KR900000938B1 - 발효법에 의한 l-글루타민산의 제조방법 - Google Patents

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Description

발효법에 의한 L-글루타민산의 제조방법

본 발명은 미생물에 의한 L-글루타민산의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 참치를 이용한 농축 추출액이나 침지액을 첨가하는 것에 의해 L-글루타민산의 발효수율을 향상하고, 양질의 L-글루타민산을 생산하므로서 사용 부재료를 절감하여, 매우 유리하게 L-글루타민산을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 L-글루타민산의 발효에 있어서 고수율을 획득하기 위해서는, 세포증식 및 L-글루타민산형성에 필요한 칼륨, 마그네슘, 망간등의 무기물과 아미노산, 비타민류, 유기산등의 유기물이 배지 중에 적정량 함유되어야 하며, 주요 생육인자인 비오틴의 양이 증식 필요량 이하로 제한되어야 한다. 한편, 사탕수수 당밀 및 사탕무우 당밀과 같이 비오틴이 다량 함유된 탄소원을 사용하여 발효에 의해 L-글루타민산을 생산하는 경우 초기 균체 생성기에 생육인자 첨가를 위한 무기물 및 유기영양원의 보강을 실시하는데 이를 위해 육엑기스, 효모엑기스, 대두박 가수분해물, 옥수수침지액(CSL),발효 증류폐액등을 통상 사용하며, 항생물질 또는 계면활성제 등의 비오틴 활성억제제를 배양중 적절한 시기에 첨가하여, L-글루타민산의 생산을 진행 시키는 방법이 널리 실시되고 있다.

대체로 참치를 이용한 농축 추출액인 침지액(이후 참치엑기스로 약칭)에는 미생물의 생육에 유효한 영양원인 판토텐산, 니코틴산, 리보플라빈등을 함유하고 있고, 비오틴 및 아미노산계질소등도 다량 함유하며, 기타 여러가지 무기물도 포함하고 있으므로 본 발명자들은 종래의 유기영양원 첨가방법보다 참치엑기스를 사용하는 경우, 종래 방법에 비하여 더 높은 수율로 L-글루타민산을 생산할수 있다는 사실을 발견하고 참치엑기스의 성분을 적절히 이용할 수 있는 방법에 대하여 연구를 행하여 본 발명을 완성하게 되었다.

즉, 본 발명은 참치엑기스를 L-글루타민산 발효에 이용할 경우에 있어서 L-글루타민산의 생산수율 향상 뿐만 아니라, MSG생산에 필수적인 각종 부재료 및 에너지의 뚜렷한 절감을 이룰 수가 있어 CSL및 기타 첨가물의 전량 대체가 가능하고 기타 아미노산류 및 비타민류도 절감이 가능한 특징을 제공하는 것이다.

육엑기스 및 효모엑기스 같은 동물성 추출물들도 참치엑기스와 유사한 성분을 함유하고 있으며, 실제 그 첨가효과는 이미 공지의 사실이나 단지 그 물질들이 본 발명에서 의도하는 L-글루타민산생산수율의 향상과 함께 공업적 대량 생산시의 원가절감이라는 측면에서 볼때에는, 실험적 데이타로서의 가치는 인정할 수 있으나, 실제 사용에 있어서는 참치엑기스와 같이 수율향상과 원가절감이라는 점을 모두 만족시킬수 없다는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명을 좀더 상세히 설명하면, 당밀 및 원당등의 당질을 주탄소원으로 하는 배지에 L-글루타민산 생산능력을 가진 세균을 배양하고 그 배양 초기 내지 대수 증식기 말기까지의 적당한 시기에 비오틴 활성 억제제를 첨가, 배양을 실시하여 배지중에 생성 축적된 L-글루타민산을 회수하는 제조방법에서 대수증식기 말기 이전에는 L-글루타민산 생성을 위한 균체량을 최대, 최적량 확보해야 하는데, 이를 위해서는 균체증식에 필수적인 질소원 및 비오틴, 그리고 비타민을 비롯한 미량원소와 유기산등이 적합하게 포함된 배지가 요구된다는 사실에 근거하여 배양초기에 사용되는 배지(본배지)에 비오틴 및 기타 영양원이 다량 함유되어 있는 참치엑기스를 첨가하므로서, L-글루타민산 생산능력이 우수한 균체확보에 최적상태가 되도록 하는 것이다.

이경우 L-글루타민산 발효에 이용되는 참치엑기스의 사용비율은 본배지의 0.0005%-1.0%정도가 적당하다.

결론적으로 본 발명은 발효법에 의한 L-글루타민산의 제조방법에 있어서 탄소원으로 당밀 및 원당 등을 질소원으로 암모니아 가스, 암모니아수 및 요소를 사용하여, 배양초기에 이용되는 배지(본배지)아미노산계질소 및 비오틴, 기타 미량 영양원소 보강을 위하여 참치 엑기스를 첨가하고, 그 비를 초기 배양액량의 0.005%-1.0%이 되도록하여 고수율로 L-글루타민산을 생성 축적시키는 것을 요지로 한다.

본 발명에서는 브레비박테리움속 또는 코리네박테리움속의 L-글루타민산 생산균으로서 비오틴요구주를 사용했는데, 예를 들면 브레비박테리움 플라붐 ATCC140 67, 브레비박테리움 락토퍼멘텀 ATCC13869, 브레비박 데리움 다바리가텀 ATCC14 020, 브레비박테리움 사카로리티컴 ATCC14066, 코리네박테리움 글루타미컴 ATCC 13032 및 코리네박테리움 아세토애시도피룸 ATCC13870등이다.

본 발명에 사용된 탄소원은 사탕수수당밀, 사탕무우당밀, 원당이나 Hightest당밀 및 전분당화액 등도 동일한 효과를 갖고 사용 가능하다.

질소원으로는 유안, 암모니아가스 요소등이 사용되었다.

상기 이외의 무기물로서 인산염, 마그네슘염 및 철이온, 망간이온을 미량 첨가하였으며 티아민등의 미량 영양소도 필요에 따라 적절히 사용하였다.

비오틴 활성 억제제로서는 페니실린 G,F,K,O,V,X등의 페니실린제 및 폴리옥시에틸렌소르비탄 모노팔미테이트산 등의 비이온성 계면활성제가 사용되었다.

배양은 호기적 조건하에서 행하였고, 배양온도는 31-37℃ 배양중 pH는 6-8로 조절하였다.

추가당은 배양도중 배양액의 당 농도가 5-20g/l가 되는 시점에서 5-6회 간헐적 또는 연속적으로 첨가하였다.

[실시예 1]

사탕수수당밀을 환원당으로서 90mg/ml, NH₄H₂PO₄5mg/ml, MgSO₄·7H₂O 0.4mg/ml, FeSO₄·7H₂O 1mg/dl, MnSO₄·4H₂O 1mg/dl, 티아민염산염 5㎍/dl의 조성을 갖는 배지를 조제하고, 여기에 콘스팁리커(CSL)및 참치엑기스, 육엑기스, 효모엑기스, 대두박 가수분해물등의 첨가비율을 조정하여 첨가하고, 그 1L을 5L용 쟈-퍼멘터에 넣고 120℃에서 20분간 가열 살균하였다.

이 배지에 브레비박테리움 락토퍼멘텀 ATCC13869를 접종하여 31.5℃에서 통기교반 배양을 실시하였다. 배양개시 4시간후에 폴리옥시에틸렌 모노팔미테이트 5mg/ml의 농도가 되도록 첨가하였다.

배양중에는 암모니아가스를 쟈-퍼멘터에 적절히 첨가하여 배양액을 pH7.8을 유지하면서 배양액중의 당농도가 1-2%(w/v)가 되면 미리 조제된 추가당을 첨가하여 28-35시간 배양후 발효를 종료하였다.

배양액 중에 축적된 L-글루타민산을 정량하여 대당수율을 계산하면 표 1과 같은 결과가 나타난다.

[표 1]

[실시예 2]

사탕수수당밀 및 사탕무우당밀을 혼합사용하여 환원당으로서 90mg/ml, NH₄H₂PO₄5mg/ml, MgSO₄·7H₂O 0.4mg/ml, FeSO₄·7H₂O 1mg/dl, MnSO₄·4H₂O 1mg/dl, 티아민산염 5㎍/dl의 조성을 갖는 배지에, CSL, 육엑기스, 효모엑기스, 대두박 가수분해물, 참치엑기스의 첨가비율을 조정하여 첨가하고, 그 13L씩을 30L 쟈-퍼멘터에 넣고 120℃에서 15분간 가열 살균하였다

이 배지에 브레비박테리움 플라붐 ATCC14067을 접종하여 31.5℃에서 통기교반을 행하였다. 배양개시 5시간 후에 페니실린 G를 1.0unit/ml의 농도가 되도록 첨가하였다.

기타의 방법은 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 배양액중에 축적된 L-글루타민산을 정량하고, 대당수율을 계산하여 그 결과를 표 2에 나타내었다

[표 2]

[실시예 3]

환원당으로서 사탕수수당밀, 사탕무우당밀 및 원당을 혼합 사용하는 이외에는 실시예 2와 동일하게 준비된 배지에 코리네박테리움 글루타미컴 ATCC13032를 접종하여 실시예 2와 동일하게 시행하였다

배양액중에 축적된 L-글루타민산을 정량하고 대당 수율을 계산하여 그 결과를 표3에 표시하였다

[표 3]

Claims (2)

1. L-글루타민산 생산균을 배양하는 배지에 비오틴, 아미노산계 질소, 기타 유기 및 무기 미량영양원을 공급하기 위해 참치 농축액이나 침지액등을 첨가하여 L-글루타민산 생산균을 배양하는 것을 특징으로 하는 발효법에 의한 L-글루타민산의 제조법.
2. 제1항에 있어서, 참치 농축액이나 침지액등의 첨가량을 발효 본배지 액량의 0.05-1.0%(w/v)로 혼합사용함을 특징으로 하는 방법.