JPS606200B2 - 有胞子細菌による右旋性乳酸の製造方法 - Google Patents

有胞子細菌による右旋性乳酸の製造方法

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JPS606200B2
JPS606200B2 JP13589181A JP13589181A JPS606200B2 JP S606200 B2 JPS606200 B2 JP S606200B2 JP 13589181 A JP13589181 A JP 13589181A JP 13589181 A JP13589181 A JP 13589181A JP S606200 B2 JPS606200 B2 JP S606200B2
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は右族性乳酸の製造方法に関し、更に詳しくは好
熱性有胞子細菌を、糖が少し、培地で好気的に培養した
後、そのままか、または固定化して、糖が多い培地と接
触させて非好気的に保つことによる右旋性乳酸の製造方
法に関する。
乳酸には、右旋性、左旋性および両者が等量混合したラ
セミ性のものがあり、化学合成法によれば、ラセミ性の
もののみを生じ、従来の発酵法でも、おおむねラセミ性
のものが得られていた。
近年、保健上の理由から、右旋性乳酸の需要が高まり、
その製造が検討されるようになった。合成法によらない
乳酸の製造となると、乳酸菌、もしくはケカビ類による
発酵法を考えるのが常識である。右旋性乳酸製造がむつ
かしいのは、左旋性乳酸やラセミ性乳酸を作る乳酸菌や
、旋光性乳酸をラセミ化する作用がある雑菌が混入する
と、純粋な右旋性乳酸にならない点にある。この困難を
乗り切るためには、右旋性乳酸のみを作る乳酸菌を完全
純粋培養するか、或は殆どの雑菌が生育できないような
高温で、この種の菌を培養すればよい。
ところが、高熱性の強力な乳酸菌は、すべて、左旋性な
いしラセミ性の乳酸を作る性質を持ち、好熱性で、右旋
性乳酸を作るラクトバチルス・サリバリウス(いcto
bacm船salivari瓜)、ストレプトコツクス
・テルモフイルス(Streptococcusのem
ophilus)などは発酵力が弱くて、問題にならな
い。
そこで、現在の所では、右碇性乳酸を作る中温性の菌を
、厳重な菌学的管理の下に純粋培養する他なく、このよ
うな事をすれば、当然、製品が高価なものになる。
そこで本発明者は従来の常識を破り、乳酸菌でもケカビ
でもない、好熱性有胞子細菌に着目した。
この種の菌が非好気状態で乳酸発酵をおこなうことは公
知の事実であるが、発酵力が微弱であると考えられて来
たため、従来、これらが乳酸製造に使われた事はない。
しかし、研究の結果、この種の菌の中には、細胞当りの
発酵力が強いものがあるが、非好気状態では、単位容積
当りの細胞数の点で、乳酸菌に錘に劣るので、結果とし
て発酵力が弱いように見えるものであることが見出され
た。
バチルス・コアグランスも、バチルス・ステアロテルモ
フィルスも好気的に培養すれば、多量の菌体を生ずる。
そこで、培地に、これらの菌を接種して好気的に培養し
、多量の菌体を生じさせてから、酸素の供給を停止して
、非好気的に培養したところ、乳酸菌なみの乳酸生成能
を示した。しかし、多量の糖の存在下に、好気培養する
と酢酸を主とする揮発酸を生じ、これが乳酸の品質を著
しく損うことがわかった。そこで、好気培養の段階では
、なるべく糖を減らし、非好気的な本培養に際しては充
分に糖を供V給することを試みたところ、極めて安全に
右旋性乳酸が得られることがわかった。好気培養の段階
では、糖を全く与えなくてもよいが、その場合は、菌体
が生ずるための力源として有機窒素化合物が消費される
従って「価格の点も考え合わせて培地組成を決めればよ
いが、糖は2%以内であることが望ましい。通気量は多
いほどよいが、経済性を考慮して決めればよい。本培養
の場合の糖の濃度については、糖が略々100%乳酸に
転化するものとして計算すればよい。また、本培養に当
っては酸素供給をおこなわず、非好気状態にすればよく
、特に完全嫌気状態にする必要はない。好気培養に際し
てpHが低いと胞子が形成されず、菌が死滅しやすいが
、中性付近ないし弱塩基性であると胞子を形成し、極め
て安定な菌体となる。
要は本培養に際して単位容積当りの活性菌数をふやせば
良いのであるから、菌を固定化した後、本培養に移すこ
とは極めて有効であり、特に、この場合、胞子形成をし
て居ると、固定化工程中に殆ど死滅しないので具合が良
い。固定化された胞子を本培養に移せば、胞子が発芽、
増殖してゲルの中で確実に微小コロニーを生じ、単位容
積当りの菌数が増加する結果になる。以上の理由により
、好気培養段階の培地のpH‘ま低くないことが望まし
い。
本培養の場合は、胞子形成ということは無いが、pHが
低いと菌の活性が衰えるので、やはり、中性付近である
ことが好ましい。次に菌の名称についてであるが、好気
的にも非好気的にも生育し、原則として菌膜を作らず、
乳酸発酵能力がある好熱性細菌の内、30℃ないし60
℃で生育するものがトバチルス。
コアグランス、30qoでは生育せず、70こ0或はそ
れ以上でも生育するものが、バチルス‘ステアロテルモ
フイルスと呼ばれており、両菌とも、多くの異名を持っ
ているが、近年はバチルス・コアグランスおよびバチル
ス・ステアロテルモフイルスの2種に統一されるように
なっており、仮に保存機関での名称が、バチルス・テル
モアシドランス(Bacillus比ennoacid
urans)〜バチルス・カリドラクチス(Bacil
l雌calidolactis)、ラクトバチルス・テ
ルモフィルス(ばctobacm瓜比ennophil
us)などの旧名となっていてもト50qo以上でよく
生育し、胞子形成能力および右旋性乳酸生産能力がある
細菌であれば、本発明の方法に使うことができる。乳酸
発酵性能に優劣があるが、この種の菌は自然界に広く分
布しておりt本発明の方法は特定の菌株を必要とするも
のではない。酵母エキス、ベプトン「ブドウ糖を含む液
体塔地に±壌などを接種して50oo以上で非好気的に
培養し、菌が生育してpHが低下したものを平板培養す
れば容易に分離することができ〜幾つかの株を混合して
使用してもよい。以上、本発明の方法を要約すれば次の
とおりである。
胞子形成能力および右旋性乳酸生産能力がある好熱性細
菌、即ちバチルス・コアグランスまたはバチルス・ステ
アロテルモフィルスに属する細菌を、糖分が多すぎず〜
pHが低すぎない培地で好気的に塔要して菌体を増殖さ
せると共に胞子を形成させ、そのままかトもしくは胞子
を含む菌体を常法により固定化しも或は固定化後乾燥し
たものをト多量の糖を含む繁地と接触させ「極端なpH
低下を防ぎつつ〜使用菌は発芽も増殖するが、雑菌は増
殖し‘こくも「ような高温に保持して右旋性乳酸を生成
させた後「常法により乳酸を抽出精製すればよい。
以下し実施例について述べる。
実施例 1 500の【客の糠とうプラスコにもリン酸第2カリウム
(滋28軒04)QI%も硫酸マグネシウム(MgS0
4・7日20)0.05%、硫酸第1鉄(FeS04・
7比○)0.01%、コーンスチープ4%、酵母エキス
1%、結晶ブドウ糖0.5%、沈降炭酸カルシウム(C
aCQ)0.25%から成る液体培地を100机上入れ
て、1180に15分間加熱滅菌し、バチルス・コアグ
ランス(B.coagulans)lAMII94を1
白金耳接種して4100で3母時間振とう培養したとこ
ろ、培地1舷当り2.1×1び個の菌体を生じ、胞子形
成率は92%であった。
なお、初発pHは6.8培養終了後のpHは8.4であ
った。このフラスコに無殺菌の結晶ブドウ糖50夕、沈
降炭酸カルシウム2M、水道水400泌を入れ、更にラ
セミ乳酸生酸菌が多数混在している糠みそ0.1夕を混
ぜて50午Cに5日間保持した後、常法により乳酸を回
収した所、乳酸46.2夕が得られ、酵素法により定量
した所、95.4%が右旋性乳酸であつた。
なお振とう培養をおこなわず、他の点は本実験と同じ1
こおこなった対照実験では、乳酸の収量は23.5夕、
右旋性乳酸は76.3%であった。
実施例 2バチルス・コアグランスの代りにバチルス・
ステ ア ロ テ ル モ フ イル ス(Bacll
ussParothermophil雌)lAM120
43を用い、振とう培養温度を6000、非好気的に保
持する温度を70qoとした他は実施例1と同様にした
ところ、振とう培養に於ける菌体収量は培地1の【当り
1.3×1び個、胞子形成率は96%、乳酸収量は42
.8夕、その98.6%が右旋性乳酸であった。
振とう培養開始時の液のpHは6.& 培養終了時のp
Hは8.2であった。尚、振とう培養をおこなわず、他
の点は本実験と同じにおこなったところ、乳酸の収量は
12.8%、右旋性乳酸90.4%であった。炭酸カル
シウムを過剰に添加して乳酸生成菌を非好気的に培養た
場合のpHは、終始5〜8の間におさまるので、以後特
に記さない。実施例 3 実施例1および2の振とう培養の工程で得られた胞子を
含む菌体100の‘ずつを混合して200の‘とし、こ
れにアルギン酸ナトリウムの4%水溶液100の‘を混
合し、直径0.3側の円形ノズルIon固を持つ滴下装
置に入れ、20弧の高さから、塩化カルシウム(CaC
12・汎20)の5%水溶液中に滴下して、直径約2.
5肌の魚卵状にゲル化され、10分間、ゆるやかにかく
判しながら放置した後、流水で3雌ふ間洗って固定化胞
子とした。
デンプン含量75%の粗成キヤサバ・デンプン140の
こ水道水260の【およびノボ(Novo)社の液イは
酵素製剤テルマミル(Thennamyl)6血120
柵を加えて混合し、105℃に5分、970に12雌ふ
保持してデンプンを液化させ、60℃に冷却してから塩
酸を加えてpHを4.5に修正し、ノボ社の糖化酵素エ
ー・ヱム・ジー(AMG)20血を0.15地温合して
6ぴ0に4鞘時間保持して糖化さてた後、前記の固定化
胞子300の‘、沈降炭酸カルシウム50夕、コーンス
チーブ15夕および水道水700の‘を加え、ゆるやか
にかく判しながら60℃に2日、50ooに3日保持し
た。
ゲルをこし分けたろ液から、常法により乳酸を回収した
ところ92.4夕が得られ、その98.6%が右旋性で
あった。
実施例 4 実施例3と同じ固定化胞子300の‘を、赤外線併用通
風乾燥機で乾燥してフレーク状となし、3000で30
日間保存したものを、水にふやかして復元し、実施例3
の固定化胞子の代りに用いたところ、乳酸90.8夕が
得られ、その99.0%が右旋性であつた。
実施施例 5 1タ中、5×1ぴ個の胞子を含むバチルス・コアグラン
ス(B.coag山ans)IF03886の乾燥胞子
粉末20夕を、4%カラギナン水溶液100そに混和し
、2%塩化カリウム(Kcl)水溶液500そ中に滴下
して、直径約3肋の球状ゲルとした。
このものを流水でよく洗った後、リン酸第2カリウム(
K2HP04)0.02%、硫酸マグネシウム(MgS
04・7日20)0.01%、酵母エキス0.2%、コ
ーンスチープ2%、ブドウ糖0.5%を含む液500肌
を入れた1000夕入り開放容器に入れ、毎分100そ
の空気を通気しながら45℃に1幼時間保ってゲルの中
に微小コロニーを出現させて、固定化菌体とした。
この場合、液の舟は初発6.7、培養終了時7.8であ
った。一方、厚さ3.5脚、直径40肌、高さ44肌の
硬質ポリエチレン製50〆客の円筒状反応容器5本を、
底から3&加の所に取りつけた直径2伽、長さ5伽のポ
リエチレン製パイプで直列につなぎ、パイプの入口には
、直径1側の穴を多数あげたこし板を貼って、固定化菌
体の移行を止め、各容器をマグネチック・スターラーの
上に置いた。
この5つの容器に固定化菌体を等分に入れ、合計100
0その水道水を流して固定化菌体を洗った後、全体を4
5ooの定温室に入れて、ブドウ糖換算糖度10%、リ
ン酸第2カリウム(K2HP04)0.01%、硫酸マ
グネシウム(MgS0417QO)0.005%、硫酸
第1鉄(FeS04・7日20)0.001%、酵母エ
キス0.1%、コーンスチーブ2%から成る液に炭酸カ
ルシウム(CaC08)を5%の割に懸濁させたものを
毎時1その割に連続的に流し、マグネチック・スターラ
ーでゆるやかにく判しながら50℃に保持した。
約5日後から、一様な液が流出するようになったので、
6日後から、15日後まで10日間に得られた液240
メから、常法により乳酸を回収したところ、21.3X
9が得られ、右旋性乳酸の割合は、96.8%であった

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 胞子を形成する性質および、糖から右旋性乳酸を作
    る能力があり、かつ45℃以上で成育しうる細菌、即ち
    バチルス・コアグランス(Bacilluscoagl
    ans)またはバチルスステアロ・テルモフイルス(B
    acillusstearothermophilus
    )を、無機塩類、窒素源を含み、糖を2%以上含まず、
    PH4.4以上10.0未満の培地に接種して、30℃
    以上75℃以下で好気的に培養し、得られた胞子を含む
    菌体を、そのままか、もしくは固体化した後、無機塩類
    、窒素源および糠を含むpH4.0以上8.2未満の培
    地と接触させ、41℃以上75℃以下に非好気的に保つ
    ことを特徴とする有胞子細菌による右旋性乳酸の製造方
    法。 2 糖から右旋性乳酸を作る能力があり、かつ45℃以
    上で成育し得る細菌の胞子を含む菌体を固定化した後、
    乾燥したものを用いることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の有胞子細菌による右旋性乳酸の製造方法。
JP13589181A 1981-08-29 1981-08-29 有胞子細菌による右旋性乳酸の製造方法 Expired JPS606200B2 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN101914465B (zh) 2010-05-20 2012-10-03 上海交通大学 用于制备l-乳酸的凝结芽孢杆菌及其应用方法
DE102017101220B4 (de) 2017-01-23 2019-03-21 Thyssenkrupp Ag Minimalmedium zur fermentativen Umsetzung von Mono- und/oder Disacchariden zu Milchsäure mit Bacillus coagulans-Stämmen

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