JP2010263887A - Process for production of succinic acid - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing succinic acid, using a microorganism, increased in succinic acid production efficiency and decreased in production cost, by using a predetermined sucrose as the raw material saccharide. <P>SOLUTION: The process for producing succinic acid comprises reacting a microorganism capable of producing succinic acid on sucrose, wherein the sucrose contains a predetermined amount of a substance (an impurity X) that can be detected by means of high performance liquid chromatography under predetermined conditions. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、微生物を使用してコハク酸を製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing succinic acid using a microorganism.

コハク酸等のジカルボン酸を微生物を用いて製造する方法として、嫌気性細菌を用いる方法や、コリネ型細菌等を使用する方法が知られている(特許文献1から4を参照)。コリネ菌等の好気性細菌を用いる場合には、好気的条件で増殖させて菌体を取得し、それを静止菌体として用いて有機原料に作用させるという方法がよく使用される。このような方法において、コハク酸等のジカルボン酸の生成量を増加せしめる方法としては、微生物を遺伝子組み換え等により育種されたこれに適したものを用いる方法の他に、ビオチンを添加するとコハク酸の生成量が増加することが開示されている(非特許文献1を参照)。しかし、培地への添加物による方法は生産コストがかかるため好ましい方法とは言えなかった。   As a method for producing a dicarboxylic acid such as succinic acid using a microorganism, a method using an anaerobic bacterium or a method using a coryneform bacterium is known (see Patent Documents 1 to 4). When an aerobic bacterium such as Corynebacterium is used, a method is often used in which cells are grown under aerobic conditions to obtain microbial cells and used as stationary microbial cells to act on organic raw materials. In such a method, as a method for increasing the production amount of dicarboxylic acid such as succinic acid, in addition to a method using a suitable microorganism obtained by breeding a microorganism by genetic recombination, succinic acid can be added by adding biotin. It is disclosed that the generation amount increases (see Non-Patent Document 1). However, the method using the additive to the medium is not a preferable method because of the high production cost.

一方、植物由来の精製ショ糖は、植物体を粉砕して圧搾した糖液を、濃縮、結晶化して粗精製ショ糖とし、さらに該粗精製糖について脱色工程を行うことにより不純物を取り除き、濃縮・晶析することにより製造されている。開示されたコハク酸等製造法で用いられる原料としての糖は、精製ショ糖や上記精製ショ糖の製造工程の途中において得られるショ糖である糖蜜(甘藷糖蜜、甜菜糖蜜、ハイテストモラセス等)を使用することが記載されている(特許文献1〜7、非特許文献2,3を参照)。しかし、粗精製ショ糖や糖蜜等に含まれる不純物の含有量と、製造されるコハク酸量との関係については充分な検討がされていなかった。   On the other hand, refined sucrose derived from plants is concentrated by removing and purifying the sugar solution obtained by crushing and compressing the plant body into a crude purified sucrose, and then performing a decolorization step on the crude purified sugar. -Manufactured by crystallization. Sugar as a raw material used in the disclosed production method of succinic acid is molasses (sweet sugar molasses, sugar beet molasses, high test molasses, etc.) that is sucrose obtained during the production process of the purified sucrose (See Patent Documents 1 to 7, Non-Patent Documents 2 and 3). However, sufficient studies have not been made on the relationship between the content of impurities contained in roughly purified sucrose and molasses and the amount of succinic acid produced.

米国特許第5,143,834号公報US Pat. No. 5,143,834 米国特許第5,504,004号公報US Pat. No. 5,504,004 日本国特開平11−206385号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-206385 日本国特開平11−196888号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-196888 国際公開第2005/026349号International Publication No. 2005/026349 日本国特開2008−237101号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-237101 日本国特開2008−245537号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-245537

農化 第36巻、第2号、p.172〜176(1962)Agricultural Volume 36, No. 2, p. 172-176 (1962) L.Agarwalら、Journal of Applied Microbiology 100(2006) 1348−1354L. Agarwal et al., Journal of Applied Microbiology 100 (2006) 1348-1354. Yu−Peng Liuら、Bioresource Technology 99(2008) 1736−1742Yu-Peng Liu et al., Bioresource Technology 99 (2008) 1736-1742.

本発明の課題は、微生物を使用したコハク酸の製造方法において、原料の糖として所定のショ糖を用いることにより、コハク酸生成効率が向上し、製造コストが低減されたコハク酸の製造方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing succinic acid in which the production efficiency of succinic acid is improved and the production cost is reduced by using predetermined sucrose as a raw material sugar in the method for producing succinic acid using microorganisms. The issue is to provide.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定量の特定の不純物を含有するショ糖を原料として、コリネ型細菌等のコハク酸産生能を有する微生物によりコハク酸を生成させたところ、精製ショ糖を原料として用いるよりコハク酸生成効率が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have determined that succinic acid is produced by a sucrose containing a specific amount of a specific impurity as a raw material by a microorganism having succinic acid-producing ability such as coryneform bacteria. As a result, it was found that the production efficiency of succinic acid was improved as compared with the use of purified sucrose as a raw material, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は以下である。
1.コハク酸産生能を有する微生物をショ糖に作用させるコハク酸の製造方法において、該ショ糖が以下であることを特徴とするコハク酸の製造方法。
ショ糖濃度1重量%に調製した水溶液を以下の測定条件で高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した際の保持時間6.7から6.95分で検出される物質を含有し、該水溶液における該物質の含有量がコハク酸換算値として0.02g/L〜100g/Lであるショ糖。
(測定条件)
分離カラム;ULTRON PS−80H(信和化工製)
溶媒;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
検出波長;210nmUV
注入量;10μL
That is, the present invention is as follows.
1. A method for producing succinic acid, wherein a microorganism having succinic acid-producing ability is allowed to act on sucrose, wherein the sucrose is as follows.
Containing a substance that is detected at a retention time of 6.7 to 6.95 minutes when an aqueous solution prepared at a sucrose concentration of 1% by weight is measured using high performance liquid chromatography under the following measurement conditions; Sucrose whose content of a substance is 0.02 g / L-100 g / L as a succinic acid conversion value.
(Measurement condition)
Separation column; ULTRON PS-80H (manufactured by Shinwa Chemical)
Solvent: 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate: 1.0 mL / min Column temperature: 60 ° C
Detection wavelength: 210 nm UV
Injection volume: 10 μL

2.コハク酸産生能を有する微生物をショ糖に作用させるコハク酸の製造方法において、該ショ糖が以下であることを特徴とするコハク酸の製造方法。
ショ糖濃度1重量%に調製した水溶液を以下の測定条件で高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した際の保持時間6.7から6.95分で検出される物質を含有し、該水溶液における該物質の含有量がコハク酸換算値として0.02g/L〜100g/Lであるショ糖。
(測定条件)
分離カラム;粒径が7〜11μm及び架橋度が7〜9%である基質架橋型スチレンジビニルベンゼン共重合体を基材とし、内径が7.8〜8.2mm及び長さが260〜340mmである分離カラム
溶媒;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
検出波長;210nmUV
注入量;10μL
2. A method for producing succinic acid, wherein a microorganism having succinic acid producing ability is allowed to act on sucrose, wherein the sucrose is as follows.
Containing a substance that is detected at a retention time of 6.7 to 6.95 minutes when an aqueous solution prepared at a sucrose concentration of 1% by weight is measured using high performance liquid chromatography under the following measurement conditions; Sucrose whose content of a substance is 0.02 g / L-100 g / L as a succinic acid conversion value.
(Measurement condition)
Separation column; based on a substrate-crosslinked styrene divinylbenzene copolymer having a particle diameter of 7 to 11 μm and a degree of crosslinking of 7 to 9%, an inner diameter of 7.8 to 8.2 mm and a length of 260 to 340 mm Some separation column Solvent; 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate; 1.0 mL / min Column temperature; 60 ° C
Detection wavelength: 210 nm UV
Injection volume: 10 μL

3.コハク酸産生能を有する微生物をショ糖に作用させるコハク酸の製造方法において、該ショ糖が以下であることを特徴とするコハク酸の製造方法。
ショ糖濃度1重量%に調製した水溶液を以下の測定条件で高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した際のピークにおいて、ピークトップの時間[a]がコハク酸標品のピークトップの時間[b]との比([a]/[b])において0.85から0.91で検出されるピークの物質を含有し、かつ該水溶液における該物質の含有量がコハク酸換算値として0.02g/L〜100g/Lであるショ糖。
(測定条件)
分離カラム;粒径が7〜11μmである基質架橋型スチレンジビニルベンゼン共重合体を基材とする分離カラム
溶媒;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
検出波長;210nmUV
注入量;10μL
3. A method for producing succinic acid, wherein a microorganism having succinic acid producing ability is allowed to act on sucrose, wherein the sucrose is as follows.
At the peak when an aqueous solution prepared with a sucrose concentration of 1% by weight was measured using high performance liquid chromatography under the following measurement conditions, the peak top time [a] is the peak top time [b] of the succinic acid standard. In the ratio ([a] / [b]) to 0.81 to 0.91, and the content of the substance in the aqueous solution is 0.02 g / Sucrose which is L-100g / L.
(Measurement condition)
Separation column; Separation column based on a substrate-crosslinked styrene divinylbenzene copolymer having a particle size of 7 to 11 μm Solvent; 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate: 1.0 mL / min Column Temperature: 60 ° C
Detection wavelength: 210 nm UV
Injection volume: 10 μL

4.前記ショ糖が以下であることを特徴とする前項1〜3のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。
ショ糖濃度10重量%水溶液の350nmにおける吸光度が0.50以上100以下であるショ糖。
5.コハク酸産生能を有する微生物がコリネ型細菌、大腸菌、アナエロビオスピリラム(Anaerobiospirillum)属、アクチノバチルス(Acinobacillus)属、糸状菌および酵母菌からなる群から選択される微生物であることを特徴とする前項1〜4のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。
6.前記ショ糖が、植物から搾取した糖液を濃縮、精製する方法であって、脱色工程を行っていない製造方法により製造されたものであることを特徴とする前項1〜5のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。
4). 4. The method for producing succinic acid according to any one of items 1 to 3, wherein the sucrose is as follows.
Sucrose having an absorbance at 350 nm of an aqueous solution having a sucrose concentration of 10% by weight of 0.50 to 100.
5). The microorganism having the ability to produce succinic acid is a microorganism selected from the group consisting of coryneform bacteria, Escherichia coli, Anaerobiospirillum genus, Actinobacillus genus, filamentous fungi and yeast 5. The method for producing succinic acid according to any one of items 1 to 4.
6). Any one of the preceding items 1 to 5, wherein the sucrose is a method for concentrating and purifying a sugar solution extracted from a plant, which is produced by a production method without performing a decolorization step. A method for producing succinic acid according to 1.

7.前記微生物が、ラクテートデヒドロゲナーゼ活性が非改変型と比べて低減するように遺伝子改変されたもの及びピルビン酸カルボキシラーゼ活性が非改変型と比べて増強するように遺伝子改変されたもの少なくとも一方であることを特徴とする前項1〜6のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。
8.前記コリネ型細菌が、コリネバクテリウム グルタミカム、ブレビバクテリウム フラバムおよびブレビバクテリウム ラクトファーメンタムより選択されるものであることを特徴とする前項5〜7のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。
9.嫌気的雰囲気下でコハク酸産生能を有する微生物をショ糖に作用させてコハク酸を生成させることを特徴とする前項1〜8のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。
7). The microorganism is at least one genetically modified so that lactate dehydrogenase activity is reduced compared to the unmodified form and genetically modified so that pyruvate carboxylase activity is enhanced compared to the unmodified form. 7. The method for producing succinic acid according to any one of items 1 to 6 above.
8). 8. The production of succinic acid according to any one of 5 to 7 above, wherein the coryneform bacterium is selected from Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum, and Brevibacterium lactofermentum. Method.
9. 9. The method for producing succinic acid according to any one of 1 to 8 above, wherein a succinic acid is produced by causing a microorganism having succinic acid producing ability to act on sucrose in an anaerobic atmosphere.

10.コハク酸産生能を有する微生物を予め増殖させる種培養工程と、該種培養工程で得られた微生物を不純物Xを含有するショ糖に作用させてコハク酸を生成させるコハク酸生成工程とを含む、前項1〜9のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。
11.前項1〜10のいずれか1項に記載の方法によりコハク酸を製造する工程、及び該工程で得られたコハク酸を水素化する工程を含む、1,4−ブタンジオール製造方法。
12.前項1〜10のいずれか1項に記載の方法によりコハク酸を製造する工程、及び該工程で得られたコハク酸を原料として重合反応を行う工程を含む、コハク酸含有ポリマーの製造方法。
10. A seed culturing step for proliferating a microorganism having succinic acid-producing ability in advance, and a succinic acid producing step for producing succinic acid by allowing the microorganism obtained in the seed culturing step to act on sucrose containing impurities X. 10. The method for producing succinic acid according to any one of 1 to 9 above.
11. A method for producing 1,4-butanediol, comprising a step of producing succinic acid by the method according to any one of items 1 to 10 and a step of hydrogenating the succinic acid obtained in the step.
12 A method for producing a succinic acid-containing polymer, comprising a step of producing succinic acid by the method according to any one of items 1 to 10 and a step of performing a polymerization reaction using the succinic acid obtained in the step as a raw material.

本発明の方法によれば、コハク酸を低コストで効率よく製造することができる。   According to the method of the present invention, succinic acid can be efficiently produced at low cost.

各種ショ糖を原料として、炭酸水素ナトリウム存在下で微生物を作用させた際の該微生物中のコハク酸蓄積濃度と、粗精製ショ糖10重量%水溶液の350nmの吸光度との関係を示した図である。The figure which showed the relationship between the succinic-acid accumulation density | concentration in the microorganisms when making microorganisms act in the presence of sodium hydrogencarbonate using various sucrose as a raw material, and the 350 nm light absorbency of 10 weight% of refined | purified sucrose aqueous solution. is there. 各種ショ糖を原料として、炭酸マグネシウム存在下で微生物を作用させた際の該微生物中のコハク酸蓄積濃度と、粗精製ショ糖10重量%水溶液の350nmの吸光度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the succinic-acid accumulation density | concentration in this microorganism when the microorganisms were made to act in the presence of magnesium carbonate using various sucrose as a raw material, and the 350 nm light absorbency of a crudely purified sucrose 10 wt% aqueous solution. . 波長210nmのUV検出器を用いて分析を行った場合の試薬特級ショ糖(和光純薬製)及び本きび赤糖(日新製糖製)の高速液体クロマトグラフィーチャートである。It is a high performance liquid chromatography chart of reagent special grade sucrose (made by Wako Pure Chemical Industries) and this millet red sugar (made by Nissin sugar) at the time of analyzing using a UV detector with a wavelength of 210 nm. 波長210nmおよび280nmのUV検出器並びにRI検出器を用いて本きび赤糖(日新製糖製)の分析を行った場合の高速液体クロマトグラフィーチャートである。It is a high performance liquid chromatography chart at the time of analyzing this millet red sugar (product made from Nissin sugar) using UV detector of wavelength 210nm and 280nm, and RI detector. 各種ショ糖を原料として、炭酸水素ナトリウム存在下で微生物を作用させた際の該微生物中のコハク酸蓄積濃度と用いたショ糖に含まれる不純物Xの含有量との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the content of the impurity X contained in the used sucrose, and the succinic acid accumulation density | concentration in this microorganism when making microorganisms act in the presence of sodium hydrogencarbonate using various sucrose as a raw material . 各種ショ糖を原料として、炭酸マグネシウム存在下で微生物を作用させた際の該微生物中のコハク酸蓄積濃度と用いたショ糖に含まれる不純物Xの含有量との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the content of the impurity X contained in the used sucrose, and the succinic acid accumulation density | concentration in this microorganism when making microorganisms act in the presence of magnesium carbonate from various sucrose. 波長210nmのUV検出器を用いて分析を行った場合の試薬特級ショ糖(和光純薬製)及び原料糖(大日本明治製糖株式会社製)のMCI GEL CK08EH カラムによる高速液体クロマトグラフィーチャートである。It is a high-performance liquid chromatography chart using a MCI GEL CK08EH column of reagent-grade sucrose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and raw sugar (manufactured by Dainippon Meiji Sugar Co., Ltd.) when analyzed using a UV detector with a wavelength of 210 nm. .

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明は、コハク酸産生能を有する微生物を特定の不純物を含有するショ糖に作用させることによってコハク酸を生成させ、該生成物を採取することを特徴とするコハク酸の製造方法(以下、これを「本発明の製造方法」または「コハク酸の生成方法」と称することがある)である。ここで、「微生物をショ糖に作用させる」とは、微生物またはその調製物を、反応液中でショ糖に作用させ、コハク酸を生成させることを言う。   The present invention relates to a method for producing succinic acid (hereinafter referred to as succinic acid production method), characterized in that a succinic acid-producing microorganism is allowed to act on sucrose containing specific impurities to produce succinic acid and collect the product (hereinafter referred to as succinic acid). This is sometimes referred to as “the production method of the present invention” or “the production method of succinic acid”). Here, “acting a microorganism on sucrose” means that a microorganism or a preparation thereof is allowed to act on sucrose in a reaction solution to produce succinic acid.

(1)ショ糖
本発明の製造方法において、コハク酸産生能を有する微生物によるコハク酸の生成に用いるショ糖は、以下の(A)〜(C)の少なくとも1の特徴を示すショ糖(以下、「不純物Xを含有するショ糖」と称することがある)である。
(1) Sucrose In the production method of the present invention, sucrose used for production of succinic acid by a microorganism having succinic acid-producing ability is sucrose having at least one of the following characteristics (A) to (C): , Sometimes referred to as “sucrose containing impurities X”).

(A)ショ糖濃度1重量%に調製した水溶液について行う高速液体クロマトグラフィーにより検出される以下の(i)〜(iii)の少なくとも1である物質(以下、「不純物X」と称することがある)を含有し、かつ該水溶液における該物質の含有量がコハク酸換算値として0.02g/L〜100g/Lであるショ糖。
一方、本明細書において「精製ショ糖」とは、不純物Xの検出における測定条件と同様の条件で高速液体クロマトグラフィーを行うことにより求められる不純物Xの含有量がコハク酸換算値として0.02g/Lより少ないショ糖をいう。
(A) A substance (hereinafter, referred to as “impurity X”) that is at least one of the following (i) to (iii) detected by high performance liquid chromatography performed on an aqueous solution prepared to a sucrose concentration of 1% by weight: ) And the content of the substance in the aqueous solution is 0.02 g / L to 100 g / L in terms of succinic acid.
On the other hand, in this specification, “purified sucrose” means that the content of impurity X obtained by performing high performance liquid chromatography under the same measurement conditions as in the detection of impurity X is 0.02 g in terms of succinic acid. / L Less than sucrose.

(i)下記の測定条件iで行った高速液体クロマトグラフィーにおいて、保持時間6.70から6.95分で検出される物質。
(測定条件i)
分離カラム;ULTRON PS−80H(信和化工製)
溶媒;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
検出波長;210nm UV
注入量;10μL
(I) A substance detected at a retention time of 6.70 to 6.95 minutes in high performance liquid chromatography performed under the following measurement conditions i.
(Measurement condition i)
Separation column; ULTRON PS-80H (manufactured by Shinwa Chemical)
Solvent: 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate: 1.0 mL / min Column temperature: 60 ° C
Detection wavelength: 210 nm UV
Injection volume: 10 μL

(ii)下記の測定条件iiで行った高速液体クロマトグラフィーにおいて、保持時間6.70から6.95分で検出される物質。
(測定条件ii)
分離カラム;粒径が7〜11μm及び架橋度が7〜9%である基質架橋型スチレンジビニルベンゼン共重合体を基材とし、内径が7.8〜8.2mm及び長さが260〜340mmである分離カラム
溶媒;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
検出波長;210nmUV
注入量;10μL
(Ii) A substance that is detected at a retention time of 6.70 to 6.95 minutes in high performance liquid chromatography performed under the following measurement conditions ii.
(Measurement conditions ii)
Separation column; based on a substrate-crosslinked styrene divinylbenzene copolymer having a particle size of 7 to 11 μm and a degree of crosslinking of 7 to 9%, an inner diameter of 7.8 to 8.2 mm and a length of 260 to 340 mm Some separation column Solvent; 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate; 1.0 mL / min Column temperature; 60 ° C
Detection wavelength: 210 nm UV
Injection volume: 10 μL

(iii)下記の測定条件iiiで高速液体クロマトグラフィー用いて測定した際のピークにおいて、ピークトップの時間[a]が、コハク酸標品のピークトップの時間[b]との比([a]/[b])において0.85から0.91の範囲で検出される物質。 (Iii) In the peak measured using high performance liquid chromatography under the following measurement conditions iii, the ratio of the peak top time [a] to the peak top time [b] of the succinic acid sample ([a] / [B]) a substance detected in the range of 0.85 to 0.91.

(測定条件iii)
分離カラム;粒径が7〜11μmである基質架橋型スチレンジビニルベンゼン共重合体を基材とする分離カラム
溶媒;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
検出波長;210nmUV
注入量;10μL
(Measurement conditions iii)
Separation column; Separation column based on a substrate-crosslinked styrene divinylbenzene copolymer having a particle size of 7 to 11 μm Solvent; 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate: 1.0 mL / min Column Temperature: 60 ° C
Detection wavelength: 210 nm UV
Injection volume: 10 μL

上記不純物Xの含有量は、不純物Xの検出における測定条件と同一条件で高速液体クロマトグラフィーを行い、UV検出器を用いる波長210nmにおける分析により、コハク酸換算値として求められる。すなわち、コハク酸標品(濃度が既に測定されているコハク酸溶液)について、不純物Xの検出における測定条件と同一条件で高速液体クロマトグラフィーを行い、UV検出器を用いた波長210nmでの分析において、コハク酸標品で検出されるコハク酸のピークエリア値と、不純物Xのピークエリア値との比から、不純物Xの含有量を決定する。用いるコハク酸標品は、例えば10g/Lの濃度のもの等を用いることができる。   The content of the impurity X is determined as a succinic acid equivalent value by performing high performance liquid chromatography under the same measurement conditions as in the detection of the impurity X and analyzing at a wavelength of 210 nm using a UV detector. In other words, succinic acid preparation (succinic acid solution whose concentration has already been measured) is subjected to high performance liquid chromatography under the same conditions as those for the detection of impurity X, and analyzed at a wavelength of 210 nm using a UV detector. The content of the impurity X is determined from the ratio of the peak area value of the succinic acid detected in the succinic acid sample and the peak area value of the impurity X. As the succinic acid sample to be used, for example, one having a concentration of 10 g / L can be used.

前記不純物Xのピークエリアの計算方法としては、特段の制限はないが、当業者が用いうる計算方法を使用することができる。例えば、上記測定条件においては、フルクトースと不純物Xのピーク間にある谷部でピークを垂直分割した点を始点(6.6分近傍)とし、始点から不純物Xピーク終点(7.2分近傍)までを積分し、面積値を求めることによって行うことができる。なお、ベースラインは最初のピークの立ち上がり部(3.8分近傍)から不純物Xピーク終点までの水平線とする。   The calculation method of the peak area of the impurity X is not particularly limited, but a calculation method that can be used by those skilled in the art can be used. For example, in the above measurement conditions, the point obtained by vertically dividing the peak in the valley between the fructose and impurity X peaks is the start point (near 6.6 minutes), and the impurity X peak end point (near 7.2 minutes) from the start point. Can be performed by integrating and calculating the area value. The base line is a horizontal line from the rising edge of the first peak (near 3.8 minutes) to the impurity X peak end point.

前記不純物Xの含有量は、0.02g/L以上であり、0.50g/L以上であることが好ましい。また、100g/L以下であり、50g/L以下であることが好ましく、20g/Lであることがより好ましい。   The content of the impurity X is 0.02 g / L or more, preferably 0.50 g / L or more. Moreover, it is 100 g / L or less, it is preferable that it is 50 g / L or less, and it is more preferable that it is 20 g / L.

前記測定条件i〜iiiにおける分離カラムの内径は、7.8〜8.2mmであることが好ましく、7.9〜8.1mmであることがより好ましい。また、カラムの長さは、260〜340mmであることが好ましく、280〜320mmであることがより好ましい。   The inner diameter of the separation column under the measurement conditions i to iii is preferably 7.8 to 8.2 mm, and more preferably 7.9 to 8.1 mm. Further, the length of the column is preferably 260 to 340 mm, and more preferably 280 to 320 mm.

前記測定条件iiおよびiiiにおける分離カラムに用いる基材の粒径は7〜11μmであり、8〜10μmであることが好ましい。また、測定条件iiおよびiiiおける分離カラムの基材はプロトン型スルホン酸基を有するカチオン交換樹脂の1つである基質架
橋型スチレンジビニルベンゼン共重合体であれば特に限定はないが、架橋度が7〜9であることが好ましい。
The particle size of the substrate used for the separation column in the measurement conditions ii and iii is 7 to 11 μm, and preferably 8 to 10 μm. The substrate of the separation column under the measurement conditions ii and iii is not particularly limited as long as it is a substrate-crosslinked styrene divinylbenzene copolymer that is one of cation exchange resins having protonic sulfonic acid groups. It is preferable that it is 7-9.

前記測定条件iiおよびiiiおける分離カラムとしては、USP(米国薬局方)のカテゴリーL17のカテゴリーに含まれるものも使用しうる。具体的には、例えば、ULTRON PS−80H(信和化工製)およびMCI GEL CK08EH(三菱化学製)
等が挙げられる。
As the separation column under the measurement conditions ii and iii, a column included in the category L17 of USP (United States Pharmacopeia) can be used. Specifically, for example, ULTRON PS-80H (manufactured by Shinwa Kako) and MCI GEL CK08EH (manufactured by Mitsubishi Chemical)
Etc.

本発明者らは、不純物Xを含有するショ糖がコハク酸発酵を亢進すること、コハク酸生成速度と不純物Xの含有量とは一定の相関があることを見出した。不純物Xは、作用機構等の詳細は不明であるが、植物由来の嫌気代謝促進物質の混合物と想定される。微生物を好気的に培養する工程においては、不純物Xを含有するショ糖と精製ショ糖との間に何らの違いも認められなかったことから、不純物Xが嫌気的代謝の活性化に作用する成分である可能性が高いと想定される。   The present inventors have found that sucrose containing the impurity X enhances succinic acid fermentation, and that there is a certain correlation between the succinic acid production rate and the content of the impurity X. Impurity X is assumed to be a mixture of plant-derived anaerobic metabolism promoting substances, although details of the mechanism of action and the like are unknown. In the process of aerobically culturing microorganisms, no difference was observed between sucrose containing impurity X and purified sucrose, so impurity X acts on the activation of anaerobic metabolism. It is assumed that the component is likely to be a component.

微生物は様々な環境変化に適応するために、それぞれの条件で最も効率的な代謝経路を選択することができる。例えば、栄養源の種類によって必要且つ最もエネルギー効率が良い代謝経路を活性化または活用する。コハク酸発酵では、主として好気的雰囲気下で微生物を培養(増殖)させた後に、主として嫌気的雰囲気下においてコハク酸を生成する工程により実施されることが一般的である。   In order to adapt to various environmental changes, microorganisms can select the most efficient metabolic pathway under each condition. For example, the metabolic pathway that is necessary and most energy efficient depending on the type of nutrient source is activated or utilized. In succinic acid fermentation, it is common to carry out a process of producing succinic acid mainly under an anaerobic atmosphere after culturing (growing) the microorganism mainly under an aerobic atmosphere.

しかしながら、嫌気発酵における理想的な代謝ルートは複数考えられ、実際にどのルートが使われるのかまたは有効なのかは明らかになっていない。不純物Xは、コハク酸を最終産物とした場合の嫌気代謝亢進成分であるだけでなく、乳酸、酢酸、アミノ酸およびグリセロール等の副生成物(他の嫌気代謝最終産物)生産の阻害成分であると予測される。これは、混合物ゆえに様々な代謝経路に影響を与えることが重要であり、単品では得られない効果が生じていると予測される。   However, there are several ideal metabolic routes in anaerobic fermentation, and it is not clear which route is actually used or effective. Impurity X is not only a component that promotes anaerobic metabolism when succinic acid is used as the final product, but also an inhibitory component for the production of by-products such as lactic acid, acetic acid, amino acids, and glycerol (other end products of anaerobic metabolism). is expected. It is important to influence various metabolic pathways because of the mixture, and it is predicted that an effect that cannot be obtained by a single product has occurred.

また、コハク酸発酵において促進的に働く微量成分としてビオチンが知られているが、本発明者らは、不純物Xはビオチンでは無い事を確認している。また、本明細書の実施例および比較例では十分量のビオチンを別途培地に添加していることから、該促進効果がビオチンによるものではないことが明らかであり、不純物Xの中には、コハク酸生成の亢進物質及び副生成物生産の阻害物質の少なくとも一方として新規物質が存在する可能性がある。   In addition, biotin is known as a trace component that promotes succinic acid fermentation, but the present inventors have confirmed that impurity X is not biotin. In addition, in the examples and comparative examples of the present specification, a sufficient amount of biotin is separately added to the culture medium. Therefore, it is clear that the promoting effect is not due to biotin. There is a possibility that a novel substance exists as at least one of an acid production enhancing substance and a by-product production inhibiting substance.

(B)植物から搾取した糖液を濃縮、精製する方法において、脱色工程を行っていない製造方法により製造されるショ糖。
一方、本明細書において「精製ショ糖」は、本発明の不純物Xを含有するショ糖をさらに脱色工程を経たショ糖をいう。
(B) Sucrose manufactured by the manufacturing method which has not performed the decoloring process in the method of concentrating and refine | purifying the sugar liquid extracted from the plant.
On the other hand, “purified sucrose” in the present specification refers to sucrose obtained by further decolorizing the sucrose containing the impurity X of the present invention.

本明細書において「植物から搾取した糖液」とは、一般にショ糖原料として用いられるサトウキビ、甜菜およびサトウカエデ等を裁断したものを圧搾又は浸出させて取得した糖液、並びに該糖液を石灰洗浄したものをいう。植物の種類としては、不純物Xを多く含むことから、サトウキビが好ましい。   In this specification, “sugar solution extracted from plants” means a sugar solution obtained by pressing or leaching a sugar cane, sugar beet, sugar maple or the like that is generally used as a raw material for sucrose, and lime washing the sugar solution. What you did. As a kind of plant, since many impurities X are contained, sugarcane is preferable.

また、「脱色工程」とは、具体的には、植物から搾取した糖液、又は該糖液を結晶化したものを洗浄、溶解した後に、酸飽充処理により不純物を析出させ、該不純物を活性炭、フィルターおよび遠心分離等でろ過する工程、さらにはイオン交換樹脂等で脱塩を行う工程等をいう。   In addition, the “decolorization step” specifically means that after washing and dissolving a sugar solution squeezed from a plant or a crystal of the sugar solution, impurities are precipitated by an acid saturation treatment, and the impurities are removed. It refers to a step of filtering with activated carbon, a filter, centrifugation, etc., and a step of desalting with an ion exchange resin or the like.

精製ショ糖以外の不純物の析出方法としては、酸飽充処理以外に、高分子凝集剤添加による方法や、石灰乳による凝集沈殿等も用いられる。これらの脱色工程は、精製ショ糖を製造する方法として既に知られている方法であり、例えば、日本国特開平10−42899号公報に記載の方法等が挙げられる。   As a method for precipitating impurities other than purified sucrose, in addition to the acid saturation treatment, a method by addition of a polymer flocculant, coagulation precipitation by lime milk, or the like is also used. These decolorization steps are already known as methods for producing purified sucrose, and examples thereof include the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-42899.

植物から搾取した糖液を濃縮、精製する方法は、具体的には、特段の制限はないが、サ
トウキビを例とすると、サトウキビからショ糖を搾り出す「圧搾工程」、該圧搾工程から作成された搾り汁から石灰乳による凝集沈殿により不純物を除去する「石灰洗浄工程」、該石灰洗浄の上澄み液を濾過・濃縮する「濾過・濃縮工程」、該濾過・濃縮工程で得られたシラップを真空結晶缶等により結晶化する「結晶(煎糖)工程」、該結晶(煎糖)工程で得られた結晶と糖蜜を遠心分離機等により分離する「分離工程」、該分離工程で得られた結晶と蜜を加えて結晶を洗う「洗糖工程」を経る方法が挙げられる。
The method of concentrating and purifying the sugar solution extracted from the plant is not specifically limited, but, for example, sugar cane, it is created from the “pressing process” for extracting sucrose from sugar cane. The lime washing process removes impurities from the squeezed juice by coagulation sedimentation with lime milk, the filtration and concentration process filters and concentrates the lime washing supernatant, and the syrup obtained in the filtration and concentration process is vacuumed “Crystal (decoction) process” for crystallization with a crystal can, etc., “Separation process” for separating crystals and molasses obtained in the crystal (decoction) process with a centrifuge, etc., obtained in the separation process A method of passing through a “sugar washing step” in which crystals and honey are added to wash the crystals.

本発明の製造方法に使用するショ糖は少なくとも「圧搾工程」を経て製造されるものであり、好ましくはさらに「石灰洗浄工程」および「濾過・濃縮工程」を経て製造されるものである。また、より好ましくはさらに「結晶(煎糖)工程」を経て製造されるものであり、特に好ましくは、さらに「分離工程」を経て製造されるものである。分離工程で得られるショ糖は、結晶化ショ糖(「粗精製ショ糖」と称することがある)と糖蜜に分離される。粗精製ショ糖は保存安定性が良く、運搬等の物流コストが抑えられる点で、さらに好ましい。   The sucrose used in the production method of the present invention is produced through at least a “squeezing step”, preferably through a “lime washing step” and a “filtration / concentration step”. Further, it is more preferably produced through a “crystal (decoction) process”, and particularly preferably produced through a “separation process”. Sucrose obtained in the separation step is separated into crystallized sucrose (sometimes referred to as “crude sucrose”) and molasses. Crude refined sucrose is more preferable in that it has good storage stability and can reduce logistics costs such as transportation.

また、「石灰洗浄工程」における不純物除去の制御、「濾過・濃縮工程」における濾過条件およびショ糖濃度の制御、「結晶(煎糖)工程」における結晶化条件の制御並びに「分離工程」における分離条件の制御の少なくとも1つの制御を行うことで、ショ糖における不純物Xの含有量を所定の範囲内に制御することができる。さらに、植物由来の抗菌性物質等のコハク酸製造阻害物質の低減や植物由来の脂質や無機イオン等の生成されたコハク酸の精製に負荷を与える物質の低減をすることができる。   Also, control of impurity removal in the “lime washing process”, control of filtration conditions and sucrose concentration in the “filtration / concentration process”, control of crystallization conditions in the “crystal (decoction) process” and separation in the “separation process” By performing at least one control of the conditions, the content of the impurity X in sucrose can be controlled within a predetermined range. Furthermore, it is possible to reduce succinic acid production-inhibiting substances such as plant-derived antibacterial substances and substances that impose a load on purification of succinic acid produced from plant-derived lipids and inorganic ions.

「脱色工程」は、主として、該洗糖工程で得られた結晶を温水で溶解した糖液に対して、石灰乳による凝集沈殿及び炭酸飽充処理の少なくとも一方を行う「不純物析出工程」、該不純物を活性炭やフィルター等で除去する「不純物除去工程」、さらにイオン交換樹脂等による「脱塩処理工程」を行うことをいう。「脱色工程」を経ることにより、本発明に係る不純物Xが糖及び不純物X以外の物質とともにほぼ完全に除去されてしまうため、「脱色工程」を経たショ糖はコハク酸生成反応に使用する際に好ましくない傾向にある。   The “decolorization step” mainly includes an “impurity precipitation step” in which at least one of agglomeration and precipitation with lime milk and a carbonic acid saturation treatment is performed on a sugar solution obtained by dissolving the crystals obtained in the sugar washing step with warm water. “Impurity removal step” in which impurities are removed with activated carbon, a filter, etc., and “desalting treatment step” with an ion exchange resin or the like. Since the impurity X according to the present invention is almost completely removed together with the sugar and substances other than the impurity X through the “decolorization step”, the sucrose after the “decolorization step” is used for the succinic acid production reaction. Tend to be unfavorable.

(C)植物から搾取した糖液を濃縮、精製することにより製造されたもので、ショ糖濃度10重量%溶液の350nmにおける吸光度が通常0.50以上、好ましくは3.0以上、さらに好ましくは4.0以上であるショ糖。このショ糖濃度10重量%溶液の350nmにおける吸光度の上限値は通常100であり、50が好ましい。 (C) It is manufactured by concentrating and purifying a sugar solution extracted from a plant, and the absorbance at 350 nm of a 10% by weight sucrose concentration solution is usually 0.50 or more, preferably 3.0 or more, more preferably Sucrose which is 4.0 or more. The upper limit of the absorbance at 350 nm of this 10% sucrose concentration solution is usually 100, preferably 50.

上記(A)〜(C)に記載の不純物Xを含有するショ糖としては、市販のものを用いることができ、具体的には、例えば、原料糖(大日本明治製糖株式会社製)、きび砂糖(日新製糖社製)、粉末黒砂糖(日新製糖社製)、粉末漆黒黒砂糖(日新製糖社製)および本きび赤糖(三井製糖社製)等が挙げられる。   As sucrose containing the impurities X described in the above (A) to (C), commercially available products can be used. Specifically, for example, raw sugar (manufactured by Dainippon Meiji Sugar Co., Ltd.), acne Examples thereof include sugar (manufactured by Nissin Sugar Co., Ltd.), powdered brown sugar (manufactured by Nissin Sugar Co., Ltd.), powder jet black brown sugar (manufactured by Nissin Sugar Co., Ltd.), and main millet red sugar (manufactured by Mitsui Sugar Co., Ltd.).

不純物Xを含有するショ糖としては、上記不純物Xを含有する糖蜜も挙げられる。その中でも、サトウキビ由来の糖蜜が好ましい。不純物Xを含有する糖蜜としては、市販のものを用いることができ、具体的には、例えば、ネオモラセスト((株)EM研究所製)および沖縄黒糖蜜((株)黒糖本舗 垣乃花製)等が挙げられる。   Examples of sucrose containing the impurity X include molasses containing the impurity X. Among them, sugarcane-derived molasses is preferable. As the molasses containing the impurity X, commercially available ones can be used. Specifically, for example, Neomoracesto (manufactured by EM Laboratories Co., Ltd.), Okinawa black molasses (manufactured by Kurose Honpo Kakinohana Co., Ltd.), etc. Is mentioned.

不純物Xを含有するショ糖は、発酵性糖質を含有してもよい。発酵性糖質としては、例えば、ガラクトース、ラクトース、グルコース、フルクトース、グリセロール、サッカロース、デンプンおよびセルロース等の炭水化物;グリセリン、マンニトール、キシリトールおよびリビトール等のポリアルコール類等が挙げられる。   The sucrose containing the impurity X may contain fermentable carbohydrates. Examples of fermentable carbohydrates include carbohydrates such as galactose, lactose, glucose, fructose, glycerol, saccharose, starch and cellulose; polyalcohols such as glycerin, mannitol, xylitol and ribitol.

(2)微生物
本発明の製造方法に用いる微生物は、コハク酸産生能を有する微生物であれば、限定されない。本明細書において「コハク酸産生能」とは、微生物を培養したときに、培地中にコハク酸を蓄積する能力をいう。
(2) Microorganism The microorganism used in the production method of the present invention is not limited as long as it is a microorganism having succinic acid-producing ability. As used herein, “succinic acid producing ability” refers to the ability to accumulate succinic acid in a medium when a microorganism is cultured.

本発明の製造方法において使用する微生物としては、特段の制限はないが、例えば、コリネ型細菌、大腸菌、アナエロビオスピリラム(Anaerobiospirillum)属、アクチノバチルス(Acinobacillus)属、糸状菌および酵母菌が挙げられる(以下、これを「本発明の製造方法で用いられる微生物」と称することがある)。   The microorganism used in the production method of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include coryneform bacteria, Escherichia coli, Anaerobiospirillum genus, Acinobacillus genus, filamentous fungi and yeast. (Hereinafter, this may be referred to as “microorganism used in the production method of the present invention”).

前記微生物の中でも、コリネ型細菌、大腸菌、アナエロビオスピリラム(Anaero
biospirillum)属および酵母菌が好ましく、コリネ型細菌、大腸菌および酵
母菌がより好ましく、コリネ型細菌および酵母菌が特に好ましい。
Among the microorganisms, coryneform bacteria, Escherichia coli, Anaerobiospirillum (Anaero)
biospirillum) and yeast are preferred, coryneform bacteria, E. coli and yeast are more preferred, and coryneform bacteria and yeast are particularly preferred.

コリネ型細菌としては、例えば、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属、アースロバクター(Arthrobacter)属、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属、ミクロバクテリウム(Microbacterium)属およびマイクロコッカス(Micrococcus)属が挙げられる。   Examples of coryneform bacteria include the genus Corynebacterium, the genus Brevibacterium, the genus Arthrobacter, the genus Mycobacterium, the genus Microbacterium and the micrococcus. (Micrococcus) genus.

ブレビバクテリウム属としては、例えば、ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavum)、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(Brevibacterium lactofermentum)およびコリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)等が用いられる。   Examples of the genus Brevibacterium include Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum, Corynebacterium glutamicum, and the like.

なお、ブレビバクテリウム・フラバム、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタムおよびコリネバクテリウム・グルタミカムは互いに非常に近縁で、性質も類似しており、現在の分類学においては、同一の種に分類されることもある。   Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum and Corynebacterium glutamicum are very closely related to each other and have similar properties. In the current taxonomy, they are classified as the same species. Sometimes.

本発明の製造方法で用いられる微生物の親株の特に好ましい具体例としては、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233(FERM BP−1497)、同MJ−233 AB−41(FERM BP−1498)、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831およびブレビバクテリウム・ラクトファーメンタムATCC13869等が挙げられる。   Particularly preferable specific examples of the parent strain of the microorganism used in the production method of the present invention include Brevibacterium flavum MJ-233 (FERM BP-1497), MJ-233 AB-41 (FERM BP-1498), and Corynebacterium. And U. glutamicum ATCC 31831 and Brevibacterium lactofermentum ATCC 13869.

なお、ブレビバクテリウム・フラバムは、現在、コリネバクテリウム・グルタミカムに分類される場合もある(Lielbl,W.,et al.,International Journal of Systematic Bacteriology,1991,vol.41,p255−260)。したがって、本発明においては、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株、及びその変異株MJ−233 AB−41株はそれぞれ、コリネバクテリウム・グルタミカムMJ−233株及びMJ−233 AB−41株と同一の株であるものとする。   Brevibacterium flavum is currently sometimes classified as Corynebacterium glutamicum (Lielbl, W., et al., International Journal of Systemic Bacteriology, 1991, vol. 41, p255-260). Therefore, in the present invention, Brevibacterium flavum MJ-233 strain and its mutant MJ-233 AB-41 strain are the same as Corynebacterium glutamicum MJ-233 strain and MJ-233 AB-41 strain, respectively. Stocks.

ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233は、1975年4月28日に通商産業省工業技術院微生物工業技術研究所(現独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託セン
ター)(〒305−8566 日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に受託
番号FERM P−3068として寄託され、1981年5月1日にブダペスト条約に基づく国際寄託に移管され、FERM BP−1497の受託番号で寄託されている。
Brevibacterium flavum MJ-233 was established on April 28, 1975 at the Institute of Microbiology and Industrial Technology, Ministry of International Trade and Industry (currently National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Deposit Center) (305-8665 Japan) Deposited as deposit number FERM P-3068 in Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, 1-chome, 1-chome, 1st 6th), transferred to an international deposit based on the Budapest Treaty on May 1, 1981, deposited under the deposit number of FERM BP-1497 Has been.

糸状菌としては、例えば、Aspergillus属、Penicillium属、R
izopus属などが挙げられる。Aspergillus属としては、例えば、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス・オリゼー(Aspergillus oryzae)等が挙げられる。Penicillium属としては、例えば、ペニシリウム・クリソゲナム(Penicillium chrysogenum)、ペニシリウム・シンプリシシマム(Penicillium simplicissimum)等が挙げられる。Rizopus属としては、例えば、リゾパス・オリゼー(Rizopus oryzae)等が挙げられる。
Examples of filamentous fungi include Aspergillus genus, Penicillium genus, R
Examples include the genus ipusus. Examples of Aspergillus genus include Aspergillus niger and Aspergillus oryzae. Examples of the genus Penicillium include Penicillium chrysogenum, Penicillium simplicium, and the like. Examples of the Risopus genus include Rhizopus oryzae and the like.

酵母菌としては、例えば、サッカロミセス属(Saccaromyces)、シゾサッカロミセス属(Shizosaccaromyces)、カンジダ属(Candida)、ピキア属(Pichia)、クルイウェロマイセス属(Kluyveromyces)およびチゴサッカロミセス属(Zygosaccharomyces)などが挙げられる。   Examples of the yeast include, for example, Saccharomyces, Shizosaccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces and Kluyveromyces. Is mentioned.

サッカロミセス属(Saccaromyces)としては、例えば、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、サッカロミセス・ウバラム(S.uvarum)、サッカロミセス・バイアヌス(S.bayanus)等が用いられる。   Examples of the genus Saccharomyces include Saccharomyces cerevisiae, S. uvarum, S. bayanus, and the like.

シゾサッカロミセス属(Shizosaccaromyces)としては、例えば、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)等が挙げられる。   Examples of the genus Shizosaccharomyces include Schizosaccharomyces pombe.

カンジダ属(Candida)としては、例えば、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・ソノレンシス(C.sonorensis)およびカンジダ・グラブラタ(C.glabrata)等が挙げられる。   Examples of the genus Candida include Candida albicans, C. sonorensis, C. glabrata, and the like.

ピキア属(Pichia)としては、例えば、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、ピキア・スティピディス(P.stipidis)等が挙げられる。   Examples of the genus Pichia include Pichia pastoris and P. stipidis.

クルイウェロマイセス属(Kluyveromyces)としては、クルイウェロマイセス・ラクティス(Kluyveromyces lactis)、クルイウェロマイセス・マルキシアヌス(K.marxianus)およびクルイウェロマイセス・サーモトレランス(K.thermotolerans)等が挙げられる。   The genus Kluyveromyces includes Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus and K. thermotolerans. Etc.

チゴサッカロミセス属(Zygosaccharomyces)としては、チゴサッカロミセス・バイリイ(Zygosaccharomyces bailli)およびチゴサッカロミセス・ロウキシ(Z.rouxii)等が挙げられる。   Examples of the genus Zygosaccharomyces include Zygosaccharomyces bailii, Zygosaccharomyces bailii and Z. rouxii.

本発明の製造方法には、本発明の製造方法に用いる微生物の野生株だけではなく、UV照射およびNTG処理等の通常の変異処理により得られる変異株、細胞融合および遺伝子組み換え法等の遺伝学的手法により誘導される組み換え体等も用いられる。   The production method of the present invention includes not only wild strains of microorganisms used in the production method of the present invention, but also genetic strains such as mutant strains obtained by normal mutation treatment such as UV irradiation and NTG treatment, cell fusion, and gene recombination methods. The recombinant etc. which are induced | guided | derived by the method are also used.

上記の組み換え体としては、コハク酸について生合成酵素遺伝子の発現強化や分解酵素遺伝子の発現低下等、公知の方法によって得られたものが用いられる。具体的には、例えば、コハク酸の製造方法においては、ピルビン酸カルボキシラーゼ、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼおよびホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼから選ばれる補充経路酵素の活性が非改変型に対して増強又は付与するように遺伝子組換えされたもの等が挙げられる。また、ピルビン酸由来副生物生成酵素、即ち、該ピルビン酸由来副生物が乳酸である微生物においては、ラクテートデヒドロゲナーゼの活性が、それぞれ非改
変型と比べて低減するように遺伝子改変されたもの等が挙げられる。さらに、該ピルビン酸由来副生物がエタノールである微生物においては、ピルビン酸脱炭酸酵素又はアルコール脱水素酵素の活性が、それぞれ非改変型と比べて低減するように遺伝子改変されたもの等が挙げられる。
As said recombinant, what was obtained by well-known methods, such as the expression enhancement of a biosynthetic enzyme gene and the expression fall of a degradation enzyme gene, is used about succinic acid. Specifically, for example, in the method for producing succinic acid, the activity of a supplemental pathway enzyme selected from pyruvate carboxylase, phosphoenolpyruvate carboxylase and phosphoenolpyruvate carboxykinase is enhanced or imparted to the unmodified form. And the like that have been genetically modified. In addition, pyruvate-derived by-product-producing enzymes, that is, microorganisms in which the pyruvate-derived by-product is lactic acid, are those that have been genetically modified so that the activity of lactate dehydrogenase is reduced compared to the unmodified type, respectively. Can be mentioned. Furthermore, in microorganisms in which the pyruvate-derived by-product is ethanol, those that have been genetically modified so that the activity of pyruvate decarboxylase or alcohol dehydrogenase is reduced compared to the unmodified type, respectively. .

ピルビン酸カルボキシラーゼ(以下、「PC」または「pc」とも呼ぶ)活性が非改変型と比べて増強するように遺伝子改変された微生物、例えば、日本国特開平11−196888号公報に記載の方法と同様にして、pc遺伝子をプラスミドにより宿主微生物中で高発現させることにより構築することができる。また、相同組換えによって染色体上に組み込んでもよいし、プロモーター置換によってpc遺伝子の発現を増強することもできる。形質転換は、例えば、電気パルス法(Res.Microbiol.,Vol.144,p.181−185,1993)等によって行うことができる。   Microorganisms genetically modified so that pyruvate carboxylase (hereinafter also referred to as “PC” or “pc”) activity is enhanced compared to the unmodified type, for example, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-196888 Similarly, the pc gene can be constructed by high expression in a host microorganism using a plasmid. Moreover, it may be integrated on the chromosome by homologous recombination, or the expression of the pc gene can be enhanced by promoter replacement. Transformation can be performed, for example, by an electric pulse method (Res. Microbiol., Vol. 144, p. 181-185, 1993).

「PC活性が増強される」とは、PC活性が野生株又は親株等の非改変型に対して、単位菌体重量あたり好ましくは1.5倍以上、より好ましくは3.0倍以上増加していることをいう。PC活性が増強されたことは、公知の方法、例えば、J.Bacteriol.,158,55−62,(1984)に記載の方法によりPC活性を測定することによって確認することができる。pc遺伝子や具体的な導入方法としては、日本国特開2008−259451号公報に記載のものが用いられる。   “The PC activity is enhanced” means that the PC activity is preferably increased by 1.5 times or more, more preferably by 3.0 times or more per unit cell weight with respect to the unmodified type such as the wild strain or the parent strain. It means that The enhanced PC activity is confirmed by a known method such as J. Org. Bacteriol. , 158, 55-62, (1984), and can be confirmed by measuring PC activity. As the pc gene and a specific introduction method, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-259451 are used.

ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(以下、「PEPCK」と称する)(EC4.1.1.49)が非改変型と比べて増強するように遺伝子改変、又は付与するように遺伝子導入された微生物は、例えば、国際公開第2009/065780号に記載の方法と同様にして、Eschrichia coli、Mannheimia sp.、Actinobacillus sp.およびAnaerobiospirillum sp.、より好ましくは、Mannheimia succiniciproducens、Actinobacillus succinogenesおよびAnaerobiospirillum succiniciproducens由来の当該遺伝子を、プラスミドにより宿主微生物に導入、又は相同組換えによって染色体上に直接組み込むことによって構築することができる。当該遺伝子を宿主内で高発現させるためのプロモーターは、宿主微生物において、少なくても嫌気条件、又は酸素制限条件において機能するものであれば特段の制限は無い。   A phosphoenolpyruvate carboxykinase (hereinafter referred to as “PEPCK”) (EC 4.1.1.49) is genetically modified so as to be enhanced or imparted as compared to the unmodified type, For example, in the same manner as described in WO2009 / 065780, Escherichia coli, Mannheimia sp. , Actinobacillus sp. And Anaerobiospirillum sp. More preferably, the gene derived from Mannheimia succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes and Anaerobiospirillum succiniciproducens can be directly introduced into a host microorganism by a plasmid or integrated by homologous recombination. A promoter for highly expressing the gene in the host is not particularly limited as long as it functions in the host microorganism at least under anaerobic conditions or oxygen-limited conditions.

ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(以下、「PEPC」と称する)(EC 4.1.1.38)が非改変型と比べて増強するように遺伝子改変、又は付与するように遺伝子導入された微生物の構築に用いる遺伝子は、当該酵素活性をコードする限り特段の制限は無いが、好ましくは、アスパラギン酸、リンゴ酸およびオキザロ酢酸の少なくとも一方による活性阻害が軽減された酵素をコードするものが用いられる。アスパラギン酸耐性の具体的な遺伝子としては、日本国特開平8−70860号公報に記載のものが挙げられる。   Construction of a microorganism in which phosphoenolpyruvate carboxylase (hereinafter referred to as “PEPC”) (EC 4.1.1.38) has been genetically modified or introduced so as to be enhanced as compared to the unmodified type. The gene used in is not particularly limited as long as it encodes the enzyme activity, but preferably a gene encoding an enzyme whose activity inhibition by at least one of aspartic acid, malic acid and oxaloacetic acid is reduced. Specific examples of aspartic acid resistance include those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-70860.

また、ラクトデヒドロゲナーゼ(以下、「LDH」と称することがある)活性が非改変型と比べて低減するように遺伝子改変されたものとしては、例えば、日本国特開平11−206385号公報に記載されている相同組換えによる方法、およびsacB遺伝子を用いる方法(Schafer,A.et al.Gene 145(1994) 69−73)等により、染色体上のLDH遺伝子を破壊することによって構築することができる。   In addition, a gene modified so that the activity of lactodehydrogenase (hereinafter sometimes referred to as “LDH”) is reduced as compared with the non-modified type is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-206385. It can be constructed by disrupting the LDH gene on the chromosome by the method using homologous recombination and the method using sacB gene (Schaffer, A. et al. Gene 145 (1994) 69-73).

なお、「LDH活性が低減された」とは、非改変型と比較してLDH活性が低下していることをいう。LDH活性は完全に消失していてもよい。LDH活性が低下したことは、公知の方法(L..Kanarek,et al.,J.Biol.Chem.239,
4202(1964)等)によりLDH活性を測定することによって確認することができ
る。
Note that “LDH activity is reduced” means that LDH activity is reduced as compared to the unmodified type. LDH activity may be completely lost. The decrease in LDH activity was confirmed by a known method (L. Kanarek, et al., J. Biol. Chem. 239,
4202 (1964) etc.) and can be confirmed by measuring LDH activity.

ピルビン酸デカルボキシラーゼ(以下、「PDC」と称することがある)(EC 4.1.1.1)活性が非改変型と比べて低減するように遺伝子改変された酵母菌としては、例えば、日本国特開2007−174947号公報や国際公開第2005/052174号に記載されているように、ピルビン酸デカルボキシラーゼ1をコードする遺伝子、ピルビン酸デカルボキシラーゼ5をコードする遺伝子、及びピルビン酸デカルボキシラーゼ6をコードする遺伝子を欠損させることによって構築することができる。   Pyruvate decarboxylase (hereinafter sometimes referred to as “PDC”) (EC 4.1.1.1) yeast that has been genetically modified to reduce activity compared to the unmodified type is, for example, Japan As described in Japanese Patent Application Publication No. 2007-174947 and International Publication No. 2005/052174, a gene encoding pyruvate decarboxylase 1, a gene encoding pyruvate decarboxylase 5, and pyruvate decarboxylase 6 Can be constructed by deleting the gene encoding.

また、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性が低下した酵母菌は、ピルビン酸デカルボキシラーゼ構造遺伝子のプロモーター、ピルビン酸デカルボキシラーゼ構造遺伝子の発現を調節する遺伝子または該調節遺伝子のプロモーターを変異させたり、妨害したり、または該遺伝子の少なくとも一部を欠失させたりすること、並びにピルビン酸デカルボキシラーゼmRNAからピルビン酸デカルボキシラーゼタンパク質への翻訳を低下させるアンチセンス構築物を当該酵母菌に導入することによっても構築することができる。ピルビン酸デカルボキシラーゼの活性が低下したことは、公知の方法(van Maris,et al,2003)により当該酵素活性を測定することによって確認することができる。   In addition, the yeast having reduced pyruvate decarboxylase activity may mutate or interfere with the promoter of the pyruvate decarboxylase structural gene, the gene that regulates the expression of the pyruvate decarboxylase structural gene, or the promoter of the regulatory gene, Alternatively, it may be constructed by deleting at least a part of the gene and introducing an antisense construct that reduces translation from pyruvate decarboxylase mRNA into pyruvate decarboxylase protein into the yeast. it can. The decrease in the activity of pyruvate decarboxylase can be confirmed by measuring the enzyme activity by a known method (van Maris, et al, 2003).

アルコールデヒドロゲナーゼ(以下、「ADH」と称することがある)(EC 1.1.1.1)活性が非改変型と比べて低減するように遺伝子改変された酵母菌としては、例えば、日本国特開2007−174947に記載されているように、アルコールデヒドロゲナーゼ1をコードする遺伝子、より好ましくは国際公開第2010/003728号に記載されているように、アルコールデヒドロゲナーゼ1をコードする遺伝子及びアルコールデヒドロゲナーゼ2をコードする遺伝子を欠損させることにより構築することができる。   Alcohol dehydrogenase (hereinafter sometimes referred to as “ADH”) (EC 1.1.1.1) yeast that has been genetically modified to reduce activity compared to the unmodified type is, for example, A gene encoding alcohol dehydrogenase 1 as described in JP 2007-174947, more preferably a gene encoding alcohol dehydrogenase 1 and alcohol dehydrogenase 2 as described in WO 2010/003728. It can be constructed by deleting the encoding gene.

また、アルコールデヒドロゲナーゼ活性が低下した酵母菌は、アルコールデヒドロゲナーゼ構造遺伝子のプロモーター、アルコールデヒドロゲナーゼ構造遺伝子の発現を調節する遺伝子若しくはその調節遺伝子のプロモーターを変異させたり、妨害したり、またはその遺伝子の少なくとも一部を欠失させたりすること、並びにアルコールデヒドロゲナーゼmRNAからアルコールデヒドロゲナーゼタンパク質への翻訳を低下させるアンチセンス構築物を当該酵母菌に導入することによっても構築することができる。   Yeast having reduced alcohol dehydrogenase activity may mutate or interfere with the promoter of the alcohol dehydrogenase structural gene, the gene that regulates the expression of the alcohol dehydrogenase structural gene, or the promoter of the regulatory gene, or at least one of the genes. It can also be constructed by deleting a part, and by introducing into the yeast an antisense construct that reduces translation from alcohol dehydrogenase mRNA to alcohol dehydrogenase protein.

さらに、本発明の製造方法に用いる微生物は、上記補充経路酵素活性の増強、または、同補充経路酵素活性の増強およびピルビン酸由来副生物生成酵素活性の低下に加えて、アセテートキナーゼ(以下、「ACK」とも呼ぶ)、ホスフォトランスアセチラーゼ(以下、「PTA」とも呼ぶ)、ピルベートオキシダーゼ(以下、「POXB」とも呼ぶ)およびアセチルCoAハイドロラーゼ(以下、「ACH」とも呼ぶ)からなる群より選ばれる1種類以上の酵素の活性が低減するように改変されたものであってもよく、さらにフマル酸レダクターゼ(以下、「FRD」とも呼ぶ)、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ(以下、「MDH」とも呼ぶ)、リンゴ酸輸送タンパク質(以下、「MAE」とも呼ぶ)からなる群から選ばれる少なくとも1種類以上の遺伝子組み換えによって当該酵素活性を増強又は新規に導入させたものであっても良い。   Furthermore, the microorganism used in the production method of the present invention may be an acetate kinase (hereinafter referred to as “the enhancement of the supplementary pathway enzyme activity or the enhancement of the supplementary pathway enzyme activity and the reduction of the pyruvate-derived byproduct-producing enzyme activity”). ACK), phosphotransacetylase (hereinafter also referred to as “PTA”), pyruvate oxidase (hereinafter also referred to as “POXB”) and acetyl CoA hydrolase (hereinafter also referred to as “ACH”). It may be modified so that the activity of one or more kinds of enzymes selected from the above is reduced, and further, fumarate reductase (hereinafter also referred to as “FRD”), malate dehydrogenase (hereinafter also referred to as “MDH”). ), At least one selected from the group consisting of malate transport protein (hereinafter also referred to as “MAE”) By genetic recombination or may be obtained by introducing the enhanced or new the enzyme activity.

PTAとACKはいずれか一方を活性低下させてもよいが、酢酸の副生を効率よく低減させるためには、両方の活性を低下させることがより好ましい。   Either PTA or ACK may decrease the activity, but in order to efficiently reduce acetic acid by-product, it is more preferable to decrease both activities.

「PTA活性」とは、アセチルCoAにリン酸を転移してアセチルリン酸を生成する反応を触媒する活性をいう。「PTA活性が低減するように改変された」とは、PTA活性
が、非改変型、例えば野生株よりも低くなったことをいう。PTA活性は非改変型と比較して、単位菌体重量当たり30%以下に低下していることが好ましく、10%以下に低下していることがより好ましい。また、PTA活性は完全に消失していてもよい。PTA活性が低下したことは、例えば、Klotzsch,H.R.,Meth Enzymol.12,381−386(1969)等に記載の方法により、PTA活性を測定することによって確認することができる。
“PTA activity” refers to the activity of catalyzing the reaction of transferring phosphoric acid to acetyl CoA to produce acetyl phosphate. “Modified to reduce PTA activity” means that PTA activity is lower than that of an unmodified type, for example, a wild type strain. The PTA activity is preferably reduced to 30% or less per unit cell weight, more preferably 10% or less, compared to the unmodified type. Further, the PTA activity may be completely lost. The decrease in PTA activity is described in, for example, Klotzsch, H. et al. R. , Meth Enzymol. 12, 381-386 (1969), etc., and can be confirmed by measuring PTA activity.

「ACK活性」は、アセチルリン酸とADPから酢酸を生成する反応を触媒する活性をいう。「ACK活性が低減するように改変された」とは、ACK活性が、非改変型、例えば野生株よりも低くなったことをいう。ACK活性は非改変型と比較して、単位菌体重量当たり30%以下に低下していることが好ましく、10%以下に低下していることがより好ましい。また、ACK活性は完全に消失していてもよい。ACK活性が低下したことは、Ramponiらの方法(Ramponi G.,Meth.Enzymol.42,409−426(1975))により、ACK活性を測定することによって確認することができる。   “ACK activity” refers to the activity of catalyzing the reaction of producing acetic acid from acetyl phosphate and ADP. “Modified to reduce ACK activity” means that ACK activity is lower than that of an unmodified type, for example, a wild type strain. The ACK activity is preferably reduced to 30% or less per unit cell weight, more preferably 10% or less, compared to the unmodified type. Further, the ACK activity may be completely lost. The decrease in ACK activity can be confirmed by measuring the ACK activity by the method of Ramponi et al. (Ramponi G., Meth. Enzymol. 42, 409-426 (1975)).

なお、コリネバクテリウム・グルタミカム(ブレビバクテリウム・フラバムに分類されるものも含む)においては、Microbiology.1999 Feb;145(Pt 2):503−13に記載されているように、両酵素はpta−ackオペロン(GenBank Accession No. X89084)にコードされているため、pta遺伝子を破壊した場合は、PTA及びACKの両酵素の活性を低下させることができる。   In Corynebacterium glutamicum (including those classified as Brevibacterium flavum), Microbiology. 1999 Feb; 145 (Pt 2): 503-13, both enzymes are encoded by the pta-ack operon (GenBank Accession No. X89084), so when the pta gene is disrupted, PTA And the activity of both ACK enzymes can be reduced.

PTAおよびACKの活性低下は、公知の方法、例えば、相同組換えを利用する方法やsacB遺伝子を用いる方法(Schafer,A.et al.Gene 145 (1994) 69−73)に従ってこれらの遺伝子を破壊することによって行うことができる。具体的には、日本国特開2006−000091号公報に開示された方法に従って行うことができる。   The activity of PTA and ACK is reduced by disrupting these genes according to a known method, for example, a method using homologous recombination or a method using a sacB gene (Schaffer, A. et al. Gene 145 (1994) 69-73). Can be done. Specifically, it can be performed according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-000091.

pta遺伝子およびack遺伝子としては、上記GenBank Accession
No. X89084の塩基配列を有する遺伝子のほか、宿主染色体上のpta遺伝子およびack遺伝子と相同組換えを起こす程度の相同性を有する遺伝子を用いることもできる。ここで、相同組換えを起こす程度の相同性とは、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。また、上記遺伝子とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNA同士であれば、相同組換えは起こり得る。
As the pta gene and the ack gene, the above GenBank Accession
No. In addition to the gene having the base sequence of X89084, a gene having a degree of homology that causes homologous recombination with the pta gene and the ack gene on the host chromosome can also be used. Here, the homology that causes homologous recombination is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more. In addition, homologous recombination can occur if the DNAs can hybridize with each other under stringent conditions.

「POXB活性」は、ピルビン酸と水から酢酸を生成する反応を触媒する活性をいう。「POXB活性が低減するように改変された」とは、POXB活性が、非改変型、例えば野生株よりも低くなったことをいう。POXB活性は非改変型と比較して、単位菌体重量当たり30%以下に低下していることが好ましく、10%以下に低下していることがより好ましい。また、POXB活性は完全に消失していてもよい。POXB活性は、Chang Y.,et al.,J.Bacteriol.151,1279−1289(1982)等に記載の方法により、活性を測定することによって確認することができる。   “POXB activity” refers to the activity of catalyzing the reaction of producing acetic acid from pyruvic acid and water. “Modified to reduce POXB activity” means that POXB activity is lower than that of an unmodified type, for example, a wild type strain. The POXB activity is preferably reduced to 30% or less per unit cell weight, more preferably 10% or less, compared to the non-modified type. Further, the POXB activity may be completely lost. POXB activity is determined by Chang Y. et al. , Et al. , J .; Bacteriol. 151, 1279-1289 (1982) and the like, and can be confirmed by measuring the activity.

POXB活性の低下は、公知の方法、例えば、相同組換えを利用する方法やsacB遺伝子を用いる方法(Schafer,A. et al.Gene 145 (1994)69−73)等に従ってpoxB遺伝子を破壊することにより行うことができる。具体的には、国際公開第2005/113745号等に開示された方法に従って行うことができる。   The decrease in POXB activity is caused by disrupting the poxB gene according to a known method, for example, a method using homologous recombination or a method using the sacB gene (Schaffer, A. et al. Gene 145 (1994) 69-73). Can be performed. Specifically, it can be performed according to the method disclosed in International Publication No. 2005/113745.

poxB遺伝子としては、例えば、GenBank Accession No.Cgl2610(GenBank Accession No.BA000036の2776766−2778505番目の相補鎖)の塩基配列を有する遺伝子が挙げられるが、宿主細菌の染色体DNA上のpoxB遺伝子と相同組換えを起こす程度の相同性を有していればよいため、該配列の相同遺伝子も使用することができる。ここで、相同組換えを起こす程度の相同性とは、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。また、上記遺伝子とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNA同士であれば、相同組換えは起こり得る。   As the poxB gene, for example, GenBank Accession No. The gene has the base sequence of Cgl2610 (the complementary sequence of 2776576-2778505 of GenBank Accession No. BA000036), but has homology to the extent that homologous recombination occurs with the podB gene on the chromosomal DNA of the host bacterium. Therefore, a homologous gene of the sequence can also be used. Here, the homology that causes homologous recombination is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more. In addition, homologous recombination can occur if the DNAs can hybridize with each other under stringent conditions.

「ACH活性」は、アセチルCoAと水から酢酸を生成する反応を触媒する活性をいう。「ACH活性が低減するように改変された」とは、ACH活性が、非改変型、例えば野生株よりも低くなったことをいう。   “ACH activity” refers to the activity of catalyzing the reaction of producing acetic acid from acetyl-CoA and water. “Modified to reduce ACH activity” means that ACH activity is lower than that of an unmodified type, for example, a wild type strain.

ACH活性は非改変型と比較して、単位菌体重量当たり30%以下に低下していることが好ましく、10%以下に低下していることがより好ましい。尚、「低下」には活性が完全に消失した場合も含まれる。ACH活性は、例えば、Gergely,J.,et al.,(1952)J.Biol.Chem. 198 p323−334等に記載の方法により測定することが出来る。   The ACH activity is preferably reduced to 30% or less per unit cell weight, more preferably 10% or less, compared to the unmodified type. The “decrease” includes the case where the activity is completely lost. ACH activity is described, for example, by Gergely, J. et al. , Et al. , (1952) J. Am. Biol. Chem. 198 It can be measured by the method described in p323-334 etc.

ACH活性の低下は、公知の方法、例えば、相同組換えを利用する方法やsacB遺伝子を用いる方法(Schafer, A.et al.Gene 145(1994)69−73)に従ってach遺伝子を破壊することによって行うことができる。具体的には、国際公開第2005/113744号等に開示された方法に従って行うことができる。   ACH activity is reduced by disrupting the ach gene according to a known method, for example, a method using homologous recombination or a method using the sacB gene (Schaffer, A. et al. Gene 145 (1994) 69-73). It can be carried out. Specifically, it can be performed according to the method disclosed in International Publication No. 2005/113744.

ach遺伝子としては、例えば、GenBank Accession No.Cgl2569(GenBank Accession No.BA000036の2729376−2730917番目の相補鎖)の塩基配列を有する遺伝子が挙げられるが、宿主細菌の染色体DNA上のach遺伝子と相同組換えを起こす程度の相同性を有していればよいため、該配列の相同遺伝子も使用することができる。ここで、相同組換えを起こす程度の相同性とは、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。また、上記遺伝子とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNA同士であれば、相同組換えは起こり得る。   Examples of the ach gene include GenBank Accession No. A gene having the base sequence of Cgl2569 (the complementary sequence of 2729376-2730917 of GenBank Accession No. BA00000036) is mentioned, but it has homology to the extent that homologous recombination occurs with the ach gene on the chromosomal DNA of the host bacteria. Therefore, a homologous gene of the sequence can also be used. Here, the homology that causes homologous recombination is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more. In addition, homologous recombination can occur if the DNAs can hybridize with each other under stringent conditions.

FRD遺伝子を組み換えた微生物は、日本国特開2005−95169号公報および国際公開第2010/003728号に記載の方法によって構築することができる。   Microorganisms recombined with the FRD gene can be constructed by the methods described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-95169 and International Publication No. 2010/003728.

MDH遺伝子を組み換えた微生物は、日本国特開2006−320208号公報および国際公開第2010/003728号に記載の方法によって構築することができる。   Microorganisms recombined with the MDH gene can be constructed by the methods described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-320208 and International Publication No. 2010/003728.

MAE遺伝子を組み換えた微生物は、国際公開第2010/003728号や国際公開第2007/061590号に記載の方法によって構築することができる。   A microorganism in which the MAE gene is recombined can be constructed by the methods described in International Publication Nos. 2010/003728 and 2007/061590.

なお、本発明の製造方法に用いられる微生物は、上記補充経路酵素活性の増強、または、補充経路酵素活性の増強およびピルビン酸由来副生物生成活性の低下に加え、上記改変のうちの2種類以上の改変を組み合わせて得られる微生物であってもよい。   In addition, the microorganisms used in the production method of the present invention include two or more of the above modifications in addition to the enhancement of the supplementary pathway enzyme activity, or the enhancement of the supplementary pathway enzyme activity and the reduction of pyruvate-derived byproduct production activity. It may be a microorganism obtained by combining these modifications.

前記微生物の中でも、ラクテートデヒドロゲナーゼ活性が非改変型と比べて低減するように遺伝子改変されたもの及びピルビン酸カルボキシラーゼ活性が非改変型と比べて増強するように遺伝子改変されたものの少なくとも一方である微生物が好ましく、ラクテートデヒドロゲナーゼ活性が非改変型と比べて低減するように遺伝子改変され及びピルビン酸
カルボキシラーゼ活性が非改変型と比べて増強するように遺伝子改変された微生物がより好ましい。
Among the microorganisms, a microorganism that is at least one of those that have been genetically modified so that lactate dehydrogenase activity is reduced compared to the unmodified type and those that have been genetically modified so that pyruvate carboxylase activity is enhanced compared to the unmodified type More preferred are microorganisms that have been genetically modified so that lactate dehydrogenase activity is reduced compared to the unmodified form and genetically modified so that pyruvate carboxylase activity is enhanced compared to the unmodified form.

好ましい微生物としては、例えば、日本国特開2008−259451号公報に記載されているブレビバクテリウム・フラバムMJ233/PC−4/ΔLDH株、国際公開第2010/003728号等に記載のアルコールデヒドロゲナーゼをコードするADH1及びADH2遺伝子の破壊、グリセロール3リン酸デヒドロゼナーゼをコードするGPD1遺伝子の破壊、並びにホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ遺伝子、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ遺伝子、フマラーゼ遺伝子、NADH型フマル酸リダクターゼ遺伝子及びリンゴ酸輸送タンパク質遺伝子による組換え酵母菌株であるSUC−200(MATA
ura3−52 leu2−112 trp1−289 adh1::lox adh2::lox gpd1::Kanlox, overexpressing PCKa,MDH3,FUMR,FRDg and SpMAE1)等が挙げられる。
Preferred microorganisms include, for example, the Brevibacterium flavum MJ233 / PC-4 / ΔLDH strain described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-259451, the alcohol dehydrogenase described in International Publication No. 2010/003728, etc. Disruption of ADH1 and ADH2 genes, destruction of GPD1 gene encoding glycerol 3-phosphate dehydrogenase, and phosphoenolpyruvate carboxykinase gene, malate dehydrogenase gene, fumarase gene, NADH type fumarate reductase gene and malate transport protein gene Recombinant yeast strain SUC-200 (MATA
ura3-52 leu2-112 trp1-289 adh1 :: lox adh2 :: lox gpd1 :: Kanlox, overexpressing PCKa, MDH3, FUMR, FRDg and SpMAE1).

(3)種培養
本発明の製造方法に用いる微生物は、寒天培地等の固体培地で斜面培養したものを直接コハク酸の生成反応に用いても良いが、本発明の製造方法に用いる微生物を予め液体培地で培養(種培養)したものを用いるのが好ましい。
(3) Seed culture As the microorganism used in the production method of the present invention, a microorganism cultured on a slope in a solid medium such as an agar medium may be directly used for the production reaction of succinic acid. It is preferable to use a culture medium (seed culture) in a liquid medium.

種培養に用いる培地は、上記微生物の培養に用いられる通常の培地を用いることができる。例えば、硫酸アンモニウム、リン酸カリウムおよび硫酸マグネシウム等の無機塩からなる組成に、肉エキス、酵母エキスおよびペプトン等の天然栄養源を添加した一般的な培地を用いることができる。   As a medium used for seed culture, a normal medium used for culturing the above-mentioned microorganism can be used. For example, a general medium in which natural nutrient sources such as meat extract, yeast extract and peptone are added to a composition comprising inorganic salts such as ammonium sulfate, potassium phosphate and magnesium sulfate can be used.

種培養に用いる糖は、上記微生物が資化してコハク酸を生成させうる糖であれば特に限定されないが、通常、ガラクトース、ラクトース、グルコース、フルクトース、グリセロール、ショ糖、サッカロース、デンプンおよびセルロース等の炭水化物;グリセリン、マンニトール、キシリトールおよびリビトール等のポリアルコール類等の発酵性糖質が用いられ、このうちグルコース、ショ糖、フルクトースおよびグリセロールが好ましく、特にグルコース、精製ショ糖および不純物Xを含有するショ糖が好ましい。精製ショ糖は酸素供給量あたりの微生物の収量が悪いフルクトースを含有しない点でより好ましい。   The sugar used for seed culture is not particularly limited as long as it is a sugar that can be succinic acid produced by the above-mentioned microorganisms. Usually, galactose, lactose, glucose, fructose, glycerol, sucrose, saccharose, starch, cellulose, etc. Carbohydrates; fermentable carbohydrates such as polyalcohols such as glycerin, mannitol, xylitol and ribitol are used, among which glucose, sucrose, fructose and glycerol are preferred, and glucose, purified sucrose and impurities containing impurities X are particularly preferred. Sugar is preferred. Purified sucrose is more preferred in that it does not contain fructose, which has a poor yield of microorganisms per oxygen supply.

また、前記発酵性糖質を含有する澱粉糖化液および糖蜜なども使用されうる。これらの糖は、単独でも組み合わせても使用できる。   Moreover, the starch saccharified liquid and molasses containing the said fermentable saccharide | sugar can also be used. These sugars can be used alone or in combination.

種培養に用いる培地における前記糖の含有量は特に限定されないが、コハク酸の生成を阻害しない範囲で可能な限り高くするのが有利であり、培地に対して、通常5〜30%(W/V)、好ましくは10〜20%(W/V)の範囲内で用いることができる。また、反応の進行に伴う前記糖の減少にあわせ、糖の追加添加を行っても良い。
コハク酸の種培養に用いるショ糖を含む培地は、コハク酸産生能を有する微生物に作用させる前に加熱処理をすることが好ましい。また、該加熱処理をする前にショ糖を含む反応液のpHを通常6以上、好ましくは7以上、一方通常10以下、好ましくは9以下に調整することが好ましい。加熱処理をする前のショ糖を含む反応液のpHを6以上とすることにより、ショ糖の分解物であるフルクトースの産生を防ぐことができる。
The content of the sugar in the medium used for seed culture is not particularly limited, but is advantageously as high as possible within a range not inhibiting the production of succinic acid. V), preferably 10 to 20% (W / V). Further, additional sugar may be added in accordance with the decrease of the sugar as the reaction proceeds.
The medium containing sucrose used for seed culture of succinic acid is preferably subjected to a heat treatment before acting on a microorganism having ability to produce succinic acid. Moreover, it is preferable to adjust the pH of the reaction solution containing sucrose to usually 6 or more, preferably 7 or more, and usually 10 or less, preferably 9 or less before the heat treatment. By setting the pH of the reaction solution containing sucrose before the heat treatment to 6 or more, production of fructose which is a decomposition product of sucrose can be prevented.

本発明の製造方法に用いる上記微生物を予め増殖させる種培養の条件は、使用する微生物によって適宜設定することができるが、コリネ型細菌であれば、生育至適温度である通常20℃〜40℃の範囲、より好ましくは25℃〜37℃、特に好ましくは30℃〜35℃で、酵母菌であれば、通常10℃〜40℃、より好ましくは20℃〜35℃、特に好ましくは30℃〜35℃で、いずれも通気、攪拌し酸素を供給しながら行う。培養時間は一
定量の微生物が得られる時間であればよいが、通常、6〜96時間である。生育至適温度は、コハク酸の生成に用いられる条件において最も生育速度が速い温度のことを言う。
The conditions for seed culture in which the microorganisms used in the production method of the present invention are preliminarily grown can be appropriately set depending on the microorganisms to be used. However, in the case of coryneform bacteria, the optimal growth temperature is usually 20 ° C to 40 ° C. In the case of yeast, it is usually 10 ° C to 40 ° C, more preferably 20 ° C to 35 ° C, particularly preferably 30 ° C to 35 ° C. At 35 ° C., both are conducted with aeration and stirring while supplying oxygen. The culture time may be a time for obtaining a certain amount of microorganisms, but is usually 6 to 96 hours. The optimum growth temperature refers to the temperature at which the growth rate is fastest under the conditions used for producing succinic acid.

また、よりコハク酸の製造に適した微生物の調製方法として、日本国特開2008−259451号公報に記載の炭素源の枯渇と充足を短時間で交互に繰り返すように培養を行う方法も用いることができる。   In addition, as a method for preparing a microorganism more suitable for the production of succinic acid, a method for culturing so as to alternately and repeatedly repeat depletion and fullness of the carbon source described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-259451 is also used. Can do.

種培養後の微生物は、遠心分離および膜分離等によって回収した後に、本発明の方法に用いることが好ましい。本発明では、本発明の製造方法に用いられる微生物として、該微生物の処理物を使用することもできる。微生物の処理物としては、例えば、上記方法で培養および回収した微生物をアクリルアミドおよびカラギーナン等で固定化したもの、該微生物を破砕した破砕物、該破砕物の遠心分離上清および該上清を硫安処理等で部分精製した画分等が挙げられる。   The microorganism after the seed culture is preferably used in the method of the present invention after being collected by centrifugation, membrane separation or the like. In this invention, the processed material of this microorganism can also be used as a microorganism used for the manufacturing method of this invention. Examples of the processed microorganisms include microorganisms cultured and recovered by the above-described method fixed with acrylamide, carrageenan, etc., disrupted microorganisms, centrifuged supernatant of the disrupted substances, and supernatant obtained from ammonium sulfate. Examples include fractions partially purified by treatment.

(4)コハク酸の生成反応
本発明の製造方法においては、コハク酸産生能を有する微生物を、不純物Xを含有するショ糖に作用させることによってコハク酸を生成する。当該コハク酸の生成に用いる微生物は、種培養により予め増殖させて得られた微生物であることが好ましい。
(4) Succinic acid production reaction In the production method of the present invention, succinic acid is produced by allowing a microorganism having succinic acid-producing ability to act on sucrose containing impurities X. The microorganism used for producing the succinic acid is preferably a microorganism obtained by proliferating in advance by seed culture.

本発明の製造方法は、コハク酸産生能を有する微生物を予め増殖させる工程(種培養工程)と、該種培養工程により得られた微生物を、不純物Xを含有するショ糖に作用させてコハク酸を生成させる工程(コハク酸生成工程)とを含むことが好ましく、種培養工程とコハク酸生成工程とにおいてそれぞれ別々にショ糖を供給することがより好ましい。   The production method of the present invention comprises a step of growing a microorganism having succinic acid-producing ability in advance (a seed culture step), and a microorganism obtained by the seed culture step is allowed to act on sucrose containing an impurity X to produce succinic acid. It is preferable to include the process (succinic acid production | generation process) which produces | generates, and it is more preferable to supply sucrose separately in a seed culture process and a succinic acid production | generation process, respectively.

即ち、主として微生物を増殖させる種培養工程において、微生物の増殖及びコハク酸生成の両方に使われる糖を一度に供給すると、増殖に好適な好気的雰囲気下(培養液中の溶存酸素濃度がゼロでない状態)を維持することができないため糖量あたりの微生物の収量が少ない傾向にある。したがって、嫌気的雰囲気下(酸素制限条件)を好適とする主としてコハク酸生成するコハク酸生成工程で新たに糖を供給することが好ましい。   That is, in the seed culture process for mainly growing microorganisms, if sugars used for both the growth of microorganisms and succinic acid production are supplied all at once, an aerobic atmosphere suitable for growth (the dissolved oxygen concentration in the culture solution is zero). ), The yield of microorganisms per sugar amount tends to be low. Therefore, it is preferable to supply sugar newly in the succinic acid production step that mainly produces succinic acid in an anaerobic atmosphere (oxygen-limited conditions).

種培養工程で用いるショ糖は、コハク酸生成工程で用いるショ糖と同じものであっても、異なるものであっても良い。また、コハク酸生成工程で用いるショ糖は、上記の通り嫌気的雰囲気下におけるコハク酸代謝系を亢進する作用を有すると推定される不純物Xを含有するショ糖が好ましい。   The sucrose used in the seed culture step may be the same as or different from the sucrose used in the succinic acid production step. The sucrose used in the succinic acid production step is preferably sucrose containing an impurity X that is presumed to have an action of enhancing the succinic acid metabolic system in an anaerobic atmosphere as described above.

コハク酸の生成反応における反応液中の不純物Xを含有するショ糖の含有量は特に限定されないが、コハク酸の生成を阻害しない範囲で可能な限り高くすることができ、通常5.0〜30%(W/V)、好ましくは10〜20%(W/V)の範囲内である。   The content of sucrose containing impurities X in the reaction solution in the succinic acid production reaction is not particularly limited, but can be as high as possible within the range that does not inhibit the production of succinic acid, usually 5.0-30. % (W / V), preferably 10 to 20% (W / V).

また、コハク酸の生成反応の進行に伴う不純物Xを含有するショ糖の減少に合わせ、不純物Xを含有するショ糖の追加添加を行っても良い。該追加添加は、段階的な追加でもよく、連続的な追加でもよい。   Moreover, additional addition of sucrose containing impurities X may be performed in accordance with the decrease of sucrose containing impurities X accompanying the progress of the succinic acid production reaction. The additional addition may be a stepwise addition or a continuous addition.

一方、酵母菌など、高濃度の糖がコハク酸の生成に阻害的に作用する微生物を用いる場合は、糖律速条件となるように逐次反応液に添加することが好ましく、反応液中の糖濃度を好ましくは1g/L以下、より好ましくは0.7g/L、特に好ましくは0.5g/L以下に調整しながら行う。   On the other hand, when using microorganisms in which high-concentration sugars inhibit the production of succinic acid, such as yeast, it is preferable to add to the reaction solution sequentially so that the sugar-limiting condition is satisfied. Is preferably adjusted to 1 g / L or less, more preferably 0.7 g / L, and particularly preferably 0.5 g / L or less.

コハク酸の生成反応に用いるショ糖を含む反応液は、コハク酸産生能を有する微生物に作用させる前に加熱処理をすることが好ましい。また、該加熱処理をする前にショ糖を含
む反応液のpHを通常6以上、好ましくは7以上、一方通常10以下、好ましくは9以下に調整することが好ましい。加熱処理をする前のショ糖を含む反応液のpHを6以上とすることにより、ショ糖の分解を防ぐことができる。
The reaction solution containing sucrose used in the succinic acid production reaction is preferably subjected to a heat treatment before acting on a microorganism having succinic acid-producing ability. Moreover, it is preferable to adjust the pH of the reaction solution containing sucrose to usually 6 or more, preferably 7 or more, and usually 10 or less, preferably 9 or less before the heat treatment. By setting the pH of the reaction solution containing sucrose before the heat treatment to 6 or more, decomposition of sucrose can be prevented.

コハク酸の生成反応に用いるショ糖を含む反応液としては特に限定されず、例えば、コハク酸産生能を有する微生物を培養するための培地であってもよいし、リン酸緩衝液等の緩衝液であってもよい。当該反応液は、窒素源および無機塩などを含む水溶液であることが好ましい。   The reaction solution containing sucrose used for the succinic acid production reaction is not particularly limited. For example, the reaction solution may be a medium for culturing microorganisms capable of producing succinic acid, or a buffer solution such as a phosphate buffer. It may be. The reaction solution is preferably an aqueous solution containing a nitrogen source and an inorganic salt.

前記窒素源としては、コハク酸産生能を有する微生物が資化してコハク酸等を生成させうる窒素源であれば特に限定されないが、具体的には、例えば、アンモニウム塩、硝酸塩、尿素、大豆加水分解物、カゼイン分解物、ペプトン、酵母エキス、肉エキスおよびコーンスティープリカーなどの各種の有機および無機の窒素化合物が挙げられる。   The nitrogen source is not particularly limited as long as it is a nitrogen source that can be used by microorganisms capable of producing succinic acid to produce succinic acid and the like. Specifically, for example, ammonium salt, nitrate, urea, soybean hydrolyzate, etc. Examples include various organic and inorganic nitrogen compounds such as degradation products, casein degradation products, peptone, yeast extract, meat extract, and corn steep liquor.

前記無機塩としては、例えば、各種リン酸塩、硫酸塩、マグネシウム、カリウム、マンガン、鉄および亜鉛等の金属塩が用いられる。また、ビオチン、パントテン酸、イノシトールおよびニコチン酸等のビタミン類、ヌクレオチド並びにアミノ酸などの生育を促進する因子を必要に応じて添加する。また、反応時の発泡を抑えるために、培養液には市販の消泡剤を適量添加しておくことが望ましい。   Examples of the inorganic salt include metal salts such as various phosphates, sulfates, magnesium, potassium, manganese, iron, and zinc. In addition, factors that promote growth such as vitamins such as biotin, pantothenic acid, inositol, and nicotinic acid, nucleotides, and amino acids are added as necessary. In order to suppress foaming during the reaction, it is desirable to add an appropriate amount of a commercially available antifoaming agent to the culture solution.

コハク酸の生成反応に用いる反応液には、例えば上記した不純物Xを含有するショ糖、窒素源および無機塩などのほかに、炭酸イオン、重炭酸イオンおよび二酸化炭素ガス(炭酸ガス)などを含有させることが好ましい。炭酸イオンおよび重炭酸イオンは、中和剤としても用いることのできる、炭酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび重炭酸カリウムなどから供給されるが、必要に応じて、炭酸若しくは重炭酸又はこれらの塩或いは二酸化炭素ガスから供給することもできる。   The reaction solution used for the succinic acid production reaction contains, for example, carbonate ion, bicarbonate ion, carbon dioxide gas (carbon dioxide gas), in addition to sucrose, nitrogen source and inorganic salt containing the impurity X described above. It is preferable to make it. Carbonate ions and bicarbonate ions are supplied from magnesium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate and potassium bicarbonate, which can also be used as a neutralizing agent. Or it can also supply from these salts or carbon dioxide gas.

炭酸又は重炭酸の塩の具体例としては、例えば、炭酸マグネシウム、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウムおよび重炭酸カリウム等が挙げられる。そして、炭酸イオン、重炭酸イオンは、好ましくは1〜500mM、より好ましくは2〜300mM、さらに好ましくは3〜200mMの濃度で添加する。二酸化炭素ガスを含有させる場合は、溶液1L当たり好ましくは50mg〜25g、より好ましくは100mg〜15g、さらに好ましくは150mg〜10gの二酸化炭素ガスを含有させる。   Specific examples of the carbonate or bicarbonate salt include magnesium carbonate, ammonium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium bicarbonate, sodium bicarbonate and potassium bicarbonate. The carbonate ions and bicarbonate ions are preferably added at a concentration of 1 to 500 mM, more preferably 2 to 300 mM, and still more preferably 3 to 200 mM. When carbon dioxide gas is contained, 50 mg to 25 g, more preferably 100 mg to 15 g, and still more preferably 150 mg to 10 g of carbon dioxide gas is contained per liter of the solution.

コハク酸の生成反応に用いる反応液のpHは、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムおよび水酸化マグネシウム等を添加することによって調整することができる。   The pH of the reaction solution used for the succinic acid production reaction should be adjusted by adding sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, magnesium carbonate, sodium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, etc. Can do.

コハク酸の生成反応に用いる反応液のpHは、耐酸性が弱い微生物においては、通常pH5〜10、好ましくはpH6〜9.5とすることが好ましいので、反応中も必要に応じて反応液のpHはアルカリ性物質、炭酸塩、尿素などによって上記範囲内に調節する。   The pH of the reaction solution used for the succinic acid production reaction is usually 5 to 10, preferably 6 to 9.5 for microorganisms with weak acid resistance. The pH is adjusted within the above range with an alkaline substance, carbonate, urea or the like.

一方、糸状菌や酵母菌のように耐酸性が強い微生物を用いる場合は、コハク酸の生成反応に用いる反応液のpHは、通常pH1〜5、好ましくはpH1.5〜4、特に好ましくはpH2〜3.5とすることが好ましい。   On the other hand, when a highly acid-resistant microorganism such as a filamentous fungus or a yeast is used, the pH of the reaction solution used for the succinic acid production reaction is usually pH 1 to 5, preferably pH 1.5 to 4, particularly preferably pH 2. It is preferable to set it to -3.5.

上記コハク酸の生成反応における反応温度は、用いるコハク酸産生能を有する微生物の生育至適温度又は、生育至適温度より2〜20℃高い温度とすることが好ましく、7〜15℃高い温度とすることがより好ましい。具体的には、例えば、コリネ型細菌の場合には、反応温度を37〜45℃とすることが好ましく、39〜45℃とすることがより好ましく、39〜43℃とすることがさらに好ましく、39〜41℃とすることが特に好ましい。   The reaction temperature in the succinic acid production reaction is preferably set to an optimum growth temperature for microorganisms having the ability to produce succinic acid, or a temperature 2 to 20 ° C. higher than the optimum growth temperature, and a temperature 7 to 15 ° C. higher. More preferably. Specifically, for example, in the case of coryneform bacteria, the reaction temperature is preferably 37 to 45 ° C, more preferably 39 to 45 ° C, still more preferably 39 to 43 ° C, It is especially preferable to set it as 39-41 degreeC.

コハク酸の生成反応の間、常に好適な温度である必要はないが、全反応時間の50%以上、好ましくは80%以上の時間、上記温度範囲にすることが好ましい。また、コハク酸の生成反応における反応時間は1〜168時間が好ましく、3〜72時間がより好ましい。   During the reaction for producing succinic acid, it is not always necessary to use a suitable temperature, but it is preferable to set the temperature within the above temperature range for 50% or more, preferably 80% or more of the total reaction time. The reaction time in the succinic acid production reaction is preferably 1 to 168 hours, more preferably 3 to 72 hours.

コハク酸の生成反応における反応液中の菌体量は、特に規定されないが、好ましくは1〜700g/L、より好ましくは10〜500g/L、さらに好ましくは20〜400g/Lとする。   The amount of cells in the reaction solution in the succinic acid production reaction is not particularly defined, but is preferably 1 to 700 g / L, more preferably 10 to 500 g / L, and still more preferably 20 to 400 g / L.

上記コハク酸の生成反応は、通気、攪拌して行ってもよいが、通気せず、酸素を供給しない、又は、通気を絞り酸素供給量を制限した嫌気的雰囲気下で行うことが好ましい。ここで、「嫌気的雰囲気下」とは、溶液中の溶存酸素濃度を低く抑えて反応することを意味する。   The succinic acid production reaction may be carried out by aeration and stirring, but it is preferably carried out in an anaerobic atmosphere in which no aeration is performed and oxygen is not supplied or the aeration is restricted and the oxygen supply amount is limited. Here, “under an anaerobic atmosphere” means that the reaction is performed while the dissolved oxygen concentration in the solution is kept low.

コハク酸の生成反応を嫌気的雰囲気下で行う場合、溶存酸素濃度は、通常0ppm以上とすることが好ましい。また、通常2ppm以下、好ましくは1ppm以下、より好ましくは0.5ppm以下とすることが好ましい。コハク酸の生成反応を嫌気的雰囲気下で行うための方法としては、例えば容器を密閉して無通気で反応させる、窒素ガス等の不活性ガスを供給して反応させる、二酸化炭素ガス含有の不活性ガスを通気する等の方法によって得ることができる。   When the succinic acid production reaction is carried out in an anaerobic atmosphere, the dissolved oxygen concentration is usually preferably 0 ppm or more. Further, it is usually 2 ppm or less, preferably 1 ppm or less, more preferably 0.5 ppm or less. As a method for carrying out the succinic acid generation reaction in an anaerobic atmosphere, for example, the container is sealed and reacted without aeration, or an inert gas such as nitrogen gas is supplied to react. It can be obtained by a method such as venting active gas.

コハク酸の生成反応におけるコハク酸産生能を有する微生物の倍加時間は、特段の制限はないが、通常40時間以上、好ましくは50時間以上、より好ましくは60時間以上とすることが好ましい。また、通常500時間以下、好ましくは300時間以下、より好ましくは200時間以下とすることが好ましい。   The doubling time of the microorganism having succinic acid-producing ability in the succinic acid production reaction is not particularly limited, but is usually 40 hours or longer, preferably 50 hours or longer, more preferably 60 hours or longer. Also, it is usually 500 hours or shorter, preferably 300 hours or shorter, more preferably 200 hours or shorter.

前記倍加時間を40時間以上とすることにより、糖が菌体増殖に利用されるためにコハク酸生成量が減少するのを防ぐとともに、増殖に伴い生産される副生物の増加を抑えることができ、コハク酸生成過程でのコストを抑えることができる。また、前記倍加時間を500時間以下とすることにより、触媒である菌体が死滅することによるコハク酸生成量の減少を防ぐことができる。   By setting the doubling time to 40 hours or more, it is possible to prevent a decrease in the amount of succinic acid produced because sugar is used for cell growth, and to suppress an increase in by-products produced along with the growth. The cost in the succinic acid production process can be reduced. In addition, by setting the doubling time to 500 hours or less, it is possible to prevent a decrease in the amount of succinic acid produced due to the killing of the cells that are the catalyst.

ここで、コハク酸の生成反応におけるコハク酸産生能を有する微生物の倍加時間とは、該微生物の菌体数が2倍に増加するためにかかる時間であり、ある2点の菌体濃度(OD)もしくは乾燥菌体量の値を元に、以下の計算式(1)の式により求められる。   Here, the doubling time of the microorganism having the ability to produce succinic acid in the succinic acid production reaction is the time taken for the number of the microorganisms to increase by a factor of two, and the concentration of cells at two points (OD) ) Or based on the value of the dry cell mass, the following formula (1) is used.

Figure 2010263887
Figure 2010263887

上記式(1)において、T2及びT1はある2点のサンプリング時間、X1及びX2は
該2点に対応する菌体濃度もしくは乾燥菌体重量の値を示す。
In the above formula (1), T2 and T1 are sampling points at two points, and X1 and X2 are values of the cell concentration or dry cell weight corresponding to the two points.

以上のような反応により、コハク酸が反応液中に生成、蓄積する。反応液(培養液)中に蓄積したコハク酸は、常法に従って、反応液より採取することができる。具体的には、例えば、遠心分離およびろ過等により菌体等の固形物を除去した後、イオン交換樹脂等で脱塩し、その溶液から結晶化またはカラムクロマトグラフィーにより精製するなどして、コハク酸を採取することができる。   By the reaction as described above, succinic acid is generated and accumulated in the reaction solution. Succinic acid accumulated in the reaction solution (culture solution) can be collected from the reaction solution according to a conventional method. Specifically, for example, solid substances such as bacterial cells are removed by centrifugation and filtration, and then desalted with an ion exchange resin or the like and purified from the solution by crystallization or column chromatography. Acid can be collected.

上記した本発明の製造方法によりコハク酸を製造した後に、得られたコハク酸を水素化して1,4−ブタンジオールを製造することもできる。1,4−ブタンジオールは、ポリブチレンサクシネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、テトラヒドロフラン(溶媒)、並びにN−メチルピロリドンおよびN−ビニルピロリドンの前駆体であるγ−ブチロラクタンの原料等に用いられる。   After producing succinic acid by the production method of the present invention described above, the obtained succinic acid can be hydrogenated to produce 1,4-butanediol. 1,4-butanediol is used as a raw material for polybutylene succinate resin, polybutylene terephthalate resin, tetrahydrofuran (solvent), and γ-butyrolactan which is a precursor of N-methylpyrrolidone and N-vinylpyrrolidone.

さらに、本発明の製造方法により製造されたコハク酸を原料として重合反応を行うことによりコハク酸含有ポリマーを製造することができる。近年、環境に配慮した工業製品が数を増す中、植物由来の原料を用いたポリマーに注目が集まってきており、特に、本発明の製造方法により製造されるコハク酸は、ポリエステルおよびポリアミドといったポリマーに加工して用いる事が出来る。   Furthermore, a succinic acid-containing polymer can be produced by conducting a polymerization reaction using succinic acid produced by the production method of the present invention as a raw material. In recent years, as the number of environmentally friendly industrial products has increased, attention has been focused on polymers using plant-derived raw materials. In particular, succinic acid produced by the production method of the present invention is a polymer such as polyester and polyamide. It can be processed and used.

コハク酸含有ポリマーとして、具体的には、例えば、ブタンジオールおよびエチレングリコールなどのジオールとコハク酸とを重合させて得られるコハク酸ポリエステル、並びにヘキサメチレンジアミンなどのジアミンとコハク酸とを重合させて得られるコハク酸ポリアミドなどが挙げられる。   As the succinic acid-containing polymer, specifically, for example, a succinic acid polyester obtained by polymerizing a diol such as butanediol and ethylene glycol and succinic acid, and a diamine such as hexamethylenediamine and succinic acid are polymerized. Examples thereof include succinic acid polyamide.

また、本発明の製造法により得られるコハク酸または該コハク酸を含有する組成物は、食品添加物、医薬品および化粧品などに用いることができる。   The succinic acid obtained by the production method of the present invention or a composition containing the succinic acid can be used for food additives, pharmaceuticals, cosmetics and the like.

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)不純物Xを含有するショ糖の効果(NaHCO存在下)
<種培養>
100mLの種培養培地(尿素:4g、硫酸アンモニウム:14g、リン酸1カリウム:0.5g、リン酸2カリウム0.5g、硫酸マグネシウム・7水和物:0.5g、硫酸第一鉄・7水和物:20mg、硫酸マンガン・水和物:20mg、酵母エキス:1g、カザミノ酸:1g、塩酸チアミン:200μg、ビオチン:200μg、及び蒸留水:1000mLの培地100mL)を500mLの三角フラスコにいれ、120℃、20分加熱滅菌した。これを室温まで冷やし、あらかじめ滅菌した50重量%ショ糖(試薬特級・和光純薬製)水溶液を4mL添加し、日本国特開2008−259451号公報に記載されているブレビバクテリウム・フラバムMJ233/PC−4/ΔLDH株を接種して16時間30℃にて種培養した。
Example 1 Effect of sucrose containing impurity X (in the presence of NaHCO 3 )
<Seed culture>
100 mL seed culture medium (urea: 4 g, ammonium sulfate: 14 g, monopotassium phosphate: 0.5 g, dipotassium phosphate 0.5 g, magnesium sulfate heptahydrate: 0.5 g, ferrous sulfate-7 water Japanese product: 20 mg, manganese sulfate / hydrate: 20 mg, yeast extract: 1 g, casamino acid: 1 g, thiamine hydrochloride: 200 μg, biotin: 200 μg, and distilled water: 1000 mL of medium 100 mL) are put into a 500 mL Erlenmeyer flask, Sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. This was cooled to room temperature, 4 mL of a 50% by weight sucrose (reagent special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) sterilized in advance was added, and Brevibacterium flavum MJ233 / described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-259451. PC-4 / ΔLDH strain was inoculated and seed-cultured at 30 ° C. for 16 hours.

<コハク酸生成反応>
得られた全培養液を5000×g、4℃、7分の遠心分離により集菌し、菌体懸濁培地(硫酸マグネシウム・7水和物:1g、硫酸第一鉄・7水和物:40mg、硫酸マンガン・水和物:40mg、リン酸一アンモニウム:0.8g、リン酸二アンモニウム:0.8g、塩化カリウム:0.3g、塩酸チアミン:200μg、ビオチン:200μg、及び蒸留水:1000mL)100mLで2回洗浄した後、OD660の吸光度が20になるように菌体懸濁培地に懸濁した。4mL反応器に前記の菌体懸濁液0.5mLに、基質溶液(試薬特級ショ糖(和光純薬製)または表1に示す各不純物Xを含有するショ糖のいずれか:50g、炭酸水素ナトリウム:67.0gを蒸留水に溶解し1000mLにメスアップしたもの)0.5mLを加えて、20体積%炭酸ガス、80体積%窒素ガス雰囲気下、39℃で5時間反応させた。コハク酸の生成反応におけるMJ233/PC−4/ΔLDH株の倍加時間は70時間以上であった。反応後、12,000rpm、室温、5分の条件で遠心分離した上清のコハク酸濃度を定量した。その結果を表2に示す。
<Succinic acid production reaction>
The obtained whole culture broth was collected by centrifugation at 5000 × g, 4 ° C. for 7 minutes, and a cell suspension medium (magnesium sulfate 7-hydrate: 1 g, ferrous sulfate 7-hydrate: 40 mg, manganese sulfate hydrate: 40 mg, monoammonium phosphate: 0.8 g, diammonium phosphate: 0.8 g, potassium chloride: 0.3 g, thiamine hydrochloride: 200 μg, biotin: 200 μg, and distilled water: 1000 mL ) After washing twice with 100 mL, it was suspended in a cell suspension medium so that the absorbance of OD660 was 20. Into a 4 mL reactor, 0.5 mL of the above cell suspension, a substrate solution (reagent special grade sucrose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) or sucrose containing each impurity X shown in Table 1): 50 g, hydrogen carbonate Sodium: 67.0 g dissolved in distilled water and made up to 1000 mL) 0.5 mL was added, and the mixture was reacted at 39 ° C. for 5 hours in an atmosphere of 20 vol% carbon dioxide gas and 80 vol% nitrogen gas. The doubling time of the MJ233 / PC-4 / ΔLDH strain in the succinic acid production reaction was 70 hours or more. After the reaction, the succinic acid concentration of the supernatant centrifuged at 12,000 rpm and room temperature for 5 minutes was quantified. The results are shown in Table 2.

Figure 2010263887
Figure 2010263887

上記遠心上清のコハク酸蓄積量の測定方法は、上記上清と、10g/L濃度のコハク酸標品を、日立高速液体クロマトグラフィーシステム[UV検出機;L−2400、RI検出器;L−2490、ポンプ;L−2130、カラムオーブン;L−2350、オートサンプラー;L−2200]を用いて分析を行い、UV検出器を用いた波長210nmでの分析においてコハク酸標品で検出されるコハク酸ピークエリア値と、上清で検出されるコハク酸のピークエリア値との比から、コハク酸蓄積量を換算する方法で行った。高速液体クロマトグラフィーの測定条件を以下に示す。   The method for measuring the amount of succinic acid accumulated in the centrifugal supernatant is as follows. The high-performance liquid chromatography system [UV detector; L-2400, RI detector; -2490, pump; L-2130, column oven; L-2350, autosampler; L-2200], and detected with succinic acid standard in the analysis at a wavelength of 210 nm using a UV detector The succinic acid accumulation amount was converted from the ratio of the succinic acid peak area value to the succinic acid peak area value detected in the supernatant. The measurement conditions of high performance liquid chromatography are shown below.

(測定条件)
カラム;ULTRON PS−80H(信和化工製)
溶離液;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
UV検出波長;210nm
注入量;10mL
(Measurement condition)
Column: ULTRON PS-80H (manufactured by Shinwa Kako)
Eluent: 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate: 1.0 mL / min Column temperature: 60 ° C.
UV detection wavelength: 210 nm
Injection volume: 10 mL

Figure 2010263887
Figure 2010263887

表2に示すように、不純物Xを含有するショ糖を基質として使用すると、対照基質である精製ショ糖(試薬特級ショ糖)と比較して反応液中のコハク酸蓄積量が明らかに増加した。   As shown in Table 2, when sucrose containing impurity X was used as a substrate, the amount of succinic acid accumulated in the reaction solution was clearly increased compared to purified sucrose (reagent special grade sucrose) as a control substrate. .

(実施例2)不純物Xを含有するショ糖の効果(MgCO存在下)
<種培養>
100mLの種培養培地(尿素:4g、硫酸アンモニウム:14g、リン酸1カリウム:0.5g、リン酸2カリウム0.5g、硫酸マグネシウム・7水和物:0.5g、硫酸第一鉄・7水和物:20mg、硫酸マンガン・水和物:20mg、酵母エキス:1g、カザミノ酸:1g、塩酸チアミン:200μg、ビオチン:200μg、及び蒸留水:1000mLの培地100mL)を500mLの三角フラスコにいれ、120℃、20分加熱滅菌した。これを室温まで冷やし、あらかじめ滅菌した50重量%ショ糖(試薬特級・和光純薬製)水溶液を4mL添加し、上記ブレビバクテリウム・フラバムMJ233/PC−4/ΔLDH株をそれぞれ接種して16時間30℃にて種培養した。
(Example 2) Effect of sucrose containing impurity X (in the presence of MgCO 3 )
<Seed culture>
100 mL seed culture medium (urea: 4 g, ammonium sulfate: 14 g, monopotassium phosphate: 0.5 g, dipotassium phosphate 0.5 g, magnesium sulfate heptahydrate: 0.5 g, ferrous sulfate 7 water Japanese product: 20 mg, manganese sulfate / hydrate: 20 mg, yeast extract: 1 g, casamino acid: 1 g, thiamine hydrochloride: 200 μg, biotin: 200 μg, and distilled water: 1000 mL of medium 100 mL) are put into a 500 mL Erlenmeyer flask, Sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. This was cooled to room temperature, 4 mL of 50 wt% sucrose (reagent special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) aqueous solution sterilized in advance was added, and the above Brevibacterium flavum MJ233 / PC-4 / ΔLDH strain was inoculated for 16 hours. Seed culture was performed at 30 ° C.

<コハク酸生成反応>
得られた全培養液を5000×g、4℃、7分の遠心分離により集菌し、菌体懸濁培地(硫酸マグネシウム・7水和物:1g、硫酸第一鉄・7水和物:40mg、硫酸マンガン・水和物:40mg、リン酸一アンモニウム:0.8g、リン酸二アンモニウム:0.8g、塩化カリウム:0.3g、塩酸チアミン:200μg、ビオチン:200μg、及び蒸留水:1000mL)100mLで2回洗浄した後、OD660の吸光度が40になるように菌体懸濁培地に懸濁した。
<Succinic acid production reaction>
The obtained whole culture broth was collected by centrifugation at 5000 × g, 4 ° C. for 7 minutes, and a cell suspension medium (magnesium sulfate 7-hydrate: 1 g, ferrous sulfate 7-hydrate: 40 mg, manganese sulfate hydrate: 40 mg, monoammonium phosphate: 0.8 g, diammonium phosphate: 0.8 g, potassium chloride: 0.3 g, thiamine hydrochloride: 200 μg, biotin: 200 μg, and distilled water: 1000 mL After washing twice with 100 mL, the suspension was suspended in a cell suspension medium so that the absorbance of OD660 was 40.

4mL反応器に前記の菌体懸濁液0.5mLに、基質溶液(試薬特級ショ糖(和光純薬製)または表1に示す各不純物Xを含有するショ糖のいずれか:50gを蒸留水に溶解し、更に炭酸マグネシウム:194gを懸濁させて蒸留水にて1000mLにメスアップしたもの)0.5mLを加えて、20体積%炭酸ガス、80体積%窒素ガス雰囲気下、39℃で3時間反応させた。反応後、12,000rpm、室温、5分の条件で遠心分離し、上清のコハク酸蓄積濃度を、実施例1と同様に定量した。その結果を表3に示す。コハク酸の生成反応に係るMJ233/PC−4/ΔLDH株の倍加時間は70時間以上であった。   In a 4 mL reactor, 0.5 mL of the above cell suspension is added to a substrate solution (reagent special grade sucrose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) or sucrose containing each impurity X shown in Table 1): 50 g of distilled water In addition, 194 g of magnesium carbonate was suspended and the volume was increased to 1000 mL with distilled water. 0.5 mL was added, and 3% at 39 ° C. in an atmosphere of 20 vol% carbon dioxide gas and 80 vol% nitrogen gas. Reacted for hours. After the reaction, the mixture was centrifuged at 12,000 rpm and room temperature for 5 minutes, and the succinic acid accumulation concentration of the supernatant was quantified in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. The doubling time of the MJ233 / PC-4 / ΔLDH strain related to the succinic acid production reaction was 70 hours or more.

Figure 2010263887
Figure 2010263887

表3に示すように、NaHCO存在下の場合と同様に、不純物Xを含有するショ糖を基質として使用すると、対照基質である精製ショ糖(試薬特級ショ糖)と比較して反応液中のコハク酸蓄積量が明らかに向上した。 As shown in Table 3, in the same manner as in the presence of NaHCO 3 , when sucrose containing impurity X was used as a substrate, it was found in the reaction solution as compared with purified sucrose (reagent special grade sucrose) as a control substrate. The amount of succinic acid accumulated in the water was obviously improved.

(実施例3)不純物Xを含有するショ糖の吸光度とコハク酸蓄積量との関連の検討
使用糖の着色度の目安となる吸光度測定を行った。微量天秤を用いて、表1に示す精製ショ糖及び各種不純物Xを含有するショ糖を夫々10gを秤量し、100mLメスフラスコに入れ、蒸留水に溶解させて10重量%糖水溶液を調製した。分光光度計(島津社製:UV−1200)を用いて調製した糖水溶液の350nmおよび500nmの吸光度を測定した。吸光度が1.0以上を示した場合には適宜希釈し、吸光度が1.0以下であるのを確認してから、その数値に希釈倍率を乗じて吸光度を算出した。吸光度測定結果を表4に示す。この測定の検出限界は0.010である。
(Example 3) Examination of the relationship between the absorbance of sucrose containing impurities X and the amount of accumulated succinic acid Absorbance was measured as a measure of the coloring degree of the sugar used. Using a microbalance, 10 g each of purified sucrose and sucrose containing various impurities X shown in Table 1 were weighed, placed in a 100 mL volumetric flask, and dissolved in distilled water to prepare a 10 wt% sugar aqueous solution. The absorbance at 350 nm and 500 nm of the aqueous sugar solution prepared using a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation: UV-1200) was measured. When the absorbance was 1.0 or more, it was appropriately diluted, and after confirming that the absorbance was 1.0 or less, the absorbance was calculated by multiplying the value by the dilution factor. The absorbance measurement results are shown in Table 4. The detection limit of this measurement is 0.010.

また、図1には実施例1で得られた各不純物Xを含有するショ糖を原料とした微生物中のコハク酸蓄積濃度と、上記で測定した吸光度の関係を、また図2には実施例2で得られた炭酸マグネシウム中和時における微生物中のコハク酸蓄積濃度の関係をそれぞれ示す。   Also, FIG. 1 shows the relationship between the succinic acid accumulation concentration in the microorganism using sucrose containing each impurity X obtained in Example 1 as a raw material and the absorbance measured above, and FIG. The relationship of the succinic acid accumulation density | concentration in microorganisms at the time of the magnesium carbonate neutralization obtained by 2 is shown, respectively.

Figure 2010263887
Figure 2010263887

図1及び図2から明らかなように、不純物Xを含有するショ糖の吸光度とコハク酸蓄積量との間には正の相関関係がある事がわかった。また、特にショ糖濃度10重量%溶液の350nmにおける吸光度が好ましくは0.50以上、より好ましくは3.0以上、さらに好ましくは4.0以上の場合に、コハク酸蓄積量が精製ショ糖と比べて高いことがわかった。   As apparent from FIGS. 1 and 2, it was found that there is a positive correlation between the absorbance of sucrose containing the impurity X and the amount of accumulated succinic acid. In particular, when the absorbance at 350 nm of a 10% by weight sucrose solution is preferably 0.50 or more, more preferably 3.0 or more, and even more preferably 4.0 or more, the succinic acid accumulation amount is It turned out to be expensive.

(実施例4)ショ糖中の不純物Xの含有量とコハク酸蓄積量との関連の検討
微量天秤を用いて、表1に示す精製ショ糖及び各種不純物Xを含有するショ糖を夫々1g秤量し、100mLメスフラスコに入れ、蒸留水に溶解させて1重量%糖水溶液を調製して不純物の確認を行った。不純物の確認には日立高速液体クロマトグラフィーシステム[UV検出機;L−2400、RI検出器;L−2490、ポンプ;L−2130、カラムオーブン;L−2350、オートサンプラー;L−2200]を用いて測定した。測定条件を以下に示す。
(Example 4) Examination of relationship between content of impurity X in sucrose and accumulated amount of succinic acid Using a microbalance, 1 g each of purified sucrose and sucrose containing various impurities X shown in Table 1 were weighed. Then, it was put into a 100 mL volumetric flask and dissolved in distilled water to prepare a 1 wt% sugar aqueous solution, and impurities were confirmed. Hitachi high performance liquid chromatography system [UV detector; L-2400, RI detector; L-2490, pump; L-2130, column oven; L-2350, autosampler; L-2200] is used for confirmation of impurities. Measured. The measurement conditions are shown below.

(測定条件)
カラム;ULTRON PS−80H(信和化工製)
溶離液;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
UV検出波長;210nm
注入量;10mL
(Measurement condition)
Column: ULTRON PS-80H (manufactured by Shinwa Kako)
Eluent: 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate: 1.0 mL / min Column temperature: 60 ° C.
UV detection wavelength: 210 nm
Injection volume: 10 mL

ULTRON PS−80H(信和化工製)は、粒径が10μmおよび架橋度が8%である基質架橋型スチレンジビニルベンゼン共重合体を充填したポリマー系の有機酸分析用カラムであり、カラム内径が8mmおよびカラム長さが300mmのものである。
UV検出器を用いた波長210nmでの分析の結果、使用した不純物Xを含有するショ糖ではいずれも、ショ糖加水分解物であるフルクトースの溶出ピーク直後、即ち保持時間が6.7から6.95分にUV吸収極大を示す物質が検出され、この物質を不純物Xと規定した。RI検出器を用いた分析では不純物Xは同位置に顕著な吸収強度を示さず、不純物Xは紫外部領域に強い吸収を持つ物質であることが示唆された。
ULTRON PS-80H (manufactured by Shinwa Kako) is a polymer-based organic acid analysis column packed with a substrate-crosslinked styrene divinylbenzene copolymer having a particle size of 10 μm and a crosslinking degree of 8%, and the inner diameter of the column is 8 mm. The column length is 300 mm.
As a result of analysis at a wavelength of 210 nm using a UV detector, any sucrose containing impurity X used immediately after the elution peak of fructose, which is a sucrose hydrolyzate, that is, a retention time of 6.7 to 6. A substance having a UV absorption maximum was detected at 95 minutes, and this substance was defined as impurity X. In the analysis using the RI detector, the impurity X did not show a significant absorption intensity at the same position, suggesting that the impurity X is a substance having strong absorption in the ultraviolet region.

ショ糖中の不純物Xの含有量の測定は、上記分析による本不純物Xのピークエリア値と、同様の分析条件で、10g/L濃度のコハク酸標品の分析を行い、ここで得られるコハク酸のピークエリア値との比を用いて、コハク酸標品の濃度により換算して求めた。この濃度を表5に示す。この検出限界値は0.010g/Lである。   The content of impurity X in sucrose is measured by analyzing a succinic acid sample having a concentration of 10 g / L under the same analysis conditions as the peak area value of the impurity X by the above analysis. It calculated | required by converting with the density | concentration of a succinic-acid sample using the ratio with the peak area value of an acid. This concentration is shown in Table 5. This detection limit value is 0.010 g / L.

不純物Xのエリア値の算出は、フルクトースと不純物Xのピーク間にある谷部でピークを垂直分割した点を始点(6.6分)とし、始点から不純物Xピーク終点(7.2分)までを積分し、面積値を求めることによって行った。なお、ベースラインは最初のピークの立ち上がり部(3.8分)から不純物Xピーク終点までの水平線とした。   The area value of impurity X is calculated from the point where the peak is vertically divided at the valley between the fructose and impurity X peaks, from the start point (6.6 minutes) to the impurity X peak end point (7.2 minutes). Was integrated to obtain an area value. The baseline was the horizontal line from the rising edge of the first peak (3.8 minutes) to the impurity X peak end point.

不純物Xを示す一例として、波長210nmのUV検出器を用いて分析を行った場合の試薬特級ショ糖(和光純薬製)及び本きび赤糖(日新製糖製)の高速液体クロマトグラフィーチャートを重ね書きしたものを図3に示す。ただし、上記測定条件においてはショ糖が分解してフルクトースのピークが検出される。   As an example of showing the impurity X, a high-performance liquid chromatography chart of the reagent special grade sucrose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and this millet red sugar (manufactured by Nisshin Sugar Co., Ltd.) when analyzed using a UV detector with a wavelength of 210 nm. The overwritten one is shown in FIG. However, under the above measurement conditions, sucrose is decomposed and a fructose peak is detected.

同条件で分析を行った場合のコハク酸および酢酸のピーク位置も同図に示した。波長210nmおよび280nmのUV検出器並びにRI検出器を用いて本きび赤糖(日新製糖製)の分析を行った場合の高速液体クロマトグラフィーチャートを重ね書きしたものを図4に示す。   The peak positions of succinic acid and acetic acid when analyzed under the same conditions are also shown in FIG. FIG. 4 shows a high-performance liquid chromatographic chart overwritten when this millet red sugar (manufactured by Nissin Sugar Co., Ltd.) is analyzed using a UV detector and a RI detector with wavelengths of 210 nm and 280 nm.

図5に炭酸水素ナトリウム中和時における不純物Xとコハク酸蓄積濃度の関係を示す。また、図6に炭酸マグネシウム中和時における不純物Xとコハク酸蓄積濃度の関係を示す。   FIG. 5 shows the relationship between the impurity X and the succinic acid accumulation concentration during neutralization of sodium bicarbonate. FIG. 6 shows the relationship between impurity X and succinic acid accumulation concentration during neutralization of magnesium carbonate.

Figure 2010263887
Figure 2010263887

表5に示すように、上記測定条件において、精製ショ糖である試薬特級ショ糖中の不純物Xの含有量は、不純物Xを0.02g/Lより少ないことが判った。尚、ビオチン標品を上記高速液体クロマトグラフィー分析に供したが如何なるピークも検出されなかった。   As shown in Table 5, it was found that the content of impurity X in the reagent grade sucrose, which is purified sucrose, was less than 0.02 g / L of impurity X under the above measurement conditions. The biotin preparation was subjected to the high performance liquid chromatography analysis, but no peak was detected.

また、図3〜5に示すように、各粗糖に含まれる不純物XのUVピークエリア値と表2および表3に示したコハク酸蓄積濃度との間に正の相関関係があることが分かった。   Moreover, as shown to FIGS. 3-5, it turned out that there exists a positive correlation between the UV peak area value of the impurity X contained in each crude sugar, and the succinic-acid accumulation density | concentration shown in Table 2 and Table 3. .

(実施例5)酵母菌における不純物Xを含有するショ糖の効果
(A)酵母菌染色体DNAの調製
サッカロミセス・セレビシエYPH500株(STRATAGENE社)をYPAD液体培地(1重量% 酵母エキス、2重量% ポリペプトン、20μg/ml アデニン、2重量% グルコース)10mlに植菌し、30℃で16時間、振とう培養をおこなった。培養液から菌体を集菌し、STES緩衝液(0.1M NaCl、0.01M トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(以下「トリス」と略す)、0.001M エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(以下「EDTA」と略す)、0.1重量% ラウリル硫酸ナトリウム、pH7.5)0.1mlに懸濁後、石英砂を細胞と同体積加えた。
Example 5 Effect of Sucrose Containing Impurity X in Yeast (A) Preparation of Yeast Chromosomal DNA Saccharomyces cerevisiae YPH500 strain (STRATAGENE) was treated with YPAD liquid medium (1 wt% yeast extract, 2 wt% polypeptone) 20 μg / ml adenine, 2 wt% glucose) was inoculated into 10 ml, and cultured with shaking at 30 ° C. for 16 hours. Bacteria are collected from the culture solution, and STES buffer (0.1 M NaCl, 0.01 M tris (hydroxymethyl) aminomethane (hereinafter abbreviated as “Tris”), 0.001 M ethylenediaminetetraacetate (hereinafter “EDTA”) is collected. ”), 0.1 wt% sodium lauryl sulfate, pH 7.5) After suspension in 0.1 ml, quartz sand was added in the same volume as the cells.

サンプルを30秒間ボルテックスミキサーで撹拌した後、1分間氷上に静置し、この操作を3回繰り返した。フェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(体積比25:
24:1)を0.1ml加えて、同様に30秒間の撹拌と1分間の氷上静置を2回繰り返した。
The sample was stirred with a vortex mixer for 30 seconds, then left on ice for 1 minute, and this operation was repeated three times. Phenol / chloroform / isoamyl alcohol (volume ratio 25:
0.1 ml of 24: 1) was added, and similarly, stirring for 30 seconds and standing on ice for 1 minute were repeated twice.

微量用遠心機により二層に分離させ、水層を回収した。等容積のクロロホルムを加えて撹拌した後、同様に微量用遠心機により二層に分離させ、水層を回収した。10分の1容の3M 酢酸ナトリウム溶液(pH5.2)、2.5倍容の99% エタノールを加えてDNAを沈殿回収後、0.05mlのTE緩衝液(0.01M トリス、0.001M EDTA、pH7.5)に溶解した。得られたDNAに10mMトリス緩衝液(pH7.5)−1mM EDTA・2Na溶液5mLを加え、4℃で一晩静置し、以後のPCRの鋳型DNAに使用した。   The aqueous layer was recovered by separating it into two layers using a microcentrifuge. After adding an equal volume of chloroform and stirring, it was similarly separated into two layers by a microcentrifuge, and the aqueous layer was recovered. After adding 1/10 volume of 3M sodium acetate solution (pH 5.2) and 2.5 volumes of 99% ethanol to precipitate and recover DNA, 0.05 ml of TE buffer (0.01 M Tris, 0.001 M Dissolved in EDTA, pH 7.5). To the obtained DNA, 5 mL of a 10 mM Tris buffer (pH 7.5) -1 mM EDTA · 2Na solution was added and left overnight at 4 ° C., and used as template DNA for subsequent PCR.

(B)遺伝子破壊用の酵母pdc1、pdc5遺伝子断片の調製
サッカロミセス・セレビシエ由来ピルビン酸デカルボキシラーゼをコードする遺伝子pdc1、pdc5を含むDNA断片は、上記(A)で取得したサッカロミセス・セレビシエYPH500株の染色体DNAを鋳型にしてPCRにて合成、単離した。以下にその方法の詳細を示す。
(B) Preparation of yeast pdc1 and pdc5 gene fragments for gene disruption The DNA fragment containing the genes pdc1 and pdc5 encoding Saccharomyces cerevisiae-derived pyruvate decarboxylase is the chromosome of Saccharomyces cerevisiae YPH500 strain obtained in (A) above. DNA was used as a template for synthesis and isolation by PCR. Details of the method are shown below.

PDC1遺伝子断片のPCRによる合成には、フォワードプライマーPDC1−F(配列番号1:5’−aaactgcagactagtctcatttgaatcagcttatggtgatggc−3’)、リバースプライマーPDC1−R(配列番号2:5’−cgcggatccactagtcagggttttggaaaccacactgttt−3’)を用いた。このプライマーの組み合わせでPDC1の蛋白質コード領域を含む断片を増幅することができる。また、5’側に制限酵素PstIとSpeIの認識配列を、3’側にBamHIとSpeIの認識配列を含んだ形で合成することができる。   For the synthesis of the PDC1 gene fragment by PCR, the forward primer PDC1-F (SEQ ID NO: 1: 5′-aaactgcagagttagctatttgaatcagctttagtgtggtgggtggtgtgtgtgtgtgtggtgtgtgtgtgtgtgtgt . With this primer combination, a fragment containing the protein coding region of PDC1 can be amplified. Further, the restriction enzyme PstI and SpeI recognition sequence can be synthesized on the 5 'side, and the BamHI and SpeI recognition sequence can be synthesized on the 3' side.

PDC5遺伝子断片のPCRによる合成には、フォワードプライマーPDC5−F(配列番号3:5’-aaactgcagcaaaatgtctgaaataaccttag
g−3’)、リバースプライマーPDC5−R(配列番号4:5’−aaaggatccttattgtttagcgttagtagcggcag−3’)を用いた。このプライマーの組み合わせでPDC5の蛋白質コード領域を含む断片を増幅することができる。また、5’側に制限酵素PstIの認識配列を、3’側にBamHIの認識配列を含んだ形で合成することができる。
For the synthesis of the PDC5 gene fragment by PCR, the forward primer PDC5-F (SEQ ID NO: 3: 5′-aaactgcagaaaatagtctgaaaaatacttag)
g-3 ′) and reverse primer PDC5-R (SEQ ID NO: 5: 5′-aaaggatccttattgttttagcgttagtagggggcag-3 ′). With this primer combination, a fragment containing the protein coding region of PDC5 can be amplified. Further, the restriction enzyme PstI recognition sequence can be synthesized on the 5 ′ side and the BamHI recognition sequence can be synthesized on the 3 ′ side.

PCRはPrimeSTARポリメラーゼ(タカラバイオ社製)を用いて、94℃で10秒、53℃で5秒、72℃で2分30秒からなるサイクルを30回繰り返した。このPCR産物はアガロースゲル電気泳動を行い、約2.2kbpのpdc1遺伝子断片および約1.7kbpのpdc5遺伝子断片をそれぞれ確認した。   For PCR, PrimeSTAR polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 10 seconds, 53 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 2 minutes 30 seconds was repeated 30 times. This PCR product was subjected to agarose gel electrophoresis, and an about 2.2 kbp pdc1 gene fragment and an about 1.7 kbp pdc5 gene fragment were confirmed.

(C)PDC1遺伝子破壊用プラスミドpT7Blue−pdc1::URA3の構築
上記(B)でPCR合成したPDC1遺伝子断片を制限酵素PstI(タカラバイオ社製、以下、特に記載のない限り、制限酵素はタカラバイオ社製である)およびBamHIで切断し、同制限酵素で処理したpT7Blue(タカラバイオ社製)と混合してTaKaRa DNA Ligation Kit Ver.2(タカラバイオ社製)を用いて連結した。この連結物で大腸菌DH5α株を形質転換し、50mg/mlのアンピシリンおよび50μg/mLのX−Galを含むLB寒天培地(1重量% トリプトン、0.5重量% 酵母エキス、0.5重量% NaCl、1.5重量% 寒天)に塗抹した。この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを常法により液体培養した後、アルカリ−SDS法でプラスミドを抽出した。アガロースゲル電気泳動により、制限酵素SpeIによる切断で約2.2kbpと2.8kbpの断片が確認できたものを目的のプラスミドとし、pT7Blue−PDC1と命名した。
(C) Construction of PDC1 gene disruption plasmid pT7Blue-pdc1 :: URA3 The PDC1 gene fragment PCR-synthesized in (B) above is a restriction enzyme PstI (manufactured by Takara Bio Inc., unless otherwise specified. And pT7Blue (manufactured by Takara Bio Inc.) cut with BamHI and treated with the same restriction enzymes, and mixed with TaKaRa DNA Ligation Kit Ver. 2 (manufactured by Takara Bio Inc.). Escherichia coli DH5α strain was transformed with this ligated product, and LB agar medium (1 wt% tryptone, 0.5 wt% yeast extract, 0.5 wt% NaCl containing 50 mg / ml ampicillin and 50 μg / mL X-Gal was used. 1.5% by weight agar). A clone forming a white colony on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then a plasmid was extracted by an alkali-SDS method. A plasmid in which about 2.2 kbp and 2.8 kbp fragments were confirmed by digestion with the restriction enzyme SpeI by agarose gel electrophoresis was designated as the target plasmid, and named pT7Blue-PDC1.

次に、pT7Blue−PDC1をHincIIで切断し、PDC1遺伝子の内部1,614bpを欠失させた。この欠失部分に、プラスミドpUC−URA3をHindIIIで切断して平滑化した約1.2kbpの酵母ウラシル合成系の遺伝子であるURA3遺伝子断片をTaKaRa DNA Ligation Kit Ver.2(タカラバイオ社製)を用いて連結させた。上記と同様にpT7Blue−PDC1とURA3遺伝子断片との連結物で大腸菌DH5α株を形質転換し、得られたクローンからプラスミドを抽出した。アガロースゲル電気泳動により、制限酵素SpeIによる切断で約1.8kbpと2.8kbpの断片が確認できたものを目的のプラスミドとし、pT7Blue−pdc1::URA3と命名した。   Next, pT7Blue-PDC1 was cleaved with HincII to delete the internal 1,614 bp of the PDC1 gene. To this deletion, a URA3 gene fragment, which is a gene of about 1.2 kbp yeast uracil synthesis system obtained by cutting the plasmid pUC-URA3 with HindIII and smoothing, was transferred to TaKaRa DNA Ligation Kit Ver. 2 (manufactured by Takara Bio Inc.). In the same manner as described above, Escherichia coli DH5α strain was transformed with a ligated product of pT7Blue-PDC1 and URA3 gene fragment, and a plasmid was extracted from the resulting clone. A plasmid of about 1.8 kbp and 2.8 kbp fragments confirmed by digestion with the restriction enzyme SpeI by agarose gel electrophoresis was designated as the target plasmid, and named pT7Blue-pdc1 :: URA3.

なお、pUC−URA3は以下の方法で調製したプラスミドである。上記(A)の方法により取得したサッカロミセス・セレビシエS288C株(ATCC204508)の染色体DNAを鋳型とし、フォワードプライマーURA3−F(配列番号5:5’−ggttaatgtggctgtggtttcagg−3’)、リバースプライマーURA3−R(配列番号6:5’−gcgaggtattggatagttcc−3’)を用いてプロモーター領域を含むURA3遺伝子断片をPCRにて合成、単離した。PCRはTaqポリメラーゼ(タカラバイオ社製)を用いて、94℃で1分、53℃で1分、72℃で1分30秒からなるサイクルを30回繰り返した。   PUC-URA3 is a plasmid prepared by the following method. Using the chromosomal DNA of Saccharomyces cerevisiae S288C strain (ATCC204508) obtained by the method of (A) above as a template, forward primer URA3-F (SEQ ID NO: 5′-ggttaatgtgggtgtgtgtcagg-3 ′), reverse primer URA3-R (sequence) No. 6: URA3 gene fragment containing the promoter region was synthesized and isolated by PCR using 5′-gcgaggttattggatagttcc-3 ′). For PCR, Taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 1 minute, 53 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 1 minute 30 seconds was repeated 30 times.

得られたPCR産物はアガロースゲル電気泳動を行い、約1.2kbpのURA3遺伝子断片を確認した。このADE2遺伝子断片を制限酵素HindIIIで切断し、同制限酵素で消化後にBAP処理を行い脱リン酸化したpUC18(タカラバイオ社製)と混合して、TaKaRa DNA Ligation Kit Ver.2(タカラバイオ社製)を用いて連結した。この連結物で大腸菌JM109株を形質転換し、50mg/mlのアンピシリンおよび50μg/mLのX−Galを含むLB寒天培地(1重量% トリプトン、0.5重量% 酵母エキス、0.5重量% NaCl、1.5重量% 寒天)に塗抹した。この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを常法により液体培養した後、アルカリ−SDS法でプラスミドを抽出した。アガロースゲル電気泳動により制限酵素HindIIIによる切断で約1.2kbpと2.7kbpの断片が生じることを確認した。   The obtained PCR product was subjected to agarose gel electrophoresis, and an about 1.2 kbp URA3 gene fragment was confirmed. This ADE2 gene fragment was cleaved with the restriction enzyme HindIII, digested with the same restriction enzyme, mixed with pUC18 (manufactured by Takara Bio Inc.) that had been BAP-treated and dephosphorylated, and TaKaRa DNA Ligation Kit Ver. 2 (manufactured by Takara Bio Inc.). Escherichia coli JM109 strain was transformed with this ligated product, and LB agar medium (1 wt% tryptone, 0.5 wt% yeast extract, 0.5 wt% NaCl containing 50 mg / ml ampicillin and 50 μg / mL X-Gal was used. 1.5% by weight agar). A clone forming a white colony on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then a plasmid was extracted by an alkali-SDS method. It was confirmed by agarose gel electrophoresis that fragments of about 1.2 kbp and 2.7 kbp were generated by cleavage with the restriction enzyme HindIII.

(D)PDC5遺伝子破壊用プラスミドpT7Blue−pdc5::ADE2の構築
上記(B)でPCR合成したPDC5遺伝子断片を制限酵素PstIおよびBamHIで切断し、同制限酵素で処理したpT7Blue(タカラバイオ社製)と混合してTaKaRa DNA Ligation Kit Ver.2(タカラバイオ社製)を用いて連結した。この連結物で大腸菌DH5α株を形質転換し、50mg/mlのアンピシリンおよび50μg/mLのX−Galを含むLB寒天培地(1重量% トリプトン、0.5重量% 酵母エキス、0.5重量% NaCl、1.5重量% 寒天)に塗抹した。この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを常法により液体培養した後、アルカリ−SDS法でプラスミドを抽出した。アガロースゲル電気泳動により、制限酵素PstIおよびBamHIによる切断で約1.7kbpと2.8kbpの断片が確認できたものを目的のプラスミドとし、pT7Blue−PDC5と命名した。
(D) Construction of PDC5 gene disruption plasmid pT7Blue-pdc5 :: ADE2 The PDC5 gene fragment PCR-synthesized in (B) above was cleaved with restriction enzymes PstI and BamHI, and treated with the same restriction enzymes pT7Blue (manufactured by Takara Bio Inc.) And mixed with TaKaRa DNA Ligation Kit Ver. 2 (manufactured by Takara Bio Inc.). Escherichia coli DH5α strain was transformed with this ligated product, and LB agar medium (1 wt% tryptone, 0.5 wt% yeast extract, 0.5 wt% NaCl containing 50 mg / ml ampicillin and 50 μg / mL X-Gal was used. 1.5% by weight agar). A clone forming a white colony on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then a plasmid was extracted by an alkali-SDS method. A plasmid of about 1.7 kbp and 2.8 kbp that could be confirmed by digestion with restriction enzymes PstI and BamHI by agarose gel electrophoresis was designated as the target plasmid, and named pT7Blue-PDC5.

次に、pT7Blue−PDC5をXbaIで切断して平滑化し、PDC5遺伝子の内部136bpを欠失させた。この欠失部分に、プラスミドpUC−ADE2をSmaIで切断して得た約2.5kbpの酵母アデニン合成系の遺伝子であるADE2遺伝子断片をTaKaRa DNA Ligation Kit Ver.2(タカラバイオ社製)を用いて連結させた。上記と同様にpT7Blue−PDC5とADE2遺伝子断片との連結物で大腸菌DH5α株を形質転換し、得られたクローンからプラスミド抽出をおこなっ
た。アガロースゲル電気泳動により、制限酵素PstIおよびBamHIによる切断で約2.5kbpと4.1kbpの断片が確認できたものを目的のプラスミドとし、pT7Blue−pdc5::ADE2と命名した。
Next, pT7Blue-PDC5 was cut with XbaI and smoothed to delete the internal 136 bp of the PDC5 gene. To this deletion, an ADE2 gene fragment, which is a gene of the yeast adenine synthesis system of about 2.5 kbp obtained by cutting plasmid pUC-ADE2 with SmaI, was added to TaKaRa DNA Ligation Kit Ver. 2 (manufactured by Takara Bio Inc.). In the same manner as above, Escherichia coli DH5α strain was transformed with a ligated product of pT7Blue-PDC5 and ADE2 gene fragment, and plasmid was extracted from the resulting clone. A plasmid of about 2.5 kbp and 4.1 kbp fragments confirmed by digestion with restriction enzymes PstI and BamHI by agarose gel electrophoresis was designated as the target plasmid, and named pT7Blue-pdc5 :: ADE2.

なお、pUC−ADE2は以下の方法で調製したプラスミドである。上記(A)の方法により取得したサッカロミセス・セレビシエS288C株(ATCC204508)の染色体DNAを鋳型とし、フォワードプライマーADE2−F(配列番号7:5’−gaattcccgggtaacgccgtatcgtgattaac−3’)、リバースプライマーADE2−R(配列番号8:5’−ggatcccgggtgatcttatgtatgaaattc−3’)を用いてプロモーター領域を含むADE2遺伝子断片をPCRにて合成、単離した。PCRはTaqポリメラーゼ(タカラバイオ社製)を用いて、94℃で1分、53℃で1分、72℃で3分からなるサイクルを30回繰り返した。   PUC-ADE2 is a plasmid prepared by the following method. Using the chromosomal DNA of Saccharomyces cerevisiae S288C strain (ATCC204508) obtained by the method of (A) above as a template, forward primer ADE2-F (SEQ ID NO: 7: 5′-gaattcccggggtaacggccgtacctgtgtattaac-3 ′), reverse primer ADE2-R (sequence) The ADE2 gene fragment containing the promoter region was synthesized and isolated by PCR using No. 8: 5′-ggatccccgggtgtatttattatgatagaattc-3 ′). For PCR, Taq polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 1 minute, 53 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 3 minutes was repeated 30 times.

得られたPCR産物はアガロースゲル電気泳動を行い、約2.5kbpのADE2遺伝子断片を確認した。このADE2遺伝子断片を制限酵素SmaIで切断し、同制限酵素で消化後にBAP処理を行い脱リン酸化したpUC19(タカラバイオ社製)と混合して、TaKaRa DNA Ligation Kit Ver.2(タカラバイオ社製)を用いて連結した。この連結物で大腸菌JM109株を形質転換し、50mg/mlのアンピシリンおよび50μg/mLのX−Galを含むLB寒天培地(1重量% トリプトン、0.5重量% 酵母エキス、0.5重量% NaCl、1.5重量% 寒天)に塗抹した。この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを常法により液体培養した後、アルカリ−SDS法でプラスミドを抽出した。アガロースゲル電気泳動により制限酵素SmaIによる切断で約2.5kbpと2.7kbpの断片が生じることを確認した。   The obtained PCR product was subjected to agarose gel electrophoresis, and an ADE2 gene fragment of about 2.5 kbp was confirmed. This ADE2 gene fragment was digested with the restriction enzyme SmaI, digested with the same restriction enzyme, mixed with pUC19 (manufactured by Takara Bio Inc.) that had been BAP-treated and then dephosphorylated, and TaKaRa DNA Ligation Kit Ver. 2 (manufactured by Takara Bio Inc.). Escherichia coli JM109 strain was transformed with this ligated product, and LB agar medium (1 wt% tryptone, 0.5 wt% yeast extract, 0.5 wt% NaCl containing 50 mg / ml ampicillin and 50 μg / mL X-Gal was used. 1.5% by weight agar). A clone forming a white colony on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then a plasmid was extracted by an alkali-SDS method. It was confirmed by agarose gel electrophoresis that fragments of about 2.5 kbp and 2.7 kbp were generated by cleavage with the restriction enzyme SmaI.

(E)遺伝子破壊用断片pdc5::ADE2の導入によるPDC5遺伝子破壊株YPH500/ΔPDC5株の作製
上記(D)で構築したプラスミドpT7Blue−pdc5::ADE2を制限酵素PstIおよびBamHIで切断し、アガロースゲルから約4.1kbpのDNA断片(pdc5::ADE2)をGENE CLEAN II KIT(フナコシ社製)により抽出した。このDNA断片を用いてサッカロミセス・セレビシエYPH500株(MATα
leu2−、ura3−、trp1−、his3−、ade2−、lys2−)を酢酸リチウム法(Ito, H., Fukuda,Y., Murata, K. and
Kimura, A. (1983) J. Bacteriol. 153(1),
163−168)で形質転換し、100mg/mlのL−ロイシン、20mg/mlのウラシル、20mg/mlのトリプトファン、20mg/mlのL−ヒスチジン、30mg/mlのL−リジンを含むSDE寒天培地(0.17重量% YEAST NITROGEN BASE w/o AMINO ACIDS(DIFCO社製)、2重量% グルコース、1容量% エタノール、2重量% 寒天)に播き、30℃で6日間培養した。
(E) Production of PDC5 gene disruption strain YPH500 / ΔPDC5 by introduction of gene disruption fragment pdc5 :: ADE2 Plasmid pT7Blue-pdc5 :: ADE2 constructed in (D) above was digested with restriction enzymes PstI and BamHI, and agarose gel A DNA fragment (pdc5 :: ADE2) of about 4.1 kbp was extracted from GENE CLEAN II KIT (Funakoshi). Using this DNA fragment, Saccharomyces cerevisiae YPH500 strain (MATα
leu2-, ura3-, trp1-, his3-, ade2-, lys2-) by the lithium acetate method (Ito, H., Fukuda, Y., Murata, K. and
Kimura, A.A. (1983) J. Org. Bacteriol. 153 (1),
163-168), and SDE agar medium (100 mg / ml L-leucine, 20 mg / ml uracil, 20 mg / ml tryptophan, 20 mg / ml L-histidine, 30 mg / ml L-lysine). It was seeded on 0.17% by weight YEAST NITRROGEN BASE w / o AMINO ACIDS (manufactured by DIFCO), 2% by weight glucose, 1% by volume ethanol, 2% by weight agar) and cultured at 30 ° C. for 6 days.

寒天培地上で生育してきたアデニン非要求性のコロニーをYPAE液体培地(1重量%
酵母エキス、2重量% ポリペプトン、20μg/ml アデニン、2容量% エタノール)5mlに植菌し、30℃で16時間、振とう培養をおこなった。この培養液から上記(A)の方法により染色体DNAを抽出した。これを鋳型としてフォワードプライマーPDC5−F(配列番号3:5’−aaactgcagcaaaatgtctgaaataaccttagg−3’)とリバースプライマーPDC5−R(配列番号4:5’−aaaggatccttattgtttagcgttagtagcggcag−3’)の組み合わせでPCRを行い、pdc5遺伝子座上での相同組換えの有無を調べた。PCRはPrimeSTARポリメラーゼ(タカラバイオ社製)を用いて、94℃で10秒、53℃で5秒、72℃で4分からなるサイクルを30回繰り返した。
Adenine non-requiring colonies grown on an agar medium were transferred to a YPAE liquid medium (1 wt%
Yeast extract, 2% by weight polypeptone, 20 μg / ml adenine, 2% by volume ethanol) was inoculated into 5 ml, and cultured with shaking at 30 ° C. for 16 hours. Chromosomal DNA was extracted from this culture solution by the method (A). Using this as a template, forward primer PDC5-F (SEQ ID NO: 3: 5′-aaactgcagcaaaatgtctgaaataactttagg-3 ′) and reverse primer PDC5-R (SEQ ID NO: 5′-aaaggagtccttattttgtcgttagcgtcgcpgccccccgcpgcccggcggcggcggcgg The presence or absence of homologous recombination on the locus was examined. For PCR, PrimeSTAR polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 10 seconds, 53 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 4 minutes was repeated 30 times.

比較対照として、YPH500株の染色体DNA、プラスミドpT7Blue−PDC5、pT7Blue−pdc5::ADE2を鋳型にして、同様にPCRを行った。アガロースゲル電気泳動によりpT7Blue−pdc5::ADE2と同じ約4.1kbpのDNA断片が検出され、相同組換えによりPDC5遺伝子が破壊されたことが確認できた形質転換体をYPH500/ΔPDC5と命名した。   As a comparative control, PCR was performed in the same manner using the chromosomal DNA of the YPH500 strain, plasmids pT7Blue-PDC5, pT7Blue-pdc5 :: ADE2 as a template. A transformant in which a DNA fragment of about 4.1 kbp, which was the same as pT7Blue-pdc5 :: ADE2, was detected by agarose gel electrophoresis and the PDC5 gene was confirmed to be disrupted by homologous recombination was named YPH500 / ΔPDC5.

(F)YPH500/ΔPDC5株への遺伝子破壊用断片pdc1::URA3の導入による二重遺伝子破壊株YPH500/ΔPDC5/ΔPDC1株の作製
上記(C)で構築したプラスミドpT7Blue−pdc1::URA3を制限酵素SpeIで切断し、アガロースゲルから約1.8kbpのDNA断片(pdc1::URA3)をGENE CLEAN II KIT(フナコシ社製)により抽出した。このDNA断片を用いて上記(E)で作製したYPH500/ΔPDC5株を酢酸リチウム法(Ito, H., Fukuda,Y., Murata, K. and Kimura, A. (1983) J. Bacteriol. 153(1), 163−168)で形質転換し、100mg/mlのL−ロイシン、20mg/mlのトリプトファン、20mg/mlのL−ヒスチジン、30mg/mlのL−リジンを含むSDE寒天培地(0.17重量% YEAST NITROGEN BASE w/o AMINO ACIDS(DIFCO社製)、2重量% グルコース、1容量% エタノール、2重量% 寒天)に播き、30℃で6日間培養した。
(F) Preparation of double gene disruption strain YPH500 / ΔPDC5 / ΔPDC1 strain by introduction of gene disruption fragment pdc1 :: URA3 into YPH500 / ΔPDC5 strain Plasmid pT7Blue-pdc1 :: URA3 constructed in (C) above is a restriction enzyme The DNA fragment (pdc1 :: URA3) of about 1.8 kbp was extracted from the agarose gel with GENE CLEAN II KIT (Funakoshi). Using this DNA fragment, the YPH500 / ΔPDC5 strain prepared in (E) above was transformed into the lithium acetate method (Ito, H., Fukuda, Y., Murata, K. and Kimura, A. (1983) J. Bacteriol. 153 ( 1), 163-168), SDE agar medium (0.17 containing 100 mg / ml L-leucine, 20 mg / ml tryptophan, 20 mg / ml L-histidine, 30 mg / ml L-lysine) It was seeded on weight% Yeast NITRogen BASE w / o AMINO ACIDS (manufactured by DIFCO), 2 weight% glucose, 1 volume% ethanol, 2 weight% agar) and cultured at 30 ° C. for 6 days.

寒天培地上で生育してきたアデニン非要求性のコロニーをYPAE液体培地(1重量%
酵母エキス、2重量% ポリペプトン、20μg/ml アデニン、2容量% エタノール)5mlに植菌し、30℃で16時間、振とう培養をおこなった。この培養液から上記(A)の方法により染色体DNAを抽出した。これを鋳型としてフォワードプライマーPDC1−F(配列番号1:5’−aaactgcagactagtctcatttgaatcagcttatggtgatggc−3’)とリバースプライマーPDC1−R(配列番号2:5’−cgcggatccactagtcagggttttggaaaccacactgttt−3’)の組み合わせでPCRを行い、PDC1遺伝子座上での相同組換えの有無を調べた。PCRはPrimeSTARポリメラーゼ(タカラバイオ社製)を用いて、94℃で10秒、53℃で5秒、72℃で2分30秒からなるサイクルを30回繰り返した。
Adenine non-requiring colonies grown on an agar medium were transferred to a YPAE liquid medium (1 wt%
Yeast extract, 2% by weight polypeptone, 20 μg / ml adenine, 2% by volume ethanol) was inoculated into 5 ml, and cultured with shaking at 30 ° C. for 16 hours. Chromosomal DNA was extracted from this culture solution by the method (A). Using this as a template, forward primer PDC1-F (SEQ ID NO: 1: 5′-aaactgcagagtagtagctattattgaatcagctttagggtgagtgc-3 ′) and reverse primer PDC1-R (SEQ ID NO: 2: 5′-cgcggatccacttagggtcgtgtgttgtggttgtggt The presence or absence of homologous recombination on the locus was examined. For PCR, PrimeSTAR polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 10 seconds, 53 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 2 minutes 30 seconds was repeated 30 times.

比較対照として、YPH500株の染色体DNA、プラスミドpT7Blue−PDC1、pT7Blue−pdc1::URA3を鋳型にして、同様にPCRを行った。アガロースゲル電気泳動によりpT7Blue−pdc1::URA3と同じ約1.8kbpのDNA断片が検出され、相同組換えによりPDC1遺伝子が破壊されたことが確認できた形質転換体をYPH500/ΔPDC5/ΔPDC1と命名した。   As a comparative control, PCR was performed in the same manner using the chromosomal DNA of the YPH500 strain, plasmids pT7Blue-PDC1, and pT7Blue-pdc1 :: URA3 as templates. A transformant in which a DNA fragment of about 1.8 kbp, which was the same as pT7Blue-pdc1 :: URA3, was detected by agarose gel electrophoresis and confirmed that the PDC1 gene was disrupted by homologous recombination was named YPH500 / ΔPDC5 / ΔPDC1. did.

(G)酵母菌における粗糖の効果
<種培養>
培養培地(酵母エキス:10g、ペプトン:20g、アデニン:20mg、及び蒸留水:1000mLの培地)100mLを500mLの三角フラスコに入れ120℃、20分加熱滅菌した。これを室温まで冷やし、あらかじめフィルター滅菌した99.5%エタノールを2mL添加し、前記サッカロミセス・セレビシエ YPH500/ΔPDC5/ΔPDC1株を濁度OD660が0.1となるように接種し、30℃、160rpmにて88時間振盪培養した。
(G) Effect of crude sugar in yeast <Seed culture>
100 mL of culture medium (yeast extract: 10 g, peptone: 20 g, adenine: 20 mg, and distilled water: 1000 mL) was placed in a 500 mL Erlenmeyer flask and sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. This was cooled to room temperature, 2 mL of 99.5% ethanol sterilized in advance was added, and the Saccharomyces cerevisiae YPH500 / ΔPDC5 / ΔPDC1 strain was inoculated so that the turbidity OD660 was 0.1, and 30 ° C. and 160 rpm. And cultured for 88 hours with shaking.

<コハク酸生成反応>
得られた培養液全量を4000×g、25℃、3分間の遠心分離により集菌し、菌体懸濁培地(リン酸一カリウム:6g、硫酸マグネシウム・七水和物:1g、エチレンジアミ
ン四酢酸二ナトリウム・二水和物:30mg、硫酸亜鉛・七水和物:9mg、塩化コバルト・六水和物:0.6mg、塩化マンガン・四水和物:2mg、硫酸銅・五水和物:0.6mg、塩化カルシウム・二水和物:9mg、硫酸鉄・七水和物:6mg、モリブデン酸ナトリウム・二水和物:0.8mg、ホウ酸:2mg、ヨウ化カリウム:0.2mg、ビオチン:0.1mg、パントテン酸カルシウム:2mg、ニコチン酸:2mg、イノシトール:50mg、チアミン塩酸塩:2mg、ピリドキシン塩酸塩:2mg、及び蒸留水1000mLの培地)100mLで2回洗浄した後、OD660の吸光度が80となるように菌体懸濁培地に懸濁した。4mLの反応器に前記の菌体懸濁液0.5mLと基質溶液(試薬特級ショ糖(和光純薬製)または粉末黒砂糖(日新製糖製):100g、炭酸マグネシウム:60gを蒸留水に溶解し、1000mLにメスアップした溶液)0.5mLを加えて、6%炭酸ガス、14%酸素ガスの雰囲気下でレシプロ型振盪機(エイブル社製、型式MLU−4−TR−250)で30℃、250rpmで24時間反応させた。
<Succinic acid production reaction>
The total amount of the obtained culture broth was collected by centrifugation at 4000 × g, 25 ° C. for 3 minutes, and the cell suspension medium (monopotassium phosphate: 6 g, magnesium sulfate heptahydrate: 1 g, ethylenediaminetetraacetic acid) Disodium dihydrate: 30 mg, zinc sulfate heptahydrate: 9 mg, cobalt chloride hexahydrate: 0.6 mg, manganese chloride tetrahydrate: 2 mg, copper sulfate pentapentahydrate: 0.6 mg, calcium chloride dihydrate: 9 mg, iron sulfate heptahydrate: 6 mg, sodium molybdate dihydrate: 0.8 mg, boric acid: 2 mg, potassium iodide: 0.2 mg, Biotin: 0.1 mg, calcium pantothenate: 2 mg, nicotinic acid: 2 mg, inositol: 50 mg, thiamine hydrochloride: 2 mg, pyridoxine hydrochloride: 2 mg, and distilled water 1000 mL medium) in 100 mL After washing times, and suspended in microbial cells suspension medium such that the absorbance of OD660 is 80. In a 4 mL reactor, 0.5 mL of the above cell suspension and substrate solution (reagent special grade sucrose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) or powdered brown sugar (manufactured by Nissin Sugar Co., Ltd.): 100 g, magnesium carbonate: 60 g in distilled water 0.5 mL of a solution that has been dissolved and made up to 1000 mL) is added, and the reciprocating type shaker (model MLU-4-TR-250, manufactured by Able Co., Ltd.) is used in an atmosphere of 6% carbon dioxide gas and 14% oxygen gas. The reaction was carried out at 250 ° C. for 24 hours.

反応後12,000rpm、室温、5分の条件で遠心分離した上清のコハク酸濃度を定量した。その結果を表6に示す。   After the reaction, the succinic acid concentration of the supernatant centrifuged at 12,000 rpm and room temperature for 5 minutes was quantified. The results are shown in Table 6.

Figure 2010263887
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表6に示すように、不純物Xを含有するショ糖である粉末黒砂糖を基質として使用すると、対照基質である精製ショ糖(試薬特級ショ糖)と比較して反応液中のコハク酸蓄積量が顕著に増加した。   As shown in Table 6, when powdered brown sugar, which is a sucrose containing impurities X, is used as a substrate, the amount of succinic acid accumulated in the reaction solution compared to purified sucrose (reagent special grade sucrose) which is a control substrate Increased significantly.

(実施例6)糖蜜の種類と不純物Xの含有量について
表7に示す糖蜜について、吸光度及び不純物Xの含有量を、それぞれ実施例3及び実施例4に記載の方法にて測定した。その結果を表7に示す。
(Example 6) Types of molasses and content of impurities X For the molasses shown in Table 7, the absorbance and the content of impurities X were measured by the methods described in Examples 3 and 4, respectively. The results are shown in Table 7.

Figure 2010263887
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表7に示すように、不純物Xは、サトウキビ由来品に高濃度で含まれるのに対して、テンサイ由来の糖蜜には含まれておらず(検出限界以下)、特定の種類の糖蜜にのみ含まれることが分かった。   As shown in Table 7, impurity X is not contained in sugar beet-derived molasses (below the detection limit), whereas sugar cane-derived products are contained in high concentrations, but only in certain types of molasses. I found out.

(実施例7)不純物Xを含有する糖蜜の効果
実施例1に記載の方法に従って、糖蜜の効果を確認した。但し、菌体反応時に用いた基質溶液、反応時間及びコハク酸蓄積濃度は、後述のとおりに行った。基質溶液は、試薬特級ショ糖(和光純薬社製)または表7に示した糖蜜を予めショ糖濃度100g/Lに調整した溶液:500mL、炭酸水素ナトリウム:67gを蒸留水に溶解し、1000mLに溶解した溶液とした。
(Example 7) Effect of molasses containing impurity X According to the method described in Example 1, the effect of molasses was confirmed. However, the substrate solution, reaction time, and succinic acid accumulation concentration used during the cell reaction were as described below. The substrate solution is a reagent special grade sucrose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) or a solution prepared by previously adjusting molasses shown in Table 7 to a sucrose concentration of 100 g / L: 500 mL, sodium bicarbonate: 67 g dissolved in distilled water, 1000 mL The solution was dissolved in

反応開始から3時間目および5時間目の反応液中のコハク酸濃度を定量し、係る2時間の間に生成したコハク酸の蓄積濃度を表8に示す。コハク酸の生成反応に係るMJ233/PC−4/ΔLDH株の倍加時間は70時間以上であった。   The concentration of succinic acid in the reaction solution at 3 hours and 5 hours from the start of the reaction was quantified, and the accumulated concentration of succinic acid produced during the 2 hours is shown in Table 8. The doubling time of the MJ233 / PC-4 / ΔLDH strain related to the succinic acid production reaction was 70 hours or more.

Figure 2010263887
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表8に示すように、精製ショ糖(試薬特級ショ糖)と比較して、不純物Xを含有する糖蜜を基質とした場合にコハク酸蓄積濃度が向上していた。   As shown in Table 8, compared to purified sucrose (reagent grade sucrose), the succinic acid accumulation concentration was improved when molasses containing impurity X was used as a substrate.

(実施例8)高速液体クロマトグラフィによる不純物Xの分析
高速液体クロマトグラフィーの分離用カラムとしてMCI GEL CK08EH(三菱化学製)を用いた以外は実施例4に記載の条件にて、表5に記載の原料糖、フルクトース、及びコハク酸標品を分析し、得られたクロマトチャートを図7に示す。MCI GEL CK08EH(三菱化学製)は、粒径が9μmおよび架橋度が8%である基質架橋型スチレンジビニルベンゼン共重合体を充填したポリマー系の有機酸分析用カラムであり、カラム内径が8mmおよびカラム長さが300mmのものである。
Example 8 Analysis of Impurity X by High Performance Liquid Chromatography The conditions described in Table 5 were used under the conditions described in Example 5 except that MCI GEL CK08EH (manufactured by Mitsubishi Chemical) was used as a separation column for high performance liquid chromatography. The raw sugar, fructose, and succinic acid sample were analyzed, and the resulting chromatographic chart is shown in FIG. MCI GEL CK08EH (manufactured by Mitsubishi Chemical) is a polymer-based organic acid analysis column packed with a substrate-crosslinked styrene divinylbenzene copolymer having a particle size of 9 μm and a crosslinking degree of 8%. The column length is 300 mm.

ULTRON PS−80H(実施例4で取得)及びMCI GEL CK08EHで分離・検出したコハク酸標品のピークトップの時間([b])及び不純物Xのピークトップの時間([a])、並びにコハク酸標品のピークトップ時間に対する不純物Xのピークトップの時間の比([a]/[b])を表9に示す。   Peak top time ([b]) and impurity X peak top time ([a]) of succinic acid sample separated and detected by ULTRON PS-80H (obtained in Example 4) and MCI GEL CK08EH, and Table 9 shows the ratio of the peak top time of the impurity X to the peak top time of the acid sample ([a] / [b]).

Figure 2010263887
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表9に示すように、不純物Xのピークトップの時間はコハク酸のピークトップの時間との比において、0.85から0.91の範囲で検出される。当該ピークで規定される不純物Xの含有量は表5および表7に示すとおりである。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2009年4月16日出願の日本特許出願2009−099903に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
As shown in Table 9, the peak top time of the impurity X is detected in the range of 0.85 to 0.91 in the ratio to the peak top time of the succinic acid. The contents of the impurity X defined by the peak are as shown in Table 5 and Table 7.
Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is based on Japanese Patent Application No. 2009-099903 filed on Apr. 16, 2009, the contents of which are incorporated herein by reference.

Claims (12)

コハク酸産生能を有する微生物をショ糖に作用させるコハク酸の製造方法において、該ショ糖が以下であることを特徴とするコハク酸の製造方法。
ショ糖濃度1重量%に調製した水溶液を以下の測定条件で高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した際の保持時間6.7から6.95分で検出される物質を含有し、該水溶液における該物質の含有量がコハク酸換算値として0.02g/L〜100g/Lであるショ糖。
(測定条件)
分離カラム;ULTRON PS−80H(信和化工製)
溶媒;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
検出波長;210nmUV
注入量;10μL
A method for producing succinic acid, wherein a microorganism having succinic acid producing ability is allowed to act on sucrose, wherein the sucrose is as follows.
Containing a substance that is detected at a retention time of 6.7 to 6.95 minutes when an aqueous solution prepared at a sucrose concentration of 1% by weight is measured using high performance liquid chromatography under the following measurement conditions; Sucrose whose content of a substance is 0.02 g / L-100 g / L as a succinic acid conversion value.
(Measurement condition)
Separation column; ULTRON PS-80H (manufactured by Shinwa Chemical)
Solvent: 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate: 1.0 mL / min Column temperature: 60 ° C
Detection wavelength: 210 nm UV
Injection volume: 10 μL
コハク酸産生能を有する微生物をショ糖に作用させるコハク酸の製造方法において、該ショ糖が以下であることを特徴とするコハク酸の製造方法。
ショ糖濃度1重量%に調製した水溶液を以下の測定条件で高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した際の保持時間6.7から6.95分で検出される物質を含有し、該水溶液における該物質の含有量がコハク酸換算値として0.02g/L〜100g/Lであるショ糖。
(測定条件)
分離カラム;粒径が7〜11μm及び架橋度が7〜9%である基質架橋型スチレンジビニルベンゼン共重合体を基材とし、内径が7.8〜8.2mm及び長さが260〜340mmである分離カラム
溶媒;60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速;1.0mL/分
カラム温度;60℃
検出波長;210nmUV
注入量;10μL
A method for producing succinic acid, wherein a microorganism having succinic acid producing ability is allowed to act on sucrose, wherein the sucrose is as follows.
Containing a substance that is detected at a retention time of 6.7 to 6.95 minutes when an aqueous solution prepared at a sucrose concentration of 1% by weight is measured using high performance liquid chromatography under the following measurement conditions; Sucrose whose content of a substance is 0.02 g / L-100 g / L as a succinic acid conversion value.
(Measurement condition)
Separation column; based on a substrate-crosslinked styrene divinylbenzene copolymer having a particle size of 7 to 11 μm and a degree of crosslinking of 7 to 9%, an inner diameter of 7.8 to 8.2 mm and a length of 260 to 340 mm Some separation column Solvent; 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate; 1.0 mL / min Column temperature; 60 ° C
Detection wavelength: 210 nm UV
Injection volume: 10 μL
コハク酸産生能を有する微生物をショ糖に作用させるコハク酸の製造方法において、該ショ糖が以下であることを特徴とするコハク酸の製造方法。
ショ糖濃度1重量%に調製した水溶液を以下の測定条件で高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した際のピークにおいて、ピークトップの時間[a]がコハク酸標品のピークトップの時間[b]との比([a]/[b])において0.85から0.91で検出されるピークの物質を含有し、かつ該水溶液における該物質の含有量がコハク酸換算値として0.02g/L〜100g/Lであるショ糖。
(測定条件)
分離カラム;粒径が7〜11μmである基質架橋型スチレンジビニルベンゼン共重合体を基材とする分離カラム
溶媒; 60重量%過塩素酸1.8mL/1L蒸留水
流速; 1.0mL/分
カラム温度;60℃
検出波長;210nmUV
注入量;10μL
A method for producing succinic acid, wherein a microorganism having succinic acid producing ability is allowed to act on sucrose, wherein the sucrose is as follows.
At the peak when an aqueous solution prepared with a sucrose concentration of 1% by weight was measured using high performance liquid chromatography under the following measurement conditions, the peak top time [a] is the peak top time [b] of the succinic acid standard. In the ratio ([a] / [b]) to 0.81 to 0.91, and the content of the substance in the aqueous solution is 0.02 g / Sucrose which is L-100g / L.
(Measurement condition)
Separation column; Separation column based on a substrate-crosslinked styrene divinylbenzene copolymer having a particle size of 7 to 11 μm Solvent; 60 wt% perchloric acid 1.8 mL / 1 L distilled water Flow rate: 1.0 mL / min Column Temperature: 60 ° C
Detection wavelength: 210 nm UV
Injection volume: 10 μL
前記ショ糖が以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。
ショ糖濃度10重量%水溶液の350nmにおける吸光度が0.50以上100以下であるショ糖。
The method for producing succinic acid according to any one of claims 1 to 3, wherein the sucrose is as follows.
Sucrose having an absorbance at 350 nm of an aqueous solution having a sucrose concentration of 10% by weight of 0.50 to 100.
コハク酸産生能を有する微生物がコリネ型細菌、大腸菌、アナエロビオスピリラム(Anaerobiospirillum)属、アクチノバチルス(Acinobacillus)属、糸状菌及び酵母菌からなる群から選択される微生物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。   The microorganism having succinic acid-producing ability is a microorganism selected from the group consisting of coryneform bacteria, Escherichia coli, Anaerobiospirillum genus, Actinobacillus genus, filamentous fungi and yeast The manufacturing method of the succinic acid of any one of Claims 1-4. 前記ショ糖が、植物から搾取した糖液を濃縮、精製する方法であって、脱色工程を行っていない製造方法により製造されたものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。   The sucrose is a method for concentrating and purifying a sugar solution extracted from a plant, and is produced by a production method that does not perform a decolorization step. The method for producing succinic acid according to item. 前記微生物が、ラクテートデヒドロゲナーゼ活性が非改変型と比べて低減するように遺伝子改変されたもの及びピルビン酸カルボキシラーゼ活性が非改変型と比べて増強するように遺伝子改変されたもの少なくとも一方であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。   The microorganism is at least one genetically modified so that lactate dehydrogenase activity is reduced compared to the unmodified type and genetically modified so that pyruvate carboxylase activity is enhanced compared to the unmodified type. The manufacturing method of the succinic acid of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 前記コリネ型細菌が、コリネバクテリウム グルタミカム、ブレビバクテリウム フラバム及びブレビバクテリウム ラクトファーメンタムより選択されるものであることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。   The succinic acid according to any one of claims 5 to 7, wherein the coryneform bacterium is selected from Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum, and Brevibacterium lactofermentum. Production method. 嫌気的雰囲気下でコハク酸産生能を有する微生物をショ糖に作用させてコハク酸を生成させることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。   The method for producing succinic acid according to any one of claims 1 to 8, wherein succinic acid is produced by allowing a microorganism having succinic acid-producing ability to act on sucrose in an anaerobic atmosphere. コハク酸産生能を有する微生物を予め増殖させる種培養工程と、該種培養工程で得られた微生物を不純物Xを含有するショ糖に作用させてコハク酸を生成させるコハク酸生成工程とを含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載のコハク酸の製造方法。   A seed culturing step for proliferating a microorganism having succinic acid-producing ability in advance, and a succinic acid producing step for producing succinic acid by allowing the microorganism obtained in the seed culturing step to act on sucrose containing impurities X. The manufacturing method of the succinic acid of any one of Claims 1-9. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法によりコハク酸を製造する工程、及び該工程で得られたコハク酸を水素化する工程を含む、1,4−ブタンジオール製造方法。   A method for producing 1,4-butanediol, comprising a step of producing succinic acid by the method according to any one of claims 1 to 10, and a step of hydrogenating succinic acid obtained in the step. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法によりコハク酸を製造する工程、及び該工程で得られたコハク酸を原料として重合反応を行う工程を含む、コハク酸含有ポリマーの製造方法。   The manufacturing method of a succinic-acid containing polymer including the process of manufacturing a succinic acid with the method of any one of Claims 1-10, and the process of performing a polymerization reaction using the succinic acid obtained at this process as a raw material.
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