JPH07327693A - D−乳酸及びl−ラクトアミドの製造法 - Google Patents
D−乳酸及びl−ラクトアミドの製造法Info
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- JPH07327693A JPH07327693A JP28550394A JP28550394A JPH07327693A JP H07327693 A JPH07327693 A JP H07327693A JP 28550394 A JP28550394 A JP 28550394A JP 28550394 A JP28550394 A JP 28550394A JP H07327693 A JPH07327693 A JP H07327693A
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Abstract
ロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、アシネトバ
クター属、コリネバクテリウム属、エンテロバクター
属、ミクロコッカス属及びロドコッカス属に属し、DL
−ラクトアミドを不斉加水分解する能力を有する微生物
の培養液、菌体、菌体処理物、あるいは固定化物をDL
−ラクトアミドに作用させることを特徴とするD−乳酸
及びL−ラクトアミドの製造法。 【効果】 DL−ラクトアミドを不斉加水分解する能力
を有する微生物の作用により、D−乳酸及びL−ラクト
アミドを効率よく得ることができる。
Description
生物化学的に不斉加水分解してD−乳酸及びL−ラクト
アミドを製造する方法に関する。本発明で得られるD−
乳酸は光学活性フェノキシプロピオン酸系あるいはジフ
ェニルエーテル系除草剤の原料として有用な化合物であ
る。また生分解性ポリマーの原料としての利用も見込ま
れている。
発酵法で製造されているが、この方法では発酵終了まで
にかなりの時間を要し、その蓄積濃度は十数%以下と低
く、また生成される乳酸の分離、精製等には煩雑な操作
を必要とする。D−乳酸の発酵法による製造は特開昭63
-173596号公報、特公平5-38593号公報等に記載されて
いる。
は、ニトリル化合物を原料として、光学活性α−置換有
機酸を製造する方法 (特開平2-84198号公報及び特開平3
-224496号公報参照) 及び光学活性乳酸を製造する方法
(特開平4-99497号、特開平5-219987号公報参照) が知ら
れている。
物を原料として、光学活性α−ヒドロキシカルボン酸誘
導体を製造する方法 (特開昭63-63397号公報参照) 及び
光学活性α−ヒドロキシカルボン酸を製造する方法 (特
開平2-156892号公報参照) 、更に2−ハロゲノプロピオ
ン酸から光学活性乳酸を製造する方法 (特開昭59-31690
号公報参照) 、1,2−プロパンジオールからD−乳酸
を製造する方法 (特開平4-271787号公報参照) 等が知ら
れている。
ては、微生物による光学活性α−オキシ酸の製法 (特開
昭61-88894号公報参照) 、光学活性α−オキシ酸の製造
法 (特開昭62-55098号公報参照) 、光学活性α−置換有
機酸の製造方法 (特開平2-84198号公報参照) 及び光学
活性α−置換有機酸を製造する方法 (特開平3-224496号
公報参照) が知られている。
号及び特開平3-224496号公報には一般論としてラセミの
アミド体から対応する光学活性カルボン酸を生成させる
可能性が示されているものの、DL−ラクトアミドから
直接光学活性乳酸を製造することに関する具体的な記述
はなく、DL−ラクトアミドから直接光学活性乳酸を製
造しうるかどうか全く不明である。特開昭61-88894号公
報には僅か2種の微生物により特定のα−ヒドロキシア
ミドから対応する光学活性α−ヒドロキシカルボン酸を
製造する方法が記載されているに過ぎない。また、特開
平2-84198号及び特開平3-224496号公報ではα−置換ニ
トリル及びα−置換アミドから微生物酵素の作用により
対応するα−置換酸を製造するという方法が示されてい
る。しかしながら、本公報で例示されている方法の大半
はα−置換ニトリルからの光学活性なα−置換酸の製造
であり、また、α−置換アミドからの対応するα−置換
酸の製造に関する例示化合物はすべて光学活性炭素にハ
ロゲン、アリール基、アリールオキシ基、複素環基等が
結合したものであり、乳酸のようにヒドロキシ基と低分
子のアルキル基の組み合わせを有するD−α−置換酸の
製造についてはまだ知られていない。
トアミドからL−乳酸を製造する方法を開示している
が、DL−ラクトアミドから優位量のD−乳酸を製造す
る方法についてはまだ知られていない。
応において酵素や菌体の効率的な利用方法については何
等触れられていない。さらに、これらの公知技術には光
学活性体の蓄積濃度に関しても何等特別な記述はなく、
開示されていたとしても数%以下の蓄積濃度の具体例が
あるのみである。
時の酵素や菌体を効率的に利用するとともに、D−乳酸
及びL−ラクトアミドを高濃度に蓄積せしめることので
きる工業的な製造法を提供することである。
クトアミドを原料として直接優位量のD−乳酸及びL−
ラクトアミドを製造すべく、鋭意検討を重ねた結果、本
発明に到達した。即ち、本発明は、アルカリゲネス属、
シュードモナス属、アグロバクテリウム属、ブレビバク
テリウム属、アシネトバクター属、コリネバクテリウム
属、エンテロバクター属、ミクロコッカス属及びロドコ
ッカス属に属し、DL−ラクトアミドを不斉加水分解す
る能力を有する微生物の培養液、菌体、菌体処理物、あ
るいは固定化物をDL−ラクトアミドに作用させること
を特徴とするD−乳酸及びL−ラクトアミドの製造法で
ある。
体、菌体処理物、あるいは固定化物をDL−ラクトアミ
ドに作用させ、生成するD−乳酸を取得することを特徴
とするD−乳酸の製造法、及び前記微生物の培養液、菌
体、菌体処理物あるいは固定化物をDL−ラクトアミド
に作用させ、残存するL−ラクトアミドを取得すること
を特徴とするL−ラクトアミドの製造法を包含する。
ゲネス属、シュードモナス属、アグロバクテリウム属、
ブレビバクテリウム属、アシネトバクター属、コリネバ
クテリウム属、エンテロバクター属、ミクロコッカス属
及びロドコッカス属に属し、且つDL−ラクトアミドを
D−乳酸に不斉加水分解する能力を有するものであれ
ば、特に制限はない。
ネス sp. MR-2201株 (FERM P-13958)、アルカリゲネス
・ファエカリス (Alcaligenes faecalis) IFO 13111、
シュードモナス sp. MR-2301株 (FERM P-13959)、シュ
ードモナス・プチダ(Pseudomonas putida) IFO 12996、
シュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluores
cens) IFO 3903、アグロバクテリウム・ツメファシエン
ス(Agrobacterium tumefaciens) IAM 1037、アグロバク
テリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefacie
ns) ATCC 4720、アグロバクテリウム・ラディオバクタ
ー(Agrobacterium radiobacter) IFO 12607、アグロバ
クテリウム・ラディオバクター(Agrobacterium radioba
cter) IAM 1526、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネ
ス(Brevibacterium ammoniagenes) IFO 12072、ブレビ
バクテリウム・アンモニアゲネス(Brevibacterium ammo
niagenes) IAM 1645、アシネトバクター sp. MR-2302株
(FERM P-14268)、コリネバクテリウム・ニトリロフィル
ス(Corynebacteirum nitrilophilus) ATCC21419、エン
テロバクター・クロアカエ(Enterobacter cloacae) IFO
3320、ミクロコッカス・バリアンス(Micrococcus vari
ans) IAM 1099、ミクロコッカス・ルテウス(Micrococcu
s luteus) IFO 12708、ロドコッカス・エクイ(Rhodococ
cus equi) IFO 3730、ロドコッカス・エクイ(Rhodococc
us equi) IFM152、ロドコッカス・エリスロポリス(Rhod
ococcus erythropolis) IFM 155、ロドコッカス・エリ
スロポリス(Rhodococcus erythropolis) IFO 12320、ロ
ドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropoli
s) IFO 12538、及びロドコッカス・ロドニィ(Rhodococc
us rhodonii) IFM 148が挙げられる。
01株 (FERM P-13958)、シュードモナス sp. MR-2301株
(FERM P-13959)、及びアシネトバクターsp.MR-2302株(F
ERMP-14268)が好ましく用いられる。
モナス sp. MR-2301株、及びアシネトバクターsp. MR-2
302株は、本発明者等が新たに土壌中より分離したもの
で、上記寄託番号にて通商産業省工業技術院生命工学工
業技術研究所に寄託されており、その菌学的性質はそれ
ぞれ以下に示す通りである。
ystematic Bacteriology (1986) に基づいて分類する
と、アルカリゲネス sp. MR-2201株はアルカリゲネス属
に属する細菌、シュードモナス sp. MR-2301株はシュー
ドモナス属に属する細菌、アシネトバクター sp. MR-23
02株はアシネトバクター属に属する細菌であると同定さ
れた。
種を用いるが、同様の能力を有する二種以上の混合菌体
を用いることも可能である。
びL−ラクトアミドの効率的な製造方法を鋭意検討し
た。まず、上記DL−ラクトアミドを不斉加水分解する
能力を有する上記酵素を含む菌体を固定化して、得られ
た固定化菌体を不斉加水分解反応に用いることに着想
し、最初にアクリルアミド系の重合体ゲルによって、酵
素含有菌体を包括して固定化することを試みた。このア
クリルアミド系の重合体ゲルを用いる固定化法は従来か
らよく研究されており〔例えば「発酵と工業」vol.35,
No.3, P.281 〜293, (1977年) 参照〕、例えば酵素とア
クリルアミドの混合液を調製して、これを重合させ、生
成したゲル内に酵素を包括する方法等が挙げられる。
固定化菌体は、繰り返しの使用による活性低下が著し
く、また懸濁中にゲルが破損するという問題があった。
本発明者らは、上記問題点の発生原因について究明した
ところ、活性低下に関しては、菌体から遊離した酵素が
ゲルから反応液側に漏出するために生じることが判っ
た。ゲルからの酵素の漏失を防止するには、酵素分子を
多官能性架橋剤で処理することにより、さらに高分子化
してゲルの網目構造からの溶出を防止する方法が知られ
ている(例えば特公昭58-36959号公報参照)。
を化学修飾する場合、酵素の活性を損なわないような架
橋剤を選択する必要があり、いかなる酵素に対しても酵
素の活性を損なうことなく安定した架橋処理が可能なも
のは現在のところ知られていない。DL−ラクトアミド
を生物化学的に不斉加水分解してD−乳酸及びL−ラク
トアミドを生成する能力を有する酵素についても同様で
あり、当該酵素に適した架橋剤及びその使用条件を見出
す必要がある。
明者等は、DL−ラクトアミドを生物化学的に不斉加水
分解してD−乳酸及びL−ラクトアミドを生成する能力
を有する酵素を含む微生物の菌体又は菌体処理物に、ア
ルデヒド基を有する多官能性架橋剤及びアクリルアミド
系の単量体を含有する包括材を添加し、重合させた後、
得られた重合物を任意の形状に成形した固定化物はその
活性を損なうことなく、安定であることを見出した。ま
た、DL−ラクトアミドを不斉加水分解してD−乳酸及
びL−ラクトアミドを生成する能力を有する微生物菌
体、アルデヒド基を有する多官能性架橋剤、及びアクリ
ルアミド系の単量体を含有する包括材を所定の割合で、
例えば微生物菌体1重量部/多官能性架橋剤0.01〜0.25
重量部/包括材0.5〜10重量部の割合で均一に混合し、
重合することにより、懸濁状態で繰り返し反応に使用し
ても酵素の漏失がなく、しかも破損の少ない固定化菌体
が得られることを見出した。
ドを原料として高濃度のD−乳酸及びL−ラクトアミド
を製造すべく、加水分解反応の諸要因の影響について鋭
意検討を重ねた結果、反応系のDL−ラクトアミドが40
重量%を超えると反応速度が極端に低下し、実質的なD
−乳酸及びL−ラクトアミドの製造が困難になるが、D
L−ラクトアミドの濃度を制御することにより、目的物
をそれぞれ高濃度で蓄積できることがわかった。
ラクトアミドを不斉加水分解する能力を有する微生物の
培養物、菌体、菌体処理物、あるいは固定化物を作用さ
せてD−乳酸及びL−ラクトアミドを生成させる際に、
反応系内のDL−ラクトアミド濃度を40重量%以下とな
るように維持させることにより、D−乳酸及びL−ラク
トアミドがそれぞれ10重量%以上の高濃度で蓄積できる
ことを見出した。
明する。 〔1〕菌体調製 本発明に使用される微生物の培養には、ラクトアミド、
プロピオンアミド等のアミド化合物及びそれらの誘導物
質を唯一炭素源、窒素源として用いるか、又は炭素源と
しては通常資化しうるものを、一方窒素源としては前記
アミド化合物を用いるか、又は炭素源、窒素源双方とも
通常資化しうるものを用いるかいずれかの栄養源に微生
物の生育に必要な無機栄養源を添加した培地が用いられ
る。例えば、炭素源としてグリセロール、グルコース、
シュークロース等、窒素源として酵母エキス、ペプト
ン、硫酸アンモニウム等、無機栄養源としてリン酸塩、
ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、鉄塩、マ
ンガン塩、亜鉛塩等が用いられる。
〜50℃、培養時間1〜7日間行えば良い。更に、培養初
期から中期にラクトアミド、プロピオンアミド等のアミ
ド化合物及びそれらの誘導物質を酵素誘導物質として添
加することにより高い酵素活性が得られる。
はその処理物 (破砕菌体、粗・精製酵素、固定化菌体・
酵素等) はいずれの形でも反応に使用することができ
る。菌体の固定化処理を行う場合について以下に説明す
る。
を有する多官能性のものである。アルデヒド基を有する
多官能性架橋剤とは、1分子中に2個以上のアルデヒド
基を有する化合物を意味する。このような化合物として
は、グルタルアルデヒドやグリオキサール等が挙げら
れ、それらの混合物を使用することもできるが、特にグ
ルタルアルデヒドを使用するのが好ましい。
のを使用する。本明細書において包括材とは、重合する
ことによってゲル化して、微生物の菌体を包括すること
のできるものをいう。アクリルアミド系の単量体として
は、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N ’−メチ
レンビスアクリルアミド等が挙げられ、1種又は2種以
上を適宜使用すればよい。
さらにアクリルアミド系の単量体と共重合可能なエチレ
ン系不飽和単量体を併用してもよい。エチレン系不飽和
単量体としては、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルア
ミノプロピルメタクリレート、ジエチルアミノプロピル
メタクリルアミドや、これらの第4級化物等が挙げら
れ、これらは1種又は2種以上を適宜使用することがで
きる。
アクリルアミド系の単量体1重量部に対して、0.01〜0.
5重量部、特に0.05〜0.2重量部の混合比で使用するのが
好ましい。
で均一に混合する。そのとき、微生物の菌体1重量部に
対して、架橋剤を0.01〜0.25重量部、及び包括材を 0.5
〜10重量部を添加するのが好ましい。架橋剤の使用量が
これより少ないと、微生物の固定化が不完全となり、漏
失が起こる。一方、これより多量に添加すると、包括材
の重合が阻害され、機械的強度の大きい重合体ゲルが得
られにくい。また、包括材の使用量も生成する重合体ゲ
ルの強度及び活性の発現に大きく影響を与え、使用量が
上記よりも少ないと菌体の固定化が不完全となり、一方
上記より多量に添加すると、菌体酵素の活性発現が不完
全となる。特に好ましくは、菌体1重量部に対して架橋
剤を0.03〜0.2重量部、及び包括材を0.8〜8重量部を添
加する。
酸緩衝液等の溶媒、又は前記溶媒を主成分とし、これに
水に溶解しうる範囲で有機溶媒等を混合させた混合系を
使用することができる。用いうる有機溶媒の代表的な例
としては、メタノール、エタノール、ジメチルホルムア
ミド、ジオキサン等が例示できるが、これらに限定され
るものではない。
及び包括材の合計1重量部に対して、1〜50重量部であ
るのが好ましく、特に2〜10重量部であるのが好まし
い。混合は、機械的手段、例えばプロペラ付き攪拌機、
ホモジナイザー等を使用して行うのが好ましい。
重合開始剤としては、特に制限されるものではないが、
過硫酸カリや過硫酸アンモニウム等のレドックス系の開
始剤を用いるのが好ましい。重合開始剤は、混合物(上
記水性媒体は含まない)1重量部に対して、0.0001〜0.
1重量部使用するのが好ましく、特に0.0005〜0.01重量
部使用するのが好ましい。
アミノプロピオニトリルやトリエタノールアミン等の重
合促進剤を使用してもよい。重合促進剤は、混合物(上
記水性媒体は含まない)1重量部に対して、0.0001〜0.
1重量部使用するのが好ましく、特に0.0005〜0.1重量部
使用するのが好ましい。なお、この重合促進剤は、上記
混合工程においてあらかじめ添加しておいてもよい。
も、重合反応系内の菌体の量を0.1〜50重量%、特に1
〜20重量%の範囲に維持するのが好ましい。重合は、特
に制限されるものではないが、pH5〜10及び−10℃〜
+30℃の温度下で行うのが好ましく、特にpH6〜8及
び0〜20℃の温度の下で行うのが好ましい。また、雰囲
気は、酸素を除去した雰囲気、例えば窒素ガス雰囲気と
するのが重合を円滑に進めるために好ましい。この重合
は、一般的には10秒〜10時間行う。
る。その形状は特に制限されるものではないが、通常は
粒状であり、球状、円柱状、角柱状等いずれの形状から
なる粒状であってもよい。反応液からの生成物の回収の
容易性や、菌体酵素の活性発現の度合い等を考慮して、
粒径は 0.1〜2mmとするのが好ましく、特に 0.5〜1mm
とするのが好ましい。成形手段としてはいかなる方法を
使用してもよいが、例えば細断機(金網)で押し出した
後、刃物で切断する方法がとられる。
いて、菌体の酵素はアルデヒド基を有する多官能性架橋
剤で架橋され、アクリルアミド系の重合体ゲル中に包括
されていると考えられる。
(破砕菌体、粗・精製酵素、固定化菌体・酵素等) を含
む水性媒体中にDL−ラクトアミドを共存させることに
より、速やかに加水分解が進行し、D−乳酸とアンモニ
アを生成する。反応系内でDL−ラクトアミド濃度は特
に制限されるものではないが、一般には0.01〜60重量%
を用いるとよい。しかし、円滑且つ効率的に加水分解反
応を進行させるためには、菌体またはその処理物 (破砕
菌体、粗・精製酵素、固定化菌体・酵素等) を含む水性
媒体中でのDL−ラクトアミド濃度を40重量%以下、好
ましくは5〜30重量%となるように調整維持すること
で、速やかに且つ高濃度にD−乳酸及びL−ラクトアミ
ドを、それぞれ10重量%以上、さらには20重量%以上蓄
積せしめることが可能である。
内の濃度を40重量%以下となるように調整維持すること
とは、反応初期から終期を通じてDL−ラクトアミドの
濃度を40重量%以下に調整維持することである。DL−
ラクトアミドの濃度が40重量%を超えると、酵素失活に
よると考えられる反応速度の低下が観察される。反応が
進行するに従ってDL−ラクトアミドの濃度は低下する
が、当該濃度を40重量%、好ましくは30重量%を超えな
い範囲でDL−ラクトアミドを連続的又は間欠的に添加
すればよい。勿論、反応開始時にDL−ラクトアミドを
40重量%濃度以下で一括混合して、その後はDL−ラク
トアミドを添加しない方法をとってもよいことはいうま
でもない。このようにDL−ラクトアミドの濃度を調整
維持することによって、D−乳酸及びL−ラクトアミド
をそれぞれ10重量%以上の高濃度で蓄積することができ
る。
菌体処理物の使用量は特に制限されるものではないが、
例えば微生物菌体をそのまま用いる場合は、乾燥菌体と
して0.001〜10重量%になるようにするとよい。特に好
ましくは0.01〜2重量%である。固定化菌体を用いる場
合は、0.01〜10重量%使用すればよい。
が、酵素の安定性を考慮に入れ、反応媒体のpHは3〜1
2、好ましくは5〜9、反応温度は5〜70℃、好ましく
は10〜50℃、反応時間は0.5〜120時間、好ましくは5〜
24時間で反応させればよい。
離後、化学的加水分解によりL−乳酸を生成せしめるこ
ともできる。従って、本発明はこれら一連の操作により
D体及びL体の双方の製造を可能にするものである。
手法に従って固定化されたものを使用することもでき
る。反応方式に関してはバッチ式、連続式及び再使用式
のいずれの方法でも可能である。
分離あるいは瀘過等により菌体または菌体処理物を除去
後、抽出、イオン交換、電気透析、その他の公知の方法
を利用することができる。
不斉加水分解する能力を有する微生物の作用により、D
−乳酸及びL−ラクトアミドを効率よく得ることができ
る。
明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何等制限す
るものではない。
株を下記に示す培地により30℃で48時間振盪培養した。 培地組成 ペプトン 16g 酵母エキス 10g 塩化ナトリウム 5g ラクトアミド 1g 水 1000ml 得られた培養液を遠心分離により集菌し、0.05Mリン酸
緩衝液 (pH7) で洗浄した。同緩衝液中、洗浄菌体を乾
燥菌体量として2重量%、DL−ラクトアミド5重量%
となるように調整し、30℃で反応開始した。DL−ラク
トアミド及び乳酸はHPLC (高速液体クロマトグラフ
ィー) 法により分析した。反応40時間後、D−ラクトア
ミドからのモル収率約100%でD−乳酸(100% ee)が生
成された。なお、D−乳酸の光学純度はダイセル化学工
業株式会社製 CHIRALPAK WH カラムにより分析した。
ス (Alcaligenes faecalis) IFO 13111 を実施例1に示
す培地により30℃で48時間振盪培養した。得られた培養
液を遠心分離により集菌し、0.05Mリン酸緩衝液 (pH
7) で洗浄した。同緩衝液中、洗浄菌体を約10重量%、
DL−ラクトアミド2重量%となるように調整し、30℃
で反応開始した。DL−ラクトアミド及び乳酸をHPL
C法により分析した。反応18時間後、D−ラクトアミド
からのモル収率ほぼ 100%でD−乳酸 (60%ee) が生成
された。なお、D−乳酸の光学純度はダイセル化学工業
株式会社製 CHIRALPAK WH カラムにより分析した。
株を実施例1に示す培地により30℃で48時間振盪培養し
た。得られた培養液を遠心分離により集菌し、0.05Mリ
ン酸緩衝液 (pH7) で洗浄した。同緩衝液中、洗浄菌体
を乾燥菌体量として2重量%、DL−ラクトアミド5重
量%となるように調整し、30℃で反応開始した。経時的
にDL−ラクトアミド及び乳酸をHPLC法により分析
した。結果を図1に示す。反応8時間後、D−ラクトア
ミドからのモル収率ほぼ100%でD−乳酸(96% ee)及び
L−ラクトアミドが生成された。なお、D−乳酸の光学
純度はダイセル化学工業株式会社製 CHIRALPAK WH カラ
ムにより分析した。
udomonas putida) IFO 12996を実施例1に示す培地によ
り30℃で48時間振盪培養した。得られた培養液を遠心分
離により集菌し、0.05Mリン酸緩衝液 (pH7) で洗浄し
た。同緩衝液中、洗浄菌体を約10重量%、DL−ラクト
アミド1重量%となるように調整し、30℃で反応開始し
た。DL−ラクトアミド及び乳酸をHPLC法により分
析した。反応15時間後、D−ラクトアミドからのモル収
率ほぼ100%でD−乳酸 (80%ee) が生成された。な
お、D−乳酸の光学純度はダイセル化学工業株式会社製
CHIRALPAK WH カラムにより分析した。
ンス(Pseudomonas fluorescens) IFO 3903を実施例1に
示す培地により30℃で48時間振盪培養した。得られた培
養液を遠心分離により集菌し、0.05Mリン酸緩衝液 (pH
7) で洗浄した。同緩衝液中、洗浄菌体を約10重量%、
DL−ラクトアミド1重量%となるように調整し、30℃
で反応開始した。DL−ラクトアミド及び乳酸をHPL
C法により分析した。反応48時間後、D−ラクトアミド
からのモル収率ほぼ100%でD−乳酸 (92%ee) が生成
された。なお、D−乳酸の光学純度はダイセル化学工業
株式会社製 CHIRALPAK WH カラムにより分析した。
02株を実施例1に示す培地により30℃で48時間振盪培養
した。得られた培養液を遠心分離により集菌し、0.05M
リン酸緩衝液(pH7 )で洗浄した。同緩衝液中、洗浄菌
体を乾燥菌体量として1重量%、DL−ラクトアミド5
重量%となるように調整し、30℃で反応開始した。DL
−ラクトアミド及びDL−乳酸をHPLC法により分析
した。反応6時間後、D−ラクトアミドからのモル収率
ほぼ100%でD−乳酸(96%ee) 及びL−ラクトアミド
が得られた。なお、D−乳酸の光学純度は株式会社住化
分析センター製 SUMICHIRALOA-5000 カラムにより分析
した。
ァシエンス(Agrobacterium tumefaciens) IAM 1037、ア
グロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium t
umefaciens) ATCC4720、アグロバクテリウム・ラディオ
バクター(Agrobacterium radiobacter) IFO 12607、ア
グロバクテリウム・ラディオバクター(Agrobacterium r
adiobacter) IAM 1526、ブレビバクテリウム・アンモニ
アゲネス(Brevibacterium ammoniagenes) IFO 12072、
ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス(Brevibacteriu
m ammoniagenes) IAM 1645、コリネバクテリウム・ニト
リロフィルス(Corynebacteirum nitrilophilus) ATCC21
419、エンテロバクター・クロアカエ(Enterobacter clo
acae) IFO 3320、ミクロコッカス・バリアンス(Microco
ccus varians) IAM 1099、ミクロコッカス・ルテウス(M
icrococcus luteus) IFO 12708、ロドコッカス・エクイ
(Rhodococcus equi) IFO 3730、ロドコッカス・エクイ
(Rhodococcus equi) IFM152、ロドコッカス・エリスロ
ポリス(Rhodococcus erythropolis) IFM 155、ロドコッ
カス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis) IFO
12320、ロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus e
rythropolis) IFO 12538、及びロドコッカス・ロドニィ
(Rhodococcus rhodonii) IFM 148株を実施例1に示す培
地により30℃で48時間振盪培養した。得られた培養液を
遠心分離により集菌し、0.05Mリン酸緩衝液 (pH7) で
洗浄した。同緩衝液中、洗浄菌体を10重量%、DL−ラ
クトアミド1重量%となるように調整し、30℃で反応開
始した。D−乳酸をHPLC法により分析した。反応24
時間後の結果を表1に示す。なお、D−乳酸の光学純度
はダイセル化学工業株式会社製 CHIRALPAK WH カラムに
より分析した。
株を実施例1に示す培地により30℃で48時間振盪培養し
た。得られた培養液を遠心分離により集菌し、0.05M リ
ン酸緩衝液(pH7)で洗浄し、凍結融解菌体(含水率87.9
重量%)30gを得た。これに、ポリアクリルアミド8
g、メチレンビスアクリルアミド0.4gを溶解した生理
的食塩水10gを加え、ミキサーで十分に混合した。次い
で、上記混合物48gに25重量%濃度のグルタルアルデヒ
ド水溶液1g、5重量%濃度のジメチルアミノプロピオ
ニトリル水溶液5g及び2.5重量%濃度の過硫酸カリ水
溶液5gを加え、窒素雰囲気下で十分混合した後、5℃
で約2時間重合反応を行った。反応終了後、得られた重
合物を10メッシュの金網上で押しつぶし、この網目を通
った破砕物を0.05Mのリン酸緩衝液(pH7.0)で洗浄
して固定化菌体を得た。この湿潤状態の固定化菌体10g
をイオン交換水180gに懸濁した後、DL−ラクトアミド
10gを加え、30℃で24時間不斉加水分解反応を行った。
反応終了後、固定化菌体を60メッシュの金網を用いて回
収して、再度上記と同一条件で反応を繰り返した。この
繰り返し回数に対するD−乳酸の生成量の推移を調べ
た。結果を表2に示す。なお、反応生成物であるD−乳
酸の定量は、HPLC法を使用して行った。
添加しない以外、実施例8と同様にしてD−乳酸の生成
量の推移を調べた。結果を併せて表2に示す。
ヒドによって菌体の酵素を架橋した場合には、酵素の活
性持続性が非常に優れている。
体(含水率80.0重量%)450gを、0.05Mのリン酸緩衝
液(pH7.0)150gに懸濁し、これに27.5重量%濃度の
単量体混合液〔アクリルアミド/N,N ’−メチレンビス
アクリルアミド/ジメチルアミノエチルメタクリレート
を10/1/1(重量比)で混合した単量体混合物を27.5
重量%含有する0.05Mのリン酸緩衝液(pH7.0)〕312
g及び重合促進剤として5重量%濃度のジメチルアミノ
プロピオニトリル水溶液88gを加えてミキサーで混合
し、菌体−単量体混合液1000gを調製した。得られた混
合液1000gに対し、25重量%濃度のグルタルアルデヒド
水溶液と、5重量%濃度の過硫酸カリ水溶液11gとを加
え、窒素雰囲気中、5℃で混合した。このとき、グルタ
ルアルデヒド水溶液の添加量を0.1〜16gまで変化させ
た。混合後、約20秒でゲル化した。この重合反応は、容
器を氷水で冷却して重合物の中心部の温度を30℃以下に
維持して行った。
し、その後10メッシュの金網から押し出して破砕した。
得られた破砕物を0.05Mのリン酸緩衝液(pH7.0)500
mlで1時間洗浄したのち、60メッシュの金網で固液分離
して、粒状の固定化菌体を調製した。得られた固定化菌
体について、グルタルアルデヒドの仕込み量の変化に伴
う漏失性を調べるため、酵素の漏失試験を行った。酵素
の漏失試験は、湿潤状態の固定化菌体10gを0.05Mのリ
ン酸緩衝液(pH7.0)100mlに加え、25℃で15日間洗浄
し、その状態における残存活性と未洗浄時における活性
との比率を調べることによって行った。活性及び残存活
性については、固定化菌体10gをイオン交換水180gに懸
濁した後、DL−ラクトアミド10gを加え、30℃、pH
7.0下で1時間反応させ、得られたD−乳酸の生成量か
ら調べた。結果を表3に示す。
対してグルタルアルデヒドを0.01〜0.25重量部用いる
と、耐漏失性に優れた固定化菌体が得られる。
体(含水率80重量%)を、0.05Mのリン酸緩衝液(pH
7.0)150gに懸濁し、これに実施例8と同様の単量体混
合液及び5.0重量%濃度のジメチルアミノプロピオニト
リルを加えてミキサーで混合し、表4に示す仕込み比の
6種の菌体−単量体混合液を調製した。このとき、5重
量%濃度のジメチルアミノプロピオニトリル水溶液の添
加量は、単量体混合液1重量部に対して0.3重量部の割
合で添加したものである。得られた菌体−単量体混合液
に、菌体1重量部に対しグルタルアルデヒドが0.11重量
部となるように、25重量%濃度のグルタルアルデヒド水
溶液を加えた。さらに、5重量%濃度の過硫酸カリ水溶
液を、菌体−単量体混合液1重量部に対して0.35重量部
となるように加え、実施例9と同様にして混合・重合し
た。得られた重合物について、単量体の仕込み量の変化
に伴う漏失性を実施例9と同様にして調べた。結果を表
4に示す。
対して単量体(包括材)を0.5〜10重量部用いると、耐
漏失性に優れた固定化菌体が得られる。
株を実施例1に示す培地により30℃で48時間振盪培養し
た。得られた培養液を遠心分離により集菌し、0.05Mリ
ン酸緩衝液 (pH7) で洗浄した。同緩衝液中、洗浄菌体
を乾燥菌体量として2重量%、及びDL−ラクトアミド
を5、10、20、30、40及び50重量%となるように初期濃
度を調整し、各々30℃の温度下で反応させた。反応開始
から1時間経過後、不斉加水分解によって得られたD−
乳酸をHPLC法により定量し、DL−ラクトアミドの
初期濃度が反応初期速度に及ぼす影響を調べた。DL−
ラクトアミドの初期濃度と、反応開始1時間経過後にお
けるD−乳酸の生成量との関係を図2に示す。また、図
3〜5に30、40及び50重量%ラクトアミドによる反応経
時変化を示す。なお、得られたD−乳酸の光学純度をダ
イセル化学工業株式会社製 CHIRALPAK WH カラムにより
分析した結果、96%eeであった。
ミドの初期濃度が40重量%を超えると反応速度が低下
し、50重量%においては著しく低下する。また、図3〜
5から明らかなように、DL−ラクトアミドの初期濃度
が40重量%を超えると、D−乳酸の蓄積性が著しく低下
する。
2 株を実施例1に示す培地により30℃で48時間振盪培養
した。得られた培養液を遠心分離により集菌し、0.05M
リン酸緩衝液 (pH7) で洗浄した。同緩衝液中、洗浄菌
体を乾燥菌体量として2重量%、及びDL−ラクトアミ
ドを20、30、40及び50重量%となるように初期濃度を調
整し、各々30℃の温度下で反応させた。反応開始から1
時間経過後、不斉加水分解によって得られたD−乳酸を
HPLC法により定量し、DL−ラクトアミドの初期濃
度が反応初期速度に及ぼす影響を調べた。DL−ラクト
アミドの初期濃度と、反応開始1時間経過後におけるD
−乳酸の生成量との関係を図6に示す。図6から明らか
なように、DL−ラクトアミドの初期濃度が40重量%を
超えると反応速度が低下し、50重量%においては著しく
低下する。
浄菌体を調製した。0.05Mリン酸緩衝液 (pH7)中、当
該洗浄菌体を乾燥菌体量として2重量%、及びDL−ラ
クトアミドを30重量%となるように調整し、30℃の温度
下で反応開始した。DL−ラクトアミドを、反応開始20
時間経過後に10重量%量、40時間経過後に同じく10重量
%量添加し、D-乳酸の蓄積状況を観察した。反応時間に
対するD-乳酸の濃度とDL−ラクトアミドの濃度との関
係を図7に示す。尚、反応65時間後、D−乳酸約25重量
%の蓄積が確認された。図7より明らかなように、DL
−ラクトアミドを、15〜30重量%濃度に維持することに
より、高濃度のD−乳酸を蓄積することができる。
経時的にHPLC法で分析した結果を示す。
おいて、DL−ラクトアミドの初期濃度と反応開始1時
間経過後におけるD−乳酸の生成量との関係を示す。
おいて、DL−ラクトアミドの初期濃度を30重量%とし
た場合の、反応時間に対するD−乳酸の濃度とDL−ラ
クトアミドの濃度との関係を示す。
おいて、DL−ラクトアミドの初期濃度を40重量%とし
た場合の、反応時間に対するD−乳酸の濃度とDL−ラ
クトアミドの濃度との関係を示す。
おいて、DL−ラクトアミドの初期濃度を50重量%とし
た場合の、反応時間に対するD−乳酸の濃度とDL−ラ
クトアミドの濃度との関係を示す。
において、DL−ラクトアミドの初期濃度と、反応開始
1時間経過後におけるD−乳酸の生成量との関係を示
す。
おいて、反応時間に対するD−乳酸の濃度とDL−ラク
トアミドの濃度との関係を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】 アルカリゲネス属、シュードモナス属、
アグロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、アシネ
トバクター属、コリネバクテリウム属、エンテロバクタ
ー属、ミクロコッカス属及びロドコッカス属に属し、D
L−ラクトアミドを不斉加水分解する能力を有する微生
物の培養液、菌体、菌体処理物、あるいは固定化物をD
L−ラクトアミドに作用させることを特徴とするD−乳
酸及びL−ラクトアミドの製造法。 - 【請求項2】 アルカリゲネス属、シュードモナス属、
アグロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、アシネ
トバクター属、コリネバクテリウム属、エンテロバクタ
ー属、ミクロコッカス属及びロドコッカス属に属し、D
L−ラクトアミドを不斉加水分解する能力を有する微生
物の培養液、菌体、菌体処理物、あるいは固定化物をD
L−ラクトアミドに作用させ、生成するD−乳酸を取得
することを特徴とするD−乳酸の製造法。 - 【請求項3】 アルカリゲネス属、シュードモナス属、
アグロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、アシネ
トバクター属、コリネバクテリウム属、エンテロバクタ
ー属、ミクロコッカス属及びロドコッカス属に属し、D
L−ラクトアミドを不斉加水分解する能力を有する微生
物の培養液、菌体、菌体処理物、あるいは固定化物をD
L−ラクトアミドに作用させ、残存するL−ラクトアミ
ドを取得することを特徴とするL−ラクトアミドの製造
法。 - 【請求項4】 上記微生物が、アルカリゲネス sp. MR-
2201株 (FERM P-13958)、アルカリゲネス・ファエカリ
ス (Alcaligenes faecalis) IFO 13111、シュードモナ
ス sp. MR-2301株 (FERM P-13959)、シュードモナス・
プチダ(Pseudomonas putida) IFO 12996、シュードモナ
ス・フルオレセンス(Pseudomonas fluorescens) IFO 39
03、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacte
rium tumefaciens) IAM 1037、アグロバクテリウム・ツ
メファシエンス(Agrobacterium tumefaciens) ATCC 472
0、アグロバクテリウム・ラディオバクター(Agrobacter
iumradiobacter) IFO 12607、アグロバクテリウム・ラ
ディオバクター(Agrobacterium radiobacter) IAM 152
6、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス(Brevibacte
rium ammoniagenes) IFO 12072、ブレビバクテリウム・
アンモニアゲネス(Brevibacterium ammoniagenes) IAM
1645、アシネトバクター sp. MR-2302株(FERMP-1426
8)、コリネバクテリウム・ニトリロフィルス(Corynebac
teirum nitrilophilus) ATCC21419、エンテロバクター
・クロアカエ(Enterobacter cloacae) IFO3320、ミクロ
コッカス・バリアンス(Micrococcus varians) IAM 109
9、ミクロコッカス・ルテウス(Micrococcus luteus) IF
O 12708、ロドコッカス・エクイ(Rhodococcus equi) IF
O 3730、ロドコッカス・エクイ(Rhodococcus equi) IFM
152、ロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus eryt
hropolis) IFM 155、ロドコッカス・エリスロポリス(Rh
odococcus erythropolis) IFO 12320、ロドコッカス・
エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis) IFO 1253
8、及びロドコッカス・ロドニィ(Rhodococcus rhodoni
i) IFM 148であることを特徴する請求項1〜3いずれか
に記載のD−乳酸及び/又はL−ラクトアミドの製造
法。 - 【請求項5】 上記微生物が、アルカリゲネス sp. MR-
2201株 (FERM P-13958)、シュードモナス sp. MR-2301
株 (FERM P-13959)、及びアシネトバクター sp. MR-230
2株(FERM P-14268)であることを特徴する請求項1〜3
いずれかに記載のD−乳酸及び/又はL−ラクトアミド
の製造法。 - 【請求項6】 上記の固定化物が、DL−ラクトアミド
を不斉加水分解してD−乳酸及びL−ラクトアミドを生
成する能力を有する微生物の菌体又は菌体処理物に、ア
ルデヒド基を有する多官能性架橋剤及びアクリルアミド
系の単量体を含有する包括材を添加し、重合させた後、
得られた重合物を任意の形状に成形したものであること
を特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のD−乳酸及
び/又はL−ラクトアミドの製造法。 - 【請求項7】 DL−ラクトアミドに、DL−ラクトア
ミドを不斉加水分解する能力を有する微生物の培養液、
菌体、菌体処理物、あるいは固定化物を作用させてD−
乳酸及びL−ラクトアミドを生成させる際に、反応系内
のDL−ラクトアミド濃度を40重量%以下となるように
維持させることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記
載のD−乳酸及び/又はL−ラクトアミドの製造法。
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---|---|---|---|
JP28550394A JP3664506B2 (ja) | 1993-11-18 | 1994-11-18 | D−乳酸及びl−ラクトアミドの製造法 |
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---|---|---|---|
JP28962293 | 1993-11-18 | ||
JP5-289622 | 1993-11-18 | ||
JP3608494 | 1994-03-07 | ||
JP3608594 | 1994-03-07 | ||
JP6-36085 | 1994-04-15 | ||
JP6-36084 | 1994-04-15 | ||
JP7760394 | 1994-04-15 | ||
JP6-77603 | 1994-04-15 | ||
JP28550394A JP3664506B2 (ja) | 1993-11-18 | 1994-11-18 | D−乳酸及びl−ラクトアミドの製造法 |
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JP3664506B2 JP3664506B2 (ja) | 2005-06-29 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP28550394A Expired - Fee Related JP3664506B2 (ja) | 1993-11-18 | 1994-11-18 | D−乳酸及びl−ラクトアミドの製造法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003088392A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-25 | Toray Ind Inc | D−乳酸の製造方法 |
JP2009142256A (ja) * | 2007-03-19 | 2009-07-02 | Sumitomo Chemical Co Ltd | D−乳酸の製造方法 |
-
1994
- 1994-11-18 JP JP28550394A patent/JP3664506B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4742475B2 (ja) * | 2001-09-14 | 2011-08-10 | 東レ株式会社 | D−乳酸の製造方法 |
JP2009142256A (ja) * | 2007-03-19 | 2009-07-02 | Sumitomo Chemical Co Ltd | D−乳酸の製造方法 |
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