JPH0559707B2 - - Google Patents
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- JPH0559707B2 JPH0559707B2 JP60167843A JP16784385A JPH0559707B2 JP H0559707 B2 JPH0559707 B2 JP H0559707B2 JP 60167843 A JP60167843 A JP 60167843A JP 16784385 A JP16784385 A JP 16784385A JP H0559707 B2 JPH0559707 B2 JP H0559707B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
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Description
産業上の利用分野
この発明は醗酵技術を用いて、食物、チユーイ
ンガム、歯みがきペースト、医薬品、咬みたば
こ、喫煙たばこ、香料成分、コロン水、或いは固
形、液体の陰イオン系、陽イオン系、非イオン
系、両性イオン系洗剤、付香高分子製品、繊維ソ
フトナー成分、繊維ソフトナー製品、化粧品、整
髪用製品などの着香製品の香り又は味を増加、或
いは強化するのに、官能的に有用な性質を持つと
知られている或る種の天然に存在するエステルを
生成し、回収する製法に関するものである。 問題点を解決するための手段 本発明のエステルは式 〔式中R1,R2及びR3は水素又はメチル基を表
わし、R′はC2−C5低級アルキル基、点線は炭素
−炭素一重結合又は炭素−炭素二重結合であり、
さらにR1,R2及びR3の内少なくとも1つはメチ
ル基である〕で表わされる。 これらのエステルは式、 (式中、R1,R2およびR3は上記と同意義であ
る) で表わされるアミノ酸とC2−C5低級アルコール
との反応式 で表わされる酵素反応で生成される。 勿論、上記反応によつて得られた混合物には、 式、 (式中、R1,R2,R3およびR′は上記と同意義
である) で表わされるエステルの他に多くのエステルが含
まれることは、以上のさらに詳しく説明及び実施
例に記載される如く明らかである。 反応式 で示される反応は、例えばゲオトリチユム フラグランス …ATCC 11247 (Geotrichum fragrans) 別名オースボラ フラグランス (Oospora fragrans)ゲオトリチユム ペニシラタウム …CBS 62774 (Geotrichum penicillatum)ゲオトリチユム スアベオレンス …CBS 38236 (Geotrichum suaveolens) 〔注〕 CBSはセントラルブラウ フオル シユメル
カルチアーズ(Centraalbureau Voor
Schimmelcultures)(オランダ)である。等の微
生物が反応混合物中に存在することにもたらされ
るものである。 反応は式、 で表わされる例えば、L−ロイシン、L−イソロ
イシン、又はL−バリンの様なアミノ酸の1つ又
はこれらの混合物と、デキストロース、マルトー
ス、ラクトース、フラクトース、サクロース、黒
糖密、コーンシラツプ、固形コーンシラツプ、コ
ーンスターチ及びエチルアルコール等の炭素源と
を入れた醗酵槽に空気を通すことにより行なわれ
る。醗酵槽中のアミノ酸又は混合アミノ酸の濃度
は、醗酵槽中の総量の0.1重量%から1.0重量%で
ある。又醗酵槽中の炭素源の濃度は醗酵槽中の総
量の0.5%から0.8%である。 用いられる他の物質としては、イソブタノー
ル、バター油、ココナツツ油等があげられる。 醗酵反応は、酸性度はPH4.0から約7.5で、反応
温度は20℃から35℃の間で行なわれる。好ましく
は、PHは4.75から7.0の間で、反応温度は22℃か
ら28℃である。醗酵反応の時間は、20時間から約
100時間で、醗酵温度、空気流通速度、醗酵ブロ
ス酸性度、炭素源の注入速度等の醗酵条件により
異なる。又、エチルアルコールをその濃度が、例
えば醗酵ブロス全量の0.8重量%から0.9重量%に
保つように加えることが望ましい。 本発明で重要な点は、反応式 で表わされる醗酵反応より生じた式、 で表わされるエステル生成物を、生成されると同
時に採取されることである。 醗酵中、式、 で表わされるエステル及び詳しく後述される如く
他の有用なエステルが共に、醗酵ブロス中に通じ
た空気により取り出される。このエステルを含む
空気流はフイルター及びコンデンサーを経て冷却
され、冷却された空気流は1つ又はそれ以上の活
性炭ベツドを通り、式、 で表わされるエステル及び他の有効なエステルが
採取される。飽和又はほぼ飽和された活性炭は活
性炭ベツドの容器より外され、適当な蒸留溶剤と
混合される。活性炭と蒸留溶剤の混合物は、個別
又は同時に蒸留カラムとコンデンサーの備えた槽
に入れられ、蒸留により、活性炭、蒸留溶剤及び
エステルの混合物よりエステルが採取される。 得られたエステルは、さらに分画蒸留又は分離
精製ガスクロマトグラフイーにより精製される。 本発明の製法により生成される種々の有用な天
然に存在するエステルとしては、式、 で表わされるチグリン酸エチル、式、 で表わされる2−メチル酪酸エチル、式 で表わされる酢酸エチル、式、 で表わされるイソ酪酸エチル、式 で表わされるプロピオン酸エチル、式、 で表わされるイソバレリアン酸エチル、式、 で表わされるイソバレリアン酸イソアミル、式、 で表わされるセネシオ酸エチル、式、 で表わされる2−メチル酪酸イソブチル、及び
式、 で表わされるチグリン酸イソブチル等が挙げられ
る。 さらに詳しく本発明を添附図面を用いて説明す
ると第1図において反応式、 で表わされる反応は、醗酵槽10で行なわれる。
ここでR1,R2及びR3は水素又はメチル基を表わ
し、Rは低級アルキル基を表わし、但しR1,R2
及びR3の内少なくとも1つはメチル基である。 タンク58に貯蔵された式、 で表わされるアミノ酸は、ポンプ62によりバル
ブ64を経て、ライン60を通り槽10に入れら
れる。タンク50に貯蔵されたエチルアルコール
は、ポンプ54によりバルブ56を経てライン5
22を通り醗酵槽10に入れられる。 例えば第1リン酸カリウム、又は硫酸マグネシ
ウム7水和物の乾燥塩又はそれらを含む水溶液
は、タンク74により直接又はポンプ78により
バルブ80を経てライン76を通り醗酵槽10に
入れられる。 槽42に貯蔵される接種材料を含む培養液、例
えばゲオトリチユム フラグランス
(Geotrichum fragrans)(AHCC 11247)の生
長細胞の懸濁液はポンプ46によりバルブ48を
経て醗酵槽10に入れられる。 炭水源、例えばデキストロース水溶液は、貯蔵
タンク34よりポンプ38によりバルブ40を経
て醗酵槽10に入れられる。醗酵槽はプロペラ1
4を持つ撹拌機12で150rpmから50rpmの速さ
でかき混ぜられる。又タンク42より接種材料を
入れる前に、醗酵混合物に消泡剤を加えることが
望ましい。タンク24より空気はフイルター装置
22に、バルブ26を経てライン28より送られ
る。空気の一部はバルブ32を経わラインン30
を通り、スパージヤー169により醗酵バツチ1
3に注入される。又空気の一部はバルブ20を経
てライン18を通り、スパージヤー16Bにより
醗酵槽10に11の高さまで入れられた醗酵バツ
チ13に注入される。上部の空気層は醗酵バツチ
よりポンプ84(必要とする場合)により、ライ
ン82を通りバルブ86を経て空気フイルター8
8を通り、ライン90により冷却器92の冷却コ
イル94に至る。熱交換器92は溶媒96をライ
ン98を通し、バルブ100を経て冷却コイル9
4に通し、さらにライン102を通し、保持タン
ク104に入れることにより操作される。 熱交換器92より出る空気は式、 (式中R1,R2及びR3はそれぞれ水素又はメチ
ル基を示し、点線は炭素−炭素一重結合又は炭素
−炭素二重結合を示し、又R′はC2−C5アルキル
基であり、R1,R2及びR3の内少なくとも1つは
メチル基である)で表わされるエステルを含み、
ライン106を通りバルブ108を経てポンプ1
10(必要とする場合)によりトラツプ112に
通され、水分が空気中より除かれ液118として
集められる。エステルを含む気体は孔122より
出され、上層部120を経て孔124よりライン
126を通り、バルブ128を経てポンプ130
(必要とする場合)により活性炭ベツド156及
び164に送り込まれる。活性炭ベツド156の
みに醗酵エステル生成物が送り込まれる場合は、
バルブ162が閉じられ、ライン132に入らな
い様にされポンプ138(必要とする場合)でも
つて、ライン134を通りバルブ136を経て送
り込まれる。エステルは活性炭ベツド156の中
の活性炭により吸着される。反応に活性炭ベツド
164のみが使用される場合には、バルブ136
が閉じられ、エステルはライン132を通り、バ
ルブ162を経てポンプ160(必要とする場
合)で送り込まれる。エステルは活性炭ベツド1
56に飽和するまで送り込み、さらに活性炭ベツ
ド164に飽和するまで送り込むことも出来る。
活性炭ベツド164にエステルと空気の混合物が
通される間に、活性炭ベツド156は容器148
より出され、コンベヤー158/184により槽
196に送り込むことも出来る。ライン134を
通りベツド156に送られたエステルと空気の混
合物からエステルが吸着される間、非吸着物質と
空気は、活性炭ベツド156よりバルブ154を
経てライン150を通り、外界152に出され
る。 ライン132より入るエステルと空気の混合物
から全てのエステルが容器166中にある活性炭
ベツド164に吸着されると、容器166は開け
られエステルの吸着した活性炭は、固体コンベヤ
ーライン182と184でもつて槽196に入れ
られる。活性炭ベツド164を通り抜けた非吸着
の気体と空気は、ライン176を通りバルブ17
4を経て孔178より外界180に出される。 槽196に入れられたエステルの吸着した固形
活性炭は蒸留溶剤、例えばプロピレングリコール
等を、貯蔵タンク188よりライン190を通り
バルブ194を経てポンプ192でもつて槽19
6に入れることにより混合される。又は、同時に
プロピレングリコール等の蒸留溶剤を、貯蔵タン
ク140によりライン142を通りバルブ144
を経てポンプ146でもつて容器148に入れ
て、槽148中の活性炭ベツド156と容器14
8中で混合することも出来る。得られたエステル
を吸着した活性炭と蒸留溶剤を含むスラリーは、
ポンプでもつてライン158と184を通りバル
ブ207を経てスラリーコンベヤで孔216より
槽196に入れられる。代りに、貯蔵タンク16
8に入れられた蒸留溶剤をバルブ170を経てポ
ンプ172でもつて容器166に入れることによ
り、エステルを吸着した活性炭ベツド164と蒸
留溶剤とを混合することも出来る。得られた溶剤
とエステルを吸着した活性炭からなる容器166
中のスラリーは、ポンプによりスラリーコンベヤ
ーでもつてライン182と184を通りバルブ2
07を経て、孔186と216より槽196に入
れられる。 タンク196に入れられたスラリー208は、
モーター200で作動するプロペラ206を備え
た撹拌器202と、任意に用いられるバツフル1
98でもつて撹拌され同時に蒸留される。タンク
196及び内容物は、加熱コイル201と加熱器
199により加熱される。又タンク196は蒸留
カラム218を備えた蓋204とアジテーター2
08及び、示されていないが温度コントロール装
置等が備え付けられている。 蒸留においては、エステルは蒸気層210より
ライン214を通り、蒸留カラム218を通り、
さらにライン220を通り熱交換器222、さら
にコイル224(熱交換器の一部)とライン23
0を経てポンプ236(ライン240のバルブ2
42を閉じた状態で)でもつて、ライン232を
通りバルブ234を経て、受容器238に入れら
れることも出来る。 熱交換器222は228より入り226より出
る冷媒により、対流熱交換でもつて冷却される。
又は、バルブ234を閉じて得られたエステル混
合物をポンプ244でもつてライン240よりバ
ルブ242を経て、分留カラム246に通すこと
も出来る。こうしてエステルの混合物を分留し、
低沸点エステル(例えば、プロピオン酸エチル)
はライン248を通り、還流分離器250でもつ
て還流部分は蒸留カラムの上層部に、ライン25
2を通り戻され、残りの低沸点部はライン254
を通りポンプ260でもつてバルブ262を経
て、保持タンク256に入れられる。同じ様に高
沸点部は、蒸留カラムよりライン258を通りポ
ンプ264によりバルブ266を経て、保持タン
ク268に入れられる。 第2図は、第1図の装置の断面図であり、濃縮
トラツプ112及び活性炭ベツド156と164
を入れる活性炭ベツド溶器148と166を詳し
く示したものである(ここでは任意に用いられる
混合溶剤を加える装置は示されていない)。 第3図は、第1図の装置の断面図であり、エス
テルを吸着した固体分156と164とは、それ
らを混合したものをボツパー187に入れ、注入
ライン189より孔186、ライン191を通
り、孔216より蒸留槽に入れられる状態を詳し
く示したものである。スラリー208は、活性炭
ベツド156と164と、タンク188よりポン
プ192によりライン190を通りバルブ194
を経て入れられる蒸留溶剤と混合する事により得
られる。蒸留カラム218aは蓋204aに蒸留
出来る様に備えつけてある。 エステルの吸着された活性炭556及び164
に入れるのに使用したホツパー187を除いた
後、孔186、バルブ209を持つライン286
に置き換える。バルブは閉じた状態で、撹拌モー
ター200を作動し、プロペラ206によりスラ
リー208を撹拌する。このように蒸留を蒸留カ
ラム218bを用いて、第4図に示す如くに行な
う。蒸留中はバルブ194及び209は閉じた状
態で、モーターは作動したままである。 第5図は、この発明の製法を行なうに当り、よ
り望ましい装置の設置を示す。 醗酵槽333は、バツフル329と撹拌器32
8を備えている。醗酵槽333への全ての添加
は、殺菌ラインでもつて行なわれる。 貯蔵タンク304の無菌デキストロース(50パ
ーセント水溶液)とタンク300の原培養液はそ
れぞれ、ライン305及びライン301を通りバ
ルブ306及びバルブ302を経て、ポンプ30
3によりライン307に合流され、バルブ308
を経て、醗酵槽333に入れられる。75パーセン
トエチルアルコール水溶液は、ポンプ319によ
り貯蔵タンク317よりバルブ318を経てライ
ン320より醗酵槽333に入る。 貯蔵タンク290からは、式、 で表わされるアミノ酸、イーストエキス、食塩、
及び乳化剤(例えばTWEEN 80)を個々に、
或いは混合物として、ライン291を通り、バル
ブ292を経てポンプ293により、孔294よ
り醗酵バツチ334に入れられる。空気は槽32
1よりライン322を通り、無菌フイルター32
3を経て、ライン324を通りバルブ325を経
て、スパージヤー326と327により醗酵バツ
チ334に注入される(空気泡が番号332で示
してある)。醗酵中、水酸化ナトリウム(例えば
50パーセント水溶液)が貯蔵タンク309よりバ
ルブ310を経て、PH検知装置(331)でコン
トロールされるポンプ311でもつて醗酵槽33
3に注入され、消泡剤(例えばシリコン消泡剤)
が貯蔵タンク313よりバルブ314を経てライ
ン316より泡検知装置400をコントロールラ
イン401につながれたポンプ315でもつて加
えられる。 醗酵中、主として生成するエステルは式、 で表わされ、ここでR1,R2及びR3はそれぞれ水
素又はエチル基を示し、点線は炭素−炭素一重結
合又は炭素−炭素二重結合を示し、又はR′はC2
−C5低級アルキル基であり、又R1,R2及びR3の
内少なくとも1つはメチル基を示す。これらのエ
ステルは醗酵混合物334より、気泡332の中
に含まれ“蒸留”される。 エステルと空気との混合物は、フイルター33
7を経てライン336より熱交換器340のコイ
ル339に入る。熱交換器は、例えば341から
入り342に出る冷媒の対流熱交換により冷却さ
れる。冷却されたエステルと空気の気体混合物
は、ライン343を通り、凝縮トラツプ344に
孔345より入り、凝縮物は347に集められ
る。エステルと空気の混合物は、さらにライン3
48に孔346から入り、容器353Aに入れら
れた活性炭ベツド353、又は容器352Aに入
れられた活性炭ベツド352に送り込まれる。エ
ステルと空気の混合気体が、活性炭ベツド352
のみに送り込まれる場合は、バルブ351は閉じ
られ、ライン351Aに入らぬようにする。こう
してエステルと空気の混合物は、バルブ350を
経てライン349より活性炭ベツド352に入れ
られ、エステルが吸着されたあとの非吸着気体は
354より出される。 容器353Aに入れられた活性炭ベツド353
が使用される場合は、バルブ351が開かれ、バ
ルブ350が閉じられる。こうして、エステル−
空気の混合物はバルブ351を経て、ライン35
1Aより活性炭ベツド353に入る。非吸着気体
と空気は355で出る。 活性炭ベツドが飽和した時、活性炭は槽353
Aよりライン356、例えば固体コンベヤーでも
つて蒸留装置359に入れられる。又は、エステ
ルを吸着した活性炭352は槽352Aより、ラ
イン358を通り、固体コンベヤー357でもつ
て蒸留装置359に入れられる。又蒸留器359
には、貯蔵タンク363よりライン364を通
り、ポンプ366(必要とする場合)には蒸留溶
剤(例えばプロピレングリコール)が加えられ
る。作動中の蒸留器は加熱コイル362で加熱さ
れる。エステル蒸留物は、ライン368を通りコ
ンデンサー369を通る。コンデンサーは、例え
ば冷却溶剤を対流的に371より入れ、370よ
り出すことにより冷却することが出来る。 コンデンサー(369及び372で示される)
は、出口373に接続されている。凝縮したエス
テルは、ポンプ375により、ライン373を通
り、バルブ374を経て、生成物受容器376に
入れられ、さらに精製又は分留する為にライン3
77で送られる。 無菌のデキストロース炭素源は、好ましくは、
300から原培養液で接続する直前に一度に加え
ることも出来る。 貯蔵タンク300の原培養液は、醗酵槽に貯蔵
タンク304からデキストロースを加えるのに用
いたポンプ、即ち303とラインを用いて加える
のが好ましい。又好ましい設置状態は第5図に示
す如くである。 エチルアルコールおよびPHを調整する水酸化ナ
トリウム溶液は、もともと無菌であるので無菌に
する必要はない。しかしそれらの入る口は無菌に
する必要がある。 第6図は、第5図に示された装置の部分の詳細
図で活性炭ベツド352及び353の設置状態を
示す。 ここでエステルと空気との混合物は、ライン3
48より、同時に活性炭ベツド352及び353
にそれぞれバルブ350,351を経て、ライン
349を通り送り込まれる。その様な場合には、
ライン456のバルブ457及びライン458の
バルブ459は閉じられ、エステルを含まない空
気は、ライン354と355を通りバルブ452
と455を経て、ライン453と454で外界4
62と463に出される(バルブ451は閉じた
状態である)。 代りに活性炭ベツド353と352とは、連続
的に操作することが出来、エステルと空気の混合
物を先ず活性炭ベツド352に通し、その後活性
炭ベツド353に通すことによりより効果的に吸
着をさせることが出来、全体の操作を能率よくす
ることが出来る。従つて例えば、バルブ351を
閉じた状態にし、バルブ350を開けておく。さ
らにバルブ459を閉じバルブ457を開き、バ
ルブ455と452とを閉じ、バルブ451を開
けておく。こうするとエステルと空気の混合物
は、ライン348を通り、バルブ350を経てラ
イン349より活性炭ベツド352に入る。ここ
でエステルと空気の混合物中の70パーセントのエ
ステルが吸着される。残りのエステルと空気の混
合物は、ライン354及び456を通り、バルブ
451を経てライン355より活性炭ベツド35
3に入り、残りのエステルがエステルと空気混合
物より吸着される。空気と吸着されなかつたガス
は、ライン456よりバルブ457を経て外界4
61に出される。 その後、第5図に示した如くエステルの吸着し
た活性炭352と353とは356357とで取
り出され、さらにスラリー化されて蒸留に供され
る。 第6図の装置は第5図のさらなる変形であり、
上記の代りに、活性炭ベツド352と353は、
第2図の活性炭ベツドで示した如く交互に操作す
ることが出来る。最初にバルブ351と459、
並びに451を閉じておく。エステルと空気の混
合物は、ライン348より、ライン349を通り
バルブ350を経てベツド352に入る。非吸着
ガスと空気からなる不要ガスはライン354を通
り、バルブ452を経てライン453より外界4
62に出る。飽和時、即ち活性炭が吸着エステル
で飽和した時、バルブ350とバルブ457が閉
じられ、バルブ451は閉じたままにして、バル
ブ351を開ける。エステルと空気の混合物は、
ライン348、ライン351Aを経て活性炭ベツ
ド353に入る。非吸着ガスと空気はライン35
5を通り、バルブ454を経て、ライン455よ
り外界463に出る。 実施例 以下に掲げる実施例は、この発明に従つて製法
を実施したものを記述したものである。特定の使
用される物質の量、使用される原料の種類、イー
ストを含む微生物の種類や菌株等は、この発明を
説明するものであり、制限するものではない。 実施例 1 第1図の装置において醗酵槽10に、接種材料
として1のゲオトリチユム フラグランス
(Geotrichum fragrans)(ATCC11247)、0.3%
溶液にするに充分なイソロイシン、6%デキスト
ロース水溶液、0.05%硫酸マグネシウム7水和物
と、0.02%トウイーン (TWEEN 〔80ポリオ
キシエチレンと20ソルビタンモノオレエートとの
混合物)を入れる。 醗酵槽を400rpmで撹拌し、温度を25℃に保つ。
空気注入速度は1分間16とする。PHの値は5.05
から5.25の間に調整する。 反応は基本的には次に示す通りである。 エチルアルコールを反応混合物に1時間10mlの
割合で加える(25時間に総量250mlのエチルアル
コールを加える)。 エステルの吸着した活性炭は水蒸気で処理し、
エステルを含む凝縮分を得る。10gのこのエステ
ルを含む凝縮分を10mlの蒸留水と混ぜ、15mlのフ
レオン 11(FREON 11)で抽出する。得られ
たフレオン抽出層は無水硫酸マグネシウムで乾燥
し、窒素気流で0.5gまで濃縮する。得られた濃
縮液は、ガスクロマトグラフイー質量分析
(GCMS)で分析し、その結果は次の通りであつ
た。
ンガム、歯みがきペースト、医薬品、咬みたば
こ、喫煙たばこ、香料成分、コロン水、或いは固
形、液体の陰イオン系、陽イオン系、非イオン
系、両性イオン系洗剤、付香高分子製品、繊維ソ
フトナー成分、繊維ソフトナー製品、化粧品、整
髪用製品などの着香製品の香り又は味を増加、或
いは強化するのに、官能的に有用な性質を持つと
知られている或る種の天然に存在するエステルを
生成し、回収する製法に関するものである。 問題点を解決するための手段 本発明のエステルは式 〔式中R1,R2及びR3は水素又はメチル基を表
わし、R′はC2−C5低級アルキル基、点線は炭素
−炭素一重結合又は炭素−炭素二重結合であり、
さらにR1,R2及びR3の内少なくとも1つはメチ
ル基である〕で表わされる。 これらのエステルは式、 (式中、R1,R2およびR3は上記と同意義であ
る) で表わされるアミノ酸とC2−C5低級アルコール
との反応式 で表わされる酵素反応で生成される。 勿論、上記反応によつて得られた混合物には、 式、 (式中、R1,R2,R3およびR′は上記と同意義
である) で表わされるエステルの他に多くのエステルが含
まれることは、以上のさらに詳しく説明及び実施
例に記載される如く明らかである。 反応式 で示される反応は、例えばゲオトリチユム フラグランス …ATCC 11247 (Geotrichum fragrans) 別名オースボラ フラグランス (Oospora fragrans)ゲオトリチユム ペニシラタウム …CBS 62774 (Geotrichum penicillatum)ゲオトリチユム スアベオレンス …CBS 38236 (Geotrichum suaveolens) 〔注〕 CBSはセントラルブラウ フオル シユメル
カルチアーズ(Centraalbureau Voor
Schimmelcultures)(オランダ)である。等の微
生物が反応混合物中に存在することにもたらされ
るものである。 反応は式、 で表わされる例えば、L−ロイシン、L−イソロ
イシン、又はL−バリンの様なアミノ酸の1つ又
はこれらの混合物と、デキストロース、マルトー
ス、ラクトース、フラクトース、サクロース、黒
糖密、コーンシラツプ、固形コーンシラツプ、コ
ーンスターチ及びエチルアルコール等の炭素源と
を入れた醗酵槽に空気を通すことにより行なわれ
る。醗酵槽中のアミノ酸又は混合アミノ酸の濃度
は、醗酵槽中の総量の0.1重量%から1.0重量%で
ある。又醗酵槽中の炭素源の濃度は醗酵槽中の総
量の0.5%から0.8%である。 用いられる他の物質としては、イソブタノー
ル、バター油、ココナツツ油等があげられる。 醗酵反応は、酸性度はPH4.0から約7.5で、反応
温度は20℃から35℃の間で行なわれる。好ましく
は、PHは4.75から7.0の間で、反応温度は22℃か
ら28℃である。醗酵反応の時間は、20時間から約
100時間で、醗酵温度、空気流通速度、醗酵ブロ
ス酸性度、炭素源の注入速度等の醗酵条件により
異なる。又、エチルアルコールをその濃度が、例
えば醗酵ブロス全量の0.8重量%から0.9重量%に
保つように加えることが望ましい。 本発明で重要な点は、反応式 で表わされる醗酵反応より生じた式、 で表わされるエステル生成物を、生成されると同
時に採取されることである。 醗酵中、式、 で表わされるエステル及び詳しく後述される如く
他の有用なエステルが共に、醗酵ブロス中に通じ
た空気により取り出される。このエステルを含む
空気流はフイルター及びコンデンサーを経て冷却
され、冷却された空気流は1つ又はそれ以上の活
性炭ベツドを通り、式、 で表わされるエステル及び他の有効なエステルが
採取される。飽和又はほぼ飽和された活性炭は活
性炭ベツドの容器より外され、適当な蒸留溶剤と
混合される。活性炭と蒸留溶剤の混合物は、個別
又は同時に蒸留カラムとコンデンサーの備えた槽
に入れられ、蒸留により、活性炭、蒸留溶剤及び
エステルの混合物よりエステルが採取される。 得られたエステルは、さらに分画蒸留又は分離
精製ガスクロマトグラフイーにより精製される。 本発明の製法により生成される種々の有用な天
然に存在するエステルとしては、式、 で表わされるチグリン酸エチル、式、 で表わされる2−メチル酪酸エチル、式 で表わされる酢酸エチル、式、 で表わされるイソ酪酸エチル、式 で表わされるプロピオン酸エチル、式、 で表わされるイソバレリアン酸エチル、式、 で表わされるイソバレリアン酸イソアミル、式、 で表わされるセネシオ酸エチル、式、 で表わされる2−メチル酪酸イソブチル、及び
式、 で表わされるチグリン酸イソブチル等が挙げられ
る。 さらに詳しく本発明を添附図面を用いて説明す
ると第1図において反応式、 で表わされる反応は、醗酵槽10で行なわれる。
ここでR1,R2及びR3は水素又はメチル基を表わ
し、Rは低級アルキル基を表わし、但しR1,R2
及びR3の内少なくとも1つはメチル基である。 タンク58に貯蔵された式、 で表わされるアミノ酸は、ポンプ62によりバル
ブ64を経て、ライン60を通り槽10に入れら
れる。タンク50に貯蔵されたエチルアルコール
は、ポンプ54によりバルブ56を経てライン5
22を通り醗酵槽10に入れられる。 例えば第1リン酸カリウム、又は硫酸マグネシ
ウム7水和物の乾燥塩又はそれらを含む水溶液
は、タンク74により直接又はポンプ78により
バルブ80を経てライン76を通り醗酵槽10に
入れられる。 槽42に貯蔵される接種材料を含む培養液、例
えばゲオトリチユム フラグランス
(Geotrichum fragrans)(AHCC 11247)の生
長細胞の懸濁液はポンプ46によりバルブ48を
経て醗酵槽10に入れられる。 炭水源、例えばデキストロース水溶液は、貯蔵
タンク34よりポンプ38によりバルブ40を経
て醗酵槽10に入れられる。醗酵槽はプロペラ1
4を持つ撹拌機12で150rpmから50rpmの速さ
でかき混ぜられる。又タンク42より接種材料を
入れる前に、醗酵混合物に消泡剤を加えることが
望ましい。タンク24より空気はフイルター装置
22に、バルブ26を経てライン28より送られ
る。空気の一部はバルブ32を経わラインン30
を通り、スパージヤー169により醗酵バツチ1
3に注入される。又空気の一部はバルブ20を経
てライン18を通り、スパージヤー16Bにより
醗酵槽10に11の高さまで入れられた醗酵バツ
チ13に注入される。上部の空気層は醗酵バツチ
よりポンプ84(必要とする場合)により、ライ
ン82を通りバルブ86を経て空気フイルター8
8を通り、ライン90により冷却器92の冷却コ
イル94に至る。熱交換器92は溶媒96をライ
ン98を通し、バルブ100を経て冷却コイル9
4に通し、さらにライン102を通し、保持タン
ク104に入れることにより操作される。 熱交換器92より出る空気は式、 (式中R1,R2及びR3はそれぞれ水素又はメチ
ル基を示し、点線は炭素−炭素一重結合又は炭素
−炭素二重結合を示し、又R′はC2−C5アルキル
基であり、R1,R2及びR3の内少なくとも1つは
メチル基である)で表わされるエステルを含み、
ライン106を通りバルブ108を経てポンプ1
10(必要とする場合)によりトラツプ112に
通され、水分が空気中より除かれ液118として
集められる。エステルを含む気体は孔122より
出され、上層部120を経て孔124よりライン
126を通り、バルブ128を経てポンプ130
(必要とする場合)により活性炭ベツド156及
び164に送り込まれる。活性炭ベツド156の
みに醗酵エステル生成物が送り込まれる場合は、
バルブ162が閉じられ、ライン132に入らな
い様にされポンプ138(必要とする場合)でも
つて、ライン134を通りバルブ136を経て送
り込まれる。エステルは活性炭ベツド156の中
の活性炭により吸着される。反応に活性炭ベツド
164のみが使用される場合には、バルブ136
が閉じられ、エステルはライン132を通り、バ
ルブ162を経てポンプ160(必要とする場
合)で送り込まれる。エステルは活性炭ベツド1
56に飽和するまで送り込み、さらに活性炭ベツ
ド164に飽和するまで送り込むことも出来る。
活性炭ベツド164にエステルと空気の混合物が
通される間に、活性炭ベツド156は容器148
より出され、コンベヤー158/184により槽
196に送り込むことも出来る。ライン134を
通りベツド156に送られたエステルと空気の混
合物からエステルが吸着される間、非吸着物質と
空気は、活性炭ベツド156よりバルブ154を
経てライン150を通り、外界152に出され
る。 ライン132より入るエステルと空気の混合物
から全てのエステルが容器166中にある活性炭
ベツド164に吸着されると、容器166は開け
られエステルの吸着した活性炭は、固体コンベヤ
ーライン182と184でもつて槽196に入れ
られる。活性炭ベツド164を通り抜けた非吸着
の気体と空気は、ライン176を通りバルブ17
4を経て孔178より外界180に出される。 槽196に入れられたエステルの吸着した固形
活性炭は蒸留溶剤、例えばプロピレングリコール
等を、貯蔵タンク188よりライン190を通り
バルブ194を経てポンプ192でもつて槽19
6に入れることにより混合される。又は、同時に
プロピレングリコール等の蒸留溶剤を、貯蔵タン
ク140によりライン142を通りバルブ144
を経てポンプ146でもつて容器148に入れ
て、槽148中の活性炭ベツド156と容器14
8中で混合することも出来る。得られたエステル
を吸着した活性炭と蒸留溶剤を含むスラリーは、
ポンプでもつてライン158と184を通りバル
ブ207を経てスラリーコンベヤで孔216より
槽196に入れられる。代りに、貯蔵タンク16
8に入れられた蒸留溶剤をバルブ170を経てポ
ンプ172でもつて容器166に入れることによ
り、エステルを吸着した活性炭ベツド164と蒸
留溶剤とを混合することも出来る。得られた溶剤
とエステルを吸着した活性炭からなる容器166
中のスラリーは、ポンプによりスラリーコンベヤ
ーでもつてライン182と184を通りバルブ2
07を経て、孔186と216より槽196に入
れられる。 タンク196に入れられたスラリー208は、
モーター200で作動するプロペラ206を備え
た撹拌器202と、任意に用いられるバツフル1
98でもつて撹拌され同時に蒸留される。タンク
196及び内容物は、加熱コイル201と加熱器
199により加熱される。又タンク196は蒸留
カラム218を備えた蓋204とアジテーター2
08及び、示されていないが温度コントロール装
置等が備え付けられている。 蒸留においては、エステルは蒸気層210より
ライン214を通り、蒸留カラム218を通り、
さらにライン220を通り熱交換器222、さら
にコイル224(熱交換器の一部)とライン23
0を経てポンプ236(ライン240のバルブ2
42を閉じた状態で)でもつて、ライン232を
通りバルブ234を経て、受容器238に入れら
れることも出来る。 熱交換器222は228より入り226より出
る冷媒により、対流熱交換でもつて冷却される。
又は、バルブ234を閉じて得られたエステル混
合物をポンプ244でもつてライン240よりバ
ルブ242を経て、分留カラム246に通すこと
も出来る。こうしてエステルの混合物を分留し、
低沸点エステル(例えば、プロピオン酸エチル)
はライン248を通り、還流分離器250でもつ
て還流部分は蒸留カラムの上層部に、ライン25
2を通り戻され、残りの低沸点部はライン254
を通りポンプ260でもつてバルブ262を経
て、保持タンク256に入れられる。同じ様に高
沸点部は、蒸留カラムよりライン258を通りポ
ンプ264によりバルブ266を経て、保持タン
ク268に入れられる。 第2図は、第1図の装置の断面図であり、濃縮
トラツプ112及び活性炭ベツド156と164
を入れる活性炭ベツド溶器148と166を詳し
く示したものである(ここでは任意に用いられる
混合溶剤を加える装置は示されていない)。 第3図は、第1図の装置の断面図であり、エス
テルを吸着した固体分156と164とは、それ
らを混合したものをボツパー187に入れ、注入
ライン189より孔186、ライン191を通
り、孔216より蒸留槽に入れられる状態を詳し
く示したものである。スラリー208は、活性炭
ベツド156と164と、タンク188よりポン
プ192によりライン190を通りバルブ194
を経て入れられる蒸留溶剤と混合する事により得
られる。蒸留カラム218aは蓋204aに蒸留
出来る様に備えつけてある。 エステルの吸着された活性炭556及び164
に入れるのに使用したホツパー187を除いた
後、孔186、バルブ209を持つライン286
に置き換える。バルブは閉じた状態で、撹拌モー
ター200を作動し、プロペラ206によりスラ
リー208を撹拌する。このように蒸留を蒸留カ
ラム218bを用いて、第4図に示す如くに行な
う。蒸留中はバルブ194及び209は閉じた状
態で、モーターは作動したままである。 第5図は、この発明の製法を行なうに当り、よ
り望ましい装置の設置を示す。 醗酵槽333は、バツフル329と撹拌器32
8を備えている。醗酵槽333への全ての添加
は、殺菌ラインでもつて行なわれる。 貯蔵タンク304の無菌デキストロース(50パ
ーセント水溶液)とタンク300の原培養液はそ
れぞれ、ライン305及びライン301を通りバ
ルブ306及びバルブ302を経て、ポンプ30
3によりライン307に合流され、バルブ308
を経て、醗酵槽333に入れられる。75パーセン
トエチルアルコール水溶液は、ポンプ319によ
り貯蔵タンク317よりバルブ318を経てライ
ン320より醗酵槽333に入る。 貯蔵タンク290からは、式、 で表わされるアミノ酸、イーストエキス、食塩、
及び乳化剤(例えばTWEEN 80)を個々に、
或いは混合物として、ライン291を通り、バル
ブ292を経てポンプ293により、孔294よ
り醗酵バツチ334に入れられる。空気は槽32
1よりライン322を通り、無菌フイルター32
3を経て、ライン324を通りバルブ325を経
て、スパージヤー326と327により醗酵バツ
チ334に注入される(空気泡が番号332で示
してある)。醗酵中、水酸化ナトリウム(例えば
50パーセント水溶液)が貯蔵タンク309よりバ
ルブ310を経て、PH検知装置(331)でコン
トロールされるポンプ311でもつて醗酵槽33
3に注入され、消泡剤(例えばシリコン消泡剤)
が貯蔵タンク313よりバルブ314を経てライ
ン316より泡検知装置400をコントロールラ
イン401につながれたポンプ315でもつて加
えられる。 醗酵中、主として生成するエステルは式、 で表わされ、ここでR1,R2及びR3はそれぞれ水
素又はエチル基を示し、点線は炭素−炭素一重結
合又は炭素−炭素二重結合を示し、又はR′はC2
−C5低級アルキル基であり、又R1,R2及びR3の
内少なくとも1つはメチル基を示す。これらのエ
ステルは醗酵混合物334より、気泡332の中
に含まれ“蒸留”される。 エステルと空気との混合物は、フイルター33
7を経てライン336より熱交換器340のコイ
ル339に入る。熱交換器は、例えば341から
入り342に出る冷媒の対流熱交換により冷却さ
れる。冷却されたエステルと空気の気体混合物
は、ライン343を通り、凝縮トラツプ344に
孔345より入り、凝縮物は347に集められ
る。エステルと空気の混合物は、さらにライン3
48に孔346から入り、容器353Aに入れら
れた活性炭ベツド353、又は容器352Aに入
れられた活性炭ベツド352に送り込まれる。エ
ステルと空気の混合気体が、活性炭ベツド352
のみに送り込まれる場合は、バルブ351は閉じ
られ、ライン351Aに入らぬようにする。こう
してエステルと空気の混合物は、バルブ350を
経てライン349より活性炭ベツド352に入れ
られ、エステルが吸着されたあとの非吸着気体は
354より出される。 容器353Aに入れられた活性炭ベツド353
が使用される場合は、バルブ351が開かれ、バ
ルブ350が閉じられる。こうして、エステル−
空気の混合物はバルブ351を経て、ライン35
1Aより活性炭ベツド353に入る。非吸着気体
と空気は355で出る。 活性炭ベツドが飽和した時、活性炭は槽353
Aよりライン356、例えば固体コンベヤーでも
つて蒸留装置359に入れられる。又は、エステ
ルを吸着した活性炭352は槽352Aより、ラ
イン358を通り、固体コンベヤー357でもつ
て蒸留装置359に入れられる。又蒸留器359
には、貯蔵タンク363よりライン364を通
り、ポンプ366(必要とする場合)には蒸留溶
剤(例えばプロピレングリコール)が加えられ
る。作動中の蒸留器は加熱コイル362で加熱さ
れる。エステル蒸留物は、ライン368を通りコ
ンデンサー369を通る。コンデンサーは、例え
ば冷却溶剤を対流的に371より入れ、370よ
り出すことにより冷却することが出来る。 コンデンサー(369及び372で示される)
は、出口373に接続されている。凝縮したエス
テルは、ポンプ375により、ライン373を通
り、バルブ374を経て、生成物受容器376に
入れられ、さらに精製又は分留する為にライン3
77で送られる。 無菌のデキストロース炭素源は、好ましくは、
300から原培養液で接続する直前に一度に加え
ることも出来る。 貯蔵タンク300の原培養液は、醗酵槽に貯蔵
タンク304からデキストロースを加えるのに用
いたポンプ、即ち303とラインを用いて加える
のが好ましい。又好ましい設置状態は第5図に示
す如くである。 エチルアルコールおよびPHを調整する水酸化ナ
トリウム溶液は、もともと無菌であるので無菌に
する必要はない。しかしそれらの入る口は無菌に
する必要がある。 第6図は、第5図に示された装置の部分の詳細
図で活性炭ベツド352及び353の設置状態を
示す。 ここでエステルと空気との混合物は、ライン3
48より、同時に活性炭ベツド352及び353
にそれぞれバルブ350,351を経て、ライン
349を通り送り込まれる。その様な場合には、
ライン456のバルブ457及びライン458の
バルブ459は閉じられ、エステルを含まない空
気は、ライン354と355を通りバルブ452
と455を経て、ライン453と454で外界4
62と463に出される(バルブ451は閉じた
状態である)。 代りに活性炭ベツド353と352とは、連続
的に操作することが出来、エステルと空気の混合
物を先ず活性炭ベツド352に通し、その後活性
炭ベツド353に通すことによりより効果的に吸
着をさせることが出来、全体の操作を能率よくす
ることが出来る。従つて例えば、バルブ351を
閉じた状態にし、バルブ350を開けておく。さ
らにバルブ459を閉じバルブ457を開き、バ
ルブ455と452とを閉じ、バルブ451を開
けておく。こうするとエステルと空気の混合物
は、ライン348を通り、バルブ350を経てラ
イン349より活性炭ベツド352に入る。ここ
でエステルと空気の混合物中の70パーセントのエ
ステルが吸着される。残りのエステルと空気の混
合物は、ライン354及び456を通り、バルブ
451を経てライン355より活性炭ベツド35
3に入り、残りのエステルがエステルと空気混合
物より吸着される。空気と吸着されなかつたガス
は、ライン456よりバルブ457を経て外界4
61に出される。 その後、第5図に示した如くエステルの吸着し
た活性炭352と353とは356357とで取
り出され、さらにスラリー化されて蒸留に供され
る。 第6図の装置は第5図のさらなる変形であり、
上記の代りに、活性炭ベツド352と353は、
第2図の活性炭ベツドで示した如く交互に操作す
ることが出来る。最初にバルブ351と459、
並びに451を閉じておく。エステルと空気の混
合物は、ライン348より、ライン349を通り
バルブ350を経てベツド352に入る。非吸着
ガスと空気からなる不要ガスはライン354を通
り、バルブ452を経てライン453より外界4
62に出る。飽和時、即ち活性炭が吸着エステル
で飽和した時、バルブ350とバルブ457が閉
じられ、バルブ451は閉じたままにして、バル
ブ351を開ける。エステルと空気の混合物は、
ライン348、ライン351Aを経て活性炭ベツ
ド353に入る。非吸着ガスと空気はライン35
5を通り、バルブ454を経て、ライン455よ
り外界463に出る。 実施例 以下に掲げる実施例は、この発明に従つて製法
を実施したものを記述したものである。特定の使
用される物質の量、使用される原料の種類、イー
ストを含む微生物の種類や菌株等は、この発明を
説明するものであり、制限するものではない。 実施例 1 第1図の装置において醗酵槽10に、接種材料
として1のゲオトリチユム フラグランス
(Geotrichum fragrans)(ATCC11247)、0.3%
溶液にするに充分なイソロイシン、6%デキスト
ロース水溶液、0.05%硫酸マグネシウム7水和物
と、0.02%トウイーン (TWEEN 〔80ポリオ
キシエチレンと20ソルビタンモノオレエートとの
混合物)を入れる。 醗酵槽を400rpmで撹拌し、温度を25℃に保つ。
空気注入速度は1分間16とする。PHの値は5.05
から5.25の間に調整する。 反応は基本的には次に示す通りである。 エチルアルコールを反応混合物に1時間10mlの
割合で加える(25時間に総量250mlのエチルアル
コールを加える)。 エステルの吸着した活性炭は水蒸気で処理し、
エステルを含む凝縮分を得る。10gのこのエステ
ルを含む凝縮分を10mlの蒸留水と混ぜ、15mlのフ
レオン 11(FREON 11)で抽出する。得られ
たフレオン抽出層は無水硫酸マグネシウムで乾燥
し、窒素気流で0.5gまで濃縮する。得られた濃
縮液は、ガスクロマトグラフイー質量分析
(GCMS)で分析し、その結果は次の通りであつ
た。
【表】
ン
【表】
* 抽出に用いた溶媒
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 式 〔式中R1,R2およびR3はメチル基又は水素で
ある〕 で表わされるアミノ酸とC2−C5アルコールとを
ゲオトリチユム(Geotrichum)属に属する上記
エステルの少なくとも1つを生産できる微生物の
存在下に反応させることにより 式 〔式中R1,R2およびR3は前記と同意義を有し、
点線は炭素−炭素一重結合又は炭素−炭素二重結
合を示し、又R′はC2−C5アルキル基である〕で
表わされる天然に存在するC4−C5カルボン酸の
C2−C5アルキルエステルを製造することを特徴
とする天然に存在するC4−C5カルボン酸のC2−
C5アルキルエステルの製法。 2 上記微生物は、 ゲオトリチユム フラグランス (Geotrichum fragrans) ゲオトリチユム ペニシラタウム (Geotrichum Penicillatum) および ゲオトリチユム スアベオレンス (Geotrichum suaveolens) の中から選ばれる特許請求の範囲第1項記載の製
法。 3 式 (式中R1,R2およびR3はメチル基又は水素で
あり、又R1,R2及びR3の内少なくとも1つはメ
チル基である)で表わされるアミノ酸とC2−C5
アルカノールとの反応を行なう装置、反応混合物
に通気する装置、通気により生成物を活性炭ベツ
ドに運ぶ装置、スラリー溶媒により活性炭をスラ
リーにする装置、得られたスラリーを蒸留装置に
運ぶ装置、及び活性炭ベツドより分離されて得ら
れた生成物を採取する装置からなることを特徴と
する天然に存在するC4−C5カルボン酸のC2−C5
アルキルエステルを製造する装置。
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