JPH0669382B2 - L―ソルボースの製造法 - Google Patents

L―ソルボースの製造法

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JPH0669382B2
JPH0669382B2 JP21295386A JP21295386A JPH0669382B2 JP H0669382 B2 JPH0669382 B2 JP H0669382B2 JP 21295386 A JP21295386 A JP 21295386A JP 21295386 A JP21295386 A JP 21295386A JP H0669382 B2 JPH0669382 B2 JP H0669382B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はL−ソルボースの製造法に関する。さらに詳し
くは、グロコノバクター属に属し、D−ソルビットから
L−ソルボースを生産する能力を有し、D−ソルビット
を唯一炭素源として生育する能力が低められた微生物を
用いるL−ソルボースの製造法に関する。
その目的とするところは、ビタミンC合成の重要な合成
中間体であるL−ソルボースの工業的に安価な製造法を
提供することにある。
従来の技術 現在L−ソルボースはD−ソルビットを微生物、主には
グルコノバクター属細菌によって酸化する方法で製造さ
れている。従来のL−ソルボースの発酵的生産法によっ
ても、原料であるD−ソルビットをL−ソルボースへ変
換する収率は90%を越えているものの、未だD−フラク
トース,5−ケトフラクトース,2−ケト−D−グルコン
酸、さらには低分子の有機酸類が同時に副生し、その方
法はL−ソルボースの収率面から十分に完成されたもの
ではない。
発明が解決しようとする問題点 ビタミンCの原料コスト低減のために、その中間工程に
おけるD−ソルビットのL−ソルボースへの変換収率を
従来以上に向上させることは、ビタミンCの工業生産に
とって切実な問題である。
問題点を解決するための手段 本発明者らはこの様な状況に鑑み、L−ソルボース発酵
の効率化につき鋭意研究を重ねた結果、従来のL−ソル
ボース生産に用いられているグルコノバクター属細菌か
ら誘導したD−ソルビットを唯一炭素源として生育する
能力を低下せしめた菌株は著しくD−ソルビットのL−
ソルボースへの変換収率の改善されていることを見い出
し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明は(1)グルコノバクター属に属し、
D−ソルビットを唯一炭素源として生育する能力が低め
られた微生物を用いてD−ソルビットを微生物学的に酸
化せしめることを特徴とするL−ソルボースの製造法に
関するものである。
本発明の製造法に使用する微生物は、グルコノバクター
属に属し、L−ソルボース生産能を有し、かつD−ソル
ビットとを唯一炭素源として生育する能力が低められた
微生物であれば、いずれもこれを用いることが出来る。
このような微生物は、グルコノバクター属に属し、L−
ソルボース生産能を有する微生物を親株として誘導する
ことができ、かかる親株となり得る微生物の種名とその
菌株を以下に例示する。
本発明に用いられる微生物はD−ソルビットを唯一炭素
源とする最少培地では生育が極めて遅いという点で親株
と明らかに区別することができる。ここで用いる最少培
地は液体でも固体でも良い。固体培地ではレプリカ法が
親株との区別に便利である。液体培地を用いる場合はD
−ソルビットを唯一炭素源とする最少培地に親株と同じ
条件で本発明の微生物を植菌し、通常30℃前後で、1〜
3日間振盪培養する。得られる培養液中の生育度を吸光
度,濁度または菌体重量で公知の方法に従って測定して
親株と区別することが出来る。本発明に用いられる微生
物はこの様にして測定した生育度が親株よりも低められ
たものをいい、とりわけ1/10以下に低下したものが好
ましく用いられる。
本発明に用いられる微生物の誘導および単離は通常の方
法によって容易に達成することができる。
すなわち、上記のような親株を用いて通常の変異処理
法、例えば紫外線,X線,γ線を照射した細胞、またはN
−メチル−N′−ニトロ−N−ニトロソグアニジン,メ
チルメタンスルホン酸,亜硝酸等で化学変異剤処理を施
した細胞の中から常法によって容易に選択分離すること
により、本発明で目的とする菌株を得ることができる。
また該微生物は上記の性質に加えて他の性質、例えば各
種栄養要求性,薬剤耐性,薬剤感受性等を併せ持ってい
てもよい。
本発明に用いる微生物の具体例としては、L−ソルボー
ス生産菌であるグルコノバクター・サブオキシダンス
IFO 3254から誘導したグルコノバクター・サブオキシ
ダンス BL−9(IFO 14489,FERM P−8632)やBL−1
15(IFO 14490,FERM P−8631)あるいはグルコノバ
クター・オキシダンス IFO 12467から誘導したグルコ
ノバクター・オキシダンス GO−10(IFO 14537,FERM
BP−1169)やGO−14(IFO 14538,FERM BP−1170)
を挙げることができる。
上記のIFO番号は財団法人発酵研究所(IFO,大阪府大阪
市淀川区十三本町2丁目17番85号)への寄託番号を、ま
たFERMB P番号は工業技術院微生物工業技術研究所(F
RI,茨城県筑波郡谷田部町東1丁目1番3号)への寄託
番号をあらわす。さらにFERM BP番号はブタペスト条約
に基づくFRIへの寄託番号をあらわす。上記BL−9株お
よびBL−115株はIFOへは1986年1月21日に、またFRIへ
は1986年2月1日に、一方GO−10株およびGO−14株はIF
Oへは1986年8月28日に、またFRIへは1986年9月5日に
それぞれ寄託されている。
なお、上記のBL−9株およびBL−1 15株のFRIへの各
寄託については、該寄託がベタペスト条約に基づく寄託
に切り換えられてFERM P−8632はFERM BP−1241とし
て、またFERM P−8631はFERM BP−1240としてそれぞ
れFRIに保管されている。
次に、D−ソルビットを微生物学的に酸化せしめる方法
について説明する。この具体的な方法としては、上記に
特定する微生物、すなわち、グルコノバクター属に属
し、L−ソルボース生産能を有し、D−ソルビットを唯
一炭素源として生育する能力が低められた微生物をD−
ソルビットを含有する培地に培養し、培養液中にL−ソ
ルボースを蓄積せしめ、次いで採取することにより実施
できる。
本培地中のD−ソルビットは約10〜50%で用いられ、好
ましくは20〜50%である。培地としては炭素源、窒素
源、無機塩類、生育因子等を含有する栄養培地または合
成培地が用いられる。
炭素源としてはD−グルコース、D−フラクトース、D
−マンニット、グリセリン、エタノール、糖密、澱粉加
水分解物などを必要に応じて添加してもよい。たとえ
ば、D−ソルビットを唯一炭素源とする最少培地でほぼ
完全に生育できなくなった微生物を用いる場合は、上記
D−ソルビットの使用量の約0.1〜10%の炭素源を添加
しておくのが一般に好ましい。一方、D−ソルビットを
唯一炭素源とする最少培地での生育度合が親株よりも著
しく低下せしめられているが、ある程度は生育しうる微
生物を用いる場合は、原料として用いるD−ソルビット
の一部が炭素源として利用でき、他の炭素源を添加する
ことなく培養することもできる。
窒素源としてはコーンスティープリカー,酵母エキス,
乾燥酵母,脱脂大豆粉,肉エキス,ペプトン,ガザミノ
酸,その他の含窒素有機資源,硫酸アンモニウム,硝酸
アンモニウム,塩化アンモニウム,リン酸アンモニウ
ム,アンモニア水などの無機窒素化合物、グルタミン酸
ナトリウムなどのアミノ酸、その他尿素,酢酸アンモニ
ウム等も用いられる。
培地には上記の炭素源や窒素源に加えて、微生物の生育
に必要な種々の金属,ビタミン,アミノ酸,核酸,リン
酸塩等が適宜添加される。
培養は通常、振盪または通気撹拌等の好気的条件下で行
うのが良い。培養温度は一般的には15℃〜40℃で好まし
くは25℃〜35℃であり、培地のpHは3.0ないし8.0で好ま
しくは4.0ないし6.5である。また培養時間は約10ないし
100時間であり、好ましくは15ないし40時間である。
以上の様にして培養を終了した培養物中のL−ソルボー
スは公知の方法によって精製単離される。例えば、培養
物をろ過して除菌後、活性炭を用いて脱色し、減圧濃縮
を経て、メタノール,エタノール,アセトンなどでL−
ソルボースを晶出させてこれを単離することが出来る。
実施例 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。
実施例1 グルコノバクター・サブオキシダンスIFO3254株を、D
−ソルビット2.5%,ペプトン1.0%,酵母エキス1.0%
からなるSCM培地(pH7.0)5mlを含む試験管に接種し、3
0℃で一夜振盪培養した。この培養液0.25mlを同じ培地2
5mlを含む200ml容三角フラスコに移植し、30℃で6時間
振盪培養した。得られた培養液から遠心分離(10,000rp
m,10分)によって細胞を集め、続いて10mlのトリス・マ
レイン酸緩衝液(0.05M,pH6.0)で2回洗浄した。この
洗浄細胞をN−メチル−N′−ニトロ−N−ニトロソグ
アニジン100μg/mlを含む前記緩衝液5mlに懸濁(2×
109細胞/ml)して30℃で30分間振盪した。この処理液
から遠心分離によって細胞を集め、10mlの0.85%食塩水
で2回洗浄した。
この洗浄細胞を2.5%のグリセリンを加えたSCM培地5ml
に移し、30℃で1時間振盪培養して変異株の分離(segr
egation)を促進した。
この様にして得られた変異処理細胞懸濁液を、グリセリ
ン(2.5%)を唯一炭素源として含む最少培地(第1
表)のプレートに、1枚当り約100個のコロニーが生じ
る様に撤き、28℃,3日間培養した。
生じたコロニーを、唯一炭素源としてD−ソルビット2.
5%を含む最少培地プレートと唯一炭素源としてL−ソ
ルボース2.5%を含む最少培地プレートにレプリカ法で
転写して、28℃,3日間培養した。その結果、グリセリン
を唯一炭素源とする最少培地では生育するが、D−ソル
ビットを唯一炭素源とする最少培地とL−ソルボースを
唯一炭素源とする培地では、生育しないか、または親株
であるIFO 3254株と比較して生育が著しく遅い変異株
を多数分離した。
この様な性質を示す変異株27株のL−ソルボース生産能
を後述の実施例2と同じ方法で調べ、特にL−ソルボー
ス生産能が親株より著しく優れた菌株として、BL−9株
とBL−115株を選択した。
尚各種炭素源を唯一炭素源として含む最少培地でのグロ
コノバクター・サブオキシダンスBL−9株(IFO 1448
9,FERM BP−1241)とBL−115株(IFO 14490,FERM BP
−1240)の生育度を親株であるIFO 3254株と対比させ
て第2表に示した。この実験条件は以下の通りである。
第2表に示す炭素源(2.5%)を各々含む第1表の最少
培地5mlに上記3菌株の細胞懸濁液各々1滴を植菌し30
℃で2日間試験管振盪機で培養し、得られた培養液に0.
1mlの1N塩酸を添加して残存する炭素カルシウムを溶解
させた後、生育度を吸光度(600nm)で測定した。
第2表から明らかな様にBL−9株とBL−115株のD−ソ
ルビットを唯一炭素源とする最少培地での生育は親株IF
O 3254株と比較して著しく低下している。
実施例2 種菌として、グツコノバクター・サブオキシダンス BL
−9株(IFO 14489,FERM BP−124)とBL−115株(IFO
14490,FERM BP−1240)を使用した。この両菌株をそ
れぞれD−ソルビット50g/,グリセリン5g/,L−
グラタミン酸モノナトリウム2g/,酵母エキス0.3g/
,KH2POB40.47g/,MgSO4・7H2O 0.1g/,CaCO3
0.18g/,ニコチン酸アミド30mg/,パントテン酸
カルシウム3mg/,ビタミンB2 1mgb/,パラアミ
ノ安息香酸1mg/,FeSO4・7H2OB 1.5mg/,MnSO4・7
H2O 0.1mg/からなる第1種培地(pH6.5)20mlを含
む200ml容三角フラスコに接種し、30℃で24時間培養し
た。この培養液2mlを第2種培地(第1種培地のD−ソ
ルビット濃度を200g/に増加したもの)20mlを含む20
0ml容三角フラスコに移植して30℃で24時間振盪培養
し、第2種培養液を得た。
この第2種培養液1mlを、D−ソルビット300g/,グ
リセリン1g/,酵母エキス0.3g/,KH2PO4 0.47g/
,MgSO4・7H2O 0.1g/,CaCO3 0.18g/,酢酸ア
ンモニウム 0.29g/,ニコチン酸アミド30mg/,
パントテン酸カルシウム3mg/,ビタミンB2 1mg/
パラアミノ安息香酸1mg/,FeSO4・7H2O 1.5mg/
,MnSO4・7H2O 0.1mg/からなる発酵培地(pH6.5)
20mlを含む200ml容のヒダ付(バッフル付)三角フラス
コに移植し、30℃で24時間振盪培養した。また対照とし
て親株であるグルコノバクター・サブオキシダンス IF
O 3254株を同一条件下で同時に培養し、これらの結果
を併せて第3表に示した。これらの培養液中のD−ソル
ビットは全て消費されていた。
尚、D−ソルビットとL−ソルボースの定量は、スルホ
ン加ポリスチレンゲル充填カラ(島津製作所,SCR−101H
カラム,7.9mm×30cm)を用いる高速液体クロマトグラフ
ィー法(移動層;pH2.2の希硫酸,流量/;0.5ml/min,検
出器;示差屈折計)で行った。
実施例3 種菌としてグルコノバクター・サブオキシダンス BL−
115株(IFO 14490,FERM BP−1240)を使用し、実施例
2と同じ方法で第2種培養液を得た。
この第2種培養液150mlを実施例2と同じ発酵培地3
を含む5容発酵層に移植し、通気2.4/min,撹拌800
rpm,温度30℃の条件下に24時間培養した。
本培養で原料D−ソルビットは完全に酸化され、培養液
中にL−ソルボースが対D−ソルビット収率98.4%で蓄
積された。また親株であるグルコノバクター・サブオキ
シダンスIFO 3254株を同条件下で同時に培養したとこ
ろ、その培養液中には、L−ソルボースが対D−ソルビ
ット収率93.7%で蓄積していた。
実施例4 グルコノバクター・オキシダンス IFO 12467株を実施
例1と同じ手順で、N−メチル−N′−ニトロ−N−ニ
トロソグアニジンによる突然変異誘起処理を行った。得
られた変異処理細胞懸濁液を、グリセリン(2.5%)を
唯一炭素源として含む最少培他(第1表)のプレート
に、1枚当り約100個のコロニーが生じる様に撤き、28
℃,4日間培養した。
生じたコロニーを唯一炭素源としてD−ソルビット2.5
%を含む最少培地プレートにレプリカ法で転写して28
℃,3日間培養した。その結果、グリセリンを唯一炭素源
とする最少培地では生育するが、D−ソルビットを唯一
炭素源とする最少培地では、生育しないか、または親株
であるIFO 12467株と比較して生育が著しく遅い変異株
を多数分離した。
上記の様な性質を示す変異株43株のL−ソルボース生産
能を後述の実施例5と同じ方法で調べ、特にL−ソルボ
ース生産能が親株より著しく優れた菌株としてGO−10株
(IFO 14537,FERM BP−1169)とGO−14株(IFO 1453
8,FERM BP−1170)を選択した。
尚各種炭素源を唯一炭素源とに含む最少培地でのグルコ
ノバクター・オキシダンスGO−10株とGO−14株の生育度
を親株であるIFO 12467株と対比させて第4表に示し
た。この実験条件は実施例1と同じである。
第4表から明らかな様にGO−10株とGO−14株は、D−ソ
ルビットを唯一炭素源とする最少培地で殆ど生育するこ
とが出来なくなっている。なお、L−ソルボースを唯一
炭素源とする最少培地では親株であるIFO 12467自身殆
ど生育し得えず、GO−10株およびGO−14株も同様に殆ど
生育できなかった。
実施例5 種菌としてグルコノバクター・オキシダンスGO−10株
(IFO 14537,FERM BP−1169)とGO−14株(IFO 1453
8,FERM BP−1170)を使用した。この両菌株をそれぞれ
D−ソルビット50g/,グリセリン5g/,L−グルタ
ミン酸モノナトリウム2g/,酵母エキス1g/,KH2PO
4 0.47g/,MgSO4・7H2O 0.1g/,CaCO3 0.18g/
,ニコチン酸アミド30mg/,パントテン酸カルシウ
ム3mg/,ビタミンB2 1mg/,パラアミノ安息香酸
1mg/,FeSO4・7H2O1.5mg/,MnSO4・7H2O 0.1mg
/からなる種培地(pH6.5)20mlを含む三角フラスコ
に接触し、30℃,24時間振盪培養した。
この種培養液1mlを発酵培地(上記の種培地のD−ソル
ビットを200g/に増加したもの)20mlを含む20ml容フ
ラスコに移植して30℃で40時間振盪培養した。また対照
として、親株であるグルコノバクター・オキシダンスIF
O12467株を同一条件下で同時に培養し、これらの結果を
併せて第5表に示した。これらの培養液中のD−ソルビ
ットは全て消費されていた。
なお、D−ソルビットとL−ソルボースの定量は、実施
例2に記載の方法で行った。
発明の効果 本発明によると、D−ソルビットを微生物学的に酸化し
てL−ソルボースを製造する方法において従来法に比較
して、L−ソルボースの収率を増大させることができ
る。すなわち、従来法ではD−ソルビットに対するL−
ソルボースの収率は高くても約93%程度までであった
が、本発明法によると従来法よりも2〜3%以上収率を
上げることができ、しかもD−フラクトース,2−ケトグ
ルコン酸,5−ケトフラクトースなどの副生物の生成を少
なくすることができる。この結果、ビタミンC製造にお
いて原料コストの占める割合がきわめて高いL−ソルボ
ースを従来法よりも安価に供給することができ、医薬、
食品等において幅広い用途を有するビタミンCの製造コ
ストを低減し得る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】グルコノバクター属に属し、D−ソルビッ
    トを唯一炭素源として生育する能力が親株の1/10以下
    に低められた微生物を用いてD−ソルビットを微生物学
    的に酸化せしめることを特徴とするL−ソルボースの製
    造法。
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