JPS61173796A - キサンタンガムの改良製法 - Google Patents

キサンタンガムの改良製法

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JPS61173796A
JPS61173796A JP1339885A JP1339885A JPS61173796A JP S61173796 A JPS61173796 A JP S61173796A JP 1339885 A JP1339885 A JP 1339885A JP 1339885 A JP1339885 A JP 1339885A JP S61173796 A JPS61173796 A JP S61173796A
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JP
Japan
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solvent
xanthan
medium
fermentation
aqueous
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Pending
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JP1339885A
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English (en)
Inventor
Hisamitsu Nishi
西 久光
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明はキサンタンガムの改良製法に関する。
(従来の技術) キサンタンガムはキサントモナス・カンペステリス(X
anthomonas campestris ) K
よって生産される細胞外酸性へテロ多糖類である。その
裂造にりいては、水性培地中で好気的条件下で発酵を行
なう方法が数多く報告されている。このうちUSP5.
000,79 Qが基本的なものである。キサントモナ
ス菌によって生産される。この親水性ガムは、マンノー
ス、グルコース、グルクロン[% O−アセチル基シよ
びアセタール結合焦性ブドウ酸を含有する多糖類である
キサンタンガムは現在、広い用途に利用されてh b 
sたとえば、食品用の分野で種々多様な形態で用いられ
たシ、また、その他の工業的分野でも使用されている。
最近ではIP#−に石油井の二次的、三次的採鉱におい
ても有用になってきている。
キサンタンの工業的製法に当っては、生成する多糖体の
特性の危めに、檻々の大きな制約が伴なう。発酵によっ
て生成するキサンタンは、培養液中で凝固作用を示すの
で、生成物濃度の低い発酵期間中IIc$P−てさえ、
発酵混合物中への酸素の移送をよびその均一な拡散が困
−となる、キサンタンの顕著なチクソトロピー性を利用
して、強力な攪拌エネルギーを投入して行えは、酸素の
移送が確保される流動様の状態に一時的に保持すること
はできる。
しかしながら、このような条件下でもなお生産効率はご
く限られ友ものである。ま九、凝固状態で得られ九キサ
ンタンの回収Kbいても、多くの制約とエネルギーを要
する。典型的な回収方法は、操作を容易にする几め先ず
水で希釈して後、溶媒を希釈液の2〜2.5倍量加え、
キサンタンを凝集し回収する方法がとられている。この
方法では、キサンタン収量当シ多量の有機溶媒を要′シ
、この溶媒の回収設置I′s?よび回収エネルギーもま
究、キサンタンガム総経費の大きな部分を占めている。
(発明が解決しようとする問題点) 齢記のような障害となる凝固作用金なくシ、キサンタ/
を容易に、かつ安価和製造する方法の出現が望まれてい
る。
(問題At解決する迄めの手g、) 本発明は、発酵条件下で細胞外に分泌されるキサンタン
を逐次凝集し分散状態とし、発酵槽内の流動相の粘度を
抑える方法であシ、発酵と回収t一工程で実施する方法
を提供するものである。
本発明は、無害な無機塩と除去可能な水性有機溶媒の共
存する水性培地中で、キサントモナス・カンベステリス
の好気的発酵によって、反応が進行するKし九がい、キ
サンタンの負電荷が無機のカチオンで中和され、会合容
易な状態になシ、次いで、共存する溶媒の脱水作用を受
けて容易に、かつ少量で凝集体を形成し、水性培地中に
浮遊分散状態を呈するようにし九キサンタンガムの改良
製造方法である。
本発明方法のように、キサントモチ31m有する水性液
体培地中に無機塩と水性有機溶媒が共存した状態で、公
知の培養条件で好気的発酵をし友場合、その発酵過程が
どのような経過を示すかKついては、全く予想すること
ができなかったが、意外にも、か\る条件下でもキサン
トモナス菌の増殖およびキサンタンの生産能力は、維持
されることが明らかKなつ九。キサンタンは数ミリ大の
凝集体となシ、水相に浮遊し、粘度は数十〜数百センチ
ポイズ(以下%cpsと略す)以下に保持されることが
確認され、本発明に到つ几。これKよシ、従来技術に対
して種々の修正および改良を加えることが可能となった
本発明[6いて用いる無機塩は、キサントモナス菌の増
殖訃よびキサンタンの生成を阻害しないこと、および凝
集効果を有すること、かつ食品的に無害であることが望
ましい。これらの要求を満たすものとしては、例えば、
■−1K+、Ca”、Mg+、At+″の塩酸塩、硝酸
塩、燐酸塩、硫酸塩の中から選ぶことができる。ま九、
そのa度は1.5重量−を越えないことが好ましく、望
ましくは0.25〜0.75重量−である。0.25重
量−未満ではキサンタンの凝集効果が低(,0,75重
量−以上%に1.5重量St−越えるとキサンタンの生
成量に影響する。
一方、併用すべき水性有機溶媒は、水°と均一相を形成
するものが望ましく、かつキサンタンの生成を阻害しな
いものが選はれる。例えば、それらはアセトン、メチタ
エチルケトン、ジエチルエーテルJfhf!Rメチル、
ジメトキシエタン等である。
これらの使用量は10〜5θ容量−の範囲であ〕、好ま
しくは15〜50容量チである。水と不均一相をなす有
機溶媒は脱水効果が弱い。使用量が10容量−未満では
塩との併用効果が弱く、50チ以上では実質的にキサン
タンの産生抑制の現象が見られる。
無機塩のみでは凝集しないか、凝集力が弱く、糊状の凝
集体しか得られず回収困離である。ま九、溶媒のみで凝
集状!lを得るKは60〜80容量チを要し、前記キサ
ンタンの産生抑制現象が起る。
本発明は、少量の無機塩と水性有機溶媒の共存において
効果的(達成される。本発eAK使用するキサントモナ
ス・カンペステリスは、例えば、IFO13551(N
RRLB1459 )、′i次はIFO13303(N
IA81−Xl−1)その他菌株保存機関で入手できる
ものをそのま−使って達成できるが、用いる溶媒で馴化
処理し九株を用いれはtさらに生産効率のよい結果が得
られる。すなわち、溶媒を含浸した寒天培地で黄色のム
コイド状コロニーを形成する株を釣上げ、さらに6〜1
0代継代することによって得られる株を使用することが
望ましい。
本発明の穫々の実施形態に訃いて、無機塩と水性有機溶
媒の水性培地への共存のありか次は、目的に応じて程々
とることができる。例えは、発酵の開始時から両者を共
存させてよいが、その他対数増殖期まで通常の発酵を行
−1流動相の粘度が上昇しはじめ九時点で(しかし、無
機塩が均質に分散、溶解可能な粘度以下の範囲で)、無
機塩と水性有機溶媒を添加し凝集させる方法、あるいは
予め塩を添加し、電荷を中和させて後に、溶媒を加え脱
水凝集させる方法、あるいは塩と溶媒共存系で一度凝集
させた後、溶媒のみ回収して発酵を続け、再び溶媒を添
加していく多段添加をする方法、を九は半回分式発酵の
要領で凝集し几キサンタンを回収し几後、再び新しh塩
と溶媒の共存し几水性培地と株菌を加え発酵を続ける方
法、連続的にこれらを加え発酵する方法等が可能である
回収されたキサンタンは、常法どお〕乾燥、粉砕し、石
油掘削用に供することができる。まt。
食品用に供する几めKは、回収キサンタンを水と溶媒の
混合液で洗浄し、10〜50μのフィルターで戸遇する
。この操作を必要な純度に応じて数回繰り返し、脱塩、
除菌した後、ドラムドライヤー等で乾燥し、粉砕して得
られる。
(発明の効果) 本方法を用いると、キサントモナス菌の増殖をよびキサ
ンタンの生産能力t−維持し、かつキサンタンは数ミリ
大の凝集体となり、水相に浮遊するので、粘jIFi数
十〜数百cps以下に保持され、生産訃よび回収が極め
て好適に行われる。
(実施例) 以下、本発明を実施例により具体的Ka@するが、これ
によって本発明が限定されるものではない。
参考例1 溶媒の選択訃よび耐性株の収得先ず、次に示
す培地を作成し友。
培地1 増殖用液体培地 酵母抽出物  Oj4/dj 麦芽抽出物  0.51 ペプトン   O5JF グルコース  1.0# Mg5O,・7Ht0  0.2  zNaCL   
  Q、2  z 蒸溜水    10〇− (pH7,0に調整) 培地2 溶媒選択用液体培地 培地1の栄養添加物   同 量 水               855g溶媒   
 15d (p H7,OK調整) 培地3 耐性株収得用寒天培地 グルコース      5.0  f/di尿素   
0251 KH@Po+         02 Q  zNa 
−glutamate     2.0Mg5O4−7
HtOO,02f/dlペプトン       0.1 寒天    18  z 蒸溜水        85d 溶媒    15I (1) H7,OK11lJ1 ) 液体培地1を試験管に7−採〕、斜面培地に保存してい
るキサントモナス・カンペステリスエFO13503を
2白金耳とシ、28cで24時間振盪培養した。培養液
を遠心分離で系層し、トリザムーマレイン酸緩衝液で洗
浄し、再遠心分離し友後、緩衝液1−の函体懸濁液とし
て、培地2の溶媒選択用培地に全量加えて、再び28c
、24時間培養した。この培養液を同様に集菌、洗浄を
繰シ返し懸濁液を作り、am、液の0.111tを培地
5の耐性株収得用寒天培地にスプレッダ−を用いて塗布
した。約1週間インキュベータで培養した結果・種々の
色、形態のコロニーが発生するなかで、黄色の丸い形の
ムコイドを呈するコロニーを拾い上げた。このコロニー
から釣シ上げた菌株を、さらに培地3で10代繰り返し
植え継いで溶媒馴化様とし7t、試み比溶媒は、アルコ
ール系、ケトン系、エーテル系、エステル系約SO@の
中で、黄色の丸いムコイド状コロニーを産生維持可能な
溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルエー
テル、酢酸メチル、ジメトキシエタン等であつ几。
これらの溶媒で得られ九株をそれぞれXA、 XM。
XE%XAM、XDEとして、以下の実施例で使用した
参考例2 無機塩の選択と量 先ず培地4を調整し、参考例1で得たアセトン馴化様X
Aを使りて、無機塩濃度0.5 %および1チでキサン
タン産生の影響を確認し比。
培゛地4 無機塩選択用発酵培地 スフローズ    3.Of/dl 尿  素          025 1KH1P04
       020  zNa −fumarate
        O,30? / djMg S O4
・7H10G、02   z”Metal 5olut
ion     C02d蒸溜水        5o
TIIt 1チま友は2嚢無機塩水溶液  50−* 1 (Fe
 (N(%)a ” 9HtO723119/ t%z
nso、−7H1044089/1%Mn5O,・4H
!0200W/l)調整法:全ての栄養物を蒸溜水に溶
解し、pHを7に合せた後、高圧滅菌 する。別に無機塩水溶液を高圧 滅菌後、混合しt無機塩濃度t O,5%と1優とじ几・ 予め培地17−を採った試験管で株XAを28C,24
時間培養し九グロスを、培地41ooIIg2soo1
1Itのイボ付き三角フラスコに採り几中に添加し、2
8c、200rpmの条件で5日間発酵し友。その結果
、第1表のような結果を得九。
使用できるイオン種としては、Na+、K+、NH4”
 、 Ca”、Mg+、ANが見出され几。%に0.5
−のCa” 、Mg+は無添加と同等以上の成績であプ
、予期以上のものであっ几。
!1表 31[2B型回転粘度計S Orprn、 20 c、
 ロー/A 1 。
JKS 、J4使用 参考例3 塩と溶媒の凝集効果 参考例2の無添加の発酵液を水で173に希釈したキサ
ンタン約1俤の溶液に、次のように、塩単独ま几は溶媒
単独、塩と溶媒の併用でキサンタンの凝集効果t−み九
、効果を図表で現した。図表は希釈発酵液101sdQ
凝集するに要する量と状II全示し、図表中の記号は下
記のとおりである。
X:凝集しない。
Δ:凝集するが、F紙の目詰りを起し、濾過分別できな
い。
○・:#!集し、P別でき、脱水可能である。
以上のように、塩単独では良好な凝集体が得られず、溶
媒ではアセトンの脱水力が大きい。塩とアセトンを併用
した場合、 NaC7は併用効果がなく、他の塩は相剰
効果大である。%K CaC/、、A4(SO2)sと
の併用が効果的である。
実施例 参考例1〜3の結果から、次の発酵条件で塩と溶媒共存
下での通気発酵を行っ比。
組成1 サッカロース    15 2 尿   素            125 IIG(
1P04        100 zNa −fuma
rate      150 JFMgSO,・7H2
OO1z ペプトン       05  z (p H7,0に調整) 組成2 2 To CaC1,水浴液  125−組成5 アセトン      125− (Q、25μミクロフイルター濾過) 組成1および昶、成2t−高圧滅函し几後、混合し、冷
却後、組成5を0.25μのミクロフィルターで濾過し
て加え比。この500dの培養液をディスクタービン翼
と冷却装置を付備した。1tミニジヤーフアメンターに
注入し比。ま交、予め参考例1の培地1で増殖し次XA
株のブロス40−を加え、28 C,800rpmb通
気量50Q+d/分で発酵全行つ几。さらに24時間後
、48時間後に、XA株のプロスを各40−ずつ追加し
て3日間発行を続は比。溶媒の共存しない発酵の場合は
、20時間後に液は茨の増殖で黄色混濁状とな)、粘稠
になる。2日目にFi凝固状態金呈し、3日日には7.
000〜141口00cpsの高粘度に達する。これに
対し、本実施例の発酵経過は、20時間後、黄色の混濁
状態は呈するが、サラサラし次流動状態である。ちなみ
に、粘度は20 cpsであった。3日後は全体の黄色
味は著しく増してくるが、檜の粘度はさして上らなかっ
た。槽全体に多量の微粒子状の浮遊物が生成し、回転し
ている状態であつ九。
顕微鏡でこの微粒子を観察すると0.1〜2 all程
度の大きさで、綿状、半透明であった。発酵結果は、次
のようなものであった。
pH7,43 粘度520 cps 凝集体として得られたキサンタン  1,56 t/d
i未凝果キサンタン     052 I計2.081 ま之、凝集体精製キサンタン水溶液粘度は下記のとおり
であった。
0.5%  581  cps  (K社製品 404
cps)1.0チ 2,665  z   (z   
1255I )さらに、この凝集体の糖組成は、グルコ
ース:マンノース:グルクロン酸: 2,1 : 1,
8 : 1.0(K社 2.1 : 1,9 : 1,
0 )、ピルビン酸含量a、6% (K社4.5 % 
) テ4’)7’j。
以上の結果から、従来技術で得られるキサンタンと収量
、品質ともに同等以上であることを確認し友。
【図面の簡単な説明】
図面は塩と溶媒の凝集効果を示す図表である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 水性培地中でのキサントモナス・カンペステリス(Xa
    nthomonas campestris)の好気的
    発酵によりキサンタンガムを製造するにあたり、該培地
    に無機塩と水性有機溶媒を共存させて、キサンタンガム
    を凝集状態で得ることを特徴とするキサンタンガムの改
    良製法。
JP1339885A 1985-01-29 1985-01-29 キサンタンガムの改良製法 Pending JPS61173796A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08182493A (ja) * 1994-12-28 1996-07-16 Agency Of Ind Science & Technol 新規な細菌y−104株
US5580763A (en) * 1993-11-08 1996-12-03 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for fermentation production of xanthan gum

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08182493A (ja) * 1994-12-28 1996-07-16 Agency Of Ind Science & Technol 新規な細菌y−104株

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