JP5948254B2 - 炭素供給源としてキャッサバ(Cassava)・バガスまたはジャックフルーツ(jackfruit)種子を含む発酵培地中で、コリネバクテリウム・グルタミクム(Corynebacteriumglutamicum)ATCC21831またはコリネバクテリウム・グルタミクムATCC21493を使用してアルギニンを産生するプロセス - Google Patents
炭素供給源としてキャッサバ(Cassava)・バガスまたはジャックフルーツ(jackfruit)種子を含む発酵培地中で、コリネバクテリウム・グルタミクム(Corynebacteriumglutamicum)ATCC21831またはコリネバクテリウム・グルタミクムATCC21493を使用してアルギニンを産生するプロセス Download PDFInfo
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Description
seed oils,” Bioresource Technology, Vol 99(11), 5125−5129(2007)
[00025]キャッサバ(Manihot esculenta Cranz)は熱帯の根菜作物であり、熱帯において、イネおよびトウモロコシに次ぐ、3番目に重要なカロリー供給源である。キャッサバは世界の主食作物の中で4番目にランク付けされ、そして8億を超える人々に消費されている(Elkholy H, Eltantawy A, “The world of cassava production: an overview,” Journal of Root Crops, 26: 1−5(2000))。キャッサバ塊茎の産業プロセシングは主に、粉およびデンプンを単離するために行われ、これによってさらに液体および固形の残渣が生じる(粉のためのプロセシングによって固形残渣が生じ、一方、デンプンのためのプロセシングによって、さらに液体の残渣が生じる)。固形残渣には、茶色い皮、内部の皮、利用不能な根、バガスおよび粉のくずが含まれ、このうちバガスが主な残渣である。新鮮な塊茎を約250〜300tプロセシングすると、約280tの湿ったキャッサバ・バガスが生じる。キャッサバ・バガスは、繊維性の根の物質を構成し、そして物理的にプロセスが実行不能なデンプンを含有する。プロセシング条件が劣っていることから、キャッサバ・バガスにはさらにより高い濃度のデンプンが生じうる。キャッサバ・バガスの物理化学組成を以下の表2に示す。
[00034]コリネバクテリウム・グルタミクムATCC831の18時間の接種材料を、6%デキストロースに同等のジャックフルーツ種子粉末加水分解物、0.05% K2HOP4、0.05% KH2PO4、3% (NH4)2SO4、0.025% MgSO4.7H2O、0.001% FeSO4.7H2O、0.001% MnSO4.4H2O、0.5% Nz−アミン、50μg/lビオチン、2mg/lサイアミン、500μlトウモロコシ浸出液、および2% CaCO3を含有する組成物を含む発酵培地中に接種した。pHを中性に維持した。攪拌しながら32℃で総計120時間インキュベーションを行うと、2.27mg/mlの最終アルギニン集積を生じた。120時間の期間全体で産生されるアルギニンの量を、24時間、48時間、72時間、96時間、および120時間の間隔で測定した。以下の表3に結果を示す:
表3.ジャックフルーツ種子加水分解物におけるC.グルタミクムATCC 21831によるアルギニン産生
[00035]0.5%デキストロース、0.5%塩化ナトリウム、0.5%酵母エキス、0.5%ペプトン、0.2%カゼイン酵素加水分解物で構成される培地中、コリネバクテリウム・グルタミクム(ATCC 21831)のL−アルギニン産生突然変異体株を、振盪しながら18時間培養して、発酵のためのシード培養物を得た。発酵培地(25ml)を250mlエルレンマイヤー・フラスコ中に分配し、5%のシード培養物を接種し、そして回転振盪装置中、32℃でインキュベーションした。発酵培地は、8%デキストロースに同等なキャッサバ・バガス加水分解物、0.05% K2HOP4、0.05% KH2PO4、3% (NH4)2SO4、0.025% MgSO4.7H2O、0.001%FeSO4.7H2O、0.001% MnSO4.4H2O、0.5% Nz−アミン、50μg/lビオチン、2mg/lサイアミン、500μlトウモロコシ浸出液、2%CaCO3で構成された。pHを中性に調整した。インキュベーション経過中、発酵培地中にラクタム抗生物質を補った。インキュベーション48時間後、発酵液中に集積するL−アルギニンの量は1.63mg/mlであり、これはL−アルギニンの最大濃度に相当した。120時間の期間全体で産生されるアルギニンの量を、24時間、48時間、72時間、96時間、および120時間の間隔で測定した。以下の表4に結果を示す。
[00036]コリネバクテリウム・グルタミクムの突然変異体株、特にコリネバクテリウム・グルタミクムATCC21493を用いた液内発酵によってL−アルギニンを産生するため、0.5%デキストロース、0.5%塩化ナトリウム、0.5%酵母エキス、0.5%ペプトン、0.2%カゼイン酵素加水分解物で構成される培地中、30℃で18時間振盪することによって、接種物を調製した。こうして得た5%の接種物を発酵培地の25mlバッチにトランスファーする。上述の前記発酵培地は、6%デキストロースに同等のジャックフルーツ種子粉末加水分解物、0.05% K2HOP4、0.05% KH2PO4、3% (NH4)2SO4、0.025% MgSO4.7H2O、0.001% FeSO4.7H2O、0.001% MnSO4.4H2O、0.5% Nz−アミン、50μg/lビオチン、2mg/lサイアミン、500μlトウモロコシ浸出液、および2% CaCO3で構成される水性天然培地である。
以下の表6は、株に関して言及した定義される条件下で、そして実施例1および2に上述するように、異なる産生培地中でC.グルタミクムATCC21831を用いた発酵によって産生されたL−アルギニンの最大産生の比較を示す。本発明者らは、驚くべきことに、アルギニンの産生が、純粋デキストロースを炭素供給源として用いる通常の培地に比較して、加水分解物に基づく培地中でより高いことを発見した。
Claims (19)
- 農業廃棄物の発酵によってアルギニンを作製する方法であって:
農業廃棄物をコリネバクテリウム・グルタミクム(Corynebacterium glutamicum)ATCC 21831またはコリネバクテリウム・グルタミクムATCC 21493の少なくとも1つの存在下で発酵に供して、アルギニンを含有する発酵液を産生し;そして
発酵液からアルギニンを回収する
工程を含む、
ここで、農業廃棄物が、キャッサバ(Cassava)・バガス、ジャックフルーツ(Jack fruit)種子粉末、およびその混合物からなる群より選択される炭素供給源を含む、
前記方法。 - 農業廃棄物がデンプン糖化酵素でデンプン含有物質を加水分解することによって産生される炭素の供給源である、請求項1に記載の方法。
- 炭素の供給源が、キャッサバ・バガス、ジャックフルーツ種子粉末、およびその混合物の少なくとも1つを、デンプン糖化酵素で加水分解することによって産生される、請求項2に記載の方法。
- 発酵が好気性発酵である、請求項1に記載の方法。
- 発酵を20℃〜50℃の範囲内の温度で行う、請求項1に記載の方法。
- 温度が30℃〜32℃である、請求項5に記載の方法。
- 発酵を5〜8の範囲内のpHで行う、請求項1に記載の方法。
- pHが6〜7である、請求項7に記載の方法。
- 発酵を12時間〜2週間の期間で行う、請求項1に記載の方法。
- 期間が2日間〜6日間である、請求項9に記載の方法。
- 発酵中にラクタム抗生物質を添加する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- キャッサバ・バガス、ジャックフルーツ種子粉末、およびその混合物から選択されるデンプン含有農業廃棄物物質からL−アルギニンを作製する方法であって:
農業廃棄物物質を酵素的に加水分解して、廃棄物を還元糖に変換し;
還元糖をコリネバクテリウム・グルタミクムATCC 21831またはコリネバクテリウム・グルタミクムATCC 21493の少なくとも1つの存在下で発酵させて、アルギニンを含有する発酵液を産生し;そして
発酵液からアルギニンを回収する
工程を含む、前記方法。 - 農業廃棄物を酵素的に加水分解して、農業廃棄物の55〜85%を還元糖に変換する、請求項12に記載の方法。
- 発酵を20℃〜50℃の範囲内の温度で行う、請求項12に記載の方法。
- 温度が30℃〜32℃である、請求項14に記載の方法。
- 発酵を5〜8の範囲内のpHで行う、請求項12に記載の方法。
- pHが6〜7である、請求項16に記載の方法。
- 発酵を12時間〜2週間の期間で行う、請求項12に記載の方法。
- 発酵プロセス中にラクタム抗生物質を添加する工程をさらに含む、請求項12に記載の方法。
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