JPS6153241A - カルボン酸のアルキルエステルの発酵法による製法および装置 - Google Patents

カルボン酸のアルキルエステルの発酵法による製法および装置

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JPS6153241A
JPS6153241A JP60167843A JP16784385A JPS6153241A JP S6153241 A JPS6153241 A JP S6153241A JP 60167843 A JP60167843 A JP 60167843A JP 16784385 A JP16784385 A JP 16784385A JP S6153241 A JPS6153241 A JP S6153241A
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ethyl
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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
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/62Carboxylic acid esters

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

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】 産業上の利用分野 この発明は酪酵技術を用いて、食物、チューインガム、
歯みがきペースト、医薬品、咬みたばこ、喫煙たばこ、
香料成分、コロン水、或いは固形、液体の陰イオン系、
陽イオン系、非イオン系、両性イオン系洗剤、付番高分
子製品、繊維ソフトナー成分、繊維ソフトナー製品、化
粧品、整髪用製品などの着香製品の香り又は味を増加、
或いは強化するのに、官能的に有用な性質を持つと知ら
れている成る洩の天然に存在するエステルを生成し、回
収する製法に関するものである。
問題点を解決するための手段 本発明のエステルは式 〔式中R,、R,及びR1は水素又はメチル基を表わし
、R′はC! −C,低級アルイル基、点線は炭素−炭
素一重結合又は炭素−炭素二重結合であり、さらにR,
、R2及びR1の内少なくとも1つはメチル基である〕
で表わされる。
これらのエステルは式、 (式中、R,、R,およびR1は上記と同意義である) で表わされるアミノ酸とC,−G、低級アルコールとの
反応式 で表わされる酵素反応で生成される。
勿論、上記反応によって得られ要理合物には、式、 (式中、R1、R2s RsおよびR′は上記と同意義
である) で表わされるエステルの他に多くのエステルが含まれる
ことは、以上のさらに詳しく説明及び実施例に記載され
る如く明らかである。
反応式 で示される反応は、例えば プレタノミセス アノマルス・−・ATCC10559
れか一つ) ラス・・・IAM 4176.4200Y  −138
0 一ト、デ、フアーメ ンタシオンセスイン ダストリアルス (Inat、De。
Fermen tac 1one 5 Industrlale+s ) シゾサツカロミセス ポンペイ・・・NRRLY −1
64、滋〕 CBSf’iセントラルプラウ フォル シュ〆ルカル
チアーズ(Cantraalbureau VoorS
cltimmelcultures ) (オランダ)
である。
14Mは応用微生物♀研究所(W、京)である。
A HUは北海道大学農学部(孔係)である。
等の微生物が反応混合物中に存在することにもたらされ
るものである。
反応は式、 で表わされる例えば、L−ロイシン、L−イソロイシン
、又はL−バリンの様なアミノ酸の1つ又はこれらの混
合物と、デキストロース、マルトース、ラクトース、フ
ラクトース、サクロース、黒糖密、コーンシラツブ、固
形コーンシラツブ、コーンスターチ及びエチルアルコー
ル等の炭素源とを入れた醗酵槽に空気を通すことにより
行なわれる。醸酵槽中のアミノ酸又は混合アミノ酸の濃
度は、醗酵槽中の偲介の0.1 vJ’!’l−チから
1.07i量係である。又醗酵槽中の炭素源の濃度は醸
酵槽中の総量の0,5幅から8.0係である。
用いられる他の物質としでは、イソブタノール、バター
油、ココナツツ油等があげられる。
8W#反応は、酸性度はpH4,oかも約7.5で、反
応温度は20℃から35℃の間で行なわれる。
好ましくは、pilは4.75から7.0の間で、反応
温度は22℃から28℃である。醗酵反応の時間は、2
0時間から約100時間で、醗酵温度、空気流通速度、
醗酵プロス酸性度、炭素源の注入速度等の醗酵条件によ
り異なる。又、エチルアルコールをその濃度が、例えば
醗酵プロス全量の0.8jiffi優から0.9重量俤
に保つようIC加えることが望丑しい。
本発明で重要な点は、反応式 一哉わされるの酵反応より生じた式、 1<3 で表わされ、乙エステル生我物を、生成されると同時に
採取されることである。
醗酵中、式、 に3 で表わされるエステル及び詳しく後述される如く他の有
用なエステルが共に、醗酵プロス中に通じた空気により
取り出される。このエステルを含むを気流はフィルター
及びコンデンサーを経て冷却され、冷却された空気流は
1つ又はそれ以上の活性炭ベッドを通り、式、 R。
で表わされるエステル及び他の有効なエステルが採取さ
れる。飽和又はほぼ飽和された活性炭は活性炭ベッドの
容器よシ外され、適轟な蒸留溶剤と混合される。活性炭
と蒸留溶剤の混合物は、個別又は同時に蒸留カラムとコ
ンデンサーの備えた槽に入れられ、蒸留により、活性炭
蒸留溶剤及びエステルの混合物よりエステルが採取され
る。
得られたエステルは、さ眞に分画蒸留又は分離精製ガヌ
クロマトグラフィーによシ8製される。
本発明の製法により生成されるj1々の有用な天然に存
在するエステルとしては、式、で表わされるチグリン酸
エチル、式、 人。△ で表わされる酢酸エチル、式、 で表わされるイソ酪酸エチル、式 %式% で表わされるプロピオン酸エチル、式、で表わされるイ
ンバレリアン酸エチル、式、で表わされるイソバレリア
ン酸イソアミル、式、で表わされる七ネシオ酸エチ/−
1式 で表わされる2−メチル酪酸イソブチル、及び式、 で表わされるチグリン酸イノブチル等が挙げられる。
さらに詳しく本発明を添附図面を用いて説明すると第1
図において反応式。
で表わされる反応は、醗酵槽10で行なわれる。
ここでR1s R2及びR8は水素又はメチル基を表わ
し、Rは低級アルキル基を表わし、但しR1、R1及び
R,の内少なくとも1つはメチル基である。
タンク58に貯蔵された式、 で表わされるアきノ酸は、ポンプ62によりパルプ64
t−経て、ライン60を通り槽10に入れられる。タン
ク50に貯蔵されたエチルアルコールは、ポンプ54に
よねバルブ56を経てライン52を通り醗酵槽10に入
れられる。
例えば第1リン酸カリウム、又は硫酸マグネシウム7水
和物の乾82膣又はそれらを含む水溶液は、タンク74
より直接又はポンプ78によシバルプ80を経てライン
76を通り醗酵槽10に入れられる。
ff142に貯蔵される接び材料を含む培養液、生長細
胞の懸濁液はポンプ46によりバルブ4Bを経て醗酵槽
10に入れられる。
炭水源、例えばデキストロース水溶液は、貯蔵タンク3
4よシボンブ38によシバルプ4゜を経て葭酵槽10に
入れられる。醍、酵m#iブαペラ14を持つ攪拌機1
2で1□5 Orpmから500 r:pmの速さでか
き混ぜられる。又タンク42よυ接種材料を人乳る前に
、 WISS合物に消泡剤を加えることが望ましい。タ
ンク24よ択空気はフィルター装置22に、バルブ26
を経てライン28より送られる。空気の一部はバルブ3
2を経てライ/30を通シ、スパージャ−1’E!9.
により崩卯バッチ13に注入される。
又空気の一部はバルブ20を経てライン1Bを通り、ス
パージャ−168によシ醗酵機10に11の、高さまで
入れられた醗酵バッチ13に注入でAる。上部の空気層
、は「酵パッチよ)ボン7’[Jil必顆とする場合)
により、ライン82を通りバルブ8Bを経て空気フィル
ター88を遥)、ライン!10により冷却器32の冷却
コイA−94に至る。熱交換器92は溶媒S6をライン
!18′t−通し、バルブ100 t−&テ?’if=
却:’ イ/’94に通し、さらにライン102を通し
、保持タンク104に入れること罠より操作される。
熱交換器g2よ〉出る空気は式。
肌1 (式中、R* s R!及びRsはそれぞれ水素又はメ
チル基を示し、点線は炭素−炭素一重結合又は炭素−炭
素二重結合を示し、R′はC,−c、低級アルキル基で
あ〕、R1、Rz及びR3の肉食なくとも1つはメチル
基である)で表わされるエステルを含み、ライン106
を通りバルブ10Bを経てポンプ11o(必要とする場
合)によ〕トラップ112に通され、水分が空気中より
除かれ液118として集められる。エステルを含ち気体
は孔122よシ出され、上層部120を経て孔124よ
)ライン126を通り、バルブ128を経てポンプ13
0 (必11する場合)により活性炭ベッド156及び
164に送シ込まれる。活性炭ベッド156のみに醗酵
エステル生成物が送り込まれる場合は、バルブ162が
閉じられ、ライン132に入らない様にされポンプ13
8(必要とする場合)でもって、ライン134を通シパ
ルプ136を経て送り込まれる。エステルは活性炭ベッ
ド156の中の活性炭により吸着される。反応に活性炭
ベッド164のみが使用される場合には、バルブ136
が閉じられ、エステルはライン132を通り、バルブ1
62を経てポンプ160(必要とする場合)で送り込ま
れる。エステルは活性炭ベッド156に飽和するまで送
り込み、さらに活性炭ベッド164に飽和するまで送シ
込むことも出来る。活性炭ベッド164にエステルと空
気の混合物か通される間に、活性炭ペッド156Fi容
G14Bより出され、コンベヤー158/184により
411196に送シ込むことも出来る。ライン134t
−通りベッド156に送られたエステルと空気の混合物
からエステルが吸着される間、非吸着物質と空気は、活
性炭ベッド156よ勺パルプ154を経てライン150
を通り、外界152に出される。
ライン132より入るエステルと空気の混合物から全て
のエステルが容器166中にある活性炭ベッド164に
吸着されると、容器166は開けられエステルの吸着し
た活性炭は、固体コンベヤーライン182と184でも
って槓19Bに内れられる。活性炭ベッド164を通り
抜けた非吸着の気体と空気は、ライン176を通りバル
ブ114を経て孔178よシ外界180に出される。
槽196に入れられたエステルの吸着した固形活性炭は
蒸留溶剤、例えばプロピレングリコール等を、貯蔵タン
ク188よりライン19Gを通りバルブ194を経てポ
ンプ192テ4っで檀196に入れることによシ混合さ
れる。又は、同時にプロピレングリコ−・ル等の蒸留溶
剤を、貯蔵タンク140よりラインIA2を通シバルプ
144を峰てポンプ1415でもって容器148に入れ
て、槽148中の活性炭ベッド156と容器148中で
混合することも出来る。
得られたエステルを吸着した活性炭と蒸留溶剤’k 含
むスラリーは、ポンプでもってライン158と184を
通カパルブ207を経てスラリーコンベヤで孔216よ
り槽196に入れられる。
代りK、貯蔵タンク168に入れられた蒸留溶剤をパル
プ170を経てポンプ172でもって容器166に入れ
ることによシ、エステルを吸着した活性炭ベッド164
と蒸留溶剤とを混合することも出来る。得られた溶剤と
エステルを吸着した活性炭からなる容器166中のスラ
リーは、ポンプによりスラリーコンベヤーでもってライ
ン182と184を通りバリダ207を経て、孔186
と216よシ槽196に入れられる。
タンク196に入れられたスラリー208は、モーター
200で作動するプロペラ20Gを備えた攪拌器202
と、任意に用いられるバッフル19日でもって攪拌され
11¥JFRJ’に蒸IE嘔れる。
タンク19G及び内容物は、加熱コイル201と加熱器
199により加熱される。又タンク  ′19Gは蒸留
カラム218を備えた蓋204とアジテータ−208及
び、示されていないが温度コントロール装置等が備え付
けられている。
蒸留においては、エステルは蒸気層210よりライン2
14を通り、蒸留カラム218を通り、さらにライン2
20を通り熱交換器222、さらにコイル224(熱交
換器の一部)とライン230を経てポンプ236(ライ
ン24017)パルプ242を閉じた状態で)でもって
、ライン232t−通りパルプ234を、lて、受容器
238に入れられることも出来る。
熱交換器222は228より入り22Gよシ出る冷媒に
より、対流熱交換でもって冷却される。又は、パルプ2
34を閉じて得らltたエステル混合物をポンプ244
でもってライン240よりパルプ242を経て、分留カ
ラム246に通すことも出来る。こうしてエステルの混
合物を分留し、低沸点エステル(例えば、プロピオン酸
エチル)はライン248を通シ、還流分離器25Gでも
って還流部分は蒸留カラムの上層部に、ライン252を
通り戻され、残りの低沸点部はう゛・イン254を通り
ポンプ260でもってパルプ262を経て、保持タンク
256に入れられる。同じ様に高沸点部は、蒸留カラム
よシライン258を通りポンプ264によりパルプ26
Gを経て、保持タンク26Bに入れられる。
第2図は、第1図の装置の断面図であり、濃縮トラップ
112及び活性脚ベッド156と164t−入れる活性
炭ベッド容器148と166を詳しく示したものである
(ここでは任意に用いられる混合溶剤を加える装置は示
されていない)。
第3図は、第1図の装置の断面図であシ、エステルを吸
着した固体分156と164とは、それらを混合したも
のをポツパー187に入れ、注入ライン189より孔1
86、ライン191を通り、孔216よシ蒸留槽に入れ
られる状態を詳しく示したものである。スラリー208
は、活性炭ベッド156と164と、タンク188書り
ポンプ192によりライン190を通りパルプ194を
経て入れられる蒸留溶剤と混合する事により得られる。
蒸留カラム218aは蓋204aに蒸留出来る様に備え
っけである。
エステルの吸着された活性炭(156及び164)に入
れるのに使用したホッパー187を除いた後、孔186
、パルプ209を持つライン286に置き換える。パル
プは閉じた状態テ、攪拌モーター20Gを作動し、プロ
ペラ206によりスラリー208を攪拌する。このよう
に蒸留を蒸留カラム218bを用いて、第4図に示す如
くに行なう。蒸留中はパルプ194及び209は閉じた
状態で、モーターは作動したままである。
第5図は、この発明の製法を行なうに当り、より望まし
い装置の設置を示す。
醗酵槽333は、バッフル329と攪拌器328を備え
ている。醗酵槽333への全ての添加は、殺菌ラインで
もって行なわれる。
貯蔵タンク304の無音デキストロース(50パーセン
ト水溶液)とタンク300の原培養液はそれぞれ、ライ
ン305及びライン301を通りパルプ306及びパル
プ302を経て、ポンプ303によりライン307に合
流され、バルブ308を経て、醸r#槽333に入れら
れる。
75パーセントエチルアルコール水溶iは、 ポンプ3
19により貯蔵タンク317よシバルブ318を経てラ
イン320よシ醗酵槽333に入る。
貯蔵タンク290からは、式、 いは混合物として、ライン291を通り、パルプ292
を経てポンプ293により、孔294よシ醗酵バッチ3
34に入れられる。空気は槽321よりライン322を
通わ、無口フィルター323を経て、ライン324を通
りパルプ325を経て、スパージャ−326と327に
より醗酵バッチ334に注入される(空気泡が番号33
2で示しである)。醗酵中、水酸化ナトリウム(例えl
l150パー七ント水溶液)が貯蔵タンク309よりバ
ルブ310を経て、p■検知装置+331)でコントロ
ールされるポンプ311でもって醗酵槽333に注入さ
れ、消泡剤(例えばシリコン消泡剤ンが貯蔵タンク31
3よりバルブ314を経てライン316よシ泡検知装置
400をコントロールライン401につながれたポンプ
315でもって加えられる。
醗酵中、主として生成するエステルは式、R。
で表わされ、ここでR1、R1及びR8はそれぞれ水素
又はエチル基を示し1点線は炭素−炭素一重結合又は炭
素−炭素一重結合を示し、又R′はC,−C,低級アル
キル基であり、又R,,R,及びR1の肉食なくとも1
つはメチル基を示す。これらのエステルは醗酵混合物3
34より、気泡332の中に含1れ1蒸留Iされる。
エステルと空気との・混合物は、フィルター337を経
てライン336より熱又換器340のコイル339に入
る。熱交換器は、例えば341から入り342に出る冷
媒の対流熱交換によシ冷却される。冷却されたエステル
と空気の気体混合物は、ライン343を通シ、凝縮トラ
ップ344に孔345より入り、凝縮物は347に集め
られる。エステルと空気の混合物は、さらにライン34
8に孔346から入シ、容器353Aに入れられた活性
炭ベッド353、又は容器352Aに入れられた活性炭
ベッド352に送り込まれる。エステルと空気の混合気
体が、活性炭ベッド352のみに送り込まれる場合は、
バルブ351は閉じられ、ライン351人に入らぬよう
にする。こうしてエステルと空気の混合物は、バルブ3
50を経てライン349より活性炭ベッド352に入れ
られ、エステルが吸着されたあとの非吸着気体は354
より出される、。
容器353Aに入れられた活性炭ベッド353が使用さ
れる場合は、パルプ351が開かれ。
パルプ350か閉じられる。こうして、エステル−空気
の混合物はバルブ351を経て、ライ−7351人より
活性炭ベッド353に入る。非吸着気体と空気は355
で出る。
活性炭ベッドが飽和した時、活性炭は槽353Aよりラ
イン356、例えば固体コンベヤーでもって蒸留装置3
59に入れられる。又は、エステルを吸着した活性炭3
52は槽352Aより、ライン358を通り、固体フン
ベヤ−357でもって蒸留装置ff359に入れられる
。又蒸留器359には、貯蔵タンク363よりライン3
64を辿υ、ポンプ3G6(必要とする。場合)により
蒸留溶剤(例えばプロピレングリコール)が加えられる
。作動中の蒸留器は、加熱コイル362で力r!熱され
る。エステル蒸留物は、ライン368を通りコンデンサ
ー3G9を通る。コンデンサーは、例えば冷却溶剤を対
流的に371より入れ、370よυ出すことにより冷却
することが出来る。
コンデンサー(369及び372で示される)は、出口
373に接続さhている。凝縮したエステルは、ポンプ
375により、ライン373を通り、パルプ374を経
て、生成物受容器376に入力られ、さらに精製又は分
留する為にライン377で送られるう 無菌のデキストロース炭素源は、好ましくは、30口か
ら原培養液で接続する直前に一度に加えることも出来る
貯蔵タンク300の原培養液は、醗酊槽に貯蔵タンク3
04からデキストロースを加、するのに用Aたポンプ、
即ち303とラインを用いて加えるのが好ましい。又好
ましい設置状態は第5図に示す如くである。
エチルアルコールおよびp■を調整する水綬化ナトリウ
ム溶液は、もともと無菌であるので無菌にする必要はな
い。しかしそれらの入る口は無菌にする必要がある。
第6図は、第5図に示された装置の部分の詳細図で活性
炭ベッド352及び353の設置状態を示す。
ここでエステルと空気との混合物は、ライン34Bより
、同時に活性炭ベッド352及び353にそれぞれパル
プ350.351を経て、ライン349を通り送り込ま
れる。その様な場合には、ライン456のパルプ457
及びライン45Bのパルプ459は閉じられ、エステル
を含まない空気は、ライン354と355を通りパルプ
452と455を経て、ライン453と454で外界4
62と463に出される(パルプ451は閉じた状態で
ある)。
代りに活性炭ベッド353と352とは、連続的に操作
することが出来、エステルと空気の混合物を先ず活性炭
ベッド352に通し、その後活性炭ベッド353に通す
ことによりより効果的に吸着をさせることが出来、全体
の操作を能率よくすることが出来る。従って例えば、パ
ルプ351を閉じた状態にし、パルプ350を開けてお
く。さらにパルプ459を閉じパルプ457を開き、パ
ルプ455と452とを閉じ、パルプ451を開けてお
く。こうするとエステルと空気の混合物は、ライン34
Bを通υ、パルプ350を経てライン349より活性炭
ベッド352に入る。ここでエステルと空気の混合物中
の70パーセントのエステルが吸着される。
残シのエステルと空気の混合物は、ライン354及び4
56を通り、パルプ451を経てライン355よシ活性
炭ペッド353に入シ、残シのエステルがエステルと空
気混合物より吸着される。空気と吸着されなかったガス
は、ライン456よりパルプ457を経て外界461に
出される。
その後、第5図に示した如くエステルの吸着した活性炭
352と353とは356と357とで取り出され、さ
らにスラリー化されて蒸留に供される。
第6図の装置は第5図のさらなる変形であシ、上記の代
りに、活性炭ベッド352と353は。
第2図の活性炭ベッドで示した如く交互に操作すること
が出来る。最初罠パルプ351と459、並びに451
を閉じておく。エステルと空気の混合物は、ライン34
8より、ライン349を通シパルプ350を経てベッド
352に入る。
非吸着ガスと空気からなる不要ガスはライン354を通
り、パルプ452t″経てライン453より外界462
に出る。飽和時、即ち活性炭が吸着エステルで飽和した
時、パルプ350とパルプ457が閉じられ、パルプ4
51は閉じたままにして、パルプ351を開ける。エス
テルと空気の混合物は、ライン348、ライン351A
を任て活性炭ペッド353に入る。非吸着ガスと空気は
ライン355を通り、パルプ454を経て、ライン45
5よシ外界463に出る。
実施例 以下に掲げる実施例は、この発明に従って製法を実飽し
たものを記述したものである。特定の使用される物質の
量、使用される原料の種類、イーストを含む微生物の同
類や菌株等は、この発明を説明するものであり、制限す
るものではない。
実施例1 第1図の装置において醗酵槽10に、接種、材料として
1tのゲオトリチュム フラグランス(Geotric
hum fragran!1) (ATCC11247
) %0.3qb溶液にするに充分なイソロイシン、6
%デキストロース水溶液、0.05q6硫rRマグネシ
ウム7水和物と、0.021)ウィーン■(TWEEN
■〔80ポリオヤシエチレンと 20ソルビタンモノオ
レエートとの混合物)を入れる。
醗酵槽を400 rpmで攪拌し、温度を25℃に保つ
。空気注入速度は】分間161とする。
pHの値は5.05から5.25の間に調整する。
反応は基本的には次に示す通りである。
エチルアルコールを反応混合物に1時間10dの割合で
加える゛(25時間に総1250rntのエチルアルコ
ールを加える)。
エステルの吸着した活性炭は水蒸気で処理し、エステル
を含む凝縮分を得る。1(lのこのエステルを含む凝縮
分を10 mlの蒸留水と混ぜ1.51.の、Vオ、■
1□(FRgON■0、)で抽出する。得られたフレオ
ン抽出層は無水硫酸マグネシウムで乾燥し、窒素気流で
0.59まで濃縮する。得られた濃縮液は、ガスクロマ
トグラフィー質量分析(GCMS)で分析し、その結果
は次の通りであった。
第7図は実施例1にもとづきインロイシンの醗酵によシ
得られる種々のエステルを含む反応生成物のガスクロマ
トグラフィーの図である。
(栄件:400謂X0.035mガラスキャピラリーカ
ラム、5E−30、温度プログラム7〇−190℃(2
℃/m1n)。図中ピークはガスクロマトグラムに示さ
れており、これらのピークの同定は第1表にピーク番号
と化合物塩で示しである。
得られた生成物は、果実様、りんご様、いちご様及びミ
ント様の香りがし、3ppmでの呈味はりんご、なし、
いちごなどの果実フレーバーとして有用である。
4 ppmの割合で、得られた生成物をサンキスト” 
(5UNKIST■)のオレンジシー−スジラップに加
え、ジュースを調整した。出来たものはすぐれた自然の
オレンジの香りと味がし、りんご、なし、いちご様の下
味が供う。
以下の実施例は、第2表に示す条件で上記の反応を行っ
たもので、生成物は主生成物であるチグリン酸エチルと
2−メチル酪酸エチルとの2つのエステルのパーセント
より計算したものである。
実施例2 反応: す 3日間の間、1tの接種材料としてゲオトリチュム フ
ラグランス(Gsotrlchum fragrana
)(ATCC11247)を培着する。
この接種材料を第5図の貯蔵タンク300より醗酵槽3
33に加える。
ロイシンを全体の0.55%になるように醗酵バッチに
加える。全体の醗酵バッチの量は、22tである。貯蔵
タンク304より無菌の50%セレローゼ■tcgRg
Losg■)水溶液を、その濃度が全体の6%になる様
に醗酵槽333に加える。
さらにアンペレックス■(AMBREXo)を全体の0
.1%になる様に、硫酸マグネシウム7水和物を全体の
0.05%になる様に、第2リン酸カリウムを全体の0
.196トウイーン[F]80(TWBEN■80)を
全体の0.02%になる様に加える。
醗酵槽を40 Orpmの速度で攪拌し、空気を1分間
16tの速度で通す。活性炭トラップ352と353は
、それぞれ300.!iIと150Iの活性炭をつめて
おく。p■の値は貯蔵タンク309より水酸化ナトリウ
ムを加えることにより5.05から5.25に保つ。
貯蔵タンク363にはプロピレングリコールを入れ、活
性炭ベッド352と353とからエステルを吸着した活
性炭とスラリーを作るために用いる。
24時間の間、エチルアルコールを反応液に常にその濃
度が0.65%から0.675%に保たれる様に加える
。反応液に加えたエチルアルコールの総量は500−で
あった(75チエチルアルコール水溶液を醗酵槽333
に貯蔵槽317よシライン320を通して加えた)。
エステルを吸着した活性炭は、プロピレングリコールと
バッチ蒸留装置359で混ぜられ、コンデンサー372
を用いて蒸留する。ロイシンの醗酵により得られるエス
テル金倉む反応生成物(他の化合物も含む)は分析によ
り第8図に示されるクロマトグラムを得た(条件:クロ
モソルプ101 (Chromoaorb 101 )
 。
6′×0.125“カラム、温度プログラムZoo−2
50℃(20℃/m1n))。
ピーク番号801で示されるピークは酢酸エチルである
。さらに802は未反応エチルアルコール、803はプ
ロピオン酸エチル、804はイソ酪酸エチル、805は
2−メチル酪酸エチル、806はインパレリアン酸エチ
ル、807はイソアミルアルコール、808はセネシオ
酸エチル、809はチグリン酸エチルである。しかし生
成物の大部分はインバレリアン酸エチルである。インバ
レリアン酸エチルは式、メνべO△ で表わされ、セネシオ酸エチルは式、 で表かされ、チグリン酸エチルは式。
で表わされる。第9図はインパレリアン酸エチルのガス
クロマトグラフィーのスペクトルで、そのエステルはに
8図のピーク番号806に示されている。第10図はセ
ネシオ酸エチルのガスクロマトグラフィーのスペクトル
で、そのエステルは第8図のピーク番号808に示され
ている。
実施例3 反応: 接種材料を1を量で24時間ゲオトリチュム7ラグラン
/C(Geotrlchum fraHrang )(
ATCC11247)を培養させることによシ調製する
第5図の醗酵槽333を用い、前述の実施例ト同様にロ
イシンの代りにイソロイシンを出発物質として用いて行
なう。
醗酵の温度は25℃、攪拌は4 Q Orpmとし、空
気注入は1tにつき1分間に0.731の速度とする。
又p1+は5.05から5.35に保つ。糖としてセレ
ローゼ■(CF、nELO8F、■)2001をrBO
%バッチの中に6チとなる様に、別に無菌状態として5
0パーセント溶液としたものを加える。インロイシンの
醗酵溶液中の初期濃度は0.55チであシ、第2リン鐵
カリウムの量は0.1チ、硫酸マグネシウム7水和物は
0.Q5チ。
■ トウイーンの80 (TV/EEN  80)は0.0
2%である。シリコン消泡剤を時々貯蔵タンク313よ
りライン316金通し、酬酵槽333に消泡するために
加える。この添加は、泡検知器400によりコントロー
ルされる。75チエチルアルコール水溶液を、rfR槽
31γより48時間の間に450 rnl、1時間に約
11−の速度で加え、エチルアルコールの醗酵バッチ3
34中の濃度を0.49チから0.82%に保つ。
醗酵で生成したエステルは、容器352Aに入れられた
活性炭ベッド352と、容器353Aに入れられた活性
炭ベッド353でトラップされる。活性炭ベッド352
の活性炭の量は300g(71,5gのエステル混合物
を得る)で、活性炭ベッド353の活性炭の位は150
g(エステル混合物11.7.!i+を得る)である。
エステルを吸着した活性炭パッチは、蒸留槽359に3
61の様に入れられ、プロピオングリコールと(250
ml )と混ぜられる。得られたスラリーは、蒸留カラ
ム359のプレート360で蒸留分離され、ライン36
8を通り、コンデンサー369/372を経てライン3
74より化17保持タンク376に入る。
第11図は、エチルアルコールの存在下にイソロイシン
の醗酵により生成式れたエステル混合物のガスクロマト
グラムである(条件:50mX0.32mフユーズド 
シリカ カラム、カルボワックス20M、m度プログラ
ム75−225℃(2℃/m1n))。
ピーク番号1101のピークはプロピオン酸エチルであ
シ、1102のピークはイソ酪酸エチル、1103のピ
ークはシリコン消泡剤である。ピーク番号110・4の
、ピークは酪酸エチルで、1105のピークは2−メチ
ル酪酸エチル、1106のピークはイノバレリアン酸エ
チル、110Tのピークはチクリン殴エチル、1108
のピークはシリコン消泡剤、11a9のピークは2−メ
チル−1−ブタノール、1110のピークはインバレリ
アン酸イノアミルであり。
1111のピークはシリコン消泡剤である。
第11図は、一番目のエステルトラップ、即ち活性炭パ
ッチ352にトラップされたエステル混合物のガスクロ
マトグラムのプロファイルである。第12図は、二番目
のエステルトラップ、即ち活性炭パッチ353にトラッ
プされたエステル混合物のガスクロマトグラムのプロフ
ァイルであろ(第11図のガスクロマトグラフィーと同
じ条件である]。
ピーク番号1201で示されるピークは酢酸エチルで、
1202のピークはエチルアルコール、1203のピー
クはプロピオン酸エチル、12(14のピークはイソ酪
酸エチル、1205のピークはプロピオンアルデハイド
プロピレングリコールアセタール、120Gのピークは
インバレリアン酸エチル、1205Aのピークは2−メ
チル酪酸エチル、1207のピークはシリコン消泡剤、
1208のピークは2−メチル−1−ブタノール、12
n’iのピークはチグリ/l!!エチル、1210のピ
ークはイノバレリアン酸イソアミルとインパレリアン酸
n−アミル、及び1211のピークはシリコン消泡剤で
ある。
実施例4 エステル混合物の合成 反応: 接種材料として、3日間90mjのゲオトリチュム フ
ラグランス(Gaotriahum fragrans
 )(ATCC24512)を成長さす。
第5図の装置及び実施例2の方法な用いて、醗酵槽33
3にデキストロースを醗酵パッチ(全体量3.51 )
に5%デキストロースとなる様に加える。4 mtの消
泡剤と40rnlのエチルアルコールとを加える。空気
は1分に付2tの速度で注入する。醗酵パッチは、40
0 rpmで攪拌し、piは1モル水酸化カリウム水溶
液で6.5−6.7に調整維持する。2つのカラム35
2と353とにはそれぞれ100gのアンパライト■X
AD−21i[(ポリビニルベンゼンスルホン酸樹脂)
を入れる。
23IIのイソロイシンを醗酵パッチに加える。
醗酵反応は3日間行ない。その後樹脂ベッドはフレオン
■113で抽出し、7レオン抽出液は30%重炭酸ソー
ダ溶液と食塩水で洗い、無水硫酸ナトリウムで乾燥する
。溶媒を窒素で除くと2.04,9の残渣が得られる。
これを常圧で蒸留すると2留分が得られ、第一の留分け
62.1係の゛2−メチル酪酸エチルと19.13 %
のチプリン酸エチルを含み、第二留分は、28.5 %
の2−メチル酪酸エチルと27.4 %のチグリン酸エ
チルを含む。
実施例5 反応: 接種材料としてIQOdのゲオトリチュムフラグラyス
(Geotrlchum fragrana )(AT
CC11247)を49時間培養する。
第5図の製置及び実施例2の方法を用いて、3tの醗酵
パッチを、5%デキストロースと0.55%インロイシ
ンとが含まれる様に調整する。
醗酵は25℃で行い、攪拌速度は40 Orpmとし、
空気は1分間4tの速度で注入する。pHは1モルの水
酸化カリウム溶液を用いて6.5にコントロールする。
エチルアルコールは、72時間かけて40rlの量を徐
々に加える。120時間後、酵酵反応を止め、反応中外
部よりの冷却で10℃に保たれていた10011の活性
炭トラップに水蒸気を水蒸気濃縮物が1000 ml貯
まる1で通す。水蒸気mwI物はフレオンo113で抽
出し、抽出液は無水硫酸マグネシウムで乾燥する。溶媒
を除くと1.42gのエステル混合物が得られる。
これには81.55%の2−メチル酪酸エチルと4.6
%のチグリン酸エチルを含む。
醗酵槽の残部を517ラスコに移し、32℃で35■H
g  の圧で蒸留すると200mAの液体が得られる。
この蒸留磨をフレオン■113で抽出すると45Ivの
エステル混合物が得られる。
活性炭トラップは、さらにアセトンで抽出されアセトン
抽出液を乾燥する。溶媒を除くと5.38.pのエステ
ル混合物が得られ、それは23チの2−メチル酪酸エチ
ルと13.7%のチグリン酸エチルとを含んでいた。
実施例6    ′ エステル混合物の合5!− 反応: 281容量の醗酵槽に110gのイソロイシン、22g
の第2リン酸カリウム、22Ji’のイーストエΦス、
11gの硫酸マグネシウム7水和物、及びl100Fの
無菌50チデキストロー7水溶液を含む醗酵反応液22
1を入れる。
pIfの値を6.5に調整し、ゲオトリテユム フラグ
ランス(Geotrlahum fragrana )
 (ATCC11247) F)fgM 1.000 
tn! (3日間培養シフ’cもの)t−接種材料とし
て加える。pHの値は、5モル水酸化カリウム水溶液に
、より、5.0から5.5の間に保つ。発泡はシリコン
消泡剤にてコントロールする。又通気は醗甫反応il 
tKつき、1分間5tの割合とする。エチルアルコール
は1時間につき4dの割合で反応液に加え、反応溶液中
にエチルアルコールが0.5%から0.875係になる
様にする(加えた総量は、75チエチルアルコールで2
94dであった)。
結果として、第1活性炭トラツプ352より最初抽出に
より、26.64の2−メチル酪酸エチルと17.3 
’jのチグリン酸エチルとを含む108、5 gのエス
テル混合物を得た。この活性炭トラップを再使用するこ
とにより18.8 %の2−メチル酪酸エチルと15.
9%のチグリン酸エチルとを含む7.48 gのエステ
ル混合物を得た。第2活性炭トラツプ353よりid、
38.3・メの2−メチル酪酸エチ、ルと6.93fi
のチグリン酸エチルとを含む8.24.9のエステル混
合物が得られた。この活性炭トラップを再使用すること
により更に3967%の2−メチル酪酸エチルと1.7
チのチグリン酸エチルとを含む4.9gのエステル混合
物を得た。更に第1トラツプの再抽出により36.3%
の2−メチル酪酸エチルと5.7嘔のチグリン酸エチル
とを含む7.89 gのニスデル混合物が得られ、又第
2トラツプの再抽出からは39.79gの2−メチル酪
酸エチルと3.12%のチグリン酸エチルとを含む5,
12Iのエステル混合物を得た。
要約丁れば、合計63.17のエステル混合物が得られ
、以下に記す成分を含む。
メチル酪酸エチル        2.52−メチル酪
酸エチル     43.4イソバレリアン酸エチル 
   16.22−メチル−1−ブタノール   2.
9チグリン酸エチル       32.0実施例7 反応: 実施例6と同様の方法で反応を行なった。但し、以下に
記す項目については変えて行なった。
(1)  インロイシ/の代りにロイシンを用いた。
(2)消泡剤は用いなかった。
(3)接種材料の量は200dであった。
(4)  pHの値は5に保った。
(5)醗酵パッチの攪拌は590 rpmの速度であっ
た。
主生成物はインパレリアン酸エチルで、少量のセネシオ
酸エチルが副生ずる。
実施例8 エステル混合物の合成 反応: 4.5%溶液を24時間培養する。
以下に示す醗酵パッチを第5図の醗酵槽333に加える
バリン         4 硫酸マグネシウム7水和物    0.05第2リン酸
カリウム      0.1アムベレツクス[F]  
    0.1ヤV。−+![F]        4
.5トウイーン[F]80         0.02
醗酵反応は、以下に記す条件で72時間行う。
通気レベル・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・0.73t/m1n(醗酵
パッチ1tに付) 攪拌速度・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・4 Q Orpm温庇
 ・・・・・・・・・・・・叫・・叫・・・・・・・曲
・・・・・・ 24〜26℃ρ■範囲 ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・5.00−5.10エチルアルコール総
使用量 ・・・・・・・・・・・・・・・ 550++
+/回収補助蒸留硫剤 ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・プロピレングリコール8酵バツチの総量は22
1とした。
活性炭トラップから合計74.5.9のエステル混合物
を得、それに含まれる成分は以下に記す通りである。
プロピオン酸エチル・・・・・・・川・・・山・・ 1
0.3%イア酪aエチル・川・・・回団・山・山・印・
 37.0%イソバレリア2酸エチル ・・・・用…旧
・・ 28.1%チグリン酸エチル・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・  465%第13図
はエチルアルコールの存在下でバリンの醗酵に占る反応
で生成したエステル混合物のガスクロマトグラムを示す
。ピーク番号1301のピークはエチルアルコールであ
り、1302のピークはプロピオン酸エチル、1303
のピークはイソ酪酸エチル、1304のピークはイソパ
レリアン酸エチルと2−メチル酪酸エチルであり、13
05のピークはチグリン酸エチルである。
反応混合物にチグリン酸エチルが含まれていたのは、接
種材料に少量のイソロイシンが含まれていたからである
。又イソバレリアン酸エチルのピーク(C2−メチル酪
酸エチルが含まれていたのは、接種材料にインロイシン
が不純物として含1れでいたからである。
実施例9 エステル混合物の合成 反応: 実施例8と同様の方法で反応を行なった。但し、以下に
記す項目については変えて行なった。
(1)  エチルアルコールの代シに165 mlのイ
ンブタ7ノールを用いた。
(2)バリンの代りに0.451の濃度でイソロイシン
を醗酵バッチに加えた。
第14図はインブタノールの存在下にインロイシンの醗
酵により生成したエステル混合物のガスクロマトグラム
である。
ピーク番号1401で表わされるピークはプロピオン酸
イソブチルであり、1402のピークはイソ酪酸イソブ
チル、1403のピークは2−メチル酪酸イソブチルと
イソパレリアン酸イソブチルで、1404はチグリン酸
イソブチルのピークである。
【図面の簡単な説明】
wc1図は本発明方法の実施に適する装置の系統図、 第2図ないし第4図は第1図の装置の部分系統図、 第5図は本発明方法の実施に適する他の装置の系統図。 第6図は第5図の装置の部分系統図、 第7図は実施例1の反応生成物のガスクロマトグラム、 W2B図ないし第10図は実施例2の反応生成物のガス
クロマトグラム、 第11図および第12図は実施例3の反応生成物のガス
クロマトグラム、 第13図は実施例8の反応生成物のガスクロマトグラム
、および 第14図は実施例9の反応生成物のガスクロマトグラム
である。 第1図ないし第6図において、 10.333・・・醗酵タンク、 12.202・・・攪拌機、 13.334・・・醗酵パッチ、 14.206・・・プロペラ2 16.326,327・・・スパージャ−122,32
3,337・・・フィルター、24.34.42.50
.5a、6G−74,96,140,IGO118B、
1913.290.300.304,309,313.
317.321.363・・・タンク 34.42.50.58.66.74.96.140.
111i8.188.196・・・貯蔵タンク88・・
・空気フィルター 92.369.372・・・コンデンサー94.224
.339・・・コイル 112.344・・・トラップ 14B、156.164.352.353・・・活性炭
ベッド容器 166・・・容器 187・・・ポツパー 199%201.3fi2・・・加熱器198.329
・・・バッフル 200・・・モーター 204.207・・・タンクのフタ 218.359・・・蒸留器 222.340・・・熱交換器 238.276・・・受容器 246・・・分留カラム 250・・・還流分離器 331・・・pn検知装置 360・・・蒸留器のタナ 362・・・加熱コイル 38.4B、54.62.70.7B、84゜110.
130,138.146,160゜192.236,2
44.262,264゜293.303,311.36
6.375・・・ポンプ 2G、  26、32、40.4B 、 56、64゜
72、 80. 86、 too、  1 o 8、1
28.136、144、154、162、110゜17
4.194,209,234.242.26(1,26
6,292,302,306゜308、 31Q、  
325、350 、351゜364.374,451.
452,455%457.459、 代ノエ人 三宅正失他1名 j浸       $迄 FIG、7 50     +00    150 FIG、ll

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中R_1R_2およびR_3はメチル基又は水素で
    あり、点線は炭素−炭素一重結合又は炭素−炭素二重結
    合を示し、又R′はC_2−C_5、アルキル基である
    〕 で表わされる天然に存在するC_4−C_5カルボン酸
    のC_2−C_5アルキルエステル。
  2. (2)式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中R_1、R_2およびR_3は前記と同意義を有
    する〕 で表わされるアミノ酸とC_2−C_5アルコールとを
    上記エステルの少なくとも1つを生産できる微生物の存
    在下に反応させることにより 式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中R_1、R_2およびR_3は前記と同意義を有
    し、R′はC_2−C_5アルキル基である〕で表わさ
    れる天然に存在するC_4−C_5カルボン酸のC_2
    −C_3アルキルエステルを製造することを特徴とする
    天然に存在するC_4−C_5カルボン酸のC_2〜C
    _5アルキルエステルの製法。
  3. (3)上記微生物は、 ¥ブレタノミセス¥ ¥アノマルス¥ (¥Brettanomyces¥ ¥anomalu
    s¥)¥キヤンデイダ¥ ¥ルセイ¥ (¥Candida¥ ¥krusei¥)¥キヤンデ
    イダ¥ ¥リポリテイカ¥ (¥Candida¥ ¥lipolytica¥)¥
    キヤンデイダ¥ ¥プシユドトロピカリス¥(¥Can
    dida¥ ¥pseudotropicalis¥)
    ¥セラトシステイス¥ ¥モニリホルミス¥(¥Cer
    atocystis¥ ¥moniliformis¥
    )¥ゲオトリチユム¥ ¥フラグランス¥ (¥Geotrichum¥ ¥fragrans¥)
    ¥ゲオトリチユム¥ ¥ペニシラタウム¥ (¥Geotrichum¥ ¥penicillat
    um¥)¥ゲオトリチユム¥ ¥スアベオレンス¥ (¥Geotrichum¥ ¥suaveolens
    ¥)¥ハンゼニユラ¥ ¥アノマラ¥ ¥バル¥.¥オ
    クトスポラス¥ (¥Hansenula¥ ¥anomala¥ ¥v
    ar¥.¥octosporus¥)¥ハンゼニユラ¥
     ¥サトルニユス¥(¥ハンゼニユラ¥ ¥スアベオレ
    ンス¥) 〔¥Hansenula¥ ¥saturnus¥(¥
    H.¥ ¥suaveolens¥)〕¥ハンゼニユラ
    ¥ ¥スブペリクロサ¥ (¥Hansenula¥ ¥subpellicul
    osa¥)¥ローエクエラ¥ ¥アピクラタ¥ (¥Kloeckera¥ ¥apiculata¥)
    ¥ピチア¥ ¥フアリノサ¥ (¥Pichia¥ ¥farinosa¥)¥サツカ
    ロミセス¥ ¥ローキシNo.675¥(¥Sacch
    aromyces¥ ¥rouxii No.675¥
    )¥シゾキツカロミセス¥ ¥ポンベイ¥ (¥Schizosaccharomyces¥ ¥p
    ombei¥)および ¥スポロボロミセス¥ ¥オードルス¥ (¥Sporobolomyces¥ ¥odorus
    .¥)の中から選ばれる特許請求の範囲第(2)項記載
    の製法。
  4. (4)式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中R_1、R_2及びR_3はメチル基又は水素で
    あり、又R_1、R_2及びR_3の内少なくとも1つ
    はメチル基である)で表わされるアミノ酸とC_2−C
    _5アルカノールとの反応を行なう装置、反応混合物に
    通気する装置、通気により生成物を活性炭ベツドに運ぶ
    装置、スラリー溶媒により活性炭をスラリーにする装置
    、得られたスラリーを蒸留装置に運ぶ装置、及び活性炭
    ベツドより分離されて得られた生成物を採取する装置か
    らなることを特徴とする天然に存在するC_4−C_5
    カルボン酸のC_2−C_5アルキルエステルを製造す
    る装置。
JP60167843A 1984-07-31 1985-07-31 カルボン酸のアルキルエステルの発酵法による製法および装置 Granted JPS6153241A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/636,225 US4657862A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Preparation of naturally-occurring C2-C5 alkyl esters of C4-C5 carboxylic acids by means of fermentation of C5-C6 amino acids in the presence of C2-C5 alcohols
US636225 1984-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6153241A true JPS6153241A (ja) 1986-03-17
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