JP2525529B2 - リボフラビン発酵からの噴霧乾燥生成物中のリボフラビン含有量を増加する方法 - Google Patents

リボフラビン発酵からの噴霧乾燥生成物中のリボフラビン含有量を増加する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリボフラビン発酵からの
噴霧乾燥生成物中のリボフラビン含有量を発酵溶液中に
含まれる細胞の特種な自己分解により増加することに関
する。
【0002】
【従来の技術】リボフラビン(ビタミンB2)の微生物
発酵法による調製は公知である。リボフラビンは、例え
ば西ドイツ特許出願公告第2920592号明細書によ
ればアシビア・ゴシイピイ(Ashbya gossy
pii)またはエレモテシウム・アシビイ(Eremo
thecium ashbyii)の発酵により、ヨー
ロッパ特許第211289号明細書によればサッカロミ
セスまたはその変体に属するイーストの発酵により、ヨ
ーロッパ特許第231605号明細書によればカンジダ
・フラレリ(Candida flareri)を使用
することによりおよび西ドイツ特許出願公告第3431
0号明細書によれば枯草菌(Bacillus sub
tilis)を使用することにより取得することができ
る。
【0003】リボフラビン水溶液における溶解度は約7
0〜200mg/lである。適当な条件下では5日間で
発酵溶液1l当りリボフラビン5gより多くを生成する
微生物が文献に記載されている。従って、この方法で調
製されるリボフラビンの大部分は発酵溶液中で結晶形で
存在する。この方法で調製されたリボフラビンは主とし
て家畜の飼料のため使用されるので、結晶リボフラビン
をバイオマスと共に発酵槽からの搬出物からデカンテー
ションまたは遠心分離により分離し、得られた沈降物を
噴霧乾燥すれば大抵の場合十分である。この方法でリボ
フラビン含有率約20〜60重量%を有する生成物が得
られる。ほかの用途のためには、特に製薬の目的のため
には、リボフラビンはさらに精製しなければならない。
【0004】西ドイツ特許第2920592号明細書か
ら、発酵懸濁液からリボフラビンを分離する方法が公知
であり、該方法によれば、発酵懸濁液を水25〜100
容量%で希釈し、引き続いてリボフラビンを含んでいる
細胞を開放するため50〜65℃で15〜45分間加熱
する。懸濁液の冷却後、該懸濁液を、リボフラビンを富
化するために、2回遠心分離する。リボフラビン含有量
を増加するためには、たんぱく質分解酵素を希釈培地に
加熱の間、または好しくはその後で加え、該酵素を3〜
4時間作用させることが推奨される。適当な酵素の例と
しては、B.サブチリス(Subtilis)プロテア
ーゼおよびB.リグニノホルミス(ligninofo
rmis)プロテアーゼのようなアルカリプロテアーゼ
またはサブチリスプロテアーゼのような中性プロテアー
ゼである。このタイプの酵素は市販で入手できる。西ド
イツ特許出願公告第2920592号明細書に開示され
ている方法の不利な点は、希釈に基づき処理すべき大量
の発酵懸濁液が得られ、ひいては必然的にその処理コス
トおよび加えられた水中に溶解したリボフラビンによる
リボフラビン損失を増加することにある。更に、一緒に
使用されるタンパク質分解酵素は比較的高価である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、リボフラビン発酵における噴霧乾燥した発酵搬出物
中のリボフラビン含有量を可能な限り簡単でかつ経済的
手段で増大せしめかつ後処理過程でのリボフラビンの損
失を最少にする方法を開発することであった。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題は、リボフラビ
ン高含有量を有する噴霧乾燥生成物を調製するためリボ
フラビンを生産する微生物の特殊な自己分解を利用する
ことにより解決される。 従って、本発明の対象は、リ
ボフラビン発酵からの噴霧乾燥生成物中のリボフラビン
含有量を増加するための方法であって、該方法はリボフ
ラビンの最大収量を含む発酵溶液中で、含まれている細
胞の溶解を、細胞内細胞壁およびたんぱく質を分解する
酵素の特種の生成または活性化により引き起す、すなわ
ち、自己分解を惹起することを特徴とする。誘発される
自己分解とは、細胞内細胞壁およびたんぱく質を分解す
る固有な酵素を生成または活性化と解する。この方法の
実用的な応用は今日までイースト発酵からのたんぱく質
抽出の調製を簡単化するためにのみ記述されてきたのに
すぎない。該公知方法では、誘発された自己分解によっ
て初めて所望の生成物が形成される。
【0007】微生物の自己分解は、ストレスファクター
により誘発することができる。
【0008】微生物のための可能なストレスファクター
の実例は、培養基中の、栄養欠如、温度上昇、酸素欠
乏、pH変化および圧力または滲透圧の変化であるが、
また培養基への塩、表面活性剤または脂肪酸の添加また
はそのほか紫外光またX線の照射もある(Acta B
iotechnol.(1985)2、129−13
6)。
【0009】使用できるリボフラビン生成微生物の実例
は、アシビイアゴシピイおよびその突然変異体の生産株
菌、エレモテシウムアシビイおよびその突然変異体の生
産株菌および属カンジダ、トルロプシス、バチルスまた
はサッカロミセスの微生物である。
【0010】特に適したストレスファクターとしては酸
素欠乏を伴う温度上昇が挙げられる。 従って、例えば
アシビアゴシイピイおよびその突然変異体のリボフラビ
ン生産菌株を35〜55℃の温度で6〜28時間以内殆
ど完全に酸素を遮断して、すなわち、通気(空気通過)
なしの加熱で溶解させることができる。この間の溶液の
pHは4〜9であるべきである。
【0011】従って、本発明の対象はまたリボフラビン
発酵からの噴霧乾燥生成物中のリボフラビン含有量を増
加するための方法であって、該方法は細胞壁およびたん
ぱく質を分解する酵素の生成または活性化をアシビアゴ
シピイおよびその突然変異体のリボフラビン生産菌株に
おいて、リボフラビンの最大収量を含む発酵溶液をpH
4〜9、有利には5〜8で、特に6〜7で、酸素の十分
な遮断下ですなわち、通気なしで、35〜55℃、有利
には40〜49℃で、特に40〜48℃に6〜28時
間、有利には14〜24時間加熱することにより誘発せ
しむることを特徴とする。
【0012】前述で詳細に検討した西ドイツ特許出願公
告第2920592号明細書には、リボフラビンを含有
する発酵液体培地を50〜60℃で15〜45分間加熱
すべきことおよびこの加熱は細胞を溶解し、かつ該液体
培地の粘度を減ずるに役立つと記載されているが、この
場合における効果は全く異る。この短時間の熱処理は単
にリボフラビン含有の細胞を崩壊させ、細胞含有物を流
出させるだけである。これと対照的に本発明による数時
間低温での発酵溶液の培養は、細胞の固形成分の略完全
な酵素的分解をもたらす、すなわち、細胞および細胞壁
を自己分解の後の顕微鏡下での溶液の試験でもはや検出
することができない(例5a−d参照)。約55℃以上
で、場合により50℃以上でも、細胞内細胞壁およびた
んぱく質を分解しかつ本発明による自己分解に必要とす
る酵素を逆にできないように破壊する。
【0013】本発明により使用する出発物質はリボフラ
ビン含有の発酵溶液である。リボフラビンの発酵による
製造は公知である。要するに、本方法は殺菌しリボフラ
ビンを生成することのできる、アシビアゴシイピイまた
はエレモテシウムアシビイのような微生物で接種し培養
した栄養培養基を必要とする。リボフラビンの収量が最
大に近づくときまたは殆ど到達したとき、発酵を中止す
る。本発明により誘発される発酵溶液の自己分解の後該
リボフラビンを遠心分離またはデカンテーションおよび
引続いての沈降物の噴霧乾燥により通常の方法により取
得することができる。
【0014】本発明の方法によって発酵槽からの噴霧乾
燥生成物中のリボフラビン含有量を一般に約20%、特
殊な場合であっても45%までに増加せしめることが可
能である。
【0015】
【実施例】以下の例により本発明を説明する。
【0016】例 1 アシビア・ゴシピイの菌株を使用したリボフラビン発酵
の完了の後、リボフラビン含有量>5g/lを有する、
生じた溶液を表1に示した温度で緩やかに撹拌しながら
かつ通気することなくpH約6.5で17時間加熱し
た。それから生じた懸濁液を顕微鏡下で試験した。その
結果を以下の表1にまとめた。
【0017】 表 1 例 温 度 リボフラビン以外の顕微鏡可視物 1a 30℃ 細胞多数 1b 35℃ 細胞多数 1c 40℃ 細胞少数 1d 45℃ 細胞なし 1e 50℃ 細胞なし 1f 60℃ 細胞多数およびそれらの膜 1g 70℃ 細胞多数およびそれらの膜 この結果は発酵溶液に含まれる細胞および細胞壁の完全
な自己分解は発酵槽からの生成物を45℃または50℃
およびpH6.5で、殆ど無気の条件下で緩かな撹拌の
間、17時間加熱することにより達成されることを示
す。
【0018】例 2 溶液中にリボフラビン含有量>5g/lを達成した発酵
の完了の後、発酵槽からの生成物を45℃で17時間、
緩かに撹拌および通気なしで、表2に示したpH値で加
熱した。この後で、該溶液中の固形物を実験室遠心分離
機で定量的に沈降せしめた。該沈降物を次に一定重まで
乾燥し、こうして乾燥沈降物中のリボフラビン含有量を
決定した。比較(例2i)のため、未処理の生成物を定
量的に沈降せしめ、該沈降物を乾燥し、そうしてその中
のリボフラビン含有量を決定した。
【0019】 表 2 例 pH 乾燥沈降物中のリボフラビン含有率 [重量%] 2a 4.0 20 2b 5.0 25 2c 6.0 32 2d 7.0 42 2e 8.0 34 2f 9.0 28 2g 10.0 20 2i 未処理発酵溶液 20 (比較) 例 3 リボフラビン含有量>5g/lを得た発酵槽2000l
中の発酵の完了後発酵槽からの生成物を二つに分割し
た。一つの半分は直接、すなわち、自己分解なしにデカ
ンテーションし噴霧乾燥し、そして他の半分は45℃で
略無気条件で(通気することなく緩かに撹拌)pH6.
8で24時間培養した。該自己分解した発酵溶液をそれ
からデカンテーションし噴霧乾燥した。その結果は以下
の表3に示してある。
【0020】 表 3 例 発酵槽からの生成物 噴霧乾燥沈降物中の リボフラビン含有率 [重量%] 3a 後続の自己分解なしに噴霧乾燥 60 3b 後続の自己分解による噴霧乾燥 90 例 4 アシビイアゴシイピイ菌株を使用した発酵の完了の後
で、リボフラビン含有量>5g/lを有する生じた溶液
を45℃で緩かに撹拌しながら通気することなくpH
6.5で培養した。2〜4時間の間隔で試料を採り調査
した。このため、それぞれの場合に45mlを実験室遠
心分離機で2200回/分で5分間遠心分離した。該沈
降物を同量の食塩溶液(0.9%NaCl水溶液)に再
懸濁せしめ上述のように再び遠心分離した。次いで該沈
降物を凍結乾燥した。その結果を表4に示した。
【0021】 表 4 例 自己分解の継続時間 凍結乾燥沈降物中の [h] リボフラビン含有率 [重量%] 4a 0 45 4b 4 50 4c 6 56 4d 8 64 4e 10 71 4f 12 75 4g 14 78 4h 16 81 4i 20 85 4j 24 88 4k 28 91 例 5 西ドイツ特許出願公告第2920592号明細書(例5
a−5c)に開示されたように発酵溶液を加熱すること
の効果および本発明による自己分解の効果の比較。
【0022】アシビイア・ゴシイピイでの発酵の完了の
後に、リボフラビン含有量5g/lより多く生じた溶液
を分割し表5に示された条件の下で培養した。
【0023】それからその試料を実験室遠心分離機で遠
心分離し、そしてその沈降物を塩類溶液で2回洗浄し、
再び懸濁せしめて遠心分離した。それから該沈降物を凍
結乾燥した。その結果を表5に示してある。
【0024】 表 5 例 培 養 条 件 顕微鏡下の外観 凍結乾燥沈降物中の 時間 温度 リボフラビン含有率 [重量%] 5a 45分 20℃ 可視細胞多数 27 (比較) 5b 45分 50℃ 可視細胞および 29 (比較) 細胞壁多数 5c 45分 65℃ 可視細胞および 32 (比較) 細胞壁多数 5d 20時間 45℃ 細胞または細胞 81 壁なし 西ドイツ特許出願公告第2920592号明細書に記載
されているように、50〜65℃で45分間加熱するこ
とでアシビイア・ゴシイピイの細胞の溶解を行った。こ
の場合溶解によりリボフラビンを含む細胞を崩壊せし
め、細胞内容物を流出せしむることを表わす。このよう
にして、顕微鏡下では細胞壁はまだ完全(例5bと5c
参照)でバイオマスは凍結乾燥された沈降物に含有され
ている。これと対照的に本発明による自己分解条件(例
5d参照)下では細胞の完全な酵素の分解がある。すな
わち細胞または細胞壁は顕微鏡下で発酵溶液中に見出す
ことはできない。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リボフラビンを産生する微生物を用いてリ
    ボフラビンを発酵により製造する際に噴霧乾燥した発酵
    生成物中のリボフラビン含有量を増加させる方法におい
    て、リボフラビンの最大収量を含有する発酵溶液を4〜
    9のpH値で換気せずに十分に酸素を遮断して35〜5
    5℃の温度に6〜28時間加熱し、引き続き結晶形で存
    在するリボフラビンをデカンテーションまたは遠心分離
    により分離しかつ得られた沈降物を噴霧乾燥することを
    特徴とする、リボフラビン発酵からの噴霧乾燥生成物中
    のリボフラビン含有量を増加する方法。
JP3307364A 1990-11-24 1991-11-22 リボフラビン発酵からの噴霧乾燥生成物中のリボフラビン含有量を増加する方法 Expired - Fee Related JP2525529B2 (ja)

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DE (2) DE4037441A1 (ja)
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RU (1) RU2033427C1 (ja)

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