JPH0884594A - Method for producing l-aspartic acid - Google Patents

Method for producing l-aspartic acid

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JPH0884594A
JPH0884594A JP13999495A JP13999495A JPH0884594A JP H0884594 A JPH0884594 A JP H0884594A JP 13999495 A JP13999495 A JP 13999495A JP 13999495 A JP13999495 A JP 13999495A JP H0884594 A JPH0884594 A JP H0884594A
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JP
Japan
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acid
maleic acid
microorganism
aspartic acid
ammonia
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JP13999495A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Goto
誠 後藤
Shoichi Nara
昭一 奈良
Izuru Tokumaru
出 得丸
Masato Terasawa
真人 寺沢
Hideaki Yugawa
英明 湯川
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To industrially and advantageously obtain the compound useful for food additives, infusion solutions, etc., by treating maleic acid and ammonia with a microorganism having a maleic acid isomerase activity and a microorganism having an aspartase activity in an aqueous solution. CONSTITUTION: The method for efficiently producing the L-aspartic acid in a high yield comprises treating maleic acid and ammonia with a microorganism (e.g. Alcaligenes faecalis IFO 12669 strain) having a maleic acid isomerase activity or its treated product and a microorganism [e.g. Brevibacterium flavum MJ-233-AB-41 strain (FERM BP-1498)] having an aspartase activity or its treated product in an aqueous solution at 30 deg.C for 24hr to produce the L-aspartic acid from the maleic acid and the ammonia, while the fumaric acid produced by the isomerization of the maleic acid in the reaction solution is maintained in a concentration of <=0.5wt./vol.%, and subsequently collecting the product from the reaction solution.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マレイン酸から効率よ
くL−アスパラギン酸を製造する方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for efficiently producing L-aspartic acid from maleic acid.

【0002】[0002]

【従来の技術】L−アスパラギン酸は、主に酵素法によ
りフマル酸とアンモニアより製造され、食品添加物、輸
液等に広く利用されている。酵素法によるフマル酸から
のアスパラギン酸製造法としては、大腸菌を用いる方法
〔北原ら;Amino Acids 発酵と代謝;1
巻、p102(1959)〕、シュードモナス属細菌を
用いる方法〔高橋ら;Amino Acids 発酵と
代謝;7巻、p23(1963)、米国特許第3,31
0,475号〕、ブレビバクテリウム属細菌を用いる方
法〔渡辺ら;日本農芸化学会誌;38巻、p434(1
964)、特公昭61−29718〕等が知られる。
2. Description of the Related Art L-Aspartic acid is produced mainly from fumaric acid and ammonia by an enzymatic method and is widely used for food additives, infusions and the like. As a method for producing aspartic acid from fumaric acid by an enzymatic method, a method using Escherichia coli [Kitahara et al .; Amino Acids Fermentation and metabolism; 1
Vol., P102 (1959)], a method using Pseudomonas bacteria [Takahashi et al .; Amino Acids Fermentation and metabolism; Vol. 7, p23 (1963), US Pat. No. 3,31.
0,475], a method using a bacterium of the genus Brevibacterium [Watanabe et al .; Journal of the Japanese Society of Agricultural Chemistry; 38, p434 (1).
964) and Japanese Examined Patent Publication No. 61-29718].

【0003】マレイン酸は、フマル酸よりも安価に得ら
れ、アスパラギン酸の原料としてより有利である。マレ
インからのアスパラギン酸の製造法としては、マレイン
酸よりアスパラギン酸を生成する微生物菌体を用いてア
スパラギン酸を得る方法(特公昭42−11993号公
報、同11994号公報、同11996号公報、米国特
許第3,391,059号)が知られているが、アスパ
ラギン酸の対原料収率、生成速度は十分とはいえなかっ
た。尚、米国特許第3,391,059号に記載されて
いるL−アスパラギン酸の理論収量に対するモル収率は
92%である。
Maleic acid is cheaper than fumaric acid and is more advantageous as a raw material for aspartic acid. As a method for producing aspartic acid from maleic acid, a method for obtaining aspartic acid by using a microbial cell that produces aspartic acid from maleic acid (Japanese Patent Publication Nos. 42-11993, 11994, 11994, 11996, US Pat. Patent No. 3,391,059) is known, but it cannot be said that the yield of aspartic acid with respect to the raw material and the production rate are sufficient. The molar yield based on the theoretical yield of L-aspartic acid described in US Pat. No. 3,391,059 is 92%.

【0004】また、マレイン酸からL−アスパラギン酸
を製造する方法として、マレイン酸をBr触媒で異性化
し、生成したフマル酸にアスパラギン酸生成微生物を作
用させる方法(米国特許第2,955,136号、同
3,332,992号)があるが、一般的に化学触媒に
よる異性化では、収率が十分でなく、異性化の際に加熱
を伴うため不純物を生じ易い等の問題点があった。
Further, as a method of producing L-aspartic acid from maleic acid, a method of isomerizing maleic acid with a Br catalyst and allowing the aspartic acid-producing microorganism to act on fumaric acid produced (US Pat. No. 2,955,136) No. 3,332,992), but in general, the isomerization with a chemical catalyst has a problem that the yield is not sufficient and impurities are likely to be generated because heating is accompanied during the isomerization. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、新たな観点
から高収率で効率のよいL−アスパラギン酸製造法の提
供を目的としてなされたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made for the purpose of providing a method for producing L-aspartic acid with high yield and efficiency from a new viewpoint.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、効率よく
L−アスパラギン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
る微生物又はその処理物と、アスパルターゼ活性を有す
る微生物又はその処理物を水性溶液中で混合し、2種類
の酵素反応を同時に行うことにより、高収率で効率よく
L−アスパラギン酸が生成することを見いだし、さら
に、マレイン酸の異性化により生成する反応液中のフマ
ル酸濃度を0.5%(wt/vol)以下に維持する
と、さらに収率及び効率を向上させることができること
を見いだし、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to establish a method for efficiently producing L-aspartic acid, and as a result, a microorganism having maleate isomerase activity or a treated product thereof, It was found that L-aspartic acid is efficiently produced in high yield by mixing a microorganism having aspartase activity or a treated product thereof in an aqueous solution and simultaneously performing two kinds of enzyme reactions, and further, maleic acid. It was found that the yield and efficiency can be further improved by maintaining the concentration of fumaric acid in the reaction solution produced by isomerization of 0.5% (wt / vol) or less, and completed the present invention. .

【0007】かくして本発明によれば、マレイン酸イソ
メラーゼ活性を有する微生物又はその処理物と、アスパ
ルターゼ活性を有する微生物又はその処理物と、マレイ
ン酸及びアンモニアとを水性溶液中で混合し、マレイン
酸及びアンモニアから酵素反応によりL−アスパラギン
酸を生成せしめ、この反応液よりL−アスパラギン酸を
採取することを特徴とするL−アスパラギン酸の製造法
が提供される。
Thus, according to the present invention, a microorganism having maleate isomerase activity or a treated product thereof, a microorganism having aspartase activity or a treated product thereof, maleic acid and ammonia are mixed in an aqueous solution to obtain maleic acid. And L-aspartic acid is produced from ammonia by an enzymatic reaction, and L-aspartic acid is collected from the reaction solution.

【0008】さらに、本発明の好ましい態様として、上
記方法において、マレイン酸の異性化により生成する反
応液中のフマル酸濃度を0.5%(wt/vol)以下
に維持することを特徴とする方法が提供される。
Further, as a preferred embodiment of the present invention, in the above method, the concentration of fumaric acid in the reaction solution produced by the isomerization of maleic acid is maintained at 0.5% (wt / vol) or less. A method is provided.

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
用いられる微生物のうち、マレイン酸イソメラーゼ活性
を有する微生物としては、マレイン酸を異性化してフマ
ル酸を生成しうる能力を有する微生物であれば特に制限
がなく、例えば、マレイン酸イソメラーゼ活性を有する
アルカリゲネス属、シュードモナス属、キサントモナス
属に属する微生物が挙げられる。具体的には、アルカリ
ゲネス・フェカリス(Alcaligenes fae
calis)IFO 12669、同IFO 1311
1、同IAM 1473、アルカリゲネス・ユウトロフ
ス(Alcaligenes eutrophus)、
シュウドモナス・フルオレッセンス(Pseudomo
nas fluolescens)ATCC 2372
8、キサントモナス・マルトフィリア(Xanthom
onas maltophilia)ATCC 132
70等を例示することができる。
The present invention will be described in detail below. Among the microorganisms used in the present invention, the microorganism having maleate isomerase activity is not particularly limited as long as it is a microorganism having the ability to isomerize maleic acid to produce fumaric acid, for example, maleic acid isomerase activity. Examples of microorganisms belonging to the genera Alcaligenes, Pseudomonas, and Xanthomonas. Specifically, Alcaligenes fae
calis) IFO 12669, IFO 1311
1, the same IAM 1473, Alcaligenes eutrophus,
Pseudomonas fluorescens (Pseudomo
NAS Fluorescens) ATCC 2372
8. Xanthomonas maltophilia
onas maltophilia) ATCC 132
70 and the like can be illustrated.

【0010】アスパルターゼ活性を有する微生物として
は、フマル酸とアンモニアからL−アスパラギン酸を生
成しうる能力を有する微生物であれば特に制限がなく、
例えば、アスパルターゼ活性を有するブレビバクテリウ
ム属、エシェリヒア属、シュードモナス属、バチルス属
等の微生物が挙げられる。具体的には、ブレビバクテリ
ウム・フラバム(Brevibacterium fl
avum)MJ−233(FERM BP−149
7)、同MJ−233−AB−41(FERM BP−
1498)、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス
ATCC 6872、エシェリヒア・コリ(Esche
richia coli)ATCC 11303、同A
TCC 27325等を例示することができる。
The microorganism having aspartase activity is not particularly limited as long as it is a microorganism capable of producing L-aspartic acid from fumaric acid and ammonia.
Examples include microorganisms having aspartase activity, such as Brevibacterium, Escherichia, Pseudomonas, and Bacillus. Specifically, Brevibacterium flavum (Brevibacterium fl)
avum) MJ-233 (FERM BP-149
7), the same MJ-233-AB-41 (FERM BP-
1498), Brevibacterium ammoniagenes
ATCC 6872, Escherichia coli (Esche
richia coli) ATCC 11303, same A
TCC 27325 etc. can be illustrated.

【0011】マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生
物の培養は、それ自体既知の通常用いられる、肉エキ
ス、酵母エキス、ペプトン等の天然栄養源を添加した培
地で行うことができる。該培地には、必要に応じ、窒素
源として、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン
酸アンモニウム等のアンモニウム塩、硝酸ナトリウム、
硝酸カリウム、硝酸アンモニウム等の硝酸塩、アンモニ
アや、無機物として、リン酸カリウム、硫酸マグネシウ
ム、鉄、マンガン、亜鉛、銅等を添加することができ
る。
Cultivation of a microorganism having maleate isomerase activity can be carried out in a medium known per se which is generally used and to which a natural nutrient source such as meat extract, yeast extract or peptone has been added. In the medium, if necessary, as a nitrogen source, ammonium salts such as ammonium chloride, ammonium sulfate and ammonium phosphate, sodium nitrate,
It is possible to add nitrates such as potassium nitrate and ammonium nitrate, ammonia, and potassium phosphate, magnesium sulfate, iron, manganese, zinc, copper and the like as inorganic substances.

【0012】また、マレイン酸イソメラーゼ活性を高め
るためには、培地中にマレイン酸、又はマロン酸を添加
することが望ましい。マレイン酸、マロン酸の添加濃度
は10〜200mM、好ましくは50〜100mMの範
囲内が適当である。
Further, in order to increase the maleate isomerase activity, it is desirable to add maleic acid or malonic acid to the medium. The added concentration of maleic acid and malonic acid is appropriately 10 to 200 mM, preferably 50 to 100 mM.

【0013】アスパルターゼ活性を有する微生物の培養
も同様に、それ自体既知の通常用いられる、肉エキス、
酵母エキス、ペプトン等の天然栄養源を添加した培地を
用いて行うことができる。炭素源として、グルコースや
エタノールを添加することもできる。該培地には、必要
に応じ、窒素源として、塩化アンモニウム、硫酸アンモ
ニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム塩、硝酸
ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム等の硝酸
塩、アンモニア;無機物として、リン酸カリウム、硫酸
マグネシウム、鉄、マンガン、亜鉛、銅等を添加するこ
とができる。
Cultivation of microorganisms having aspartase activity is likewise commonly used per se known meat extract,
It can be performed using a medium to which a natural nutrient source such as yeast extract or peptone is added. Glucose or ethanol can be added as a carbon source. In the medium, as necessary, ammonium salts such as ammonium chloride, ammonium sulfate and ammonium phosphate, nitrates such as sodium nitrate, potassium nitrate and ammonium nitrate, ammonia as a nitrogen source; potassium phosphate, magnesium sulfate and iron as inorganic substances; Manganese, zinc, copper, etc. can be added.

【0014】上記マレイン酸イソメラーゼ活性を有する
微生物及びアスパルターゼ活性を有する微生物の培養
は、通気撹拌、振盪等の好気的条件下で行い、培養温度
は25〜40℃、好ましくは28〜35℃が適当であ
る。培養途中のpHは6〜9付近とすることができ、培
養中のpHの調整は、酸又はアルカリを添加して行うこ
とができる。
Cultivation of the above-mentioned microorganism having maleate isomerase activity and microorganism having aspartase activity is carried out under aerobic conditions such as aeration and stirring, and the culture temperature is 25 to 40 ° C., preferably 28 to 35 ° C. Is appropriate. The pH during the culture can be around 6 to 9, and the pH during the culture can be adjusted by adding an acid or an alkali.

【0015】本発明の方法は、上記の如く2種の微生物
を培養することにより得られる、マレイン酸イソメラー
ゼ活性を有する微生物又はその処理物と、アスパルター
ゼ活性を有する微生物又はその処理物と、マレイン酸及
びアンモニアとを水性溶液中で混合し、マレイン酸及び
アンモニアから酵素反応によりL−アスパラギン酸を生
成せしめ、この反応液よりL−アスパラギン酸を採取す
る方法である。
The method of the present invention comprises a microorganism having maleate isomerase activity or a treated product thereof obtained by culturing two types of microorganisms as described above, a microorganism having an aspartase activity or a treated product thereof, and malein. This is a method in which an acid and ammonia are mixed in an aqueous solution, L-aspartic acid is produced from maleic acid and ammonia by an enzymatic reaction, and L-aspartic acid is collected from this reaction solution.

【0016】菌体は、培養物から回収されたまま、ある
いは適当な緩衝液、例えば0.05〜0.2M程度のリ
ン酸緩衝液(pH6〜9)で洗浄された洗浄菌体であっ
てもよい。さらに、上記微生物の培養と酵素反応とを並
行して行なうこともできる。
The bacterial cells are washed bacterial cells as they are recovered from the culture or washed with an appropriate buffer solution, for example, a phosphate buffer solution (pH 6-9) of about 0.05 to 0.2 M. Good. Furthermore, the culture of the above-mentioned microorganism and the enzymatic reaction can be carried out in parallel.

【0017】上記「処理物」とは、培養物又はそれから
回収された菌体を固定化して得られる固定化物、該菌体
を超音波、圧擦等の手段で粉砕した粉砕物、該粉砕物を
水等で抽出した抽出物、該抽出物をさらに硫安塩析、カ
ラムクロマトグラフィー等の処理により得られる酵素成
分、さらにこれら粉砕物、抽出物、酵素成分等を固定化
して得られる固定化物を意味するものである。菌体等の
固定化は、それ自体既知の通常用いられる方法に従い、
アクリルアミドモノマー、アルギン酸又はカラギーナン
等の適当な担体に固定化させる方法により行うことがで
きる。
The above-mentioned "treated product" means an immobilized product obtained by immobilizing a culture or a microbial cell recovered therefrom, a pulverized product obtained by pulverizing the microbial cell by a means such as ultrasonic waves or rubbing, and the pulverized product. An extract obtained by extracting the extract with water or the like, an enzyme component obtained by further treating the extract with ammonium sulfate salting out, column chromatography, or the like, and an immobilized product obtained by immobilizing the pulverized product, extract, enzyme component, or the like. It is meant. Immobilization of bacterial cells, etc., according to a commonly used method known per se,
It can be carried out by a method of immobilizing on an appropriate carrier such as acrylamide monomer, alginic acid or carrageenan.

【0018】マレイン酸イソメラーゼ活性を有する微生
物又はその処理物及びアスパルターゼ活性を有する微生
物又はその処理物を、マレイン酸とアンモニアを含有す
る水性溶液に作用させる方法としては、発酵法または酵
素法が挙げられる。ここで、「発酵法」とは、少なくと
も、使用する微生物が増殖可能な成分を含む水性培地中
で、その微生物が増殖可能な条件(温度、pH)で微生
物の増殖を伴いながら、目的物質を生成させる方法であ
る。また、「酵素法」とは、使用する微生物を適当な培
養方法で培養し、得られた菌体またはその処理物を用い
て、必ずしも増殖に必要な成分を含有しない水溶液中で
目的物質を生成させる方法である。
Examples of the method for allowing a microorganism having maleate isomerase activity or a treated product thereof and a microorganism having aspartase activity or a treated product thereof to act on an aqueous solution containing maleic acid and ammonia include a fermentation method and an enzymatic method. To be Here, the "fermentation method" means that at least, in an aqueous medium containing a component in which the microorganism to be used is proliferative, while the microorganism is proliferating under conditions (temperature, pH) in which the microorganism can be proliferated, This is the method to generate. The "enzymatic method" means that the microorganism used is cultivated by an appropriate culturing method, and the obtained bacterial cell or a treated product thereof is used to produce a target substance in an aqueous solution that does not necessarily contain components necessary for growth. It is a method to let.

【0019】発酵法の場合、マレイン酸イソメラーゼ活
性を有する微生物及びアスパルターゼ活性を有する微生
物として、前記培養物又は菌体が用いられ、水性溶液と
して、前記培地にマレイン酸とアンモニアを添加した培
地が用いられる。
In the case of the fermentation method, the above-mentioned culture or cells are used as the microorganism having maleate isomerase activity and the microorganism having aspartase activity, and a medium obtained by adding maleic acid and ammonia to the medium is used as an aqueous solution. Used.

【0020】培地中のマレイン酸及びアンモニア濃度
は、前記2種の微生物が、L−アスパラギン酸を生成し
得る濃度であれば特に制限されないが、マレイン酸濃度
は通常1〜40%(wt/vol)、好ましくは5〜2
0%(wt/vol)の範囲内、アンモニア濃度は通常
0.2〜8M、好ましくは1〜4Mの範囲内が適当であ
る。マレイン酸及びアンモニアは培地中へ一括あるいは
逐次添加することができる。また、連続反応において
は、マレイン酸濃度を0.01〜1%程度に維持して反
応させることもできる。
The concentration of maleic acid and ammonia in the medium is not particularly limited as long as the two types of microorganisms can produce L-aspartic acid, but the maleic acid concentration is usually 1 to 40% (wt / vol). ), Preferably 5-2
In the range of 0% (wt / vol), the ammonia concentration is usually 0.2 to 8M, preferably 1 to 4M. Maleic acid and ammonia can be added to the medium all at once or sequentially. Further, in the continuous reaction, the maleic acid concentration may be maintained at about 0.01 to 1% for the reaction.

【0021】培養温度は、25〜40℃、好ましくは2
8〜35℃が適当であり、培養中の培地のpHは6〜9
付近とすることができ、pHの調整は、酸又はアルカリ
を添加して行うことができる。培養は、通気撹拌、振盪
等の好気的条件下で、通常約10〜約72時間行うこと
ができる。
The culture temperature is 25 to 40 ° C., preferably 2
A temperature of 8 to 35 ° C. is suitable, and the pH of the medium during culture is 6 to 9
The pH can be adjusted to the vicinity, and the pH can be adjusted by adding an acid or an alkali. Culturing can be normally performed for about 10 to about 72 hours under aerobic conditions such as aeration and stirring.

【0022】上記の如く培養することにより、培地中に
L−アスパラギン酸を著量生成蓄積させることができ
る。酵素法の場合、マレイン酸イソメラーゼ活性を有す
る微生物又はその処理物及びアスパルターゼ活性を有す
る微生物又はその処理物として、前記菌体又はその処理
物が用いられ、水性溶液としては、少くともマレイン酸
とアンモニアを含有する水溶液又は適当な緩衝液、例え
ば0.05〜0.2M程度のリン酸緩衝液が用いられ
る。
By culturing as described above, a large amount of L-aspartic acid can be produced and accumulated in the medium. In the case of the enzymatic method, as a microorganism having maleate isomerase activity or a treated product thereof and a microorganism having aspartase activity or a treated product thereof, the bacterial cells or a treated product thereof is used, and as an aqueous solution, at least maleic acid and An aqueous solution containing ammonia or a suitable buffer solution, for example, a phosphate buffer solution of about 0.05 to 0.2 M is used.

【0023】前記の如く調製された菌体又はその処理物
の使用量は特に制限されるものではないが、水性溶液の
容量を基準として、各々0.5〜30%(wt/vo
l)が適当である。
The amount of the bacterial cells or treated product thereof prepared as described above is not particularly limited, but is 0.5 to 30% (wt / vo) each based on the volume of the aqueous solution.
l) is suitable.

【0024】水性溶液中のマレイン酸及びアンモニア濃
度は、マレイン酸とアンモニアが酵素反応により変換せ
しめられ、L−アスパラギン酸を生成し得る濃度であれ
ば特に制限されないが、マレイン酸濃度は通常1〜40
%(wt/vol)、好ましくは5〜20%(wt/v
ol)の範囲内、アンモニア濃度は通常0.2〜8M、
好ましくは1〜4Mの範囲内が適当である。マレイン酸
及びアンモニアは水性溶液中へ一括あるいは逐次添加す
ることができる。
The concentration of maleic acid and ammonia in the aqueous solution is not particularly limited as long as maleic acid and ammonia can be converted by an enzymatic reaction to produce L-aspartic acid, but the maleic acid concentration is usually 1 to. 40
% (Wt / vol), preferably 5 to 20% (wt / v)
ol), the ammonia concentration is usually 0.2 to 8 M,
A range of 1 to 4M is suitable. Maleic acid and ammonia can be added all at once or sequentially to the aqueous solution.

【0025】水性溶液には、必要に応じて、カルシウム
塩、マグネシウム塩、マンガン塩等の2価金属塩を添加
することができる。上記した水性溶液における酵素反応
温度は、通常20〜50℃、好ましくは25〜37℃の
範囲内が適当であり、反応中の水性溶液のpHは6〜1
0、好ましくは7〜9付近とすることができ、pHの調
整は、酸又はアルカリを水性溶液に添加して行うことが
できる。酵素反応は、通気撹拌、振盪等の好気的条件下
で、通常10〜72時間行うことができる。
If desired, a divalent metal salt such as a calcium salt, a magnesium salt or a manganese salt can be added to the aqueous solution. The enzyme reaction temperature in the above-mentioned aqueous solution is usually in the range of 20 to 50 ° C., preferably 25 to 37 ° C., and the pH of the aqueous solution during the reaction is 6 to 1
The pH can be adjusted to 0, preferably 7 to 9, and the pH can be adjusted by adding an acid or an alkali to the aqueous solution. The enzymatic reaction can be carried out usually under aerobic conditions such as aeration and stirring and shaking for 10 to 72 hours.

【0026】上記の如く酵素反応させることにより、水
性溶液中にL−アスパラギン酸を著量生成蓄積させるこ
とができる。本発明においては、マレイン酸からフマル
酸への異性化反応と、フマル酸とアンモニアからL−ア
スパラギン酸を生成する反応とが並行して進行するた
め、反応液中のフマル酸濃度を一定の範囲に抑えること
ができ、効率よくL−アスパラギン酸が生成される。特
に、反応液中のフマル酸の濃度は、0.5%(wt/v
ol)以下に維持されることがこのましい。このフマル
酸の濃度は、反応中に大部分の時間において0.5%
(wt/vol)以下に維持されればよく、瞬時この濃
度を越えることがあっても差し支えない。フマル酸濃度
を0.5%(wt/vol)以下に維持する為には、ア
スパルターゼの活性をマレイン酸イソメラーゼ活性に対
して相対的に過小にならないようにすればよく、例え
ば、pHをアルカリ側に維持する、アンモニア濃度を上
げる、アスパルターゼ活性を有する微生物をマレイン酸
イソメラーゼ活性を有する微生物に対して過剰に添加す
る等の方法が挙げられる。
By carrying out the enzymatic reaction as described above, a considerable amount of L-aspartic acid can be produced and accumulated in the aqueous solution. In the present invention, the isomerization reaction of maleic acid to fumaric acid and the reaction of producing fumaric acid and ammonia to form L-aspartic acid proceed in parallel, so that the fumaric acid concentration in the reaction solution is within a certain range. And L-aspartic acid is efficiently produced. Particularly, the concentration of fumaric acid in the reaction solution is 0.5% (wt / v
ol) It is preferable to keep below. The concentration of fumaric acid is 0.5% for most of the time during the reaction.
It is only necessary to maintain the concentration below (wt / vol), and it is possible to exceed this concentration momentarily. In order to maintain the fumaric acid concentration at 0.5% (wt / vol) or less, the activity of aspartase should be kept relatively low with respect to the activity of maleate isomerase. Examples of the method include maintaining on the side, increasing the ammonia concentration, and excessively adding a microorganism having an aspartase activity to a microorganism having a maleate isomerase activity.

【0027】上記のようにして水性溶液にL−アスパラ
ギン酸を生成蓄積させた後、水性溶液からL−アスパラ
ギン酸を採取するには、それ自体既知の通常用いられる
分離精製法に従って行うことができ、例えば硫酸等電点
沈澱法等により沈澱分離し、水洗、乾燥することによ
り、L−アスパラギン酸を結晶として採取することがで
きる。
After L-aspartic acid is produced and accumulated in the aqueous solution as described above, L-aspartic acid can be collected from the aqueous solution by a commonly used separation and purification method known per se. For example, L-aspartic acid can be collected as crystals by precipitating and separating by a method such as sulfuric acid isoelectric precipitation, washing with water and drying.

【0028】[0028]

【実施例】次に実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。しかしながら、下記の実施例は本発明について
具体的な認識を得る一助としてのみ挙げるものであり、
これによって本発明の範囲は何ら限定されるものではな
い。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the following examples are given only as an aid to gain a specific recognition of the present invention,
This in no way limits the scope of the invention.

【0029】〔実施例1〕 (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 5g、マ
レイン酸10g及び蒸留水1000ml(苛性ソーダで
pH7.0に調整)の培地100mlを500ml容の
三角フラスコに分注し、120℃で20分間滅菌処理し
た。該培地に、アルカリゲネス・フェカリスIFO 1
2669菌株を植菌し、30℃にて24時間振盪培養し
た。
Example 1 (1) Cultivation of Microorganism Having Maleate Isomerase Activity 10 g of meat extract, 10 g of peptone, 5 g of NaCl, 10 g of maleic acid and 1000 ml of distilled water (adjusted to pH 7.0 with caustic soda) were added to 100 ml of a medium. The mixture was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask and sterilized at 120 ° C. for 20 minutes. In the medium, Alcaligenes faecalis IFO 1
The 2669 strain was inoculated and cultured with shaking at 30 ° C. for 24 hours.

【0030】また、上記と同様の培地1500mlを3
L容のジャーファーメンターに入れ、120℃で20分
間滅菌処理したものに、上記振盪培養液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。
In addition, 1500 ml of the same medium as above was used for 3 times.
The mixture was placed in an L-volume jar fermenter and sterilized at 120 ° C. for 20 minutes, and 30 ml of the shaking culture solution was inoculated, and 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.

【0031】(2)アスパルターゼ活性を有する微生物
の培養 尿素4g、(NH42SO4 14g、KH2PO4 0.
5g、K2HPO4 0.5g、MgSO4・7H2O 0.
5g、FeSO4・7H2O 20mg、MnSO4・nH
2O 20mg、D−ビオチン200μg、塩酸チアミン
100μg、酵母エキス1g及びカザミノ酸1gに蒸留
水を加えて全量を1000mlとした培地(pH6.
6)100mlを、500ml容の三角フラスコに分注
し、120℃で15分間滅菌処理した。この培地に滅菌
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MJ−233−AB−41菌株(F
ERM BP−1498)を植菌し、33℃にて24時
間振盪培養した。
(2) Cultivation of microorganism having aspartase activity Urea 4 g, (NH 4 ) 2 SO 4 14 g, KH 2 PO 4 0.
5 g, K 2 HPO 4 0.5 g, MgSO 4 .7H 2 O 0.
5g, FeSO 4 · 7H 2 O 20mg, MnSO 4 · nH
20 mg of 2 O, 200 μg of D-biotin, 100 μg of thiamine hydrochloride, 1 g of yeast extract and 1 g of casamino acid, and distilled water was added to make a total volume of 1000 ml (pH 6.
6) 100 ml was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask and sterilized at 120 ° C. for 15 minutes. To this medium was added 4 ml of a sterilized 50% glucose aqueous solution, and Brevibacterium flavum MJ-233-AB-41 strain (F
ERM BP-1498) was inoculated and shake-cultured at 33 ° C. for 24 hours.

【0032】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℃で20分
間滅菌処理したものに、上記振盪培養液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。次
に、アスパラギン酸100g、アンモニア180ml、
塩化カルシウム2.2g及びポリオキシエチレンソルビ
タンモノラウレート(商品名:Tween20)0.8
gに水を加えて全量を1000mlとした水溶液に、上
記の集菌した菌体を懸濁し、45℃で3時間振盪した
後、遠心分離(8000rpm、15分、4℃)して菌
体を回収することにより、菌体に夾雑するリンゴ酸副生
活性を除去した。
Further, 1000 ml of the same medium as described above was added to 2 ml.
20 ml of the shaking culture solution and 200 ml of sterilized 50% glucose aqueous solution were added to the sterilized material at 120 ° C. for 20 minutes in an L jar fermenter, 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. Next, 100 g of aspartic acid, 180 ml of ammonia,
2.2 g of calcium chloride and polyoxyethylene sorbitan monolaurate (trade name: Tween 20) 0.8
Water was added to g to make the total volume 1000 ml, and the collected bacterial cells were suspended, shaken at 45 ° C for 3 hours, and then centrifuged (8000 rpm, 15 minutes, 4 ° C) to remove the bacterial cells. By collecting, the by-product of malic acid contaminating the bacterial cells was removed.

【0033】(3)マレイン酸とアンモニアからのL−
アスパラギン酸の製造 上記(1)及び(2)項で回収した両菌体(IFO 1
2669菌株40g、MJ−233−AB−41菌株1
20g)を、反応液〔マレイン酸100g及び25%ア
ンモニア水132mlに水を加えて全量を500mlと
した水溶液(pH8)〕に添加し、30℃で24時間反
応させた。この時、反応液中のフマル酸濃度はおおむね
0.2%(wt/vol)に維持された。
(3) L- from maleic acid and ammonia
Production of aspartic acid Both bacterial cells (IFO 1 recovered in the above (1) and (2)
2669 strain 40 g, MJ-233-AB-41 strain 1
20 g) was added to the reaction solution [an aqueous solution (pH 8) in which water was added to 100 g of maleic acid and 132 ml of 25% ammonia water to make the total amount 500 ml], and the mixture was reacted at 30 ° C. for 24 hours. At this time, the concentration of fumaric acid in the reaction solution was maintained at approximately 0.2% (wt / vol).

【0034】反応液中のL−アスパラギン酸量を高速液
体クロマトグラフィーで定量した結果、100gのマレ
イン酸から、理論収量の99%以上のモル収率で、L−
アスパラギン酸が得られた。反応後、L−アスパラギン
酸アンモニウムに、硫酸を加えてアスパラギン酸を沈澱
させ、水洗後乾燥させ、L−アスパラギン酸結晶を得
た。得られた結晶は112gであった。 〔参考例1〕 (1)マレイン酸異性化能を有する微生物の培養 実施例1と同様にして、アルカリゲネス・フェカリスI
FO 12669菌株を培養して菌体を得た。
The amount of L-aspartic acid in the reaction solution was quantified by high performance liquid chromatography. As a result, 100 g of maleic acid was used to give L-aspartic acid at a molar yield of 99% or more of the theoretical yield.
Aspartic acid was obtained. After the reaction, sulfuric acid was added to ammonium L-aspartate to precipitate aspartic acid, which was washed with water and dried to obtain L-aspartic acid crystals. The amount of crystals obtained was 112 g. [Reference Example 1] (1) Cultivation of a microorganism having maleic acid isomerization ability In the same manner as in Example 1, Alcaligenes faecalis I.
The FO 12669 strain was cultured to obtain bacterial cells.

【0035】(2)アスパルターゼ活性を有する微生物
の培養 尿素4g、(NH42SO4 14g、KH2PO4 0.
5g、K2HPO4 0.5g、MgSO4・7H2O 0.
5g、FeSO4・7H2O 20mg、MnSO4・nH
2O 20mg、D−ビオチン200μg、塩酸チアミン
100μg、酵母エキス1g及びカザミノ酸1gに蒸留
水を加えて全量を1000mlとした培地(pH6.
6)100mlを、500ml容の三角フラスコに分注
し、120℃で15分間滅菌処理した。この培地に滅菌
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MJ−233−AB−41菌株(F
ERM BP−1498)を植菌し、33℃にて24時
間振盪培養した。
(2) Cultivation of microorganism having aspartase activity Urea 4 g, (NH 4 ) 2 SO 4 14 g, KH 2 PO 4 0.
5 g, K 2 HPO 4 0.5 g, MgSO 4 .7H 2 O 0.
5g, FeSO 4 · 7H 2 O 20mg, MnSO 4 · nH
20 mg of 2 O, 200 μg of D-biotin, 100 μg of thiamine hydrochloride, 1 g of yeast extract and 1 g of casamino acid, and distilled water was added to make a total volume of 1000 ml (pH 6.
6) 100 ml was dispensed into a 500 ml Erlenmeyer flask and sterilized at 120 ° C. for 15 minutes. To this medium was added 4 ml of a sterilized 50% glucose aqueous solution, and Brevibacterium flavum MJ-233-AB-41 strain (F
ERM BP-1498) was inoculated and shake-cultured at 33 ° C. for 24 hours.

【0036】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℃で20分
間滅菌処理したものに、上記振盪培養液20mlと滅菌
済み50%グルコース水溶液100ml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。次
に、アスパラギン酸100g、アンモニア180ml、
塩化カルシウム2.2g及びポリオキシエチレンソルビ
タンモノラウレート(商品名:Tween20)0.8
gに水を加えて全量を1000mlとした水溶液に、上
記の集菌した菌体を懸濁し、45℃で3時間振盪した
後、遠心分離(8000rpm、15分、4℃)して菌
体を回収することにより、、菌体に夾雑するリンゴ酸副
生活性を除去した。
Further, 1000 ml of the same medium as described above was added to 2 ml.
20 ml of the above shaking culture solution and 100 ml of sterilized 50% aqueous glucose solution were added to the sterilized material at 120 ° C. for 20 minutes in an L jar fermenter, and this was cultured at 33 ° C. for 24 hours. The obtained culture solution was centrifuged (8000 rpm, 15 minutes, 4 ° C.) to collect the cells. Next, 100 g of aspartic acid, 180 ml of ammonia,
2.2 g of calcium chloride and polyoxyethylene sorbitan monolaurate (trade name: Tween 20) 0.8
Water was added to g to make the total volume 1000 ml, and the collected bacterial cells were suspended, shaken at 45 ° C for 3 hours, and then centrifuged (8000 rpm, 15 minutes, 4 ° C) to remove the bacterial cells. By collecting, malic acid by-productivity contaminating the bacterial cells was removed.

【0037】(3)マレイン酸とアンモニアからのL−
アスパラギン酸の製造 上記(1)及び(2)項で回収した両菌体(IFO 1
2669菌株40g、MJ−233−AB−41菌株6
0g)を、反応液〔マレイン酸100g及び25%アン
モニア水132mlに水を加えて全量を500mlとし
た水溶液(pH8)〕に添加し、30℃で24時間反応
させた。この時、反応液中のフマル酸濃度はおおむね
0.6%(wt/vol)に維持された。
(3) L- from maleic acid and ammonia
Production of aspartic acid Both bacterial cells (IFO 1 recovered in the above (1) and (2)
2669 strain 40 g, MJ-233-AB-41 strain 6
0 g) was added to the reaction solution [an aqueous solution (pH 8) in which water was added to 100 g of maleic acid and 132 ml of 25% ammonia water to make the total amount 500 ml], and the mixture was reacted at 30 ° C. for 24 hours. At this time, the concentration of fumaric acid in the reaction solution was maintained at about 0.6% (wt / vol).

【0038】反応液中のL−アスパラギン酸量を高速液
体クロマトグラフィーで定量した結果、100gのマレ
イン酸から、理論収量の95%のモル収率で、L−アス
パラギン酸が得られた。反応後、L−アスパラギン酸ア
ンモニウムに、硫酸を加えてアスパラギン酸を沈澱さ
せ、水洗後乾燥させ、L−アスパラギン酸結晶を得た。
得られた結晶は105gであった。
The amount of L-aspartic acid in the reaction solution was quantified by high performance liquid chromatography. As a result, L-aspartic acid was obtained from 100 g of maleic acid in a molar yield of 95% of the theoretical yield. After the reaction, sulfuric acid was added to ammonium L-aspartate to precipitate aspartic acid, which was washed with water and dried to obtain L-aspartic acid crystals.
The crystals obtained were 105 g.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の方法によれば、効率よく、かつ
高収率でマレイン酸とアンモニアからL−アスパラギン
酸を製造することができる。
According to the method of the present invention, L-aspartic acid can be efficiently produced from maleic acid and ammonia in a high yield.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺沢 真人 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 (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 (72) Masato Terasawa 8-3-1 Chuo, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Prefecture Tsukuba Research Center, Mitsubishi Chemical Co., Ltd. (72) Hideaki Yukawa 8-cho, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Prefecture 3-1 Mitsubishi Chemical Co., Ltd. Tsukuba Research Center

Claims (2)

【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
生物又はその処理物と、アスパルターゼ活性を有する微
生物又はその処理物と、マレイン酸及びアンモニアとを
水性溶液中で混合し、マレイン酸及びアンモニアから酵
素反応によりL−アスパラギン酸を生成せしめ、この反
応液よりL−アスパラギン酸を採取することを特徴とす
るL−アスパラギン酸の製造法。
1. A microorganism having maleate isomerase activity or a treated product thereof, a microorganism having aspartase activity or a treated product thereof, and maleic acid and ammonia are mixed in an aqueous solution, and an enzymatic reaction is performed from maleic acid and ammonia. L-aspartic acid is produced by the method described above, and L-aspartic acid is collected from this reaction solution.
【請求項2】 請求項1において、マレイン酸の異性化
により生成する反応液中のフマル酸濃度を0.5%(w
t/vol)以下に維持することを特徴とするL−アス
パラギン酸の製造法。
2. The fumaric acid concentration in the reaction solution produced by isomerization of maleic acid according to claim 1, is 0.5% (w).
t / vol) or less, the manufacturing method of L-aspartic acid characterized by maintaining below.
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