JP2815127B2 - Method for producing L-ascorbic acid - Google Patents

Method for producing L-ascorbic acid

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JP2815127B2 JP5058696A JP5869693A JP2815127B2 JP 2815127 B2 JP2815127 B2 JP 2815127B2 JP 5058696 A JP5058696 A JP 5058696A JP 5869693 A JP5869693 A JP 5869693A JP 2815127 B2 JP2815127 B2 JP 2815127B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の背景】BACKGROUND OF THE INVENTION

1.発明の分野:本発明は、適当な炭素源を含有する栄
養培地中での微生物特に微小藻類によるL−アスコルビ
ン酸の改良生産のための従属栄養的方法に関する。特
に、本発明は高濃度好ましくは細胞量単位重量当たりの
高濃度のL−アスコルビン酸を生産する方法に関する。
本発明はまた本発明のL−アスコルビン酸生産に使用す
るのに適当な新規な突然変異された微小藻類の種も提供
する。
1. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to heterotrophic processes for improved production of L-ascorbic acid by microorganisms, especially microalgae, in nutrient media containing a suitable carbon source. In particular, the invention relates to a method for producing high concentrations of L-ascorbic acid, preferably high concentrations per unit weight of cell mass.
The present invention also provides novel mutated microalgal species suitable for use in producing L-ascorbic acid of the present invention.

【0002】2.関連技術の記載:L−アスコルビン酸
は重要な栄養補足物であって、ヒトおよびその他のビタ
ミンC要求動物の両者における食物中の栄養補足物とし
ておよびビタミンカプセルで広く使用されている。L−
アスコルビン酸は極めて価格が不安定であって、市場性
の高い経済的かつ効率的な生産を必要とする大量生産さ
れる化学製品である。従って、L−アスコルビン酸を効
率的に生産させる栄養素の効率的変換をもたらす微生物
を用いての方法を開発することが可能である点において
実質的な重要性が存在する。
[0002] 2. Description of the Related Art: L-ascorbic acid is an important nutritional supplement and is widely used as a dietary supplement in both humans and other vitamin C-requiring animals and in vitamin capsules. L-
Ascorbic acid is a very volatile chemical and is a mass-produced chemical that requires economical and efficient production with high marketability. Thus, there is substantial interest in being able to develop methods using microorganisms that provide for efficient conversion of nutrients that efficiently produce L-ascorbic acid.

【0003】Loewus, F.A., in L-Ascorbic Acid: Meta
bolism, Biosynthesis, Function,The Biochemistry of
Plants, Nol. 3, Academic Press, Inc., pp.77〜99,
1980にはL−アスコルビン酸の供給源および生合成につ
いての論文が記載されている。藻類におけるアスコルビ
ン酸生産の記述はVaidya et, al., Seience and Cultur
e(1971)37:383〜384;Subbulakshmi et, al., Nutri
tion Reports International(1976)14:581〜591; Aa
ronson et, al., Arch. Microbiol.(1977)112:57〜5
9; Shigeoka et. al., J. Nutr. Sci, Vitaminol.(197
9)29:29〜307; Shigeoka et. al., Agric. Biol. Che
m.(1979)43;2053〜2058; Bayanovaand Trubachev, P
rikladnaya Biokhimiya i Mikrobiologyia(1981)17;
400〜407(UDC 582.26;577.16); and Ciferri, Microbio
logical Reviews(1983)47;551〜578に見出すことが
できる。
[0003] Loewus, FA, in L-Ascorbic Acid: Meta
bolism, Biosynthesis, Function, The Biochemistry of
Plants, Nol. 3, Academic Press, Inc., pp.77-99,
1980 describes a paper on the source and biosynthesis of L-ascorbic acid. A description of ascorbic acid production in algae is given by Vaidya et, al., Seience and Cultur
e (1971) 37: 383-384; Subbulakshmi et, al., Nutri
tion Reports International (1976) 14: 581-591; Aa
ronson et, al., Arch. Microbiol. (1977) 112: 57-5.
9; Shigeoka et. Al., J. Nutr. Sci, Vitaminol. (197
9) 29: 29-307; Shigeoka et. Al., Agric. Biol. Che.
m. (1979) 43; 2053-2058; Bayanovaand Trubachev, P.
rikladnaya Biokhimiya i Mikrobiologyia (1981) 17;
400-407 (UDC 582.26; 577.16); and Ciferri, Microbio
logical Reviews (1983) 47; 551-578.

【0004】従来技術による従属栄養的方法は商業用と
しては完全に満足できるものではない。アスコルビン酸
生産用の炭素源の利用は一般に不十分であり、そのビタ
ミンは望ましくない程に低い濃度で生産される。
[0004] Heterotrophic processes according to the prior art are not entirely satisfactory for commercial use. The utilization of carbon sources for ascorbic acid production is generally inadequate and the vitamins are produced at undesirably low concentrations.

【0005】[0005]

【発明の要旨】本発明の目的は、炭素源の利用を高める
炭素源からのL−アスコルビン酸の従属栄養的生合成に
関する方法を提供することにある。別の目的はそのビタ
ミンを高収量で取得する方法を提供することにある。さ
らに別の目的は新規組成物として新規な高L−アスコル
ビン酸生産性微生物を提供することにある。さらに詳し
く言えば、本発明の目的はプロトテカ属微生物(特にプ
ロトテカゾプフィ)の培養株を増殖してL−アスコルビ
ン酸含有の発酵培地を得る工程およびその発酵培地から
L−アスコルビン酸を回収する工程からなるL−アスコ
ルビン酸の生産方法;プロトテカ属微生物の細胞からな
っていて、該細胞がL−アスコルビン酸を含有している
微小藻類バイオマス;および該微小藻類バイオマスを含
有するビタミンC強化の動物飼料組成物を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for heterotrophic biosynthesis of L-ascorbic acid from a carbon source which enhances the utilization of the carbon source. Another object is to provide a method for obtaining the vitamin in high yield. Still another object is to provide a novel high L-ascorbic acid producing microorganism as a novel composition. More specifically, an object of the present invention is to grow a culture strain of a microorganism belonging to the genus Prototheca (especially prototecazophy) to obtain a fermentation medium containing L-ascorbic acid, and to recover L-ascorbic acid from the fermentation medium. A microalgal biomass comprising cells of a microorganism of the genus Prototheca, the cells comprising L-ascorbic acid; and a vitamin C enrichment comprising the microalgal biomass. An object of the present invention is to provide an animal feed composition.

【0006】従って、本発明はL−アスコルビン酸の改
良生産方法を提供することである。その方法は細胞増殖
およびL−アスコルビン酸生産に適した量で炭素源およ
び溶存酸素(O2)を含有する栄養培地中においてL−
アスコルビン酸生産性微生物の細胞を従属栄養的に増殖
し、該生物をそのままで初期段階において高細胞密度に
まで増殖させ、それに付随して細胞内L−アスコルビン
酸生産および炭素源の実質的に完全な消耗を成就し、細
胞増殖が実質的に停止しそしてそれに続く調整された量
の炭素源の添加が、実質的にほとんどまたは全く細胞密
度を増加させずに追加量のL−アスコルビン酸の生成を
もたらすまで細胞をその実質的に消耗された炭素源中に
維持し、次いで実質的にほとんどまたは全く細胞密度の
増加を伴わずにL−アスコルビン酸生産の望ましい増加
が達成されるまで調整された炭素源添加を継続すること
からなる。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved method for producing L-ascorbic acid. The method in a nutrient medium containing a carbon source and dissolved oxygen (O 2) in an amount suitable for cell proliferation and L- ascorbic acid-producing L-
The cells of the ascorbic acid-producing microorganism are heterotrophically grown, and the organism is allowed to grow in its early stages to a high cell density, with concomitant substantially complete production of intracellular L-ascorbic acid production and carbon sources. Substantial depletion, cell growth is substantially stopped, and the subsequent addition of a controlled amount of a carbon source produces additional amounts of L-ascorbic acid with substantially no or no increase in cell density. The cells were maintained in their substantially depleted carbon source until they yielded the desired increase in L-ascorbic acid production with substantially no or no increase in cell density. It consists of continuing to add the carbon source.

【0007】すなわち、炭素源の改善された利用がL−
アスコルビン酸(L−AA)生産に関して観察される。
溶液1リットル当たりのL−AAのmgとして表される全
L−AAの増加、好ましくはまた細胞の乾燥重量1g当
りのL−AAのmgとして表されるL−AAの比生成の増
加によって証明されるように、高められた収量が得られ
る。
[0007] That is, the improved utilization of the carbon source is L-
Observed for ascorbic acid (L-AA) production.
Increased by total L-AA, expressed as mg L-AA per liter of solution, preferably also by increased ratio production of L-AA expressed as mg L-AA per gram dry weight of cells As a result, an increased yield is obtained.

【0008】本発明はさらに新規な高L−AA生産性の
突然変異された微小藻類、より具体的にはC. pyrenoido
sa(クロレラピレノイドサ)単離物UTEX 1663
から誘導され、1985年6月27日付で米国型培養コ
レクション(ATCC)に受託No.53170で寄託さ
れたChlorella pyrenoidosa UV 101−158;C.
regularis(クロレラレグラリス)UTEX 1808か
ら誘導されたChlorella regularis UV 5−280;
P. zopfii(プロトテカゾプフィ)UTEX 1438か
ら誘導されたPrototheca zopfii UV 3−132;Ank
istrodesmus braunii(アンキストロデスムスブラウニ
イ)ATCC 12744から誘導されたAnkistrodesmu
s braunii UV 2−370を提供する。UTEXはオ
ースチンにあるテキサス大学における藻類の培養コレク
ションである。
[0008] The present invention further relates to novel novel high L-AA producing mutated microalgae, more specifically C. pyrenoido.
sa (Chlorella pyrenoidsa) isolate UTEX 1663
Chlorella pyrenoidosa UV 101-158 deposited on June 27, 1985 with the American Type Culture Collection (ATCC) under accession number 53170;
Chlorella regularis UV 5-280 derived from regularis (Chlorella reglaris) UTEX 1808;
Prototheca zopfii UV 3-132 derived from P. zopfii (Prototecazopfi) UTEX 1438; Ank
Ankistrodesmu derived from istrodesmus braunii ATCC 12744
s braunii UV 2-370. UTEX is a culture collection of algae at the University of Texas at Austin.

【0009】これらの新規な微小藻類組成物の生産およ
び本発明方法におけるL−AA生産のためのそれらの有
効性を以下に詳記する。 好ましい実施態様の記載 一般に、本発明方法は3つの主要段階:(1)L−AA
を従属栄養的に生産することが可能な微生物好ましくは
微小藻類が、それぞれ該藻類が高細胞密度に増殖するの
に十分な量における第1濃度での有効炭素源および溶存
2を含有する発酵槽中で従属栄養的に増殖し、それと
同時に細胞内L−AAの生成および炭素源の実質的に完
全な消耗が成就される初期の細胞増殖段階;(2)細胞
増殖が実質的に停止するまで微生物の細胞がこのように
消耗された炭素源中にそのまま残存させられている実質
的に完全消耗された炭素源段階;および(3)炭素源が
供給され、次いで細胞密度の実質的増加をもたらさずに
溶存O2の存在下で追加量のL−AAを生産させるのに
有効でありかつ第1濃度よりも低い第2濃度で発酵槽中
に維持される調整された炭素源添加の段階からなる。
The production of these novel microalgal compositions and their effectiveness for L-AA production in the method of the present invention are described in detail below. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Generally, the method of the present invention comprises three major steps: (1) L-AA
The heterotrophically producing microorganism preferably microalgae that can be, respectively algae contains an effective carbon source and dissolved O 2 at a first concentration in an amount sufficient to grow to a high cell density fermentation An early cell growth phase in which the cells grow heterotrophically in the tank, while at the same time achieving the production of intracellular L-AA and substantially complete depletion of the carbon source; (2) cell growth is substantially stopped A substantially completely depleted carbon source stage in which the cells of the microorganism are left intact in the depleted carbon source up to this point; and (3) the carbon source is provided and then substantially increases the cell density. stage not to be effective to produce an additional amount of L-AA in the presence of dissolved O 2 and is the adjusted carbon source added maintaining the fermentor at a second concentration lower than the first concentration provided Consists of

【0010】比較的低濃度(そこではL−AA生産が細
胞増殖よりも優先される)での炭素源の添加はL−AA
を生産する微生物の能力が実質的に消耗するまで継続さ
せることができる。この点は該工程中の時間に関しての
L−AA濃度および細胞密度をモニターすることによっ
て決定することができる。本発明方法のその他の段階
は、本技術分野で知られた手法による細胞の収穫並びに
実質的に細胞性物質を含有しないL−AAの分離および
回収を包含する。
[0010] The addition of a carbon source at relatively low concentrations, where L-AA production is preferred over cell growth, requires L-AA
Can be continued until the ability of the microorganisms that produce the is substantially exhausted. This point can be determined by monitoring L-AA concentration and cell density over time during the process. Other steps of the method of the present invention include harvesting cells and separating and recovering L-AA substantially free of cellular material by techniques known in the art.

【0011】細胞塊(バイオマス)から回収されるL−
AA生成物はそのままで利用され得る。あるいはまた、
L−AA含有バイオマスそれ自体はビタミンC強化の動
物飼料組成物または例えば魚の水産養殖に使用するため
の飼料補足物として使用されうる。
[0011] L- recovered from cell mass (biomass)
The AA product can be used as is. Alternatively,
The L-AA-containing biomass itself can be used as an animal feed composition fortified with vitamin C or as a feed supplement, for example for use in aquaculture of fish.

【0012】本発明で使用する微生物は、それらがL−
AA生産株、特に細胞内L−AAを従属栄養的に生産し
うるような微生物であるならば広範囲で変更することが
できる。好ましい微生物はL−AA生産性の緑色微小藻
類であり、特に経済的理由からはいわゆるL−AAの高
生産株であって過剰生産株と称されることもある藻類で
ある。L−AAの高生産株としての可能性の見込みがあ
る生物は、L−AA生産を伴う細胞増殖のための標準的
な発酵操作を用いて同定されうる。それらはまた、物理
学的または化学的突然変異誘発手段例えばUV線、X−
線、N−メチル−N′−ニトロ−N−ニトロソグアニジ
ン、ジメチルスルフェートまたは本技術分野で知られて
いる類似の剤を用いて突然変異させるのが好ましい。こ
のような処置によって得られた突然変異されたL−AA
過剰生産株はレドックス色素で有利に決定することがで
きる。さらに、アスコルビン酸への代謝中間体の類似体
またはアスコルビン酸合成の阻止剤を用いることによっ
て、化学的干渉の存在下でL−AA生産を維持または増
加させうる微生物を選択することもできる。
[0012] The microorganisms used in the present invention are L-
A wide variety of AA-producing strains, especially microorganisms capable of heterotrophically producing intracellular L-AA, can be used. Preferred microorganisms are L-AA-producing green microalgae, especially those that are so-called high-producing strains of L-AA and are sometimes called overproducing strains for economic reasons. Organisms with potential as high producers of L-AA can be identified using standard fermentation procedures for cell growth with L-AA production. They may also be physical or chemical mutagenesis means such as UV radiation, X-
It is preferred to mutate using linear, N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine, dimethyl sulfate or similar agents known in the art. Mutated L-AA obtained by such treatment
Overproducing strains can be advantageously determined with redox dyes. In addition, by using analogs of metabolic intermediates to ascorbic acid or inhibitors of ascorbic acid synthesis, microorganisms that can maintain or increase L-AA production in the presence of chemical interference can also be selected.

【0013】前記操作の好ましい子孫は、細胞のグラム
当りのL−AAのmgによって測定される(乾燥重量基
準)L−AAの比生成を改善する微生物である。次いで
これらの子孫はさらに分離されて個々のクローンになり
そしてさらに前記操作に付されることができる。
Preferred progeny of the above procedure are microorganisms which improve the specific production of L-AA as measured by mg L-AA per gram of cells (dry weight basis). These progeny can then be further separated into individual clones and further subjected to the above operations.

【0014】1つの好ましい微生物は緑色微小藻類のク
ロレラ(Chlorella)属特にChlorella pyrenoidosa U
V 101−158菌株であって、突然変異誘発させる
UV光線によるUTEX 1663菌株由来の高L−A
A生産性突然変異体である。C.pyrenoidosa UV 10
1−158はATCCで寄託され、受託No.5317
0が付与されている。別の好ましいC. pyrenoidosa菌株
はUV232−1であって、今までのところ最高の細胞
内L−AAを生産した。Chlorella属のその他の代表的
で適切な種はChlorella regularis UTEX 1808
菌株;およびUTEX 1808菌株の、UVで生成さ
れた高L−AA生産性の突然変異体であるC.regularis
UV 5−280である。さらにまた従属栄養的に増殖
しうるその他の適当なL−AA生産性微小藻類はProtot
heca属およびAnkistrodesmus属に属するものである。代
表的なPrototheca種はP. zopfii UTEX 1438菌
株およびUTEX 1438の、UVで生成された高L
−AA生産性の突然変異体である。代表的なAnkistrode
smus種はA. braunii ATC 12744および高L−A
A生産性でUVで生成された、ATC 12744の突
然変異体であるA. braunii UV 2−370である。
One preferred microorganism is the green microalga Chlorella spp., Especially Chlorella pyrenoidosa U.
V 101-158 strain, high LA from UTEX 1663 strain due to mutagenic UV light
A-producing mutant. C.pyrenoidosa UV 10
1-158 has been deposited with the ATCC and has an accession number of 5317.
0 is assigned. Another preferred C. pyrenoidosa strain is UV232-1, which produced the highest intracellular L-AA so far. Other representative and suitable species of the genus Chlorella are Chlorella regularis UTEX 1808
And C. regularis, a UV-generated high L-AA-producing mutant of the UTEX 1808 strain
UV 5-280. Furthermore, other suitable L-AA-producing microalgae capable of heterotrophic growth are Protot
It belongs to the genus heca and the genus Ankistrodesmus. Representative Prototheca species are the UV-produced high L of P. zopfii UTEX 1438 and UTEX 1438.
-AA-producing mutant. Representative Ankistrode
smus species are A. braunii ATC 12744 and high LA
A. braunii UV 2-370, a mutant of ATC 12744, produced by UV with A productivity.

【0015】前記の各場合において突然変異された子孫
はその原生物よりも高いL−AA生産株である。さらに
後記のように、各生物は慣用の従来技術での条件下より
も前記で定義した本発明条件の下において、栄養培地の
リットル当りのL−AAのmgで表した場合により高い最
高濃度のL−AAを生産する。
The progeny mutated in each of the above cases is a higher L-AA producing strain than its protozoa. As further described below, each organism has a higher maximum concentration in mg of L-AA per liter of nutrient medium under the conditions of the invention as defined above than under conventional prior art conditions. Produce L-AA.

【0016】該方法の実施において栄養培地に、一般に
は第1の、概して低い濃度のL−AAを伴うが、穏当な
増殖期間後に高細胞密度をもたらすのに十分な量での微
生物の活性増殖性培養菌を植える。典型的な初期の細胞
密度は細胞の乾燥重量を基準にして一般的には約0.1
5〜0.4g/Lである。培地は炭素源、多種の塩およ
び一般的にはまた微量の金属を含有する。それはまた増
殖促進量の炭素源とともに増殖を促進する量で供給され
る分子状O2源、一般的には空気も含有する。すなわ
ち、高細胞密度までの増殖達成には、有効な炭素源およ
びO2の両方が微生物に利用されなければならない。
In practicing the method, the active growth of the microorganism in the nutrient medium, generally with a first, generally low concentration of L-AA, but in an amount sufficient to result in a high cell density after a modest growth period. Plant a sex culture. A typical initial cell density is generally about 0.1 based on the dry weight of the cells.
5 to 0.4 g / L. The medium contains a carbon source, various salts and generally also trace metals. It also contains a source of molecular O 2 , typically air, provided in a growth promoting amount with a growth promoting amount of the carbon source. That is, the growth achieved up to a high cell density, both available carbon source and O 2 must be utilized microorganisms.

【0017】炭素源は通常、L−ガラクトースまたはD
−グルコース由来であるが、経済的理由からはグルコー
スが好ましい。グルコース源は反応系中においてグルコ
ースに変換されうるいずれかの炭水化物例えば、糖蜜、
コーンシロップ等であるのがよい。用いられるグルコー
スの総量は個々の生物および所望される結果によって広
範囲で変更可能である。通常、高L−AA生産性生物例
えばC. pyrenoidosaUV 232−1の場合には、使用
するグルコース源の総量は代謝されないならば、グルコ
ースとして計算して約65〜90g/リットル、より普
通には約75〜85g/リットル、好ましくは約80g
/リットルの濃度を提供する。通常では全グルコースの
約15〜30%、より普通には約20〜25%が最初に
添加される。グルコースは通常、初期にそして下記に示
すその他の添加物とともに発酵中に添加される。初期の
グルコース添加および発酵期間中は非制限的細胞増殖の
期間であって、その際には細胞が比較的高い細胞密度に
まで増殖し、一般には同時にL−AAが通常は比較的低
い濃度で生成される。
The carbon source is usually L-galactose or D-galactose.
-Derived from glucose, but glucose is preferred for economic reasons. The glucose source is any carbohydrate that can be converted to glucose in the reaction system, such as molasses,
It is preferably corn syrup or the like. The total amount of glucose used can vary widely depending on the particular organism and the desired result. Typically, in the case of high L-AA producing organisms such as C. pyrenoidosa UV 232-1 the total amount of glucose source used, if not metabolized, is calculated to be about 65-90 g / l, more usually about 75-85 g / l, preferably about 80 g
Per liter. Usually about 15-30%, more usually about 20-25% of the total glucose is added first. Glucose is usually added initially and during the fermentation with other additives as described below. During the initial glucose addition and fermentation period, there is a period of non-restricted cell growth, in which cells grow to relatively high cell densities, and generally at the same time L-AA is usually present at relatively low concentrations. Generated.

【0018】発酵槽中のグルコース源の量は非抑制/非
制限的量であるべきである。すなわち、その量は細胞増
殖を最適に促進すべきであって、増殖を阻止したりまた
は不当に制限したりすべきではない。グルコース源の最
適な非増殖制限濃度は生物によって変化することもある
が、いずれか個々の生物に対するテストによって容易に
決定される。例えばC. pyrenoidosa UV 101−15
8の場合におけるグルコース源濃度は15〜30g/リ
ットル範囲で適宜添加することによって維持される。該
範囲は細胞増殖のグルコース阻止を回避しつつ細胞増殖
を促進するに十分な濃度であることが見出されている。
[0018] The amount of glucose source in the fermentor should be an uncontrolled / non-limiting amount. That is, the amount should optimally promote cell growth and should not inhibit or unduly limit proliferation. The optimal non-growth limiting concentration of a glucose source may vary from organism to organism, but is readily determined by tests on any individual organism. For example, C. pyrenoidosa UV 101-15
In the case of No. 8, the glucose source concentration is maintained by appropriately adding it in the range of 15 to 30 g / liter. The range has been found to be a concentration sufficient to promote cell growth while avoiding glucose inhibition of cell growth.

【0019】望ましくは、その他の添加剤はグルコース
源とともに初期に存在し、栄養培地中におけるそれらの
濃度もまた一般的には、グルコース源の連続添加ととも
に該添加剤の逐次添加によって連続的に付与される。こ
れらの添加剤の濃度対グルコース源の濃度の比は発酵中
に同一または相異なっていてもよい。
Desirably, the other additives are initially present with the glucose source, and their concentration in the nutrient medium is also generally provided continuously by successive additions of the additive with the continuous addition of the glucose source. Is done. The ratio of the concentration of these additives to the concentration of the glucose source may be the same or different during the fermentation.

【0020】発酵槽に添加される全量に比して漸次添加
される量のグルコースとは相異なる割合を有することが
できる添加剤としては、アルカリ金属リン酸塩例えばリ
ン酸ナトリウムおよびリン酸カリウム特に二塩基性リン
酸ナトリウムおよび一塩基性リン酸カリウムとしてのそ
れらがある。二塩基性リン酸ナトリウムの全量は代表的
には約1〜2総量g/リットル、通常は約1〜1.5総
量g/リットル、好ましくは約1.3総量g/リットル
である。発酵槽中に最初に存在する二塩基性リン酸ナト
リウムの量は通常、添加する二塩基性リン酸ナトリウム
総量の約35〜50%、より普通には約40〜45%で
ある。一塩基性リン酸カリウムの総量は通常約1.5〜
3g/リットル、より普通には約2〜2.5g/リット
ルである。最初に存在する量は一般的には全量の約40
〜50%、より普通には約45〜50%である。
Additives which can have a different proportion to the amount of glucose added gradually to the total amount added to the fermenter include alkali metal phosphates such as sodium phosphate and potassium phosphate, especially There are those as sodium phosphate dibasic and potassium phosphate monobasic. The total amount of dibasic sodium phosphate is typically about 1-2 total g / l, usually about 1-1.5 total g / l, and preferably about 1.3 total g / l. The amount of sodium phosphate dibasic initially present in the fermentor is usually about 35-50%, more usually about 40-45% of the total amount of sodium phosphate dibasic added. The total amount of monobasic potassium phosphate is usually about 1.5 to 1.5.
3 g / l, more usually about 2 to 2.5 g / l. The amount initially present is generally about 40% of the total
5050%, more usually about 45-50%.

【0021】前記添加剤の外に、生物学的に許容しうる
キレート剤例えばクエン酸ナトリウムを約0.8〜1.2
g/リットル、通常は約1g/リットルの全量で添加す
るのが有利である。一塩基性リン酸ナトリウムは一般的
には約0.8〜1g/リットル好ましくは約0.95〜1
g/リットルで存在する。生物学的に許容しうる鉱酸を
加えることにより溶液中に微量金属を維持させそしてま
た通常は窒素源として用いられるアンモニアを中和させ
る。好都合には濃硫酸がこのために約1〜2ml/リット
ル、より普通には約1.2〜1.5ml/リットルの量で用
いられる。金属の中でマグネシウムは約0.1〜0.2g
/リットル好ましくは0.1〜0.15g/リットルで存
在するが、特に生理学的に許容しうる塩例えば硫酸塩と
して存在するのが好ましい。使用する鉄および銅の量
は、これらの金属がアスコルビン酸の生成を抑制するた
めに制限される。鉄(第1)は最初には約5〜7mg/リ
ットル、好ましくは約5.5〜6mg/リットルで存在
し、いずれかその後の添加には包含されない。銅は比較
的微量で存在し、一般的にはグルコース1g当り約1〜
50μgである。
In addition to the above additives, a biologically acceptable chelating agent such as sodium citrate may be added at about 0.8 to 1.2.
It is advantageous to add in a total amount of g / l, usually about 1 g / l. Monobasic sodium phosphate is generally present at about 0.8 to 1 g / l, preferably about 0.95 to 1 g / l.
It is present in g / l. The addition of biologically acceptable mineral acids keeps trace metals in solution and also neutralizes ammonia, which is usually used as a nitrogen source. Concentrated sulfuric acid is conveniently used for this purpose in an amount of about 1-2 ml / l, more usually about 1.2-1.5 ml / l. Magnesium is about 0.1-0.2g among metals
Per liter, preferably 0.1 to 0.15 g / liter, but is particularly preferred as a physiologically acceptable salt, such as a sulfate. The amounts of iron and copper used are limited because these metals suppress the formation of ascorbic acid. Iron (first) is initially present at about 5-7 mg / l, preferably about 5.5-6 mg / l, and is not included in any subsequent additions. Copper is present in relatively small amounts and generally ranges from about 1 to 1 per gram of glucose.
50 μg.

【0022】下記の微量金属溶液が約10〜15ml/リ
ットル、より普通には約12〜14ml/リットルの総量
で用いられる。グルコースを基準にすると、この微量金
属溶液は0.1〜0.2ml/gに相当する。
The following trace metal solutions are used in a total volume of about 10-15 ml / l, more usually about 12-14 ml / l. On a glucose basis, this trace metal solution corresponds to 0.1-0.2 ml / g.

【0023】好都合には、溶液は発酵過程中の添加用に
調製され、下記組成を有する。
Advantageously, the solution is prepared for addition during the fermentation process and has the following composition:

【表1】 [Table 1]

【0024】補給される窒素は無水アンモニアによる。
これはまたpH調整剤としても使用される。培地中の実質
Nレベルは培地の酸価および培地の緩衝能によって測定
される。
The nitrogen supplied is from anhydrous ammonia.
It is also used as a pH adjuster. The real N level in the medium is measured by the acid value of the medium and the buffer capacity of the medium.

【0025】微量金属混合物および溶液は下記組成を有
する。
The trace metal mixture and the solution have the following composition:

【表2】 [Table 2]

【0026】微量金属の原液は痕跡量のHClを含有す
る蒸留水中に適切な量の種々の化合物を溶解することに
よって調製し、最終容量は1リットルであって濃HCl
20mlを含有する。蒸留水を用いて確実に各微量金属
成分の適正比を得る。
Stock solutions of trace metals were prepared by dissolving appropriate amounts of various compounds in distilled water containing traces of HCl, the final volume being 1 liter and concentrated HCl.
Contains 20 ml. Use distilled water to ensure the proper ratio of each trace metal component.

【0027】多数の塩を一塩基性または二塩基性と称し
ているけれども、これは便宜上であって必ずしも必要と
いう訳ではないことを理解すべきである。これらの化合
物は緩衝剤として作用しそしてそれ故にプロトン化の程
度が培地のpHで変化する。
Although a number of salts are referred to as monobasic or dibasic, it is to be understood that this is for convenience and is not required. These compounds act as buffers and therefore the degree of protonation changes at the pH of the medium.

【0028】発酵の実施において二塩基性リン酸ナトリ
ウムおよび一塩基性リン酸ナトリウムを全培地の約75
〜90%、通常は約80〜90%中に溶解して発酵槽に
加える。
In carrying out the fermentation, dibasic sodium phosphate and monobasic sodium phosphate are added to about 75% of the total medium.
Dissolve in ~ 90%, usually about 80-90%, and add to the fermentor.

【0029】発酵過程中に漸次添加すべき溶液は個々の
成分を適正比で合一することによって調製される。グル
コースは使用すべき水の約75〜85%、好ましくは約
80%中に溶解する。クエン酸塩、マグネシウムおよび
硫酸の各成分を約5〜15%通常は約10%の水を含有
する水性培地中で合一し、一方、リン酸塩は使用すべき
水の約5〜15%、より普通には約10%中で合一し、
次いで微量金属溶液は使用すべき水全量の約5〜15%
より普通には約8〜10%中で合一する。リン酸塩の一
部分を含有する発酵槽に第1鉄塩および前記で調製した
グルコース−塩類濃縮液約20%を加える。この添加
は、いずれもの外来微生物の導入を回避するために無菌
でなされる。
The solution to be added gradually during the fermentation process is prepared by combining the individual components in the proper ratio. Glucose dissolves in about 75-85%, preferably about 80%, of the water to be used. The citrate, magnesium and sulfuric acid components are combined in an aqueous medium containing about 5 to 15%, usually about 10% water, while the phosphate is about 5 to 15% of the water to be used. , More usually united in about 10%,
The trace metal solution is then about 5-15% of the total water to be used
More usually coalesce in about 8-10%. To the fermenter containing a portion of the phosphate, ferrous salt and about 20% of the glucose-salt concentrate prepared above are added. This addition is made aseptically to avoid the introduction of any foreign microorganisms.

【0030】次に栄養培地を所望温度にする。この温度
は微生物によって変更しうるが、しかし一般的には約3
0〜40℃、好ましくは約35℃である。発酵槽に植菌
すると一般的には約0.1〜0.4g/リットルの初期細
胞密度が得られる。少量の抗発泡剤は発酵過程中に添加
することができる。
Next, the nutrient medium is brought to the desired temperature. This temperature can be varied by microorganisms, but generally is about 3
It is 0 to 40 ° C, preferably about 35 ° C. Inoculation of the fermenter generally gives an initial cell density of about 0.1-0.4 g / l. Small amounts of anti-foaming agents can be added during the fermentation process.

【0031】第1段階の発酵において細胞を高細胞密度
にまで増殖させて本質的に高い総生産L−AAの基礎を
構築し、そして炭素源が実質的に完全に消耗されるま
で、すなわちそのグルコース当量濃度が通常、溶液のリ
ットル当り0.1gよりも低くなって細胞不含の上澄液
の状態になるまで細胞増殖を継続させる。必要とされる
時間は生物によって変更しうるが、しかし通常は約35
〜50時間より普通には約40〜45時間であり、生長
比は約0.1〜0.15時間-1である
The cells are grown to a high cell density in the first stage fermentation to build the basis for essentially high total production L-AA, and until the carbon source is substantially completely depleted, ie, Cell growth is continued until the glucose equivalent concentration is typically less than 0.1 g per liter of solution, resulting in a cell-free supernatant. The time required may vary from organism to organism, but usually is around 35
~ 50 hours more usually about 40-45 hours, growth rate about 0.1 ~ 0.15 hours -1

【0032】培地のpHは必要に応じて無水アンモニアを
加えることによって所望範囲内で調整されうるが、一般
的には約6.5〜8.0である。
The pH of the medium can be adjusted within the desired range by adding anhydrous ammonia, if necessary, but is generally about 6.5 to 8.0.

【0033】培地はこの増殖期間中に撹拌し、通気する
のが有利である。撹拌速度は通常約200〜1000rp
mであり、通気速度は一般には1分当り空気約0.2〜
0.6リットルである。しかしこれは生物およびその他
の発酵条件によって変化しうる。通気により培地に分子
状酸素(O2)が提供されるが、これは細胞増殖および
L−AA生産にとって必須である。その他のO2源を用
いることも可能であり、例えば希釈されていないO2
スおよびN2以外の不活性ガスで希釈されたO2ガスを使
用することができる。O2源が何であれ、培地中におけ
る溶存O2含量は発酵過程中に調整して高細胞増殖およ
びL−AAの高細胞内含量取得を確実にさせる。栄養培
地のO2含量は好都合にはO2プローブ電極を用いての標
準的手法によってモニターされうる。
The medium is advantageously agitated and aerated during this growth period. The stirring speed is usually about 200-1000rp
m, and the ventilation rate is generally about 0.2 to 2 air per minute.
0.6 liters. However, this can vary depending on the organism and other fermentation conditions. Aeration provides molecular oxygen (O 2 ) to the medium, which is essential for cell growth and L-AA production. It is also possible to use other O 2 source, it is possible to use an O 2 gas diluted with O 2 gas and N 2 non-inert gas, for example undiluted. There O 2 source whatever, the dissolved O 2 content in the medium is let to ensure a high intracellular content acquisition of adjusted during the fermentation process high cell proliferation and L-AA. O 2 content of the nutrient medium may conveniently be monitored by standard techniques using an O 2 probe electrode.

【0034】この初期増殖段階中に微生物に利用されう
るグルコースは上澄液中ですなわち培地の細胞不含成分
中で好都合な手法例えばグルコースオキシダーゼ酵素試
験、HPLCまたはその他の既知手法によってモニター
されうる。グルコース濃度が下がる場合には、それは必
要に応じて前記グルコース−塩類濃縮液のアリコート例
えば20%アリコートを加えることによって補充するこ
とができ、全グルコース濃度は、前述のように一般には
約30g/リットル以下であるが、増殖抑制レベル以下
で確実に存在させるようにする。グルコースアベイラビ
ィリティーは所望の高細胞密度が得られるまで維持され
る。例えばC. Pyrenoidosa UV 101−158では乾
燥細胞重量基準で計算された細胞密度に関して約35〜
45g/リットル好ましくは約40g/リットルであ
る。この時点で培地のグルコース含量は、既にこの状態
に達していない場合には実質的に完全に消耗された状態
になる。
The glucose available to the microorganism during this initial growth phase can be monitored in the supernatant, ie in the cell-free component of the medium, by any convenient technique, such as a glucose oxidase enzyme test, HPLC or other known techniques. If the glucose concentration falls, it can be replenished, if necessary, by adding an aliquot of the glucose-salt concentrate, for example a 20% aliquot, the total glucose concentration generally being about 30 g / l as described above. Below, but ensure that it is present below the growth inhibition level. Glucose availability is maintained until the desired high cell density is obtained. For example, C. Pyrenoidosa UV 101-158 has a cell density calculated on a dry cell weight basis of about 35 to
45 g / l, preferably about 40 g / l. At this point, the glucose content of the medium is substantially completely depleted if it has not already reached this state.

【0035】所望の高細胞密度が取得され、培地のグル
コース含量が実質的に完全に消耗された状態になった場
合には、このグルコースの消耗された状態が維持され
る。すなわち、生物はその間飢餓状態に陥り、細胞の増
殖は実質的に停止しそして細胞密度は最高に達する。細
胞増殖の停止とともに、L−AAの生産もまた実質的に
停止しうる。しかし、一般的には細胞は貯蔵デンプンを
利用して、ある少量程度のL−AA生産を含めた細胞機
能を維持することができる。
When the desired high cell density has been obtained and the glucose content of the medium has become substantially completely depleted, this depleted state of glucose is maintained. That is, the organism becomes starved during that time, cell growth ceases substantially, and cell density reaches a peak. With cessation of cell growth, production of L-AA can also be substantially halted. However, in general, cells can utilize storage starch to maintain cell function, including some small amounts of L-AA production.

【0036】実質的に消耗されたグルコースおよび非増
殖状態は生物が再びグルコース源を供給されるまで維持
されるが、しかし該生物は調整された量で、細胞密度を
ほとんどまたは全く増加させずに追加量のL−AAの生
産を開始する。飢餓期間は数分以下から数時間以上にわ
たるが、典型的には約1〜4時間、より普通には2〜4
時間である。最適の飢餓時間並びに発酵槽へのグルコー
ス源供給の最適量ないし割合はいずれもの個々の生物に
ついて、グルコース源を小試験量で加えそして時間に関
するL−AA含量および細胞密度への効果をモニターす
ることによって測定されうる。L−AAの増加対存在す
るならば細胞密度の増加の比が増殖期間中におけるL−
AA対細胞密度の最大比よりも大きい場合には、このよ
うな高められたL−AA生産状態はグルコース源を一般
的には等時間間隔で、細胞密度の増加よりもL−AA生
成が優先される量ないし割合において供給することによ
り維持される。このようにしていずれもの個々の微生物
についての最適量および供給割合は、テストによって容
易に決定されうる。代表的には、微生物としてのC.Pyre
noidosa UV 101−158の場合にはその供給割合
は細胞の乾燥重量として扱った細胞1g当り毎時グルコ
ース約0.005〜0.05gであり、そのグルコース含
量は増殖促進濃度以下例えば溶液1リットル当り約0.
1g以下に維持される。
Substantially depleted glucose and non-proliferative conditions are maintained until the organism is again supplied with a glucose source, but the organism is adjusted in a controlled amount with little or no increase in cell density. Begin production of additional L-AA. The starvation period ranges from a few minutes or less to several hours or more, but is typically about 1 to 4 hours, more usually 2 to 4 hours.
Time. Optimal starvation time as well as optimal amount or rate of glucose source supply to the fermenter is to add a small test amount of glucose source to each individual organism and monitor the effect on L-AA content and cell density over time. Can be measured by The ratio of the increase in L-AA to the increase in cell density, if present, indicates the increase in L-AA during growth.
When greater than the maximum ratio of AA to cell density, such an enhanced L-AA production state places glucose sources generally at equal time intervals, with L-AA production over cell density increase. It is maintained by feeding in the amounts or proportions given. In this way, the optimal amount and feed rate for any individual microorganism can be readily determined by testing. Typically, C. Pyre as a microorganism
In the case of noidosa UV 101-158, the supply rate is about 0.005 to 0.05 g of glucose per hour per gram of cells treated as dry weight of cells, and the glucose content is less than the growth promoting concentration, for example, about 1 liter of solution. 0.
It is kept below 1 g.

【0037】本発明方法ではその他の天然産源例えばバ
ラの実から得られる収量よりも遥かに高い高収量で細胞
内L−アスコルビン酸が得られる。バイオマス物質の
3.5%を越えるレベルが達成され得、4.0%以上のレ
ベルも達成可能である。L−アスコルビン酸の濃度は
1.45g/リットルを越えることができそして3.3g
/リットル以上であることが可能である。消費される基
質を基準にして、少なくとも約0.01であるモル収量
が得られる。
In the method of the present invention, intracellular L-ascorbic acid can be obtained at a much higher yield than that obtained from other natural sources such as rosehips. Levels above 3.5% of biomass material can be achieved, and levels above 4.0% are achievable. The concentration of L-ascorbic acid can exceed 1.45 g / l and 3.3 g
Per liter or more. A molar yield of at least about 0.01, based on the substrate consumed, is obtained.

【0038】以下の本発明を実施例により説明するが、
本発明はそれらに限定されるものではない。
The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited to them.

【0039】実施例1 1リットル発酵槽中に、蒸留水0.6リットル、二塩基
性リン酸ナトリウム0.23gおよび一塩基性リン酸カ
リウム0.27gを入れて滅菌した。次にこのリン酸溶
液に蒸留水5ml中における硫酸第1鉄(7水和物)1
1.2mg並びに下記のようにして個別に滅菌し、冷却後
に合一した栄養素の各グループ グループ1 56gグルコース、食物等級、1水和物 (無水ベース)(80g/リットル) 80mlの水に溶解 グループ2 0.7gクエン酸トリナトリウム、2水和物(1.0g/
リットル) 硫酸マグネシウム、無水(0.66g/リットル)およ
び 1ml硫酸(水10ml中において1.4ml/リットル) グループ3 0.65g一塩基性リン酸ナトリウム(0.97g/リッ
トル) 1.3g一塩基性リン酸カリウム(1.9g/リットル) 0.6g二塩基性リン酸ナトリウム(0.97g/リット
ル) 10mlの水に溶解 グループ4 9.4ml微量金属溶液 を用いて調製した滅菌性グルコース−塩類濃縮液20ml
を無菌で加えた。
Example 1 In a 1 liter fermenter, 0.6 liter of distilled water, 0.23 g of dibasic sodium phosphate and 0.27 g of monobasic potassium phosphate were put and sterilized. Next, ferrous sulfate (heptahydrate) 1 in 5 ml of distilled water was added to this phosphoric acid solution.
1.2 mg and each group of nutrients individually sterilized and combined after cooling as described below Group 1 56 g Glucose, food grade, monohydrate (anhydrous basis) (80 g / l) Dissolve in 80 ml water Group 2 0.7 g trisodium citrate dihydrate (1.0 g /
1 g) Magnesium sulfate, anhydrous (0.66 g / l) and 1 ml sulfuric acid (1.4 ml / l in 10 ml of water) Group 3 0.65 g monobasic sodium phosphate (0.97 g / l) 1.3 g monobasic Potassium phosphate (1.9 g / l) 0.6 g sodium phosphate dibasic (0.97 g / l) dissolved in 10 ml of water Group 4 9.4 ml sterile glucose-salts prepared using trace metal solution 20 ml of concentrated liquid
Was added aseptically.

【0040】温度を35℃に上昇させ、撹拌を約200
rpmで開始した。空気を毎分0.2リットル(lpm)の割
合で培地に通過させ、約0.3g細胞/リットルの濃度
でChlorella pyrenoidosa UV 101−158の50m
lを加えた。5時間後に撹拌速度を400rpmに増加し、
空気流を0.4 lpmにした。16時間後に撹拌速度を5
00rpmに上げ、空気流を0.6 lpmにした。その後撹拌
速度を表3に記載のように700rpm次に800rpmに増
加し、その間空気流は残りの実験の間0.6 lpmで一定
であった。
The temperature was raised to 35 ° C. and the stirring was
Started at rpm. Air was passed through the medium at a rate of 0.2 liters per minute (lpm) and the Chlorella pyrenoidosa UV 101-158 50 m at a concentration of about 0.3 g cells / liter.
l was added. After 5 hours, increase the stirring speed to 400 rpm,
The air flow was 0.4 lpm. After 16 hours, the stirring speed was increased to 5
It was increased to 00 rpm and the air flow was 0.6 lpm. The agitation speed was then increased to 700 rpm and then to 800 rpm as described in Table 3, while the airflow was constant at 0.6 lpm for the remainder of the experiment.

【0041】下記表には発酵のための条件および分析結
果が記載されている。
The following table describes the conditions for fermentation and the results of the analysis.

【0042】[0042]

【表3】 [Table 3]

【0043】L−アスコルビン酸の測定に用いる手法は
Grun and Loewus, Anelytical Biochemistry(1983)13
0:191〜198に記載されている。該手法は7.8×300
mm有機酸分析カラム、HPX−87(Bio-Rad Laborato
ries, Richmond, CA)を用いるイオン交換法である。条
件は以下のとおりである。移動相、0.013M硝酸、
流速0.8ml/分、圧力1500psig、検出、UV 24
5−254nm。これらの条件でL−アスコルビン酸およ
びイソアスコルビン酸の分割が可能である。
The method used for measuring L-ascorbic acid is
Grun and Loewus, Anelytical Biochemistry (1983) 13
0: 191-198. The method is 7.8 x 300
mm organic acid analysis column, HPX-87 (Bio-Rad Laborato
ries, Richmond, CA). The conditions are as follows. Mobile phase, 0.013M nitric acid,
Flow rate 0.8 ml / min, pressure 1500 psig, detection, UV 24
5-254 nm. Under these conditions, resolution of L-ascorbic acid and isoascorbic acid is possible.

【0044】リットル当りの細胞のグラム数を測定する
には下記の操作を用いる。
The following procedure is used to determine the number of grams of cells per liter.

【0045】バイオマス試料(5ml)を1つの計量パン
に移し、上澄液5mlを第2の計量パンに移す。上澄液は
遠心分離にかける。各パンを対流式オーブンで乾燥する
(105℃で3時間)。デシケータ中で冷却後に各パン
の含量を計量する。リットル当りの細胞のグラム数は
(試料重量−上澄重量)×200として決定される。
The biomass sample (5 ml) is transferred to one measuring pan and 5 ml of the supernatant is transferred to a second measuring pan. The supernatant is centrifuged. Dry each pan in a convection oven (105 ° C. for 3 hours). After cooling in a desiccator, the content of each bread is weighed. The number of grams of cells per liter is determined as (sample weight-supernatant weight) x 200.

【0046】上記結果に基づいて、細胞1g当りのアス
コルビン酸のグラム数を基準とした比生成は少なくとも
0.04で成就される。消費されたグルコースのモル当
り生成されるL−アスコルビン酸のモル数として定義さ
れるモル収率は少なくとも0.01以上である。さら
に、アスコルビン酸濃度は少なくとも約1.5g/リッ
トルに上昇させることができる。
Based on the above results, ratio generation based on grams of ascorbic acid per gram of cells is achieved with at least 0.04. The molar yield, defined as the number of moles of L-ascorbic acid produced per mole of glucose consumed, is at least 0.01 or higher. Further, ascorbic acid concentration can be increased to at least about 1.5 g / liter.

【0047】実施例2〜10 Chlorella pyrenoidosa UTEX 1663菌株、UV
101−158菌株(=上記の1663菌株のUVで生
成された突然変異体)およびUTEX 343菌株;Chl
orella regularis UTEX 1808菌株およびUV
5−280菌株(=上記1808菌株の、UVで生成さ
れた突然変異体)、Prototheca zopfiiUTEX 143
8菌株およびUV 3−132菌株(=上記1438菌
株のUVで生成された突然変異体)並びにAnkistrodesm
us braunii ATCC 12744菌株およびUV 2−
370菌株(=上記12744菌株のUVで生成された
突然変異体)を用いて実施例1の操作を実質的に記載の
ようにして繰返した。
Examples 2 to 10 Chlorella pyrenoidosa UTEX 1663 strain, UV
101-158 strain (= UV generated mutant of 1663 strain described above) and UTEX 343 strain; Chl
orella regularis UTEX 1808 strain and UV
5-280 strain (= UV-generated mutant of 1808 strain above), Prototheca zopfii UTEX 143
8 strain and UV 3-132 strain (= UV produced mutant of 1438 strain above) and Ankistrodesm
us braunii ATCC 12744 strain and UV2-
The procedure of Example 1 was repeated using the 370 strain (= UV-generated mutant of the 12744 strain described above) substantially as described.

【0048】これらの実施例で本発明を説明するのに選
択された3種の微小藻類の属すなわちChlorella, Proto
thecaおよびAnkistrodesmusは分類学上広く分岐してお
り、L−アスコルビン酸生産性の従属栄養的微小藻類を
代表する属であると思われる。
In these examples the three microalgal genera selected to illustrate the invention, namely Chlorella, Proto
theca and Ankistrodesmus are widely taxonomically divergent and appear to be the genus representing L-ascorbic acid producing heterotrophic microalgae.

【0049】上記種のそれぞれを供給バッチの1リット
ル撹拌ジャー発酵槽中で増殖させて約40g/リットル
の細胞密度(乾燥重量基準)を得た。栄養素の窒素はア
ンモニアの添加により補充し、そしてpHもアンモニアの
添加により調整した。細胞はグルコースに基づく栄養素
を使い尽くしてしまった後に、1〜3時間にわたり、追
加グルコースのない状態に入った。その後1日に2回の
分析によってアスコルビン酸の合成がピークになってか
ら衰えてきたことが指摘されるまで細胞に3時間毎に細
胞の乾燥重量のグラム当りグルコース0.3gを付与し
た(下記表には増殖後のグルコースパルシング(pulsin
g)として示されている)。下記表中にはこれらの実験結
果が小見出し“増殖後のグルコースパルシング”の欄に
おいて“Yes”によって示されている。
Each of the above seeds was grown in a 1 liter stirred jar fermenter of the feed batch to give a cell density (on a dry weight basis) of about 40 g / l. The nutrient nitrogen was supplemented by the addition of ammonia, and the pH was also adjusted by the addition of ammonia. After the cells had run out of glucose-based nutrients, they entered a state without additional glucose for 1-3 hours. The cells were then given 0.3 g of glucose per gram of dry weight of the cells every three hours until the analysis of ascorbic acid peaked and diminished twice daily by analysis (see below). The table shows glucose pulsing after growth (pulsin
g)). In the table below, the results of these experiments are indicated by “Yes” in the subheading “Post-growth glucose pulsing”.

【0050】対照実験はグルコース消耗まで同一の供給
バッチ条件下で同一菌株を用いて実施した。しかし、グ
ルコース消耗後には追加栄養素を全く加えなかった。こ
の増殖条件は“増殖後のグルコースパルシング”の欄に
おいて“No”によって示されている。
Control experiments were performed using the same strain under the same feed batch conditions until glucose depletion. However, no additional nutrients were added after glucose depletion. These growth conditions are indicated by "No" in the column "Glucose pulsing after growth".

【0051】[0051]

【表4】 [Table 4]

【0052】上記表の結果は本発明のグルコースパルシ
ング条件下で増殖した4種のそれぞれの単離物(菌株)
およびそれの対応して誘導された高アスコルビン酸生産
性菌株が、単純な供給バッチ条件すなわち増殖後に全く
グルコース添加のない状態の下での増殖に比して、mg/
リットルでのアスコルビン酸最高濃度として表現される
高められた収量のアスコルビン酸を生産したことを示し
ている。これらの結果はまたC. pyrenoidosa UTEX
1663およびそれの高L−AA生産性のUV101−
158突然変異株、C. regularis UTEX 1808お
よびそれの高L−AA生産性のUV 5−280突然変
異株並びにP. zopfii UTEX 1438およびそれの
高L−AA生産性のUV 3−132突然変異株が全て
本発明条件の下でL−AAの高められた比生成(mg/g
細胞)をもたらすことが示されているが、それは初期増
殖工程およびグルコース消耗工程の後にグルコース添加
なしで得られる場合と比較してアスコルビン酸生産用の
炭素源の利用が改善されていることを指摘している。
The results in the above table show that each of the four isolates (strains) grown under the glucose pulsing conditions of the present invention.
And its correspondingly induced high ascorbic acid-producing strain has a mg / mg relative to growth in simple fed-batch conditions, ie without any added glucose after growth.
It shows that an increased yield of ascorbic acid was produced, expressed as the highest concentration of ascorbic acid in liters. These results also indicate that C. pyrenoidosa UTEX
1663 and its high L-AA productivity UV101-
158 mutant, C. regularis UTEX 1808 and its UV 5-280 mutant with high L-AA production and P. zopfii UTEX 1438 and its UV 3-132 mutant with high L-AA production Are all under the conditions of the invention with an increased specific production of L-AA (mg / g
Cells), which indicate improved utilization of carbon sources for ascorbic acid production compared to those obtained without glucose addition after the initial growth and glucose depletion steps. doing.

【0053】C. pyrenoidosa 343菌株はその他のC.
pyrenoidosa菌株に比していずれの組合せの条件下でも
アスコルビン酸収率を高めなかったこと;さらにまたAnk
istrodesmus braunii菌株のそれぞれが本発明条件下で
より高濃度のアスコルビン酸を生成したけれども、いず
れも全く該酸の比生成を改善させることはなかったこと
が注目されよう。しかし、この点に関しては初期増殖工
程およびグルコース消耗工程の後に用いられる特定の組
合せの条件がC. pyrenoidosa UTEX 1663菌株に
とって最適とされたが、C. pyrenoidosa UTEX 34
3またはA. braunii ATCC 12744またはUV
2−370のいずれかに関してアスコルビン酸生産を高
めるための条件を操作する試みは全くなされなかったこ
とが注目されよう。これらの生物に関しても同様に同じ
ように改善された結果が得られる可能性があると信じら
れる。
C. pyrenoidosa 343 strain was obtained from other C.
did not increase ascorbic acid yield under any combination of conditions compared to pyrenoidosa strains;
It should be noted that although each of the istrodesmus braunii strains produced higher concentrations of ascorbic acid under the conditions of the present invention, none of them improved the specific production of the acid. However, in this regard, the particular combination of conditions used after the initial growth and glucose depletion steps were optimized for C. pyrenoidosa UTEX 1663, whereas C. pyrenoidosa UTEX 34
3 or A. braunii ATCC 12744 or UV
It will be noted that no attempt was made to manipulate the conditions to increase ascorbic acid production for any of 2-370. It is believed that similarly improved results may be obtained for these organisms as well.

【0054】実施例11(最良の方法) (a) 硫酸第1鉄5.6mgを11.2mgの代りに初期の
0.6リットル蒸留水仕込み中に用いた;(b)栄養溶
液が蒸留水40ml中のグルコース28g;20ml中にお
けるクエン酸トリナトリウム2水和物0.53gおよび
硫酸マグネシウム0.2g;20ml中におけるリン酸モ
ノカリウムおよびリン酸ジナトリウムの各々0.65
g;並びに15ml中における微量金属溶液4.7mlおよ
び硫酸1mlからなった;および(c)活性増殖培養が表
1のUV 232−1菌株であったことを除外して実施
例1の操作に従った。
Example 11 (Best Method) (a) 5.6 mg of ferrous sulfate was used during the initial 0.6 liter charge of distilled water instead of 11.2 mg; 28 g glucose in 40 ml; 0.53 g trisodium citrate dihydrate and 0.2 g magnesium sulfate in 20 ml; 0.65 each of monopotassium phosphate and disodium phosphate in 20 ml
g; and 4.7 ml of a trace metal solution in 15 ml and 1 ml of sulfuric acid; and (c) according to the procedure of Example 1 except that the active growth culture was the UV 232-1 strain in Table 1. Was.

【0055】温度は35℃に上昇させ、撹拌は350rp
mで開始し、空気は0.2リットル/分(lpm)で培地に通
し、pHは空気流に加えた無水アンモニア(NH3)で6.
9に調整しそしてUV 232−1菌株を培地に加え
た。NH3は実験中に栄養素の窒素源およびpH調整剤と
して供給した。6.2時間後に空気流は0.6 lpmに上昇
させ、撹拌は400rpmにした。11.8時間後に空気流
は0.6 lpmに上昇させ、残りの実験でもそれを保持
し、撹拌速度は650rpmに上げた。12.4時間後には
グルコース含有の栄養溶液40ml以上を発酵槽に加え、
次いで24.4時間後には20ml以上をそして26.3時
間後には15ml以上を加えた。その間撹拌速度は22.
8時間後に750rpmに上昇させ、次いで34.8時間後
には900rpmに調整しそして残りの実験では該速度を
維持した。
The temperature was raised to 35 ° C. and the stirring was
starting with m, air passed through the medium with 0.2 liters / minute (lpm), pH in anhydrous ammonia was added to the air stream (NH 3) 6.
9, and the UV 232-1 strain was added to the medium. NH 3 was supplied during the experiment as a nitrogen source of nutrients and a pH adjuster. After 6.2 hours, the air flow was increased to 0.6 lpm and the agitation was at 400 rpm. After 11.8 hours, the air flow was increased to 0.6 lpm and maintained for the remainder of the experiment, with the agitation speed increased to 650 rpm. After 12.4 hours, add more than 40 ml of glucose-containing nutrient solution to the fermenter,
Then, after 24.4 hours, more than 20 ml and after 26.3 hours more than 15 ml were added. During that time the stirring speed was 22.
After 8 hours, the speed was increased to 750 rpm, then adjusted to 900 rpm after 34.8 hours, and the speed was maintained for the remainder of the experiment.

【0056】培地のグルコース含量は31.7時間後に
消耗された状態になり、その時点で細胞密度(C. D.)は
19.5でありそしてL−AA濃度は322mg/リット
ルであった。グルコース(10%溶液2ml)を41.7
時間後および41.7時間〜94.8時間の間は3時間毎
に発酵槽に供給した。細胞密度およびL−AA濃度を、
バイオマスの計算されたL−AA含量とともに下記表に
示された時間について追跡した。
The glucose content of the medium became exhausted after 31.7 hours, at which point the cell density (CD) was 19.5 and the L-AA concentration was 322 mg / l. 41.7 of glucose (2 ml of a 10% solution)
After the hour and between 41.7 and 94.8 hours, the fermenter was fed every 3 hours. Cell density and L-AA concentration
The biomass was followed for the times shown in the table below with the calculated L-AA content.

【0057】[0057]

【表5】 [Table 5]

【0058】前記操作を4回以上、実質的に記載されて
いるようにして繰返した。L−AAの%は5回の実験
で、バイオマスの乾燥重量の5.2%で平均していた。
The above procedure was repeated four more times, essentially as described. The percentage of L-AA averaged 5.2% of the dry weight of biomass in five experiments.

【0059】以上、本発明を詳細に説明したが、本発明
はさらに次の実施態様によってこれを要約して示すこと
ができる。 1.下記工程: (a) 細胞増殖およびL−アスコルビン酸生産に十分
なそれぞれの量で適当な炭素源および溶存酸素を含有す
る増殖促進栄養培地中において、L−アスコルビン酸を
従属栄養的に生産させうる微生物の細胞を従属栄養的に
増殖し、 (b) 生物を初期段階で高細胞密度にまで増殖させ、
それに付随して第1のアスコルビン酸量を生成し、次い
で炭素源を実質的に完全に消耗させ、 (c) (i)細胞増殖が実質的に停止しそして(ii)
それに続く調整された量の炭素源の添加が、実質的に細
胞密度を全く増加させずに追加量のL−アスコルビン酸
の生成をもたらすまで、細胞を溶存酸素の存在下でかつ
炭素源の実質的に完全な不在下において維持し、 (d) L−アスコルビン酸生産の望ましい増加が、実
質的に細胞密度の増加を伴わずに達成されるまで調整さ
れた炭素源添加を継続するからなるL−アスコルビン酸
の生産方法。
While the present invention has been described in detail, the present invention can be further summarized by the following embodiments. 1. The following steps: (a) L-ascorbic acid can be heterotrophically produced in a growth-promoting nutrient medium containing a suitable carbon source and dissolved oxygen in respective amounts sufficient for cell growth and L-ascorbic acid production. (B) growing the organism to a high cell density at an early stage,
Concomitantly producing the first amount of ascorbic acid and then substantially completely depleting the carbon source; (c) (i) substantially halting cell growth and (ii)
The cells are treated in the presence of dissolved oxygen and in the presence of the carbon source until the subsequent addition of a controlled amount of the carbon source results in the production of an additional amount of L-ascorbic acid without substantially increasing the cell density. (D) continuing to adjust the carbon source addition until the desired increase in L-ascorbic acid production is achieved without substantially increasing cell density. -A method for producing ascorbic acid.

【0060】2.工程(d)における、生産されたL−
アスコルビン酸の全量対全細胞密度の割合が、細胞増殖
が実質的に停止しそして細胞密度の増加が止まった時の
工程(c)でのかかる割合よりも大きい前項1記載の方
法。 3.アスコルビン酸が、実質的に細胞性物質を含有しな
い細胞から回収される前項1記載の方法。
2. In step (d), the produced L-
2. The method of claim 1 wherein the ratio of total ascorbic acid to total cell density is greater than that ratio in step (c) when cell growth has substantially ceased and cell density has stopped increasing. 3. 2. The method according to the above 1, wherein the ascorbic acid is recovered from cells substantially free of cellular substances.

【0061】4.炭素源が非抑制量で存在する前項1記
載の方法。 5.炭素源がグルコース源である前項4記載の方法。 6.グルコース源が、発酵過程中に栄養培地中の反応系
中においてグルコースに転化される糖類または多糖類で
ある前項5記載の方法。 7.グルコース源がグルコースを含有する前項5記載の
方法。
4. 2. The method according to the above item 1, wherein the carbon source is present in an uncontrolled amount. 5. 5. The method according to the above item 4, wherein the carbon source is a glucose source. 6. 6. The method according to the above item 5, wherein the glucose source is a saccharide or polysaccharide which is converted into glucose in a reaction system in a nutrient medium during a fermentation process. 7. 6. The method according to the above item 5, wherein the glucose source contains glucose.

【0062】8.微生物が緑色の微小藻類である前項1
記載の方法。 9.微小藻類がクロレラ(Chlorella)属の種である前
項8記載の方法。 10.種がピレノイドサ(pyrenoidosa)である前項9記
載の方法。 11.生物が、C. pyrenoidosa UTEX 1663の突然
変異菌株であってA.T.C.C.受託No.53170を
有するUV 101−158と指名されたC. pyrenoidos
aの菌株である前項10記載の方法。
8. The preceding paragraph, wherein the microorganism is a green microalgae
The described method. 9. 9. The method according to the above item 8, wherein the microalgae is a species of the genus Chlorella. Ten. 10. The method according to the above item 9, wherein the species is pyrenoidosa. 11. The organism is a mutant strain of C. pyrenoidosa UTEX 1663, designated CV.
11. The method according to the above item 10, which is the strain of a.

【0063】12.A.T.C.C.受託No.53170を
有するChlorella pyrenoidosaの菌株。 13.UV照射によるChlorella pyrenoidosa由来のC. py
renoidosa UV 232−1菌株。
12. A strain of Chlorella pyrenoidosa having ATCC accession number 53170. 13. C. py from Chlorella pyrenoidosa by UV irradiation
renoidosa UV 232-1 strain.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエフリー・エイ・ラニング アメリカ合衆国ウイスコンシン州54220. マニトウオツク.ノースフイフスストリ ート834 (72)発明者 トマス・ジエイ・スカツトラド アメリカ合衆国ウイスコンシン州53051. メノモニーフオールズ.カントリーサイ ドドライブ エヌ・76・ダブリユー・ 15873 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12P 17/04 CA(STN) REGISTRY(STN)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Jeffrey A. Running 54220 Wisconsin, USA. North Fifth Street 834 (72) Inventor Thomas J. Skatrad, Wisconsin, USA 53051. Menomonie Foods. Countryside Drive N.76 D.W.15873 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C12P 17/04 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 プロトテカ属微生物の培養株を増殖して
L−アスコルビン酸含有の発酵培地を得る工程およびそ
の発酵培地からL−アスコルビン酸を回収する工程から
なるL−アスコルビン酸の生産方法。
1. A method for producing L-ascorbic acid comprising the steps of: growing a culture of a microorganism belonging to the genus Prototheca to obtain an L-ascorbic acid-containing fermentation medium; and recovering L-ascorbic acid from the fermentation medium.
【請求項2】 微生物がプロトテカゾプフィである請求
項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the microorganism is prototecazopfi.
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