JPH0767669A - Production of natural type beta-phenethyl alcohol - Google Patents
Production of natural type beta-phenethyl alcoholInfo
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- JPH0767669A JPH0767669A JP21715093A JP21715093A JPH0767669A JP H0767669 A JPH0767669 A JP H0767669A JP 21715093 A JP21715093 A JP 21715093A JP 21715093 A JP21715093 A JP 21715093A JP H0767669 A JPH0767669 A JP H0767669A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】β−フェネチルアルコールはバラ
様の香料として現在世界各国で年間5000トン程度製
造されており、汎用性の香料として、洗剤、食品、化粧
品などに広範に使用されている。しかし、天然の香料と
しては、極少量が香水などの原料として使用されている
に過ぎず、天然香料としてのβ−フェネチルアルコール
が求められている。[Industrial application] β-phenethyl alcohol is currently produced as a rose-like fragrance in countries around the world at about 5000 tons per year, and is widely used as a versatile fragrance in detergents, foods, cosmetics and the like. However, as a natural fragrance, only a very small amount is used as a raw material for perfume and the like, and β-phenethyl alcohol is required as a natural fragrance.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、合成β−フェネチルアルコールは
スチレンオキシドの接触還元法もしくは石油化学工業の
副産物として生成したものを利用している。しかし、こ
うした方法においては精製が非常に繁雑であるという問
題がある。また、これらの製品は化学合成品であり、天
然香料としては使用できない。また、植物に存在するβ
−フェネチルアルコールは極微量であり、栽培、抽出、
精製に時間と労力を要し、産業としては成立しがたい。
一方、微生物によるβ−フェネチルアルコールの製造に
ついては、スチレン代謝産物としてβ−フェネチルアル
コールが検出されたという報告(Appl.Environ.Microbi
ol.,35,124(1978))、シュードモナス細菌においてスチ
レンからβ−フェネチルアルコールを生産する方法(特
公昭61-5394、Agric.Biol.Chem.,43,1399(1979))があ
るが、実用化されるまでには至っていない。2. Description of the Related Art Currently, synthetic β-phenethyl alcohol is used which is produced as a by-product of the catalytic reduction method of styrene oxide or the petrochemical industry. However, such a method has a problem that the purification is very complicated. In addition, these products are chemically synthesized products and cannot be used as natural flavors. In addition, β present in plants
-Phenethyl alcohol is in very small quantities, cultivation, extraction,
It takes time and labor for refining, and it is hard to establish as an industry.
On the other hand, regarding the production of β-phenethyl alcohol by microorganisms, it was reported that β-phenethyl alcohol was detected as a styrene metabolite (Appl.Environ.Microbi
ol., 35,124 (1978)) and a method for producing β-phenethyl alcohol from styrene in Pseudomonas bacteria (Japanese Patent Publication No. 61-5394, Agric.Biol. It hasn't arrived yet.
【0003】[0003]
【発明が解決しょうとする課題】前記のβ−フェネチル
アルコールの製造において、微生物を使用して発酵生産
する場合にはその製造物は天然香料と見なされる。従っ
て、微生物を利用して効率的にスチレンもしくはスチレ
ンオキシドからβ−フェネチルアルコールを製造する技
術の確立が望まれていた。また、前記のシュードモナス
細菌を使用した例では生産量が必ずしも十分ではない。In the above-mentioned production of β-phenethyl alcohol, when fermentation production is carried out using a microorganism, the product is regarded as a natural flavor. Therefore, it has been desired to establish a technique for efficiently producing β-phenethyl alcohol from styrene or styrene oxide using a microorganism. In addition, in the case of using the Pseudomonas bacteria, the production amount is not always sufficient.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者はこうした背景
において、スチレン系化合物を代謝する微生物を鋭意検
索し、新たにスチレン系化合物を代謝するコリネバクテ
リウム属細菌を発見した。さらに、この発見をもとに、
スチレン化合物の微生物による分解除去法(特願平第4
−244444号)並びにスチレンオキシド還元酵素及
び製造法(特願平第4−244445号)を確立した。
スチレン資化性のコリネバクテリウム細菌は、スチレン
からスチレンオキシドさらにスチレンオキシド還元酵素
により、β−フェネチルアルコールへと変換する能力を
有することが明らかになった(特願平第4−24444
5号)。そこで、本発明者はスチレンオキシドからβ−
フェネチルアルコールを生産する能力の高い微生物をさ
らに検索し、いくつかのコリネバクテリウム細菌がスチ
レンオキシドからβ−フェネチルアルコールを生産する
ことを発見し、本発明を完成したのである。Against this background, the present inventor has diligently searched for microorganisms that metabolize styrenic compounds, and newly discovered a bacterium of the genus Corynebacterium that metabolizes styrenic compounds. Furthermore, based on this discovery,
Method for decomposing and removing styrene compounds by microorganisms (Japanese Patent Application No. 4
No. 244444) and styrene oxide reductase and a production method (Japanese Patent Application No. 4-244445).
It was revealed that the styrene-assimilating Corynebacterium bacterium has the ability to convert styrene to β-phenethyl alcohol by styrene oxide and styrene oxide reductase (Japanese Patent Application No. 4-24444).
No. 5). Therefore, the present inventor has found that β-
By further searching for a microorganism having a high ability to produce phenethyl alcohol, it was discovered that some Corynebacterium bacteria produce β-phenethyl alcohol from styrene oxide, and completed the present invention.
【0005】本発明において使用される微生物は、コリ
ネバクテリウム属に属し、スチレンもしくはスチレンオ
キシドを分解する能力を有し、かつ、スチレンオキシド
からβ−フェネチルアルコールを生産するものであれ
ば、いずれのものでも用いられる。このうち特に好まし
くは、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属新菌A
C-5株、同菌ST-5株(微工研菌寄第13151号)、コ
リネバクテリウム・シュードジフテリティカム(Coryne
bacterium pseudodiphteriticum)ST-21 株(微工研菌寄
第13149号)、同亜種ST-10 株(微工研菌寄第13
150号)である。The microorganism used in the present invention belongs to the genus Corynebacterium, has an ability to decompose styrene or styrene oxide, and can produce any β-phenethyl alcohol from styrene oxide. Also used in things. Of these, particularly preferred is a new bacterium A of the genus Corynebacterium.
C-5 strain, the same ST-5 strain (Microtechnology Research Institute, No. 13151), Corynebacterium pseudodifferiticum (Coryne
bacterium pseudodiphteriticum) ST-21 strain (Microtechnological Research Institute No. 13149), subspecies ST-10 strain (Microtechnical Research Institute No. 13)
No. 150).
【0006】また、これらの微生物に紫外線を照射した
り、NTG(NーメチルーN´ーニトローNーニトロソ
グアニジン)やEMS(エタンメタンスルホン酸)等の
変異誘起剤で処理することにより、スチレンオキシド還
元酵素活性を高めたり、生成したβ−フェネチルアルコ
ールの代謝をブロックした変異株を使用することもでき
る。Further, styrene oxide reductase can be obtained by irradiating these microorganisms with ultraviolet rays or treating them with a mutagenizing agent such as NTG (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine) or EMS (ethanemethanesulfonic acid). A mutant strain which enhances the activity or blocks the metabolism of the produced β-phenethyl alcohol can also be used.
【0007】上記の菌株は、本発明者が土壌より新たに
分離したもの、および、前述の特許(特願平第4−24
4444号)に記載されているものである。コリネバク
テリウム属新菌AC-5株の菌学的性質および生命工学工業
技術研究所への寄託番号は下記の通りである。 [菌株AC-5] I.細胞 形態:異形性桿菌 1 〜1.5 μm × 5〜15 μm 運動性:無し グラム染色:陽性 胞子形成:無し II. 培地における生育状態 (1) 標準寒天平板培地 コロニ−は点状、表面は凸円状、全縁状で象牙色。 (2) 標準液体培地 粉状沈殿、皮膜は形成しない。 III.生理的性質 カタラ−ゼ:陽性 チトクロ−ムオキシダ−ゼ:陰性 色素生成:生成しない(キングAおよびキングB寒天培
地)。 O−F試験:非分解 糖からの酸産生:グルコ−ス − キシロ−ス − マルト−ス − ラクト−ス − マニト−ル − シュクロ−ス − 澱粉 − 発 育: 5 ℃ − 37 ℃ − 41 ℃ − マッコンキ−寒天培地 − 硝酸塩還元 − 尿素分解 + カゼイン分解 − エスクリン分解 − TSI −/− 酸素要求 偏性好気 以上の菌学的性質よりバ−ジ・マニュアル(Bergey´s
Manual of Determinative Bacteriology) 第8版により
検索したところ、本菌はコリネバクテリウム属新菌種と
認められたので、本菌をコリネバクテリウム属新菌AC-5
株とした。そして本菌を平成5年8月19日付で生命工
学工業技術研究所に寄託し、該寄託番号はFERM P−1
3807である。The above-mentioned strains were newly isolated from the soil by the present inventor, and the above-mentioned patent (Japanese Patent Application No. 4-24).
No. 4444). The mycological properties of the new strain Corynebacterium sp. AC-5 and the deposit number to the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology are as follows. [Strain AC-5] I. Cell morphology: Heteromorphic bacillus 1 to 1.5 μm × 5 to 15 μm Motility: None Gram stain: Positive Spore formation: None II. Growth state in medium (1) Standard agar plate medium Colony is dot-shaped, convex surface Shape, full-edged and ivory color. (2) Standard liquid medium No powdery precipitate or film is formed. III. Physiological Properties Catalase: Positive Cytochrome Oxidase: Negative Pigmentation: Not generated (King A and King B agar). OF test: acid production from undegraded sugar: glucose-xylose-maltose-lactose-mannitol-sucrose-starch-development: 5 ° C-37 ° C-41 ° C − MacConkey − Agar − Nitrate reduction − Urea decomposition + casein decomposition − Esculin decomposition − TSI − / − Oxygen demand obligatory aerobic From the above mycological properties, the barge manual (Bergey's
Manual of Determinative Bacteriology) 8th edition found that this bacterium was a new species of Corynebacterium. Therefore, this strain was identified as a new strain of Corynebacterium AC-5.
It was a stock. Then, this fungus was deposited at the Institute of Biotechnology, Institute of Biotechnology on August 19, 1993, and the deposit number is FERM P-1.
3807.
【0008】本発明に使用する微生物の培養には、炭素
源、窒素源、無機物等を含む培地であれば、合成培地、
天然培地いずれも用いることができる。炭素源として
は、β−フェネチルアルコールを生成するスチレンオキ
シド還元酵素が誘導酵素であることから、スチレン系化
合物を使用することが望ましい。こうした化合物とし
て、スチレン、スチレンオキシド等が使用できる。揮発
性のスチレン化合物は、空気とともに培地に逐次添加す
る。窒素源としては酵母エキス、ペプトン、肉エキス等
の天然培地、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムなど
が使用される。無機物としてはカリウム、ナトリウム、
マグネシウム、鉄、亜鉛などの金属塩が必要に応じて使
用される。培養温度は菌が生育し、β−フェネチルアル
コールが生産される範囲であれば、いずれの温度でもよ
いが、好ましくは25〜35℃である。培地のpHは通常5
〜8の範囲で行われる。培養時間はスチレンオキシドか
らβ−フェネチルアルコールが最も効率よく生産しうる
時間を選べば良く、通常48〜72時間である。For culturing the microorganisms used in the present invention, if the medium contains a carbon source, a nitrogen source, an inorganic substance, etc., a synthetic medium,
Any natural medium can be used. As the carbon source, it is desirable to use a styrene compound since styrene oxide reductase that produces β-phenethyl alcohol is an inducing enzyme. Styrene, styrene oxide, etc. can be used as such a compound. The volatile styrene compound is sequentially added to the medium together with air. As the nitrogen source, natural media such as yeast extract, peptone and meat extract, ammonium sulfate, ammonium chloride and the like are used. As inorganic substances, potassium, sodium,
Metal salts such as magnesium, iron and zinc are optionally used. The culture temperature may be any temperature within the range in which the bacteria grow and β-phenethyl alcohol is produced, but it is preferably 25 to 35 ° C. Medium pH is usually 5
It is performed in the range of ~ 8. The culture time may be selected so that β-phenethyl alcohol can be most efficiently produced from styrene oxide, and is usually 48 to 72 hours.
【0009】以上のように得られた培養物は高いスチレ
ンオキシド還元酵素活性を示すことから、この培養物を
使用して、β−フェネチルアルコールを生産することが
出来る。通常はスチレンオキシドが水系反応では容易に
スチレングリコールに分解することから、この分解を防
ぐ目的でn−ヘキサデカンのような不揮発性の溶媒にス
チレンオキシドを溶解させ、菌体培養物とともに振とう
若しくは攪拌し両者を接触せしめることにより反応を行
う。反応温度は、通常20〜30℃が望ましい、また反応時
間はスチレンオキシドからβ−フェネチルアルコールが
生産される範囲であれば、いずれでも良いが、好ましく
は48〜96時間である。Since the culture obtained as described above exhibits a high styrene oxide reductase activity, β-phenethyl alcohol can be produced using this culture. Usually, styrene oxide is easily decomposed into styrene glycol in an aqueous reaction. To prevent this decomposition, styrene oxide is dissolved in a non-volatile solvent such as n-hexadecane and shaken or stirred with the cell culture. Then, the reaction is carried out by bringing them into contact with each other. The reaction temperature is usually preferably 20 to 30 ° C., and the reaction time may be any as long as β-phenethyl alcohol is produced from styrene oxide, but it is preferably 48 to 96 hours.
【0010】反応終了後、蓄積されたβ−フェネチルア
ルコールは反応液を分溜することにより精製することが
できる。また必要であれば、溶媒抽出、脱水、脱色、カ
ラムクロマトグラフィー等の方法を適宜組み合わせるこ
とによって精製できる。本発明によれば、スチレン系化
合物を原料として、微生物反応により効率的に天然型の
β−フェネチルアルコールを製造することができ、天然
香料の製造法としては画期的な方法である。After the reaction, the accumulated β-phenethyl alcohol can be purified by fractionating the reaction solution. If necessary, it can be purified by appropriately combining methods such as solvent extraction, dehydration, decolorization and column chromatography. According to the present invention, a natural β-phenethyl alcohol can be efficiently produced by a microbial reaction using a styrene compound as a raw material, which is an epoch-making method for producing a natural flavoring agent.
【0011】[0011]
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例1 0.3%の硫安、0.3%のリン酸一カリウム、0.1%のNaCl、0.
02% のMgSO4・7H2Oおよび0.01% の酵母エキスを含む寒天
培地(pH 7.0) の表面にコリネバクテリウム属新菌AC-5
株を全面に接種し、30℃、72時間培養した。スチレンオ
キシド還元酵素の誘導剤及び炭素源であるスチレンは、
小型のダーラム管に200μl入れ気相系で供給した。培養
後、菌体を寒天培地の表面からかき取り、50mMのリン酸
緩衝液(pH7.0 )に懸濁し遠心にて集菌した。シャーレ
2枚分の菌体を20mMのリン酸緩衝液(pH7.0 )8 mlに再
懸濁し、この培養物に 2mlのn−ヘキサデカン、60μl
のスチレンオキシドを添加し、50ml容の三角フラスコに
密栓した後、30℃で3日間、振とう(130回/分)条件下
にて反応した。反応後、酢酸エチル10mlで精製物を抽出
し、ガスクロマトグラフィーにより定量した。その結
果、18μg のβ−フェネチルアルコールの生成が確認さ
れた。The present invention will be described in detail with reference to the following examples. Example 1 0.3% ammonium sulfate, 0.3% monopotassium phosphate, 0.1% NaCl, 0.
On the surface of the agar medium containing 02 percent of MgSO 4 · 7H 2 O and 0.01% of yeast extract (pH 7.0) Corynebacterium new bacteria AC-5
The strain was inoculated on the entire surface and cultured at 30 ° C. for 72 hours. Styrene, which is an inducer of styrene oxide reductase and a carbon source,
A small Durham tube was charged with 200 μl and supplied in a gas phase system. After culturing, the cells were scraped off from the surface of the agar medium, suspended in 50 mM phosphate buffer (pH 7.0), and collected by centrifugation. The cells of two petri dishes were resuspended in 8 ml of 20 mM phosphate buffer (pH 7.0), and 2 ml of n-hexadecane, 60 μl, was added to this culture.
Styrene oxide was added, and the mixture was sealed in a 50 ml Erlenmeyer flask and then reacted at 30 ° C. for 3 days under shaking (130 times / min) conditions. After the reaction, the purified product was extracted with 10 ml of ethyl acetate and quantified by gas chromatography. As a result, it was confirmed that 18 μg of β-phenethyl alcohol was produced.
【0012】実施例2 シャーレ5枚分の菌体を使用して、実施例1と同様に操
作したところ、40μgのβ−フェネチルアルコールの生
成が確認された。Example 2 The same operation as in Example 1 was carried out using the cells of 5 petri dishes, and it was confirmed that 40 μg of β-phenethyl alcohol was produced.
【0013】実施例3 コリネバクテリウム属新菌ST-5株を使用して、実施例2
と同様に操作したところ、25μg のβ−フェネチルアル
コールの生成が確認された。Example 3 Using a new Corynebacterium genus ST-5 strain, Example 2
When operated in the same manner as in, production of 25 μg of β-phenethyl alcohol was confirmed.
【0014】実施例4 実施例1において、酵母エキス濃度を0.1%とした培地15
mlにコリネバクテリウム属新菌AC-5株を1%接種し、前も
って滅菌した多孔質セルロース担体(約 3mm角、孔サイ
ズ100μm 、バイオマテリアル社製)に添加した。この
培地含有セルロース担体を使用し、ダーラム管を用い
て、実施例1と同様に、培養した。菌体は、この培地含
有セルロース担体上で良好に生育した。得られた培養物
に80mlの緩衝液、20mlのn−ヘキサデカン、1000μl の
スチレンオキシドを添加し、300ml容 の三角フラスコ内
で実施例1と同様に反応した。反応液を酢酸エチルで抽
出し、濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーによ
り精製し、減圧濃縮して溶媒を完全に除去したところ、
200μgのバラ様芳香を有する粘性を帯びたβ−フェネチ
ルアルコールを得た。この液体の純度は、ガスクロマト
グラフィー分析において99% であった。また、この化合
物のNMRスペクトルは、標品のβ−フェネチルアルコ
ールと完全に一致した。Example 4 A medium 15 obtained in Example 1 with a yeast extract concentration of 0.1%.
1 ml of Corynebacterium sp. AC-5 strain was inoculated into 1 ml and added to a previously sterilized porous cellulose carrier (about 3 mm square, pore size 100 µm, manufactured by Biomaterials). Using this medium-containing cellulose carrier, culturing was performed in the same manner as in Example 1 using a Durham tube. The cells grew well on this medium-containing cellulose carrier. 80 ml of buffer solution, 20 ml of n-hexadecane and 1000 μl of styrene oxide were added to the obtained culture, and the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 in a 300 ml Erlenmeyer flask. The reaction solution was extracted with ethyl acetate, concentrated, and then purified by silica gel chromatography and concentrated under reduced pressure to completely remove the solvent.
200 μg of viscous β-phenethyl alcohol with rose-like aroma was obtained. The purity of this liquid was 99% by gas chromatography analysis. In addition, the NMR spectrum of this compound was completely in agreement with the authentic β-phenethyl alcohol.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明によれば、スチレン系化合物を原
料として微生物反応により効率的に、天然型のβ−フェ
ネチルアルコールを製造することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, natural β-phenethyl alcohol can be efficiently produced by a microbial reaction using a styrene compound as a raw material.
Claims (1)
系化合物の分解能を有する微生物またはその培養物をス
チレンオキシドと接触せしめ、スチレンオキシドからβ
−フェネチルアルコールに変換し、生成したβ−フェネ
チルアルコールを取得することを特徴とする天然型β−
フェネチルアルコールの製造法。1. A microorganism having the ability to decompose styrene compounds belonging to the genus Corynebacterium or a culture thereof is brought into contact with styrene oxide, and β is converted from styrene oxide.
-Natural β- characterized by converting to phenethyl alcohol and obtaining β-phenethyl alcohol produced
Method for producing phenethyl alcohol.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21715093A JP2563074B2 (en) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Process for producing natural β-phenethyl alcohol |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21715093A JP2563074B2 (en) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Process for producing natural β-phenethyl alcohol |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0767669A true JPH0767669A (en) | 1995-03-14 |
JP2563074B2 JP2563074B2 (en) | 1996-12-11 |
Family
ID=16699644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21715093A Expired - Lifetime JP2563074B2 (en) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Process for producing natural β-phenethyl alcohol |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2563074B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009112245A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Kao Corp | Method for producing 2-phenylethyl alcohol |
-
1993
- 1993-09-01 JP JP21715093A patent/JP2563074B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009112245A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Kao Corp | Method for producing 2-phenylethyl alcohol |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2563074B2 (en) | 1996-12-11 |
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