JPS6034193A - L−グルタミン酸の製造法 - Google Patents

L−グルタミン酸の製造法

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JPS6034193A
JPS6034193A JP58141705A JP14170583A JPS6034193A JP S6034193 A JPS6034193 A JP S6034193A JP 58141705 A JP58141705 A JP 58141705A JP 14170583 A JP14170583 A JP 14170583A JP S6034193 A JPS6034193 A JP S6034193A
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oleic acid
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JP58141705A
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Yoshio Sugiyama
杉山 良雄
Koyo Kanegae
鐘ケ江 幸洋
Yasuhiro Sumino
隅野 靖弘
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Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Takeda Chemical Industries Ltd
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    • 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
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/14Glutamic acid; Glutamine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor

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  • Biomedical Technology (AREA)
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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】 本発明はL−グルタミン酸の製造法に関する。
従来、ビオチン要求性微生物を用いるL−グルタミン酸
の発酵法による生産において線、培地に添加するビオチ
ン量を菌体最大増殖必要量以下の一定の範囲に定める必
要があシ、その範囲を越えて過剰に添加した場合には、
L−グルタミン酸の生成量が著しく低下する〔近代工業
化学23巻生物工業化学、135頁、昭和44年、朝倉
書店六日木農芸化学会誌、第34巻、593頁。
1960年参照〕。この過剰ビオチンによるL−グルタ
ミン酸生成量低下は、培養中に充分な酸素を供給するこ
とによって、ある程度回復することが知られている〔ア
ゲリカμチュラμ・アンド・パイオロジカ/l/・ケミ
ストリー(Agri culturaland Bio
logical Chamlstry) 、第32巻、
855頁、1968年〕が、ビオチン添加量の増加に伴
なって、その効果は次第に認められなくなる。したがっ
て、伏素源として糖蜜などの大過剰のビオチンを含有す
る物質を用いる場合には、たとえ充分量の酸素を供給し
ても、工業的に満足できる結果は側底期待できない。
とのような情況に鑑み、本発明者らは、新しい型のL−
グルタミン酸発酵法を確立する目的で鋭意研究を進めた
ところ、生育にオレイン酸を要求するがビオチンを要求
しないL−グμタミン酸生成能を有する微生物を過剰の
オレイン酸源を含む培地に、空気よシも酸素濃度の高い
気体を通気しながら培養することによシ、L−グルタミ
ン酸の生成量を飛躍的に増大させることができることを
発見し、この知見に基づいてさらに研究を重ねた結果、
本発明を完成した。
本発明は、生育にオレイン酸を要求するがビオチンを要
求しないL−グルタミン酸生産能を有する微生物を培地
に培養し培養物中にL−グルタミン酸を生成蓄積せしめ
培養物からL−グルタミン酸を採取する方法において、
L−グルタミン酸の蓄積量が通常の空気による通気培養
下で極大値を示すオレイン酸量を越える過剰のオレイン
酸源を培地中に存在せしめ、かつ通常の空気よシ酸素濃
度を高めて酸素を培地に供給しながら培養することを特
徴とするL−グルタミン酸の製造法である。
本発明方法において用いられるオレイン酸源は、オレイ
ン酸そのものでもよいし、その塩類、そのエステ/l’
頬またはオレイン酸含有物でもよい。該オレイン酸塩類
としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩
などが挙げられる。該オレイン酸or−、zテ/L[と
しては、ソルビタンモノオレエート、ホリオキシエチレ
ンソルビタンモノオレエート、ポリオキVエチレングリ
コーμモノオレエートあるいはこれらのセスキオレエー
ト、)リオレエートなどが挙げられる。また、オレイン
酸含有物としてはラードオイル、油脂などが挙げられる
通常の空気による通気培養下でL−グルタミン酸の蓄積
量が極大値を示すオレイン酸量とは、通常の通気培養条
件下でL−グルタミン酸の蓄積量が最も多くなるような
オレイン酸源の量をいう。
その量は使用する菌株、炭素源などによって多少相違す
るが、オレイン酸に換算して90〜150り/ 1it
er−it’歌ある。
本発明において培地に添加する好ましいオレイン酸源の
量は、オレイン酸に換算して約180ないし600り/
1iter・培地であシ、さらに好ましくは約240な
いし480 jlv/1iter・培地である。
本発明方法におけるオレイン酸の添加方法としては、た
とえば、あらかじめ、その全量を培地中に添加しておい
て培養を開始してもよいし、あるいはその半量を培養前
に添加し培養途中に残りの量を添加してもよい。
本発明の方法において用いられる微生物を培養するに際
しては、通常の通気攪拌深部培養などの方法が採用され
る。
本発明の方法においては、通常の空気よシも酸素濃度の
高い気体が通気(bubble ) される。
本発明の方法に用いられる気体としては、純酸素ガスは
もとより、それに空気を混合した気体や、モレキュラー
シープ法もしくは膜分離法等による酸素発生装置より発
生した高濃度酸素含有気体などでもよい。
空気よりも酸素濃度の高い気体を供給する方法としては
、発酵期間中、終始一定の速度で供給し続けてもよいし
、培養液中の溶存酸素を測定しながら、必要な量を自動
的に供給するようにしてもよい。
また、酸素濃度の高い気体を供給する場合に、たとえば
通常の空気と酸素とをそれぞれ別のノズルから培地に供
給するようにしてもよい。
本発明の方法において、発酵期間中、培地へ供給される
空気および酸素の量は、従来法における通常の空気の供
給量をQt3(J/l1iin)とすると、次式に従っ
てめることができる。
0O−C QAIR−yg =・Q、。
QOXYGR:IJ = −g−”−’−”−−Q。
9 ここでQAIRおよびQc+xyoEuはそれぞれ培地
への空気および酸素の供給量(J/min )を表わし
、Cは両者を混合して得られる混合気体の酸素濃度(9
6)を表わす。なお、Cは培地中のオレイン酸の量から
、次式によって容易に知ることができる。
C≧OA×103+9 ただし、OAはオレイン酸源のオレイン酸換算濃度(重
量/容量、96)を表わす。
本発明の方法に用いられる微生物は、その生育にオレイ
ン酸を要求するがビオチンを要求しないL−グルタミン
酸生産能を有する微生物(以下、本発明のL−グルタミ
ン酸生産菌と称することもある。)であればいずれでも
よい。該微生物の具体例としては、たとえばブレビバク
テリウム(Brevibacterium )属菌、コ
リネバクテリウム(Corynebacterium 
)属菌などが挙げられる。該ブレビバクテリウム属菌と
しては、たとえばブレビバクテリウム・チオゲニタリス
(Brev、thio−genita、11s ) D
 −248、ブレビバクテリウム・フツプム(Brev
、 flavum ) B N −11などが、また該
コリネバクテリウム属菌としては、たとえばコリネバク
テリウム・グルタミクム(Cory。
glutamicum ) A 534− M S −
023などが本発明のL−グルタミン酸生産菌の代表的
なものとして挙げられる。
上記ブレビバクテリウム・チオゲニタリスD−248株
は昭和40年12月25日から、またブレビバクテリウ
ム・7フプムBN−11株およびコリネバクテリウム・
グルタミクム711IL534−MS−023株は昭和
42年4月12日から財団法人発酵研究所(工FO)に
受託番号工1’0 12331、IFO12525およ
び:[rO12523としてそれぞれ寄託されており、
また上記ブレビバクテリウム・チオゲニタリスD−24
8株、ブレビバクテリウム・フラブムBN−11株およ
びコリネバクテリウム・グルタミクムA 534−MS
−023株は、昭和58年3月10日から通商産業省工
業技術院嶽生物工業技術研究所(F’RI)に受託番号
’FERM P−6989,F’IRM P−6991
およびFERM P−6990としてそれぞれ寄託され
ている。
上記微生物において、ブレビバクテリウム・チオゲニタ
リスの菌学的性質は、生育にオレイン酸を要求しビオチ
ンを要求しない点を除き、特公昭45−942号公報に
記載のそれと同じである。
ブレビバクテリウム・ブフプムの菌学的性質は、生育に
オレイン酸を要求しビオチンを要求しない点を除き、特
公昭39−17348号公報に記載のそれと同じである
。コリネバクテリウム・グルタミクムの菌学的性質は、
生育にオレイン酸を要求しビオチンを要求しない点を除
き、日本農芸化学会誌第39巻328頁(1965年)
に記載のそれと同じである。
一般に、ブレビバクテリウム属菌およびコリネバクテリ
ウム属菌は、その性状が変化しやすく、たとえば、自然
的にあるいはXll照射、紫外線照射、放射線照射9人
工変異剤を用いる人工変異手段などで容易に変異し得る
。このような変異株であっても、生育にオレイン酸を要
求するがビオチンを要求せず、L−グルタミン酸生産能
を有するものはいずれも本発明の方法に使用し得る。
本発明の方法において、本発明のL−グルタミン酸生産
菌を培養する培地としては、通常のL−グルタミン酸発
酵に用いられる培地が利用される。
たとえば、炭素源としては、ぶどう糖、果糖、蔗糖、粗
糖、糖蜜(例、甜菜糖蜜、甘蔗糖蜜)、各種殿粉(例、
タピオカ、サゴヤシ、甘藷、馬鈴壱、玉蜀黍など)の糖
化物、酢酸およびエタノ−μなどがそれぞれ単独もしく
は混合して用いられる。
培地に添加される窒素源としては、ペプトン。
大豆粉、コーンステイープリカー、酵母エキス。
肉エキス、尿素などの有機窒素源のほか、硫酸。
硝酸、塩酸、*酸などのアンモニウム塩、アンモニアガ
ス、アンモニア水などの無m窒素源が、それぞれ単独も
しくは混合して用いられる。その他該菌の生育に必要な
各種の無機塩類、たとえば力μシウム、カリウム、ナト
リウム、マグネシラふ、マンガン、鉄t M *亜鉛な
どの硫酸塩、塩酸塩、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、酢酸
塩などを、また該菌の生育に必要なアミノ酸類、ビタミ
ン類などを適宜選択して、それらを単独または組合せて
添加して用いられる。さらに必要に応じて、シリコンオ
イルなどの消泡剤を添加してもよい。
また培地のpI!は通常約6.5ないし8.5の範囲か
ら選定されるが、好ましくはpH約7ないし8の範囲で
培養される。培養中に培地のpHの変動が観測されれば
、これを望ましい範囲に修正するタメ、タトエばアンモ
ニアガス、アンモニア水。
尿棄、水酸化アρカリなどを適宜補添すればよい。
培養の温度は、使用される微生物の生育に適した温度を
選択すればよく、通常的25℃ないし37℃の範囲で培
養する。培養の時間は、L−グルタミン酸の蓄積景が最
大に達するまで培養すればよく、通常20時間ないし4
8時間培養すれば、その目的を達成することができる。
本発明の方法で発酵液中に生成されたL−グルタミン酸
は、すでに公知にされている通常の手段を適用すること
によシ容易に採取することができる。
本発明の方法によれば、L−グルタミン酸が培養物中に
著M蓄積される。したがって、本発明方法を用いると、
一定量の設備を用いる場合であっても、目的物L−グル
タミン酸の生産量が増大される。また、得られる培養物
はL−グルタミン酸の含量が高いので、目的物の採取が
容易である。
上記等の点で、本発明は工業上有利な方法である。
以下に参考例および実施例を掲げて本発明をさらに具体
的に説明する。なお、バーセン) (*)は特にことわ
らないかぎり、〔重量/容量、パーセント〕を示す。
参考例/ ブレビバクテリウム・チオゲニタリスD −248(F
EBM P−6989,4F0 12331)の斜面培
養物をグμコー72%、尿素0.4%。
KH2PO40,1N 、 MgSO4−7H200,
04%。
CaCO3o、 i’ 96 、 FeSO44H2’
Oo、 015%。
CuSO4・5H200,001%、コーンステイープ
リカー296およびオレイン酸ナトリウム(オレイン酸
含有率60%) 0.03%からなる滅菌種培地2゜w
tを含む200+++を容三角フラスコ1o本に接種し
、18時間、28tEで振とり培養した。この種培養液
の全量を、グ〃コース2%、尿素0.296.KH2P
O40,15% 、 MgSO4−7H20o、o 6
96 、 CaCl2”2H200,0696、Mn3
O4・4”(iH205’f/1iter *チアミン
塩酸117.. l 50 /l/1iter 、 ヒ
atチン300μg/1iterおよびコーンステイー
プリカー〇、2*からなる培地にオレイン酸ナトリウム
(オレイン酸含有率60%)を第1表に示す濃度に加え
て滅菌した主発酵培地411te?を含む1゜11te
r容ジャーファーメンタ−に移植して、温度32℃1回
転数60Orpmで主発酵を開始した。
培養は全期間を通じて空気(o、3vvu)だけを通気
した場合と、6時間口から空気(0,2VVM)と純酸
素(o、tvvM)を同時に通気した場合の2通シにつ
いて実施した。8時間口からは発酵液中のグμコース濃
度がO,S *以下に保持されるように、別に滅菌した
70%グ〃コース液を連続的に添加しながら36時間ま
で発酵を継続した。発酵液のPHは25%アンモニア水
を自動的に添加して74から76の範囲に推持した。こ
うして得た発酵終了液のL−グルタミン酸をワーμプμ
グ検圧法によって測定し、第1表に示す結果を得た。
第1表 オ・イΔ竣す 通気したガ1グ茅=−ス 発酵終了II
 L−1’lL’1トリウム渥度 スの種類 ツイード
量 液量 酸蓄積;(@ (liter) (lite
r) (gAiteo、02 空気 0.743 5.
19 62゜0.02 空気+酸素 0.743 5.
20 62゜O,06空9C1,44i 5.9412
6゜八 八e カ信↓醋書 1−go I a4s l
 97゜参考例λ 参考例/の比較対照として、生育にビオチンを要求しL
−グルタミン酸生産能を有する微生物を用いて以下の実
験を行った。すなわち、プレビパクテリウふ・チオゲニ
タリスA594(FIRM−7AID、5096.IF
O12115,ATCC19240)の斜面培養物をグ
ルコース2%、尿go、 496 、 KH2PO40
,196、MgSO44H200,04%、 FeE!
04−7H200,01596、Cu804−5H20
α001%およびコーンステイープリカー1%からなる
波菌種培地20m1を含む200Mt容三角フヲスコ1
0本に接種し、18時間、28℃で振とう@養した。こ
の種培養液の全量を、グルコース2111F、尿素0.
296 、 KH2PO40,296、Mg804 ・
7ミン H2O0,08% 、MrlSO4・4〜6H
2051!Jy/1iter。
政 r) チアミン塩酸塩300μす/1iter および
コーン1 ステイープリカー0.2%からなる培地にビ
オチン3 を第2表に示す濃度に加えて滅菌した主発酵
培地5 41iterを含む101iter容ジヤーフ
アーメンタr −に移植して、温度32C2回転数60
Orpmで主発酵を開始した。@養は全期間を通じて空
気(0,3VVM)だけを通気した場合と、6時間口か
ら空気(0,zvvu)と純酸素(0,1V V M 
)を同時に通気した場合の2通シについて実施した。
以下参考例1と同様の方法により36時間まで発酵を継
続したところ、第2表に示す結果が得られた。
参考例/と参考例λを比較すれば明らかなように、生育
にビオチンを要求する通常のL−グルタミン酸生産菌を
ビオチン過剰供与下で培養した場合には、酸素濃度を高
めた気体を通気しても、その効果がほとんど認められな
いのに対し、本発明のL−グルタミン酸生産菌の場合は
、オレイン酸過剰供与下で酸素濃度を高めた気体を通気
することにより、L−グルタミン酸の蓄積量は顕著に増
加する。
第2表 実施例/ ブレビバクテリウム・チオゲニタリスD −248(F
ERM P−6989,IFo 12331)の斜面培
養物をグμコース2%、尿素0.496゜KH2PO4
0,1N 、 MgSO4−7H200,04%。
CaCO3o、 196 、 FeSO47H200,
015%。
CuSO4・5H200,OO1%、コーンステイープ
リカー2%およびオレイン酸ナトリウム(オレイン酸含
有率60%)O,Oa*からなる滅菌種培地20ext
を含む200ttl容三角フラスコ1o本に接種し、1
8時間、28℃で振とり培養した。この種培養液の全量
を、せJ@糖蜜5g6(アンスロン−硫酸法で測定した
全糖として)、尿素0.2 m 、 KH2PO40、
1596、MgSO44H200,0496、チアミン
塩酸4100μ9/1iter からなる培地にオレイ
ン酸ナトリウム(オレイン酸含有率60%)を第3表に
示す濃度に加えて滅菌した主発酵培地411tert含
tr 101iter容ジャーファーメンタ−に移植し
て、温度32℃1回転数600rpmで主発酵を開始し
た。培養は全期間を通じて空気(0,3VVM)だけを
通気した場合と、5時間口から空気(0,2VVM)と
純酸素(0,14VM)を同時に通気した場合の2通シ
について実施した。6ないし8時間口からは発酵液中の
全糖濃度が0.54以下に保持されるように、別に滅菌
した60%(全糖として)せM糖蜜液を連続的に添加し
ながら28時間まで発酵を継続した。発酵液のPHは2
5%アンモニア水を自動的に添加して74から76の範
囲に推持した。こうして得た発酵終了液のL−グルタミ
ン酸をワーμグ!グ検圧法によって測定し、第3表に示
す結果を得た。
第3表区分4の発酵終了液から常法にしたがってL−グ
ルタミン酸を回収したところ、粗結晶631gが得られ
た。
第3表 実施例2 実施例/と同様の培地、操作を用いて得られ九ブレビバ
クテリウム・チオゲニタリスD−248(FERM P
−6989,IFo 12331)の種培養液約200
ゴを、酢酸アンモニウム1%(酢酸として) 、 KH
2PO40,1596、MgSO4−7H2O0106
%、チアミ714184100 μf/1iter、ビ
オチン20μg/1iter >よびコーンスティープ
リカー0296からなる培地にオレイン酸ナトリウム(
オレイン酸含有率60%)を第4表に示す濃度に加えて
滅菌した主発酵培地41iterを含む101iter
容ジャーファーメンタ−に移1fflして、温度32C
1回転数60Orpmで主発酵を開始した。培養は全期
間を通じて空気(0,25VVM)だけを通気した場合
と、6時間口から空気(0,2vvM)と純酸素(0,
05VVM)を同時に通気した場合の2通シについて実
施した。8時間口からは発酵液中の酢酸濃度が0.5%
以下に保持されるように、あらかじめ25%アンモニア
水でp!(4,0に調整したのち滅菌した70g6酢酸
溶液を間欠的に添加しながら、46時間まで発酵を継続
した。発酵液のpHは30%水酸化ナトリウム溶液を自
動的に添加して7.4から76の範囲に推持した。こう
して得た発酵終了液のL−グルタミン酸をワーμプルグ
検圧法によって測定し、94表に示す結果を得た。
第4表区分4の発酵終了液から常法にしたがってL−グ
ルタミン酸を回収したところ、粗結晶595gが得られ
た。
実施例3 ブレビバクテリウム・フヲプムBN−11(FzRM 
P−6991,IFO12525)の斜面培養物を用い
て、実施例/の方法においてオレイン酸ナトリウム濃度
をQ、94%とし、5時間口から空気(0,2VYM)
と純酸素(0,1TV)J )とを同時に通気し、甘蔗
糖蜜液のフィード量は2、331iter とし、他は
実施例/と同様の操作を行なったところ、発酵終了時の
液量は7271iter で奈シ、L−グルタミン酸の
蓄積量は96、19/ 1iterであった。
実施例グ コリネバクテリウム・グルタミクムA 534−MS−
023(FERM P−6990,工F012523)
の斜面培養物を用いて、実施例11゜ の方法においてオレイン酸ナトリウム濃度を0.06%
とし、5時間口から空気(0,2V V M )と純酸
素(αIVVM)とを同時に通気し・甘蔗糖蜜液 。。
のフィード量は2.331iterとし、他は、実施例
1と同様の操作を行な9たところ・発酵終了時0液 、
量は7.3 Q 1iterであり、L−グルタミン酸
の蓄積量は96.59 / 1iter であった。
ン(η l団 ]叩 −4゜ 手 続 補 正 書 (自発) 事件の表示 昭和58年特許願第141705号 発明の名称 L−グルタミン酸の製造法 補正をする者 事件との関係 1.+F許出願人 住 所 大阪市東区道修町2丁目27番地名 称(29
3)武I’11薬品工業株式会社代表者 倉 林 育 
四 部 代理人 東京311!絡先(特許法規課)111話278−22
19・22186、補正の内容 (1)明細書第8頁第12行の「寄託されている。」を
下記のとおり訂正する。
「寄託され、該寄託はブダペスト条約に基づく寄託に切
換えられて、下記の受託番号で同研究所(FR工)に保
管されている。
」 以上 受託番号変更届 昭和59年1り/、7日 特許庁長官 殿 /事件の表示 昭和58年特許願第141705号 λ発明の名称 L−グルタミン酸の製造法 3 手続をした者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市東区道修町2丁目27番地名称 (293
)武田薬品工業株式会社代表者 倉 林 育 四 部 り代理人 住 所 大阪市淀用区十三本町2丁目17番85号! 
旧寄託機関の名称 工業技術院微生物工業技術研究所 ・ −\1. 1”+’ 、t):″Jコニゝ・ 7 :)0.1.73 j −一中、。
6旧受託番号 別紙のとおり 7 新寄託機関の名称 工業技術院微生物工業技術研究所 ざ新受託番号 別紙のとおり Z 添付書類の目録 (1)新受託番号を証明する書面 3通(2)別 紙 
1通 以上 別 紙

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 生育にオレイン酸を要求するがビオチンを要求しないL
    −グルタミン酸生産能を有する微生物を培地に培養し培
    養物中にL−グルタミン酸を生成蓄積せしめ培養物から
    L−グルタミン酸を採取する方法において、L−グルタ
    ミン酸の蓄fi!!量が通常の空気による通気培養下で
    極大値を示すオレイン酸量を越える過剰のオレイン酸源
    を培地中に存在せしめ、かつ通常の空気よシ酸素濃度を
    高めて酸素を培地に供給しながら培養することを特徴と
    するL−グルタミン酸の製造法。
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