JPH0751082A

JPH0751082A - β−１，３グルカンの製造法

Info

Publication number: JPH0751082A
Application number: JP22229193A
Authority: JP
Inventors: Tomohide Yamagami; 上知秀山; Norihito Sakai; 井紀人酒; Nobuhiro Fukushima; 嶋信浩福
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】生成量が高く、培養液の着色のないβ−１，
３グルカンの製造法を提供すること。【構成】グルコースとフラクトースの混合物又はシュ
ークロース（ａ）を１〜１０重量％、アスコルビン酸ナ
トリウム（ｂ）を０．０１〜０．３重量％及び無機窒素
化合物（ｃ）を含有してなり、（ａ）に含有される炭素
量と（ｃ）に含有される窒素量の重量比が４００／１〜
１００／１である水性培地中でオーレオバシディウム
（Ａｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕｍ）属に属する微生物を好
気的醗酵により培養することを特徴とするβ−１，３グ
ルカンの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、β−１，３グルカンの
製造法に係わり、更に詳しくはオーレオバシディウム属
に属する微生物を用いた生成量の高いβ−１，３グルカ
ンの製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多糖類は食品工業、化粧品工業、製紙工
業、化学工業等多方面に渡って使用されている。従来、
多糖類は主に高等植物、海草等から供給されてきたが、
最近では必要な時いつでも安定して供給できる微生物か
らの多糖類が開発され供給されるようになってきた。

【０００３】微生物の生産する多糖には、β−１，３グ
ルカン、キサンタンガム、プルラン、レバンなどあり、
この中でβ−１，３グルカンは基本的に優れた乳化安定
性、生理活性、増粘効果、凝集性など多くの機能を保持
し、またｐＨ、温度などの環境変化に対しても安定な物
性を保持しており産業上の応用範囲が拡大している。

【０００４】従来、オーレオバシディウム族に属する微
生物の培養液からβ−１，３グルカンが得られることは
公知である。例えば、科学と工業６４（３）、１３１〜
１３５（１９９０）及びアグリカルチユラルバイオロ
ジカルケミストリー（Ａｇｒｉｃ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅ
ｍ．）、４７（６）１１６７〜１１７２（１９８３）に
は、炭素源としてシュークロース、窒素源として硝酸ナ
トリウム、培養促進剤としてアスコルビン酸、その他の
無機塩類として第２燐酸カリウム、硫酸マグネシウム、
硫酸第一鉄、塩化カリウムを含む培地中でオーレオバシ
ディウムｓｐ．Ｋ−１を好気的醗酵により培養する方
法が述べられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法ではβ−１，３グルカンの生成量が低く、更に副生
成物により培養液に着色が見られ、培養液のまま多糖と
して用いる場合などで該液に着色があるとグルカンその
ものの着色と見なされ、例えば金属表面洗浄剤等の洗浄
剤用途に使用した場合、商品の外観等において商品価値
が低下する。かかる着色を防止する為β−１，３グルカ
ンから着色の原因となる副生成物を完全に除去する為の
精製も試みられているが、作業工程が多くなる上にβ−
1,３グルカンの損失の恐れもあり経済的でない。即ち、
培養したグルカンを単に遠心分離等により菌体を分離す
るという簡便な周知の後処理工程によるだけで着色のな
いβ−１，３グルカンを効率よく得る方法が望まれてい
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる欠点を改良すべく
鋭意検討した結果、グルコースとフラクトースの混合物
又はシュークロース（ａ）を１〜１０重量％、アスコル
ビン酸ナトリウム（ｂ）を０．０１〜０．３重量％及び
無機窒素化合物（ｃ）を含有してなり、（ａ）に含有さ
れる炭素量と（ｃ）に含有される窒素量の重量比が４０
０／１〜１００／１である水性培地中でオーレオバシデ
ィウム属に属する微生物を好気的醗酵により培養するこ
とにより生成量が高く、培養液の着色のない商品価値が
非常に高いβ−１，３グルカンが得られることを見出
し、本発明の完成に至った。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいては、オーレオバシディウム属に属する微生物によ
り、β−１，３グルカンを製造する際に、グルコースと
フラクトースの混合物又はシュークロース（ａ）、アス
コルビン酸ナトリウム（ｂ）及び無機窒素化合物（ｃ）
を特定量含有している水性培地を用いることが最大の特
徴である。（ａ）の含有量は１〜１０重量％，好ましく
は、２〜５重量％である。（ａ）の含有量が、１重量％
未満であると微生物の増殖が不十分であり、更にβ−
１，３グルカンの生成量減少という点で好ましくなく、
１０重量％を越えると培養液の着色という点で好ましく
ない。又、（ａ）としてグルコースとフラクトースの混
合物を用いる場合のグルコースとフラクトースの混合割
合は重量比で１００：１〜１：１０、好ましくは１０：
１〜１：２である。

【０００８】（ｂ）の含有量は、０．０１〜０．３重量
％で０．０１重量未満であるとβ−１，３グルカンの生
成量の減少と副生成物の増加という欠点があり、０．３
重量％より多いとβ−１，３グルカンの生成量の減少、
培養液の着色という点で欠点があり、好ましくは０．０
２〜０．１重量％である。

【０００９】更に、本発明に用いられる（ｃ）の窒素化
合物としては、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、硫
酸アンモニウム、硝酸カリウムなどが挙げられ、特に硝
酸ナトリウムがβ−１，３の生成量向上の点で好まし
く、（ｃ）の含有量は、（ａ）に含有される炭素量と
（ｃ）に含有される窒素量の重量比が４００／１〜１０
０／１、好ましくは１８０／１〜１２０／１の範囲を満
足するように含有される必要がある。上記重量比が４０
０／１を越えると培養液の着色防止の面では効果が見ら
れるものの、β−１，３グルカンの生成量の面では改善
効果は認められず、上記重量比が１００／１未満である
と副生成物の生成に伴う培養液の着色及びβ−１，３グ
ルカンの生成量の減少という点で好ましくない。

【００１０】本発明では、上記（ａ）〜（ｄ）以外に塩
化ナトリウム、塩化カリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、第２リン酸等の無機塩、更には必要に応じて鉄、
銅、マンガン等の金属塩を微量培地に添加してもよい。

【００１１】上記のオーレオバシディウム属に属する微
生物としては、微生物工業技術研究所に受託番号微工
研菌寄第１２９８９号（ＦＥＲＭＰ−１２９８９）で
寄託されているオーレオバシディウムｓｐ．Ｋ−１が
挙げられる。

【００１２】実際の培養に当たっては上記培養基を含有
する通常の水性培地にオーレオバシディウム属に属する
微生物（ＦＥＲＭＰ−１２９８９）を植菌して振盪培
養，深部通気培養，深部通気攪拌培養，回転ドラム式培
養等の公知の方法で実施できる。

【００１３】培養条件も前述の培地組成以外は特に制限
されないがｐＨが４〜７好ましくは４．５〜６．５、培
養温度が１０℃〜６０℃好ましくは２０℃〜３５℃で、
通常１〜１０日間好ましくは１〜７日間培養することに
よりβ−１，３グルカンを主鎖とする多糖を含有する培
養液が得られる。この培養液をセライト等の担体を用い
た濾過又は遠心分離などの公知の方法で処理して微生物
菌体を除去し、得られた濾液又は上清に適当な沈澱剤、
例えばエタノール、メタノール、イソプロパノール、プ
ロパノール、アセトン等の有機沈澱剤、あるいは銅、ア
ルミニウム等の金属イオンを適当量加え多糖を沈澱せし
め、必要に応じて更に水に再溶解させた後、沈澱剤によ
る沈澱を行い、ドラムドライヤー等乾燥装置を用いて乾
燥させることにより本発明のβ−１，３グルカンを得る
ことができる。

【００１４】本発明では特にβ−１，３グルカンの中で
もイオウ含有基を有するものが好適に製造可能であり、
該グルカンを製造するには前述の培養条件に加えて硫酸
マグネシウム・７水和物、硫酸第一鉄・７水和物、硫酸
ナトリウム、硫酸亜鉛・７水和物などを添加する必要が
ある。かかる方法により得られた本発明のβ−１，３グ
ルカンの構造は、主に化１で示される構造単位と化２で
示される構造単位とからなるものであり（１分子中の双
方の構造単位数の合計は約１０００〜２０００であ
る）、主鎖のグルコースにβ−１，６結合したグルコー
ス分岐を持ち、かつイオウ含有基を有する分岐β−１，
３グルカンである。さらに，詳しくは、主鎖のグルコー
ス４個あたり３個がβ−１，６結合したグルコース分岐
を持ち、かつイオウ含有量が多糖に対して０．１〜１重
量％であるβ−１，３グルカンが主である。本発明にお
けるイオウ含有基とはスルホ酢酸基、スルホン酸基、ポ
リスルホン酸基、システィン、シスチン又はメチオニン
などを示す。

【００１５】

【化１】

【００１６】

【化２】〔式中，Ｇｌｃはグルコース、Ａはスルホ酢酸基、スル
ホン酸基、ポリスルホン酸基、システイン、シスチン又
はメチオニンなどのイオウ含有基を表す〕本発明の製造
法で得られた上記β−１，３グルカンは、着色のない高
品質なもので洗浄剤、金属表面洗浄剤、凝集剤、分散安
定剤等の用途に用いることが出来る。

【００１７】

【作用】本発明の培地組成の水性培地で培養を行うこと
により，生成量が高く培養液の着色のない商品価値の高
いβ−１，３グルカンが得られ、食品工業、製紙工業、
化学工業等の各種用途において大変有用である。

【００１８】

【実施例】以下，実施例を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。尚、実施例中、「％」とあるのは断りのないか
ぎり重量基準を意味する。

【００１９】実施例１下記培地組成の水溶液を調製し、ｐＨを５．５に調整
後、５００ｍｌ容坂口フラスコに１００ｍｌ移し、これ
を１２０℃で２０分間滅菌した。（組成）シュークロース３％アスコルビン酸ナトリウム０．１％硝酸ナトリウム０．０５％第２燐酸カリウム０．１％塩化カリウム０．０５％硫酸マグネシウム・７水和物０．５％硫酸第１鉄・７水和物０．００１％これにオーレオバシディウムｓｐ．Ｋ−１（ＦＥＲＭ
Ｐ−１２９８９）の３％培地懸濁液（培地は上記と同
組成）を１ｍｌ植菌し，２７℃，１２０ｒ.ｐ.ｍ.で往
復振盪培養を５日実施した。培養終了後これを水で５倍
に希釈して、遠心分離を行い完全に菌体を除去後、２０
０ｍｌのイソプロピルアルコールを激しく攪拌しながら
徐々に添加しβ−１，３グルカンを沈澱せしめ、次いで
濾過を行い更に得られたβ−１，３グルカンを５０〜１
００ｍｌのアセトン槽において浸漬、洗浄、脱水、風乾
後、繊維状結晶のβ−１，３グルカンを得た。

【００２０】この多糖を常法により（科学と工業、６４
（３）、１３１〜１３５（１９９０）及びＡｇｌｉｃ，
Ｂｉｏｌ，Ｃｈｅｍ．，４７（６）１１６７〜１１７２
（１９８３）参照）分析したところ、その構造は化３で
表される構造単位及び化４で表される構造単位からなる
ことが判った。イオウ含有量は多糖全体に対して０．０
５重量％であり、１分子中の双方の構造単位数の合計は
１５００であった。

【００２１】

【化３】［但し、Ｇｌｃはグルコースを表す。］

【００２２】

【化４】［但し、Ｇｌｃはグルコースを表す。］

【００２３】かかる方法により得られたβ−１，３グル
カンについて着色及び生成量を調べた。尚、着色の評価
方法及び生成量の測定方法については以下に示す。（着色の評価方法）培養終了後、該培養液１００ｍｌを
水で５倍に希釈して、遠心分離を行い完全に菌体を除去
し、その培養終了液の着色の評価をＡＳＴＭＤ１２０
９−５４に準じてＡＰＨＡ標準液を用いて行った。（生成量）培養終了後、固形分を除去した培養液１ｌあ
たりに含まれるβ−１，３グルカンの重量（ｇ）を示
す。評価結果は表３に示す。

【００２４】実施例２〜７，比較例１〜７表１〜２に示す各組成の培地で実施例１と同様の方法に
より培養を行い、同様に評価を行った。評価結果は表３
に示す。

【００２５】

【表１】 (ａ)シューク (ｂ)アスコルビン酸 (ｃ)硝酸ナトＣ／Ｎ¹⁾ ロース(％) ナトリウム(％) リウム(％) 実施例１３０．１０．０５１５４実施例２５０．１０．１１６１５４実施例３３０．０３０．０５１５４実施例４２０．１０．０３３１５４実施例５３０．０３０．０４３１７８実施例６３０．０３０．０６４１２０実施例７３²⁾ ０．０３０．０５１５４比較例１０．５０．１０．００８３１５４比較例２１２０．１０．２１５４比較例３２０．１０．１５２比較例４３０．１０．０１７６６比較例５３０．００５０．０５１５４比較例６３０．６０．０５１５４比較例７３０．３０．２３８１）（ａ）成分中の炭素量と（ｃ）成分中の窒素量の重
量比を示す。２）シュークロースに代えてグルコースとフラクトース
の混合物（重量比で１：１）を用いた。

【００２６】

【表２】第２燐酸カ塩化カリ硫酸マグネシウム硫酸第１鉄リウム（％）ウム（％）７水和物（％）７水和物（％）実施例１０．１０．０５０．５０.００１実施例２０．１０．０５０．５０.００１実施例３０．１０．０５０．５０.００１実施例４０．１０．０５０．５０.００１実施例５０．１０．０５０．５０.００１実施例６０．１０．０５０．５０.００１実施例７０．１０．０５０．５０.００１比較例１０．１０．０５０．５０.００１比較例２０．２０．１０．５０.００２比較例３０．１０．０５０．５０.０１比較例４０．１０．０５０．５０.０１比較例５０．１０．０５０．５０.０１比較例６０．１０．０５０．５０.０１比較例７０．１０．０５０．５０.０１

【００２７】

【表３】 β−１，３グルカンＡＰＨＡＮＯ．生成量（ｇ／ｌ）実施例１６．０１５０実施例２６．５１５０実施例３７．２３０実施例４５．２５０実施例５５．３３０実施例６５．１１５０実施例７６．９４０比較例１０．５１５０比較例２４．５３００比較例３１．０＞５００比較例４１．６５００比較例５０．６５００比較例６２．１＞５００比較例７１．０＞５００

【００２８】

【効果】本発明の培地組成の水性培地で培養を行うこ
とにより、生成量が高く培養液の着色のない商品価値の
高いβ−１，３グルカンが得られ、食品工業、製紙工
業、化学工業等の各種用途において大変有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グルコースとフラクトースの混合物又は
シュークロース（ａ）を１〜１０重量％、アスコルビン
酸ナトリウム（ｂ）を０．０１〜０．３重量％及び無機
窒素化合物（ｃ）を含有してなり、（ａ）に含有される
炭素量と（ｃ）に含有される窒素量の重量比が４００／
１〜１００／１である水性培地中でオーレオバシディウ
ム（Ａｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕｍ）属に属する微生物を
好気的醗酵により培養することを特徴とするβ−１，３
グルカンの製造法。
【請求項２】無機窒素化合物（ｃ）が硝酸ナトリウム
であることを特徴とする請求項１記載のβ−１，３グル
カンの製造法。