JP3072670B2 - Method for producing galactooligosaccharide - Google Patents

Method for producing galactooligosaccharide

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JP3072670B2
JP3072670B2 JP4043292A JP4329292A JP3072670B2 JP 3072670 B2 JP3072670 B2 JP 3072670B2 JP 4043292 A JP4043292 A JP 4043292A JP 4329292 A JP4329292 A JP 4329292A JP 3072670 B2 JP3072670 B2 JP 3072670B2
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lactose
medium
galactooligosaccharides
cells
galacto
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幾正 大西
郁夫 吉良
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Ajinomoto Co Inc
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はガラクトオリゴ糖の製造
方法に関する。ガラクトオリゴ糖はビフィズス菌の増殖
促進剤としての機能があることから機能性食品素材とし
て、また家畜の下痢軟便防止用飼料添加物として利用価
値の高い糖質である。
The present invention relates to a method for producing galactooligosaccharides. Galactooligosaccharides have a function as a growth promoter for bifidobacteria, and therefore have high utility as a functional food material and as a feed additive for preventing diarrhea and loose stool in livestock.

【0002】[0002]

【従来の技術】乳糖を原料として酵素あるいは微生物を
作用させてガラクトオリゴ糖を製造させる方法として
は、糸状菌アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryz
ae)のβ−ガラクトシダーゼを用いる方法(特公昭58
−20266号公報)、細菌バチラス・サーキュランス
(Bacillus circulans)のβ−ガラクトシダーゼを用い
る方法(Agric. Biol. Chem.、第48巻、3053頁、1984
年)、リポミセス(Lipomyces)属、ロドトルラ(Rhodo
torula)属、クルイベルミセス(Kluyveromyces)属、
デバリオミセス(Debaryomyces)属等の酵母の静止菌体
を用いる方法(特開昭63−185373号公報)があ
る。また酵母クリプトコッカス・ローレンティー(Crypt
ococcus laurentii)を乳糖を含む培地で培養し培養液中
にガラクトオリゴ糖を生成蓄積させる方法も知られてい
る(発酵工学、第66巻、225頁、1988年)。
2. Description of the Related Art As a method for producing galactooligosaccharides by using lactose as a raw material and reacting with an enzyme or a microorganism, a filamentous fungus Aspergillus oryzae is used.
ae) using β-galactosidase (JP-B-58)
-20266), a method using β-galactosidase of bacteria Bacillus circulans (Agric. Biol. Chem., Vol. 48, p. 3053, 1984).
Years), genus Lipomyces, Rhodotorra
torula), Kluyveromyces,
There is a method using a quiescent cell of yeast such as the genus Debaryomyces (JP-A-63-185373). Also, the yeast Cryptococcus lorentii (Crypt
It is also known that ococcus laurentii) is cultured in a medium containing lactose to produce and accumulate galactooligosaccharides in the culture solution (Fermentation Engineering, Vol. 66, p. 225, 1988).

【0003】しかしながら、β−ガラクトシダーゼや静
止菌体を用いる方法では、反応中に副生するグルコース
がガラクトオリゴ糖生成反応を阻害するためにガラクト
オリゴ糖の生成収率が30〜40%と低くなるという欠
点がある。
However, in the method using β-galactosidase or quiescent cells, glucose produced as a by-product during the reaction inhibits the galacto-oligosaccharide production reaction, so that the galacto-oligosaccharide production yield is reduced to 30 to 40%. There is.

【0004】また、乳糖を含む培地で酵母を培養し培養
液中にガラクトオリゴ糖を生成蓄積させる方法では、副
生グルコースを菌体が資化し反応系外へ除去するために
グルコースによるガラクトオリゴ糖生成の阻害は回避さ
れるが、菌体が十分に増殖していない培養初期から高濃
度の乳糖を培地に添加すると乳糖が菌体の生育阻害を引
き起こしてしまう。したがってこの場合は、高濃度の乳
糖を培地に仕込むことができず、結果としてガラクトオ
リゴ糖の収率は高くなるが蓄積濃度は低くなるという欠
点がある。
In the method of culturing yeast in a medium containing lactose and producing and accumulating galacto-oligosaccharides in the culture solution, the production of galacto-oligosaccharides by glucose is required to assimilate the by-product glucose into the cells and remove them from the reaction system. Inhibition is avoided, but lactose causes growth inhibition of bacterial cells if lactose is added to the medium at a high concentration from the beginning of culture when the bacterial cells are not sufficiently grown. Therefore, in this case, there is a drawback that a high concentration of lactose cannot be charged into the medium, and as a result, the yield of galacto-oligosaccharide increases but the accumulated concentration decreases.

【0005】さらに、本発明者らによって、ステリグマ
トマイセス属、ロドトルラ属またはシロバシディウム属
に属し、乳糖からガラクトオリゴ糖を生成する能力を有
する酵母を培養し、培養の途中に乳糖を添加しそのまま
培養を継続することによって培養液中に高濃度かつ高収
率でガラクトオリゴ糖を生成蓄積させる方法が開発され
ている(日本農芸化学会誌、第63巻、309頁、1989
年)。しかしこの方法においても、培地の成分としてア
ミノ態窒素含有量の高い酵母エキスやペプトンが多く含
まれているために、培地のコストが高くなるばかりでな
く、培養液中にこれらが不純物として残存しガラクトオ
リゴ糖が高濃度かつ高収率で製造できても培養終了後の
ガラクトオリゴ糖の単離精製が容易でなく精製コストが
高くなるという欠点がある。さらに有機窒素化合物に富
んだ工業廃液を排出することにもなるから、環境保護の
観点からも有機窒素化合物の培地への使用は最小限にと
どめることが望ましい。しかしながら、培地中のペプト
ン、酵母エキスを単に低減するとガラクトオリゴ糖生産
能の高い酵母菌体が得られず、ガラクトオリゴ糖が効率
よく生産できないため、アミノ態窒素の含有量が低い培
地を用いて効率的にガラクトオリゴ糖を製造する方法の
開発が望まれていた。
[0005] Furthermore, the present inventors have cultured yeasts belonging to the genus Sterigmatomyces, Rhodotorula or Silobasidium and having the ability to produce galactooligosaccharides from lactose. A method for producing and accumulating galactooligosaccharides in a culture solution at a high concentration and a high yield by continuing the culture has been developed (Journal of the Japanese Society of Agricultural Chemistry, vol. 63, p. 309, 1989).
Year). However, also in this method, since the yeast extract and peptone having a high amino nitrogen content are contained as a component of the medium in a large amount, not only the cost of the medium is increased, but also these remain as impurities in the culture solution. Even when galacto-oligosaccharides can be produced at high concentration and high yield, there is a drawback that isolation and purification of galacto-oligosaccharides after cultivation are not easy and purification cost is high. Furthermore, since industrial waste liquid rich in organic nitrogen compounds is discharged, it is desirable to minimize the use of organic nitrogen compounds in the culture medium from the viewpoint of environmental protection. However, simply reducing the amount of peptone or yeast extract in the medium does not result in yeast cells having high galacto-oligosaccharide production ability, and galacto-oligosaccharides cannot be efficiently produced. Development of a method for producing galactooligosaccharides has been desired.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
窒素化合物濃度が低い、すなわちアミノ態窒素含有量と
して0.01%以下の培地を用いて、高蓄積、高収率、
高純度でガラクトオリゴ糖を得る新規な製造方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a medium having a low concentration of organic nitrogen compounds, that is, a medium having an amino nitrogen content of 0.01% or less, and having a high accumulation and a high yield.
An object of the present invention is to provide a novel production method for obtaining galactooligosaccharides with high purity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の事
情に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、ステリグマトマイセ
ス属、ロドトルラ属、シロバシディウム属またはリポミ
セス属に属し、乳糖からガラクトオリゴ糖を生成する能
力を有する微生物を、アミノ態窒素含有量が0.01%
以下でありかつ鉄イオン、銅イオンもしくは亜鉛イオン
を添加した乳糖含有液体培地中で培養することにより培
養液中に著量のガラクトオリゴ糖が生成蓄積されるこ
と、さらに当該培地で増殖した菌体が高いガラクトオリ
ゴ糖生産活性を有しており水性媒体中にて乳糖もしくは
乳糖含有物に作用させると著量のガラクトオリゴ糖が生
成蓄積されることを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。
Means for Solving the Problems In view of the above-mentioned circumstances, the present inventors have conducted intensive studies and, as a result, belonged to the genus Sterigmatomyces, Rhodotorula, Silobasidium or Lipomyces, from lactose to galactooligosaccharides. Microorganisms having the ability to produce nitrocellulose with an amino nitrogen content of 0.01%
By culturing in a lactose-containing liquid medium to which iron ions, copper ions or zinc ions are added and a significant amount of galacto-oligosaccharide is produced and accumulated in the culture solution, and furthermore, the cells grown on the medium are They have a high galacto-oligosaccharide-producing activity and found that when they act on lactose or a lactose-containing substance in an aqueous medium, a considerable amount of galacto-oligosaccharide is produced and accumulated, thereby completing the present invention.

【0008】すなわち、本発明は、ステリグマトマイセ
ス属、ロドトルラ属、シロバシディウム属またはリポミ
セス属に属し、乳糖からガラクトオリゴ糖を生成する能
力を有する微生物を、アミノ態窒素含有量が0.01%
以下でありかつ鉄イオン、銅イオンもしくは亜鉛イオン
を添加した乳糖含有液体培地中で培養し、培養液中にガ
ラクトオリゴ糖を生成蓄積せしめ、これを採取すること
を特徴とするガラクトオリゴ糖の製造方法を提供するも
のである。
[0008] That is, the present invention relates to a microorganism belonging to the genus Sterigmatomyces, Rhodotorula, Silobasidium or Lipomyces and having the ability to produce galactooligosaccharides from lactose, having an amino nitrogen content of 0.01%.
A method for producing a galacto-oligosaccharide, which comprises culturing in a lactose-containing liquid medium to which iron ions, copper ions or zinc ions have been added, producing and accumulating galacto-oligosaccharides in the culture solution, and collecting the resultant. To provide.

【0009】さらに、本発明は、ステリグマトマイセス
属、ロドトルラ属、シロバシディウム属またはリポミセ
ス属に属し、乳糖からガラクトオリゴ糖を生成する能力
を有する微生物を、アミノ態窒素含有量が0.01%以
下でありかつ鉄イオン、銅イオンもしくは亜鉛イオンを
添加した液体培地中で培養し、増殖した菌体を水性媒体
中にて乳糖もしくは乳糖含有物に作用させてガラクトオ
リゴ糖を生成蓄積せしめ、これを採取することを特徴と
するガラクトオリゴ糖の製造方法を提供するものであ
る。
Further, the present invention relates to a microorganism belonging to the genus Sterigmatomyces, Rhodotorula, Silobasidium or Lipomyces and having the ability to produce galacto-oligosaccharide from lactose, which has an amino nitrogen content of 0.01%. The following are cultured in a liquid medium to which iron ions, copper ions or zinc ions are added, and the grown cells are allowed to act on lactose or a lactose-containing substance in an aqueous medium to produce and accumulate galactooligosaccharides. It is intended to provide a method for producing a galactooligosaccharide, which is characterized by being collected.

【0010】本発明において使用される微生物として
は、ステリグマトマイセス属、ロドトルラ属、シロバシ
ディウム属またはリポミセス属に属し、乳糖からガラク
トオリゴ糖を生成する能力を有する微生物であればいず
れでも使用できるが、具体的に例示すると以下のものが
挙げられる。 ステリグマトマイセス・エリビアエ(Sterigmatomyces
elviae) CBS8119 ステリグマトマイセス・エリビアエ(Sterigmatomyces
elviae) CBS5922 ステリグマトマイセス・エリビアエ(Sterigmatomyces
elviae) CBS8120 ステリグマトマイセス・エリビアエ(Sterigmatomyces
elviae) CBS8121 ロドトルラ・ミヌタ(Rhodotorula minuta) CBS4
407 ロドトルラ・ミヌタ(Rhodotorula minuta) CBS2
177 ロドトルラ・マリナ(Rhodotorula marina) IFO1
432 ロドトルラ・マリナ(Rhodotorula marina) CBS5
695 シロバシディウム・マグナム(Sirobasidium magnum)
CBS6803 シロバシディウム・マグナム(Sirobasidium magnum)
CBS6804 シロバシディウム・マグナム(Sirobasidium magnum)
CBS6805 シロバシディウム・マグナム(Sirobasidium magnum)
CBS6806 リポミセス・スターキー(Lipomyces starkeyi) JC
M5995 リポミセス・スターキー(Lipomyces starkeyi) JC
M5996 リポミセス・スターキー(Lipomyces starkeyi) JC
M5997 リポミセス・スターキー(Lipomyces starkeyi) JC
M5998
As the microorganism used in the present invention, any microorganism can be used as long as it belongs to the genus Sterigmatomyces, the genus Rhodotorula, the genus Silobasidium or the genus Lipomyces and has the ability to produce galactooligosaccharides from lactose. Specific examples include the following. Sterigmatomyces eliviae (Steri gm atomyces)
elviae) CBS8119 Sterigmatomyces eliviae (Steri gm atomyces)
elviae) CBS5922 Sterigmatomyces eliviae (Steri gm atomyces)
elviae) CBS8120 Sterigmatomyces eliviae (Steri gm atomyces)
elviae) CBS8121 Rhodotorula minuta CBS4
407 Rhodotorula minuta CBS2
177 Rhodotorula marina IFO1
432 Rhodotorula marina CBS5
695 Shirobashidiumu Magnum (Sirobasidium m a gnum)
CBS6803 Shirobashidiumu Magnum (Sirobasidium m a gnum)
CBS6804 Shirobashidiumu Magnum (Sirobasidium m a gnum)
CBS6805 Shirobashidiumu Magnum (Sirobasidium m a gnum)
CBS6806 Lipomyces stark ey i JC
M5995 Lipomyces stark ey i JC
M5996 Lipomyces stark ey i JC
M5997 Lipomyces stark ey i JC
M5998

【0011】これらの微生物の培養のための培地として
は、グルコース、シュクロース、乳糖等の炭素源;アン
モニア、硫安等の無機窒素源;リン酸塩、マグネシウム
塩、カリウム塩等の無機塩類;ビオチン、チアミン、パ
ラアミノ安息香酸等のビタミン類を適宜配合した液体培
地が用いられる。また、ビタミン類の代替としてこれを
含有する酵母エキス等の有機栄養源を用いることもでき
る。この場合酵母エキスの添加濃度は0.1%以下でよ
く、培地中のアミノ態窒素含有量としては0.01%以
下である。
As a medium for culturing these microorganisms, carbon sources such as glucose, sucrose and lactose; inorganic nitrogen sources such as ammonia and ammonium sulfate; inorganic salts such as phosphate, magnesium salt and potassium salt; A liquid medium appropriately containing vitamins such as thiamine, paraaminobenzoic acid, etc. is used. Further, as a substitute for vitamins, organic nutrients such as yeast extract containing the same can be used. In this case, the addition concentration of the yeast extract may be 0.1% or less, and the amino nitrogen content in the medium is 0.01% or less.

【0012】本発明において最も重要な部分は、アミノ
態窒素含有量が0.01%以下であるかかる培地に微量
金属イオンである鉄イオン、銅イオンもしくは亜鉛イオ
ンを添加することである。微量金属イオンの添加濃度
は、鉄イオンの場合、FeSO4・7H2Oとして0.0
1〜1000mg/l、銅イオンの場合、CuSO4
5H2Oとして0.01〜100mg/l、亜鉛イオン
の場合、ZnSO4・7H2Oとして0.1〜1000m
g/lである。
The most important part in the present invention is to add a trace amount of metal ion, iron ion, copper ion or zinc ion to such a medium having an amino nitrogen content of 0.01% or less. Addition concentration of trace metal ions in the case of iron ions, 0.0 as FeSO 4 · 7H 2 O
1 to 1000 mg / l, in the case of copper ions, CuSO 4.
If the 5H 2 O 0.01~100mg / l, of zinc ion, 0.1~1000M as ZnSO 4 · 7H 2 O
g / l.

【0013】上記のような培地を用いて培養液中にガラ
クトオリゴ糖を生成蓄積させる方法としては、培養開始
前もしくは培養途中に原料である乳糖または乳糖含有物
を培養液に添加し、培養を行えばよい。この場合、菌体
が十分に増殖していない培養初期から高濃度の乳糖を培
地に添加すると乳糖が菌体の生育阻害を引き起こしてし
まうため、乳糖は菌体をある程度増殖させた後添加する
ことが好ましい。培養の方法としては、好気条件下で培
養液のpHを4.0〜9.5の範囲に制御しつつ20〜
40℃で12時間〜5日間培養する。かくして培養を行
うことにより、培養液中にガラクトオリゴ糖が高蓄積、
高収率、高純度で得られる。
As a method for producing and accumulating galacto-oligosaccharides in a culture using the above-mentioned medium, lactose or a lactose-containing substance as a raw material is added to the culture before or during the start of the culture, and the culture is performed. Just do it. In this case, if lactose is added to the medium at a high concentration from the initial stage of culture when the cells are not sufficiently grown, lactose causes growth inhibition of the cells, so lactose should be added after the cells have been grown to some extent. Is preferred. As a culture method, the pH of the culture solution is controlled to be in the range of 4.0 to 9.5 under aerobic conditions, and
Incubate at 40 ° C for 12 hours to 5 days. By culturing in this way, galacto-oligosaccharides are highly accumulated in the culture solution,
Obtained in high yield and high purity.

【0014】また、上記のような培地を用いて培養して
増殖させた菌体は高いガラクトオリゴ糖生産活性を有し
ているため、この菌体を遠心分離、限外濾過膜等により
培養物から分離し、水性媒体中にて乳糖もしくは乳糖含
有物に作用させてガラクトオリゴ糖を生成蓄積させるこ
ともできる。この場合、上記と同様の培地を用いて好気
条件下で微生物菌体の増殖代謝を行わせつつ反応を行っ
てもよいし、静置条件下で反応を行ってもよい。さら
に、これらの微生物菌体を担体に固定化し、固定化増殖
菌体として反応に用いることもできる。
Since the cells grown by culturing using the above-mentioned medium have high galacto-oligosaccharide-producing activity, the cells are separated from the culture by centrifugation, ultrafiltration membrane or the like. It can be separated and acted on lactose or a lactose-containing substance in an aqueous medium to produce and accumulate galactooligosaccharides. In this case, the reaction may be carried out under aerobic conditions using the same medium as described above, while performing the growth and metabolism of the microbial cells, or the reaction may be carried out under static conditions. Further, these microbial cells can be immobilized on a carrier and used in the reaction as immobilized growth cells.

【0015】上記反応において、水性媒体中の乳糖また
は乳糖含有物の濃度は特に制限されないが、乳糖として
100〜700g/l、好ましくは25〜500g/l
の範囲である。反応温度は、微生物菌体の増殖代謝を行
わせつつ反応を行う場合は通常20〜40℃、好ましく
は25〜30℃であり、静置条件下で菌体の増殖代謝を
行わせずに反応を行う場合は通常40〜90℃、好まし
くは50〜70℃である。また、反応pHは2〜8、好
ましくは3〜7の範囲である。かくして2時間〜10日
間反応を行うことにより、反応液中にガラクトオリゴ糖
が高蓄積、高収率、高純度で得られる。
In the above reaction, the concentration of lactose or a lactose-containing substance in the aqueous medium is not particularly limited, but lactose is 100 to 700 g / l, preferably 25 to 500 g / l.
Range. The reaction temperature is usually 20 to 40 ° C., preferably 25 to 30 ° C. when the reaction is carried out while performing the growth and metabolism of the microbial cells. Is carried out usually at 40 to 90C, preferably 50 to 70C. The reaction pH is in the range of 2 to 8, preferably 3 to 7. Thus, by performing the reaction for 2 hours to 10 days, galacto-oligosaccharide can be obtained with high accumulation, high yield, and high purity in the reaction solution.

【0016】また、好気条件下で微生物菌体の増殖代謝
を行わせつつ反応を行った場合、ガラクトオリゴ糖生産
と同時に高いガラクトオリゴ糖生成能を有する菌体を調
製することができるので、反応終了後の菌体を繰り返し
ガラクトオリゴ糖生産反応に用いることができる。
When the reaction is carried out under aerobic conditions while the growth and metabolism of the microbial cells are carried out, it is possible to prepare cells having high galacto-oligosaccharide-producing ability simultaneously with the production of galactooligosaccharides. The subsequent cells can be repeatedly used for the galactooligosaccharide production reaction.

【0017】培養終了後の培養液もしくは反応終了後の
反応液からは、必要に応じて菌体を分離した後、イオン
交換樹脂、ゲル濾過、活性炭吸着等のクロマトグラフィ
ーにかけることによりガラクトオリゴ糖を精製できる。
From the culture solution after the completion of the culture or the reaction solution after the completion of the reaction, the bacterial cells are separated, if necessary, and then subjected to chromatography such as ion-exchange resin, gel filtration, activated carbon adsorption, etc., to convert the galactooligosaccharide. Can be purified.

【0018】かくして得られるガラクトオリゴ糖は、主
として3糖及び4糖から成っており、その結合様式は3
糖はGalβ1→4Galβ1→4Glc、4糖はGa
lβ1→4Galβ1→4Galβ1→4Glcである
(Galはガラクトース残基、Glcはグルコース残基
を示す)。
The galactooligosaccharide thus obtained is mainly composed of trisaccharide and tetrasaccharide, and its binding mode is 3
Sugar is Galβ1 → 4Galβ1 → 4Glc, 4 sugars are Ga
1β1 → 4Galβ1 → 4Galβ1 → 4Glc (Gal indicates a galactose residue, Glc indicates a glucose residue).

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明
する。なお、実施例における生成ガラクトオリゴ糖、残
存乳糖並びに副生グルコースの定量は、高速液体クロマ
トグラフィー(ポンプ:日立製作所製655型、検出
器:昭和電工製SE-51型、カラム:昭和電工製Sh
odex−801、カラム温度:80℃、溶媒:水、流
量:0.7ml/分)を用いピーク面積により求めた。
(保持時間:ガラクトオリゴ糖3糖:16.1分、ガラ
クトオリゴ糖4糖:15.0分、乳糖:17.8分、グ
ルコース:21.0分)
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. In the examples, the amount of galacto-oligosaccharide, residual lactose and by-product glucose was determined by high performance liquid chromatography (pump: Model 655, manufactured by Hitachi, Ltd., detector: Model SE-51, manufactured by Showa Denko, column: Sh manufactured by Showa Denko).
Odex-801, column temperature: 80 ° C., solvent: water, flow rate: 0.7 ml / min).
(Retention time: galactooligosaccharide trisaccharide: 16.1 minutes, galactooligosaccharide tetrasaccharide: 15.0 minutes, lactose: 17.8 minutes, glucose: 21.0 minutes)

【0020】実施例1 表1に示す組成の培地(培地中のアミノ態窒素含有量
0.0035%)にFeSO4・7H2O、CuSO4
5H2O及びZnSO4・7H2Oをそれぞれ15mg/
lずつ添加し、500ml容フラスコに50ml分注し
て115℃、15分間加熱殺菌した。これに予めマルツ
エキス寒天培地上にて30℃、3日間培養して得たステ
リグマトマイセス・エリビアエ CBS8119、ロド
トルラ・ミヌタ CBS4407、シロバシディウム・
マグナム CBS6803またはリポミセス・スターキ
ー JCM5995の菌体を一白金耳量接種し、30
℃、3日間振とう培養した。その後各フラスコに20g
の乳糖を投入しさらに培養を継続した。
[0020] Example 1 Table medium 1 are shown the composition (amino nitrogen content in the medium 0.0035%) to FeSO 4 · 7H 2 O, CuSO 4 ·
5H 2 O and ZnSO 4 · 7H 2 O, respectively 15 mg /
The resulting mixture was dispensed into a 500 ml flask, and sterilized by heating at 115 ° C. for 15 minutes. Sterigmatomyces eliviae CBS8119, Rhodotorula minuta CBS4407, and Silobasidium obtained by previously culturing on a Malt extract agar medium at 30 ° C. for 3 days.
Inoculate one platinum loop of the cells of Magnum CBS6803 or Lipomyces starky JCM5995,
C., shaking culture for 3 days. Then 20g in each flask
Lactose was added, and the culture was further continued.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】乳糖投入直前の菌体の増殖量と、乳糖投入
70時間後の培養液中に生成蓄積したガラクトオリゴ糖
の量を表2に示した。また、比較対照として、FeSO
4・7H2O、CuSO4・5H2O及びZnSO4・7H2
Oを添加しない培地で同様に培養した場合と、FeSO
4・7H2O、CuSO4・5H2O及びZnSO4・7H2
Oの代わりにポリペプトン(日本製薬製)を10g/
l、粉末酵母エキスS(日本製薬製)を9g/l添加し
アミノ態窒素含有量を0.1%とした培地で培養した場
合の結果をあわせて示した。なお、菌体の増殖は培養液
の26倍希釈液の562nmにおける吸光度を測定する
ことにより求めた。
Table 2 shows the growth amount of the cells immediately before lactose input and the amount of galactooligosaccharide produced and accumulated in the culture solution 70 hours after lactose input. As a comparative control, FeSO
4 · 7H 2 O, CuSO 4 · 5H 2 O and ZnSO 4 · 7H 2
When the same culture was performed in a medium without adding O,
4 · 7H 2 O, CuSO 4 · 5H 2 O and ZnSO 4 · 7H 2
10 g of polypeptone (manufactured by Nippon Pharmaceutical) instead of O
1 and the results when the yeast yeast extract S (manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.) was added at 9 g / l and cultured in a medium having an amino nitrogen content of 0.1% were also shown. The growth of the cells was determined by measuring the absorbance at 562 nm of a 26-fold dilution of the culture solution.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】この結果から明らかなように、アミノ態窒
素含有量0.1%の培地で培養した場合と比較して、ア
ミノ態窒素含有量0.01%以下の培地では鉄イオン、
銅イオン及び亜鉛イオンを添加しないと得られる培養液
中のガラクトオリゴ糖の蓄積量は低下したが、培地中に
鉄イオン、銅イオン及び亜鉛イオンを添加して培養を行
うことにより、ほぼ同量のガラクトオリゴ糖が培養液中
に生成蓄積された。また、乳糖投入直前の菌体増殖量は
鉄イオン、銅イオン及び亜鉛イオンを添加した場合と添
加しない場合とで顕著な差は認められないことから、鉄
イオン、銅イオン及び亜鉛イオンの添加による効果は菌
体増殖を促進することではなく、増殖した菌体のガラク
トオリゴ糖生成活性を高めることにあることがわかる。
As is clear from the results, as compared with the case of culturing in a medium having an amino nitrogen content of 0.1%, a medium having an amino nitrogen content of 0.01% or less has an iron ion,
The amount of galacto-oligosaccharide accumulated in the culture solution obtained without the addition of copper ions and zinc ions was reduced, but by adding iron ions, copper ions and zinc ions to the medium and culturing, almost the same amount was obtained. Galactooligosaccharides were produced and accumulated in the culture solution. In addition, the amount of bacterial cell growth immediately before lactose input was not significantly different between the case where iron ion, copper ion and zinc ion were added and the case where iron ion, copper ion and zinc ion were not added. It can be seen that the effect is not to promote cell growth but to increase the galacto-oligosaccharide-forming activity of the grown cells.

【0025】実施例2 表3に示す組成の培地(培地中のアミノ態窒素含有量
0.0035%)に各金属イオンをFeSO4・7H
2O、CuSO4・5H2O、ZnSO4・7H2Oとして
それぞれ15mg/lずつ単独または組み合わせて添加
し、500ml容フラスコに50ml分注して115
℃、15分間加熱殺菌した。これに予めマルツエキス寒
天培地上にて30℃、3日間培養して得たステリグマト
マイセス・エリビアエ CBS8119の菌体を一白金
耳量接種し、30℃、3日間振とう培養した。培養終了
後遠心分離により菌体を集め、100mMリン酸緩衝液
(pH6.0)で1回洗浄した。この湿菌体を等容量の
同緩衝液に懸濁し、酵素菌体液とした。
[0025] Example 2 Table medium 3 shows the composition of each metal ion (amino nitrogen content 0.0035% in the medium) FeSO 4 · 7H
15 mg / l of each of 2 O, CuSO 4 .5H 2 O, and ZnSO 4 .7H 2 O was added alone or in combination, and 50 ml was dispensed into a 500 ml flask and 115 ml.
Heat sterilization at 15 ° C. for 15 minutes. One platinum loop of the cells of Sterigmatomyces eliviae CBS8119 obtained by previously culturing on a Malt extract agar medium at 30 ° C. for 3 days was inoculated, and cultured with shaking at 30 ° C. for 3 days. After completion of the culture, the cells were collected by centrifugation and washed once with 100 mM phosphate buffer (pH 6.0). The wet cells were suspended in an equal volume of the same buffer to obtain an enzyme cell solution.

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】次に、乳糖10gを溶解した100mMリ
ン酸緩衝液(pH6.0)45mlに各酵素菌体液を5
ml加え、60℃、2時間静置条件下で反応を行った。
反応液中に生成蓄積したガラクトオリゴ糖の量を表4に
示した。
Next, 5 ml of each enzyme cell solution was added to 45 ml of 100 mM phosphate buffer (pH 6.0) in which 10 g of lactose was dissolved.
The reaction was carried out at 60 ° C. for 2 hours.
Table 4 shows the amount of galactooligosaccharide produced and accumulated in the reaction solution.

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】この表から明らかなように、鉄イオン、銅
イオン、亜鉛イオンを単独または組み合わせて添加した
培地で培養することにより、増殖した菌体のガラクトオ
リゴ糖生成活性が高くなった。また、各金属イオンは単
独添加でも効果はあるが、組み合わせて添加することに
よってより好ましい結果が得られた。
As is clear from this table, the galacto-oligosaccharide-forming activity of the grown cells increased by culturing in a medium to which iron ions, copper ions, and zinc ions were added alone or in combination. Although the addition of each metal ion alone is effective, a more preferable result is obtained by adding them in combination.

【0030】実施例3 表5に示す組成の培地にFeSO4・7H2O、CuSO
4・5H2O、ZnSO4・7H2Oをそれぞれ単独で各濃
度添加し、500ml容フラスコに50ml分注して1
15℃、15分間加熱殺菌した。この培地で実施例2と
同様にしてステリグマトマイセス・エリビアエ CBS
8119を培養し、各酵素菌体液を調製してガラクトオ
リゴ糖生成反応を行った。60℃、2時間静置条件下で
の反応により反応液中に生成蓄積したガラクトオリゴ糖
の量は表6の通りであった。
The medium FeSO 4 · 7H 2 O having compositions shown in Example 3 in Table 5, CuSO
4 · 5H 2 O, and the concentration added alone ZnSO 4 · 7H 2 O, respectively, by dispensing 50ml min to 500ml flask 1
The mixture was sterilized by heating at 15 ° C. for 15 minutes. Sterigmatomyces eliviae CBS in this medium in the same manner as in Example 2.
8119 was cultivated, and each enzyme cell fluid was prepared to perform a galactooligosaccharide production reaction. The amount of galactooligosaccharide produced and accumulated in the reaction solution by the reaction at 60 ° C. for 2 hours was as shown in Table 6.

【0031】[0031]

【表5】 [Table 5]

【0032】[0032]

【表6】 [Table 6]

【0033】実施例4 表7に示す組成の培地を用いて、実施例2と同様にして
ステリグマトマイセス・エリビアエ CBS5922、
CBS8120、CBS8121、ロドトルラ・ミヌタ
CBS4407、CBS2177、ロドトルラ・マリ
ナ IFO1432、CBS5695、シロバシディウ
ム・マグナム CBS6803、CBS6804、CB
S6805、CBS6806、リポミセス・スターキー
JCM5995、JCM5996、JCM5997及
びJCM5998の各酵素菌体液を調製した。これを用
いてそれぞれ実施例2と同様にして60℃、2時間ガラ
クトオリゴ糖生成反応を行った。なお比較対照として、
FeSO4・7H2O、CuSO4・5H2O、ZnSO4
・7H2Oのいずれも無添加の培地で同様に培養を行
い、調製した酵素菌体液を用いて反応を行った。結果を
表7に示した。
Example 4 A medium having the composition shown in Table 7 was used in the same manner as in Example 2 to obtain Sterigmatomyces eliviae CBS5922,
CBS8120, CBS8121, Rhodotorula minuta CBS4407, CBS2177, Rhodotorula Marina IFO1432, CBS5695, Silobasidium magnum CBS6803, CBS6804, CB
S6805, CBS6806, Lipomyces starky JCM5995, JCM5996, JCM5997, and JCM5998 were prepared. Using this, a galacto-oligosaccharide production reaction was carried out in the same manner as in Example 2 at 60 ° C. for 2 hours. For comparison,
FeSO 4 · 7H 2 O, CuSO 4 · 5H 2 O, ZnSO 4
· 7H performed similarly cultured in a medium of any additive-free 2 O, and subjected to reaction using ferments body fluid prepared. The results are shown in Table 7.

【0034】[0034]

【表7】 [Table 7]

【0035】[0035]

【表8】 [Table 8]

【0036】この結果から明らかなように、いずれの菌
株についても培地に鉄、銅、亜鉛の各金属イオンを添加
して培養することにより、得られる菌体のガラクトオリ
ゴ糖生成量は顕著に向上した。
As is clear from these results, the amount of galacto-oligosaccharides produced by the obtained cells was remarkably improved by culturing each of the strains by adding iron, copper and zinc metal ions to the medium. .

【0037】実施例5 表9に示す組成の培地を500ml容フラスコに50m
l入れ、115℃、15分間加熱殺菌した。これに予め
マルツエキス寒天培地上にて30℃、3日間培養して得
たステリグマトマイセス・エリビアエ CBS8119
の菌体を一白金耳量接種し、30℃で3日間振とう培養
した。培養終了後遠心分離により菌体を集め、100m
Mリン酸緩衝液(pH6.0)で1回洗浄した。この菌
体を等容量の同緩衝液に懸濁し、酵素菌体液とした。
Example 5 A medium having the composition shown in Table 9 was added to a 500 ml flask in a volume of 50 m.
and sterilized by heating at 115 ° C. for 15 minutes. Sterigmatomyces eliviae CBS8119 previously obtained by culturing the mixture on a Malt extract agar medium at 30 ° C. for 3 days.
Was inoculated with one loopful of the cells and cultured with shaking at 30 ° C. for 3 days. After completion of the culture, the cells were collected by centrifugation,
Washed once with M phosphate buffer (pH 6.0). The cells were suspended in an equal volume of the same buffer to obtain an enzyme cell solution.

【0038】[0038]

【表9】 [Table 9]

【0039】表10に示す組成の基質液を調製し、50
0ml容坂口フラスコに45ml分注して115℃、1
5分間加熱殺菌した。これに上記酵素菌体液を5ml添
加し、30℃で振とうさせることによってガラクトオリ
ゴ糖生成反応を行なった。なお、12時間毎にpHを塩
酸または水酸化カリウム水溶液にて6.0に調整した。
A substrate solution having the composition shown in Table 10 was prepared, and 50
Dispense 45 ml into a 0 ml Sakaguchi flask at 115 ° C, 1
Heat sterilization for 5 minutes. To this was added 5 ml of the above enzyme cell solution, and the mixture was shaken at 30 ° C. to perform a galactooligosaccharide formation reaction. The pH was adjusted to 6.0 with hydrochloric acid or aqueous potassium hydroxide solution every 12 hours.

【0040】[0040]

【表10】 [Table 10]

【0041】70時間反応させた後遠心分離により菌体
を集め、100mMリン酸緩衝液(pH6.0)で1回
洗浄した。この菌体を等容量の同緩衝液に懸濁し、これ
を酵素菌体液として順次繰り返して反応を実施した。
After reacting for 70 hours, the cells were collected by centrifugation and washed once with 100 mM phosphate buffer (pH 6.0). The cells were suspended in an equal volume of the same buffer, and this was successively repeated as an enzyme cell solution to carry out a reaction.

【0042】ガラクトオリゴ糖生成反応を70時間ごと
に繰り返し実施した時の反応液の糖組成を表7に示し
た。本発明の方法では、酵母菌体を繰り返し使用しても
ガラクトオリゴ糖の生産能の低下は認められなかった。
Table 7 shows the sugar composition of the reaction solution when the galactooligosaccharide formation reaction was repeated every 70 hours. In the method of the present invention, no decrease in galacto-oligosaccharide-producing ability was observed even when yeast cells were repeatedly used.

【0043】[0043]

【表11】 [Table 11]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12P 19/00 C12R 1:645) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12P 19/00 - 19/64 A23L 1/30 C12N 1/00 - 1/38 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI (C12P 19/00 C12R 1: 645) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C12P 19/00-19 / 64 A23L 1/30 C12N 1/00-1/38 BIOSIS (DIALOG) WPI (DIALOG)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ステリグマトマイセス属、ロドトルラ
属、シロバシディウム属またはリポミセス属に属し、乳
糖からガラクトオリゴ糖を生成する能力を有する微生物
を、アミノ態窒素含有量が0.01%以下でありかつ鉄
イオン、銅イオンもしくは亜鉛イオンを添加した乳糖含
有液体培地中で培養し、培養液中にガラクトオリゴ糖を
生成蓄積せしめ、これを採取することを特徴とするガラ
クトオリゴ糖の製造方法。
1. A microorganism belonging to the genus Sterigmatomyces, Rhodotorula, Silobasidium or Lipomyces and having the ability to produce galactooligosaccharides from lactose, having an amino nitrogen content of 0.01% or less; A method for producing galactooligosaccharides, comprising culturing in a lactose-containing liquid medium to which iron ions, copper ions or zinc ions have been added, producing and accumulating galactooligosaccharides in the culture solution, and collecting the galactooligosaccharides.
【請求項2】 ステリグマトマイセス属、ロドトルラ
属、シロバシディウム属またはリポミセス属に属し、乳
糖からガラクトオリゴ糖を生成する能力を有する微生物
を、アミノ態窒素含有量が0.01%以下でありかつ鉄
イオン、銅イオンもしくは亜鉛イオンを添加した液体培
地中で培養し、増殖した菌体を水性媒体中にて乳糖もし
くは乳糖含有物に作用させてガラクトオリゴ糖を生成蓄
積せしめ、これを採取することを特徴とするガラクトオ
リゴ糖の製造方法。
2. A microorganism belonging to the genus Sterigmatomyces, Rhodotorula, Silobasidium or Lipomyces and having the ability to produce galactooligosaccharides from lactose, having an amino nitrogen content of 0.01% or less; Culture in a liquid medium supplemented with iron ions, copper ions or zinc ions, and allowing the grown cells to act on lactose or lactose-containing substances in an aqueous medium to produce and accumulate galacto-oligosaccharides, and to collect these. A method for producing a galactooligosaccharide.
JP4043292A 1992-02-28 1992-02-28 Method for producing galactooligosaccharide Expired - Lifetime JP3072670B2 (en)

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