JPS602186A - ラクターゼ調整物の精製方法 - Google Patents

ラクターゼ調整物の精製方法

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JPS602186A
JPS602186A JP20070383A JP20070383A JPS602186A JP S602186 A JPS602186 A JP S602186A JP 20070383 A JP20070383 A JP 20070383A JP 20070383 A JP20070383 A JP 20070383A JP S602186 A JPS602186 A JP S602186A
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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】 本発明はラクターゼ調製物の精製に関連している。ラク
ターゼ又はベーターガラクトシダーゼはラクトースをグ
ルコースとガラクトースに加水分解するのに効果的な酵
素である。したがってラクターゼは酪農工業において有
益である。例えばチーズ製造においてチーズ乳にラクタ
ーゼを添加すると、ラクトース加水分解の速度がばやま
り熟成時間が短縮さt、生成能が増加し、改良された生
成物が出来る。ラクターゼは又、ラクトースに対し生理
的に不耐性の人に投与するのに有益である。
ラクターゼば従来の醗酵法で容易に生産される数種の微
生物に赴ける細胞内成分である。これらの畝生物の例と
しては、タルイベロマイセス(j(l u3)y e 
r o−my c es ) (従来からサツカロマイ
セスC3acc)baromyces)と考えられてい
たもの)属、おいてこのような微生物の細胞は、適当な
栄養培地中で培養し、収穫し乾燥した後全乾燥細胞を、
目的の適応物にラクターゼ活性を与えるために用いられ
た。この方法は、他の細胞成分もチーズ乳に加えられる
事になり、望ましくない味と香りを与えてしまうので良
い方法ではない。この問題点を克服するための従来の方
法は、細胞の内部からラクターゼを放出させる方法であ
り、特に細胞壁をホモジエナイズ、粉砕、又は化学的な
手段を用いて破壊していた。しかしながら、これらの方
法は一般に長時間を必要とし、高価であって、この方法
によりラクターゼばかりでなく他の細胞内酵素、タンパ
ク質及びそれらの分解生成物等も放出されるためラクタ
ーゼを分離せねばならない。この点に関して、微生物細
胞から分子内ラクターゼの放出においてフ:ロテアーゼ
も同時に放出され、このラクターゼ調製物中からプロテ
アーゼ活性を除去するのが困難であるという問題があっ
た。チーズ熟成を促進させるためにチーズ乳に加えたラ
クターゼ調製物中にプロテアーゼが混在シていれば、乳
タンパク質のタンパク分解によりペフチドが形成される
ために、不快な苦味で香りのないものが生成してしまう
。したがって、上述の見解において、微生物中からラク
ターゼを放出せしめる改良法が必要であり、さらに、こ
うして製したラクターゼ調製物の精製、特にラクターゼ
調製物中からプロテアーゼ活性を選択的に除去する方法
が必要である。
ラクターゼ、含有イースト細胞からラクターゼを、好収
率で、しかも比較的短時間で好純度で放出せしめる方法
は下記工程からなる。すなわち(cz)ラクターゼ含有
イースト細胞良を、約20ル95ル:が炭素数1−4の
ジアルキルクトン、より選んだ化合物(この場合、上述
の細胞とアルコール又はケトンの全重量に基ずく濃度で
ある。)と、約5〜35℃、(20〜30℃が良好)で
接触せしめる。(b)アルコール又はケトン処理細胞を
7)H約5、5〜8.0(約6.4−7.0が良好)を
有する水溶液と約5〜35℃(約20〜30℃が良好)
で接触せしめる。工程(α)で用いる良好な化合物はメ
タノール、エタノール、インプロノ々ノール、又+iそ
れらの混合物で、最も良好なものは、エタノールでおる
。アルコール又はケトンは全重量の約60〜90重量パ
ーセントの範囲で用いる。この方法に用いる良好なイー
スト細胞は、次の属のものである。すなわち、タルイベ
ロマイセスり弦すv暫る。
本発明はラクターゼ調製物を含有する水溶液を約30〜
90重量パーセント(40〜60重量パーセントが良好
)のグリセロール(水−グリセロール溶液の全重量に基
づいた濃度)と約85〜60℃(45〜55℃が良好)
で、pH約5.5〜8、0 ( 6.4〜7.0が良好
°)で、プロテアーゼ活性が本質的に無くなるまで加熱
する事を特徴とするプロテアーゼ含有ラクターゼ調製物
中よりプロテアーゼ活性を選択的に無くす方法を供給す
る。もしも必要なら、水−グリセロール溶液にマンガン
イオンを10−4〜1 0−”濃度で加え、加熱工程中
のラクターゼの安定性を高める事が出来る。
本発明の方法は、この分野で良く知られたラクターゼ含
有イースト細胞から放出せしめたラクターゼを精製する
のに利用する事が出来る。適当なりーコレクションより
入手出来るような多くの菌ATCC8 5 8 2、A
rcc: 1 2 4 2 4、及びタルイベロマイセ
ス ラクテイスCK1wyveromyceslact
is )である。ラクターゼを放出せしめる事ア州のカ
リフォルニア大学デービス校から一般に入手出来る培養
番号UCD55−31の株菌であである。これら既知で
、一般に入手出来るものの変異株で、従来のX’fa照
射、UV光照射、ナイトロージエンマスタード処理して
得るような変異株を用いるのも良好である事を理解され
たい。
ラクターゼ含有イースト細胞は一般に、適当な栄養培地
、例えば、ラクトーズ含有の水性培地で、リン酸アンモ
ニウム、リン酸カリウム、等のリン及び窒素源と共に乳
しようを含んだ培地である。
このような栄養培地はこの分野に精通する者にとっては
よく知られた培地である。
この分野で既知の従来からの醗酵法を用い、イースト細
胞を、十分な濃度の細胞が9の栄養培地中で得られるま
で培養する。例えば、栄養培地中、約20〜35℃(2
5℃〜85℃が良好)で約48〜10.0時間培養する
。次に細胞を、濾過又は遠心分離等の方法で取る。
分子内ラクターゼを放出せしめるために、初め、イース
ト細胞す炭素数1−4のアルキルアルコール、炭素数1
−4のアルキル基を持つジアルキルケトンと、5℃〜3
5℃(20℃〜30℃が良好)で接触せしめる。アルコ
ール又はケトンは、細胞とアルコール又はケトンの全重
量に基づき、20〜90 重tバーセント(60〜90
重量パーセントが良好)濃度用いる。細胞はアルコール
、又はケトンと2分〜20時間(30分〜2時間)接触
せしめる。次にアルコール又はケトンを細胞から、細胞
の濾過、溶媒留去、凍結乾燥等により分離する。しかし
アルコール、ケトンを約75〜80重量パーセント以下
用いた場合、アルコール又はケトンの除去は本質的でな
く、この細胞を次の工程で、アルコール又はケトンの存
在のまま、pH約5.5〜8.0の水i@液と処理する
事が出来る。
上記方法において、細胞をアルキルアルコール、又はジ
アルキルケトンと処理する場合、これはアルコール又は
ケトンにより分子内ラクターゼla媒抽出するのではな
い事ン認められたい。本方法の条件下では、ラクターゼ
は、はとんど、アルコールやケトンにより細胞中から抽
出されない。本方法の機構を理論と結びつけるつもりは
ないがアルコール又はケトンは、細胞壁の透過性をより
良くし、以後に述べろ如<pH約5.5〜8.0の水溶
液中に細胞を懸濁させた場合に分子内ラクターゼを放出
せしめるように作用するものと考えられろ。
上述の如くアルコール又はケトンと処理した後アルコー
ル−又は、ケトン−処理細胞をpH約5.5〜8.0の
水溶液(約6.4・〜7.0が良好であり6.6が最も
良い)中に懸濁せしめる。この場合、例えば、0.1M
リン酸ナトリウム又はカリウム水溶液又は0.1Mクエ
グ酸−リン酸水溶液等の適当な緩衝液を用いる方が良い
。溶液は撹拌、振とう、等によりラクターゼの放出を促
進させるのが良好である。この溶液は約5℃〜35℃(
20℃〜30℃)K保つ。水溶液中の細胞の濃度は限定
されないが1リツトル中、約10〜80グラム(約30
〜50グラム/リツトルが良好)の範囲が良い。細胞は
水溶液中に懸濁させるが0.1A/1,1ン酸ナトリウ
ム、カリウム等の緩衝液が良く、約1〜20時間、特に
約10〜20時間で放出によるラクターゼの収量が最大
になる。これが約20時間以上になると酵素による微生
物分解が起きるためラクターゼの収量が悪くなる。この
ようなラクターゼ損失は無閑条件下又は防腐剤の使用で
最少にする事が出来る。ラクターゼは細胞から他の細胞
内酵素又はタンパク質(例えばプロテアーゼ)と共に水
溶中に放出されるが、これら、望ましくない細胞構成体
の抽出量は細胞壁を機械的に破壊するためのホモグナイ
ズ、細胞の機械的粉砕等による従来のラクターゼ放出法
より本質的に少い。
細胞中から放出されるラクターゼの量は従来から用いら
れている如くラクターゼ単位で測定される。O−ニトロ
フェニル−ベーターD−iラクトピラノシド(ONPG
)のO−ニトロフェニル(ONP)及びD−ガラクトピ
ラノシドへの分解速度でラクターゼ単位を決定する。例
えばウエンドルフ(Wendorf )等のJ、 Mi
lk FootL Tech、84.451(1971
)を参照の事。さらに特異的に言えば、本発明の目的の
ために、0.1%牛血清アルブミンを含む帆IMリン酸
カリウム緩衝液7ml。
10−3M硫酸マンガン1水和物の水溶液1ml、0.
02M(DONPG溶液21a、検定用(D ラクター
ゼ含有水液、を混合して製した溶液中で420?1.m
での吸収を分光光度計で、0NPGの分解速=y決定す
る。検定は37℃で20分間行い、反応は2X 10 
”M EDTA ジナトリウム、を含む2M水酸化アン
モニウム水1ml’Q加えて止める。ラクターゼ単位は
420n’mでの吸収における変化により決定する。1
ラクタ一ゼ単位は1分間に生成するONFの1マイクロ
モルに等しい。溶液中のプロテアーゼの量は、同様に、
本発明の目的のために、染色コラーゲンポリマーである
アゾコールの分解速度として測定したプロテアーゼ単位
として表わされる。例えばヘイム(Heym)によるA
rch、 Biochem、 Biophys 、 1
27.89(1962)の報告を参照せよ。さらに特異
的に言えば、アゾコールの分解速度は分光光度計を用(
z)520nmの吸収変化t、(8mlの0,1Mリン
酸ナトリウム緩衝液、10m1のアゾコール、ITLl
のプロテアーゼ含有検定溶液の混合により製した溶液中
で測定して決定する。この溶液を87℃で30分間振と
うしてインキユベートシ、残りのアゾコール’a=濾過
して反応を止める。次に1分間当りの520nmVCお
けろ吸光度の変化からプロテアーゼ単位を決定する。
イースト細胞中から抽出水溶液中にラクターゼ及び少量
のプロテアーゼ及び他のタンパク質が放出さnた後、残
りの固形細胞物質を濾過して除きラクターゼと少量のプ
ロテアーゼ不純物を含む溶液を得る。必要ならラクター
ゼは従来の、凍結乾燥、アセトンの如き非溶媒を加えて
ラクターゼを沈澱させるか蔗糖を加えてスプレー乾燥等
の方法で単離する事が出来る。しかしこれらの方法で単
離したラクターゼばプロテアーゼ不純物を含んでおり、
これをチーズ製造に用いると望ましくない香と味になる
事は明らかである。したがって、イースト細胞から本発
明の方法で得たラクターゼは上述の如くプロテアーゼ活
性を除かねばならない。
本発明によれば、これらプロテアーゼ活性はプロテアー
ゼ不純物を言むラクターゼ調製物の水溶液を約80〜9
0重量パーセントのグリセロール(この場合水−グリセ
ロール溶液の全重量にもとずく濃度)と約35〜60℃
でpIi約5.5〜8.0で加熱して除く事が出来る。
それ故、アルコール−又はケトン−処理イースト細胞か
ら上述の方法に従って得たラクターゼ及びプロテアーゼ
不純物を含む水溶液はグリセロールを加え、加熱する事
によって、水溶液中からラクターゼ含有水せずに直接精
製する事が出来る。精製工程における水−グリセロール
溶液中のラクターゼの濃度は限定されないが一般的には
ITLl当り約1,000〜25.000ラクタ一ゼ単
位(約2,000〜25.000単位/ mlが良好)
の範囲である。それ故、前述のアルコール−又はケトン
−処理細胞の抽出工程で得た、ラクターゼ含有水溶液は
グリセロール7加える前に、濃縮して適当な濃度にする
のが良い。
精製工程は約45〜55℃でpH6,4〜7.0(約6
.6が最も良好である。)にて行うのか良く、この条件
下ではラクターゼは安定である。精製工程でのラクター
ゼの安定性は、もし必要なら、例えば塩化マンガン、硝
酸マンガン、硫酸マンガン等可溶性二価マンガン塩を、
10−4〜10−2Mマンガンイオン濃度にするのに十
分な量加えると、これが促進される。
ラクターゼ含有水−グリセロール浴液はプロテアーゼ活
性が本質的に減少するまで加熱する。これに必要な時間
は反応温度に依存するが、一般には、60℃で約3時間
〜35℃で約lO日間であり、50℃で約6〜12時間
が最適である。この条件下でプロテアーゼ不純物は急速
に不活性化され、プロテアーゼ活性は初期の10%以下
になる。
これに比してラクターゼはグリセロールで選択的に安定
化され、マンガンイオンを加えると、初期のラクターゼ
活性の9−0%以上が保持される。加熱中に、不活性化
されたプロテアーゼを含む不活性化されたタンパク質の
沈澱が出来、これを例えば沖過して除き目的のラクター
ゼ精製溶液を得る。
グリセロールの存在下で加熱する事によりプロテアーゼ
活性を選択的に減少せしめる、上体の精製工程は、アル
コール又はケトンでイースト細胞を処理し、次の本発明
に従ってp、H5,5〜8.0で水解液中に抽出せしめ
て得たラクターゼの精製には特に適当である事は明白で
あるし力Sしプロテアーゼ活性を選択的に減少せしめる
この方法は、上述以外の方法、例えば従来の機械的破壊
又はホモゲナイズ等により得たラクターゼ調製物中のプ
ロテアーゼ活性を減するのに用いる事が出来る。
本発明は次の実施例で例示するが、本発明はこれらの実
施例の特異的詳細に限定するものでない事馨理解された
い。
米国カリフォルニア州、カリフォルニア大学デービス校
、から得た培養番pvcD55−31の1リツトル中に
接種し12時間28℃で培養する。
乳しよう 40.0グ/l (#&) 2 SO+ 5 、 O〃 KJPO45,o n トウモロコシ侵出液 1.0〃 i”VIgso、・7H200,5tt硫酸でpH4,
5に調節しオートクレーブ中110℃で45分間滅菌す
る。
14リットルファーメンタ−甲[8リツトルの次の組成
の培地を入れる。
K&P O41−8t ’/ 13 NH4H2PO41,Ott (NH4)2HPO41,O11 MgSO4・lH2O0,r s Fe S O4・7 H2O5,、O’l1liil’
/ llMnSO4・7H205,Omg/l これを121℃、30分間滅菌し上述の前培養菌を入れ
る。(10%v/v) 組成: ラクト−ズ 863グ/l イースト抽出物 6.Off/1 トウモロコシ浸出液 8.0i/1 ニコチン酸 6.0m9/(1 を有する培地(2,6”Jットル)を110℃で45分
間滅菌し、これを60時間以上連続的Qて加えて培養す
る。溶存酸素は培番中空気乞送り込み帆5容量/y量/
分から0.75容量/容量/分に増加させ、撹拌731
0RPMから38 ORPMに増加させる事により約1
0%に保つ。培養温度は30℃でpHは4.5に保つ。
60時間後=、細胞濃度は18 ?/l、細胞中のラク
ターゼ含量は4200単位/グラムである。
ラクターゼの多くなった細胞を濾過して取る。
上述の培養から得た1、8グラムの細胞を含むイースト
細胞ペース) ’L 6.8グラムのエタノールで処理
する。90分抜工タノールを濾過して除き、細胞を帆I
Mリン酸カリウム緩衝液、pH6,6、中に再び懸濁せ
しめる。この緩衝液中の細胞濃度は40グ/lに調節す
る。エタノール処理潮胞を抽出緩衝液中で15分間撹拌
してラクターゼを放出せしめる。次に、抽出した細胞を
ラクターゼに富む緩衝液中から濾過して除き、約6 m
97 mlタンパク質と65単位/ゴのラクターゼ活性
を有する酵素溶液を最終的に得る。収率は培養して得た
細胞の分子内ラクターゼ含有量に、もとすき45%であ
る。
参考例2゜ 参考例1で用いたエタノールによる細胞処理の代りに、
他のアルコール類又はケトン類を用い、実施例1で得た
他の細胞群で、参考例1の方法をくり返し次の結果を得
た。
メタノール 45 66 イソプロパノール 87 52 ブタノール 11・5 t−ブタノール 45 66 アセトン 10 13 メチルエチルケトン 10 13 メチルイソブチルケトン 7.5 10参考例a 参考例1で述べた方法に従い、細胞をエタノールで処理
し0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液で抽出する事による
ラクターゼ放出を菌株クルイベロマ血支7 フラギリス
(Kluyveromyces fragi−−リ])
を用いて行う。2リツトルフラスコ中、参考例1の接種
培地1リツトル中で30℃、24時間培養し、細胞を濾
過して取る。細胞1.5グラムを参考例1の方法に従い
エタノール処理し、次に0.1Mリン酸カリウム緩衝液
で抽出して放出せしめたラクターゼの量は次のとおりで
ある。
K、フラギリ、x、(fragilis)ATCC86
085,OK、フラギリスCfragilis)ATC
C85821−5に、フラギリス(fγαgilis)
ATCC10022” 1.5に、フラギリス(fγα
gilis )ATCC124242,0実施例1 3000単位/ゴのラクターゼ、0.24プロテア一ゼ
単位/ml及び硫酸マンガンとして加えた10−3Mマ
ンガンイオンを含む8リツトルの1:1グリセロール:
0.LA/リン酸カジカリウム溶液0℃で6時間加熱す
る。加熱中に不活性化したタンパク質の白色沈澱が出来
、これヲ濾過して除く。溶液中に残存するプロテアーゼ
活性は0.03単位/ mlであり初期のプロテアーゼ
活性の90%が除去された事欠示す。これに比べ、溶液
中のラクターゼ活性は、2,760単位/’>nlであ
り、初期のラクターゼ活性の90%以上が保持されてい
る事を表わしている。
実施例1の方法を用い温度を50℃の代りに37℃で行
う。9日間加熱後、初期のプロテアーゼ活性の90%が
除去され、初期のラクターゼ活性の95%(2,850
単位/ 7J )が保持される。
特許出願人 ファイザー・インコーホレーテッド(外2
名)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)グロテアーゼ含有うクターゼ調裳物及びクリセロ
    ール約30〜90重量パーセント(溶液の全重量に基づ
    く)を含有する水浴液を約り5℃〜約60℃で7)II
    約5.5〜8にてグロテアーゼ活性が充分に低下するま
    で加熱することを特徴とするグロテアーゼ含有ラクター
    ゼ調製物中からグロテアーゼ活性を選択的に低下せしめ
    る方法。
  2. (2)温度が約45〜約55℃であり上記溶液中のグリ
    セロール濃度が約40−60重量パーセントで、7)I
    −1が約6.4〜7.0である特許請求の範囲第(1)
    項の方法。
  3. (3)上記溶液がマンガンイオンvio−’〜10−2
    モルの濃度で含有する特許請求の範囲第(1)項の方法
JP20070383A 1983-10-26 1983-10-26 ラクターゼ調整物の精製方法 Expired JPS6019994B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60224288A (ja) * 1984-04-20 1985-11-08 Fujitsu Ltd 半導体発光装置の製造方法
KR200487818Y1 (ko) 2018-01-10 2018-11-08 주식회사 대신자동화 체인

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