JPH11137287A - ε−ポリ−L−リジンの製造法 - Google Patents
ε−ポリ−L−リジンの製造法Info
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- JPH11137287A JPH11137287A JP31770197A JP31770197A JPH11137287A JP H11137287 A JPH11137287 A JP H11137287A JP 31770197 A JP31770197 A JP 31770197A JP 31770197 A JP31770197 A JP 31770197A JP H11137287 A JPH11137287 A JP H11137287A
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- lysine
- poly
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のε−ポリ−L−リジン(εPL)製造法
においては使用できなかった、シュークロースを主な炭
素源とする培地を用いたεPLの培養法による製造法を
提供すること。 【解決手段】シュークロースを主な炭素源とする培地を
酸性条件下での加熱処理して炭素源として使用する。
においては使用できなかった、シュークロースを主な炭
素源とする培地を用いたεPLの培養法による製造法を
提供すること。 【解決手段】シュークロースを主な炭素源とする培地を
酸性条件下での加熱処理して炭素源として使用する。
Description
【0001】
【発明の属する技術的分野】本発明は、ε−ポリ−L−
リジン(以下、εPLという)を安価に製造する方法に
関する。εPLは、必須アミノ酸であるL−リジンのホ
モポリマーであるため安全性が高く、且つ、カチオン含
量が高いので、特異な物性を有する。従ってトイレタリ
ー用品、化粧品、飼料添加物、医薬、農薬、食品添加
物、電子材料等の用途が期待されている。特に食品添加
物の分野では、天然物系の添加物として注目されてい
る。
リジン(以下、εPLという)を安価に製造する方法に
関する。εPLは、必須アミノ酸であるL−リジンのホ
モポリマーであるため安全性が高く、且つ、カチオン含
量が高いので、特異な物性を有する。従ってトイレタリ
ー用品、化粧品、飼料添加物、医薬、農薬、食品添加
物、電子材料等の用途が期待されている。特に食品添加
物の分野では、天然物系の添加物として注目されてい
る。
【0002】
【従来の技術】従来、εPLの製造法としては、ストレ
プトマイセス・アルブラス種に属するεPL生産株を培
養し、該培養液から生成されたεPLを採取する方法が
知られている。かかるストレプトマイセス・アルブラス
種のεPL生産株としては、ストレプトマイセス・アル
ブラス・リジノポリメラスNo.346−D株(微工研
菌寄第3834号)が知られており(特公昭59−20
359号公報)、該ストレプトマイセス・アルブラス・
リジノポリメラスを変異処理して、L−リジンのアナロ
グ物質であるS−(2−アミノエチル)−L−システイ
ンに耐性のある変異株として得られたストレプトマイセ
ス・アルブラス・リジノポリメラス11011A−1株
(微工研条寄第1109号)も知られている(特公平3
−42070号公報)。また、ストレプトマイセス・ア
ルブラス・リジノポリメラスNo.346−D株 をク
ロラムフェニコールを用いて、εPLの生合成に関する
遺伝子を含むプラスミドを増幅させたストレプトマイセ
ス・アルブラス・リジノポリメラス50833株(微工
研条寄第1110号)も知られている(特公平6−75
501号公報)。さらに、ストレプトマイセス・アルブ
ラス・リジノポリメラス11011A−1株を変異処理
し、10mg/ml以上の高濃度の S−(2−アミノ
エチル)−L−システインに耐性のある変異株として得
られたストレプトマイセス・アルブラス・リジノポリメ
ラスB21021株(FERM BP−5926)も知
られている(特開平9−172057号公報)。
プトマイセス・アルブラス種に属するεPL生産株を培
養し、該培養液から生成されたεPLを採取する方法が
知られている。かかるストレプトマイセス・アルブラス
種のεPL生産株としては、ストレプトマイセス・アル
ブラス・リジノポリメラスNo.346−D株(微工研
菌寄第3834号)が知られており(特公昭59−20
359号公報)、該ストレプトマイセス・アルブラス・
リジノポリメラスを変異処理して、L−リジンのアナロ
グ物質であるS−(2−アミノエチル)−L−システイ
ンに耐性のある変異株として得られたストレプトマイセ
ス・アルブラス・リジノポリメラス11011A−1株
(微工研条寄第1109号)も知られている(特公平3
−42070号公報)。また、ストレプトマイセス・ア
ルブラス・リジノポリメラスNo.346−D株 をク
ロラムフェニコールを用いて、εPLの生合成に関する
遺伝子を含むプラスミドを増幅させたストレプトマイセ
ス・アルブラス・リジノポリメラス50833株(微工
研条寄第1110号)も知られている(特公平6−75
501号公報)。さらに、ストレプトマイセス・アルブ
ラス・リジノポリメラス11011A−1株を変異処理
し、10mg/ml以上の高濃度の S−(2−アミノ
エチル)−L−システインに耐性のある変異株として得
られたストレプトマイセス・アルブラス・リジノポリメ
ラスB21021株(FERM BP−5926)も知
られている(特開平9−172057号公報)。
【0003】一方、炭素源としてのシュークロースは、
廃糖蜜などの有機物に多量に含まれており、これらは発
酵工業における炭素源として、非常に安価に入手可能で
ある。これら安価な原料を用いることにより、従来多く
の発酵工業において発酵生産物の高い経済性が達成され
てきた。しかしながら、前述のストレプトマイセス・ア
ルブラス種に属するεPL生産株はすべてシュークロー
スの資化性がないため、シュークロースを含む安価な有
機物を炭素源として使用することができなかった。 前
述のεPL生産株において、炭素源として資化、利用で
きるものとしてはグルコース、グリセリン、スターチな
どに限られていた。そのため、εPLの発酵生産の経済
性を大きく圧迫しているのが現状であった。
廃糖蜜などの有機物に多量に含まれており、これらは発
酵工業における炭素源として、非常に安価に入手可能で
ある。これら安価な原料を用いることにより、従来多く
の発酵工業において発酵生産物の高い経済性が達成され
てきた。しかしながら、前述のストレプトマイセス・ア
ルブラス種に属するεPL生産株はすべてシュークロー
スの資化性がないため、シュークロースを含む安価な有
機物を炭素源として使用することができなかった。 前
述のεPL生産株において、炭素源として資化、利用で
きるものとしてはグルコース、グリセリン、スターチな
どに限られていた。そのため、εPLの発酵生産の経済
性を大きく圧迫しているのが現状であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、εPL
発酵生産において、シュークロースを炭素源として利用
すべく鋭意研究を重ねた。その結果、シュークロースを
含む培地を加熱滅菌処理(オートクレーブ滅菌:湿熱滅
菌)する際に、あらかじめ培地のpHを酸性にしておく
ことによって、炭素源としてのシュークロースがεPL
生産菌によって利用可能となり、εPLを生産するよう
になることを見いだし、この知見に基づき本発明を完成
した。以上の記述から明らかなように、本発明の目的
は、εPLを発酵法で製造する際に、炭素源としてシュ
ークロースを利用可能とすることにより、工業的に安価
で有利なεPLの製造法を提供することである。
発酵生産において、シュークロースを炭素源として利用
すべく鋭意研究を重ねた。その結果、シュークロースを
含む培地を加熱滅菌処理(オートクレーブ滅菌:湿熱滅
菌)する際に、あらかじめ培地のpHを酸性にしておく
ことによって、炭素源としてのシュークロースがεPL
生産菌によって利用可能となり、εPLを生産するよう
になることを見いだし、この知見に基づき本発明を完成
した。以上の記述から明らかなように、本発明の目的
は、εPLを発酵法で製造する際に、炭素源としてシュ
ークロースを利用可能とすることにより、工業的に安価
で有利なεPLの製造法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の通りであ
る。 (1)ε−ポリ−L−リジン生産能を有するストレプト
マイセス・アルブラス(Streptomyces a
lbulus)種微生物を、培地に好気的に培養し、得
られた培養物からε−ポリ−L−リジンを採取するε−
ポリ−L−リジンの製造法において、酸性条件下で加熱
熱処理されたシュークロースを炭素源として使用するこ
とを特徴とするε−ポリ−L−リジンの製造法。 (2)酸性条件下で加熱処理されたシュークロースを含
有する有機物質を炭素源として使用することを特徴とす
る前記第1項記載のε−ポリ−L−リジンの製造法。 (3)酸性条件下で加熱処理された廃糖蜜を炭素源とし
て使用することを特徴とする前記第1項記載のε−ポリ
−L−リジン製造法。 (4)pHが5以下、80℃以上の温度で炭素源を加熱
処理することを特徴とする前記第1項〜第3項のいずれ
か1項記載のε−ポリ−L−リジンの製造法。
る。 (1)ε−ポリ−L−リジン生産能を有するストレプト
マイセス・アルブラス(Streptomyces a
lbulus)種微生物を、培地に好気的に培養し、得
られた培養物からε−ポリ−L−リジンを採取するε−
ポリ−L−リジンの製造法において、酸性条件下で加熱
熱処理されたシュークロースを炭素源として使用するこ
とを特徴とするε−ポリ−L−リジンの製造法。 (2)酸性条件下で加熱処理されたシュークロースを含
有する有機物質を炭素源として使用することを特徴とす
る前記第1項記載のε−ポリ−L−リジンの製造法。 (3)酸性条件下で加熱処理された廃糖蜜を炭素源とし
て使用することを特徴とする前記第1項記載のε−ポリ
−L−リジン製造法。 (4)pHが5以下、80℃以上の温度で炭素源を加熱
処理することを特徴とする前記第1項〜第3項のいずれ
か1項記載のε−ポリ−L−リジンの製造法。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に使用できる微生物は、ε
PLを生産する能力のあるストレプトマイセス・アルブ
ラス種微生物であれば特に限定されず、かかるストレプ
トマイセス・アルブラス種微生物の具体的な例として
は、ストレプトマイセス・アルブラス・リジノポリメラ
ス(Streptomyces albulbus s
ubsp.lysinoporymerus)1101
1A−1株(微工研条寄第1109号)や、ストレプト
マイセス・アルブラス・リジノポリメラスB21021
株(FERM BP−5926)があげられる。
PLを生産する能力のあるストレプトマイセス・アルブ
ラス種微生物であれば特に限定されず、かかるストレプ
トマイセス・アルブラス種微生物の具体的な例として
は、ストレプトマイセス・アルブラス・リジノポリメラ
ス(Streptomyces albulbus s
ubsp.lysinoporymerus)1101
1A−1株(微工研条寄第1109号)や、ストレプト
マイセス・アルブラス・リジノポリメラスB21021
株(FERM BP−5926)があげられる。
【0007】本発明における酸性条件とは、培地に酸を
添加することによって形成される。添加する酸として
は、硫酸、塩酸等の無機酸や酢酸、クエン酸などの有機
酸等培地のpHを酸性化できるものであれば特に限定さ
れず、いずれの酸でも用いることができるが、これらの
なかでも望ましくは硫酸である。また、酸性条件の具体
的なpHの範囲は5以下であるが、望ましくはpH2以
下である。但し、培養開始時には、培地のpHを中性付
近(pH5〜8)に戻すことが望ましい。
添加することによって形成される。添加する酸として
は、硫酸、塩酸等の無機酸や酢酸、クエン酸などの有機
酸等培地のpHを酸性化できるものであれば特に限定さ
れず、いずれの酸でも用いることができるが、これらの
なかでも望ましくは硫酸である。また、酸性条件の具体
的なpHの範囲は5以下であるが、望ましくはpH2以
下である。但し、培養開始時には、培地のpHを中性付
近(pH5〜8)に戻すことが望ましい。
【0008】本発明における加熱処理の方法としては、
培地温度を上げられるものならばいずれでもかまわない
が、通常は培地を滅菌する目的で加熱を行う(オートク
レーブ装置を用いる方法や蒸気を吹き込む方法による:
通常120℃で5分以上)ため、あらかじめ加熱処理を
しておく必要はない。加熱処理の温度としては80℃以
上であるが、望ましくは120℃以上である。上限とし
ては理論的には培地中の有機物が変成、分解しない範囲
であればよいが、装置や費用等の問題から、実際は15
0℃程度が好ましい。
培地温度を上げられるものならばいずれでもかまわない
が、通常は培地を滅菌する目的で加熱を行う(オートク
レーブ装置を用いる方法や蒸気を吹き込む方法による:
通常120℃で5分以上)ため、あらかじめ加熱処理を
しておく必要はない。加熱処理の温度としては80℃以
上であるが、望ましくは120℃以上である。上限とし
ては理論的には培地中の有機物が変成、分解しない範囲
であればよいが、装置や費用等の問題から、実際は15
0℃程度が好ましい。
【0009】本発明における培地の炭素源としては、シ
ュークロースを用いる。但し、シュークロースとしては
精製された単品でなくとも、廃糖蜜のようなシュークロ
ースを含有するものでもかまわない。培地中におけるシ
ュークロースの濃度は10〜50g/リットルが望まし
い。また、培養途中でシュークロースを連続添加した
り、逐次添加しても良い。
ュークロースを用いる。但し、シュークロースとしては
精製された単品でなくとも、廃糖蜜のようなシュークロ
ースを含有するものでもかまわない。培地中におけるシ
ュークロースの濃度は10〜50g/リットルが望まし
い。また、培養途中でシュークロースを連続添加した
り、逐次添加しても良い。
【0010】本発明に使用する培地は、上記の炭素源の
他に窒素源、無機物及びその他栄養物を適当に含有する
培地ならばとくに限定されず、好適に使用できる。窒素
源としては、ペプトン、カゼイン分解物、アミノ酸、無
機アンモニウム塩等いずれでもかまわないが、好ましく
は硫酸アンモニウムである。窒素源の含有量は0.2〜
2%(%はg/dl%)が好ましい。無機物としては、
リン酸イオン、カリウムイオン、ナトリウムイオン、マ
グネシウムイオン、亜鉛イオン、鉄イオン、マンガンイ
オン、ニッケルイオン、硫酸イオンなどがあげられる。
他に窒素源、無機物及びその他栄養物を適当に含有する
培地ならばとくに限定されず、好適に使用できる。窒素
源としては、ペプトン、カゼイン分解物、アミノ酸、無
機アンモニウム塩等いずれでもかまわないが、好ましく
は硫酸アンモニウムである。窒素源の含有量は0.2〜
2%(%はg/dl%)が好ましい。無機物としては、
リン酸イオン、カリウムイオン、ナトリウムイオン、マ
グネシウムイオン、亜鉛イオン、鉄イオン、マンガンイ
オン、ニッケルイオン、硫酸イオンなどがあげられる。
【0011】また、酵母エキスを0.1〜0.5%(%
はg/dl%)含有させると、菌の生育を良好にし、ε
PLの生産においても好ましい結果を与える。
はg/dl%)含有させると、菌の生育を良好にし、ε
PLの生産においても好ましい結果を与える。
【0012】培養は、好気的条件下で振とう培養、攪拌
培養等で行う。培養温度は25℃〜35℃が好ましい。
培養開始時のpHは中性付近(pH5〜8)が好ましい
が、培養開始後、菌の生育と共にpHは低下する。pH
が4まで低下した時点で、アルカリを添加してpHを4
に維持させる。添加するアルカリはアンモニア水が好ま
しいが、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶
液等でも差し支えない。培養期間は通常1〜7日間程度
である。
培養等で行う。培養温度は25℃〜35℃が好ましい。
培養開始時のpHは中性付近(pH5〜8)が好ましい
が、培養開始後、菌の生育と共にpHは低下する。pH
が4まで低下した時点で、アルカリを添加してpHを4
に維持させる。添加するアルカリはアンモニア水が好ま
しいが、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶
液等でも差し支えない。培養期間は通常1〜7日間程度
である。
【0013】培養液中に蓄積されたεPLは、遠心分離
もしくは濾過により菌体を除去した後、濾液から一般的
な発酵生産物の製造に用いられる常用手段によって分
離、精製される。すなわち、減圧濃縮、凍結乾燥、溶媒
抽出、イオン交換、活性炭処理、晶析等の手段を単独
で、もしくは任意に組み合わせて、または反復して用い
ることにより精製εPLを得ることができる。
もしくは濾過により菌体を除去した後、濾液から一般的
な発酵生産物の製造に用いられる常用手段によって分
離、精製される。すなわち、減圧濃縮、凍結乾燥、溶媒
抽出、イオン交換、活性炭処理、晶析等の手段を単独
で、もしくは任意に組み合わせて、または反復して用い
ることにより精製εPLを得ることができる。
【0014】
【実施例】本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。培養液中のεPL生産量の測定は、イツアキ(It
zhaki)らのアナリティカル バイオケミストリ
(Analytical Biochemistr
y),50巻,569頁、(1972)に記載の方法に
より測定した。すなわち、培養液を遠心分離して菌体を
除いた後、上澄液(εPL:0〜200μg)2mlと
1mMメチルオレンジ水溶液2mlとを混合し、室温で
30分放置後、遠心分離を行い、εPL−メチルオレン
ジコンプレックスを沈殿として除いた後、上澄液の46
5nmにおける吸光度を紫外線吸収スペクトル法で測定
し、培養液中のεPL量を求める。また、実施例中、比
較例中の%は特に断らない限り重量(g)/容量(d
l)%である。
る。培養液中のεPL生産量の測定は、イツアキ(It
zhaki)らのアナリティカル バイオケミストリ
(Analytical Biochemistr
y),50巻,569頁、(1972)に記載の方法に
より測定した。すなわち、培養液を遠心分離して菌体を
除いた後、上澄液(εPL:0〜200μg)2mlと
1mMメチルオレンジ水溶液2mlとを混合し、室温で
30分放置後、遠心分離を行い、εPL−メチルオレン
ジコンプレックスを沈殿として除いた後、上澄液の46
5nmにおける吸光度を紫外線吸収スペクトル法で測定
し、培養液中のεPL量を求める。また、実施例中、比
較例中の%は特に断らない限り重量(g)/容量(d
l)%である。
【0015】実施例1 シュークロース5%、酵母エキス0.5%、MgSO4
・7H2O 0.05%、ZnSO4・7H2O 0.0
04%、FeSO4・7H2O 0.003%の培地1.
8リットルを調製し、硫酸にてpHを2にした後、12
1℃、20分間加熱処理する。その後硫酸アンモニウム
10%、K2HPO4 0.8%、KH2PO41.36
%、pH6.8に調製した滅菌済み緩衝液200mlを
加える。これにεPL生産株であるストレプトマイセス
・アルブラス・リジノポリメラスB21021株(FE
RM BP−5926)の前培養液100mlを接種
し、ミニジャーファーメンターにて30℃、48時間好
気培養を行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL生
産量を後述の表1に示した。
・7H2O 0.05%、ZnSO4・7H2O 0.0
04%、FeSO4・7H2O 0.003%の培地1.
8リットルを調製し、硫酸にてpHを2にした後、12
1℃、20分間加熱処理する。その後硫酸アンモニウム
10%、K2HPO4 0.8%、KH2PO41.36
%、pH6.8に調製した滅菌済み緩衝液200mlを
加える。これにεPL生産株であるストレプトマイセス
・アルブラス・リジノポリメラスB21021株(FE
RM BP−5926)の前培養液100mlを接種
し、ミニジャーファーメンターにて30℃、48時間好
気培養を行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL生
産量を後述の表1に示した。
【0016】実施例2 加熱処理前の培地のpHを4にする以外は、実施例1に
準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL生
産量を後述の表1に示した。
準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL生
産量を後述の表1に示した。
【0017】実施例3 培地の加熱処理の温度を100℃にする以外は、実施例
1に準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεP
L生産量を後述の表1に示した。
1に準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεP
L生産量を後述の表1に示した。
【0018】実施例4 培地の加熱処理の温度を80℃にする以外は、実施例1
に準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL
生産量を後述の表1に示した。
に準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL
生産量を後述の表1に示した。
【0019】実施例5 培地の加熱処理の温度を100℃にし、pHを4にする
以外は、実施例1に準拠して行った。48時間後の乾燥
菌体量及びεPL生産量を後述の表1に示した。
以外は、実施例1に準拠して行った。48時間後の乾燥
菌体量及びεPL生産量を後述の表1に示した。
【0020】実施例5 加熱処理前の培地のpHを5にする以外は、実施例1に
準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL生
産量を後述の表1に示した。
準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL生
産量を後述の表1に示した。
【0021】比較例1 加熱処理前の培地のpHを7にする以外は、実施例1に
準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL生
産量を後述の表1に示した。
準拠して行った。48時間後の乾燥菌体量及びεPL生
産量を後述の表1に示した。
【0022】比較例2 培地の加熱処理の温度を80℃にし、pHを4にする以
外は、実施例1に準拠して行った。48時間後の乾燥菌
体量及びεPL生産量を後述の表1に示した。
外は、実施例1に準拠して行った。48時間後の乾燥菌
体量及びεPL生産量を後述の表1に示した。
【0023】
【発明の効果】本発明の発酵法によるεPL製造法にあ
っては、従来、炭素源として使用不可能であったシュー
クロースおよび該シュークロースを含有する有機物を炭
素源として使用することが可能となり、工業的に安価に
εPLを製造することができる。
っては、従来、炭素源として使用不可能であったシュー
クロースおよび該シュークロースを含有する有機物を炭
素源として使用することが可能となり、工業的に安価に
εPLを製造することができる。
【0024】
【表1】
Claims (4)
- 【請求項1】ε−ポリ−L−リジン生産能を有するスト
レプトマイセス・アルブラス(Streptomyce
s albulus)種微生物を、培地に好気的に培養
し、得られた培養物からε−ポリ−L−リジンを採取す
るε−ポリ−L−リジンの製造法において、酸性条件下
で加熱処理されたシュークロースを炭素源として使用す
ることを特徴とするε−ポリ−L−リジンの製造法。 - 【請求項2】酸性条件下で加熱処理されたシュークロー
スを含有する有機物質を炭素源として使用することを特
徴とする請求項1記載のε−ポリ−L−リジンの製造
法。 - 【請求項3】酸性条件下で加熱処理された廃糖蜜を炭素
源として使用することを特徴とする請求項1記載のε−
ポリ−L−リジン製造法。 - 【請求項4】pHが5以下、80℃以上の温度で炭素源
を加熱処理する請求項1〜3のいずれか1項記載のε−
ポリ−L−リジンの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31770197A JPH11137287A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | ε−ポリ−L−リジンの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31770197A JPH11137287A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | ε−ポリ−L−リジンの製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11137287A true JPH11137287A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=18091070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31770197A Pending JPH11137287A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | ε−ポリ−L−リジンの製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11137287A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002330797A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-19 | Chisso Corp | ε−ポリ−L−リジンの製造法 |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP31770197A patent/JPH11137287A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002330797A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-19 | Chisso Corp | ε−ポリ−L−リジンの製造法 |
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