JP3007615B1 - カンジダトロピカリスを用いたキシリトール製造のための発酵法 - Google Patents
カンジダトロピカリスを用いたキシリトール製造のための発酵法Info
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Abstract
【要約】
【課題】発酵法によるキシリトールの新規な生産方法の
提供。 【解決手段】カンジダトロピカリス(Candida
tropicalis)の新規な菌株を用いて、高い生
産性および高い収量でキシリトールを製造するための発
酵法、さらに詳しくは、キシロースを含有する培養基の
組成をおよびpH、温度およびDO濃度の如き環境条件
を最適化することによって最大量のキシリトールを生産
するために最適な発酵条件下においてキシリトールを製
造するための発酵法に関する。
提供。 【解決手段】カンジダトロピカリス(Candida
tropicalis)の新規な菌株を用いて、高い生
産性および高い収量でキシリトールを製造するための発
酵法、さらに詳しくは、キシロースを含有する培養基の
組成をおよびpH、温度およびDO濃度の如き環境条件
を最適化することによって最大量のキシリトールを生産
するために最適な発酵条件下においてキシリトールを製
造するための発酵法に関する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカンジダトロピカリ
ス(Candida tropicalis)の新規な
菌株を用いて、高い生産性および高い収量でキシリトー
ルを製造するための発酵法、さらに詳しくは、キシロー
スを含有する培養基の組成を並びにpH、温度およびD
O濃度の如き環境条件を最適化することによって最大量
のキシリトールを生産するために最適発酵条件下におい
てキシリトールを製造するための発酵法に関する。
ス(Candida tropicalis)の新規な
菌株を用いて、高い生産性および高い収量でキシリトー
ルを製造するための発酵法、さらに詳しくは、キシロー
スを含有する培養基の組成を並びにpH、温度およびD
O濃度の如き環境条件を最適化することによって最大量
のキシリトールを生産するために最適発酵条件下におい
てキシリトールを製造するための発酵法に関する。
【0002】
【従来の技術】キシリトール(キシロ−ペンタン−1,
2,3,4,5ペントール)は、様々な果物、野菜、およ
びキノコ類中に少量で存在する、自然発生の5炭素糖ア
ルコールである。これはジュート(黄麻)の枝やブナ材
の残渣の如き植物体をシュウ酸で処理することによって
製造できる。しかしながら、サトウキビやサトウダイコ
ンの量と比較して、天然資源に存在する少量のみでは、
その定量的抽出は困難かつ不経済となる。さらにキシリ
トールは、哺乳動物の炭水化物代謝作用の標準的な代謝
中間物でもある。キシリトールには数多くの有利な自然
の特性が在る。キシリトールは酸の形成を阻む抗発熱性
を有し、さらに口腔内の衛生を促進し予防を図ることが
できる。キシリトールは、その代謝作用を調節するため
インシュリンを必要としないため、砂糖の代用品として
糖尿病の治療に用いることもできる。その代謝作用はグ
ルコース−6−フォスフェートデヒドロゲナーゼを伴わ
ないため、キシリトールはグルコース−6−フォスフェ
ートデヒドロゲナーゼの不足している人にとっては理想
的な甘味料でもある。
2,3,4,5ペントール)は、様々な果物、野菜、およ
びキノコ類中に少量で存在する、自然発生の5炭素糖ア
ルコールである。これはジュート(黄麻)の枝やブナ材
の残渣の如き植物体をシュウ酸で処理することによって
製造できる。しかしながら、サトウキビやサトウダイコ
ンの量と比較して、天然資源に存在する少量のみでは、
その定量的抽出は困難かつ不経済となる。さらにキシリ
トールは、哺乳動物の炭水化物代謝作用の標準的な代謝
中間物でもある。キシリトールには数多くの有利な自然
の特性が在る。キシリトールは酸の形成を阻む抗発熱性
を有し、さらに口腔内の衛生を促進し予防を図ることが
できる。キシリトールは、その代謝作用を調節するため
インシュリンを必要としないため、砂糖の代用品として
糖尿病の治療に用いることもできる。その代謝作用はグ
ルコース−6−フォスフェートデヒドロゲナーゼを伴わ
ないため、キシリトールはグルコース−6−フォスフェ
ートデヒドロゲナーゼの不足している人にとっては理想
的な甘味料でもある。
【0003】工業的規模では、キシリトールはカバ材も
しくはキシロースの豊富な材質のヘミセルロース加水分
解物に由来するキシロースの化学還元によって製造され
る。これらの原料のヘミセルロースフラクションは他の
糖の重合体を含有するため、この処理工程にはキシロー
スまたはキシリトールからの副産物を除去するための大
規模な精製および単離工程が包含される。キシリトール
の収量は約50〜60%である。それ故に、キシリトー
ルは高価な生産品である。化学的な方法によるキシリト
ールの生産は、その単離および精製工程の難しさのため
に高価であることがわかっていたので、微生物を用いて
キシリトールを効果的に生産するための別の方法を探索
することは価値のあることである。
しくはキシロースの豊富な材質のヘミセルロース加水分
解物に由来するキシロースの化学還元によって製造され
る。これらの原料のヘミセルロースフラクションは他の
糖の重合体を含有するため、この処理工程にはキシロー
スまたはキシリトールからの副産物を除去するための大
規模な精製および単離工程が包含される。キシリトール
の収量は約50〜60%である。それ故に、キシリトー
ルは高価な生産品である。化学的な方法によるキシリト
ールの生産は、その単離および精製工程の難しさのため
に高価であることがわかっていたので、微生物を用いて
キシリトールを効果的に生産するための別の方法を探索
することは価値のあることである。
【0004】化学的製造法の上記欠点を克服すべく、キ
シリトール製造用に生物学的発酵法が研究されてきた。
キシロース或いはキシロースを有するヘミセルロース加
水分解物を含有する培養基からの酵母種を用いてキシリ
トールを製造する発酵法が開示されている。特に、カン
ジダブランキィ(Candida blankii)、
カンジダグリエルモンディ(Candida guil
liermondii)、カンジダトロピカリス(Ca
ndida tropicalis)、カンジダウティ
リス(Candida utilis)、サッカロマイ
セスバイリィ(Saccharomyces bail
ii)、サッカロマイセスロウクシィ(Sacchar
omyces rouxii)、サッカロマイセスウヴ
ァリウム(Saccharomyces uvariu
m)、およびサッカロマイセスポンベ(Sacchar
omyces pombe)がキシリトールを産生する
微生物として知られている。しかしながら、キシリトー
ルの生産は、その産生速度が遅いため、それ程望ましい
ものではない。
シリトール製造用に生物学的発酵法が研究されてきた。
キシロース或いはキシロースを有するヘミセルロース加
水分解物を含有する培養基からの酵母種を用いてキシリ
トールを製造する発酵法が開示されている。特に、カン
ジダブランキィ(Candida blankii)、
カンジダグリエルモンディ(Candida guil
liermondii)、カンジダトロピカリス(Ca
ndida tropicalis)、カンジダウティ
リス(Candida utilis)、サッカロマイ
セスバイリィ(Saccharomyces bail
ii)、サッカロマイセスロウクシィ(Sacchar
omyces rouxii)、サッカロマイセスウヴ
ァリウム(Saccharomyces uvariu
m)、およびサッカロマイセスポンベ(Sacchar
omyces pombe)がキシリトールを産生する
微生物として知られている。しかしながら、キシリトー
ルの生産は、その産生速度が遅いため、それ程望ましい
ものではない。
【0005】キシリトールの収量と生産性を改善すべ
く、本発明における高キシリトール生産性酵母がキシロ
ース製造工場のスラッジから単離され、カンジダトロピ
カリス(Candida tropicalis)とし
て同定された。発酵条件は、最大量のキシリトールを生
産するためにこの菌株を用いて最適化される。
く、本発明における高キシリトール生産性酵母がキシロ
ース製造工場のスラッジから単離され、カンジダトロピ
カリス(Candida tropicalis)とし
て同定された。発酵条件は、最大量のキシリトールを生
産するためにこの菌株を用いて最適化される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
生産性および高い収量でキシリトールを製造するため
に、ブダペスト条約下において1998年2月20日に
受託番号KCCM−10122を持つ韓国微生物カルチ
ャーセンター(Korean Culture Cent
er)に寄託されたカンジダトロピカリス(Candi
da tropicalis)の新規な菌株を用いる発
酵法を提供することである。
生産性および高い収量でキシリトールを製造するため
に、ブダペスト条約下において1998年2月20日に
受託番号KCCM−10122を持つ韓国微生物カルチ
ャーセンター(Korean Culture Cent
er)に寄託されたカンジダトロピカリス(Candi
da tropicalis)の新規な菌株を用いる発
酵法を提供することである。
【0007】本発明の目的は、 i)細胞をYM培養基中28〜32℃で8〜16時間生
育および培養せしめ、ここでYM培養基は0.8〜1.2
(w/v)%のグルコース、0.4〜0.6(w/v)%
のペプトン、0.3〜0.5(w/v)%のイースト抽出
物、および0.2〜0.4(w/v)%の麦芽抽出物を含
有し; ii) 以下の発酵条件; a) キシリトールの最大生産量を得るための培養基の
組成が5〜20(w/v)%のキシロース、0.2〜1.
0(w/v)%のグルコース、0.2〜2.0(w/v)
%のイースト抽出物、0.2〜2.0(w/v)%の(N
H4)2SO4、0.2〜2.0(w/v)%のKH2PO4
および0.01〜0.2(w/v)%のMgSO4・7H2
Oで構成される; b) 培養基のpHは4.5〜5.5である; c) 培養温度は28〜32℃である。 d) 該培養基中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0(w/
v)%の空気飽和率であり; そして e) 該培養基中のレドックス(還元−酸化)電位は−
50〜−150mVである、 を制御することによってキシロース培養基を工程i)で
生育された細胞で発酵させ; iii)細胞生育のキシリトール産生段階中にキシロー
スとグルコースの混合物を供給し、ここでキシロースと
グルコースの重量比は20:1〜5:1であり; iv) 細胞および他の残留物を該発酵培養基から除去
し; そしてv) 上記工程iv)の該発酵培養基からキシリトール
を単離し回収する; 工程からなる、受託番号KCCM−10122を持つ韓
国微生物カルチャーセンター(Korean Cult
ure Center)に寄託されたカンジダトロピカ
リス(Candida tropicalis)の新規
な菌株を用いる、キシリトールの生産量を最大限にする
のに最適なフェドバッチ式発酵法を提供することにあ
る。
育および培養せしめ、ここでYM培養基は0.8〜1.2
(w/v)%のグルコース、0.4〜0.6(w/v)%
のペプトン、0.3〜0.5(w/v)%のイースト抽出
物、および0.2〜0.4(w/v)%の麦芽抽出物を含
有し; ii) 以下の発酵条件; a) キシリトールの最大生産量を得るための培養基の
組成が5〜20(w/v)%のキシロース、0.2〜1.
0(w/v)%のグルコース、0.2〜2.0(w/v)
%のイースト抽出物、0.2〜2.0(w/v)%の(N
H4)2SO4、0.2〜2.0(w/v)%のKH2PO4
および0.01〜0.2(w/v)%のMgSO4・7H2
Oで構成される; b) 培養基のpHは4.5〜5.5である; c) 培養温度は28〜32℃である。 d) 該培養基中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0(w/
v)%の空気飽和率であり; そして e) 該培養基中のレドックス(還元−酸化)電位は−
50〜−150mVである、 を制御することによってキシロース培養基を工程i)で
生育された細胞で発酵させ; iii)細胞生育のキシリトール産生段階中にキシロー
スとグルコースの混合物を供給し、ここでキシロースと
グルコースの重量比は20:1〜5:1であり; iv) 細胞および他の残留物を該発酵培養基から除去
し; そしてv) 上記工程iv)の該発酵培養基からキシリトール
を単離し回収する; 工程からなる、受託番号KCCM−10122を持つ韓
国微生物カルチャーセンター(Korean Cult
ure Center)に寄託されたカンジダトロピカ
リス(Candida tropicalis)の新規
な菌株を用いる、キシリトールの生産量を最大限にする
のに最適なフェドバッチ式発酵法を提供することにあ
る。
【0008】
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はキシロース製造
工場(コーリアバイオテック社[Korea Biot
ech Co.],アンヤン市[Anyang]、韓国
[Korea])のスラッジから単離されたカンジダト
ロピカリス(Candida tropicalis)
中でキシリトールを高収量および高容積生産性で得るた
めの方法に関する。本発明に使用される細胞は以下の方
法によって単離される。
工場(コーリアバイオテック社[Korea Biot
ech Co.],アンヤン市[Anyang]、韓国
[Korea])のスラッジから単離されたカンジダト
ロピカリス(Candida tropicalis)
中でキシリトールを高収量および高容積生産性で得るた
めの方法に関する。本発明に使用される細胞は以下の方
法によって単離される。
【0010】キシロースを製造する際のスラッジの液体
培地を、0.8〜1.2%のグルコース、0.4〜0.6%
のペプトン、0.3〜0.5%のイースト抽出物および
0.2〜0.4%の麦芽抽出物および1.2〜1.8%の寒
天を含有する酵母−麦芽(YM)板上に塗り、28〜3
2℃の温度で培養する。コロニーの幾つかを急速生育菌
株として選択する。選択されたコロニーを、5〜15%
のキシロース、0.2〜0.8%のイースト抽出物、0.
2〜0.8%の(NH4)2SO4および0.2〜0.8%の
KH2PO4を含有する発酵培養基上に移し、振盪フラス
コ中でキシリトールの生産活性を試験する。28〜32
℃の温度および200〜240rpmの回転速度で24
〜36時間培養した後、高キシリトール生産性菌株を選
択する。キシロースを製造する際のスラッジから単離さ
れる多くの菌株が上記の選択方法を10回以上繰り返す
ことによって得られる。最後に、キシリトール生産性の
最も高いコロニーを単離し、そして本発明におけるキシ
リトール生産用菌株として使用する。
培地を、0.8〜1.2%のグルコース、0.4〜0.6%
のペプトン、0.3〜0.5%のイースト抽出物および
0.2〜0.4%の麦芽抽出物および1.2〜1.8%の寒
天を含有する酵母−麦芽(YM)板上に塗り、28〜3
2℃の温度で培養する。コロニーの幾つかを急速生育菌
株として選択する。選択されたコロニーを、5〜15%
のキシロース、0.2〜0.8%のイースト抽出物、0.
2〜0.8%の(NH4)2SO4および0.2〜0.8%の
KH2PO4を含有する発酵培養基上に移し、振盪フラス
コ中でキシリトールの生産活性を試験する。28〜32
℃の温度および200〜240rpmの回転速度で24
〜36時間培養した後、高キシリトール生産性菌株を選
択する。キシロースを製造する際のスラッジから単離さ
れる多くの菌株が上記の選択方法を10回以上繰り返す
ことによって得られる。最後に、キシリトール生産性の
最も高いコロニーを単離し、そして本発明におけるキシ
リトール生産用菌株として使用する。
【0011】形態学的、培養的、および生理学的特性の
考察が、クレガー−ヴァンリッジ法[Kreger−V
an Rij method](酵母:分類学的研究 エ
ルヴィエールサイエンスパブリッシャー、アムステルダ
ム、1984)[The yeasts : a taxo
nomic study Elevier Scienc
e Publisher,Amsterdam,198
4]に基づいて実施され、上記単離された菌株は、バー
ネット法[Barnett method](酵母:特
性と同定。 ケンブリッジ大学新聞、ロンドン、198
3)[Yeasts : Characteristic
s and Identification. Cambr
idge University Press, Lon
don,1983]に基づいて同定される。該単離され
た菌株の生理学的特徴は以下の通りである。
考察が、クレガー−ヴァンリッジ法[Kreger−V
an Rij method](酵母:分類学的研究 エ
ルヴィエールサイエンスパブリッシャー、アムステルダ
ム、1984)[The yeasts : a taxo
nomic study Elevier Scienc
e Publisher,Amsterdam,198
4]に基づいて実施され、上記単離された菌株は、バー
ネット法[Barnett method](酵母:特
性と同定。 ケンブリッジ大学新聞、ロンドン、198
3)[Yeasts : Characteristic
s and Identification. Cambr
idge University Press, Lon
don,1983]に基づいて同定される。該単離され
た菌株の生理学的特徴は以下の通りである。
【0012】 i)生育温度 20℃ + 30℃ + 37℃ + 42℃ − ii)生育 30%のD−グルコースで + 40%のD−グルコースで + iii)尿素加水分解 − iv)澱粉生成 − v)ジアゾニウムブルーBの生成反応 − vi)硝酸塩の同化 − vii)アルブチンの放出 − viii)糸状体 + ix)炭素源の同化 グルコース + ガラクトース + L−ソルボース − スクロース + マルトース + ラクトース − トレハロース + セロビオース − メリビオース − ラフィノース + メレジトース − 可溶性デンプン+ D−キシロース+ L−アラビノース + D−アラビノース − D−リボース− D−ラムノース − グリセロール + エリトリトール − リビトール + ガラクチトール− D−マニトール+ D−ソルビトール+ D−グルシトール− キシリトール − イノシトール − サリシン − イヌリン − DL−乳酸 − コハク酸 + クエン酸 + 蟻酸 − エタノール + メタノール −
【0013】これらの結果から、単離された菌株はカン
ジダトロピカリス(Candidatropicali
s)と同定される。これらの細胞は、受託番号KCCM
−10122で韓国微生物カルチャー(Korean
Culture)に寄託されている。以下は上記の如き
細胞を用いてキシリトールを生産する発酵法についての
記述である。
ジダトロピカリス(Candidatropicali
s)と同定される。これらの細胞は、受託番号KCCM
−10122で韓国微生物カルチャー(Korean
Culture)に寄託されている。以下は上記の如き
細胞を用いてキシリトールを生産する発酵法についての
記述である。
【0014】シード培養 カンジダトロピカリス(Candida tropic
alis)(KCCM−10122)の凍結(−70
℃)細胞を、28〜32℃の温度および220〜260
rpmの回転速度で8〜16時間、40〜60mlのY
M培養基(0.8〜1.2(w/v)%のグルコース、
0.4〜0.6(w/v)%のペプトン、0.3〜0.5
(w/v)%のイースト抽出物および0.2〜0.4(w
/v)%の麦芽抽出物)を含有する250mlのフラス
コ中で培養した。次いでこのシード培養を主培養中でキ
シリトールを生産するための5Lの発酵器へと移す。
alis)(KCCM−10122)の凍結(−70
℃)細胞を、28〜32℃の温度および220〜260
rpmの回転速度で8〜16時間、40〜60mlのY
M培養基(0.8〜1.2(w/v)%のグルコース、
0.4〜0.6(w/v)%のペプトン、0.3〜0.5
(w/v)%のイースト抽出物および0.2〜0.4(w
/v)%の麦芽抽出物)を含有する250mlのフラス
コ中で培養した。次いでこのシード培養を主培養中でキ
シリトールを生産するための5Lの発酵器へと移す。
【0015】主培養 該発酵培養基は、5〜20(w/v)%のキシロース、
0.2〜2.0(w/v)%のイースト抽出物、0.2〜
1.0(w/v)%のグルコース、0.2〜2.0(w/
v)%の(NH4)2SO4、0.2〜2.0(w/v)%
のKH2PO4、および0.01〜0.2(w/v)%のM
gSO4・7H2Oで構成される。発酵培養基を含有する
発酵器中でのフェドバッチ培養を28〜32℃の温度お
よびpH4.5〜5.5で実施する。撹拌速度は300〜
600rpmである。キシリトール生産段階において、
該培養基中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0%の空気飽和
率であり、そして該培養基中のレドックス(還元−酸
化)電位は−50〜−150mV、好ましくは−80〜
−120mVである。フェドバッチ培養は2Lの初期培
養基を用いて実施され、そして最終容量はキシロースと
グルコースの混合溶液を1.0L供給することによって
3Lとする。この混合溶液において、キシロースとグル
コースの重量比は20:1〜5:1である。
0.2〜2.0(w/v)%のイースト抽出物、0.2〜
1.0(w/v)%のグルコース、0.2〜2.0(w/
v)%の(NH4)2SO4、0.2〜2.0(w/v)%
のKH2PO4、および0.01〜0.2(w/v)%のM
gSO4・7H2Oで構成される。発酵培養基を含有する
発酵器中でのフェドバッチ培養を28〜32℃の温度お
よびpH4.5〜5.5で実施する。撹拌速度は300〜
600rpmである。キシリトール生産段階において、
該培養基中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0%の空気飽和
率であり、そして該培養基中のレドックス(還元−酸
化)電位は−50〜−150mV、好ましくは−80〜
−120mVである。フェドバッチ培養は2Lの初期培
養基を用いて実施され、そして最終容量はキシロースと
グルコースの混合溶液を1.0L供給することによって
3Lとする。この混合溶液において、キシロースとグル
コースの重量比は20:1〜5:1である。
【0016】該発酵処理は好ましくはフェドバッチ法に
よって実施される。キシロースが該培養基中で完全に消
費された後に、キシリトール、グルコースおよびキシリ
トールの量をシュガー−パックIカラム(Sugar−
Pak I column)を備えた高性能液体クロマト
グラフィーを用いて測定する。乾燥細胞の重量は、60
0nmにおける光学濃度と乾燥細胞の重量との関係から
得られる検量線を用いて見積もられる。
よって実施される。キシロースが該培養基中で完全に消
費された後に、キシリトール、グルコースおよびキシリ
トールの量をシュガー−パックIカラム(Sugar−
Pak I column)を備えた高性能液体クロマト
グラフィーを用いて測定する。乾燥細胞の重量は、60
0nmにおける光学濃度と乾燥細胞の重量との関係から
得られる検量線を用いて見積もられる。
【0017】測定されたキシリトールの収量はキシロー
ス消費量の生物量の85〜98%であり、そして容積生
産性は3.0〜7.0g/L−hrであり、両者は従来の
発酵収量および生産性と比較して5倍から15倍に増加
している。最後に、該発酵培養基を遠心分離して細胞お
よび他の残留物を除去し、そして上澄み液をろ過および
透析してキシリトールを得る。本発明は以下の実施例に
よってさらに詳しく説明することができるが、本発明の
範囲はそれらに限定されない。
ス消費量の生物量の85〜98%であり、そして容積生
産性は3.0〜7.0g/L−hrであり、両者は従来の
発酵収量および生産性と比較して5倍から15倍に増加
している。最後に、該発酵培養基を遠心分離して細胞お
よび他の残留物を除去し、そして上澄み液をろ過および
透析してキシリトールを得る。本発明は以下の実施例に
よってさらに詳しく説明することができるが、本発明の
範囲はそれらに限定されない。
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【実施例】 実施例I カンジダトロピカリス(Candida tropic
alis)(KCCM−10122)の凍結(−70
℃)細胞を、28〜32℃の温度および220〜260
rpmの回転速度で8〜16時間、40〜60mlのY
M培養基(0.8〜1.2(w/v)%のグルコース、
0.4〜0.6(w/v)%のペプトン、0.3〜0.5
(w/v)%のイースト抽出物および0.2〜0.4(w
/v)%の麦芽抽出物)を含有する250mlのフラス
コ中で培養し、そしてこのシード培養を主培養でキシリ
トールを生産するための発酵培養基を含有する5Lの発
酵器へと移す。該発酵培養基は、5〜15(w/v)%
のキシロース、0.2〜1.0(w/v)%のグルコー
ス、0.2〜2.0(w/v)%のイースト抽出物、0.
2〜2.0(w/v)%の(NH4)2SO4、0.2〜2.
0(w/v)%のKH2PO4、0.01〜0.2(w/
v)%のMgSO4・7H2Oで構成される。該発酵器中
でのフェドバッチ培養を28〜32℃の温度およびpH
4.5〜5.5で実施する。撹拌速度は300〜600r
pmである。キシリトール生産段階において、該培養基
中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0%の空気飽和率であ
り、そして該培養基中のレドックス(還元−酸化)電位
は−50〜−150mV、好ましくは−80〜−120
mVである。培養はキシロースが完全に消費されるまで
実施される。キシロースのフェドバッチ培養はキシリト
ールの生産における高キシロース濃度の抑制作用のため
実施される。発酵器の容量を900gのキシロースを含
有する2Lから、700gのキシロースおよび35gの
グルコースを含有する1Lの溶液を連続して供給するこ
とによって増量する。キシロースの供給は3.0〜6.0
%の残留キシロース率において開始される。
alis)(KCCM−10122)の凍結(−70
℃)細胞を、28〜32℃の温度および220〜260
rpmの回転速度で8〜16時間、40〜60mlのY
M培養基(0.8〜1.2(w/v)%のグルコース、
0.4〜0.6(w/v)%のペプトン、0.3〜0.5
(w/v)%のイースト抽出物および0.2〜0.4(w
/v)%の麦芽抽出物)を含有する250mlのフラス
コ中で培養し、そしてこのシード培養を主培養でキシリ
トールを生産するための発酵培養基を含有する5Lの発
酵器へと移す。該発酵培養基は、5〜15(w/v)%
のキシロース、0.2〜1.0(w/v)%のグルコー
ス、0.2〜2.0(w/v)%のイースト抽出物、0.
2〜2.0(w/v)%の(NH4)2SO4、0.2〜2.
0(w/v)%のKH2PO4、0.01〜0.2(w/
v)%のMgSO4・7H2Oで構成される。該発酵器中
でのフェドバッチ培養を28〜32℃の温度およびpH
4.5〜5.5で実施する。撹拌速度は300〜600r
pmである。キシリトール生産段階において、該培養基
中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0%の空気飽和率であ
り、そして該培養基中のレドックス(還元−酸化)電位
は−50〜−150mV、好ましくは−80〜−120
mVである。培養はキシロースが完全に消費されるまで
実施される。キシロースのフェドバッチ培養はキシリト
ールの生産における高キシロース濃度の抑制作用のため
実施される。発酵器の容量を900gのキシロースを含
有する2Lから、700gのキシロースおよび35gの
グルコースを含有する1Lの溶液を連続して供給するこ
とによって増量する。キシロースの供給は3.0〜6.0
%の残留キシロース率において開始される。
【0023】48時間発酵させた後、キシリトールの量
をシュガー−パックIカラム(Sugar−Pak I
column)を備えたHPLCによって測定する。3
00g/Lのキシロースから270g/Lのキシリトー
ルが得られ、これはキシロースからのキシリトールの収
量の90%に相当する。キシロースとグルコースの連続
的なフェドバッチ培養のキシリトール生産速度は5.6
3g/L−hrである。
をシュガー−パックIカラム(Sugar−Pak I
column)を備えたHPLCによって測定する。3
00g/Lのキシロースから270g/Lのキシリトー
ルが得られ、これはキシロースからのキシリトールの収
量の90%に相当する。キシロースとグルコースの連続
的なフェドバッチ培養のキシリトール生産速度は5.6
3g/L−hrである。
【0024】実施例II カンジダトロピカリス(Candida tropic
alis)(KCCM−10122)の凍結(−70
℃)細胞を、28〜32℃の温度および220〜260
rpmの回転速度で8〜16時間、40〜60mlのY
M培養基(0.8〜1.2(w/v)%のグルコース、
0.4〜0.6(w/v)%のペプトン、0.3〜0.5
(w/v)%のイースト抽出物および0.2〜0.4(w
/v)%の麦芽抽出物)を含有する250mlのフラス
コ中で培養し、そしてこのシード培養を主培養でキシリ
トールを生産するための発酵培養基を含有する5Lの発
酵器へと移す。該発酵培養基は、5〜15(w/v)%
のキシロース、0.2〜1.0(w/v)%のグルコー
ス、0.2〜2.0(w/v)%のイースト抽出物、0.
2〜2.0(w/v)%の(NH4)2SO4、0.2〜2.
0(w/v)%のKH2PO4、0.01〜0.2(w/
v)%のMgSO4・7H2Oで構成される。該発酵器中
でのフェドバッチ培養を28〜32℃の温度およびpH
4.5〜5.5で実施する。撹拌速度は300〜600r
pmである。キシリトール生産段階において、該培養基
中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0%の空気飽和率であ
り、そして該培養基中のレドックス(還元−酸化)電位
は−50〜−150mV、好ましくは−80〜−120
mVである。培養はキシロースが完全に消費されるまで
実施される。キシロースのフェドバッチ培養はキシリト
ールの生産における高キシロース濃度の抑制作用のため
実施される。発酵器の容量を900gのキシロースを含
有する2Lから、700gのキシロースおよび100g
のグルコースを含有する1Lの溶液を連続して供給する
ことによって増量する。キシロースの供給は3.0〜6.
0%の残留キシロース率において開始される。
alis)(KCCM−10122)の凍結(−70
℃)細胞を、28〜32℃の温度および220〜260
rpmの回転速度で8〜16時間、40〜60mlのY
M培養基(0.8〜1.2(w/v)%のグルコース、
0.4〜0.6(w/v)%のペプトン、0.3〜0.5
(w/v)%のイースト抽出物および0.2〜0.4(w
/v)%の麦芽抽出物)を含有する250mlのフラス
コ中で培養し、そしてこのシード培養を主培養でキシリ
トールを生産するための発酵培養基を含有する5Lの発
酵器へと移す。該発酵培養基は、5〜15(w/v)%
のキシロース、0.2〜1.0(w/v)%のグルコー
ス、0.2〜2.0(w/v)%のイースト抽出物、0.
2〜2.0(w/v)%の(NH4)2SO4、0.2〜2.
0(w/v)%のKH2PO4、0.01〜0.2(w/
v)%のMgSO4・7H2Oで構成される。該発酵器中
でのフェドバッチ培養を28〜32℃の温度およびpH
4.5〜5.5で実施する。撹拌速度は300〜600r
pmである。キシリトール生産段階において、該培養基
中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0%の空気飽和率であ
り、そして該培養基中のレドックス(還元−酸化)電位
は−50〜−150mV、好ましくは−80〜−120
mVである。培養はキシロースが完全に消費されるまで
実施される。キシロースのフェドバッチ培養はキシリト
ールの生産における高キシロース濃度の抑制作用のため
実施される。発酵器の容量を900gのキシロースを含
有する2Lから、700gのキシロースおよび100g
のグルコースを含有する1Lの溶液を連続して供給する
ことによって増量する。キシロースの供給は3.0〜6.
0%の残留キシロース率において開始される。
【0025】48時間発酵させた後、キシリトールの量
をシュガー−パックIカラム(Sugar−Pak I
column)を備えたHPLCによって測定する。3
00g/Lのキシロースから290g/Lのキシリトー
ルが得られ、これはキシロースからのキシリトールの収
量の97%に相当する。キシロースとグルコースの連続
的なフェドバッチ培養のキシリトール生産速度は6.0
4g/L−hrである。
をシュガー−パックIカラム(Sugar−Pak I
column)を備えたHPLCによって測定する。3
00g/Lのキシロースから290g/Lのキシリトー
ルが得られ、これはキシロースからのキシリトールの収
量の97%に相当する。キシロースとグルコースの連続
的なフェドバッチ培養のキシリトール生産速度は6.0
4g/L−hrである。
【0026】実施例III カンジダトロピカリス(Candida tropic
alis)(KCCM−10122)の凍結(−70
℃)細胞を、28〜32℃の温度および220〜260
rpmの回転速度で8〜16時間、40〜60mlのY
M培養基(0.8〜1.2(w/v)%のグルコース、
0.4〜0.6(w/v)%のペプトン、0.3〜0.5
(w/v)%のイースト抽出物および0.2〜0.4(w
/v)%の麦芽抽出物)を含有する250mlのフラス
コ中で培養し、そしてこのシード培養を主培養でキシリ
トールを生産するための発酵培養基を含有する5Lの発
酵器へと移す。該初期発酵培養基は、5〜15(w/
v)%のキシロース、0.2〜1.0(w/v)%のグル
コース、0.2〜1.5(w/v)%のイースト抽出物、
0.2〜2.0(w/v)%の(NH4)2SO4、0.2〜
2.0(w/v)%のKH2PO4、0.01〜0.2(w
/v)%のMgSO4・7H2Oで構成される。該発酵器
中でのフェドバッチ培養を28〜32℃の温度およびp
H4.5〜5.5で実施する。撹拌速度は300〜600
rpmである。キシリトール生産段階において、該培養
基中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0%の空気飽和率であ
り、そして該培養基中のレドックス(還元−酸化)電位
は−50〜−150mV、好ましくは−80〜−120
mVである。培養はキシロースが完全に消費されるまで
実施される。キシロースのフェドバッチ培養はキシリト
ールの生産における高キシロース濃度の抑制作用のため
実施される。発酵器の容量を900gのキシロースを含
有する2Lから、700gのキシロースおよび140g
のグルコースを含有する1Lの溶液を連続して供給する
ことによって増量する。キシロースの供給は3.0〜6.
0%の残留キシロース率において開始される。
alis)(KCCM−10122)の凍結(−70
℃)細胞を、28〜32℃の温度および220〜260
rpmの回転速度で8〜16時間、40〜60mlのY
M培養基(0.8〜1.2(w/v)%のグルコース、
0.4〜0.6(w/v)%のペプトン、0.3〜0.5
(w/v)%のイースト抽出物および0.2〜0.4(w
/v)%の麦芽抽出物)を含有する250mlのフラス
コ中で培養し、そしてこのシード培養を主培養でキシリ
トールを生産するための発酵培養基を含有する5Lの発
酵器へと移す。該初期発酵培養基は、5〜15(w/
v)%のキシロース、0.2〜1.0(w/v)%のグル
コース、0.2〜1.5(w/v)%のイースト抽出物、
0.2〜2.0(w/v)%の(NH4)2SO4、0.2〜
2.0(w/v)%のKH2PO4、0.01〜0.2(w
/v)%のMgSO4・7H2Oで構成される。該発酵器
中でのフェドバッチ培養を28〜32℃の温度およびp
H4.5〜5.5で実施する。撹拌速度は300〜600
rpmである。キシリトール生産段階において、該培養
基中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0%の空気飽和率であ
り、そして該培養基中のレドックス(還元−酸化)電位
は−50〜−150mV、好ましくは−80〜−120
mVである。培養はキシロースが完全に消費されるまで
実施される。キシロースのフェドバッチ培養はキシリト
ールの生産における高キシロース濃度の抑制作用のため
実施される。発酵器の容量を900gのキシロースを含
有する2Lから、700gのキシロースおよび140g
のグルコースを含有する1Lの溶液を連続して供給する
ことによって増量する。キシロースの供給は3.0〜6.
0%の残留キシロース率において開始される。
【0027】48時間発酵させた後、キシリトールの量
をシュガー−パックIカラム(Sugar−Pak I
column)を備えたHPLCによって測定する。3
00g/Lのキシロースから280g/Lのキシリトー
ルが得られ、これはキシロースからのキシリトールの収
量の93%に相当する。キシロースとグルコースの連続
的なフェドバッチ培養のキシリトール生産速度は5.8
3g/L−hrである。
をシュガー−パックIカラム(Sugar−Pak I
column)を備えたHPLCによって測定する。3
00g/Lのキシロースから280g/Lのキシリトー
ルが得られ、これはキシロースからのキシリトールの収
量の93%に相当する。キシロースとグルコースの連続
的なフェドバッチ培養のキシリトール生産速度は5.8
3g/L−hrである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C12R 1:74) (72)発明者 スー・リュン・ジュン 大韓民国 ソウル、ソンパ−グ、チャム シル−ドン 86 アジア・サンスーチョ ン・アパートメント 1−901 (56)参考文献 Kor.J.Appl.Microb iol.Biotechnol.,Vo l.25,No.3(1997)p.311−316 Kor.J.Appl.Microb iol.Biotechnol.,Vo l.25,No.5(1997)p.495−500 J.Ferment.Bioen g.,Vol.83,No.3(1997) p.267−270 Biotechnol.Bioen g.,Vol.58,No.4(1998.M ay)p.440−444 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12P 7/18 C12N 1/16 CA(STN)
Claims (1)
- 【請求項1】 i)細胞をYM培養基中28〜32℃で
8〜16時間生育および培養せしめ、ここでYM培養基
は0.8〜1.2(w/v)%のグルコース、0.4〜0.
6(w/v)%のペプトン、0.3〜0.5(w/v)%
のイースト抽出物、および0.2〜0.4(w/v)%の
麦芽抽出物を含有し; ii) 以下の発酵条件; a) キシリトールの最大生産量を得るための培養基の
組成が5〜20(w/v)%のキシロース、0.2〜1.
0(w/v)%のグルコース、0.2〜2.0(w/v)
%のイースト抽出物、0.2〜2.0(w/v)%の(N
H4)2SO4、0.2〜2.0(w/v)%のKH2PO4
および0.01〜0.2(w/v)%のMgSO4・7H2
Oで構成される; b) 培養基のpHは4.5〜5.5である; c) 培養温度は28〜32℃である。 d) 該培養基中の溶解酸素濃度は0.1〜5.0(w/
v)%の空気飽和率であり; そして e) 該培養基中のレドックス(還元−酸化)電位は−
50〜−150mVである、 を制御することによってキシロース培養基を工程i)で
生育された細胞で発酵させ; iii)細胞生育のキシリトール産生段階中にキシロー
スとグルコースの混合物を供給し、ここでキシロースと
グルコースの重量比は20:1〜5:1であり; iv) 細胞および他の残留物を該発酵培養基から除去
し; そしてv) 上記工程iv)の該発酵培養基からキシリトール
を単離し回収する; 工程からなる、受託番号KCCM−10122を持つ韓
国微生物カルチャーセンターに寄託されたカンジダトロ
ピカリスの新規な菌株を用いる、キシリトールの生産量
を最大限にするためのフェドバッチ式発酵法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26603398A JP3007615B1 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | カンジダトロピカリスを用いたキシリトール製造のための発酵法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26603398A JP3007615B1 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | カンジダトロピカリスを用いたキシリトール製造のための発酵法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3007615B1 true JP3007615B1 (ja) | 2000-02-07 |
JP2000093188A JP2000093188A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17425463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26603398A Expired - Lifetime JP3007615B1 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | カンジダトロピカリスを用いたキシリトール製造のための発酵法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3007615B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
KR100528804B1 (ko) * | 2003-12-08 | 2005-11-15 | 씨제이 주식회사 | 균체 재사용에 의한 고수율 자일리톨의 제조방법 |
-
1998
- 1998-09-21 JP JP26603398A patent/JP3007615B1/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Biotechnol.Bioeng.,Vol.58,No.4(1998.May)p.440−444 |
J.Ferment.Bioeng.,Vol.83,No.3(1997)p.267−270 |
Kor.J.Appl.Microbiol.Biotechnol.,Vol.25,No.3(1997)p.311−316 |
Kor.J.Appl.Microbiol.Biotechnol.,Vol.25,No.5(1997)p.495−500 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2000093188A (ja) | 2000-04-04 |
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