JPH06319576A - 醗酵供給原料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 単純糖が醗酵供給原料の成分となっている、
マンノース単位を含む生成物を製造するのための醗酵方
法であって、その糖の一部がマンノースであることを特
徴とする。 【効果】 所望の生成物がマンノース単位を含む一定の
醗酵方法において所望の細胞分解産物の増加した収量が
マンノースを醗酵供給原料の炭水化物の一部として使用
することによって得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、醗酵用の供給原料、特
にマンノースからなる供給原料、より詳しくはキサンタ
ンガムの醗酵方法におけるかゝる供給原料に関する。

【０００２】

【従来技術】５０年前において、醗酵方法がその他の方
法によっては工業的規模で合成することが不能である複
雑な有機分子の製造に著しく顕著になってきた。古典的
方法が単純生成物、例えばエタノールおよび酢酸を製造
するのに数１００年来公知でありそして使用されている
が、微生物醗酵方法が食品、化学薬品および医薬品工業
用のより複雑な生成物を製造するのに開発されたのは極
最近である。

【０００３】代表的醗酵方法には、特別微生物の好適な
供給原料上で培養することによって該微生物の数を増や
し、そしてそれと同時にまたはそれに続いてそのうちの
いくつかまたは全てが該方法の所望の生成物である細胞
溶解産物を製造することを含む。その一例は、好適な培
地上でＸａｎｔｈｏｍｏｍａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ
生長させて所望の細胞溶解産物であるキサンタンガムを
製造することである。キサンタンガムは、Ｄ−グルコー
ス、Ｄ−マンノースおよびＤ−グルコール酸を含有する
複雑なポリサッカライドであって、そして食品、医薬品
および化学薬品工業用の用途に優れたレオロジー性質を
有している。

【０００４】より最近となって、微生物醗酵方法の範囲
が、遺伝子工学処理されたびえいぶつの使用により拡大
され、そして付加的に醗酵に応答性のある酵素を動物細
胞の培養により、例えばヒト抗血友病因子ＶＩＩＩの製
造に提供されている醗酵方法が考案されている。

【０００５】微生物または細胞培養醗酵方法のための供
給原料は一般には炭水化物、窒素源および種々の鉱物を
含む。炭水化物は、細胞分解法においてかゝる糖類を使
用する前に微生物が例えば単純糖に分解させることがで
きるデンプンまたはマルトデキストリン等の複雑な物質
であることができる。しかしながら、より頻繁には醗酵
供給源は、直接単純糖、例えばマルトースあるいはより
一般にはグルコースから作製される。例えば、グルコー
スを上記のＸａｎｔｈｏｍｏｍａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒ
ｉｓ醗酵における炭水化物成分として使用することは従
来技術である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】キサンタンガムのごと
く、所望の生成物がマンノース単位を含む一定の醗酵方
法において所望の細胞分解産物の増加した収量がマンノ
ースを醗酵供給原料の炭水化物の一部として使用するこ
とによって得られるということ見出した。マンノース
は、グルコースのエピマーであるが、速やかに利用し難
く、従ってグルコースよりも高価である。しかしなが
ら、マンノースの費用が高価であるにも関わらず、本発
明者等は、従来醗酵に使用されてきたグルコースの一部
を置き換えるのが、特に置換が以下に記載するマンノー
スとグルコースとのより高価ではないマンノースとグル
コースとの混合物である場合に、高価な供給源の競合物
よりも通常高い価値の生成物をより多く生成するゆえ
に、経済的であるということを見出した。本発明にける
マンノースの全ての参照は、Ｄ−マンノースである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、単純
糖が醗酵供給原料の成分となっている、マンノース単位
を含む生成物を製造するのための醗酵方法であって、そ
の糖の一部がマンノースであることを特徴とする方法で
ある。

【０００８】好ましくは、醗酵供給源の糖成分は、マン
ノースとグルコースとの混合物であり、そしてより好ま
しくは、該混合物は、５ないし６重量％のマンノ、ー
ス、特に２０ないし４５重量％のマンノースを含み、そ
して残余には少量のその他の糖類、例えばマルトースが
存在してもよいが主としてグルコースである。マンオー
スは、触媒、例えばモリブデン化合物の存在下でのグル
コースのエピ化によって製造することができる。このエ
ピ化反応の生成物は、マンノースとグルコースとの混合
物であって、代表的には約３０重量％のマノースを含有
し、そして特にこれは本発明による醗酵供給源として使
用できる混合物である。エピ化供給源としてグルコース
シロップ、例えば９０％またはそれ以上のグルコースと
マルトース等のグルコースオリゴマーとの混合物を使用
することも可能であり、その場合には醗酵供給源は、少
量のグルコースオリゴマーも含有する。エピ化生成物
は、マンノースと、グルコースおよびマンノースからな
る供生成物ラニーネート流とを分離するために、例えば
クロマトグラフにより処理してもよい。かゝるラフィネ
ート流は、５ないし１５重量％のマンノースを含み、そ
して本発明による方法における供給源として使用するこ
ともできる。別に、所望の醗酵生成物が比較的にマンノ
ース単位が豊富である場合にはマンノースをエピ化生成
物に添加するかまたは生成物をクロマトグラフにより富
化して好適な醗酵供給源を製造することも可能である。
マンノース／グルコース混合物の使用は、マンノースお
よびグルコース単位の両方を含む醗酵生成物の製造に特
に有効である。

【０００９】本発明による醗酵供給源は、醗酵方法によ
るキサンタンガムの生成物に、特に使用される微生物が
Ｘａｎｔｈｏｍｏｍａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓである
場合に特に有効である。以下に本発明に記載される実施
実施例に示す通り、等量のマンノースによるかゝる醗酵
方法におけるグルコースの一部の置換により３０重量％
以上のキサンタンガムの収量が改良される。

【００１０】本発明による醗酵方法は、バッチ式に行う
ことができ、その場合には全ての供給源を醗酵の開始時
に添加し、または該方法は半連続的に行うことができ、
その際には供給源を醗酵の間に暫時添加するが、マンノ
ースおよびその他の単純糖、例えばグルコースは別々に
または好ましくは一緒に添加される。

【００１１】

【実施例】本発明を以下の実施例により更に記載し説明
する。実施例１〜４ 以下の醗酵において、使用した微生物は、Ｘａｎｔｈｏ
ｍｏｍａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ ＮＲＲＬ １４５
９−１４（ＬＭＧ ５７４）タイプｔ１とした。

【００１２】予備培養培地を使用して醗酵用の接種原を
調製した。この培地は、以下の組成を有していた。（こ
れらの実施例における全てのパーセンテージが重量によ
るものである） マルトエキス ０．３％ 酵母エキス ０．３％ バクト−ペプトン ０．５％ （窒素源） 燐酸水素二カリウム ０．５％ 硫酸マグネシウム ０．０２％。

【００１３】この溶液を、１２０℃で２０分間加熱する
ことによって滅菌する前に硫酸の添加によりｐＨ７に調
整した。１２０℃で２０分間加熱することによって別に
滅菌した２０％炭水化物ストック溶液をグルコースまた
は３０％マンノースと７０％グルコースとの混合物の２
％の溶液のいずれかとして上記溶液に添加した。

【００１４】このようにして調製された１００ｍｌの予
備培養培地をＲｅｖｏ管からＸａｎｔｈｏｍｏｍａｓ
ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓで接種し、そして２８℃でロータ
リーテーブル上で２日間温置した。

【００１５】実施例に使用した醗酵培地は、 マルトエキス ０．３％ 酵母エキス ０．３％ バクト−ペプトン ０．５％ （窒素源） 燐酸水素二カリウム ０．５％ 硫酸マグネシウム ０．０２％ から構成された。

【００１６】この溶液を滅菌前にｐＨ７に調整した。醗
酵培地の炭水化物成分は、グルコースまたは３０％マン
ノース／７０％グルコース混合物とした。グルコースま
たはグルコース／マンノース混合物を１００ｍｌの水に
溶解して各々１％、１．５％、２％および３％の濃度と
した。

【００１７】ファーメンターは、２リットル容量を有し
ており、そして１．３リットルの上記の滅菌された培地
プラス１００ｍｌのグルコースまたはマンノース／グル
コース混合物溶液プラス１００ｍｌの予備培養接種原を
含有していた。温度を２９℃で保持し、通気速度は１．
５ｖｖｍ（毎分３リットル）とし、そして攪拌速度は、
８５０ｒｐｍとした。

【００１８】各醗酵を１８時間続け、その後にキサンタ
ンガムの製造量を測定し、そして残留糖類の量を測定し
た。キサンタンガムの測定は、醗酵培地を３度その容量
のイソプロパノールで希釈し、そして沈澱したキサンタ
ンガムを濾別することによって行った。沈澱物を二容量
のイソプロパノールで洗浄し、濾過し、そしてオーブン
中で４０℃で一晩乾燥させた後、キサンタンガムを秤量
した。

【００１９】残留糖類は、キサンタンガムの沈澱および
イソプロパノールの蒸発の後に培地の高圧液体クロマト
グラフィーにより測定した。醗酵の結果は、以下の通り
である。 実施例 糖類 糖濃度 キサンタ キサンタン キサンタン ンガム濃度 ガム収率 ガム収率 （ｇ／Ｌ） （消費糖基準）（全糖類基準） 1(a) グルコース １％ 10.4 104 104 1(b) マンノース/ １％ 11.6 119 116 グルコース 2(a) グルコース 1.5％ 11.7 87 78 2(b) マンノース/ 1.5％ 14.0 102 93 グルコース 3(a) グルコース 2.0％ 13.6 68 3(b) マンノース/ 2.0％ 14.5 91 72 グルコース 4(a) グルコース 3.0％ 10.4 35 4(b) マンノース/ 3.0％ 13.9 88 46 グルコース 上記の結果から見出される通り、収率の増加が、グルコ
ース単独と比較したマンノース／グルコース混合物の対
する４の比較対の実験全てで得られ、最高増加％は実施
例４における３４％であった。

【００２０】実施例５および実施例６ 実施例１ないし実施例４と同様に、使用した微生物は、
Ｘａｎｔｈｏｍｏｍａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ ＮＲ
ＲＬ １４５９−１４（ＬＭＧ ５７４）タイプｔ１と
した。

【００２１】予備培養培地を使用して醗酵用の接種原を
調製した。この培地は、以下の組成を有していた。（こ
れらの実施例における全てのパーセンテージが重量によ
るものである） マルトエキス ０．３％ 酵母エキス ０．３％ バクト−ペプトン ０．５％ （窒素源） 燐酸水素二カリウム ０．５％ 硫酸マグネシウム ０．０２％。

【００２２】この溶液を、１２０℃で２０分間加熱する
ことによって滅菌する前に硫酸の添加によりｐＨ７に調
整した。１２０℃で２０分間加熱することによって別に
滅菌した２０％炭水化物ストック溶液をグルコースの２
％の溶液として上記溶液に添加した。

【００２３】このようにして調製された１００ｍｌの予
備培養培地をＲｅｖｏ管からＸａｎｔｈｏｍｏｍａｓ
ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓで接種し、そして２８℃でロータ
リーテーブル上で２日間温置した。

【００２４】実施例に使用した醗酵培地は、 硝酸アルミニウム １．１４４ｇ／ｌ 燐酸二水素カリウム ２．８６６ｇ／ｌ 塩化マグネシウム ０．５０７ｇ／ｌ 硫酸ナトリウム ０．０８９ｇ／ｌ クエン酸一水和物 ２．３ ｇ／ｌ 硼酸 ０．００６ｇ／ｌ 塩化第二鉄 ０．０２４ｇ／ｌ 炭酸カルシウム ０．０２０ｇ／ｌ 塩化亜鉛 ０．０３０ｇ／ｌ 濃塩酸 ０．１３ｍｌ。

【００２５】この溶液を滅菌前に５規定水酸化ナトリウ
ム溶液でｐＨ７に調整した。醗酵培地の炭水化物成分
は、グルコースまたは３０％マンノース／７０％グルコ
ース混合物とした。グルコースまたはグルコース／マン
ノース混合物を１００ｍｌの水に溶解して３％の濃度と
した。

【００２６】ファーメンターは、２リットル容量を有し
ており、そして１．３リットルの上記の滅菌された培地
プラス１００ｍｌのグルコースまたはマンノース／グル
コース混合物溶液プラス１００ｍｌの予備培養接種原を
含有していた。温度を２９℃で保持し、通気速度は１．
５ｖｖｍ（毎分３リットル）とし、そして攪拌速度は、
８５０ｒｐｍとした。醗酵の際、ｐＨを２規定水酸化カ
リウム溶液の添加によりｐＨ７で制御した。

【００２７】６．６日醗酵の後、全ての糖類が消費され
た際に、製造したキサンタン紙を醗酵培地を３度その容
量のイソプロパノールで希釈し、そして沈澱したキサン
タンガムを濾別することによって行った。沈澱物を二容
量のイソプロパノールで洗浄し、濾過し、そしてオーブ
ン中で４０℃で一晩乾燥させた後、キサンタンガムを秤
量した。

【００２８】残留糖類は、キサンタンガムの沈澱および
イソプロパノールの蒸発の後に培地の高圧液体クロマト
グラフィーにより測定した。醗酵の結果は、以下の通り
である。 実施例 糖類 糖濃度 キサンタ キサンタン 隆伏応力^* ンガム濃度 ガム収率 Pa （ｇ／Ｌ） （全糖類基準） 5(a) グルコース １％ 9.78 32 20.5 5(b) マンノース/ １％ 10.97 36 21.5 グルコース 6(a) グルコース 1.5％ 10.5 35 18.5 6(b) マンノース/ 1.5％ 14.4 48 17.5 グルコース^* 隆伏応力は、２０℃でＢｏｈｌｉｎ ＣＳ レオメー
ターにより０．１％塩化ナトリウムを含有する３％水溶
液を使用して測定した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローラント・ヘルウイッヒ・フリードリッ ヒ・ベック ベルギー国、1160ブリユッセル、アヴニ ユ・ジヨセフ・ゴッシオー、13 (72)発明者 ベネデイクテ・リバイン・テレセ・ドウ・ ウアネメーカ− ベルギー国、1070ブリユッセル（アンダー レヒト）、アヴニユ・パウル・ジヤンソ ン、62

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単純糖が醗酵供給原料の成分となってい
   る、マンノース単位を含む生成物を製造するのための醗
   酵方法であって、その糖の一部がマンノースであること
   を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 糖が場合により少量のその他の糖類を含
   有するマンノースとグルコースとの混合物である請求項
   １の方法。
3. 【請求項３】 マンノースとグルコースとの混合物が５
   ないし６０重量％のマンノース、好ましくは２０ないし
   ４５重量％のマンノースを含み、そして残余がグルコー
   スおよび場合により少量のその他の糖類である請求項２
   の方法。
4. 【請求項４】 マンノースとグルコースとの混合物がグ
   ルコースのエピ化によって製造されたものである請求項
   ２または３の方法。
5. 【請求項５】 マンノースとグルコースとの混合物がグ
   ルコースのエピ化から生じたラフィネート流であり、そ
   して５ないし１５重量％のマンノースを含有する請求項
   ４の方法。
6. 【請求項６】 醗酵方法がキサンタンガムの製造方法で
   ある請求項１ないし５のいずれか一つの方法。
7. 【請求項７】 キサンタンガムをＸａｎｔｈｏｍｏｍａ
   ｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓで醗酵方法により製造する請
   求項６の方法。