JPS5860997A - エマルジヨン発酵によるキサンタンガムの製造 - Google Patents

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】 本発明は微生物発酵によるポリサッカライドガムの製造
に関する。特］二本発明はバッチ式或いは連続式のいず
れの条件を用いても行われる反応により調製することの
できるポリサッカライド生成物の収率の改良方法に関す
る。

多くの工業的に重要な物質１例えば抗生物質及びキサン
タンガムのような発酵ポリサッカライドを製造する発酵
は１通常発酵反応塊状物の有効な混合及び通気を与える
攪拌装置を備えた通気された深い容器内において行われ
ている。通気及び混合は生育する細胞及び反応培地間の
空気及び栄養物交換を確保するために必要とされる。通
気及び混合が不適切であると不満足な低転換効率或いは
細胞死が結果として生ずる。

ポリサッカライド発酵においては、生成物が水性反応培
地ｌ二可溶性であるためｌ二、反応塊状物の粘度が生成
物の形成と共（二増大する９、この粘度の増大は、攪拌
及び通気の効率を減少させ、ついには製造可能な重合体
の鼠を制限する。更に攪拌するために力を加えることも
幾らか役には立つが、しかし、これも又厳しく制限され
六ものである。

キサンタンガムの場合において、約２０，０ＤＤＣｐｓ
　、の粘度の２５〜３係の溶液が通常実現されるが、粘
度が混合及び通気が実質的に不ロエ能となる点まで迅速
に増大するのでそれ以上に高くなることは、極めて困難
である。

粘稠なポリサッカライド発酵における通気及び攪拌を改
良するために、ガムが生成すると共にこれを沈澱させて
それにより粘度を減少させることが提案されている。こ
の手法は。

しかしながら、沈澱剤による微生物細胞の被毒或いはそ
れらがガムと共に反応物から除去する可能性がある。更
に生成物からの沈澱剤の除去が通常必要であり、これは
相当に方法（７）：１ス）を増加させる。

本発明により、ポリサッカライドガムを製造する発酵を
ポリサッカライドガムの非溶媒である水不溶性油中に水
性培地を分散させ。

発酵をその分散液中で行うならば相当に高いガム濃度ま
で行うことが見出された。明確に述べると１本発明は、
炭水化物源及び窒素源を含んでなる水性培地にポリサッ
カライドガム産性微生物を接種し、該培地をその発酵を
行う条件下において機械的に攪拌し１通気することによ
り発酵反応を行う方法において。

該培地が、その重量の約２０〜８０％の、得られたポリ
サッカライドも又その中では不溶性である。水不溶性の
油中に分散されることを特徴とする方法である。好・ま
しい油濃度は４０〜８０係である。

反応液を油中に分散させることは、二つの有用な効果を
反応に対して有する。反応液の粘度をその中のポリサッ
カライドの濃度が上昇するにつれて減少させることに加
えて、油は酸素移動効率を相当に増大させ１反応速度の
上昇に導く。即ち９反応が従来可能であったより以上の
高い生成物濃度まで継続されるのみならず１反応はその
より高い濃度にこれまで達成可能であった最大濃度に達
するまでに必要とされた時間に匹敵する時間内に到達す
ることが可能である。

実質的に任意の水不溶性水分散性有機油を油相として使
用することができる。

好ましい油は約８以上の炭素数を有する約１００℃以上
の沸点を有する種類の高沸点液体炭化水素である。これ
らは通常パラフィン油、鉱油、無臭鉱物スピリット、脱
臭灯油。

或いは狭沸点脂肪族炭化水素などの複雑な混合物として
供給されるが、ｎ−オクタン自体のような純粋な炭化水
素も又同様に有効である。とうもろこし油、落花生油、
大豆油及びサフラワー油のような植物油も又使用するこ
とができる。成る種のハロゲン化炭化水素も又有用であ
ることが見出された。

油の使用量は反応液の全重量の約２０〜約７０優の範囲
で変わり得る。混合物中の油の濃度が増大するにつれで
ある固定時間内の方法の生産性〔１００ｆｎｔの反応混
合物当りの生成物のｇ数）が相当に増大するが２　しか
し同時に反応混合物の粘度も減少する。即ち、４係を越
えるポリサッカライドを有する反応混合物の粘度は反応
を単に炭化水素油の存在下ｆ二行うことにより３係未満
のポリサッカライドを有する全てが水性の混合液の粘度
よりも実質的に小さくすることができる。現在知られ、
用いられている発酵技術によれば、４係或いは３係さえ
もの収率が実質的に達成不可能なものとされている。油
の助けをかりることのないその様な反応混合物の粘度は
実質的に塊状物の攪拌及び有効な通気を禁止する程度≦
二極めて大きいものである。

反応塊状物の水相の分散及び安定化は更に乳化剤の存在
により助けられる。Ｈ，ＬＢ値が約１２〜約１８の非イ
オン性乳化剤が好ましい。そのような乳化剤の代表的な
ものとしては、エトキシル化脂肪酸、及びエトキシル化
グリセロール、グリコール及びソルビトール脂肪酸エス
テル類などが挙げられる。

本発明の方法はバッチ式及び連続式発酵のいずれにも適
用可能である。通常のバッチ式発酵においては１反応は
反応塊状物が余−りにも粘稠すぎて最早攪拌が不可能な
点である対数期増殖が達成されるまで約３６時間〜４８
時間行われる。通常反応はこの点において停止され、生
成物が回収される。改良法を実施するに当っては、遅い
対数期増殖が達成される場合には反応を中断して約１．
２〜１．５倍容量の水不溶性油を追加の糖及び栄養物と
共に添加する。増殖は次いで追加の栄養物が消費され及
び／又はポリサッカライドの収量が最大になるまで継続
される。

以下の実施例において用いられたキサントモナスカンペ
ストリスＣＸａｎｔｈｏｍｏｎａｓＣａｍｐ８Ｓｔｒｉ
Ｓ　）微生物　（例えば、微工研菌第４９１＋号２は２
係寒天、２幅グルコース、１係酵母エキス及び１係トリ
プトンを含有する寒天斜面上に維持された。菌株は３０
℃において２４時間或いは豊富な増殖が得られるまで培
養され２次いで使甲されるまで４℃に冷蔵された。実施
例の発酵液の接種はループを用いて斜面から凹みを有す
る１２５−のエルレンマイヤーフラスコＣ二含有された
１０−のトリプトン−グルコース−酵母（ＴＧＹ）ブロ
ス中に接種し、これらを往復振盪機上で６０℃において
２４時間振盪させて調製した。この高度に粘稠な培養液
を５ｆｎｔ無菌的（二５０〇−エルレンマイヤーフラス
コ内のＴＧＹブロス５〇−中に移し１次いで再び６０℃
で２４時間振盪した。この培養液を次いで２１のエルレ
ンマイヤーフラスコの３００−のブロスに接種し、これ
を次いで１４１スケールで行われた発酵Ｃ；使用した。

実施例゛１ 下記の物質を２１の水道水と共にビーカー内に秤量して
入れた。

酵母エキス　　　　　　　　　４４ｇ 二塩基性リン酸アンモニウム　　　　　　１１，９二塩
基性リン酸カリウム　　　　　　　　１１．！ｉ＋硫酸
マグネシウム　　　　　　　１．１ｇ撹拌して溶解後、
　　ｐＨを７０に調整した。この溶液を１４７のファー
メンタ−ジャーに充填した。８１の追加の水を添加した
。ヘッドプレート及び付属装置を装備し、ファーメンタ
−及び内容物を１２０°Ｃにおいて１５分間殺菌した。

同時に３７５ｇのグルコース−水和物の溶液を５００４
の水道水中に調整し。

そのｐ）Ｉを数滴の塩酸を添加して６に調整した。これ
を２１フラスコに移し、密封した。

この溶液を１２０℃に１５分間加熱することにより殺菌
した。

上記の如く調製した二つの′５００１ｎ１．の増殖培養
液をファーメンタ−内の殺菌溶液に添加した。同時にグ
ルコース溶液も又添加した。

両溶液は汚染を防止するためにｔ都動ポンプを用いて添
加した。発酵は約８０　Ｏｒｐｍで攪拌しながら４８時
間行われた。最初の４８時間の終りに、５１の反応塊状
物が抜出され、４４の無菌鉱油が２１ずつに二回に分け
て添加された。更に追加の２５０艷の水中の１８８ｇの
セルロース−水和物溶液及び５〇−水中の２２９の゛酵
母エキスも又添加された。混合物は次いで更Ｃ二８０（
ｌｒｐｍ（ニーおいて７２時間攪拌された。

この実験の終りにおいて１反応塊状物は第６号スピンド
ルを３０　ｒｐｍにおいて用いたブルックフィールド（
Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ　）粘度計で測定してほぼ３２０
０　ｃｐｓの粘度を有し、全発酵収量は４８時間の終り
に抜き出されたものも含めて約４．１１１／１００ｆｎ
ｌであった。これに対してキサンタンガムのみの４係水
性溶液は約Ｉ　Ｏ，０００Ｃｐｓの粘度を有する。

実施例１の操作を繰返した。最初の４８時間の発酵後フ
ァーメンタ−より抜き出しを行って３１の容量にし、１
８８ｇの添加グルコース及び５００−の水＋２０ｇの酵
母エキスを含有する１００ｆｎｔの水が添加された。同
時に、４１の一殺菌脱臭灯油が４０　Ｏｒｐｍで攪拌さ
れながら徐々に添加された。２日間の１発酵後、更に５
００１ｎｌの水中の１８８ｇのグルコース及び１０〇−
中の２２ｇの酵母エキス並び（二脱臭灯油１１が追加さ
れた。攪拌を更に２４時間継続した。この実験における
今市合体収量は５．２ｇ／１００−であり１反応塊状物
の粘度は１０．８００　ｃｐｓであった。５２係のキサ
ンタンの水溶液の粘度は４０．０００ｃｐｑと予想され
る。

実施例３ 本発明のその他の非極性水溶性油についての有用性を示
すために一連の発酵を異った油の存在下において行った
。

Ｔ　Ｇ、　Ｙブロスの標準的５０−の振盪培養液を各々
１０−の選ばれた油を含むようにして作製した。茶液に
５艷のキサントモナスカンペストリスの２４時間振盪培
養液５−を接種し１次いで振盪機上ｌ装置き、３０’Ｑ
（二おいて４−８時間培養した。４８時間の終りに反応
培地の粘度及び各発酵液中の重合体の収量を測定した。

データを下記の表１に示す。

表　　　１ 空試験　　なし　　　　　９０ｃｐｓ　　Ｏ，３代ｇ／
１００１ｎｔ３ａ　　サフラワー　１４０ｃｐｓ　　　
０５３ｇ／１００ｗ＋／３ｂ　　大豆　　　　１４０ｃ
ｐｓ　　　Ｏ，６２−ｇ７１００ｍ３ｃ　　　とうもろ
こし１２０ｃｐｓ　’　０．６６　ｊｉ　／　１００ｆ
ｎ１３ｄ　　落花生　　　１２０’ｃｐｓ　　Ｏ，＜Ｓ
７ｇ／１０（ｌｌｎ／３ｅ　　　鉱油　　　　　２９２
ｃｐｓ　　Ｏ，６９ｉ　／　１００ｉ３ｆ　　　シリコ
−：／　　２６４ｃｐｓ　　Ｏ，７３ｇ７１００ｍ／ブ
ルックフィールド粘度計−３ＯＲＰＭ−３号スピンドル
実施例４ 更に、キサントモナスカンペストリスの標準１０〇−振
盪フラスコ培養液を調製し、各々を用いて２５−の５係
スクロース溶液及び２ｇの酵母分散液及び各挿置の脱臭
灯油を含有する２１の振盪フラスコに接種した。これら
のフラスコは、往復振盪機内のインキュベーター内に°
３０°Ｃにおいて置き、４８時間培養させた。分子液の
粘度及び収量を次いで測定した。結果は下記の表■に示
す。

表　　　■ 空試験　　なし　　　　−５，０００ｃｐｓ　Ｏ，８４
ｇ／ｌ　０（）ｄ４ａ　１５０ｆｎ１５０３８，０００
ｃｐｓ２．３０．ｉｉｌ／１０Ｕ）ｎ１４ｂ　２００ｄ
　６２２５，０００ｃｐｓ３．６８ｇ／ＩＱＯＲ／４ｃ
　’　２５０ａｆｆ　６Ｂ　１２，０００ｃｐｓ４．６
９ｇ／１１］Ｄ＋＋ｔ※ブルックフィールド１ＺＶＦ粘
度計−６）（Ｉ）　Ｍ−６号スピンドル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　炭水化物源及び窒素源を含んでなる。水性培地に
   ポリ１サツカライドガム産生微生物を接種し、該培地を
   その発酵を行う条件下（＝おいて機械的（二攪拌し９通
   気すること（二より１発酵反応を行う方法において、該
   培地が、その重量の約２０〜８０係の、得られたポリサ
   ッカライドも又その中では不溶性である。水不溶性の油
   中に分散されることを特徴とする方法。 ２、培地が界面活性剤により油中に分散さｆｂる特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ６、　水不溶性油が８以上の炭素数を有する炭化水素或
   いはその様な炭化水素の混合物である特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ４、水不溶性油が鉱油である特許請求の範囲第１項記載
   の方法。