JP2003289894A - Method for producing vanillin or its analogue - Google Patents
Method for producing vanillin or its analogueInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はバニリンもしくはそ
の類縁体の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing vanillin or an analog thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】天然芳香物質として利用されるバニリン
は従来バニラ豆からの抽出、化学的合成、および微生物
による生産などの手法により得られている。これらの手
法のうち抽出により得られるバニリンは非常に高価であ
り、化学的合成品は食品類への使用に問題がある。微生
物的な生産手法は原材料としてフェルラ酸などに代表さ
れる高価な前駆体を添加することを必須条件としてお
り、安価で直接的な手法は開発されていないのが現状で
あった。2. Description of the Related Art Vanillin, which is used as a natural aroma substance, has been conventionally obtained by methods such as extraction from vanilla beans, chemical synthesis, and production by microorganisms. Among these methods, vanillin obtained by extraction is very expensive, and chemically synthesized products have problems in use in foods. The microbial production method requires the addition of an expensive precursor represented by ferulic acid as a raw material, and the current situation is that an inexpensive and direct method has not been developed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】以上のようにバニリン
およびバニリン類縁体の合成にはいずれの手法によって
も経済性、利用性、操作性などに問題を有している。As described above, any of the methods for synthesizing vanillin and vanillin analogs has problems in economical efficiency, usability, operability, and the like.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】前述の従来技術の課題に
鑑み鋭意研究を重ねた結果、バニリン前駆体を添加しな
い糸状菌の培養によりバニリンもしくはその類縁体を得
る手法を見いだし、本発明を完成させた。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies in view of the above-mentioned problems of the prior art, a method for obtaining vanillin or an analog thereof by culturing a filamentous fungus without adding a vanillin precursor was found, and the present invention was completed. Let
【0005】本発明は以下の(1)〜(11)の構成を
有する。
(1)バニリン前駆体を含有しない培地を用い糸状菌を
培養することを特徴とするバニリンもしくはその類縁体
の製造方法。The present invention has the following configurations (1) to (11). (1) A method for producing vanillin or an analog thereof, which comprises culturing a filamentous fungus in a medium containing no vanillin precursor.
【0006】(2)糸状菌が担子菌である前記第1項記
載のバニリンもしくはその類縁体の製造方法。(2) The method for producing vanillin or an analog thereof according to the above item 1, wherein the filamentous fungus is a basidiomycete.
【0007】(3)糸状菌がリグニン分解能を有する白
色腐朽菌である前記第1項記載のバニリンもしくはその
類縁体の製造方法。(3) The method for producing vanillin or an analog thereof according to the above item 1, wherein the filamentous fungus is a white-rot fungus having a lignin degrading ability.
【0008】(4)培地が、炭素源としてグルコース、
フラクトース、デンプン、および糖蜜から選ばれた1種
以上を含有する培地である前記第1項記載のバニリンも
しくはその類縁体の製造方法。(4) The medium contains glucose as a carbon source,
2. The method for producing vanillin or an analog thereof according to the above item 1, which is a medium containing at least one selected from fructose, starch, and molasses.
【0009】(5)培地が、窒素源として有機態窒素お
よび無機態窒素から選ばれた1種以上を含有する培地で
ある前記第1項記載のバニリンもしくはその類縁体の製
造方法。(5) The method for producing vanillin or an analog thereof according to item 1, wherein the medium contains at least one selected from organic nitrogen and inorganic nitrogen as a nitrogen source.
【0010】(6)有機態窒素が、酵母エキス、ポテト
抽出物、ペプトン、肉エキス、魚エキス、および大豆ペ
プチドから選ばれた1種以上である前記第5項記載のバ
ニリンもしくはその類縁体の製造方法。(6) The vanillin or the analog thereof according to the above item 5, wherein the organic nitrogen is at least one selected from yeast extract, potato extract, peptone, meat extract, fish extract, and soybean peptide. Production method.
【0011】(7)無機態窒素が、硝酸アンモニウム、
硫酸アンモニウム、および硝酸ナトリウムから選ばれた
1種以上である前記第5項記載のバニリンもしくはその
類縁体の製造方法。(7) Inorganic nitrogen is ammonium nitrate,
7. The method for producing vanillin or an analog thereof according to the above item 5, which is one or more selected from ammonium sulfate and sodium nitrate.
【0012】(8)培養温度が10〜40℃の範囲であ
る前記第1項記載のバニリンもしくはその類縁体の製造
方法。(8) The method for producing vanillin or an analog thereof according to the above item 1, wherein the culture temperature is in the range of 10 to 40 ° C.
【0013】(9)培養時間が2〜30日の範囲である
前記第1項記載のバニリンもしくはその類縁体の製造方
法。(9) The method for producing vanillin or an analog thereof according to the above item 1, wherein the culture time is in the range of 2 to 30 days.
【0014】(10)培養終了後の培養液から有機溶媒
を用いてバニリンもしくはその類縁体を抽出する工程を
有することを特徴とする前記第1項記載のバニリンもし
くはその類縁体の製造方法。(10) The method for producing vanillin or an analog thereof according to the above-mentioned item 1, which comprises a step of extracting vanillin or an analog thereof from the culture medium after the completion of the culture using an organic solvent.
【0015】(11)有機溶媒が酢酸エチルおよびノル
マルヘキサンから選ばれた1種以上である前記第10項
記載のバニリンもしくはその類縁体の製造方法。(11) The method for producing vanillin or an analog thereof according to the above item 10, wherein the organic solvent is at least one selected from ethyl acetate and normal hexane.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明は糸状菌を後述する適切な
培養条件のもとで液体培養することによりバニリン前駆
体などの添加を行うことなくバニリンもしくはその類縁
体を製造するものである。糸状菌により製造されたバニ
リンもしくはその類縁体は培養液中に放出され蓄積され
る。この培養液中に蓄積されたバニリンもしくはその類
縁体は有機溶媒による抽出操作を経て単離出来る。培養
条件には、栄養状態、温度、pH、通気量、撹拌速度およ
び培養時間が含まれる。これらの条件を適切に制御する
ことで効率的にバニリンもしくはその類縁体を製造する
ことができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is to produce vanillin or its analogs by liquid-culturing a filamentous fungus under appropriate culture conditions described below without adding a vanillin precursor or the like. Vanillin or its analogs produced by filamentous fungi are released and accumulated in the culture medium. The vanillin or its analogs accumulated in this culture medium can be isolated through extraction with an organic solvent. The culture conditions include nutritional status, temperature, pH, aeration rate, stirring speed and culture time. By appropriately controlling these conditions, vanillin or its analog can be efficiently produced.
【0017】本発明に使用する糸状菌とは森林などの土
中から分離することが出来る真菌門のうち菌糸体の発育
が旺盛な菌体群である。これら糸状菌のうち担子菌類、
特にリグニン分解能を有する白色腐朽菌を選択した場合
は更に効率よくバニリン類縁体を得ることが可能とな
る。The filamentous fungus to be used in the present invention is a group of fungi that can be isolated from the soil such as forests and have a vigorous growth of mycelium. Basidiomycetes among these filamentous fungi,
In particular, when a white-rot fungus having a lignin degrading ability is selected, it becomes possible to more efficiently obtain a vanillin analog.
【0018】適切な栄養状態とは液体培地に適切な炭素
源、窒素源を添加した状態をいう。これらの栄養源を純
水に添加し溶解する事により適切な栄養状態の液体培地
を調製する。The proper nutritional state means a state in which an appropriate carbon source and nitrogen source are added to the liquid medium. A liquid medium in an appropriate nutritional state is prepared by adding these nutrient sources to pure water and dissolving them.
【0019】炭素源としては各種炭水化物を使用するこ
とが出来る。これらのうちグルコース、フラクトース、
デンプン、および糖蜜を使用した場合は特に糸状菌の発
育が良く、培養日数を短くすることが可能である。Various carbohydrates can be used as the carbon source. Of these, glucose, fructose,
When starch and molasses are used, the growth of filamentous fungi is particularly good and the number of culture days can be shortened.
【0020】窒素源としては有機態窒素および無機態窒
素から選ばれるものを添加することが出来る。有機態窒
素としては各種動植物抽出エキスを使用することが出来
る。これらのうち酵母エキス、ポテト抽出物、ペプト
ン、肉エキス、魚エキス、および大豆ペプチドを使用し
た場合は特に糸状菌の発育が良く、培養日数を短くする
ことが可能である。無機態窒素としては各種アンモニウ
ム塩、硝酸塩を使用することが出来る。これらのうち硝
酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、および硝酸ナトリ
ウムを使用した場合は特に糸状菌の発育が良く、培養日
数を短くすることが可能である。As the nitrogen source, one selected from organic nitrogen and inorganic nitrogen can be added. As the organic nitrogen, various animal and plant extracts can be used. Among these, when yeast extract, potato extract, peptone, meat extract, fish extract, and soybean peptide are used, the growth of filamentous fungi is particularly good and the number of culture days can be shortened. As the inorganic nitrogen, various ammonium salts and nitrates can be used. Among these, when ammonium nitrate, ammonium sulfate, and sodium nitrate are used, the filamentous fungi grow particularly well, and the number of culture days can be shortened.
【0021】培養を行う温度は10から40℃が良い。
特に30から37℃にて培養を行うと糸状菌の発育が良
く、培養日数を短くすることが可能である。The temperature for culturing is preferably 10 to 40 ° C.
In particular, when the culture is carried out at 30 to 37 ° C., the growth of filamentous fungi is good and the number of culture days can be shortened.
【0022】培養液のpH調整は特に必要ないが、培養
液のpHが5から7の範囲にあることが好ましい。The pH of the culture solution is not particularly required to be adjusted, but the pH of the culture solution is preferably in the range of 5 to 7.
【0023】培養を行う日数は他の培養条件にもよるが
2から30日程度が良い。他の培養条件を至適条件とし
た培養では2から15日程度が好ましい。培養の終了は
バニリン類縁体の収率を間接的に測定することにより決
定する。The number of days for culturing depends on other culturing conditions, but is preferably about 2 to 30 days. In the culture in which other culture conditions are optimized, about 2 to 15 days are preferable. The end of the culture is determined by indirectly measuring the yield of the vanillin analog.
【0024】培養用の容器としては三角フラスコ、坂口
フラスコなどのフラスコやジャーファーメンターを使用
する。フラスコを使用する場合は振とう培養にて培養す
る。ジャーファーメンターを使用する場合は必要に応じ
て通気および撹拌を行う。A flask such as an Erlenmeyer flask or a Sakaguchi flask or a jar fermenter is used as a culture container. When using a flask, culture by shaking culture. If using a jar fermenter, vent and agitate as needed.
【0025】糸状菌の培養終了後、培養液を取り出し、
遠心分離または孔径0.45μm以下のメンブレンフィ
ルターなどを使用して糸状菌をろ過除去する。次いで糸
状菌が除去された培養液から、有機溶媒を使用してバニ
リンもしくはその類縁体を抽出する。有機溶媒としては
非水系のものであれば使用可能であるが特に酢酸エチル
およびノルマルヘキサンを使用した場合は抽出不足や不
純物の抽出などが無く効率よくバニリンもしくはその類
縁体を培養液から取り出すことが出来る。After culturing the filamentous fungus, the culture solution is taken out,
The filamentous fungus is removed by filtration using a centrifugal separator or a membrane filter having a pore size of 0.45 μm or less. Then, vanillin or its analog is extracted from the culture broth from which the filamentous fungus has been removed, using an organic solvent. As the organic solvent, any non-aqueous solvent can be used, but particularly when ethyl acetate and normal hexane are used, it is possible to efficiently extract vanillin or its analog from the culture medium without insufficient extraction or extraction of impurities. I can.
【0026】[0026]
【実施例】以下実施例をもって本発明を詳細に説明す
る。
実施例1 担子菌の培養と培養液からのバニリン類縁化
合物の単離
森林の土中から独自に分離した担子菌YL185(18
SrRNA遺伝子塩基配列から帰属を行い、担子菌亜網
アナモルフ菌類と同定)をPDA寒天シャーレ培地(D
−グルコース 20g、ポテト浸出液末 4g、寒天
15g、イオン交換水1L)に一白金耳植菌し、30℃で
5日間培養を行った。続いてシャーレ上に蔓延した菌体
を培地ごと直径12mmに8枚打ち抜き、121℃でオ
ートクレーブ滅菌済みのPMY液体培地(D−グルコー
ス 30g、ペプトン 10g、麦芽エキス 10g、
酵母エキス 4g、イオン交換水 1L)を150ml
添加した坂口フラスコに添加し、30℃×120rpm
の振とう条件で一晩振とうし菌体を均一に分散させた。
同じPMY培地 4Lを添加したジャーファーメンター
(容量5L)に分散した菌体を無菌的に全量植菌した。
ジャーファーメンターでの培養は30℃×120rpm
で2L/minの速度で通気し5日間行った。The present invention will be described in detail with reference to the following examples. Example 1 Cultivation of Basidiomycetes and Isolation of Vanillin-Related Compounds from the Culture Solution Basidiomycetes YL185 (18 independently isolated from the soil of forest
Assigned from the SrRNA gene nucleotide sequence and identified as Basidiomycetes subretinal anamorph fungi) on a PDA agar petri medium (D
-Glucose 20g, potato exudate powder 4g, agar
One platinum loop was inoculated into 15 g of deionized water (1 L) and cultured at 30 ° C. for 5 days. Subsequently, 8 cells having a diameter of 12 mm were punched out together with the culture medium, which had spread on the petri dish, and were autoclaved at 121 ° C. in a PMY liquid medium (D-glucose 30 g, peptone 10 g, malt extract 10 g,
Yeast extract 4g, ion exchanged water 1L) 150ml
Add to the added Sakaguchi flask, 30 ℃ × 120rpm
The cells were shaken overnight under the above shaking conditions to uniformly disperse the bacterial cells.
The whole amount of the bacterial cells dispersed in a jar fermenter (volume 5 L) added with 4 L of the same PMY medium was aseptically inoculated.
Culture in a jar fermenter at 30 ° C x 120 rpm
Was aerated at a rate of 2 L / min for 5 days.
【0027】ジャーファーメンターによる培養が終了後
菌体をろ過により分離し培養液に1.3Lの酢酸エチル
を添加し分液ロートにて抽出を実施した。この抽出操作
を計5回実施し、その後酢酸エチルをエバポレーターに
て除去し担子菌培養液からの酢酸エチル抽出物440m
gを得た。この抽出物をNMRおよびFABMSにて分
析しベンゼン環に水酸基、メトキシ基が結合したバニリ
ン様の部分構造を有する芳香族アルデヒドであることを
確認した。After the culture with the jar fermenter was completed, the cells were separated by filtration, 1.3 L of ethyl acetate was added to the culture solution, and extraction was performed with a separating funnel. This extraction operation was carried out 5 times in total, and then ethyl acetate was removed by an evaporator to obtain 440 m of ethyl acetate extract from the basidiomycete culture solution.
g was obtained. This extract was analyzed by NMR and FABMS, and it was confirmed to be an aromatic aldehyde having a vanillin-like partial structure in which a hydroxyl group and a methoxy group were bonded to the benzene ring.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明の糸状菌培養によるバニリンもし
くはバニリン類縁体の製造方法を使用すれば前駆体の添
加などを行う必要がなくバニリンもしくはバニリン類縁
体を製造することが出来る。また、合成などによる手法
と異なり、食品類への使用も可能となる。EFFECT OF THE INVENTION By using the method for producing vanillin or vanillin analog by culturing filamentous fungus of the present invention, vanillin or vanillin analog can be produced without adding a precursor. Also, unlike the method by synthesis, it can be used for foods.
フロントページの続き (72)発明者 筒井 元武 神奈川県横浜市金沢区大川5丁目1番地 チッソ株式会社横浜研究所内 (72)発明者 佐藤 郁夫 神奈川県横浜市金沢区大川5丁目1番地 チッソ株式会社横浜研究所内 Fターム(参考) 4B064 AC26 CA07 CD09 CE08 DA10Continued front page (72) Inventor Mototake Tsutsui 5-1, Okawa, Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Chisso Corporation Yokohama Research Center (72) Inventor Ikuo Sato 5-1, Okawa, Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Chisso Corporation Yokohama Research Center F term (reference) 4B064 AC26 CA07 CD09 CE08 DA10
Claims (11)
状菌を培養することを特徴とするバニリンもしくはその
類縁体の製造方法。1. A method for producing vanillin or an analog thereof, which comprises culturing a filamentous fungus in a medium containing no vanillin precursor.
リンもしくはその類縁体の製造方法。2. The method for producing vanillin or an analog thereof according to claim 1, wherein the filamentous fungus is a basidiomycete.
菌である請求項1記載のバニリンもしくはその類縁体の
製造方法。3. The method for producing vanillin or an analog thereof according to claim 1, wherein the filamentous fungus is a white-rot fungus having a lignin degrading ability.
トース、デンプン、および糖蜜から選ばれた1種以上を
含有する培地である請求項1記載のバニリンもしくはそ
の類縁体の製造方法。4. The method for producing vanillin or an analog thereof according to claim 1, wherein the medium contains at least one selected from glucose, fructose, starch and molasses as a carbon source.
機態窒素から選ばれた1種以上を含有する培地である請
求項1記載のバニリンもしくはその類縁体の製造方法。5. The method for producing vanillin or an analog thereof according to claim 1, wherein the medium contains at least one selected from organic nitrogen and inorganic nitrogen as a nitrogen source.
物、ペプトン、肉エキス、魚エキス、および大豆ペプチ
ドから選ばれた1種以上である請求項5記載のバニリン
もしくはその類縁体の製造方法。6. The method for producing vanillin or an analog thereof according to claim 5, wherein the organic nitrogen is at least one selected from yeast extract, potato extract, peptone, meat extract, fish extract, and soybean peptide. .
ンモニウム、および硝酸ナトリウムから選ばれた1種以
上である請求項5記載のバニリンもしくはその類縁体の
製造方法。7. The method for producing vanillin or an analog thereof according to claim 5, wherein the inorganic nitrogen is at least one selected from ammonium nitrate, ammonium sulfate, and sodium nitrate.
項1記載のバニリンもしくはその類縁体の製造方法。8. The method for producing vanillin or an analog thereof according to claim 1, wherein the culture temperature is in the range of 10 to 40 ° C.
1記載のバニリンもしくはその類縁体の製造方法。9. The method for producing vanillin or an analog thereof according to claim 1, wherein the culture time is in the range of 2 to 30 days.
てバニリンもしくはその類縁体を抽出する工程を有する
ことを特徴とする請求項1記載のバニリンもしくはその
類縁体の製造方法。10. The method for producing vanillin or an analogue thereof according to claim 1, which comprises a step of extracting vanillin or an analogue thereof from the culture medium after completion of the culture using an organic solvent.
キサンから選ばれた1種以上である請求項10記載のバ
ニリンもしくはその類縁体の製造方法。11. The method for producing vanillin or an analog thereof according to claim 10, wherein the organic solvent is at least one selected from ethyl acetate and normal hexane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002101553A JP2003289894A (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Method for producing vanillin or its analogue |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108265086A (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 中国科学院过程工程研究所 | A kind of method that enzymolysis xylogen liquefaction and its product prepare vanillic aldehyde |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002101553A patent/JP2003289894A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108265086A (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 中国科学院过程工程研究所 | A kind of method that enzymolysis xylogen liquefaction and its product prepare vanillic aldehyde |
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