JPS60110296A - 糖類の発酵によりポリオール混合物を工業的規模で製造、採取する方法 - Google Patents

糖類の発酵によりポリオール混合物を工業的規模で製造、採取する方法

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JPS60110296A JP17421484A JP17421484A JPS60110296A JP S60110296 A JPS60110296 A JP S60110296A JP 17421484 A JP17421484 A JP 17421484A JP 17421484 A JP17421484 A JP 17421484A JP S60110296 A JPS60110296 A JP S60110296A
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    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明にモニリエラ・トメントサ・バール・ポリニス(
Moniliella tomentosa vor.
 polli−nis)のような糖寛容性の菌で糖を好
気性発酵させることによりポリオール、特にエリトリト
ールおよび/またはリビト−ルを工業的規模で製造する
方法に関する。
酵母様の菌であるモニリエラ・トメントサ・バール・ポ
リニスによる適当な糖の好気性発酵はエリトリトールを
生産することが仰られている。このことは、先ずG.J
.Hajny,J.H.Smi−thおよびJ.C.G
arverによりApplid Micro−biol
ogy 12,p.240−246(5月1964)に
報告された。そして彼等は微生物をトルラI2A(To
rula I2A)と命名した。後に、Anto−ni
e van Leeuwenhoek 37,p.10
7−118(1971)において、L.Dooms,G
.L.HennebertおよびH.Verachte
rtはこの菌をモニリエラ・トメントサ・バール・ポリ
ニスとして分類し、そのエリトリトールを生産する能力
を確認した。
この著者等は、またこの微生物の完全な形態学的記述を
し、これには参考文献が加えられている。更に、彼等は
、モニリエラは殊に適用した培養条件にしたがい2つの
形、すなわち酵母様の形と糸状菌様の形のもとに存在す
ることができることを認めている。上記文献のp.11
0において、彼等は次のように述べている。
「寒天斜面培養では両方の形がつくられる。
静置液体培地では、豊富な菌糸と、分芽胞子より多い分
節胞子をもつ糸状菌様の形が発達する。
振盪フラスコ培養では、出芽および分裂によりつくられ
る円形、卵形、および方形の細胞をもつ酵母様の形が優
勢であり、菌糸は形成されない。」 従来の当業界の専問家達は、モニリエラ・トメントサ・
バール・ポリニスによる糖の発酵からはグリセロール、
エリトリトール、およびアラビトールが生産されること
を報告しているが、本発明者等はその工業的に発展させ
た方法では、発酵生産物は種々な量におけるグリセロー
ル、エリトリトール、およびリビトールよりなることを
見い出した。グリセロールは市販されてよく知られてい
るものであるが、エリトリトールとリビトールは今まで
意義のある工業的規模で手に入ることができなかったも
のである。これらの生成物の両者は化学的中間体として
興味ある性質をもち、そのポリヒドロキシル官能性は例
えばポリウレタンおよび他のポリマーの製造における原
料のような多数の使用を示す。それ故に、グリセロール
よりも多くのエリトリトールおよびリビトールを生産す
るように発酵反応に影響を与えることができることは明
らかに価値があることである。なぜならば、グルセロー
ルは他の資源から容易に手に入れることができるからで
ある。その上、ヘキソース モノホスフエート経路を通
しての発酵の理論的コースから、発酵した糖のより多く
がグリセロール(50%)よりもリビトール(83%)
およびエリトリトール(66%)に変換され得るのであ
る。
さて、本発明者等は、発酵培地の通気の程度を調整する
ことにより、リビトールの生産が増加しそして同時に全
ポリオールの収量が増加するように発酵のボリオール成
分の分布に影響を与える手段を見い出した。さらに、ボ
リオールの収量における増加は、前の発酵からの細胞を
発酵培地に再循環することにより得ることができる。
低い通気割合では、エタノールと一緒にエリトリトール
が優位に生産されることが、すでにHajnyにより報
告されている。さて、本発明者等は、より高い通気割合
では、エタノールの生産は最小にされるが、さらに生産
物中のリビトールの割合が実質的に増加する(2%以下
から20%またはそれ以上まで)ことを見い出した。
それ故に、より高い酵素の移動割合は、最も経済的に魅
力的なポリオールへの糖の変換を最適にする手段を提供
する。酸素の移動割合を変えることにより、異なった応
用に対し望ましいような異なったポリオールの割合をポ
リオール生産物中に得ることができるのである。
発酵の変換収量を増加する他の手段は、生物量を再循環
すること、すなわち1つの発酵から除去された細胞を接
種物として次の発酵に用いることである。
それ故に、本発明によるモニリエラ・トメントサ・バー
ル・ポリニスによる適当な糖の好気性発酵によりグリセ
ロールおよびエリトリトールよクなるポリオール混合物
を工業的に製造する方法は、発酵培地の通気の程度を増
加することにより、リビトールがまた生産され、そして
ポリオール混合物中のリビトールの割合および全ポリオ
ールの収量が増加されることにより特徴づけられる。
その上、ポリオールの収量におけるさらに増加は、前の
発酵からの細胞の再循環によりなしとげられることがで
きる。
“通気の程度”は、例えば羽根車の速度または攪拌機の
回転速度により示されるような培地の攪拌の程度と結び
ついた反応培地への酸素の供給量で構成された、結合し
た因子である。一般に、所定の大きさの発酵容器では、
供給される酸素の所定の量に対し容器の内容物の攪拌の
程度の増加に形成されるリビトールの量を増加する。同
様に、一定の攪拌では、供給される酸素の量における増
加は同じ効果を生ずる。しかしながら、明らかに発酵容
器に供給される酸素の所定の量に対しては攪拌の最適な
程度があり、逆もまた同じであり、そして最適な条件は
、常に、最適まで供給される酸素を増加することまたは
攪拌の程度を増加することがリビトールの所定の生産を
与えるということを心にとめて、簡単な実験を行なうこ
とにより決めることができる。本発明者等は、また、最
適条件は発酵容器の大きさに従って変わること、そして
、一般に、より小さい容量の発酵容器よりもより大きい
発酵容器に供給される酸素の所定の割合に対しては攪拌
の程度はより小さくてもよいことを見い出した。
好適には、酸素は、空気または空気の組成に近い酸素/
不活注ガス組成物として、0.1lないし1.5l/発
酵培地l/分、好ましくは0.5lないし1.5l/発
酵培地l/分の範囲内の割合で供給され、攪拌の程度は
発酵容器の所定の大きさに対しこの範囲内の空気の流動
に最適であるように選ばれる。
“前の発酵からの細胞の再循環”は、発酵を開始させる
ために用いられる細胞の一部または全部が前の発酵から
誘導されることを意味する。
再循環される生物量は前の発酵の生物量の5%から10
0%まで変えられることができる。後記する窒素源も、
また再循環する生物量に応じて種々の量において発酵培
地に添加されることができる。100%の細胞が再循環
されるとき、窒素源は省略されることができ、そのため
細胞は糖だけを発酵し、それにより発酵培地をつくり上
ける費用を非常に減少することができる。
いずれの場合においても、再循環される細胞の%および
添加される窒素源の量は、1つの培養から他の培養に効
果的な発酵力を確実にするように選択されるべきである
本発明方法を実施することにより、発酵で生産されるポ
リオールの混合物、すなわちグリセロール、エリトリト
ールおよびリビトールの混合物は20重量%以上のリビ
トオールを含有する。
モニリエラ・トメントサ・バール・ポリニスは、オラン
ダ国BaarnのCentraal Bureau v
oorSchimmelcultures(CBS)よ
りCBS461.67として手に入れることができ、こ
の菌はまた英国Ferry Lane, Kew, R
ichmond, Surrey T W 93AFの
Commonwealth Mycological 
InstituteCulture Collecti
on(CMI cc)に番号(CMICC)27164
8のもとに寄託されており、ここより一般に手に入れる
ことができる。この微生物の細胞は、麦芽エキス(4%
)、酵母エキス(0.2%)、および寒天(2%)を含
有する固体培地で培養される。このようにして形成され
た培養物は、つぎに糖(その量は後記する)および窒素
源を含有する殺菌した培地に接種される。
発酵は3と6の間、好適には4ないし5の出発pHで、
27℃と32℃の間の温度で行なわれる。発酵は糖が消
費されたときに停止される。
培地に含有される糖の量は20%と45%の間、好適に
は30%ないし35%である。培養および発酵の両方に
用いるのに適する糖は、デキストロース(グルコース)
、シュクロース、フラクトース、またはマルトースであ
る。(本明細書の発明の詳細な説明および特許請求の範
囲において、特に言明しないかぎり、%および部は容量
%および容量部である)。
従来の方法では、Hajnyにより記載されているよう
に、種々の窒素源、例えば酵母エキス、尿素、コーンス
チーブリカー、麦芽、最終糖蜜、麦芽エキス、およびジ
スチラーズ・ドライ・ソルプルが発酵に用いられている
。本発明方法では、0.5%酵母エキス+0.1%尿素
で、あるいは5%コーンスチーブリカー+0.02%尿
素で良い結果が得られる。出発pHIは約3.0と6.
0の間にあるべきであり、このpHは発酵中に約2.0
ないし3.5に減少される。L.Hanssena,A
. vanRegenmorte1,およびH.Ver
achtert,ApplledMicrobiolo
gy,Vol.24,No.5,p.851−865(
11月1972)によると、異なる一定pHで行なわれ
た実験室での発酵は全ポリオールおよびエリトリトール
の収量に実質的な差異を生ずるということである。本発
明者等は、より大きな規模の発酵(2lの発酵槽または
それ以上の発酵槽)を実施するとき、全ポリオールおよ
びエリトリトールの収量は4.0ないし6.0の範囲内
の出発pHに対してはさほど敏感でないことを見い出し
た。汚染の問題を避けるため、または最小にするために
は、4ないし5の出発pHが好ましい。発酵は糖がすべ
て消費されるまで行なわれ(発酵時間は使用する糖の量
により通常4日と12日の間である)、その後、培養は
停止され、細胞が例えば遠心分離により培養ブロスより
除去される。細胞を含まない培養ブロスは、エリトリト
ール、リビトール、およびグリセロールを含有し、それ
自体で、精製し(例えば限外濾過および脱鉱物により)
、または精製することなく、若干の用途に、例えばポリ
マー工業に用いられることができる。精製した培養ブロ
スは、また60%ないし80%溶解した固体まで濃縮さ
れることができ、そしてこれから例えばJ.M.Rox
burg,J.F.Spencar,およびH.R.S
allensによりCanadian Journal
 of Tech−nology,Vol.34,p.
248−255(1956)に記載された技術により、
エリトリトールが結晶化されることができる。エリトリ
トールの結晶の回収後に残存する液――この液は(結晶
化されなかった)エリトリトール、リビトール、および
グリセロールの混合物である――は、また適当な処理後
に用いられることができる。
代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)モニリエラ・トメントサ・バール・ポリニス(M
    oniliella tometosa var. p
    ollinis)による適当な糖の好気注発酵によりグ
    リセロールおよびエリトリトールよシなるポリオール混
    合物を工業的に製造する方法において、発酵培地の通気
    の程度を増加することにより、リビトールがまた生産さ
    れ、そしてポリオール混合物中のリビトールの割合およ
    び全ポリオールの収量が増加されることを特徴とする方
    法。
  2. (2)空気または空気の組成に近い酸素/不活性ガス組
    成物が0.1lないし1.5l/発酵培地l/分の割合
    で供給される特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)モニリエラ・トメントサ・バール・ポリニスの細
    胞が前の発酵から再循環されることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項または第2項記載の方法。
  4. (4)前の発酵からの細胞の5%ないし100%が再循
    環されることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
    方法。
  5. (5)糖がデキストロースであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の方法
  6. (6)発酵の初めに糖が20%と40%の間の量におい
    て発酵ブロス中に存在することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の方法。
  7. (7)発酵の初めにpHが3と6の間、好適には4と5
    の間に調整されることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項ないし第6項記載の方法。
  8. (8)キサンタンガム(Xanthan gum)が発
    酵培地の100ppmと500ppmの間の量において
    存在することを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第7項のいずれかに記載の方法。
  9. (9)通常の消泡剤がまた発酵に対し添加されることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれ
    かに記載の方法。
  10. (10)モニリエラ・トメントサ・バール・ポリニスで
    糖を発酵させ、ブロスから細胞を除去し、場合によりブ
    ロスを精製することにより得られた、細胞を含まない、
    ポリオール含有培養ブロスであって、含有されるポリオ
    ールが、全ポリオールに基づき次の割合――リビトール
    1%−20%、グリセロール5%−40%、残りがエリ
    トリトールである――で、リビトール、グリセロール、
    およびエリトリトールだけよりなることを特徴とする培
    養ブロス。
  11. (11)モニリエラ・トメントサ・バール・ポリニスで
    糖を発酵させてエリトリトールに富むポリオール混合物
    を形成させ、細胞を除去し、ブロスを精製し、濃縮し、
    エリトリトールを結晶化し、それよりエリトリトールの
    結晶を除去することにより得られた、細胞を含まない、
    ポリオール含有ブロスであって、結晶化後の液体中に含
    まれるポリオールが、全ポリオールに基づき次の割合―
    ―リビトール5%−30%、グリセロール30%−60
    %、残りがエリトリトールである――で、リビトール、
    グリセロール、およびエリトリトールよりなることを特
    徴とする培養ブロス。
JP59174214A 1983-08-24 1984-08-23 糖類の発酵によりポリオール混合物を工業的規模で製造、採取する方法 Expired - Lifetime JPH0630592B2 (ja)

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GB8327193 1983-10-11
GB838327193A GB8327193D0 (en) 1983-10-11 1983-10-11 Production of polyols by fermentation of sugars

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DK (1) DK402584A (ja)
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ES8600396A1 (es) 1985-09-16
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