JPH0365192A - 1,3―プロパンジオールの発酵的製法 - Google Patents
1,3―プロパンジオールの発酵的製法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】
[産業上の利用分野]
本発明は、好ましくは嫌気性の微生物によって工業的規
模でグリセロールを1.3−プロパンジオールに変換す
る方法に関する。
模でグリセロールを1.3−プロパンジオールに変換す
る方法に関する。
[従来の技術]
脂肪酸トリグリセリドの脂肪酸誘導体(例えば脂肪酸メ
チルエステルまたは脂肪アルコール)への油脂化学的変
換において、該トリグリセリドの分解によってグリセロ
ールが生成する。
チルエステルまたは脂肪アルコール)への油脂化学的変
換において、該トリグリセリドの分解によってグリセロ
ールが生成する。
とりわけ嫌気性微生物を含む多くの微生物がグリセロー
ルによって増殖可能であり、その過程でグリセロールを
他の生成物に変換し得ることは、科学文献により既知で
ある。この過程において見られる代謝産物の一つが1.
3−プロパンジオールである。
ルによって増殖可能であり、その過程でグリセロールを
他の生成物に変換し得ることは、科学文献により既知で
ある。この過程において見られる代謝産物の一つが1.
3−プロパンジオールである。
1.3−プロパンジオールは、多くの用途を持つジオー
ルであり、原則としてエチレングリコール、プロピレン
グリコールまたはブタンジオールと同様の目的に使用し
得る。これまで、1.3−プロパンジオールは、アクロ
レインに水を付加し、次いで水素化することによって得
ていた。しかし、その化学的工程には非常に費用がかか
るので、得られる最終生成物は、その高価格の故に多く
の適用には不適当である。
ルであり、原則としてエチレングリコール、プロピレン
グリコールまたはブタンジオールと同様の目的に使用し
得る。これまで、1.3−プロパンジオールは、アクロ
レインに水を付加し、次いで水素化することによって得
ていた。しかし、その化学的工程には非常に費用がかか
るので、得られる最終生成物は、その高価格の故に多く
の適用には不適当である。
微生物によるグリセロールの1.3−プロパンジオール
への変換は、科学文献において若干の記載がある。すな
わち、ケモスタット培養におけるクレブシェラ・アエロ
ゲネスNCTC418によるグリセロールの代謝が、ス
トリークストラ(H。
への変換は、科学文献において若干の記載がある。すな
わち、ケモスタット培養におけるクレブシェラ・アエロ
ゲネスNCTC418によるグリセロールの代謝が、ス
トリークストラ(H。
S treekstra)ら、アーカイブズ・オブ・ミ
クロビオロジー(Arch、 Microbiol、)
(1987)、147:268〜275に記載されてい
る。この文献には、種々の培地における特定のクレブシ
ェラ・アエロゲネス株のグリセロールに対する作用が記
載されているが、工業的工程のためのそのような微生物
の特定の代謝作用について当業者が評価し得るようなこ
とは記載されていない。
クロビオロジー(Arch、 Microbiol、)
(1987)、147:268〜275に記載されてい
る。この文献には、種々の培地における特定のクレブシ
ェラ・アエロゲネス株のグリセロールに対する作用が記
載されているが、工業的工程のためのそのような微生物
の特定の代謝作用について当業者が評価し得るようなこ
とは記載されていない。
[発明が解決しようとする課題]
本発明の課題は、グリセロールを1.3−プロパンジオ
ールに変換するための工業的に行い得る方法を提供する
ことである。とりわけ、そのような方法は、トリグリセ
リドの工業的加工において生じるグリセロール水を出発
物質として使用することを意図するものである。
ールに変換するための工業的に行い得る方法を提供する
ことである。とりわけ、そのような方法は、トリグリセ
リドの工業的加工において生じるグリセロール水を出発
物質として使用することを意図するものである。
とりわけ、本発明の課題は、工業的規模での発酵が容易
であり、標準的な発酵条件下に0.5g/h/4以上の
体積/時間収率でグリセロールをプロパンジオールに変
換し得る株、例えば酪酸クロストリジウム(Clost
ridium butyricum)S I−11(
1)9M5431)およびAK1(DSM5430)並
びにクレブシェラ・ニューモニエ(K 1ebsiel
lapneumoniae)D S M 2026の
ようなりレブシエラ・ニューモニエ株およびクレブシェ
ラ・オキシトカ(K 、 oxytoca)N n C
C3006を用いる前記のような方法を提供することで
ある。
であり、標準的な発酵条件下に0.5g/h/4以上の
体積/時間収率でグリセロールをプロパンジオールに変
換し得る株、例えば酪酸クロストリジウム(Clost
ridium butyricum)S I−11(
1)9M5431)およびAK1(DSM5430)並
びにクレブシェラ・ニューモニエ(K 1ebsiel
lapneumoniae)D S M 2026の
ようなりレブシエラ・ニューモニエ株およびクレブシェ
ラ・オキシトカ(K 、 oxytoca)N n C
C3006を用いる前記のような方法を提供することで
ある。
[課題を解決するための手段]
従って、本発明は、微生物によりグリセロール1.3−
プロパンジオールに変換する方法であって、まず、標準
的な発酵条件下に5重量%グリセロール溶液を単一の炭
素源として体積/時間収率0 、5 g/h/(!以上
でグリセロールを1.3−プロパンジオールに変換する
微生物株を、クロストリジウム、エンテロバクテリウム
(E nterobacteriu11l)、ラクトバ
チルス(L actobacillus)、バチルス(
B acillus)、シトロバクタ−(C1trob
acter)、アエロバクタ−(A erobacte
r)およびクレブシェラ属から選択し、次いで、その株
を、嫌気的条件下に一定のl)Hでグリセロールを単一
の炭素源として5〜20重量%グリセロール溶液の工業
的な変換に用い、グリセロールが殆ど消費された後、生
成したバイオマスを分離し、生成物混合物を蒸留により
処理することを特徴とする方法に関する。
プロパンジオールに変換する方法であって、まず、標準
的な発酵条件下に5重量%グリセロール溶液を単一の炭
素源として体積/時間収率0 、5 g/h/(!以上
でグリセロールを1.3−プロパンジオールに変換する
微生物株を、クロストリジウム、エンテロバクテリウム
(E nterobacteriu11l)、ラクトバ
チルス(L actobacillus)、バチルス(
B acillus)、シトロバクタ−(C1trob
acter)、アエロバクタ−(A erobacte
r)およびクレブシェラ属から選択し、次いで、その株
を、嫌気的条件下に一定のl)Hでグリセロールを単一
の炭素源として5〜20重量%グリセロール溶液の工業
的な変換に用い、グリセロールが殆ど消費された後、生
成したバイオマスを分離し、生成物混合物を蒸留により
処理することを特徴とする方法に関する。
広義の態様においては、本発明は、多くの嫌気性微生物
およびいくつかの好気性微生物は、グリセロールを1.
3−プロパンジオールに変換し得る酵素を供給するとい
う基本概念に基づいている。
およびいくつかの好気性微生物は、グリセロールを1.
3−プロパンジオールに変換し得る酵素を供給するとい
う基本概念に基づいている。
従って、本発明により、第1の工程において、微生物株
の能力に基づいて適当と思われる株を選択する。この目
的のために、クロストリジウム、エンテロバクテリウム
、ラクトバチルス、ノ<チルス、シトロバクタ−、アエ
ロバクタ−および/またはクレブシェラ属から株を選択
し、標準的な発酵条件下に5%グリセロール溶液を単一
の炭素源として増殖させ、体積/時間収率を測定し、前
記の値を越える体積/時間収率を示す株を選択する。本
発明において、標準的な発酵条件下とは、例えば菌寄死
所が提案するような標準的な培地で培養後、微生物を、
窒素源(例えば酵母エキス)をも含有するが炭素および
エネルギー源としてはグリセロールのみを含有する塩培
地に移すことを意味する。
の能力に基づいて適当と思われる株を選択する。この目
的のために、クロストリジウム、エンテロバクテリウム
、ラクトバチルス、ノ<チルス、シトロバクタ−、アエ
ロバクタ−および/またはクレブシェラ属から株を選択
し、標準的な発酵条件下に5%グリセロール溶液を単一
の炭素源として増殖させ、体積/時間収率を測定し、前
記の値を越える体積/時間収率を示す株を選択する。本
発明において、標準的な発酵条件下とは、例えば菌寄死
所が提案するような標準的な培地で培養後、微生物を、
窒素源(例えば酵母エキス)をも含有するが炭素および
エネルギー源としてはグリセロールのみを含有する塩培
地に移すことを意味する。
とりわけクレブシェラに適当な標準培地(よ、実施例2
(発酵摺培地)に記載されている。このことは、文献の
データに従って他の株にも適用し得る。
(発酵摺培地)に記載されている。このことは、文献の
データに従って他の株にも適用し得る。
本発明によると、pt−i値を、工業的発酵条件下に一
定に保つか、または調節しなければならない。
定に保つか、または調節しなければならない。
適当なpn値は6〜9、好ましくは6.5〜8の範囲内
である。
である。
本発明によると、特に適当な株は、以下の微生物属から
選択し得ることがわかった:クロストリジウム・パーフ
リンジェンス(C、per4ringens)、クロス
トリジウム・パストイリアヌム(C。
選択し得ることがわかった:クロストリジウム・パーフ
リンジェンス(C、per4ringens)、クロス
トリジウム・パストイリアヌム(C。
pasteurianum)、クロストリジウム・アセ
トブチリクム(C、aceLobutylicum)、
クロストリジウム・プヂリクム(C、butylicu
m)、酪酸クロストリジウム、クロストリジウム・パイ
エリンキ(C。
トブチリクム(C、aceLobutylicum)、
クロストリジウム・プヂリクム(C、butylicu
m)、酪酸クロストリジウム、クロストリジウム・パイ
エリンキ(C。
beijerinckii)、クロストリジウム・カン
トントイ(C、kantontoi)、ラクトバチルス
・ブレビス(L、 brevis)、ラクトバチルス・
ブフネリ(L。
トントイ(C、kantontoi)、ラクトバチルス
・ブレビス(L、 brevis)、ラクトバチルス・
ブフネリ(L。
buchneri)、シトロバクター・フロインディ(
C。
C。
freundii)、アエロバクター・アエロゲネス(
A。
A。
aerogenes)、クレブシェラ・ニューモニエ、
シトロバクター・インターメジウム(C、interm
edium)、クレブシェラ・アエロゲネス(K、 a
erogenes)およびクレブシェラ・オキシトカ。
シトロバクター・インターメジウム(C、interm
edium)、クレブシェラ・アエロゲネス(K、 a
erogenes)およびクレブシェラ・オキシトカ。
これらのうち、クレブシェラ・ニューモニより5M20
26およびクレブシェラ・オキシトカNRCC3006
およびシトロバククー・フロインデイ(DSM3004
0または30039)並びにそれらの突然変異体または
変種が特に好ましい。他の適当な株は、クレブシェラ・
プランティコラ(K 、 planticola)、と
りわけクレブシェラ・プランティコラIAM1133並
びにその突然変異体および変種である。
26およびクレブシェラ・オキシトカNRCC3006
およびシトロバククー・フロインデイ(DSM3004
0または30039)並びにそれらの突然変異体または
変種が特に好ましい。他の適当な株は、クレブシェラ・
プランティコラ(K 、 planticola)、と
りわけクレブシェラ・プランティコラIAM1133並
びにその突然変異体および変種である。
株の酵素供給が重要な選択基準であることは、当業者に
明らかである。従って、本発明において使用する株は、
遺伝子工学手法によりグリセロールの!、3−プロパン
ジオールへの変換のために重要な酵素供給を付与された
株をも包含する。
明らかである。従って、本発明において使用する株は、
遺伝子工学手法によりグリセロールの!、3−プロパン
ジオールへの変換のために重要な酵素供給を付与された
株をも包含する。
本発明の方法を行うのに特に好ましい株は、酪酸クロス
トリジウムSH1(DSM5431)およびAKl(D
SM5430)である。これらの株は、土壌および泥の
試料をパスツール殺菌後、グリセロール含有培地中で、
該試料からプロパンジオール生成のために濃厚化された
ものである。このような株は、次のような性質を示す:
炭水化物なしにPY培地で増殖する、グルコース鉱酸塩
ビオチン培地で増殖する、ゼラチンを加水分解しない、
朝刊用スペクトルが、糖メレジトースおよびリボースに
関してクロストリジウム・アセトプチリクムに相当する
。前記株は、クレブシェラ株よりも非常に好ましいので
、リスククラス1(2に対して)とし得る。これらは、
本発明の方法において、特に高いグリセロール変換を示
す。
トリジウムSH1(DSM5431)およびAKl(D
SM5430)である。これらの株は、土壌および泥の
試料をパスツール殺菌後、グリセロール含有培地中で、
該試料からプロパンジオール生成のために濃厚化された
ものである。このような株は、次のような性質を示す:
炭水化物なしにPY培地で増殖する、グルコース鉱酸塩
ビオチン培地で増殖する、ゼラチンを加水分解しない、
朝刊用スペクトルが、糖メレジトースおよびリボースに
関してクロストリジウム・アセトプチリクムに相当する
。前記株は、クレブシェラ株よりも非常に好ましいので
、リスククラス1(2に対して)とし得る。これらは、
本発明の方法において、特に高いグリセロール変換を示
す。
本発明によると、微生物学的基準とは異なり、20重量
%まで、好ましくは5〜15重量%、より好ましくは1
0〜15重量%の非常に高濃度のグリセロールを使用し
得ることがわかった。このことは、このような高濃度で
は通例異化(カタボライト)抑制が起こると考えられる
限りにおいて、なおさら驚くべきことである。
%まで、好ましくは5〜15重量%、より好ましくは1
0〜15重量%の非常に高濃度のグリセロールを使用し
得ることがわかった。このことは、このような高濃度で
は通例異化(カタボライト)抑制が起こると考えられる
限りにおいて、なおさら驚くべきことである。
本発明の方法は、純朴なグリセロールの溶液を用いて行
い得るだけでなく、通例、トリグリセリドの工業的加工
により、例えば脂肪酸トリグリセリドの蒸気による水素
化、または脂肪酸トリグリセリドのエステル交換により
生じるグリセロール水を用いて行い得る。このようなグ
リセロール水は、主として水およびグリセロールを含有
するが、出発物質または工程に由来する不純物も少し含
む。
い得るだけでなく、通例、トリグリセリドの工業的加工
により、例えば脂肪酸トリグリセリドの蒸気による水素
化、または脂肪酸トリグリセリドのエステル交換により
生じるグリセロール水を用いて行い得る。このようなグ
リセロール水は、主として水およびグリセロールを含有
するが、出発物質または工程に由来する不純物も少し含
む。
本発明によると、未処理グリセロール水が出発物質とし
て好ましく、獣脂およびラウリン酸含量の低い他のトリ
グリセリドの水素化によって生じるものが出発物質とし
て特に好ましいことがわかった。
て好ましく、獣脂およびラウリン酸含量の低い他のトリ
グリセリドの水素化によって生じるものが出発物質とし
て特に好ましいことがわかった。
本発明の方法を行うために、本発明に従って選択した微
生物株を、まず前培養培地で培養することが好ましい。
生物株を、まず前培養培地で培養することが好ましい。
適当な前培養培地は、グリセロールおよび/または他の
炭素源(例えばグルコース)および窒素源(例えば酵母
エキス)を更に含有する塩培地である。
炭素源(例えばグルコース)および窒素源(例えば酵母
エキス)を更に含有する塩培地である。
この前培養工程は、発酵槽に導入するのに充分なバイオ
マスが生成するまで続けることが好ましい。通例、前培
養の炭素源が完全にまたは実質的に完全に消費されてか
ら発酵槽に導入する。
マスが生成するまで続けることが好ましい。通例、前培
養の炭素源が完全にまたは実質的に完全に消費されてか
ら発酵槽に導入する。
発酵槽培地は、前培養培地とは異なり、比較的少量のホ
スフェートおよびカリウムを含有する。
スフェートおよびカリウムを含有する。
通例、前培養培地および発酵槽培地のいずれもが、ナト
リウム、カリウム、アンモニウム、マグネシウムおよび
カルシウムのカヂオン並びにホスフェート、スルフェー
トおよびクロリドのアニオンを含有し得る。
リウム、カリウム、アンモニウム、マグネシウムおよび
カルシウムのカヂオン並びにホスフェート、スルフェー
トおよびクロリドのアニオンを含有し得る。
更に、発酵槽培地は、微量元素、とりわけ亜鉛、鉄、マ
ンガン、銅、コバルト、ホウ素および/またはモリブデ
ンをも含有することが好ましい。
ンガン、銅、コバルト、ホウ素および/またはモリブデ
ンをも含有することが好ましい。
発酵培地の詳しい組成は、当業者が、関連文献から、ま
たは微生物株寄託の提案から知ることができる。例えば
次の文献を参照し得る:エバンス(C,G、 T、 E
vans)、ヘパ−)(D、 1lebert)および
テンペスト(D、 W、 Tempest)、1970
rザ・コンティニュアス・カルティベーション・オン・
ミクローオーガニズムズ、2.コンストラクション・オ
ン・ア・ケモスタット(The Continuous
Cu1ti−vation of Micro−or
ganisms、 2. Con5tructiono
f a Chemostat)J、メソッズ・イン・ミ
クロビオロジー(Methods in Microb
iology)、2、アカデミツク・プレス(Acad
emic Press)、277〜327頁およびスト
リークストラ、タイクセイラ・デ・マツトス(M、 J
、 Te1xeira de Matto′s)、ネイ
ッセル(0,M、 Ne1jssel)およびテンペス
ト、19871オーバーフロー・メタボリズム・デユー
リング・アンエアロビック・グロース・オン・クレブシ
ェラ・エアロゲネスNTCC418・オン・グリセロー
ル・アンド・ジヒドロキシアセトン・イン・ケモスタッ
ト・カルチ’r −(Overf low MeLab
olism during Anaerobic Gr
owth or Klebsiellaaerogen
es NTCC418on Glycerol and
Dihydr。
たは微生物株寄託の提案から知ることができる。例えば
次の文献を参照し得る:エバンス(C,G、 T、 E
vans)、ヘパ−)(D、 1lebert)および
テンペスト(D、 W、 Tempest)、1970
rザ・コンティニュアス・カルティベーション・オン・
ミクローオーガニズムズ、2.コンストラクション・オ
ン・ア・ケモスタット(The Continuous
Cu1ti−vation of Micro−or
ganisms、 2. Con5tructiono
f a Chemostat)J、メソッズ・イン・ミ
クロビオロジー(Methods in Microb
iology)、2、アカデミツク・プレス(Acad
emic Press)、277〜327頁およびスト
リークストラ、タイクセイラ・デ・マツトス(M、 J
、 Te1xeira de Matto′s)、ネイ
ッセル(0,M、 Ne1jssel)およびテンペス
ト、19871オーバーフロー・メタボリズム・デユー
リング・アンエアロビック・グロース・オン・クレブシ
ェラ・エアロゲネスNTCC418・オン・グリセロー
ル・アンド・ジヒドロキシアセトン・イン・ケモスタッ
ト・カルチ’r −(Overf low MeLab
olism during Anaerobic Gr
owth or Klebsiellaaerogen
es NTCC418on Glycerol and
Dihydr。
xyacetone in Chemostat Cu
1ture)J、アーカイブズ・オン・ミクロビオロジ
ー(Archives of Mic−robiolo
gy)、147.268〜275頁。
1ture)J、アーカイブズ・オン・ミクロビオロジ
ー(Archives of Mic−robiolo
gy)、147.268〜275頁。
嫌気性株を使用する場合、発酵は、酸素の不存在下に、
好ましくは窒素雰囲気中で行う。好ましい一態様におい
ては、発酵を気体状の発酵副生成物の雰囲気中で行う。
好ましくは窒素雰囲気中で行う。好ましい一態様におい
ては、発酵を気体状の発酵副生成物の雰囲気中で行う。
本発明の方法を工業的規模で行うために、前培養器に適
当な接種物を導入し、次いで栄養溶液と組み合わせ得る
。接種物の量は、バッチ全量に対して、好ましくは5〜
20体積%、より好ましくは8〜15体積%である。溶
液中に生成する微生物懸濁液を、次いでグリセロールと
共に発酵タンクまたは発酵タンクのカスケードに導入す
る。次いで、他の助剤を発酵槽またはカスケードに添加
し得る。例えば、抑泡剤または濾過助剤を添加し得る。
当な接種物を導入し、次いで栄養溶液と組み合わせ得る
。接種物の量は、バッチ全量に対して、好ましくは5〜
20体積%、より好ましくは8〜15体積%である。溶
液中に生成する微生物懸濁液を、次いでグリセロールと
共に発酵タンクまたは発酵タンクのカスケードに導入す
る。次いで、他の助剤を発酵槽またはカスケードに添加
し得る。例えば、抑泡剤または濾過助剤を添加し得る。
次いで、回収のために、培養液を、メンブランフィルタ
−プレス内でバイオマスから連続的に分離するか、また
は濾過(例えばミクロ濾過)によって有用生成物を連続
的に分離する。生成したバイオマスを洗浄して洗液を濾
液と合した後、水および低沸点成分を、蒸発器内で連続
的または非連続的に、少なくとも部分的に除去し得る。
−プレス内でバイオマスから連続的に分離するか、また
は濾過(例えばミクロ濾過)によって有用生成物を連続
的に分離する。生成したバイオマスを洗浄して洗液を濾
液と合した後、水および低沸点成分を、蒸発器内で連続
的または非連続的に、少なくとも部分的に除去し得る。
蒸発器内に残る比較的高沸点の成分、すなわち栄養塩と
発酵生成物との混合物を、次いで例えば薄層蒸発器に導
入し得る。得られる濃縮物を、稍留および短路蒸留(k
urzwegdestillation)によって分離
して、1.3−プロパンジオールおよび要すれば2.3
−ブタンジオールのような副生成物を得ることができる
。
発酵生成物との混合物を、次いで例えば薄層蒸発器に導
入し得る。得られる濃縮物を、稍留および短路蒸留(k
urzwegdestillation)によって分離
して、1.3−プロパンジオールおよび要すれば2.3
−ブタンジオールのような副生成物を得ることができる
。
本発明の方法によると、グリセロールを実質的に化学量
論的に1.3−プロパンジオールに変換することが可能
である。1.3−プロパンジオールの収量は、しばしば
グリセロール3モルにつき2モルのオーダーである。本
発明においては、実質的に少なくとも80%、好ましく
は95%、とりわけ99%以上のグリセロール消費を意
図すると理解される。
論的に1.3−プロパンジオールに変換することが可能
である。1.3−プロパンジオールの収量は、しばしば
グリセロール3モルにつき2モルのオーダーである。本
発明においては、実質的に少なくとも80%、好ましく
は95%、とりわけ99%以上のグリセロール消費を意
図すると理解される。
1.3−プロパンジオールに加えて、2.3−ブタンジ
オール、アセトイン、エタノールまたは酢酸および/ま
たは乳酸のような他の重要な有用生成物も生成し得る。
オール、アセトイン、エタノールまたは酢酸および/ま
たは乳酸のような他の重要な有用生成物も生成し得る。
発酵は、剪断速度の小さい層流撹拌機付き発酵槽中で行
うのが最もよいことがわかった。この種の撹拌機は、当
業者によく知られている。高い剪断速度は本発明におい
て悪影響を及ぼすが、層流によりそのようなことが避け
られる。
うのが最もよいことがわかった。この種の撹拌機は、当
業者によく知られている。高い剪断速度は本発明におい
て悪影響を及ぼすが、層流によりそのようなことが避け
られる。
更に、エネルギー供給を小さく保つことが好ましい。当
業者は、エネルギー供給を、発酵温度27〜40℃、好
ましくは33〜38℃で、エネルギー供給が発酵温度を
上昇することなく保つように調節し碍る。すなわち、エ
ネルギー供給は、好ましくは1KWh/m3以下、より
好ましくは0.75〜0 、2 KWh/m’である。
業者は、エネルギー供給を、発酵温度27〜40℃、好
ましくは33〜38℃で、エネルギー供給が発酵温度を
上昇することなく保つように調節し碍る。すなわち、エ
ネルギー供給は、好ましくは1KWh/m3以下、より
好ましくは0.75〜0 、2 KWh/m’である。
[実施例コ
実施例1
種々のグリセロール源によるクレブシェラ・ニューモニ
エの増殖のボトル試験 微生物:クレブシェラ・ニューモニよりSM226 培地: に、HPo、 3.383(g/C)K
H*P 04 1 、293NH,CQ5
.35 NatSO,” l OH*OO,64クエン酸
・r−two O,42MgCQt
0 、12GaCQt
0.0022酵母エキス 1.00 グルコース 3.00 この培地をオートクレーブに入れる前にI)H72に調
節した。
エの増殖のボトル試験 微生物:クレブシェラ・ニューモニよりSM226 培地: に、HPo、 3.383(g/C)K
H*P 04 1 、293NH,CQ5
.35 NatSO,” l OH*OO,64クエン酸
・r−two O,42MgCQt
0 、12GaCQt
0.0022酵母エキス 1.00 グルコース 3.00 この培地をオートクレーブに入れる前にI)H72に調
節した。
培養
微生物を、前記塩培地で一晩培養した。培地は、100
xff培養ボトル中で嫌気的条件下(N、ガス相)に3
7℃でインキュベートした。インキュベーション後、増
殖試験の接種物として培養液1x(lを使用した。2試
験を行い、各場合において異なるグリセロール源を用い
た。使用した培地は、前記塩培地であるが、グルコース
を20g1Q量のグリセロール、蒸気による牛脂の水素
化によって得られるグリセロール、および過熱蒸気によ
るヤシ油の水素化により得られるグリセロールに代えた
ものを用いた。
xff培養ボトル中で嫌気的条件下(N、ガス相)に3
7℃でインキュベートした。インキュベーション後、増
殖試験の接種物として培養液1x(lを使用した。2試
験を行い、各場合において異なるグリセロール源を用い
た。使用した培地は、前記塩培地であるが、グルコース
を20g1Q量のグリセロール、蒸気による牛脂の水素
化によって得られるグリセロール、および過熱蒸気によ
るヤシ油の水素化により得られるグリセロールに代えた
ものを用いた。
尖施例2
グリセロールから1.3−プロパンジオールへのバッチ
式発酵 微生物:クレブシェラ・ニューモニより9M226 培地; 前培養培地: に、HPo、 3.383(g/12)
K+r、po、 1.293NH,CQ
5.35NatSO,” l 0l
−(to 0.64クエン酸・トr、o
O,42MgCI2. 0.12G
aCQt O,0022グリセロー
ル 20.00酔母エキス
1.00 グルコース 3.00 この培地をオートクレーブに入れる前にpt−t 7
。
式発酵 微生物:クレブシェラ・ニューモニより9M226 培地; 前培養培地: に、HPo、 3.383(g/12)
K+r、po、 1.293NH,CQ
5.35NatSO,” l 0l
−(to 0.64クエン酸・トr、o
O,42MgCI2. 0.12G
aCQt O,0022グリセロー
ル 20.00酔母エキス
1.00 グルコース 3.00 この培地をオートクレーブに入れる前にpt−t 7
。
2に調節した。
発酵槽培地:
NaHtP 04 ” 20!O
H4CQ
Ce
Nat604 ” l OI’ltOクエン酸・H2
O M g CQ t aC12t グリセロール 醇母エキス 微量元素濃度: いずれの培地も、 していた: ZnCl2* FeCl23−6HtO MnCQt ” 4 Ht。
O M g CQ t aC12t グリセロール 醇母エキス 微量元素濃度: いずれの培地も、 していた: ZnCl2* FeCl23−6HtO MnCQt ” 4 Ht。
CuCQ* ・2HtO
COCQ2” 6H1O
Ha B Os
Na、Mob。
抑泡剤:
以下の濃度の微量元素を含有
1 、56 (g/12)
5.35
0.75
0.64
0.42
0.12
0.0022
表参照
1.00
3 、42 Cx9/ C)
27.00
1 0.00
0.85
2.38
0.31
0.02
発酵中に市販の抑泡剤の添加を行った。
培養:
培養ボトル中嫌気的条件(N2ガス相)下に37°Cで
約24時間培養することによって接種物(5%)を調製
した。
約24時間培養することによって接種物(5%)を調製
した。
SGI[セトリング・ジエニー・インダストリアル(S
etric G enie I ndustri
el)]の温度、ptlおよびrpm測定および調節装
置付きのSGI製4.5Q発酵槽内で発酵を行った。発
酵は、嫌気的条件(N2ガス相)下に37℃/pH7(
2,5N−N a O[(添加により調節)で、グリセ
ロール(p、A、)50.100.150および200
g/(!を含有する塩培地(酔母エキス0.1%)を用
いて行った。
etric G enie I ndustri
el)]の温度、ptlおよびrpm測定および調節装
置付きのSGI製4.5Q発酵槽内で発酵を行った。発
酵は、嫌気的条件(N2ガス相)下に37℃/pH7(
2,5N−N a O[(添加により調節)で、グリセ
ロール(p、A、)50.100.150および200
g/(!を含有する塩培地(酔母エキス0.1%)を用
いて行った。
発酵の結果を次の表に示す。
50および100g/Cのグリセロールを用いた発酵に
おいては、基質の99%が変換された。150g/lの
場合iよ、約90%のグリセロールが変換された。
おいては、基質の99%が変換された。150g/lの
場合iよ、約90%のグリセロールが変換された。
m 高0) l 、 3−プロパンジオール濃度は、1
50g/12において達成され(759mMまたは58
g10、最高の体積/時間収率(VTY)は、グリセロ
ール濃度100g/lにおいて達成された(2.3g/
h/&)。
50g/12において達成され(759mMまたは58
g10、最高の体積/時間収率(VTY)は、グリセロ
ール濃度100g/lにおいて達成された(2.3g/
h/&)。
同様のバッチ式発酵を、IQ規模でシトロバクター・フ
ロインディの株を用いて行った。シトロバクター・フロ
インディDSM30039株は、50g/Cのグリセロ
ールを用いる発酵において好ましい結果を示した。
ロインディの株を用いて行った。シトロバクター・フロ
インディDSM30039株は、50g/Cのグリセロ
ールを用いる発酵において好ましい結果を示した。
実施例3
実施例2と同様の条件下に発酵を行った。発酵は、3Q
の規模で、37℃/pH7(5N−Na0I−1添加に
より調節)で200回転/分で撹拌しながら行った。試
験中、反応器を窒素でパージ(0,3NL/分)して、
嫌気的条件を保持した。
の規模で、37℃/pH7(5N−Na0I−1添加に
より調節)で200回転/分で撹拌しながら行った。試
験中、反応器を窒素でパージ(0,3NL/分)して、
嫌気的条件を保持した。
牛脂に由来する粗グリセロールを使用し、グリセロール
濃度を変えて(90および140g/f2)発酵を行っ
た。いずれの試験においても、グリセロール90%以上
が代謝された。得られた結果を次表Iこ示す: 実施例4 酪酸クロストリジウムSHIおよびAKIをノくツチ式
培養に用いて、IQ発酔槽(BCC)内で試験を行った
。培養体積は約700ttrQであった。培地の組成は
以下の通りであった(112当たり):に、tlPo、
Ig K tl tP O40、5g (NH4)ts 04 5g/longグリセロ
ールM g S O4・71(to 0.2gC
aCQ121(to 20mgFe5O17Ht
O5mg 酔母エキス 1g 微量元素溶肢 グリセロール 表示量。
濃度を変えて(90および140g/f2)発酵を行っ
た。いずれの試験においても、グリセロール90%以上
が代謝された。得られた結果を次表Iこ示す: 実施例4 酪酸クロストリジウムSHIおよびAKIをノくツチ式
培養に用いて、IQ発酔槽(BCC)内で試験を行った
。培養体積は約700ttrQであった。培地の組成は
以下の通りであった(112当たり):に、tlPo、
Ig K tl tP O40、5g (NH4)ts 04 5g/longグリセロ
ールM g S O4・71(to 0.2gC
aCQ121(to 20mgFe5O17Ht
O5mg 酔母エキス 1g 微量元素溶肢 グリセロール 表示量。
p I−1値はいずれの場合も7に一定に保ち、温度は
32°Cとした。グリセロールを供給しながらのFED
バッチ培養を同様に行った。結果を第4〜7表に示す。
32°Cとした。グリセロールを供給しながらのFED
バッチ培養を同様に行った。結果を第4〜7表に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、微生物によりグリセロールを1,3−プロパンジオ
ールに変換する方法であって、まず、標準的な発酵条件
下に5重量%グリセロール溶液を単一の炭素源として体
積/時間収率0.5g/h/l以上でグリセロールを1
,3−プロパンジオールに変換する微生物株を、クロス
トリジウム、エンテロバクテリウム、ラクトバチルス、
バチルス、シトロバクター、アエロバクターおよびクレ
ブシェラ属から選択し、次いで、その株を、嫌気的条件
下に一定のpHでグリセロールを単一の炭素源として5
〜20重量%グリセロール溶液の工業的な変換に用い、
グリセロールが殆ど消費された後、生成したバイオマス
を分離し、生成物混合物を蒸留により処理することを特
徴とする方法。 2、工業用グリセロール、とりわけトリグリセリドの工
業的加工により得られる工業用グリセロール溶液をグリ
セロール溶液として使用する請求項1記載の方法。 3、脂肪をケン化および/またはエステル交換すること
によって得られるグリセロール溶液を、該グリセロール
水相の後処理を行うことなくグリセロール溶液として使
用する請求項1または2記載の方法。 4、ラウリン酸含量の低い脂肪をケン化することによっ
て得られるグリセロール溶液をグリセロール溶液として
使用する請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 5、グリセロール濃度を5〜20重量%、好ましくは1
0〜15重量%とする請求項1〜4のいずれかに記載の
方法。 6、pHを6〜9、好ましくは6.5〜8の範囲内で一
定に保つ請求項1〜5のいずれかに記載の方法。 7、微生物株を、クロストリジウム・パーフリンジェン
ス、クロストリジウム・パストイリアヌム、クロストリ
ジウム・アセトブチリクム、クロストリジウム・ブチリ
クム、酪酸クロストリジウム、クロストリジウム・バイ
エリンキ、クロストリジウム・カントントイ、ラクトバ
チルス・ブレビス、ラクトバチルス・ブフネリ、シトロ
バクター・フロインディ、アエロバクター・アエロゲネ
ス、クレブシェラ・ニューモニエ、シトロバクター・イ
ンターメジウム、クレブシェラ・アエロゲネスおよびク
レブシェラ・オキシトカから成る群から選択する請求項
1〜6のいずれかに記載の方法。 8、酪酸クロストリジウムSH1(DSM5431)お
よび/または酪酸クロストリジウムAK1(DSM54
30)、および/または1,3−プロパンジオールを生
成し得るそれらの突然変異体または変種を使用する請求
項1〜7のいずれかに記載の方法。 9、クレブシェラ・ニューモニエ(DSM2026)お
よび/または1,3−プロパンジオールを生成し得るそ
れらの突然変異体または変種を使用する請求項1〜7の
いずれかに記載の方法。 10、クレブシェラ・オキシトカNRCC3006およ
び/または1,3−プロパンジオールを生成し得るそれ
らの突然変異体または変種を使用する請求項1〜7のい
ずれかに記載の方法。 11、窒素源として酵母エキスを含有する塩発酵培地の
存在下に行う請求項1〜10のいずれかに記載の方法。 12、微量元素亜鉛、鉄、マンガン、銅、コバルト、ホ
ウ素およびモリブデンの存在下に発酵を行う請求項1〜
11のいずれかに記載の方法。 13、撹拌エネルギー供給により、27〜40℃の発酵
温度を保つ請求項1〜12のいずれかに記載の方法。 14、生成するバイオマスをメンブランフィルタープレ
スによってバッチ式に分離するか、またはミクロ濾過に
よって連続的に分離する請求項1〜13のいずれかに記
載の方法。15、バイオマスの分離後、有用生成物を含
有する液相から、蒸発器内で水の一部と低沸点成分とを
除去し、次いで薄層蒸発器内で不揮発性成分を分離し、
その後濃縮物を1,3−プロパンジオールと他の低揮発
性成分とに分留する請求項1〜14のいずれかに記載の
方法。 16、低エネルギー供給、好ましくはエネルギー供給1
.0KWh/m^3・h、より好ましくは0.75〜0
.2KWh/m^3・hで発酵槽内で発酵を行う請求項
1〜15のいずれかに記載の方法。 17、層流撹拌機付き発酵槽内で発酵を行う請求項1〜
16のいずれかに記載の方法。 18、発酵のための接種物の量が5〜20体積%、好ま
しくは8〜10体積%である請求項1〜17のいずれか
に記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3829618.7 | 1988-09-01 | ||
| DE19883829618 DE3829618A1 (de) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | Fermentative herstellung von 1,3-propandiol |
| DE19893924423 DE3924423A1 (de) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | Fermentative herstellung von 1,3-propandiol |
| DE3924423.7 | 1989-07-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0365192A true JPH0365192A (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=25871720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22816089A Pending JPH0365192A (ja) | 1988-09-01 | 1989-09-01 | 1,3―プロパンジオールの発酵的製法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0361082A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0365192A (ja) |
| DK (1) | DK423189A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005093060A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | 1,3−プロパンジオール及び/又は3−ヒドロキシプロピオン酸を製造する方法 |
| JP2011074084A (ja) * | 1999-03-22 | 2011-04-14 | Purac Biochem Bv | 乳酸の産業規模での精製方法 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2692281B1 (fr) * | 1992-06-15 | 1995-07-21 | Agronomique Inst Nat Rech | Procede pour l'obtention de produits a activite bacterienne, capables de transformer le glycerol en 1,3-propanediol, souches correspondantes et application a la production industrielle de 1,3-propanediol. |
| US5686276A (en) * | 1995-05-12 | 1997-11-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Bioconversion of a fermentable carbon source to 1,3-propanediol by a single microorganism |
| US5599689A (en) * | 1995-05-12 | 1997-02-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making 1,3-propanediol from carbohydrates using mixed microbial cultures |
| FR2801058B1 (fr) * | 1999-11-16 | 2002-01-18 | Roquette Freres | Procede de purification du 1,3-propanediol a partir d'un milieu de fermentation |
| WO2001073097A2 (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-04 | Archer-Daniels-Midland Company | Method of recovering 1,3-propanediol from fermentation broth |
| US6617478B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-09-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Process for preparing a 1,3-alkandiol from 3-hydroxyester |
| EP1211234A3 (en) | 2000-11-29 | 2003-11-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Process for preparing 1,3-alkandiols from 3-hydroxyesters |
| CA2441774A1 (en) | 2001-04-20 | 2002-10-31 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | A product removal process for use in a biofermentation system |
| EP1369488A1 (en) * | 2002-06-07 | 2003-12-10 | Gesellschaft für biotechnologische Forschung mbH (GBF) | Medium for the fermentive production of 1,3-propanediol, process and microorganism |
| CN1327001C (zh) * | 2005-06-03 | 2007-07-18 | 清华大学 | 利用生物柴油副产物甘油生产1,3-丙二醇的方法 |
| JP2009142256A (ja) | 2007-03-19 | 2009-07-02 | Sumitomo Chemical Co Ltd | D−乳酸の製造方法 |
| CN101348774B (zh) * | 2008-09-02 | 2010-06-16 | 清华大学 | 一种驯化1,3-丙二醇产生菌的方法及其应用 |
| CN101875598B (zh) * | 2009-04-30 | 2013-11-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种1,3-丙二醇发酵液的分离方法 |
| EP2760902B1 (de) * | 2011-09-30 | 2018-08-08 | Covestro Deutschland AG | Homogene extrudierte artikel aus thermoplastisch verarbeitbaren polyurethanen auf basis von polyesterdiolen aus bernsteinsäure und 1,3 -propandiol |
| CN117510305B (zh) | 2023-11-07 | 2024-07-26 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种高时空收率制备高浓度1,3-丙二醇的方法 |
-
1989
- 1989-08-23 EP EP19890115555 patent/EP0361082A3/de not_active Withdrawn
- 1989-08-28 DK DK423189A patent/DK423189A/da not_active Application Discontinuation
- 1989-09-01 JP JP22816089A patent/JPH0365192A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011074084A (ja) * | 1999-03-22 | 2011-04-14 | Purac Biochem Bv | 乳酸の産業規模での精製方法 |
| WO2005093060A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | 1,3−プロパンジオール及び/又は3−ヒドロキシプロピオン酸を製造する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK423189A (da) | 1990-03-02 |
| DK423189D0 (da) | 1989-08-28 |
| EP0361082A2 (de) | 1990-04-04 |
| EP0361082A3 (de) | 1991-09-18 |
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