JP2779078B2 - Pentose selective fermentation - Google Patents

Pentose selective fermentation

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JP2779078B2
JP2779078B2 JP3215581A JP21558191A JP2779078B2 JP 2779078 B2 JP2779078 B2 JP 2779078B2 JP 3215581 A JP3215581 A JP 3215581A JP 21558191 A JP21558191 A JP 21558191A JP 2779078 B2 JP2779078 B2 JP 2779078B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ペントースの選択発酵
法、さらに詳しくは微生物の改良によるペントースの選
択発酵法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for selective fermentation of pentose, and more particularly to a method for selective fermentation of pentose by improving microorganisms.

【0002】[0002]

【従来の技術】ある微生物において2種以上の基質が代
謝の対象となっている場合、その菌によって利用され易
い基質が他の基質の異化を司る酵素の誘導を阻害する現
象は、カタボライト・リプレッション(Catabolite Rep
ression)として知られている〔ハートウェル・エル及び
ビー・マガサニック(Hartwell L. and B. Magasani
k)、ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジー
(J. Mol. Biol) 、第7巻、第401〜420頁(1963年)、
モノー・ジェイ(Monod J.)、ルシェルシュ・シュール・
ラ・クロワサンス・デ・キュルチュール・バクテリエン
ヌ、テーズ(Recherches sur la croissance des cultur
es bacteriennes, thesis)、アルマン(Harman)、パリ
(Paris)、第145頁(1942年)〕。
2. Description of the Related Art When two or more substrates are subject to metabolism in a certain microorganism, the phenomenon that a substrate which is easily used by the microorganism inhibits the induction of an enzyme which controls the catabolism of another substrate is caused by catabolite lyophilization. Compression (Catabolite Rep
Hartwell L. and B. Magasani (Hartwell L. and B. Magasani
k), Journal of Molecular Biology (J. Mol. Biol), Vol. 7, pp. 401-420 (1963),
Monod J., Lucerche sur Sur
La Croissance de Courture Bactaenne, These (Recherches sur la croissance des cultur)
es bacteriennes, thesis), Harman, Paris, 145 (1942)].

【0003】このカタボライト・リプレッションは、菌
にとってエネルギー源となる基質である、糖、アミノ
酸、有機酸などの代謝系のみならず、核酸、多糖類、タ
ンパク質などの高分子基質の分解系にまで及んでいるこ
とが、一般に知られている。そのため、一般には、グル
コース、マンノース、フラクトースなどの利用され易い
基質が存在すると、他の基質の代謝系の酵素生合成が抑
制を受けて、他の基質が利用できなかったり、望むよう
な酵素の生産が不可能となる場合が多く存在している。
[0003] This catabolite repression includes not only metabolic systems such as sugars, amino acids and organic acids, which are substrates that serve as an energy source for bacteria, but also degradation systems for polymer substrates such as nucleic acids, polysaccharides and proteins. This is generally known. Therefore, in general, when an easily available substrate such as glucose, mannose, or fructose is present, the enzyme biosynthesis of the metabolic system of the other substrate is suppressed, and the other substrate is not available or the desired enzyme is not used. There are many cases where production becomes impossible.

【0004】ペディオコッカス属に属する細菌において
も、例えばペディオコッカス・ハロフィルス(Pediococ
cus halophilus)をその菌がエネルギー源として利用可
能な2種以上の基質を含有する培地中で培養した場合に
は、上記のような現象が起こる。すなわち、カタボライ
ト・リプレッションは、ペディオコッカス属菌において
も非常に強力な代謝調節機構の一つであって、複数の基
質混合物中における優先性下位基質、例えばペントース
などの選択発酵の場合のみならず、一部の酵素やその他
の二次代謝物の生産などの場合においても、大きな問題
となっており、通常はこの抑制作用から逃れることは、
殆ど不可能である。特別な場合に一部できるとしても、
極めて長時間培養するか、あるいは培地中で選択発酵に
とって障害となる基質を特に取り除くことが必要であ
る。このことは余計なコストを要するか、安価で優れて
はいるが複雑な混合物である天然培地を用いることを困
難にするもので、その解決が強く望まれているのが実情
である。
[0004] Among bacteria belonging to the genus Pediococcus, for example, Pediococcus halophilus (Pediococ)
The above phenomenon occurs when C. halophilus is cultured in a medium containing two or more types of substrates that can be used as an energy source by the fungus. That is, catabolite repression is one of the very powerful metabolic regulation mechanisms even in the genus Pediococcus, and only in the case of selective fermentation of a preferential lower substrate in a mixture of multiple substrates, for example, pentose. In addition, even in the case of the production of some enzymes and other secondary metabolites, it has become a major problem, and usually escaping this inhibitory effect,
Almost impossible. Even if you can do some in special cases,
It is necessary to cultivate for a very long time or to specifically remove the substrate in the medium which is an obstacle for the selective fermentation. This requires extra cost or makes it difficult to use a natural medium, which is an inexpensive and superior but complex mixture, and the solution is strongly desired.

【0005】そしてまた、ペントースは褐変反応に関与
する糖類の1種であって、例えば醸造物などにおいては
着色防止のため、これを消去する有効な方法が切望され
ている。そこで、本発明者らは、ペデイオコッカス・ハ
ロフィルスに属する微生物の、例えばアラビノース、キ
シロースなどのペントースに対するカタボライト・リプ
レッションを解除すべく種々検討した結果、先に、該微
生物には、フォスフォエノールパイルベート・デペンデ
ント・シュガー:フォスフォトランスフェラーゼ・シス
テム (Phosphoenolpyruvate dependent Sugar:Phosphot
ransferase System)(以下、PTS と略称する。)が機能
して存在していること、そして該 PTS、フォスフォフラ
クトキナーゼ(以下、 PFKと略称する。)及びグルコキ
ナーゼ(以下、GKと略称する。)を三重に欠損させるこ
とにより、このカタボライト・リプレッションの解除が
可能であることを見出した。
[0005] Pentose is one of the sugars involved in the browning reaction. For example, in a brewed product, an effective method for eliminating the pentose is desired in order to prevent coloring. Therefore, the present inventors have conducted various studies to cancel catabolite repression of pentoses such as arabinose and xylose of microorganisms belonging to Pediococcus halophilus, and as a result, the microorganisms were first identified as phosphoenol pileate.・ Dependent Sugar: Phosphotransferase System (Phosphoenolpyruvate dependent Sugar: Phosphot
ransferase system) (hereinafter abbreviated as PTS), and functioning, and the PTS, phosphofructokinase (hereinafter abbreviated as PFK) and glucokinase (hereinafter abbreviated as GK). ) Was found to be able to release this catabolite repression by triple deletion.

【0006】PTS は、エンテリック・バクテリア (ente
ricbacteria) などで研究されている糖の輸送機構であ
り、これに関してはクンディッヒ・ダブリューら (Kund
ig W. et al.,)、プロシーディングス・ナショナル・ア
カデミー・オブ・サイエンス(Proc. Natl. Acad. Sci.)
、米国 (U.S.A.) 、第52巻、第1067〜1074頁 (1964
年)、ピー・ダブリュー・ポストマら (P. W. Postma e
tal.,) 、マイクロバイオロジカル・レビュー (Microbi
ol. Rev.)、第49巻、第232〜269頁 (1985年)などに報
告されているが、ペディオコッカス属に属する微生物で
のPTS の存在は、本発明者らにより先に得た新知見であ
る。
[0006] PTS stands for enteric bacteria (ente bacteria).
ricbacteria), a mechanism of sugar transport that has been studied in this regard, and Kundich W. et al.
ig W. et al.,), Proceedings National Academy of Sciences (Proc. Natl. Acad. Sci.)
, United States (USA), Volume 52, pp. 1067-1074 (1964
Years), PW Postma e
tal.,), Microbiological Review (Microbi
ol. Rev.), Vol. 49, pp. 232-269 (1985). The presence of PTS in microorganisms belonging to the genus Pediococcus was previously obtained by the present inventors. This is new knowledge.

【0007】先に、本発明者らは、ペディオコッカス・
ハロフィルスに属する微生物より、PTS、 PFK、GKの三
重欠損変異株を得、これらの変異株を用いて異化が阻害
される基質、特にペントースなどを選択的に発酵させる
方法を開発した(特願平3-28969号明細書など参照)。 しかしながら、これらの方法は、基質にフラクトースを
含有する場合にはペントース、特にキシロースの選択発
酵性が阻害され、使用目的によっては必ずしも適する方
法ではない。
[0007] First, the present inventors have proposed that Pediococcus
A triple-deficient mutant of PTS, PFK, and GK was obtained from a microorganism belonging to Halofilus, and a method for selectively fermenting catabolite-inhibiting substrates, particularly pentose, using these mutants was developed (Japanese Patent Application No. 3-28969). However, when fructose is contained in the substrate, the selective fermentability of pentose, particularly xylose, is inhibited, and these methods are not necessarily suitable depending on the purpose of use.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優先性上位
基質のグルコース、マンノース、フラクトースなどが共
存する場合においても、ペントースを発酵することがで
きる微生物を得ること及びこれを用いてペントースを効
率よく選択的に発酵させる方法を提供することを目的と
してなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a microorganism capable of fermenting pentose even when glucose, mannose, fructose and the like, which are higher priority substrates, coexist and obtains a pentose by using the microorganism. The purpose of the present invention is to provide a method for fermentation that is well selective.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ペディオコッ
カス・ハロフィルスに属する微生物より誘導、分離した
PTSの細胞質リン酸転移酵素が欠損した新規変異株は、
その親株とは異なって、例えばアラビノース、キシロー
スなどのペントースを除いたすべての PTS糖(例えばグ
ルコース、マンノース、フラクトース、シュークロー
ス、ラクトース、ソルビトール、マンニットなど)及び
非 PTS糖(例えばマルトース、グリセリンなど)の発酵
能を有していないこと、そしてこの新規変異株を用いれ
ば、グルコース、マンノース、フラクトースなどが共存
する場合においても、カタボライト・リプレッションを
受けることなく、ペントース、特にキシロースを効率よ
く選択的に発酵させることができることの新知見を得、
この知見に基づいて本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, they have been derived and isolated from microorganisms belonging to Pediococcus halophilus.
A novel mutant deficient in PTS cytosolic phosphotransferase
Different from its parent strain, all PTS sugars (eg, glucose, mannose, fructose, sucrose, lactose, sorbitol, mannitol, etc.) and non-PTS sugars (eg, maltose, glycerin, etc.) except for pentoses such as arabinose, xylose, etc. ), And if this novel mutant is used, even if glucose, mannose, fructose, etc. coexist, pentose, especially xylose, can be efficiently selected without catabolite repression. New knowledge that fermentation can be performed
The present invention has been completed based on this finding.

【0010】すなわち、本発明は、ペディオコッカス属
に属し、 PTSの細胞質リン酸転移酵素が欠損した、ペン
トース発酵能を有する微生物を、ペントース含有物に接
種、培養し、ペントースを選択的に発酵させることを特
徴とするペントースの選択発酵法である。以下、本発明
について詳細に説明する。
That is, the present invention provides a method for inoculating a pentose-containing microorganism with a pentose-fermenting microorganism, which belongs to the genus Pediococcus and lacks the cytoplasmic phosphotransferase of PTS, and cultures the pentose to selectively ferment pentose. This is a selective fermentation method for pentose. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0011】先ず、本発明のペディオコッカス属に属
し、 PTSの細胞質リン酸転移酵素が欠損した、ペントー
ス発酵能を有する微生物としては、このような性質を有
する微生物であれば如何なる菌株でもよく、例えば次の
ようなものが挙げられる。すなわち、 PTSは、一般に、
細胞質のフォスフォエノールパイルベート(以下、 PEP
と略称する。)よりのリン酸を受容、転移する細胞質の
リン酸転移酵素と、リン酸を受容して糖を細胞内に輸送
しリン酸化する細胞膜のエンザイムII(Enzyme II)(以
下、E IIと略称する。)から構成されている。そして該
細胞質のリン酸転移酵素は、細胞質の PEPよりリン酸を
最初に受容する細胞質のエンザイムI(Enzyme I)(以
下、 E Iと略称する。)と、次いでリン酸化された E I
よりリン酸を受容する細胞質の HPrというリン酸転移酵
素(受容したリン酸はE IIに転移する)の2種からなっ
ている〔例えば前記ピー・ダブリュー・ポストマら、マ
イクロバイオロジカル・レビュー、第49巻、第232〜269
頁(1985年)など参照〕。
First, as a microorganism belonging to the genus Pediococcus of the present invention and lacking the cytoplasmic phosphotransferase of PTS and having a pentose fermentation ability, any microorganism having such properties may be used. For example, the following are mentioned. That is, the PTS is generally
Cytosolic phosphoenol pileate (hereinafter referred to as PEP
Abbreviated. ) And Enzyme II (hereinafter, abbreviated as E II) of the cell membrane that accepts and transfers phosphate from the cytoplasm, and Enzyme II that accepts phosphate and transports and phosphorylates sugars into cells. )). The cytoplasmic phosphotransferase is a cytoplasmic enzyme I (hereinafter abbreviated as EI) which first receives phosphate from the cytoplasmic PEP, and then phosphorylated EI.
It is composed of two types of cytosolic enzyme, HPr, which is a cytoplasm that receives more phosphate (the received phosphate is transferred to EII) [for example, PW Postma et al., Microbiological Review, ed. Volume 49, Volumes 232-269
(1985)).

【0012】そして、本発明の PTSの細胞質リン酸転移
酵素が欠損した微生物とは、前記細胞質の E I、 HPrの
いずれか一方又は両方が欠損したものである。本発明の
ペディオコッカス属に属し、 PTSの細胞質リン酸転移酵
素が欠損した、ペントース発酵能を有する新規変異株と
しては、例えば、ペディオコッカス・ハロフィルスS-1
(以下、本変異株という場合もある)等が挙げられる。
The microorganism deficient in the cytoplasmic phosphotransferase of the PTS of the present invention is a microorganism deficient in one or both of EI and HPr in the cytoplasm. Examples of novel mutants belonging to the genus Pediococcus of the present invention and lacking the cytoplasmic phosphotransferase of PTS and having pentose fermentation ability include, for example, Pediococcus halophilus S-1
(Hereinafter, also referred to as the present mutant strain).

【0013】上記ペディオコッカス・ハロフィルス(Ped
iococcus halophilus)S-1は、ペントース発酵能を有す
る野生株ペディオコッカス・ハロフィルス(Pediococcus
halophilus)I(FERM BP-1302) を変異処理して得た新
規変異株である。このペディオコッカス・ハロフィルス
S-1の菌学的性質は、以下に示すとおりであり、また、
ペディオコッカス・ハロフィルスIの菌学的性質は、特
開昭63-219368号公報に記載されている。 ペディオコッカス・ハロフィルスS-1の菌学的性質 ペディオコッカス・ハロフィルスS-1の菌学的性質は、
ペディオコッカス・ハロフィルスIの菌学的性質のうち
「(1) 糖類から酸およびガスの生成の有無」及び「(2)
PTSの細胞膜E II、細胞質リン酸転移酵素 E I+HPr 及
び HPr、 PFK並びにGKの活性(相対活性)」が下記のと
おりである以外は、ペディオコッカス・ハロフィルスI
の菌学的性質と全く同一である。 (1) 糖類から酸及びガスの生成の有無 (2) PTSの細胞膜E II、細胞質リン酸転移酵素 E I+HP
r 及び HPr、 PFK並びにGK の活性(相対活性) ペディオコッカス・ハロフィルスS-1及び、この菌の親
株である野生株ペディオコッカス・ハロフィルスI(FE
RM BP-1302) の各酵素活性(相対活性)は表1に示すと
おりである。
The Pediococcus halophilus (Ped)
iococcus halophilus) S-1 is a wild strain Pediococcus halophilus (Pediococcus
halophilus) I (FERM BP-1302). This Pediococcus halophilus
The bacteriological properties of S-1 are as shown below.
The mycological properties of Pediococcus halophilus I are described in JP-A-63-219368. Mycological properties of Pediococcus halophilus S-1 Mycological properties of Pediococcus halophilus S-1
Among the mycological properties of Pediococcus halophilus I, "(1) the presence or absence of acid and gas generation from saccharides" and "(2)
Pediococcus halophilus I except that the activities (relative activities) of PTS cell membrane E II, cytoplasmic phosphotransferase E I + HPr and HPr, PFK and GK are as follows:
Is exactly the same as the mycological properties of (1) Generation of acid and gas from sugars (2) PTS cell membrane E II, cytoplasmic phosphotransferase E I + HP
r and HPr, PFK and GK activities (relative activities) Pediococcus halophilus S-1 and wild-type Pediococcus halophilus I (FE
The activity (relative activity) of each enzyme of RM BP-1302) is as shown in Table 1.

【0014】 [0014]

【0015】表1における各種酵素活性の測定は次の方
法により行った。細胞膜のE II及び細胞質の E I+HPr
:チェシイ・ビー・エムとジェイ・トンプソン(Chass
y B.M. and J. Thompson)の方法〔ジャーナル・オブ・
バクテリオロジー(J. Bacteriol.)、第154巻、第1195
〜1203頁及び第1204〜1214頁(1983年)〕及び阿部と内
田(Abe K. and K. Uchida)の方法〔アーカイブス・オ
ブ・マイクロバイオロジー(Arch. Microbiol.) 、第15
5巻、第517〜520頁(1991年)〕 細胞質の HPr:上記 E I+HPr の活性測定に用いた細胞
質画分につき測定。ヘングステンバーグ・ダブリューら
(Hengstenberg W. et. al.)の方法〔ジャーナル・オブ
・バクテリオロジー(J. Bacteriol.)、第99巻、第383
〜388頁(1969年)〕 PFK及びGK:阿部と内田(Abe K. and K. Uchida)の方法
〔ジャーナル・オブ・バクテリオロジー(J. Bacterio
l.)、第171巻、第1793〜1800頁(1989年)〕 表1から、本発明の新規変異株、ペディオコッカス・ハ
ロフィルスS-1は、EII、 PFK及びGKについては欠損が
ないこと、そして細胞質のリン酸転移酵素が欠損してお
り、中でも E I+HPrと HPrの値より E Iが欠損してい
ることがわかる。
The activities of various enzymes in Table 1 were measured by the following methods. Cell membrane E II and cytoplasmic E I + HPr
: Chassie BM and Jay Thompson
y BM and J. Thompson) [Journal of
Bacteriology (J. Bacteriol.), Vol. 154, No. 1195
Pp. 1203 and 1204 to 1214 (1983)] and the method of Abe and U. Uchida (Arch. Microbiol., No. 15).
5, 517-520 (1991)] Cytoplasmic HPr: Measured for the cytoplasmic fraction used in the above-mentioned EI + HPr activity measurement. The method of Hengstenberg W. et. Al. [Journal of Bacteriology (J. Bacteriol.), Vol. 99, No. 383]
Pp. 388 (1969)] PFK and GK: Abe K. and K. Uchida's method [Journal of Bacterio (J. Bacterio)
l.), 171: 1793-1800 (1989)] Table 1 shows that the novel mutant strain of the present invention, Pediococcus halophilus S-1, has no defect in EII, PFK and GK. And the cytoplasmic phosphotransferase is deficient. In particular, the values of EI + HPr and HPr indicate that EI is deficient.

【0016】このペディオコッカス・ハロフィルスS-1
は、工業技術院微生物工業技術研究所に微工研菌寄第12
417号(FERM P-12417)として寄託されている。本変異株
を得るための野生株ペディオコッカス・ハロフィルスI
の変異処理方法としては、例えばN-メチル-N'-ニトロ -
N-ニトロソグアニジン(以下、MNNGと略称する。)、エ
チルメタンスルフォネート、メチルメタンスルフォネー
トなどの変異誘起剤、紫外線照射、x線照射、放射線照
射処理、自然変異、ファージまたはプラスミドによる形
質転換、形質導入、接合による遺伝子組換えなどの方法
が挙げられる。
This Pediococcus halophilus S-1
Was sent to the Institute of Microbial Industry and Technology,
No. 417 (FERM P-12417). Wild strain Pediococcus halophilus I for obtaining the mutant strain
For example, N-methyl-N'-nitro-
Mutagenesis such as N-nitrosoguanidine (hereinafter abbreviated as MNNG), ethyl methanesulfonate, methyl methanesulfonate, ultraviolet irradiation, x-ray irradiation, irradiation treatment, spontaneous mutation, phage or plasmid traits Examples include methods such as conversion, transduction, and gene recombination by conjugation.

【0017】本変異株を培養するのに使用される培地と
しては、一般のペディオコッカス・ハロフィルスに属す
る菌株の培養に用いられる培地が挙げられる。培地の窒
素源としては、利用可能な窒素化合物又はこれを含有す
るものであれが如何なるものでもよく、例えば、酵母エ
キス、ペプトン、肉エキス、ゼラチン、コーンスチープ
リカー、アミノ酸、大豆あるいは小麦麹の浸出液などの
一種以上の窒素源が用いられる。上記窒素源にマンガ
ン、リン酸、カリウム、マグネシウム、カルシウムなど
の適当な無機塩類の一種以上を適宜添加し、必要により
菌の生育に必要な炭素源、例えば、糖類、各種の有機
物、無機質、ビタミンなどを添加したものが培地として
好適に用いられ、そして食塩2〜17%含有培地が好まし
い。また通常の醤油製造法における仕込初期の諸味液汁
を適宜希釈し、食塩15%前後に調製したものも用いられ
る。
The medium used for culturing the present mutant strain includes a medium used for culturing a strain belonging to general Pediococcus halophilus. As the nitrogen source of the medium, any available nitrogen compounds or those containing the same may be used.For example, yeast extract, peptone, meat extract, gelatin, corn steep liquor, amino acids, leachate of soybean or wheat koji One or more nitrogen sources are used. One or more suitable inorganic salts such as manganese, phosphoric acid, potassium, magnesium and calcium are appropriately added to the nitrogen source, and carbon sources necessary for the growth of the bacterium, if necessary, for example, sugars, various organic substances, inorganic substances, vitamins A medium to which sodium chloride is added is suitably used as a medium, and a medium containing 2 to 17% of sodium chloride is preferable. In addition, moromi sap at the initial stage of preparation in a normal soy sauce production method is appropriately diluted to prepare a salt solution of about 15%.

【0018】本変異株は、液体培養法が好ましく、静置
若しくは嫌気的条件下に培養を行うのがよい。培養温度
は、15〜50℃、好ましくは20〜40℃である。そして培養
時間は培養中の食塩濃度により大幅に異なるが、通常1
〜10日間であり、また、培養時のpHは合成培地(例え
ば、 MYP培地、 YPG培地)および諸味液汁培地ともにpH
3〜9が好ましい。
The present mutant strain is preferably a liquid culture method, and is preferably cultured under static or anaerobic conditions. The culture temperature is 15 to 50 ° C, preferably 20 to 40 ° C. The cultivation time varies greatly depending on the salt concentration during cultivation.
-10 days, and the pH during cultivation is determined by the pH of the synthetic medium (eg, MYP medium, YPG medium) and moromi sap medium.
3 to 9 are preferred.

【0019】次に、このような培養物より本変異株の菌
体を採取するには、如何なる手段を用いてもよく、例え
ば遠心分離、濾過などの通常の操作法に従って分離し、
必要により洗浄してその菌体を得る。そして、本発明に
おいては、本変異株をペントース含有物に接種、培養
し、ペントースを選択的に発酵させるものである。
Next, any means may be used to collect the cells of the present mutant strain from such a culture, for example, centrifugation, filtration and the like.
Wash the cells as necessary to obtain the cells. In the present invention, the mutant strain is inoculated into a pentose-containing substance, cultured, and the pentose is selectively fermented.

【0020】ペントースとしては、例えばアラビノー
ス、キシロース、リボースなどが挙げられる。上記ペン
トース含有物としては、ペントースを含んでいるもので
あればどのようなものでもよい。例えばグルコース、マ
ンノースなどの優先性上位基質を含んでいてもよいこと
は勿論のこと、従来とは異なってフラクトースを含んで
いてもよく、本変異株を用いれば、このフラクトースの
共存によるペントースの発酵性の阻害はない。さらに、
このペントース含有物としては、例えば醤油諸味、木材
の加水分解物、穀類分解物など、あるいは、必要によ
り、これらに栄養源など適宜の成分を添加したものなど
が挙げられる。
Examples of the pentose include arabinose, xylose, ribose and the like. As the pentose-containing substance, any substance containing pentose may be used. For example, glucose or mannose may contain a higher priority substrate as well as fructose differently from conventional ones.If this mutant is used, fermentation of pentose by coexistence of this fructose There is no sexual inhibition. further,
Examples of the pentose-containing substance include soy sauce moromi, wood hydrolyzate, cereal hydrolyzate, and the like, or those obtained by adding appropriate components such as nutrients to these as required.

【0021】なお、本変異株は、フラクトースを含まな
いペントース含有物中のペントースを選択的に発酵させ
得るのはいうまでもないことである。本変異株の接種量
は、培地に対して例えば、102−109個/g、又は個/m
l、好ましくは、104−106個/g、又は個/mlである。
発酵条件としては、発酵が達成される条件であれば如何
なる条件でもよく、例えば上記した本変異株の培養条件
と同様に行えばよい。
It goes without saying that the present mutant strain can selectively ferment pentose in a pentose-free substance containing no fructose. The inoculum amount of the present mutant strain is, for example, 10 2 −10 9 cells / g, or
l, preferably 10 4 -10 6 cells / g, or number / ml.
The fermentation conditions may be any conditions as long as fermentation is achieved, and may be, for example, the same as the above-described culture conditions of the present mutant strain.

【0022】[0022]

【発明の効果】本変異株は、グルコース、マンノース、
フラクトース等の糖類の発酵能を有していず、ペントー
スの発酵能を有しているという極めて特異なものであ
り、本変異株をペントース含有物に接種、培養すれば、
例えば醤油諸味などにおいて、着色物質に関与するペン
トース、中でも特に発酵が困難なキシロースも、フラク
トースの存在下であっても効率よく選択的に発酵させる
ことができるので、本発明は産業上極めて有用である。
EFFECT OF THE INVENTION The present mutant strain comprises glucose, mannose,
It does not have the ability to ferment saccharides such as fructose, but is extremely unique in that it has the ability to ferment pentose.
For example, in soy sauce moromi, etc., pentoses involved in coloring substances, especially xylose, which is particularly difficult to ferment, can be efficiently and selectively fermented even in the presence of fructose, so that the present invention is industrially extremely useful. is there.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。ただし、これら実施例により本発明の技術的範囲が
限定されるものではない。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples. However, these examples do not limit the technical scope of the present invention.

【0024】[0024]

【実施例1】PTSの細胞質リン酸転移酵素が欠損した、
ペントース発酵能を有する変異株ペディオコッカス・ハ
ロフィルスS-1の変異誘導 表2記載の培地(以下、YPX-1-5 と略称する。)5mlに
ペディオコッカス・ハロフィルスI(FERM BP-1302) を
接種し、温度30℃で4日間静置培養し、培養物を得た。
その培養物100μl を YPX-1-5に 150mMの2-デオキシグ
ルコース(2DG)を添加した培地(YPDGX)5mlに接種し、
30℃で4日間培養した。この培地で生育してきた2DG耐
性菌を表3記載の培地(MYPX-1-5CaCO3 プレート)に1
00個程度のコロニーが形成されるように希釈して接種し
た。MYPX-1-5CaCO3 プレートに生育したコロニーを表4
記載の培地(MYPG-1-5CaCO3 プレート)および表5記載
の培地(MYPFS-1-5CaCO3 プレート)にレプリカし、MYPX
-1-5CaCO3 プレートで生育するがMYPG-1-5CaCO3 プレー
トおよび MYPFS-1-5CaCO3 プレートで生育し得ないコロ
ニーを選択した。
Example 1 Cytoplasmic phosphotransferase of PTS was deficient.
Mutagenesis of mutant strain Pediococcus halophilus S-1 having pentose fermentation ability Pediococcus halophilus I (FERM BP-1302) was added to 5 ml of the medium shown in Table 2 (hereinafter abbreviated as YPX-1-5). Was inoculated and allowed to stand still at a temperature of 30 ° C. for 4 days to obtain a culture.
100 μl of the culture was inoculated into 5 ml of a medium (YPDGX) prepared by adding 150 mM 2-deoxyglucose (2DG) to YPX-1-5.
The cells were cultured at 30 ° C. for 4 days. The 2DG-resistant bacteria grown on this medium were added to the medium shown in Table 3 (MYPX-1-5CaCO 3 plate).
The cells were diluted and inoculated to form about 00 colonies. Table 4 shows the colonies that grew on the MYPX-1-5CaCO 3 plate.
Replicate to the described medium (MYPG-1-5CaCO 3 plate) and the medium described in Table 5 (MYPFS-1-5CaCO 3 plate)
Colonies that grew on the -1-5CaCO 3 plate but were unable to grow on the MYPG-1-5CaCO 3 plate and MYPFS-1-5CaCO 3 plate were selected.

【0025】 表2 酵母エキス 0.3g/100ml ポリペプトン 0.5 リン酸水素二カリウム 0.5 チオグリコール酸ナトリウム 0.1 NaCl 5.0 キシロース 1.0 表3 肉エキス 0.5g/100ml 酵母エキス 0.5 ポリペプトン 0.5 チオグリコール酸ナトリウム 0.1 炭酸カルシウム 0.1 寒天 1.5 NaCl 5.0 キシロース 1.0 表4 肉エキス 0.5g/100ml 酵母エキス 0.5 ポリペプトン 0.5 チオグリコール酸ナトリウム 0.1 炭酸カルシウム 0.1 寒天 1.5 NaCl 5.0 グルコース 1.0 表5 肉エキス 0.5g/100ml 酵母エキス 0.5 ポリペプトン 0.5 チオグリコール酸ナトリウム 0.1 炭酸カルシウム 0.1 寒天 1.5 NaCl 5.0 フラクトース 1.0 シュークロース 1.0 上記培地にて選択した菌株について、E II、E I + HP
r、 HPr、 PFKおよびGKの活性を測定して、前記表1記
載のような新規変異株ペディオコッカス・ハロフィルス
S-1(FERM P-12417)を得た。
Table 2 Yeast extract 0.3 g / 100 ml polypeptone 0.5 dipotassium hydrogen phosphate 0.5 sodium thioglycolate 0.1 NaCl 5.0 xylose 1.0 Table 3 Meat extract 0.5 g / 100 ml yeast extract 0.5 polypeptone 0.5 sodium thioglycolate 0.1 calcium carbonate 0.1 agar 1.5 NaCl 5.0 xylose 1.0 Table 4 Meat extract 0.5g / 100ml Yeast extract 0.5 Polypeptone 0.5 Sodium thioglycolate 0.1 Calcium carbonate 0.1 Agar 1.5 NaCl 5.0 Glucose 1.0 Table 5 Meat extract 0.5g / 100ml Yeast extract 0.5 Polypeptone 0.5 Sodium thioglycolate 0.1 Calcium carbonate 0.1 agar 1.5 NaCl 5.0 fructose 1.0 sucrose 1.0 EII, EI + HP
r, HPr, PFK and GK activities were measured to determine the novel mutant Pediococcus halophilus as shown in Table 1 above.
S-1 (FERM P-12417) was obtained.

【0026】[0026]

【実施例2】この新規変異株ペディオコッカス・ハロフ
ィルスS-1(FERM P-12417)および親株ペディオコッカ
ス・ハロフィルスI(FERM BP-1302) を、実施例1記載
のYPX-1-5培地5mlに一白金耳接種し、温度30℃で4日
間静置培養して培養物を得た。
Example 2 The novel mutant strain Pediococcus halophilus S-1 (FERM P-12417) and the parent strain Pediococcus halophilus I (FERM BP-1302) were used in the YPX-1-5 medium described in Example 1. One loopful of loop was inoculated to 5 ml and allowed to stand still at 30 ° C. for 4 days to obtain a culture.

【0027】次いで、常法により該培養物を、18,000r.
p.m.で10分間遠心分離して菌体を得、その菌体を5% N
aCl水溶液5mlで洗浄し、常法により乾燥して、ペディ
オコッカス・ハロフィルスS-1およびペディオコッカス
・ハロフィルスIの乾燥菌体をそれぞれ0.78mgおよび0.
81mg得た。
Next, the culture was subjected to 18,000 r.
The cells were centrifuged at pm for 10 minutes to obtain cells, and the cells were
After washing with 5 ml of aCl aqueous solution and drying by a conventional method, 0.78 mg of dried cells of Pediococcus halophilus S-1 and 0.78 mg of dried cells of Pediococcus halophilus I were added.
81 mg were obtained.

【0028】[0028]

【実施例3】脱脂大豆100kgを蒸煮変性したものと、小
麦 105kgを炒熬割砕したものを混合し、これに種麹を接
種し、42時間の通風製麹を行い醤油麹を得た。これに食
塩90kgを含む15℃に冷却した塩水360Lを加えて600L密
閉容器仕込タンクに仕込を行った。
Example 3 100 kg of defatted soybeans were steam-denatured and mixed with 105 kg of wheat which had been roasted and shredded, inoculated with seed koji, and subjected to 42 hours of ventilation koji making to obtain soy sauce koji. 360 L of salted water containing 90 kg of sodium chloride and cooled to 15 ° C. was added thereto, and the mixture was charged into a 600 L closed container charging tank.

【0029】次いで、実施例2において得た本変異株ペ
ディオコッカス・ハロフィルスS-1(FERM P-12417)、
親株ペディオコッカス・ハロフィルスI(FERM BP-130
2) を、仕込後3週間目の醤油諸味から、ポア・サイズ
0.22μm のメンブランフィルター(日本ミリポア社製)
を用いて無菌的に濾過して得た諸味液汁にフラクトース
を約0.5 %になるように添加したもの10mlに各々一白金
耳ずつ接種し、温度30℃で7日間培養して培養物をそれ
ぞれ得た。
Next, the mutant Pediococcus halophilus S-1 (FERM P-12417) obtained in Example 2,
Parent strain Pediococcus halophilus I (FERM BP-130
2) From the soy sauce moromi 3 weeks after preparation, the pore size
0.22μm membrane filter (Nippon Millipore)
The moromi sap obtained by aseptic filtration using fructose was added to about 0.5% fructose to about 0.5%, and each loop was inoculated into 10 ml loops, and cultured at 30 ° C for 7 days to obtain each culture. Was.

【0030】そして、得られた培養物中の糖残存量を比
較した結果を表6に示した。残存糖量の定量は、シンナ
ー・エム(Sinner M.)、プルス・ジェイ(Plus J.)の方
法〔ジャーナル・オブ・クロマトグラフィー(J. Chrom
atogr.) 、第156巻、第197頁(1978年)〕により測定し
た。
Table 6 shows the results of comparison of the amount of sugar remaining in the obtained culture. The residual sugar content was determined by the method of Sinner M. and Plus J. [Journal of Chromatography (J. Chromium).
atogr.), vol. 156, p. 197 (1978)].

【0031】 [0031]

【0032】表6から、本発明の方法によれば、高濃度
のグルコース、フラクトースなどのペントースの発酵を
阻害する基質の共存下で、アラビノース、キシロースな
どのペントースを選択的に完全に発酵させることがで
き、そして本変異株は、他の菌株に比較してもペントー
スに対して高度な選択性を示すことがわかる。
From Table 6, it can be seen that according to the method of the present invention, pentoses such as arabinose and xylose can be selectively and completely fermented in the presence of a substrate that inhibits the fermentation of pentoses such as glucose and fructose at a high concentration. And that this mutant shows a high degree of selectivity for pentose as compared with other strains.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A23L 1/238 C12S 13/00 C12N 1/20 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) A23L 1/238 C12S 13/00 C12N 1/20 BIOSIS (DIALOG) WPI (DIALOG)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ペディオコッカス属に属し、フォスフォ
エノールパイルベート・デペンデント・シュガー:フォ
スフォトランスフェラーゼ・システムの細胞質リン酸転
移酵素が欠損した、ペントースの発酵能を有する微生物
を、ペントース含有物に接種、培養し、ペントースを選
択的に発酵させることを特徴とするペントースの選択発
酵法
1. A pentose-fermenting microorganism belonging to the genus Pediococcus and lacking the cytosolic phosphotransferase of the phosphoenol pileate-dependent sugar: phosphotransferase system, which is capable of fermenting pentose. Pentose selective fermentation method characterized by inoculating, culturing, and selectively fermenting pentose
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