JP4841162B2 - Microbial culture method - Google Patents

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Description

本発明は、微生物菌体の培養法に関するものであり、より詳しくは、ニトリル化合物や環状アミド等の誘導物質を使用することなく行われるニトリラーゼ活性を有する微生物菌体の流加培養法において、高いニトリラーゼ活性を有する菌体を高濃度で取得するための微生物培養法に関する。   The present invention relates to a method for culturing microbial cells, and more specifically, in a fed-batch culture method for microbial cells having nitrilase activity, which is performed without using an inducer such as a nitrile compound or cyclic amide. The present invention relates to a microbial culture method for obtaining cells having nitrilase activity at a high concentration.

ニトリラーゼ生産能を有する微生物菌体としては、例えば、カゼオバクター属、シュードモナス属、アルカリゲネス属、コリネバクテリウム属、ノカルジア属、ロドコッカス属、バチルス属、バクテリジウム属、ミクロコッカス属、アースロバクター属、ゴルドナ属、アシネトバクター属等に属する微生物が知られている。   Examples of microbial cells having nitrilase-producing ability include, Microorganisms belonging to the genus, Acinetobacter genus and the like are known.

しかしながら、これらの微生物におけるニトリラーゼ活性は一般的には低いので、そのニトリラーゼ活性を高めるために、ニトリラーゼ誘導物質を培地に添加して培養が行われている。ニトリラーゼ誘導物質を培地に添加することによりそのニトリラーゼ活性を高めるための方法として、例えば、アセトニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル、エチレンシアンヒドリンなどのニトリル化合物を添加して微生物を培養する方法(例えば、特許文献1〜4参照)、ε―カプロラクタムなどのラクタム化合物を添加してロドコッカス属の微生物を培養する方法(例えば、特許文献5参照)等があげられる。   However, since the nitrilase activity in these microorganisms is generally low, in order to increase the nitrilase activity, the nitrilase-inducing substance is added to the medium and cultured. As a method for enhancing the nitrilase activity by adding a nitrilase inducer to a medium, for example, a method of culturing a microorganism by adding a nitrile compound such as acetonitrile, isobutyronitrile, benzonitrile, ethylene cyanohydrin ( For example, Patent Documents 1 to 4), a method of culturing a microorganism belonging to the genus Rhodococcus by adding a lactam compound such as ε-caprolactam (for example, refer to Patent Document 5), and the like.

また、ニトリラーゼ活性を高めるためのその他の微生物培養法として、ニトリルまたはニトリル前駆物を含有する炭素源を用いて炭素制限下に連続培養する方法(例えば、特許文献6)が開示されている。   Further, as another microorganism culture method for enhancing nitrilase activity, a method of continuous culture under a carbon restriction using a carbon source containing a nitrile or a nitrile precursor (for example, Patent Document 6) is disclosed.

さらにニトリラーゼ活性の高い微生物を高濃度で得るための別の方法として、対数増殖期が終了した後、炭素源のみを培養液中に添加する方法(例えば、特許文献7参照)や、微生物の生育終了後に培養液を低張液に交換する方法(例えば、特許文献8参照)が記載されている。
特公昭63−2596号公報 特開平4−40898号公報 特開平8−173152号公報 特開2003−274933 特許第3009421号公報 国際公開97−6248号公報 特開平11−341979号公報 特開2001−292762
Further, as another method for obtaining a microorganism having high nitrilase activity at a high concentration, after the logarithmic growth phase is completed, a method in which only a carbon source is added to the culture solution (see, for example, Patent Document 7), or the growth of the microorganism. A method of exchanging the culture solution with a hypotonic solution after completion (for example, see Patent Document 8) is described.
Japanese Examined Patent Publication No. 63-2596 Japanese Patent Laid-Open No. 4-40898 JP-A-8-173152 JP 2003-274933 A Japanese Patent No. 3009421 International Publication No. 97-6248 JP-A-11-341979 JP 2001-292762 A

しかし、これまでに知られている高いニトリラーゼ活性を有する微生物菌体の培養方法のうち、ニトリル化合物を添加する方法では、ニトリル化合物は微生物菌体に対して炭素源であると同時に毒性もあるため培養初期から大量添加しておくことは困難である。また、一部のニトリル化合物は揮発性、引火性が強く、中には著しい悪臭を放つものもあり、工業的培養において用いることは困難である。   However, among the methods of culturing microbial cells having high nitrilase activity known so far, in the method of adding a nitrile compound, the nitrile compound is not only a carbon source but also toxic to the microbial cell. It is difficult to add a large amount from the beginning of the culture. In addition, some nitrile compounds are highly volatile and flammable, and some of them emit a significant odor and are difficult to use in industrial culture.

また、ラクタム化合物やエチレンシアンヒドリンは、系内におけるこれらの濃度が一定に保たれているため、ニトリラーゼの誘導効果は安定しているものの、資化されにくいために培養後もそのまま培養液中に残存し、培養廃液処理の問題がある。   In addition, since lactam compounds and ethylene cyanohydrin are kept at a constant concentration in the system, the nitrilase-inducing effect is stable, but it is difficult to assimilate and thus remains in the culture medium after culturing. There is a problem of culture waste liquid treatment.

その他、特許文献7に記載されているような、対数増殖期が終了した後、炭素源のみを培養液中に添加する方法では、一度発現したニトリラーゼ活性が培養後期に低下するという問題があり、その解決法として特許文献8に記載の微生物の生育終了後に培養液を低張液に交換するという方法が開発されたが、この方法では培養槽内を低張液に交換するためのろ過膜等の設備が必要であり、培養設備そのものが大掛かりなものになってしまう問題があった。
本発明は、こうした状況のもとに、ニトリル化合物やラクタム化合物などのニトリラーゼ誘導物質を使用せずに、かつ簡易な装置でニトリラーゼ活性の高い微生物を高濃度に得ることができる培養方法を提供することを目的とするものである。
In addition, as described in Patent Document 7, after the logarithmic growth phase is completed, the method of adding only the carbon source to the culture solution has a problem that the once-expressed nitrilase activity decreases in the later stage of the culture, As a solution, a method of exchanging the culture solution with a hypotonic solution after the growth of the microorganism described in Patent Document 8 has been developed. In this method, a filtration membrane for exchanging the inside of the culture tank with a hypotonic solution, etc. However, there is a problem that the culture equipment itself becomes large-scale.
Under such circumstances, the present invention provides a culture method capable of obtaining a high concentration of microorganisms having high nitrilase activity with a simple apparatus without using a nitrilase inducer such as a nitrile compound or a lactam compound. It is for the purpose.

これらの課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明者らは植物油を添加し、培地組成をコントロールすることにより、ニトリル化合物等の誘導物質を添加することなく、高いニトリラーゼ活性を有する微生物菌体を高濃度に培養する方法を見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve these problems, the present inventors have added high vegetable nitrilase activity without adding an inducer such as a nitrile compound by adding vegetable oil and controlling the medium composition. A method for culturing microbial cells at a high concentration has been found and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下の(1)〜(7)に示すニトリラーゼ活性を有する微生物培養である。
(1)ニトリラーゼ活性を有する微生物菌体の流加培養方法であって、微生物としてアシネトバクター属菌株を用い、ニトリル化合物またはラクタム化合物を添加することなく、栄養源として大豆油を使用することを特徴とする微生物培養方法。
(2)養液中の大豆油定常濃度が10g/L以上250g/L以下であることを特徴とする(1)に記載の微生物培養方法。
(3)栄養源として0を越えて20g/L以下の酵母エキスを用いることを特徴とする(1)〜(2)のいずれか一項に記載の微生物培養方法。
(4)培養液中に0を超えて1000ppm以下の遷移金属イオンを存在させることを特徴とする(1)〜(3)に記載の微生物培養方法。
(5)遷移金属イオンが鉄イオンであることを特徴とする(4)に記載の微生物培養方法。()ニトリラーゼ活性を有するアシネトバクター属菌株がアシネトバクター SP. AK226またはアシネトバクター SP. AK227であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか一項に記載の微生物培養方法。
)ニトリラーゼ活性を有するアシネトバクター属菌株がアシネトバクター SP. AK226であることを特徴とする()記載の微生物培養方法。
That is, the present invention is a microorganism culture having the nitrilase activity shown in the following (1) to (7).
(1) A fed-batch culture method of microbial cells having nitrilase activity, using Acinetobacter strains as microorganisms, without adding a nitrile compound or a lactam compound, and wherein the use of soybean oil as a nutrient source Microorganism culture method.
(2) culture the microbial cultivation method according to (1) the soybean oil steady concentration in the nutrient solution is not more than 10 g / L or more 250 g / L.
(3) The microorganism culturing method according to any one of (1) to (2) , wherein a yeast extract of more than 0 and 20 g / L or less is used as a nutrient source.
(4) The microorganism culture method according to any one of (1) to (3), wherein transition metal ions of more than 0 and 1000 ppm or less are present in the culture solution.
(5) The microorganism culture method according to (4), wherein the transition metal ion is an iron ion. ( 6 ) Acinetobacter sp. Strain having nitrilase activity is Acinetobacter sp. AK226 or Acinetobacter SP. The microorganism culturing method according to any one of (1) to (5), wherein the microorganism culturing method is AK227.
( 7 ) Acinetobacter strains having nitrilase activity are Acinetobacter sp. ( 6 ) The microorganism culturing method according to ( 6 ), which is AK226.

本発明を用いることにより、ニトリラーゼ活性を有する微生物をニトリル化合物やラクタム化合物等の誘導物質を添加することなく、また、簡単な装置でニトリラーゼ活性の高い微生物を高濃度に得ることが可能である。   By using the present invention, it is possible to obtain microorganisms having high nitrilase activity at a high concentration with a simple apparatus without adding inducers such as nitrile compounds and lactam compounds to microorganisms having nitrilase activity.

以下、本発明について具体的に説明する。
本発明におけるニトリラーゼ活性を有する微生物菌体としては、例えば、カゼオバクター属、シュードモナス属、アルカリゲネス属、コリネバクテリウム属、ノカルジア属、ロドコッカス属、バチルス属、バクテリジウム属、ミクロコッカス属、アースロバクター属、ゴルドナ属、アシネトバクター属等が挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
Examples of the microbial cell having nitrilase activity in the present invention include, for example, Caseobacter, Pseudomonas, Alkaligenes, Corynebacterium, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Bacteria, Micrococcus, Arthrobacter , Gordona genus, Acinetobacter genus and the like.

これらニトリラーゼ活性を有する微生物菌体のうち、グラム陰性菌としては例えば、アシネトバクター属、アルカリゲネス属等が挙げられるが、ニトリラーゼ産生能を有する微生物であればどのようなものでもよく特に限定されるものではない。   Among these microbial cells having nitrilase activity, Gram-negative bacteria include, for example, Acinetobacter genus, Alkaligenes genus, etc., but any microorganism may be used as long as it has nitrilase-producing ability. Absent.

具体的には、特に好ましいものとして、アシネトバクター SP. AK226(FERM BP−08590)またはアシネトバクター SP. AK227(FERM BP−08591)が挙げられる。これらの菌株は、特許文献1に記載されている。また、本発明における微生物は、天然あるいは人為的に改良したニトリラーゼ遺伝子が遺伝子工学的手法により組み込まれた微生物であってもかまわない。   Specifically, Acinetobacter SP. AK226 (FERM BP-08590) or Acinetobacter SP. AK227 (FERM BP-08591) may be mentioned. These strains are described in Patent Document 1. The microorganism in the present invention may be a microorganism into which a nitrilase gene that has been naturally or artificially improved is incorporated by a genetic engineering technique.

本発明における流加培養法とは、培養液を抜き出すことなく培地を連続あるいは間欠的にフィードする培養方法であり、一般的に流加培養と呼ばれる方法と同様の方法である。本方法は、例えば、炭素源以外の栄養素を過剰に存在させ、そして微生物の増殖とともに炭素源を徐々に導入し、他の栄養素が消費されるまで炭素源の導入を継続することによって実施することができる。   The fed-batch culture method in the present invention is a culture method in which a medium is continuously or intermittently fed without extracting a culture solution, and is a method similar to a method generally called fed-batch culture. The method may be performed, for example, by having an excess of nutrients other than the carbon source, and gradually introducing the carbon source as the microorganism grows and continuing to introduce the carbon source until other nutrients are consumed. Can do.

懸濁液中の微生物の乾燥重量は以下の方法により測定される。
[微生物乾燥重量の測定法]
まず、適当な濃度の微生物懸濁液を適量取り、−80℃まで冷却、凍結させた後、凍結乾燥機を用いて完全に乾燥し重量を測定する。この乾燥重量から、初めに量り取った懸濁液中の微生物濃度を算出する。既知濃度となった微生物懸濁液を適当な複数の濃度に希釈し、濁度計にて濁度を測定、濁度計の検量線を作成し、ファクターを得る。このファクターおよび該濁度計の濁度指示値から、任意の微生物懸濁液の微生物乾燥重量を算出する。
The dry weight of microorganisms in the suspension is measured by the following method.
[Method for measuring dry weight of microorganisms]
First, an appropriate amount of a microorganism suspension having an appropriate concentration is taken, cooled to −80 ° C. and frozen, and then completely dried using a freeze dryer and the weight is measured. From this dry weight, the microorganism concentration in the suspension weighed first is calculated. Dilute the microbial suspension at a known concentration to a suitable concentration, measure the turbidity with a turbidimeter, create a calibration curve for the turbidimeter, and obtain the factor. From this factor and the turbidity indication value of the turbidimeter, the microbial dry weight of an arbitrary microbial suspension is calculated.

本発明における比活性とは、アクリロニトリルを基質として用いた場合に、1gの乾燥菌体が1時間に産生するアクリル酸アンモニウムの重量で表示される。
ニトリラーゼ活性を有する微生物菌体の比活性は、以下の方法で求められる。
[ニトリラーゼ比活性の測定法]
ニトリラーゼ活性を有する微生物菌体の懸濁液を30mMのアクリル酸アンモニウム水溶液(pH=7)で洗浄、同水溶液に懸濁させた後、該懸濁液5mLを30℃に保持する。30℃に保持された該懸濁液にアクリロニトリル100μLを素早く添加し、添加した時点を反応開始として、30℃で20分間振とう、反応させた。反応後の反応液あるいは上清中のアクリル酸アンモニウム濃度は、ホルマリン処理によりアンモニウムイオンをヘキサメチレンテトラミンとしてトラップした後、中和滴定にて定量した。この時、アクリロニトリルを添加しないサンプルも同時に作成し、アクリロニトリルを添加したサンプルと同様の処理を行い、その滴定値をブランク値(反応前のアクリル酸アンモニウム濃度)として、前記滴定値から差し引いた値をアクリル酸アンモニウム濃度とした。
The specific activity in the present invention is expressed by the weight of ammonium acrylate produced by 1 g of dry cells per hour when acrylonitrile is used as a substrate.
The specific activity of microbial cells having nitrilase activity is determined by the following method.
[Method for measuring nitrilase specific activity]
A suspension of microbial cells having nitrilase activity is washed with 30 mM aqueous ammonium acrylate (pH = 7) and suspended in the same aqueous solution, and then 5 mL of the suspension is kept at 30 ° C. Acrylonitrile (100 μL) was quickly added to the suspension maintained at 30 ° C., and the reaction was started at the time when the addition was started and shaken at 30 ° C. for 20 minutes. The concentration of ammonium acrylate in the reaction solution or supernatant after the reaction was quantified by neutralization titration after trapping ammonium ions as hexamethylenetetramine by formalin treatment. At this time, a sample to which acrylonitrile was not added was prepared at the same time, and the same treatment as that for the sample to which acrylonitrile was added was performed. The titration value was set to a blank value (ammonium acrylate concentration before reaction), and the value subtracted from the titration value The ammonium acrylate concentration was used.

本発明において、炭素源としては植物油であればどのようなものを用いてもよく、例えば、オリーブ油、コーン油、綿実油、大豆油などを用いることができるが、好ましくは大豆油を炭素源として使用する。本発明において大豆油を炭素源として使用する場合、培養液中の大豆油定常濃度は10g/L以上250g/L以下であり、好ましくは、10g/以上150g/L以下である。培養液内の大豆油定常濃度が10g/L未満である場合、系内の炭素源濃度が低くなりすぎる為、培養時間が長くなってしまう可能性がある。また、培養液内の大豆油定常濃度が250g/Lを超える場合は、系内の炭素源濃度が高くなりすぎ、炭素源濃度が低くなりすぎる場合と同様、微生物の増殖速度が極端に低下し、培養時間が長くなってしまう可能性がある。   In the present invention, any carbon oil may be used as the carbon source. For example, olive oil, corn oil, cottonseed oil, soybean oil and the like can be used, but preferably soybean oil is used as the carbon source. To do. When soybean oil is used as a carbon source in the present invention, the soybean oil steady concentration in the culture solution is 10 g / L or more and 250 g / L or less, preferably 10 g / L or more and 150 g / L or less. If the steady concentration of soybean oil in the culture solution is less than 10 g / L, the carbon source concentration in the system becomes too low, and the culture time may become long. Moreover, when the soybean oil steady concentration in a culture solution exceeds 250 g / L, the growth rate of microorganisms falls extremely similarly to the case where the carbon source concentration in a system becomes too high and a carbon source concentration becomes too low. The culture time may become longer.

また、本発明における大豆油定常濃度とは微生物菌体の培養開始時から系内への大豆油フィード停止時までの培養液中の大豆油濃度のことである。
本発明における大豆油濃度は例えば、以下の方法で求められる。
[大豆油濃度の測定法]
界面活性剤で希釈したサンプル溶液100μLにリパーゼ溶液を適量加え、37℃で10分間反応させることにより脂肪酸を分解させる。該溶液200μLに、硫酸銅およびクロロホルム/n−ヘプタンからなる抽出液を加え、10分間振とうした後、遠心分離し、上清1mlに発色液(クロロホルム40ml/n−ヘプタン60ml/バソクプロイン0.02g/3(2)−t−ブチル−4−ヒドロオキシアニソール2g)1mlを加えOD480nmで測定する。予めサンプル測定前に、既知濃度の大豆油を同様の操作により測定し、検量線を作成しておき、該検量線を用いてサンプル内の大豆油濃度を算出する。
The steady soybean oil concentration in the present invention refers to the soybean oil concentration in the culture solution from the start of microbial cell culture until the end of soybean oil feed into the system.
The soybean oil concentration in the present invention is determined, for example, by the following method.
[Measurement method of soybean oil concentration]
An appropriate amount of a lipase solution is added to 100 μL of a sample solution diluted with a surfactant, and the fatty acid is decomposed by reacting at 37 ° C. for 10 minutes. To 200 μL of the solution, an extract composed of copper sulfate and chloroform / n-heptane was added, shaken for 10 minutes, centrifuged, and 1 ml of the supernatant was added with a coloring solution (chloroform 40 ml / n-heptane 60 ml / vasocuproin 0.02 g). / 3 (2) -t-butyl-4-hydroxyanisole 2 g) 1 ml is added and measured at OD 480 nm. Prior to sample measurement, soybean oil having a known concentration is measured in the same manner, a calibration curve is prepared, and the soybean oil concentration in the sample is calculated using the calibration curve.

本発明における窒素源としては一般に微生物培養に用いられるどのようなものを用いてもよく、例えば、アミン類、アミノ酸類、硝酸塩類、アンモニア、各種無機酸や有機酸のアンモニウム塩、その他含窒素化合物、ペプトン、トリプトン、ポリペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスティープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕および大豆粕加水分解物等があげられるが、好ましくは酵母エキスである。   As the nitrogen source in the present invention, any one generally used for microbial culture may be used, for example, amines, amino acids, nitrates, ammonia, ammonium salts of various inorganic acids and organic acids, and other nitrogen-containing compounds. , Peptone, tryptone, polypeptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, casein hydrolyzate, soybean meal, soybean meal hydrolyzate, etc., preferably yeast extract.

窒素源として酵母エキスを用いる場合、その使用濃度は0を超えて20g/L以下の範囲であり、好ましくは、0を超えて15g/L以下であり、より好ましくは0.1g/L以上10g/L以下である。酵母エキスを20g/Lを超えて使用しても飛躍的な効果は期待できない。   When using yeast extract as a nitrogen source, the concentration used is in the range of more than 0 to 20 g / L, preferably more than 0 to 15 g / L, more preferably 0.1 g / L to 10 g. / L or less. Even if the yeast extract is used in excess of 20 g / L, a dramatic effect cannot be expected.

また、無機塩類としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸マンガン、硫酸銅、硫酸鉄、炭酸カルシウム等が用いられる。   Examples of inorganic salts include monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, manganese sulfate, copper sulfate, iron sulfate, and calcium carbonate.

本発明で使用する遷移金属イオンとしては、例えば、銅イオン、コバルトイオン、鉄イオン、亜鉛イオン、マンガンイオン、ニッケルイオン等が挙げられ、これらの遷移金属のうち少なくとも1つを使用することができるが、それらの中でも特に鉄イオンを使用するのが好ましい。該遷移金属の使用濃度は、0を越えて1000ppm以下であり、好ましくは20ppm以上300ppm以下である。遷移金属は1000ppmを超えて使用しても特に飛躍的な効果は期待できない。   Examples of transition metal ions used in the present invention include copper ions, cobalt ions, iron ions, zinc ions, manganese ions, nickel ions, and the like, and at least one of these transition metals can be used. However, it is particularly preferable to use iron ions among them. The use concentration of the transition metal is more than 0 and 1000 ppm or less, preferably 20 ppm or more and 300 ppm or less. Even if the transition metal is used in excess of 1000 ppm, a particularly dramatic effect cannot be expected.

本発明における微生物菌体の培養においては、培養液のpHは5以上10以下であり、好ましくは6以上8.5以下である。また培養温度は20℃以上40℃以下、好ましくは25℃以上35℃以下で行うのがよい。
以下、実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
In culturing microbial cells in the present invention, the pH of the culture solution is 5 or more and 10 or less, preferably 6 or more and 8.5 or less. The culture temperature is 20 to 40 ° C., preferably 25 to 35 ° C.
Hereinafter, although an example explains concretely, the present invention is not limited at all by these examples.

実施例1
酢酸1重量%、酵母エキス0.3重量%、グルタミン酸ナトリウム0.5重量%、硫酸アンモニウム0.5重量%、塩化ナトリウム0.1重量%、リン酸二水素カリウム0.15重量%、リン酸水素二カリウム0.2重量%、硫酸マグネシウム七水和物0.2重量%、塩化マンガン0.02重量%、塩化カルシウム0.01重量%、大豆油2重量%、酵母エキス0.05重量%、グルタミン酸ナトリウム0.5重量%、酢酸0.8重量%を含む液体培地200mLを三角フラスコに入れ、pHが7になるよう水酸化ナトリウムで調整し、121℃で20分間滅菌した後、これにアシネトバクター SP. AK226を接種して30℃で振套培養をした。培養開始18時間後に酢酸及硫酸アンモニウムを追添しさらに24時間、30℃で振套培養した(前培養)。
一方、塩化ナトリウム0.1重量%、リン酸二水素カリウム0.15重量%、リン酸水素二カリウム0.2重量%、硫酸マグネシウム七水和物0.2重量%、硫酸第一鉄七水和物0.003重量%、硫酸アンモニウム0.5重量%、塩化マンガン0.02重量%、硫酸銅五水和物0.002重量%、硫酸亜鉛七水和物0.002重量%、酵母エキス0.05重量%、グルタミン酸ナトリウム0.5重量%、大豆油2重量%を含む液体培地3Lをジャーファーメンターに入れ、pHが7になるよう水酸化ナトリウムで調整し、121℃で20分間滅菌した後、前記の前培養液をジャーファーメンターに接種した。培養開始8時間後から大豆油を流加した。pHは7になるようリン酸およびアンモニア水でコントロールした。培養終終了後、微生物の乾燥菌体最終濃度を測定したところ69g/L、アクリロニトリルを基質とした場合の比活性は110g−アクリル酸アンモニウム/g−乾燥菌体/時間であった。
Example 1
Acetic acid 1% by weight, yeast extract 0.3% by weight, sodium glutamate 0.5% by weight, ammonium sulfate 0.5% by weight, sodium chloride 0.1% by weight, potassium dihydrogen phosphate 0.15% by weight, hydrogen phosphate Dipotassium 0.2 wt%, magnesium sulfate heptahydrate 0.2 wt%, manganese chloride 0.02 wt%, calcium chloride 0.01 wt%, soybean oil 2 wt%, yeast extract 0.05 wt%, 200 mL of a liquid medium containing 0.5% by weight of sodium glutamate and 0.8% by weight of acetic acid is placed in an Erlenmeyer flask, adjusted with sodium hydroxide to a pH of 7, sterilized at 121 ° C. for 20 minutes, and then added to Acinetobacter. SP. AK226 was inoculated and shake-cultured at 30 ° C. 18 hours after the start of the culture, acetic acid and ammonium sulfate were added, and the mixture was further cultured at 30 ° C. for 24 hours (preculture).
On the other hand, sodium chloride 0.1% by weight, potassium dihydrogen phosphate 0.15% by weight, dipotassium hydrogen phosphate 0.2% by weight, magnesium sulfate heptahydrate 0.2% by weight, ferrous sulfate heptahydrate 0.003% by weight of Japanese product, 0.5% by weight of ammonium sulfate, 0.02% by weight of manganese chloride, 0.002% by weight of copper sulfate pentahydrate, 0.002% by weight of zinc sulfate heptahydrate, yeast extract 0 3 L of a liquid medium containing 0.05% by weight, 0.5% by weight sodium glutamate, and 2% by weight soybean oil was placed in a jar fermenter, adjusted to pH 7 with sodium hydroxide, and sterilized at 121 ° C. for 20 minutes. Thereafter, the jar fermenter was inoculated with the pre-cultured solution. Soybean oil was fed from 8 hours after the start of the culture. The pH was controlled to 7 with phosphoric acid and aqueous ammonia. After the end of the culture, the final concentration of the dry cell of the microorganism was measured. As a result, the specific activity when using acrylonitrile as a substrate was 110 g-ammonium acrylate / g-dry cell / hour.

実施例2
実施例1においてpH調整用に用いたリン酸の代わりに酢酸を使用する以外は同様の操作を行った。培養終終了後、微生物の乾燥菌体最終濃度を測定したところ55g/L、アクリロニトリルを基質とした場合の比活性は127g−アクリル酸アンモニウム/g−乾燥菌体/時間であった。
Example 2
The same operation was performed except that acetic acid was used instead of phosphoric acid used for pH adjustment in Example 1. When the final concentration of the dried cells of the microorganism was measured after the end of the culture, the specific activity was 55 g / L and 127 g-ammonium acrylate / g-dried cells / hour when acrylonitrile was used as the substrate.

比較例1
塩化ナトリウム0.1重量%、リン酸二水素カリウム0.1重量%、硫酸マグネシウム七水和物0.05重量%、硫酸第一鉄七水和物0.005重量%、硫酸アンモニウム0.1重量%、硝酸カリウム0.1重量%、硫酸マンガン五水和物0.005重量%を含む培養液250mLを三角フラスコに入れpHが7になるように水酸化カリウムで調整し、121℃で20分間滅菌した後、アセトニトリル2.5重量%を添加した。これにアシネトバクター SP. AK226を接種して30℃で振套培養をした。培養終終了後、微生物の乾燥菌体最終濃度を測定したところ0.8g/L、アクリロニトリルを基質とした場合の比活性は110g−アクリル酸アンモニウム/g−乾燥菌体/時間であった。
Comparative Example 1
Sodium chloride 0.1 wt%, potassium dihydrogen phosphate 0.1 wt%, magnesium sulfate heptahydrate 0.05 wt%, ferrous sulfate heptahydrate 0.005 wt%, ammonium sulfate 0.1 wt% %, Potassium nitrate 0.1% by weight, manganese sulfate pentahydrate 0.005% by weight of the culture solution 250mL is placed in an Erlenmeyer flask and adjusted with potassium hydroxide so that the pH is 7, and sterilized at 121 ° C for 20 minutes After that, 2.5% by weight of acetonitrile was added. Acinetobacter SP. AK226 was inoculated and shake-cultured at 30 ° C. After the completion of the culture, the final concentration of the dry cell of the microorganism was measured. As a result, the specific activity when using acrylonitrile as a substrate was 110 g-ammonium acrylate / g-dry cell / hour.

比較例2
比較例1に記載の培地と同組成の培養液3Lをジャーファーメンターに入れ、121℃で20分間滅菌した後、比較例1記載の培養液を接種し30℃で通気攪拌培養を行った。培養開始2時間後から酢酸をフィードした。pH7になるようにリン酸およびアンモニア水でコントロールした。培養終終了後、微生物の乾燥菌体最終濃度を測定したところ7g/L、アクリロニトリルを基質とした場合の比活性は74g−アクリル酸アンモニウム/g−乾燥菌体/時間であった。
Comparative Example 2
A culture solution 3L having the same composition as the medium described in Comparative Example 1 was placed in a jar fermenter, sterilized at 121 ° C. for 20 minutes, then inoculated with the culture solution described in Comparative Example 1, and aerated and stirred at 30 ° C. Acetic acid was fed 2 hours after the start of the culture. The pH was controlled with phosphoric acid and aqueous ammonia so that the pH became 7. After the end of the culture, the final concentration of the dried microorganism was measured. As a result, the specific activity was 74 g-ammonium acrylate / g-dried bacteria / hour when acrylonitrile was used as the substrate.

比較例3
比較例2において、通気攪拌培養時にフィードする酢酸の代わりに酢酸アンモニウムを使用する以外は同様の操作を行った。培養終終了後、微生物の乾燥菌体最終濃度を測定したところ20g/L、アクリロニトリルを基質とした場合の比活性は62g−アクリル酸アンモニウム/g−乾燥菌体/時間であった。
Comparative Example 3
In Comparative Example 2, the same operation was performed except that ammonium acetate was used instead of acetic acid fed during aeration and agitation culture. After the end of the culture, the final concentration of the dried microorganism was measured. As a result, the specific activity when using acrylonitrile as a substrate was 62 g-ammonium acrylate / g-dried bacteria / hour.

本発明を用いることにより、簡単な装置でニトリル化合物やラクタム化合物等の誘導物質を添加することなく、ニトリラーゼ活性の高い微生物を高濃度に得ることが可能である。   By using the present invention, a microorganism having high nitrilase activity can be obtained at a high concentration without adding an inducer such as a nitrile compound or a lactam compound with a simple apparatus.

Claims (7)

ニトリラーゼ活性を有する微生物菌体の流加培養方法であって、微生物としてアシネトバクター属菌株を用い、ニトリル化合物またはラクタム化合物を添加することなく、栄養源として大豆油を使用することを特徴とする微生物培養方法。 A fed-batch culture method of microbial cells having nitrilase activity, using Acinetobacter strains as microorganisms, without adding a nitrile compound or a lactam compound, a microorganism culture, characterized by the use of soybean oil as a nutrient source Method. 養液中の大豆油定常濃度が10g/L以上250g/L以下であることを特徴とする請求項1に記載の微生物培養方法。 Microbial culture method according to claim 1, wherein the soybean oil steady concentration in the culture solution is not more than 10 g / L or more 250 g / L. 栄養源として0を越えて20g/L以下の酵母エキスを用いることを特徴とする請求項1〜2のいずれか一項に記載の微生物培養方法。 The method for cultivating microorganisms according to any one of claims 1 to 2 , wherein a yeast extract of more than 0 and 20 g / L or less is used as a nutrient source. 培養液中に0を超えて1000ppm以下の遷移金属イオンを存在させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の微生物培養方法。 The microorganism culture method according to any one of claims 1 to 3 , wherein a transition metal ion of more than 0 and 1000 ppm or less is present in the culture solution. 遷移金属イオンが鉄イオンであることを特徴とする請求項4に記載の微生物培養方法。 The microorganism culture method according to claim 4, wherein the transition metal ion is an iron ion. ニトリラーゼ活性を有するアシネトバクター属菌株がアシネトバクター SP. AK226またはアシネトバクター SP. AK227であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の微生物培養方法。 Acinetobacter strains having nitrilase activity are Acinetobacter sp. AK226 or Acinetobacter SP. It is AK227, The microorganism culture method as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. ニトリラーゼ活性を有するアシネトバクター属菌株がアシネトバクター SP. AK226であることを特徴とする請求項に記載の微生物培養方法。
Acinetobacter strains having nitrilase activity are Acinetobacter sp. It is AK226, The microorganisms cultivation method of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
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