JPS59205993A - 連続的発酵法による有機酸の製造方法 - Google Patents
連続的発酵法による有機酸の製造方法Info
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- JPS59205993A JPS59205993A JP59044134A JP4413484A JPS59205993A JP S59205993 A JPS59205993 A JP S59205993A JP 59044134 A JP59044134 A JP 59044134A JP 4413484 A JP4413484 A JP 4413484A JP S59205993 A JPS59205993 A JP S59205993A
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- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/38—Chemical stimulation of growth or activity by addition of chemical compounds which are not essential growth factors; Stimulation of growth by removal of a chemical compound
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
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- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
-
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
- C12P7/54—Acetic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、連続的発酵法による有機酸の製造方法に調す
る。
る。
発明の背景
微生物による有機化学薬品の製造は、発酵技術に熟達し
た技術者にとってよく知られている。
た技術者にとってよく知られている。
そのような発酵反応は、しばしば希薄水溶液中で各種の
生成物をもたらす。化学薬品をそれら相互からまた多量
の水から分ぞ「する費用が非常に条約となるので、発酵
による化学薬品の製造は、化石燃料源からの同様々化学
品の製造に匹敵し得なかった。しかしながら石油化石燃
料が次第に枯渇するに伴なって石油化学の供給原料、の
価格が次第に高騰したために、復活できる原料である炭
水化物を単純な有機化学品に転換しうるような発酵反応
に興味をよみがえらせた。
生成物をもたらす。化学薬品をそれら相互からまた多量
の水から分ぞ「する費用が非常に条約となるので、発酵
による化学薬品の製造は、化石燃料源からの同様々化学
品の製造に匹敵し得なかった。しかしながら石油化石燃
料が次第に枯渇するに伴なって石油化学の供給原料、の
価格が次第に高騰したために、復活できる原料である炭
水化物を単純な有機化学品に転換しうるような発酵反応
に興味をよみがえらせた。
単一酸産生発酵反応(homoacidogenic
fermen−tation reaction )は
、発酵において単一の酸性化合物を生成せしめるがゆえ
に特に興味あるものである。これらの発酵によって得ら
れる生成物には、工業的に重要な酢酸および乳酸が包含
される。クロストリジウム・テルモアセチクテルモアセ
チクムと略記する)によるグルコースの発酵は、理論上
グルコース1モルからアセテート6モルを生成しうる故
に特に魅力がある。
fermen−tation reaction )は
、発酵において単一の酸性化合物を生成せしめるがゆえ
に特に興味あるものである。これらの発酵によって得ら
れる生成物には、工業的に重要な酢酸および乳酸が包含
される。クロストリジウム・テルモアセチクテルモアセ
チクムと略記する)によるグルコースの発酵は、理論上
グルコース1モルからアセテート6モルを生成しうる故
に特に魅力がある。
これらの発酵反応の研究は、ゼイクス(J、G。
Zetkus)によって論評されている( Ann、R
ev。
ev。
Microbiol、、34.423−464(198
0)器間)。
0)器間)。
上記論者は、化学薬品生成発酵を実施するのに有用な微
生物を分類した。これらは、3つの群に分類された:酸
産生菌(acidogen)、溶媒産生菌(solve
ntogen)およびメタン産生菌(m6th−ano
gen)がこれであシ、そ°れぞれ酸類、溶媒およびメ
タン″に定住する。酸産生菌のうちで、酢酸が乳酸かま
たは酪酸を産生する単一酸産生菌種が生成物の収量に関
して最も興味のあるものとして記述されている。
生物を分類した。これらは、3つの群に分類された:酸
産生菌(acidogen)、溶媒産生菌(solve
ntogen)およびメタン産生菌(m6th−ano
gen)がこれであシ、そ°れぞれ酸類、溶媒およびメ
タン″に定住する。酸産生菌のうちで、酢酸が乳酸かま
たは酪酸を産生する単一酸産生菌種が生成物の収量に関
して最も興味のあるものとして記述されている。
従って、これらの発酵反応を連続的方式で使用して酸を
製造する方法を開発することができるならば、かなりに
工業的意義のあるものとなるであろう。最近の文献にお
いて、ウオン(G、Y。
製造する方法を開発することができるならば、かなりに
工業的意義のあるものとなるであろう。最近の文献にお
いて、ウオン(G、Y。
Wang)およびウオy (fang)によp (D、
T、C9178゜Nat、10 nal A 、 C、
IE 0Me e t lng、Lae Vega 8
、 NeVada 。
T、C9178゜Nat、10 nal A 、 C、
IE 0Me e t lng、Lae Vega 8
、 NeVada 。
八uguSt、、1980参照)。寒天およびカラギナ
ンのゲルの中で耐熱性でかつ好気性の迅−酸産生バクテ
リア、C,テルモアセチクムを固定化する方法が記載さ
れた。酢酸の連続的製造のためのこのゲルの安定性を試
験するために、このゲルを使用してバッチ英、@を繰返
して実施した。1ノツトル一時間当p 2.2 gの割
合の酢酸生産率U/1−hr)が達成された。これは、
ノくンチ式発酵における細胞によって得られるQ 、
5fl/i −hrを超える明らかな改善であるが、そ
れは未だ許容できない程低いものである。
ンのゲルの中で耐熱性でかつ好気性の迅−酸産生バクテ
リア、C,テルモアセチクムを固定化する方法が記載さ
れた。酢酸の連続的製造のためのこのゲルの安定性を試
験するために、このゲルを使用してバッチ英、@を繰返
して実施した。1ノツトル一時間当p 2.2 gの割
合の酢酸生産率U/1−hr)が達成された。これは、
ノくンチ式発酵における細胞によって得られるQ 、
5fl/i −hrを超える明らかな改善であるが、そ
れは未だ許容できない程低いものである。
連続的発酵法が工業的用途に受容されるためには、それ
は高い希釈*知おいて操作され、なければならない。希
釈率は、反応器を通る発酵媒質の流′1・を反応器の容
積で割ることによって得られる哨である。更に、発酵が
高い希釈率において行なわれる場合には、容積生産末、
すなわち、規定の時間内に反応器の単位体積当り生成さ
れる生成物の量が多くなければならない。高い和訳率に
おいて実施することができ、し7かもすでに知られてい
る最良の方法のそわよりもはるかに大@ガ容積生産率を
もたらす連続的発酵法がこの度本発明者らによって見出
さね、た、発明の概要 本発明によれば、洋−酸産生発酵反応によって有機酸を
連続的に製造する方法において、活性炭およびトウモロ
コシ穂軸粒からなる群から選ばれた支持物質の表面上で
生得する単一酸産生微生物の細胞上に炭水化vll液液
、上記酸を少くとも約59/1.hrの容積生産率にお
いて生成するのに有効なpH1温度および希釈率の条件
下で通すことにより上記炭水化物溶液を発酵させるとと
(てよって上記酸を製造することを特徴とする前記有機
酸の連続的製造方法が提供される。
は高い希釈*知おいて操作され、なければならない。希
釈率は、反応器を通る発酵媒質の流′1・を反応器の容
積で割ることによって得られる哨である。更に、発酵が
高い希釈率において行なわれる場合には、容積生産末、
すなわち、規定の時間内に反応器の単位体積当り生成さ
れる生成物の量が多くなければならない。高い和訳率に
おいて実施することができ、し7かもすでに知られてい
る最良の方法のそわよりもはるかに大@ガ容積生産率を
もたらす連続的発酵法がこの度本発明者らによって見出
さね、た、発明の概要 本発明によれば、洋−酸産生発酵反応によって有機酸を
連続的に製造する方法において、活性炭およびトウモロ
コシ穂軸粒からなる群から選ばれた支持物質の表面上で
生得する単一酸産生微生物の細胞上に炭水化vll液液
、上記酸を少くとも約59/1.hrの容積生産率にお
いて生成するのに有効なpH1温度および希釈率の条件
下で通すことにより上記炭水化物溶液を発酵させるとと
(てよって上記酸を製造することを特徴とする前記有機
酸の連続的製造方法が提供される。
本発明の方法は、単一酸産生発酵反応によつて生産され
る有機酸の製造KAしている、単一の酸がそのような発
酵の唯一の有機生成物である。このことは、1種より多
くの有機化合物を生成する他の酸産生発酵および溶剤産
生発酵とよい対照をなしている。
る有機酸の製造KAしている、単一の酸がそのような発
酵の唯一の有機生成物である。このことは、1種より多
くの有機化合物を生成する他の酸産生発酵および溶剤産
生発酵とよい対照をなしている。
炭水化物を発酵せしめて主生成物として1種の酸をもた
らすいかなる微生物でも本発明の実施に使用するのに適
している。好適方微生物のチクム(Olostriai
um formi’coaceticum) 、アセト
バクテリウム・ウーディ−(AcetOl)aCter
iumトトロフイクム(C!loetridium t
hermoautotrophi −’kiwui)お
よびラクトバチルス、デルブルエキイ(LPLctob
acillus aeLbrueckii)がある。特
に好適な微生物は、グルコースをほとんど定量的々収量
で酢酸へと変換しうるC、テルモアセテクムである。
□ 本発明の発酵法は、溶解された炭水化物、栄養素および
微生物の生長に必要な生長因子を含有する水溶液を含む
発酵培地において行なわれる。この培地は、使用前に熱
またはこの技術分野においてよく知られたその他の手段
によって滅菌され乙。
らすいかなる微生物でも本発明の実施に使用するのに適
している。好適方微生物のチクム(Olostriai
um formi’coaceticum) 、アセト
バクテリウム・ウーディ−(AcetOl)aCter
iumトトロフイクム(C!loetridium t
hermoautotrophi −’kiwui)お
よびラクトバチルス、デルブルエキイ(LPLctob
acillus aeLbrueckii)がある。特
に好適な微生物は、グルコースをほとんど定量的々収量
で酢酸へと変換しうるC、テルモアセテクムである。
□ 本発明の発酵法は、溶解された炭水化物、栄養素および
微生物の生長に必要な生長因子を含有する水溶液を含む
発酵培地において行なわれる。この培地は、使用前に熱
またはこの技術分野においてよく知られたその他の手段
によって滅菌され乙。
本発明の実施に使用される炭水化物は、使用された微生
物によって所望の酸に転化されるいかなる炭水化物でも
よい。大抵の微生物にとって、グルコースが有利な炭水
化物である。C。
物によって所望の酸に転化されるいかなる炭水化物でも
よい。大抵の微生物にとって、グルコースが有利な炭水
化物である。C。
テルモアセチクムの場合には、発酵は、グルコースの代
すにフルクトースまたはキシロースを用いても実施され
うる。
すにフルクトースまたはキシロースを用いても実施され
うる。
使用された特定の微生物によって要求される金属イオン
およびその他の生長因子の小濃度が発酵培地に添加され
る。更に、この培地のp)lは、微生物の生長に適した
範囲内に維持される。これは、培地に緩衝塩を添加する
ことによって達成されうる。
およびその他の生長因子の小濃度が発酵培地に添加され
る。更に、この培地のp)lは、微生物の生長に適した
範囲内に維持される。これは、培地に緩衝塩を添加する
ことによって達成されうる。
本発明の方法は、反応器内に保持された固体支持体の表
面上で生長する微生物の細胞を使用する連続的発酵の手
段によって実施されうる。
面上で生長する微生物の細胞を使用する連続的発酵の手
段によって実施されうる。
上記支持体は、細胞に対するすぐれた吸着能力を有し、
そして反応器を通して培地の適当な流れを可能にするい
かなる不活性物質でもよい。
そして反応器を通して培地の適当な流れを可能にするい
かなる不活性物質でもよい。
活性炭、軽石およびトウモロコシの穂軸粒のような物質
が使用されうる。
が使用されうる。
細胞に対してすぐれた吸着能力を示しそして反応器を通
して発酵培地の適商な流れを可能にするいかなる活性炭
でも本発明の方法に適している、カルボン社(0alq
On Corporation。
して発酵培地の適商な流れを可能にするいかなる活性炭
でも本発明の方法に適している、カルボン社(0alq
On Corporation。
Pitts7urgh、Penr+5ylvania、
USA )から市販されているOPGビンソバーグ活性
炭は、そのような適当な活性炭の1例である。
USA )から市販されているOPGビンソバーグ活性
炭は、そのような適当な活性炭の1例である。
約14ないし20メツシユ(1,41mmないし0.8
4xmの篩の目数を有する米国標準篩の太きさ)1*:
はそれ風上のトウモロコノ穂軸粒もまた固定細胞発酵の
ための好適な支持体を提供しそして培地の所望の流れを
可能にする。支持体としてトウモロコシ墳軸粒を使用し
た場合の生産率は、活性炭を支持体として使用した場合
のそれと同穆度に良好であり、他の支持体を使用した場
合の生産率よりもはるかにすぐれていた。
4xmの篩の目数を有する米国標準篩の太きさ)1*:
はそれ風上のトウモロコノ穂軸粒もまた固定細胞発酵の
ための好適な支持体を提供しそして培地の所望の流れを
可能にする。支持体としてトウモロコシ墳軸粒を使用し
た場合の生産率は、活性炭を支持体として使用した場合
のそれと同穆度に良好であり、他の支持体を使用した場
合の生産率よりもはるかにすぐれていた。
トウモロコシ穂軸粒は、活性炭に比較してはるかに低廉
なので、大量の支持体物質が必要な場合には、重要な利
益をもたらす。更に、使用ずみのトウモロコシ穂軸粒は
、動物の飼料として好適である。このことは、発酵の完
了後の消耗した細胞支持体を処分するための経済的な方
法を提供する。
なので、大量の支持体物質が必要な場合には、重要な利
益をもたらす。更に、使用ずみのトウモロコシ穂軸粒は
、動物の飼料として好適である。このことは、発酵の完
了後の消耗した細胞支持体を処分するための経済的な方
法を提供する。
本発明の連続的発酵を実施するために使用される反応器
は、まず微生物の細胞を支持するために使用される固体
物質を充填される。次いで無菌の媒地が添刀■される。
は、まず微生物の細胞を支持するために使用される固体
物質を充填される。次いで無菌の媒地が添刀■される。
最後に、この培地に微生物の生長しつつある培養菌が接
種される。
種される。
支持体物質、培地および接種物を含有する反応器は、こ
の反応器内に細胞がよく増殖するのに十分な時間の間培
養に付される。そのような細胞の生長は、培地の混濁度
の増加によって示される。
の反応器内に細胞がよく増殖するのに十分な時間の間培
養に付される。そのような細胞の生長は、培地の混濁度
の増加によって示される。
細胞の生長が十分に確立された場合には、反応器に培地
を通すことによって連続的発酵が行なわれる。酸の所望
の生産率を得るために、流−貸が調整される。培地の流
れの方向は、重大なことではないが、反応器を貫く上昇
流は、細胞の生物体唖の渦犬なビルドアップを防止し、
かつ液体の流れを促進するのに役立つ。
を通すことによって連続的発酵が行なわれる。酸の所望
の生産率を得るために、流−貸が調整される。培地の流
れの方向は、重大なことではないが、反応器を貫く上昇
流は、細胞の生物体唖の渦犬なビルドアップを防止し、
かつ液体の流れを促進するのに役立つ。
培養中および連続的発酵による酸の製造中の反応器の温
度は、約45℃と約7・0℃との間の温度に維持される
。供給原料培地のp)Iは、この培地に適当な緩衝塩を
添加するととによって4.0と7.5との間に維持され
る。不発明の方法がC,テルモアセチクムを用いて炭水
化物を発酵することによって酢酸を製造するために使用
された場合には、供給培地の好ましいpHは、約6.7
と約7.4との間であり、そして好ましい温度は、約5
5℃と約60℃との間である。反応器を通る培地の流量
は、毎時約0.04ないし約3の希釈率を与えるように
調整される。
度は、約45℃と約7・0℃との間の温度に維持される
。供給原料培地のp)Iは、この培地に適当な緩衝塩を
添加するととによって4.0と7.5との間に維持され
る。不発明の方法がC,テルモアセチクムを用いて炭水
化物を発酵することによって酢酸を製造するために使用
された場合には、供給培地の好ましいpHは、約6.7
と約7.4との間であり、そして好ましい温度は、約5
5℃と約60℃との間である。反応器を通る培地の流量
は、毎時約0.04ないし約3の希釈率を与えるように
調整される。
満足すべき連続的発酵においては、細胞は、一定の割合
で生成物を生成しつつある。酸が産生される鴫合には、
定常状態の条件は、一定のpHKよって示される。また
、新区い細胞が形成されつつある割合は、細胞が反応器
から消失しつつある割合に舛しく、反応器内には一定数
の細胞が与えられる。そのような定常状態の条件は、5
40nmにおいて測定された一定の流出物の光学密度に
よって指示されうる。
で生成物を生成しつつある。酸が産生される鴫合には、
定常状態の条件は、一定のpHKよって示される。また
、新区い細胞が形成されつつある割合は、細胞が反応器
から消失しつつある割合に舛しく、反応器内には一定数
の細胞が与えられる。そのような定常状態の条件は、5
40nmにおいて測定された一定の流出物の光学密度に
よって指示されうる。
本発明の明細書において使用される0希釈率”の用語は
、/ hrで表わされる次元を有する、すでに指摘した
ように、この率は、培地の流量を反応器の全容積で割る
ことによって得られる。
、/ hrで表わされる次元を有する、すでに指摘した
ように、この率は、培地の流量を反応器の全容積で割る
ことによって得られる。
ここで使用される「容積生産率」という用語は、11当
9のg数で表わされた、反応器からの流出物中の酸の濃
度に煽釈率を掛けることによって得られる。容積生産率
の単位は、9/1)−hrとして表わされる。
9のg数で表わされた、反応器からの流出物中の酸の濃
度に煽釈率を掛けることによって得られる。容積生産率
の単位は、9/1)−hrとして表わされる。
1昨酸およびグルコースの濃度は、高性能液体クロマト
グラフィー(HPLO)を使用して測定された。水素形
の陽イオン交換樹脂から0.006NのT(2So、を
用いて#離することによって各成分がクロマトグラフィ
ー分析された。溶離された成分は、示差屈折計によって
検出され、記録計上にプロットされ、そして電子式積分
器を用いて定量された。各成分の濃度を表わす曲線の下
の面積は、全面積の百分率として示されている。
グラフィー(HPLO)を使用して測定された。水素形
の陽イオン交換樹脂から0.006NのT(2So、を
用いて#離することによって各成分がクロマトグラフィ
ー分析された。溶離された成分は、示差屈折計によって
検出され、記録計上にプロットされ、そして電子式積分
器を用いて定量された。各成分の濃度を表わす曲線の下
の面積は、全面積の百分率として示されている。
一般的手順は″液体クロマトグラフィーによる炭水化物
混合物の分析(Analysis of Car’bo
hy−drate Mixtures by Liqu
id、 Ohromatagraphy)”なる論文(
Am、SoC9Brew、Ohem、Proc、、19
73゜pp、45−46参照)に記載されている。分離
は、バイオ−ラッド・ラボラドリース(Bio −Ra
dLa矛oratories、Richmona、○a
’1ifornia、、USA )から市販されている
水素形の1フイートのHPX−87カラム上で行なわれ
た。
混合物の分析(Analysis of Car’bo
hy−drate Mixtures by Liqu
id、 Ohromatagraphy)”なる論文(
Am、SoC9Brew、Ohem、Proc、、19
73゜pp、45−46参照)に記載されている。分離
は、バイオ−ラッド・ラボラドリース(Bio −Ra
dLa矛oratories、Richmona、○a
’1ifornia、、USA )から市販されている
水素形の1フイートのHPX−87カラム上で行なわれ
た。
本発明の手法も以下の例によって更に詳細に説明する。
例 1
C5−2、A’lC:0No39.289の菌株を使用
した。この耐酸性の菌株は、5.8以下のpHを有する
培地中で生長するまで次第に低くなるpHにおける培地
中でウッド(Wood)菌株DSM521を培養するこ
とによって得られた。後者の親株は、西ド・イツ国ゲッ
チンゲン(G5tting4)市のドイツチェ・ザムル
ング、7オン・ミクロオルガニスメン(Deutsch
e Samm’lungvan Mi’kroorp;
a、nismen )からDSM521として入手しう
る。
した。この耐酸性の菌株は、5.8以下のpHを有する
培地中で生長するまで次第に低くなるpHにおける培地
中でウッド(Wood)菌株DSM521を培養するこ
とによって得られた。後者の親株は、西ド・イツ国ゲッ
チンゲン(G5tting4)市のドイツチェ・ザムル
ング、7オン・ミクロオルガニスメン(Deutsch
e Samm’lungvan Mi’kroorp;
a、nismen )からDSM521として入手しう
る。
微生物の培養に使用された培地は、次の組成を有するも
のであった: B 、NaHCO216,8 に2HP0. 7 、。
のであった: B 、NaHCO216,8 に2HP0. 7 、。
KH2PO45,5
C9酵母エキス 5.0トリプ
トン 5・0(NH4)2S0
4 1.0MgSO4,782
00,25 F8(NH4)2 (SO4)2.6ThOO,o 4
co (No り2・61(200,03NaMOO4
,2H2o o、o 024レ
サズリン(0,20/l/1.00m/’溶液)1,0
帷/eA、Bおよび0群の成分の溶液は、規定された組
成の培地をつくるために混合する前に別々に滅菌された
。次に培地11当ジナトリウムチオグリコレート0゜5
g、ニコチン酸5.6πりおよび痕跡塩の浴液1 ?1
1’)、を添加した。上記の痕跡塩溶液は、次の組成を
有するものであった:痕跡塩溶液 エチレンジアミン四酢酸 ジナトリウム塩二水化物 5・00
λ(n OI! 24 H205。C10N132Se
03 0.20H2B
O30,100 ZnC120,050 ALK(SO2) 2・12H200,10ONi 0
42.6H□OO,020 CuJ2−2H200+010 培地の調製および試料の培養は、ノリス(、T、R,N
orris)およびリボンス(D、JR1’bbons
)によって編集された6微生物学の方法”Press、
Nevr York、1969 、、 pp、1 j
7−j 321C記載されたハンゲート(R,Fi、H
ungate)の論文″′厳密な嫌気性菌の培養のだめ
のロール・チューブ法″(A Roll Tube M
ethoa for 0u1t、1vationof
5trict Anaerobes ) ’ripよび
ミラー(Miコ−’1er)およびウオリン(Wo’1
in)により6応用微生物学”(ApploMicro
biol、、27.985(1974))に記載されて
いるような標準的な嫌気的技術を使用して実施された。
トン 5・0(NH4)2S0
4 1.0MgSO4,782
00,25 F8(NH4)2 (SO4)2.6ThOO,o 4
co (No り2・61(200,03NaMOO4
,2H2o o、o 024レ
サズリン(0,20/l/1.00m/’溶液)1,0
帷/eA、Bおよび0群の成分の溶液は、規定された組
成の培地をつくるために混合する前に別々に滅菌された
。次に培地11当ジナトリウムチオグリコレート0゜5
g、ニコチン酸5.6πりおよび痕跡塩の浴液1 ?1
1’)、を添加した。上記の痕跡塩溶液は、次の組成を
有するものであった:痕跡塩溶液 エチレンジアミン四酢酸 ジナトリウム塩二水化物 5・00
λ(n OI! 24 H205。C10N132Se
03 0.20H2B
O30,100 ZnC120,050 ALK(SO2) 2・12H200,10ONi 0
42.6H□OO,020 CuJ2−2H200+010 培地の調製および試料の培養は、ノリス(、T、R,N
orris)およびリボンス(D、JR1’bbons
)によって編集された6微生物学の方法”Press、
Nevr York、1969 、、 pp、1 j
7−j 321C記載されたハンゲート(R,Fi、H
ungate)の論文″′厳密な嫌気性菌の培養のだめ
のロール・チューブ法″(A Roll Tube M
ethoa for 0u1t、1vationof
5trict Anaerobes ) ’ripよび
ミラー(Miコ−’1er)およびウオリン(Wo’1
in)により6応用微生物学”(ApploMicro
biol、、27.985(1974))に記載されて
いるような標準的な嫌気的技術を使用して実施された。
活性炭上に吸着されたC、テルロ8mlの全容積を有す
るジャケット付きのカラム内に保持された微生物の細胞
と活性炭との混合物上に脱ガスされた発酵培地が連続的
に通された。
るジャケット付きのカラム内に保持された微生物の細胞
と活性炭との混合物上に脱ガスされた発酵培地が連続的
に通された。
細菌細胞のための担体は、カルボン社(Oalg−On
0Orporat ion 、Pit tsl)ur
gh 、Penn eylvania )から市販され
ている12〜14メツシユ(1,6B闘ないし0.42
曲の篩目の開きを有する米国標準篩の寸法)のCPGビ
ツンバーグ活性炭であった。反応器には活性炭11gが
充填されておシ、この活性炭は、蒸留水で湿1j+され
、そして反応器は次にオートクレーブ内で121℃およ
び15ps1において2時間加熱することによって滅菌
された。滅菌嫌気性培地は、カラムを上方に向って通し
て活性炭を培地で飽和せしめた。すべての液体は、二酸
化炭岩の雰囲気下に訝かれた。
0Orporat ion 、Pit tsl)ur
gh 、Penn eylvania )から市販され
ている12〜14メツシユ(1,6B闘ないし0.42
曲の篩目の開きを有する米国標準篩の寸法)のCPGビ
ツンバーグ活性炭であった。反応器には活性炭11gが
充填されておシ、この活性炭は、蒸留水で湿1j+され
、そして反応器は次にオートクレーブ内で121℃およ
び15ps1において2時間加熱することによって滅菌
された。滅菌嫌気性培地は、カラムを上方に向って通し
て活性炭を培地で飽和せしめた。すべての液体は、二酸
化炭岩の雰囲気下に訝かれた。
カラムがすべての培地成分で胞7f11されるまでに約
45床容積の培地がカラムに通された。
45床容積の培地がカラムに通された。
56℃で培養された培地中でC,テルモアセチクムの菌
株を6日間の引続り継代培養してよって活性炭床のため
の接種物を調製した、次に、24時間培培養れた3代目
の継代培養基12懺、を床の基体の中に注入した。ヒ記
培梼基を入れたカラムをとのカラムの・ンヤケットを循
環する温水によって58℃に性情した。12時間の培養
の後、カラムの頂部室にある培地の混濁度は、増殖の起
ったことを、示していた。次に、無菌の培地を2’、5
qΩ/hrめ初期流量においてカラムを上方に向って通
した。担体に接触している細胞が担体に付着し、それに
よってそれらの急速な流出を防いでいることが観察され
た。流出液の540nmにおける光学密度(0,D)
、−x −pH、グルコース濃度および酢酸濃度を監視
した。実験の掃過中、種々の希釈率を得るために、培地
の流量を変えた。
株を6日間の引続り継代培養してよって活性炭床のため
の接種物を調製した、次に、24時間培培養れた3代目
の継代培養基12懺、を床の基体の中に注入した。ヒ記
培梼基を入れたカラムをとのカラムの・ンヤケットを循
環する温水によって58℃に性情した。12時間の培養
の後、カラムの頂部室にある培地の混濁度は、増殖の起
ったことを、示していた。次に、無菌の培地を2’、5
qΩ/hrめ初期流量においてカラムを上方に向って通
した。担体に接触している細胞が担体に付着し、それに
よってそれらの急速な流出を防いでいることが観察され
た。流出液の540nmにおける光学密度(0,D)
、−x −pH、グルコース濃度および酢酸濃度を監視
した。実験の掃過中、種々の希釈率を得るために、培地
の流量を変えた。
種々の流量ておける容潰生産率を第1表に要約して示す
。Q 、 5/hrの希釈率において観察された6、0
.!9/1−hrの最大容積生産実は、OJルモアセチ
クムを用いた固定細胞反応器についての従来報告された
最良の容積生産率のほとんど3倍であった。その方法(
Wa、ngおよびWangによる方法)においては、細
胞は、寒天またはカラギーナンのゲル中に固定されてい
た。
。Q 、 5/hrの希釈率において観察された6、0
.!9/1−hrの最大容積生産実は、OJルモアセチ
クムを用いた固定細胞反応器についての従来報告された
最良の容積生産率のほとんど3倍であった。その方法(
Wa、ngおよびWangによる方法)においては、細
胞は、寒天またはカラギーナンのゲル中に固定されてい
た。
第1表
活性炭担体を使用した酢酸の生産率
5.25 7゜4 0.09 16.9
1.55.30 5.6 0.14
16.1 2.35.85 6.1
肌28 15,4 5.84s、40
4.2 0.50 11,9 6.0例
2 活性炭担体をトウ早ロコシ穂軸粒に換えたことを除いて
は、例1の一般的方法に従った。使用されたトウモロコ
シ穂軸粒は、アンダーソン社(The Anaerso
n’s、Maumee、0hio、USA )からグリ
ダトーオカブ、x (Grit −OCabs )グレ
ード142゜として市販されている14−20メツシユ
(米国標漁篩の寸法)のものであった。実績の結果を第
′M表に示す。この固定細胞発酵のための担体としてト
ウモロコシ穂軸粒を使用した場合には、2.1/hrの
希釈率において14g/1−hrを超える容積生産率が
得られた。そのような容積生産率は、単−酸産生閾によ
る固定細胞発酵反応について従来観察されたいか々る容
積生産率をもはるかに超えている。
1.55.30 5.6 0.14
16.1 2.35.85 6.1
肌28 15,4 5.84s、40
4.2 0.50 11,9 6.0例
2 活性炭担体をトウ早ロコシ穂軸粒に換えたことを除いて
は、例1の一般的方法に従った。使用されたトウモロコ
シ穂軸粒は、アンダーソン社(The Anaerso
n’s、Maumee、0hio、USA )からグリ
ダトーオカブ、x (Grit −OCabs )グレ
ード142゜として市販されている14−20メツシユ
(米国標漁篩の寸法)のものであった。実績の結果を第
′M表に示す。この固定細胞発酵のための担体としてト
ウモロコシ穂軸粒を使用した場合には、2.1/hrの
希釈率において14g/1−hrを超える容積生産率が
得られた。そのような容積生産率は、単−酸産生閾によ
る固定細胞発酵反応について従来観察されたいか々る容
積生産率をもはるかに超えている。
第■表
トウモロコシ穂軸粒担体を使用した酢酸の生産率5.6
4.2 0.29 13.4
3.96.0 5.8 0.74
10.2 7.55.9 3,9
10.75 10.4 7.86.4
5.5 1,2 10.2
12.26.9 2.8 2.1
7,1 14.5比較試験1 比較の目的で、担体として作用する他の固体物質を有し
ない細胞および培地のみを含有する撹拌機付き反応器に
おいて連続的発酵を行なった。発酵は、58℃において
実施され、実験の経過中に例1におけると同様に流惜を
変えた。
4.2 0.29 13.4
3.96.0 5.8 0.74
10.2 7.55.9 3,9
10.75 10.4 7.86.4
5.5 1,2 10.2
12.26.9 2.8 2.1
7,1 14.5比較試験1 比較の目的で、担体として作用する他の固体物質を有し
ない細胞および培地のみを含有する撹拌機付き反応器に
おいて連続的発酵を行なった。発酵は、58℃において
実施され、実験の経過中に例1におけると同様に流惜を
変えた。
0.23/hrの希釈率において1,76ji/1−h
rの最大容積生産率が観察された。約0.3以上の希釈
*は、そのような系においては不可能である。
rの最大容積生産率が観察された。約0.3以上の希釈
*は、そのような系においては不可能である。
伺故ならば、より高い希釈率においては、細胞が反応器
から流出するからである。第■表に示された試験の結果
は、細胞支持体を有しない連続的反応器を使用する方法
は、本発明による方法におけるよりもずっと低い容積生
産率しかもたらさないととを示している。
から流出するからである。第■表に示された試験の結果
は、細胞支持体を有しない連続的反応器を使用する方法
は、本発明による方法におけるよりもずっと低い容積生
産率しかもたらさないととを示している。
第 ■ 表
細胞担体を有しないト祉拌俵付き反応器を使用した酢酸
の生産率 6.7 7.4 0.20 8,2
1.666、B 7,0 0.23
7,6 1.767.0 3+4 0.
50 4,9 1.50比較試験2 カラム内に面金するように切断された網状ポリウレタン
フォームで活性炭支持体を置換えたことを除いては、例
1の一般的方法に従った6使用したフオームは、長さ1
インチ当り20個の小孔を有するスコツト・フィルター
・フオーム(Scott Filter Foam)で
あった。それはスコツト・ペーパー・カンパニー社(S
Cott PapθrCompany、Foam Di
vision、Chester、Penn5ylvan
ia。
の生産率 6.7 7.4 0.20 8,2
1.666、B 7,0 0.23
7,6 1.767.0 3+4 0.
50 4,9 1.50比較試験2 カラム内に面金するように切断された網状ポリウレタン
フォームで活性炭支持体を置換えたことを除いては、例
1の一般的方法に従った6使用したフオームは、長さ1
インチ当り20個の小孔を有するスコツト・フィルター
・フオーム(Scott Filter Foam)で
あった。それはスコツト・ペーパー・カンパニー社(S
Cott PapθrCompany、Foam Di
vision、Chester、Penn5ylvan
ia。
UEIA’lから市販されている。試験の結果を第■の
細胞が吸着されている場合には、それらは、本発明の方
法において使用された担体上に吸着されている場合に比
較して酢酸のかなり低い容積生産率しかもたらさない、 第■表 楔状ポリウレタンフォーム担体を使用した酢酸の生産率
5.8 4+9 0+12 13.3
1.66.4 5,4 0.28 10,1
2.8&9 2.5 0.96 4
,4 4.27.0 2.4 1.0
5.9 3.97.0 2j 1
.1 5.4 3.77.2 1.4
’19 1.8 3.4以上のよう
に、本発明疋従えば、従来技術による方法よりもすぐれ
ている単−酸家生反応によって有機酸の連続的製造の改
善された方法が捉供されたことは明らかである、特定の
具体例に関連して本発明を記載したが、以上の記述に基
づいて当簗者にとっては多くの選択、修正および改変が
可能であることは明らかであるや従って、そのような選
択、・多面および改変は、本発明の範囲内に包含される
ものである。
細胞が吸着されている場合には、それらは、本発明の方
法において使用された担体上に吸着されている場合に比
較して酢酸のかなり低い容積生産率しかもたらさない、 第■表 楔状ポリウレタンフォーム担体を使用した酢酸の生産率
5.8 4+9 0+12 13.3
1.66.4 5,4 0.28 10,1
2.8&9 2.5 0.96 4
,4 4.27.0 2.4 1.0
5.9 3.97.0 2j 1
.1 5.4 3.77.2 1.4
’19 1.8 3.4以上のよう
に、本発明疋従えば、従来技術による方法よりもすぐれ
ている単−酸家生反応によって有機酸の連続的製造の改
善された方法が捉供されたことは明らかである、特定の
具体例に関連して本発明を記載したが、以上の記述に基
づいて当簗者にとっては多くの選択、修正および改変が
可能であることは明らかであるや従って、そのような選
択、・多面および改変は、本発明の範囲内に包含される
ものである。
613−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 単−酸産生発R,反応(homcacidoge
nicfermentation rea、ction
’)によって有機酸を連続的に製造する方法において
、活性炭およびトウモロコシ穂軸粒からなる群から選択
された支持体物質の表面上で生長する単一酸産生微生物
の細胞上に炭水化物溶液を、上記酸を少くとも約5jj
/1.hrO客積生産率においてN Mするのに有効な
pH1温度および希釈率の条件下で卸すことにより上記
炭水化物溶液を発酵させることによって上記酸を製造す
ることを特徴とする前記有機酸の連続的製造方法。 2、 単一酸産生微生物がクロストリジウム・テルモア
セチクA (Cothermoaceticum )の
1菌株であり酸が酢酸である特許請求の範囲第1項記載
の方法。 3、 クロストリジウム・テルモアセチクムの菌株がA
T(!ONo、39.2’89である特許請求の範囲第
2項記載の方法。 4、 炭水化物溶液がグルコースの溶液である特許請求
の範囲第6項記載の方法。 5、 pHが約4.0と約7.5の間に保たれる特許
請求の範囲第6項記載の方法。 & 温度が約45℃と約70℃との間に保たれる特許請
求の範囲第3項記載の方法。 l 希釈率が約0.4/hrと約3/hrとの間である
特許請求の範囲第6項記載の方法。 8 炭水化物溶液を微生物の細胞上に通す前に脱ガス室
を通過せしめる特許請求の範囲第1項記載の方法。 9、 4−酸産生微生物がラクトバシルス・デルプルエ
キ−(Lactobacillus delbruec
’kii )の1菌株でありそして酸が乳酸である特許
請求の範囲第1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US474412 | 1983-03-11 | ||
US06/474,412 US4506012A (en) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | Production of organic acids by a continuous fermentation process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59205993A true JPS59205993A (ja) | 1984-11-21 |
Family
ID=23883417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59044134A Pending JPS59205993A (ja) | 1983-03-11 | 1984-03-09 | 連続的発酵法による有機酸の製造方法 |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4506012A (ja) |
EP (1) | EP0120369B1 (ja) |
JP (1) | JPS59205993A (ja) |
AT (1) | ATE43638T1 (ja) |
BR (1) | BR8401077A (ja) |
CA (1) | CA1211729A (ja) |
DE (1) | DE3478471D1 (ja) |
DK (1) | DK134384A (ja) |
ES (1) | ES8506802A1 (ja) |
FI (1) | FI80721C (ja) |
GR (1) | GR81371B (ja) |
IE (2) | IE840295L (ja) |
MX (1) | MX7694E (ja) |
NO (1) | NO159289C (ja) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3650395T2 (de) * | 1985-02-08 | 1996-02-29 | Daicel Chem | Gärung zur Gewinnung von d-Milchsäure. |
US4814273A (en) * | 1985-03-20 | 1989-03-21 | Michigan Biotechnology Institute | Production of organic acids by an improved fermentation process |
CA1267858A (en) * | 1985-11-06 | 1990-04-17 | Sushama Joshi | Microorganism immobilization |
FR2593191B1 (fr) * | 1986-01-17 | 1990-04-27 | Production Commerc Engrais Phy | Inoculum microbien comportant, comme support, de la pulpe de raisin sechee et broyee et application, notamment, a l'enrichissement des sols |
EP0236156A3 (fr) * | 1986-01-17 | 1987-12-09 | Societe De Production Et Commercialisation Des Engrais Et Phytos | Nouveau procédé de compostage, inoculum microbien comportant comme support, de la pulpe de raisin sechée et broyée et application, notamment, à l'enrichissement des sols |
US4921799A (en) * | 1986-03-14 | 1990-05-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Fermentation method |
DE3618076A1 (de) * | 1986-06-02 | 1987-12-03 | Kernforschungsanlage Juelich | Verfahren zur mikrobiellen anaeroben gewinnung von essigsaeure |
FR2649719B1 (fr) * | 1989-07-17 | 1993-08-27 | Cerbio Sa | Procede de protection et de conservation de micro-organismes notamment de bacteries |
US5595893A (en) * | 1992-06-19 | 1997-01-21 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Immobilization of microorganisms on a support made of synthetic polymer and plant material |
US6013491A (en) * | 1997-08-06 | 2000-01-11 | Martinez; Leticia | Fibrous cellulose support containing adhered yeast for converting sucrose to glucose and fructose |
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CN1227364C (zh) * | 1999-03-11 | 2005-11-16 | 齐凯姆公司 | 一种生产乙醇的方法 |
BRPI0506554A (pt) * | 2004-01-29 | 2007-02-27 | Zeachem Inc | recuperação de ácidos orgánicos |
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AU2008212826A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Zeachem Inc. | Energy efficient methods to produce products |
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-
1984
- 1984-02-08 IE IE840295A patent/IE840295L/xx unknown
- 1984-02-08 IE IE840294A patent/IE840294L/xx unknown
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- 1984-03-08 EP EP84102525A patent/EP0120369B1/en not_active Expired
- 1984-03-08 AT AT84102525T patent/ATE43638T1/de not_active IP Right Cessation
- 1984-03-08 DE DE8484102525T patent/DE3478471D1/de not_active Expired
- 1984-03-09 NO NO840909A patent/NO159289C/no unknown
- 1984-03-09 ES ES530444A patent/ES8506802A1/es not_active Expired
- 1984-03-09 JP JP59044134A patent/JPS59205993A/ja active Pending
- 1984-03-09 BR BR8401077A patent/BR8401077A/pt unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS5726592A (en) * | 1980-06-23 | 1982-02-12 | Union Carbide Corp | Acetic acid by fermentation |
Also Published As
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