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JP7351513B2 - Fermentation bacteria aggregation inhibitor and method for producing useful substances - Google Patents
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JP7351513B2 - Fermentation bacteria aggregation inhibitor and method for producing useful substances - Google Patents

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Description

本発明は、発酵菌の凝集抑制剤及び有用物質の製造方法に関する。 The present invention relates to an aggregation inhibitor for fermentation bacteria and a method for producing a useful substance.

ツイーン80{ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート(EO20モル付加)、ツイーンはクローダ インターナショナル ピーエルシーの登録商標である。}、ツイーン40{ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミタート(EO20モル付加)}などの界面活性剤を使用して、Trichoderma reesei(発酵菌)内に生成したセルラーゼ(有用物質)を菌外への効率的に分泌させること(非特許文献1)は従来より知られていたが、発酵菌の凝集抑制剤を用いて発酵菌の凝集を抑制し、有用物質の生産性を向上させる方策は知られていなかった。 Tween 80 {polyoxyethylene sorbitan monooleate (20 moles of EO added), Tween is a registered trademark of Croda International PLC. }, using a surfactant such as Tween 40 {polyoxyethylene sorbitan monopalmitate (added with 20 moles of EO)}, the cellulase (useful substance) produced in Trichoderma reesei (fermenting bacteria) can be efficiently removed from the bacteria. Although it has been known for a long time that fermentation bacteria are secreted by aggregation inhibitors (Non-Patent Document 1), there is no known method for suppressing the aggregation of fermentation bacteria using a fermentation bacteria aggregation inhibitor and improving the productivity of useful substances. Ta.

発酵ハンドブック、バイオインダストリー協会発酵と代謝研究会編集、共立出版株式会社、2001年7月発行、253頁Fermentation Handbook, edited by Bioindustry Association Fermentation and Metabolism Study Group, Kyoritsu Publishing Co., Ltd., published July 2001, 253 pages.

本発明は、有用物質(アミノ酸やタンパク質、アルコール、カルボン酸、アミン等)の生産性を向上できる凝集抑制剤を提供することである。 The present invention provides an aggregation inhibitor that can improve the productivity of useful substances (amino acids, proteins, alcohols, carboxylic acids, amines, etc.).

本発明の発酵菌の凝集抑制剤の特徴は、有用物質を生産する発酵工程に使用される発酵菌の凝集抑制剤であって、式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(A)を含んでなる点を要旨とする。 The feature of the aggregation inhibitor for fermentation bacteria of the present invention is that it is an aggregation inhibitor for fermentation bacteria used in the fermentation process for producing useful substances, and is characterized by containing a polyoxyalkylene compound (A) represented by formula (1). The main points include the following points.

R1[(-AO)n-(EO)m-R2]p (1) R1[(-AO)n-(EO)m-R2]p (1)

R1はトレハロース、スクロース、ソルビトール、アラビノース、エリスリトール、グリセリン、ガラクトース又はキシリトールの反応残基、AOは炭素数3又は4のオキシアルキレン基、EOはオキシエチレン基、R2は水素原子又はメチル基、nは4~40の整数、mは0~20の整数、pは3~8の整数である。 R1 is a reactive residue of trehalose, sucrose, sorbitol, arabinose, erythritol, glycerin, galactose or xylitol , AO is an oxyalkylene group having 3 or 4 carbon atoms, EO is an oxyethylene group, R2 is a hydrogen atom or a methyl group , and n is a m is an integer of 0 to 20 ; p is an integer of 3 to 8 ;

本発明の有用物質の製造方法の特徴は、工業原料、食用原料又は医薬原料から選ばれる有用物質を生産する発酵工程において、上記の凝集抑制剤を発酵液に添加して発酵する点を要旨とする。 The feature of the method for producing a useful substance of the present invention is that in the fermentation process for producing a useful substance selected from industrial raw materials, edible raw materials, or pharmaceutical raw materials, the above-mentioned aggregation inhibitor is added to the fermentation solution. do.

本発明の発酵菌の凝集抑制剤は、有用物質(アミノ酸やタンパク質、アルコール、カルボン酸、アミン等)の生産性を向上できる。 The aggregation inhibitor for fermentation bacteria of the present invention can improve the productivity of useful substances (amino acids, proteins, alcohols, carboxylic acids, amines, etc.).

本発明の製造方法を用いると、高い生産効率で有用物質を製造できる。
なお、本発明の発酵菌の凝集抑制剤を用いることにより、発酵菌の凝集が抑制され、発酵菌が原料や培養液等との接触面積が増加し、有用物質への反応効率及び有用物質の分泌効率が向上し、結果として有用物質の生産性が向上すると考えられる。
By using the production method of the present invention, useful substances can be produced with high production efficiency.
In addition, by using the aggregation inhibitor of fermentation bacteria of the present invention, aggregation of fermentation bacteria is suppressed, the contact area of fermentation bacteria with raw materials, culture solution, etc. increases, and the reaction efficiency to useful substances and the production of useful substances are increased. It is thought that the secretion efficiency is improved and, as a result, the productivity of useful substances is improved.

有用物質としては特に限定はないが、アミノ酸やタンパク質、アルコール、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、アミン及び炭化水素が含まれる。 Useful substances include, but are not particularly limited to, amino acids, proteins, alcohols, carboxylic acids, hydroxycarboxylic acids, amines, and hydrocarbons.

アミノ酸としては、バリン、ロイシン、アスパラギン酸、グルタミン酸及びヒスチジン等が挙げられる。 Examples of amino acids include valine, leucine, aspartic acid, glutamic acid, and histidine.

タンパク質としては、酵素(酸化還元酵素、加水分解酵素及び合成酵素等)、ホルモンタンパク質(インターフェロンα、成長ホルモン、インスリン及びグルカゴン等)、発光タンパク質(ルシフェラーゼ等)及びペプチド等が挙げられる。 Examples of proteins include enzymes (oxidoreductases, hydrolases, synthetic enzymes, etc.), hormone proteins (interferon α, growth hormone, insulin, glucagon, etc.), photoproteins (luciferase, etc.), and peptides.

アルコールとしては、モノオール(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ドデカノール、イソオクタデカノール、フェノール及びオクタデセノール等);ポリオール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ジグリセリン、トリメチロールエタン及びトリメチロールプロパン等);及び糖類{単糖類(グリセリン、エリトルロース、エリトリトール、アラビノース、キシルロース、キシリトール、フルクトース、ソルボース、グルコース、マンノース、ラクトース及びソルビトール等)、二糖類(スクロース、ラクトース及びトレハロース等)、三糖類(ラフィノース及びマルトトリオース等)、四糖類(アカルボース及びスタキオース等)及び多糖類(デンプン、セルロース、デキストリン及びキチン等)}等が挙げられる。 Alcohols include monools (methanol, ethanol, propanol, butanol, dodecanol, isooctadecanol, phenol, octadecenol, etc.); polyols (ethylene glycol, propylene glycol, diglycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, etc.); Sugars {monosaccharides (glycerin, erythrulose, erythritol, arabinose, xylulose, xylitol, fructose, sorbose, glucose, mannose, lactose, sorbitol, etc.), disaccharides (sucrose, lactose, trehalose, etc.), trisaccharides (raffinose and maltotriose) ), tetrasaccharides (such as acarbose and stachyose), and polysaccharides (such as starch, cellulose, dextrin, and chitin).

カルボン酸としては、エタン酸、プロパン酸、デカン酸、オクタデセン酸、エタン二酸、ブタン二酸、ブテン二酸、2-メチリデンブタン二酸、安息香酸及びベンゼンジカルボン酸等が挙げられる。 Examples of the carboxylic acid include ethanoic acid, propanoic acid, decanoic acid, octadecenoic acid, ethanedioic acid, butanedioic acid, butenedioic acid, 2-methylidenebutanedioic acid, benzoic acid, and benzenedicarboxylic acid.

ヒドロキシカルボン酸としては、2-ヒドロキシエタン酸、2-ヒドロキシプロパン酸、2,3-ジヒドロキシプロパン酸、2-ヒドロキシブタン二酸、2-ジヒドロキシブタン二酸、2-ヒドロキシプロパン-1,2,3-トリカルボン酸及び2-ヒドロキシ安息香酸等が挙げられる。 Examples of hydroxycarboxylic acids include 2-hydroxyethanoic acid, 2-hydroxypropanoic acid, 2,3-dihydroxypropanoic acid, 2-hydroxybutanedioic acid, 2-dihydroxybutanedioic acid, 2-hydroxypropane-1,2,3 -tricarboxylic acid and 2-hydroxybenzoic acid.

アミンとしては、アンモニア、メチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン及びトリエチレンテトラミン等が挙げられる。 Examples of the amine include ammonia, methylamine, triethylamine, ethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, and triethylenetetramine.

炭化水素としては、メタン、エタン、プロパン、デカン及びパラフィン等が挙げられる。 Hydrocarbons include methane, ethane, propane, decane, paraffin, and the like.

炭素数1~30の活性水素含有化合物の反応残基(R1)は、炭素数1~30の活性水素化合物から活性水素原子を除いた反応残基を意味する。炭素数1~25の活性水素含有化合物としては、水酸基(-OH)、イミノ基(-NH-)、アミノ基(-NH)及び/又はカルボキシル基(-COOH)を少なくとも1個含む化合物が含まれ、アルコール、アミド、アミン、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸及びアミノ酸が含まれる。 The reactive residue (R1) of an active hydrogen-containing compound having 1 to 30 carbon atoms means a reactive residue obtained by removing an active hydrogen atom from an active hydrogen compound having 1 to 30 carbon atoms. Examples of active hydrogen-containing compounds having 1 to 25 carbon atoms include compounds containing at least one hydroxyl group (-OH), imino group (-NH-), amino group (-NH 2 ), and/or carboxyl group (-COOH). Included are alcohols, amides, amines, carboxylic acids, hydroxycarboxylic acids and amino acids.

アルコールとしては、モノオール(メタノール、ブタノール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール及びイソステアリルアルコール等)、ポリオール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、イソブチレングリコール、ソルビタン、ジグリセリン、テトラグリセリン、トリメチロールエタン及びトリメチロールプロパン等)及び糖類{単糖類(ジヒドロキシアセトン、グリセリン、エリトルロース、エリトリトール、アラビノース、キシルロース、キシリトール、フルクトース、ソルボース、グルコース、マンノース、ラクトース及びソルビトール等)、二糖類(スクロース、ラクトース及びトレハロース等)、三糖類(ラフィノース及びマルトトリオース等)、四糖類(アカルボース及びスタキオース等)、五糖類(ペンタオース等)及び六糖類(ヘキサオース等)}等が挙げられる。 Alcohols include monools (methanol, butanol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, isostearyl alcohol, etc.), polyols (ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, isobutylene glycol, sorbitan, diglycerin, tetraglycerin, trimethylolethane, and triglycerin). methylolpropane, etc.) and sugars {monosaccharides (dihydroxyacetone, glycerin, erythrulose, erythritol, arabinose, xylulose, xylitol, fructose, sorbose, glucose, mannose, lactose, sorbitol, etc.), disaccharides (sucrose, lactose, trehalose, etc.), Trisaccharides (such as raffinose and maltotriose), tetrasaccharides (such as acarbose and stachyose), pentasaccharides (such as pentaose), and hexasaccharides (such as hexaose), and the like.

アミドとしては、モノアミド(ギ酸アミド、プロピオン酸アミド及びステアリルアミド等)及びポリアミド(マロン酸ジアミド及びエチレンビスオクチルアミド等)等が挙げられる。 Examples of amides include monoamides (such as formic acid amide, propionic acid amide and stearyl amide) and polyamides (such as malonic acid diamide and ethylene bisoctyl amide).

アミンとしては、モノアミン(ジメチルアミン、エチルアミン、アニリン及びステアリルアミン等)及びポリアミン(エチレンジアミン、ジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラミン等)等が挙げられる。 Examples of amines include monoamines (dimethylamine, ethylamine, aniline, stearylamine, etc.) and polyamines (ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, etc.).

カルボン酸としては、有用物質の欄で説明したカルボン酸と同じもの等が挙げられる。 Examples of the carboxylic acid include the same carboxylic acids as explained in the section of useful substances.

ヒドロキシカルボン酸としては、2-ヒドロキシエタン酸、2-ヒドロキシプロパン酸、2,3-ジヒドロキシプロパン酸、2-ヒドロキシブタン二酸、2-ジヒドロキシブタン二酸、2-ヒドロキシプロパン-1,2,3-トリカルボン酸、2-ヒドロキシベンゼン酸及び12-ヒドロキシオクタデカン酸等が挙げられる。 Examples of hydroxycarboxylic acids include 2-hydroxyethanoic acid, 2-hydroxypropanoic acid, 2,3-dihydroxypropanoic acid, 2-hydroxybutanedioic acid, 2-dihydroxybutanedioic acid, 2-hydroxypropane-1,2,3 -tricarboxylic acid, 2-hydroxybenzenic acid and 12-hydroxyoctadecanoic acid.

アミノ酸としては、グリシン、4-アミノブタン酸、6-アミノヘキサン酸及び12-アミノドデカン酸等が挙げられる。 Examples of amino acids include glycine, 4-aminobutanoic acid, 6-aminohexanoic acid, and 12-aminododecanoic acid.

これらのうち、生産性の観点から、アルコールが好ましく、さらに好ましくは糖類、特に好ましくは単糖類(ジヒドロキシアセトン、グリセリン、エリトルロース、エリトリトール、アラビノース、キシルロース、キシリトール、フルクトース、ソルボース、グルコース、マンノース、ラクトース、ソルビトール等)、二糖類(スクロース、ラクトース、トレハロース等)及び三糖類(ラフィノース、マルトトリオース等)、最も好ましくは単糖類及び二糖類である。 Among these, alcohols are preferred from the viewpoint of productivity, and more preferably sugars, particularly monosaccharides (dihydroxyacetone, glycerin, erythrulose, erythritol, arabinose, xylulose, xylitol, fructose, sorbose, glucose, mannose, lactose, sorbitol, etc.), disaccharides (sucrose, lactose, trehalose, etc.) and trisaccharides (raffinose, maltotriose, etc.), most preferably monosaccharides and disaccharides.

炭素数3~18のオキシアルキレン基(AO)としては、オキシプロピレン、オキシブチレン、オキシイソブチレン、オキシテトラメチレン、オキシ(1-又は2-フェニルエチレン)、オキシ-1,2-デシレン、オキシ-1,12-ドデシレン、オキシ-1,2-ドデシレン及びオキシ-1,2-オクタデシレン等が挙げられる。複数種類の炭素数2~18のオキシアルキレン基(AO)を用いる場合、これらはブロック付加でもランダム付加でもよい。 Examples of the oxyalkylene group (AO) having 3 to 18 carbon atoms include oxypropylene, oxybutylene, oxyisobutylene, oxytetramethylene, oxy(1- or 2-phenylethylene), oxy-1,2-decylene, oxy-1 , 12-dodecylene, oxy-1,2-dodecylene and oxy-1,2-octadecylene. When using multiple types of oxyalkylene groups (AO) having 2 to 18 carbon atoms, these may be added by block addition or random addition.

これらのうち、生産性の観点から、オキシプロピレン、オキシブチレン、オキシテトラメチレン及びオキシ(1-又は2-フェニルエチレン)が好ましく、さらに好ましくはオキシプロピレン及びオキシブチレンである。 Among these, from the viewpoint of productivity, oxypropylene, oxybutylene, oxytetramethylene and oxy(1- or 2-phenylethylene) are preferred, and oxypropylene and oxybutylene are more preferred.

水素原子又は炭素数1~24の1価の有機基(R2)のうち、炭素数1~24の1価の有機基としては、アルキル基(R)、アルケニル基(R’)、アシル基(-COR)及びアロイル基(-COR’)が含まれる。括弧内に表記した化学式の内、R、R’はそれぞれ上記のアルキル基(R)及びアルケニル基(R’)に対応する。 Among hydrogen atoms or monovalent organic groups having 1 to 24 carbon atoms (R2), monovalent organic groups having 1 to 24 carbon atoms include alkyl groups (R), alkenyl groups (R'), acyl groups ( -COR) and aroyl groups (-COR'). In the chemical formula written in parentheses, R and R' correspond to the above-mentioned alkyl group (R) and alkenyl group (R'), respectively.

アルキル基(R)としては、メチル、ブチル、t-ブチル、オクチル、2-エチルヘキシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル及びテトラコシル(リグノセリル)等が挙げられる。 Examples of the alkyl group (R) include methyl, butyl, t-butyl, octyl, 2-ethylhexyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, and tetracosyl (lignoceryl).

アルケニル基(R’)としては、ブテニル、オクテニル、イソオクテニル、ドデセニル及びオクタデセニル等が挙げられる。 Examples of the alkenyl group (R') include butenyl, octenyl, isooctenyl, dodecenyl, octadecenyl, and the like.

水素原子又は炭素数1~24の1価の有機基(R2)のうち、生産性の観点から、水素原子及びアルキル基が好ましい。 Among the hydrogen atom or the monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms (R2), a hydrogen atom and an alkyl group are preferred from the viewpoint of productivity.

nは、2~100の整数であり、好ましくは3~70の整数、さらに好ましくは6~40の整数である。 n is an integer of 2 to 100, preferably an integer of 3 to 70, more preferably an integer of 6 to 40.

mは、0~100の整数であり、好ましくは0~40、さらに好ましくは0~20の整数である。 m is an integer of 0 to 100, preferably 0 to 40, more preferably 0 to 20.

pは、1~20の整数であり、好ましくは2~15の整数、さらに好ましくは3~8の整数である。 p is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 2 to 15, more preferably an integer of 3 to 8.

ポリオキシアルキレン化合物(A)は公知の有機化学反応(ポリオキシアルキレン付加反応、エステル化反応及びウイリアムソン合成法等)により製造できる。 The polyoxyalkylene compound (A) can be produced by known organic chemical reactions (polyoxyalkylene addition reaction, esterification reaction, Williamson synthesis method, etc.).

式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(A)は、同一種類のポリオキシアルキレン化合物のみから構成されてもよく、複数種類のポリオキシアルキレン化合物(たとえば、R1、AO、n、、m、R2及び/又はpが相違する化合物の集合体)から構成されてもよい。また、式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(A)において、pが2~20の場合、p個の[(-AO)n-(EO)m-R2]基は、n、m、AO及び/又はR2の一部又は全部が異なるp個の組み合わせとなっていてもよい。 The polyoxyalkylene compound (A) represented by formula (1) may be composed only of the same type of polyoxyalkylene compound, or may be composed of multiple types of polyoxyalkylene compounds (for example, R1, AO, n, , m , R2 and/or p are different). Furthermore, in the polyoxyalkylene compound (A) represented by formula (1), when p is 2 to 20, p [(-AO)n-(EO)m-R2] groups are n, m , AO and/or R2 may be a combination of p different parts or all.

本発明の発酵菌の凝集抑制剤には、本発明の効果を阻害しない限り、ポリオキシアルキレン化合物(A)以外に他の構成成分を含んでもよい。他の構成成分としては、消泡剤、増粘剤、分散剤、防腐剤、凍結防止剤及び希釈溶剤(水、鉱物油、有機溶剤等)等が挙げられる。他の構成成分を含む場合、ポリオキシアルキレン化合物(A)及び他の構成成分が均一混合できれば、本発明の発酵菌の凝集抑制剤の調製方法に制限はない。 The aggregation inhibitor for fermentation bacteria of the present invention may contain other constituents in addition to the polyoxyalkylene compound (A), as long as they do not inhibit the effects of the present invention. Other constituents include antifoaming agents, thickeners, dispersants, preservatives, antifreeze agents, and diluting solvents (water, mineral oil, organic solvents, etc.). When other constituents are included, there are no limitations on the method for preparing the fermentative bacteria aggregation inhibitor of the present invention as long as the polyoxyalkylene compound (A) and the other constituents can be mixed uniformly.

本発明の発酵菌の凝集抑制剤の添加量は特に制限はないが、発酵液の重量に基づいて、0.0001~10重量%程度が好ましい。 The amount of the fermentation bacteria aggregation inhibitor of the present invention added is not particularly limited, but is preferably about 0.0001 to 10% by weight based on the weight of the fermentation liquid.

本発明の発酵菌の凝集抑制剤の使用方法は特に制限はなく、事前に有用物質の原料に添加混合する方法や、発酵行程中に連続滴下等することができる。 There is no particular restriction on the method of using the aggregation inhibitor for fermentation bacteria of the present invention, and it can be added to and mixed with the raw material of the useful substance in advance, or continuously dripped during the fermentation process.

本発明の有用物質の製造方法において、使用できる発酵菌としては特に制限は無く、公知の微生物(たとえば、特開2013-39085号公報の0023段落、特開2011-92188号公報の0012段落に記載された微生物)等が使用できる。 In the method for producing useful substances of the present invention, there are no particular restrictions on the fermentation bacteria that can be used, and known microorganisms (for example, those described in paragraph 0023 of JP-A No. 2013-39085 and paragraph 0012 of JP-A No. 2011-92188) microorganisms) can be used.

本発明の有用物質の製造方法としては、公知の方法が適用できる。また使用できる原料としては、有用物質の原料の供給及び発酵菌の死滅や生育阻害が無ければ特に制限は無く、糖質原料(さとうきび、モラセス、甜菜糖)、デンプン原料(トウモロコシ、ソルガム、ジャガイモ等)、セルロース原料(針葉樹または広葉樹等の木材、ケナフ、コウゾ、桑、アシ、タケ等)、家畜のし尿、排水及び微生物用培地等が使用できる。 As a method for producing the useful substance of the present invention, known methods can be applied. In addition, there are no particular restrictions on the raw materials that can be used, as long as they do not kill or inhibit the growth of fermentation bacteria and provide useful substances. ), cellulose raw materials (wood such as coniferous or broad-leaved trees, kenaf, mulberry, mulberry, reed, bamboo, etc.), livestock human waste, waste water, microbial culture medium, etc. can be used.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特記しない限り、部は重量部を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, unless otherwise specified, parts mean parts by weight.

<実施例1~9>
公知の方法により、以下のポリオキシアルキレン化合物(a1)~(a9){< >内は式(1)に対応する値である}を合成し、それぞれ順に本発明の発酵菌の凝集抑制剤(1)~(9)とした。
<Examples 1 to 9>
By a known method, the following polyoxyalkylene compounds (a1) to (a9) {the values in <> are values corresponding to formula (1)} were synthesized, and each of them was in turn synthesized as the aggregation inhibitor for fermentation bacteria of the present invention ( 1) to (9).

(a1)トレハロースのプロピレンオキシド160モル・エチレンオキシド80モルブロック付加体<n=20、m=10、p=8>
(a2)スクロースのプロピレンオキシド88モル付加体<n=11、m=0、p=8>
(a3)ソルビトールのブチレンオキシド30モル・エチレンオキシド100モルブロック付加体<n=6、m=20、p=5>
(a4)アラビノースのブチレンオキシド40モル・エチレンオキシド16モルブロック付加体<n=10、m=4、p=4>
(a5)エリスリトールのプロピレンオキシド15モル・ブチレンオキシド30モル・エチレンオキシド15モルブロック付加体<n=15、m=5、p=3>
(a6)グリセリンのプロピレンオキシド42モル・エチレンオキシド15モルブロック付加体<n=14、m=5、p=3>
(a7)スクロースのプロピレンオキシド24モル・ブチレンオキシド8モルブロック付加体<n=4、m=0、p=8>
(a8)ガラクトースのプロピレンオキシド25モル付加体のペンタメチルエーテル<n=5、m=0、p=5>
(a9)キシリトールのプロピレンオキシド160モル・エチレンオキシド12モルブロック付加体<n=40、m=3、p=4>
(a1) Block adduct of trehalose with 160 moles of propylene oxide and 80 moles of ethylene oxide <n=20, m=10, p=8>
(a2) 88 mol propylene oxide adduct of sucrose <n=11, m=0, p=8>
(a3) Block adduct of sorbitol with 30 moles of butylene oxide and 100 moles of ethylene oxide <n=6, m=20, p=5>
(a4) Block adduct of arabinose with 40 moles of butylene oxide and 16 moles of ethylene oxide <n=10, m=4, p=4>
(a5) Erythritol block adduct of 15 moles of propylene oxide, 30 moles of butylene oxide, and 15 moles of ethylene oxide <n=15, m=5, p=3>
(a6) Block adduct of 42 moles of propylene oxide and 15 moles of ethylene oxide of glycerin <n=14, m=5, p=3>
(a7) Block adduct of 24 moles of propylene oxide and 8 moles of butylene oxide of sucrose <n=4, m=0, p=8>
(a8) Pentamethyl ether of 25 mol propylene oxide adduct of galactose <n=5, m=0, p=5>
(a9) Block adduct of xylitol with 160 moles of propylene oxide and 12 moles of ethylene oxide <n=40, m=3, p=4>

<比較例>
TWEEN40{ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート(エチレンオキシド20モル付加体)、「TWEEN」はクローダ インターナショナル ピーエルシーの登録商標である。}を比較用の発酵菌の凝集抑制剤(h)とした。
<Comparative example>
TWEEN40 {Polyoxyethylene sorbitan monopalmitate (20 mole ethylene oxide adduct), "TWEEN" is a registered trademark of Croda International PLC. } was used as a fermentation bacteria aggregation inhibitor (h) for comparison.

<発酵菌の凝集性評価及び有用物質(エタノール)の定量>
市販のさとうきび糖みつ(株式会社丸協農産より購入)200部、市販のドライイースト(日清フーズ株式会社より購入、スーパーカメリヤ)50部及びイオン交換水750部を均一混合して発酵液を調製し、この発酵液300mLを内径100mm×高さ200mmのガラス製容器に入れ、この発酵液に、評価用試料{凝集抑制剤(1)~(9)及び(h)}を下表の添加量で添加し、40℃に温調した恒温水槽へガラス製容器を投入、撹拌下30分後の発酵液中の凝集の有無を目視にて確認し、有用物質(エタノール)を定量し、下表に示した。
評価用試料を脱イオン水40μLに変更したこと以外上記と同様にして、ブランクの評価をし、下表に示した。
<Evaluation of flocculation of fermentation bacteria and quantification of useful substance (ethanol)>
A fermentation liquid was prepared by uniformly mixing 200 parts of commercially available sugarcane molasses (purchased from Marukyo Nosan Co., Ltd.), 50 parts of commercially available dry yeast (purchased from Nissin Foods Co., Ltd., Super Camellia), and 750 parts of ion-exchanged water. , put 300 mL of this fermentation liquid into a glass container with an inner diameter of 100 mm and a height of 200 mm, and add evaluation samples {aggregation inhibitors (1) to (9) and (h)} to this fermentation liquid in the amounts shown in the table below. The glass container was placed in a constant-temperature water tank whose temperature was controlled at 40°C, and after 30 minutes of stirring, the presence or absence of aggregation in the fermentation liquid was visually confirmed, and the amount of useful substances (ethanol) was determined, as shown in the table below. Indicated.
A blank was evaluated in the same manner as above except that the evaluation sample was changed to 40 μL of deionized water, and the results are shown in the table below.

なお、有用物質(エタノール)の定量はガスクロマトグラフィー法(下記の条件)にて測定した。検量線を試薬特級エタノールを用いて作成し、発酵液の重量に対する濃度(重量%)で算出した。 Note that the useful substance (ethanol) was quantified by gas chromatography (under the following conditions). A calibration curve was created using special reagent grade ethanol, and the concentration (% by weight) was calculated based on the weight of the fermentation liquid.

装 置:Agilent 7890A(アジレントテクノロジー株式会社)
カラム:Agilent J&W GCカラム-HP-5(内径0.25mm、長さ30m、膜厚0.25μm、アジレントテクノロジー株式会社)
検出器:Agilent 5977A(アジレントテクノロジー株式会社)
キャリアガス及び流量:He、2mL/min
サンプル注入量:1μL
Equipment: Agilent 7890A (Agilent Technologies, Inc.)
Column: Agilent J&W GC column-HP-5 (inner diameter 0.25 mm, length 30 m, film thickness 0.25 μm, Agilent Technologies, Inc.)
Detector: Agilent 5977A (Agilent Technologies, Inc.)
Carrier gas and flow rate: He, 2mL/min
Sample injection volume: 1μL

Figure 0007351513000001
Figure 0007351513000001

本発明の発酵菌の凝集抑制剤は、従来の界面活性剤と比較し、凝集を抑制することができた。そして、本発明の発酵菌の凝集抑制剤を用いると、従来の界面活性剤に比較して有用物質(エタノール)の生産性が高かった。 The fermentation bacteria aggregation inhibitor of the present invention was able to suppress aggregation compared to conventional surfactants. When the fermentation bacteria aggregation inhibitor of the present invention was used, the productivity of useful substances (ethanol) was higher than that of conventional surfactants.

なお、発酵菌の凝集は、発酵菌表面の細胞膜に存在する疎水性タンパク質同士が疎水性相互作用によって合着するにより発生すると考えられるところ、本発明の凝集抑制剤は発酵菌表面の細胞膜(疎水性タンパク質部分)に吸着して疎水性相互作用の発生抑制し、凝集を抑制すると考えられる。そして、以上の結果のとおり、特定の化学構造をもつポリオキシアルキレン化合物(A)が発酵菌表面の細胞膜(疎水性タンパク質部分)に吸着して疎水性相互作用の発生抑制することにより、凝集を抑制したものと考えられる。
したがって、疎水性タンパク質が発酵菌表面の細胞膜に存在する発酵菌であれば、同様に発酵菌表面の細胞膜(疎水性タンパク質部分)に吸着して疎水性相互作用の発生抑制することにより、凝集を抑制できるものと考えられる。
It should be noted that aggregation of fermentation bacteria is thought to occur when hydrophobic proteins present in the cell membrane on the surface of the fermentation bacteria coalesce together through hydrophobic interaction, and the aggregation inhibitor of the present invention It is thought that it adsorbs to the hydrophobic protein moiety), suppresses the occurrence of hydrophobic interactions, and suppresses aggregation. As shown in the above results, the polyoxyalkylene compound (A) with a specific chemical structure adsorbs to the cell membrane (hydrophobic protein part) on the surface of fermentation bacteria and suppresses the occurrence of hydrophobic interactions, thereby preventing aggregation. It is thought that it was suppressed.
Therefore, if the hydrophobic protein is present in the cell membrane on the surface of the fermenting bacteria, it will similarly adsorb to the cell membrane (hydrophobic protein part) on the surface of the fermenting bacteria and prevent aggregation by suppressing the occurrence of hydrophobic interactions. It is thought that this can be suppressed.

本発明の発酵菌の凝集抑制剤は、発酵菌を用いた有用物質の製造に使用される添加剤として好適である。 The aggregation inhibitor for fermentation bacteria of the present invention is suitable as an additive used in the production of useful substances using fermentation bacteria.

Claims (2)

有用物質を生産する発酵工程に使用される発酵菌の凝集抑制剤であって、式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(A)を含んでなることを特徴とする発酵菌の凝集抑制剤。

R1[(-AO)n-(EO)m-R2]p (1)

R1はトレハロース、スクロース、ソルビトール、アラビノース、エリスリトール、グリセリン、ガラクトース又はキシリトールの反応残基、AOは炭素数3又は4のオキシアルキレン基、EOはオキシエチレン基、R2は水素原子又はメチル基、nは4~40の整数、mは0~20の整数、pは3~8の整数である。
An aggregation inhibitor for fermentation bacteria used in a fermentation process for producing useful substances, characterized by containing a polyoxyalkylene compound (A) represented by formula (1). agent.

R1[(-AO)n-(EO)m-R2]p (1)

R1 is a reactive residue of trehalose, sucrose, sorbitol, arabinose, erythritol, glycerin, galactose or xylitol , AO is an oxyalkylene group having 3 or 4 carbon atoms, EO is an oxyethylene group, R2 is a hydrogen atom or a methyl group , and n is a m is an integer of 0 to 20 ; p is an integer of 3 to 8 ;
工業原料、食用原料又は医薬原料から選ばれる有用物質を生産する発酵工程において、請求項に記載された凝集抑制剤を発酵液に添加して発酵することを特徴とする有用物質の製造方法。 A method for producing a useful substance, which comprises adding the aggregation inhibitor according to claim 1 to a fermentation solution during fermentation to produce a useful substance selected from industrial raw materials, edible raw materials, or pharmaceutical raw materials.
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