JPH06153970A - 高度不飽和脂肪酸及びこれを含有する脂質の製造方法 - Google Patents
高度不飽和脂肪酸及びこれを含有する脂質の製造方法Info
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- JPH06153970A JPH06153970A JP4305523A JP30552392A JPH06153970A JP H06153970 A JPH06153970 A JP H06153970A JP 4305523 A JP4305523 A JP 4305523A JP 30552392 A JP30552392 A JP 30552392A JP H06153970 A JPH06153970 A JP H06153970A
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Abstract
属のモルティエレラ(Mortierella)亜属に
属する微生物を利用して効率よく高度不飽和脂肪酸及び
これを含有する脂質を製造する方法を提供する。 【構成】 モルティエレラ(Mortierella)
属のモルティエレラ(Mortierella)亜属に
属する微生物を液体培地中で通気培養して、高度不飽和
脂肪酸及びこれを含有する脂質を製造する方法におい
て、培養液中の溶存酸素濃度を5〜28ppm に維持する
ことを特徴とする、高度不飽和脂肪酸又はこれを含有す
る脂質の製造方法。 【効果】 通常の発酵条件に比べて、本発明の酸素供給
条件により、高度不飽和脂肪酸の生産量がおよそ1.2
〜1.8倍に増加する。
Description
rtierella)属のモルティエレラ(Morti
erella)亜属に属する微生物を利用した発酵法に
よる、ω−3系やω−6系、ω−9系等の高度不飽和脂
肪酸(以下PUFAとする)又はこれらを含有する脂質
を製造する方法に関する。
いてアラキドン酸(以下、ARAと称する)やジホモ−
γ−リノレン酸(以下、DGLAと称する)をはじめと
するω−6系PUFAを製造することは既に知られてい
る(特開昭63−044891、特開平1−24399
2)。又、モルティエレラ属微生物を用いて、低温培養
することによりω−3系PUFAであるエイコサペンタ
エン酸(以下EPAとする)を製造することも知られて
いる(特開昭63−14697)。さらにモルティエレ
ラ属微生物の突然変異株を用いて、ミード酸等のω−9
系PUFAを製造することやDGLAを製造することが
見い出されている(特願平3−251966、特願平3
−251964)。
の菌体内での脂肪酸不飽和化反応は、酸素添加反応によ
る好気的不飽和化反応であり、培養液中の溶存酸素濃度
(以下DOとする)はPUFA生産における重要な因子
と考えられる。糸状菌によるPUFA生産に及ぼすDO
の影響については、2〜3ppm の比較的低いDOの範囲
内で検討された報告はあるが(Appl. Microbiol. Biote
chnol., 37, 18 (1992))、常圧下での通常空気を通気し
た場合の飽和DOに近い値、またはそれを越える高いD
O条件下などでの糸状菌によるPUFA生産について詳
細に検討された報告はない。
用いて、液体培地で発酵生産を行なう場合、往々にして
菌体増殖による培養液粘度の増加とそれに伴う酸素供給
の不足が起こる(Biotechnol. Bioeng.,37, 960 (199
1)) 。その対策として、一般的には培養槽の攪拌回転数
を上げる等の手段が知られているが、それは一般にせん
断力に弱いと言われている糸状菌の培養には適しておら
ず、このことが糸状菌のスケールアップに伴う生産性低
下の一因となっている(J. Ferment. Technol.,56, 374
(1978), Biotechnol. Bioeng.,35, 1011 (1990))。
に行なう方策として、培養槽の形状改良の試み(Biotec
hnol. Lett.,14, 491 (1992), Appl. Microbiol. Biote
chnol., 37, 32 (1992), Appl. Microbiol. Biotechno
l.,37, 37 (1992), Biotechnol. Bioeng., 32, 835 (19
88)) などが成されているが、多目的に使用される工業
規模での培養層においては、その形状変更は実用上不可
能である。
ラ亜属微生物によるPUFA生産効率とDOの関係を解
明し、微生物に損傷を与えることなく、工業規模でも容
易に実施できる酸素供給方法を用いて同微生物による効
率的なARA,DGLAをはじめとするPUFAまたは
これらを含有する脂質の製造方法を提供しようとするも
のである。
を解決するため、DOと目的とするPUFAの生産量と
の関係を詳細に検討した結果、モルティエレラ亜属の微
生物を用いてPUFAを製造する場合、液体培養時に、
培養液中のDOを5〜28ppm に維持すれば、目的物で
あるPUFAを効率的に生産できること、且つ微生物を
損傷することなく、簡単に酸素供給する方法として培養
槽加圧法、および酸素富化空気通気法が有効であること
を見出し、本発明を完成するに至った。
モルティエレラ亜属に属する微生物であれば、すべて使
用することができ、例えば、モルティエレラ・エロンガ
タ(Mortierella elongata)、モ
ルティエレラ・エキシグア(Mortierella
exigua)、モルティエレラ・ヒグロフィラ(Mo
rtierella hygrophila)、モルテ
ィエレラ・アルピナ(Mortierella alp
ina)等の菌を挙げることができる。
ンガタ(Mortierellaelongata)I
FO8570、モルティエレラ・エキシグア(Mort
ierella exigua)IFO8571、モル
ティエレラ・ヒグロフィラ(Mortierella
hygrophila)IFO5941、モルティエレ
ラ・アルピナ(Mortierella alpin
a)IFO8568等の菌株を挙げることができ、これ
らはいずれも、財団法人醗酵研究所からなんら制限なく
入手することができる。また土壌分離菌株であるモルテ
ィエレラ・エロンガタ(Mortierella el
ongata)SAM0219(微工研条寄1239
号)を使用することもできる。しかしながらこれらの菌
に限定されるものではない。
レラ亜属に属する微生物の中には、その突然変異株も含
まれる。例えばモルティエレラ亜属に属する微生物に突
然変異操作を行ない、不飽和化酵素や炭素鎖延長化酵素
の活性が低下または欠損あるいは向上した変異株を使用
することができる。さらに具体的には、Δ5不飽和化酵
素活性が低下した変異株としてモルティエレラ・アルピ
ナ(Mortierella alpina)SAM1
860(微工研条寄3589号)、Δ12不飽和化酵素
活性が低下した変異株としてモルティエレラ・アルピナ
(Mortierella alpina)SAM18
61(微工研条寄3590号)等の変異株を挙げること
ができる。しかしながらこれらの菌に限定されるもので
はない。
線、中性子線)や紫外線を照射したり、高熱処理を行っ
たり、また微生物を適当なバッファー中などに懸濁し、
変異源を加えて一定時間インキュベート後、適当に希釈
して寒天培地に植菌し、変異株のコロニーを得るといっ
た操作を行うこともできる。
ド、メチルメタンサルホネート(MMS)、N−メチル
−N′−ニトロソ−N−ニトロソグアニジン(NTG)
等のアルキル化剤や、5−ブロモウラシル等の塩基類似
体や、マイトマイシンC等の抗生物質や、6−メルカプ
トプリン等の塩基合成阻害剤や、プロフラビン等の色素
類や、4−ニトロキノリン−N−オキシド等のある種の
発癌剤や塩化マンガン、重クロム酸カリウム、亜硝酸、
ヒドラジン、ヒドロキシルアミン、ホルムアルデヒド、
ニトロフラン化合物類などを挙げることができ、使用す
る微生物は、生育菌体(菌糸など)でも良いし、胞子で
も良い。
は、その菌株の胞子、菌子、又は予め培養して得られた
前培養液を、液体培地に接種し培養する。炭素源として
はグルコース、フラクトース、キシロース、サッカロー
ス、マルトース、可溶性デンプン、糖蜜、グリセロー
ル、マンニトール等の一般的に使用されているものが、
いずれも使用できるが、これらに限られるものではな
い。
芽エキス、肉エキス、カザミノ酸、コーンスティプリカ
ー、大豆蛋白等の天然窒素源の他に、尿素等の有機窒素
源、ならびに硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、硫酸
アンモニウム等の無機窒素源を用いることができる。こ
の他必要に応じリン酸塩、硫酸マグネシウム、硫酸鉄、
硫酸銅等の無機塩及びビタミン等も微量栄養源として使
用できる。
い濃度であれば特に制限しない。実用上一般に、炭素源
は0.1〜30重量%、好ましくは1〜10重量%、窒
素源は0.01〜5重量%、好ましくは0.1〜2重量
%の濃度とするのが良い。培養温度は5〜40℃、好ま
しくは20〜30℃とし、EPAを製造する際には好ま
しくは10〜20℃とする。さらに培地のpHは4〜1
0、好ましくは6〜9として培養を行う。培養は通常2
〜10日間行う。
進するため、目的とするPUFAの基質を培地に添加す
ることができる。たとえばω−6系PUFAの基質とし
ては、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン等の
炭素数12〜20の炭化水素、テトラデカン酸、ヘキサ
デカン酸、オクタデカン酸等の炭素数12〜20の脂肪
酸、又はその塩(例えばナトリウム塩またはカリウム
塩)、脂肪酸エステル、又は脂肪酸を構成成分として含
む油脂(例えばオリーブ油、大豆油、綿実油、ヤシ油)
等を挙げることができる。
せるため、培養中のある一定期間、好ましくは全培養期
間中に、培養液中のDOを5〜28ppm に制御しつつ培
養する。このような比較的高いDOを、微生物に損傷を
与えることなく維持するためには次の2つの方法が有効
である。一つは、培養槽への通気ガスの圧力調整及び培
養槽通気出口の開度調整によって培養槽内全体の圧力を
上げて通常空気を通気する方法であり、この際、培養槽
内の圧力は0.4〜3kg/cm2G、好ましくは0.8〜2
kg/cm2Gにするとよい。
又は酸素濃度の高い(酸素濃度が21%より高い)ガス
を混合するか、あるいは通常空気から窒素等の酸素以外
の成分を一部又は全て除去した酸素富化空気を、培養槽
に通気することにより、所定量の酸素を供給することが
できる。この際、酸素富化空気の酸素濃度は25〜77
%、好ましくは25〜54%に設定するとよい。またこ
の方法を実施する場合、培養液中のDOは5〜20ppm
に制御しつつ培養することが好ましい。さらにこれらの
方法は単独でも、または併用してあるいは組み合せて行
なうことができる。なおこれらの方法において、培養槽
への通気は通常、0.1vvm (単位vvm:Nl/l−b
roth/min 、以下すべて同様)以上、好ましくは
0.5〜2vvm の範囲で行なう。
めに、必要であれば従来から知られている酵素活性阻害
剤や活性化剤を用いることができる。このようにして培
養して、菌体内に目的とするPUFAを含有する脂質が
生成蓄積される。この培養菌体から、通常の方法により
目的とするPUFAの採取を行う。
的に説明する。実施例1. グルコース2%、酵母エキス1%を含む培地
(pH6.3)100mLを500mLエルレンマイヤーフラ
スコに入れ、120℃で20分殺菌した。モルティエレ
ラ・アルピナ(Mortierella alpin
a)IFO8568を1白金耳植菌し、レシプロシェー
カー(100rpm)により28℃で4日間振盪培養し、こ
れを前培養液とした。本培養は、前培養と同じ組成の培
地を50L容培養槽に25L仕込み、120℃で20分
殺菌・冷却後、前培養液500mlを接種した。
間を通じてそれぞれ6〜11ppm 、10〜15ppm 、1
4〜19ppm になるように、通気中の酸素濃度を調整し
た。ちなみに、この場合の酸素濃度は各々約30%、約
41%、約51%であった。コントロールは通常の空気
(酸素濃度21%)を通気した。なお、いずれの場合も
培養温度28℃、攪拌回転数200rpm 、通気量1vvm
、槽内常圧の条件で7日間培養を行なった。また、培
養1〜5日目には、各々1日当たりグルコース1%(対
ブロス)を添加し、必要に応じて消泡剤を添加して培養
した。培養後濾過により菌体を回収し、十分に水洗した
後、105℃で2時間静置して乾燥菌体を得た。
−水の一層系の溶媒を用いるBligh&Dyerの抽
出法によって総脂質を抽出、さらにこれを無水メタノー
ル−塩酸(95:5)を用いて20℃にて3時間処理す
る事によってメチルエステル化し、エーテルで抽出して
脂肪酸メチルを得た。得られた脂肪酸メチルをガスクロ
マトグラフィーで分析した。表1にその結果を示す。
べ、DOを6〜11ppm に制御の場合、ARAで44
%、DGLAで95%、DOを10〜15ppm に制御の
場合、ARAで54%、DGLAで90%、DOを14
〜19ppm に制御の場合、ARAで46%、DGLAで
85%、各々生産量が増大した。
%を含む培地(pH6.3)を50L容培養槽に25Lで
仕込み、120℃で40分殺菌、冷却後、実施例1と同
様に調製したモルティエレラ・エキシグア(Morti
erella exigua)IFO8571の前培養
液を500mL接種した。本発明法では培養液のDOが、
培養の全期間を通じて5〜10ppm 、11〜16ppm 、
17〜22ppm 、23〜28ppmの範囲となるように培
養槽内の圧力を調整した。
kg/cm2G、約1.2kg/cm2G、約2.0kg/cm2G、約
2.6kg/cm2Gであった。コントロールは常圧で培養し
た。なお何れの場合も、培養温度28℃、攪拌回転数2
00rpm 、通常空気1vvm 通気の条件で7日間の培養を
行った。また、実施例1と同様に、培養1〜5日目のグ
ルコース添加、必要に応じた消泡剤添加を行なった。培
養後、実施例1と同様の方法で菌体回収および脂肪酸メ
チルの調製を行い、ガスクロマトグラフィーで分析し
た。表2にその結果を示す。
べ、DOを5〜10ppm に制御の場合、ARAで20
%、DGLAで33%、DOを11〜16ppm に制御の
場合、ARAで42%、DGLAで71%、DOを17
〜22ppm に制御の場合、ARAで46%、DGLAで
79%、DOを23〜28ppm に制御の場合、ARAで
12%、DGLAで29%、各々生産量が増大した。
油2%、酵母エキス1%を含む培地(pH6.0)を50
L容培養槽に25L仕込み、120℃で20分殺菌、冷
却後、実施例1と同様に調製したモルティエレラ・エロ
ンガタ(Mortierella elongata)
IFO8570の前培養液500mlを接種した。本実施
例では、培養液のDOが培養の全期間を通じて11〜1
6ppm 、25〜30ppm 、30〜35ppm になるよう
に、通気中の酸素濃度を調整した。ちなみに、この場合
の酸素濃度は各々約43%、約81%、約95%であっ
た。コントロールは通常の空気(酸素濃度21%)を通
気した。
拌回転数200rpm 、通気量1vvm、槽内常圧の条件で
7日間培養を行なった。また、培養1〜5日目には、各
々1日当たりグルコース1%(対ブロス)を添加し、必
要に応じて消泡剤を添加して培養した。培養後、実施例
1と同様の方法で菌体回収および脂肪酸メチルの調製を
行い、ガスクロマトグラフィーで分析した。表3にその
結果を示す。
を11〜16ppm に制御した場合、コントロールに比べ
ARAで26%、DGLAで17%生産量が増大した。
しかし、DOを25〜30ppm に制御した場合はARA
で6%、DGLAで8%の生産量減少、さらに、DOを
30〜35ppm に制御した場合はARAで34%、DG
LAで31%の生産量減少が起こった。
油2%、酵母エキス1%を含む培地(pH6.0)を50
L容培養槽に25Lで仕込み、120℃で40分殺菌、
冷却後、実施例1と同様に調製したモルティエレラ・ヒ
グロフィラ(Mortierellahygrophi
la)IFO5941の前培養液を500mL接種した。
本実施例では培養液のDOが、培養の全期間を通じて9
〜13ppm 、28〜33ppm の範囲となるように培養槽
内の圧力を調整した。
cm2G、約3.2kg/cm2Gであった。コントロールは常圧
で培養した。なお何れの場合も、培養温度28℃、攪拌
回転数200rpm 、通常空気1vvm 通気の条件で7日間
培養を行なった。また、実施例1と同様に、培養1〜5
日目のグルコース添加、必要に応じた消泡剤添加を行な
った。培養後、実施例1と同様の方法で菌体回収および
脂肪酸メチルの調製を行い、ガスクロマトグラフィーで
分析した。表4にその結果を示す。
を9〜13ppm に制御した場合、コントロールに比べA
RAで41%、DGLAで30%生産量が増大した。し
かし、DOを28〜33ppm に制御した場合はARAで
10%、DGLAで3%の生産量減少が起こった。
ス1%、オリブ油0.5%を含む培地(pH6.3)を5
0L容培養槽に25Lで仕込み、120℃で40分殺
菌、冷却後、実施例1と同様に調製したモルティエレラ
・エロンガタ(Mortierellaelongat
a)SAM1860の前培養液を500mL接種した。本
発明法では培養液のDOが、培養の全期間を通じて12
〜17ppm の範囲となるように、酸素富化空気と培養槽
内の圧力で調整した。
%、内圧は約0.8kg/cm2Gであった。コントロールは
通常の空気を常圧で通気した。なお何れの場合も、培養
温度28℃、攪拌回転数200rpm 、通気量1vvm 通気
の条件で7日間培養を行なった。また、実施例1と同様
に、培養1〜5日目のグルコース添加、必要に応じた消
泡剤添加を行なった。培養後、実施例1と同様の方法で
菌体回収および脂肪酸メチルの調製を行い、ガスクロマ
トグラフィーで分析した。表5にその結果を示す。
ルに比べてDGLAで27%、ARAで19%生産量が
増大した。
油2%、酵母エキス1%を含む培地(pH6.0)を50
L容培養槽に25L仕込み、120℃で20分殺菌、冷
却後、実施例1と同様に調製したモルティエレラ・エロ
ンガタ(Mortierella elongata)
SAM0219の前培養液500mlを接種した。本発明
法では、培養液のDOが培養の全期間を通じて22〜2
7ppm になるように、通気中の酸素濃度と培養槽内圧力
で調整した。
%、内圧は約1.5kg/cm2Gであった。コントロールは
通常の空気(酸素濃度21%)を常圧で通気した。な
お、いずれの場合も培養温度28℃、攪拌回転数200
rpm 、1vvm 通気の条件で7日間培養を行なった。ま
た、培養1〜5日目には、各々1日当たりグルコース1
%(対ブロス)を添加し、必要に応じて消泡剤を添加し
て培養した。培養後、実施例1と同様の方法で菌体回収
および脂肪酸メチルの調製を行い、ガスクロマトグラフ
ィーで分析した。表6にその結果を示す。
ルに比べARAで32%、DGLAで54%生産量が増
大した。
Claims (4)
- 【請求項1】 モルティエレラ(Mortierell
a)属のモルティエレラ(Mortierella)亜
属に属する微生物を液体培地中で通気培養して、高度不
飽和脂肪酸及びこれを含有する脂質を製造する方法にお
いて、培養液中の溶存酸素濃度を5〜28ppm に維持す
ることを特徴とする、高度不飽和脂肪酸又はこれを含有
する脂質の製造方法。 - 【請求項2】 さらに、培養時の培養槽内の圧力を加圧
状態に維持することを特徴とする、請求項1記載の高度
不飽和脂肪酸又はこれを含有する脂質の製造方法。 - 【請求項3】 さらに、酸素濃度が通常空気より高い酸
素富化空気を、通気することを特徴とする、請求項1記
載の高度不飽和脂肪酸又はこれを含有する脂質の製造方
法。 - 【請求項4】 培養液中の溶存酸素濃度を5〜20ppm
に維持することを特徴とする請求項3記載の高度不飽和
脂肪酸又はこれを含有する脂質の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP30552392A JP3354608B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 高度不飽和脂肪酸及びこれを含有する脂質の製造方法 |
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ID=17946177
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