JPH104994A - γ−デカラクトンの微生物学的製造法 - Google Patents

γ−デカラクトンの微生物学的製造法

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JPH104994A
JPH104994A JP9060439A JP6043997A JPH104994A JP H104994 A JPH104994 A JP H104994A JP 9060439 A JP9060439 A JP 9060439A JP 6043997 A JP6043997 A JP 6043997A JP H104994 A JPH104994 A JP H104994A
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JP
Japan
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nutrient broth
weight
decalactone
broth
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Application number
JP9060439A
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English (en)
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Bruno Kuemin
クミン ブルーノ
Thomas Muench
ミュンヒ トマス
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Givaudan SA
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Givaudan Roure International SA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/42Hydroxy-carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/02Oxygen as only ring hetero atoms
    • C12P17/04Oxygen as only ring hetero atoms containing a five-membered hetero ring, e.g. griseofulvin, vitamin C
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高収量のγ−デカラクトンを得るための微生
物学的製造法を提供する。 【解決手段】 先ず栄養ブロス中で種Mucor ci
rcinelloidesの真菌の培養物を保温培養
し、この場合好ましくは培養期間を約5時間から約30
時間とし、次に基質デカン酸エチルを加えるが、その場
合この基質を、栄養ブロス1リットル当り約2g/時か
ら約3g/時の供給速度で連続的に添加するようにし、
そして栄養ブロス中の基質濃度を、栄養ブロスの全重量
に関して約0.1重量%から約1.5重量%とし、次に
この微生物学的過程に続き公知の仕方で主反応生成物の
ラクトン化を行なうことを含む、γ−デカラクトンの微
生物学的製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はγ−デカラクトンの
微生物学的製造法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題・課題を解決するための
手段】本法によると、Mucor属の一特定の種に属す
る真菌の培養物を、有機カルボン酸エステルである特定
の基質と共に保温培養してγ−デカラクトンを発酵的に
製造する。
【0003】更に詳しく言えば、γ−デカラクトンの新
規な微生物学的製造法は、先ず栄養ブロス中で種Muc
or circinelloidesに属する真菌の培
養物を保温培養し、そしてこの場合好ましくは培養期間
を約5時間から約30時間とし、次に基質デカン酸エチ
ルを加えるが、その場合この基質を栄養ブロス1リット
ル当り約2g/時から約3g/時の供給速度で連続的に
添加するようにし、そして栄養ブロス中の基質濃度を、
栄養ブロスの全重量に関して約0.1重量%から約1.
5重量%とし、次にこの微生物学的方法に続いて公知の
仕方で主反応生成物のラクトン化を行なう。
【0004】
【発明の実施の形態】本発明方法により使用される栄養
ブロスは窒素源、炭水化物源、ミネラル源および酸素源
を含む。本法により使用される保温培養発酵条件とし
て、培養の発育力と生産性を維持するpH、温度、基質
濃度および基質供給速度のいずれも挙げられる。
【0005】本発明方法はバッチ式あるいは連続式の操
作様式で行なうことができる。好ましいバッチ式発酵法
においては、栄養ブロス、微生物培養および基質を合わ
せ、生成物、即ちγ−ヒドロキシデカン酸およびそのラ
クトンの濃度がそれぞれ一定となるまで発酵させる。
【0006】本発明に係わる微生物学的方法は、光学活
性γ−デカラクトンを有機カルボン酸エステルから高収
量で生産するのに有用であり、対応する生成したラクト
ンは式:
【化1】 を有するであろう。式には相当するラクトンの主として
(R)鏡像体を示す。
【0007】このようなラクトンはフレーバとフレグラ
ンスをもつ化合物である。本発明方法によってつくられ
たこのラクトンの有効量を含めることにより、飲料、チ
ューインガム、果汁、タバコ製品、医薬品製剤、香料、
香料入り製品などといった消耗品の官能性を強化あるい
は高揚することが可能である。このラクトンは全体的に
天然の成分が要求されるある種のフレーバ組成物におい
ては特に貴重である。
【0008】γ−デカラクトンを高収量で製造すること
のできる正しい条件が本発明によりここに発見された。
これら条件は求めるラクトンを高収量で得るためにMu
cor属の真菌を適当な基質と共に発酵保温培養する方
法に基づいている。
【0009】前に指摘した通り、この糸状真菌の種Mu
cor circinelloides例えば株DSM
10473(12−1−1996)および公知の株D
SM1175,1173および2183などが適当であ
る。
【0010】株DSM 10473および1175が好
ましい。
【0011】Mucor circinelloide
DSM 10473(12−1−1996)の個体
識別は形態学的および生理学的特徴を調べることにより
決定された。顕微鏡観察以外に、株の同定に対し生化学
的標準反応も実施した。
【0012】このようにして、表面培養で発育させたと
き〔例えば、YM寒天、5〜30℃で発育良好(即ち、
酵母麦芽糖寒天表面が1〜2日間の保温培養後に菌糸の
層で覆われる)かつ胞子形成〕、Mucor circ
inelloides DSM 10473は直径10
〜15μmの丈の高いそして短い胞子嚢柄から構成され
た高さ6〜8mmまでのコロニー(最初は灰色がかって
いて、後にオリーブ−グリーンとなる)を形成する。胞
子嚢柄は長い枝及び短かい枝で繰り返し仮軸分枝し(s
ympodically branched)、そして
後者はまれに渦巻状をなす。短い胞子嚢柄は短くてしば
しば渦巻状の枝で一層豊富に分枝し、幾分表面の固い
(incrusted)壁をもつ。胞子嚢柄の若い部分
は小滴で満されている。低温(5℃)において、胞子嚢
柄はより短くなり、密に分枝する。胞子嚢は、最初オフ
ホワイトから黄色をしているが、成熟すると褐色を帯び
た灰色になり、直径80〜100μmの寸法をもつ。柱
軸は直径20〜40μmで、大きい胞子嚢では楕円形で
あるが、小さい胞子嚢ではより球形となり、色は灰色を
帯びた褐色である。すっかり壁で覆われた(smoth
er−walled)胞子嚢柄はいくらか楕円形、まれ
には球形で、直径3〜6μmを有する。基質中にまた基
質上にごくわずかに厚膜胞子を生ずる。接合胞子はオレ
ンジ−褐色から暗褐色で、球形かつ幾分か扁平であり、
直径は100μmまでである。
【0013】使用される基質は式
【化2】 により定義できる。
【0014】本発明方法を実施する際、真菌の培養およ
び発酵的保温培養は通常の栄養物質の存在下に水性培地
中で行なわれる。適当な培地は、炭素源、窒素源、無機
塩および成長因子を含むものである。適当な炭素源に
は、例えばグルコース(特によい)、フルクトース、キ
シロース、ショ糖、麦芽糖、乳糖、マンニトール、ソル
ビトール、グリセリン、コーンシロップおよびコーンシ
ロップ固体がある。適当な窒素源の例として有機および
無機含窒素物質、例えばペプトン、コーンスティープリ
カー(特によい)、肉エキス、酵母エキス(特によ
い)、カゼイン、尿素、アミノ酸、アンモニウム塩、硝
酸塩およびその混合物が挙げられる。無機塩の例として
リン酸塩、硫酸塩、マグネシウム、ナトリウム、カルシ
ウム、およびカリウムイオンが挙げられる。これら栄養
物は、例えばB群の一種以上のビタミンで補うことがで
きる。
【0015】栄養ブロスに対しては、デキストロースを
約1から約20重量%、更に好ましくは約4から約12
重量%、そして最も好ましくは約8から12重量%の濃
度で用いるのが好ましい。
【0016】好ましい操作手順においては、先ずMuc
or真菌を培養して栄養ブロス中に成熟培養物をつく
る。栄養ブロスを入れた発酵槽にこの培養物を接種して
増殖期を開始させる。次に基質を加え、発酵を続ける。
【0017】適当なタイミングは次の通りである:
【0018】生成物が高収量で得られる主な原因は当然
このタイミングとこの基質供給法であると考えられる。
【0019】とりわけ微生物Mucorを使用するγお
よびδラクトンの微生物学的製造法は公知である。WO
89/12104号(1987年12月14日)参照。
γ−デカラクトンという物質に関する限り、該刊行物の
例2は回収不可能で、ほんの痕跡量を与えるに過ぎな
い。更にまた、例1はこの点に関しては言及せず、収量
に関する限り、発酵ブロス、即ち反応混合物、中の生成
物の濃度は示されていない。
【0020】真菌の培養および発酵的保温培養は深部培
養(例えば、振盪フラスコ、発酵器)として、最も好ま
しくは好気条件下で実施できる。培養および保温培養は
約3から約9のpH範囲で、好ましくは約4から約9、
最も好ましくは約6から約7の範囲で進行させるのが適
当である。pHは無機または有機の酸または塩基、例え
ば塩酸、酢酸、水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム、ア
ンモニアなどの添加により調整すべきである。保温培養
の温度は約18℃から約35℃に保つのが適当である
が、約20℃から約30℃の範囲が好ましく、約25℃
から約30℃の範囲が特に好ましい。
【0021】増殖期が終了するときに、基質は、単独
で、あるいは炭素源、例えばグルコースと一緒に加える
ことができる。発酵ブロス中の培養の増殖期後5時間か
ら30時間までの期間中に基質を培地へ加えるのが好ま
しい。最初の5時間から約30時間までの真菌培養期間
後の生物変換期全体にわたり絶えず基質を加えた場合に
望ましい結果を得ることができる。
【0022】この連続添加に適した供給速度はブロス1
リットルにつき約1.5から3.5g/時であり、約2
から3g/時/リットルが一層好ましい。
【0023】実際上、培地中の基質濃度は、基質を培養
物へ添加する仕方と調和して、即ち供給速度と一致して
0.1%から約1.5%、好ましくは約0.5%から約
1%にわたるのが便利である。
【0024】反応時間は主として供給速度に従って変わ
る。一般に、生物変換期は、用いた微生物株によって約
5時間から約30時間、あるいはもっと長時間かかる。
【0025】保温培養は好気条件下で行ない、発酵ブロ
ス中の溶解酸素含量は飽和濃度の10%から100%、
好ましくは30%から80%とする。また、基質は水相
および微生物と絶えず接触した状態に保つのが好まし
い。一般に、激しくかきまぜれば申し分ない。通常の泡
止剤、例えばシリコーン油、ポリアルキレングリコール
誘導体など、を用いて起泡を抑えることができる。
【0026】γ−ヒドロキシ酸およびラクトンの発酵的
生産の進行は、標準的分析技術、例えばクロマトグラフ
ィー(気−液、薄層、または高圧液体)を用いてラクト
ン濃度を検定することによりモニターできる。発酵はグ
ルコース、酸素の消費量を測定することにより、あるい
はpH変化を測定することにより追跡することもでき
る。
【0027】反応停止後、γ−ヒドロキシ酸類について
公知の方法で反応混合物をラクトン化する。即ち、反応
混合物を酸で、例えばリン酸で、約1から約3のpH
値、好ましくは約1.5から約2.5のpH値まで酸性
にし、その後加熱によりラクトン化するのが便利であ
る。この熱処理は約60から約120℃の温度範囲で、
好ましくは約90℃で、約10分から約90分、好まし
くは約20分から約90分行なうのが便利である。
【0028】発酵ブロスをミクロ濾過し、その残留物を
有機溶媒、例えばアルコール、例えはエタノール、エス
テル、とりわけ酢酸エチル、またはエーテル、例えばメ
チルtert−ブチルエーテルで公知の方法に従い抽出
する。その後、バイオマスを分離により除き、溶媒は蒸
留により除くのが便利である。
【0029】必要に応じ、本発明に係る最終生成物の精
製は、従来の技術、例えば蒸留、クロマトグラフィー分
離などにより達成できる。
【実施例】
【0030】下記の例は本発明の代表的具体例を更に詳
しく説明するものであって、決して本発明の範囲を制限
することを意味しない。実施例 290リットルの培養培地(100g/lのグルコー
ス、20g/lの酵母エキス、12g/lのコーンステ
ィープリカー+1g/lのKH2 PO4 +1g/lのM
gSO4 ・7H2 Oを含む)を入れた発酵槽にMuco
circinelloides(株DSM 104
73)の前培養7リットルを加える。pH6.5、28
℃において、毎分175回転でかきまぜながら、圧縮空
気の通気速度0.08vvmで18時間の増殖期を続け
る。ここでNaOHを用いてpHを7.5とし、通気速
度を2倍にし、発酵槽へ30分間で2.8kgのエチル
カプリネートをポンプ送りする。次に13.2時間でエ
チルカプリネート0.8kg/時の供給を行なう。発酵
槽に接種してから42時間後に、H3 PO4 (85%)
を用いて生成物のpHを2.5にし、温度を25分間9
0℃に上げてγ−ヒドロキシ酸をラクトン化する。ここ
でγ−デカラクトンの濃度は10.5g/lである。
【0031】ここで発酵液をミクロ濾過し(0.2μ
m)、その残留物(即ち、生成物とバイオマスを含む残
留物)をエタノールでバッチ式に抽出する。分離器を用
いて無細胞とした抽出液をここで濃縮し、その残留物、
即ち生成物をNaOH水溶液により中和し、かきまぜな
がらNaClを加える。上相(生成物を含む)を分離
し、MTBE(tert−ブチルメチルエーテル)で抽
出する。溶媒の蒸発後、粗抽出物を真空下でフラッシュ
蒸留する。蒸留物は40%のγ−デカラクトンと60%
のエチルカプリネートからなっている。精留によりγ−
デカラクトンの含有量を更に増加させることができる。
【0032】本例で用いたエチルカプリネートは合成
品、半合成品あるいは天然由来のもののいずれでもよ
い。
【0033】株DSM 1175を用いた場合にも同様
な結果が得られる。株DSM 1173およびDSM
2183を用いた結果は幾分か劣る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先ず栄養ブロス中で種Mucor ci
    rcinelloidesの真菌の培養物を保温培養
    し、この場合好ましくは培養期間を約5時間から約30
    時間とし、次に基質デカン酸エチルを加えるが、その場
    合この基質を、栄養ブロス1リットル当り約2g/時か
    ら約3g/時の供給速度で連続的に添加するようにし、
    そして栄養ブロス中の基質濃度を、栄養ブロスの全重量
    に関して約0.1重量%から約1.5重量%とし、次に
    この微生物学的過程に続き公知の仕方で主反応生成物の
    ラクトン化を行なうことを含む、γ−デカラクトンの微
    生物学的製造法。
  2. 【請求項2】 保温培養を約3から約9のpHで、約1
    8℃から約35℃の温度で行なう、請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 酵母エキスまたはコーンスティープリカ
    ーをブロスの全重量に関して約0.05から約8重量%
    の濃度で使用し、炭水化物はデキストロースで、好まし
    くはブロスの重量に関して約1重量%から約20重量%
    の濃度で使用する、請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 pHは約4から約9、温度は約20℃か
    ら約30℃、酸素分圧は約30%から約80%である、
    請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の方法。
JP9060439A 1996-03-15 1997-03-14 γ−デカラクトンの微生物学的製造法 Pending JPH104994A (ja)

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EP96104111 1996-03-15
AT961041118 1996-03-15

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