JP4693157B2 - 微生物培養基材 - Google Patents

Description

本発明は、酵母菌体残渣を利用した、微生物の培養、特に糸状菌、放線菌等の培養に有機窒素源として好適に用いられる培養基材に関する。

酵母は、醸造、発酵工業、食品工業等、さまざまな産業に広く利用されており、その結果、酵母菌体あるいは酵母菌体残渣等の有機性廃棄物が多量に排出されている。これらは、一部は肥料あるいは飼料の原料として利用されているものの、ほとんどは利用されることなく、海洋投棄、埋め立て、焼却等、廃棄処分されてきた。

酵母菌体残渣は、酵母菌体から菌体中のエキス、例えば酵母エキス等を抽出した残渣であるが、なおタンパク質・繊維等が含まれていることから、これらを有効利用する方法も提案されてきた。例えば、酵母菌体残渣等を加熱・加圧して木質生分解材とする方法（特許文献１）、酵母菌体残渣等を炭化させてガス吸着材あるいは植物栽培用培地とする方法（特許文献２）、酵母菌体残渣に溶菌酵素を生産する特殊な菌を培養させて可溶化させたのち嫌気的処理する方法（特許文献３）、酵母菌体残渣に特殊な菌を作用させて高度不飽和脂肪酸を富化した動物飼料とする方法（特許文献４）等が報告されている。
しかしながらこれら方法は、処理が煩雑であったり、特殊な菌を作用させなければならいという欠点があり、更に有利な方法が求められていた。
特開平７−２８５１０８号公報、特開２００３−２３１１０８号公報 特開２０００−２６４６１５号公報、同２００３−３２５０４４号公報 特開平７−１８４６４０号公報 特開２００４−２９８１２３号公報

本発明の目的は、食品工業等から排出される酵母菌体残渣の有効利用を図るとともに、微生物培養基材、特に、酵母エキス、ペプトン等の高価な微生物培養の窒素源にかわる安価な窒素源を提供することを課題とする。

本発明者らは、酵母菌体残渣に細胞壁溶解酵素あるいはプロテアーゼを作用させることで上記課題を解決できることを見いだし、本発明に到達した。
すなわち本発明は、
（１）酵母菌体残渣の細胞壁溶解酵素及び／又はプロテアーゼ処理物からなる微生物培養基材、
（２）酵母がキャンディダ属酵母である、上記（１）記載の微生物培養基材、
（３）プロテアーゼがアルカリ性のエンドプロテアーゼである、上記（１）乃至（２）記載の微生物培養基材、
を提供するものである。

本発明によると、多量排出されている酵母菌体残渣を微生物培養基材、特に、高価な酵母エキスやペプトンなどの代わりに安価な窒素源として活用でき、かつ、廃棄物処理にも貢献することができる。また、本発明の微生物培養基材は、酵母の細胞壁等の水不溶性成分を含んでいるため、糸状菌、放線菌等の核となる物質が存在すると良い微生物の培養には、特に好適に用いることができるとともに、生産性よく目的とする有用物質を製造することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のいう酵母菌体残渣とは、酵母菌体から抽出処理、例えば、熱水抽出、アルカリ抽出等の簡単な処理により、酵母菌体中の有用物、例えば酵母エキス等を抽出した残渣であり、タンパク質とグルカン等の細胞壁成分を主とするものである。
用いられる酵母は、酵母エキス等を生産するための酵母であればいずれでもよく、例えば、サッカロミセス属酵母、キャンディダ属酵母等を例示することができるが、中でもキャンディダ属酵母が好ましい。

本発明の微生物培養基材は、酵母菌体残渣を、細胞壁溶解酵素あるいはプロテアーゼにより処理したものである。
用いられる細胞壁溶解酵素は、酵母細胞を分解するものであれば特に種類を問わないが、グルカナーゼが特に好ましい。また、プロテアーゼは、エンド型、エキソ型共に用いることができ、酸性、中性、アルカリ性も問わず、これらを併用することもできるが、特にアルカリ性のエンドプロテアーゼが好ましい。
酵素の使用量は、使用する酵素によっても異なるが、酵母菌体残渣（乾燥重量）に対して０．１〜５％、好ましくは０．５〜１．０％添加される。

反応（処理）条件は使用する酵素の種類、使用量等によって異なるが、ｐＨ３．０〜１１．０、好ましくはｐＨ６．０〜９．０の範囲が好ましく、反応温度は３０〜８０℃、望ましくは３５〜７０℃、反応時間は１〜１０時間程度で十分である。

反応終了後、微生物培養基材は、反応液を乾燥することにより、例えば、ドラムドライヤーで乾燥し次いで粉砕器で粉砕することにより、容易に粉末として取得することができる。

本発明の微生物培養基材は、特に有機窒素源、ペプトンなどの代替として、種々の微生物の培養に用いることができる。培地への添加量としては、培養する微生物によって異なるが、通常、０．１〜５％、好ましくは０．５〜１．５％程度であり、培養条件は、培養する微生物の公知の条件が適用できる。
本発明の微生物培養基材は、水に不溶性成分を３０〜７５重量％と多量に含むため、特に、糸状菌、放線菌等の核となる物質が存在するとよい微生物の培養に好適であり、目的とする有用物質の生産性を高めることもできる。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
製造例
キャンディダ・ユティリスＡＨＵ３０５３株を常法により培養し集菌することにより酵母菌体を得た。該菌体からエキス分を熱水抽出し、該熱水可溶性成分（エキス分）を分離・除去することにより、酵母菌体残渣を得た。

実施例１
製造例で得た酵母菌体残渣２２．５ｋｇ（乾燥重量）を水１２７．５Ｌに懸濁しｐＨを８．５に調製した。本懸濁液に、プロチンＡＣ１０Ｆ（大和化成製）２２５ｇを水に溶解した溶液を０．２２μｍのフィルターを通して添加した。添加終了後、６０〜７０℃で攪拌下４時間酵素反応を行った。
反応終了後、反応液をドラムドライヤーを用いて１５０℃で乾燥を行い、次いで粉砕器で粉砕し、本発明の微生物培養基材１８ｋｇを得た。
得られた微生物培養基材の組成を表１に示す。

実施例２
製造例で得た酵母菌体残渣２２．５ｋｇ（乾燥重量）を水１２７．５Ｌに懸濁しｐＨを６．５に調製した。本懸濁液に、ツニカーゼ（大和化成製）２２５ｇを水に溶解した溶液を０．２２μｍのフィルターを通して添加した。添加終了後、３５〜４０℃で攪拌下４時間酵素反応を行った。
反応終了後、反応液をドラムドライヤーを用いて１５０℃で乾燥を行い、次いで粉砕器で粉砕し、本発明の微生物培養基材１８ｋｇを得た。
得られた微生物培養基材の組成を表１に示す。

培養例
微生物としてＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ ＮＢＲＣ４１８１株を用い、ポテトデキストロース寒天培地で胞子を形成させた後、スキムミルク１０％、グルタミン酸ナトリウム１％からなる保存液に胞子を懸濁させ、−８０℃で保存した胞子懸濁液を用いた。
グルコース１％、酵母エキス０．０５％、リン酸一カリ０．１％、硫酸マグネシウム０．０１、ｐＨ６．０の培地に、市販のポリペプトン（日本製薬製）、実施例１あるいは実施例２で得られた微生物培養基材をそれぞれ０．７５％添加し、それぞれ坂口フラスコに１００ｍｌ分注し、１２１℃、２０分間オートクレーブ殺菌した。次いで、各々のフラスコに上述した胞子懸濁液をそれぞれ０．４ｍｌずつ接種した後、２５℃で振とう培養を３日間行った。
各培養液について、生育菌体量、プロテアーゼ活性の測定を行った。
結果を表２に示す。
なお、測定方法は以下の通りである。
（ａ）生育菌体量
麹菌量測定キット（キッコーマン製）により測定した。
（ｂ）プロテアーゼ活性
培養液１．５ｍｌをエッペンドルフチューブに分注し、１２０００ｒｐｍ、１０分間遠心分離して上澄み液を得た。得られた上澄み液を０．０２Ｍの食塩水を用いて１０倍に希釈し、ミルクカゼイン消化法を用いて遊離するチロシン量を測定することによりプロテアーゼ活性を求めた。

表２から明らかなように、本発明の微生物培養基材は、培地成分、特に有機窒素源として好適に用いることができ、かつ、一般的に使用されている有機窒素源であるポリペプトンと比較して、生育菌体量も多く、また、有用物質、プロテアーゼの生産性も極めて優れていることが分かる。

以上述べてきたように、本発明によると、多量排出されている酵母菌体残渣を微生物培養基材、特に、高価な酵母エキスやペプトンなどの代わりに安価な窒素源として活用でき、かつ、廃棄物処理にも貢献することができる。また、本発明の微生物培養基材は、酵母の細胞壁等の水不溶性成分を含んでいるため、糸状菌、放線菌等の核となる物質が存在すると良い微生物の培養には、特に好適に用いることができ、これら微生物を利用した有用物質の生産に用いることができる。

Claims (3)

1. 酵母菌体残渣をグルカナーゼ及び／又はプロテアーゼ処理して得られる微生物培養用基材。
2. 酵母がキャンディダ属酵母である、請求項１記載の微生物培養用基材。
3. プロテアーゼがアルカリ性のエンドプロテアーゼである、請求項１又は２記載の微生物培養用基材。