JPH02286089A - Production of dihydroxyacetone - Google Patents

Production of dihydroxyacetone

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JPH02286089A
JPH02286089A JP11108289A JP11108289A JPH02286089A JP H02286089 A JPH02286089 A JP H02286089A JP 11108289 A JP11108289 A JP 11108289A JP 11108289 A JP11108289 A JP 11108289A JP H02286089 A JPH02286089 A JP H02286089A
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JP
Japan
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dihydroxyacetone
glycerol
bacillus
culture
none
Prior art date
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Pending
Application number
JP11108289A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Mitani
優 三谷
Hiroyuki Miyazaki
宮崎 裕行
Hideo Maehane
前羽 英雄
Hitochika Takashio
仁愛 高塩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sapporo Breweries Ltd
Original Assignee
Sapporo Breweries Ltd
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Publication date
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Priority to JP11108289A priority Critical patent/JPH02286089A/en
Publication of JPH02286089A publication Critical patent/JPH02286089A/en
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE:To efficiently obtain the subject compound useful as a raw material for cosmetics, medicines, etc., in a short time by culturing a thermophilic microorganism, belonging to the genus Bacillus and capable of converting glycerol into dihydroxyacetone in a glycerol-containing culture medium. CONSTITUTION:A thermophilic microorganism [e.g. Bacillus.sp. TB-516 (FERM P-10524)], belonging to the genus Bacillus and having the ability to convert glycerol into dihydroxyacetone is cultured in a glycerol-containing culture medium to produce the objective compound in the above-mentioned culture. The resultant compound is then collected. Furthermore, the culturing is preferably industrially carried out by a spinner culture method with aeration.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はバチルス属に属する好熱性微生物を用いて、ジ
ヒドロキシアセトンを生化学的に製造する方法に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for biochemically producing dihydroxyacetone using a thermophilic microorganism belonging to the genus Bacillus.

[従来の技術] ジヒドロキシアセトンは化粧品、医薬品1界面活性剤な
どの原料として近年重要性を増している。
[Prior Art] Dihydroxyacetone has become increasingly important in recent years as a raw material for cosmetics, pharmaceutical products, surfactants, and the like.

従来、微生物を用いてジヒドロキシアセトンを製造する
方法としては、アセトバクター属またはグルコノバクタ
−属に属する微生物を用いる方法(特公昭49−114
33.同59−23794)があるが、この方法では微
生物の増殖に1〜3日間、さらにこれに続くジヒドロキ
シアセトンの生産に2〜3日間を必要とする。その他に
微生物を用いてジヒドロキシアセトンを製造する方法と
しては、放線菌ミクロモノスポラ属に属する微生物を用
いる方法(特開昭62−2109414 )があるが、
この方法もジヒドロキシアセトンの生産に3〜7日間を
必要とする。
Conventionally, as a method for producing dihydroxyacetone using microorganisms, there is a method using microorganisms belonging to the genus Acetobacter or Gluconobacter (Japanese Patent Publication No. 49-114
33. 59-23794), but this method requires 1 to 3 days for the growth of microorganisms and further 2 to 3 days for the subsequent production of dihydroxyacetone. Other methods for producing dihydroxyacetone using microorganisms include a method using microorganisms belonging to the genus Actinobacteria Micromonospora (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-2109414);
This method also requires 3 to 7 days to produce dihydroxyacetone.

[発明が解決しようとする課題] 上記公知方法はいずれもグリセロールをジヒドロキシア
セトンに転換せしめる微生物の増殖及びジヒドロキシア
セトンの生産に3〜7日間という長時間を要し、工業的
生産性を改善するという観点から製造時間の短縮が望ま
れている。
[Problems to be Solved by the Invention] All of the above-mentioned known methods require a long time of 3 to 7 days for the growth of microorganisms that convert glycerol into dihydroxyacetone and the production of dihydroxyacetone, which is said to improve industrial productivity. From this point of view, it is desired to shorten manufacturing time.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは上記の問題点を克服し、短時間に増殖し、
且つグリセロールをジヒドロキシアセトンに効率良く短
時間に転換する能力のある微生物を得るため鋭意研究を
行なった。その結果、新たに土壌より分離したバチルス
属に属する好熱性微生物が目的とする性質を有すること
を見いだし、かかる知見にもとづいて本発明を完成した
[Means for Solving the Problems] The present inventors have overcome the above-mentioned problems, multiplied in a short time,
In addition, we conducted extensive research to obtain microorganisms capable of efficiently converting glycerol to dihydroxyacetone in a short period of time. As a result, it was discovered that a thermophilic microorganism belonging to the genus Bacillus newly isolated from soil had the desired properties, and the present invention was completed based on this knowledge.

以下に本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明は、バチルス属に属し、グリセロールをジヒドロ
キシアセトンに転換する能力を有する好熱性微生物をグ
リセロールな含有する培地に培養することにより、また
は適当な培地に培養して得られる菌体またはその処理物
をグリセロールを含有する水溶液に好気的に作用させる
ことにより、培養物中または水溶液中にジヒドロキシア
セトンを生成させ、これを採取することを特徴とするジ
ヒドロキシアセトンの製造法を提供するものである。
The present invention relates to bacterial cells obtained by culturing thermophilic microorganisms belonging to the genus Bacillus and having the ability to convert glycerol into dihydroxyacetone in a medium containing glycerol or by culturing them in a suitable medium, or a processed product thereof. The present invention provides a method for producing dihydroxyacetone, which comprises producing dihydroxyacetone in a culture or an aqueous solution by aerobically acting on an aqueous solution containing glycerol, and collecting the dihydroxyacetone.

本発明に用いる微生物としては、バチルス属に属しグリ
セロールをジヒドロキシアセトンに転換する能力を有す
る好熱性微生物であればいずれでも使用できる。具体的
な例としては、バチルスエスピー(Bacillus 
sp、) TB−516(FEBM P−10524)
(以下TB−516菌と称す)、同TB−927(FE
BM P−10525) (以下TB−927菌と称す
)などが挙げられる。バチルス属に属する好熱性微生物
は、グリセロールからジヒドロキシアセトンへ転換能を
有する微生物として知られている゛アセトバクター属。
As the microorganism used in the present invention, any thermophilic microorganism that belongs to the genus Bacillus and has the ability to convert glycerol into dihydroxyacetone can be used. A specific example is Bacillus sp.
sp,) TB-516 (FEBM P-10524)
(hereinafter referred to as TB-516 bacteria), TB-927 (FE
BM P-10525) (hereinafter referred to as TB-927 bacteria). A thermophilic microorganism belonging to the genus Bacillus is the genus Acetobacter, which is known as a microorganism that has the ability to convert glycerol to dihydroxyacetone.

グルコノバクタ−属などの細菌と、またミクロモノスポ
ラ属などの放線菌とは分類学上明瞭に区別される微生物
である。
Bacteria such as the genus Gluconobacter and actinobacteria such as the genus Micromonospora are microorganisms that are clearly distinguished taxonomically.

次に、TB−5113菌及びTB−927菌の菌学的性
質を示す、なお、この菌学的性質の検討には「微生物の
分類と同定」 (長谷用武治編著、東京大学出版会)及
び「微生物同定法」 (衛生技術会)に記載されている
方法、培地組成を用いた。
Next, the mycological properties of TB-5113 bacteria and TB-927 bacteria are shown. The method and culture medium composition described in "Microorganism Identification Method" (Sanitation Technology Society) were used.

TB−516菌の菌学的性質 [形態的所見](55℃、1〜2日間培養)1、細胞の
形及び大きさ:桿状、0.25〜0.4×0.7〜0.
9μm 2、多形性:なし 3、運動性:なし 4、胞子:円形の内生胞子を細胞の中央乃至先端に形成
する。胞子亦辱ふくれない。
Mycological properties of TB-516 bacteria [morphological findings] (cultured at 55°C for 1-2 days) 1. Cell shape and size: rod-shaped, 0.25-0.4 x 0.7-0.
9 μm 2, Pleomorphism: None 3, Motility: None 4, Spores: Round endospores are formed at the center or tip of the cell. Spores and insults do not swell.

5、ダラム染色:陽性 6、抗酸性;なし [生育状態](55℃、1〜2日間培養)1、肉汁寒天
平板培養 形状二円形 周縁:裂片乃至不斉歯芽状 隆起:扁平状 光沢:飾光 表面:粗で圧伏 色調二手透明 2、肉汁寒天斜面培養 生育度:良好 形状二大系状 3、肉汁液体培養 表面生育:皮膜形成 濁度:混濁 沈漬:少量 着色、脱色:なし 4、肉汁ゼラチン穿刺培養(ゼラチンは30%添加、5
5℃で適時培養後、冷却して固化状態を判定) ゼラチンを液化する。
5. Durham staining: Positive 6. Acid-fast; None [Growth status] (55°C, cultured for 1 to 2 days) 1. Juicy agar plate culture Shape: Bi-circular periphery: Lobes or asymmetric tooth bud-like ridges: Squamous luster: Decorative light surface: Rough and crushed color Two-hand transparent 2, Meat juice agar slope culture Growth rate: Good shape, two major types 3, Meat juice liquid culture Surface growth: Film formation Turbidity: Cloudy Sedimentation: Small amount of coloring, Decolorization: None 4 , Meat juice gelatin puncture culture (30% gelatin added, 5
After incubating at 5°C for an appropriate time, cool and determine the solidification state) Liquefy the gelatin.

5、肉汁寒天穿刺培養 形状:表面生育のみ 表面生育:旺盛 6、リドマスミルク リドマス退色なく、pH不変化、ミルクの凝固やや有り
5. Meat juice agar puncture culture Shape: Only surface growth Surface growth: Vigorous 6. Lidmus milk Lidmus no discoloration, no pH change, some coagulation of milk.

[生理゛学的性質](55℃、1〜2日間培養)1、硝
酸塩の還元および脱窒反応:硝酸塩の還元、脱窒反応と
もにあり 2、MRテスト:陰性 3、VPテスト:陽性 4、インドールの生成:なし 5、硫化水素の生成:なし 6、デンプンの加水分解:あり 7、クエン酸の利用:あり 8、無機窒素源の利用:硝酸塩、アンモニウム塩ともに
あり 9、色素の生成:なし 10、ウレアーゼ活性・:なし 11、オキシダーゼ活性:あり 12、カタラーゼ活性:あり 13、生育pH: [1,0〜9.5、至適pH範囲=
6.5〜8.0 14、生育温度=18〜58℃、 至適生育温度範囲:33〜50℃ tS、酸素に対する態度:好気性で、良く生育するが、
嫌気下でも生育が見られる。
[Physiological properties] (Culture at 55°C for 1 to 2 days) 1. Nitrate reduction and denitrification reactions: Both nitrate reduction and denitrification reactions exist 2. MR test: negative 3, VP test: positive 4, Indole generation: None 5, Hydrogen sulfide generation: None 6, Starch hydrolysis: Yes 7, Citric acid usage: Yes 8, Inorganic nitrogen source usage: Both nitrates and ammonium salts 9, Pigment production: None 10, Urease activity: No 11, Oxidase activity: Yes 12, Catalase activity: Yes 13, Growth pH: [1,0-9.5, Optimal pH range =
6.5-8.0 14, Growth temperature = 18-58℃, Optimal growth temperature range: 33-50℃ tS, Attitude towards oxygen: Aerobic, grows well,
Growth can be observed even under anaerobic conditions.

16.0−Fテスト: Fermentation17
、サブロー・デキストロース寒天培地における発育性:
生育する 18、アジ化ナトリウム0,02%含有培地、55℃培
養下における発育性;生育する 19、リゾチーム0.001%存在下における発育性(
45℃で試験):生育する 20、フェニルアラニンの脱アミノ反応:なし21、塩
化ナトリウムの耐性=lO%でも増殖する22、ビタミ
ン要求性の有無:なし 23、チロシンの分解性:なし [炭素源からの酸およびガスの生成] D−キシロース、D−グルコース、D−マンノース、D
−フラクトース、D−ガラクトース。
16.0-F Test: Fermentation17
, growth on Sabouraud dextrose agar:
Growing 18, growth in a medium containing 0.02% sodium azide, 55°C culture; Growing 19, growth in the presence of 0.001% lysozyme (
Tested at 45℃): Grows 20, Phenylalanine deamination reaction: None 21, Sodium chloride tolerance = 1O% growth 22, Vitamin requirement: None 23, Tyrosine degradability: None [From carbon source acid and gas production] D-xylose, D-glucose, D-mannose, D
-Fructose, D-galactose.

ays、シェークロース、トレハロース、D−マンニト
ール、D−ソルビトール、イノシトール。
ays, shakerose, trehalose, D-mannitol, D-sorbitol, inositol.

デンプン、グリセリンを資化して増殖し、酸を生成する
が、ガスは生成しない。アラビノース、乳糖の利用性は
微弱またはなし。
It grows by assimilating starch and glycerin and produces acid, but does not produce gas. Availability of arabinose and lactose is weak or absent.

以上の微生物の菌学的諸性質から、パージエイズ・マニ
ュアル・オブ・システマティック・バクテリオロジー(
Bargey’s manual of system
aticbacteriology)  (1984)
の分類方法にしたがって検索し、TB−516菌をバチ
ルス属と同定した0次に、公知のバチルス属の菌類と比
較するとき、TB−516菌はその生育温度範囲及び嫌
気性培地で生育する点からバチルス・ライケニフォルミ
ス(Bacilluslichentformis)及
びバチルス・コアギユランス(Baciljus co
agulans)のどちらかと考えられるが、TB−5
16菌は運動性がない点で上のどちらとも異なっている
。更に、バチルス・ライケニフオルミスとはアラビノー
スから酸を生成しない点及び0.02%アジ化ナトリウ
ム存在下で生育する点で、バチルス・コアギユランスと
はo、oot%リゾチーム存在下及び5〜10%NaC
j存在下で生育する点、ゼラチンを分解する点でそれぞ
れ異なっている。
Based on the mycological properties of microorganisms mentioned above, PURGE AIDS Manual of Systematic Bacteriology (
Bargey's manual of system
(1984)
The TB-516 bacterium was identified as a Bacillus genus by searching according to the classification method of From Bacillus licheniformis and Bacillus coagulans
agulans), but TB-5
Bacteria 16 differs from both of the above in that they are not motile. Furthermore, Bacillus licheniformis differs from Bacillus licheniformis in that it does not produce acid from arabinose and grows in the presence of 0.02% sodium azide, whereas Bacillus coagyulans differs from O, OOT% in the presence of lysozyme and in the presence of 5 to 10% sodium azide. %NaC
They differ in that they grow in the presence of j and in that they decompose gelatin.

以上の事項から明らかな通り、TB−516菌は公知の
菌種と区別されるため、これを新菌種として設定するこ
とが適当であると結論された。
As is clear from the above, since the TB-516 bacterium is distinct from known bacterial species, it was concluded that it is appropriate to designate it as a new bacterial species.

TB−516菌は工業技術院微生物工業技術研究所に徴
工研菌寄第10524号(FEBN P−10524)
として寄託されている。
The TB-516 bacterium was submitted to the National Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology under the contract No. 10524 (FEBN P-10524).
It has been deposited as.

T!−927菌の菌学的性質 [形態的所見](55℃、18時間培養)1、細胞の形
及び大きさ:桿状、0.3〜0.4 X017〜1.3
μm 2、多形性:なし 3、運動性:なし 4、胞子二円形の内生胞子を細胞の中央に形成する。
T! Mycological properties of -927 bacteria [morphological findings] (55°C, 18 hour culture) 1. Cell shape and size: rod-shaped, 0.3-0.4 X017-1.3
μm 2, pleomorphism: none 3, motility: none 4, spores Two circular endospores are formed in the center of the cell.

5、ダラム染色:陽性 6、抗酸性:なし [生育状態](55℃、18時間培!り1、肉汁寒天平
板培養 形状:円形 周縁:金縁乃至やや波状 隆起:扁平状 光沢:ややあり 表面:やや粗雑 色調二手透明 2.肉汁寒天斜面培養 生育度:良好 形状1太糸状 3、肉汁液体培養 表面生育:なし 濁度:やや混濁 沈渣:なし 着色、脱色:なし 4、肉汁ゼラチン穿刺培養(ゼラチンは30%添加、5
5℃で適時培養後、冷却して固化状態を判定) 生育不良で沈漬少量、ゼラチンを液化しない。
5. Durham staining: Positive 6. Acid-fastness: None [Growth condition] (Cultivated at 55°C for 18 hours! 1. Cultured on meat juice agar plate Shape: Circular Rim: Gold edge to slightly wavy ridges: Flat Gloss: Slightly present Surface: Slightly coarse color tone, two-hand transparent 2. Meat juice agar slant culture Growth rate: Good shape 1 Thick filament 3, Meat juice liquid culture Surface growth: None Turbidity: Slightly turbid Sediment: None Coloring, bleaching: None 4, Meat juice gelatin puncture culture (gelatin 30% addition, 5
After culturing at 5°C, cool and determine the solidification state) Due to poor growth, a small amount of gelatin is submerged, and the gelatin does not liquefy.

5、肉汁寒天穿刺培養 形状:表面のみ生育 表面生育:旺盛 6、リドマスミルク リドマス退色なく、pH不変化、ミルクの凝固、液化な
し [生理学的性質](55℃、1〜2日間培養)1、硝酸
塩の還元および脱窒反応:硝酸還元。
5. Meat juice agar puncture culture Shape: Growth only on the surface Surface growth: Vigorous 6. Lidmus milk No fading, no pH change, no coagulation or liquefaction of milk [Physiological properties] (Culture at 55°C for 1 to 2 days) 1. Nitrate reduction and denitrification reaction: Nitrate reduction.

脱窒反応ともになし 2、MRテスト:陽性 3、VPテストニ陰性 4、インドールの生成:なし 5、硫化水素の生成:なし 6、デンプンの加水分解:あり 7、クエン酸の利用:あり 8、無機窒素源の利用:硝酸塩、アンモニウム塩のどち
らも微弱 9、色素の生成;なし 10、ウレアーゼ活性:なし 11、オキシダーゼ活性:あり 12、カタラーゼ活性:あり 13、生育pH: 4.5〜7,5、 至適pH範囲:5.0〜6,5 14、生育温度:35〜60℃、 至適生育温度範囲:43〜58℃ 15、酸素に対する態度:好気性 1[i、O−Fテスト: Fermentation1
7、サブロー・デキストロース寒天培地における発育性
:良好 18、アジ化ナトリウム0.02%含有培地、55℃培
養下における発育性:なし 19、リゾチーム0.001%存在下における発育性(
45℃で試験):なし 20、フェニルアラニンの脱アミノ反応:なし21、塩
化ナトリウムの耐性:0,5%でも増殖しない 22、ビタミン要求性の有無:なし 23、チロシンの分解性:なし [炭素源からの酸およびガスの生成] D−キシロース、D−グルコース、D−マンノース、D
−フラクトース、D−ガラクトース。
No denitrification reaction 2, MR test: positive 3, VP test negative 4, indole production: none 5, hydrogen sulfide production: none 6, starch hydrolysis: yes 7, citric acid utilization: yes 8, inorganic Utilization of nitrogen source: Both nitrate and ammonium salt are weak 9, Pigment production: None 10, Urease activity: None 11, Oxidase activity: Yes 12, Catalase activity: Yes 13, Growth pH: 4.5-7.5 , Optimum pH range: 5.0-6,5 14, Growth temperature: 35-60℃, Optimum growth temperature range: 43-58℃ 15, Attitude towards oxygen: Aerobic 1 [i, O-F test: Fermentation1
7. Growth in Sabouraud dextrose agar medium: Good 18. Growth in culture medium containing 0.02% sodium azide at 55°C: None 19. Growth in the presence of 0.001% lysozyme (
Tested at 45℃): None 20, Phenylalanine deamination reaction: None 21, Sodium chloride tolerance: Does not grow even at 0.5% 22, Vitamin requirement: None 23, Tyrosine degradability: None [carbon source Generation of acid and gas from D-xylose, D-glucose, D-mannose, D
-Fructose, D-galactose.

麦−f” 糖、シュークロース、トレハロース、D−マ
ンニトール、D−ソルビトール、デンプン、グリセリン
を資化して増殖し、酸を生成するが、ガスは生成しない
。アラビノース、乳糖、イノシトールの利用性は微弱ま
たはなし。
Wheat-f” Grows by assimilating sugar, sucrose, trehalose, D-mannitol, D-sorbitol, starch, and glycerin and produces acid, but no gas. Utilization of arabinose, lactose, and inositol is weak. Or none.

以上の微生物の菌学的諸性質から、パージエイズ・マニ
ュアル・オブ・システマティック・バクテリオロジ−(
8ergey’s manual of system
aticbacteriology)  (1984)
の分類方法にしたがって検索し、前記TB−927菌を
バチルス属と同定した0次に、公知のバチルス属の菌類
と比較するとき、前記TB−927菌はその生育温度範
囲からバチルス・ステアロサーモフィラス(Bacil
lusStearothermo hilus) 、バ
チルス・コアギユランス(Bacillus coag
ulans)及びバチルス・プレビス(Bacillu
s brevis)のいずれかと考えられるが、TB−
927菌は運動性がない点で上のいずれとも異なってい
る。更に、バチルス・ステアロサーモフィラスとはサブ
ロー・デキストロース培地で生育する点、カゼインを加
水分解しない点およびジヒドロキシアセトンを生成する
点で、バチルスコアギユランスとは嫌気寒天培地及び0
.02%アジ化ナトリウム存在下及び2%NaCl存在
下で生育しない点で、またバチルス・プレビスとはキシ
ロースから酸を生成する点、カゼイン、ゼラチン及びチ
ロシンを分解しない点およびジヒドロキシアセトンを生
成する点でそれぞれ異なっている。
Based on the mycological properties of microorganisms mentioned above, PURGE AIDS Manual of Systematic Bacteriology (
8ergey's manual of system
(1984)
The TB-927 bacterium was identified as a Bacillus genus by searching according to the classification method of Philus (Bacil)
lusStearothermo hilus), Bacillus coagulans (Bacillus coag)
ulans) and Bacillus plevis (Bacillus
s brevis), but TB-
The 927 bacterium differs from all of the above in that it is not motile. Furthermore, Bacillus stearothermophilus grows on Sabouraud dextrose medium, does not hydrolyze casein, and produces dihydroxyacetone, whereas Bacillus coagyulans grows on anaerobic agar medium and
.. It is different from Bacillus plebis in that it does not grow in the presence of 2% sodium azide or 2% NaCl, and that it produces acid from xylose, does not decompose casein, gelatin and tyrosine, and produces dihydroxyacetone. Each one is different.

以上の事項から明らかな通り、TB−927菌は公知の
菌種と区別されるため、これを新菌種として設定するこ
とが適当であると結論された。
As is clear from the above, since the TB-927 bacterium is distinct from known bacterial species, it was concluded that it is appropriate to designate it as a new bacterial species.

TB−927菌は工業技術院微生物工業技術研究所に微
工研菌寄第10525号(FERM P−10525)
として寄託されている。
The TB-927 bacterium was submitted to the Institute of Microbiological Technology, Agency of Industrial Science and Technology as Microbiological Research Institute No. 10525 (FERM P-10525).
It has been deposited as.

本発明に使用する栄養培地としては、炭素源。The nutrient medium used in the present invention includes a carbon source.

窒素源、無機物及び必要に応じて微量栄養素を程よく含
有するものであれば天然及び合成培地のいずれでもよい
Any natural or synthetic medium may be used as long as it contains a suitable amount of nitrogen source, inorganic substances, and if necessary, micronutrients.

炭素源としてはグルコース、マンニトール、ソルビトー
ル、デキストリン、+11粉、グリセリンなどが利用で
きる。窒素源としてはペプトン、酵母エキス、肉エキス
、大豆粉、コーンステイープリカーなどの含窒素天然物
や、硫酸アンモニウム。
As a carbon source, glucose, mannitol, sorbitol, dextrin, +11 powder, glycerin, etc. can be used. Nitrogen sources include nitrogen-containing natural products such as peptone, yeast extract, meat extract, soybean flour, cornstarch liquor, and ammonium sulfate.

塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム等の有機化成品、
グルタミン酸などのアミノ酸などが利用できる。その他
必要に応じて各種リン酸塩、硫酸マグネシウム、塩化カ
ルシウム、炭酸カルシウム等の無機物を添加する。
Organic chemicals such as ammonium chloride and ammonium nitrate,
Amino acids such as glutamic acid can be used. Other inorganic substances such as various phosphates, magnesium sulfate, calcium chloride, and calcium carbonate are added as necessary.

培養法としては、固体培養、液体培養のいずれも可能で
あるが、工業的には通気攪拌培養法が最も適している。
As a culture method, both solid culture and liquid culture are possible, but the aerated agitation culture method is the most suitable from an industrial perspective.

培養はTB−516菌では15〜58℃、TB−927
菌では35〜60℃の範囲の温度で行なうことができる
が、それぞれ33〜50℃、43〜58℃が好適である
。 pHは中性乃至弱酸性が望ましい。
Culture at 15-58℃ for TB-516 bacteria, TB-927
For bacteria, it can be carried out at a temperature in the range of 35 to 60°C, preferably 33 to 50°C and 43 to 58°C, respectively. The pH is preferably neutral to weakly acidic.

本発明では、0.5〜15%濃度のグリセロールと前記
した窒素源および無機物を適度に含有する培地で当該微
生物を培養することにより、培養物中にジヒドロキシア
セトンが生成蓄積する。
In the present invention, dihydroxyacetone is produced and accumulated in the culture by culturing the microorganism in a medium containing moderate amounts of glycerol at a concentration of 0.5 to 15%, the aforementioned nitrogen source, and inorganic substances.

また、培養菌体又はその処理物(例えば洗浄菌体、乾燥
菌体、破砕処理物、破砕処理物の蛋白質分画、酵素処理
物、界面活性剤処理物、処理物の固定化物あるいは固定
化菌体)をグリセロールを含む水溶液に好気的に作用さ
せることにより、ジヒドロキシアセトンを水溶液中に生
成する場合には、微生物の培養に前記培地成分及び培養
条件を用いる。グリセロール水溶液の濃度は通常5〜3
0%程度が好ましく、更に微量の無機塩類を添加しても
よい。反応温度は20〜80℃、特に40〜60℃が好
ましい。
In addition, cultured bacterial cells or processed products thereof (for example, washed bacterial cells, dried bacterial cells, crushed processed products, protein fractions of crushed processed products, enzyme-treated products, surfactant-treated products, immobilized products of treated products, or immobilized bacterial cells) When dihydroxyacetone is produced in an aqueous solution by aerobically acting on an aqueous solution containing glycerol, the above-mentioned medium components and culture conditions are used for culturing the microorganism. The concentration of glycerol aqueous solution is usually 5-3
It is preferably about 0%, and a trace amount of inorganic salts may also be added. The reaction temperature is preferably 20 to 80°C, particularly 40 to 60°C.

培養物中に生成蓄積したジヒドロキシアセトンを分1!
II 精製するには、遠心分離などにより菌体を除去し
た後、酢酸エチルなどの有#1溶剤による抽出また各種
ゲル?濾過クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィ
ーをそれぞれ組み合わせて行なえばよい。
Dihydroxyacetone produced and accumulated in the culture is reduced by 1 minute!
II To purify, remove the bacterial cells by centrifugation, etc., and then extract with #1 solvent such as ethyl acetate or use various gels. Filtration chromatography and adsorption chromatography may be performed in combination.

一方、菌体及びその処理物をグリセロール水溶液に作用
させてジヒドロキシアセトンを生成させる場合も、まず
遠心分離などにより菌体及びその処理物を除去した後、
上記同様に溶剤抽出、各種クロマトグラフィーを組み合
わせることにより効率よく分離精製できる。
On the other hand, when dihydroxyacetone is produced by allowing bacterial cells and their processed material to act on an aqueous glycerol solution, first remove the bacterial cells and their processed material by centrifugation, etc.
As above, separation and purification can be achieved efficiently by combining solvent extraction and various types of chromatography.

[実施例] 以下実施例を挙げて本発明方法を具体的に説明する。実
施例中ジヒドロキシアセトンの確認及び定量は、塩化ト
リフェニルテトラゾリウムによる呈色を利用した薄層ク
ロマトグラフィー及びガスクロマトグラフィーにより行
なった。
[Example] The method of the present invention will be specifically explained below with reference to Examples. In the examples, dihydroxyacetone was confirmed and quantified by thin-layer chromatography and gas chromatography using color development with triphenyltetrazolium chloride.

実施例I Tト516菌を下記組成の種培地に接種しく 5011
)1500mj容エルレンマイヤーフラスコ)、50℃
にて16時間培養した。
Example I Inoculate the T516 bacteria into a seed medium with the following composition.5011
) 1500mj Erlenmeyer flask), 50℃
The cells were cultured for 16 hours.

極培地組成:グリセロール0.5%、酵母エキス0.2
5%、ペプトン0.25%、リン酸2カリウム0.1%
、塩化カルシウム0.03%および硫酸マグネシウム0
.01%(殺菌前pH7,0)次に、かくして得られた
培養菌体を下記組成のジヒドロキシアセトン生産培地(
50mf1500mj )に1 mlずつ植菌し、50
℃、8時間好気的に培養を行なった。
Polar medium composition: glycerol 0.5%, yeast extract 0.2
5%, peptone 0.25%, dipotassium phosphate 0.1%
, calcium chloride 0.03% and magnesium sulfate 0
.. 01% (pH 7.0 before sterilization) Next, the cultured cells thus obtained were placed in a dihydroxyacetone production medium (
Inoculate 1 ml each into 50mf1500mj) and
The culture was carried out aerobically at ℃ for 8 hours.

ジヒドロキシアセトン生産培地組成:グリセロール2%
、コーンステイープリカー1%、酵母エキス0,5%、
リン酸2カリウム0.1%、塩化カルシウム0.05%
、硫酸マグネシウム0.01%(殺菌前1)H7,0) 培養終了後、遠心分離により菌体を除去した。
Dihydroxyacetone production medium composition: glycerol 2%
, cornstarch liquor 1%, yeast extract 0.5%,
Dipotassium phosphate 0.1%, calcium chloride 0.05%
, magnesium sulfate 0.01% (before sterilization 1) H7.0) After completion of the culture, the bacterial cells were removed by centrifugation.

その結果、培養液中に生成蓄積したジヒドロキシアセト
ンは約8 g/eであった。
As a result, the amount of dihydroxyacetone produced and accumulated in the culture solution was approximately 8 g/e.

実施例2 実施例1の種培地で培養したTB−516菌を下記組成
の菌体生産用培地(50mN1500mj)に1 ml
lずつ接種し、50℃で8時間好気的に培養を行なった
Example 2 1 ml of the TB-516 bacteria cultured in the seed medium of Example 1 was added to a bacterial production medium (50 mN, 1500 mj) with the following composition.
The cells were inoculated and cultured aerobically at 50°C for 8 hours.

菌体生産用培地:グリセロール0.5%、コーンステイ
ープリカー1%、酵母エキス0.5%、リン酸2カリウ
ム0.5%、゛塩化アンモニラ60.5%。
Culture medium for cell production: 0.5% glycerol, 1% cornstarch liquor, 0.5% yeast extract, 0.5% dipotassium phosphate, 60.5% ammonium chloride.

塩化カルシウム0.05%、硫酸マグネシウム0.01
%(殺菌前pH7,o ) 培養終了後遠心分列により菌体を集め、50mN(50
0m1l容エルレンマイヤーフラスコ)の10%グリセ
ロール水溶液に懸濁し、50℃で18時間好気的に反応
させ、反応終了後遠心分離により菌体を除去した。その
結果、反応液中に生成蓄積したジヒドロキシアセトンは
約65 g/jであった。
Calcium chloride 0.05%, magnesium sulfate 0.01
% (before sterilization pH 7, o) After the completion of culture, collect the bacterial cells by centrifugation and strain at 50 mN (50
The cells were suspended in a 10% aqueous glycerol solution in a 0ml Erlenmeyer flask and reacted aerobically at 50°C for 18 hours, and after the reaction was completed, the bacterial cells were removed by centrifugation. As a result, the amount of dihydroxyacetone produced and accumulated in the reaction solution was approximately 65 g/j.

実施例3 実施例1の種培地で培養したTB−927菌を実施例1
のジヒドロキシアセトン生産用培地に111jずつ植菌
し、52℃で8時間好気的に培養を行なった。
Example 3 TB-927 bacteria cultured in the seed medium of Example 1
111j of each cellulose were inoculated into a dihydroxyacetone production medium and cultured aerobically at 52°C for 8 hours.

培養終了後、遠心分類1により菌体を除去した。その結
果、培養液中に生成蓄積したジヒドロキシアセトンは約
10g/ffであった。
After the culture was completed, the bacterial cells were removed by centrifugation classification 1. As a result, the amount of dihydroxyacetone produced and accumulated in the culture solution was approximately 10 g/ff.

実施例4 実施例1の種培地で培地したTB−927菌を実施例2
の菌体生産用培地に1 mRずつ接種し、52℃で8時
間好気的に培養を行なった。
Example 4 TB-927 bacteria cultured in the seed medium of Example 1 was used in Example 2.
The cells were inoculated at 1 mR each into a bacterial cell production medium, and cultured aerobically at 52°C for 8 hours.

培養終了後遠心分離により菌体を集め、50m6(50
hj容エルレンマイヤーフラスコ)の10%グリセロー
ル水溶液に懸濁し、50℃で16時間好気的に反応させ
、反応終了後遠心分離により菌体を除去した。その結果
、反応液中に生成蓄積したジヒドロキシアセトンは約8
9g/Rであった。
After culturing, collect the bacterial cells by centrifugation and place them in a 50 m6 (50
The cells were suspended in a 10% aqueous glycerol solution in a 10-volume Erlenmeyer flask) and reacted aerobically at 50°C for 16 hours. After the reaction was completed, the bacterial cells were removed by centrifugation. As a result, the amount of dihydroxyacetone generated and accumulated in the reaction solution was approximately 8
It was 9g/R.

[発明の効果] 本発明によれば、バチルス属に属する好熱性微生物を用
いて、短時間にジヒドロキシアセトンを効率よく生産で
きる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, dihydroxyacetone can be efficiently produced in a short time using thermophilic microorganisms belonging to the genus Bacillus.

手続(甫上書(自発) 平成1年6月I6日Procedures (overwriting (voluntary) June I6, 1999

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)バチルス属に属し、グリセロールをジヒドロキシ
アセトンに転換せしめる能力を有する好熱性微生物を、
グリセロールを含有する培地に培養することにより、ま
たは適当な培地に培養して得られる菌体またはその処理
物をグリセロールを含む水溶液に好気的に作用させるこ
とにより、培養物中または水溶液中にジヒドロキシアセ
トンを生成させ、これを採取することを特徴とするジヒ
ドロキシアセトンの製造法。
(1) A thermophilic microorganism that belongs to the genus Bacillus and has the ability to convert glycerol to dihydroxyacetone,
By culturing in a medium containing glycerol, or by aerobically acting on an aqueous solution containing glycerol with bacterial cells obtained by culturing on a suitable medium or a processed product thereof, dihydroxyl can be added to the culture or aqueous solution. A method for producing dihydroxyacetone, which comprises producing acetone and collecting it.
(2)グリセロールをジヒドロキシアセトンに転換せし
める能力を有するバチルス属に属する好熱性微生物がバ
チルス・エスピーTB516またはバチルス・エスピー
TB927である請求項1記載の製造法。
(2) The production method according to claim 1, wherein the thermophilic microorganism belonging to the genus Bacillus having the ability to convert glycerol to dihydroxyacetone is Bacillus sp. TB516 or Bacillus sp. TB927.
JP11108289A 1989-04-28 1989-04-28 Production of dihydroxyacetone Pending JPH02286089A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011147378A (en) * 2010-01-20 2011-08-04 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Method for producing dihydroxyacetone

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011147378A (en) * 2010-01-20 2011-08-04 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Method for producing dihydroxyacetone

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