JPH08308590A - ポリ−γ−グルタミン酸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリ−γ−グルタミン酸を産生する細菌を土
壌中から分離し、この細菌を焼酎蒸留廃液を培地として
培養してポリ−γ−グルタミン酸を産生させる。好まし
い細菌は、バチルス・ズブチルス属のもの、特にバチル
ス・ズブチルス新菌株ＴＮ−４（生命工学工業技術研究
所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１４８７１）である。 【効果】焼酎蒸留廃液を培地として有効利用し、しかも
該培地成分から効率的にポリ−γ−グルタミン酸を製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工業的に有用な機能性
高分子の一つであるポリ−γ−グルタミン酸を製造する
方法に関し、詳しくは、細菌を用いてポリ−γ−グルタ
ミン酸を製造する新規な方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリ−γ−グルタミン酸は、食品、医薬
品、化粧品などの多くの分野において機能性ポリマー材
料として期待されている。このポリ−γ−グルタミン酸
は、特許出願公開平３−１３００９０号公報、特許出願
公開平１−１７４３９７号公報、特許出願公告昭４３−
２４４７２号公報、農化４３巻５９５号（１９６９）、
農化４５巻１１８号（１９７１）などに記載されている
ように、細菌を培養して製造されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの文献や公報類
に記載されているように、現在、細菌を培養するポリ−
γ−グルタミン酸の製造は専ら、合成培地で行われてい
る。例えば、ポリ−γ−グルタミン酸産生に必要な代表
的な合成培地としてグルタミン酸（７０ｇ／Ｌ）が添加
された合成培地においてバチルス・ズブチルス菌を３７
℃で４日間培養すると、４８．０ｇ／Ｌのポリ−γ−グ
ルタミン酸が得られるとされている(Kubota et al :Bio
sci.Biotech.Biochem.,57,1212(1993)) 。

【０００４】しかし、合成培地を用いる製造法では、添
加された栄養成分の量とポリ−γ−グルタミン酸の産生
量を比較すると、栄養成分が必ずしも効率的にポリ−γ
−グルタミン酸へ転換されているとはいえない。したが
って、さらに効率的なポリ−γ−グルタミン酸の新規製
造法の開発が望まれる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、培地とし
て焼酎蒸留廃液を用いることによりポリ−γ−グルタミ
ン酸を収率よく産生させることができること、特にこの
ような条件下においてポリ−γ−グルタミン酸の産生能
力が極めて高い新規の細菌を分離することによりこれら
の課題を解決した。

【０００６】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
は、ポリ−γ−グルタミン酸を産生する能力を有する細
菌を焼酎蒸留廃液培地で培養するポリ−γ−グルタミン
酸の製造法を提供する。本発明において使用する細菌
は、ポリ−γ−グルタミン酸を菌体外に産生する菌株で
あればいずれも使用可能であるが、特にバチルス属菌種
が望ましい。具体的な例としては、バチルス・ズブチル
ス(Bacillus subtilis) 、バチルス・リケニホルミス(B
acillus licheniformis)などが用いられる。

【０００７】本発明に特に好適な細菌は、本発明者らに
より分離され、ＴＮ−４株と称するものである。ＴＮ−
４は、福岡県内の土壌より分離され、菌学的性状は次の
とおりである。 １．形態的性質 本菌株の栄養細胞は０．６〜１．０×２．０〜３．０ミ
クロンの桿菌である。３０℃、２〜３日の培養で内生胞
子の形成がみられる。内生胞子の大きさは、０．６〜
１．０×１．５〜１．７ミクロンの長円形である。胞子
位置は、中立から亜端立で、胞子嚢は非膨出である。細
胞は運動性を有し、グラム染色は陽性である。 ２．生理的性質 （１）硝酸塩の還元：陽性 （２）Ｖ−Ｐ反応：陽性 （３）Ｖ−ＰブロスのｐＨ：５．２ （４）グルコースからの酸の生成：陽性 （５）グルコースからのガスの生成：陰性 （６）ゼラチンの液化：陽性 （７）デンプンの分解：陽性 （８）クエン酸の利用：陽性 （９）プロピオン酸の利用：陰性 （１０）卵黄反応：陰性 （１１）カタラーゼ：陽性 （１２）生育の範囲：１５〜５０℃の温度範囲で生育す
るが、５５℃では生育しない。ｐＨ５．７でも生育す
る。７％ＮａＣｌ存在下でも生育する。 （１３）酸素に対する態度：好気性であり、嫌気下で生
育しない。 以上の通り、本菌株は形態的・生理学的性質を総合する
とバチルス属のバチルス・ズブチリスと考えられる。そ
こで、本発明者らは、既知株と区別するため本菌株をバ
チルス・ズブチリス (Bacillus subtilis)ＴＮ−４と命
名した。本菌株は、工業技術院生命工学工業研究所に受
託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１４８７１として寄託されてい
る。したがって、本発明は、別の観点として、バチルス
・ズブチルス属の新菌株を提供する。なお、ＴＮ−４株
は、他の細菌と同様に、自然的あるいはエックス線、薬
品などを用いる人工的変異手段で容易に変異しうるが、
このような変異株であってもＴＮ−４と同様のポリ−γ
−グルタミン酸を産生する能力を保有している限りは、
本発明の方法に使用できる。

【０００８】本発明の方法は、ＴＮ−４で代表されるバ
チルス・ズブチルス株を用いれば、合成培地によらず焼
酎蒸留廃液を培地とすることによって極めて効率的にポ
リ−γ−グルタミン酸が製造できることに基づくもので
ある。このような本発明に使用する焼酎蒸留廃液中は、
一般に０．１から２ｇ／Ｌのグルタミン酸、０．１から
２ｇ／Ｌのグルコースおよび１から５ｇ／Ｌのクエン酸
から構成され、特に、比較的高濃度のクエン酸を含有し
ていることが特徴的である。焼酎蒸留廃液としては、麦
焼酎蒸留廃液の他、米、芋、そばなど各種原料の焼酎蒸
留廃液を培地として使用できる。

【０００９】培養は、振盪培養などの好気的条件下で行
なう。培養温度は２５〜４０℃の範囲が適当である。培
養時のｐＨは５〜９、好ましくは６〜８が適当である。
培養期間はポリ−γ−グルタミン酸の蓄積量が最大に達
するまで培養すればよく、通常２〜３日間である。培養
物からのポリ−γ−グルタミン酸の単離は、従来から行
なわれている分離採取法によって行なう。以上説明した
本発明の方法によれば、ポリ−γ−グルタミン酸を産生
させるために必要な培地中のグルタミン酸の量は、従来
の合成培地を用いる場合に比べて数十分の１程度にすぎ
ないことが見い出されている。

【００１０】本発明で得られるポリ−γ−グルタミン酸
の物理化学的性状はつぎのとおりである。 １）白色の粉末 ２）６Ｎ−ＨＣｌの加水分解によりグルタミン酸のみが
検出される。 ３）水に可溶。エタノール、アセトン等の有機溶媒に不
溶。 ４）ペプシンにより分解されず、γ−グルタミルトラン
スペプチダーゼにより分解されることから、ポリ−γ−
グルタミン酸である。 ５）Ｄ−グルタミン酸とＬ−グルタミン酸の構成比は、
それぞれ６５％、３５％である。

【００１１】

〔実施例１〕

〔新規バチルス・ズブチルス分離株ＴＮ−４の単離〕福
岡県内の土壌０．５ｇを滅菌水４．５ｍｌを入れた試験
管に秤取り、十分に懸濁させた。この土壌懸濁液を７０
℃の水浴中で１０分間放置し、熱処理を行った。次にこ
の試料を焼酎蒸留廃液寒天培地（焼酎蒸留廃液１リット
ル、寒天１５ｇ、ｐＨ６．５）に０．１ｍｌ塗抹し、３
０℃で２日間培養した。所定期間培養後生育してきたコ
ロニーを焼酎蒸留廃液培地（ｐＨ６．５）で振とう培養
し、ポリ−γ−グルタミン酸の生産が見られたものを選
択した。

【００１２】〔実施例２〕 〔焼酎蒸留廃液培地における新規バチルス・ズブチルス
ＴＮ−４株のポリ−γ−グルタミン酸生産〕固形分を除
いた麦焼酎蒸留廃液上清（ｐＨ３．８、表１）を、水酸
化ナトリウム水溶液でｐＨを６．５に調整し、この１０
０ｍｌを３００ｍｌ三角フラスコに分注し、１２１℃、
２０分間蒸気殺菌した。これにバチルス・ズブチルスＴ
Ｎ−４を接種し、１２０ｒｐｍ、３０℃、３日間振とう
培養を行い、１３．１ｇ／Ｌのポリ−γ−グルタミン酸
を得た。

【００１３】

【表１】

【００１４】表２に示すように、実施例２による焼酎蒸
留廃液からのポリ−γ−グルタミン酸製造法によれば従
来の技術である前述したKubotaらの報告に比べてポリ−
γ−グルタミン酸１ｇを生産するために必要なグルタミ
ン酸の量が４５分の１程度でよい。すなわち、本発明は
従来の技術よりグルタミン酸が効率的にポリ−γ−グル
タミン酸へ変換されている。したがって、本発明は効率
的なポリ−γ−グルタミン酸の新規製造法である。

【００１５】

【表２】

【００１６】〔実施例３〕 〔各種焼酎蒸留廃液からの新規バチルス・ズブチルスＴ
Ｎ−４株によるポリ−γ−グルタミン酸の生産〕各種焼
酎蒸留廃液を用いて、実施例２と同様の方法で、バチル
ス・ズブチルスＴＮ−４によるポリ−γ−グルタミン酸
の生産を行ったところ、表３の結果を得た。

【００１７】

【表３】

【００１８】なお、用いた焼酎蒸留廃液中の組成は次の
とおりである。米焼酎蒸留廃液：０．２８ｇ／Ｌ（グル
タミン酸；Ｇｌｕ）、０．９２ｇ／Ｌ（グルコース；
Ｇ）、１．７１ｇ／Ｌ（クエン酸；Ｃ）、芋焼酎蒸留廃
液：０．２０ｇ／Ｌ（Ｇｌｕ）、０．６２ｇ／Ｌ
（Ｇ）、１．５６ｇ／Ｌ（Ｃ）、そば焼酎蒸留廃液：
０．２４ｇ／Ｌ（Ｇｌｕ）、０．８５ｇ／Ｌ（Ｇ）、
１．６５ｇ／Ｌ（Ｃ）。

【００１９】

【発明の効果】本発明により焼酎蒸留廃液を培地として
ポリ−γ−グルタミン酸を製造することができる。本発
明の製造法は、産業廃棄物である焼酎蒸留廃液を有効利
用し、しかも、培地成分から効率的にポリ−γ−グルタ
ミン酸を製造している点において、極めて経済的であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野見山 修治 福岡県筑紫野市塔原449−13−303 (72)発明者 藤 信和 福岡県粕屋郡篠栗町大字高田350 (72)発明者 野田 義治 福岡県太宰府市青山４−18−14 (72)発明者 大場 和徳 福岡県甘木市大字馬田1542 (72)発明者 白石 淳 福岡県粕屋郡久山町大字山田1891−２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリ−γ−グルタミン酸を産生する細菌
   を土壌中から分離し、焼酎蒸留廃液を培地として該細菌
   を培養してポリ−γ−グルタミン酸を産生させることを
   特徴とするポリ−γ−グルタミン酸の製造方法。
2. 【請求項２】 ポリ−γ−グルタミン酸を産生する細菌
   が、バチルス・ズブチルスであることを特徴とする請求
   項１の製造方法。
3. 【請求項３】 ポリ−γ−グルタミン酸を産生する細菌
   が、バチルス・ズブチルス新菌株ＴＮ−４（生命工学工
   業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１４８７１）であ
   ることを特徴とする請求項２の製造方法。