JP3026312B2 - Production method of chitin degradation products - Google Patents

Production method of chitin degradation products

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JP3026312B2 JP2319860A JP31986090A JP3026312B2 JP 3026312 B2 JP3026312 B2 JP 3026312B2 JP 2319860 A JP2319860 A JP 2319860A JP 31986090 A JP31986090 A JP 31986090A JP 3026312 B2 JP3026312 B2 JP 3026312B2
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、例えば腸内有用細菌の増殖因子、甘味料等
として利用可能なキチン分解物の製造法に関し、更に詳
しくは特定の微生物が生産するキチン分解酵素を利用し
た製造法に関する。
The present invention relates to a method for producing a chitin hydrolyzate which can be used as, for example, a growth factor of a useful intestinal bacterium, a sweetener, etc., and more specifically, a method for producing a specific microorganism. The present invention relates to a production method using a chitinolytic enzyme.

「従来の技術」 従来、ジ−N−アセチルキトビオース、N−アセチル
グルコサミン等のキチン分解物は、主として化学的方法
により製造されている。例えば、ジ−N−アセチルキト
ビオースは、カニやエビの甲殻を原料として、濃塩酸
で、40℃程度の条件下に、数時間加水分解した後、活性
炭カラムクロマトグラフィーで分離、精製することによ
り調製されている。また、N−アセチルグルコサミン
は、カニやエビの甲殻を、濃塩酸で、100℃程度の条件
下に、1時間程度加水分解し、得られたD−グルコサミ
ン塩酸塩を、無水酢酸でN−アセチル化する化学合成に
よって調製されている。
[Background Art] Conventionally, chitin degradation products such as di-N-acetylchitobiose and N-acetylglucosamine are mainly produced by a chemical method. For example, di-N-acetylchitobiose is obtained by using a crab or shrimp shell as a raw material, hydrolyzing with concentrated hydrochloric acid at about 40 ° C. for several hours, and then separating and purifying the same by activated carbon column chromatography. Has been prepared. N-acetylglucosamine is obtained by hydrolyzing crusts and shrimp crusts with concentrated hydrochloric acid at about 100 ° C. for about 1 hour, and converting the obtained D-glucosamine hydrochloride into N-acetyl with acetic anhydride. It is prepared by chemical synthesis.

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記酸加水分解によりキチン分解物を
製造する方法においては、濃塩酸等の強酸を用いなけれ
ばならず、しかも高温で反応させるため、特殊な装置が
必要であり、エネルギーコストもかかる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned method for producing a chitin hydrolyzate by acid hydrolysis, a strong acid such as concentrated hydrochloric acid must be used, and a special device is required because the reaction is performed at a high temperature. Energy costs.

また、酸加水分解の場合、キチンの分解物は、単量体
及び種々のキチンオリゴ糖の混合物として得られるた
め、例えばジ−N−アセチルキトビオースを単一の化合
物として得るには、カラムクロマトグラフィーなどで精
製しなければならず、その収率は、キチン原料に対して
約10%程度とかなり低い。
In addition, in the case of acid hydrolysis, a decomposition product of chitin is obtained as a mixture of a monomer and various chitin oligosaccharides. For example, to obtain di-N-acetylchitobiose as a single compound, a column is required. It must be purified by chromatography or the like, and the yield is as low as about 10% based on the chitin raw material.

更に、酸加水分解すると、グルコシド結合の分解と同
時に脱アセチル化がおこるため、N−アセチルグルコサ
ミンを得る場合には、加水分解した後に、N−アセチル
化反応を行なわなければならない。こうして製造された
N−アセチルグルコサミンは、化学合成品であるため、
食品素材としては利用されていないのが現状である。
Further, when acid hydrolysis is performed, deacetylation occurs simultaneously with decomposition of glucoside bonds. Therefore, when N-acetylglucosamine is obtained, N-acetylation must be performed after hydrolysis. Since N-acetylglucosamine produced in this way is a chemically synthesized product,
At present it is not used as a food material.

このため、化学的方法によらず、食品素材として利用
可能なキチン分解物を、収率よく、容易に製造する方法
として、微生物が生産するキチン分解酵素を利用する方
法が種々報告されている。キチンを分解する微生物とし
ては、セラチア(Serratia)属(Monreal.J等、1985
年)、ビブリオ属(Vibrio)属(内田等、1979年)、シ
ュードモナス(Pseudomonas)属(滝口等、1985年)、
アエロモナス(Aeromonas)属(矢吹等、1983年)、バ
チルス(Bacillus)属(滝口等、1989年)等が今までに
報告されている。
Therefore, various methods using a chitin-degrading enzyme produced by a microorganism have been reported as a method for easily producing a chitin-decomposed product that can be used as a food material in good yield without depending on a chemical method. As a microorganism that degrades chitin, genus Serratia (Monreal. J et al., 1985)
Year), genus Vibrio (Uchida et al., 1979), genus Pseudomonas (Takiguchi et al., 1985),
The genus Aeromonas (Yabuki et al., 1983) and the genus Bacillus (Takiguchi et al., 1989) have been reported.

本発明の目的は、自然界から今までに報告されていな
いキチン分解能を有する微生物を検索し、この微生物の
生産するキチン分解酵素を利用して、食品素材として利
用可能なキチン分解物を収率よく製造する方法を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to search for a microorganism having a chitin-degrading property which has not been reported so far from the natural world, and to obtain a chitin-decomposed product that can be used as a food material in good yield by using a chitin-degrading enzyme produced by this microorganism. It is to provide a manufacturing method.

「課題を解決するための手段」 本発明者らは、上記目的に沿って、キチンを効率的に
分解する菌株を各種のサンプルから検索した結果、土壌
中より分離したクロモバクテリウム(Chromobacteriu
m)属に属する特定の微生物がキチン分解能に優れてお
り、その培養濾液をキチンに作用させると高い収率でジ
−N−アセチルキトビオースが生成され、また、この微
生物の菌体をジ−N−アセチルキトビオースに作用させ
るとN−アセチルグルコサミンが生成されることを見出
し、本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] In accordance with the above object, the present inventors searched for strains capable of efficiently degrading chitin from various samples, and found that Chromobacterium isolated from soil was obtained.
m) A specific microorganism belonging to the genus is excellent in chitin-decomposing ability, and when a culture filtrate thereof is allowed to act on chitin, di-N-acetylchitobiose is produced in a high yield. It has been found that N-acetylglucosamine is produced when acting on -N-acetylchitobiose, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明のキチン分解物の製造法は、クロモ
バクテリウム(Chromobacterium)属に属し、キチン分
解能を有する微生物を、キチンを含む培地で培養し、こ
の培養物から調製した濾液成分及び/又は菌体成分を、
キチンに作用させることを特徴とする。
That is, the method for producing a chitin hydrolyzate according to the present invention comprises a method of culturing a microorganism belonging to the genus Chromobacterium and having a chitin-degrading ability in a chitin-containing medium, and preparing a filtrate component and / or a bacterium prepared from the culture. Body components,
It is characterized by acting on chitin.

以下、本発明について好ましい態様を挙げて更に詳細
に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.

クロモバクテリウム(Chromobacterium)属に属し、
キチン分解能を有する微生物としては、本発明者らが土
壌中から分離したクロモバクテリウムsp.N−41(Chromo
bacterium sp.N−41)が好ましく利用される。この細菌
の菌学的性質は、次の通りである。
Belongs to the genus Chromobacterium,
Examples of the microorganism having chitin decomposability include Chromobacterium sp.N-41 (Chromosome) isolated from the soil by the present inventors.
bacterium sp. N-41) is preferably used. The mycological properties of this bacterium are as follows.

(a)形態 (1)細胞の形:かん菌 (2)細胞の大きさ:0.55×1.4μm (3)運動性:あり (4)鞭毛:極単毛 (5)グラム染色:陰性 (b)生育状態 (1)肉汁寒天平板培養:周辺が透明で中心が白色、
扁平で平滑でありやや光沢、色素を産生しない。
(A) Morphology (1) Cell shape: Bacillus (2) Cell size: 0.55 × 1.4 μm (3) Motility: Yes (4) Flagella: polar monochaete (5) Gram staining: negative (b) Growing state (1) Gravy agar plate culture: The periphery is transparent, the center is white,
Flat and smooth, slightly glossy and does not produce pigments.

(2)肉汁寒天斜面培養:全体がやや透明でコロニー
が明確でない。
(2) Gravy agar slant culture: the whole is slightly transparent and colonies are not clear.

(3)肉汁液体培養:表面発育無、培地全体が混濁す
る。
(3) Broth liquid culture: no surface growth, the whole medium is turbid.

(4)肉汁ゼラチン穿刺培養:ゼラチンを液化しな
い。穿刺孔に沿って生育する。
(4) Broth gelatin stab culture: gelatin is not liquefied. It grows along the puncture hole.

(5)リトマスミルク:酸性、ミルクを液化しない。 (5) Litmus milk: acidic, does not liquefy milk.

(c)生理学的性質 (1)硝酸塩の還元:陽性 (2)脱窒反応:陰性 (3)MR反応:陽性 (4)VPテスト:陰性 (5)インドールの生成:陰性 (6)硫化水素の生成:陰性 (7)デンプンの加水分解:陽性 (8)クエン酸の利用:陽性 (9)無機窒素源:陰性 (10)色素の生成:陰性 (11)ウレアーゼ:陰性 (12)オキシダーゼ:陽性 (13)カタラーゼ:陽性 (14)生育の温度範囲:10〜39℃ (15)生育のpH範囲:5.0〜9.0 (16)酸素に対する態度:通性嫌気性 (17)糖類からの酸及びガスの生成の有無 (糖類) (酸の生成) (ガスの生成) L−アラビノース − − D−キシロース − − D−グルコース + − (糖類) (酸の生成) (ガスの生成) D−マンノース + − D−フラクトース + − D−ガラクトース − − 麦芽糖 − − ショ糖 − − 乳糖 − − トレハロース − − D−ソルビット − − D−マンニット − − イノシット − − グリセリン − − デンプン − − (d)その他の諸性質 グルコン酸の酸化:陰性 エスクリンの分解:陰性 アルギニンの分解:陰性 リジンの脱炭酸反応:陰性 オルニチンの脱炭酸反応:陰性 フェニルアラニンの脱アミノ反応:陰性 塩化ナトリウムの耐性:6%塩化ナトリウム含有肉汁培
地中で生育しない シアン化カリウムの耐性:陰性 フォスファターゼ:陰性 ペクチナーゼ:陰性 レシチナーゼ:陰性 ゼラチンの液化:陰性 カゼインの分解:陰性 DNase:陰性 乳酸の酸化:陽性 シアン化水素の生成:陰性 ビブリオスタティック試薬2,4−ジアミノ−6,7−ジイ
ソプロピルプテリジン(0/129)に対する反応性:陰性 GC含量:63.1mol% 本菌は通性嫌気性のかん菌で、極単毛を有して運動性
があり、オキシターゼ及びカタラーゼが陽性で、グルコ
ースから発酵により酸を生成する。このような性質につ
いてバージエイズマニュアル・オブ・システマチック・
バイオテクノロジー(1984)により検索すると、ビブリ
オ属、アエロモナス属、プレシオモナス属、クロモバク
テリウム属が該当する。
(C) Physiological properties (1) Nitrate reduction: positive (2) Denitrification reaction: negative (3) MR reaction: positive (4) VP test: negative (5) Indole formation: negative (6) Hydrogen sulfide Production: Negative (7) Starch hydrolysis: Positive (8) Use of citric acid: Positive (9) Inorganic nitrogen source: Negative (10) Pigment production: Negative (11) Urease: Negative (12) Oxidase: Positive ( 13) Catalase: positive (14) Growth temperature range: 10-39 ° C (15) Growth pH range: 5.0-9.0 (16) Attitude to oxygen: facultative anaerobic (17) Acid and gas production from saccharides (Saccharide) (Generation of acid) (Generation of gas) L-arabinose--D-xylose--D-glucose +-(Saccharide) (Generation of acid) (Generation of gas) D-mannose + -D- Fructose +-D-galactose--maltose--sucrose --Lactose--Trehalose--D-sorbitol--D-mannitol--Inosit--Glycerin--Starch--(d) Other properties Oxidation of gluconic acid: Negative degradation of Esculin: Negative degradation of arginine: Negative Decarboxylation of lysine: Negative Decarboxylation of ornithine: Negative Deamination of phenylalanine: Negative Sodium chloride tolerance: Does not grow in broth containing 6% sodium chloride Potassium cyanide resistance: Negative Phosphatase: Negative Pectinase: Negative lecithinase : Negative Liquefaction of gelatin: Negative Decomposition of casein: Negative DNase: Negative Oxidation of lactic acid: Positive Generation of hydrogen cyanide: Negative Reactivity with vibriostatic reagent 2,4-diamino-6,7-diisopropylpteridine (0/129): Negative GC content: 63.1 mol% This bacterium is facultative anaerobic In bacilli, there are motile a pole single hair, oxidase and catalase positive, generates an acid by fermentation from glucose. The barge aids manual of systematic
When searched by Biotechnology (1984), Vibrio, Aeromonas, Plesiomonas, and Chromobacterium are applicable.

しかし、その他の性質について本菌とこれらの属とを
比較すると、ビブリオ属とは、6%塩化ナトリウムの耐
性がなく、ビブリオスタティック試薬(0/129)に感作
しない点で異なる。また、アエロモナス属とは、インド
ールの生成、D−グルコースよりガスの生成、D−マン
ニットの発酵、DNaseが陰性である点が異なる。更に、
プレシオモナス属とは、ビブリオスタティック試薬(0/
129)に感作せず、インドールを生成しない点で異な
る。
However, comparing this genus with these genera for other properties, they differ from the genus Vibrio in that they are not resistant to 6% sodium chloride and are not sensitized to the vibriostatic reagent (0/129). It differs from Aeromonas in that indole is produced, gas is produced from D-glucose, D-mannitol is fermented, and DNase is negative. Furthermore,
Plesiomonas is a vibriostatic reagent (0 /
129) in that it does not sensitize and does not produce indole.

更に、検索を行なうと、本菌は、上記性質の他に、pH
5より下で生育できない、乳酸を酸化してCO2を生成す
る、硝酸塩を還元する、クエン酸を資化する、GC含量が
63.1mol%である等の性質を有していることから、クロ
モバクテリウム属に類似する。本菌は、クロモバクテリ
ウム属の特徴である紫色色素を生成しないが、バージエ
イズマニュアル・オブ・システマチック・バイオテクノ
ロジー(1984)には、クロモバクテリウム属の中にも色
素非生産菌があることが記載されている。このような理
由から、本菌は、クロモバクテリウム属に属する細菌で
あると同定した。
Furthermore, a search revealed that this bacterium had pH
You can not grow below the 5, to produce a CO 2 by oxidizing a lactic acid, reducing nitrates to assimilate citric acid and GC content
It is similar to the genus Chromobacterium because it has properties such as 63.1 mol%. Although this bacterium does not produce the purple pigment that is characteristic of the genus Chromobacterium, the non-pigment producing bacterium in the genus Chromobacterium is in the Barges Manual of Systematic Biotechnology (1984). It is described. For this reason, the bacterium was identified as a bacterium belonging to the genus Chromobacterium.

次に、種について検討すると、本菌は、紫色色素の生
成、シアン化水素の生成、ゼラチンの液化、卵黄反応、
カゼインの分解、アルギニンの分解、トレハロース及び
デンプンからの酸の生成がいずれも陰性であり、MRテス
トが陽性であることから、クロモバクテリウム・ビオラ
セウムとは異なり、また、色素を生成せず、4℃で生育
せず、30℃以上で生育し、GC含量が異なる等の点から、
クロモバクテリウム・フラビアタイルとも異なる。した
がって、本菌は、クロモバクテリウム属に属する新種で
あると判断され、本発明者らは、本菌株をクロモバクテ
リウムsp.N−41(Chromobacterium sp.N−41)と命名し
た。本菌株は、工業技術院微生物工業技術研究所に微工
研菌寄第11779号として寄託されている。
Next, when examining the species, this bacterium produced purple pigment, produced hydrogen cyanide, liquefied gelatin, egg yolk reaction,
Casein degradation, arginine degradation, acid production from trehalose and starch are all negative, and the MR test is positive, which is different from Chromobacterium violaceum. It does not grow at 30 ° C, grows at 30 ° C or more, and has a different GC content.
Also different from Chromobacterium flavia tiles. Therefore, this bacterium was determined to be a new species belonging to the genus Chromobacterium, and the present inventors named this strain Chromobacterium sp. N-41. This strain has been deposited with the Institute of Microbial Industry and Technology of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the name of No. 11779.

前述したように、今までに報告されているキチン分解
能を有する微生物は、セラチア(Serratia)属、ビブリ
オ属(Vibrio)属、シュードモナス(Pseudomonas)
属、アエロモナス(Aeromonas)属、バチルス(Bacillu
s)属等であるが、クロモバクテリウム属に属するキチ
ン分解能を有する微生物についての報告はない。
As described above, microorganisms having chitin decomposability that have been reported so far include the genus Serratia, the genus Vibrio, and the genus Pseudomonas.
Genus, Aeromonas, Bacillus
s) There are no reports on microorganisms belonging to the genus Chromobacterium which have the ability to degrade chitin.

本菌株の分離は以下のようにして行なった。すなわ
ち、土壌試料を、1.0%コロイドキチンと、0.1%KH2PO4
と、0.02%MgSO4・7H2Oとを含む液体培地に添加し、30
℃で、24時間振盪培養した後、菌が生育したものについ
て、上記と同様の培地に寒天を2%添加した平板培地に
塗布し、30℃で、72時間培養し、コロイドキチンが溶解
してできる透明環が大きいコロニーを採取した。更に、
同様な培地を用いて培養を繰り返し、目的とする微生物
を純化した。
This strain was isolated as follows. That is, a soil sample was prepared by adding 1.0% colloidal chitin and 0.1% KH 2 PO 4
When added to a liquid medium containing 0.02% MgSO 4 · 7H 2 O , 30
After shaking and culturing at 24 ° C. for 24 hours, the cells on which the bacteria had grown were applied to a plate medium obtained by adding 2% agar to the same medium as described above, and cultured at 30 ° C. for 72 hours to dissolve the colloidal chitin. A colony having a large transparent ring was collected. Furthermore,
Culture was repeated using a similar medium to purify the target microorganism.

本発明で用いる微生物は、上記方法により分離された
ものに限らず、クロモバクテリウム属に属し、キチン分
解能を有するものであれば、自然界から分離した菌、寄
託機関の保存菌株、あるいはキチン分解能を高めるため
に変異させた菌株等、いずれの菌株であってもよい。
Microorganisms used in the present invention are not limited to those isolated by the above method, but may belong to the genus Chromobacterium and have a chitin-degrading ability. Any strain such as a strain mutated to increase the strain may be used.

次に、上記微生物の培養方法について説明すると、培
地としては、キチンと、その他の栄養源とを含む液体培
地が好ましく採用される。キチンとしては、コロイドキ
チンが好ましく用いられる。コロイドキチンは、エビや
カニの甲殻を塩酸やアルカリで処理し、得られた粗キチ
ンを冷塩酸に溶解させた後、多量の水に分散させること
により調製することができる。培地中におけるコロイド
キチンの濃度は、1.0〜10.0%とするのが好ましい。そ
の他の栄養源としては、例えば窒素源、無機塩などが用
いられる。窒素源としては、ペプトンを0.01〜0.5%添
加することが好ましく、更に酵母エキスを0.01〜0.5%
添加するのが好ましい。更に、無機塩としては、KH2P
O4、MgSO4・7H2Oを添加するのが好ましく、必要に応じ
てCaCl2を添加してもよい。培地のpHは、6〜8に調整
することが好ましい。培養は、振盪培養か、またはジャ
ーファーメンターを用いて行なうことが好ましく、培養
温度は25〜37℃の範囲が好ましく、培養時間は1〜3日
間が好ましい。
Next, the method of culturing the microorganism will be described. As the medium, a liquid medium containing chitin and other nutrients is preferably employed. As chitin, colloidal chitin is preferably used. Colloidal chitin can be prepared by treating shrimp and crab shells with hydrochloric acid or alkali, dissolving the resulting crude chitin in cold hydrochloric acid, and then dispersing it in a large amount of water. The concentration of colloidal chitin in the medium is preferably 1.0 to 10.0%. As other nutrient sources, for example, nitrogen sources, inorganic salts and the like are used. As the nitrogen source, it is preferable to add 0.01 to 0.5% of peptone, and further, 0.01 to 0.5% of yeast extract.
It is preferred to add. Further, as inorganic salts, KH 2 P
It is preferable to add O 4 and MgSO 4 .7H 2 O, and CaCl 2 may be added as necessary. The pH of the medium is preferably adjusted to 6 to 8. The culture is preferably performed by shaking culture or by using a jar fermenter. The culture temperature is preferably in the range of 25 to 37 ° C, and the culture time is preferably in the range of 1 to 3 days.

こうして培養した後、培養液を濾過、遠心分離等によ
って濾液と菌体とに分離する。本発明では、この濾液と
菌体とを粗酵素としてキチン分解反応にそのまま利用す
ることができる。ただし、濾液は、更に透析、塩析、限
外濾過等によって精製して用いることもできる。また、
菌体は、リゾチームなどの溶菌酵素により溶解するか、
又は超音波破砕機などで破砕したものを用いることが好
ましい。濾液中には、キチンを分解してジ−N−アセチ
ルキトビオースを生成するキチナーゼ活性が認められ、
菌体中には、ジ−N−アセチルキトビオースを分解して
N−アセチルグルコサミンを生成するN−アセチルグル
コサミニダーゼ活性(キトビアーゼ活性)が認められ
る。本発明では、上記の濾液及び/又は菌体から、公知
の精製手段によって、それぞれの活性画分を更に純粋に
分離し、精製した酵素を用いることもできる。したがっ
て、本発明における濾液成分及び/又は菌体成分とは、
上記濾液及び/又は菌体そのままでもよく、濾液及び/
又は菌体から調製された粗酵素でもよく、更には濾液及
び/又は菌体から分離、精製された純粋な酵素であって
もよい。
After culturing in this manner, the culture solution is separated into a filtrate and cells by filtration, centrifugation, or the like. In the present invention, the filtrate and the cells can be directly used as a crude enzyme in a chitin decomposition reaction. However, the filtrate can be further purified and used by dialysis, salting out, ultrafiltration and the like. Also,
Cells can be lysed by lytic enzymes such as lysozyme,
Alternatively, it is preferable to use one crushed by an ultrasonic crusher or the like. In the filtrate, a chitinase activity for decomposing chitin to produce di-N-acetylchitobiose was observed,
In the cells, N-acetylglucosaminidase activity (chitobiaase activity) that decomposes di-N-acetylchitobiose to produce N-acetylglucosamine is observed. In the present invention, each of the active fractions can be further purely separated from the filtrate and / or the cells by a known purification means, and purified enzymes can be used. Therefore, the filtrate component and / or the bacterial cell component in the present invention are:
The filtrate and / or cells may be used as they are, and the filtrate and / or
Alternatively, the enzyme may be a crude enzyme prepared from cells, or a pure enzyme separated and purified from a filtrate and / or cells.

次に、キチンの分解反応について説明すると、キチン
に上記濾液成分を作用させてジ−N−アセチルキトビオ
ースを生成する場合、基質としてはコロイドキチンが好
ましく用いられ、コロイドキチンの濃度は1.0〜10.0%
が好ましい。反応液中のキチナーゼ活性は、基質1gに対
して1〜20Uとすることが好ましい。反応条件は、pH4〜
8とし、温度30〜60℃で、2〜24時間行なうことが好ま
しい。反応液中には、ジ−N−アセチルキトビオースが
生成し、必要に応じて濃縮後、凍結乾燥機、真空乾燥
機、スプレードライヤーなどを用いて粉末化することが
できる。
Next, the decomposition reaction of chitin will be described.When di-N-acetylchitobiose is produced by allowing the above-mentioned filtrate component to act on chitin, colloidal chitin is preferably used as a substrate, and the concentration of colloidal chitin is 1.0 to 1.0. 10.0%
Is preferred. The chitinase activity in the reaction solution is preferably 1 to 20 U per 1 g of the substrate. The reaction conditions are pH4 ~
It is preferably carried out at a temperature of 30 to 60 ° C. for 2 to 24 hours. In the reaction solution, di-N-acetylchitobiose is produced, and, if necessary, after concentration, can be powdered using a freeze dryer, a vacuum dryer, a spray drier, or the like.

こうして得られたジ−N−アセチルキトビオースに上
記菌体成分を作用させると、N−アセチルグルコサミン
を生成させることができる。この場合、基質であるジ−
N−アセチルキトビオースの濃度は1.0〜20%が好まし
く、反応液中のキトビアーゼ活性は基質1g当たり1〜10
Uとすることが好ましい。反応温度は20〜50℃とし、反
応時間は2〜24時間とすることが好ましい。こうして得
られたN−アセチルグルコサミンを含有する反応液は、
必要に応じて濃縮後、凍結乾燥機、真空乾燥機、スプレ
ードライヤー等により乾燥して粉末化することができ
る。
When the above-mentioned cell components are allowed to act on the thus obtained di-N-acetylchitobiose, N-acetylglucosamine can be produced. In this case, the substrate di-
The concentration of N-acetylchitobiose is preferably 1.0 to 20%, and the chitobiase activity in the reaction solution is 1 to 10% per 1 g of the substrate.
U is preferred. The reaction temperature is preferably 20 to 50 ° C., and the reaction time is preferably 2 to 24 hours. The reaction solution containing N-acetylglucosamine thus obtained is
After concentration, if necessary, it can be dried by a freeze dryer, a vacuum dryer, a spray drier or the like to be powdered.

上記反応においては、濾液成分や菌体成分を、適当な
担体に固定化して用いることもできる。また、キチンに
濾液成分と菌体成分とを同時に反応させてキチン分解物
を生成することもできる。更に、得られたキチン分解物
を、例えば活性炭カラムクロマトグラフィー、ゲル濾
過、高速液体クロマトグラフィーなどの分離・精製手段
を組合せて処理することにより、高純度に精製されたジ
−N−アセチルキトビオース及び/又はN−アセチルグ
ルコサミンを得ることもできる。
In the above reaction, the filtrate component and the bacterial cell component may be immobilized on a suitable carrier and used. In addition, a filtrate component and a bacterial cell component can be simultaneously reacted with chitin to produce a chitin degradation product. Further, the resulting chitin degradation product is treated with a combination of separation and purification means such as activated carbon column chromatography, gel filtration, and high performance liquid chromatography to obtain highly purified di-N-acetyl chitobi. Oose and / or N-acetylglucosamine can also be obtained.

なお、本発明において、培養濾液のキチナーゼ活性、
及び菌体のN−アセチルグルコサミニダーゼ活性は、以
下のようにして測定した。
In the present invention, the chitinase activity of the culture filtrate,
The N-acetylglucosaminidase activity of the cells was measured as follows.

(1)キチナーゼの活性測定 0.2%コロイドキチンを含む、pH5.2の0.2M酢酸緩衝液
1mlに、試料(培養濾液)1mlを添加し、50℃で、20分間
反応させる。次いで、反応液に、シャール試薬3mlを添
加し、沸騰湯浴中で、15分間加熱する。冷却後、遠心分
離して不純物を除去し、420nmの吸光度を測定する。こ
の吸光度から、生成した還元糖量を、N−アセチルグル
コサミンを用いた標準曲線より求める。1分間に1μmo
lのN−アセチルグルコサミンを生成する酵素量を、酵
素活性1単位(U)とする。
(1) Chitinase activity measurement 0.2 M acetate buffer at pH 5.2 containing 0.2% colloidal chitin
1 ml of a sample (culture filtrate) is added to 1 ml, and reacted at 50 ° C. for 20 minutes. Next, 3 ml of the Schar reagent is added to the reaction solution, and the mixture is heated in a boiling water bath for 15 minutes. After cooling, the impurities are removed by centrifugation, and the absorbance at 420 nm is measured. From the absorbance, the amount of reducing sugars generated is determined from a standard curve using N-acetylglucosamine. 1 μmo per minute
The amount of enzyme that produces 1 N-acetylglucosamine is defined as 1 unit (U) of enzyme activity.

(2)N−アセチルグルコサミニダーゼ(キトビアー
ゼ)の活性測定 5mMのp−ニトロフェニル−N−アセチル−β−D−
グルコサミド0.2mlと、pH7.0の0.1Mリン酸緩衝液0.5ml
と、試料(菌体破砕液)0.3mlとを混合し、37℃で、10
分間反応させた後、0.25M炭酸ナトリウム溶液2.0mlを添
加して反応を停止し、405nmの吸光度を測定して、遊離
したp−ニトロフェノールを定量する。1分間に1μmo
lのp−ニトロフェノールを生成する酵素量を、酵素活
性1単位(U)とする。
(2) Measurement of N-acetylglucosaminidase (chitobiaase) activity 5 mM p-nitrophenyl-N-acetyl-β-D-
Glucosamide 0.2 ml and pH 7.0 0.1 M phosphate buffer 0.5 ml
And 0.3 ml of the sample (cell lysate) at 37 ° C,
After reacting for 2 minutes, the reaction is stopped by adding 2.0 ml of a 0.25 M sodium carbonate solution, and the absorbance at 405 nm is measured to quantify the released p-nitrophenol. 1 μmo per minute
The amount of enzyme that produces 1 p-nitrophenol is defined as 1 unit (U) of enzyme activity.

「作用・効果」 本発明によれば、今までに報告されていないクロモバ
クテリウム属に属するキチン分解能を有する微生物を、
キチンを含む培地で培養し、その培養物から調製された
濾液成分及び/又は菌体成分をキチンに作用させること
により、ジ−N−アセチルキトビオース、N−アセチル
グルコサミンなどのキチン分解物を高収率で製造するこ
とができる。
According to the present invention, a microorganism having a chitin-degrading property belonging to the genus Chromobacterium which has not been reported,
By culturing in a medium containing chitin and allowing a filtrate component and / or a cell component prepared from the culture to act on chitin, a chitin degradation product such as di-N-acetylchitobiose and N-acetylglucosamine is obtained. It can be produced in high yield.

こうして得られたキチン分解物は、微生物の生産する
酵素を利用して、比較的穏和な反応条件で製造されたも
のであるから、化学的方法によって分解したものと比べ
て人体に対して安全であり、例えば腸内有用細菌の増殖
因子や、甘味料等として、食品分野、医薬品分野等にお
いて自由に利用することができる。
The chitin hydrolyzate obtained in this way is produced under relatively mild reaction conditions using enzymes produced by microorganisms, and is safer for the human body than one decomposed by chemical methods. Yes, it can be freely used in the food field, pharmaceutical field, and the like, for example, as a growth factor for useful enteric bacteria, a sweetener, and the like.

「実施例」 参考例(培養濾液及び菌体破砕物の調製) 前培養として、ニュートリエントブロス(ディフコ社
製)0.8%溶液10mlを試験管に入れ、殺菌した後、クロ
モバクテリウムsp.N−41を1白金耳接種し、30℃で、1
日間培養した。
"Example" Reference example (preparation of culture filtrate and cell crushed product) As a preculture, 10 ml of a 0.8% solution of Nutrient Broth (manufactured by Difco) was placed in a test tube, sterilized, and then subjected to chromobacterium sp. Inoculate one platinum loop with 41
Cultured for days.

次に、本培養として、コロイドキチン2.5%、ペプト
ン0.1%、酵母エキス0.05%、KH2PO40.1%、MgSO4・7H2
O0.02%を含有する液体培地1を、5容フラスコに
入れ、前培養終了液を接種し、30℃で、1日間振盪培養
した。
Next, as the main culture, 2.5% of colloidal chitin, 0.1% of peptone, 0.05% of yeast extract, 0.1% of KH 2 PO 4 , MgSO 4 .7H 2
Liquid medium 1 containing 0.02% of O was placed in a 5-volume flask, inoculated with the preculture-completed solution, and cultured at 30 ° C. for 1 day with shaking.

得られた培養液1を、10,000回転で、10分間遠心分
離して、培養濾液と、菌体とに分離した。
The obtained culture solution 1 was centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes to separate a culture filtrate and cells.

菌体は、水100mlに懸濁し、卵白リゾチーム100mgを添
加し、氷冷しながら1時間処理した。次いで、この溶液
を超音波破砕機で処理して菌体を完全に破砕した後、水
100mlを添加して、12,000回転で、60分間遠心分離して
残渣を除去し、上清を菌体破砕液とした。
The cells were suspended in 100 ml of water, 100 mg of egg white lysozyme was added, and the cells were treated with ice cooling for 1 hour. Next, the solution was treated with an ultrasonic crusher to completely crush the cells,
After adding 100 ml, the mixture was centrifuged at 12,000 rpm for 60 minutes to remove the residue, and the supernatant was used as a cell lysate.

実施例1(ジ−N−アセチルキトビオースの製造) 10%コロイドキチン溶液200gに、参考例で調製した培
養濾液を、キチナーゼ活性で200Uとなるように添加し、
50℃で、12時間反応させた。
Example 1 (Production of di-N-acetylchitobiose) The culture filtrate prepared in Reference Example was added to 200 g of a 10% colloidal chitin solution so that the chitinase activity became 200 U,
The reaction was performed at 50 ° C. for 12 hours.

反応終了後、反応液の組成を、高速液体クロマトグラ
フィーにより確認したところ、ジ−N−アセチルキトビ
オースが検出された。この反応液を濃縮した後、凍結乾
燥してジ−N−アセチルキトビオース11gを得た。
After completion of the reaction, the composition of the reaction solution was confirmed by high performance liquid chromatography, and di-N-acetylchitobiose was detected. After concentrating this reaction solution, it was freeze-dried to obtain 11 g of di-N-acetylchitobiose.

なお、高速液体クロマトグラフィーの分析条件は下記
のとおりである。
The analysis conditions of the high performance liquid chromatography are as follows.

カラム:YMC−Pack PA−03(4.6×250mm) 移動相:アセトニトリル:水=72:28 流 速:0.8ml/min 温 度:30℃ 検 出:UV215nm 分析結果は第1図に示す。 Column: YMC-Pack PA-03 (4.6 x 250 mm) Mobile phase: acetonitrile: water = 72:28 Flow rate: 0.8 ml / min Temperature: 30 ° C Detection: UV215 nm The analysis results are shown in Fig. 1.

第1図において、1はN−アセチルグルコサミンの溶
出位置を示し、2はジ−N−アセチルキトビオースの溶
出位置を示す。第1図から、実施例2で得られた反応液
は、ジ−N−アセチルキトビオースを主成分として含有
することがわかる。
In FIG. 1, 1 indicates the elution position of N-acetylglucosamine, and 2 indicates the elution position of di-N-acetylchitobiose. FIG. 1 shows that the reaction solution obtained in Example 2 contains di-N-acetylchitobiose as a main component.

また、10%コロイドキチン溶液200g、すなわちキチン
20gから、ジ−N−アセチルキトビオース11gが得られ、
収率が高いことがわかる。
Also, 200 g of a 10% colloidal chitin solution, that is, chitin
From 20 g, 11 g of di-N-acetylchitobiose was obtained,
It can be seen that the yield is high.

実施例2(N−アセチルグルコミサンの製造) 実施例1で得られたジ−N−アセチルキトビオース10
gを、水100mlに溶解した後、参考例で調製した菌体破砕
液を、N−アセチルグルコサミニダーゼ活性として50U
となるように添加し、37℃で、20時間反応させた。
Example 2 (Production of N-acetylglucomisan) Di-N-acetylchitobiose 10 obtained in Example 1
g was dissolved in 100 ml of water, and the cell lysate prepared in Reference Example was treated with 50 U as N-acetylglucosaminidase activity.
And reacted at 37 ° C. for 20 hours.

反応終了後、反応液の組成を、実施例1と同様に高速
液体クロマトグラフィーで確認したところ、N−アセチ
ルグルコサミンが検出された。
After completion of the reaction, the composition of the reaction solution was confirmed by high performance liquid chromatography in the same manner as in Example 1, and N-acetylglucosamine was detected.

この反応液を濃縮した後、凍結乾燥して、N−アセチ
ルグルコサミン10gを得た。
After concentrating this reaction solution, it was freeze-dried to obtain 10 g of N-acetylglucosamine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はキチンに培養濾液を作用させた反応液の組成を
高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果を示す
図である。 図中、1はN−アセチルグルコサミンの溶出位置、2は
ジ−N−アセチルキトビオースの溶出位置を示す。
FIG. 1 is a view showing the result of analyzing the composition of a reaction solution obtained by allowing a culture filtrate to act on chitin by high performance liquid chromatography. In the figure, 1 indicates the elution position of N-acetylglucosamine, and 2 indicates the elution position of di-N-acetylchitobiose.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12N 1/20 C12R 1:01) (C12N 9/24 C12R 1:01) (72)発明者 坂井 和男 静岡県藤枝市旭が丘5―2 (72)発明者 勝見 亮介 静岡県静岡市二番町54 (72)発明者 石川 正人 静岡県藤枝市音羽町3―18―16Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI (C12N 1/20 C12R 1:01) (C12N 9/24 C12R 1:01) (72) Inventor Kazuo Sakai 5-2 Asahigaoka, Fujieda-shi, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Ryosuke Katsumi 54 Nibancho, Shizuoka City, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Masato Ishikawa 3-18-16, Otowacho, Fujieda City, Shizuoka Prefecture

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】クロモバクテリウム(Chromobacterium)
属に属し、キチン分解能を有する微生物を、キチンを含
む培地で培養し、この培養物から調製した濾液成分及び
/又は菌体成分を、キチンに作用させることを特徴とす
るキチン分解物の製造法。
1. Chromobacterium
A method for producing a chitin-decomposed product, comprising: culturing a microorganism belonging to the genus and having chitin-degrading ability in a medium containing chitin, and allowing a filtrate component and / or a cell component prepared from the culture to act on chitin. .
【請求項2】前記微生物がクロモバクテリウムsp.N−41
(Chromobacterium sp.N−41)である請求項1記載のキ
チン分解物の製造法。
2. The microorganism according to claim 1, wherein said microorganism is Chromobacterium sp.
2. The method for producing a chitin hydrolyzate according to claim 1, which is (Chromobacterium sp. N-41).
【請求項3】前記キチン分解物がジ−N−アセチルキト
ビオース及び/又はN−アセチルグルコサミンである請
求項1または2記載のキチン分解物の製造法。
3. The method for producing a chitin hydrolyzate according to claim 1, wherein the chitin hydrolyzate is di-N-acetylchitobiose and / or N-acetylglucosamine.
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