JPH03183488A

JPH03183488A - 発酵法による有機酸の製造法

Info

Publication number: JPH03183488A
Application number: JP32237589A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kawano; 川野　隆嗣; Masamitsu Takabayashi; 高林　正充
Original assignee: SEIBUTSU KAGAKU SANGYO KENKYUSHO KK
Current assignee: SEIBUTSU KAGAKU SANGYO KENKYUSHO KK
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-08-09

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、いわゆる発酵法により糖質を原料とし食品添
加物、ファインケミカルス合成中間体として広く利用さ
れる有機酸類を効率良く製造する方法に係る。

（従来の技術）有機酸を微生物により糖質から取得する技術は古くから
知られる。また、クエン酸、グルコン酸、フマール酸、
イタコン酸など有機酸生産に糸状菌が使われることも周
知である。

これら公知、効用の発酵法いずれの場合においても、生
物触媒として糸状菌を用いる限り、細菌などによる発酵
一般に較べ発酵速度が非常に遅延である事が難点とされ
る。また、この場合、発酵液の物性面で、発酵終了後、
精製にあたり粘性を占めすなど回収効串に大きな影響を
与えている。これらの問題点のクリアーは、工業的規模
での解決が待たれる技術の目標でもある。一般に、固定
化微生物を用いろ、バイオリアクターによる反応方式で
、反応速度、生産性を高めようとする試みも、例えばＳ
、ホネッカーなどにより実行されている（＾ｓｐ、　ｎ
１Ｕｅｒを用いるクエン酸発酵の例：Ａｐｐｌ。

Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ　（１９８
９）　３１：１７〜２４）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、固定化微生物によるバイオリアクターに
よる有機酸の生産は、糸状菌の代謝産物の性格−し、菌
の生育活動に随伴するもので、その効率も、普通の発酵
生産方式に較べて、生成速度も含め、工業的に実用でき
る技術に達し得ていないのが現状である。

本発明は、澱粉を原料として得られる、液化澱粉生糖化
物などを用い、既設の装置に、なんら手を加える事なく
、効率良く短時間で発酵管理でき、精製工程にトラブル
を与えろことの少ない有機酸発酵液を得ようとする、新
規な発想によるものである。

（課題を解決する為の手段〉上記目的を達成するにあたり、従来の発酵を、甲に「有
機繊維粒状物が浮遊する雰囲気」で管理することが効果
的であることを、本発明は骨子とする。

ここで用いられる有機粒状塊とは、直径が５〜１００μ
ｍであり、かつ５〜２０山／２５ｆｆｌＩ１１の絡線を
有する有機繊維が、該繊維相互の変格によって粒状塊を
呈し、該粒状塊の大きさが４０ｍｍ以下であり、かつ平
均密度が０．０１〜０．８ｇ／ｃｍ’のものである。該
粒状塊は、植物栽培用基質として開発されたものであり
、市販もされており、特許公開乎−２９０６５９号明細
書に製法は示されろ。この新しい素材が、微生物による
発酵工程に使用された例は全くなく、本発明をもって、
その作用が明らかにされたものである。

上記、有機繊維粒状塊を発酵へ用いるには、あらかじめ
殺菌した粒状塊を従来の深部培養（Ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ
　Ｃｕ１ｔｕｒｅ）の培地へ適当量浮遊する程度に加え
る。別に粒状塊ヘラアベック・ドックスなどの培地成分
を含ませたものに固体培養した胞子形成培養物（種菌）
と共に培地に添加する方法も有効である。粒状塊の添加
量は、所望する有機酸の種類、供試する糸状菌の性質に
より異なるが、重量％にして０．０５％〜２．０％の範
囲で充分な効果かえられる。培養中、糸状菌は、当該有
機繊維粒状塊の深部に菌糸を侵入させ、塊状培養物とな
る。従来の有機酸発酵では、培養、発酵が進むにつれ閑
が満遍なく均一に生育し、かつ粘度の高い状態をしめす
が、本発明の方法に従えば、これらの困難は伴わずに工
程を管理することが可能である。

本発明による技術は、糸状菌、いわゆるカビによる有機
酸発酵、各々の場合に適用出来、目的とする効果が得ら
れろ。その対象しては、クエン酸、フマール酸、イタコ
ン酸、グルコン酸、麹酸などで、発酵の条件は、たとえ
ば朝井勇宣・編微生物工学講座第５巻「かびの利用工業」共立出版株式
会社・昭和３１年刊などに示されろ深部培養による方法従えばよい。

有機粒状塊を浮遊させろ本発明の方法によれば、発酵時
間の短縮、発酵効率の向上、発酵ブロスの濾過効率の向
上など工業生産を著しく改善へ導く。

具体的に、その効果は実施例の中に示す。

以下に実施例をもって本発明の実施の態様を説明するが
、これらは中なる例示であって、本発明を何等制限する
ものではない。

（以下余白）実施例１、（種菌の製造）市販のポリエステル１００％素材よりなる有機繊維粒状
塊（商品名：「ジャームブレーカー１東洋紡績社製）　
５８ｍにツアペック・ドックス液体培地ｌＯ−を含ませ
た媒体を３００ｍ（２容培養フラスコ内にて殺菌したも
のに、ＡｓｐｅｒＨｉｌｌｕｓ　ｎ１ｃｅｒ　ＮＲＲＬ
　５６７の胞子を振り掛け、４日静置培養しクエン酸発
酵の為の種菌培養物が得られる。

実施例２゜（クエン酸の製造）実施例１に準じ得られたフラスコ３木分の種菌とし、純
水１ｇ中に澱粉糖化液（ブドウ糖として１２０ｇ）５０
０ｍｆｆ、硫酸アンモニウム３ｇ、燐酸−カリウムＩｇ
、　Ｈ酸二カリウム１ｇ、硫酸マグネシウム０．５ｇ、
塩化鉄０）１０ｍｇ、硫酸マンガン１４ｍｇ、　ｐ）！
３．０より成る発酵培地および有機粒状塊「ジャームブ
ｌ／−カーＪ　５ｇを５Ｑ仕込んだ１０ｆｆ容ジャーフ
ァーメンタ−にて４日通気撹拌培養した。培養中は５％
水酸化カルシウム液にてｐＨ３以下に調節した。発酵終
了後の生成りエン酸は６．７ｇ／ｄ（ｌ濃度であった。

この場合、発酵ブロスは不織布よりなる濾過にて菌体を
除去が筒中に操作できる程度の物性を示し、常法により
カルシウム塩経由の精製を行い、精製回収効率は９３％
であった。

対象として、有機粒状塊を加えない通常の発酵では発酵
終了に７日を要し、クエン酸生成、蓄積量も５．８ｇ／
ｄ（１、精製回収効率も８４．８％と低い成績であった
。　これらを培養、発酵経過を比較したものを第１図に
例示した。

実施例３゜（グルコン酸の製造〉実施例１と同様にしてグルコン酸生産菌アスペルギルス
・ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎｉｇｅｒ）ＩＡ
Ｍ−２０９４の充分な胞子形成状態の固体培養物を種菌
としてもちいた。

培養、発酵は５０Ｑ容のファーメンタ−に、ブドウ糖１
８０ｇ、硫酸マグネシウム１６５ｍｇ、燐酸−カリウム
０゜２ｇＪａｌｔ！アンモニウム０．４ｇ、炭酸カルシ
ウム２５ｇ、　水道水ＩＱ、よりなる組成の培地３０（
２をもちい、さらに有機粒状塊「ジャームブレーカーｊ
１５０ｇを加え、常法に従った。グルコン酸生成は速＜
、４８時間で最大を示し、対消費糖効串９７％に達した
。

並行して、有機粒状塊を加えず、−殻内なグルコン酸発
酵の場合効率が９５％以上に達するに６０時間を要した
。

発酵終了液の性状は、粒状塊を核として増殖した菌体は
分離が容易な状態であったが、普通の培養の場合、懸濁
状態を呈し、ブロスの粘度も高く分離が困難であった。

実施例４゜（培養画境再利用によるグルコン酸の製造）実施例３に
より有機粒状塊をもちいて得られた２４時間後の画境を
純水で洗浄し、無菌操作のもとグルコン酸発酵培地３０
（２を仕込んだ５０％容発酵槽で発酵を行い、４８時間
、消費糖効率９７％で再利用の場合も実用に耐える結果
が得られた。

実施例５゜（イタコン酸の製造）イタコン酸生成能を有するアスペルギルス・テレウス（
Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｔｅｒｒｅｕｓ）ＮＲＲＬ−
１９６０よりモノコロニーセレクション手法で選択され
た菌株をもちい、実施例１に準じ種菌とした。

培地として、澱粉糖化ブドウ糖溶液（糖換算）　６６ｇ
。

硫酸マグネシウム０．８ｇ、硫酸アンモニウム２．７ｇ
、コーンスチーブ液１．８ｇ、ジャームダ１ノーカーｔ
ｓｇ、ｐｕｔ、９をもちい、仕込み量５Ｃ／１０（！ジ
ャーファーメンターで、３５°Ｃにて常法の条件で発酵
をおこなった。

イタコン酸生成は４８時間で終了し、対消費糖効串６２
％の成績を得た。有機粒状塊を用いない系での発酵は７
２時間以上を要し、発酵ブロスも分離性の悪い、粘度の
高い状態を示した。

実施例６゜（Ｌ−乳酸の製造）実施例１に準じＬ−乳酸生産菌リゾプス・オリーゼした
。培養、発酵培地として澱粉糖化液ブドウ糖換算１３０
ｇ、硫酸アンモニウム５ｇ、硫酸マグネシウム２５（ｂ
ｎｇ、硫酸亜鉛４４ｍｇ、燐酸−カリウム６００ｍｇ、
炭酸カルシウム７２ｇ、有機粒状塊ジャームブーカ−３
０ｇ。

水ＩＱの組成を用い、常法で５０１２容発酵槽にて４０
時間培養した。この場合、Ｌ−乳酸カルシウムが蓄積す
るが、遊離乳酸として対消費糖効串は６５％であった。

また、対象の有機粒状塊を用いない発酵では、発酵終了
は延びて、５０時間を必要とし、対消費糖効率も最高蓄
積で５８％と低く、発酵ブロスの粘度も高く分離が悪い
状態をしめした。

（発明の効果）本発明に従えば、有機粒状塊の添加浮遊技術の採用で、
カビ（糸状菌）による各種有機酸発酵の発酵所要時間を
短縮され、効率も向上出来る。また、発酵液からの有機
酸の回収工程も簡易となる。

【図面の簡単な説明】

図は、有機酸発酵経過として、クエン酸の場合（実絶倒
２）を示した。実線は本発明による有機粒状塊を浮遊さ
せた経過で、破線は、対象として通常の発酵の場合を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】１、有機酸生成能を有する糸状菌を、有機繊維粒状塊よ
りなる浮遊媒体の存在のもとで、培養、発酵させること
を特徴とする発酵法による有機酸の製造法。２、浮遊媒体として直径が５〜１００μｍであり、かつ
５〜２０山／２５μｍの捲縮を有する有機繊維が、該繊
維相互の交格によって粒状塊を呈し、該粒状塊の大きさ
が４０ｍｍ以下であり、かつ平均密度が０．０１〜０．
８ｇ／ｃｍ＾３の有機繊維塊をもちいる発酵法による有
機酸の製造法。