JPS5840094A - 微生物によるテアニン関連物質の製造法 - Google Patents

微生物によるテアニン関連物質の製造法

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JPS5840094A
JPS5840094A JP13952581A JP13952581A JPS5840094A JP S5840094 A JPS5840094 A JP S5840094A JP 13952581 A JP13952581 A JP 13952581A JP 13952581 A JP13952581 A JP 13952581A JP S5840094 A JPS5840094 A JP S5840094A
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隆 立木
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英彦 熊谷
Shinji Wakizaka
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [1’l  発明の背見 技術分野 本発明は、テアニン関連物ア1の製造法に関する。
γ−L−グルタミルエチルアミ1とであるテアニンは、
玉露の旨味の主要成分として1(重要な物〕i+rであ
る。また、テアニンの近縁化合物であるγ−L−グルタ
ミルメチルアミドもテアニン様の旨味を有しているのみ
でなく、むしろテアニンよりも゛^味性は強いといわれ
る。したがって、これらテアニン関連物質は茶をはじめ
とする食品の香味物質として重要な物質であることは明
白であるが、また一方、近年r−グルタミル誘導体が勅
・植物体における生理活性物質として作用することが指
摘され、それらの工業的生産法の開発が期待されている
。他方、生合成の見J(!!から考察すると、玉]ルx
園では光合成が抑制されているため、テアニンが茶菓乾
物あたり1.5チ前後蓄積されるが、−収態茶園では光
合成が活発であるため、はとんど/II’ 4−tit
されない。一方、グルタミルメチルアミlゞけ茶樹l、
「ど一部の植物体において、生育中に一時的に微111
1咋41’jさね、るが、速やかに分Mγされてテアニ
ンのように¥thT1″/!!:tメtされることはな
い。
先行技術 醗酵化学エネルギーの合成への利用ということは本発明
者らの一部がかねてより提唱してぎたとこノ)である。
たと七ば、酸酢工学会誌、即:136イく・、第5号、
第508〜526 i、’J (1978年)および有
機合成化学1ルf、会11.!二、第;(9巻、第6号
、第487〜498t、M (19旧即)参照。
また、本発明者らの一部は、このような醗酵化学エネル
ギーを利用したものとして、構造上テアニンの1jJ化
合物ともいうべきグルタミンの酵素約合1rlt法を4
ノを案し2ている。特公昭56−1918号公報参照。
[+11  発明の41”f9要 f〃旨 小:発明渚らはテアニン関連物質の製造法についてJt
il々研究した結J4’4、微生物のm+醇化学エネル
ギー 34;l団jすることによりグルタミン合成酵素
が糖とグルタミン酸およびメチルアミンもしくけエチル
アミンとからγ−グルタミルメチルアミドもしくはγ−
グルタミルエチルアミ1″′を合成する能力を有するこ
とを発’、W、 l、た。本発明は、これらの新知見に
基くものである。
従って、本発明による微生物によるテアニン関連物質の
製造法は、微生物によ々+ 1.’iの醗111にによ
り生成する化学エネル・−一を利用12て、グルタミン
合成酵素の存在下で17−グルタミン酸と七)才たけジ
低級アルキルアミンとを反応さ→ト、牛成した対応γ−
I7−グルタミル低級アルギルアミ1?ケ採取すること
、を特徴とするものである。
効果 本発明は醗酵化学エネルギーの合成への利用に係るもの
であって、この場合の合成はグルタミン合成酵素による
L−グルタミン酸のアルキルアミド化である。グルタミ
ン合成酸素のK jutとして4常用いられるアンモニ
アが低級アルキルアミンに変っても、合成酵素活性が兄
現するだけでなく、醗酵エネルギー生成系がアルキルア
ミンに」一つて1(11害されず、さらにエネルギー共
役も成立して、グA・タミンのN−アルキル誘導体であ
るテアニン関連物質が生成したという本発明者らの発見
は、工業に有利な効果をもたらすものである。
本発明においては、糖の醗酵で生成する化学エネルギー
がATP −AI’)P系の触t!!!1作用を介して
グルタミン酸と低級アルギルアミン、特にメチルアミン
もしくはエチルアミン、とからのテアニン関連物45の
合成にAノ率的に利用されるので、多量の高価なATr
’を基1d+とじて添加する必要はない。むしろ、高淵
rr<゛のATI)の添加は合成反応を阻害することが
ル、る。
寸だ、本発明は糖の醗酵と不可分であるから、本発明の
実施+′l: 1.I!の醗酵pG物、特にアルコール
、の生産を伴t「うことになる。すなわち、本発明は、
’S2 ’i’f ?IZかつ・2イオマス工ネルギー
生産方式に係り、しかもIr+(公害化学生産方式の性
格を有している。
本発明は、微生物による糖の醗酵により生成する化学エ
ネルギーを利用して、グルタミン酸の1ltv素的N−
アルキルアミド化を行なおうとするものである。
ここで、「微生物によるわ、11の醗酵により牛成する
化学エネルギーを利用して」ということは、i;々生物
、特に酵母、による糖の醗酵、特にアルコール醗酵、に
際して発生するATT’をエネルギー0;1、として利
用することを章味する。アルコール醗酵によって生ずる
有効エネルギーの正味のIl’V tinは、1モルの
グルコースがアルコールに変化する土でに消費されたA
、TPO収支からMl−算することができる。
すなわち、1モルのグルコースがアルコールrfll’
 f(’;を受けてフルクトース−1,6−ニリン酸(
Fl)P)となる過程で2モルのATPが消費されるが
、このFDPがさらに醗酵を受けてエタノールにまで分
解する過程で4モルのATPが回収されるから、結局1
モルのグルコースがアルコール醗酵な受けると2モルの
ATPO正味利得が得られるということになる。
本発明は、L−グルタミン酸とアルキルアミンとの酸素
反応に際してもともと必要であるA’l”Pをこの糖醗
酵匠よって発生するATPで賄なおうとするイ、のであ
2・。従って、この酵素反応に必要なATr’イど該反
1.13中にin 5itu で生成させることが必彼
で、し)す、また従って糖醗酵工程のうち少なくともA
TP発生工程、すなわちFDP生成工程より下流1の工
417I、をH’iNj素反応と同一系で、すなわち共
役させて、実1心1−ろことが必要である。
2、−助一〇葡−酵力−4粘りテアニン関連物質の合暖
1)一般 前81−: L/たように、グルタミン酸と低級アルキ
ルアミンとの酵素反応によるテアニン関連物質の合成(
工、i)、’l醗酵工(!+1σ)うちA、TP発生工
程以降と同一系で実1崩されろ。0’Cって、本発明の
実施態様とし=C&’J’ 、たどえば、糖の11が酊
開始と同時に、すなわち1.1+と無LS IJン酸と
からIj:])tIを生成させつつ、友)ろいし61糖
の醗酵な開始させてFT)Pを生成させたのちに、テア
ニン関連物質合成工程を開始ないし実1fII+する態
様がありうる。
糖へ3酊工桿もテアニン関連物質合成工程も微生物の作
用の下に行なわれるから、両工程をC11一種の微生物
、すなわちグルタミン合成酵素ないし該酵素生成能とA
TP生成能とを併有する微生物、によって行なうことが
できる。しかし、ll、ljの醗酵系に!/41’li
微生物の強力なグルタミン合成1ψ(素糸を別に添加t
、て行なう方が効果的である。
本発明における71要な反応因子の一つは、リン酸の存
在でおる。FDPの醗酵中i1’ρを行なつ1.−後に
ケア灼彫トヶ□ヶ5JNQl’r+’i、ヮ15.や−
rl+ K: 4(、分量のリン酸化合物が存在するの
で、特別に無機リン酸を補足する必要はない。
本発明における他の重すy l:c反応因子は、金属J
焦の存在である。塩化マグネシウムベ’ (iilt酸
マグネシウムなどのマグネシウムイオンは、テアニン関
連物質の合成に必要である。さらに、塩化マンガンや塩
化コ・々ルトなどのマンガンイオン(MnIt )やコ
ノセルトイオン(Co”” )をマグネシウムイオン(
Mg” )と共存させると、合成産物の収M2け増大す
る。
2)糖の酪シ酵 本発明における醗酌化学エネルギー生成微生物と1−て
を丁、1.’iの醗酵によってF′I)Pを生成すると
同時にFI)PからA’l’l)を生成する能力を有す
るサツカロマイ七ス(Saccharomyc、es 
) 属などの微生物、特に酵fil、が一般にイ・11
用できる。
本発明で使用r+’l’ ril宝な微生物の具体例を
量げれば゛サツカロマイセス・セレビシェ IFO06
35および同TFO0216,サツカロマイセス・カー
ルスベルゲンシスTFO126/1および同IFO07
51、その他か;tI)ろ。
これらの微生物の菌体を得るためには通常の培)(′f
、法が用いられる。これらの微生物は溶媒処理菌体、破
砕菌体、乾燥画体、無細胞標品なと各種の形縛でイリリ
11できイ)。
つ−(行なわれる。
この酵素反応での基質の一つであるし一グルタミン酸は
、Jf離の酸の外に塩、特に水浴性塩、就中アルカリ金
属塩、であることができる。
もう一方の基質である低級アルキルアミンは先ず、アミ
ド化反応に関与すべきところからモノアルキルアミンま
たはジアルキルアミンでt)ろべきである。特に、モノ
アルキルアミンが好+Lい。
また、アルキル基は低級、特に炭侶数3Iソ下4’、l
 IO゛、であるべきである。従って、本発明予々、ロ
リー1゛イ)低級アルキルアミンの好ま1〜い貝1体例
は、モノメチルアミンおよびモノエチルアミンである。
この酵素反応にはATPがノ1/?須であって、 4I
Y’つてATPも基質の一つというべきで、ワ)ろが、
4〜発明ではこのATPを糖醗酵工程からIn alt
、u  で/h2“rされアルキルアミン(およびAT
P )を鳩質とすシ)グルタミン合成酵素の作用によっ
て行t「われる。グルタミン合成酵素としては合[1的
的1.に任調のものが利用でき、またこのような酵素は
種々の微生物かも得ることができる。適当な微生物とし
2ては、マイクロコツカス−グルタミン酸(Moglu
tamlcus )ATCC13032、マイクロコツ
カス・グルタミクスA’l”、CC13060、マイク
ロコツカス・グルタミクスATCC13059、ゾレビ
ノ々クテリウム・フラブム(llrevlbacter
lum flavum ) ATCC14067、ブレ
ビバクテリウム・アンモニアゲネス(Brevlbac
t。
ammonlagones ) ATCC687]、 
ゾレピノ々クテリウム・アンモニアゲネスATCC68
72などがあげられる。
本発明においてはこれらの微生物の各柿処理標品、たと
えば菌体磨砕物、超音波処理菌体、溶剤処理菌体、低温
乾燥菌体、無細胞抽出液、硫安塩析物、精製酵素標品、
固定化したもの、などを利用することができる。なお、
これらの微生物から効率よくグルタミン合成酵素を得ろ
方法として、本発明者らの一部による特願昭55−10
8932号記載のものがある。
基′L4と17で添加1′るグルタミン酸の量にはrf
44に11+ll限はないが、反応後に未反応のグルタ
ミン酸がる。アルギルアミンを゛よ400mMレベル以
上に高濃度に添加すると、反応が阻“Mされる結東、生
;Iシ1グ1の収量が低下する。しかし、アルキルアミ
ンを数回に分割して添加する方法にJ: hば、各添加
時に400 mM以上の濃度にならフ、「い限り、メチ
ルアミンもしくはエチルアミンの);1ス添加1yl”
a′¥くすイ)こ反応は、軽い攪拌条件下で行1ようの
f+″−奸1Yシい。
反応温度は10〜l)0 °C1反応p11げ6〜11
の11釦)1(が望ましい。本発明の好ましい実M!i
 i(%? Iτ°Iに従って反応をpH7〜10のア
ルカリ側で行なうと、生産収率が著しく面まる。通常3
〜〔jO時間反応を継続して行なうと、著量のテアニン
関連物辿が層積される。なお、これらの反応条件は糖の
醗酵条件ともなることはいうまでもない。
反応液からテアニン関連物質を分1i1ftするにtl
、たとえば通常のイオン交換樹脂への吸オV:i、Ll
−ひ酢離(たとえばアンモニア液等による)によればよ
い。溶離されたテアニン関連物質+−+、常法により掬
縮お、1−びh’t ′Jp’J l、、必要に応じて
結晶として回収」4)ことができる。
3、実り例 実!血例1 1)フラクト−ス−1,6−ニリン酸(FDP)から醗
酊化学エネルギー(ATP)を生成する能力を有スるザ
ツカロミセス・セレビシェIF’00635の乾燥+V
1体を、次のようにして調和μした。肩付フラスコ(2
1Jツトル容)4本に、グルコース5%、(if安0.
!5oり、K)12PO40、5%、 酵母エキス0.
2 ’%、ニコ・−シ′ステイーシリカー0.5係、ペ
プトン0.2係、MgSO4・5H200,05%(p
H6,0)からなる培地500 m/′を添加して殺菌
したのち、酵母を接種して、ニジ8℃で4(l IQ 
1!11 ’Uφ当培i:6シた。得られた菌体は減圧
条件Fで乾燥し、4℃で保存した。
2)マイクロコツカス・グルタミックスATCC130
32のグルタミン合成hV素を、次のようにして++A
 v* +〜だ。
(1)菌体の培徐 3()リットル容ジャーファーメンタ−に、グルコース
1チ、グルタミン酸ソーダ15mM、  ql?4グエ
ギス0.2%、冊2PO40,05%、K2TIPO,
i 0.05チ、MgSO4・5H200,03係(p
H7,0)を含む培地245リツトルを仕込んで殺菌1
−だのち、マイクロコツカス・グルタミクスな接種1し
て、28℃で2・1時間好気培養を行なった(攪拌15
0 rpm 、 :ili↓気1t1201! z4)
 )。
(2)グルタミン合成酵素のttl、IJ i’!!培
養後、連続遠心分離してイ(1ら槍1.六−閑体を0.
01Mリン酸カリ緩イ・VJ液(T)II 6.0.0
℃)に爪千ン凧)させ、[グイノーミル−] (Din
o Mill )で菌体を破壊したのち、遠心分離して
、無細胞抽出液を(!jた。
無細胞抽出液にリン酸緩価液を0.IM、塩化マンガン
を0.02Mになるよう加え、5(1℃710分間の熱
処理を行なった。次に、遠心分離してイ1#られた」;
澄液に硫安を加支て、65係飽和とした。得られた沈殿
物を0.OIM IJン酸緩(+ltj液に溶かし、同
緩価f1〜に対して透析した。この祷析内液を、1)E
 A E−セルロースカラム(前もって0.01 Mリ
ン酸緩衝液、pH6,0で平衡としたもの)に吸ン)ヶ
させたのち、同緩衝液で洗浄した。ついで、同41衝液
中の食塩?rih 1(1゛を段階的に高めて、酵素を
溶出させた。グルタミン合成酵素活性は、食塩0.3〜
0.35Mの両分に溶出1.た。比活性のiI’jjい
画分を集め、硫安70係飽和どして懸濁状4111で4
℃で保存した。使用時にけIIII!l叱AJ′昌1り
なリン酸緩fiiii液に浴かし、透析して用いた。本
酵素セツ品の比活性は、100単位/m4タンノにり’
f!J’ rill fjjでk)つた。ただし、酵素
中位としては、37℃で1分間に触θ11すされる41
が1μモルのとぎ1114位と1.た。
:1)γ−グルタミルメチルアミドの生成反応は、次の
ようにして省d「つだ。
リン酸カリ緩イgii7ii((pH7,0)  20
0 fiモル/rnlグツl/コース        
 200〃L−グルタミン11ψソーダ    100
  〃モノメチルアミン     300〃 M、、C]2            15   //
ATP              2   tt七配
反応僧に酵1#Jの乾燥菌体とグルタミン合成酵素とを
添加し、〃3°Cで5時間振備しながら反応させたとこ
ろ、γ−グルタミルメチルアミ11の生成量とし°C表
】に示す結果を得た。
表 1 実施例2 実施例1に準じて調製したr・+’i IIIの+:f
、 4・Y1蘭体とグルタミン合成酵素を用いた。
リン酸カリ緩衝液(pH7,0) 200μモルAIr
 iグルコース        200  ttL−グ
ルタミン酸ソーダ    100  〃モノメチルアミ
ン     300〃 MgCl2             15  ttル
)イ)いし、) MgC1215tt + MnCl2             5 7/Pi?
 /itの乾燥蘭体畦40 rnt7/rnlグルタミ
ン合成酔素M−400単位/me上記反応液を謔℃で4
時間反応させたところ、表2に示す結果を得た。
表2 実施例3 実希1例1に準じて1’jl#製した^ぞ母の乾燥(箔
体とk(glutamlc+++iの無細胞抽用液を用
いた。
基本反応液#1成 リン酸カリ緩衝液(pI(7,0)   200μモル
フ’+++ eグルコース         2001
1モノメチルアミン      20C)/lグルタミ
ン酸ソーダ     15011MgC1215〃 酵l廿の乾燥菌体       40me)/iノ+1
細菌の無細胞抽111液(タン・ぞりbl: )   
25 II+安綿上記反応液を5時間路℃で反応させI
、−ところ、γ−グルタミルメチルアミ1:″5μモル
/ rrleが生成した。
実施例4 実施例1に準じて調製した酵1すの蕪、1Ill胞抽出
沿とブレビ、2クテリウム・フラブムATCC1406
7のグルタミン合成酵素標品な用いた。
リン酸カリ緩衝液         50μモルfir
 eFDP                 40 
  //グルタミン酸ンーダ      50/lモノ
エチルアミン       50〃ATP      
             2μモ化/me1’PP (1,−イアオフ、。1JyAtp)    ”0″・
摩1厩1υの大++に1111t:1llllli(&
 (タン・ξりM’、 )    4 IηqΔaグル
タミン合成1’l¥累イー”1(品(タン・ξり叶) 
 10 rnQ/rnej−ft1.:反応フイレなT
IH8,5に調整したのち、28℃で:(n;3間反応
をr’i lrったどころ、テアニン(γ−グルタミル
エチルアミド”) 10μモル/meが生成した。
実ノd111同5 ’)j、 ’IrfIi例1に僧じ−Ch’、四ひの無
細胞抽出液とプレビックチリウム・°γンモニアゲネス
ATCC6872のグルタミンri 1lVj’y H
(z:、 t、調7p¥した。
第−P+21””+’  フラクト−スニリン酸の生成
反応ニリン酸カリ(pH7,0)       100
 pモtv/meグルコース         1oo
〃MgCl2            20A’l”P
               2NAI)     
         50 ttg/meTPP    
             50μg /+:+e酵母
の無細胞抽出液(タン・ぞり暗)   8 Tn’t/
+nε上記反応液な37°Cで3 ++!j間反応さ猪
て、Flll)を生成させた。この反応液を加熱し”C
反応を市め、遠心分1璽(して上?(′f液を得た。こ
の+r(f液を1.5 ml!とり、グルタミン酸ソー
3’ 25 itモル、コーチルアミンδμモル、酊I
I+の無細胞抽出液8 mq (タンAり)、グルタミ
ン合成酵素加mt2 (タンパク)を1111女、pH
を8.5に調整し、かつ余財に2m*と17た。この反
応液を(9)℃、3時間反応させたとこ7)、デアエフ
53モル/meが生成した。
実施例6 実施例1に準じて?#製したグルタミン合成酬索を常法
にしたがってポリアクリルアマイドゲル及びカラギーナ
ンで固定化酵素標品とした。
得られた固定化rW素標晶を用い、酵素源以外は実施例
1に示す反応液組成で′78℃、8時間1辰面しながら
反応させたところ、7゛−グルタミルメチルアミrの収
縦として表3の結果を得た。
表3 出願人代印人   猪 股    清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、微生物による糖の醗酵により生成する化学二゛ネル
    ギーを利用して、グルタミン合成酵素の存在下でグルタ
    ミン酸とモノまたは・ジ低級アルキルアミンとを反応さ
    せ、生成した対応γ−L−グルタミル但級アルキルアミ
    ドを採取ちことを特徴とする、微生物によるテアニン関
    連物質の製造法っ 2、低級アルキルアミンがメチルアミンまたはエチルア
    ミンである、特許請求の範囲第1項記載の方法。
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