JPS62111693A - α−ケトカルボン酸からＬ−アミノ酸を発酵により製造する方法 - Google Patents
α−ケトカルボン酸からＬ−アミノ酸を発酵により製造する方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアンモニウムイオンの存在下に細菌発酵によっ
て対応するα−ケトカルボン酸からＬ−アミノ酸を製造
する方法にＩ謁するものである。
て対応するα−ケトカルボン酸からＬ−アミノ酸を製造
する方法にＩ謁するものである。
微生物による方法でα−ケトカルボン酸からＬ−アｉ）
酸′！ｉｌ−製造することはたとえ・・ずドイツ特許公
開第５４２７４９５号明細書から公知である。これには
Ｌ−アミノ酸の製造を対応するケトカルボン１ｖ！から
グルタｔｙｖを分離する細菌の作用によって、特にブレ
ビバクテリア−及びコリネバクテア−属又はエンエリヒ
ア・コリから行うことが記載されている。その際特に微
生物の対数増殖期を転移に利用する。その場合温度は５
０−３７℃の範囲で及びα−ケトカルボン酸濃度は約２
Ｏ−５０１７ｔの培養液で及び期間は２０〜７２時間で
ケト酸の１００％までの転移が達成される。
酸′！ｉｌ−製造することはたとえ・・ずドイツ特許公
開第５４２７４９５号明細書から公知である。これには
Ｌ−アミノ酸の製造を対応するケトカルボン１ｖ！から
グルタｔｙｖを分離する細菌の作用によって、特にブレ
ビバクテリア−及びコリネバクテア−属又はエンエリヒ
ア・コリから行うことが記載されている。その際特に微
生物の対数増殖期を転移に利用する。その場合温度は５
０−３７℃の範囲で及びα−ケトカルボン酸濃度は約２
Ｏ−５０１７ｔの培養液で及び期間は２０〜７２時間で
ケト酸の１００％までの転移が達成される。
この様な発酵法の場合、培養微生物と栄養素を競合し、
所望された生成物を利用し、又はその他の生物学的阻害
を引き起しうる雑菌を除外することに注意を払わねばな
らない。このことは特別の配慮を必要とする。
所望された生成物を利用し、又はその他の生物学的阻害
を引き起しうる雑菌を除外することに注意を払わねばな
らない。このことは特別の配慮を必要とする。
今や本発明者は次の場合に異種細菌の危険を減少し、更
に高い空時収量並びに付加的な処理利点を生じることを
見い出した。すなわち高められた温度でのα−ケトカル
ボン酸の対応するＬ−アミノ酸への微生物学的変換を高
温性桿菌−株を用いて４５℃以上の温度で実施すること
にある。
に高い空時収量並びに付加的な処理利点を生じることを
見い出した。すなわち高められた温度でのα−ケトカル
ボン酸の対応するＬ−アミノ酸への微生物学的変換を高
温性桿菌−株を用いて４５℃以上の温度で実施すること
にある。
それ故に冒頭に示したタイプの本発明による方法は発酵
を高温性桿菌−株を用いて４５℃以上の温度で実施する
ことを特徴とする。
を高温性桿菌−株を用いて４５℃以上の温度で実施する
ことを特徴とする。
変換を６０℃以上の温度で行うのが好ましい。
高められた温度でのα−ケト酸の本発明による還元アミ
ノ化は発酵に於いて雑菌による汚染の危険の減少と共に
、発酵内容物の粘度を減少する利点を有する。それによ
って生物体数維持で高められた濾過効率を及び攪拌及び
ポンプ送入に関して比較的少ないエネルギー価格を生じ
ることがで鋤る。更に形成されたアミノ酸の溶解度の限
界は引紮上げられる。それによって溶液の形で高められ
た生成物濃度を得ることができる。これは以下に詳述す
る様に得られたＬ−アミノ酸の単離を容易にする。
ノ化は発酵に於いて雑菌による汚染の危険の減少と共に
、発酵内容物の粘度を減少する利点を有する。それによ
って生物体数維持で高められた濾過効率を及び攪拌及び
ポンプ送入に関して比較的少ないエネルギー価格を生じ
ることがで鋤る。更に形成されたアミノ酸の溶解度の限
界は引紮上げられる。それによって溶液の形で高められ
た生成物濃度を得ることができる。これは以下に詳述す
る様に得られたＬ−アミノ酸の単離を容易にする。
高温性縄菌を用いて高められた温度でアミノ酸を微生物
により収得することは以前から公知であるが−たとえば
バチルスコアグランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｃａａｇｕ
ｌａｎｓ ） Ｂ１１−１７ （Ａｒｇ、Ｂｉｏｌ。
により収得することは以前から公知であるが−たとえば
バチルスコアグランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｃａａｇｕ
ｌａｎｓ ） Ｂ１１−１７ （Ａｒｇ、Ｂｉｏｌ。
Ｃｂｓｍ−５１（１９６７） １３８１−１３８８ ）
を用いて５０−６０℃でグルコースからＤＬ−アラニン
の形成−９高温性細菌による高められた温度でのα−ケ
トカルボン酸の対応するＬ−アミノ酸への変換の特異的
有用性は従来間らかに知られていない。
を用いて５０−６０℃でグルコースからＤＬ−アラニン
の形成−９高温性細菌による高められた温度でのα−ケ
トカルボン酸の対応するＬ−アミノ酸への変換の特異的
有用性は従来間らかに知られていない。
本発明による方法は特にα−ケトイソパレリアートから
バリンを、α−ケトイソカプロアートからロイシンをα
−ケト−β−メチルバレリアートからイソロイシンを、
ピルパートからアラニンヲ及ヒフェニルピルバートから
フェニルアラニンを形成するだめに使用することがで専
る。
バリンを、α−ケトイソカプロアートからロイシンをα
−ケト−β−メチルバレリアートからイソロイシンを、
ピルパートからアラニンヲ及ヒフェニルピルバートから
フェニルアラニンを形成するだめに使用することがで専
る。
ｙ １５１９
Ｉ １５２０
ｚ １５２１
〃７３０
＃ １５５０
バチルス コアグランス
Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃＱａｇｕｌａｎｓ ＤＳＭ ４
６０／Ｆ ２５２０ バチルス アシドカルダリウス Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａＣｉｄｏｃａｌｄａｒｌｕｓ Ｄ
ＳＭ ４５２が挙げられる。これはｌ侍にロイシン及び
アラニンの形成に適する。特にバチルスアシドカルダリ
ウスＤＳＭ４５２［微生物協会（ゲッチンゲン、ＢＲＤ
）のドイツ集録に寄託さｈた桿菌株の寄託番号］、バチ
ルスｓｐ、ＤＭＢ４６５及びＤＳＭ４６６ 、バチルス
スプノーエリクスＤＳＭ４６１．４６２及び４６５並び
にノ（チルスカルドテナツクスＤＳＭ４０６が研究され
ている。
６０／Ｆ ２５２０ バチルス アシドカルダリウス Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａＣｉｄｏｃａｌｄａｒｌｕｓ Ｄ
ＳＭ ４５２が挙げられる。これはｌ侍にロイシン及び
アラニンの形成に適する。特にバチルスアシドカルダリ
ウスＤＳＭ４５２［微生物協会（ゲッチンゲン、ＢＲＤ
）のドイツ集録に寄託さｈた桿菌株の寄託番号］、バチ
ルスｓｐ、ＤＭＢ４６５及びＤＳＭ４６６ 、バチルス
スプノーエリクスＤＳＭ４６１．４６２及び４６５並び
にノ（チルスカルドテナツクスＤＳＭ４０６が研究され
ている。
これらはα−ケト−イノアルプロアートのＬ−ロイシン
への転移及びビルノ（−トのアラニンへの転移に特に有
効である。
への転移及びビルノ（−トのアラニンへの転移に特に有
効である。
付加的なエネルギー源として有利に安価なＣ−源、たと
えばアセテート及びグリセリンを副基質として使用する
ことができる。その際消費されるアセテートは特に容易
に酢・浚をｐＨ−調節して配量添加することによって補
充することができる。アセテートの使用によって解糖作
用処理を行うことができる。
えばアセテート及びグリセリンを副基質として使用する
ことができる。その際消費されるアセテートは特に容易
に酢・浚をｐＨ−調節して配量添加することによって補
充することができる。アセテートの使用によって解糖作
用処理を行うことができる。
発酵はバッチ法で又は連続的に実施することができる。
濾過システムと用いて連続発酵法で生物体量の維持によ
って又は遠心分離によって発酵器から主に使い果たされ
た培地を生成物と共に流出することができる。−万機生
物を全部又は一部発酵基中に戻すことができる。特に有
利に循環反応器中で操作することかで〜る。培養Ｆ液か
ら結晶基中でアミノ酸を冷却して収得し、母液を全部又
は一部反応基中に戻す。
って又は遠心分離によって発酵器から主に使い果たされ
た培地を生成物と共に流出することができる。−万機生
物を全部又は一部発酵基中に戻すことができる。特に有
利に循環反応器中で操作することかで〜る。培養Ｆ液か
ら結晶基中でアミノ酸を冷却して収得し、母液を全部又
は一部反応基中に戻す。
高められた温度でα−ケトカルボン酸の対応するＬ−ア
ミノ酸への有利な急速転移は低いケト酸濃度及び高いア
ミノｃｊ！！＃度を有する発酵流出液の収得を可能にす
るので、アき〕酸の分離及び収得を適当な冷却（約＋゛
２℃まで）によって容易に得ることができる。
ミノ酸への有利な急速転移は低いケト酸濃度及び高いア
ミノｃｊ！！＃度を有する発酵流出液の収得を可能にす
るので、アき〕酸の分離及び収得を適当な冷却（約＋゛
２℃まで）によって容易に得ることができる。
２０％より少なく溶解された一〇、に、発酵器へのＯ，
−供給を一定に調節するのが特に重要であり、それによ
って生成物の収率は驚くべ縫ことに増加する。したがっ
てたとえばバチルスカルドテナツクスを用いて６０℃及
び７．７ｆ／ｌのＮａ−イノカプロアート−濃度で、１
ｖ／ｖ分から０．０５ ｖ／ｖに通気を減少させてα
−ケト−イソカプロアートのＬ−ロイシンへの転移を行
う場合、選択率が５０％から８０％に増加する。
−供給を一定に調節するのが特に重要であり、それによ
って生成物の収率は驚くべ縫ことに増加する。したがっ
てたとえばバチルスカルドテナツクスを用いて６０℃及
び７．７ｆ／ｌのＮａ−イノカプロアート−濃度で、１
ｖ／ｖ分から０．０５ ｖ／ｖに通気を減少させてα
−ケト−イソカプロアートのＬ−ロイシンへの転移を行
う場合、選択率が５０％から８０％に増加する。
次に本発明を例によって更に詳細に説明する二列１
バッチ−発酵器中でパチルスカルドテナツクス（Ｄ８Ｍ
４０６）−ｉ用いてα−ケトイソカプロアート及びアン
モニウムからし一ロイシンの収得。
４０６）−ｉ用いてα−ケトイソカプロアート及びアン
モニウムからし一ロイシンの収得。
発酵のだめに次の培地を使用する：ヘプトン１２；イー
スト抽出物［ｌｓｒ；肉抽出物ｎ、５Ｐ：酢酸ナトリウ
ム６２；に鵞ＨＰＯ４２？ ： ＫＨ１ＰＯ４２ｒ：Ｍ
ＰＳＯ４ＣＬ １ ｆ ： Ｎ）（４ＣｔＩ Ｑ、 ６
５ ：α−ケトイソカプロアート７、６７ ｆ ：脱イ
オン化された水全址１ｔ ： ｐＨｙ、 ２．これを＋
１２０℃で２０分高圧滅菌する。
スト抽出物［ｌｓｒ；肉抽出物ｎ、５Ｐ：酢酸ナトリウ
ム６２；に鵞ＨＰＯ４２？ ： ＫＨ１ＰＯ４２ｒ：Ｍ
ＰＳＯ４ＣＬ １ ｆ ： Ｎ）（４ＣｔＩ Ｑ、 ６
５ ：α−ケトイソカプロアート７、６７ ｆ ：脱イ
オン化された水全址１ｔ ： ｐＨｙ、 ２．これを＋
１２０℃で２０分高圧滅菌する。
発酵器の容量は５ｔであり、温度は＋６０℃である。ｐ
Ｈ−値を１００％酢酸の配置添加によって７．２に調節
する。この方法で消費されたアセテートを補充する。８
０００７分で攪拌する。
Ｈ−値を１００％酢酸の配置添加によって７．２に調節
する。この方法で消費されたアセテートを補充する。８
０００７分で攪拌する。
発酵培地にバチルスカルドテナツクスの損厚な懸濁液を
植菌する。この液は肉抽出物−イースト抽出物−ペブト
ンー培地で培養されたものである。４質阻害を避けるた
めに、ケト酸及びアンモニウム塩を連続的に補充する。
植菌する。この液は肉抽出物−イースト抽出物−ペブト
ンー培地で培養されたものである。４質阻害を避けるた
めに、ケト酸及びアンモニウム塩を連続的に補充する。
その際１７ｙ／ｌのＬ−ロイシン−＃度が得られる。１
ψの高い通気で消費されたケト酸の５０％ｌはＬ−ロイ
シンに転移する。これと対照的にＱ、０５ｖ／ｖ分の場
合ＳＯＸである。
ψの高い通気で消費されたケト酸の５０％ｌはＬ−ロイ
シンに転移する。これと対照的にＱ、０５ｖ／ｖ分の場
合ＳＯＸである。
例２
生物体量−維持及び連続的生成物収得によって連続発酵
法でパチルスカルドテナツクスを用いてα−ケトイソフ
プロアート及びアンモニウムからＬ−ロイシンの収得 この発酵にあたり例１の培地を使用する。発酵器の容量
は５ｔである。ケト酸及びアンモニウム塩を別々に連続
して供給する。消費されたアセテートをｐＨ−調節して
配置添加される酢酸で補充する。ｐＨ−値は７．２であ
り、温度は＋６０℃である。例１の様に植菌する。空気
の供給は先ず１ ｖ／ｖ分であり、それ故に急速な増殖
によって高い細胞濃度が得られる。その後空気を再びＱ
、 ０５ ｖ／ｖ分に下げて例１の様にＬ−ロイシン製
造を増加する。発酵流出液から生物体欧を濾過システム
によって維持し、発酵器中に再びポンプ送入する。Ｐ液
をアずノ酸の析出のために結晶器中で冷却する。母液を
一部発酵基中に戻す。残りの部分を流出し、連続的に新
しい培地を補充する。冷却によってＬ−ロイシンを晶出
し、連続的又は非連続的にポンプで取り出も６０℃の高
い発酵温度によってＬ−ロイシンの飽和濃度は増加し、
発酵器中に多量の生成物を溶液の形で得ることができる
。したがって比較的低い温度で発酵した発酵液から得ら
れたＬ−ロイシンより多くのＬ−ロイシンを冷却によっ
て析出することができる。６０℃で発酵内容物の比較的
小さい粘度は濾過効率を増加し、濾過（で対するエネル
ギー費用は減少する。
法でパチルスカルドテナツクスを用いてα−ケトイソフ
プロアート及びアンモニウムからＬ−ロイシンの収得 この発酵にあたり例１の培地を使用する。発酵器の容量
は５ｔである。ケト酸及びアンモニウム塩を別々に連続
して供給する。消費されたアセテートをｐＨ−調節して
配置添加される酢酸で補充する。ｐＨ−値は７．２であ
り、温度は＋６０℃である。例１の様に植菌する。空気
の供給は先ず１ ｖ／ｖ分であり、それ故に急速な増殖
によって高い細胞濃度が得られる。その後空気を再びＱ
、 ０５ ｖ／ｖ分に下げて例１の様にＬ−ロイシン製
造を増加する。発酵流出液から生物体欧を濾過システム
によって維持し、発酵器中に再びポンプ送入する。Ｐ液
をアずノ酸の析出のために結晶器中で冷却する。母液を
一部発酵基中に戻す。残りの部分を流出し、連続的に新
しい培地を補充する。冷却によってＬ−ロイシンを晶出
し、連続的又は非連続的にポンプで取り出も６０℃の高
い発酵温度によってＬ−ロイシンの飽和濃度は増加し、
発酵器中に多量の生成物を溶液の形で得ることができる
。したがって比較的低い温度で発酵した発酵液から得ら
れたＬ−ロイシンより多くのＬ−ロイシンを冷却によっ
て析出することができる。６０℃で発酵内容物の比較的
小さい粘度は濾過効率を増加し、濾過（で対するエネル
ギー費用は減少する。
帯溜時間τはこの実験に於て２４時間である。
発酵器容量ｔあたり及び１日あたりＬ−ロイシン２．５
２を形成する。この際消費されたケト酸の７５％がＬ−
ロイシンに転移する。横流マイクロフィルター（エンカ
社製）のフィルター表面は０．０３６ｍ”である。被覆
層形成の回避のために流れの速度をフィルター表面に対
して平行にＩｎ／秒に調整する。栄養素の制限及びすべ
ての細胞の発酵器中への回収によってＬ−ロイシンを静
止細胞を用いて連続的に製造することもできる。
２を形成する。この際消費されたケト酸の７５％がＬ−
ロイシンに転移する。横流マイクロフィルター（エンカ
社製）のフィルター表面は０．０３６ｍ”である。被覆
層形成の回避のために流れの速度をフィルター表面に対
して平行にＩｎ／秒に調整する。栄養素の制限及びすべ
ての細胞の発酵器中への回収によってＬ−ロイシンを静
止細胞を用いて連続的に製造することもできる。
図は処理を実施するための装置に関する概要を示す：
基質滅菌容器１及び２からｆｉ質を通気された発酵器５
中に配を添加する。この発酵器から排ガスを４を介して
消散する。通気されかつ攪拌された発酵液を連続的に分
離器５に導入する。
中に配を添加する。この発酵器から排ガスを４を介して
消散する。通気されかつ攪拌された発酵液を連続的に分
離器５に導入する。
この分離器は生物体Ｉｋ維持のための溜過システム６を
有する。生物体を除いた生成物溶液を７を介して供給し
、一方生物体を有する生成物溶液を８を介して除去する
ことができる。
有する。生物体を除いた生成物溶液を７を介して供給し
、一方生物体を有する生成物溶液を８を介して除去する
ことができる。
分離器５から７を介して取り出された生成物溶液は結晶
器９如達する。母液を一部１０を介して発酵器５に戻す
。母液−流出一流け１１を介して流れ出る。生成物を１
２で得る。
器９如達する。母液を一部１０を介して発酵器５に戻す
。母液−流出一流け１１を介して流れ出る。生成物を１
２で得る。
発酵器５の作業はプロセス計算機１４を有する調節ンス
テム１５を介して調整する。。
テム１５を介して調整する。。
例３
高温性バチルス−＠ＤＳＭ４６５及び４６６を用いてピ
ルバートからＬ−アラニンの収得。
ルバートからＬ−アラニンの収得。
発酵に関してα−ケトイソカプロアートの代りにプレン
ットラウペンｊｔ −Ｎａ−塩（ピルバート）Ｂ？／ｌ
を有する例１に記載した培地を使用する。アセテートの
代りｔｉｃ Ｓ択的にグリセリンも使用する。発酵条件
は例１の条件に相当する。
ットラウペンｊｔ −Ｎａ−塩（ピルバート）Ｂ？／ｌ
を有する例１に記載した培地を使用する。アセテートの
代りｔｉｃ Ｓ択的にグリセリンも使用する。発酵条件
は例１の条件に相当する。
俗解されたー酸素含有率１０％で予め存在するピルバー
トの８０％を６０℃でＬ−アラニンに転移する。５．５
ＰＬ−アラニン１ｔＸ日を生じる。
トの８０％を６０℃でＬ−アラニンに転移する。５．５
ＰＬ−アラニン１ｔＸ日を生じる。
ミノ酸を製造するだめの装置。
１及び２．等質滅菌容器
五 通気された発酵器
歳 排気管
５ 分離器
＆ 濾過システム
７及び１α 供給管
＆ 除去管
９、 結晶器
１１ 流出口
１２、収得口
払 調節システム
１４、 プロセス計算機
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）アンモニウムイオンの存在下に細菌発酵によつて対
応するα−ケトカルボン酸からＬ−アミノ酸を製造する
にあたり、発酵を高温性桿菌−株を用いて４５℃以上の
温度で実施することを特徴とする前記製造方法。 ２）発酵を６０℃以上の温度で実施する特許請求の範囲
第１項記載の方法。 ３）Ｌ−ロイシン又はＬ−アラニンをα−ケト−イソカ
プロラート又はピルバートから製造する特許請求の範囲
第１項または第２項記載の方法。 ４）高温性桿菌としてバチルスアシドカルダリウス（Ｂ
ａｃｉｌｌｕｓ ａｃｉｄｏｃａｌｄａｒｉｕｓ）ＤＳ
Ｍ４５２３バチルスｓｐ．ＤＳＭ４６５又はＤＳＭ４６
６、バチルススプハエリクス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｐｈ
ａｅｒｉｃｕｓ）ＤＳＭ４６１、４６２又は４６５又は
特にバチルス カルドテナツクス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ
ｃａｌｄｏｔｈｅｎａｘ）ＤＳＭ４０６を使用する特許
請求の範囲第１項から第４項までのうちのいずれか一つ
に記載の方法。 ５）発酵器から連続的に発酵液を取り出し、アミノ酸の
析出及び収得下に冷却し、次いで再びポンプ送入する特
許請求の範囲第１項から第４項までのうちのいずれか一
つに記載の方法。 ６）発酵が連続的に作動する発酵器中で生物体１の維持
下に及びＬ−アミノ酸の冷却及び析出後発酵器中に戻さ
れる流出液の再生下に行われる特許請求の範囲第１項か
ら第５項までのうちのいずれか一つに記載の方法。 ７）副基質としてアセテート及び（又は）グリセリン及
び（又は）グルコースを使用する特許請求の範囲第１項
から第６項までのうちのいずれか一つに記載の方法。 ８）発酵器へのＯ＿２−供給を２０％より少なく溶解さ
れたＯ＿２量に調節する特許請求の範囲第１項から第７
項までのうちのいずれか一つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853533198 DE3533198A1 (de) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | Verfahren zur fermentativen herstellung von l-aminosaeuren aus (alpha)-ketocarbonsaeuren |
| DE3533198.4 | 1985-09-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62111693A true JPS62111693A (ja) | 1987-05-22 |
Family
ID=6281226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61218259A Pending JPS62111693A (ja) | 1985-09-18 | 1986-09-18 | α−ケトカルボン酸からＬ−アミノ酸を発酵により製造する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5053328A (ja) |
| EP (1) | EP0218130B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62111693A (ja) |
| CA (1) | CA1301690C (ja) |
| DE (2) | DE3533198A1 (ja) |
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-
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-
1986
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- 1986-09-18 EP EP86112895A patent/EP0218130B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-18 US US06/908,777 patent/US5053328A/en not_active Expired - Fee Related
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