JPH0659228B2 - Amino acid continuous fermentation production method - Google Patents
Amino acid continuous fermentation production methodInfo
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- JPH0659228B2 JPH0659228B2 JP61134300A JP13430086A JPH0659228B2 JP H0659228 B2 JPH0659228 B2 JP H0659228B2 JP 61134300 A JP61134300 A JP 61134300A JP 13430086 A JP13430086 A JP 13430086A JP H0659228 B2 JPH0659228 B2 JP H0659228B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アミノ酸の連続発酵生産方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a continuous fermentation production method of amino acids.
アミノ酸は、医薬品、食品、飼料への添加物など種々の
用途を有し、広い分野で利用されている。Amino acids have various uses such as additives to medicines, foods and feeds, and are used in a wide range of fields.
従来の技術 従来、微生物を用いるアミノ酸の製造法に関しては、種
々の変異株や細胞融合株を用いる回分法による製造法が
知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing an amino acid using a microorganism, a production method by a batch method using various mutant strains and cell fusion strains is known.
連続培養法に関しては、L−リジンについては、ブレビ
バクテリウム・フラバムを用いる方法〔フォリア・ミク
ロバイオロジカ(Folia Microbiol.)27,315-318(198
2)〕、ミクロコッカス・グルタミクスを用いる方法(昭
和48年度日本醗酵工学会大会講演要旨集p.170)が知ら
れている。また、L−アルギニンについては、セラチア
属細菌の固定化菌体による純酸素を用いる方法〔アプラ
イド・ミクロバイオロジイ・アンド・バイオテクノロジ
イ(Appl.Microbiol.Biotechnol.)19,79-84、(1984)〕が
知られている。L−フェニルアラニンについては、エシ
ェリヒア・コリを用いる方法〔バイオテクノロジイ・レ
ターズ(Biotechnology Letters)Vol.4,223-228(198
2)〕、L−グルタミン酸については、コリネバクテリウ
ム・グルタミクムを用いる方法〔バイオテクノロジイ・
アンド・バイオエンジニアリング(Biotechnology and B
ioengineering)Vol.24,2167-2174(1982)〕、L−トリプ
トファンについては、エシェリヒア・コリを用いる方法
〔バイオテクノロジイ・アンド・バイオエンジニアリン
グ(Biotechnology and Bioengineering)Vol.24,1465-14
68(1982)、同書Vol.25,1013-1025(1983)〕などが知られ
ている。Regarding the continuous culture method, for L-lysine, a method using Brevibacterium flavum [Folia Microbiol. 27 , 315-318 (198
2)], a method using Micrococcus glutamics (Proceedings of the 48th Annual Meeting of the Japanese Society of Fermentation Engineering p.170) is known. Regarding L-arginine, a method of using pure oxygen by immobilized cells of Serratia genus [Appl. Microbiol. Biotechnol. 19 , 79-84, ( 1984)] is known. Regarding L-phenylalanine, a method using Escherichia coli [Biotechnology Letters Vol. 4, 223-228 (198
2)], for L-glutamic acid, a method using Corynebacterium glutamicum [Biotechnology
And bioengineering (Biotechnology and B
ioengineering) Vol. 24, 2167-2174 (1982)], and L-tryptophan, a method using Escherichia coli [Biotechnology and Bioengineering Vol. 24, 1465-14].
68 (1982), ibid Vol.25, 1013-1025 (1983)] and the like are known.
発明が解決しようとする問題点 近年アミノ酸の医薬品、食品、飼料その他への需要の増
大により、工業的により有利なアミノ酸の製造法の開発
が望まれている。Problems to be Solved by the Invention With the recent increase in demand for amino acids such as pharmaceuticals, foods, feeds, etc., development of industrially more advantageous amino acid production methods has been desired.
問題点を解決するための手段 アミノ酸の発酵生産において、主たる生産性の指標とし
て、対炭素源収率の改善と生産速度の改善があげられ
る。生産性の高い連続発酵法によるアミノ酸の製造法に
関し生産速度の改善について検討を行った結果、炭素源
基質濃度が10%以上の連続流加液を用い、培養液への
酸素供給速度を高めて培養することにより、従来の回分
培養法に比べて生産速度の向上が図れることが見出され
た。Means for Solving Problems In the fermentative production of amino acids, the main indicators of productivity are improvement of yield to carbon source and improvement of production rate. As a result of investigating the improvement of the production rate for the amino acid production method by the highly productive continuous fermentation method, as a result, a continuous feed solution with a carbon source substrate concentration of 10% or more was used to increase the oxygen supply rate to the culture solution. By culturing, it was found that the production rate can be improved as compared with the conventional batch culture method.
以下に本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.
本発明は、アミノ酸生産能を有する微生物によるアミノ
酸の連続発酵生産方法において、炭素源基質濃度が10
%以上の連続流加液を用い、かつ連続培養中の培養液の
酸化還元電位を−200mV(飽和カロメル電極)以上
になるようにして連続培養を行い、培養物中にアミノ酸
を生成蓄積させ、該培養物よりアミノ酸を採取すること
を特徴とするアミノ酸の連続発酵生産方法を提供する。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a method for continuous fermentation production of amino acids by a microorganism having amino acid producing ability, wherein the carbon source substrate concentration is 10
% Or more of the continuous feed solution, and the continuous culture is performed so that the redox potential of the culture medium during the continuous culture becomes -200 mV (saturated calomel electrode) or more, to produce and accumulate amino acids in the culture, A method for continuous fermentation production of amino acids, which comprises collecting amino acids from the culture.
本発明方法で製造できるアミノ酸としては、L−リジ
ン、L−アルギニン、L−グルタミン酸、L−グルタミ
ン、L−プロリン、L−ヒスチジン、L−オルニチン、
L−スレオニン、L−イソロイシン、L−ロイシン、L
−バリン、L−フェニルアラニン、L−トリプトファン
があげられる。Amino acids that can be produced by the method of the present invention include L-lysine, L-arginine, L-glutamic acid, L-glutamine, L-proline, L-histidine, L-ornithine,
L-threonine, L-isoleucine, L-leucine, L
-Valine, L-phenylalanine, L-tryptophan.
本発明に使用する微生物は、アミノ酸生産能を有するも
のであれば、野生株、変異株などいずれも使用できる。
しかし、連続培養に耐えうる菌株、つまり少なくとも平
均滞留時間〔発酵液容積()/培地供給速度(/
h)〕の2倍以上の間、力価、生育に変化のない安定な
菌株が好ましい。好適な例として、下記のような菌株が
あげられる。As the microorganism used in the present invention, any strain such as a wild strain and a mutant strain can be used as long as it has an amino acid-producing ability.
However, strains that can withstand continuous culture, that is, at least average residence time [fermentation liquid volume () / medium supply rate (/
A stable bacterial strain that does not change in titer and growth during 2 times or more of [h)] is preferable. Suitable examples include the following strains.
コリネバクテリウム・グルタミクム H-3055(FERM BP-147)(特開昭58-86094) コリネバクテリウム・グルタミクム H-3057(FERM BP-148)(特開昭58-86094) コリネバクテリウム・グルタミクム H-3119(FERM BP-149)(特開昭58-86094) コリネバクテリウム・グルタミクム H-3122(FERM BP-150)(特開昭58-86094) コリネバクテリウム・グルタミクム H-3290(FERM BP-156)(特開昭59-88094) コリネバクテリウム・グルタミクム H-3149(FERM BP-158)(特開昭59-88095) ブレビバクテリウム・ラクトフェルメンタム H-3291(FERM BP-155)(特開昭59-88094) コリネバクテリウム・グルタミクム KY10671(FERM P-3616)(特公昭57-50479) コリネバクテリウム・アセトアシドフィルム H-4314(FERM BP-1018) コリネバクテリウム・グルタミクム NRRL B-15531(特開昭60-66990) コリネバクテリウム・グルタミクム ATCC14752 ブレビバクテリウム・ラクトフェルメンタム H-3357(FERM P-6828)(特開昭59-109188) コリネバクテリウム・グルタミクム H-a(FERM P-8182) コリネバクテリウム・グルタミクム H-3797(FERM BP-658) エシェリヒア・コリ H-4258(FERM BP-985) コリネバクテリウム・グルタミクム H-3501(FERM BP-848) コリネバクテリウム・グルタミクム ATCC21885 コリネバクテリウム・グルタミクム KY10628(FERM P-2924)(特開昭51-106788) コリネバクテリウム・グルタミクム ATCC21674 コリネバクテリウム・グルタミクム H-3494(FERM P-7427)(特開昭60-176593) 連続培養法の形態としては、一槽法と多槽法が知られて
いる。本発明方法は、一槽法で充分であるが、抜取液中
に多量の原料が残留する場合には、多槽法で行うことに
より、対炭素源収率の向上を図ることも可能である。Corynebacterium glutamicum H-3055 (FERM BP-147) (JP 58-86094) Corynebacterium glutamicum H-3057 (FERM BP-148) (JP 58-86094) Corynebacterium glutamicum H -3119 (FERM BP-149) (JP-A-58-86094) Corynebacterium glutamicum H-3122 (FERM BP-150) (JP-A-58-86094) Corynebacterium glutamicum H-3290 (FERM BP- 156) (JP 59-88094) Corynebacterium glutamicum H-3149 (FERM BP-158) (JP 59-88095) Brevibacterium lactofermentum H-3291 (FERM BP-155) (special (Kaisho 59-88094) Corynebacterium glutamicum KY10671 (FERM P-3616) (Japanese Patent Publication No. 57-50479) Corynebacterium acetoside film H-4314 (FERM BP-1018) Corynebacterium glutamicum NRRL B-15531 (JP-A-60-66990) Corynebacterium glutamicum ATCC14752 Brevibacterium・ Lactofermentum H-3357 (FERM P-6828) (JP 59-109188) Corynebacterium glutamicum Ha (FERM P-8182) Corynebacterium glutamicum H-3797 (FERM BP-658) Escherichia coli H-4258 (FERM BP-985) Corynebacterium glutamicum H-3501 (FERM BP-848) Corynebacterium glutamicum ATCC21885 Corynebacterium glutamicum KY10628 (FERM P-2924) (JP-A-51-106788) Coryne C. glutamicum ATCC21674 Corynebacterium glutamicum H-3494 (FERM P-7427) (Japanese Patent Laid-Open No. 60-176593) As a continuous culture method, a one-tank method and a multi-tank method are known. In the method of the present invention, the one-tank method is sufficient, but when a large amount of the raw material remains in the extraction liquid, the multi-tank method can be used to improve the yield with respect to the carbon source. .
本発明に用いられる培地としては、使用菌株の利用しう
る炭素源、窒素源、無機物など必要な栄養素を程よく含
有するものであれば、合成培地、天然培地のいずれも使
用できる。As the medium used in the present invention, either a synthetic medium or a natural medium can be used as long as it appropriately contains necessary nutrients such as a carbon source, a nitrogen source and an inorganic substance that can be utilized by the strain used.
炭素源としては、グルコース、シュクロース、廃糖蜜、
果汁、デンプン分解物、セルロース分解物などの炭水化
物、酢酸などの有機酸類、エタノールなどのアルコール
類などが利用できる。窒素源としては、アンモニア、塩
化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム
などのアンモニウム塩、尿素、アミン類、その他の含窒
素化合物、ならびにペプトン、肉エキス、酵母エキス、
コーン・スチープ・リカー、カゼイン加水分解物、大豆
粕加水分解物、各種発酵菌体およびその加水分解物など
が利用できる。Carbon sources include glucose, sucrose, molasses,
Carbohydrates such as fruit juice, decomposed products of starch and decomposed products of cellulose, organic acids such as acetic acid, alcohols such as ethanol can be used. As a nitrogen source, ammonia, ammonium salts such as ammonium chloride, ammonium sulfate, and ammonium acetate, urea, amines, other nitrogen-containing compounds, and peptone, meat extract, yeast extract,
Corn, steep liquor, casein hydrolyzate, soybean meal hydrolyzate, various fermented bacterial cells and hydrolysates thereof can be used.
無機物としては、リン酸−カリウム、リン酸二カリウ
ム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナト
リウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カル
シウムなどが利用できる。本発明に使用する微生物が生
育のために特定の栄養素を必要とする場合には、その栄
養物を標品もしくはそれを含有する天然物として添加す
ることができる。また消泡剤も必要に応じて使用する。As the inorganic substance, potassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, calcium carbonate and the like can be used. When the microorganism used in the present invention requires a specific nutrient for growth, the nutrient can be added as a preparation or a natural product containing the preparation. An antifoaming agent is also used if necessary.
また、培地中に各種の添加物、例えばアスパラギン酸、
グルタミン酸、ロイシンあるいはロイシン発酵液、スト
レプトマイシン、カナマイシンなどを添加することによ
り、アミノ酸の生産速度を向上させうる場合がある。In addition, various additives in the medium, such as aspartic acid,
In some cases, the production rate of amino acids can be improved by adding glutamic acid, leucine or a leucine fermentation solution, streptomycin, kanamycin, or the like.
連続培養に用いる連続流加液の炭素源基質濃度は、10
%以上にするのが好ましい。10%以下の炭素源基質濃
度でも、生産速度の向上はみられるが、アミノ酸蓄積濃
度、対炭素源収率が著しく低下し、さらに排液量の増加
などの問題も多く、工業的実用性は少ない。The concentration of the carbon source substrate in the continuous feeding solution used for continuous culture is 10
% Or more is preferable. Even if the carbon source substrate concentration is 10% or less, the production rate is improved, but the amino acid accumulation concentration and the yield with respect to the carbon source are remarkably reduced, and there are many problems such as an increase in the amount of drainage, which makes it industrially practical. Few.
連続流加液の炭素源は、糖蜜、グルコース、シュクロー
ス、酢酸または酢酸塩、またはこれらの混合物を用い
る。窒素源、無機物などは初発培地に用いることができ
るものはすべて流加液成分として用いることができる。As the carbon source of the continuous feeding solution, molasses, glucose, sucrose, acetic acid or acetate, or a mixture thereof is used. As the nitrogen source, the inorganic substance, etc., any of those that can be used in the initial medium can be used as the feed solution component.
培養は、深部通気攪拌槽、気泡塔、ドラフト付き気泡塔
などを用いて行う。培養温度は、20〜40℃の範囲で
行う。培地のpHは4〜9の範囲、好ましくは中性付近に
維持することが望ましい。培地のpH調節は、炭酸カルシ
ウム、酸またはアルカリ溶液、アンモニアなどを用い
る。The culture is performed using a deep aeration stirring tank, a bubble column, a bubble column with a draft, or the like. The culture temperature is 20 to 40 ° C. It is desirable to maintain the pH of the medium in the range of 4 to 9, preferably around neutrality. The pH of the medium is adjusted with calcium carbonate, an acid or alkali solution, ammonia, or the like.
連続培養に先立って通常回分もしくは半回分式培養を行
い、途中から連続培養に切替えられるが、かかる方法自
体は公知であって、本発明の方法においても公知の手段
を適用することができる。Conventional batch culture or semi-batch culture is performed prior to continuous culture, and the continuous culture is switched from the middle. Such a method is known per se, and known means can be applied to the method of the present invention.
即ち、回分培養を開始し、対数増殖期の適当な時期から
流加液を加える一方同量の培養液を抜き出せばよい。流
加液の供給速度は槽内の培養液量と滞留時間から定めら
れる。That is, batch culture may be started, and the feed solution may be added at an appropriate time during the logarithmic growth phase, while the same amount of culture solution may be withdrawn. The feed rate of the fed-batch solution is determined by the amount of culture solution in the tank and the residence time.
連続培養開始に伴って酸化還元電位を−200mV以上
になるように酸素を供給する。酸化還元電位を−200
mVに保つためには酸素の供給速度を上げる必要があ
り、21%以上の酸素濃度の気体例えば空気に酸素を加
えて供給する、培養を加圧例えば1.5〜3.0kg/cm2
に保つ、攪拌速度、通気量を上げるなどの手段を単独も
しくは組合せて適用することにより目的を達成できる。Oxygen is supplied so that the redox potential becomes -200 mV or higher with the start of continuous culture. Redox potential is -200
In order to maintain mV, it is necessary to increase the supply rate of oxygen, and the culture is pressurized, for example, 1.5 to 3.0 kg / cm 2 by supplying oxygen by adding oxygen to a gas having an oxygen concentration of 21% or more, for example, air.
The purpose can be achieved by applying means such as maintaining the temperature, increasing the stirring speed, and increasing the aeration rate, alone or in combination.
培養過程において、発酵槽の中に雑菌の混入を防ぐよ
う、装置、操作に通常の回分または半回分培養以上に注
意する必要がある。連続培養の期間は長い程、工程管理
を省力化でき、生産性も向上する。通常、無菌性の維
持、生産菌株の劣化などの防止のため200〜1000
時間程度で行うが、問題がなければそれ以上続行するこ
とができる。In the culturing process, it is necessary to pay more attention than usual batch culture or semi-batch culture to the equipment and operation so as to prevent contamination of bacteria in the fermenter. The longer the continuous culture period, the more labor-saving the process control, and the higher the productivity. Usually, 200-1000 to maintain sterility and prevent deterioration of production strains.
It will take about time, but if there is no problem, you can continue.
生産速度は、次の式で計算する。The production rate is calculated by the following formula.
上記式より、生産速度の向上は、希釈率〔流加液の流速
(/h)/運転液量()〕を上げることができれば
よい。つまり、連続培養時に単位運転液量、単位時間当
り、より多くの炭素源、窒素源などの基質およびその他
の栄養素を流加することにより、アミノ酸生産菌がそれ
らを利用してアミノ酸を生産し、かつ生育することがで
きればよい。 From the above formula, the production rate can be improved by increasing the dilution rate [flow rate of fed-batch liquid (/ h) / operating liquid amount ()]. In other words, by feeding a larger amount of carbon source, substrate such as nitrogen source, and other nutrients per unit operating fluid volume, per unit time during continuous culture, amino acid-producing bacteria utilize them to produce amino acids, It only has to grow.
連続的に抜取った培養液および培養終了後の培養液か
ら、菌体などの沈澱物を除去し、公知のイオン交換処理
法、濃縮法、吸着法、塩析法、等電点沈澱法などの方法
により、培養液から生成したアミノ酸を回収することが
できる。Precipitates such as bacterial cells are removed from the continuously extracted culture solution and the culture solution after completion of the culture, and known ion exchange treatment method, concentration method, adsorption method, salting out method, isoelectric point precipitation method, etc. By the method described above, the amino acid produced from the culture solution can be recovered.
以下、実施例をあげて本発明を具体的に示す。特に限定
しないかぎり、培養液の酸化還元電位は−200mV
(飽和カロメル電極)以上になるようにして培養を実施
している。Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. Unless otherwise specified, the redox potential of the culture solution is -200 mV.
(Saturated calomel electrode) Culture is carried out as described above.
実施例1 連続発酵法によるL−リジンの生産: (1)コリネバクテリウム・グルタミクムH-3149(FERM BP-
158)を2容三角フラスコに入れた250mlの下記種培
地を用いて、30℃で30時間培養した。一方、下記主
発酵培地1.4を5容ジャーファーメンターに入
れ、上記の種培養液100mlをこれに接種した。培養温
度は34℃、pHは7.0に調節し、通気量2.5/mi
n、攪拌回転数600rpmで培養した。15時間培養後、
下記の流加液を流加し、1添加し終わった段階で培養
液の抜き取りを開始し、運転液量を常に2.5に制御
した。流加液の炭素源としては糖蜜を用い、第1表に示
すグルコース換算濃度で用いた。流加速度は平均滞留時
間の3倍以上の時間を一定速度で行った時点で、その流
加速度での定常状態に達したものとみなし、次いで段階
的に流加速度を上げていき、各炭素源濃度での最高のリ
ジン生産速度を示すときの結果を第1表に示した。リジ
ンは全て、L−リジン・塩酸塩で表示した。Example 1 Production of L-lysine by continuous fermentation method: (1) Corynebacterium glutamicum H-3149 (FERM BP-
158) was cultured for 30 hours at 30 ° C. using 250 ml of the following seed medium placed in a 2-volume Erlenmeyer flask. On the other hand, the following main fermentation medium 1.4 was placed in a 5-volume jar fermenter, and 100 ml of the above seed culture was inoculated into the jar fermenter. Culture temperature was adjusted to 34 ℃, pH was adjusted to 7.0, and aeration rate was 2.5 / mi.
The culture was carried out at n and a stirring speed of 600 rpm. After culturing for 15 hours,
The following feeding solution was fed, and when the addition of 1 was completed, the withdrawal of the culture solution was started, and the amount of the working solution was constantly controlled to 2.5. Molasses was used as the carbon source of the fed-batch liquid, and the concentration in terms of glucose shown in Table 1 was used. The flow acceleration is considered to have reached a steady state at that flow acceleration when a time at which the average residence time is three times or more is performed at a constant speed, and then the flow acceleration is gradually increased to increase the concentration of each carbon source. The results when the highest production rate of lysine was shown in Table 1. All lysines were represented by L-lysine hydrochloride.
グルコース 4% 酵母エキス 0.5% ペプトン 2% 尿素 0.3% MgSO4・7H2O 0.05% KH2PO4 0.2% ビオチン 100μg/ pH7.0(NaOH) 殺菌 120℃ 15分 〔主発酵培地〕 初発培地 廃糖蜜 3.5%(グルコース換算) 硫酸アンモニウム 2.5% KH2PO4 0.05% MgSO4 0.05% コーン・スチープ・リカー 1% 消泡剤 2ml/ pH7.0(NH4OH) 殺菌 120℃ 15分 流加液 廃糖蜜 28〜10%(グルコース換
算) 硫酸アンモニウム 4% KH2PO4 0.05% コーン・スチープ・リカー 0.5% 消泡剤 1ml/ 殺菌 120℃ 15分 第1表に示したように、流加液の糖濃度が低いほど生産
速度は向上するが、リジン蓄積量は減少するので、工業
的に有利に使用できるのは、糖濃度10%以上の流加液
である。0.5% glucose 4% yeast extract peptone 2% Urea 0.3% MgSO 4 · 7H 2 O 0.05% KH 2 PO 4 0.2% Biotin 100μg / pH7.0 (NaOH) sterilizing 120 ° C. 15 minutes [ Main fermentation medium] Initial culture medium Molasses 3.5% (glucose equivalent) Ammonium sulfate 2.5% KH 2 PO 4 0.05% MgSO 4 0.05% Corn steep liquor 1% Defoamer 2 ml / pH 7.0 (NH 4 OH) Sterilization 120 ° C. 15 minutes Fed-batch liquid Molasses 28-10% (glucose equivalent) Ammonium sulfate 4% KH 2 PO 4 0.05% Corn steep liquor 0.5% Defoamer 1 ml / sterilization 120 ℃ 15 minutes As shown in Table 1, the lower the sugar concentration in the fed-batch solution, the higher the production rate, but the less the lysine accumulation amount, the industrially usable is that the sugar concentration of 10% or more is used. Addition.
(2)実施例1の(1)に示す方法のうち、微生物としてH-31
49およびH-3057(FERM BP-148)を用い、24%の炭素源
濃度の流加液を用い5容ジャーファーメンターにて攪
拌回転数を第2表に示す範囲で、(1)と同様に培養し
て、それぞれのL−リジンの最大生産速度を求め第2表
に示した。なおH-3057株の使用時にはL−ロイシン0.
5g/を培地に添加した。(2) In the method shown in (1) of Example 1, H-31 was used as the microorganism.
49 and H-3057 (FERM BP-148), using a feeding solution with a carbon source concentration of 24%, and stirring speed in a 5-volume jar fermenter within the range shown in Table 2, as in (1). The maximum production rate of each L-lysine was determined by culturing in the following manner and shown in Table 2. When H-3057 strain was used, L-leucine 0.
5 g / was added to the medium.
(3)実施例1の(1)に示す方法のうち炭素源濃度24%を
用い、攪拌回転数500rpmで第3表に示す希釈率で連
続培養を行った。各希釈率でのL−リジン蓄積量、生産
速度および酸化還元電位(飽和カロメル電極)を第3表
に示した。 (3) Using the carbon source concentration of 24% in the method shown in (1) of Example 1, continuous culture was carried out at a stirring rotation speed of 500 rpm at a dilution rate shown in Table 3. Table 3 shows the amount of L-lysine accumulated, the production rate, and the redox potential (saturated calomel electrode) at each dilution rate.
また、同様に炭素源濃度24%の流加液を用い第4表に
示すような攪拌回転数にかえながら0.034h−1の
希釈率で連続培養を行った。各攪拌回転数でのL−リジ
ン蓄積量、生産速度および酸化還元電位(飽和カロメル
電極)を第4表に示した。Further, similarly, continuous culture was performed using a fed-batch solution having a carbon source concentration of 24% at a dilution rate of 0.034 h −1 while changing the stirring rotation number as shown in Table 4. Table 4 shows the amount of L-lysine accumulated, the production rate, and the redox potential (saturated calomel electrode) at each stirring rotation speed.
(4)実施例1の(1)に示す方法のうち、微生物として第5
表に示した菌株を用い、炭素源濃度24%の流加液を用
い、攪拌回転数450rpm、通気量2.5/minで、か
つ通気用の空気として30%の酸素を含む空気を用いて
連続培養を行い、生産速度の最大値を、通常空気(酸素
濃度21%)を用いたときと比較した。流加液中の炭素
源は糖蜜でグルコースとして19%の濃度で用いた。た
だし、H-3291株の使用時には培地にL−ロイシン0.6
g/添加した。各条件での最大生産速度を示した時の
データを第5表に示した。 (4) Of the methods described in (1) of Example 1, the fifth method is used as the microorganism.
Using the strains shown in the table, using a fed-batch solution with a carbon source concentration of 24%, a stirring rotation speed of 450 rpm, an aeration rate of 2.5 / min, and air containing 30% oxygen as aeration air. Continuous culture was performed, and the maximum production rate was compared with that when normal air (oxygen concentration 21%) was used. The carbon source in the fed-batch was molasses and glucose was used at a concentration of 19%. However, when using the H-3291 strain, L-leucine 0.6 was added to the medium.
g / added. Data showing the maximum production rate under each condition are shown in Table 5.
第5表に示したように、酸素濃度30%を含む空気を用
いた方が、L−リジン蓄積量は少々低下するが、生産速
度が著しく向上するので、工業的実用性が高い。 As shown in Table 5, when air containing 30% oxygen concentration is used, the amount of accumulated L-lysine is slightly reduced, but the production rate is significantly improved, and therefore industrial practicality is high.
(5)実施例1の(1)に示す方法のうち微生物としてH-3149
を用い、炭素源濃度24%の流加液を用い、攪拌回転数
450rpmで、発酵槽内圧を1.5および1.9kg/cm2
圧まで上げて通気を行ない、L−リジンの最大生産速度
を求めた。また、槽内圧を常圧(1kg/cm2)で通気量を
増加したときの最大生産速度も求めた。各条件での最大
生産速度を第6表に示した。(5) Among the methods shown in (1) of Example 1, H-3149 is used as the microorganism.
Using a fed-batch solution having a carbon source concentration of 24%, a stirring rotation speed of 450 rpm and a fermenter internal pressure of 1.5 and 1.9 kg / cm 2
The pressure was raised to a pressure and aeration was performed to determine the maximum production rate of L-lysine. In addition, the maximum production rate was also obtained when the aeration rate was increased while the tank pressure was normal pressure (1 kg / cm 2 ). The maximum production rate under each condition is shown in Table 6.
(6)実施例1の(1)に示す方法のうち、主発酵培地として
下記のものを用い、微生物はH-3055(FERM BP-147)を用
いて連続培養を行った。 (6) In the method shown in (1) of Example 1, the following was used as the main fermentation medium and the microorganism was continuously cultured using H-3055 (FERM BP-147).
初発培地 グルコース 6% NH4Cl 2.5% KH2PO4 0.2% MgSO4 0.05% 尿素 0.1% コーン・スチープ・リカー 2% ペプトン 0.5% ビオチン 300μg/ サイアミン塩酸塩 100μg/ FeSO4・7H2O 10mg/ MnSO4・4H2O 10mg/ CaCl2 10mg/ CoCl2・6H2O 1mg/ CuCl2・2H2O 10mg/ NiCl2・6H2O 1mg/ ZnCl2 1mg/ モリブデン酸アンモニウム 1mg/ 〔(NH4)6Mo7O24・4H2O〕 消泡剤 2ml/ pH7.0(NH4OH) 殺菌 120℃ 15分 流加液 グルコースを20%とする以外は初発培地と同様の組
成。Initial medium Glucose 6% NH 4 Cl 2.5% KH 2 PO 4 0.2% MgSO 4 0.05% Urea 0.1% Corn steep liquor 2% Peptone 0.5% Biotin 300 μg / Thiamin hydrochloride 100 μg / FeSO 4 · 7H 2 O 10 mg / MnSO 4 · 4H 2 O 10 mg / CaCl 2 10 mg / CoCl 2 · 6H 2 O 1 mg / CuCl 2 · 2H 2 O 10 mg / NiCl 2 · 6H 2 O 1 mg / ZnCl 2 1 mg / molybdenum Ammonium acid 1 mg / [(NH 4 ) 6 Mo 7 O 24・ 4H 2 O] Defoamer 2 ml / pH 7.0 (NH 4 OH) Sterilization 120 ° C for 15 minutes Fed-batch Solution Initial medium except 20% glucose Similar composition to.
攪拌回転数450rpmで運転した際の最大生産速度2.
3g/・hに対して600rpmでは3.8g/・h
に向上した。Maximum production speed when operated at a stirring speed of 450 rpm 2.
3.8 g / ・ h at 600 rpm for 3 g / ・ h
Improved.
(7)実施例1の(1)の示す方法のうち、攪拌回転数450
rpm、流加液として、第7表に示す混合比率で混合した
炭素源濃度24%の混合糖液を用いた。各条件でのL−
リジンの最大生産速度を第7表に示した。(7) In the method shown in (1) of Example 1, the stirring rotation speed is 450.
As the rpm and the feeding solution, a mixed sugar solution having a carbon source concentration of 24% mixed at the mixing ratio shown in Table 7 was used. L- under each condition
The maximum production rate of lysine is shown in Table 7.
実施例2 連続発酵法によるL−アルギニンの生産: (1)コリネバクテリウム・アセトアシドフィルムH-4314
(FERM BP-1018)を2容フラスコに入れた250mlの下
記種培地を用いて30℃で48時間培養した。一方、下
記主発酵培地1.6を5容ジャーファーメンターに
入れ上記種培養液250mlをこれに植菌した。培養温度
は30℃、pH6.6に調節し通気量3/min、攪拌数
600rpmで培養した。培地の炭素源としては廃糖蜜を
用いた。初発培地中の廃糖蜜が消費された時点(18時
間後)から回分培養の場合は下記の流加培地(A)を、
連続培養の場合は流加培地(B)を各々1.4流加し
た。この時点で後者の場合は連続培養に移行した。連続
培養中の培養液量は3に保たれるように種々の濃度の
流加培地(B)を添加しつつ、培養液を抜き取った。流
加速度は平均滞留時間の3倍以上の時間一定速度で流加
した時点でその流加速度での定常状態に達したものとみ
なしその時点での値を生産速度の算出に用いた。このよ
うにして求めた連続培養時のL−アルギニン生産速度と
対糖収率、通常の回分培養時の生産速度と対糖収率を第
8表に示した。 Example 2 Production of L-arginine by continuous fermentation method: (1) Corynebacterium acetoside film H-4314
(FERM BP-1018) was cultured for 48 hours at 30 ° C. using 250 ml of the following seed medium in a 2-volume flask. On the other hand, the following main fermentation medium 1.6 was put into a 5 volume jar fermenter and 250 ml of the above seed culture was inoculated into this. The culturing temperature was adjusted to 30 ° C. and pH 6.6, the aeration rate was 3 / min, and the culturing was performed at 600 rpm. Molasses was used as the carbon source of the medium. In the case of batch culture from the time when the molasses in the initial medium is consumed (after 18 hours), the following fed-batch medium (A) is used.
In the case of continuous culture, the fed-batch medium (B) was fed in 1.4 times each. At this point, in the latter case, continuous culture was started. The culture broth was withdrawn while adding the fed-batch medium (B) at various concentrations so that the volume of the culture broth during continuous culture was kept at 3. The flow acceleration was considered to have reached a steady state at that flow acceleration when it was fed at a constant speed for a time that was three times the average residence time or more, and the value at that time was used to calculate the production rate. Table 8 shows the L-arginine production rate and the sugar yield relative to the continuous culture, and the production rate and the sugar yield relative to the ordinary batch culture, which were obtained as described above.
種培地 グルコース 50g/ ペプトン 10g/ 酵母エキス 10g/ NaCl 2.5g/ ビオチン 50μg/ 尿素 3g/ コーン・スチープ・リカー 5g/ pH 7.2 主発酵培地 廃糖蜜 70g/ KH2PO4 0.5g/ 硫酸アンモニウム 38g/ MgSO4・7H2O 0.5g/ FeSO4・7H2O 10mg/ チアミン塩酸塩 100μg/ pH 7.2 流加培地 (A)廃糖蜜 400g/ 硫酸アンモニウム 30g/ (B)廃糖蜜 80〜250g/ 硫酸アンモニウム 30g/ 廃糖蜜濃度はいずれもグルコース換算濃度 殺菌は120℃で30分実施した。Seed medium Glucose 50 g / Peptone 10 g / Yeast extract 10 g / NaCl 2.5 g / Biotin 50 μg / Urea 3 g / Corn steep liquor 5 g / pH 7.2 Main fermentation medium Waste molasses 70 g / KH 2 PO 4 0.5 g / Ammonium sulfate 38g / MgSO 4 · 7H 2 O 0.5g / FeSO 4 · 7H 2 O 10mg / thiamine hydrochloride 100 [mu] g / pH 7.2 feed medium (A) molasses 400 g / ammonium sulfate 30 g / (B) molasses 80~250g / Ammonium sulphate 30g / Concentration of molasses is glucose equivalent concentration Sterilization was carried out at 120 ° C for 30 minutes.
第8表に示したように、流加液の炭素源濃度が低いほ
ど、生産速度は向上するが、アルギニン蓄積量、対糖収
率は減少するので、工業的に有利に使用できるのは、炭
素源濃度10%以上の流加液である。 As shown in Table 8, the lower the carbon source concentration of the fed-batch solution, the higher the production rate, but the accumulated amount of arginine and the yield with respect to sugar decrease, so that it can be industrially advantageously used. It is a fed-batch solution having a carbon source concentration of 10% or more.
(2)実施例2の(1)に示す方法のうち微生物としてH-4314
を用い炭素源濃度20%の流加液を用いて、5容ジャ
ーファーメンターにて第9表に示したような攪拌数に変
えて培養を行った。L−アルギニンの生産速度と対糖収
率、その時の酸化還元電位(飽和カロメル電極)を第9
表に示した。(2) As a microorganism in the method shown in (1) of Example 2, H-4314
The culture was performed using a fed-batch solution with a carbon source concentration of 20% and changing the stirring number as shown in Table 9 in a 5-volume jar fermenter. The production rate of L-arginine and the yield of sugar, the redox potential (saturated calomel electrode) at that time
Shown in the table.
(3)実施例2の(1)に示す方法のうち微生物としてH-4314
を用い炭素源濃度20%の流加液を用い攪拌数450rp
mで通気用の空気として通常空気(21%酸素濃度)と
30%酸素濃度を含む空気を用いて連続培養を行い生産
速度を比較した。結果を第10表に示した。 (3) As a microorganism, H-4314 in the method shown in (1) of Example 2
A stirring rate of 450 rp using a feed solution with a carbon source concentration of 20%
Continuous culturing was performed using normal air (21% oxygen concentration) and air containing 30% oxygen concentration as ventilation air at m, and the production rates were compared. The results are shown in Table 10.
(4)実施例2の(1)に示す方法のうち、微生物としてH-43
14を用い、炭素源濃度を20%の流加液を用いて、攪拌
数450rpmで発酵槽内圧を1.5および1.9kg/cm2
圧まで上げて通気を行い、L−アルギニンの最大生産速
度を求めた。また、槽内圧を常圧(1kg/cm2)で通気量
を増加したときの最大生産速度も求めた。各条件での最
大生産速度を第11表に示した。 (4) In the method shown in (1) of Example 2, H-43 was used as the microorganism.
14, using a fed-batch solution with a carbon source concentration of 20%, and stirring at 450 rpm, the internal pressure of the fermenter was 1.5 and 1.9 kg / cm 2.
The pressure was raised to aeration and ventilation was performed to determine the maximum production rate of L-arginine. In addition, the maximum production rate was also obtained when the aeration rate was increased while the tank pressure was normal pressure (1 kg / cm 2 ). The maximum production rate under each condition is shown in Table 11.
(5)実施例2の(1)に示す方法のうち、攪拌数450rp
m、流加液として第12表に示す混合比率で混合した総
炭素源濃度20%の混合糖液を用い連続培養を行った。
このときのL−アルギニンの生産速度を第12表に示
す。 (5) In the method shown in (1) of Example 2, the stirring number 450 rp
m, continuous culturing was performed using a mixed sugar solution having a total carbon source concentration of 20% mixed at a mixing ratio shown in Table 12 as a feed solution.
The production rate of L-arginine at this time is shown in Table 12.
発明の効果 本発明により、高い生産速度で工業的に有利にアミノ酸
を得ることができる。 Effect of the Invention According to the present invention, an amino acid can be industrially advantageously obtained at a high production rate.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:15) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display area C12R 1:15)
Claims (2)
有するコリネバクテリウム属またはブレビバクテリウム
属に属する微生物によるL−リジンまたはL−アルギニ
ンの連続発酵生産方法において、炭素源基質濃度が10
%以上の連続流加液を用い、かつ連続培養中の酸化還元
電位を−200mV(飽和カロメル電極)以上になるよ
うにして連続培養を行い、培養物中にL−リジンまたは
L−アルギニンを生成蓄積させ、該培養物よりL−リジ
ンまたはL−アルギニンを採取することを特徴とするL
−リジンまたはL−アルギニンの連続発酵生産方法。1. A continuous fermentation production method of L-lysine or L-arginine by a microorganism belonging to the genus Corynebacterium or Brevibacterium which has the ability to produce L-lysine or L-arginine.
% Or more of the continuous feed solution and continuously culturing at a redox potential of -200 mV (saturated calomel electrode) or higher during continuous culturing to produce L-lysine or L-arginine in the culture. L-lysine or L-arginine collected from the culture
-A method for continuous fermentation production of lysine or L-arginine.
クロース、酢酸または酢酸塩、またはそれらの混合物を
使用することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
方法。2. The method according to claim 1, wherein molasses, glucose, sucrose, acetic acid or acetate, or a mixture thereof is used as the carbon source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61134300A JPH0659228B2 (en) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Amino acid continuous fermentation production method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP61134300A JPH0659228B2 (en) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Amino acid continuous fermentation production method |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS62289192A JPS62289192A (en) | 1987-12-16 |
| JPH0659228B2 true JPH0659228B2 (en) | 1994-08-10 |
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ID=15125061
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0659228B2 (en) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| US7429751B2 (en) | 2000-01-20 | 2008-09-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US7605902B2 (en) | 1999-07-06 | 2009-10-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
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|---|---|---|---|---|
| EP0718405B1 (en) * | 1994-12-20 | 2002-10-02 | Cosmo Research Institute | 5-Aminolevulinic acid producing microorganism |
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| JPS59173090A (en) * | 1983-03-18 | 1984-09-29 | Takeda Chem Ind Ltd | Preparation of l-glutamic acid |
-
1986
- 1986-06-10 JP JP61134300A patent/JPH0659228B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|
| 相田浩他4名編,「アミノ酸発酵」(昭61−5−30),株式会社学会出版センター,P.127〜137 |
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| US9052551B2 (en) | 1999-07-06 | 2015-06-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| US9069215B2 (en) | 1999-07-06 | 2015-06-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62289192A (en) | 1987-12-16 |
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