JPH0751081A

JPH0751081A - β−１，３グルカンの製造法

Info

Publication number: JPH0751081A
Application number: JP22229293A
Authority: JP
Inventors: Tomohide Yamagami; 上知秀山; Norihito Sakai; 井紀人酒; Nobuhiro Fukushima; 嶋信浩福
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】生成量が高いβ−１，３グルカンの製造法を
提供すること。【構成】グルコースとフラクトースの混合物又はシュ
ークロース（ａ）を１〜１０重量％、アスコルビン酸ナ
トリウム（ｂ）を０．０１〜０．３重量％及び無機窒素
化合物（ｃ）を０．００５〜１重量％ならびに酵母エキ
ス（ｄ）を０．００１〜０．５重量％含有してなる水性
培地中でオーレオバシディウム属に属する微生物を好気
的醗酵により培養することを特徴とするβ−１，３グル
カンの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，β−１，３グルカンの
製造法に係わり、更に詳しくはオーレオバシディウム属
に属する微生物を用いた生成量の高いβ−１，３グルカ
ンの製造法に関する。

【従来技術】

【０００２】多糖類は食品工業、化粧品工業、製紙工
業、化学工業等多方面に渡って使用されている。従来、
多糖類は主に高等植物、海草等から供給されてきたが、
最近では必要な時にいつでも安定して供給できる微生物
からの多糖類が開発され供給されるようになってきた。

【０００３】微生物の生産する多糖には、β−１，３グ
ルカン、キサンタンガム、プルラン、レバンなどあり、
この中でβ−１，３グルカンは基本的に優れた乳化安定
性，生理活性，増粘効果，凝集性など多くの機能を保持
し，またｐＨ，温度などの環境変化に対しても安定な物
性を保持しており産業上の応用範囲が拡大している。

【０００４】従来、オーレオバシディウム属に属する微
生物の培養液からβ−１，３グルカンが得られることは
公知である。例えば、科学と工業６４（３）、１３１〜
１３５（１９９０）及びアグリカルチユラルバイオロ
ジカルケミストリー（Ａｇｒｉｃ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅ
ｍ．）、４７（６）、１１６７〜１１７２（１９８３）
には、炭素源としてシュークロース、窒素源として硝酸
ナトリウム、培養促進剤としてアスコルビン酸、その他
の無機塩類として第２燐酸カリウム、硫酸マグネシウ
ム、硫酸第一鉄、塩化カリウムを含む培地中でオーレオ
バシディウムｓｐ．Ｋ−１を好気的醗酵により培養する
方法が述べられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法ではβ−１，３グルカンの生成量が低く、工業化の
際の経済性の目安となる対糖収率（糖類の仕込み量に対
するβ−１，３グルカンの生成量の割合）においても５
〜８％程度で満足のいくものではなく、β−１，３グル
カンを効率良く得る方法が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる欠点を改良すべく
鋭意検討した結果，グルコースとフラクトースの混合物
又はシュークロース（ａ）を１〜１０重量％、アスコル
ビン酸ナトリウム（ｂ）を０．０１〜０．３重量％、無
機窒素化合物（ｃ）を０．００５〜１重量％ならびに酵
母エキスを０．００１〜０．５重量％含有してなる水性
培地中でオーレオバシディウム属に属する微生物を好気
的醗酵により培養することによりβ−１，３グルカンが
効率良く得られることを見出し、本発明の完成に至っ
た。

【０００７】以下，本発明を詳細に説明する。本発明に
おいては、オーレオバシディウム属に属する微生物によ
り、β−１，３グルカンを製造する際に、グルコースと
フラクトースの混合物又はシュークロース（ａ）、アス
コルビン酸ナトリウム（ｂ）及び無機窒素化合物（ｃ）
ならびに酵母エキス（ｄ）を特定量含有している水性培
地を用いることが最大の特徴である。（ａ）の含有量は
１〜１０重量％，好ましくは、２〜５重量％である。
（ａ）の含有量が、１重量％未満であると微生物の増殖
が不十分でありβ−１，３グルカンの生成量が低下する
という点で好ましくなく、１０重量％を越えるとβ−
１，３グルカン生成量の低下、培養液の着色という点で
好ましくない。又、（ａ）としてグルコースとフラクト
ースの混合物を用いる場合のグルコースとフラクトース
の混合割合は重量比で１００：１〜１：１０、好ましく
は１０：１〜１：２である。

【０００８】（ｂ）の含有量は、０．０１〜０．３重量
％で０．０１重量％未満であるとβ−１，３グルカンの
生成量の低下、副生成物の増加という欠点があり、０．
３重量％より多いとβ−１，３グルカンの生成量の低
下、培養液の着色という点で欠点があり、好ましくは
０．０２〜０．１重量％である。

【０００９】更に、本発明に用いられる無機窒素化合物
（ｃ）としては、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、
硫酸アンモニウムなどが挙げられ、特に硝酸ナトリウム
がβ−１，３グルカン生成量向上の点で好ましく、
（ｃ）の含有量は，０．００５〜１重量％、好ましくは
０．０１〜０．５重量％である。（ｃ）の含有量が、
０．００５重量％未満であると菌体の増殖の低下に伴い
β−１，３グルカンの生成量が低下するという点で欠点
があり、１重量％を越えるとβ−１，３グルカンの生成
量の低下、培養液の着色などの欠点がある。

【００１０】本発明で使用される酵母エキス（ｄ）の種
類としてはパン酵母、ビール酵母など幅広く利用でき、
その含有量は０．００１〜０．５重量％、好ましくは
０．００１〜０．１重量％である。（ｄ）の含有量が、
０．００１重量％未満、又は０．５重量％を越える領域
では、β−１，３グルカンの生成量向上の面で改善効果
は認められない。

【００１１】酵母エキスの添加方法は、培地調整時に一
括で添加する方法、逐次的な添加方法、連続的な添加方
法のいずれであってもよい。

【００１２】本発明では、上記（ａ）〜（ｄ）以外に塩
化ナトリウム、塩化カリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、第２リン酸等の無機塩、更には必要に応じて鉄、
銅、マンガン等の金属塩を微量培地に添加してもよい。

【００１３】上記におけるオーレオバシディウム属に属
する微生物としては，微生物工業技術研究所に受託番号
微工研菌寄第１２９８９号（ＦＥＲＭＰ−１２９８
９）で寄託されているオーレオバシディウムｓｐ．Ｋ
−１が挙げられる。

【００１４】実際の培養に当たっては上記培養基を含有
する通常の水性培地にオーレオバシディウム属に属する
微生物（ＦＥＲＭＰ−１２９８９）を植菌して振盪培
養，深部通気培養，深部通気攪拌培養，回転ドラム式培
養等の公知の方法が実施でき、特に１００Ｌ、３００
Ｌ、５００Ｌのような１０Ｌ以上の大きな培養槽を用い
た方が本発明の効果を発現する上でより好ましい。

【００１５】培養条件も前述の培地組成以外は特に制限
されないがｐＨが４〜７好ましくは４．５〜６．５、培
養温度が１０℃〜６０℃好ましくは２０〜３５℃で通常
１〜１０日間好ましくは１〜７日間培養することにより
β−１，３グルカンを主鎖とする多糖を含有する培養液
が得られる。この培養液をセライト等の担体を用いた濾
過又は遠心分離などの適当な方法で処理して該微生物菌
体を除去し、得られた濾液又は上清に適当な沈澱剤、例
えばエタノール、メタノール、イソプロパノール、プロ
パノール、アセトン等の有機沈澱剤、あるいは銅、アル
ミニウム等の金属イオンを適当量加え多糖を沈澱せし
め、必要に応じて更に水に再溶解させた後、沈澱剤によ
る沈澱を行い、ドラムドライヤー等乾燥装置を用いて乾
燥させることによりβ−１，３グルカンを得ることが出
来る。

【００１６】本発明では特にβ−１，３グルカンの中で
もイオウ含有基を有するものが好適に製造可能であり、
該グルカンを製造するには前述の培養条件に加えて硫酸
マグネシウム・７水和物、硫酸第一鉄・７水和物、硫酸
ナトリウム、硫酸亜鉛・７水和物などを添加する必要が
ある。かかる方法により得られた本発明のβ−１，３グ
ルカンの構造は、主に化１で示される構造単位と化２で
示される構造単位とからなるものであり（１分子中の双
方の構造単位数の合計は約１０００〜２０００であ
る）、主鎖のグルコースにβ−１，６結合したグルコー
ス分岐を持ち、かつイオウ含有基を有する分岐β−１，
３グルカンである。さらに、詳しくは、主鎖のグルコー
ス４個あたり３個がβ−１，６結合したグルコース分岐
を持ち、かつイオウ含有量が多糖に対して０．１〜１重
量％であるβ−１，３グルカンが主である。本発明にお
けるイオウ含有基とはスルホ酢酸基、スルホン酸基、ポ
リスルホン酸基、システィン、シスチン又はメチオニン
などを示す。

【００１７】

【化１】

【００１８】

【化２】〔式中，Ｇｌｃはグルコース、Ａはスルホ酢酸基、スル
ホン酸基、ポリスルホン酸基、システイン、シスチン又
はメチオニンなどのイオウ含有基を表す〕本発明で得ら
れた上記β−１，３グルカンは洗浄剤、金属表面洗浄
剤、凝集剤、分散安定剤等の用途に用いることが出来
る。

【００１９】

【作用】本発明の培地組成の水性培地で培養を行うこ
とにより生成量が高く安価なβ−１，３グルカンが得ら
れ、食品工業、製紙工業、化学工業等の各種用途での工
業化の際に大変有用である。

【００２０】

【実施例】以下，実施例を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。尚，実施例中，「％」とあるのは断りのないか
ぎり重量基準を意味する。

【００２１】実施例１下記培地組成の水溶液を調製し、ｐＨを５．５に調整
後、５００ｍｌ容坂口フラスコに１００ｍｌ添加し、こ
れを１２０℃で２０分間滅菌した。（組成）シュークロース３％アスコルビン酸ナトリウム０．１％硝酸ナトリウム０．２％第２燐酸カリウム０．１％塩化カリウム０．０５％硫酸マグネシウム・７水和物０．５％硫酸第１鉄・７水和物０．００１％培地調整時に酵母エキス０．０１％を一括添加し、これ
にオーレオバシディウム属ｓｐ、Ｋ−１（ＦＥＲＭＰ
−１２９８９）の３％培地懸濁液（培地は上記と同組
成）を１ｍｌ植菌し、２７℃，１２０ｒ．ｐ．ｍ．で往
復振盪培養を５日実施した。培養終了後これを水で５倍
に希釈して、遠心分離を行い完全に菌体を除去後、２０
０ｍｌのイソプロピルアルコールを激しく攪拌しながら
徐々に添加し、β−１，３グルカンを沈澱せしめ、次い
で濾過を行い、更に得られたβ−１，３グルカンを５０
〜１００ｍｌのアセトン槽において浸漬、洗浄、脱水、
風乾後、繊維状結晶のβ−１，３グルカンを得た。

【００２２】この多糖を常法により（科学と工業、６４
（３）、１３１〜１３５（１９９０）及びＡｇｌｉｃ，
Ｂｉｏｌ，Ｃｈｅｍ．，４７（６）、１１６７〜１１７
２（１９８３）参照）分析したところ、その構造は化３
で表される構造単位及び化４で表される構造単位からな
ることが判った。イオウ含有量は多糖全体に対して０．
０５重量％であり、１分子中の双方の構造単位数の合計
は１５００であった。

【００２３】

【化３】［但し、Ｇｌｃはグルコースを表す。］

【００２４】

【化４】［但し、Ｇｌｃはグルコースを表す。］

【００２５】かかる方法により得られたβ−１，３グル
カンについて生成量及び対糖収率を調べた。なお、生成
量は培養終了後固形分を除去した培養液１ｌ当たりに含
まれるβ−１，３グルカンの生成重量（ｇ）で示し、対
糖収率は培地中に仕込まれたグルコースとフラクトース
の混合物又はシュークロース（ａ）の重量に対するβ−
１，３グルカンの生成重量の割合（％）で示す。評価結
果は表３に示す。

【００２６】実施例２〜８、比較例１〜９表１〜２に示す各組成の培地で実施例１と同様の方法に
より培養を行い、同様に評価を行った。評価結果は表３
に示す。

【００２７】

【表１】 (ａ)シュ―クロ―ス (ｂ)アスコルヒ゛ン酸 (ｃ)硝酸ナトリウム (d)酵母エキス（％）ナトリウム（％）（％）（％）実施例１３０．１０．２０.０１実施例２３０．１０．２０.０３実施例３３０．１０．２０.００１実施例４２０．１０．０３３０.０１実施例５５０．１０．１１６０.０３実施例６３０．１０．２０.１実施例７３０．０３０．０５０.０１実施例８３＊０．０３０．０５０.０１比較例１０．５０．１０．２０.０１比較例２１２０．１０．２０.０１比較例３３０．００５０．２０.０１比較例４３０．５０．２０.０１比較例５３０．１０．００１０.０１比較例６３０．１２０.０１比較例７３０．１０．２０.００５比較例８３０．１０．２０.８比較例９３０．１０．２０＊シュークロースに代えてグルコースとフラクトースの
混合物（重量比で１：１）を用いた。

【００２８】

【表２】第２燐酸塩化硫酸マク゛ネシウム硫酸第１鉄カリウム(％) カリウム(％) ７水和物(％) ７水和物(％) 実施例１０．１０．０５０．５０.００１実施例２０．１０．０５０．５０.００１実施例３０．１０．０５０．５０.００１実施例４０．１０．０５０．５０.００１実施例５０．２０．１０．５０.００２実施例６０．１０．０５０．５０.００１実施例７０．１０．０５０．５０.００１実施例８０．１０．０５０．５０.００１比較例１０．１０．０５０．５０.００１比較例２０．２０．１０．５０.００２比較例３０．１０．０５０．５０.００１比較例４０．１０．０５０．５０.００１比較例５０．１０．０５０．５０.００１比較例６０．１０．０５０．５０.００１比較例７０．１０．０５０．５０.００１比較例８０．１０．０５０．５０.００１比較例９０．１０．０５０．５０.００１

【００２９】

【表３】

【００３０】

【効果】本発明の培地組成の水性培地で培養を行うこ
とにより生成量が高く安価なβ−１，３グルカンが得ら
れ、食品工業、製紙工業、化学工業等の各種用途で工業
化の際大変有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グルコースとフラクトースの混合物又は
シュークロース（ａ）を１〜１０重量％、アスコルビン
酸ナトリウム（ｂ）を０．０１〜０．３重量％及び無機
窒素化合物（ｃ）を０．００５〜１重量％ならびに酵母
エキス（ｄ）を０．００１〜０．５重量％含有してなる
水性培地中でオーレオバシディウム属に属する微生物を
好気的醗酵により培養することを特徴とするβ−１，３
グルカンの製造法。
【請求項２】無機窒素化合物（ｃ）が硝酸ナトリウム
であることを特徴とする請求項１記載のβ−１，３グル
カンの製造法。