JPH08332092A - Production of fumaric acid - Google Patents

Production of fumaric acid

Info

Publication number
JPH08332092A
JPH08332092A JP9630496A JP9630496A JPH08332092A JP H08332092 A JPH08332092 A JP H08332092A JP 9630496 A JP9630496 A JP 9630496A JP 9630496 A JP9630496 A JP 9630496A JP H08332092 A JPH08332092 A JP H08332092A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
fumaric acid
reaction
maleic acid
microorganism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9630496A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3709007B2 (en
Inventor
Makoto Goto
誠 後藤
Izuru Tokumaru
出 得丸
Masato Terasawa
真人 寺沢
Hideaki Yugawa
英明 湯川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP9630496A priority Critical patent/JP3709007B2/en
Publication of JPH08332092A publication Critical patent/JPH08332092A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3709007B2 publication Critical patent/JP3709007B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE: To efficiently produce fumaric acid useful for foods, medicines, industrial raw materials, etc., by suppressing the dissolved oxygen concentration to a specific value or below and carrying out the isomerizing reaction of a microorganism (a prepared substance) having maleic isomerase activities with maleic acid in an aqueous solution. CONSTITUTION: A microorganism having maleic isomerase activities (e.g. Alcaligenes faecalis IFO12669 strain) or a prepared substance thereof is mixed with maleic acid in an aqueous solution and the resultant reactional solution is then sealed with one or more gases such as N2 , Ar or He to maintain the dissolved oxygen in the reactional solution at <=4ppm. Enzymic isomerizing reaction is then carried out to isomerize the maleic acid into fumaric acid. Thereby, the objective fumaric acid useful as a raw material for producing L-aspartic acid, L-malic acid, L-alanine, etc., useful as foods, medicines or industrial raw materials is efficiently obtained in high yield.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マレイン酸から効
率よくフマル酸を製造する方法に関する。フマル酸は、
主にマレイン酸の異性化によって製造され、医薬、食
品、工業原料として、広く利用されている。フマル酸か
らは、酵素法等により例えば食品、医薬、工業原料とし
て有用なL-アスパラギン酸、L-リンゴ酸、L-アラニンが
製造される。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for efficiently producing fumaric acid from maleic acid. Fumaric acid is
Mainly produced by isomerization of maleic acid, it is widely used as a raw material for medicines, foods, and industry. From fumaric acid, for example, L-aspartic acid, L-malic acid, and L-alanine useful as foods, pharmaceuticals, and industrial raw materials are produced by an enzymatic method or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】マレイン酸を異性化してフマル酸を製造
する方法としては、主に化学的方法が提案されているが
(米国特許第2,816,923号、同第2,955,136号、同第2,33
2,992号)、反応平衡によりフマル酸への変換率が制約
を受けること、この方法は高温反応であるためにマレイ
ン酸あるいはフマル酸の劣化が起こり、副生物を生成す
るため収率が低下するなどの問題点を有している。
BACKGROUND ART As a method for isomerizing maleic acid to produce fumaric acid, mainly chemical methods have been proposed (US Pat. Nos. 2,816,923, 2,955,136 and 2,33).
2,992), the conversion rate to fumaric acid is restricted by the reaction equilibrium, and because this method is a high temperature reaction, deterioration of maleic acid or fumaric acid occurs, and byproducts are formed, resulting in a decrease in yield. Has the problem of.

【0003】一方、酵素法では、マレイン酸イソメラー
ゼがマレイン酸を異性化してフマル酸を生成すること
が、知られている(K.Otsuka Agric.Biol.Chem.,25,
(9),p726(1961))が、酵素学的性質について検討してい
るに過ぎず、産業上の応用の観点からの検討はほとんど
なされていない。
On the other hand, in the enzymatic method, it is known that maleate isomerase isomerizes maleic acid to produce fumaric acid (K. Otsuka Agric. Biol. Chem., 25 ,
(9), p726 (1961)) only examines the enzymatic properties, and little has been done from the viewpoint of industrial application.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたものであり、酵素法により、効率よく、かつ
高収率でマレイン酸からフマル酸を製造することができ
る実用的な方法を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made from the above viewpoints, and provides a practical method capable of efficiently producing fumaric acid from maleic acid by an enzymatic method in a high yield. The challenge is to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、効率よく
フマル酸を製造する方法を確立すべく鋭意検討を行った
結果、マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物また
はマレイン酸イソメラーゼ活性を有する前記微生物の調
製物とマレイン酸とを水性溶液中で混合し、酵素的異性
化反応によりマレイン酸からフマル酸を製造するに際
し、反応液中の溶存酸素濃度を4ppm以下に維持して
反応させることにより、高収率でフマル酸を製造するこ
とができることを見いだし、本発明を完成するに到っ
た。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to establish a method for efficiently producing fumaric acid, the present inventors have found that a microorganism having maleic acid isomerase activity or a microorganism having maleic acid isomerase activity is present. By mixing the preparation of (1) with maleic acid in an aqueous solution and producing fumaric acid from maleic acid by an enzymatic isomerization reaction, by maintaining the dissolved oxygen concentration in the reaction solution at 4 ppm or less, the reaction is carried out, It was found that fumaric acid can be produced in high yield, and the present invention has been completed.

【0006】すなわち本発明は、マレイン酸イソメラー
ゼ活性を有する微生物またはマレイン酸イソメラーゼ活
性を有する前記微生物の調製物とマレイン酸とを水性溶
液中で混合し、酵素的異性化反応によりマレイン酸から
フマル酸を製造するに際し、反応液中の溶存酸素濃度を
4ppm以下に維持して反応させることを特徴とするフ
マル酸の製造法である。
That is, according to the present invention, a microorganism having maleate isomerase activity or a preparation of the microorganism having maleate isomerase activity and maleic acid are mixed in an aqueous solution, and maleic acid is converted to fumaric acid by an enzymatic isomerization reaction. Is a method for producing fumaric acid, which comprises reacting while maintaining the dissolved oxygen concentration in the reaction solution at 4 ppm or less.

【0007】反応液中の溶存酸素濃度を低下させるに
は、N2、Ar、Heより選ばれる1つ以上のガスで反
応液をシールする方法、反応液またはその原料に亜硫酸
塩を添加する方法、及び反応液またはその原料を脱気す
る方法が挙げられる。
To reduce the concentration of dissolved oxygen in the reaction solution, a method of sealing the reaction solution with one or more gases selected from N 2 , Ar and He, and a method of adding sulfite to the reaction solution or its raw material , And a method of degassing the reaction liquid or the raw material thereof.

【0008】また、本発明の方法において、反応液中の
溶存酸素濃度は0.5ppm以下であることが好まし
い。
In the method of the present invention, the dissolved oxygen concentration in the reaction solution is preferably 0.5 ppm or less.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を具
体的に説明する。本発明に用いられるマレイン酸イソメ
ラーゼ活性を有する微生物としては、本活性を有する微
生物であれば特に限定されるものではないが、アルカリ
ゲネス(Alcaligenes)属、シュードモナス(Pseudomon
as)属、キサントモナス(Xanthomanas)属、バチルス
(Bacillus)属に属する微生物が好適に用いられる。特
にアルカリゲネス フェカリス(Alcaligenes faecali
s)(例えば、IFO12669、同IFO 13111、同IAM 1473)、
アルカリゲネス ユウトロフス(Alcaligenes eutrophu
s)、シュードモナス フルオレッセンス(Pseudomonas
fluolescens)(例えばATCC 23728)、キサントモナス
マルトフィリア(Xanthomonas maltophilia)(例えばA
TCC 13270)、バチルス ステアロサーモフィラス(Baci
llus stearothermophilus)〔例えば、同MI-101株(FER
M P-14801)〕、バチルス ブレビス(Bacillus brevi
s)〔例えば、同MI-103株(FERM P-14803)〕等が好適
に用いられる。さらに、上記微生物の変異株もしくは遺
伝子組換えによる改変株、上記微生物のマレイン酸イソ
メラーゼ遺伝子を他の微生物に導入することにより作製
された微生物等を用いても何等差し支えない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below. The microorganism having maleate isomerase activity used in the present invention is not particularly limited as long as it is a microorganism having this activity, but is genus Alcaligenes, Pseudomonas.
Microorganisms belonging to the genus as), the genus Xanthomanas, and the genus Bacillus are preferably used. Especially Alcaligenes faecali
s) (for example, IFO12669, IFO13111, IAM1473),
Alcaligenes eutrophu
s), Pseudomonas fluorescens (Pseudomonas
fluolescens) (eg ATCC 23728), Xanthomonas
Xanthomonas maltophilia (eg A
TCC 13270), Bacillus stearothermophilus (Baci
llus stearothermophilus) [For example, MI-101 strain (FER
M P-14801)], Bacillus brevi (Bacillus brevi
s) [eg, MI-103 strain (FERM P-14803)] and the like are preferably used. Furthermore, there is no problem even if a mutant strain of the above microorganism or a modified strain obtained by gene recombination, a microorganism produced by introducing the maleate isomerase gene of the above microorganism into another microorganism, and the like are used.

【0010】マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生
物の培養は、炭素源、窒素源、無機塩、各種ビタミン等
を含む通常の栄養培地で行うことができ、炭素源として
は、例えばマレイン酸、ブドウ糖、ショ糖、果糖、麦芽
糖等の糖類、エタノール、メタノール等のアルコール
類、クエン酸、マレイン酸等の有機酸類、廃糖蜜等、好
ましくはマレイン酸あるいはマレイン酸とその他の炭素
源を混合して用いられる。窒素源としては、例えばアン
モニア、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸ア
ンモニウム、尿素等がそれぞれ単独もしくは混合して用
いられる。また、無機塩としては、例えばリン酸一水素
カリウム、リン酸二水素カリウム、硫酸マグネシウム等
が用いられる。この他にペプトン、肉エキス、酵母エキ
ス、コーンステイープリカー、カザミノ酸、ビオチン等
の各種ビタミン等の栄養素を培地に添加することができ
る。更に、マレイン酸、マロン酸、タートロン酸、シト
ラコン酸、メサコン酸等をマレイン酸イソメラーゼの誘
導物質として培地に添加してもよい。これらの誘導物質
の添加濃度は、通常10〜200mM、好ましくは50〜100mMで
ある。
Cultivation of a microorganism having maleate isomerase activity can be carried out in an ordinary nutrient medium containing a carbon source, a nitrogen source, an inorganic salt, various vitamins and the like. Examples of the carbon source include maleic acid, glucose and sucrose. Sugars, fructose, maltose, and other sugars, ethanol, methanol, and other alcohols, citric acid, maleic acid, and other organic acids, spent molasses, and the like, preferably maleic acid or a mixture of maleic acid and other carbon sources, are used. As the nitrogen source, for example, ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate, urea and the like are used alone or in combination. Further, as the inorganic salt, for example, potassium monohydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate and the like are used. In addition to this, nutrients such as various vitamins such as peptone, meat extract, yeast extract, corn stay liquor, casamino acid, and biotin can be added to the medium. Furthermore, maleic acid, malonic acid, tartronic acid, citraconic acid, mesaconic acid, etc. may be added to the medium as an inducer of maleic acid isomerase. The concentration of these inducers added is usually 10 to 200 mM, preferably 50 to 100 mM.

【0011】培養条件は、通常、通気撹拌、振とう等の
好気条件下に、マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微
生物の生育し得る温度であれば特に制限はなく、また、
培養途中のpHについても該微生物が生育し得るpHで
あれば特に制限はない。培養中のpH調整は、酸または
アルカリを添加して行うことができる。
The culture conditions are not particularly limited as long as the temperature is a temperature at which a microorganism having maleate isomerase activity can grow under aerobic conditions such as aeration and agitation.
The pH during the culture is not particularly limited as long as the microorganism can grow. The pH adjustment during the culture can be performed by adding an acid or an alkali.

【0012】かくして得られる培養物から遠心分離等に
より菌体を集めることにより、マレイン酸イソメラーゼ
を含有する菌体を取得することができる。本発明におい
て、マレイン酸のフマル酸への異性化反応には、上記菌
体を培養した培養液から分離した菌体はもちろんのこ
と、培養液、菌体の破砕物もしくは抽出物等の調製物も
用いることができる。菌体は、例えば、リン酸緩衝液等
の緩衝液(pH7)等で洗浄した後に使用してもよい。
また、微生物菌体より得られる粗酵素標品を用いてもよ
く、更に精製した酵素標品を使用してもよい。更に、上
記微生物菌体、その破砕物もしくは抽出物、または精製
酵素を担体に固定化したものも使用することができる。
本明細書にいう「マレイン酸イソメラーゼ活性を有する
微生物の調製物」とは、これらのような、微生物菌体に
由来しマレイン酸イソメラーゼ活性を有する画分を全て
含むものとする。菌体を用いる場合、予め菌体を凍結し
たり、上記緩衝液中にTriton X−100、Tw
een20等の界面活性剤を0.01〜0.2%添加し
た液中で、15〜40℃の温度で、10〜120分菌体
を処理することにより菌体の透過性を高めてから使用す
ることもできる。
By collecting cells from the thus obtained culture by centrifugation or the like, cells containing maleate isomerase can be obtained. In the present invention, in the isomerization reaction of maleic acid to fumaric acid, not only the cells separated from the culture solution in which the above-mentioned cells are cultured, but also the culture solution, a preparation such as a crushed product or an extract of the cells. Can also be used. The cells may be used after being washed with, for example, a buffer solution (pH 7) such as a phosphate buffer solution.
A crude enzyme preparation obtained from microbial cells may be used, or a further purified enzyme preparation may be used. Further, the above-mentioned microbial cells, a crushed product or an extract thereof, or a purified enzyme immobilized on a carrier can also be used.
The term "preparation of a microorganism having maleate isomerase activity" as used herein means to include all such fractions derived from microbial cells and having maleate isomerase activity. When using the bacterial cells, the bacterial cells are frozen in advance, or Triton X-100, Tw is added to the buffer solution.
Use after increasing the permeability of the microbial cells by treating the microbial cells for 10 to 120 minutes at a temperature of 15 to 40 ° C in a liquid containing 0.01 to 0.2% of a surfactant such as een20. You can also do it.

【0013】本発明において、「マレイン酸イソメラー
ゼ活性を有する微生物またはマレイン酸イソメラーゼ活
性を有する前記微生物の調製物とマレイン酸とを水性溶
液中で混合する」とは、微生物菌体又はその調製物もし
くはこれらを含有する水性溶液にマレイン酸又はマレイ
ン酸を含む水性溶液を加えること、更には、固定化菌体
又は固定化酵素を充填したカラムにマレイン酸を含有す
る水性溶液を通液することを含む。
In the present invention, "mixing a microorganism having maleate isomerase activity or a preparation of the microorganism having maleate isomerase activity with maleic acid in an aqueous solution" means microbial cells or a preparation thereof or Adding maleic acid or an aqueous solution containing maleic acid to an aqueous solution containing them, and further passing an aqueous solution containing maleic acid through a column packed with immobilized cells or immobilized enzyme .

【0014】微生物菌体からマレイン酸イソメラーゼを
抽出、精製する方法は、公知の酵素の精製法のいずれの
方法も適用できる。例えば、菌体の破壊法としては、超
音波破砕、フレンチプレス、ホモジナイザー等を用いた
機械的破壊法、リゾチームなどを用いた酵素的破壊法を
用いることができる。このようにして得られた菌体破壊
物の可溶性画分またはその分画物は、マレイン酸イソメ
ラーゼの粗酵素画分として使用することができる。ま
た、この粗酵素画分をさらに精製して得られる精製酵素
を用いてもよい。粗酵素画分からのマレイン酸イソメラ
ーゼの精製は、通常、(イ)沈澱法による分離、例えば
硫安沈澱法、(ロ)クロマトグラフィーによる分離、例
えばイオン交換クロマトグラフィー、アフィニティー吸
着クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー
等、(ハ)電気泳動法による分離法、及びこれらの方法
の任意の組み合わせによって、実施することができる。
As a method for extracting and purifying maleic acid isomerase from microbial cells, any known method for purifying an enzyme can be applied. For example, as the method for destroying the bacterial cells, ultrasonic disruption, mechanical disruption method using French press, homogenizer, etc., enzymatic disruption method using lysozyme and the like can be used. The soluble fraction of the disrupted cells or the fraction thereof thus obtained can be used as a crude enzyme fraction of maleate isomerase. In addition, a purified enzyme obtained by further purifying this crude enzyme fraction may be used. Maleic acid isomerase is usually purified from the crude enzyme fraction by (a) precipitation method, for example, ammonium sulfate precipitation method, (b) chromatography separation, for example, ion exchange chromatography, affinity adsorption chromatography, gel filtration chromatography. Etc. (C) Separation methods by electrophoresis, and any combination of these methods.

【0015】本発明においては、マレイン酸イソメラー
ゼ活性を有する微生物またはその調製物をマレイン酸を
含有する水性溶液に加え、酵素的異性化反応によりマレ
イン酸からフマル酸を製造するに際し、反応液中の溶存
酸素濃度を4ppm以下、特に好ましくは0.5ppm
以下に維持して反応させることに特徴を有する。
In the present invention, a microorganism having maleic acid isomerase activity or a preparation thereof is added to an aqueous solution containing maleic acid to produce fumaric acid from maleic acid by an enzymatic isomerization reaction. Dissolved oxygen concentration is 4 ppm or less, particularly preferably 0.5 ppm
It is characterized in that the reaction is carried out while maintaining the following.

【0016】ただし、溶存酸素レベルは瞬時4ppmを
越えることがあっても、実質的に4ppm以下を長時間
維持すれば良い。例えば、撹拌を開始した直後や、マレ
イン酸含有水溶液を調製した直後に一時的に4ppmを
越えた場合も、その後4ppm以下に維持されれば良
い。また、途中、撹拌数を上げたりしてごく短時間4p
pmを越えた場合でも、全体の反応時間の大部分の時間
4ppm以下に維持されていれば良い。
However, even if the dissolved oxygen level may momentarily exceed 4 ppm, it may be maintained at substantially 4 ppm or less for a long time. For example, even if the concentration temporarily exceeds 4 ppm immediately after starting the stirring or immediately after preparing the maleic acid-containing aqueous solution, it may be maintained at 4 ppm or less thereafter. In addition, the number of stirring is increased on the way, and it is 4p for a very short time.
Even if it exceeds pm, it may be maintained at 4 ppm or less for most of the entire reaction time.

【0017】反応液中の溶存酸素濃度を4ppm以下に
維持する方法として具体的には、例えば、N2、Ar、
Heより選ばれる1つ以上のガスで反応液をシールする
こと、反応液またはその原料に亜硫酸塩を添加するこ
と、前記反応液またはその原料を脱気することが挙げら
れる。また、これらの手段を組み合わせてもよい。
As a method of maintaining the dissolved oxygen concentration in the reaction solution at 4 ppm or less, specifically, for example, N 2 , Ar,
Examples include sealing the reaction liquid with one or more gases selected from He, adding sulfite to the reaction liquid or its raw material, and degassing the reaction liquid or its raw material. Also, these means may be combined.

【0018】N2、Ar、Heより選択される1つ以上
の気体とは、それぞれ単独の気体か、任意の2つ以上の
気体の組み合わせを指す。これらの気体の雰囲気下でマ
レイン酸イソメラーゼ反応を行う方法としては、例え
ば、酵素反応中および/又は酵素反応に先立って、マレ
イン酸水溶液又は酵素反応液(以下、単に「反応液」と
いう)に上記気体を連続的に吹き込む、反応液中に上記
気体を吹き込んだ後密閉する、反応液を脱気した後密閉
した反応槽に上記気体を導入する等の方法が行われる。
本発明の方法では、反応液に接する気相が上記気体雰囲
気であること、すなわち反応液が上記気体でシールされ
ていればよく、必ずしも反応液又は反応槽内に上記気体
を連続的に吹き込むことは必須ではない。また、反応液
に接する気相は完全に上記気体で置換されることが好ま
しいが、気相の一部の置換であっても、置換による効果
は期待できる。
The term "one or more gases selected from N 2 , Ar and He" means a single gas or a combination of any two or more gases. Examples of the method for carrying out the maleic acid isomerase reaction in the atmosphere of these gases include, for example, an aqueous maleic acid solution or an enzymatic reaction solution (hereinafter, simply referred to as "reaction solution") during the enzymatic reaction and / or prior to the enzymatic reaction. A method such as continuously blowing a gas, blowing the gas into the reaction solution and then sealing the gas, introducing the gas into the reaction vessel after degassing the reaction solution, and the like are performed.
In the method of the present invention, the gas phase in contact with the reaction liquid is the above-mentioned gas atmosphere, that is, the reaction liquid is sealed with the above-mentioned gas, and it is not always necessary to blow the above-mentioned gas continuously into the reaction liquid or the reaction tank. Is not mandatory. Further, the gas phase in contact with the reaction solution is preferably completely replaced by the above gas, but even if a part of the gas phase is replaced, the effect of the replacement can be expected.

【0019】本発明に用いる亜硫酸塩とは、亜硫酸の塩
であれば良く、例えば亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウ
ム、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜
硫酸カルシウム等の無機亜硫酸塩が好ましいが、本マレ
イン酸イソメラーゼ活性を阻害することが知られる水
銀、銅との塩は用いられない。亜硫酸塩の濃度として
は、1ppm〜1000ppm、好ましくは10ppm
〜500ppmが用いられる。
The sulfite used in the present invention may be a sulfite salt, for example, inorganic sulfites such as sodium sulfite, potassium sulfite, ammonium sulfite, ammonium hydrogen sulfite and calcium sulfite are preferable, but the maleic acid isomerase activity is preferred. Salts with mercury and copper, which are known to inhibit the above, are not used. The concentration of sulfite is 1 ppm to 1000 ppm, preferably 10 ppm
~ 500 ppm is used.

【0020】また、脱気により反応液又はその原料の溶
存酸素濃度を低下させる方法としては、特に限定されな
いが、例えば、アスピレーターでの減圧下に55℃程度
に加熱する方法、超音波により振動を与えながら減圧下
に液中の空気を追い出す方法などが行える。脱気は、反
応に先だって反応液原料、例えばマレイン酸水溶液又は
菌体もしくはその調製物を含む水溶液を脱気してもよい
し、さらに反応中に反応液を脱気してもよい。
The method of lowering the dissolved oxygen concentration of the reaction solution or its raw material by degassing is not particularly limited, but, for example, a method of heating to about 55 ° C. under reduced pressure with an aspirator, ultrasonic vibration For example, a method of expelling air in the liquid under reduced pressure while applying it can be performed. The degassing may be carried out prior to the reaction by degassing the reaction solution raw material, for example, an aqueous solution of maleic acid or an aqueous solution containing cells or a preparation thereof, or further degassing the reaction solution during the reaction.

【0021】酵素反応は、pH5〜10好ましくは6〜
9で、20〜50℃、好ましくは25〜37℃の温度
で、通常5〜120時間反応させる。本反応液には、必
要に応じカルシウム塩、マグネシウム塩、マンガン塩等
の二価金属塩を添加することができる。また、反応液は
緩衝剤や微量の有機溶媒等を含んでいてもよい。
The enzymatic reaction has a pH of 5 to 10, preferably 6 to
9, the reaction is carried out at a temperature of 20 to 50 ° C., preferably 25 to 37 ° C. for usually 5 to 120 hours. If necessary, a divalent metal salt such as a calcium salt, a magnesium salt, a manganese salt can be added to the reaction solution. In addition, the reaction liquid may contain a buffering agent, a trace amount of an organic solvent, or the like.

【0022】反応に用いるマレイン酸を含有する水性溶
液のマレイン酸濃度は1〜40W/V%好ましくは10〜
30W/V%であるが、例えば連続反応等においては、マ
レイン酸濃度が0.001〜1%程度に維持される事も
ある。
The maleic acid concentration of the aqueous solution containing maleic acid used in the reaction is 1 to 40 W / V%, preferably 10 to
Although it is 30 W / V%, the maleic acid concentration may be maintained at about 0.001 to 1% in a continuous reaction or the like.

【0023】反応に用いる菌体またはその調製物の添加
量は、特に制限されるものではないが、菌体重量(湿菌
体)として1〜30%が好適に用いられる。上記の方法
で生成したフマル酸は、限外ろ過膜分離、遠心分離等に
より菌体及びその調製物と分離した後、硫酸等電点沈澱
法等の公知の方法で沈澱させ、水洗、乾燥する事によ
り、結晶として採取できる。
The amount of the bacterial cells or the preparation thereof used in the reaction is not particularly limited, but a bacterial cell weight (wet bacterial cells) of 1 to 30% is preferably used. The fumaric acid produced by the above method is separated from the cells and its preparation by ultrafiltration membrane separation, centrifugation, etc., then precipitated by a known method such as sulfuric acid isoelectric precipitation, washed with water and dried. As a result, it can be collected as a crystal.

【0024】また、生成したフマル酸は、アスパルター
ゼ含有菌体たとえば、ブレビバクテリウム フラバム
AB−41株(FERM BP-1498)、エシェリヒア・コリ
(Escherichia coli) ATCC 11303等を作用させること
によりL-アスパラギン酸を生成させることができるし、
本反応系内に、アスパルターゼ含有菌を加えて反応させ
ることにより、マレイン酸からL-アスパラギン酸を効率
よく生成させることもできる。
The fumaric acid produced is an aspartase-containing bacterium such as Brevibacterium flavum.
L-aspartic acid can be produced by reacting the AB-41 strain (FERM BP-1498), Escherichia coli ATCC 11303 and the like,
L-aspartic acid can also be efficiently produced from maleic acid by adding an aspartase-containing bacterium to the reaction system and reacting it.

【0025】さらに、生成したフマル酸は、フマラーゼ
含有菌体たとえば、ブレビバクテリウム フラバム A
B−41株(FERM BP-1498)、E. coli ATCC11303等を
作用させることによりL-リンゴ酸を生成させることがで
きるし、本反応系内に、フマラーゼ含有菌を加えて反応
させることにより、マレイン酸からL-リンゴ酸を効率よ
く生成させることもできる。
Further, the fumaric acid produced is a fumarase-containing bacterium such as Brevibacterium flavum A.
B-41 strain (FERM BP-1498), E. coli ATCC11303 and the like can be produced to produce L-malic acid, and by adding a fumarase-containing bacterium to the reaction system and reacting it, It is also possible to efficiently produce L-malic acid from maleic acid.

【0026】本発明において、「マレイン酸からフマル
酸を製造する」とは、必ずしもフマル酸を蓄積すること
を意味するものではなく、上記のようにフマル酸を経由
したマレイン酸からのL-アスパラギン酸やL-リンゴ酸の
生成のように、少なくともマレイン酸からフマル酸への
変換が起こっていればよいことを意味する。
In the present invention, "manufacturing fumaric acid from maleic acid" does not necessarily mean accumulating fumaric acid, but L-asparagine from maleic acid via fumaric acid as described above is used. It means that at least the conversion of maleic acid to fumaric acid has occurred, such as the production of acid or L-malic acid.

【0027】[0027]

【実施例】以下の実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。 [実施例1] N2雰囲気下でのフマル酸生成 (1)マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物の培
養 肉エキス:10g、ペプトン:10g,NaCl:5
g,マレイン酸10g及び蒸留水:1000ml(苛性
ソーダでpH7.0に調整)からなる培地100mlを
500ml容の三角フラスコに分注し、120℃、20
分間滅菌処理したものに、アルカリゲネス フェカリス
IFO 12669株を植菌し、30℃にて24時間振とう培養
した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. [Example 1] Fumaric acid production under N 2 atmosphere (1) Cultivation of microorganism having maleate isomerase activity Meat extract: 10 g, peptone: 10 g, NaCl: 5
g, maleic acid 10 g, and distilled water: 1000 ml (adjusted to pH 7.0 with caustic soda), 100 ml of a medium was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask, and the temperature was kept at 120 ° C. at 20 ° C.
What was sterilized for a minute, and Alcaligenes faecalis
The IFO 12669 strain was inoculated and shake-cultured at 30 ° C. for 24 hours.

【0028】上記と同様の培地1000mlを3L容の
ジャーファーメンターに入れ、120℃、20分間滅菌
処理したものに、上記振とう培養液30mlを接種し、
これを30℃にて24時間培養した。得られた培養液を
遠心分離(8000rpm、15分、4℃)して集菌し
た菌体を、0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)で1回
洗浄し、以下の反応に供試した。
1000 ml of the same medium as described above was placed in a 3 L jar fermenter and sterilized at 120 ° C. for 20 minutes, and 30 ml of the shaking culture solution was inoculated,
This was cultured at 30 ° C. for 24 hours. The obtained culture solution was centrifuged (8000 rpm, 15 minutes, 4 ° C.), and the collected bacterial cells were washed once with 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0) and subjected to the following reaction. did.

【0029】(2)マレイン酸からのフマル酸生成 予めN2ガスを30分吹き込みながら撹拌し、N2置換し
た反応液〔マレイン酸116g、5N苛性ソーダ400
ml(水で全量を1000mlにした)〕を3L容のジ
ャーファーメンターに移し、回収した菌体(IFO 12669
株)20gを添加し、N2を0.02vvmの速度で気相に
供給して撹拌し、30℃で36時間反応させた。反応
中、溶存酸素濃度は0.5ppm以下に維持された。反
応終了後、遠心分離により上清液を回収し、得られた反
応上清液を有機酸分析カラム(島津製作所製SCR−1
01Hカラム)、UV検出器(210nm)を用いた高
速液体クロマトグラフィー分析(島津社製、LC-5
A)に供した。その結果、66g/Lのフマル酸が生成
していることを確認した。尚、生成フマル酸の定量は、
ピメリン酸を内部標準物質として用いて行った。また、
上記の反応上清液を、硫酸によりpHを3に下げること
により、フマル酸を沈澱させた。得られたフマル酸結晶
は63gであった。
(2) Production of fumaric acid from maleic acid A reaction liquid which was previously stirred for 30 minutes while blowing N 2 gas and replaced with N 2 [maleic acid 116 g, 5N caustic soda 400
ml (total volume made up to 1000 ml with water)] was transferred to a 3 L jar fermenter, and the recovered bacterial cells (IFO 12669
Strain) was added, and N 2 was supplied to the gas phase at a rate of 0.02 vvm, stirred, and reacted at 30 ° C. for 36 hours. The dissolved oxygen concentration was maintained at 0.5 ppm or less during the reaction. After the reaction was completed, the supernatant was collected by centrifugation, and the obtained reaction supernatant was used as an organic acid analysis column (SCR-1 manufactured by Shimadzu Corporation).
01H column), high performance liquid chromatography analysis using a UV detector (210 nm) (Shimadzu Corporation, LC-5)
It was subjected to A). As a result, it was confirmed that 66 g / L of fumaric acid was produced. The amount of fumaric acid produced is
Performed using pimelic acid as an internal standard. Also,
Fumaric acid was precipitated by lowering the pH of the above reaction supernatant to 3 with sulfuric acid. The obtained fumaric acid crystal was 63 g.

【0030】[実施例2] Ar雰囲気下でのフマル酸
生成 (1)マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物の培
養 アルカリゲネス フェカリス IFO 12669株を、実施例1
と同様に培養した。 (2)マレイン酸からのフマル酸生成 予めArガスを30分吹き込みながら撹拌し、Ar置換
した反応液〔マレイン酸116g,5N苛性ソーダ40
0ml(水で全量を1000mlにする)〕を3L容の
ジャーファーメンターに移し、回収した菌体(IFO 1266
9株)20gを添加し、Arを0.02vvmの速度で気相
に供給して撹拌し、シール中で30℃で36時間反応さ
せた。反応中、溶存酸素濃度は0.5ppm以下に維持
された。フマル酸は、65g/L得られ、実施例1と同
様にしてフマル酸の結晶を得た。得られた結晶は62.
5gであった。
[Example 2] Fumaric acid production under Ar atmosphere (1) Cultivation of microorganism having maleate isomerase activity Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain was used in Example 1
It culture | cultivated similarly to. (2) Production of fumaric acid from maleic acid A reaction solution in which Ar gas had been preliminarily stirred for 30 minutes while being blown with Ar gas [maleic acid 116 g, 5N caustic soda 40
0 ml (total volume to 1000 ml with water)] was transferred to a 3 L jar fermenter, and the recovered bacterial cells (IFO 1266
9 strains) (20 g) was added, Ar was supplied to the gas phase at a rate of 0.02 vvm, and the mixture was stirred and reacted in a seal at 30 ° C. for 36 hours. The dissolved oxygen concentration was maintained at 0.5 ppm or less during the reaction. Fumaric acid was obtained at 65 g / L, and fumaric acid crystals were obtained in the same manner as in Example 1. The crystals obtained were 62.
It was 5 g.

【0031】[実施例3] He雰囲気下でのフマル酸
生成 (1)マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物の培
養 アルカリゲネス フェカリス IFO 12669株を、実施例1
と同様に培養した。 (2)マレイン酸からのフマル酸生成 予めHeガスを30分吹き込みながら撹拌し、He置換
した反応液〔マレイン酸116g,5N苛性ソーダ40
0ml(水で全量を1000mlにする)〕を3L容の
ジャーファーメンターに移し、回収した菌体(IFO 1266
9株)20gを添加し、Heを0.02vvmの速度で気相
に供給して撹拌し、シール中で30℃で36時間反応さ
せた。反応中、溶存酸素濃度は0.5ppm以下に維持
された。フマル酸は、67g/L得られ、実施例1と同
様にしてフマル酸の結晶を得た。得られた結晶は63.
5gであった。
[Example 3] Fumaric acid production under He atmosphere (1) Cultivation of microorganism having maleate isomerase activity Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain was used in Example 1
It culture | cultivated similarly to. (2) Production of fumaric acid from maleic acid A reaction liquid in which He gas was blown for 30 minutes while stirring and He substitution was performed [maleic acid 116 g, 5N caustic soda 40
0 ml (total volume to 1000 ml with water)] was transferred to a 3 L jar fermenter, and the recovered bacterial cells (IFO 1266
(9 strain) was added, and He was supplied to the gas phase at a rate of 0.02 vvm, stirred, and reacted in a seal at 30 ° C. for 36 hours. The dissolved oxygen concentration was maintained at 0.5 ppm or less during the reaction. Fumaric acid was obtained at 67 g / L, and fumaric acid crystals were obtained in the same manner as in Example 1. The crystals obtained were 63.
It was 5 g.

【0032】[実施例4] N2置換した反応液でのフ
マル酸生成 (1)マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物の培
養 アルカリゲネス フェカリス IFO 12669株を、実施例1
と同様に培養した。 (2)マレイン酸からのフマル酸生成 予めN2ガスを30分吹き込みながら撹拌し、N2置換し
た反応液〔マレイン酸116g,5N苛性ソーダ400
ml(水で全量を1000mlにする)〕を3L容のジ
ャーファーメンターに移し、実施例1で回収した菌体
(IFO 12669株)20gを添加して撹拌し、30℃で3
6時間反応させた。反応中、溶存酸素濃度はおよそ4p
pm以下に維持された。フマル酸は52.4g/L得ら
れ、常法通り遠心分離後、硫酸によりpHを3に下げる
ことによりフマル酸を沈澱させた。得られたフマル酸結
晶は49.2gであった。
[Example 4] Fumaric acid production in reaction solution substituted with N 2 (1) Cultivation of microorganism having maleate isomerase activity Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain was used in Example 1
It culture | cultivated similarly to. (2) Production of fumaric acid from maleic acid A reaction liquid which had been N 2 substituted by stirring while blowing N 2 gas for 30 minutes in advance [maleic acid 116 g, 5N caustic soda 400
ml (total volume up to 1000 ml with water)] was transferred to a 3 L jar fermenter, 20 g of the bacterial cells (IFO 12669 strain) recovered in Example 1 was added and stirred, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 3 days.
The reaction was carried out for 6 hours. During the reaction, the dissolved oxygen concentration is about 4p
It was maintained below pm. Fumaric acid was obtained in an amount of 52.4 g / L, and fumaric acid was precipitated by lowering the pH to 3 with sulfuric acid after centrifugation as usual. The obtained fumaric acid crystal was 49.2 g.

【0033】[実施例5] 亜硫酸ソーダを添加した反
応液でのフマル酸生成 (1)マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物の培
養 アルカリゲネス フェカリス IFO 12669株を、実施例1
と同様に培養した。 (2)マレイン酸からのフマル酸生成 反応液〔マレイン酸116g,5N苛性ソーダ400m
l(水で全量を1000mlにする)〕に0.2g/L
の亜硫酸ソーダを加え、3L容のジャーファーメンター
に移し、実施例1で回収した菌体(IFO 12669株)20
gを添加し、ジャーを密閉して撹拌し、30℃で36時
間反応させた。反応中、溶存酸素濃度はおよそ3ppm
以下に維持された。フマル酸は54.5g/L得られ、
常法通り遠心分離後、硫酸によりpHを3に下げること
によりフマル酸を沈澱させた。得られたフマル酸結晶は
51gであった。
[Example 5] Production of fumaric acid in a reaction solution containing sodium sulfite (1) Cultivation of microorganism having maleate isomerase activity Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain was used in Example 1
It culture | cultivated similarly to. (2) Production of fumaric acid from maleic acid Reaction solution [116 g of maleic acid, 400 m of 5N caustic soda
0.2 g / L for 1 (total volume is made up to 1000 ml with water)
Of sodium sulphite was added, and the mixture was transferred to a 3 L jar fermenter and recovered in Example 1 (IFO 12669 strain) 20.
g was added, the jar was sealed and stirred and reacted at 30 ° C. for 36 hours. During the reaction, the dissolved oxygen concentration is approximately 3 ppm
Maintained below. 54.5 g / L of fumaric acid was obtained,
After centrifugation as usual, fumaric acid was precipitated by lowering the pH to 3 with sulfuric acid. The obtained fumaric acid crystal was 51 g.

【0034】[実施例6] 脱気した反応液でのフマル
酸生成 (1)マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物の培
養 アルカリゲネス フェカリス IFO 12669株を、実施例1
と同様に培養した。 (2)マレイン酸からのフマル酸生成 反応液〔マレイン酸116g,5N苛性ソーダ400m
l(水で全量を1000mlにする)〕を耐圧ビンに入
れ、水流アスピレーターで吸引しながら、15分間脱気
した。静かに常圧に戻してから反応液を3L容のジャー
ファーメンターに移し、実施例1で回収した菌体(アル
カリゲネス フェカリス IFO 12669菌株)20gを添加
し、ジャーを密閉して撹拌し、30℃で36時間反応さ
せた。反応中、溶存酸素濃度はおよそ4ppm以下に維
持された。フマル酸は51.3g/l得られ、常法通り
遠心分離後、硫酸によりpHを3に下げることによりフ
マル酸を沈澱させた。得られたフマル酸結晶は48gで
あった。
[Example 6] Fumaric acid production in degassed reaction solution (1) Cultivation of microorganism having maleate isomerase activity Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain was used in Example 1
It culture | cultivated similarly to. (2) Production of fumaric acid from maleic acid Reaction solution [116 g of maleic acid, 400 m of 5N caustic soda
1 (total volume of 1000 ml with water)] was put in a pressure resistant bottle and degassed for 15 minutes while sucking with a water aspirator. After gently returning to normal pressure, the reaction solution was transferred to a 3 L jar fermenter, 20 g of the bacterial cells (Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain) recovered in Example 1 was added, and the jar was sealed and stirred at 30 ° C. And reacted for 36 hours. The dissolved oxygen concentration was maintained below about 4 ppm during the reaction. Fumaric acid was obtained in an amount of 51.3 g / l, and fumaric acid was precipitated by lowering the pH to 3 with sulfuric acid after centrifugation in a conventional manner. The amount of fumaric acid crystals obtained was 48 g.

【0035】[対照例] 通常空気下でのフマル酸生成 (1)マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物の培
養 アルカリゲネス フェカリス IFO 12669株を、実施例1
と同様に培養した。 (2)マレイン酸からのフマル酸生成 N2吹き込みを行わなかった反応液〔マレイン酸116
g,5N苛性ソーダ400ml(水で全量を1000m
lにする)〕を3L容のジャーファーメンターに移し、
回収した菌体(IFO 12669株)20gを添加し、N2シー
ルせずに撹拌し、30℃で36時間反応させた。フマル
酸は、44g/L得られ、実施例1と同様にしてフマル
酸の結晶を得た。得られた結晶は41gであった。
[Control Example] Fumaric acid production under normal air (1) Cultivation of microorganism having maleate isomerase activity Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain was used in Example 1
It culture | cultivated similarly to. (2) Production of fumaric acid from maleic acid Reaction liquid in which N 2 was not blown [maleic acid 116
400 ml of 5N caustic soda (total volume of water is 1000 m
1)]] to a 3L jar fermenter,
20 g of the recovered bacterial cells (IFO 12669 strain) was added, and the mixture was stirred without N 2 sealing and reacted at 30 ° C. for 36 hours. Fumaric acid was obtained in an amount of 44 g / L, and fumaric acid crystals were obtained in the same manner as in Example 1. The crystals obtained were 41 g.

【0036】[参考例1] アスパラギン酸の製造 (1)マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物の培
養 アルカリゲネス フェカリス IFO 12669株を、実施例1
と同様に培養した。 (2)フマル酸からのアスパラギン酸生成能を有する微
生物の培養 尿素:4g、(NH42SO4:14g,KH2PO4
0.5g、K2HPO4:0.5g, MgSO4・7H2
O:0.5g,FeSO4・7H2O:20mg,MnS
4・nH2O:20mg、D-ビオチン:200μg、塩
酸チアミン:100μg、酵母エキス1g、カザミノ酸
1g及び蒸留水:1000ml(pH6.6)からなる
培地100mlを500ml容の三角フラスコに分注
し、120℃、15分間滅菌処理したものに、滅菌済み
50%グルコース水溶液4mlを加え、ブレビバクテリ
ウム フラバム AB−41株(FERM BP-1498)を植菌
し、33℃にて24時間振とう培養した。
Reference Example 1 Production of Aspartic Acid (1) Cultivation of Microorganism Having Maleate Isomerase Activity Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain was used in Example 1
It culture | cultivated similarly to. (2) Cultivation of a microorganism capable of producing aspartic acid from fumaric acid Urea: 4 g, (NH 4 ) 2 SO 4 : 14 g, KH 2 PO 4 :
0.5g, K 2 HPO 4: 0.5g , MgSO 4 · 7H 2
O: 0.5g, FeSO 4 · 7H 2 O: 20mg, MnS
O 4 · nH 2 O: 20 mg, D-biotin: 200 μg, thiamine hydrochloride: 100 μg, yeast extract 1 g, casamino acid 1 g and distilled water: 100 ml medium consisting of 1000 ml (pH 6.6) was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask. Then, sterilized at 120 ° C for 15 minutes, 4 ml of sterilized 50% aqueous glucose solution was added to inoculate Brevibacterium flavum AB-41 strain (FERM BP-1498), and shaken at 33 ° C for 24 hours. Cultured.

【0037】上記と同様の培地1000mlを2L容の
ジャーファーメンターに入れ、120℃、20分間滅菌
処理したものに、上記振とう培養液20mlと滅菌済み
50%グルコース水溶液200mlを加え、これを33
℃にて24時間培養した。得られた培養液を遠心分離
(8000rpm、15分、4℃)して集菌した。得ら
れた菌体から、夾雑するリンゴ酸副生活性を以下の方法
で除いた。すなわち、アスパラギン酸:100g,アン
モニア:180ml、塩化カルシウム:2.2g,Tw
een20:0.8g(水で全量1Lとする)よりなる
組成液に集菌体を懸濁し、45℃,3時間振とうし、遠
心分離(8000rpm、15分、4℃)して菌体を回
収した。
1000 ml of the same medium as described above was placed in a 2 L jar fermenter and sterilized at 120 ° C. for 20 minutes, and then 20 ml of the above shaking culture solution and 200 ml of sterilized 50% glucose aqueous solution were added.
The cells were cultured at 0 ° C for 24 hours. The obtained culture solution was centrifuged (8000 rpm, 15 minutes, 4 ° C.) to collect the cells. Contaminant malic acid by-productivity was removed from the obtained bacterial cells by the following method. That is, aspartic acid: 100 g, ammonia: 180 ml, calcium chloride: 2.2 g, Tw
The collected cells were suspended in a composition solution consisting of een20: 0.8 g (total volume of 1 L with water), shaken at 45 ° C for 3 hours, and centrifuged (8000 rpm, 15 minutes, 4 ° C) to remove the cells. Recovered.

【0038】(3)マレイン酸とアンモニアからのアス
パラギン酸生成 予めN2ガスを30分吹き込みながら撹拌し、N2置換し
た反応液〔マレイン酸116g,アンモニア153ml
(水で全量を1000mlにする)〕を3L容のジャー
ファーメンターに移し、回収した両菌体(IFO 12669株
20g、AB−41株120g)を添加し、N2を0.02
vvmの速度で供給して撹拌し、シール中で30℃で3
6時間反応させた。反応終了後、遠心分離により上清液
を回収し、得られた反応上清液を薄層クロマトグラフィ
ー[展開溶媒 n-ブタノール:酢酸:水=4:1:1
(容量比)、発色剤:ニンヒドリン試薬]に供した。そ
の結果、128g/LのL-アスパラギン酸が生成してい
ることを確認した。このアスパラギン酸アンモニウム液
に、硫酸を加えてpHを3にし、アスパラギン酸を沈澱
させ、水洗後乾燥させ、アスパラギン酸結晶を得た。得
られた結晶は125gであった。
(3) Aspartic acid production from maleic acid and ammonia: N 2 gas was previously stirred for 30 minutes while stirring, and the reaction solution was N 2 substituted [116 g of maleic acid and 153 ml of ammonia.
(To bring the total volume to 1000 ml with water)] was transferred to a 3 L jar fermenter, and both recovered bacterial cells (IFO 12669 strain 20 g, AB-41 strain 120 g) were added, and N 2 was 0.02.
Feed at a speed of vvm, stir and stir in a seal at 30 ° C for 3
The reaction was carried out for 6 hours. After completion of the reaction, the supernatant was recovered by centrifugation, and the obtained reaction supernatant was subjected to thin-layer chromatography [developing solvent n-butanol: acetic acid: water = 4: 1: 1].
(Volume ratio), color former: ninhydrin reagent]. As a result, it was confirmed that 128 g / L of L-aspartic acid was produced. To this ammonium aspartate solution, sulfuric acid was added to adjust the pH to 3, aspartic acid was precipitated, washed with water and dried to obtain aspartic acid crystals. The crystals obtained were 125 g.

【0039】[参考例2] L-リンゴ酸酸の製造 (1)マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生物の培
養 アルカリゲネス フェカリス IFO 12669株を、実施例1
と同様に培養した。 (2)フマル酸からのL-リンゴ酸生成能を有する微生物
の培養 尿素:4g、(NH42SO4:14g,KH2PO4
0.5g、K2HPO4:0.5g, MgSO4・7H2
O:0.5g,FeSO4・7H2O:20mg,MnS
4・nH2O:20mg、D-ビオチン:200μg、塩
酸チアミン:100μg、酵母エキス:1g、カザミノ
酸:1g及び蒸留水:1000ml(pH6.6)の培
地100mlを500ml容の三角フラスコに分注し、
120℃、15分間滅菌処理したものに滅菌済み50%
グルコース水溶液4mlを加え、ブレビバクテリウム
フラバム AB−41菌株(FERM BP-1498)を植菌し、
33℃にて24時間振とう培養した。
[Reference Example 2] Production of L-malic acid (1) Cultivation of microorganism having maleate isomerase activity Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain was used in Example 1
It culture | cultivated similarly to. (2) Cultivation of microorganism having L-malic acid-forming ability from fumaric acid Urea: 4 g, (NH 4 ) 2 SO 4 : 14 g, KH 2 PO 4 :
0.5g, K 2 HPO 4: 0.5g , MgSO 4 · 7H 2
O: 0.5g, FeSO4 · 7H 2 O: 20mg, MnS
O 4 · nH 2 O: 20 mg, D-biotin: 200 μg, thiamine hydrochloride: 100 μg, yeast extract: 1 g, casamino acid: 1 g, and distilled water: 1000 ml (pH 6.6) 100 ml of a medium was divided into a 500 ml Erlenmeyer flask. Note,
Sterilized for 15 minutes at 120 ° C, 50% sterilized
Add 4 ml of glucose solution and add Brevibacterium
Inoculated with flavum AB-41 strain (FERM BP-1498),
The culture was performed at 33 ° C. for 24 hours with shaking.

【0040】また、上記と同様の培地1000mlを2
L容のジャーファーメンターに入れ、120℃、20分
間滅菌処理したものに、上記振とう培養液20mlと滅
菌済み50%グルコース水溶液200mlを加え、これ
を33℃にて24時間培養した。得られた培養液を遠心
分離(8000rpm、15分、4℃)して集菌した。
本菌体は、夾雑するアスパルターゼ及びコハク酸副生活
性を以下の方法で除いた。すなわち、フマル酸2ナトリ
ウム:32g、Tween20:0.8g(水で全量1
Lとする)よりなる組成液に集菌体を懸濁し、45℃,
2時間振とうし、遠心分離(8000rpm、15分、
4℃)して菌体を回収した。
Further, 1000 ml of the same medium as described above was added to 2 ml.
The mixture was placed in an L volume jar fermenter and sterilized at 120 ° C. for 20 minutes, 20 ml of the shaking culture solution and 200 ml of a sterilized 50% glucose aqueous solution were added, and the mixture was cultured at 33 ° C. for 24 hours. The obtained culture solution was centrifuged (8000 rpm, 15 minutes, 4 ° C.) to collect the cells.
Contaminant aspartase and succinic acid by-productivity of this bacterium were removed by the following method. That is, disodium fumarate: 32 g, Tween 20: 0.8 g (total amount 1 with water)
L)) and the collected cells are suspended in a composition liquid consisting of
Shake for 2 hours, centrifuge (8000 rpm, 15 minutes,
The cells were recovered at 4 ° C).

【0041】(3)マレイン酸からのL-リンゴ酸生成 予めN2ガスを30分吹き込みながら撹拌し、N2置換し
た反応液〔マレイン酸116g,5N水酸化ナトリウム
200g(水で全量を1000mlにする)〕を3L容
のジャーファーメンターに移し、実施例1及び上記
(1)で回収した両菌体(IFO 12669株20g、AB−
41株50g)を添加し、N2を0.02vvmの速度で供
給して撹拌し、シール中で30℃で36時間反応させ
た。L-リンゴ酸は、104g/L得られ、L-リンゴ酸ナ
トリウム液に、塩化カルシウムを加えてリンゴ酸カルシ
ウムを沈澱させ、水洗後イオン交換樹脂でL-リンゴ酸を
分離し、乾燥させることにより、L-リンゴ酸結晶を得
た。得られた結晶は90gであった。
(3) Production of L-malic acid from maleic acid A mixture of N 2 -substituted reaction liquid was previously stirred with N 2 gas blown therein for 30 minutes [116 g of maleic acid, 200 g of 5N sodium hydroxide (total amount to 1000 ml with water). )] Was transferred to a 3 L jar fermenter, and both cells recovered in Example 1 and (1) above (IFO 12669 strain 20 g, AB-
41 strains (50 g) were added, N 2 was supplied at a rate of 0.02 vvm, and the mixture was stirred and reacted at 30 ° C. for 36 hours in a seal. L-malic acid was obtained in an amount of 104 g / L, and calcium chloride was added to L-sodium malate solution to precipitate calcium malate. After washing with water, L-malic acid was separated with an ion exchange resin and dried. , L-malic acid crystals were obtained. The crystals obtained were 90 g.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の方法によれば、酵素法により、
効率よく、かつ高収率でマレイン酸からフマル酸を製造
することができる。
According to the method of the present invention, the enzymatic method is used.
Fumaric acid can be efficiently produced in high yield from maleic acid.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年5月9日[Submission date] May 9, 1996

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を具
体的に説明する。本発明に用いられるマレイン酸イソメ
ラーゼ活性を有する微生物としては、本活性を有する微
生物であれば特に限定されるものではないが、アルカリ
ゲネス(Alcaligenes)属、シュードモナス
(Pseudomonas)属、キサントモナス(Xa
nthomanas)属、バチルス(Bacillu
s)属に属する微生物が好適に用いられる。特にアルカ
リゲネス フェカリス(Alcaligenes fa
ecalis)(例えば、IFO12669、同IFO
13111、同IAM 1473)、アルカリゲネス
ユウトロフス(ΛIcaligenes eutro
phus)、シュードモナス フルオレッセンス(Ps
eudomonas fluolescens)(例え
ばATCC 23728)、キサントモナス マルトフ
ィリア(Xanthomonas maltophil
ia)(例えばATCC 13270)、バチルス ス
テアロサーモフィラス(Bacillus stear
othermophilus)〔例えば、同MI−10
1株(FERM BP−5160)〕、バチルス ブレ
ビス(Bacillus brevls)〔例えば、同
MI−103株(FERMBP−5162)〕等が好適
に用いられる。さらに、上記微生物の変異株もしくは遺
伝子組換えによる改変株、上記微生物のマレイン酸イソ
メラーゼ遺伝子を他の微生物に導入することにより作製
された微生物等を用いても何等差し支えない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below. The microorganism having maleate isomerase activity used in the present invention is not particularly limited as long as it is a microorganism having this activity, but is genus Alcaligenes, genus Pseudomonas, xanthomonas (Xa).
genus nthomanas, Bacillus
s) Microorganisms belonging to the genus are preferably used. Especially Alcaligenes fa
ecalis) (for example, IFO12669, IFO)
13111, IAM 1473), Alcaligenes eutrohus (ΛI caligenes eutro
Phus), Pseudomonas fluorescens (Ps
eudomonas fluolescens (eg ATCC 23728), Xanthomonas maltophile
ia) (eg ATCC 13270), Bacillus stearothermophilus (Bacillus stearus)
other mofilus) [for example, the same MI-10
1 strain (FERM BP-5160 )], Bacillus brevis (Bacillus brevis) [for example, the same MI-103 strain (FERM BP-5162 )] and the like are preferably used. Furthermore, there is no problem even if a mutant strain of the above microorganism or a modified strain obtained by gene recombination, a microorganism produced by introducing the maleate isomerase gene of the above microorganism into another microorganism, and the like are used.

───────────────────────────────────────────────────── 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 1:64) (C12P 7/46 C12R 1:05) (C12P 7/46 C12R 1:07) (C12P 7/46 C12R 1:08) (72)発明者 湯川 英明 茨城県稲敷郡阿見町中央8−3−1三菱化 学株式会社筑波研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C12R 1:64) (C12P 7/46 C12R 1:05) (C12P 7/46 C12R 1:07) (C12P 7/46 C12R 1:08) (72) Inventor Hideaki Yukawa 8-3-1 Chuo, Ami-machi, Inashiki-gun, Ibaraki Mitsubishi Kagaku Co., Ltd. Tsukuba Research Center

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微
生物またはマレイン酸イソメラーゼ活性を有する前記微
生物の調製物とマレイン酸とを水性溶液中で混合し、酵
素的異性化反応によりマレイン酸からフマル酸を製造す
るに際し、反応液中の溶存酸素濃度を4ppm以下に維
持して反応させることを特徴とするフマル酸の製造法。
1. A fumaric acid is produced from maleic acid by an enzymatic isomerization reaction by mixing maleic acid with a microorganism having maleate isomerase activity or a preparation of the microorganism having maleate isomerase activity in an aqueous solution. In this case, a method for producing fumaric acid, characterized in that the dissolved oxygen concentration in the reaction solution is maintained at 4 ppm or less for the reaction.
【請求項2】 N2、Ar、Heより選ばれる1つ以上
のガスで反応液をシールすることにより、反応液中の溶
存酸素濃度を低下させることを特徴とする請求項1記載
のフマル酸の製造法。
2. The fumaric acid according to claim 1, wherein the dissolved oxygen concentration in the reaction solution is lowered by sealing the reaction solution with one or more gases selected from N 2 , Ar and He. Manufacturing method.
【請求項3】 反応液またはその原料に亜硫酸塩を添加
することにより反応液中の溶存酸素濃度を低下させるこ
とを特徴とする請求項1記載のフマル酸の製造法。
3. The method for producing fumaric acid according to claim 1, wherein the dissolved oxygen concentration in the reaction solution is reduced by adding sulfite to the reaction solution or its raw material.
【請求項4】 前記反応液またはその原料を脱気するこ
とによりマレイン酸を含有する水溶液中の溶存酸素濃度
を低下させることを特徴とする請求項1記載のフマル酸
の製造法。
4. The method for producing fumaric acid according to claim 1, wherein the dissolved oxygen concentration in the aqueous solution containing maleic acid is reduced by degassing the reaction solution or its raw material.
【請求項5】 反応液中の溶存酸素濃度が0.5ppm
以下であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか
一項に記載のフマル酸の製造法。
5. The dissolved oxygen concentration in the reaction solution is 0.5 ppm.
The method for producing fumaric acid according to any one of claims 1 to 4, wherein:
JP9630496A 1995-04-04 1996-03-26 Process for producing fumaric acid Expired - Fee Related JP3709007B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9630496A JP3709007B2 (en) 1995-04-04 1996-03-26 Process for producing fumaric acid

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7-102976 1995-04-04
JP10297695 1995-04-04
JP9630496A JP3709007B2 (en) 1995-04-04 1996-03-26 Process for producing fumaric acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08332092A true JPH08332092A (en) 1996-12-17
JP3709007B2 JP3709007B2 (en) 2005-10-19

Family

ID=26437530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9630496A Expired - Fee Related JP3709007B2 (en) 1995-04-04 1996-03-26 Process for producing fumaric acid

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3709007B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939296A (en) * 1996-08-09 1999-08-17 Nippon Shokubai Co., Ltd. Process for producing L-aspartic acid
WO2013151139A1 (en) * 2012-04-05 2013-10-10 三井化学株式会社 Method for producing 1,5-pentamethylenediamine, method for producing 1,5-pentamethylenediisocyanate, method for producing polyisocyanate composition, and method for storing catalyst cell

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939296A (en) * 1996-08-09 1999-08-17 Nippon Shokubai Co., Ltd. Process for producing L-aspartic acid
WO2013151139A1 (en) * 2012-04-05 2013-10-10 三井化学株式会社 Method for producing 1,5-pentamethylenediamine, method for producing 1,5-pentamethylenediisocyanate, method for producing polyisocyanate composition, and method for storing catalyst cell
JPWO2013151139A1 (en) * 2012-04-05 2015-12-17 三井化学株式会社 Method for producing 1,5-pentamethylenediamine, method for producing 1,5-pentamethylene diisocyanate, method for producing polyisocyanate composition, and method for preserving catalyst cells

Also Published As

Publication number Publication date
JP3709007B2 (en) 2005-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4197754B2 (en) Method for producing lactic acid or succinic acid
US5783428A (en) Method of producing fumaric acid
JP3709007B2 (en) Process for producing fumaric acid
US5677156A (en) Method for producing fumaric acid
EP0455170B1 (en) Process for culturing microorganisms of the genus Pseudomonas and process for producing L-alanine using said microorganisms
JP4198147B2 (en) Method for producing organic acid
JP3609210B2 (en) Purification method of raffinose solution
EP0295622B1 (en) Process for producing l-tryptophan
US6238895B1 (en) Production of aspartic and malic acids with microbacterium
JP3012990B2 (en) Method for producing D-aspartic acid
JPH1052288A (en) Production of fumaric acid or l-aspartic acid
JP2521095B2 (en) Method for producing L-isoleucine
KR800000242B1 (en) The process for the preparation of the raw material used in fermentation
JPH0346115B2 (en)
US3138540A (en) Manufacture of glutamic acid by fermentation
JPS623792A (en) Production of l-amino acid
JPS62271A (en) Novel microorganism
EP1132480A1 (en) Method for producing halo-L-tryptophan
JPH1033192A (en) Production of fumaric acid
JPH06197776A (en) Production of l-malic acid or its salt
JPH0191793A (en) Production of di-d-fructosylfuranose 2,6&#39;:6,2&#39;-dianhydride
JPH0824591B2 (en) Method for producing L-tryptophans
JPH07274985A (en) Production of d-gamma-methylleucine
JPS61202695A (en) Production of l-phenylalanine
JPH10174595A (en) Production of l-aspartic acid

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20050706

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050805

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090812

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100812

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees