JPH0751054A - L−ソルボースの生産菌 - Google Patents

L−ソルボースの生産菌

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JPH0751054A
JPH0751054A JP3347894A JP3347894A JPH0751054A JP H0751054 A JPH0751054 A JP H0751054A JP 3347894 A JP3347894 A JP 3347894A JP 3347894 A JP3347894 A JP 3347894A JP H0751054 A JPH0751054 A JP H0751054A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】L−ソルボース醗酵における生産菌の改良 【構成】グルコノバクター・オキシダンス及びグルコノ
バクター・サブオキシダンスの群に属する微生物から選
ばれる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。 【効果】D−ソルビットのL−ソルボースへの変換収率
が向上し、醗酵効率が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はL−ソルボースの生産菌
に関する。さらに詳しくは、グル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。
【0002】
【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。
【0003】
【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。
【0004】
【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、本発明はグルコノバクター・オキ
シダンス及びグルコノバクター・サブオキシダンスの群
に属する微生物から選ばれる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
た微生物に関するものである。本発明の微生物は、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〔表1〕に例示する。
【0005】
【表1】 (注)上記の各菌株は財団法人発酵研究所(IFO)発行の
リスト・オブ・カルチャーズ(LIST OF CULTURES), 19
84. セブンス・エディション(SEVENTH EDITION)に掲
載されている公知株である。 本発明の微生物は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。本発明の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。 本発明の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。
【0006】本発明の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,F
ERM P−8632)やBL−115(IFO 144
90,FERM P−8631)あるいはグルコノバクタ
−・オキシダンス IFO 12467から誘導したグ
ルコノバクタ−・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FERM P番号は工業
技術院微生物工業技術研究所(FRI,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G
O−14株はIFO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−115株のF
RIへの各寄託については、該寄託がブタベスト条約に
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F
RIに保管されている。
【0007】次に、本発明の微生物を用いて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,カザミ
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10
0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。
【0008】
【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IFO 3254
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(pH 7.0)5mlを含む試験管
に接種し、30℃で一夜振盪培養した。この培養液0.25
mlを同じ培地25ml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(10,000rpm,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(segrega
tion)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〔表2〕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2
7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。
【0009】
【表2】 ※註: 一般にグルコノバクター属細菌はL−グルタミ
ン酸を唯一炭素源として生育することは出来ない。 尚各種炭素源を唯一炭素源として含む最少培地でのグル
コノバクター・サブオキシダンスBL−9株(IFO
14489,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
〔表3〕に示した。この実験条件は以下の通りである。
〔表3〕に示す炭素源(2.5%)を各々含む〔表2〕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酸カルシウ
ムを溶解させた後、生育度を吸光度(600nm)で測定し
た。
【表3】 〔表3〕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IFO 3254株と比較して著しく低下してい
る。
【0010】実施例2 種菌として、グルコノバクター・サブオキシダンス B
L−9株(IFO 14489,FERM BP−124
1)とBL−115株(IFO 14490,FERM B
P−1240)を使用した。この両菌株をそれぞれD−
ソルビット50g/L, グリセリン5g/L,L−グルタミン
酸モノナトリウム2g/L,酵母エキス0.3g/L, KH2
4 0.47g/L,MnSO4・7H2O 0.1g/L, CaCO3
0.18g/L,ニコチン酸アミド30mg/L, パントテン酸カル
シウム3mg/L, ビタミンB2 1mg/L, パラアミノ安息香
酸1mg/L, FeSO4・7H2O 1.5mg/L, MgSO4
7H2O 0.1mg/L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/Lに増加したもの)20mlを
含む200ml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1
mlを、D−ソルビット300g/L, グリセリン1g/L, 酵母
エキス0.3g/L, KH2PO4 0.47g/L, MgSO4・7H2
O 0.1g/L, CaCO3 0.18g/L, 酢酸アンモニウム 0.
29g/L, ニコチン酸アミド30mg/L, パントテン酸カル
シウム3mg/L, ビタミンB2 1mg/L, パラアミノ安
息香酸1mg/L, FeSO4・7H2O 1.5mg/L, MnSO4
・7H2O 0.1mg/L 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〔表4〕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。
【表4】 尚、D−ソルビットとL−ソルボースの定量は、スルホ
ン化ポリスチレンゲル充填カラム(島津製作所製,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;pH 2.2の希硫酸, 流量;0.5ml/mi
n, 検出器;示差屈折計)で行った。
【0011】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(IFO14490,FERM P−863
1)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
3Lを含む5L容発酵槽に移植し、通気2.4L/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−・オキシダンス IFO 1246
7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地〔表2〕の
プレ−トに、1枚当り約100個のコロニ−が生じる様
に撒き、28℃,4日間培養した。生じたコロニ−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−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−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−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 14538,FE
RM 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−・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〔表5〕に示し
た。この実験条件は実施例1と同じである。
【表5】 〔表5〕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
−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。
【0012】実施例5 種菌としてグルコノバクタ−・オキシダンスGO−10
株(IFO 14537,FERM BP−1169)と
GO−14株(IFO 14538,FERMBP−11
70)を使用した。この両菌株をそれぞれD−ソルビッ
ト50g/L,グリセリン5g/L,L−グルタミン酸モノナ
トリウム2g/L,酵母エキス1g/L,KH2PO4 0.4
7g/L,MgSO4・7H2O 0.1g/L,CaCO3 0.
18g/L,ニコチン酸アミド30mg/L,パントテン酸カ
ルシウム3mg/L,ビタミンB2 1mg/L,パラアミノ安
息香酸 1mg/L,FeSO4・7H2O1.5mg/L,MnSO
4・7H2O 0.1mg/Lからなる種培地(pH6.5)20
mlを含む三角フラスコに接種し、30℃,24時間振
盪培養した。この種培養液1mlを醗酵培地(上記の種
培地のD−ソルビットを200g/Lに増加したもの)2
0mlを含む200ml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−・オキシダンスIFO12467株を同
一条件下で同時に培養し、これらの結果を併せて〔表
6〕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。
【表6】 なお、D−ソルビットとL−ソルボ−スの定量は、実施
例2に記載の方法で行った。
【0013】
【発明の効果】本発明の微生物を用いると、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、本発明の微生物を用いる製
造方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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:01)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】グルコノバクター・オキシダンス及びグル
    コノバクター・サブオキシダンスの群に属する微生物か
    ら選ばれる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。
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