KR910007821B1 - Improvement in the method for producing l-glutamic acid - Google Patents

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Abstract

내용 없음.No content.

Description

L-글루탐산의 개량 제조방법Improved manufacturing method of L-glutamic acid

본 발명은 L-글루탐산의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing L-glutamic acid.

비오틴을 필요로 하는 미생물 균주를 사용하여 L-글루탐산을 제조하는 공지의 발효적 방법에 있어서, 배지에 가하는 비오틴의 양은 미생물 세포의 최대 증식을 위해 필요한 량 이하의 범위에서 선택되어야 한다. 상기 범위 이상의 비오틴을 첨가하면 L-글루탐산의 수율이 상당히 감소하게 된다. [cf. 긴다이고오교 가가꾸(현대 공업화학) vol, 23. 세이부쓰고오교가가꾸(생물공업화학), 135페이지, 아사꾸라 쇼텐, 1969, 일본 ; Journal of the Agricultural Chemical Society of Japan, vol. 34, 193페이지, 1960] 과량의 비오틴으로 인한 L-글루탐산 수율의 감소는 배양하는 동안 충분한 량이 산소를 공급함으로써 어느정도 회복될 수 있다는 것은 공지이다.(Agricultural and Biological Chemistry, vol. 32, page 855, 1968). 그러나 비오틴 첨가량의 증가할수록 산소 공급 효과는 점차 감소한다. 그러므로 몰라세와 같은 과량의 비오틴을 함유한 물질을 탄소원으로 사용할때에는 산소를 충분량 공급한다 할지라도 공업적으로 만족스러운 결과가 기대될 수 없다.In known fermentation methods for producing L-glutamic acid using microbial strains that require biotin, the amount of biotin added to the medium should be selected in the range below the amount necessary for maximum growth of the microbial cells. The addition of biotin above this range significantly reduces the yield of L-glutamic acid. [cf. Kinigoigokyo Kagaku (Modern Industrial Chemistry) vol, 23. Seibutsu Kogyo Kagaku (Biological Industrial Chemistry), p. 135, Asakura Shoten, 1969, Japan; Journal of the Agricultural Chemical Society of Japan, vol. 34, page 193, 1960] It is known that the reduction of L-glutamic acid yield due to excess biotin can be recovered to some extent by supplying oxygen in sufficient amounts during the cultivation (Agricultural and Biological Chemistry, vol. 32, page 855, 1968). However, as the amount of biotin added increases, the oxygen supply effect gradually decreases. Therefore, when an excessive amount of biotin-containing material such as molasses is used as a carbon source, an industrially satisfactory result cannot be expected even if a sufficient amount of oxygen is supplied.

이런 조건하에 본 발명자들은 L-글루탐산을 제조하기 위한 신규의 발효 방법을 개발하기 위해 광범위한 연구를 하였으며, 성장을 위해 올레산을 필요로 하나 비오틴을 필요로 하지 않는 L-글루탐산 생성 미생물 균주를 과량의 올레산원을 함유한 배지에서 이 배지를 통해 공기보다 산소 농도가 높은 기체를 통과시키면서 배양함으로써 L-글루탐산의 생산량이 급격히 증가될 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견 및 더해진 연구를 기초로 한 것이다.Under these conditions, the present inventors have conducted extensive research to develop a new fermentation method for producing L-glutamic acid, and an excess of oleic acid is used to produce L-glutamic acid producing microorganism strains that require oleic acid for growth but do not require biotin. It has been found that the production of L-glutamic acid can be dramatically increased by culturing in a source containing medium through a medium having a higher oxygen concentration than air. The present invention is based on these findings and further studies.

그러므로 본 발명은 성장을 위해 올레산을 필요로 하나 비오틴을 필요로 하지 않는 L-글루탐산 생성 미생물 균주를 배양 배지에서 배양함으로써 배양 배지에 L-글루탐산을 생성 및 축적하고, 이 배양 배지로부터 L-글루탐산을 회수하는 L-글루탐산의 개량 제조방법에 관한 것으로써, 배양을 보통 공기로 통기시키면서 수행할때 L-글루탐산의 축적이 최대로 되는 량만큼의 충분량의 올레산원 존재하에 보통 공기보다 산소 농도가 높은 산소 함유 기체를 배지에 공급하면서 배양을 수행하는 것을 특징으로 한다.Therefore, the present invention produces and accumulates L-glutamic acid in the culture medium by culturing L-glutamic acid producing microorganism strains that require oleic acid for growth but do not require biotin in the culture medium, and extract L-glutamic acid from the culture medium. The present invention relates to an improved method for producing L-glutamic acid to be recovered, wherein oxygen is higher in oxygen than normal air in the presence of a sufficient amount of oleic acid source to maximize the accumulation of L-glutamic acid when the culture is carried out with normal air. The culture is carried out while supplying the containing gas to the medium.

본 발명의 제조방법에 사용되는 올레산원은 올레산 자체, 그의 염 또는 에스테르 또는 올레산 함유 물질 일수 있다. 올레산 염의 예로는 소듐염, 포타슘염 및 마그네슘염이 있다. 올레산의 에스테르로는 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄 모노올레이트 및 폴리옥시에틸렌 글리콜 모노올레이트 뿐만 아니라 상응하는 세스퀴올레이트 및 트리올레이트가 있다. 올레산 함유 물질의 예로는 라아드오일, 지방 및 기타 오일류가 있다.The oleic acid source used in the production method of the present invention may be oleic acid itself, a salt or ester thereof, or an oleic acid containing material. Examples of oleic acid salts are sodium salts, potassium salts and magnesium salts. Esters of oleic acid include sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan monooleate and polyoxyethylene glycol monooleate, as well as the corresponding sesquioleates and trioleates. Examples of oleic acid containing materials are laard oil, fats and other oils.

보통 공기로 통기시키면서 배양할때 L-글루탐산의 축적이 최대로 되는 올레산의 농도는 통상의 배양 조건에서 통기하 L-글루탐산의 축적이 최대로 되는 올레산원의 농도이다. 사용된 미생물 균주, 사용된 탄소원 및 기타 조건에 따라 문제의 올레산 농도는 일반적으로 배지 1ℓ당 약 90∼150mg 범위(올레산)이다.The concentration of oleic acid in which the accumulation of L-glutamic acid is maximized when cultured with aeration through normal air is the concentration of the oleic acid source in which the accumulation of L-glutamic acid under aeration is maximized under normal culture conditions. Depending on the microbial strain used, the carbon source used and other conditions, the oleic acid concentration in question is generally in the range of about 90-150 mg (oleic acid) per liter of medium.

본 발명의 실시에 있어서, 올레산원을 배지 1ℓ당 약 180∼600mg(올레산), 더 바람직하게는 배지 1ℓ당 약 240∼480mg(올레산)을 배지에 가한다.In the practice of the present invention, about 180-600 mg (oleic acid) per 1 liter of medium is added to the medium, more preferably about 240-480 mg (oleic acid) per liter of medium.

본 발명의 실시할때, 배지에 지정된 전량의 올레산을 가하고 배양을 시작하거나, 상기량의 반을 배양에 앞서 가하고 배양하는 동안에 나머지를 가할 수 있다.In the practice of the present invention, a specified amount of oleic acid can be added to the medium to start culturing, or half of the amount can be added prior to culturing and the rest added during culturing.

본 발명에 따른 미생물의 배양은 통상의 방법, 예를 들면 통기 교반 수중 배양의 방법으로 수행한다.Cultivation of the microorganism according to the present invention is carried out by a conventional method, for example, by aeration in agitation stirred water.

본 발명에 따라, 보통 공기보다 산소 농도가 높은 기체를 배지에 버블시킨다.According to the present invention, a gas having a higher oxygen concentration than normal air is bubbled into the medium.

본 발명에 사용되는 기체는 순수한 산소 기체 그 자체 또는 공기와의 혼합물이 물론 사용될 수 있으며, 또한 예를들면 분자 시이브 방법 또는 막분리 방법에 의해 산소 발생기로부터 방출된 고농도 산소 함유 기체가 사용될 수 있다.The gas used in the present invention may of course be pure oxygen gas itself or a mixture with air, and also a high concentration oxygen-containing gas released from an oxygen generator, for example, by molecular sieve method or membrane separation method. .

공기보다 산소 농도가 높은 기체를 배지에 용해된 산소량을 측정하면서 필요한 양만큼을 배양 기간동안 일정 속도로 연속 공급하거나 일정한 간격으로 자동 공급할 수 있다.A gas having a higher oxygen concentration than air may be continuously supplied at a constant rate or automatically at regular intervals during the incubation period while measuring the amount of oxygen dissolved in the medium.

고산소 농도를 갖는 기체의 공급은 또한 보통 공기 및 산소를 각 노즐을 통해 배지에 따라 공급함으로써 수행될 수 있다.The supply of gas having a high oxygen concentration can also be carried out by supplying air and oxygen normally along each medium through each nozzle.

본 발명의 방법을 수행하는데 있어, 발효 기간동안 배지에 공급된 공기 및 산소의 양은 하기 방정식에 따라 계산한다.In carrying out the process of the invention, the amount of air and oxygen supplied to the medium during the fermentation period is calculated according to the following equation.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기식에서Q공기 및Q산소는 각각 배지에 공급될 공기 및 산소의 량 (ℓ/분)이고, C는 둘을 혼합한 혼합 기체중의 산소 농도(%)이며, Q0는 통상의 방법을 수행하는데 공급되는 보통 공기의 양 (ℓ/분)이다. C의 값은 배지중의 올레산의 양을 기준으로 하기의 관계식으로부터 쉽게 알 수 있다.In the above formula, Q air and Q oxygen are the amounts of air and oxygen to be supplied to the medium (l / min), respectively, C is the oxygen concentration (%) in the mixed gas in which the two are mixed, and Q 0 is performed in a conventional manner. Usually the amount of air supplied (l / min). The value of C can be easily known from the following relation based on the amount of oleic acid in the medium.

C

Figure kpo00002
OA×103+9C
Figure kpo00002
OA × 10 3 +9

식중 OA는 올레산 농도로 표시된 올레산원의 농도 (중량/부피, %)이다.OA in the formula is the concentration of oleic acid expressed in oleic acid concentration (weight / volume,%).

본 발명에 사용된 미생물 균주는 성장을 위해 올레산을 필요로 하나 비오틴을 필요로 하지 않으며 L-글루탐산을 제조할 수 있는 균주이면 어떤것도 가능하다.(이후 이 균주를 본 발명에 따른 L-글루탐산 생성균주로 약칭한다.) 상기 미생물 균주의 예로는 브레비박테리움속 또는 코리네박테리움 속의 균주가 있다. 브레비박테리움 균주의 특정예로는 브레비박테리움 티오게니탈리스 D-248(Brevibacterium thiogenitalis D-248)및 브레비박테리움 플라붐 BN -11(Brevibacterium flavum BN 11)이 있으며, 코리네박테리움 균주의 특정예로는 코리네박테리움 글루타미쿰 NO. 534-MS-023(Corynebacterium glutamicum No. 534-MS-023)이 있다. 이 균주들은 본 발명의 대표적인 L-글루탐산 생성 균주이다.The microbial strain used in the present invention requires oleic acid for growth, but does not require biotin and may be any strain capable of producing L-glutamic acid. (These strains are then produced as L-glutamic acid according to the present invention. Mainly abbreviated.) Examples of the microbial strains include strains of the genus Brevibacterium or Corynebacterium. Specific examples of Brevibacterium strains include Brevibacterium thiogenitalis D-248 and Brevibacterium flavum BN-11, Corynebacte Specific examples of the Leeum strain include Corynebacterium glutamicum NO. 534-MS-023 (Corynebacterium glutamicum No. 534-MS-023). These strains are representative L-glutamic acid producing strains of the present invention.

상술한 균주들은 일본 오오사까 발효연구소(IFO)및 일본 국제무역공업협회 산업과학 및 기술부 발효연구기구(FRI)에 기탁되어 있다. FRI의 균주 기탁은 부다페스트 협약하의 기탁으로 전환되었으며, 이 균주는 FRI에 저장되어 있다. 기탁번호 및 기탁일은 표 1에 기재되어 있다.The above-mentioned strains have been deposited with Japan's Osaka Fermentation Research Institute (IFO) and Japan International Trade Industry Association's Ministry of Industry, Science and Technology (FRI). Strain deposits in the FRI were converted to deposits under the Budapest Convention, which are stored in the FRI. Accession numbers and deposit dates are listed in Table 1.

이들 균주는 또한 한국과학기술원(KAIST)에 기탁되어 있으며 기탁번호 및 기탁일은 표1에 기재되어 있다.These strains have also been deposited with KAIST and the accession numbers and deposit dates are listed in Table 1.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00003
Figure kpo00003

이들 균주중에서, 브레비박테리움 티오게니탈리스는 이 균주가 성장을 위해 올레산을 필요로 하나 비오틴을 필요로 하지 않는다는 것을 제외하고는 일본 특허 출원 공고 번호 942/1970에 기재된 것과 같은 박테리아 특성을 갖는다. 브레비박테리움 플라붐의 박테리아 특성은 이 균주가 성장을 위해 올레산을 필요로 하나 비오틴을 필요로 하지 않는다는 것을 제외하고는 일본 특허 출원 공고 번호 17348/1964와 동일하다. 코리네 박테리움 글루타미쿰의 박테리아 특성은 이 균주가 성장을 위해 올레산을 필요로 하나 비오틴을 필요로 하지 않는다는 것을 제외하고는 일본 농화학회 잡지 38권 328페이지(1965)에 기재된 것과 동일하다.Among these strains, Brevibacterium thiogenitalis has bacterial properties as described in Japanese Patent Application Publication No. 942/1970, except that this strain requires oleic acid for growth but does not require biotin. . The bacterial properties of Brevibacterium plaboom are the same as Japanese Patent Application Publication No. 17348/1964, except that this strain requires oleic acid for growth but does not require biotin. The bacterial characteristics of Corynebacterium glutamicum are the same as those described in Japanese Journal of Agricultural Chemistry, vol. 38, page 328 (1965), except that the strain requires oleic acid for growth but does not require biotin.

일반적으로, 브레비박테리움 및 코리네박테리움 류의 미생물은 특성이 변화할 수 있으며, 자발적으로 또는 L-선, 자외선 또는 기타 광선의 조사 또는 각종 인공 변이 원으로 처리함으로써 인공적으로 변이를 일으킬 수 있다. 생성된 변이체는 그것이 L-글루탐산을 생성할 수 있고, 성장을 위해 올레산을 필요로 하나 비오틴을 필요로 하지 않는 것이라면 본 발명의 목적을 위해 이용될 수 있다.In general, microorganisms of the Brevibacterium and Corynebacterium species can change in character and can be artificially altered either spontaneously or by irradiation with L-rays, ultraviolet rays or other rays, or by treatment with various artificial variation sources. have. The resulting variant can be used for the purposes of the present invention if it is capable of producing L-glutamic acid and requires oleic acid for growth but does not require biotin.

본 발명의 방법에 있어서, 본 발명에 따른 L-글루탐산 생성 균주를 배양하는 배지는 L-글루탐산의 발효 생성에 일반적으로 사용되는 배지이다. 예를들면, 글루코오즈, 푸럭토오즈, 슈크로오즈, 조설탕, 몰라세(예, 사탕무우 몰라세, 사탕수수 몰라세), 당화전분(예, 타피오카, 사고야자, 사탕수수, 감자 및 옥수수전분), 아세트산 및 에탄올이 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.In the method of the present invention, the medium for culturing the L-glutamic acid producing strain according to the present invention is a medium generally used for producing fermentation of L-glutamic acid. For example, glucose, fructose, sucrose, brown sugar, molasses (e.g. beet molasses, sugar cane molasses), saccharified starch (e.g. tapioca, sago palm, sugar cane, potatoes and corn Starch), acetic acid and ethanol may be used alone or in combination.

배지에 가하는 질소원으로는 펩톤, 대두분, 옥수수 침지액, 이스트 추출물, 육류 추출물 및 우레아와 같은 유기질소원 및 황산암모늄, 질산암모늄, 염화암모늄, 탄산암모늄 및 기타 암모늄염, 암모니아기체 및 암모니아수와 같은 무기질소원이 있다. 또한 칼슘, 칼륨, 나트륨, 마그네슘, 망간, 철 및 아연의 황산염, 염산염, 탄산염, 질산염, 인산염 및 초산염과 같은 미생물의 성장을 위해 필요한 각종 무기염 뿐만 아니라 미생물의 성장을 위해 필요한 아미노산, 비타민 및 기타 배지 성분을 적당히 선택하여 단독으로 또는 혼합하여 배지에 가한다. 필요하다면 실리콘유와 같은 거품 방지제를 가할 수 있다.Nitrogen sources added to the medium include organic nitrogen sources such as peptone, soy flour, corn steep liquor, yeast extract, meat extract and urea and inorganic nitrogen sources such as ammonium sulfate, ammonium nitrate, ammonium chloride, ammonium carbonate and other ammonium salts, ammonia gas and ammonia water There is this. In addition, various inorganic salts necessary for the growth of microorganisms such as calcium, potassium, sodium, magnesium, manganese, sulfates, hydrochlorides, carbonates, nitrates, phosphates and acetates of iron and zinc, as well as amino acids, vitamins and other necessary for the growth of microorganisms The media components are appropriately selected and added to the media alone or in combination. If necessary, antifoaming agents such as silicone oil can be added.

배지의 pH는 일반적으로 약 6.5내지 8.5의 범위에서 선택한다. 배양은 약 7∼8의 pH 범위에서 수행하는 것이 바람직하다. 배양동안 배지의 pH 변화를 관찰하고, 적당량의 암모니아기체, 암모니아수, 우레아 또는 수산화알칼리를 가함으로써 pH를 필요한 범위로 변화시킬 수 있다. 배양은 미생물의 성장에 적당한 온도에서 수행하며, 일반적으로 약 25℃ 내지 37℃ 범위이다. 배양은 L-글루탐산의 축적이 최대로 될 때 까지 계속한다. 일반적으로 약 20내지 48시간 배양하면 목적을 달성 할 수 있다.The pH of the medium is generally selected in the range of about 6.5 to 8.5. The culturing is preferably carried out at a pH range of about 7-8. The pH can be changed to the required range by observing the pH change of the medium during incubation and adding an appropriate amount of ammonia gas, ammonia water, urea or alkali hydroxide. Cultivation is carried out at a temperature suitable for the growth of microorganisms, and generally ranges from about 25 ° C to 37 ° C. Incubation is continued until the accumulation of L-glutamic acid is maximized. In general, incubation of about 20 to 48 hours can achieve the goal.

발효 브로스에 형성된 L-글루탐산의 회수는 공지의 방법에 의해 용이하게 수행될 수 있다.Recovery of L-glutamic acid formed in the fermentation broth can be easily carried out by a known method.

본 발명의 방법에 따라, 많은 량의 L-글루탐산이 배양액에 축적된다. 더욱 상세하게는 본 발명의 방법은 미생물의 증식율을 증가시키며 미생물에 의한 탄소원의 소비율을 증가시키기 때문에 이 방법은 대량의 탄소원을 L-글루탐산으로 전환시킬 수 있다. 그러므로 주어진 량의 도구로 수행할때에서 본 발명의 방법은 필요한 L-글루탐산 생성물의 양을 증가시킬 수 있다. 수득된 배양액에는 L-글루탐산이 풍부하기 때문에, 필요한 생성물이 용이하게 회수될 수 있다. 상기와 같은 여러 관점에서 본 발명의 방법은 공업적으로 유리한 방법이다.According to the method of the present invention, a large amount of L-glutamic acid accumulates in the culture. More specifically, the method can convert large amounts of carbon sources to L-glutamic acid because the method of the present invention increases the growth rate of microorganisms and increases the consumption rate of carbon sources by microorganisms. Therefore, when performed with a given amount of tool, the method of the present invention can increase the amount of L-glutamic acid product required. Since the obtained culture is rich in L-glutamic acid, the required product can be easily recovered. In view of the above, the method of the present invention is an industrially advantageous method.

하기의 참고예 및 실시예는 본 발명을 더 상세히 설명한다. 특별한 지시가 없는한 , “퍼센트(%)”는“중량/부피 퍼센트”를 의미한다.The following reference examples and examples further illustrate the invention. Unless otherwise indicated, “%” means “weight / volume percentage”.

[참고예 1]Reference Example 1

2%의 글루코오즈, 0.4%의 우레아, 0.1%의 KH2PO4, 0.04%의 MgSO4. 7H2O, 0.1%의 CaCO3, 0.015%의 FeSO4. 7H2O, 0.001%의 CuSO4. 5H2O, 2%의 옥수수 침지액 및 0.03%의 소듐올레이트(올레산 함량 60%)를 함유한 살균종배양 배지 20ml씩 10부분(각각은 200ml 삼각 플라스크에 넣음)을 브레비박테리움 티오게니탈리스 D-248(FERM BP-433, IFO 12331, KAIST 840124-12411)의 경사 배양액으로 접종시킨다. 28℃에서 18시간동안 배양한 후, 종배양액 전체를 2%의 글루코오즈, 0.2%의 우레아, 0.15%의 KH2PO4, 0.06%의 MgSO4. 7H2O, 0.06%의 CaCl2. 2H2O, 5mg/ℓ 의 MnSO4. 4∼6H2O, 150㎍/ℓ 의 티아민 히드로클로라이드, 300㎍/ℓ의 비오틴 및 0.2%의 옥수수 침지액을 함유한 살균 발효 배지 4ℓ가 들어있는 10ℓ들이 병 발효기에 옮기고, 소듐올레이트(올레산 함량 60%)를 표 2에 주어진 온도로 가한 후, 32℃에서 600rpm(분당 회전수)으로 발효를 시작한다. 각 소듐올레이트 농도에서 2번 실시한다. 첫번째 실시에서는, 전배양 기간동안 배지를 통해 공기(0.3VVM)만을 통과시킨다. 두번째 실시에서는, 공기(0.2VVM)및 순수한 산소 (0.1VVM)을 배양 시작후 6시간부터 배지에 통과시킨다. 배양 시작한후 8시간 될때 부터 살균된 70% 글루코오즈 용액을 따로 계속 가하면서 발효 브로스내의 글루코오즈 농도를 0.5% 또는 2이하로 유지한다. 이 경우 발효는 36시간동안 수행한다. 발효하는 동안 25% 암모니아수를 자동적으로 가하여 발효 배지의 pH를 7.4 내지 7.6 범위로 유지한다. 이렇게 수득된 발효 브로스중의 L-글루탐산 농도를 와버그 마노메터법에 의해 결정한다. 수득된 결과를 표 2에 나타낸다.2% glucose, 0.4% urea, 0.1% KH 2 PO 4 , 0.04% MgSO 4 . 7H 2 O, 0.1% CaCO 3 , 0.015% FeSO 4 . 7H 2 O, 0.001% CuSO 4 . 10 parts (20 each in a 200 ml Erlenmeyer flask) of Brevibacterium thiaget containing 20 ml of sterile culture medium containing 5H 2 O, 2% corn steep liquor and 0.03% sodium oleate (60% oleic acid content) Inoculate with gradient culture of Nitalis D-248 (FERM BP-433, IFO 12331, KAIST 840124-12411). After 18 hours of incubation at 28 ° C., the entire cultures were prepared with 2% glucose, 0.2% urea, 0.15% KH 2 PO 4 , 0.06% MgSO 4 . 7H 2 O, 0.06% of CaCl 2 . 2H 2 O, 5 mg / l MnSO 4 . 10 l of 4 sterile fermentation medium containing 4-6H 2 O, 150 μg / l thiamine hydrochloride, 300 μg / l biotin and 0.2% corn steep liquor were transferred to a bottle fermenter and sodium oleate (oleic acid) Content 60%) to the temperature given in Table 2, and then start fermentation at 32 ° C at 600 rpm (rpm). Do this twice at each sodium oleate concentration. In the first run, only air (0.3VVM) is passed through the medium during the preculture period. In the second run, air (0.2 VVM) and pure oxygen (0.1 VVM) are passed through the medium 6 hours after the start of the culture. Sterilized 70% glucose solution is added separately from 8 hours after the start of the culture to maintain the glucose concentration in the fermentation broth below 0.5% or less. In this case fermentation is carried out for 36 hours. During fermentation, 25% ammonia water is automatically added to maintain the pH of the fermentation medium in the range of 7.4 to 7.6. The L-glutamic acid concentration in the fermentation broth thus obtained is determined by the Waberg Manometer method. The results obtained are shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00004
Figure kpo00004

[참고예 2]Reference Example 2

참고예1과 비교하기 위해, 성장을 위해 비오틴을 필요로 하며 L-글루탐산을 생성할 수 있는 미생물 균주를 사용하여 하기의 실시한다. 2%의 글루코오즈, 0.4%의 우레아, 0.1%의 KH2PO4, 0.04%의 MgSO4.7H2O, 0.015%의 FeSO4. 7H2O, 0.001%의 CuSO4. 5H2O 및 1%의 옥수수 침지액을 함유한 살균 종 배양 배지 20ml씩 10부분(각각 200ml 삼각플라스크에 넣음)을 브레비박테리움 티오게니탈리스 No. 594(FERM-P No. 6096, IFO 12115, ATCC 19240)의 사면 배양액으로 접종하고, 28℃에서 18시간동안 진탕 배양한다. 종 배양액 전체를 2%의 글루코오즈, 0.2%의 우레아, 0.2%의 KH2PO4, 0.08%의 MgSO4. 7H2O, 5mg/ℓ의 MnSO4. 4∼6H2O, 300㎍/ℓ의 티아민 히드로클로라이드 및 0.2%의 옥수수 침지액을 함유한 살균 발효 배지 4ℓ가 들어 있는 10ℓ들이 병 발효기에 표 3에 기재된 농도의 비오틴과 함께옮긴다. 32℃의 온도에서 600rpm으로 발효를 시작한다. 각 비오틴 농도에 대해 2번 실시한다. 즉 첫번째 실시에서는 전배양 기간동안 배지를 통해 공기 (0.3VVM)만을 통과시킨다. 두번째 실시에서는 배양 시작후 6시간 되었을때부터 공기(0.2VVM)및 순수한 산소(0.1VVM)를 동시에 공급한다. 그리고 나서 36시간이 될때까지 참고예 1과 같은 방법으로 발효를 계속한다.For comparison with Reference Example 1, biotin is required for growth and the following is carried out using a microbial strain capable of producing L-glutamic acid. Of 2% glucose, 0.4% urea, 0.1% of KH 2 PO 4, of 0.04% MgSO 4 .7H 2 O, of 0.015% FeSO 4. 7H 2 O, 0.001% CuSO 4 . Ten portions (each placed in a 200 ml Erlenmeyer flask) of 20 ml of sterile species culture medium containing 5H 2 O and 1% corn steep liquor were each brebbacterium thiogenitalis No. Inoculate with a sloped culture of 594 (FERM-P No. 6096, IFO 12115, ATCC 19240) and incubate for 18 hours at 28 ° C. The entire seed culture was prepared with 2% glucose, 0.2% urea, 0.2% KH 2 PO 4 , 0.08% MgSO 4 . 7H 2 O, 5 mg / l MnSO 4 . 10 L containing 4 L of sterile fermentation medium containing 4-6H 2 O, 300 μg / L thiamine hydrochloride and 0.2% corn steep liquor are transferred to the bottle fermentor with the biotin concentrations listed in Table 3. Fermentation is started at 600 rpm at a temperature of 32 ° C. Do this twice for each biotin concentration. That is, in the first run, only air (0.3VVM) is passed through the medium during the entire culture. In the second run, air (0.2 VVM) and pure oxygen (0.1 VVM) were simultaneously supplied 6 hours after the start of the culture. Then fermentation is continued in the same manner as in Reference Example 1 until 36 hours.

참고예 1과 참고예 2를 비교해 보면, 성장을 위해 비오틴을 필요로 하는 L-글루탐산 생성 미생물 균주를 과량의 비오틴 존재하에 배양하는 경우 산소 농도가 높은 기체로 통기시키는 것은 거의 영향을 미치지 않으나 본 발명에 따른 L-글루탐산 생성 균주를 사용하는 경우, 과량의 올레산 존재하에 산소 농도가 높은 기체로 통기시키는 것은 L-글루탐산의 축적을 상당히 증가시킨다.Comparing Reference Example 1 and Reference Example 2, if the L-glutamic acid producing microorganism strain which requires biotin for growth is cultured in the presence of excess biotin, aeration of gas with high oxygen concentration has little effect, but the present invention When using the L-glutamic acid producing strain according to the above, venting with a gas with a high oxygen concentration in the presence of excess oleic acid significantly increases the accumulation of L-glutamic acid.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00005
Figure kpo00005

[실시예 1]Example 1

2%의 글루코오즈, 0.4%의 우레아, 0.1%의 KH2PO4, 0.04%의 MgSO4. 7H2O, 0.1%의 CaSO3, 0.015%의 FeSO4. 7H2O, 0.001%의 CuSO4.5H2O, 2%의 옥수수 침지액 및 0.03%의 소듐올레이트(올레산함량 60%)를 함유한 살균 종 배양 배지 각 20ml씩 10부분을 각각 200ml삼각 플라스크에 넣고, 브레비박테리움 티오게니탈리스 D-248(FERM BP-433, IFO 12331, KAIST 840124-12411)의 사면 배양액으로 접종한 후, 28℃에서 18시간동안 진탕 배양한다. 수득된 종 배양액 전체를 5%를 사탕수수 몰라세(안트론-황산 방법에 의해 결정된 총 슈가), 0.2%의 우레아, 0.15%의 KH2PO4, 0.04%의 MgSO4. 7H2O 및 100㎍/L의 티아민 히드로클로라이드를 함유한 살균 발효 배지 4ℓ가 들어있는 10ℓ들이 병 발효기로 옮기고, 표5에 기재된 농도의 소듐올레이트(올레산 함량 60%)를 상기 배지에 가한 후, 32℃에서 600rpm으로 발효를 시작한다. 각 소듐올레이트 농도에 대해 2번 실시한다. 즉 첫번째 실시에서는 전체 발효 기간동안 공기(0.3VVM)만을 통기시키고, 두번째 실시에서는 배양 시작후 5시간 되었을 때부터 공기(0.2VVM) 및 순수한 산소(0.1VVM)을 동시에 통기시킨다. 6내지 8시간 될때부터 살균된 60%(총 슈가량) 사탕수수 몰라세 용액을 따로 연속 가함으로써 발효 브로스중의 총 슈가 농도를 0.5%이하로 유지시킨다. 28시간이 될때까지 발효를 계속한다. 25% 암모니아수를 자동적으로 가하여 발효 브로스의 pH를 7.4내지 7.6 범위로 유지시킨다. 이렇게 수득된 발효 브로스내의 L-글루탐산을 와버그 마노메터법에 의해 분석한다. 수득된 결과는 표5에 나타낸다.2% glucose, 0.4% urea, 0.1% KH 2 PO 4 , 0.04% MgSO 4 . 7H 2 O, 0.1% CaSO 3 , 0.015% FeSO 4 . 7H 2 O, 0.001% of CuSO 4 .5H 2 O, 2% of corn steep liquor and 0.03% of sodium oleate (oleic acid content of 60%) sterilized seed culture medium each at 10 20ml portions of each 200ml Erlenmeyer flask containing Inoculated with a slope culture of Brevibacterium thiogenitalis D-248 (FERM BP-433, IFO 12331, KAIST 840124-12411), followed by incubation for 18 hours at 28 ° C. A total of 5% of the obtained species culture was sugarcane molasses (total sugar determined by the Antron-Sulfate method), 0.2% urea, 0.15% KH 2 PO 4 , 0.04% MgSO 4 . 10 liters containing 4 liters of sterile fermentation fermentation medium containing 7H 2 O and 100 μg / L thiamine hydrochloride were transferred to a bottle fermentor, and the sodium oleate concentrations (60% oleic acid content) of Table 5 were added to the medium. Start the fermentation at 600 ° C at 32 ° C. Twice for each sodium oleate concentration. That is, in the first run, only the air (0.3VVM) is aerated during the entire fermentation period, and in the second run, the air (0.2VVM) and pure oxygen (0.1VVM) are simultaneously aerated at 5 hours after the start of the culture. From 6 to 8 hours, the sterile 60% (total sugar) sugar cane molasses solution is continuously added separately to keep the total sugar concentration in the fermentation broth below 0.5%. Continue fermentation until 28 hours. 25% aqueous ammonia is automatically added to maintain the pH of the fermentation broth in the range of 7.4 to 7.6. L-glutamic acid in the fermentation broth thus obtained is analyzed by the Waberg Manometer method. The results obtained are shown in Table 5.

실시번호 4의 발효 브로스로부터 공지의 방법에 의해 L-글루탐산을 회수하면 631g의 조결정이 수득된다.Recovery of L-glutamic acid from the fermentation broth of Example No. 4 by a known method yields 631 g of crude crystals.

[표 5]TABLE 5

Figure kpo00006
Figure kpo00006

[실시예 2]Example 2

실시예 1과 같은 배지 및 방법을 사용하여 수득된 브레비박테리움 티오게니탈리스 D-248(FERM BP-433, IFO 12331, KAIST 840124-12411)의 종 배양액 약 200ml를 1%(초산)의 암모늄아세테이트, 0.15%의 KH2PO4, 0.06%의 MgSO4. 7H2O, 100㎍/ℓ 의 티아민 히드로클로라이드, 20㎍/ℓ의 비오틴 및 0.2%의 옥수수 침지액을 함유한 살균 발효 배지 4ℓ가 들어있는 10ℓ들이 병 발효기로 옮기고, 소듐올레이트(올레산 함량 60%)를 표 4에 기재된 농도로 상기 배지에 가한다. 32℃에서 600rpm으로 발효를 시작한다. 각 소듐올레이트 농도에 대해 두번 실시한다. 즉 첫번째 실시에서는 전배양 기간동안 공기(0.25VVM)만을 통기시키고, 두번째 실시에서는 6시간후부터 공기(0.2VVM)및 순수한 산소(0.05VVM)를 동시에 통기시킨다. 8시간후부터, 살균전에 25% 암모니아수에 의해 pH 4.0 조정된 살균된 70% 아세트산을 간헐적으로 가하여 발효 브로스중의 아세트산 농도를 0.5% 이하로 유지시킨다. 이와 같은 방법으로 46시간이 될때까지 발효를 계속한다. 발효시키는 동안, 30% 수산화나트륨을 자동적으로 가하여 발효 브로스의 pH를 7.4 내지 7.6으로 유지시킨다. 최종 발효 브로스중의 L-글루탐산을 와버그 마노메터법에 의해 결정한다. 수득된 결과는 표6에 나타낸다.About 200 ml of a species culture of Brevibacterium thiogenitalis D-248 (FERM BP-433, IFO 12331, KAIST 840124-12411) obtained using the same medium and method as in Example 1 was diluted to 1% (acetic acid). Ammonium acetate, 0.15% KH 2 PO 4 , 0.06% MgSO 4 . Transfer 10 liter bottle fermentor containing 4 liters of sterile fermentation medium containing 7H 2 O, 100 μg / l thiamine hydrochloride, 20 μg / l biotin and 0.2% corn steep liquor, and transfer to sodium oleate (oleic acid content 60) %) Is added to the medium at the concentrations listed in Table 4. Fermentation starts at 32 ° C. at 600 rpm. Do this twice for each sodium oleate concentration. That is, in the first embodiment, only air (0.25VVM) is ventilated during the entire culture period, and in the second embodiment, air (0.2VVM) and pure oxygen (0.05VVM) are simultaneously ventilated after 6 hours. After 8 hours, sterilized 70% acetic acid adjusted to pH 4.0 with 25% aqueous ammonia before the sterilization was intermittently added to keep the acetic acid concentration in the fermentation broth below 0.5%. In this way fermentation is continued until 46 hours. During fermentation, 30% sodium hydroxide is automatically added to maintain the pH of the fermentation broth at 7.4 to 7.6. L-glutamic acid in the final fermentation broth is determined by the Waberg Manometer method. The results obtained are shown in Table 6.

실시번호 4의 발효 브로스로부터 공지의 방법에 의해 L-글루탐산을 회수하면 595g의 조결정이 수득된다.Recovery of L-glutamic acid from the fermentation broth of Example No. 4 by a known method yields 595 g of crude crystals.

[표 6]TABLE 6

Figure kpo00007
Figure kpo00007

[실시예 3]Example 3

브레비박테리움 플라붐 BN-11(FERM BP-534, IFO 12525, KAIST 840124-12311)의 사면 배양액을 사용하여, 소듐올레이트 농도가 0.06%이고, 배양 5시간 후 공기 (0.2VVM)및 순수한 산소 (0.1VVM)을 동시에 통기시키며, 사탕수수 몰라세 공급 부피가 2.33ℓ인 것을 제외하고는 실시예 1의 방법을 그대로 실시한다. 최종 발효 브로스량은 7.27ℓ이고, L-글루탐산의 축적은 96.1g/ℓ이다.Using a sloped culture of Brevibacterium flavum BN-11 (FERM BP-534, IFO 12525, KAIST 840124-12311), the sodium oleate concentration was 0.06%, air (0.2VVM) and pure after 5 hours of incubation. Simultaneously venting oxygen (0.1 VVM) and performing the method of Example 1 as it is except that the sugar cane molasses supply volume is 2.33 L. The final fermentation broth amount is 7.27 L, and the accumulation of L-glutamic acid is 96.1 g / L.

코리네박테리움 글루타미쿰 No. 435-MS-023(FERM BP-434, IFO 12523, KAIST 840124-12211)의 사면 배양액을 사용하여, 소듐올레이트 농도가 0.06%이고, 배양 5시간후부터 공기(0.2VVM)및 순수한 산소 (0.1VVM)를 동시 공급하며, 사탕수수 몰라세 공급 부피가 2.33ℓ라는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법을 그대로 실시한다. 최종 발효 브로스 부피는 7.30ℓ이고, L-글루탐산의 축적은 96.5g/ℓ이다.Corynebacterium glutamicum no. Using a slope culture of 435-MS-023 (FERM BP-434, IFO 12523, KAIST 840124-12211), the concentration of sodium oleate was 0.06%, and air (0.2 VVM) and pure oxygen (0.1 VVM) after 5 hours of incubation. ), And the method of Example 1 is carried out as is, except that the sugar cane molasses supply volume is 2.33 L. The final fermentation broth volume is 7.30 L and the accumulation of L-glutamic acid is 96.5 g / L.

Claims (3)

성장을 위해 올레산을 필요로 하나 비오틴을 필요로 하지 않으며 L-글루탐산을 생성할 수 있는 브레비박테리움 또는 코리네박테리움 속의 균주를 배양 배지에서 배양하여 배양 배지에 L-글루탐산을 생성 및 축적하고 이 배양 배지로부터 L-글루탐산을 회수하는 L-글루탐산의 제조방법에 있어서, 보통 공기로 통기하면서 배양을 수행할 때 L-글루탐산의 축적이 최대로 될 수 있을 정도로 올레산 량이 충분한 올레산원 존재하에 보통 공기보다 산소 농도가 높은 산소 함유 기체를 배지에 공급하면서 배양을 수행함을 특징으로 하는 개량방법.Strains of Brevibacterium or Corynebacterium that require oleic acid for growth but do not require biotin and are capable of producing L-glutamic acid are cultured in the culture medium to produce and accumulate L-glutamic acid in the culture medium. In the method for producing L-glutamic acid, which recovers L-glutamic acid from the culture medium, in the presence of an oleic acid source having a sufficient amount of oleic acid so that the accumulation of L-glutamic acid can be maximized when the culture is carried out while being aerated with normal air. Improved method characterized in that the culture is carried out while supplying oxygen-containing gas having a higher oxygen concentration to the medium. 제1항에 있어서, 배양 배지에 가해진 올레산원의 량이 배지 1ℓ당 약 180 내지 600mg(올레산)인 방법.The method of claim 1 wherein the amount of oleic acid added to the culture medium is about 180 to 600 mg (oleic acid) per liter of medium. 제1항에 있어서, 발효동안 배지에 공급될 공기 및 산소의 량이 하기 방정식에 의해 계산되는 방법.The method of claim 1 wherein the amount of air and oxygen to be supplied to the medium during fermentation is calculated by the following equation.
Figure kpo00008
Figure kpo00008
[상기식중,Q공기 및Q산소는 각각 배지에 공급될 공기 및 산소의 량 (ℓ/분)이고 C는 공기와 산소를 혼합한 혼합기체중의 산소 농도(%)이며, Q0는 공지의 방법을 수행하는데 공급되는 보통 공기의 량(ℓ/분)이고, 배지중의 올레산 량을 기준으로한 C의 값은 하기 관계식으로 표시된다.[Wherein, Q air and Q oxygen are the amount of air and oxygen to be supplied to the medium (l / min), C is the oxygen concentration (%) in the mixed gas mixed with air and oxygen, and Q 0 is known The amount of normal air (l / min) supplied to carry out the method, and the value of C based on the amount of oleic acid in the medium is represented by the following relationship. C
Figure kpo00009
OA ×103+9
C
Figure kpo00009
OA × 10 3 +9
(상기에서 OA는 올레산 농도(중량/부,%)로 표시된 올레산원의 농도이다)](OA is the concentration of oleic acid expressed in oleic acid concentration (weight / part,%))
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