JPH0451898A - ソルビン酸類の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はソルブアルデヒドを微生物学的に酸化して得ら
れたソルビン酸又はソルビン酸アルカリ塩含有水溶液か
ら、核酸又は該酸塩を製造する方法に関するものである
。

［従来の技術］ ソルビン酸あるいはその塩はいずれも抗カビ力が優れて
いるので食品保存剤として賞用されているが、その工業
的な製造法としては通常クロトンアルデヒドとケトンと
を反応させて中間的に形成されたβ−ラクトンを経てそ
のポリエステルを製造し、次いで該ポリエステルを熱分
解、酸分解あるいはイオン交換樹脂分解してソルビン酸
を生成させる方法が実施されている。

しかしながら、かかる方法においてはポリエステル分解
後のソルビン酸の回収あるいは精製操作が面倒で工程面
が長く、複雑な工程管理を必要とする等製造面、経済面
において必ずしも有利であると言い難い。

かがる解決策として、ソルブアルデヒドを特定の微生物
で酸化処理してソルビン酸を製造する方法が提案され、
又本出願人も特許出願を行っているところである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる微生物によるソルビン酸の製造法
では製造されたソルビン酸類が反応系に蓄積されていく
のであるが、核酸はソルブアルデヒドを酸化する微生物
内のＳＨ酵素を阻害して微生物活性を抑制することが多
いために、ソルビン酸の収率を低下させるという欠点を
もつことがある。従って反応中に生成したソルビン酸の
一部を系外に除去しながら微生物活性を維持し、目的物
の収率を向上させる必要があり、しかも反応系にはソル
ピン酸以外にも肉エキス、ペプトン等の培地組成物や微
生物の分解で溶出する蛋白質等が不純物として溶解して
いる１コめ反応系から除去されたソルビン酸を精製して
製品化しなければならない。又、かかるソルビン酸の精
製は反応中に除去されるソルビン酸に対して行われる場
合のみならす、反応を完全に終了した生成液からソルビ
ン酸を回収する場合にも必要とされることは言うまでも
ないことで、微生物的酸化法で得られるソルビン酸の精
製についてはどの様な反応形態にしろ、創意工夫が必要
とされるのである。

本発明はます晶析性、蒸留法、抽出法等の周知の単離操
作について検討したが、晶析性は得られるソルビン酸の
純度が悪く、蒸留法は一旦ソルピン酸をメチルエステル
等にエステル化する必要があり、又抽出法は抽出液とし
て有機溶媒等を使用するために廃液処理の問題が生じる
等の欠点があり、工業的な実施においてはいずれの精製
法も多くの課題が残されていることが判った。

［課題を解決するための手段］ しかるに本発明者は上記問題を解決すへく鋭意研究を重
ねた結果、ソルブアルデヒドを微生物により酸化して得
られるソルビン酸又はソルビン酸アルカリ塩含有水溶液
を電気透析する場合、純度に優れたソルビン酸類を収率
良く製造出来ることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

本発明は、ソルブアルデヒドを微生物法により酸化処理
して得られるソルビン酸又はソルビン酸アルカリ塩含有
水溶液から電気透析によりソルビン酸類を製造するもの
であり、ソルビン酸類が電気透析により単離される事実
は今まで見出されていない。この製造法では、純度の高
いソルビン酸類を製造でき、しかもソルビン酸を系外に
除去しながら反応を行う場合、微生物活性を防げないの
でソルビン酸の生成量が向上するという効果を与える。

従来、ソルビン酸の如き弱酸性のカルボン酸は、塩の形
でなければ解離が起こりにくく電気透析が困難であると
一般に考えられているが、ソルビン酸は分子内に共役二
重結合を有するため共鳴体を形成して分子全体が比較的
安定な陰イオン性物質となるので、電気透析か実施可能
であることは新規な事実であると言わざるを得ない。

次に本発明について詳しく説明する。

まず本発明で電気透析の対象とするソルビン酸類とは、
ソルブアルデヒトを酸化能力を持つ微生物により酸化処
理した水溶液である。酸化能力の持つ微生物とは、ソル
ブアルデヒドを酸化させるものであればいずれでも良く
、例えばミコバクテリアム　ロトクロス（Ｍｙｃｏｂａ
ｃｔｅｒｉｕｍｒｈｏｄｏｃｈｒｏｕｓ、　　Ｉ　Ｆ　
Ｏ１３１６１）　、ロドシュードモナス　スフエロイド
（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　５ｐｈｅｒｏｉ
ｄｅｓ。

ＩＦＯｔ２２０３）、ストレプトミセス　アルピドフラ
バス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ａＩｂｉｄｏｆｌａ
ｖｕｓｌｌ　Ｆ　ＯＩ　３０１０）、アセトバクター　
アセンデンス（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒａｓｃｅｎｄｅ
ｎｓｌｌ　Ｆ　Ｏ３１８８）　、アセトバクター　パス
チュリアヌス　サブエスピー　ロバニエン（Ａｃｅｔｏ
ｂａｃｔｅｒ　ｐａｓｔｅｕｒｉａｎｕｓ　５ｕｂｓｐ
　１ｏｖａｎｉｅｎ、　　Ｉ　Ｆ　ＯＩ　３７５３）、
アルカリゲネス　ユートロファス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎ
ｅｓｅｕｔｒｏｐｈｕｓ、　ＡＴ　ＣＣ１７６９９）等
がある。

上記、微生物を培養するための培地としては炭素源、窒
素源等を含有し微生物が生育するものであればいずれで
も良い。

炭素源としては、微生物のもつソルビン酸生産活性を阻
害しない化合物であれば任意に使用でき、例えばグルコ
ース、ンユークロース、エタノール、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、１．４−ブタンノオール、
グリセリン、アセトアルデヒド、酢酸、プロピオン酸な
どが挙げられる。又、窒素源としては肉エキス、ペプト
ン、コーンステイープリカー、尿素、硫酸アンモニウム
、塩化アンモニウム、硝酸ナトリウムなどを用いること
が出来る。更に、必要に応じてリン酸塩、マグネンウム
塩、カルシウム塩、鉄塩、銅塩、亜鉛塩などの無機塩類
や微生物の生育に必要な栄養物質を培地に適宜加えるこ
とかできる。

ソルブアルデヒドを酸化処理するに当たっては、上記の
増殖した微生物を含む培地をそのまま使用しても、又、
−旦該培地から集菌し、これを水或は生理食塩水、バッ
ファーに懸濁したものを使用しても良い。

反応液に対してソルブアルデヒドは系中濃度が０２０１
−１０％好ましくは０．０５〜５％程度の範囲で添加さ
れる。仕込み方式は一括、分割、連続等任意に変更可能
であるが、実用上は逐次仕込方式が有利である。

菌体は懸濁液ｌＱ当たり０．５〜２０９（乾燥菌）程度
用いられる。

反応時には撹拌を行い好気的条件を採用する。かかる条
件に設定するには系内に空気や酸素或は必要に応じて他
のガスを混合した混合ガスを吹き込むが、溶液中の酸素
濃度をｌ　ｐｐｍ以上とするのが望ましい。

反応温度は１０〜７０°Ｃ好ましくは２０〜４０℃、反
応時間はＯｌ〜２００時間程度時間開が有利である。

又、反応液へ必要に応じてＰＱＱやＮＡＤ　（Ｐ）等の
補酵素、界面活性剤、有機溶媒等を適宜添加することも
可能である。

更に、反応は増殖期の微生物を用いる培養法と休止菌体
による反応を組合せたり、他の固定化菌体、菌体抽出処
理物を用いる反応を単独もしくは上記方法と組合せて行
う等種々の態様が可能である。

かかる反応によって得られるソルビン酸は系内に共存す
る薬剤の種類によって遊離酸、部分中和塩、完全中和塩
等任意の形状で存在し得るが、本発明の電気透析を有利
に行うためには、遊離酸及び／又はアルカリ塩の形にし
ておくのが有利である。

電気透析を行うＩこ当たっては、反応の継続中あるいは
終了時の任意の段階でソルビン酸又はそのアルカリ塩を
含む反応液を連続的に又は回分的に取り出す。勿論この
際、必要に応じて系中の固形物等不必要な成分が存在す
ればか過等の操作で対処される。そして該反応液をアニ
オン交換膜及びカチオン交換膜を交互に組み合わせてな
る電気透析槽に供給して電気透析を行う。

次にかかる電気透析操作を図面に基づいて具体的に説明
する。但し、図面は本発明の方法において使用せられる
装置の単なる一例を示すもので、これによって本発明は
何ら制限をうけるものではない。図面における電気透析
槽は内部がカチオン交換膜Ｃ及びアニオン交換膜Ａを交
互に設けて複数個の室に区画されており、その一端に陽
極電極室には陽極（＋）■が、また他端の陰極電極室に
は陰極（−）２が設けられている。前記の複数個の室の
うち陽極側をアニオン交換膜、陰極側をカチオン交換膜
で仕切られた処理液室（試料室）３にソルビン酸又はソ
ルビン酸アルカリ塩含有の水溶液を供給し、陽極側をカ
チオン交換膜、陰極側をアニオン交換膜で仕切られた室
（濃縮室）４に塩化ナトリウム、塩化カリウム、ソルビ
ン酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム等の電解質水溶液
を供給して電極に直流電流を通・しる。イオン交換膜の
選択的透過性作用により試料液室から取り出される液は
もはや殆どソルビン酸類は含まれておらず、一方濃縮液
室から取り出される精製液は肉エキス、ペプトン等の培
地組成物や微生物の分解で溶出する蛋白質等の不純物を
含有しない純粋なソルビン酸類含有水溶液となっている
。

ソルビン酸類を回収した試料液は微量のソルブアルデヒ
ドが残っているので再び反応系にもどされソルビン酸類
の製造反応に使用される。

かかる電気透析を行う場合の通電条件は電圧がＩＩＯ〜
１０．ＯＶ、電流が２．８〜０．４Ａ、時間が３０〜９
０分が適当であり、又電気透Ｆｒ温度は２０〜４０℃が
有利である。

得られた濃縮液を減圧蒸留に付することによって目的物
であるソルビン酸類を得るのである。

［作　　用］ 本発明は、微生物法によりソルブアルデヒドから生成さ
れたソルビン酸又はソルビン酸アルカリ塩の水溶液に電
気透析を行うことにより、純度の高いソルビン酸類を高
収率で得ることができる。

［実施例及び対照例］ 次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。

実施例Ｉ 普通栄養培地（肉エキス３ｇ、ペプトンＩＯｇ、食塩５
２、水１ρ、ＰＨ７）１．２５ρを滅菌処理後、アグロ
バクテリウム　ラジオバクター（ＩＦＯ１２６０７）を
１白金耳接種して３７℃、２４時間ジャーファメンター
で培養した。

培養後遠心分離法にて集菌し、菌体をＰＨ７，０，０１
Ｍリン酸バッファーにて２回洗浄し、乾燥換算で２１２
の菌体を得た。

次に大型試験管に乾燥換算で２１９の菌体を入れ、ＰＨ
７，０，０，１Ｍリン酸バッファーを１．２ＦＭ加えて
菌体を懸濁した後にソルブアルデヒドを２．８９９添加
して反応を開始した。反応開始後６時間目に反応液を一
部取り出し、濾過した。次に上記より得られた０、２５
％ソルビン酸（遊離酸）含有水溶液１．２５１を試料液
として電気透析を行い、ソルビン酸を精製した。次にこ
の精製を終えた試料液を再び反応系に戻して反応内のソ
ルビン酸濃度が０．２５％になるまで核酸を生成させた
。再度、系から取り出した０、２５％ソルビン酸含有水
溶液！　２５１２を試料液として電気透析を行った。こ
の操作を全部て５回繰り返し行った。尚、電気透析の条
件は次の通りである。

電気透析装置；徳山曹達（株）製　ＴＳ−１型膜面積；
１．Ｏｄｍ”　　１枚を１０対陽イオン交換膜、ｃＭ−
２（低拡散膜）陰イオン交換膜；　ＡＦＮ （拡散透析可−ボア大） 電極液：３％　硫酸ナトリウム　１ｇ 試料液、０．２５％ソルビン酸水溶液　１．２５Ｎ／回
濃縮液、０．５％　塩化ナトリウム　０．５ρ通電条件
；電圧　　８　８Ｖ 電流　　０．１８〜０．０１Ａ 時間　　約１０時間 ［（１００〜１２０分）／回］ 得られた濃縮液を１７　ｔｏｒｒで減圧蒸留すると１５
３９のソルビン酸が得られ、収率は消費したソルブアル
デヒドに対して８７．９％であった。

又、ガスクロマトグラフィーにより純度を調べると９９
８％であった。

実施例２ 実施例１において、微生物をミコバクテリアムロトクロ
ス′（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　　ｒｈｏｄｏｃｈ
ｒｏｕｓ％　Ｉ　Ｆ　Ｏｌ　　３　１　６１）を使用し
た以外は同例の操作に従って実験を行った。

ソルビン酸は１５．３９得られ消費したソルブアルデヒ
ドに対する収率は８７．９％であった。又純度は９９．
８％であった。

実施例３ 実施例１において、微生物による酸化反応を行う際、反
応液中に水酸化カリウムを加え、ＰＨを９としソルビン
酸カリウムを製造した以外は同例の操作に従って実験を
行った。ソルビン酸カリウムは２０．６９得られ、消費
したソルブアルデヒドに対する収率は８７．７％であっ
た。又純度は９９．８％であった。

対照例１ 実施例■において、電気透析法に従い反応系よりソルビ
ン酸を取り出すことなく１０時間反応させ続けるとソル
ビン酸の収率は４５％に低下した。

［効　　果］ 本発明は、ソルブアルデヒドの微生物法によるソルビン
酸類の製造において、電気透析により反応生成液からソ
ルビン酸又はソルビン酸アルカリ塩を取得することによ
って微生物活性を維持させソルビン酸類の生成量を向上
させかつ純度の高いソルビン酸類を取得できるという効
果を持つ。

第１図

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明において使用する電気透析装置を示す
図である。 ｌ；陽極 ２；陰極 ３；試料室 ４：濃縮室 Ｃ；カチオン交換膜 Ａ；アニオン交換膜 特許出願人　　　　日本合成化学工業株式会社ｌ・陽極 ２　陰極 ３・試料室 ４：＠縮室 Ｃ：カチオン交換膜 Ａ　アニオン交換膜 手 続 補 正置 平成３年３月２１日 ２゜ 発明の名称 ノルビン酸類の製造法 補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人 住 所 大阪市北区野崎町９番６号（郵便番号５３０）補正の対
象 明細書の発明の詳細な説明の欄 補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ソルブアルデヒドを微生物により酸化して得られるソル
   ビン酸又はソルビン酸アルカリ塩含有水溶液を電気透析
   することを特徴とするソルビン酸類の製造法。