JPS63255293A - 細菌の培養による色素の製造方法 - Google Patents

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） この発明は、細菌の培養による色素の製造方法に関する
ものである。

（従来の技ＷＩ） セラチア属、モナスカス属等に属する微生物が色素を生
産することが知られている。この特性を利用して、セラ
チア属、モナスカス属等に属する微生物を培養して色素
を製造することが知られている。

（発見事実） この発明者は、各地の土壌中に存在する微生物を調査し
ていたところ、成る場所の排水汚泥の中に新しい細菌の
存在することを見出し、その細菌の分離に成功した。

この発明者が分離した細菌を新菌株と考えた理由は、そ
の細菌の菌学的性質が大部分エンテロバクテリア科のセ
ラチア属に属する細菌に類似していたが、数個の性質に
おいて異なり、従って既知のセラチア属に属する何れの
細菌とも一致しなかったからである。そこで、この発明
者は、これを新菌株だと考え、これをセラチア・ニス・
ビー黒５ＳＰ−１と名付けて、昭和６２年３月２３日に
工業技術院微生物工業技術研究所に微工研菌寄第９８０
２号として寄託した。

セラチア・ニス・ピーＡＳＳＰ−１０Ｊ、下、これをＰ
−１と略称する）は、その菌学的性質を「バージニーズ
、マニュアル、オプ、システマテイツク、バクテリオロ
ジ−Ｊ（１９８６年）の記載に従って検索すると、次の
ような性質を有するものである。

（ａ）　　形ａ（肉汁寒天斜面培地） （１）細胞の大きさ０．５−０．７ミクロン×０．８−
Ｌ３ミクロンの桿菌である。

（２）細胞の多形性はない。

（３）運動性があり、鞭毛は倒毛である。

（４）　　ダラム染色性は陰性である。

（５）抗酸性は陰性である。

（ｂ）　　培地における生育状態 （１）肉汁液体培養 発育良好で濁り、沈澱を生じる。表面 に皮膜は形成しない。菌体は橙赤色を 呈する。色素は培地中に拡散し、橙赤 色を呈する。

（２）肉汁寒天平板培養 発育良好で菌体は橙赤色を呈し、色素 が培地中に拡散する。表面は平滑で光 沢があり、コロニーは半透明で周縁が はっきりしている。

（３）肉汁寒天斜面培養 （２）と同様の生育状態を示し、拡布状に生育する。

（４）　　グルコース肉汁寒天平板培養（２）と同様で
ある。

（５）肉汁ゼラチン穿刺培養 ゼラチンを液化し、ｆｔ）と同様の生育状態を示す。

（６）ペプトン水 表面に皮膜を形成せずに菌環を形成し、濁り、沈澱を生
じる。菌体は橙赤色を 呈する。色素は培地中に拡散し、橙赤 色を呈する。

（７）　　リドマスミルク 黒色不透明となり、凝固はしない。

（８）馬鈴薯培養 （２）と同様の生育状態を示し、拡布状に生育する。

（Ｃ）　　生理的性質 （１）硝酸塩の還元。　陽性 （２）脱窒反応。　　陰性 （３）　　メチルレッド（’ＭＲ）試験。　　陰性（４
）　　フォーゲス・プロスカラエル（Ｖ　ＰＩ　ｌｉ　
応。

陽性 （５）　　インドールの生成。　　陽性（６）硫化水素
の生成。　　陽性 （７）でんぷんの加水分解。　　陽性 （８）　　クエン酸の利用性（Ｒｏｓｅｒ培地及びＳｉ
ｍｍｏｎ培地）。いずれも利用する。

（９）　　無機窒素源（アンモニウム塩、硝酸）の利用
性。いずれも利用する。

（ｌＯ）色素の生成 橙赤色の色素を生成し、培地中に拡散 する。

（！ｌ　　リドマス、メチレンブルー、２，６−シクロ
ロフエノールインドフエノールなどの色素の還元。

リドマスは還元しないがメチレンブル −ト２，６−シクロロフエノールイン ドフエノールは還元する。

θ乃　ウレアーゼ。　　陰性 θ（至）オキシダーゼ。　　陰性 α４）　カタラーゼ。　　陽性 α６）生育の範囲。生育し得る条件は円３．８〜９．３
、温度８〜４３℃で好気的並びに嫌気的であり、最適生
育条件は門７．０近辺、温度３０℃前後である。

α匂　酸素に対する態度。好気性。嫌気的にも生育する
。

θ７）　　ＯＦテスト（Ｈｕｇｈ　　＆　Ｌｅｉｂｓｏ
ｎ法による）。醸化的並びに還元的に生育する。

酸化的並びに還元的にガスは生成しない。

（１８）　　牛乳の凝固。　　凝固する。

θ９）　　ヘフトンからのアンモニアノ生成。

陽性 偉功　　ゼラチン及びカゼインの液化。液化するｇｕ　
　ｍ化ナトリウムの耐性。６％塩化≠トリウム上で生育
するが、１０％以上の塩化ナトリウム上では生育しない
。

（ｄ）　　炭素源の利用性 （１）Ｌ−アラビノース　　　＋ （２）Ｄ−キシロース　　　　＋ （３）Ｄ−グルコース　　　　＋ （４）Ｄ−マンノース　　　　＋ （６）Ｄ−フルクトース　　　＋ （６）Ｄ−ガラクトース　　　＋ （７）　　ラクトース　　　　　　＋ （８）　　マルトース　　　　　　＋ （９）　　サッカロース　　　　　＋ ＋１０１　　）レバロース　　　　　　＋ＱＩ　　Ｄ−
ソルビット　　　　＋ α匂　Ｄ−マンニット　　　　＋ α萄　イノジット　　　　　　＋ θ荀　グリセリン　　　　　＋ α５ン　デンプン　　　　　　　　＋ ０句　ラフィノース　　　　　− （１７）　　イヌリン　　　　　　　＋（１ね　デキス
トリン　　　　　＋ θ９）繊維素　　　− 翰　サリシン　　　　　　　＋ （２１）　　アドニトール　　　　　　＋翰　Ｄ−セロ
ビオース　　　＋ 但し、＋は利用する（酸を生成する） を表わし、−は殆んど利用しない（酸 を生成しない）を表わす。

以上の炭素源により好気的並びに嫌気的にガスを生成し
ない。

上述のようなＰ−１の性質は、セラチア属に属するセラ
チア・リクエ７アシエンス（ＳｅｒｒａｔｉａＡ’１ｑ
ｕｅｆａｃｉｅｎｓ、以下ＳＪ！という）及びセラチア
０マルセスセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ　　ｍａｒｃｅｓ
ｃｅｎｓ。

以下Ｓｍという）に類似しているが、若干の性質で異な
っている。

Ｐ−１は、これをＳ／と対比すると、次の諸点で異なっ
ている。すなわち、Ｐ−１は、水溶性の色素を生産し、
Ｄ−グルコースからガスを発生させず、Ｌ−アラビノー
ス、Ｄ−キシロース、Ｄ−セロビオース、ラクトース及
びアドニトールがら酸を生成し、トリプトファンからイ
ンドールを生産する。ところが、ＳＩ！は色素゛を生産
せず、アドニトール及びＤ−セロビオースから酸を生成
せず、さらにトリプトファンからインドールを生産しな
いとされる反面、Ｄ−グルコースからガスを発生する。

従って、Ｐ−１はＳ／と一致しない。

また、Ｐ−１は、これをＳｍと対比すると、次の諸点で
異なっている。すなわち、Ｓｍは、色素を生産するが、
その色素は水溶性でないとされ、Ｌ−アラビノース、Ｄ
−キシブース、Ｄ−セロビオース及びラクトースから酸
を生成せず、さらにトリプトファンからインドールを生
産しないとされる。ところが、Ｐ−１は、水溶性の色素
を生産し、Ｌ−アラビノース、Ｄ−キシロース、Ｄ−セ
ロビオース及びラクトースから酸を生成し、トリプトフ
ァンからインドールを生成する。従って、Ｐ−１はＳｍ
とも一致しない。

このように、Ｐ−１は、大部分の性質がＳｌ及びＳｍと
一致し、従ってセラチア属に属するものと考えられるが
、上述のような諸点で一致せず、そのほかセラチア属に
属する他の細菌と完全に一致するものがない。そこで、
この発明者は、Ｐ−１を前述のようにセラチア属に属す
る新しい菌株だと考えたのである。

この発明者は、Ｐ−１をオリーブ油等の有機化合物を加
えた培地中で好気的に培養したところ、水及び有機溶媒
に何れもよく溶ける赤ないし黄色の色素が、多量に生成
されることを見出した。この発明は、このような発見に
基づいてなされたものである。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、新規な菌株Ｐ−１が有する色素生産性に着
目し、この菌株を培養して細菌に色素を生成させ、この
色素を分離取得することを目的とする。

（問題を解決するための手段） この発明は、エンテロバクテリア科に属するセラチア・
ニス・ピー　５ＳＰ−１菌株（微工研菌寄第９３０２号
）を好気的に培養して色素を生成させ、色素を分離取得
することを特徴とする、細菌の培養による色素の製造方
法に関するものである。

この発明は、上述のように、昭和６２年８月２８日に工
業技術院微生物工業研究所へ微工研菌寄第９３０２号と
して寄託された菌株を用いることを特徴とするが、この
発明で用いられる菌株はそれのみに限定されない。この
発明で用い得る菌株は、寄託された菌株から自然的又は
人為的に得られた変異種も含んでいる。

この発明は、Ｐ−１を培養することを必要としている。

培養のためには培地が必要とされる。一般に、培地には
菌の代謝能力に応じた炭素源、窒素源、アミノ酸、ビタ
ミン等の存在が必要とされ、さらにＮａＳＫＳＣａＳＭ
ｇ、Ｐｓ　Ｃｌなどの基本的無機成分の存在が必要とさ
れる。この発明で用いられるＰ−１の培養についても、
当然ながら同じものが必要とされる。

Ｐ−１は、培地中で嫌気的にも好気的にも生育するが、
嫌気的に培養した場合には色素は生産しない。従って、
色素の取得を目的とするこの発明−では、好気的に培養
することが必要とされる。

また、Ｐ−１は、培地中に加えられた炭素源によって、
色素の生産量を大きく変える。例えば、Ｄ−グルコース
、サッカロース等を炭素源として過剰に加えた培地では
、好気的に培養しても、Ｐ−１は色素を生産しない。ま
た、オリーブ油などを乳化させて好気的に培養すると、
Ｐ−１は色々な種類の色素を大量に生産する。生産され
る色素の種類及び量は、炭素源として加えられた化合物
の如何によって、大きく変わる。従って、色素を得る目
的からは、炭素源の種類と量の選択が非常に重要である
。しかし、どのような種類の炭素源が大量の色素を生産
す茗のに有効であるかは、明確でない。判明している事
項を個別的に述べれば、炭素源としてオリーブ前、エタ
ノール、ポリエチレングリコール誘導体などを添加した
場合には、大量の色素が得られるが、Ｄ−グルコース、
サッカロースのような糖類を過剰に添加した場合には、
色素が全く得られない。

Ｐ−１は、炭素源以外のもの、すなわち、窒素源、ビタ
ミン、その他無機成分によっては色素の生産を大きく変
えない。

Ｐ−１は、上述のように好気性条件下で色素を生産する
から、この発明で用いる培地としては、液体培地が固形
培地よりも適している。この発明では、液体培地を用い
て、通気しながら培養することが好ましい。振盪培養は
好適な培養方法である。

Ｐ−１は、門８．８〜９．８の範囲内で生育可能である
が、色素生産のためにはＰＨ４，５ないし９．３の範囲
内とするのが好ましい。また、Ｐ、１は、温度８〜４８
℃の範囲で生育可能であるが、色素生産のためには８〜
８５°Ｃとくに２８〜８２℃に維持することが好ましい
。

上述のようにしてＰ−１を培養すると、Ｐ−１は色素を
生産し、その色素は培地中に溶出する。

こうして得られた培養物を遠心分離すると、色素は上澄
液に移り、菌体は沈澱となるので、まず菌体を分離する
。

菌体の分離は、例えば培養物ｅｌｏ０００ｒ、込１の回
転数で１０分間遠心分離することによって行なうことが
できる。こうして分離した菌体は、これを水洗し、再度
遠心分離して水分を除去し、約８０°Ｃで乾燥させて、
乾燥菌体として取得する　　　　　−ことができる。

上澄液中に含まれる色素は、一般に天然有機化金物の分
離に使用される手段によって、分離され取得される。

（発明の効果） こうして取得された色素は、水にも有機溶剤にも溶解す
る特性を持っている。例えば、オリーブ油を炭素源とし
て用いた場合に生産される色素は、水に溶解し、また殆
んどすべての有機溶剤に溶解し、この色素を溶解しない
ような有機溶剤を見い出すことが困難な位である。また
、この色素は、門により色調を異にするという特徴を持
っている。

例えば上述のオリーブ油を炭素源として用いた場合に生
産される色素は、酸性では赤色、塩基性では山吹色を呈
する。

この色素は、その固有な色調に基づいて着色剤として使
用することができる。また、この色素は、門の変化によ
り色調を異にするので、門指示薬としても使用すること
ができる。また、この色素は、その生理活性を生かした
用途に向けることができ、さらに有機化合物合成の中間
体として使用することができる。このように、この色素
は種々の用途を持っている。従って、この発明方法は、
このような有用な色素を容易に取得することができると
いう点で、有用なものである。

（実　施　例） 以下に実施例を挙げて、この発明方法の詳細を説明する
。以下で、単に％というのは、重量％の意味であり、ま
た単に部というのは、重量部の意味である。

実施例１ この実施例では、培地として下記組成のものを使用した
。

オリーブ油（炭素源）　　　　　１０　％ポリペプトン
（窒素源）　　　　１０　％酵母エキス　　　　　　　
　　０．１　　％ノニオン系界面活性剤　　　　０．１
　　％（第一工業製薬社製ノイゲンＥＡ−８０）ＫＨ２
Ｐ　０４　　　　　　　　　　　　０．１　　％Ｍｇ５
Ｏ，・７Ｈ，ＯＯ，０５％ ＮａＣ１！　　　　　　　　　　　　　０．０５％水道
水　　　　　残 （ＮａＯＨで門を７．０に調整） なお、ノニオン系界面活性剤は、オリーブ油を乳化させ
て水中に分散させるために使用した。

３００ｒｎｌ容のフラスコに上記培地を５０ｍ／とり、
これを殺菌し、Ｐ−１、すなわちセラチア・ニス・ピー
　５ＳＰ−１菌株（微工研菌寄第９３０２号）をこれに
無菌的に接種して、８０℃で４８時間振盪培養し、得ら
れた培養物を１０００Ｏｒ、ｐ、ｍ。

で１０分間遠心分離した。沈澱を水洗し、再度遠心分離
して水分を除去し、約８０℃で乾燥して乾燥菌体を得た
。この乾燥菌体の収量は培地１ｒｎＩ！当り約７．２■
であった。

上澄液を東洋曹達社製のゲル濾過剤ＨＷ−５０に吸着さ
せ、水洗後エタノールで脱着し、エタノールを除去し、
濃赤色の粘稠な色素を得た。この色素は水溶性であって
、水に溶解すると、酸性下では赤色、塩基性では山吹色
を呈した。色素量は培地ｌｉｔ’当り約４０声２であっ
た。

実施例２ この実施例では、培地として下記組成のものを使用した
。

ポリエチレングリコールオレイルエーテル、ｎｍ１ｏ　
（ｐ素源）１０　　％ ポリペプトン（窒素源）　　　　ＬＯ％酵母エキス　　
　　　　　　　　０．１　　％ＫＨ２ＰＯ，０，１％ Ｍ　ｇ　Ｓ　０４・７ＨｔＯ０，０５％ＮａＣ１０，０
５％ 水道水　　　　　残 （ＮａＯＨで四を７．０に調整） 上記培地を用いて、振盪培養時間を短縮して２５時間と
した以外は、実施例１と全く同様に実施して乾燥菌体と
色素とを得た。乾燥菌体の収量は培地１ｍｆ’当り約５
．１■であり、色素量は培地１ｍｅ当り約３ｏ、ｌｉｅ
であった。この色素は、これを水に溶解させると、酸性
下では桃色、塩基性下では黄色を呈した。

実施例３ この実施例では、培地として下記組成のものを用いた。

オリーブ油（炭素源）１．０　　％ ぎりペプトン（窒素源）０．５　　％ 酵母エキス　　　　　　　　　０．１　　％ＫＨ２ＰＯ
４０，ｌ　　％ Ｍｇ５Ｏ，・７Ｈ，００，０５％ ＮａＣｌ　　　　　　　　　　　　０．０５１水道水　
　　　　残 （ＮａＯＨで円を７．０に調整） 上記の培地を用いた以外は、実施例１と全く同様にして
培養して、菌体の増殖と色素量とを測定した。但し、色
素量は培養液を遠心分離して得られた上澄６部にメタノ
ール９０部とＩＮのＨＣＩ　４部とを加え、５３０−５
４０　ｎｍの吸収ピークから計算した。また、増殖は培
養液を蒸溜水で稀釈し、６６０ｎｍで比濁することとし
、この場合を１００として以下の実施例と比較すること
とした。

得られた色素量は培地１−当り約３８メ２であった。

実施例４ 実施例８において、炭素源としてのオリーブ油の代わり
に、ポリオキシエチレン・ソルビタン・モノラウレート
（カオーアトラス社製ＴＷＥＥＮ　２０）を同量用いる
こととした以外は、実施例３と全く同様に実施した。

得られた色素量は培地１．ｒｎｅ当り約２３メｙであり
、菌体の増殖は９５であった。

実施例５ 実施例３において、炭素源としてのオリーブ油の代わり
に、グリセリンを同量用いることとした以外は、実施例
８と全く同様に実施した。

得られた色素量は培地１ｔｎＩ！当り約１４．）ｔ？で
あり、菌体の増殖は１２８であった。

実施例６ 実施例３において、炭素源としてのオリーブ油の代わり
に、ポリエチレングリフール（分子量約６００）を同量
用いることとした以外は、実施例３と全く同様に実施し
た。

得られた色素量は培地１−当り約２７μりであり、菌体
の増殖は９６であった。

実施例７ 実施例８において、炭素源としてのオリーブ油の代わり
に、エタ／−ルを同量用いることとじた以外は、実施例
３と全く同様に実施した。

得られた色素量は培地１　ｒｎｅ当り約３０メ２であり
、菌体の増殖は７８であった。

実施例８ 実施例８において、炭素源としてのオリーブ油の代わり
に、酢酸ナトリウムを同量用いることとした以外は、実
施例３と全く同様に実施した。

得られた色素量は培地１−当り約６７２であり、菌体の
増殖は２０であった。

比較例 実施例８において、炭素源としてのオリーブ油の代わり
に、Ｄ−グルコースを同量用いることとした以外は、実
施例８と全く同様に実施した。

色素は全く生成されず、菌体はよく生育し、菌体の増殖
は８５であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンテロバクテリア科に属するセラチア・エス・ピ
   ーＳＳＰ−１菌株（微工研菌寄託第９３０２号）を好気
   的に培養して色素を生成させ、色素を分離取得すること
   を特徴とする、細菌の培養による色素の製造方法。 ２、培養にあたり培地中に炭素源としてオリーブ油、ポ
   リエチレンオキサイド誘導体、又はアルコールを加える
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載する方
   法。 ３、培養にあたり培地として液体培地を用いる特許請求
   の範囲第１項又は２項に記載する方法。 ４、培養の際にＰＨを３．８〜９．３に維持することを
   特徴とする、特許請求の範囲第１−３項の何れかの項に
   記載する方法。 ５、培養の際の温度を８〜３５℃に維持することを特徴
   とする、特許請求の範囲第１−４項の何れかの項に記載
   する方法。