澱粉の分離により生じる小麦「Ｂ」澱粉の
分離ストリームから得られる。
工程における澱粉の分離により生じる小麦「Ｂ」澱粉の
分離ストリームから得られる。
【００３１】Ｂ澱粉または第二澱粉（second starch）
は、本質的に、小さな澱粉粒子または損傷した粒子が、
割合として優勢の澱粉である。
は、本質的に、小さな澱粉粒子または損傷した粒子が、
割合として優勢の澱粉である。
【００３２】このＢ澱粉の他に、小麦溶解物は、更に、
興味深い微生物の窒素源を構成することのできる高分子
量タンパク質を無視できない量で含むことが知られてい
る。
興味深い微生物の窒素源を構成することのできる高分子
量タンパク質を無視できない量で含むことが知られてい
る。
【００３３】ジャガイモ溶解物については、これらは澱
粉の抽出の開始時に、ジャガイモを粉砕することから誘
導される溶解性フラクションの回収によって得られる。
粉の抽出の開始時に、ジャガイモを粉砕することから誘
導される溶解性フラクションの回収によって得られる。
【００３４】エンドウマメ溶解物は、エンドウマメステ
ィープウォーターから生じるが、粉砕及びエンドウマメ
の様々な構成成分の分離の前に回収される。
ィープウォーターから生じるが、粉砕及びエンドウマメ
の様々な構成成分の分離の前に回収される。
【００３５】したがって、本発明による方法の第二工程
は、再生産可能な原料物質を、微生物によって直接同化
可能な炭素源及び窒素源が前記原料物質から放出するよ
うに処理することである。
は、再生産可能な原料物質を、微生物によって直接同化
可能な炭素源及び窒素源が前記原料物質から放出するよ
うに処理することである。
【００３６】ここでの再生産可能な原料物質は、炭素ま
たはグルコースの源としての澱粉と、窒素源としての、
ペプチド及び遊離アミノ酸に加えて高分子量タンパク質
を、いずれも含む。
たはグルコースの源としての澱粉と、窒素源としての、
ペプチド及び遊離アミノ酸に加えて高分子量タンパク質
を、いずれも含む。
【００３７】しかしながら、ある微生物がこれらの成長
のための分解及び、興味深い代謝産物の製造にとって必
要な酵素的装置を備えているために、澱粉または高分子
量タンパク質を直接同化させる能力を有する一方で、他
の微生物については、これらを炭素源及び窒素源が直接
同化可能になるように処理される条件下におくことが必
要なことは認識されている。
のための分解及び、興味深い代謝産物の製造にとって必
要な酵素的装置を備えているために、澱粉または高分子
量タンパク質を直接同化させる能力を有する一方で、他
の微生物については、これらを炭素源及び窒素源が直接
同化可能になるように処理される条件下におくことが必
要なことは認識されている。
【００３８】したがって、これらの処理は、興味深い微
生物の生理学に従って採用すべきものである。
生物の生理学に従って採用すべきものである。
【００３９】本発明の方法の第一の態様においては、例
えば、アミラーゼを欠く微生物については、溶解物を少
なくとも６０℃の温度に加熱することにより、またヘミ
セルラーゼ、ペクチナーゼ、及びキシラナーゼの群から
選択される植物由来の細胞壁多糖類を分解することので
きる酵素を任意に使用して、α-アミラーゼ及びグルコ
アミラーゼで処理することにより、発酵可能な糖が前記
溶解物から有利に放出される。
えば、アミラーゼを欠く微生物については、溶解物を少
なくとも６０℃の温度に加熱することにより、またヘミ
セルラーゼ、ペクチナーゼ、及びキシラナーゼの群から
選択される植物由来の細胞壁多糖類を分解することので
きる酵素を任意に使用して、α-アミラーゼ及びグルコ
アミラーゼで処理することにより、発酵可能な糖が前記
溶解物から有利に放出される。
【００４０】本発明の方法の第二の実施態様において、
高分子量タンパク質を同化することのできない微生物に
ついては、例えばアルカリプロテアーゼ及び酸プロテア
ーゼからなる群より選択されるタンパク質分解酵素で処
理することによって、同化可能なアミノ酸及び／または
ペプチドが溶解物から有利に放出される。
高分子量タンパク質を同化することのできない微生物に
ついては、例えばアルカリプロテアーゼ及び酸プロテア
ーゼからなる群より選択されるタンパク質分解酵素で処
理することによって、同化可能なアミノ酸及び／または
ペプチドが溶解物から有利に放出される。
【００４１】乾燥ベースで用量１％における、ｐＨ７及
び温度６０℃における約６時間に亘る処理が、アルカリ
プロテアーゼでの処理のために有利に用いられる。
び温度６０℃における約６時間に亘る処理が、アルカリ
プロテアーゼでの処理のために有利に用いられる。
【００４２】タンパク質分解を実行するために好適な酸
プロテアーゼについては、これらはパンクレアチン、ト
リプシン、キモトリプシン等から選択される。
プロテアーゼについては、これらはパンクレアチン、ト
リプシン、キモトリプシン等から選択される。
【００４３】乾燥ベースで用量１％における、ｐＨ４．
５及び温度６０℃における約６時間に亘る処理が、酸プ
ロテアーゼでの処理のために有利に用いられる。
５及び温度６０℃における約６時間に亘る処理が、酸プ
ロテアーゼでの処理のために有利に用いられる。
【００４４】このタンパク質分解工程により、さらに所
定の微生物に対して活性化効果を有するペプチドが形成
される。
定の微生物に対して活性化効果を有するペプチドが形成
される。
【００４５】最後に、本発明の第三の実施態様において
は、一方では液化及び糖化により、他方ではタンパク質
分解による、溶解物のこれら２つの処理を、前記溶解物
中に存在する状態のままの炭素源及び窒素源を直接同化
することのできない微生物による発酵のために、実行し
ても良い。
は、一方では液化及び糖化により、他方ではタンパク質
分解による、溶解物のこれら２つの処理を、前記溶解物
中に存在する状態のままの炭素源及び窒素源を直接同化
することのできない微生物による発酵のために、実行し
ても良い。
【００４６】以下に例示されるように、溶解物の微量元
素の含有量、またはビタミンの含有量さえもが、多数の
発酵について特に魅力的なものとなる。
素の含有量、またはビタミンの含有量さえもが、多数の
発酵について特に魅力的なものとなる。
【００４７】したがって、本発明による方法の第三工程
は、こうして得られた完全発酵培地を回収し、これを直
接発酵に使用することである。
は、こうして得られた完全発酵培地を回収し、これを直
接発酵に使用することである。
【００４８】完全発酵培地を、不溶性の不純物を前記完
全発酵培地から除去するように精密濾過工程にかけるを
行うことを、有利に選択することができる。
全発酵培地から除去するように精密濾過工程にかけるを
行うことを、有利に選択することができる。
【００４９】この工程は、当業者に既知の他のあらゆる
手段、例えば細孔サイズを前記の不溶性不純物のサイズ
に適合させた膜での精密濾過などを利用して実行して良
い。然るに、例えば０．１４μmの膜が使用可能であ
る。
手段、例えば細孔サイズを前記の不溶性不純物のサイズ
に適合させた膜での精密濾過などを利用して実行して良
い。然るに、例えば０．１４μmの膜が使用可能であ
る。
【００５０】これらの培地は、乳酸、リシン、エタノー
ル、酵素の製造のため、プルラン及びデキストランの群
から選択される多糖類の製造のため、更にこれらに関連
する微生物の集団、例えば乳酸発酵又は酵母などの製造
のために、特に好適である。
ル、酵素の製造のため、プルラン及びデキストランの群
から選択される多糖類の製造のため、更にこれらに関連
する微生物の集団、例えば乳酸発酵又は酵母などの製造
のために、特に好適である。
【００５１】出願人はまた、最後に、やっかいで高価な
精製工程を実行する必要なく製造される代謝産物を回収
することが望まれる場合のために、本発明による完全培
地を使用するための特定の溶液を提案するという功績を
挙げた。
精製工程を実行する必要なく製造される代謝産物を回収
することが望まれる場合のために、本発明による完全培
地を使用するための特定の溶液を提案するという功績を
挙げた。
【００５２】実際に、例えば小麦溶解物の使用の場合に
は、Ｂ澱粉または第二澱粉がペントサン及び脂質などの
不純物を含有することが認識されている。
は、Ｂ澱粉または第二澱粉がペントサン及び脂質などの
不純物を含有することが認識されている。
【００５３】これらの不純物は、そのいくらかは従来の
精製及び脱塩処理を逃れるものであるが、これらの澱粉
の加水分解産物中に見出され、従ってＢ澱粉を食品等級
のデキストロースの製造に不適当なものとする。これ
が、こうした「Ｂ」澱粉を工業的に使用することは困難
を伴ってのみ可能であると見なされる所以である。
精製及び脱塩処理を逃れるものであるが、これらの澱粉
の加水分解産物中に見出され、従ってＢ澱粉を食品等級
のデキストロースの製造に不適当なものとする。これ
が、こうした「Ｂ」澱粉を工業的に使用することは困難
を伴ってのみ可能であると見なされる所以である。
【００５４】これらの条件下で、出願人は、完全発酵培
地を製造するようにこれらの小麦溶解物を処理すること
を可能にする方法を開発したばかりか、代謝産物に過度
な精製方法を適用する必要がないような品質の代謝産物
の調製に解決策を提示するという功績を挙げた。
地を製造するようにこれらの小麦溶解物を処理すること
を可能にする方法を開発したばかりか、代謝産物に過度
な精製方法を適用する必要がないような品質の代謝産物
の調製に解決策を提示するという功績を挙げた。
【００５５】この解決策は、完全発酵培地の量を減ら
し、選択された微生物に、その成長のため及び興味深い
代謝産物の製造を収率または生産性の損失無く可能にす
るために必要な量の炭素が供給されるように、直接同化
可能な炭素源を前記培地に供給することである。
し、選択された微生物に、その成長のため及び興味深い
代謝産物の製造を収率または生産性の損失無く可能にす
るために必要な量の炭素が供給されるように、直接同化
可能な炭素源を前記培地に供給することである。
【００５６】それでも、完全発酵培地の残余部分は、乳
酸発酵について以下に例示されるように、微生物にとっ
て必須の窒素、鉱物塩、及びビタミン供給を維持するよ
うに調整されるべきである。
酸発酵について以下に例示されるように、微生物にとっ
て必須の窒素、鉱物塩、及びビタミン供給を維持するよ
うに調整されるべきである。
【００５７】本発明の他の特徴及び利点は下記の実施例
を読むにつれて明かになるであろう。しかしながら、こ
れらは詳説のために与えられ、限定的なものではない。
を読むにつれて明かになるであろう。しかしながら、こ
れらは詳説のために与えられ、限定的なものではない。
【００５８】
【実施例】（実施例１）小麦「Ｂ」澱粉の分離ストリー
ムから得られた、乾燥物質２０％を含有する小麦溶解物
を、６０℃に１２時間加熱し、NOVO社製のα-アミラー
ゼTERMAMYL LCを乾燥ベースで０．０５％の量で使用し
て処理する。
ムから得られた、乾燥物質２０％を含有する小麦溶解物
を、６０℃に１２時間加熱し、NOVO社製のα-アミラー
ゼTERMAMYL LCを乾燥ベースで０．０５％の量で使用し
て処理する。
【００５９】こうして処理した小麦溶解物からは、３つ
の完全発酵培地が得られるが、第一の培地はこうして液
化された小麦溶解物の澱粉の糖化から生成し（生成物
Ａ）、第二の培地はプロテアーゼで液化された小麦溶解
物の処理により生成し（生成物Ｂ）、第三の培地は上述
の２つの処理から生成する（生成物Ｃ）。
の完全発酵培地が得られるが、第一の培地はこうして液
化された小麦溶解物の澱粉の糖化から生成し（生成物
Ａ）、第二の培地はプロテアーゼで液化された小麦溶解
物の処理により生成し（生成物Ｂ）、第三の培地は上述
の２つの処理から生成する（生成物Ｃ）。
【００６０】生成物Ａの調製のためには、こうして液化
された溶解物を１５乃至２０％のＤＭ含有量とし、乾燥
ベースで０．５％の量のGENENCOR社製のアミログルコシ
ダーゼOPTIDEX L 300 A及び乾燥ベースで０．３％の量
のGENENCOR社製のヘミセルラーゼSPEZYME CPで３乃至５
時間に亘り６０℃にて処理して発酵可能な糖を放出させ
る。不溶物を、０．１４μmの膜での精密濾過によって
除去する。
された溶解物を１５乃至２０％のＤＭ含有量とし、乾燥
ベースで０．５％の量のGENENCOR社製のアミログルコシ
ダーゼOPTIDEX L 300 A及び乾燥ベースで０．３％の量
のGENENCOR社製のヘミセルラーゼSPEZYME CPで３乃至５
時間に亘り６０℃にて処理して発酵可能な糖を放出させ
る。不溶物を、０．１４μmの膜での精密濾過によって
除去する。
【００６１】本発明による１４．６％の乾燥物質含有量
を有する生成物Ａは、下記の表１に示した組成を有す
る。
を有する生成物Ａは、下記の表１に示した組成を有す
る。
【表１】
【００６２】生成物Ｂの調製のためには、液化された小
麦溶解物もまた１５乃至２０％のＤＭ含有量とし（ｐＨ
は、１Ｎの水酸化ナトリウムで７．５乃至８の値に調整
する）、乾燥ベースで０．２乃至１％の量のALCALASE N
ovoを使用して４乃至６時間に亘り６０℃にて処理す
る。得られた生成物は、６．５乃至７程度の最終ｐＨを
有する。不溶物を、０．１４μmの膜での精密濾過によ
って除去する。
麦溶解物もまた１５乃至２０％のＤＭ含有量とし（ｐＨ
は、１Ｎの水酸化ナトリウムで７．５乃至８の値に調整
する）、乾燥ベースで０．２乃至１％の量のALCALASE N
ovoを使用して４乃至６時間に亘り６０℃にて処理す
る。得られた生成物は、６．５乃至７程度の最終ｐＨを
有する。不溶物を、０．１４μmの膜での精密濾過によ
って除去する。
【００６３】本発明による１４．８％の乾燥物質含有量
を有する生成物Ｂは、下記の表２に示した組成を有す
る。
を有する生成物Ｂは、下記の表２に示した組成を有す
る。
【表２】
【００６４】生成物Ｃの調製のためには、まず始めに、
小麦溶解物に生成物Ａの調製の場合と同様の条件下で糖
化を行い、その後生成物Ｂが得られるのと同様の条件下
でALCALASEを使用して処理を行う。不溶物を、０．１４
μmの膜での精密濾過によって除去する。
小麦溶解物に生成物Ａの調製の場合と同様の条件下で糖
化を行い、その後生成物Ｂが得られるのと同様の条件下
でALCALASEを使用して処理を行う。不溶物を、０．１４
μmの膜での精密濾過によって除去する。
【００６５】本発明による１８．４％の乾燥物質含有量
を有する生成物Ｃは、下記の表３に示した組成を有す
る。
を有する生成物Ｃは、下記の表３に示した組成を有す
る。
【表３】
【００６６】本発明によるこれら３つの小麦溶解物ベー
スの完全発酵培地について得られるアミノグラムは、酸
性アミノ酸と無極性基を有するアミノ酸との顕著な含有
量、すなわち、それぞれＤＭで２２５０及び１０５０mg
/kg程度を示す。
スの完全発酵培地について得られるアミノグラムは、酸
性アミノ酸と無極性基を有するアミノ酸との顕著な含有
量、すなわち、それぞれＤＭで２２５０及び１０５０mg
/kg程度を示す。
【００６７】（実施例２）実施例１において生成物Ａに
ついて記載した処理方法を使用して、ジャガイモ澱粉か
ら下記の完全発酵培地Ｄを得る。下記の表４は、この完
全発酵培地のプロフィールを示す。
ついて記載した処理方法を使用して、ジャガイモ澱粉か
ら下記の完全発酵培地Ｄを得る。下記の表４は、この完
全発酵培地のプロフィールを示す。
【表４】
【００６８】本発明によるこの完全発酵培地について得
られるアミノグラムは、酸性アミノ酸と無極性基を有す
るアミノ酸との顕著な含有量、すなわち、それぞれＤＭ
で２７３０及び１１００mg/kg程度を示す。
られるアミノグラムは、酸性アミノ酸と無極性基を有す
るアミノ酸との顕著な含有量、すなわち、それぞれＤＭ
で２７３０及び１１００mg/kg程度を示す。
【００６９】更に、こうして得られた発酵培地には、ビ
タミンＢ７（酵母抽出物が通常含む量の４倍の含有量）
及びビタミンＢ３が豊富である。
タミンＢ７（酵母抽出物が通常含む量の４倍の含有量）
及びビタミンＢ３が豊富である。
【００７０】（実施例３）実施例１において生成物Ａに
ついて記載した処理方法を使用して、エンドウマメ溶解
物から下記の完全発酵培地Ｅを得る。下記の表５は、こ
の完全発酵培地のプロフィールを示す。
ついて記載した処理方法を使用して、エンドウマメ溶解
物から下記の完全発酵培地Ｅを得る。下記の表５は、こ
の完全発酵培地のプロフィールを示す。
【表５】
【００７１】本発明によるこの完全発酵培地について得
られるアミノグラムは、塩基性基を有するアミノ酸と酸
性基を有するアミノ酸との顕著な含有量、すなわち、そ
れぞれＤＭで１３１５０及び２６７８０mg/kg程度を示
す。
られるアミノグラムは、塩基性基を有するアミノ酸と酸
性基を有するアミノ酸との顕著な含有量、すなわち、そ
れぞれＤＭで１３１５０及び２６７８０mg/kg程度を示
す。
【００７２】（実施例４）以下の表６は、本発明による
方法に従って処理された小麦溶解物（実施例１の生成物
Ａ乃至Ｃ）を１３l用いて、有用な体積１５lを有する発
酵槽中において得られる、Ｌ-乳酸についての収率及び
生産性を示す。
方法に従って処理された小麦溶解物（実施例１の生成物
Ａ乃至Ｃ）を１３l用いて、有用な体積１５lを有する発
酵槽中において得られる、Ｌ-乳酸についての収率及び
生産性を示す。
【００７３】「標準培地」コントロールとしては、８０
g/lのグルコース、１０g/lの酵母抽出物、及び０．５g/
lの（ＮＨ４）２ＨＰＯ４を含む発酵培地を試験する。
g/lのグルコース、１０g/lの酵母抽出物、及び０．５g/
lの（ＮＨ４）２ＨＰＯ４を含む発酵培地を試験する。
【００７４】使用される、本発明による乾燥物含有量１
５０乃至１８０g/lの完全発酵培地は、前記培地が８０g
/l程度の「グルコース等価物」を含有するように選択さ
れる。
５０乃至１８０g/lの完全発酵培地は、前記培地が８０g
/l程度の「グルコース等価物」を含有するように選択さ
れる。
【００７５】これらの「炭素等価物または窒素等価物」
が、検討される微生物について直接同化可能であるか否
かは、小麦溶解物の処理方法によるであろう。
が、検討される微生物について直接同化可能であるか否
かは、小麦溶解物の処理方法によるであろう。
【００７６】実施例１の生成物Ｃと同等であるが、精密
濾過されていない（「粗製の」生成物Ｃと呼称）完全発
酵培地もまた、「未精密濾過」コントロールとして試験
した。
濾過されていない（「粗製の」生成物Ｃと呼称）完全発
酵培地もまた、「未精密濾過」コントロールとして試験
した。
【００７７】Lactococcus lactisの株の、７時間の予備
培養（preculture）による培地１．５lを使用して、こ
れらの発酵槽に接種する。
培養（preculture）による培地１．５lを使用して、こ
れらの発酵槽に接種する。
【００７８】６．５に設定したｐＨを、１２ＮのＮＨ４
ＯＨで制御する。温度は４０℃である。
ＯＨで制御する。温度は４０℃である。
【表６】
この表は、小麦溶解物のみに基づく完全培地では炭素源
及び窒素源は適当な処理（この場合は小麦「Ｂ」澱粉の
液化及び糖化、及びタンパク質含有量のALCALASEを使用
するタンパク質分解）によって直接同化可能とされる
が、この培地によれば、Ｌ-乳酸を産生するLactococcus
lactis属の微生物について、純粋グルコース及び酵母
抽出物に基づく格段に高価な標準製造培地を使用して得
られるのと少なくとも同等な収率及び生産性を得ること
が可能になることを示す。
及び窒素源は適当な処理（この場合は小麦「Ｂ」澱粉の
液化及び糖化、及びタンパク質含有量のALCALASEを使用
するタンパク質分解）によって直接同化可能とされる
が、この培地によれば、Ｌ-乳酸を産生するLactococcus
lactis属の微生物について、純粋グルコース及び酵母
抽出物に基づく格段に高価な標準製造培地を使用して得
られるのと少なくとも同等な収率及び生産性を得ること
が可能になることを示す。
【００７９】したがって、液化、糖化、及びタンパク質
分解された小麦溶解物は、乳酸発酵に有利に使用可能で
ある。未精密濾過生成物Ｃを用いて実行された試験もま
た、この特定の発酵については、不溶性の不純物がＬ-
乳酸の収率または生産性を下げることは全くないという
ことを示す。
分解された小麦溶解物は、乳酸発酵に有利に使用可能で
ある。未精密濾過生成物Ｃを用いて実行された試験もま
た、この特定の発酵については、不溶性の不純物がＬ-
乳酸の収率または生産性を下げることは全くないという
ことを示す。
【００８０】最後に、バイオマスの測定は、着手した試
験全てについて発酵の完了時に行った。
験全てについて発酵の完了時に行った。
【００８１】本発明の方法によって、この場合は液化、
糖化、及びタンパク質分解によって処理された溶解物
が、L. lactisの成長のために、再構成された標準培地
と同等に有効であると判明したことは明かである。した
がって、本発明による完全発酵培地は、バイオマスの製
造に、特にここでは乳酸発酵物の製造に非常に適してい
る。
糖化、及びタンパク質分解によって処理された溶解物
が、L. lactisの成長のために、再構成された標準培地
と同等に有効であると判明したことは明かである。した
がって、本発明による完全発酵培地は、バイオマスの製
造に、特にここでは乳酸発酵物の製造に非常に適してい
る。
【００８２】（実施例５）製造した代謝産物の品質に関
して小麦溶解物が過剰に使用されること、及びこれによ
ってやっかいな精製技術が発展しうることは遺憾であ
る。本発明による方法に従う際に、発酵条件を制御する
ことによって、すなわち、懸かる微生物の栄養上の要求
についての完全な知識によって、処理済み小麦溶解物の
供給を制限することが可能である。
して小麦溶解物が過剰に使用されること、及びこれによ
ってやっかいな精製技術が発展しうることは遺憾であ
る。本発明による方法に従う際に、発酵条件を制御する
ことによって、すなわち、懸かる微生物の栄養上の要求
についての完全な知識によって、処理済み小麦溶解物の
供給を制限することが可能である。
【００８３】実施例４に示したようにLactococcus lact
isを用いてＬ-乳酸を製造する場合、生成物Ｃの乾燥物
質含有量を４０g/l（「グルコース等価物を２０g/l」）
とし、更に８５g/lのグルコース（例えば小麦澱粉加水
分解物から製造されてよい）の添加によって必要とされ
る炭素源の減少を補填することが可能である。下記の表
７は、得られた結果を示す。
isを用いてＬ-乳酸を製造する場合、生成物Ｃの乾燥物
質含有量を４０g/l（「グルコース等価物を２０g/l」）
とし、更に８５g/lのグルコース（例えば小麦澱粉加水
分解物から製造されてよい）の添加によって必要とされ
る炭素源の減少を補填することが可能である。下記の表
７は、得られた結果を示す。
【００８４】
【表７】
【００８５】窒素源、炭素源、及び微量元素の「追加」
供給により、３．７５の係数で低下した不純物負荷につ
いて、同等の収率及び生産性を維持することが可能にな
る。
供給により、３．７５の係数で低下した不純物負荷につ
いて、同等の収率及び生産性を維持することが可能にな
る。
【００８６】（実施例６）S. cerevisiaeタイプの酵母
による発酵を、エタノールの製造のために従来通り行
う。
による発酵を、エタノールの製造のために従来通り行
う。
【００８７】酵母バイオマスの製造を、窒素源としての
酵母抽出物と炭素源としてのグルコースとからなり、塩
を補充した従来の培地と比較して、本発明の完全発酵培
地を使用して研究する。
酵母抽出物と炭素源としてのグルコースとからなり、塩
を補充した従来の培地と比較して、本発明の完全発酵培
地を使用して研究する。
【００８８】S. cerevisiaeバイオマスの製造を、８０g
/lの量の実施例１の生成物Ａから調製した培地中におい
て行う。
/lの量の実施例１の生成物Ａから調製した培地中におい
て行う。
【００８９】コントロール培地は、４５g/lのグルコー
ス、５g/lの酵母抽出物、１０g/lの（ＮＨ４）２Ｓ
Ｏ４、５g/lのＫＨ２ＰＯ４、及び２g/lのＭｇＳＯ４か
らなる。
ス、５g/lの酵母抽出物、１０g/lの（ＮＨ４）２Ｓ
Ｏ４、５g/lのＫＨ２ＰＯ４、及び２g/lのＭｇＳＯ４か
らなる。
【００９０】ｐＨは１Ｎの水酸化ナトリウムで５に調整
し、温度は３０℃に設定し、培養は２lの反応器中にお
いて、６００rpmで撹拌し、１vvmで通気しつつ行う。
し、温度は３０℃に設定し、培養は２lの反応器中にお
いて、６００rpmで撹拌し、１vvmで通気しつつ行う。
【００９１】以下の表８は、２つの発酵培地についての
経時的な酵母の成長の結果を表す。
経時的な酵母の成長の結果を表す。
【表８】
【００９２】この結果も同じく、本発明による完全発酵
培地が酵母バイオマスの製造に、拡大解釈すれば、エタ
ノールの製造の場合のように、その合成が前記酵母の成
長に付随する代謝産物の全ての製造に、とりわけ好適で
あることを示す。
培地が酵母バイオマスの製造に、拡大解釈すれば、エタ
ノールの製造の場合のように、その合成が前記酵母の成
長に付随する代謝産物の全ての製造に、とりわけ好適で
あることを示す。
【００９３】（実施例７）エタノールの製造を、本発明
による完全発酵培地を使用し、窒素源としての酵母抽出
物と炭素源としてのグルコースとからなり、塩を補充し
た従来の培地と比較して研究する。
による完全発酵培地を使用し、窒素源としての酵母抽出
物と炭素源としてのグルコースとからなり、塩を補充し
た従来の培地と比較して研究する。
【００９４】S. cerevisiaeバイオマスの製造を、１８
０g/lの量の実施例１の生成物Ａから調製した培地中に
おいて行う。
０g/lの量の実施例１の生成物Ａから調製した培地中に
おいて行う。
【００９５】コントロール培地は、１０g/lのグルコー
ス、５g/lの酵母抽出物、１０g/lの（ＮＨ４）２Ｓ
Ｏ４、５g/lのＫＨ２ＰＯ４、及び２g/lのＭｇＳＯ４か
らなる。
ス、５g/lの酵母抽出物、１０g/lの（ＮＨ４）２Ｓ
Ｏ４、５g/lのＫＨ２ＰＯ４、及び２g/lのＭｇＳＯ４か
らなる。
【００９６】ｐＨは標準水酸化ナトリウムで５に調整
し、温度は３０℃に設定し、培養は１５lの反応器中に
おいて、２００rpmで撹拌しつつ行う。
し、温度は３０℃に設定し、培養は１５lの反応器中に
おいて、２００rpmで撹拌しつつ行う。
【００９７】以下の表９は、２つの発酵培地についての
経時的な酵母の成長の結果を表す。
経時的な酵母の成長の結果を表す。
【表９】
【００９８】したがって、本発明による完全発酵培地
は、エタノールの製造にとりわけ好適である。
は、エタノールの製造にとりわけ好適である。
─────────────────────────────────────────────────────
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 13/08 Ｃ１２Ｐ 13/08 Ａ
19/08 19/08
19/10 19/10
Ｆターム(参考） 4B050 CC07 DD01 KK20 LL05
4B064 AC03 AD33 AE25 AF13 AF14
CA21 CC03 CD22 CD24
4B065 AA01X AA80X BB26 CA06
CA17 CA22 CA25 CA27
Claims (12)
- 【請求項１】 ・小麦、エンドウマメ、及びジャガイモ
の溶解物、好ましくは小麦溶解物からなる群から、再生
産可能な原料物質を選択する工程、 ・前記再生産可能な原料物質を、微生物によって直接同
化可能な炭素源及び窒素源が前記原料物質から放出する
ように処理する工程、 ・こうして得られた完全発酵培地を回収する工程、から
なる、再生産可能な原料物質からの代謝産物の製造を可
能にする完全発酵培地の調製方法。 - 【請求項２】 完全発酵培地に、不溶性の不純物を前記
完全発酵培地から除去するように精密濾過工程を行う請
求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 再生産可能な原料物質を、直接同化可能
な炭素源の含有量が前記再生産可能な原料物質から放出
されるように酵素でデンプンを液化及び糖化させる、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 再生産可能な原料物質を、直接同化可能
な窒素源の含有量が前記再生産可能な原料物質から放出
されるように、アルカリプロテアーゼからなる群より選
択されるタンパク質分解酵素で処理する、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項５】 請求項１に従って調製された完全培地か
ら、容易に精製可能な代謝産物の製造を可能にする発酵
培地の調製方法であって、前記培地に直接同化可能な炭
素源が補充されていることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の方法によって得られる
発酵培地。 - 【請求項７】 請求項６に記載の発酵培地を使用する発
酵工程を含む、乳酸の製造方法。 - 【請求項８】 請求項６に記載の発酵培地を使用する発
酵工程を含む、リシンの製造方法。 - 【請求項９】 請求項６に記載の発酵培地を使用する発
酵工程を含む、プルラン及びデキストラン、好ましくは
プルランの群から選択される多糖類の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項６に記載の発酵培地を使用する
発酵工程を含む、微生物の集団の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項６に記載の発酵培地を使用する
発酵工程を含む、酵素の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項６に記載の発酵培地を使用する
発酵工程を含む、エタノールの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0114090 | 2001-10-30 | ||
| FR0114090A FR2831552B1 (fr) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | Procede de preparation d'un milieu de fermentation autosuffisant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003164275A true JP2003164275A (ja) | 2003-06-10 |
Family
ID=8868925
Family Applications (1)
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