JP2009207493A - Method for producing biosurfactant using fermentation product of plant as medium - Google Patents

Method for producing biosurfactant using fermentation product of plant as medium Download PDF

Info

Publication number
JP2009207493A
JP2009207493A JP2009026973A JP2009026973A JP2009207493A JP 2009207493 A JP2009207493 A JP 2009207493A JP 2009026973 A JP2009026973 A JP 2009026973A JP 2009026973 A JP2009026973 A JP 2009026973A JP 2009207493 A JP2009207493 A JP 2009207493A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biosurfactant
medium
production
producing
culture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009026973A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Omori
俊郎 大森
Naoki Takeshima
直樹 竹嶋
Kei Hayashi
圭 林
Ikuyuki Maruoka
生行 丸岡
Masao Konishi
正朗 小西
Tokuma Fukuoka
徳馬 福岡
Tomotake Morita
友岳 森田
Tomohiro Imura
知弘 井村
Masaru Kitamoto
大 北本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sanwa Shurui Co Ltd
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sanwa Shurui Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Sanwa Shurui Co Ltd filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2009026973A priority Critical patent/JP2009207493A/en
Publication of JP2009207493A publication Critical patent/JP2009207493A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing a highly functional microbial surface active substance (biosurfactant) by efficiently making use of compositions being byproducts in the processes of producing the liquors, excluding liquors, as unused resource. <P>SOLUTION: The biosurfactant is produced by fermentation at lower cost in a shorter period of time and more efficiently by using a medium containing a composition excluding liquor which is a byproduct in the process of producing the liquor, compared with a process using a conventional production medium, and in addition, the compositions excluding liquors which have been the unused resource of the byproducts in the process of producing the liquor is effectively used. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、酒類の製造工程において得られる植物を発酵させた発酵産物を培地に用いるバイオサーファクタントおよび/またはバイオサーファクタント以外の高機能代謝産物の生産方法に関する。
本発明において、バイオサーファクタントは微生物由来の高機能界面活性物質を意味している。
The present invention relates to a biosurfactant and / or a method for producing a highly functional metabolite other than a biosurfactant using a fermentation product obtained by fermenting a plant obtained in the production process of alcoholic beverages as a medium.
In the present invention, biosurfactant means a highly functional surfactant derived from microorganisms.

一般的に、糖脂質は、脂質に1〜10数個の単糖が結合した物質であることが知られている。また、生体内において細胞間の情報伝達に関与しているため、神経系・免疫系の機能維持にも重要な役割を果たしていること等が明らかにされつつある。その上、この糖脂質は、糖の性質に由来する親水性と脂質の性質に由来する親油性の二つの性質を合わせ持つ両親媒性物質であるため、界面活性物質と呼ばれている。   In general, glycolipids are known to be substances in which 1 to 10 monosaccharides are bound to lipids. In addition, since it is involved in the transmission of information between cells in vivo, it has been revealed that it plays an important role in maintaining the functions of the nervous system and immune system. In addition, this glycolipid is called a surfactant because it is an amphiphile having both hydrophilic properties derived from the properties of sugar and lipophilic properties derived from the properties of lipid.

また、一部の微生物によって効率良く生産されるバイオサーファクタントは、生分解性が高く、また低毒性で環境に優しい新規な生理機能を持つといわれている。そのため、食品工業、化粧品工業、医薬品工業、化学工業、環境分野等にバイオサーファクタントを幅広く適用することは、持続可能社会の実現と高機能製品の提供という、両面を兼ね備えており極めて有意義である。   Biosurfactants that are efficiently produced by some microorganisms are said to have new physiological functions that are highly biodegradable, have low toxicity, and are environmentally friendly. Therefore, the wide application of biosurfactants to the food industry, cosmetics industry, pharmaceutical industry, chemical industry, environmental field, etc. has both the realization of a sustainable society and the provision of highly functional products, and is extremely meaningful.

このバイオサーファクタントは、糖脂質系、アシルペプチド系、リン脂質系、脂肪酸系および高分子化合物系の5つに分類されている。また、特に糖脂質系のバイオサーファクタントについては最もよく研究されており、細菌および酵母によって生産された多くの種類の物質が報告されている。   This biosurfactant is classified into five types: glycolipid type, acyl peptide type, phospholipid type, fatty acid type and polymer compound type. In particular, glycolipid biosurfactants have been studied the most, and many types of substances produced by bacteria and yeast have been reported.

ラムノリピッド(Rhamnolipid;以下、RLと省略する。)は、結核菌の抗生物質としてシュードモナス アエルジノーサ(Pseudomonas aeruginosa)(緑膿菌)の培養液から最初に発見されている(非特許文献1参照)。
また、これまでにシュードモナス(Pseudomonas)属の細菌から4種類の同族体が報告されており、当初は数g/L程度の生産量であったが、現在では100g/L以上の生産を可能にしている(非特許文献2参照)。
Rhamnolipid (hereinafter abbreviated as RL) was first discovered from the culture solution of Pseudomonas aeruginosa ( Pseudomonas aeruginosa ) as an antibiotic of Mycobacterium tuberculosis (see Non-Patent Document 1).
In addition, four kinds of homologues have been reported so far from bacteria of the genus Pseudomonas , and the initial production was about several g / L, but now it is possible to produce over 100 g / L. (See Non-Patent Document 2).

トレハロースリピッド(Trehalose lipid;以下、TLと省略する。)は、コリネバクテリウム(Corynebacterium)等の細胞表層物質として発見された。また、類似の物質が、マイコバクテリウム(Mycobacterium)、ノカルディア(Nocardia)、ロドコッカス(Rodococcus)属細菌からも報告されている(非特許文献3参照)。
一般的に、細胞壁に結合しているために生産量は低いが、ロドコッカス エリスロポリス(Rodococcus erythropolis)を窒素制限下で培養を行うとサクシノイルトレハロースリピッドを32g/L生産することが報告されている(非特許文献4参照)。
Trehalose lipid (hereinafter abbreviated as TL) has been discovered as a cell surface material such as Corynebacterium . Similar substances have also been reported from Mycobacterium , Nocardia and Rodococcus bacteria (see Non-Patent Document 3).
In general, production is low because it is bound to the cell wall, has been reported to 32 g / L produced succinonitrile yl trehalose lipid When Rhodococcus erythropolis the (Rodococcus erythropolis) is cultured under nitrogen limitation (Refer nonpatent literature 4).

ソホロースリピッド(Sophorose lipids;「ソホロリピッド」とも言われる;以下、SLと省略する。)は、P.A.Gorinらによってスターメレラ(キャンディダ)・ボンビコーラ(StarmerellaCandidabombicola)の培養液から発見されている(非特許文献5参照)。
その後、その他の酵母菌、例えば、キャンディダ・ボゴリエンシス(Candida bogoriensis)、キャンディダ・マグノリエ(Candida magnoliae)、キャンディダ・グロペンギッセリ(Candida gropengisseri)、キャンディダ・アピコーラ(Candida apicola)によっても、その培養液中に比較的多量に生産されることが報告されている(非特許文献6参照)。
さらに、現在では、300g/L以上の生産を可能にしている(非特許文献7、8参照)。
Sophorose lipids (also referred to as “sophorose lipids”; hereinafter abbreviated as SL) A. It has been discovered by Gorin et al. In a culture solution of Starmerella ( Candida ) bombicola (see Non-Patent Document 5).
Later, other yeasts such as Candida bogoriensis , Candida magnoliae , Candida gropengisseri , and Candida apicola were also used in the culture. It has been reported that it is produced in a relatively large amount (see Non-Patent Document 6).
Furthermore, production of 300 g / L or more is now possible (see Non-Patent Documents 7 and 8).

セロビオースリピッド(Cellobiose lipid;以下、CLと省略する。)は、ウスチラジン酸(ustilagic acid)、フロキュロシン(flocculosin)とも呼ばれる抗微生物活性の高い糖脂質である。
また、CLはウスチラゴ マイディス(Ustilago maydis)により15g/L(非特許文献9、10および11参照)以上生産されるほか、クリプトコッカス・フミコーラ(Cryptococcus humicola)(非特許文献12参照)、シュードザイマ・フロキュローサ(Pseudozyma flocculosa)(非特許文献13参照)、シュードザイマ・フジフォルメータ(Pseudozyma fusiformata)(非特許文献14参照)などからも生産されることが報告されている。
さらに、Tsukamurella(ツカムレラ)属の酵母により30g/L生産される(非特許文献15参照)オリゴ糖リピッドについても報告例がある。
Cellobiose lipid (hereinafter abbreviated as CL) is a glycolipid with high antimicrobial activity, also called ustilagic acid or flocculosin.
In addition, CL is produced by Ustilago maydis over 15 g / L (see Non-Patent Documents 9, 10 and 11), Cryptococcus humicola (see Non-Patent Document 12), Pseudozyma flocculusa (see Pseudozyma flocculosa) (see non-Patent Document 13), it has been reported to be produced from such Pseudozyma Fuji folder meter (Pseudozyma fusiformata) (see non-Patent Document 14).
Furthermore, there is also a report example of oligosaccharide lipid produced at 30 g / L by yeast of the genus Tsukamurella (see Non-Patent Document 15).

上述した糖脂質系バイオサーファクタントの中のソホロースリピッド(SL)は、比較的安価な原料から高い生産量を得ることができる。そのため、現在商業利用されている代表的なバイオサーファクタントの一種である。
このSLは、ソホロースあるいはヒドロキシル基が一部アセチル化したソホロースと、ヒドロキシ脂肪酸とからなる糖脂質である。ソホロースは、β1→2結合した2分子のブドウ糖からなる糖であり、ヒドロキシ脂肪酸は、構造中にヒドロキシル基を有する脂肪酸である。
また、SLは、ヒドロキシ脂肪酸のカルボキシル基が遊離した酸型と、分子内のソホロースと結合したラクトン型と、に大別される(式1)。一般的に、発酵生産によって得られるSLは、ラクトン型と酸型の混合物として得られ、通常、ラクトン型を50%以上含む。
Sophorose lipid (SL) in the glycolipid biosurfactant described above can obtain a high production amount from a relatively inexpensive raw material. Therefore, it is a kind of typical biosurfactant currently used commercially.
This SL is a glycolipid composed of sophorose or sophorose having a partially acetylated hydroxyl group and a hydroxy fatty acid. Sophorose is a sugar composed of two molecules of glucose linked by β1 → 2, and hydroxy fatty acid is a fatty acid having a hydroxyl group in its structure.
SL is roughly classified into an acid type in which the carboxyl group of hydroxy fatty acid is liberated and a lactone type bonded to sophorose in the molecule (Formula 1). Generally, SL obtained by fermentation production is obtained as a mixture of a lactone type and an acid type, and usually contains 50% or more of a lactone type.

近年、SLは、洗剤、化粧品、食品等幅広い分野で工業利用が進められている。
例えば、ソホロリピッド誘導体の化粧品の湿潤剤(非特許文献16参照)およびゲル化剤(特許文献1参照)としての利用、および小麦製品の品質改良における混合物の形態のソホロリピッドの利用(特許文献2参照)、ソホロリピッドを配合した洗浄剤(特許文献3、4参照)、漂白剤(特許文献5参照)、等の報告がなされている。
In recent years, SL has been industrially used in a wide range of fields such as detergents, cosmetics, and foods.
For example, use of a sophorolipid derivative as a cosmetic wetting agent (see Non-Patent Document 16) and a gelling agent (see Patent Document 1), and use of a sophorolipid in the form of a mixture in improving the quality of wheat products (see Patent Document 2) In addition, there are reports on detergents containing sophorolipid (see Patent Documents 3 and 4), bleaching agents (see Patent Document 5), and the like.

ところで、幅広い用途でSLを用いるためには、生産コストを抑え効率よく発酵生産する必要がある。SLを効率的に生産する方法として、高濃度の糖と油性基質を継続的に与える方法(非特許文献17、特許文献6参照)や植物油あるいは廃食用油に脂肪酸を混合することによりSLの生産量および収率を増大させる方法(特許文献7参照)などが挙げられている。
しかしながら、これらの方法は主に炭素源となる基質の添加に関する解決手段であり、炭素源以外の培地中の副原料に関する有効な解決手段は報告されていない。
By the way, in order to use SL in a wide range of applications, it is necessary to efficiently produce by reducing production cost. As a method for efficiently producing SL, a method for continuously providing a high-concentration sugar and an oily substrate (see Non-Patent Document 17 and Patent Document 6), and production of SL by mixing fatty acids with vegetable oil or waste edible oil Examples include a method for increasing the amount and the yield (see Patent Document 7).
However, these methods are mainly solutions relating to the addition of a substrate serving as a carbon source, and no effective solution relating to an auxiliary material in a medium other than the carbon source has been reported.

また、一般的にSLを生産する際の副原料として、尿素、硝酸塩、アンモニウム塩などの窒素源や、リン酸塩、マグネシウム塩、などを培地に添加する必要がある。さらに、ビタミン等の微量元素やアミノ酸などを供給するために、高価な酵母エキス等も用いられる必要がある(特許文献7参照)。
したがって、SLの産業利用を広く進めるためには、生産に係るコストを抑えなければならず、より安価な副原料が求められている。特に、廃棄物を主原料、副原料に用いるなど、安価な培地から高い収率でSLを生産できる方法が開発できれば極めて有効であると思われる。
Moreover, it is necessary to add nitrogen sources, such as urea, nitrate, and ammonium salt, phosphate, magnesium salt, etc. to a culture medium as an auxiliary material at the time of generally producing SL. Furthermore, in order to supply trace elements such as vitamins and amino acids, an expensive yeast extract or the like needs to be used (see Patent Document 7).
Therefore, in order to promote the industrial use of SL widely, production costs must be reduced, and cheaper auxiliary materials are required. In particular, it would be extremely effective if a method capable of producing SL in a high yield from an inexpensive medium, such as using waste as a main raw material and auxiliary raw material, could be developed.

一例として、日本酒、ビール等のアルコール発酵を行ったもろみをろ過する工程と、ワイン等のもろみを圧搾する工程と、焼酎、ウイスキー、ブランデー等のもろみを蒸留する工程およびもろみを遠心分離する工程と、を経ることにより得られる日本酒、酒粕、ビール、ビール粕、ワイン、ワイン粕、焼酎、焼酎蒸留残渣、ウイスキー、ウイスキー蒸留残渣、ブランデー、ブランデー蒸留残渣等の酒類の製造工程において副生する酒類を除く組成物は、栄養源が豊富に含まれている。
特に、焼酎製造に際して副生する焼酎蒸留残渣には、上記栄養源が豊富に存在し、家畜飼料(特許文献8参照)、堆肥(特許文献9、10参照)への利用のほか、発酵原料としてブタノール生産(特許文献11参照)、乳酸(特許文献12参照)、ジピコリン酸(特許文献13参照)、γ−アミノ酪酸(特許文献14参照)、ナイシン(特許文献15参照)などの発酵代謝産物の生産への利用が報告されている。
しかしながら、酒類の製造工程において得られる酒類を除く組成物には豊富な栄養源が含まれているにもかかわらず、一部は焼却処理等の廃棄処理がなされている。このように、すべてが有効に利用できていないというのが現状であり、有効な利用方法の開発が望まれている。
As an example, a step of filtering mash subjected to alcoholic fermentation such as sake, beer, a step of squeezing mash of wine, etc., a step of distilling mash of shochu, whiskey, brandy, etc. and a step of centrifuging mash , Liquor by-produced in the production process of liquors such as sake, sake lees, beer, beer lees, wine, wine lees, shochu, shochu distillation residue, whiskey, whiskey distillation residue, brandy, brandy distillation residue, etc. The excluding composition is rich in nutrient sources.
In particular, shochu distillation residue produced as a by-product in the production of shochu is rich in the above-mentioned nutrient sources, and is used as a raw material for fermentation in addition to use in livestock feed (see Patent Document 8) and compost (see Patent Documents 9 and 10). Production of fermentation metabolites such as butanol production (see Patent Literature 11), lactic acid (see Patent Literature 12), dipicolinic acid (see Patent Literature 13), γ-aminobutyric acid (see Patent Literature 14), nisin (see Patent Literature 15), etc. Use for production has been reported.
However, although the composition excluding alcoholic beverages obtained in the alcoholic beverage production process contains abundant nutrients, some of them are subjected to disposal such as incineration. Thus, the current situation is that not all of them can be used effectively, and the development of an effective usage method is desired.

植物の発酵残渣の有効利用法の一つとして、しょうゆの生成工程に副生する発酵産物であるしょうゆ油を原料としてマンノシルエリスリトールリピッド(MEL)を生産する方法(特許文献16参照)があるが、本件において原料として使用するのはしょうゆの生成工程に副生する発酵産物のごく一部であるしょうゆ油(あぶら)部分のみであり、副産物全体を有効利用する技術ではない。また、BS生産用の培地という観点から見た場合にも、このしょうゆ油はあくまで、オレイン酸やオレイン酸エチルといった脂肪酸類の代替、すなわちMELを生産する微生物の炭素源として利用されているにすぎず、その他の微生物の増殖に必要な窒素源、ビタミン類、無機塩類といった成分は別途添加をする必要がある。
このように、酒類の生成工程において副生する酒類を除く組成物の実質的に全体を培地として用いてバイオサーファクタントを大量かつ高効率で生産したという報告はない。
As one of the effective utilization methods of the fermentation residue of a plant, there is a method of producing mannosyl erythritol lipid (MEL) using soy sauce oil as a raw material as a by-product in the soy sauce production process (see Patent Document 16). In this case, only the soy sauce oil that is a small part of the fermented product by-produced in the soy sauce production process is used as a raw material, and it is not a technique for effectively using the entire by-product. Also, from the perspective of BS production medium, this soy sauce oil is only used as a substitute for fatty acids such as oleic acid and ethyl oleate, that is, as a carbon source for microorganisms that produce MEL. In addition, other components such as nitrogen sources, vitamins and inorganic salts necessary for the growth of other microorganisms must be added separately.
As described above, there is no report that biosurfactants were produced in large quantities and with high efficiency by using substantially the entire composition excluding liquors by-produced in the alcohol production process as a medium.

特公平7−17668号公報Japanese Patent Publication No. 7-17668 特開昭61−205449号公報JP-A 61-205449 特開2003−13093号公報JP 2003-13093 A 特開2006−83238号公報JP 2006-83238 A 特開2006−274233号公報JP 2006-274233 A 特開平6−62877号公報JP-A-6-62877 特開2002−45195号公報JP 2002-45195 A 特開平10−287485号公報JP-A-10-287485 特許3449757号Japanese Patent No. 3449757 特許2784642号Japanese Patent No. 2784642 特開2005−328801号公報JP 2005-328801 A 特開2000-236891号公報JP 2000-236891 A 特開2004-275075号公報JP 2004-275075 A 特開2004−290114号公報JP 2004-290114 A 特許3672259号Japanese Patent No. 3672259 特開2007-101847号公報JP 2007-101847 A 特願2009−1914号Japanese Patent Application No. 2009-1914

「ジャーナル オブ ザ アメリカン ケミカル ソサイティ(J.J.Am.Chem.Soc.)」,71巻,p4124−4126(1949).“Journal of the American Chemical Society” (JJ Am. Chem. Soc.), 71, p4124-4126 (1949). 「アプライド マイクロバイオロジー アンド バイオテクノロジー(Appl.Microbiol.Biotechnol.)」,51巻,p22−32(1999).“Applied Microbiology and Biotechnology (Appl. Microbiol. Biotechnol.)”, 51, p22-32 (1999). 「バイオサーファクタント アンド バイオテクノロジー(Biosurfactant and Biotechnology)」,(米国),マーシャル デッカー インコーポレーション ニューヨーク(Marcel Dekker, New York)(1987).“Biosurfactant and Biotechnology,” (USA), Marshall Decker, New York (1987). 「ジャーナル オブ バイオテクノロジー(J.Biotechnol.)」,(英国),13巻,p257−266(1990)."Journal of Biotechnology (J. Biotechnol.)" (UK), Vol. 13, p257-266 (1990). 「カナデアン ジャーナル オブ ケミストリー(Can.J.Chem.)」,39巻,p846−855(1961).“Canadian Journal of Chemistry”, Vol. 39, p. 848-855 (1961). 「バイオデグラデーション(Biodegradation)」,1巻,p107−119(1990).“Biodegradation”, Vol. 1, p107-119 (1990). 「アプライド マイクロバイオロジー アンド バイオテクノロジー(Appl.Microbiol.Biotechnol.)」,47巻,p496−501(1997).“Applied Microbiology and Biotechnology (Appl. Microbiol. Biotechnol.)”, Vol. 47, p. 496-501 (1997). 「バイテクノロジー レターズ(Biotechnol.Lett.)」,20巻,p1153−1156(1998).“Biotechnology. Lett.”, Volume 20, p1153-1156 (1998). 「バイオテクノロジー レターズ(Biotechnol.Lett.)」,(オランダ),クルーワー アカデミック パブリッシャー(KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS),8巻,p757−762(1986).“Biotechnol. Lett.”, (Netherlands), Kluwer Academic Publishers, Vol. 8, p757-762 (1986). 「アプライド マイクロバイオロジー アンド バイオテクノロジー(Appl.Microbiol.Biotechnol.)」,(ドイツ),スプリンガー−バーラグ(Springer−Verlag),51巻,p33−39(1999).“Applied Microbiology and Biotechnology” (Appl. Microbiol. Biotechnol.), (Germany), Springer-Verlag, 51, p33-39 (1999). 「モルキュラー バイオロジー(Mol.Microbiol.)」,ブラックウェル(Blackwell Publishing),66巻,p525−533(2007).“Molecular Biology.”, Blackwell Publishing, 66, p525-533 (2007). 「バイオキミカ エト バイオフィジカ アクタ(Biochimica Biophysica Acta)」,(オランダ),エルゼビア(Elsevier),1558巻,p161−170(2002).“Biochimica Biophysica Acta”, (Netherlands), Elsevier, 1558, p161-170 (2002). 「アプライド エンバイアメント アンド マイクロバイオロジー(Appl.Environ.Microbiol.)」,(米国),アメリカ微生物学会(Amercan Society for Microbiolgy),69巻,p2595−2602(2003).“Applied Environment and Microbiology” (Appl. Environ. Microbiol.), (USA), American Society for Microbiology, 69, p2595-2602 (2003). 「フェムス イースト リサーチ(FEMS YEAST Res.)」,(オランダ),エルゼビア(Elsevier),5巻,p919−923(2005)."FEMS Yeast Res." (Netherlands), Elsevier, Vol. 5, p919-923 (2005). 「フェット/リピッド(Fett/Lipid.)」,101巻,p389−394(1999)."Fett / Lipid.", Volume 101, p389-394 (1999). 木村 義晴,「油化学」,36,p748−753(1987).Yoshimura Kimura, “Oil Chemistry”, 36, p748-753 (1987). 「ジャーナル オブ アメリカン オイル ケミストリー(J. Am. Oil. Chem.)」,65巻,p1460−1466(1988).“Journal of American Oil Chemistry (J. Am. Oil. Chem.)”, 65, p. 1460-1466 (1988). 「バイテクノロジー レターズ(Biotechnol.Lett.)」,28巻,p253−260(2006).“Biotechnology Letters.” 28, p253-260 (2006).

そこで、本発明の発明者は鋭意努力し、酒類の製造工程において得られる植物を発酵させた発酵産物をバイオサーファクタント生産の培地として用いることにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、未利用資源である酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物を有効利用し、微生物由来の高機能界面活性物質(バイオサーファクタント)および/またはバイオサーファクタント以外の高機能代謝産物の効率的生産方法の提供を目的とする。
Thus, the inventors of the present invention have made diligent efforts and found that such a problem can be solved by using a fermentation product obtained by fermenting a plant obtained in the alcohol production process as a medium for biosurfactant production. It has been completed.
That is, the present invention effectively uses by-products other than liquor produced in the production process of liquor that is an unused resource, and is a microorganism-derived highly functional surfactant (biosurfactant) and / or a highly functional metabolite other than biosurfactant. The purpose is to provide an efficient production method.

本発明によれば、微生物を用いたバイオサーファクタントの発酵生産法であって、微生物としてバイオサーファクタント生産能を有する微生物を用いること、および微生物を培養する培地として植物をアルコール発酵させることにより得られる発酵産物を用いることを特徴とするバイオサーファクタントおよび/またはバイオサーファクタント以外の高機能代謝産物の生産方法が提供され、上述した問題を解決することができる。   According to the present invention, a method for fermentative production of a biosurfactant using a microorganism, the fermentation obtained by using a microorganism having a biosurfactant-producing ability as a microorganism, and subjecting a plant to alcohol fermentation as a medium for culturing the microorganism. A method for producing a biosurfactant and / or a highly functional metabolite other than a biosurfactant characterized by using a product can be provided to solve the above-described problems.

また、本発明のバイオサーファクタントおよび/またはバイオサーファクタント以外の高機能代謝産物の生産方法を実施するにあたり、前記発酵産物がアルコール発酵を行ったもろみをろ過する工程、当該もろみを圧搾する工程、当該もろみを蒸留する工程および当該もろみを遠心分離する工程からなる群より選ばれた少なくとも一種の工程を経ることにより得られる酒類または該酒類以外の副生物であることが好ましい。   Further, in carrying out the biosurfactant and / or the method for producing a high-functional metabolite other than the biosurfactant of the present invention, a step of filtering the mash from which the fermentation product has been subjected to alcohol fermentation, a step of squeezing the mash, the mash The liquor obtained by going through at least one process selected from the group consisting of the process of distilling the mash and the process of centrifuging the mash, or a by-product other than the liquor is preferred.

また、本発明のバイオサーファクタントおよび/またはバイオサーファクタント以外の高機能代謝産物の生産方法を実施するにあたり、前記植物が、大麦、はと麦、さつまいも(甘藷)、米、黒糖、そば、ぶどうおよびごまからなる群より選ばれる少なくとも一種の植物であることが好ましい。   Further, in carrying out the biosurfactant and / or the method for producing a highly functional metabolite other than the biosurfactant according to the present invention, the plant is barley, hato wheat, sweet potato (sweet potato), rice, brown sugar, buckwheat, grape and sesame. It is preferably at least one plant selected from the group consisting of

また、本発明のバイオサーファクタントおよび/またはバイオサーファクタント以外の高機能代謝産物の生産方法を実施するにあたり、バイオサーファクタントがソホロースリピッドであることが好ましい。   Moreover, in carrying out the method for producing a biosurfactant and / or a highly functional metabolite other than the biosurfactant of the present invention, the biosurfactant is preferably a sophorose lipid.

また、本発明のバイオサーファクタントおよび/またはバイオサーファクタント以外の高機能代謝産物の生産方法を実施するにあたり、バイオサーファクタントがセロビオースリピッドであることが好ましい。   Moreover, in carrying out the method for producing a biosurfactant and / or a highly functional metabolite other than the biosurfactant of the present invention, it is preferable that the biosurfactant is cellobiose lipid.

また、本発明のバイオサーファクタントおよび/またはバイオサーファクタント以外の高機能代謝産物の生産方法を実施するにあたり、バイオサーファクタント生産能を有する微生物が、スターメレラ(キャンディダ)・ボンビコーラ(StarmerellaCandidabombicola)、キャンディダ・ボゴリエンシス(Candida bogoriensis)、キャンディダ・マグノリエ(Candida magnoliae)、キャンディダ・アピコーラ(Candida apicola)、ウスチラゴ・マイディス(Ustilago maydis)、またはウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)に属する微生物であることが好ましい。 In carrying out the method for producing a biosurfactant and / or a high-functional metabolite other than a biosurfactant of the present invention, a microorganism having a biosurfactant-producing ability is selected from Starmerella ( Candida ) bombicola , Candida & Bogorienshisu (Candida bogoriensis), Candida & Magnolie (Candida magnoliae), Candida & Apikora (Candida apicola), Ustilago Maidisu (Ustilago maydis), or in a microorganism belonging Ustilago Esukyurenta (Ustilago esculent a) Is preferred.

また、本発明のバイオサーファクタントおよび/またはバイオサーファクタント以外の高機能代謝産物の生産方法を実施するにあたり、培地に、炭素源としてグルコース、ショ糖、グリセリン、植物油、脂肪酸、脂肪酸メチルエステル、廃糖蜜および廃食用油からなる群より選ばれる少なくとも一つを添加することが好ましい。   Further, in carrying out the biosurfactant of the present invention and / or the method for producing a high-performance metabolite other than biosurfactant, glucose, sucrose, glycerin, vegetable oil, fatty acid, fatty acid methyl ester, molasses as a carbon source in the medium It is preferable to add at least one selected from the group consisting of waste cooking oil.

本発明によれば、炭素源のほか、アルコール発酵を行ったもろみをろ過する工程、当該もろみを圧搾する工程、当該もろみを蒸留する工程および当該もろみを遠心分離する工程からなる群より選ばれた少なくとも一種の工程を経ることにより得られる酒類を製造することを目的として植物を発酵させた発酵産物若しくは該発酵産物より得られる酒類および/または酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物を培地として使用し、より安価にバイオサーファクタントの一種であるSLを生産することができる。すなわち、これまで一般的に副原料として用いられてきた、尿素等の窒素源、リン酸一水素カリウム、硫酸マグネシウム等の無機塩類や、高価な酵母エキスを培地成分に使用することなく、より安価で単純な組成の培地からSLの高効率生産が可能となる。
なかでも、大麦、はと麦、さつまいも(甘藷)、米、黒糖、そば、ぶどう、ごま等の植物を原料として、アルコール発酵を行ったもろみを蒸留する工程を経ることにより得られる酒類および/または該酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物は、より安価にバイオサーファクタントの一種であるSLを生産する培地として適しており、該蒸留残液の濃度を制御した培養液を用意し、炭素原料の組み合わせを適切に設定することで、従来の生産方法よりも短い培養時間でSLを生産することが可能となる。
すなわち、本発明に記載しているように、バイオサーファクタントの一種であるSL生産の培地として未利用の資源である酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物、より好ましくは酒類の製造工程において副生する蒸留残渣を利用することにより培地コストを低減できること、培養時間の短縮によりランニングコストおよび人件費などの固定費を低減できることから、SL生産コストの大幅な低減が可能となる。またそれに伴うSLの幅広い分野への利用拡大が期待される。
また同時に、本発明は、これまで利用方法の限られていた酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物の処理および有効利用に向けた一つの方法を提供するものであり、酒類の製造工程に副生する酒類を除く組成物による量的環境負荷の大幅な低減も期待される。
According to the present invention, in addition to the carbon source, selected from the group consisting of a step of filtering mash subjected to alcoholic fermentation, a step of squeezing the mash, a step of distilling the mash and a step of centrifuging the mash. A fermentation product obtained by fermenting a plant for the purpose of producing an alcoholic beverage obtained through at least one kind of process or an alcoholic byproduct obtained from the fermentation product and / or an alcoholic by-product produced in the alcoholic beverage production process. It is possible to produce SL, which is a kind of biosurfactant, at a lower cost. In other words, it is cheaper without using nitrogen sources such as urea, inorganic salts such as potassium monohydrogen phosphate, magnesium sulfate, and expensive yeast extracts, which have been generally used as auxiliary materials, as medium components. Thus, highly efficient production of SL is possible from a medium having a simple composition.
Among them, alcoholic beverages and / or alcohol obtained through a process of distilling moromi that has been subjected to alcoholic fermentation using plants such as barley, hato wheat, sweet potato (sweet potato), rice, brown sugar, buckwheat, grapes, sesame and the like as raw materials By-products other than liquor produced in the liquor production process are suitable as a medium for producing SL, which is a kind of biosurfactant, at a lower cost, and a culture solution in which the concentration of the distillation residue is controlled is prepared. By appropriately setting the combination, SL can be produced in a shorter culture time than the conventional production method.
That is, as described in the present invention, a by-product other than liquor produced in the production process of liquor, which is an unused resource as a medium for producing SL, which is a kind of biosurfactant, more preferably a secondary product in the production process of liquor. Since the medium cost can be reduced by using the produced distillation residue, and the fixed cost such as running cost and labor cost can be reduced by shortening the culture time, the SL production cost can be greatly reduced. In addition, the use of SL in a wide range of fields is expected.
At the same time, the present invention provides a method for the treatment and effective use of by-products other than liquors produced in the liquor production process, which has been limited in its use so far. A significant reduction in the quantitative environmental impact of the composition excluding by-product liquors is also expected.

実施例3において、培地中のSS分除去大麦製焼酎蒸留残渣濃度に対するSL生産試験の結果を示すグラフである。In Example 3, it is a graph which shows the result of the SL production test with respect to SS concentration removal barley shochu distillation residue density | concentration in a culture medium. 実施例5において、発酵槽を用いて行った培養試験の結果を培養時間に沿って追跡したグラフである。In Example 5, it is the graph which tracked the result of the culture test performed using the fermenter along culture | cultivation time. 実施例6において、発酵槽を用いて行った流加培養試験の結果を培養時間に沿って追跡したグラフである。In Example 6, it is the graph which followed the result of the fed-batch culture test performed using the fermenter along culture | cultivation time. 焼酎蒸留残渣を培地として使用した場合(実施例8)と、焼酎蒸留残渣を培地として使用しない場合の(比較例2)、ウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)MK-1株の流加培養試験の結果を培養時間に沿って追跡したグラフである。When a shochu distillation residue was used as a culture medium (Example 8) and when a shochu distillation residue was not used as a culture medium (Comparative Example 2), a fed-batch culture test of Ustilago esculent a MK-1 strain It is the graph which followed the result along culture time.

以下、適宜図面を参照して、本発明のバイオサーファクタントの生産方法にかかる実施の形態について具体的に説明する。   Hereinafter, an embodiment according to a method for producing a biosurfactant of the present invention will be specifically described with reference to the drawings as appropriate.

[使用微生物]
本発明に係るバイオサーファクタントの一種であるSLの製造方法に使用可能な微生物としては、SLを生産する能力を有するものであれば特に限定されるものではない。SLを生産する微生物の例としては、例えばスターメレラ(キャンディダ)・ボンビコーラ(StarmerellaCandidabombicola)、キャンディダ・ボゴリエンシス(Candida bogoriensis)、キャンディダ・マグノリエ(Candida magnoliae)、またはキャンディダ・アピコーラ(Candida apicola)等に属する微生物が挙げられ、このうち特に、スターメレラ(キャンディダ)・ボンビコーラに属する微生物が好ましい。
これらは保存機関から分譲された菌株、あるいはその継代培養菌株であってもよい。
[Microbe used]
The microorganism that can be used in the method for producing SL, which is a kind of biosurfactant according to the present invention, is not particularly limited as long as it has the ability to produce SL. Examples of microorganisms producing SL, e.g. Sutamerera (Candida) Bonbikora (Starmerella (Candida) bombicola), Candida & Bogorienshisu (Candida bogoriensis), Candida & Magnolie (Candida magnoliae), or Candida-Apikora ( Candida apicola ) and the like, and among these, microorganisms belonging to Starmerella (Candida) and Bonbicola are particularly preferred.
These may be strains handed over from a storage organization, or subcultures thereof.

また、本発明に係るバイオサーファクタントの一種であるCLの製造方法に使用可能な微生物としては、CLを生産する能力を有するものであれば特に限定されるものではない。CLを生産する微生物の例としては、例えばウスチラゴ・マイディス(Ustilago maydis)、ウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)等に属する微生物が挙げられる。
これらは保存機関から分譲された菌株、あるいはその継代培養菌株であってもよい。
上記ウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)に属する微生物としてウスチラゴ・エスキュレンタ MK-1株が好ましい菌株として例示される(特許文献17参照)。
ウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)MK-1株は、日本国内で採取した植物(マコモ)から分離された菌株であり、YM寒天培地、PDB寒天培地および5%麦芽エキス培地上にて25℃で7日間培養後に、波型、半レンズ状、湿性でクリーム色のコロニーを形成する。YM液体培地およびPD液体培地にて、25℃で、3日間培養後に、幅4-5μm程度の菌糸の形成が確認される。YM寒天培地、PDB寒天培地および5%麦芽エキス培地の平板培地上においても、25℃で7日間培養後に、隔壁のある菌糸ならびに偽菌糸の形成が認められる。また、いずれの場合も、明らかな有性生殖器の形成は認められない。
ウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)MK-1株は、リボゾームRNA遺伝子の26SrDNA−D1/D2領域の塩基配列(rDNA配列)を決定し、DNAデータベース(DDBJ)にアクセスし、FASTAプログラム(http://www.ddbj.nig.ac.jp/search/fasta-j.html)を用いて相同性検索を行ったところ、ウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)のrDNA配列と100%一致した。MK-1の生理性状試験の結果も合わせて、本菌株は担子菌門の一種であるウスチラゴ・エスキュレンタに属することがわかり、ウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)MK-1株と命名された。生理性状試験の結果は、表1に示す通りである。本菌株は、平成20年11月17日付で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(IPOD)(茨城県つくば市東1−1−3)に受託番号FERM P-21725として寄託されている。
+ :試験開始後に数日で反応が陽性、 - : 反応が陰性、 S : 試験開始後に2週間から3週間以上にかけて徐々に陽性反応が認められた、 L : 試験開始2週間以降に急速に陽性反応が認められた
Moreover, if it has the capability to produce CL as a microorganism which can be used for the manufacturing method of CL which is 1 type of the biosurfactant which concerns on this invention, it will not specifically limit. Examples of microorganisms that produce CL include microorganisms belonging to, for example, Ustilago maydis , Ustilago esculenta, and the like.
These may be strains handed over from a storage organization, or subcultures thereof.
As a microorganism belonging to the above-mentioned Ustilago esculenta ( Ustilago esculenta ), the strain Ustylago esculenta MK-1 is exemplified as a preferred strain (see Patent Document 17).
Ustilago esculenta strain MK-1 is a strain isolated from a plant collected in Japan (Makomo), and is 25 ° C on YM agar medium, PDB agar medium and 5% malt extract medium. After culturing for 7 days, corrugated, semi-lens, moist and creamy colonies are formed. The formation of mycelia with a width of about 4-5 μm is confirmed after culturing at 25 ° C. for 3 days in YM liquid medium and PD liquid medium. The formation of hyphae with septa and pseudohyphae was also observed after culturing at 25 ° C. for 7 days on the YM agar medium, PDB agar medium and 5% malt extract medium plate medium. In either case, no clear sexual genital formation is observed.
Ustilago esculent a MK-1 strain determines the nucleotide sequence (rDNA sequence) of the 26S rDNA-D1 / D2 region of the ribosomal RNA gene, accesses the DNA database (DDBJ), and accesses the FASTA program (http: / The homology search using /www.ddbj.nig.ac.jp/search/fasta-j.html) was 100% identical to the rDNA sequence of Ustilago esculent a. Together with the results of the physiological property test of MK-1, it was found that this strain belongs to Ustylago esculenta, a kind of Basidiomycota, and it was named as Ustilago esculenta (Kustilago esculenta ) MK-1. The results of the physiological property test are as shown in Table 1. This strain has been deposited on November 17, 2008 at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Microorganism Depositary Center (IPOD) (1-1-3 Higashi 1-1-3, Tsukuba, Ibaraki) under the accession number FERM P-21725 .
+: Positive reaction within several days after the start of the test,-: Negative response, S: Gradual positive reaction was observed from 2 to 3 weeks after the start of the test, L: Rapid positive after 2 weeks of the start of the test Reaction was observed

[培地・培養条件]
本発明において、培地には酒類の製造工程において得られる植物を発酵させた発酵産物を用いるが、BS生産を効率よく行うためには主原料である炭素原料を培地に加えるのがより好ましい。
上記の酒類は、日本酒、ビール等のアルコール発酵を行ったもろみをろ過する工程、ワイン等のもろみを圧搾する工程、焼酎、ウイスキー、ブランデー等のもろみを蒸留する工程およびもろみを遠心分離する工程を経ることにより得られる酒類など特に制限されないが、もろみを蒸留する工程を経ることにより得られる酒類が好ましい。
[Medium and culture conditions]
In the present invention, a fermented product obtained by fermenting a plant obtained in the alcohol production process is used as the medium, but it is more preferable to add a carbon raw material as a main raw material to the medium in order to efficiently perform BS production.
The above-mentioned liquors include a step of filtering mash that has undergone alcoholic fermentation such as sake and beer, a step of squeezing mash of wine, etc., a step of distilling mash of shochu, whiskey, brandy, etc. and a step of centrifuging mash. Alcohol obtained by passing through is not particularly limited, but liquor obtained through a step of distilling mash is preferred.

上記の発酵に供される植物は、大麦、はと麦、さつまいも(甘藷)、米、黒糖、そば、ぶどう、ごまなど特に制限されないが、大麦、はと麦、米等の穀類が好ましい。
また、上記の発酵産物としては、酒類を製造することを目的として植物を発酵させたもろみ等のアルコール発酵産物、該発酵産物より得られる酒類および/または酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物など特に制限されないが、安価で入手が可能という点から酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物が好ましい。
The plant to be subjected to the fermentation is not particularly limited, such as barley, hato barley, sweet potato (sweet potato), rice, brown sugar, buckwheat, grapes, sesame, but cereals such as barley, hato barley, and rice are preferred.
The fermented products mentioned above include alcohol fermented products such as moromi fermented plants for the purpose of producing alcoholic beverages, alcoholic products obtained from the fermented products and / or by-products other than alcoholic beverages produced in the alcoholic beverage production process. Although it does not restrict | limit in particular, By-products other than liquor produced in the manufacturing process of liquor are preferable from the point that it is cheap and can be obtained.

酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物としては、日本酒の製造工程において副生する酒粕、ビールの製造工程において副生するビール粕、ワインの製造工程において副生するワイン粕、焼酎の製造工程において副生する焼酎蒸留残渣、ウイスキーの製造工程において副生するウイスキー蒸留残渣、ブランデーの製造工程において副生するブランデー蒸留残渣など特に制限されないが、焼酎の製造工程において副生する焼酎蒸留残渣が好ましい。
また、上記の酒類の製造工程において得られる植物を発酵させた発酵産物を培地として用いる際には、発酵産物の全体を培地として用いてもよいし、水不溶性の発酵残渣等(SS分)を除去してもよい。
By-products other than liquor produced in the liquor production process include sake lees produced as a by-product in the sake production process, beer lees produced as a by-product in the beer production process, wine lees produced as a by-product in the wine production process, and shochu production processes. Shochu distillation residue produced as a by-product in the process, whiskey distillation residue produced as a by-product in the whiskey production process, brandy distillation residue produced as a by-product in the brandy production process are not particularly limited, but a shochu distillation residue produced as a by-product in the shochu production process is preferred. .
In addition, when using the fermentation product obtained by fermenting the plant obtained in the above-described liquor production process as a medium, the entire fermentation product may be used as a medium, or a water-insoluble fermentation residue or the like (SS content). It may be removed.

また、発酵産物から水不溶性の発酵残渣等(SS分)を除去する方法としては、スクリュープレス、フィルタープレス、薮田式諸味圧搾装置、F型諸味圧搾装置などの圧搾操作、セラミックろ過装置、限外ろ過装置などのろ過操作および/またはデカンター連続式横型遠心分離装置、デコーン式連続遠心装置など特に制限されないが、スクリュープレスおよびセラミックろ過装置の組み合わせにより得られる発酵産物を用いるのが好ましい。
さらに、水不溶性の発酵残渣等(SS分)を除去した発酵産物を合成吸着剤で処理した際の非吸着画分、イオン交換樹脂で処理した際の非吸着画分および/または炭素ろ過処理した際の非吸着画分を用いることもできる。
In addition, methods for removing water-insoluble fermentation residues (SS) from fermentation products include screw presses, filter presses, Iwata-type moromi squeezing equipment, F-type moromi squeezing equipment, ceramic filtration equipment, Although it does not restrict | limit especially filtration operation, such as a filtration apparatus, and / or a decanter continuous horizontal centrifuge, a decone continuous centrifuge, It is preferable to use the fermentation product obtained by the combination of a screw press and a ceramic filtration apparatus.
Furthermore, the non-adsorbed fraction when treated with the synthetic adsorbent, the non-adsorbed fraction when treated with the ion exchange resin and / or the carbon filtration treatment of the fermentation product from which the water-insoluble fermentation residue (SS content) was removed. The non-adsorbed fraction can also be used.

上記炭素原料としては、糖類および油脂類を用いることが好ましい。糖類は当該酵母が資化できるものあれば特に限定されるものではない。例えば、グルコース、ガラクトース、フルクトースなどの単糖類、ショ糖、マルトースなどの二糖類が用いられるが、好ましくはグルコースである。培養初発濃度は20−150g/L、好ましくは50−120g/Lで用いられる。また、用いる油脂類としては、特に限定されるものではないが、植物油を用いるのが好ましい。さらに、脂肪酸またはそのエステル類を用いても良い。   As the carbon raw material, it is preferable to use sugars and fats and oils. The saccharide is not particularly limited as long as the yeast can assimilate. For example, monosaccharides such as glucose, galactose and fructose, and disaccharides such as sucrose and maltose are used, and glucose is preferred. The initial culture concentration is 20-150 g / L, preferably 50-120 g / L. Moreover, as fats and oils to be used, although it does not specifically limit, it is preferable to use vegetable oil. Furthermore, fatty acids or esters thereof may be used.

使用する植物油としては、例えばダイズ油、ナタネ油、コーン油、綿実油、ヒマワリ油、カポック油、ゴマ油、コメ油、落花生油、ベニバナ油、オリーブ油、アマニ油、キリ油、ヒマシ油、パーム油、パーム核油、ヤシ油もしくはこれらの混合物等が挙げられる。
また、使用する脂肪酸および脂肪酸エステルには、炭素鎖が10−24のもの、好ましくは炭素鎖が16−18の脂肪酸または脂肪酸エステルを用いることができる。これらの脂肪酸または脂肪酸エステルは分子内に1−3個の不飽和結合を含んでいてもよい。例えば、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸などの飽和脂肪酸またはそのエステル、あるいはトウハク酸、リンデル酸、ツズ酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、エルカ酸、ソルビン酸、リノール酸、リノエライジン酸、γ―リノレン酸、リノレン酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸またはそのエステルが挙げられる。
Examples of vegetable oils to be used include soybean oil, rapeseed oil, corn oil, cottonseed oil, sunflower oil, kapok oil, sesame oil, rice oil, peanut oil, safflower oil, olive oil, linseed oil, gill oil, castor oil, palm oil, palm Examples thereof include nuclear oil, coconut oil, and mixtures thereof.
In addition, as the fatty acid and fatty acid ester to be used, a fatty acid or fatty acid ester having a carbon chain of 10-24, preferably a carbon chain of 16-18 can be used. These fatty acids or fatty acid esters may contain 1-3 unsaturated bonds in the molecule. For example, saturated fatty acids such as decanoic acid, undecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, nonadecanoic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid or the like, or tofu Acids, Linderic acid, Tuzic acid, Myristoleic acid, Palmitoleic acid, Petrothelic acid, Oleic acid, Elaidic acid, Vaccenoic acid, Erucic acid, Sorbic acid, Linoleic acid, Linoleic acid, Gamma-linolenic acid, Linolenic acid, Arachidone Examples thereof include unsaturated fatty acids such as acids or esters thereof.

培地に添加する上記油脂類の濃度は、20−200g/L、好ましくは50−150g/Lの範囲である。流加培養の様式をとる場合には、培地中濃度が上記の範囲に収まるように培養期間中に連続的もしくは断続的に添加する。
培養形態は液体培地を用いた回分培養あるいは培養系に油脂および/または焼酎蒸留残渣を連続添加する流加培養であり、通気攪拌することが好ましい。培地の初期pHは4.0−6.0に調整することが好ましいが、pH調整は行わなくてもよい。また、培養に適した温度範囲は20−35℃、より好ましくは28−30℃である。
The concentration of the fats and oils added to the medium is in the range of 20-200 g / L, preferably 50-150 g / L. When adopting a fed-batch culture mode, it is added continuously or intermittently during the culture period so that the concentration in the medium falls within the above range.
The culture form is batch culture using a liquid medium or fed-batch culture in which fat and oil and / or shochu distillation residue is continuously added to the culture system, and aeration and agitation are preferred. The initial pH of the medium is preferably adjusted to 4.0-6.0, but the pH need not be adjusted. Moreover, the temperature range suitable for culture is 20-35 ° C, more preferably 28-30 ° C.

[ソホロースリピッドの回収・精製方法]
培養液からのSLの抽出・精製は以下の文献に記載されたAshbyらの方法に準じて以下のように行う。
まず、培養液と等量の酢酸エチルを加えた後、SLおよび疎水性成分を抽出し、酢酸エチル相を分取する。そして、酢酸エチルをエバポレーター等で取り除くことで、SLおよび疎水性成分を含む画分を得る。さらに、得られた画分をヘキサンで洗浄することにより、SL以外の疎水性成分を除去し、残渣を乾燥させることでSL標品を得る。
ヘキサン洗浄液についても、エバポレーター等でヘキサンを除去することにより、SL以外の疎水性成分を回収し重量を測定することによって、培地中に残存する疎水性成分の量を得る。
Ashbyらの方法:非特許文献18参照
[セロビオースリピッドの回収・精製方法]
培養液からのCLの抽出・精製についても、上記SLの操作と同様にして行うことができる。
[Sophorose lipid recovery and purification method]
Extraction and purification of SL from the culture solution is performed as follows according to the method of Ashby et al. Described in the following literature.
First, after adding an amount of ethyl acetate equal to the culture solution, SL and hydrophobic components are extracted, and the ethyl acetate phase is separated. Then, by removing ethyl acetate with an evaporator or the like, a fraction containing SL and a hydrophobic component is obtained. Furthermore, the obtained fraction is washed with hexane to remove hydrophobic components other than SL, and the residue is dried to obtain an SL preparation.
Also for the hexane washing solution, by removing hexane with an evaporator or the like, the amount of the hydrophobic component remaining in the medium is obtained by collecting the hydrophobic component other than SL and measuring the weight.
Ashby et al .: See Non-Patent Document 18.
[Recovery and purification method of cellobiose lipid]
Extraction and purification of CL from the culture can also be performed in the same manner as the above SL operation.

以下に、実施例によって本発明を詳細に説明するが、これらの実施例は、本発明の一実施例を示すものであり、本発明を何ら限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することは可能である。   EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. However, these examples show one example of the present invention and do not limit the present invention in any way, and are arbitrary within the scope of the present invention. It is possible to change to

(酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物の調整方法と成分組成)
〈焼酎の製造工程において副生する蒸留残渣の調整〉
植物原料として大麦を用い、アルコール発酵を行ったもろみを蒸留する工程を経ることにより得られる酒類を除く組成物(いわゆる大麦焼酎蒸留残渣)を用いて、評価試験を行った。原料としては、70%精白した大麦を用いた。麹の製造は大麦を40%(W/W)吸水させ40分間蒸した後、40℃まで放冷した。そして、大麦トンあたり1kgの種麹(白麹菌)を接種させた後、38℃、RH5%で24時間、32℃、RH92%で20時間行った。蒸麦に大麦を40%(W/W)吸水させ40分間蒸した後、40℃まで放冷し、1次仕込みに加えた。1次仕込みでは、前述の方法で製造した大麦麹(大麦として3トン)に水3.6キロリットルおよび酵母として焼酎酵母の培養菌体1kg(湿重量)を加えて1次もろみを得、得られた1次もろみを5日間の発酵(1段目の発酵)に付した。
次いで、2次仕込みでは、上記1段目の発酵を終えた1次もろみに、水11.4キロリットル、前述の方法で製造した蒸麦(大麦として7トン)を加えて11日間の発酵(2段目の発酵)に付した。また、発酵温度は1次仕込み、2次仕込みとも25℃とした。上記2段目の発酵を終えた2次もろみを常法により単式蒸留に付し、大麦製焼酎10キロリットルと大麦製焼酎蒸留残渣15キロリットルを得た。さらに、得られた大麦製焼酎蒸留残渣5キロリットルをスクリュープレスおよびセラミックろ過装置で処理し、SS分を除去した。その結果、得られた4キロリットルのSS分除去大麦製焼酎蒸留残渣を以下の実施例に用いた。
なお、得られたSS分除去大麦製焼酎蒸留残渣の成分組成分析値を表2に記す。
(Adjustment method and component composition of by-products other than liquor produced in the liquor production process)
<Adjustment of distillation residue by-produced in the manufacturing process of shochu>
An evaluation test was performed using a composition (so-called barley shochu distillation residue) excluding alcoholic beverages obtained by passing barley as a plant raw material and subjecting the moromi subjected to alcoholic fermentation to distillation. As a raw material, 70% polished barley was used. For the production of koji, 40% (W / W) of barley was absorbed and steamed for 40 minutes, and then allowed to cool to 40 ° C. Then, after inoculating 1 kg of seed meal (white bacterium) per ton of barley, it was performed at 38 ° C. and RH 5% for 24 hours, and at 32 ° C. and RH 92% for 20 hours. Steamed barley was absorbed with 40% (W / W) of barley, steamed for 40 minutes, allowed to cool to 40 ° C., and added to the primary charge. In the first preparation, 3.6 kiloliters of water and 1 kg (wet weight) of cultured cells of shochu yeast are added to the barley koji (3 tons as barley) produced by the method described above to obtain primary mash. The obtained primary moromi was subjected to fermentation (first stage fermentation) for 5 days.
Next, in the secondary charging, 11.4 kiloliters of water and steamed barley produced by the above-mentioned method (7 tons as barley) are added to the primary mash after the first stage fermentation for 11 days of fermentation ( 2nd stage fermentation). The fermentation temperature was 25 ° C. for both the first charge and the second charge. The secondary mash after the second stage fermentation was subjected to simple distillation by a conventional method to obtain 10 kiloliters of barley shochu and 15 kiloliters of barley shochu distillation residue. Further, 5 kiloliters of the barley shochu distillation residue obtained was treated with a screw press and a ceramic filtration device to remove SS. As a result, the obtained 4 kiloliters of SS-removed barley shochu distillation residue was used in the following examples.
The component composition analysis values of the obtained SS-removed barley shochu distillation residue are shown in Table 2.

(酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物を培地として様々な微生物を増殖させたときのBSの生産性比較試験)
〈供試菌株〉
Starmerella bombicola NBRC10243
Candida bogoriensis NBRC1966
Candida magnoliae NBRC0705
Candida apicola NBRC10261
(Productivity comparison test of BS when various microorganisms are grown using by-products other than liquor in the liquor production process as a medium)
<Test strain>
Starmerella bombicola NBRC10243
Candida bogoriensis NBRC1966
Candida magnoliae NBRC0705
Candida apicola NBRC10261

〈種培養〉
ディープフリーザー(-80℃)で冷凍保存されたスターメレラ(キャンディダ)・ボンビコーラ(StarmerellaCandidabombicola)NBRC10243株、キャンディダ・ボゴリエンシス(Candida bogoriensis)NBRC1966株、キャンディダ・マグノリエ(Candida magnoliae)NBRC0705株およびキャンディダ・アピコーラ(Candida apicola)NBRC10261株を30mLのYM培地(グルコース10 g/L、酵母エキス3 g/L、麦芽エキス3 g/L、ペプトン5 g/L)に0.5 mL播種し、25℃で1日間、振とう培養を行った。
<Seed culture>
Starmerella ( Candida ) bombicola NBRC10243 strain, Candida bogoriensis NBRC1966 strain, Candida magnoliae NBRC0705 strain frozen and stored in a deep freezer (-80 ° C) And 0.5 mL of Candida apicola NBRC10261 strain in a 30 mL YM medium (glucose 10 g / L, yeast extract 3 g / L, malt extract 3 g / L, peptone 5 g / L) And shaking culture at 25 ° C. for 1 day.

〈本培養〉
300mL容量の三角フラスコに、Brix.濃度で2%に調整した段落[0039]に記載のSS分除去大麦製焼酎蒸留残渣を30 mLを加えた。また、50 g/Lのグルコースと50 g/Lの大豆油を加えた培地を調製し、121℃、20分間オートクレーブで滅菌した培地を用意した。さらに、段落[0042]に記載の各々の種培養液1.5 mLを播種し、25℃で7日間、振とう培養を行った。そして、培養終了後の培養液から段落[0036]に記載の回収・精製方法を用いてSL標品を精製し、SL標品の重量を測定することで、培地体積あたりのSL生産量を算出した。
<Main culture>
Into a 300 mL Erlenmeyer flask, Brix. 30 mL of the SS-removed barley shochu distillation residue described in paragraph [0039] adjusted to a concentration of 2% was added. In addition, a medium added with 50 g / L glucose and 50 g / L soybean oil was prepared, and a medium sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 20 minutes was prepared. Furthermore, 1.5 mL of each seed culture solution described in Paragraph [0042] was inoculated, and cultured with shaking at 25 ° C. for 7 days. Then, the SL preparation is purified from the culture solution after completion of the culture using the recovery / purification method described in paragraph [0036], and the SL production per medium volume is calculated by measuring the weight of the SL preparation. did.

表3に示すように、酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物であるSS分除去大麦製焼酎蒸留残渣を培地としたとき、試験に用いた株のすべてでBSの生産が確認された。すなわち、酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物は微生物培養およびBS生産の良好な基質となることが確認された。
また、Stamella bombicola NBRC10243株を用いたときに特に多量のBSが生産されることが確認された。よって、以降の酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物を培地としたBS生産性の評価にはStamella bombicola NBRC10243株を用いることとした。
As shown in Table 3, when the SS-removed barley shochu distillation residue, which is a by-product other than liquor produced in the alcohol production process, was used as the culture medium, production of BS was confirmed in all of the strains used in the test. That is, it was confirmed that by-products other than liquor produced in the liquor production process are good substrates for microbial culture and BS production.
It was also confirmed that a particularly large amount of BS was produced when Stamella bombicola NBRC10243 strain was used. Therefore, the Stamella bombicola NBRC10243 strain was used for evaluation of BS productivity using by-products other than liquors produced in the subsequent liquor production process as a medium.

(酒類の製造工程において生じる酒類以外の副生物を培地として用いたソホロースリピッドの生産1・培地中の焼酎蒸留残渣濃度がSL生産に及ぼす影響) (Production of sophorose lipids using by-products other than liquor produced in the production process of alcoholic beverages as a medium 1) Effect of shochu distillation residue concentration on SL production in the medium)

[種培養]
ディープフリーザー(-80℃)で冷凍保存されたスターメレラ(キャンディダ)・ボンビコーラ(StarmerellaCandidabombicola)NBRC10243株を、30mLのYM培地(グルコース10 g/L、酵母エキス3 g/L、麦芽エキス3 g/L、ペプトン5 g/L)に0.5 mL播種し、28℃で1日間、振とう培養した。
[Seed culture]
Starmerella ( Candida ) bombicola NBRC10243 strain stored frozen in a deep freezer (-80 ° C) in 30 mL of YM medium (glucose 10 g / L, yeast extract 3 g / L, malt extract (3 g / L, peptone 5 g / L) was inoculated with 0.5 mL, and cultured with shaking at 28 ° C. for 1 day.

[本培養]
300mL容量の三角フラスコに、Brix.濃度で0.5〜16%に調整した段落[0039]に記載のSS分除去大麦製焼酎蒸留残渣を30 mLを加えた。さらに、50 g/Lのグルコースと50 g/Lのオリーブ油を加えた培地を調製し、121℃、20分間オートクレーブで滅菌した培地を用意した。段落[0047]に記載の種培養液を1.5 mLを播種し、28℃で3日間、振とう培養を行った。培養終了後の培養液から段落[0036]に記載の回収・精製方法を用いてSL標品を精製し、SL標品の重量を測定することで、培地体積あたりのSL生産量を算出した。また、酢酸エチルで抽出された培養液に含まれる菌体をメタノールおよび水で洗浄した後、105℃で一晩乾燥させた。その後、重量を測定することで菌体量を測定した。
[Main culture]
Into a 300 mL Erlenmeyer flask, Brix. 30 mL of the SS-removed barley shochu distillation residue described in paragraph [0039] adjusted to a concentration of 0.5 to 16% was added. Furthermore, a medium added with 50 g / L glucose and 50 g / L olive oil was prepared, and a medium sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 20 minutes was prepared. 1.5 mL of the seed culture solution described in paragraph [0047] was inoculated and cultured at 28 ° C. for 3 days with shaking. SL preparation was refine | purified from the culture solution after completion | finish of culture | cultivation using the collection | recovery and refinement | purification method as described in paragraph [0036], and the SL production amount per culture medium volume was computed by measuring the weight of SL preparation. In addition, the cells contained in the culture solution extracted with ethyl acetate were washed with methanol and water and then dried at 105 ° C. overnight. Thereafter, the amount of cells was measured by measuring the weight.

図1に示すように、SS分除去大麦製焼酎蒸留残渣のBrix.濃度が1から2%のとき、SLの生産は良好で生産量は約50 g/Lであった。また、SS分除去大麦製焼酎蒸留残渣がBrix.4%以上の濃度範囲では、SL生産量が減少した。このことから、50 g/Lのオリーブ油を炭素源として、三角フラスコを用いた回分培養方式におけるSL生産において、SS分除去大麦製焼酎蒸留残渣の培地濃度はBrix.1から2%が適していること示された。
さらに、Brix.濃度の増加に伴い菌体増殖量は大きく増加しているため、SS分除去大麦製焼酎蒸留残渣は微生物培養の良好な基質となることが確認された。
As shown in FIG. 1, the SS content-removed barley shochu distillation residue of Brix. When the concentration was 1 to 2%, the production of SL was good and the output was about 50 g / L. Also, SS-removed barley shochu distillation residue is Brix. In the concentration range of 4% or more, the SL production decreased. From this, in the SL production in the batch culture method using an Erlenmeyer flask using 50 g / L of olive oil as the carbon source, the medium concentration of the SS-removed barley shochu distillation residue is Brix. 1 to 2% has been shown to be suitable.
Furthermore, Brix. As the cell growth increased greatly with increasing concentration, it was confirmed that SS-removed barley shochu distillation residue was a good substrate for microbial culture.

(焼酎蒸留残渣を培地として用いたソホロースリピッドの生産2・炭素原料の種類がSL生産量に及ぼす影響)
300mL容量の三角フラスコにBrix.濃度2.0%に調整された0018に記載のSS分除去大麦製焼酎蒸留残渣30 mLを加え、50 g/Lのグルコースと50 g/Lの植物油(オリーブ油、ダイズ油、パーム油)を加えた培地を調製し、121℃、20分間オートクレーブで滅菌した培地を用意した。実施例1と同様に調製した種培養液を1.5 mL播種し、実施例1と同様の条件で2.5日間培養し、SLを生産した。
[比較例1]
(Production of Sophorose Lipid Using Shochu Distillation Residue as Medium 2) Effect of Carbon Raw Material Type on SL Production)
In a 300 mL Erlenmeyer flask, Brix. Add 30 mL of the SS-removed barley shochu distillation residue described in 0018 adjusted to a concentration of 2.0%, and add 50 g / L glucose and 50 g / L vegetable oil (olive oil, soybean oil, palm oil) A medium sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 20 minutes was prepared. 1.5 mL of the seed culture solution prepared in the same manner as in Example 1 was inoculated, and cultured for 2.5 days under the same conditions as in Example 1 to produce SL.
[Comparative Example 1]

(従来の培地によるソホロースリピッドの生産)
一方、比較例として、焼酎蒸留残渣を使用せず、無機塩類や酵母エキスを副原料として添加する特許文献6に準じた従来の培地を使用してSL生産を行った。より具体的には、以下の培地組成で培養試験を行った。
(Production of sophorose lipids using conventional media)
On the other hand, as a comparative example, SL production was performed using a conventional medium according to Patent Document 6 in which shochu distillation residue was not used and inorganic salts and yeast extract were added as auxiliary materials. More specifically, a culture test was conducted with the following medium composition.

300 mL容量の三角フラスコに50 g/Lのグルコース、1.0 g/Lの尿素、5.0 g/Lの硫酸マグネシウム、1.0 g/Lの塩化ナトリウム、10 g/Lのリン酸二水素カリウム、2.5 g/Lの酵母エキスを含む培地A30 mLに50 g/Lの植物油(オリーブ油、ダイズ油、パーム油)を加えた培地を調製し、121℃、20分間オートクレーブで滅菌した培地を用意した。実施例3と同様に調製した種培養液を1.5 mL播種し、実施例3と同様の条件で2.5日間培養し、SLを生産した。   In a 300 mL Erlenmeyer flask, 50 g / L glucose, 1.0 g / L urea, 5.0 g / L magnesium sulfate, 1.0 g / L sodium chloride, 10 g / L phosphoric acid Prepare a medium in which 50 g / L vegetable oil (olive oil, soybean oil, palm oil) is added to 30 mL of medium A containing potassium dihydrogen and 2.5 g / L yeast extract, and sterilized by autoclaving at 121 ° C for 20 minutes A prepared medium was prepared. 1.5 mL of the seed culture solution prepared in the same manner as in Example 3 was inoculated, and cultured for 2.5 days under the same conditions as in Example 3 to produce SL.

実施例4および比較例1で生産したSLの生産量を比較した結果をまとめて表4に示す。SS分除去大麦製焼酎蒸留残渣を用いた培地(実施例4)によるSL生産量は、従来の培地(比較例1)によるSL生産量と比べて、使用する油脂にかかわらず、約2倍に増加しており、焼酎蒸留残渣をSL生産培地として使用する有効性が示された。   Table 4 summarizes the results of comparing the production amounts of SL produced in Example 4 and Comparative Example 1. The amount of SL produced by the medium (Example 4) using the SS-removed barley shochu distillation residue is approximately twice that of the SL produced by the conventional medium (Comparative Example 1), regardless of the oil used. Increasingly, the effectiveness of using shochu distillation residue as a SL production medium has been demonstrated.

実施例4および比較例1において、異なる培地で各種植物油を炭素原料として行っ
たSL生産試験の結果である。
In Example 4 and Comparative Example 1, it is the result of the SL production test which performed various vegetable oils as a carbon raw material in a different culture medium.

(発酵槽を用いたソホロースリピッドの生産)
[種培養]
300 mL容量の三角フラスコに調製した30 mLのYM培地3本に、凍結保存したスターメレラ(キャンディダ)・ボンビコーラ(StarmerellaCandidabombicola)NBRC10243株を播種し、28℃で1日間振とう培養して用意した。
[本培養]
5 L発酵槽(丸菱バイオエンジ)にBrix.濃度4%の段落[0039]に記載のSS分除去大麦製焼酎蒸留残渣、100 g/Lのグルコース、50 g/Lのオリーブ油、50 g/Lのオレイン酸含む培地を2 L用意した。グルコース以外の成分は、発酵槽に投入後、オートクレーブ滅菌を行った。また、グルコースはメーラード反応による変質を避けるため、50 %(w/v)の水溶液を用意し、他の成分と別にオートクレーブし、室温まで冷却した後、発酵槽に投入した。通気量は1 vvm(2 L/min)、攪拌速度は600 rpm、培養温度28℃に設定し、上記種培養液を全量播種して行った。さらに、1日おきにサンプリングを行い、SL生産量、疎水性基質量、グルコース量、乾燥菌体重量を測定した。
[グルコースの定量]
培養液を遠心分離し、水溶液相を分取した。分取した水溶液相を市販のグルコース検出キット(グルコーステストワコーC−II、和光純薬工業)を用いて、水溶液相に含まれるグルコース量を測定した。
(Production of sophorose lipid using fermenter)
[Seed culture]
Three 30 mL YM media prepared in a 300 mL Erlenmeyer flask were inoculated with frozen stocks of Starmerella ( Candida ) bombicola NBRC10243 strain and cultured with shaking at 28 ° C for 1 day. Prepared.
[Main culture]
In a 5 L fermentor (Maruhishi Bioengineer), Brix. 2 L of a medium containing SS-removed barley shochu distillation residue described in paragraph [0039] having a concentration of 4%, 100 g / L glucose, 50 g / L olive oil, and 50 g / L oleic acid were prepared. Components other than glucose were sterilized by autoclave after being put into the fermenter. In order to avoid alteration of the glucose due to the Maillard reaction, a 50% (w / v) aqueous solution was prepared, autoclaved separately from the other components, cooled to room temperature, and then charged into the fermenter. The aeration rate was set to 1 vvm (2 L / min), the stirring speed was set to 600 rpm, and the culture temperature was 28 ° C., and the seed culture solution was seeded in whole. Furthermore, sampling was performed every other day, and SL production, hydrophobic group mass, glucose amount, and dry cell weight were measured.
[Quantitative determination of glucose]
The culture solution was centrifuged and the aqueous phase was separated. The amount of glucose contained in the aqueous solution phase was measured using a commercially available glucose detection kit (Glucose Test Wako C-II, Wako Pure Chemical Industries).

図2に示すように、本培養開始2日目で、炭素源であるグルコースおよび油脂を完全に消費し、SL合成が終了した。またその際、SL生産量は80 g/Lに達した。培地の体積あたりのSL生産性を算出すると40 g/L/dayとなり、従来の報告(特許文献6実施例2参照)から算出される15.5 g/L/dayと比べて、短時間で効率的にSLを生産できることが示された。   As shown in FIG. 2, on the second day from the start of the main culture, glucose and fat as carbon sources were completely consumed, and SL synthesis was completed. At that time, the SL production amount reached 80 g / L. When the SL productivity per volume of the medium is calculated, it is 40 g / L / day, which is shorter than the 15.5 g / L / day calculated from the conventional report (see Example 2 of Patent Document 6). It was shown that SL can be produced efficiently.

(流加培養によるSL生産)
[種培養]
実施例5と同様の方法で行った。
[本培養]
実施例5と同様の方法で培養を行い、培養期間中、適時50 g/Lのグルコース、50 g/Lのオリーブ油、50 g/Lのオレイン酸に相当する量の流加培地を添加した。また、適時サンプリングを行い、SL生産量、乾燥菌体重量を上述の方法で測定した。
(SL production by fed-batch culture)
[Seed culture]
The same method as in Example 5 was used.
[Main culture]
Culturing was carried out in the same manner as in Example 5. During the culturing period, an amount of feed medium corresponding to 50 g / L glucose, 50 g / L olive oil, and 50 g / L oleic acid was added in a timely manner. Moreover, sampling was performed in a timely manner, and the SL production amount and the dry cell weight were measured by the above-described methods.

図3に示すように、流加培地を適時添加する(図3中の矢印のタイミングで添加)ことにより、6日間の培養で184 g/LのSLを生産できることが確認された。   As shown in FIG. 3, it was confirmed that 184 g / L of SL could be produced in 6 days of culture by adding a fed-batch medium at an appropriate time (added at the timing indicated by the arrow in FIG. 3).

(セロビオースリピッドの生産)
[種培養]
300mL容量の三角フラスコに調整したポテトデキストロース培地(PDB培地)に、凍結保存したウスチラゴ・マイディス(Ustilago maydis)NBRC6907株を播種し、28℃で2日間振とう培養した。
[本培養]
300mL容量の三角フラスコにBrix.濃度1%に調整された段落[0039]に記載のSS分除去大麦製焼酎蒸留残渣30mLを加え、50g/Lのグルコースを加えた培地を用意した。前述の種培養液を1.5mL播種し、実施例1と同様の条件で4日間培養し、セロビオースリピッド(CL)を生産した。
[CLの定量]
培養液を希塩酸でpH3に調整した後、当量の酢酸エチルを加え、CL成分を抽出し、ロータリーエバポレーターで酢酸エチルを除去し、酢酸エチル抽出画分を得た。酢酸エチル抽出画分を、ヘキサンで洗浄し、残存油脂を取り除いた。さらに、減圧乾燥器でヘキサンを除いた後、残渣にエタノールを加え、アンスロン硫酸法を用いて、酢酸エチル抽出画分中のグルコース当量を測定した。CL濃度はグルコース当量に分子量を乗ずることで、CL濃度を算出した。
(Production of cellobiose lipid)
[Seed culture]
A potato dextrose medium (PDB medium) prepared in a 300 mL Erlenmeyer flask was inoculated with the cryopreserved Ustilago maydis NBRC6907 strain and cultured with shaking at 28 ° C. for 2 days.
[Main culture]
Into a 300 mL Erlenmeyer flask, Brix. 30 mL of the SS-removed barley shochu distillation residue described in paragraph [0039] adjusted to a concentration of 1% was added, and a medium supplemented with 50 g / L of glucose was prepared. 1.5 mL of the above seed culture solution was inoculated and cultured for 4 days under the same conditions as in Example 1 to produce cellobiose lipid (CL).
[Quantification of CL]
After adjusting the culture solution to pH 3 with dilute hydrochloric acid, an equivalent amount of ethyl acetate was added to extract the CL component, and the ethyl acetate was removed with a rotary evaporator to obtain an ethyl acetate extract fraction. The ethyl acetate extract fraction was washed with hexane to remove residual oil. Furthermore, after removing hexane with a vacuum drier, ethanol was added to the residue, and the glucose equivalent in the ethyl acetate extract fraction was measured using the anthrone sulfuric acid method. The CL concentration was calculated by multiplying the glucose equivalent by the molecular weight.

SS分除去大麦製焼酎蒸留残渣を含む培地を用いて、CLを1.4±0.2g/L生産することができた。すなわち、SS分除去大麦製焼酎蒸留残渣を含む培地を用いたBS生産方法は、CLを生産にも適用できることが確認できた。   Using the medium containing the SS-removed barley shochu distillation residue, it was possible to produce 1.4 ± 0.2 g / L of CL. That is, it was confirmed that the BS production method using the medium containing the SS-removed barley shochu distillation residue can also be applied to CL production.

<焼酎蒸留残渣を培地として発酵槽を用いたセロビオースリピットの生産・培地の種類が培地体積当たりのCL生産性に及ぼす影響>
(焼酎蒸留残渣を使用した培地によるセロビオースリピッドの生産)
焼酎製造の際、副生する焼酎蒸留残渣(発酵大麦エキス)を用いたCL発酵生産を実施した。
[種培養]
ディープフリーザー(-80℃)で冷凍保存されたウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)MK-1株を、30 mLのYM培地(グルコース10 g/L、酵母エキス3 g/L、麦芽エキス3 g/L、ペプトン5 g/L)に0.5 mL播種し、28℃で1日間、振蕩培養することにより第一段の種培養液を調製した。300 mL容量の三角フラスコ3本にグルコース濃度を50g/Lにした発酵槽用CL生産用培地30 mlを表5〔発酵槽用CL生産培地組成〕のごとく調製し、121℃、20分間オートクレーブで滅菌した。該発酵槽用CL生産用培地30 mlに前記第一段の種培養液1.5 mLを播種し、2日間培養したものを第二段の種培養液とした。
[本培養]
5Lジャーファーメンターに手持ち屈折計を用いて5%Brix.に濃度を調整した発酵大麦エキス1.5Lを作成し、121℃、20分間オートクレーブで滅菌した。別にオートクレーブ滅菌した50%(w/v)グルコース溶液を400 ml添加し、前記第二段の種培養液をジャーファーメンターに播種し、培養温度25℃、攪拌回転速度500 rpm、通気速度 2 L/min (1 VVM)の条件で培養した。培養65時間で、オートクレーブした50%(w/v)グルコース溶液を400 mL添加した。培養途中でサンプルを抜き出し、培地中CL濃度、菌体濃度、グルコース濃度を測定した。
CL濃度に関しては上述の実施例5、グルコース濃度に関しては上述の実施例7に記載の方法で測定した。
<Production of Cellobiose Lipit Using Fermenter with Shochu Distillation Residue as Medium-Effect of Medium Type on CL Productivity per Medium Volume>
(Production of cellobiose lipids using culture media using shochu distillation residue)
In the production of shochu, CL fermentation production was performed using shochu distillation residue (fermented barley extract) produced as a by-product.
[Seed culture]
Ustilago esculenta MK-1 strain frozen in a deep freezer (−80 ° C.) was added to 30 mL of YM medium (glucose 10 g / L, yeast extract 3 g / L, malt extract 3 g / L, peptone 5 g / L) was inoculated in 0.5 mL, and shake culture was performed at 28 ° C. for 1 day to prepare a first stage seed culture solution. Prepare 30 ml of fermenter CL production medium in 3 300 mL Erlenmeyer flasks with a glucose concentration of 50 g / L as shown in Table 5 [Composition of fermenter CL production medium] and autoclave at 121 ° C. for 20 minutes. Sterilized. 30 ml of the CL production medium for fermenters was seeded with 1.5 mL of the first stage seed culture solution and cultured for 2 days to obtain a second stage seed culture solution.
[Main culture]
Using a hand-held refractometer on a 5 L jar fermenter, 1.5 L of fermented barley extract having a concentration adjusted to 5% Brix was prepared and sterilized at 121 ° C. for 20 minutes in an autoclave. Separately, 400 ml of a 50% (w / v) glucose solution sterilized by autoclaving was added, the seed culture solution of the second stage was seeded on a jar fermenter, the culture temperature was 25 ° C., the stirring rotation speed was 500 rpm, and the aeration speed was 2 L. The cells were cultured under the conditions of / min (1 VVM). After 65 hours of culture, 400 mL of an autoclaved 50% (w / v) glucose solution was added. A sample was extracted during the culture, and the CL concentration, bacterial cell concentration, and glucose concentration in the medium were measured.
The CL concentration was measured by the method described in Example 5 above, and the glucose concentration was measured by the method described in Example 7 above.

図4に示したように、食用として用いうるマコモから分離したウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)MK-1株を用いて、焼酎蒸留残渣を使用した培地で発酵槽を用いてCLを生産した場合、7日間で、36,000mg/LのCLを培地中に蓄積した。7日目における、培地体積当たりのCL生産性は5,100mg/L/dayであった。また、TLC,NMRの結果、MEL等のCL以外のバイオサーファクタントは検出されなかった。これまでの報告では、ウスチラゴ・マイディス(Ustilago maydis)を用いた培養によって7日間で30 g/Lの糖脂質を生産できるという報告例(Appl. Microbiol. Biotechnol., 51, 33-39 (1999))があるが、この場合、得られる糖脂質はMELとCLの混合物であり、その含有比はMEL/CL = 9/1となる。つまり、純粋なCLの生産量は約3 g/Lにしか満たない。また最近、別の属の酵母であるシュードザイマ・フロキュローサ(Pseudozyma flocculosa)を用いた培養によって、これまでの最高値である7日間で15 g/Lのフロキュロシンが生産できると言う報告がある(Appl. Microbiol. Biotechnol., 80, 307-315 (2008))が、本技術では従来技術の2倍以上の生産量で簡便にCLのみを生産することができる。すなわち、発酵大麦エキスを用いた天然培地にて、効率的にCLを生産できることが確認された。さらに培養終了後の発酵液から、酢酸エチル・2-プロパノール混合溶媒(混合比4:1)を用いて、CLを回収したところ、90.1 gのCLを回収することができた。
[比較例2]
As shown in Fig. 4, when CL is produced using a fermentor in a medium using shochu distillation residue using Ustilago esculent a MK-1 strain isolated from Makomo which can be used for food In 7 days, 36,000 mg / L of CL accumulated in the medium. On the seventh day, the CL productivity per medium volume was 5,100 mg / L / day. As a result of TLC and NMR, biosurfactants other than CL such as MEL were not detected. In previous reports, 30 g / L glycolipid can be produced in 7 days by culturing with Ustilago maydis (Appl. Microbiol. Biotechnol., 51, 33-39 (1999) In this case, the resulting glycolipid is a mixture of MEL and CL, and the content ratio is MEL / CL = 9/1. In other words, the production of pure CL is less than about 3 g / L. Recently, it has been reported that 15 g / L of floculosin can be produced in 7 days, the highest value so far, by culturing with yeast of another genus, Pseudozyma flocculosa (Appl. Microbiol. Biotechnol., 80, 307-315 (2008)), this technology can easily produce only CL at a production amount more than twice that of the prior art. That is, it was confirmed that CL can be efficiently produced in a natural medium using fermented barley extract. Further, when CL was recovered from the fermentation broth after completion of the culture using a mixed solvent of ethyl acetate and 2-propanol (mixing ratio 4: 1), 90.1 g of CL could be recovered.
[Comparative Example 2]

(焼酎蒸留残渣を使用しない培地によるセロビオースリピッドの生産)
一方、比較例として、MK-1株を用いて焼酎蒸留残渣を使用しない培地を使用してCL生産を行った。即ち、5Lジャーファーメンターに2L分の発酵槽用CL生産用培地を表5〔発酵槽用CL生産培地組成〕のごとく調製し、121℃、20分間オートクレーブで滅菌した。実施例8に記載の第二段の種培養をジャーファーメンターに播種し、培養温度25℃、攪拌回転速度500 rpm、通気速度 2 L/min (1 VVM)の条件で培養した。培養55時間で、オートクレーブした50%(w/v)グルコース溶液を400 ml添加した。培養途中でサンプルを抜き出し、培地中CL濃度、菌体濃度、グルコース濃度を測定した。CL濃度、グルコース濃度に関しては上述の実施例8と同様に測定した。
(Production of cellobiose lipids using medium without shochu distillation residue)
On the other hand, as a comparative example, CL production was performed using a medium that does not use shochu distillation residue using MK-1 strain. That is, a 2 L portion of the CL production medium for fermenter was prepared in a 5 L jar fermenter as shown in Table 5 [Composition of CL production medium for fermenter], and sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 20 minutes. The second stage seed culture described in Example 8 was seeded on a jar fermenter, and cultured under conditions of a culture temperature of 25 ° C., a stirring rotation speed of 500 rpm, and an aeration speed of 2 L / min (1 VVM). After 55 hours of culture, 400 ml of an autoclaved 50% (w / v) glucose solution was added. A sample was extracted during the culture, and the CL concentration, bacterial cell concentration, and glucose concentration in the medium were measured. The CL concentration and glucose concentration were measured in the same manner as in Example 8 above.

図4に示したように、食用として用いうるマコモから分離したウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)MK-1株を用いて、焼酎蒸留残渣を使用しない培地でCLを生産した場合、5日間で、13,000mg/LのCLを培地中に蓄積した。5日目における、培地体積当たりのCL生産性は2,580mg/L/dayであった。また、TLC、NMRの結果、MEL等のCL以外のバイオサーファクタントは検出されなかった。 As shown in FIG. 4, when CL was produced in a medium not using shochu distillation residue using Ustilago esculent a MK-1 strain isolated from Makomo, which can be used for food, in 5 days, 13,000 mg / L of CL was accumulated in the medium. On the fifth day, the CL productivity per medium volume was 2,580 mg / L / day. As a result of TLC and NMR, biosurfactants other than CL such as MEL were not detected.

実施例8および比較例2の培地体積当たりのCL生産性を比較した結果をまとめて表6に示す。SS分除去大麦製焼酎蒸留残渣を使用した培地(実施例8)による培地体積当たりのCL生産性(5,100mg/L/day)は、焼酎蒸留残渣を使用しない培地(比較例2)による培地体積当たりのCL生産性(2,580mg/L/day)と比べて、約2倍に増加しており、焼酎蒸留残渣をCL生産培地として使用する有効性が示された。   Table 6 summarizes the results of comparison of CL productivity per medium volume in Example 8 and Comparative Example 2. The CL productivity (5,100 mg / L / day) per volume of the culture medium (Example 8) using the SS-removed barley shochu distillation residue was determined based on the culture medium using no shochu distillation residue (Comparative Example 2). Compared with the CL productivity per volume (2,580 mg / L / day), it increased about twice, indicating the effectiveness of using shochu distillation residue as a CL production medium.

酒類の製造工程において得られる酒類を除く組成物の有効な利用方法を提供することができ、当該組成物による量的環境負荷の大幅な低減も期待される。
ソホロースリピッド(SL)生産コストの大幅な低減が可能となるため、SLの幅広い分野への利用拡大が期待される。セロビオースリピッド(CL)についても同様である。
It is possible to provide an effective method of using the composition excluding alcoholic beverages obtained in the production process of alcoholic beverages, and a significant reduction in the quantitative environmental burden due to the composition is also expected.
Since the production cost of sophorose lipid (SL) can be greatly reduced, the use of SL in a wide range of fields is expected. The same applies to cellobiose lipid (CL).

FERM P-21725   FERM P-21725

Claims (7)

バイオサーファクタント生産能を有する微生物を用いること、および当該微生物を培養する培地として植物をアルコール発酵させることにより得られる発酵産物を用いること、を特徴とするバイオサーファクタント(Mannosylerythritol lipid;MELを除く。)の生産方法。   A biosurfactant (except Mannosylerythritol lipid; MEL) characterized by using a microorganism having an ability to produce biosurfactant and using a fermentation product obtained by subjecting a plant to alcohol fermentation as a medium for culturing the microorganism. Production method. 前記発酵産物が、アルコール発酵を介して得られるもろみをろ過する工程、当該もろみを圧搾する工程、当該もろみを蒸留する工程および当該もろみを遠心分離する工程からなる群より選ばれた少なくとも一種の工程を経ることにより得られる酒類または該酒類以外の副生物である請求項1に記載のバイオサーファクタント(Mannosylerythritol lipid;MELを除く。)の生産方法。   At least one step selected from the group consisting of a step of filtering the mash obtained through alcoholic fermentation, a step of pressing the mash, a step of distilling the mash and a step of centrifuging the mash. The method for producing a biosurfactant (Mannosylerythritol lipid; excluding MEL) according to claim 1, wherein the alcohol is a liquor obtained by passing through or a by-product other than the liquor. 前記植物が、大麦、はと麦、さつまいも(甘藷)、米、黒糖、そば、ぶどうおよびごまからなる群より選ばれる少なくとも一種の植物である請求項1または2に記載のバイオサーファクタント(Mannosylerythritol lipid;MELを除く。)の生産方法。   The biosurfactant (Mannosylerythritol lipid) according to claim 1 or 2, wherein the plant is at least one plant selected from the group consisting of barley, wheat, sweet potato (sweet potato), rice, brown sugar, buckwheat, grape and sesame. Production method of excluding MEL. 前記バイオサーファクタントがソホロースリピッドである請求項1、2または3に記載のバイオサーファクタント(Mannosylerythritol lipid;MELを除く。)の生産方法。   The method for producing a biosurfactant (Mannosylerythritol lipid; excluding MEL) according to claim 1, 2 or 3, wherein the biosurfactant is a sophorose lipid. 前記バイオサーファクタントがセロビオースリピッドである請求項1、2または3に記載のバイオサーファクタント(Mannosylerythritol lipid;MELを除く。)の生産方法。   The method for producing a biosurfactant (Mannosylerythritol lipid; excluding MEL) according to claim 1, 2 or 3, wherein the biosurfactant is cellobiose lipid. 前記バイオサーファクタント生産能を有する微生物が、スターメレラ(キャンディダ)・ボンビコーラ(StarmerellaCandidabombicola)、キャンディダ・ボゴリエンシス(Candida bogoriensis)、キャンディダ・マグノリエ(Candida magnoliae)、キャンディダ・アピコーラ(Candida apicola)、ウスチラゴ・マイディス(Ustilago maydis)、またはウスチラゴ・エスキュレンタ(Ustilago esculenta)に属する微生物である請求項1〜5のいずれか一項に記載のバイオサーファクタント(Mannosylerythritol lipid;MELを除く。)の生産方法。 The microorganisms capable of producing biosurfactants are Starmerella ( Candida ) bombicola , Candida bogoriensis , Candida magnoliae , Candida apicola. ), Ustilago maydis , or Ustilago esculenta , the production of the biosurfactant (except Mannosylerythritol lipid; MEL) according to any one of claims 1 to 5. Method. 前記培地の炭素源として、グルコース、ショ糖、グリセリン、植物油、脂肪酸、脂肪酸メチルエステル、廃糖蜜および廃食用油からなる群より選ばれた少なくとも一つを添加することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のバイオサーファクタント(Mannosylerythritol lipid;MELを除く。)の生産方法。   The carbon source of the medium is added with at least one selected from the group consisting of glucose, sucrose, glycerin, vegetable oil, fatty acid, fatty acid methyl ester, molasses and waste edible oil. 7. A method for producing a biosurfactant (Mannosylerythritol lipid; excluding MEL) according to any one of 6 above.
JP2009026973A 2008-02-08 2009-02-09 Method for producing biosurfactant using fermentation product of plant as medium Withdrawn JP2009207493A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009026973A JP2009207493A (en) 2008-02-08 2009-02-09 Method for producing biosurfactant using fermentation product of plant as medium

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008028443 2008-02-08
JP2009026973A JP2009207493A (en) 2008-02-08 2009-02-09 Method for producing biosurfactant using fermentation product of plant as medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009207493A true JP2009207493A (en) 2009-09-17

Family

ID=41181259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009026973A Withdrawn JP2009207493A (en) 2008-02-08 2009-02-09 Method for producing biosurfactant using fermentation product of plant as medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009207493A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013017419A (en) * 2011-07-11 2013-01-31 Picaso Cosmetic Laboratory Ltd Method for producing acid mucopolysaccharide, culture medium for producing acid mucopolysaccharide, and acid mucopolysaccharide
JP2014150774A (en) * 2013-02-12 2014-08-25 Allied Carbon Solutions Co Ltd Method for producing sophorolipid and sophorolipid composition containing sophorolipid obtained by the method
JP2015119698A (en) * 2013-11-21 2015-07-02 花王株式会社 Method for producing acetylated sphingoid
TWI676685B (en) * 2018-06-21 2019-11-11 萬能學校財團法人萬能科技大學 Biosurfactant, preparation method and use thereof
JP2020516448A (en) * 2017-04-09 2020-06-11 ローカス アイピー カンパニー、エルエルシー Materials and methods for maintaining industry, machinery and restaurant equipment

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013017419A (en) * 2011-07-11 2013-01-31 Picaso Cosmetic Laboratory Ltd Method for producing acid mucopolysaccharide, culture medium for producing acid mucopolysaccharide, and acid mucopolysaccharide
JP2014150774A (en) * 2013-02-12 2014-08-25 Allied Carbon Solutions Co Ltd Method for producing sophorolipid and sophorolipid composition containing sophorolipid obtained by the method
JP2015119698A (en) * 2013-11-21 2015-07-02 花王株式会社 Method for producing acetylated sphingoid
US10066249B2 (en) 2013-11-21 2018-09-04 Kao Corporation Method for producing acetylated sphingoid base
JP2020516448A (en) * 2017-04-09 2020-06-11 ローカス アイピー カンパニー、エルエルシー Materials and methods for maintaining industry, machinery and restaurant equipment
JP7261174B2 (en) 2017-04-09 2023-04-19 ローカス アイピー カンパニー、エルエルシー Materials and methods for maintaining industrial, machinery and restaurant equipment
TWI676685B (en) * 2018-06-21 2019-11-11 萬能學校財團法人萬能科技大學 Biosurfactant, preparation method and use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5470857B2 (en) Microorganism having ability to produce sugar-type biosurfactant and method for producing sugar-type biosurfactant using the same
Kamzolova et al. Lipase secretion and citric acid production in Yarrowia lipolytica yeast grown on animal and vegetable fat
WO2017205750A1 (en) Compositions and methods for microbial co-culture
WO2009024294A9 (en) Carboxylic acid producing. member of the pasteurellacea
JP6611221B2 (en) Method for producing sophorolipid
JP2008247845A (en) Method for producing acid-type sophorose lipid
Mardawati et al. Microbial production of xylitol from oil palm empty fruit bunches hydrolysate: The effect of glucose concentration
US10801053B2 (en) Process for producing a rhamnolipid produced by Pseudomonas or Enterobacter using andiroba or murumuru seed waste
JP2009207493A (en) Method for producing biosurfactant using fermentation product of plant as medium
JP5622190B2 (en) Novel microorganism and method for producing sugar-type biosurfactant using the same
US20040229327A1 (en) Method for production of lactic acid
JP5467297B2 (en) Biosurfactant manufacturing method
JP4803434B2 (en) Highly efficient production method of mannosyl erythritol lipid
AU2021269325B2 (en) Fatty acid esters against infections in fermentations
US7341855B2 (en) Plant mangrove-associated fungus Curvularia lunata and a simple and efficient method of obtaining high yield of pure mannitol from the same
JP4735971B2 (en) Mannosyl erythritol lipid production method
JP4978908B2 (en) Method for producing mannosyl erythritol lipid
JP6420536B2 (en) Production method of sophorolipid
JP5565796B2 (en) Novel microorganism and method for producing sugar-type biosurfactant using the same
JP2010022217A (en) Method for producing glucosylceramide
Almalki Production of medically important lactic acid by Lactobacillus Pentosus: A biological conversion method
JP4982885B2 (en) Production method of biosurfactant
CN115948258B (en) Rhodotorula palustris XY11 strain for producing PEFA and application thereof
JP2009148212A (en) Method for fermentatively producing mannitol and microorganism used for performance thereof
US20210079436A1 (en) Method for preparing rhamnolipids

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20120501