JPH02167090A - Production of amide compound by microorganism - Google Patents

Production of amide compound by microorganism

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JPH02167090A
JPH02167090A JP31958088A JP31958088A JPH02167090A JP H02167090 A JPH02167090 A JP H02167090A JP 31958088 A JP31958088 A JP 31958088A JP 31958088 A JP31958088 A JP 31958088A JP H02167090 A JPH02167090 A JP H02167090A
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microorganism
nitrile
compound
amide compound
amphoteric surfactant
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Abstract

PURPOSE:To obtain an amide of high concentration without markedly lowered activity of the microorganism by combining an amphoteric surfactant with a microorganism of nitrile hydrase activity and allowing them to react with a nitrile compound. CONSTITUTION:A microorganism in Pseudomonas with nitrile hydrase activity is combined with an amphoteric surfactant, preferably phosphatid-yl choline and they are allowed to react with a nitrile such as acetonitrile or acrylonitrile to give the subject amide such as acetamide or methacrylamide. The amphoteric surfactant is more preferably 1,2-dimyristylamide-1,2-deoxyphosphatidylcholine.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、微生物を用いてニトリル化合物から(従来の
技術) 微生物を用いてニトリル化合物からアミド化合物を製造
する方法は、例えば、シュードモナス(Pseudom
onas)属に属する微生物を用いた特公昭59−37
951号(山田ら)、コリネバクテリウム(Coryn
ebacLeriu11+)属に属する微生物を用いた
特公昭56−17918号(渡辺ら)およびロドコッカ
ス(Rhodococcus)属に属する微生物を用い
た特開昭62−91189号(川上ら)が報告されてお
り、いずれもアクリルアミドおよび/またはメタクリル
アミドを微生物を用いて製造する産業上有用な発明であ
る。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention provides a method for producing an amide compound from a nitrile compound using a microorganism (prior art).
Special Publication 1983-37 using microorganisms belonging to the genus Onas)
No. 951 (Yamada et al.), Corynebacterium (Coryn
JP-A-56-17918 (Watanabe et al.) using microorganisms belonging to the genus Rhodococcus and JP-A No. 62-91189 (Kawakami et al.) using microorganisms belonging to the genus Rhodococcus have been reported. This is an industrially useful invention for producing acrylamide and/or methacrylamide using microorganisms.

しかし、ニトリル化合物をアミド化合物に変換させる能
力を有するニトリルヒドラターゼ活性酵素は、原料であ
るニトリル化合物および生成物であるアミド化合物によ
って酵素活性を容易に失うと言う問題点を有している。
However, nitrile hydratase active enzymes that have the ability to convert nitrile compounds into amide compounds have a problem in that they easily lose their enzyme activity due to the nitrile compound as a raw material and the amide compound as a product.

したがって、アミド化反応速度を上げる目的でニトリル
化合物濃度を上昇させた場合、ニトリルヒドラターゼ活
性酵素が短時間のうちに失活し、生成物であるアミド化
合物を所定の時間で得ることが困難である。また、生成
物であるアミド化合物によっても容易にニトリルヒドラ
ターゼ活性酵素が活性を失うために、高濃度のアミド化
合物を得ることが困難となっている。
Therefore, when the concentration of a nitrile compound is increased for the purpose of increasing the amidation reaction rate, the nitrile hydratase active enzyme is deactivated in a short period of time, making it difficult to obtain the product amide compound in a predetermined time. be. Furthermore, the nitrile hydratase active enzyme easily loses its activity due to the product amide compound, making it difficult to obtain a high concentration of the amide compound.

これに対し、微生物を用いてアクリロニトリルまたはメ
タクリロニトリルよりアクリルアミドまたはメタクリル
アミドを製造する方法において、水性媒体中における反
応温度を氷点〜工5℃の温度範囲とすることによって、
ニトリルヒドラターゼ活性酵素の活性を維持し、生成物
であるアクリルアミドまたはメタクリルアミドを高濃度
に濃縮すると言うすぐれた製造法が知られている(特公
昭56−38118)。この方法にしたがえば、ニトリ
ルヒドラターゼ活性酵素の活性低下をある程度抑制する
ことが可能であり、実施例の記録によれば、アクリルア
ミド濃度が反応温度−3〜O°Cにおいて最大で31.
8%となる。
On the other hand, in a method for producing acrylamide or methacrylamide from acrylonitrile or methacrylonitrile using microorganisms, by setting the reaction temperature in an aqueous medium to a temperature range of freezing point to 5°C,
An excellent production method is known in which the activity of the nitrile hydratase enzyme is maintained and the product acrylamide or methacrylamide is concentrated to a high concentration (Japanese Patent Publication No. 56-38118). According to this method, it is possible to suppress the decrease in the activity of the nitrile hydratase enzyme to some extent, and according to the records of the examples, the acrylamide concentration reaches a maximum of 31.0°C at the reaction temperature of -3 to 0°C.
It becomes 8%.

(発明が解決しようとする課題) しかし、反応温度を低下させた場合においても、ニトリ
ルヒドラターゼ活性酵素の活性低下抑制効果は十分では
なく、特公昭56−38118号の実施例2によれば、
アクリルアミド濃度31.8%を得るために用いられる
微生物の乾燥重量%は、反応終了時において2.25%
であり、乾燥微生物単位重量(g)当たり生産するアク
リルアミド重量は14.1 (g)と少ない。したがっ
て、使用する微生物の量が多く、工業的生産においては
さらに改善の余地があると考えられる。また、反応温度
範囲が氷点〜15°Cと低く、一般に微生物を用いる酵
素反応温度範囲20〜35°Cとは異なっており、反応
速度が遅くなると言う課題を有している。
(Problems to be Solved by the Invention) However, even when the reaction temperature is lowered, the effect of suppressing the decrease in the activity of the nitrile hydratase enzyme is not sufficient, and according to Example 2 of Japanese Patent Publication No. 56-38118,
The dry weight percentage of the microorganism used to obtain an acrylamide concentration of 31.8% was 2.25% at the end of the reaction.
The weight of acrylamide produced per unit weight (g) of dry microorganisms is as small as 14.1 (g). Therefore, the amount of microorganisms used is large, and it is thought that there is room for further improvement in industrial production. Furthermore, the reaction temperature range is low, from the freezing point to 15°C, which is different from the temperature range of 20 to 35°C for enzyme reactions using microorganisms, and the reaction rate is slow.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、これらの諸課題を改善するため鋭意研究
を行った結果、驚くべきことに、両性界面活性剤をニト
リルヒドラターゼ活性酵素を有する微生物と共存させる
ことによって、ニトリルヒドラターゼ活性酵素の活性低
下が著しく抑制されることを発見し、本発明に到達した
。すなわち、本発明は、ニトリルヒドラターゼ活性を有
する微生物の作用によってニトリル化合物からアミド化
合物を製造する方法において、両性界面活性剤を共存さ
せることを特徴とする微生物によるアミド化合物の製造
法である。
(Means for Solving the Problems) As a result of intensive research to improve these problems, the present inventors surprisingly discovered that an amphoteric surfactant can coexist with a microorganism having nitrile hydratase activity. The present invention has been achieved based on the discovery that the decrease in the activity of the nitrile hydratase enzyme can be significantly suppressed by That is, the present invention is a method for producing an amide compound from a nitrile compound by the action of a microorganism having nitrile hydratase activity, which is characterized in that an amphoteric surfactant is allowed to coexist.

(作 用) 以下に、本発明について詳細に説明する。ニトリルヒド
ラターゼ活性を有する微生物は、ニトリル化合物をアミ
ド化合物に変換させる能力を有するニトリルヒドラター
ゼ活性酵素を含有する微生物であり(以下、当該微生物
と略す)、例えば、特公昭59−37951号で用いら
れているシュードモナス(Pseudomonas)属
に属する微生物、特公昭56−17918号で用いられ
ているコリネバクテリウム(Corynebacter
ium)属に属する微生物およびノカルジア(Noca
rdia)属に属する微生物、特公昭62−21519
号で用いられているバシルス(Baci 1lus)属
に属する微生物、バクテリウム(lia(jeridi
um)属に属する微生物、ミクロコツカス(Micro
coccus)属に属する微生物、ブレビバクテリウム
(BrevibacLerium)属に属する微生物、
特開昭62−91189号で用いられているロドコッカ
ス(Rhodococcus)属に属する微生物、およ
び本出願人が先に出願した発明で用いられているアシネ
トバクタ−(Δcinetobacter)属に属する
微生物などを挙げることができるが、これらに限定され
るものではない。
(Function) The present invention will be explained in detail below. A microorganism having nitrile hydratase activity is a microorganism containing a nitrile hydratase active enzyme having the ability to convert a nitrile compound into an amide compound (hereinafter referred to as the microorganism), and is used, for example, in Japanese Patent Publication No. 59-37951. Microorganisms belonging to the genus Pseudomonas that are used in
microorganisms belonging to the genus Nocardia
Microorganisms belonging to the genus Rdia), Special Publication No. 62-21519
Bacterium (jeridi), a microorganism belonging to the genus Bacillus used in this issue.
Microorganisms belonging to the genus Micrococcus um)
microorganisms belonging to the genus Brevibacterium, microorganisms belonging to the genus Brevibacterium;
Microorganisms belonging to the genus Rhodococcus used in JP-A No. 62-91189 and microorganisms belonging to the genus Δcinetobacter used in the invention previously filed by the present applicant may be mentioned. Yes, but not limited to these.

本発明で使用される両性界面活性剤は、例えば、ホスホ
グリセリドであるホスファチジルエタノールアミン、ホ
スファチジルコリン、卵黄製レシチン、大豆製レシチン
、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール
、3゛−o−リシルホスファチジルグリセロール、1.
2−ジミリストイルアミド−1,2−デオキシホスファ
チジルコリン(以下、DDPCと略す)、または次の一
般式R7−「→CH,−h coo − R:I (式中、R1は炭素数12〜18の飽和炭化水素または
不飽和炭化水素、R2,R:lは水素、メチル基、エチ
ル基またはプロピル基、nは1または2を表す。) で示されるカルボキシベタイン化合物、または次の一般
式 (式中、R1は炭素数12〜18の飽和炭化水素または
不飽和炭化水素、RZ、 R3は水素、メチル基、エチ
ル基またはプロピル基、Xはメチレン基、エチレン基、
プロピレン基またはフェニル基を表す。
Examples of the amphoteric surfactants used in the present invention include phosphoglycerides such as phosphatidylethanolamine, phosphatidylcholine, egg yolk lecithin, soybean lecithin, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, 3'-o-lysylphosphatidylglycerol, 1.
2-dimyristoylamido-1,2-deoxyphosphatidylcholine (hereinafter abbreviated as DDPC), or the following general formula R7-"→CH, -h coo-R:I (wherein, R1 is a carbon number of 12 to 18 saturated hydrocarbon or unsaturated hydrocarbon, R2, R: l represents hydrogen, methyl group, ethyl group or propyl group, n represents 1 or 2), or a carboxybetaine compound represented by the following general formula (in the formula , R1 is a saturated hydrocarbon or unsaturated hydrocarbon having 12 to 18 carbon atoms, RZ is hydrogen, methyl group, ethyl group or propyl group, X is a methylene group, ethylene group,
Represents a propylene group or a phenyl group.

で示されるスルホベタイン化合物、 または次の一般式 %式% (式中、Rは炭素数12〜18の飽和炭化水素または不
飽和炭化水素、nは1または2を表す。)で示されるア
ミノカルボン酸塩、 または次の一般式 %式% (式中、Rは炭素数12〜1日の飽和炭化水素または不
飽和炭化水素を表す。) で示されるイミダゾリニウムベタイン化合物であるが、
これらに限定されるものではない。
A sulfobetaine compound represented by the formula %, or an aminocarbon represented by the following general formula % (wherein, R is a saturated hydrocarbon or unsaturated hydrocarbon having 12 to 18 carbon atoms, and n represents 1 or 2). or an imidazolinium betaine compound represented by the following general formula % (wherein R represents a saturated hydrocarbon or unsaturated hydrocarbon having 12 to 1 carbon atoms),
It is not limited to these.

本発明において、当該微生物によって加水分解されるニ
トリル化合物は、例えば、アセトニトリル、プロピオニ
トリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソ
ブチロニトリル、n−ブチロニトリルなどのモノニトリ
ル化合物、アジポニトリル、イソフタロニトリル、オル
ソフタロニトリルなどのジニトリル化合物を挙げること
ができるが、これらに限定されるものではない。また、
本発明において、当該微生物によってニトリル化合物か
ら製造されるアミド化合物は、対応するニトリル化合物
を加水分解して得られるアミド化合物であり、ジニトリ
ル化合物においては、1−アミド置換体及び2−アミド
置換体を挙げることができ、例えば、アセトアミド、プ
ロピオンアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、
イソブチルアミド、n−ブチルアミドなどを挙げること
ができるが、これらに限定されるものではない。
In the present invention, the nitrile compounds hydrolyzed by the microorganisms include mononitrile compounds such as acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, isobutyronitrile, n-butyronitrile, adiponitrile, isophthalonitrile, ortho Mention may be made of dinitrile compounds such as, but not limited to, phthalonitrile. Also,
In the present invention, the amide compound produced from the nitrile compound by the microorganism is an amide compound obtained by hydrolyzing the corresponding nitrile compound, and in the dinitrile compound, 1-amide substituted product and 2-amide substituted product are used. For example, acetamide, propionamide, acrylamide, methacrylamide,
Examples include isobutylamide, n-butylamide, etc., but are not limited thereto.

両性界面活性剤の共存方法は、例えば、当該微生物の培
養液に両性界面活性剤を添加した後、ニトリル化合物と
の反応を行い、対応するアミド化合物を得る方法、当該
微生物の培養液に両性界面活性剤を添加し混合した後、
濾過し、両性界面活性剤の吸着した分離微生物を得、さ
らに、該分離微生物を水系媒体中に再分散させた後、ニ
トリル化合物との反応を行い、対応するアミド化合物を
得る方法、当該微生物の培養液を濾過し分離微生物を得
、さらに、該分離微生物および両性界面活性剤を水系媒
体中に分散させた後、ニトリル化合物との反応を行い、
対応するアミド化合物を得る方法、当該微生物の培養液
を濾過し分離微生物を得、さらに、ポリアクリルアミド
、に−カラギーナン、アルギン酸塩類などの担体に固定
化し、固定化微生物とした後、両性界面活性剤を添加し
ながら固定床、流動床等の形式でニトリル化合物との反
応を行い、対応するアミド化合物を得る方法、当該微生
物の培養液を濾過し、分離微生物を得た後、ポリアクリ
ルアミド、に−カラギーナン、アルギン酸塩類などの担
体に、両性界面活性剤とともに該分離微生物を固定化し
、固定化微生物とする。次いで、該固定化微生物を固定
床、流動床等の形式でニトリル化合物との反応を行い、
対応するアミド化合物を得る方法等があるが、これらに
限定されるものではない。
Methods for the coexistence of amphoteric surfactants include, for example, adding an amphoteric surfactant to the culture solution of the microorganism and then reacting with a nitrile compound to obtain the corresponding amide compound; After adding and mixing the activator,
A method for obtaining an isolated microorganism with an amphoteric surfactant adsorbed through filtration, and further dispersing the isolated microorganism in an aqueous medium, and then reacting with a nitrile compound to obtain a corresponding amide compound. After filtering the culture solution to obtain an isolated microorganism, and dispersing the isolated microorganism and an amphoteric surfactant in an aqueous medium, a reaction with a nitrile compound is performed,
A method for obtaining the corresponding amide compound is to obtain an isolated microorganism by filtering the culture solution of the microorganism, and then immobilize it on a carrier such as polyacrylamide, carrageenan, alginates, etc. to obtain an immobilized microorganism, and then use an amphoteric surfactant. A method for obtaining a corresponding amide compound by carrying out a reaction with a nitrile compound in a fixed bed, fluidized bed, etc. format while adding a nitrile compound.After filtering a culture solution of the microorganism and obtaining an isolated microorganism, The isolated microorganism is immobilized on a carrier such as carrageenan or alginates together with an amphoteric surfactant to obtain an immobilized microorganism. Next, the immobilized microorganism is reacted with a nitrile compound in a fixed bed, fluidized bed, etc. format,
There are methods for obtaining the corresponding amide compound, but the method is not limited to these.

両性界面活性剤は、該微生物乾燥重量1g当たりO,0
01g以上、さらに好ましくは0.01g以上共存させ
ればよい。両性界面活性剤を該微生物乾燥重量1g当た
り0.001g以上共存させることによって、ニトリル
化合物との反応において、微生物乾燥重量1g当たり生
産できるアミド化合物量が大幅に増大するために、使用
する該微生物量が少なく工業的生産に有利である。すな
わち、両性界面活性剤を該微生物乾燥Mm1g当たり0
.001g以上、さらに好ましくは0.01g以上共存
させることによって、ニトリル化合物との反応において
ニトリルヒドラターゼ活性酵素の活性低下を著しく抑制
するために、該微生物乾燥重量1g当たり生産できるア
ミド化合物量が大幅に増大する。これは、ニトリル化合
物との反応において、微生物の細胞膜中の脂質が、原料
であるニトリル化合物および/または生成物であるアミ
ド化合物により抽出除去されることによって生じるイオ
ン濃度変化等のニトリルヒドラーゼ活性酵素近傍の環境
変化にともなうニトリルヒドラターゼ活性の活性低下を
、両性界面活性剤が抑制することが可能であることが原
因であると考えられる。すなわち、両性界面活性剤が微
生物表面に吸着することによって、微生物の細胞膜中の
脂質の抽出除去が抑制されるか、もしくは微生物の周囲
に両性界面活性剤が存在することによって、ニトリル化
合物との反応時、原料である二l−IJル化合物および
/または生成物であるアミド化合物に対し両性界面活性
剤が溶解し、結果として微生物の細胞膜中の脂質のニト
リル化合物および/またはアミド化合物への溶解量が減
少することが原因として考えられる。
The amphoteric surfactant contains O,0 per gram of dry weight of the microorganism.
0.01 g or more, more preferably 0.01 g or more may coexist. By coexisting 0.001 g or more of an amphoteric surfactant per 1 g of the dry weight of the microorganism, the amount of amide compound that can be produced per 1 g of the dry weight of the microorganism in the reaction with the nitrile compound is greatly increased. is advantageous for industrial production. That is, the amount of amphoteric surfactant per 1 g of dried microorganism
.. 001 g or more, more preferably 0.01 g or more, in order to significantly suppress the decrease in the activity of the nitrile hydratase active enzyme in the reaction with the nitrile compound, the amount of amide compound that can be produced per 1 g of dry weight of the microorganism can be greatly increased. increase This is due to the nitrile hydrolase activity enzyme, such as the change in ion concentration caused by the extraction and removal of lipids in the cell membrane of microorganisms by the raw material nitrile compound and/or product amide compound in the reaction with the nitrile compound. This is thought to be due to the ability of the amphoteric surfactant to suppress the decrease in nitrile hydratase activity caused by changes in the surrounding environment. In other words, the adsorption of amphoteric surfactants to the surface of microorganisms inhibits the extraction and removal of lipids in the cell membranes of microorganisms, or the presence of amphoteric surfactants around microorganisms inhibits the reaction with nitrile compounds. At this time, the amphoteric surfactant dissolves in the dil-IJ compound as the raw material and/or the amide compound as the product, and as a result, the amount of lipid dissolved in the nitrile compound and/or amide compound in the cell membrane of the microorganism This is thought to be due to a decrease in

両性界面活性剤が微生物乾燥重量1g当たり0゜001
g未満の場合、原料であるニトリル化合物および/また
は生成物であるアミド化合物による微生物の細胞膜中の
脂質の抽出除去作用を十分に抑制することが困難となり
、結果として微生物乾燥重量1g当たり生産できるアミ
ド化合物量に改善が見られない結果となる。
The amphoteric surfactant is 0°001 per gram of microorganism dry weight.
If the amount is less than 1 g, it becomes difficult to sufficiently suppress the action of extracting and removing lipids in the cell membrane of microorganisms by the raw material nitrile compound and/or product amide compound, and as a result, the amount of amide that can be produced per 1 g of microorganism dry weight becomes difficult. This results in no improvement in the amount of the compound.

また、両性界面活性剤が微生物乾燥型ff11g当たり
50g以上の場合、ニトリル化合物との反応時の溶媒粘
度が上昇したり、反応後溶媒からの両性界面活性剤の除
去が困難となり、実用上問題である。
In addition, if the amount of amphoteric surfactant is 50 g or more per 11 g of microbial dry type ff, the viscosity of the solvent during reaction with the nitrile compound will increase, and it will be difficult to remove the amphoteric surfactant from the solvent after the reaction, which may cause practical problems. be.

微生物のニトリル化合物との反応における反応条件とし
て、使用するニトリル化合物の添加量は、該ニトリル化
合物の溶解度内とすることが好ましく、より好ましくは
、該ニトリル化合物の溶媒中濃度が常に1重量%以下と
なるように添加することである。微生物のニトリル化合
物との反応温度は、好ましくは0〜30°Cである。
Regarding the reaction conditions for the reaction of microorganisms with nitrile compounds, the amount of the nitrile compound used is preferably within the solubility of the nitrile compound, and more preferably, the concentration of the nitrile compound in the solvent is always 1% by weight or less. It should be added so that The reaction temperature of the microorganism with the nitrile compound is preferably 0 to 30°C.

(実施例) 次に、本発明の方法を実施例により具体的に述べるが、
本実施例は、本発明で用いられる方法を具体的に述べた
例にすぎず、本実施例の方法が本発明の内容を何ら制限
しないことは言うまでもない。
(Example) Next, the method of the present invention will be specifically described using examples.
This example is merely an example specifically describing the method used in the present invention, and it goes without saying that the method of this example does not limit the content of the present invention in any way.

実施例1〜4 0ドコツカス(Rhodococcus)属AK−32
菌株(微工研条寄第1046号)0.3部(含水率90
%)および大豆製レシチン第1表記載の世を、0゜05
moj!/fの硫酸ナトリウム水溶液100部に分散さ
せ、pHを7.0に調製する。次に、温度を第1表記載
の温度に保ちながら、アクリロニトリルを1時間当たり
第1表記載の割合で連続的に、第1表記載の時間攪拌し
ながら添加する。アクリロニトリルの添加終了後1時間
攪拌を継続した後、反応を終了する。反応後の生成物の
定量をガスクロマトグラフィーにより行った。生成物で
あるアミド化合物の濃度、および乾燥微生物単位重量(
g)当たり生産するアミド化合物量を第1表に記載した
Examples 1 to 4 Rhodococcus AK-32
Bacterial strain (Feikoken Joyori No. 1046) 0.3 parts (moisture content 90
%) and soybean lecithin listed in Table 1, 0°05
moj! /f sodium sulfate aqueous solution and adjust the pH to 7.0. Next, while maintaining the temperature at the temperature listed in Table 1, acrylonitrile is added continuously at the rate listed in Table 1 per hour with stirring for the time listed in Table 1. After the addition of acrylonitrile was completed, stirring was continued for 1 hour, and then the reaction was terminated. The product after the reaction was quantified by gas chromatography. The concentration of the product amide compound and the dry microbial unit weight (
The amount of amide compound produced per g) is listed in Table 1.

比較例1〜4 大豆製レシチンを添加しない他は、実施例1〜4と同一
の方法でアクリロニトリルとの反応を行った。反応後の
生成物の定量をガスクロマトグラフィーにより行った。
Comparative Examples 1 to 4 Reactions with acrylonitrile were carried out in the same manner as in Examples 1 to 4, except that soybean lecithin was not added. The product after the reaction was quantified by gas chromatography.

生成物であるアミド化合物の濃度、および乾燥微生物単
位重量(g)当たり生産するアミド化合物量を第1表に
記載した。
The concentration of the amide compound as a product and the amount of amide compound produced per unit weight (g) of dry microorganism are listed in Table 1.

実施例1〜4においては、アミド化合物であるアクリル
アミド濃度が19.7〜20.3%であり、添加したア
クリロニトリルからほぼ定量的にアクリルアミドが得ら
れた。これに対し、比較例1〜4においては、アクリル
アミド濃度が13゜8〜18.0%と低く、反応終了時
において未反応のアクリロニトリルが4.55〜1.3
7%残留した。比較例1〜4.において、工業的に有益
なアクリルアミド濃度である20%を達成するためには
、さらに当該微生物の添加が必要である。したがって、
アミド化合物生産量がさらに低下するために、実用上問
題である。
In Examples 1 to 4, the concentration of acrylamide, which is an amide compound, was 19.7 to 20.3%, and acrylamide was obtained almost quantitatively from the added acrylonitrile. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, the acrylamide concentration was as low as 13.8 to 18.0%, and the amount of unreacted acrylonitrile at the end of the reaction was 4.55 to 1.3%.
7% remained. Comparative Examples 1-4. In order to achieve an industrially useful acrylamide concentration of 20%, further addition of the microorganism is required. therefore,
This is a practical problem because the amount of amide compound produced further decreases.

実施例5〜8 アシネトバクタ−(Acinetobacter)属5
AIE5菌株(微工研菌寄第10432号)(含水率9
0%)を第2表記載の重量および第2表記載の両性界面
活性剤種類および重量を、0. 05moffi//!
の硫酸ナトリウム水溶液100部に分散させ、pHを7
.0に調整する。次に、温度を第2表記載の温度に保ち
ながら、第2表記載のニトリル化合物を1時間当たり第
2表記載の割合で連続的に、第2表記載の時間攪拌しな
がら添加する。ニトリル化合物の添加終了後1時間攪拌
を継続した後、反応を終了する。実施例1〜4と同一の
方法で反応後の生成物の定量を行った。得られた結果を
第2表に記載した。
Examples 5-8 Acinetobacter genus 5
AIE5 strain (Feikoken Bacteria No. 10432) (water content 9
0%) and the weight listed in Table 2 and the type and weight of the amphoteric surfactant listed in Table 2. 05moffi//!
Disperse in 100 parts of sodium sulfate aqueous solution and adjust the pH to 7.
.. Adjust to 0. Next, while maintaining the temperature at the temperature listed in Table 2, the nitrile compound listed in Table 2 is added continuously at the rate listed in Table 2 per hour with stirring for the time listed in Table 2. After the addition of the nitrile compound was completed, stirring was continued for 1 hour, and then the reaction was terminated. The product after the reaction was quantified in the same manner as in Examples 1 to 4. The results obtained are listed in Table 2.

比較例5〜8 両性界面活性剤を添加しない他は、実施例5〜8と同一
の方法でニトリル化合物との反応を行った。得られた結
果を第2表に記載した。
Comparative Examples 5 to 8 Reactions with nitrile compounds were carried out in the same manner as in Examples 5 to 8, except that no amphoteric surfactant was added. The results obtained are listed in Table 2.

実施例5,6および比較例5を比較すると、実施例5,
6におけるアミド生産量はそれぞれ797.781であ
り、比較例5におけるアミド生産量は635と低い値で
ある。また、アミド化合物であるアクリルアミド濃度は
、比較例5が16゜1%と低く、工業的に有益なアクリ
ルアミド濃度である20%を達成するためには、ざらに
当該微生物の添加が必要である。
Comparing Examples 5 and 6 and Comparative Example 5, Example 5,
The amide production amount in Comparative Example 5 is 797.781, and the amide production amount in Comparative Example 5 is 635, which is a low value. Furthermore, the concentration of acrylamide, which is an amide compound, was as low as 16.1% in Comparative Example 5, and in order to achieve an industrially useful acrylamide concentration of 20%, it was necessary to add the microorganism.

実施例7および比較例6を比較すると、アミド生産量は
、それぞれ793.572であり、221の差を有して
いる。
When Example 7 and Comparative Example 6 are compared, the amide production amount is 793.572, which is a difference of 221.

実施例8および比較例5を比較すると、アミド生産量は
、それぞれ797.635であり、163の差を有して
いる。
Comparing Example 8 and Comparative Example 5, the amide production amount was 797.635, which is a difference of 163.

実施例9および比較例5を比較すると、アミド生産量は
、それぞれ793.635であり、158の差を有して
いる。
Comparing Example 9 and Comparative Example 5, the amide production amount was 793.635, which is a difference of 158.

実施例10および比較例7を比較すると、アミド化合物
であるメタクリルアミドの生産量は、アミド化合物生産
量として、それぞれ467.350であり、117の差
を有している。
When Example 10 and Comparative Example 7 are compared, the production amount of methacrylamide, which is an amide compound, is 467.350, which is a difference of 117.

実施例11および比較例8を比較すると、アミド化合物
であるアセトアミドの生産量は、アミド化合物生産量と
して、それぞれ828.678であり、150の差を有
している。
Comparing Example 11 and Comparative Example 8, the production amount of acetamide, which is an amide compound, is 828.678, which is a difference of 150.

いずれの比較においても、実施例および比較例間のアミ
ド化合物生産量の差は太き(、両性界面活性剤の共存に
よる効果が明らかに認められた。
In all comparisons, there was a large difference in the amount of amide compound produced between the Examples and Comparative Examples (the effect of the coexistence of the amphoteric surfactant was clearly observed).

参考例1 固定化微生物の製法 ロドコッカス(Rhodococcus)属AK−32
菌株(vlI工研条寄第1046号)50 、 0 部
(含水率90%)、大豆製レシチン0.1部、アルギン
酸ナトリウム2部を0.05mor!、/i!、の硫酸
ナトリウム水溶液47.9部に混合して、均一な懸濁液
とした。該懸濁液を5°C12,0重量%の塩化カルシ
ウム水溶液に滴下し、直径IMの粒状の固定化微生物を
得た。得られた固定化微生物中の微生物含有率は、乾燥
微生物として5.0重量%であった。また、得られた固
定化微生物中の大豆製レシチンの含有率は0.1重量%
であった。
Reference Example 1 Method for producing immobilized microorganisms Rhodococcus genus AK-32
Bacterial strain (vlI Koken Joyori No. 1046) 50.0 parts (moisture content 90%), soybean lecithin 0.1 part, sodium alginate 2 parts at 0.05 mol! ,/i! was mixed with 47.9 parts of an aqueous sodium sulfate solution to form a uniform suspension. The suspension was dropped into a 12.0% by weight aqueous calcium chloride solution at 5° C. to obtain granular immobilized microorganisms with a diameter IM. The microorganism content in the obtained immobilized microorganisms was 5.0% by weight as dry microorganisms. In addition, the content of soybean lecithin in the obtained immobilized microorganism was 0.1% by weight.
Met.

参考例2 固定化微生物の製法 アシネトバクタ−(Acinetobacter)属5
AIE5菌株(微工研菌寄第10432号)50.0部
、(含水率90%)、DDPCo、1部、アルギン酸ナ
トリウム2部を0.05IloI!/lの硫酸ナトリウ
ム水溶液47.9部に混合して、均一な懸濁液とした。
Reference Example 2 Production method of immobilized microorganism Acinetobacter genus 5
50.0 parts of AIE5 strain (Feikoken Bibori No. 10432), (water content 90%), 1 part of DDPCo, 2 parts of sodium alginate at 0.05 IloI! The mixture was mixed with 47.9 parts of an aqueous sodium sulfate solution of 1/l to form a uniform suspension.

該懸濁液を5°C12,0重量%の塩化カルシウム水溶
液に滴下し、直径1ffl11の粒状の固定化微生物を
得た。得られた固定化微生物中の微生物含有率は、乾燥
微生物として5.0重量%であった。また、得られた固
定化微生物中のDDPCの含有率は011重量%であっ
た。
The suspension was dropped into a 12.0% by weight aqueous calcium chloride solution at 5°C to obtain granular immobilized microorganisms with a diameter of 1ffl11. The microorganism content in the obtained immobilized microorganisms was 5.0% by weight as dry microorganisms. Furthermore, the content of DDPC in the obtained immobilized microorganism was 0.11% by weight.

参考例3 固定化微生物の製法 大豆製レシチンを加えない他は、実施例9と同一の方法
で直径1mmの粒状の固定化微生物を得た。
Reference Example 3 Method for producing immobilized microorganisms Immobilized microorganisms in the form of granules with a diameter of 1 mm were obtained in the same manner as in Example 9, except that soybean lecithin was not added.

得られた固定化微生物中の微生物含有率は、乾燥微生物
として5.0重量%であった。
The microorganism content in the obtained immobilized microorganisms was 5.0% by weight as dry microorganisms.

参考例4  固定化微生物の製法 DDPCを加えない他は、実施例10と同一の方法で直
径lawの粒状の固定化微生物を得た。得られた固定化
微生物中の微生物含有率は、乾燥微生物として5.0重
量%であった。
Reference Example 4 Manufacturing method of immobilized microorganism A granular immobilized microorganism having a diameter of ``law'' was obtained in the same manner as in Example 10, except that DDPC was not added. The microorganism content in the obtained immobilized microorganisms was 5.0% by weight as dry microorganisms.

実施例12〜19.比較例9〜16 参考例1〜4で作成した固定化微生物を第3表記載の量
で、第3表記載の溶媒100部に加え、次いで、溶媒を
第3表記載の温度に保ちながら、第3表記載のニトリル
化合物を1時間当たり第3表記載の割合で連続的に、第
3表記載の時間攪拌しながら添加する。ニトリル化合物
の添加終了後2時間撹拌を継続した後、反応を終了する
。実施例1〜4と同一の方法で、反応後の未反応物およ
び生成物の定量を行った。さらに、未反応のニトリル化
合物濃度が1%未満の場合、使用した固定化微生物を回
収し、再度同一条件によって二) IJル化合物との反
応を行う。
Examples 12-19. Comparative Examples 9 to 16 The immobilized microorganisms prepared in Reference Examples 1 to 4 were added in the amounts listed in Table 3 to 100 parts of the solvent listed in Table 3, and then, while maintaining the solvent at the temperature listed in Table 3, The nitrile compounds listed in Table 3 are added continuously at the rate listed in Table 3 per hour with stirring for the time listed in Table 3. After the addition of the nitrile compound was completed, stirring was continued for 2 hours, and then the reaction was terminated. The unreacted substances and products after the reaction were quantified in the same manner as in Examples 1 to 4. Further, if the concentration of unreacted nitrile compound is less than 1%, the immobilized microorganism used is collected and 2) reaction with the IJ compound is performed again under the same conditions.

反応終了後の未反応の二I−IJル化合物濃度が1%以
上となった場合、再度ニトリル化合物との反応は行わず
、それまでのニトリル化合物との反応回数を繰り返し回
数とした。
When the concentration of the unreacted 2I-IJ compound after the completion of the reaction was 1% or more, the reaction with the nitrile compound was not performed again, and the number of reactions with the nitrile compound up to that point was taken as the number of repetitions.

アミド化合物生産量は、下式により算出した。The amide compound production amount was calculated using the following formula.

(アミド化合物生産量) =(繰り返し生産を含む全アミド化合物生産量)/(使
用した全固定化微生物内の乾燥菌体重量)得られた結果
を第3表に記載した。
(Amide compound production amount) = (total amide compound production amount including repeated production)/(dry cell weight of all immobilized microorganisms used) The obtained results are listed in Table 3.

実施例12および比較例9を比較すると、アミド化合物
であるアクリルアミドの生産量は、アミド化合物生産量
として591および195であり、396の差を有して
いる。
Comparing Example 12 and Comparative Example 9, the production amounts of acrylamide, which is an amide compound, are 591 and 195, which is a difference of 396.

同様に実施例13および比較例10におけるアミド化合
物生産量は449の差を有しており、また、実施例14
および比較例11におけるアミド化合物生産量は449
の差を有している。
Similarly, the amide compound production amounts in Example 13 and Comparative Example 10 have a difference of 449, and in Example 14
And the amide compound production amount in Comparative Example 11 was 449
There is a difference between

実施例15および比較例12におけるアミド化合物生産
量は408の差を有している。
There is a difference of 408 between the amide compound production amounts in Example 15 and Comparative Example 12.

実施例16および比較例13において、溶媒として水を
用いたが、実施例16のアミド化合物生産量は453で
あり、比較例13ではアミド化合物生産量が高々60に
すぎなく、大きな差を有している。
In Example 16 and Comparative Example 13, water was used as a solvent, but the amide compound production amount in Example 16 was 453, and the amide compound production amount in Comparative Example 13 was only 60 at most, which was a large difference. ing.

実施例17および比較例14において、アミド化合物で
あるアセトアミドのアミド化合物生産量は、それぞれ4
70.136であり、334の差を有している。
In Example 17 and Comparative Example 14, the amide compound production amount of acetamide, which is an amide compound, was 4.
70.136, with a difference of 334.

実施例18および比較例15において、アミド化合物で
あるメタクリルアミドのアミド化合物生産量は、それぞ
れ375.140であり、大きな差を有している。
In Example 18 and Comparative Example 15, the amide compound production amount of methacrylamide, which is an amide compound, was 375.140, which is a large difference.

同様に実施例19および比較例16において、アミド化
合物生産量は、それぞれ421.192であり、大きな
差を有している。
Similarly, in Example 19 and Comparative Example 16, the amide compound production amount was 421.192, respectively, which is a large difference.

いずれの比較においても、実施例および比較例間のアミ
ド化合物生産量の差は大きく、固定化微生物における両
性界面活性剤の共存効果が認められた。
In both comparisons, there was a large difference in the amount of amide compound produced between the Examples and Comparative Examples, and the coexistence effect of the amphoteric surfactant in the immobilized microorganisms was observed.

(発明の効果) 本発明は、ニトリルヒドラターゼ活性酵素を有する微生
物に両性界面活性剤を共存させることによって、当該微
生物およびニトリル化合物との反応におけるニトリルヒ
ドラターゼ活性酵素の活性低下を著しく抑制するもので
あり、反応に使用する当該微生物量を大幅に減少するこ
とが可能である。
(Effects of the Invention) The present invention significantly suppresses the decrease in the activity of the nitrile hydratase enzyme in the reaction with the microorganism and the nitrile compound by allowing the microorganism having the nitrile hydratase activity enzyme to coexist with an amphoteric surfactant. Therefore, it is possible to significantly reduce the amount of the microorganisms used in the reaction.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物の作用
によってニトリル化合物からアミド化合物を製造する方
法において、両性界面活性剤を共存させることを特徴と
する微生物によるアミド化合物の製造法。
(1) A method for producing an amide compound from a nitrile compound by the action of a microorganism having nitrile hydratase activity, the method comprising coexisting an amphoteric surfactant.
(2)両性界面活性剤がホスファチジルコリンである特
許請求の範囲第1項記載の製造法。
(2) The production method according to claim 1, wherein the amphoteric surfactant is phosphatidylcholine.
(3)両性界面活性剤が1,2−ジミリストイルアミド
−1,2−デオキシホスファチジルコリンである特許請
求の範囲第1項記載の製造法。
(3) The production method according to claim 1, wherein the amphoteric surfactant is 1,2-dimyristoylamide-1,2-deoxyphosphatidylcholine.
(4)微生物乾燥重量1g当たり両性界面活性剤を0.
01g以上共存させることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の製造法。
(4) Add 0.0% amphoteric surfactant per 1 g of dry weight of microorganism.
The manufacturing method according to claim 1, characterized in that 0.01 g or more coexist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008278793A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd Solution composition having halohydrin epoxidase activity
JP2013001645A (en) * 2011-06-13 2013-01-07 Nof Corp Compound having phosphorylcholine-like structure, and cosmetic
JP2013001644A (en) * 2011-06-13 2013-01-07 Nof Corp Compound having phosphorylcholine-like structure, and cosmetic

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JP2013001645A (en) * 2011-06-13 2013-01-07 Nof Corp Compound having phosphorylcholine-like structure, and cosmetic
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