JPH09173052A

JPH09173052A - 発酵用培地原料の製造法

Info

Publication number: JPH09173052A
Application number: JP7645096A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yamada; 英明山田; Eiji Miyazaki; 英二宮嵜; Sadao Osada; 貞男長田; Takeshi Kanzaki; 健神前; Kenzo Okada; 憲三岡田; Keiichi Kishi; 圭一岸
Original assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Current assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【解決手段】小麦フスマまたは小麦フスマと小麦粉の
混合物、あるいはこれらに対し０〜４０重量％のグルテ
ンを添加した原料に、水を加えて造粒時の含水率を１２
〜１８重量％の範囲に調整して造粒し、次いで蒸熱処理
して発酵用固体培地原料を製造する方法、及び灰分１〜
４重量％の小麦粉、あるいはこれに対し０〜１００重量
％のグルテンを添加した原料を同様にして蒸熱処理した
後粉砕して発酵用液体培地原料を製造する方法。【効果】本発明方法によって得られる発酵用固体培地
原料より得られる固体培地は、通気性がよく、発酵菌が
良好に生育するため、発酵生産物の生産性に優れてお
り、しかも多量に仕込んで堆積培養を行っても、多孔質
構造が破壊されることなく、高収率で発酵生産物を得る
ことができるという特長を有し、また発酵用液体培地原
料から得られる液体培地は可溶性澱粉を容易に調製でき
るという特長を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工業用酵素、抗生
物質などの生理活性物質やアミノ酸等を製造する際に用
いられる発酵用培地原料の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、固体培養法による有用な発酵生産
物の製造法としては、バット、麹ふた等に澱粉粕、米糠
等の発酵原料を薄層になるように広げて菌を接種し、培
養を行う方法（特公昭３７−６３４１号、特公昭４１−
１６５５５号、特公昭４０−６３９６号、特公昭４３−
２０７０８号）、また澱粉粕などの発酵原料を積み上げ
て発酵を行う堆積培養法（特公昭２９−４１９６号、特
公昭３７−５３９７号）などが知られている。しかし、
前者は培養に床面積を必要とするという欠点を有してお
り、また後者は、発酵中自重により沈下するために空気
の流通が悪くなり、温度が上昇して目的発酵生産物の収
率の低下をきたすという問題点があった。

【０００３】また、最近、小麦フスマに適当量の澱粉と
水を混合したものを多孔質のペレットに成形した培地が
報告されている（特公平４−４８６６号）。しかし、こ
の培地は、小麦フスマに対して８０％の水を加えた後に
造粒を行うものであるため、造粒後の乾燥に時間とコス
トがかかるという欠点があると共に、この培地を用いて
堆積培養を行うと、ペレット中の多孔質構造の孔が自重
でつぶれて通気性が悪くなり、菌の生育が低下して、発
酵生産物の生産性が悪くなるという問題点があった。

【０００４】更にまた、液体培養法によって有用微生物
を培養する場合、炭素源としてブドウ糖やショ糖、糖蜜
等が使用されるが、放線菌や糸状菌の培養には可溶性澱
粉が用いられることも多い。しかし、可溶性澱粉を調製
するには、澱粉を糊化した後、アミラーゼや酸を用いて
これを限定的に加水分解しなければならないが、どちら
の場合も澱粉を糊化するという工程が必要であるという
欠点があった。また、窒素源として大豆粉を添加するこ
ともあるが、添加蛋白が発酵終期まで残ると目的とする
酵素蛋白などとの分離が困難になるという欠点があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、発
酵生産物の生産性に優れ、その収率を低下させることな
く仕込量を増加させることができ、かつ容易に可溶性澱
粉を調製でき、更に培地中から発酵生産物を簡単な操作
で分離・精製することができる発酵用培地を調製するこ
とのできる培地原料を提供することを目的とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、上
記課題を解決せんと鋭意研究を行った結果、本発明を完
成した。

【０００７】すなわち、本発明は、小麦フスマまたは小
麦フスマと小麦粉の混合物、あるいはこれらに対し０〜
４０重量％のグルテンを添加した原料に、水を加えて造
粒時の含水率を１２〜１８重量％の範囲に調整して造粒
し、次いで蒸熱処理して発酵用固体培地原料を製造する
第１の発明を提供するものである。

【０００８】更にまた、本発明は、灰分１〜４重量％の
小麦粉、あるいはこれに対し０〜１００重量％のグルテ
ンを添加した原料に、水を加えて造粒時の含水率を１２
〜１８重量％の範囲に調整して造粒し、次いで蒸熱処理
した後粉砕して発酵用液体培地原料を製造する第２の発
明を提供するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】第１の発明の発酵用固体培地原料
を製造する際に使用される原料は小麦フスマ単独でもよ
いが、これに小麦粉を併用することもできる。小麦粉を
併用する場合には、小麦粉は小麦フスマの５０重量％
（以下、ことわらない限り％で示す）以下であるのが好
ましく、これを超えて配合すると、得られるペレット表
面がべとついてペレット相互が付着しやすくなって作業
性が悪化し、また発酵生産物の収率の低下をきたすとい
う問題を生ずる。また、第２の発明の発酵用液体培地原
料を製造する場合には、原料として灰分含量が１〜４
％、特に１〜３％である小麦粉を用いるのが好ましい。
更にまた、この原料に、発酵微生物の種類によっては、
炭素／窒素比（Ｃ／Ｎ比）を調整する目的でグルテンを
配合することができる。グルテンの配合量は原料全量の
１００％以下、特に１０〜７０％が好ましい。

【００１０】上記原料に水または水蒸気を加えて含水率
が１２〜１８％になるように調整する。上記原料は、そ
の種類によっても異なるが、一般に１０〜１５％の水分
を含有する。しかし、原料が１２％以上の水分を含有す
る場合においても、更に２〜６％の水または水蒸気を添
加して上記範囲とすることが必要である。造粒時の含水
率は重要であり、含水率が１２％未満であると造粒をう
まく行うことができず、また１８％を超えるとダマを形
成して作業性が悪くなると共に、次に行う蒸熱処理にお
いて蛋白変性が充分に行われない。

【００１１】調湿された原料は造粒される。造粒はペレ
ットミル等の通常の造粒機を用いて、比重０．４〜０．
６で、直径２〜１０mm程度の大きさに成型するのが好ま
しい。

【００１２】次いで、この造粒物は蒸熱処理される。蒸
熱処理は、ゲージ圧１．０kg／cm²以上の加圧下、好ま
しくは１〜２kg／cm²の加圧下で、２分間以上、好まし
くは２〜１０分間行われる。この蒸熱処理によって、造
粒物が膨化して多孔質となると共に、原料中の蛋白質は
変性され、また澱粉はα化されるので、そのまま発酵原
料として微生物が利用することができる。

【００１３】このようにして得られた蒸熱処理物はその
また発酵用固体培地として用いてもよいが、好ましくは
水分含量が１５％以下になるように乾燥した後、粉砕し
て用いるのが好ましい。そして、この発酵用固体培地原
料は、使用時、水または種々の栄養成分を含有する水溶
液を、好ましくは水分含量が３５〜８０％になるように
含ませた後、発酵微生物を接種し、培養を行うことがで
きる。

【００１４】また、蒸熱処理物を粉砕した後、水に懸濁
すれば、容易に可溶性澱粉を調製できる発酵用液体培地
を得ることができる。

【００１５】本発明によって得られる発酵用固体培地ま
たは液体培地に、アスペルギルス属やトリコデルマ属に
属する菌を接種し、常法により培養を行えば種々の酵素
が効率よく生産でき、また当該酵素の基質を存在せしめ
れば種々の発酵生産物を効率よく生産することができ
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明方法によって得られる発酵用固体
培地原料から得られる固体培地は、多孔質構造が強く形
成されているので、通気性がよく、発酵菌が良好に生育
するため、発酵生産物の生産性に優れており、しかも多
量に仕込んで堆積培養を行っても、多孔質構造が破壊さ
れることなく、高収率で発酵生産物を得ることができる
という効果を有する。また、発酵用液体培地原料から得
られる液体培地は、糊化の工程を省略し、低温で可溶性
澱粉を調製することができると共に、原料中の蛋白は易
消化性に調製されているので容易に発酵微生物によって
利用され、目的物質の分離精製が容易であるという特長
を有する。

【００１７】

【実施例】次に実施例を挙げて説明する。実施例１市販の精選小麦フスマ（灰分５．０％、日清製粉製）５
００kgに蒸気を吹き込みながらペレットミルにて含水率
１７．５％、直径４mmの円筒形のペレットを調製した。
このペレットをゲージ圧１kg／cm²の加圧飽和蒸気にて
１０分間蒸熱処理した後、乾燥して水分を１３．５％に
調整した。

【００１８】実施例２市販の精選小麦フスマ（灰分５．０％）５００kgにバイ
タルグルテン粉末１００kgを加えて十分にミキシングし
たものに、蒸気を吹き込みながらペレットミルにて含水
率１２．１％、直径４mmの円筒形のペレットを調製し
た。このペレットをゲージ圧２kg／cm²の加圧飽和蒸気
にて２分間蒸熱処理した後、乾燥して水分を１３．３％
に調整した。

【００１９】実施例３市販の精選小麦フスマ（灰分５．０％）５００kgに小麦
粉（赤花、灰分２．７％、日清製粉製）５０kgを添加し
たものに、蒸気を吹き込みながらペレットミルにて含水
率１４．０％、直径４mmの円筒形のペレットを調製し
た。このペレットをゲージ圧１kg／cm²の加圧飽和蒸気
にて１０分間加圧蒸熱処理した後、乾燥して水分を１
３．２％に調整した。

【００２０】実施例４市販の精選小麦フスマ（灰分５．０％）５００kg、小麦
粉（赤花、灰分２．７％、日清製粉製）５０kg、バイタ
ルグルテン１００kgの混合物に、蒸気を吹き込みながら
ペレットミルにて含水率１７．０％、直径４mmの円筒形
のペレットを調製した。このペレットをゲージ圧２kg／
cm²の加圧飽和蒸気にて２分間蒸熱処理した後、乾燥し
て水分を１３．３％に調整した。

【００２１】実施例５市販の精選小麦フスマ（灰分５．０％）５００kgに小麦
粉（カメリヤ灰分０．４％日清製粉製）５０kgを加え
て十分にミキシングしたものに蒸気を吹き込みながらペ
レットミルにて含水率１４．５％、直径４mmの円筒形の
ペレットを調製した。このペレットをゲージ圧１kg／cm
²の加圧飽和蒸気圧にて５分間蒸熱処理した後、乾燥し
て水分を１３．５％に調整した。

【００２２】比較例１市販の精製小麦フスマ（灰分５．０％）をそのまま培地
とした。

【００２３】比較例２特公平４−４８６６号に記載の実施例に準じて以下のよ
うに行った。すなわち、市販の精選小麦フスマ（灰分
５．０％）５０kgに対し、小麦粉（赤花、灰分２．７
％、日清製粉製）７．５kgを混合し、これに更に水４０
リットルを添加混合した。この混合物を押出機にて７φ
×３０mmのペレットにした後、約７０℃の温風で強制乾
燥させ、ペレットの水分を約８．５％に調整した。

【００２４】試験例１実施例１〜５及び比較例１〜２の培地（サンプル）１０
ｇを入れた２００ml容の三角フラスコをそれぞれ３点ず
つ用意し、水分含量がいずれも５０％になるように加水
した。次に、オートクレーブを用いて１２１℃で、２０
分間滅菌処理した後、放冷してサンプル温度を３０℃以
下に下げた。続いて、市販の種麹（丸福種麹Ｍ−１、日
本醸造工業株式会社）を水に懸濁して濃度を５００ppm
に調整した種麹菌液１mlをサンプルに接種し、３０℃で
３日間静置培養を行った。培養後、これをミキサーで軽
く粉砕したもの１０ｇと純水１００mlを２００mlのビー
カーにいれ、４℃で２時間にわたって酵素の抽出を行っ
た。次に、この抽出液を３０００rpmで１０分間遠心分
離した後、上澄み液をろ紙で濾過して濾液を粗酵素液と
した。

【００２５】この粗酵素液０．１mlを純水４mlに加え、
３７℃で５分間保温した。これにネオアミラーゼテスト
（第一化学薬品社製）の錠剤を１粒加えて激しく攪拌し
た後、３７℃で３０分間酵素反応を行った。３０分後に
０．５ＮのＮａＯＨ１mlを加えて反応を止めた後、３
０００rpmで１０分間遠心分離して不溶性の基質を除
き、上澄み液の６２０nmにおける吸収からアミラーゼ活
性を計算した。その結果は表１に示すとおりである。な
お、アミラーゼ活性は３回の平均値を測定し、比較例１
を１００としたときの相対活性で示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】試験例２前記サンプル各１kgに、いずれも水分含量が５０％にな
るように加水した。これに種菌０．５％を添加してよく
混合し、製麹機に３０cmの厚さになるように仕込み、３
日間通風培養した。培養後、培養サンプル１０ｇと純水
１００mlを２００mlのビーカーにいれ、４℃で２時間に
わたって酵素の抽出を行った。この抽出液を３０００rp
mで１０分間遠心分離し、上澄み液をろ紙で濾過して濾
液を粗酵素液とした。

【００２８】１．５％ミルクカゼイン溶液１mlと蒸留水
１mlを試験管にとり、３０℃で５分間保温した。これに
粗酵素液１mlを加え、３０℃で１０分間反応させた後、
０．４Ｍのトリクロル酢酸溶液３mlを加えて反応を停止
させた。３０℃で３０分間放置して生じた沈殿を濾去
し、濾液２mlに０．５５Ｍ炭酸ナトリウム溶液５ml、続
いて３倍希釈のＦｏｌｉｎ試薬１mlを加えて、３０℃で
３０分間放置した後、６６０nmの吸光度からプロテアー
ゼ活性を計算した。その結果は表２に示すとおりであ
る。なおプロテアーゼ活性は比較例１を１００としたと
きの相対活性で示した。また、試験例１と同様にしてア
ミラーゼ活性を測定し、表２に示した。

【００２９】

【表２】

【００３０】表２から明らかなように、実施例１〜５の
培地は比較例１の培地に比べて、アミラーゼ活性で５０
〜６５％、プロテアーゼ活性で３７〜５５％上昇した。
比較例２の培地は培養中に下部のペレットがつぶれて菌
の生育が悪くなり、酵素活性は比較例１の培地に比べれ
ば若干上昇していたものの、実施例１〜５の培地に比べ
るとその増加率は半分以下であった。

【００３１】実施例６小麦粉（赤花、灰分２．７％、日清製粉製）５００kgに
蒸気を吹き込みながらペレットミルにて含水率１７．７
％、直径４mmの円筒形のペレットを調製した。このペレ
ットをゲージ圧１kg／cm²の加圧飽和蒸気にて１０分間
蒸熱処理した後、乾燥して水分を１４．５％に調整し、
続いて、これを粉砕して粒度を７０メッシュ以下にそろ
えた。

【００３２】実施例７小麦粉（銀杏、灰分１．２％、日清製粉製）５００kgに
バイタルグルテン粉末１００kgを加えて十分にミキシン
グしたものに蒸気を吹き込みながらペレットミルにて含
水率１２．５％、直径６mmの円筒形のペレットを調製し
た。このペレットをゲージ圧１kg／cm²の加圧飽和蒸気
にて１０分間蒸熱処理した後、乾燥して水分を１３．５
％に調整し、続いて、これを粉砕して粒度を５０メッシ
ュ以下にそろえた。

【００３３】実施例８小麦粉（黄亀、灰分３．７％、日清製粉製）５００kgに
バイタルグルテン粉末２００kgを加えて十分にミキシン
グしたものに蒸気を吹き込みながらペレットミルにて含
水率１５．０％、直径４mmの円筒形のペレットを調製し
た。このペレットをゲージ圧１kg／cm²の加圧飽和蒸気
圧にて５分間蒸熱処理した後、乾燥して水分を１４．０
％に調整し、続いて、これを粉砕して粒度を７０メッシ
ュ以下にそろえた。

【００３４】実施例９小麦粉（赤花、灰分１．２％日清製粉製）５００kgにバ
イタルグルテン粉末５００kgを加えて十分にミキシング
したものに蒸気を吹き込みながらペレットミルにて含水
率１４．５％、直径４mmの円筒形のペレットを調製し
た。このペレットをゲージ圧１kg／cm²の加圧飽和蒸気
圧にて５分間蒸熱処理した後、乾燥して水分を１４．２
％に調整し、続いて、これを粉砕して粒度を６０メッシ
ュ以下にそろえた。

【００３５】比較例３実施例６の小麦粉をそのまま培地とした。

【００３６】比較例４市販のコーンスターチをそのまま培地とした。

【００３７】試験例３サンプル２０ｇを２０mMのリン酸バッファー（pH６．
０）２００mlに懸濁し、４０℃に５分間保温した。これ
にアミラーゼ製剤（ターマミル）を１００mg加えて１２
時間反応を行い、適宜サンプリングして可溶性の澱粉を
フェノール硫酸法で測定し、次式に従って分解率を計算
した。結果を表３に示した。分解率＝可溶性澱粉／全糖量×１００（％）

【００３８】

【表３】

【００３９】表３から明らかなように、実施例６〜９で
得られた蒸熱処理物を水に懸濁した培地は、比較例３及
び４の培地を水に懸濁したものに比べ高い可溶性澱粉の
生成が認められる。

【００４０】試験例４サンプル２ｇに５０mMのリン酸バッファー（pH７．２）
を２０ml加え、更に５％のタカジアスターゼを４０ml、
トルエンを５ml順次加えた後、３７℃で７日間反応を行
った。反応後、蒸留水で１００mlにＮＯ２の濾紙で濾過
して試験液を調製した。続いて、本試験液を９０℃で３
分間加熱した後、急冷し、６倍希釈液の濁度を濁度計
（日本精密光学社製）で測定した。結果は表４に示し
た。

【００４１】

【表４】

【００４２】表４より、実施例６〜９で得られた蒸熱処
理物中の蛋白質は酵素によって完全に分解されているの
に対し、比較例１のそれは完全に分解されていないこと
が明らかである。

【００４３】試験例５実施例１〜５で調製したペレットをレッチ式粉砕機で粉
砕し、この粉砕物と比較例１、２のサンプルを試験サン
プルとした。まず試験サンプル１０ｇを２００ml容三角
フラスコに入れ、これをオートクレーブを用いて１２１
℃で２０分間滅菌処理した後、滅菌水を加えて水分を５
０％に調整した。続いて、ＩＦＯから取り寄せＰＤＡ培
地上で胞子化させたTrichoderma viride菌（IFO-3113
7）を直径１cmのコルクボーラーでくり抜き、上記の培
地に２個ずつ接種して３０℃で４日間培養した。培養
後、これをミキサーで軽く粉砕した物１０ｇと純水５０
mlを１００mlのビーカーに入れ、４℃で２時間にわたっ
て酵素の抽出を行った。次に、この抽出液を３０００rp
m で１０分間遠心分離した後、上澄み液を濾紙で濾過し
て、濾液を粗酵素液とした。次に、１％のＣＭＣ溶液
（pH５）４mlを試験管に採り、３７℃で５分間保温した
後、この粗酵素液０．１mlを加えて、３７℃で１時間酵
素反応を行った。反応後、反応液を０．１ml採取しソモ
ギ−ネルソン法で生成した還元糖量を測定し、ＣＭＣア
ーゼ活性を算出した。尚、ＣＭＣアーゼ活性は３回の平
均値を測定し、比較例１を１００としたときの相対活性
で示した。結果は表５に示した。

【００４４】

【表５】

【００４５】表５より、実施例１〜５で得られた培地を
用いた場合は比較例１及び２の培地を用いた場合に比べ
て、ＣＭＣアーゼの生産性が向上していた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者神前健茨城県つくば市大久保13番地日清製粉株式会社つくば研究所内 (72)発明者岡田憲三茨城県つくば市大久保13番地日清製粉株式会社つくば研究所内 (72)発明者岸圭一東京都中央区日本橋小網町19番12号日清製粉株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】小麦フスマまたは小麦フスマと小麦粉の
混合物、あるいはこれらに対し０〜４０重量％のグルテ
ンを添加した原料に、水を加えて造粒時の含水率を１２
〜１８重量％の範囲に調整して造粒し、次いで蒸熱処理
することを特徴とする発酵用固体培地原料の製造法。
【請求項２】灰分１〜４重量％の小麦粉、あるいはこ
れに対し０〜１００重量％のグルテンを添加した原料
に、水を加えて造粒時の含水率を１２〜１８重量％の範
囲に調整して造粒し、次いで蒸熱処理した後粉砕するこ
とを特徴とする発酵用液体培地原料の製造法。