JPS6047690A - Production of dicarboxylic acid by microorganism - Google Patents

Production of dicarboxylic acid by microorganism

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JPS6047690A
JPS6047690A JP5365283A JP5365283A JPS6047690A JP S6047690 A JPS6047690 A JP S6047690A JP 5365283 A JP5365283 A JP 5365283A JP 5365283 A JP5365283 A JP 5365283A JP S6047690 A JPS6047690 A JP S6047690A
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nocardia
acid
fatty acid
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dicarboxylic acid
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井上 恵雄
Yoshiharu Kimura
義晴 木村
Tomokazu Sato
佐藤 朋一
Akira Yoshikawa
吉川 晃
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce a 6-22C dicarboxylic acid, in high yield, by culturing a dicarboxylic acid-producing strain belonging to Nocardia genus in a medium added with a 6-22C n-paraffin, fatty acid and fatty acid derivative. CONSTITUTION:Nocardia sp. KSM-B-20 (FERM-P No.7005) or Nocardia sp. KSM-B-21 (FERM-P No.7006) separated newly from the soil is cultured in a medium obtained by adding a component selected from 6-22C n-paraffin, fatty acid and fatty acid derivative to conventional medium. The n-paraffin, fatty acid and fatty acid derivative is converted to the corresponding 6-22C dicarboxylic acid, and accumulated in the medium.

Description

【発明の詳細な説明】 ルポン酸を製造する方法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a method for producing luponic acid.

ジカルポン酸は合成樹脂、高級潤滑油、可塑剤、香料等
の製造原料として有用な物質であるが、合成法により製
造されていたジカルボン酸は炭素数にも限度があり、炭
素数12個以上のそこで近年、微生物を利用した発酵法
によるジカルボン酸の製造法が注目されてきた。
Dicarboxylic acid is a useful substance as a raw material for producing synthetic resins, high-grade lubricants, plasticizers, fragrances, etc. However, dicarboxylic acids produced by synthetic methods have a limited number of carbon atoms. Therefore, in recent years, a method for producing dicarboxylic acids by fermentation using microorganisms has attracted attention.

従来,微生物によるジカルボン酸の製造法としてはキャ
ンディダ(Candida ) K (特公昭50−1
9630号等)、ピキア(Pichia)屈(特公昭4
5−24392号等)等の酵母によるものが多く、細菌
によるものではコリネバクテリウム(Coryneba
cterium )属(特公昭56−17075号等)
しか見出されていなかった。
Conventionally, as a method for producing dicarboxylic acids using microorganisms, Candida K (Special Publication No. 50-1
No. 9630, etc.), Pichia (Special Public Service No. 4)
5-24392, etc.), and bacteria such as Corynebacterium
cterium ) genus (Special Publication No. 56-17075, etc.)
only had been found.

そこで、本発明者らは、斯かる現状に鑑み、ノルマルパ
ラフィン、脂肪酸又は脂肪酸誘導体を対応するジカルボ
ン酸に変換する能力を有する菌を自然界より広く検索し
た結果、メカルティア(Nocardia)属に属する
微生物の中に斯かる能力を有するものがあることを見出
し、本発明を完成した。
Therefore, in view of the current situation, the present inventors conducted a wide search in nature for bacteria that have the ability to convert normal paraffins, fatty acids, or fatty acid derivatives into the corresponding dicarboxylic acids, and found that microorganisms belonging to the genus Nocardia. They discovered that some of them have such ability, and completed the present invention.

すなわち、本発明は,炭素数6〜22のノルマルパラフ
ィン、脂肪酸又は脂肪酸誘導体から選ばれ.る基質を添
加した培地にノカルディア屈に属するジカルボン酎生産
菌を培養して、培地中に炭素数6〜22のジカルボン酸
を生成蓄積せしめ、これを採取することを特徴とする微
生物によるジカルボン酸の製造法にある。
That is, the present invention provides paraffins selected from normal paraffins, fatty acids, and fatty acid derivatives having 6 to 22 carbon atoms. A dicarboxylic acid produced by a microorganism characterized by culturing a dicarboxylic acid-producing bacterium belonging to Nocardia in a medium to which a substrate has been added, producing and accumulating dicarboxylic acid having 6 to 22 carbon atoms in the medium, and collecting the dicarboxylic acid. It is in the manufacturing method.

本発明で使用される微生物はノカルディア(Nocar
dia) Hに属し、ノルマルパラフィン、脂肪酸又は
脂肪酸誘導体のω−末端を選択的に酸化してジカルボン
酸を生成しうるものであって、例として、ノカルディア
・エスピー@KSM−8−20(Nocardiall
sp、 KSM−B−20)及びノカルディア・エスピ
ーa KSM−B−21(Nocardia@sp、K
SM−B−21)か挙げられる。この2つの菌株は本発
明者らが土壌より分離したものであって、それぞれ微工
研菌寄第7005号及び第7006号として工業技術院
微生物工業技術研究所に寄託されており、以下の表1に
示す菌学的性質を有している。
The microorganism used in the present invention is Nocardia (Nocardia).
dia) H, which can selectively oxidize the ω-terminus of normal paraffins, fatty acids or fatty acid derivatives to produce dicarboxylic acids; examples include Nocardia sp.
sp, KSM-B-20) and Nocardia sp. a KSM-B-21 (Nocardia@sp, K
SM-B-21). These two strains were isolated from soil by the present inventors, and have been deposited with the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology as Microbiology Research Institute No. 7005 and No. 7006, respectively, and are shown in the table below. It has the mycological properties shown in 1.

以上の菌学的性質を有する菌について/久−ジ;イのマ
ニュアル(Bergay s Manual of D
e−terminatiwe Bacteriolog
y)第8版(1975年)に基ついて検索した結果、上
記両菌株はツカルティア(Nocardia)属に属す
ることか判明した。
About bacteria with the above mycological properties/Bergay's Manual of D
e-terminal Bacteriology
y) As a result of searching based on the 8th edition (1975), it was found that both of the above bacterial strains belong to the genus Nocardia.

本発明において原料として用いるノルマル、<ラフイン
、脂肪酸又は脂肪酸誘導体は炭素数6〜22のものであ
り、ノルヤルノ(ラフインでは、ある炭素数のみからな
る単一ノルマルノくラフインでもよいし、あるいは炭素
数の異なる2種以上のノルマルパラフィンの混合物のI
/z−fれであってもよい。例えば、ノルマルヘキサン
、ノルマルヘプタンノルマルノナン、ノルマルデカン、
ノルマルウンデカン、ノルマルドデカン、ノルマルトリ
デカン、ノルマルウンデカン、ノルマルヘキサデカン、
ノルマルオクタデカン、ノルマルノナデカン、ノルマル
アイコサン、ノルマルアイコサンおよびノルマルトコサ
ン等が挙げられる。また、脂肪酸では、例えば、カプロ
ン酊、ヘプタン酪、カプリル醇ノナン酸、デカン酸、ラ
ウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸
、アイコサン酸、トコサン酸等が挙げられる。また、本
発明における脂肪酸誘導体は脂肪酸の低級アルキルエス
テルが好ましく、例えば、上記脂肪酸のメチルエステル
、エチルエステル、ノルマル(又はイソ)プロピルエス
テル、ノルマル(又は5ec−又はtert−)ブチル
エステル等が挙げられる。
The normal, < rough-in, fatty acid or fatty acid derivative used as a raw material in the present invention is one having 6 to 22 carbon atoms, and the normal, < rough-in, fatty acid or fatty acid derivative has 6 to 22 carbon atoms. I of a mixture of two or more different normal paraffins
/z−f may be used. For example, normal hexane, normal heptane, normal nonane, normal decane,
Normal undecane, normal dodecane, normal tridecane, normal undecane, normal hexadecane,
Examples include normal octadecane, normal nonadecane, normal icosane, normal icosane, and normal tocosane. Examples of fatty acids include capronic acid, heptanebutyric acid, caprylic nonanoic acid, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, icosanoic acid, and tocosanoic acid. Further, the fatty acid derivative in the present invention is preferably a lower alkyl ester of a fatty acid, such as methyl ester, ethyl ester, normal (or iso) propyl ester, normal (or 5ec- or tert-) butyl ester of the above fatty acid. .

本発明で使用する培地の組成は、使用する菌株が良好に
生育し、ノルマルパラフィン、脂肪酸又は脂肪酸誘導体
からのジカルボン酸の生産を順調に行なわしめるために
適当な炭素源、窒素源あるいは有機栄養源、無機塩など
からなる。炭素源としては、炭水化物(例えば、グルコ
ース、フラクトース、シュクロース、マンニトール等)
、有機酸(例えば、クエン酸、フハク酸、脂肪酸及びそ
のエステル等)、炭化水素(例えば、n−ドデカン、n
−ヘキサデカン等)など資化されるものならばいずれも
使用できる。また、窒素源あるいは有機栄養源としては
、例えは7.硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アン
モニウム等の硝酸塩類、酵母エキス、肉エキス、ペプト
ンが挙げられる。また、無機塩としては各種リン酸塩、
硫酸マグネシウムなどが使用できる。さらに微量の重金
属塩類が使用されるが、天然物を含む培地では必ずしも
添力■を必要としない。また栄養要求を必要とする変異
株を用いる場合には、その栄養要求を満たす物質を培地
に添加しなければならない。
The composition of the medium used in the present invention is such that it contains a carbon source, nitrogen source, or organic nutrient source suitable for the growth of the strain used and for the smooth production of dicarboxylic acids from normal paraffin, fatty acids, or fatty acid derivatives. , inorganic salts, etc. Carbon sources include carbohydrates (e.g. glucose, fructose, sucrose, mannitol, etc.)
, organic acids (e.g. citric acid, succinic acid, fatty acids and their esters, etc.), hydrocarbons (e.g. n-dodecane, n-dodecane,
- Hexadecane, etc.) Any substance that can be assimilated can be used. In addition, as a nitrogen source or an organic nutrient source, for example, 7. Examples include nitrates such as sodium nitrate, potassium nitrate, and ammonium nitrate, yeast extract, meat extract, and peptone. In addition, as inorganic salts, various phosphates,
Magnesium sulfate etc. can be used. Furthermore, trace amounts of heavy metal salts are used, but supplements (2) are not necessarily required in media containing natural products. Furthermore, when using a mutant strain that requires nutritional requirements, a substance that satisfies the nutritional requirements must be added to the medium.

培養は培地を加熱等により殺菌後、菌を接種し、27〜
37℃で3〜5日振盪又は通気撹拌すれば良い。pHは
6.0〜8.3程度に調整すると良い結果が得られる。
For culture, after sterilizing the medium by heating etc., inoculate the bacteria, and
What is necessary is just to shake or aerate and stir at 37 degreeC for 3 to 5 days. Good results can be obtained by adjusting the pH to about 6.0 to 8.3.

水に難溶性の炭素源等を使用する場合にはポリオキシエ
チレンソルビクン等の各種界面活性剤を培地に添加する
ことも可能である。
When using a carbon source that is poorly soluble in water, it is also possible to add various surfactants such as polyoxyethylene sorbicun to the medium.

これらの培養液から目的物質であるジカルボン酸の採取
および精製は、一般の有機化合物の採取および精製の手
段に準じて行なうことができる。例えば、培養液から菌
体等を除去したろ液もしくは培養液そのものを酸性とし
、エチルエーテル、酢酸エチル又はクロロホルム−メタ
ノール混液等の有機溶媒で抽出する。この抽出物をカラ
ムクロマトグラフィーあるいは++F結晶等の方法を用
いてジカルボン酸を単離することかできる。
The target substance, dicarboxylic acid, can be collected and purified from these culture solutions in accordance with the methods used for collecting and purifying general organic compounds. For example, the filtrate from which bacterial cells have been removed from the culture solution or the culture solution itself is acidified and extracted with an organic solvent such as ethyl ether, ethyl acetate, or a chloroform-methanol mixture. The dicarboxylic acid can be isolated from this extract using a method such as column chromatography or ++F crystallization.

以下、実施例により本発明を更に訂細に説明するが、本
発明はこれらにより限定されるものラム 10g、リン
酪−カリウム2g、硫酩マグネシウム(7水塩) 0.
2g、イε酸第−鉄(7水塩) 0.02g、硫酸亜鉛
(7水境) O,018g、硫酸マンガン(4〜6水塩
) 0.018g、酵母エキス2gを水道水IJitに
溶かしpHを7.0に調製した・この液体培地5mlを
50m1容振盪試験官に仕込み、120°Cで15分間
蒸気滅菌した後。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is limited thereto.Rum 10g, Lymbutyric potassium 2g, Magnesium sulfate (7 hydrate) 0.
Dissolve 2g, ferric ester (heptahydrate) 0.02g, zinc sulfate (heptahydrate) O,018g, manganese sulfate (tetra-hexahydrate) 0.018g, yeast extract 2g in tap water IJit. After adjusting the pH to 7.0, 5 ml of this liquid medium was placed in a 50 ml shaking tester and steam sterilized at 120°C for 15 minutes.

ノカルディアaxスピーe KSM−B−20(Noc
ardia−sp、 KSM−B−20)を−白金耳接
種し、30℃で86時間振盪培養した。
Nocardia ax speed e KSM-B-20 (Noc
ardia-sp, KSM-B-20) was inoculated using a platinum loop, and cultured with shaking at 30°C for 86 hours.

培養終了後、この培養液に9N硫酸11を加えpHを強
酸性として、クロロホルム−メタノール(2: 1)混
液20m1 で抽出した。この抽出液を減圧下濃縮した
後メタノール−BF3触媒でメチル化し、ガスクロマト
グラフィーにて生成物の定量を行なった。その結果、培
養液19、当り 28ragのα、ω−テトラデカンジ
カルボン酸が得られることがわかった。
After the culture was completed, 11 parts of 9N sulfuric acid was added to the culture solution to make the pH strongly acidic, and the mixture was extracted with 20 ml of a chloroform-methanol (2:1) mixture. This extract was concentrated under reduced pressure, then methylated using a methanol-BF3 catalyst, and the product was quantified by gas chromatography. As a result, it was found that 28 rag of α,ω-tetradecanedicarboxylic acid was obtained per culture solution 19.

なお生成物はガス−マス(GC−MS)によりα、ω−
テトラデカンジカルボン酸であることが確認された。図
1にα、ω−テトラデカンジカルボン酸のジメチルエス
テル(測定にあたってエステル化したもの)のマスパタ
ーンを示す。
The product is determined by gas-mass (GC-MS) as α, ω-
It was confirmed to be tetradecanedicarboxylic acid. FIG. 1 shows a mass pattern of dimethyl ester of α,ω-tetradecanedicarboxylic acid (esterified for measurement).

実施例2 菌株としてノカルディア番エスピー・KSM−8−20
(Nocardia* sp、 KSM−B−20)の
代わりにノカルディアaxスビーe KSM−8−21
(Nocardiaesp、 KSM−B−21)を用
い、実施例1と同様の条件で培養を行なった。その結果
を第2表に示す。
Example 2 Nocardia No. SP KSM-8-20 as a bacterial strain
(Nocardia * sp, KSM-B-20) instead of Nocardia AX Subie KSM-8-21
(Nocardiaesp, KSM-B-21) and culture was performed under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 2.

第2表 実施例3 反応基質としてバルミチン酸メチルの代わりにバルミチ
ン酸イソプロピルを用い、菌株としテ/カルディア・エ
スピーe KSM−B−20(Nocardia・sp
、 KSM−B−20)及びノカルディア・エス$3表 実施例4 反応基質としてパルミチン酸メチルの代わりにミリスチ
ン酪メチルを用い、菌株としてツカルティアφニスビニ
11KSM−8−20(Nocardia*sp、 K
SM−B−20)及びツカルティア・エスピー・KSM
−B−21(Nocardia・sp、 KSM−B−
21)をそれぞれ実施例1と同様の条件で培養を行なっ
た。その結果を第4表に示す。
Table 2 Example 3 Using isopropyl balmitate instead of methyl valmitate as a reaction substrate, the bacterial strain te/Cardia sp. KSM-B-20 (Nocardia sp.
, KSM-B-20) and Nocardia sp, KSM-8-20 (Nocardia*sp, KSM-8-20) and Nocardia sp.
SM-B-20) and Tukartia Sp. KSM
-B-21 (Nocardia sp, KSM-B-
21) were cultured under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 4.

第4表 実施例5 n−ヘキサデカン50g、リン酸ごアンモニウム lO
g、リン酸−カリウム2g、4&酸マグネシウム(7水
塩) 0.2g、ポリペプトンIg、醇母エキス2gを
水道水11に溶かしpHを7.0に調製した。この液体
培地50m1を500m1容振盪フラスコに仕込み、1
20°Cで15分間FA気緘閑した後、メカルティア・
エスピー〇KSM−B−20(Nocardia # 
sp、 KSM−B−20)を−白金耳接種し、30°
Cで89時間振盪培養した。
Table 4 Example 5 50 g of n-hexadecane, 10 ammonium phosphate
g, 2 g of potassium phosphate, 0.2 g of magnesium 4&acid (heptahydrate), polypeptone Ig, and 2 g of Naumo extract were dissolved in tap water 11 and the pH was adjusted to 7.0. Pour 50ml of this liquid medium into a 500ml shaking flask,
After incubating with FA for 15 minutes at 20°C,
SP〇KSM-B-20 (Nocardia #
sp, KSM-B-20) was inoculated with a platinum loop and 30°
The cells were cultured with shaking at C for 89 hours.

jB養終了後、この培養液に9N硫酸10m1を加えp
Hを強酸性として、エチルエーテル100結果、培養液
1見当り 12m8のα、ω−テトラデカンジカルボン
酸が得られることかわかった。なお生成物はガスーブス
(GC−MS)):よりα、ω−テトラデカンジカルボ
ン酸であることが確認された。
After the completion of culturing, add 10 ml of 9N sulfuric acid to this culture solution.
It was found that when H was made to be a strong acid, 100% of ethyl ether was used, and 12 m8 of α,ω-tetradecanedicarboxylic acid could be obtained per culture solution. The product was confirmed by GC-MS to be α,ω-tetradecanedicarboxylic acid.

実施例6 反応基質としてn−ヘキサデカンの代わりにn−ドデカ
ンを用い、菌株としてノカルディアΦエスピーaKSM
−B−20(NocardiaIIsp、 KSM−B
−20)及びノカルディア・エスピー−KSM−B−2
1(Nocardia * sp、 KSM−8−21
)をそれぞれ実施例5と同様の条件で培養を行なった。
Example 6 Using n-dodecane instead of n-hexadecane as the reaction substrate, Nocardia Φ sp. aKSM was used as the bacterial strain.
-B-20 (NocardiaIIsp, KSM-B
-20) and Nocardia sp.-KSM-B-2
1 (Nocardia * sp, KSM-8-21
) were cultured under the same conditions as in Example 5.

その結果を第5表に示す。The results are shown in Table 5.

第5表 l事件の表示 昭和58年特許願第53E!52号 2発明の名称 微生物によるジカルボン酸の製造法 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区霞茎関−丁目3−1 明細書および図面 6補正の内容 別紙のとおり 明細書15頁の第5表の後に次のとおり挿入する。Table 5 l Incident display Patent Application No. 53E of 1988! No. 52 2. Name of the invention Method for producing dicarboxylic acid using microorganisms 3. Person who makes corrections Relationship to the incident: Patent applicant 3-1 Kasumikuseki-chome, Chiyoda-ku, Tokyo Specification and drawings 6 Contents of amendment As per attached sheet The following is inserted after Table 5 on page 15 of the specification.

「4、図面の簡単な説明4. Brief explanation of the drawing

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、炭素数6〜22のノルマルパラフィン、脂肪酸又は
脂肪酸誘導体から選ばれる基質を添加した培地にノカル
ディア属に属するジカルボン酸生産菌を培養して、培地
中に炭素数6〜22のジカルボン酸を生成蓄積せしめ、
これを採取することを特徴とする微生物によるジカルボ
ン酸の製造法。
1. A dicarboxylic acid-producing bacterium belonging to the genus Nocardia is cultured in a medium supplemented with a substrate selected from normal paraffins having 6 to 22 carbon atoms, fatty acids, or fatty acid derivatives, and dicarboxylic acids having 6 to 22 carbon atoms are added to the medium. Generate and accumulate,
A method for producing dicarboxylic acid using microorganisms, which comprises collecting the dicarboxylic acid.
JP5365283A 1983-03-31 1983-03-31 Production of dicarboxylic acid by microorganism Granted JPS6047690A (en)

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