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JPS6240998B2 - - Google Patents
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JPS6240998B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6240998B2
JPS6240998B2 JP11822680A JP11822680A JPS6240998B2 JP S6240998 B2 JPS6240998 B2 JP S6240998B2 JP 11822680 A JP11822680 A JP 11822680A JP 11822680 A JP11822680 A JP 11822680A JP S6240998 B2 JPS6240998 B2 JP S6240998B2
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JP
Japan
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fermentation
hansenula
candida
torulopsis
cells
Prior art date
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Application number
JP11822680A
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Japanese (ja)
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JPS5743682A (en
Inventor
Haaman Uegunaa Yuujin
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Phillips Petroleum Co
Original Assignee
Phillips Petroleum Co
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Publication date
Application filed by Phillips Petroleum Co filed Critical Phillips Petroleum Co
Priority to JP11822680A priority Critical patent/JPS5743682A/en
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Publication of JPS6240998B2 publication Critical patent/JPS6240998B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は単細胞タン白に関する。一面では本発
明は単細胞タン白の製造に関する。別の面では本
発明は新規酵母菌株に関する。 世界的タン白不足を軽減する努力は種々の生合
成方法を包含した。その方法では単細胞タン白
(SCP)が各種の炭素含有基質上で1種もしくは
別の各種微生物を生育させることにより得られ
る。 炭素エネルギー基質は容易に入手でき、比較的
安価で、均一および安全であるべきである。石油
炭化水素は炭素エネルギー源として使用された
が、水溶性の不足および微生物変換を助けるため
に必要な分子状酸素の高消費で実用上の困難に当
面した。他の方法は酸素飽和炭化水素誘導体の相
対的水溶性により、従つて水性醗酵において取扱
いの容易なことおよび微生物変換―生育方法に対
する分子状酸素要求の実質的減少により供給材料
としてそれを使用することに集中した。 しかし単細胞タン白製造の商業化上の限定因子
は、消費基質に基づき乾燥細胞の適度の収量を有
すると共に、比較的適度の細胞密度に醗酵を調整
する必要性およびその消費、およびその結果適量
のSCP物質を回収するために大量の全醗酵流出液
を処理する必要性であつた。大量の水性醗酵流出
液の処理は遠心分離、また洗滌および乾燥工程に
おけるように単細胞タン白生成物の濃縮を複雑化
する。 既往のいくつかの方法は一般に酵母から得られ
る粗タン白含量に比し細胞のそれは僅かに高いた
めに細胞の培養に集中した。しかし酵母は広く入
手でき、比較的簡単に培養される。酵母細胞は一
般に細菌細胞に比し僅かに大きく、従つて酵母細
胞は醗酵流出液から一層容易に分離される傾向が
ある。 細胞収量を増加させ、特に高細胞密度で操作す
る手段および方法の発見は非常に望ましいであろ
う。たとえば実質的により少ない醗酵流出液容量
のその結果としての取扱いは、配管およびポンプ
の大きさを小さくし、所要組立水の減少と共に所
要殺菌の減少、そして凝固および分離工程に対す
る装置の大きさおよび取扱いの要求減少に大きな
節約を意味するであろう。 本発明は醗酵器内の醗酵液に高いミネラル塩濃
度を含む培地を添加し、通常得られない非常に高
い細胞密度で醗酵器内の醗酵液を操作できるよう
にして、高収量の酵母単細胞タン白生成物を生産
するように酵母カルチヤーを使用する連続的好気
性醗酵方法を操作する方法を供する。細胞密度は
醗酵液1容につき乾物重量規準で細胞の濃度とし
て規定される。醗酵液は細胞を含む水性醗酵ブロ
スもしくは液の全容量として規定される。細胞密
度は通例g/として表わされる。収量は醗酵液
に供給された炭素エネルギー源もしくは基質重量
で所定消費に対し産生された細胞重量として規定
される。そして通例はg/gで表わされる。 本発明方法により得ることのできる高細胞密度
は非常の能率化され、単細胞タン白生産コストを
減少させる。多くの場合遠心分離要素によるよう
な単細胞タン白生成物の濃縮は非常に減少される
か、もしくは除かれることさえある。細胞生成物
は所望の場合、洗滌要素で洗滌し残留未消費塩を
除き、そして噴霧乾燥機のような乾燥要素に直接
移送することができる。洗滌液は細胞に摂取され
ない大部分の残留ミネラル塩を含み、醗酵器に再
循環することができる。こうして醗酵工程に対す
る所要水は非常に減少し、そして重要なことは廃
棄を要する廃水がほとんどもしくは全くないこと
である。別法として、所望の場合残留塩を含む全
醗酵液を乾燥することができる。 これまで酵母カルチヤーによる単細胞タン白材
料の連続的製造方法は、代表的には醗酵液1に
つき約20〜25gの細胞のような比較的低酵母細胞
含量を有する醗酵流出液を供した。しかし、本発
明は醗酵液1につき100g以上のような比較的
高レベルで酵母細胞を産出する醗酵方法を供す
る。酵母細胞の高収量と連結した醗酵液中のこの
ような高細胞密度は特に連続生産条件では一層有
効、効率的生産を意味する。 本発明によれば、酵母は有効量の分子状酸素含
有ガス、同化性窒素源、栄養ミネラル塩を使用
し、必要の場合、ビオチンおよび/もしくはチア
ミンのようなビタミンなどの付加的栄養有機物質
を添加し基質として適当な炭素エネルギー源上で
実質的に連続好気水性醗酵条件下に生育する。こ
の方法でミネラル塩は以下に記載の高レベルで添
加され、その結果高細胞密度で操作し、高収量を
得る醗酵方法となる。本発明は実質的に高生育割
合を生ずる高濃度(比較的)ミネラル塩を醗酵液
に添加して細胞にほとんど強制的に給餌すること
にある。醗酵上澄液(すなわち細胞を除いた醗酵
液)自体中のミネラル塩濃度は勿論比較的低レベ
ルで残留する。それは塩が細胞により生育および
再生産に消費されるからである。従つて細胞プラ
ス上澄液中の塩濃度は非常に高い。 培養は水性ミネラル塩培地、炭素エネルギー源
材料、分子状酸素、同化性窒素、および勿論、使
用する酵母の1種もしくはそれ以上の特定種の出
発接種材料より成る生育培地で達成される。 本発明方法では高濃度のミネルラ塩が醗酵液に
供給され、高濃度は醗酵液に保持される。供給培
地に選択されたミネラル栄養素を適当割合で適当
量を、適当な微生物の生育を確保するために供給
し、微生物変換方法において細胞による炭素およ
びエネルギー源の同化を最高にし、そして醗酵培
地において最高の細胞密度で最高の細胞収量を達
成することが必要である。 醗酵液の組成は一部醗母および使用基質により
広い範囲のわたつて変えることができるが、本発
明による醗酵液(すなわち、液プラス細胞)中の
ミネラル含量は比較的高く、これまで適当と考え
られ、もしくは先行技術により実施されたものよ
り高レベルである。醗酵液中の種々の元素の最少
の巾広いそして現在好ましい濃度範囲は以下の表
に示す。その濃度は元素のものとして表わされる
が、各々のすべてもしくは一部は可溶性イオンの
形で、もしくはPのような場合にはリン酸塩のよ
うないくつかのタイプの複合形で含まれることが
認められる。各元素量は醗酵液(細胞を含む水性
相)1につきgもしくmgで表わされる。
The present invention relates to single cell proteins. In one aspect, the invention relates to the production of single cell proteins. In another aspect, the invention relates to novel yeast strains. Efforts to alleviate the global protein shortage have involved a variety of biosynthetic methods. In that method, single cell proteins (SCPs) are obtained by growing one or other microorganisms on various carbon-containing substrates. Carbon energy substrates should be readily available, relatively inexpensive, uniform and safe. Petroleum hydrocarbons have been used as carbon energy sources, but have encountered practical difficulties with their lack of water solubility and the high consumption of molecular oxygen required to support microbial transformation. Another method is to use it as a feedstock due to the relative water solubility of the oxygen-saturated hydrocarbon derivative and hence its ease of handling in aqueous fermentations and the substantial reduction in molecular oxygen demand for microbial conversion - growth methods. concentrated on. However, the limiting factor in the commercialization of single-cell protein production is the need to have moderate yields of dry cells based on the consumed substrate, as well as the need to adjust the fermentation to relatively moderate cell densities and their consumption, and thus to ensure adequate amounts of dry cells. There was a need to process large amounts of whole fermentation effluent to recover SCP material. Processing of large amounts of aqueous fermentation effluent complicates centrifugation and concentration of single cell protein products as in washing and drying steps. Some existing methods have focused on cell culture, since the crude protein content of cells is generally slightly higher than that obtained from yeast. However, yeast is widely available and relatively easy to cultivate. Yeast cells are generally slightly larger than bacterial cells, and therefore they tend to be more easily separated from the fermentation effluent. The discovery of means and methods to increase cell yield, particularly operating at high cell densities, would be highly desirable. For example, the resulting handling of substantially less fermentation effluent volume reduces piping and pump size, reduces assembly water requirements as well as reduces sterilization requirements, and equipment size and handling for coagulation and separation steps. This would mean significant savings in reduced demand. The present invention adds a medium containing a high concentration of mineral salts to the fermentation solution in the fermenter, making it possible to operate the fermentation solution in the fermenter at an extremely high cell density that is normally unobtainable, thereby producing a high yield of single-cell yeast yeast. A method of operating a continuous aerobic fermentation process using a yeast culture to produce a white product is provided. Cell density is defined as the concentration of cells per volume of fermentation solution on a dry weight basis. Fermentation liquid is defined as the total volume of aqueous fermentation broth or liquid containing cells. Cell density is commonly expressed as g/. Yield is defined as the weight of cells produced for a given consumption of the carbon energy source or weight of substrate supplied to the fermentation liquor. And it is usually expressed in g/g. The high cell density obtainable by the method of the invention is highly efficient and reduces single cell protein production costs. Concentration of single cell protein products, often by centrifugation elements, is greatly reduced or even eliminated. The cell product can, if desired, be washed in a washing element to remove residual unconsumed salts and transferred directly to a drying element, such as a spray dryer. The wash solution contains most of the residual mineral salts that are not taken up by the cells and can be recycled to the fermenter. The water requirements for the fermentation process are thus greatly reduced and, importantly, there is little or no waste water that needs to be disposed of. Alternatively, the entire fermentation liquor, including residual salts, can be dried if desired. To date, continuous processes for producing single-cell protein materials with yeast cultures have typically provided fermentation effluents with relatively low yeast cell content, such as about 20-25 g cells per fermentation liquor. However, the present invention provides a fermentation process that yields relatively high levels of yeast cells, such as 100 g or more per fermentation liquor. Such a high cell density in the fermentation liquor coupled with a high yield of yeast cells means more effective and efficient production, especially in continuous production conditions. According to the invention, the yeast uses effective amounts of molecular oxygen-containing gas, assimilable nitrogen sources, nutritive mineral salts and, if necessary, additional nutritive organic substances such as vitamins such as biotin and/or thiamin. It is grown under substantially continuous aerobic aqueous fermentation conditions on a suitable carbon energy source added as a substrate. In this method mineral salts are added at the high levels described below, resulting in a fermentation process that operates at high cell densities and provides high yields. The invention consists in almost force-feeding the cells by adding to the fermentation liquid a high concentration (relatively) of mineral salts which results in a substantially high growth rate. The concentration of mineral salts in the fermentation supernatant (ie, the fermentation liquor without cells) itself remains, of course, at a relatively low level. This is because salt is consumed by cells for growth and reproduction. The salt concentration in the cells plus supernatant is therefore very high. Cultivation is accomplished in a growth medium consisting of an aqueous mineral salt medium, a carbon energy source material, molecular oxygen, assimilable nitrogen, and, of course, a starting inoculum of the particular species of yeast or yeasts used. In the method of the present invention, a high concentration of Minella salt is supplied to the fermentation liquor, and the high concentration is retained in the fermentation liquor. The supply medium is supplied with selected mineral nutrients in appropriate proportions and amounts to ensure proper microbial growth, maximum assimilation of carbon and energy sources by the cells in microbial conversion methods, and maximum It is necessary to achieve the highest cell yield at a cell density of . Although the composition of the fermentation liquor can vary over a wide range, depending in part on the fermenter and the substrate used, the mineral content in the fermentation liquor according to the invention (i.e., liquor plus cells) is relatively high and has not been previously considered suitable. or at a higher level than that implemented by the prior art. Minimum broad and currently preferred concentration ranges for various elements in the fermentation broth are shown in the table below. Although the concentrations are expressed as those of the elements, all or part of each may be present in the form of soluble ions or, in the case of P, in some type of complex form, such as phosphate. Is recognized. The amount of each element is expressed in g or mg per fermentation solution (aqueous phase containing cells).

【表】 硫黄は硫酸塩の形で使用することが望ましい。
所要金属のいくつかは硫酸塩形で添加することが
有利であるので、硫黄の最少濃度は通常超過す
る。表の金属の任意の、もしくはすべては硫酸塩
として使用しもしくは含ませることができる。好
ましくはMg、Ca、Fe、Zn、CaおよびMnは硫酸
塩もしくは塩化物形で、もしくはその場所で硫酸
塩もしくは塩化物に変換する化合物形で使用され
る。Kは硫酸塩、塩化物、もしくはリン酸塩とし
て、もしくはその場所で硫酸塩、塩化物もしくは
リン酸塩に変換する化合物形で使用することが好
ましい。Pはリン酸形でもしくはリン酸塩、たと
えばカリもしくはアンモニウム塩のような1水素
リン酸塩もしくは2水素リン酸塩の形で、もしく
はその場所でこのような塩に変換する化合物とし
て使用することが好ましい。 少なくとも痕跡量で含ませることができる他の
元素はたとえばハロゲン化物もしくは硫酸塩とし
てのNaおよびCo、たとえばモリブデン酸塩とし
てのMo、たとえば硼酸塩としてのB、たとえば
亜セレン酸塩もしくはセレン塩としてのSe、た
とえば沃化物としてのIを含む。 代表的高細胞密度醗酵では、醗酵液は容量で約
1/2上澄培地および1/2細胞から成るであろう。し
かし、これらの1/2容量細胞は少なくとも約2/3の
醗酵液のミネラル塩含量を含むであろう。 本発明方法は水性醗酵条件下で炭素含有基質上
に生育するに適する醗母カルチヤーを使用する。
適当な酵母はキヤンジダ(Candida)、ハンセヌ
ラ(Hansenula)、トルロプシス(Torulopsis)、
サツカロミセス(Saccharomyces)、ピキア
(Pichia)、デバリオミセス(Debaryomyces)お
よびブレタノミセス(Brettanomyces)属の種を
含む。現在好ましい属はキヤンジダ、ハンセヌ
ラ、トルロプシス、ピキア、およびサツカロミセ
スを含む。適当な種の例は: ブレツタノミセス ペトロフイリウム
(Brettanomyces Petrophilium) キヤンジダ ポイジニイ(Candida boldinii) キヤンジダ リポリチカ(Candida
lipolytica) キヤンジダ ミコデルマ(Candida
Mycoderma) キヤンジダ ウチリス(Candida utilis) キヤンジダ ステラトイデー(Candida
stellatoidea) キヤンジダ ロブスタ(Candida robusta) キヤンジダ クラウセニイ(Candida
claussnnii) キヤンジダ ルゴサ(Candida rugosa) キヤンジダ トロピカリス(Candida
tropicalis) ハンセヌラ ミヌク(Hansenula minuta) ハンセヌラ サトウルナス(Hansenula
saturnus) ハンセヌラ カリフオルニカ(Hansenula
californica) ハンセヌラ ムラキイ(Hansenula mrakii) ハンセヌラ シルビコラ(Hansenula
silvicola) ハンセヌラ ポリモルフア(Hansenula
polymorpha) ハンセヌラ ビツケルハミイ(Hansenula
wickerhamil) ハンセヌラ カプスラタ(Hansenula
capsulata) ハンセヌラ グルコチマ(Hansenula
glucozyma) ハンセヌラ ヘンリツキイ(Hansenula
henricii) ハンセヌラ ノンフアーメンタンス
(Hansenula nonfermentans) ハンセヌラ フイロデンドラ(Hansenula
philodendra) ピキア フアリノサ(Pichia farinosa) ピキア ポルモルフア(Pichia polymorpha) ピキア メンブラネーフアシエンス
(Pichiamemblranaefaciens) ピキア ピヌス(Pichia pinus) ピキア パストリス(Pichia pastoris) ピキア トレハロフイラ(Pichia
trehalophila) サツカロミセス セレビシエー
(Saccharomyces cervsiae) サツカロミセス フラギリス(Saccharomyces
fragilis) サツカロミセス ロセイ(Saccharomyces
rosei) サツカロミセス アシデイフアシエンス
(Saccharomyces acidifaciens) サツカロミセス エレガンス(Saccharomyces
elegans) サツカロミセス ロウキシイ(Saccharomyces
rouxii) サツカロミセス ラクチス(Saccharomyces
lactis) トルロプシス ソノレンシス(Torulopsis
sonorensis) トルロプシス キヤンジダ(Torulopsis
candida) トルロプシス ボルミイ(Torulopsis
bolmii) トルロプシス ヴアーサチリス(Torulopsis
versatilis) トルロプシス グラブラタ(Torulopsis
glmbrata) トルロプシス モリシアナ(Torulopsis
molishiana) トルロプシス ネモンデンドラ(Torulopsis
nemodendra) トルロプシス ニトラトフイラ(Torulopsis
nitratophila)、および トルロプシス ピヌス(Torulopsis pinus) を含む。所望の場合2種もしくはそれ以上の種の
酵母混合物を使用することができる。使用特定酵
母は一部使用する炭素含有基質による。その理由
は酵母が異るとしばしば最善の生育をするために
いくらか異る基質を要求するとは周知であるから
である。たとえばピキア パストリスのような上
記種の或る特定菌株はメタノール上に生育しない
ことが認められる。 酸素飽和―炭化水素供給材料、特にメタノール
のよう低級アルコール上に生育するに適するこれ
らのピキア パストリスおよびハンセヌラ ポリ
モルフアが現在好ましい。ピキア パストリス
(カルチヤー21―2)NRRL Y―11431、ピキア
パストリス(カルチヤー21―1)NRRL Y―
11430、ハンセヌラ ポリモルフアNRRL Y―
11170、およびハンセヌラ ポリモルフア(カル
チヤー21―3)NRRL Y―11432として寄託され
た菌株である命名されもしくは由来する特定菌株
が現在好ましい。これらの菌株は高細胞密度で高
収量を有するSCPタン白材料の製造に使用するの
に特に適するからである。ピキアパストリス(カ
ルチヤー21―2)NRRL Y―11431およびピキア
パストリス(カルチヤー21―1)NRRL Y―
11430のこれら菌株の特徴はこれらの種に対し異
例と考えられる。何故ならば試験した4種のピキ
ア パストリスカルチヤーのうち、2種のみがと
にかくメタノール上に生育したからである。ピキ
ア パストリス(カルチヤ―21―2)NRRL
11431、ピキア パストリス(カルチヤ―21―
1)NRRL Y―11430およびハンセヌラ ポリモ
ルフア(カルチヤ―21―3)NRRL Y―11432は
新規且独特であると考えられる。 炭素エネルギー基質は炭化水素、各種炭水化物
を含む酸素飽和炭化水素などのような酵母基質と
して適する任意の炭素エネルギー源であることが
できる。特定酵母は各種基質に対する好みで変わ
ることが認められる。 水性醗酵条件に対し現在好ましい基質は炭素―
酸素―水素の高水溶性化合物である。「酸素胞和
炭化水素」なる用語は使用できる化合物を記載す
る本開示では総括的用語を意味するもので必ずし
も基質源を意味する限定用語ではない。本開示に
対し、酸素飽和炭化水素は水溶性炭水化物、同様
にこれらのアルコール、ケトン、エステル、酸お
よびアルデヒド、および混合物を含み、それらは
1分子につき1〜20炭素原子を有し一般的に属性
は当然高水溶性である。一層適当な酸素飽和炭化
水素は通例1分子につき約10炭素原子までを有す
る実質的により大きい水溶性のものであるかもし
くは一般的に水溶性炭水化物である。 例示する炭水化物はグルコース、フラクトー
ス、ガラクトース、ラクトース、シユークロー
ス、でん粉、デキストリンなどを単独もしくは混
合物で含む。酸素飽和炭化水素の他のタイプのう
ち、例はメタノール、エタノール、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、1―プロパノー
ル、2―プロパノール、グリセロール、1―ブタ
ノール、2―ブタノール、3―メチル―1―ブダ
ノール、1―ペンタノール、2―ヘキサノール、
1,7―ヘプタンジオール、1―オクタノール、
2―デカノール、1―ヘキサデカノール、1―エ
イコサノール、アセトン、2―ブタノン、4―メ
チル―2―ペンタノ、2―デカノン、3―ペンタ
デカノン、2―エイコサノン、ホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、
ブチルアルデヒド、ヘキサナル、7―メチルオク
タナル、テトラデカナル、エイコサナル、酢酸、
プロピオン酸、酪酸、グルタール酸、5―メチル
ヘキサノン酸、アゼライン酸、ドデカノン酸、エ
イコサノン酸、蟻酸メチル、酢酸メチル、酢酸エ
チル、酪酸プロピル、ヘキサノン酸イソプロピ
ル、ヘキシル5―メチルオクタノエート、ドデカ
ノン酸オクチルなどと共にその混合物を含む。 単細胞タン白の細胞から残留基質を除去するこ
とが時々困難であるため余り好ましくはないが、
本発明方法により1分子につき10〜20炭素原子の
ようなノルマルパラフインを使用することもでき
る。酵母は一般に1分子につき10炭素原子より少
ないパラフインを同化しない。代表的にはこれら
はデカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、
テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、オ
クタデカン、エイコサンなどのようなものおよび
その混合物を含む。 1〜4炭素原子の水溶性アルコール、2〜4炭
素原子の水溶性酸および水溶性炭水化物は現在好
ましい。水溶性モノハイドリツク脂肪酸ハイドロ
カルビルアルコールが好ましい。2―メチル―1
―プロパノールは或る酵母に対し阻止的であるこ
とは注目すべきである。このような酵母による醗
酵ではこのアルコールは避けるべきである。1〜
4炭素原子のアルコール(2―メチル―1―プロ
パノール以外の)が現在もつとも好ましい。これ
らのうちメタノールおよびエタノールがその他の
もの以上に現在好ましい。そしてメタノールはこ
のような供給材料のうち比較的低コストのためも
つとも好ましい。 石油ガスは酸化することができる。そして各種
のアルデヒド、ケトン、酸などと共に相当するア
ルコールの優勢混合物を供するために使用され
る、メタン、エタンなどの酸化のような水溶性材
料、および同様に集中合理化精製所内で製造さた
各種精製所源からの適当な炭化水素フラクシヨン
および往々石油複合物(petro―complex)と呼
ばれる化学処理複合物は醗酵目的に使用すること
ができる。 上澄液中の塩は比較的低濃度である。それは生
育生産細胞による高摂取があるからである。細胞
中のミネラル塩は、いくらかが結合有機形である
ために供給物として存在できず、もしくは適用す
ることができない。勿論醗酵液のミネラル分析は
全ミネラル含量を反映するであろう。 ミネラル塩の他にビタミン(有機生育因子)は
当業者に既知のように選択した特定酵母の増殖に
その存在が望ましい場合には醗酵液に使用するこ
とができる。たとえば、適当な増殖のために多く
の酵母はビタミンのビチオンおよびチアミンのう
ちの1種もしくは両種、もしくはこれらのビタミ
ンを含む他の培地成分、たとえば酵母エキスの存
在を必要とするらしい。従つて、たとえばハンセ
ヌラ ポリモルフアのような酵母については水性
ミネラル培地1につき約0.04〜0.8mg量のビオ
チンおよび水性ミネラル培地1につき約4〜80
mg量のチアミン塩酸塩を使用することが望まし
い。別法ではビチオンおよびチアミンの全部もし
くは一部は酵母エキスなどの使用により供するこ
とができる。 水性好気醗酵方法にいて生育因子が添加される
使用ミネラル培地の製造において、いくつかの国
で精製処理工程による水に普通に遭遇するような
残留塩素量を含む水の使用は、生育因子特にビオ
チンもしくはチアミンのようなビタミンを無効化
する傾向があること、そしてこのような醗酵シス
テムで、残留塩素を含む水から製造した水性ミネ
ラル培地を使用する場合、生育因子の添加前に塩
素を除去すると生育因子のロスもしくは不活性化
を回避する、ことが以前からわかつていた。従つ
て、残留痕跡塩素を効果的に除去し、こうしてビ
タミンロスを避けるように残留塩素含有水を処理
する方法が開発された。 これまで残留塩素の好ましくない量を含む水
は、それにも拘らずビタミンが水性栄養培地とは
別の流れとして醗酵帯に添加される場合、塩素に
よるビタミンの不活性化を生ぜずにビタミンを使
用する酵素方法で使用できることがわかつた。従
つてミネラル栄養培地は痕跡量の塩素を含む水を
使用することができる。こうしてこの手順は残留
痕跡量の塩素を含む水の高価でおよび/もしくは
時間を消費する方法による前処理の必要を回避す
る。 上記の醗酵帯へビタミンを別に添加すること
は、醗酵帯にこれらの材料を添加する前にビタミ
ンを少なくとも一部の好ましくは全部の炭素エネ
ルギー基質の流れと混合することにより、好まし
く、且有利に達成される。ビタミンおよび炭素エ
ネルギー基質の水性混合物が使用される場合、最
初のビタミンの稀釈に使用する水は好ましくはイ
オン除去水のような残留塩素を含まぬものである
べきで、メタノール水溶液のような水性炭素基質
と混合前にはどんな事前ロスをも避けるべきであ
る。 所望の場合、そして好ましくは混合物は水およ
びメタノールのような水溶性炭素基質たとえば約
20容量%メタノール水溶液から製造され、次にビ
タミンをメタノール水溶液に溶解し、次に醗酵器
に供給することができる。この様式により、残留
塩素は最初に除去する必要はないが、尚ビタミン
は完全に保存される。 一層好ましい態様では醗酵帯へのビタミンの別
の添加はビタミン、上記の少なくとも一部の炭素
エネルギー基質および更に水性微量ミネラル塩溶
液を添加した混合物を使用して達成される。微量
ミネラル塩はCo、Mo、B、Se、IまたはMn、
Cu、ZnおよびFeのような微量元素として上記引
用したものより成る。この一層好ましい態様の使
用は水性ミネラル塩培地に対する使用水中の痕跡
塩素により生ずるビタミンの不活性化問題を避け
るのみでなく、醗酵方法でしばしば遭遇する別の
問題をも避ける。この問題はしばしば清浄化を要
する水性ミネラル塩培地を処理するために行なわ
れる加熱殺菌帯における沈澱物の形成である。最
初のミネラル栄養塩と通例混合した微量ミネラル
塩の存在は加熱殺菌帯における厄介な沈澱の形成
を明らかに促進する。従つて水性ミネラル塩培地
流に微量ミネラル塩を含ませず、しかしむしろそ
の代りに微量ミネラル塩をビタミンおよび少なく
とも一部の炭素エネルギー基質と混合して入れる
ことにより、2つの非常に厄介な問題を解決す
る。上記のように微量ミネラル塩、少なくとも一
部の炭素エネルギー基質およびビタミンの混合物
を製造するために使用する水は好ましくは残留痕
跡塩素量を含むべきではない。 ビタミン、一部の炭素エネルギー基質および微
量ミネラルよる成る流れは所望の場合過により
無菌にすることができる。しかし、醗酵帯に入れ
る前にその流れと主な炭素エネルギー基質とを組
み合せ、醗酵帯に入れる直前に全体の組み合せた
流れを過することは好ましく、有利である。 醗酵自体は分子状酸素を必要とする好気性方法
であり、それらは空気、酸素の多い空気、もしく
は実質的に純粋な分子状酸素のような分子状酸素
含有ガスを供給され、増殖様式で微生物の生長を
助けるのに有効な酸素分圧を醗酵液に維持する。
酸素飽和炭化水素基質を使用することにより、微
生物の生育のための全酸素要求はパラフインが使
用される場合の要求より少ない。そうであつても
適当量の分子状酸素は生育のため供給しなければ
ならない。何故ならば基質の同化および微生物の
相当する生育はいく分かは燃焼過程であるからで
ある。 分子状酸素が醗酵に供給される割合は、酵母の
生育が酸素の不足により制限されないようにすべ
きである。醗酵装置はカルチヤーに酸素を移送す
るその能力で広く変化する。全般的に通気割合は
かなりの範囲にわたつて変えることができるが、
酸素移送に非常に効果的な醗酵器については、通
気は一般に1分間当り醗酵器中の液体容量につい
て分子状酸素含有ガス容積(使用圧および25℃
で)で約0.5〜8、好ましくは約1〜6の割合で
行なわれる。この量は反応器に供給される通常の
酸素含量の空気を基準とし純粋の分子状酸素で
は、それぞれの範囲は1分間当り醗酵器内の液体
容量について分子状酸素の容量(使用圧および25
℃で)で約0.1〜1.7、もしくは好ましくは約0.2〜
1.3であろう。 微生物醗酵工程に使用される圧は広く変えるこ
とができる。代表的圧は装置および運転コスト対
達成される酸素溶解度のバランスとして、約0〜
150psig、現在好ましくは約0〜60psig、更に好
ましくは少なくとも大気圧より僅かに高いもので
ある。大気圧より高い圧は、このような圧が水性
醗酵において溶解酸素濃度を増加させる傾向があ
ることで有利である。それは次に細胞の生育割合
の増大を助けることができる。同時に高圧は装置
および運転コストを増加させるという事実により
相殺される。 醗酵温度はいくらか変えることができるが一般
に約25〜65℃、一般に好ましくは約28〜50℃であ
ろう。NRRL Y―11431として寄託されたピキア
パストリス カルチヤー21―2およびNRRL
Y―1430として寄託されたピキア パストリス
カルチヤー21―1の醗酵カルチヤーは一般に約30
℃の醗酵温度を好む。ハンセヌラ ポリモルフア
NRRL Y―1170およびNRRL Y―11432として
寄託されたハンセヌラ ポリモルフア カルチヤ
ー21―3は現在約38〜40℃のオーダーの醗酵温度
を好むらしい。 酵母は同化性窒素源を必要とする。同化性窒素
は酵母の代射利用に適する形の任意の窒素含有化
合物もしくは窒素を遊離できる化合物により供給
することができる。タン白加水分解物のような各
種の有機窒素源化合物は技術的に使用することが
できるが通例はアンモニア、水酸化アンモニウ
ム、尿素のようなより安価な窒素含有化合物およ
びリン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、ピロ
リン酸アンモニウムおよび塩化アンモニウムのよ
うな各種アンモニウム塩は使用することができ
る。アンモニアガス自体は大規模操作には有利で
あり、適当量で水性微生物醗酵液を泡立て使用す
ることができる。同時にこのようなアンモニアは
PH調整も助ける。 水性微生物醗酵液におけるPH範囲は約3〜7、
更に好ましくはそして通例は約3.5〜5.5の範囲で
あるべきである。PH範囲に対する或る種の微生物
の好みは或る程度まで使用培地により、同様に特
定微生物による。従つて当業者により容易に決定
しうるように培地の変化によりいくらか変えるこ
とができる。 酵素器内の醗酵液の平均的保留時間は一部は醗
酵温度および使用酵母カルチヤーにより、かなり
変えることができる。一般に保留時間は平均的保
留を基準として約2〜30時間、好ましくは現在約
4〜14時間であろう。 高濃度の既述のいくつかの炭素およびエネルギ
ー基質、特にメタノール、もしくはホルムアルデ
ヒドなどは満足すべき微生物の生育に阻止的にも
しくは醗酵微生物に有毒でさえあることができ
る。従つて比較的高濃度の基質は避けるべきであ
り、一般には最大の許容できるレベルで醗酵基質
濃度を維持することが望ましい。いくつかの低級
アルコールについては、醗酵物中のこのレベルは
一般に約0.001〜5容量%、好ましくは約0.01〜
0.05容量%であり一方アルデヒドについては、餓
死、もしくは選択した微生物の生育割合を阻止し
ないように、アルデヒドの毒性のためにこれらの
1/10であるべきである。 炭素およびエネルギー源材料が微生物に対し有
害可能量でアルデヒドを含む場合、有害アルデヒ
ド作用は基質を適当量の窒素化合物、好ましくは
アンモニア、水酸化アンモニウム、もしくは他の
活性アンモニウム化合物で、アルデヒド1モルに
つきこのような窒素含有化合物の約0.01〜10モル
当量の比率で最初に処理することにより軽減する
ことができる。次にこのような処理基質は炭素エ
ネルギー減のみではなく少なくとも一部の必要な
同化性窒素をも含む。 炭素含有基質は限定因子として調整することが
でき、それによつて炭素含有基質を酵母細胞に十
分に変換させ、実質量の未変換基質による酵母細
胞の可能な汚染を避けるよう方法で醗酵は有利に
行なわれる。後者は水溶性基質による問題ではな
い。何故ならいかなる残留痕跡も容易に洗い出さ
れるからである。しかし、高級n―パラフインの
ような適当な溶媒洗滌工程による残留炭化水素除
去などの添加生成物処理効程を必要とする非水溶
性基質の場合には問題があるかもしれない。 連続運転は調整の容易さ、均一量の均一生成物
の製造およびすべての装置のもつとも経済的使用
のため非常に好ましい。連続方法では基質として
炭素およびエネルギー源材料、水性ミネラル培
地、同化性窒素源および分子状酵素含有ガスは醗
酵液の連続的回収と組み合せて醗酵器内の醗酵液
に連続的に添加される。添加炭素エネルギー基
質:添加水性ミネラル培地の容量比は、一部は炭
素含有基質の性質により広い範囲にわたつて変え
ることができるが、一般には約1:9〜6:4の
範囲、現在そして好ましくは約2:8〜5:5の
範囲であろう。 所望の場合、炭素エネルギー源材料のすべての
部分および/もしくはアンモニアのような同化性
窒素源の部分は醗酵器に水性ミネラル培地を通す
前に水性ミネラル培地に添加することができる。
高細胞密度の本方法において約40容量%アルコー
ル対60容量%ミネラル塩培地の供給比率の使用が
もつとも有利であつた。 反応器に導入される各流れは予じめ決定した割
合で、もしくは炭素およびエネルギー基質濃度、
PH、溶解酵素、醗酵器から排出されるガス中の酸
素もしくは炭酸ガス、光透過により測定できる細
胞密度などのような監視することによつて決定で
きる要求に応じて調整される。各種材料の供給割
合は炭素およびエネルギー源の効率的利用と一致
させ、できるだけ早い細胞生育速度を得るよう
に、添加基質に対する酵母細胞の収量をできるだ
け高く得るように変えることができる。本発明方
法により、酵母細胞は、一部は使用した特定基質
により、添加基質100gにつき約30〜110gの収量
で得ることができる。 すべての装置、反応器、もしくは醗酵要素、容
器、配管、付属の循環もしくは冷却装置などは、
通例は約250〓(121℃)で少なくとも約15分間の
ような蒸気を使用することにより殺菌することが
もつとも好ましい。殺菌反応器は分子状酸素およ
び炭素含有基質を含むすべての所要栄養素の存在
下に特定微生粉物のカルチヤーを接種される。 使用醗酵器のタイプは現在は泡を満たした醗酵
器における操作が好ましいが、本発明の醗酵方法
の実施においては臨界的ではない。生成泡の促進
および保持するために考案された醗酵器は所望の
高細胞密度および急速生育割合を維持するために
必要で、増大した酸素移送を達成する本方法には
有利である。 醗酵の出発において、水性ミネラル培地、適当
な濃度の炭素源、同化性窒素、所望の場合微量成
分および酵母の出発接種材料は殺菌醗酵器に入れ
られ、酸素および各種供給物の適当な流れが徐々
に開始される。所望の場合、初めの醗酵基質はグ
ルコースなどで細胞密度が高まると共に徐々にメ
タノールなどに変えることができる。水性醗酵に
おいては低ミネラル塩レベルで開始し、ミネラル
塩の高濃度を有する水性ミネラル培地を醗酵液に
供給することにより高ミネラル塩レベルに増強す
ることができる。しかし、通常は単に初めに醗酵
器に高塩培地を添加し直ちに操作を開止する。当
業者は接種材料が塩および使用基質の完全な投入
に対し、十分な細胞を形成する前に出発後通例短
かい遅延時間が生ずるであろうことを了解する。 本発明の高細胞密度方法により生産した酵母細
胞は遠心分離もしくは過になるような通例方法
により醗酵混合物流出液から回収することができ
る。所望の場合、細胞外生成物は通例方法により
実質的に細胞を含まぬ残留上澄液から回収するこ
とができる。実質的に細胞を含まぬ流出物は、た
とえばアセトンもしくはメタノールもしくはエタ
ノールのような低級アルコールで処理し、細胞外
に生産された任意の高分子材料を沈澱させること
ができる。細胞を含まぬ流出物は溶媒抽出およ
び/もしくは塩基抽出より処理し、所望の場合培
養工程中に生産された色素、ビタミン、もしくは
有機酸のような他の細胞外生成物を回収すること
ができる。このような付随的処理をするかもしく
はしない細胞を含まぬ流出液は、水性成分の一部
として、もしくは水性成分の実質的もしくはほと
んど全部として醗酵器に戻し、できる限り廃棄物
問題を避けることができる。 微生物細胞は通例加熱もしくは化学的手段によ
り殺し、これは醗酵流出物から細胞の分離前もし
くは後に行なうことができる。酵母細胞は人と共
に動物にとつて貴重なタン白源である。人の消費
に対し、必要の時は処理して核酸を減少させるこ
とができるが、動物飼料目的に対してはこのよう
な処理は現在必要とは思われない。 高細胞密度たとえば醗酵混合物1につき乾燥
規準酵母細胞範囲内の細胞密度の操作を使用する
本発明により高収量を得ることができる。所望の
場合細胞は遠心分離もしくは他の分離方法により
醗酵混合物から回収することができる。また、所
望の場合、次に濃縮細胞は水と混合することなど
により洗滌し、再遠心分離することなどにより分
離し、もしくは遠心分離前もしくは中に水を添加
することにより実質的に細胞を含まぬミネラル培
地に洗滌することができる。次に分離ミネラル培
地を含む洗滌液は水およびミネラル培地組立成分
として醗酵器に戻し、こうして廃棄物問題を実質
的に減少もしくは回避することができる。次に回
収細胞は単に乾燥し将来使用のための乾燥生成物
を製造することができる。所望の場合、高細胞密
度醗酵器流出物は全体を乾燥して、乾燥細胞およ
び塩を含む残留水溶性物質の全乾燥生成物を製造
し、そしてこの全乾燥生成物は高タン白高塩性の
きわめて有用な動物飼料として使用することがで
きる。 以下に本発明による方法を使用する試験を記載
する。特定量の材料、特定タイプの使用供給原
料、酵母の特定種もしくは菌株は例として考える
べきで、本発明の限定例として考えるべきではな
い。 例 連続的好気醗酵方法条件下で行つた試験では、
それぞれ30.15対69.85の容量比でメタノールおよ
び水性ミネラル塩培地をNRRL Y―11431として
寄託した酵母ピキヤ パストリス カルチヤー21
―2を接種した醗酵器に個々に供給した。前調整
培地もしくは基質は全く使用しなかつた。醗酵器
は2液容量、PH、温度およびレベルの自動調整
を有する4醗酵器であつた。撹拌は1000〜
1200rpmで回転する2翼で行なつた。通気速度は
十分な酸素を有しおよび含む供給空気を1分につ
き醗酵容積当り1〜1.5容(およそ大気圧および
25℃で)であり、大気圧および約30℃で空気を飽
和した醗酵混合物に溶解するであろうその約20%
量に等しい溶解酸素量を醗酵混合物に維持させ
た。水性水酸化アンモニウム(2容濃水酸化アン
モニウムおよび1容のイオン除去水)を醗酵混合
物のPHを約3.5に維持するような割合で添加し
た。 使用水性ミネラル塩培地は1溶液に対し、
12.5ml 85% H3PO4、2.5g 85%KOH、8.5g
KCl、7.0gMgSO4・7H2O、1.5gCaCl2
2H2O、25mlの微量ミネラル溶液A、25mlの微量
ミネラル溶液B、10mlのビチオン―チアミン塩酸
塩溶液、約0.08mlの消泡剤(Mazu DF―37C)、
および十分なイオン除去水のそれぞれを混合して
1の溶液を製造した。 微量ミネラル溶液Aは1溶液に対し、4.8g
のFeCl3・6H2O、2.0gのZnSO4・7H2O、0.02g
のH3BO3、0.20gのNa2MoO4・2H2O、0.30gの
MnSO4・H2O、0.08gのKI、0.06gのCuSO4
5H2O、3mlの濃H2SO4および十分なイオン除去
水のそれぞれを混合して1の溶液を製造した。 微量ミネラル溶液Bは1溶液に対し、2.0g
FeCl3・6H2O、2.0gのZnSO4・7H2O、0.3gの
MnSO4・H2O、0.6gのCuSO4・5H2O、2mlの濃
H2SO4、および十分なイオン除去水を混合して1
の溶液を製造した。 ビチオン―チアミン塩酸塩溶液は2mgのビオチ
ン、200mgのチアミン塩酸塩および50mlのイオン
除去水を混合して製造した。 醗酵は約30℃およびおよそ大気圧で、7.0時間
の保留時間で行なつた。 酵母細胞は遠心分離により醗酵液流出液から分
離し、水サスペンシヨンで洗滌し、再遠心分離
し、100℃で一夜乾燥し、そして秤量した。乾燥
規準で酵母細胞は供給メタノール100gにつき
42.3gの収量で産生した。細胞密度は流出液1
につき細胞100.7gの高レベルであつた。 例 別の醗酵試験を、水性ミネラル塩培地の組成を
いくらか変え、メタノール対水性ミネラル塩培地
の容量比を40.8対59.2とし、PH調整用水性水酸化
アンモニウムを3容の濃水酸化アンモニウムおよ
び1容のイオン除去水により製造し、そして醗酵
保留時間を8.35時間としたことを除いて実質的に
例記載の方法を使用し行なつた。 この試験で使用する水性ミネラル塩培地は、1
溶液に対し、20.0ml85%H3PO4、4.0gの85%
KOH、12.0gのKCl、10.4gのMgSO4・7H2O、
2.4gのCaCl2・2H2O、40mlの例記載の微量ミ
ネラル溶液A、40mlの例記載の微量ミネラル溶
液B、16mlの例記載のビオチン―チアミン塩酸
塩溶液、約0.08mlの消泡剤、および1の溶液に
するのに十分なイオン除去水を混合して製造し
た。 酵母細胞を醗酵流出液から分離し、洗滌し、そ
して例のように乾燥した。乾燥規準で、酵母細
胞は供給メタノール100gにつき41.4gの収量で
産生した。細胞密度は流出液1につき133.3g
のきわめて望ましい高レベルであつた。 例 連続的好気醗酵を、今回はNRRL Y―11432と
して寄託した酵母をハンセヌラ ポリモルフアカ
ルチヤー21―3を接種し、例記載のように醗酵
器中で行なつた。醗酵器に全溶液1につき300
mlメタノールを含むメタノールおよび水性ミネラ
ル塩培地混合物を供給した。撹拌醗酵混合物は、
十分な酸素を有しおよび含む供給空気を1分につ
き醗酵容量当り2容(およそ大気圧および約25℃
で)を醗酵器を通すことによつて通気し、醗酵混
合物内に、大気圧および約38℃で空気を飽和した
醗酵混合物に溶解するであろうその約20%に等し
い溶解酸素量を維持させた。 水性水酸化アンモニウム(2容の濃水酸化アン
モニウムおよび1容のイオン除去水)を醗酵混合
物のPHを3.7〜4.1に維持する割合で添加した。 メタノールおよび水性ミネラル塩培地の混合物
は、溶液1に対し300mlのメタノール、6mlの
85%H3PO4、3gのKCl、4.5gのMgSO4
7H2O、0.6gのCaCl2・2H2O、0.3gのNaCl、10
mlの例記載の微量ミネラル溶液A、10mlの例
記載の微量ミネラル溶液B、4mlの例記載のビ
オチン―チアミン塩酸塩溶液、4滴の消泡剤およ
び1溶液にするのに十分なイオン除去水を混合
して製造した。 醗酵液は約38℃および約大気圧で、5.66時間の
保留時間により行なつた。 酵母細胞は醗酵流出液から分離し、洗滌しそし
て例のように乾燥した。乾燥規準で、酵母細胞
は供給メタノール100gにつき31.0gの収量で産
生した。細胞密度は流出液1につき73.3gの細
胞であつた。 例 連続的好気醗酵方法において、それぞれ36.9対
63.1の容量比でメタノールおよび水性ミネラル培
地を、NRRL Y―11430として寄託した酵母ピキ
ア パストリス カルチヤー21―1を接種した醗
酵器に個々に供給した。醗酵器は約600の液体
容量、PH、温度、レベルの自動調整および通風管
を備えた1500の泡を満たした醗酵器であつた。
撹拌は通風管の下部の、750rpmで駆動するター
ビンにより行なつた。通気速度は1分につき醗酵
器内の醗酵液容量当り約1.6容の空気(約38psig
および約25℃で)であつた。無水アンモニアを醗
酵混合物のPHを約3.5に維持する割合で添加し
た。 最初の水性ミネラル塩培地は、溶液1に対し
12.2mlの75%H3PO4、6.0gのKCl、6.0gの
MgSO4・7H2O、0.8gのCaCl2・2H2O、2.0gの
85%KOH、2.0mlの微量ミネラル溶液C、0.8mlの
ビオチン―チアミン塩酸塩溶液および溶液1に
するのに十分な飲料水(飲料水は最初に十分なチ
オ硫酸ソーダで処理し、そこに含まれる遊離塩素
と反応させる)を混合して製造した。 微量ミネラル溶液Cは、溶液1に対し65gの
FeCl3・6H2O、18gのZnSO4・7H2O、5.0gの
MnSO4・H2O、6.0gのCuSO4・5H2O、2.0mlの
濃H2SO4および溶液1にするのに十分なイオン
除去水を混合して製造した。 ビチオン―チアミン塩酸塩溶液は0.4gビチオ
ン対40gチアミン塩酸塩の割合で1のイオン除
去水に成分を混合して製造した。 醗酵は30℃および38psig圧で、12.7時間の保留
時間により行なつた。 酵母細胞は醗酵流出物から遠心分離により分離
し、水サスペンシヨンで洗滌し、再遠心分離し、
100℃で一夜乾燥し、そして秤量した。乾燥規準
で酵母細胞は供給メタノール100gにつき37gの
収量で産生した。細胞密度は流出物1につきき
わめて望ましい110.3gの細胞であつた。 例 連続的好気醗酵方法において、それぞれ40対60
の容量比でメタノールおよび水性ミネラル塩培地
を、NRRL Y―11430として寄託した酵母ピキア
パストリス カルチヤー21―1を接種した醗酵
器に個々に供給した。醗酵器は約610の液体容
量、PH、温度およびレベル自動調整を有する1500
の泡を満たした醗酵器であつた。撹拌は
1000rpmで駆動する2個の通例のパドル―タイプ
タービンにより行なつた。通気速度は1分につき
醗酵器内の醗酵物1容量当り約4容の空気(約
38psigおよび約25℃で)であつた。無水アンモニ
アを醗酵混合物のPHを約3.5に維持する割合で添
加した。 水性ミネラル塩培地は、飲料水1に対し、
15.86mlの75%H3PO4、9.53のK2SO4、7.8gの
MgSO4・7H2O、0.6gのCaCl2・2H2O、および
2.6gの85%KOHを混合して製造した。微量ミネ
ラル溶液プラスビオチンはメタノール1につき
10mlの割合でメタノール流を経て別々に供給し
た。微量ミネラル溶液プラスビチオンは780mlの
微量ミネラル溶液D、20mlの水、200mlのメタノ
ールおよび0.032gのビオチンを混合して製造し
た。 微量ミネラル溶液Dは、溶液1に対し、65g
のFeSO4・7H2O、20gのZnSO4・7H2O、3.0gの
MnSO4・H2O、6.0gのCuSO4・5H2O、5.0mlの
濃硫酸および溶液1を作るのに十分なイオン除
去水を混合して製造した。 水性ミネラル塩培地は1時間につき31.5の割
合で、メタノールは1時間につき21の割合で供
給した。 醗酵は30℃および約38peig圧で、11.6時間の保
留時間により行なつた。 分析目的のために、酵母細胞を醗酵流出物から
遠心分離により分離し、水性サスペンジヨで洗滌
し、再遠心分離し、100℃で一夜乾燥しそして秤
量した。乾燥規準で酵母細胞は供給メタノール
100gにつき40.6gの収量で産生した。細胞密度
は流出物1につききわめて望ましい128.4gの
細胞であつた。醗酵液(醗酵器からの流出物)の
総固形含量は1につき134.7g(細胞プラス溶
解固形物)であつた。醗酵器からの流出液は酵母
を殺すために殺菌機を通し、それ以上の濃縮もし
くは処理することなく直接噴霧乾燥機に供給し
た。 例 連続的好気醗酵方法において、それぞれ29対71
の容量比でメタノールおよび水性ミネラル塩培地
を、酵母ハンセヌラ ポリモルフアNRRL Y―
11170を接種した醗酵器に個々に供給した。醗酵
器は約560の液体容量、PH、温度およびレベル
の自動調整、および通気管を備えた1500の泡を
満たした醗酵器であつた。撹拌は通気管下部の、
810rpmで駆動するタービンにより行なつた。通
気速度は1分につき醗酵器内の醗酵液1容当り約
5容の空気(約38psigおよび約25℃)であつた。
無水アンモニアを醗酵混合物のPHを約3.5に維持
する割合で添加した。 水性無機塩溶液は10.38mlの75%H3PO4、4.29
gのKCl、6.44gのMgSO4・7H2O、0.86gの
CaCl2・2H2O、0.43gのNaCl、3.0mlの微量ミネ
ラル溶液C、および飲料水(飲料水は最初に十分
な硫酸ソーダで処理し、そこに含まれる遊離塩素
と反応させる)1000ml中のビオチン―チアミン塩
酸塩溶液0.64mlを混合して製造した。 醗酵は39〜40℃および38psig圧で、7.6時間の
保留時間により行なつた。 分析のために酵母細胞は醗酵流出液から遠心分
離により分離し、水サスペンジヨンで洗滌し、再
遠心分離し100℃で一夜乾燥し、そして秤量し
た。乾燥規準で、酵母細胞は供給メタノール100
gにつき33.3gの収量で産生した。細胞密度は流
出液1につき望ましい76.2gの細胞であつた。 例 キヤンジダ ウチリス(トルラ)の好気生育を
ベンチトツプ(bench top)醗酵器で連続的無菌
方法で行なつた。2の培地を入れた醗酵器の初
めの滅菌後、エタノールを0.5%の最終濃度
(v/v)に添加し、PHはアンモニアで3.5〜4.0
に調整した。フラスコ中に生育した接種材料に醗
酵器に添加しバツチ試験におけるように多数の分
割サイクルを通して生育させた。すべてのアルコ
ールが消費されるとすぐに、カルチヤーが完全に
消費できる割合で滅菌エタノールを添加した。通
常にこれは溶解酸素応答により監視される。生育
容器に300mlのエタノールの全部を添加した後、
無菌ミネラル供給液およびエタノールの双方を醗
酵器に添加した。連続方法中の醗酵器容量は1.8
〜2.0に維持した。酸素を併せた空気を散分
し、溶解酸素濃度は約10%の飽和に維持した。培
地の稀釈割合の調整により安定状態を得た。 基質のエタノールは常に限定栄養素であつた。
醗酵は32±1℃の温度に維持した。細胞濃度は供
給液のエタノール濃度および細胞塊の収量により
120〜140g/の範囲にあつた。安定状態の條件
に到達後、醗酵ブロス資料を回収し、遠心分離
し、洗滌し、その後乾燥し、細胞塊収量を測定し
た。結果は下表に示す。得たもつとも早い生育割
合は3、4時間の保留時間であつた。収量(78〜
82%)は通例の低細胞密度方法(表Y―1084 a
で報告された収量に匹敵できるが、実験室規模で
高細胞密度方法を使用する本法の生産性(33g/
/時間)は低密度方法(10g//時間)に比
し3倍以上高い。
[Table] Sulfur is preferably used in the form of sulfate.
Since it is advantageous to add some of the required metals in sulfate form, the minimum concentration of sulfur is usually exceeded. Any or all of the metals listed can be used or included as sulfates. Preferably Mg, Ca, Fe, Zn, Ca and Mn are used in sulphate or chloride form or in the form of compounds which are converted in situ to sulphate or chloride. Preferably, K is used as sulphate, chloride or phosphate or in the form of a compound which is converted in situ to sulphate, chloride or phosphate. P may be used in the phosphoric acid form or in the form of phosphates, such as monohydrogen phosphates or dihydrogen phosphates, such as potassium or ammonium salts, or as compounds that are converted in situ to such salts. is preferred. Other elements which can be included at least in trace amounts are, for example, Na and Co as halides or sulphates, Mo, for example as molybdates, B, for example as borates, for example as selenites or selenium salts. Se, including I as an iodide. In a typical high cell density fermentation, the fermentation solution is approximately
It will consist of 1/2 supernatant medium and 1/2 cells. However, these 1/2 volume cells will contain at least about 2/3 the mineral salt content of the fermentation broth. The method of the invention uses a fermentation culture suitable for growth on a carbon-containing substrate under aqueous fermentation conditions.
Suitable yeasts include Candida, Hansenula, Torulopsis,
Includes species of the genera Saccharomyces, Pichia, Debaryomyces and Brettanomyces. Presently preferred genera include Candida, Hansenula, Torulopsis, Pichia, and Satucharomyces. Examples of suitable species are: Brettanomyces Petrophilium Candida boldinii Candida lipolytica
lipolytica) Candida mycoderma (Candida
Candida utilis (Mycoderma) Candida utilis (Candida utilis)
stellatoidea) Candida robusta Candida clausenii (Candida robusta)
claussnnii) Candida rugosa (Candida rugosa) Candida tropicalis (Candida rugosa)
tropicalis) Hansenula minuta Hansenula minuta
saturnus) Hansenula californica (Hansenula
californica) Hansenula mrakii (Hansenula mrakii) Hansenula silvicola (Hansenula mrakii)
silvicola) Hansenula polymorpha (Hansenula
polymorpha) Hansenula
wickerhamil) Hansenula capsulata (Hansenula
capsulata) Hansenula glucochima (Hansenula
glucozyma) Hansenula henritskii (Hansenula
henricii) Hansenula nonfermentans (Hansenula nonfermentans) Hansenula philodendra (Hansenula
philodendra) Pichia farinosa Pichia polymorpha Pichia membulranaefaciens Pichia pinus Pichia pastoris Pichia trehalophylla
trehalophila) Saccharomyces cervsiae Saccharomyces fragilis
fragilis) Saccharomyces rosei (Saccharomyces
rosei) Saccharomyces acidifaciens Saccharomyces elegans
elegans) Saccharomyces rouxii
rouxii) Saccharomyces lactis
lactis) Torulopsis sonorensis (Torulopsis)
sonorensis) Torulopsis kyanjida (Torulopsis
candida) Torulopsis bormyi (Torulopsis
bolmii) Torulopsis varsatilis (Torulopsis
versatilis) Torulopsis glabrata (Torulopsis
glmbrata) Torulopsis molysiana (Torulopsis
molishiana) Torulopsis nemondendra (Torulopsis
(nemodendra) Torulopsis (Torulopsis)
nitratophila), and Torulopsis pinus. Mixtures of two or more species of yeast can be used if desired. The specific yeast used depends in part on the carbon-containing substrate used. This is because it is well known that different yeasts often require somewhat different substrates for optimal growth. It has been observed that certain strains of the above species, such as Pichia pastoris, do not grow on methanol. Oxygen saturated - those Pichia pastoris and Hansenula polymorpha suitable for growth on hydrocarbon feedstocks, especially lower alcohols such as methanol, are currently preferred. Pichia Pastoris (Culture 21-2) NRRL Y-11431, Pichia Pastoris (Culture 21-1) NRRL Y-
11430, Hansenula polymorpha NRRL Y-
11170, and the strain deposited as Hansenula polymorpha (culture 21-3) NRRL Y-11432, are currently preferred. This is because these strains are particularly suitable for use in the production of SCP protein materials with high cell densities and high yields. Pichia pastoris (Culture 21-2) NRRL Y-11431 and Pichia pastoris (Culture 21-1) NRRL Y-
The characteristics of these strains of 11430 are considered unusual for these species. This is because out of the four Pichia pastoris cultiaria tested, only two grew on methanol anyway. Pichia Pastoris (Culture-21-2) NRRL
11431, Pichia pastoris (Culture-21-
1) NRRL Y-11430 and Hansenula polymorpha (Culture-21-3) NRRL Y-11432 is considered new and unique. The carbon energy substrate can be any carbon energy source suitable as a yeast substrate, such as hydrocarbons, oxygen-saturated hydrocarbons including various carbohydrates, and the like. It is recognized that specific yeasts vary in their preferences for various substrates. Currently preferred substrates for aqueous fermentation conditions are carbon-
It is a highly water-soluble oxygen-hydrogen compound. The term "oxygenated hydrocarbon" is meant as a generic term in this disclosure describing compounds that can be used and is not necessarily a limiting term meaning a source of substrate. For the purposes of this disclosure, oxygen-saturated hydrocarbons include water-soluble carbohydrates, as well as alcohols, ketones, esters, acids and aldehydes, and mixtures thereof, which have from 1 to 20 carbon atoms per molecule and generally have a property of is naturally highly water soluble. More suitable oxygen-saturated hydrocarbons are typically substantially larger water-soluble ones having up to about 10 carbon atoms per molecule, or are generally water-soluble carbohydrates. Exemplary carbohydrates include glucose, fructose, galactose, lactose, sucrose, starch, dextrin, etc. alone or in mixtures. Among other types of oxygen-saturated hydrocarbons, examples are methanol, ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1-propanol, 2-propanol, glycerol, 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, 1 -Pentanol, 2-hexanol,
1,7-heptanediol, 1-octanol,
2-decanol, 1-hexadecanol, 1-eicosanol, acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentano, 2-decanone, 3-pentadecanone, 2-eicosanone, formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde,
Butyraldehyde, hexanal, 7-methyloctanal, tetradecanal, eicosanal, acetic acid,
Propionic acid, butyric acid, glutaric acid, 5-methylhexanoic acid, azelaic acid, dodecanonic acid, eicosanonic acid, methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl butyrate, isopropyl hexanoate, hexyl 5-methyloctanoate, octyl dodecanoate and mixtures thereof. Although less preferred because it is sometimes difficult to remove residual matrix from single-cell protein cells,
It is also possible to use normal paraffins, such as 10 to 20 carbon atoms per molecule, according to the method of the invention. Yeast generally do not assimilate less than 10 carbon atoms per molecule of paraffin. Typically these are decane, undecane, dodecane, tridecane,
Including such as tetradecane, pentadecane, hexadecane, octadecane, eicosane, etc. and mixtures thereof. Water soluble alcohols of 1 to 4 carbon atoms, water soluble acids of 2 to 4 carbon atoms and water soluble carbohydrates are currently preferred. Water-soluble monohydric fatty acid hydrocarbyl alcohols are preferred. 2-methyl-1
-It is noteworthy that propanol is inhibitory to certain yeasts. This alcohol should be avoided in such yeast fermentations. 1~
Alcohols with 4 carbon atoms (other than 2-methyl-1-propanol) are currently also preferred. Of these, methanol and ethanol are currently preferred over the others. Methanol is also preferred among such feedstocks due to its relatively low cost. Petroleum gas can be oxidized. and water-soluble materials such as the oxidation of methane, ethane, etc. used to provide a predominant mixture of the corresponding alcohols along with various aldehydes, ketones, acids, etc., and various purifications produced in centralized rational refineries as well. Appropriate hydrocarbon fractions from sources and chemically processed complexes, often referred to as petroleum complexes, can be used for fermentation purposes. Salts in the supernatant are at relatively low concentrations. This is due to the high uptake by growing and producing cells. Mineral salts in cells cannot be present or applied as a feed because some are in bound organic form. Of course, mineral analysis of the fermentation liquor will reflect the total mineral content. In addition to mineral salts, vitamins (organic growth factors) can be used in the fermentation broth if their presence is desired for the growth of the particular yeast of choice, as known to those skilled in the art. For example, for proper growth many yeasts appear to require the presence of one or both of the vitamins vithione and thiamine, or other media components containing these vitamins, such as yeast extract. Thus, for yeast such as Hansenula polymorpha, an amount of about 0.04 to 0.8 mg biotin per 1 aqueous mineral medium and about 4 to 80 mg per 1 aqueous mineral medium.
It is desirable to use mg amounts of thiamine hydrochloride. Alternatively, all or part of the biothione and thiamine can be provided through the use of yeast extract or the like. In the production of mineral media used in aqueous aerobic fermentation processes to which growth factors are added, the use of water containing residual chlorine levels, such as those commonly encountered in water from purification processes in some countries, may be accompanied by growth factors, especially If you use aqueous mineral media prepared from water with residual chlorine in such fermentation systems, removing the chlorine before adding the growth factors may tend to deactivate vitamins such as biotin or thiamine. It has long been known that growth factors can be prevented from being lost or inactivated. Therefore, methods have been developed to treat water containing residual chlorine to effectively remove residual trace chlorine and thus avoid vitamin loss. Until now, water containing undesirable amounts of residual chlorine has nevertheless been used without inactivation of the vitamins by chlorine, if the vitamins are added to the fermentation zone as a separate stream from the aqueous nutrient medium. It was found that it can be used in an enzymatic method. Mineral nutrient media can therefore use water containing trace amounts of chlorine. This procedure thus avoids the need for pre-treatment of water containing residual traces of chlorine by expensive and/or time-consuming methods. Separate addition of vitamins to the fermentation zone described above is preferably and advantageously carried out by mixing the vitamins with at least some, preferably all, of the carbon energy substrate stream prior to adding these materials to the fermentation zone. achieved. If an aqueous mixture of vitamin and carbon energy substrates is used, the water used for the initial vitamin dilution should preferably be free of residual chlorine, such as deionized water, and should preferably be free of residual chlorine, such as water-based methanol. Any pre-loss should be avoided before mixing with the substrate. If desired, and preferably the mixture contains water and a water-soluble carbon substrate such as methanol, e.g.
It is produced from a 20% methanol aqueous solution by volume, then the vitamins can be dissolved in the methanol aqueous solution and then fed to the fermenter. In this manner, residual chlorine does not have to be removed first, yet the vitamins are completely preserved. In a more preferred embodiment, further addition of vitamins to the fermentation zone is achieved using a mixture of vitamins, at least some of the carbon energy substrates described above, and further addition of an aqueous trace mineral salt solution. Trace mineral salts are Co, Mo, B, Se, I or Mn,
It consists of those cited above as trace elements such as Cu, Zn and Fe. Use of this more preferred embodiment not only avoids the vitamin inactivation problem caused by traces of chlorine in the water used for aqueous mineral salt media, but also avoids other problems often encountered in fermentation processes. This problem is often the formation of precipitates in heat sterilization zones used to treat aqueous mineral salt media that require cleaning. The presence of trace mineral salts, usually mixed with the initial mineral nutrients, clearly promotes the formation of troublesome precipitates in the heat sterilization zone. Therefore, by not including trace mineral salts in the aqueous mineral salt medium stream, but instead by including trace mineral salts mixed with vitamins and at least some carbon energy substrates, two very troubling problems can be avoided. solve. The water used to produce the mixture of trace mineral salts, at least some carbon energy substrate and vitamins as described above should preferably be free of residual trace amounts of chlorine. The stream consisting of vitamins, some carbon energy substrates and trace minerals can be made sterile by filtration if desired. However, it is preferred and advantageous to combine the stream with the primary carbon energy substrate before entering the fermentation zone and to pass the entire combined stream just before entering the fermentation zone. Fermentations themselves are aerobic processes that require molecular oxygen; they are supplied with a molecular oxygen-containing gas, such as air, oxygen-enriched air, or substantially pure molecular oxygen, in which microorganisms are grown in a growth mode. Maintain an effective partial pressure of oxygen in the fermentation liquor to support growth.
By using an oxygen-saturated hydrocarbon substrate, the total oxygen requirement for microbial growth is less than the requirement when paraffin is used. Even so, an adequate amount of molecular oxygen must be supplied for growth. This is because the assimilation of substrate and the corresponding growth of microorganisms is in part a combustion process. The rate at which molecular oxygen is supplied to the fermentation should be such that yeast growth is not limited by lack of oxygen. Fermentation equipment varies widely in its ability to transport oxygen to the culture. In general, the ventilation rate can be varied over a considerable range;
For fermenters that are very effective at oxygen transfer, aeration is generally carried out to increase the molecular oxygen-containing gas volume per minute per liquid volume in the fermenter (at working pressure and 25°C).
) at a ratio of about 0.5 to 8, preferably about 1 to 6. This amount is based on the normal oxygen content air supplied to the reactor, and in pure molecular oxygen, each range is the volume of molecular oxygen per minute per liquid volume in the fermenter (working pressure and 25
°C) from about 0.1 to 1.7, or preferably from about 0.2 to
Probably 1.3. The pressure used in the microbial fermentation process can vary widely. Typical pressures range from about 0 to
150 psig, currently preferably about 0 to 60 psig, more preferably at least slightly above atmospheric pressure. Pressures above atmospheric pressure are advantageous as such pressures tend to increase dissolved oxygen concentrations in aqueous fermentations. It can then help increase the growth rate of the cells. At the same time, high pressures are offset by the fact that they increase equipment and operating costs. Fermentation temperatures can vary somewhat but will generally be about 25-65°C, generally preferably about 28-50°C. Pichia pastoris culture 21-2 deposited as NRRL Y-11431 and NRRL
Pichia pastoris deposited as Y-1430
The fermentation culture of culture 21-1 is generally about 30
Prefer fermentation temperature of ℃. Hansenula polymorpha
Hansenula polymorpha culture 21-3, deposited as NRRL Y-1170 and NRRL Y-11432, currently appears to prefer fermentation temperatures on the order of about 38-40°C. Yeast require an assimilable nitrogen source. Assimilable nitrogen can be provided by any nitrogen-containing compound or compound capable of liberating nitrogen in a form suitable for vicarious utilization by yeast. Various organic nitrogen source compounds such as protein hydrolysates can be used technically, but typically cheaper nitrogen-containing compounds such as ammonia, ammonium hydroxide, urea and ammonium phosphate, ammonium sulfate, pyrroline Various ammonium salts can be used, such as ammonium acids and ammonium chloride. Ammonia gas itself is advantageous for large-scale operations and can be used in appropriate amounts to foam the aqueous microbial fermentation liquid. At the same time, such ammonia
Also helps with pH adjustment. The pH range of the aqueous microbial fermentation liquid is approximately 3 to 7.
More preferably and usually it should be in the range of about 3.5 to 5.5. The preference of certain microorganisms for pH ranges depends to some extent on the medium used, as well as on the particular microorganism. Therefore, some variation can be made by changing the culture medium, as can be readily determined by those skilled in the art. The average retention time of the fermentation liquor in the enzyme vessel can vary considerably, depending in part on the fermentation temperature and the yeast culture used. Generally the hold time will be about 2 to 30 hours based on average hold, preferably about 4 to 14 hours at present. High concentrations of some of the carbon and energy substrates mentioned, especially methanol or formaldehyde, can be inhibiting to satisfactory microbial growth or even toxic to fermentation microorganisms. Therefore, relatively high substrate concentrations should be avoided, and it is generally desirable to maintain fermentation substrate concentrations at the maximum acceptable level. For some lower alcohols, this level in the fermentate is generally between about 0.001 and 5% by volume, preferably between about 0.01 and 5% by volume.
0.05% by volume, whereas for aldehydes, due to the toxicity of aldehydes, these
Should be 1/10. When carbon and energy source materials contain aldehydes in amounts potentially harmful to microorganisms, harmful aldehyde effects can be avoided by subtracting the substrate with a suitable amount of a nitrogen compound, preferably ammonia, ammonium hydroxide, or other active ammonium compound per mole of aldehyde. Mitigation can be achieved by initial treatment with a ratio of about 0.01 to 10 molar equivalents of such nitrogen-containing compounds. Such treated substrates then contain not only carbon energy depletion but also at least some of the necessary assimilable nitrogen. The carbon-containing substrate can be adjusted as a limiting factor, thereby advantageously fermenting in a manner that ensures sufficient conversion of the carbon-containing substrate into the yeast cells and avoids possible contamination of the yeast cells with substantial amounts of unconverted substrate. It is done. The latter is not a problem due to water-soluble substrates. This is because any residual traces are easily washed out. However, there may be problems with non-aqueous substrates such as higher n-paraffins which require additional product treatment steps such as removal of residual hydrocarbons by a suitable solvent wash step. Continuous operation is highly preferred because of the ease of control, production of uniform product in uniform quantities, and the most economical use of all equipment. In a continuous process, carbon and energy source materials as substrates, an aqueous mineral medium, an assimilable nitrogen source and a molecular enzyme-containing gas are continuously added to the fermentation liquor in the fermenter in combination with continuous withdrawal of the fermentation liquor. The volume ratio of added carbon energy substrate:added aqueous mineral medium can vary over a wide range, depending in part on the nature of the carbon-containing substrate, but generally ranges from about 1:9 to 6:4, presently and preferably. will range from about 2:8 to 5:5. If desired, all parts of the carbon energy source material and/or part of the assimilable nitrogen source, such as ammonia, can be added to the aqueous mineral medium before passing it through the fermenter.
It was also advantageous to use a feed ratio of approximately 40% alcohol to 60% mineral salts medium by volume in this method at high cell densities. Each stream introduced into the reactor has a predetermined proportion or carbon and energy substrate concentration;
Adjustments are made according to requirements that can be determined by monitoring such as pH, lytic enzymes, oxygen or carbon dioxide in the gases exiting the fermenter, cell density as measured by light transmission, etc. The feeding ratios of the various materials can be varied to obtain as high a yield of yeast cells on added substrate as possible, consistent with efficient utilization of carbon and energy sources, and to obtain the fastest possible cell growth rate. By the method of the invention, yeast cells can be obtained with a yield of about 30 to 110 g per 100 g of added substrate, depending in part on the particular substrate used. All equipment, reactors or fermentation elements, vessels, piping, attached circulation or cooling equipment, etc.
It is also preferred to sterilize by using steam, typically at about 250°C (121°C) for at least about 15 minutes. The sterilizing reactor is inoculated with a culture of specific microbial powder in the presence of all necessary nutrients, including molecular oxygen and carbon-containing substrates. The type of fermenter used is not critical in carrying out the fermentation process of the invention, although operation in a foam-filled fermenter is currently preferred. Fermenters designed to promote and maintain foam production are necessary to maintain the desired high cell densities and rapid growth rates, and are advantageous in the present method of achieving increased oxygen transfer. At the start of the fermentation, an aqueous mineral medium, an appropriate concentration of carbon source, assimilable nitrogen, trace ingredients if desired and starting inoculum of yeast are placed in a sterile fermenter, and a suitable flow of oxygen and various feeds is gradually introduced. will be started on. If desired, the initial fermentation substrate can be gradually changed to methanol or the like as cell density increases, such as glucose. In aqueous fermentations, one can start with low mineral salt levels and build up to high mineral salt levels by feeding the fermentation liquor with an aqueous mineral medium having a high concentration of mineral salts. However, usually the high salt medium is simply added to the fermenter at the beginning and operation is immediately stopped. Those skilled in the art will appreciate that there will typically be a short lag time after departure before the inoculum has formed sufficient cells for complete input of salt and substrate used. Yeast cells produced by the high cell density method of the invention can be recovered from the fermentation mixture effluent by conventional methods such as centrifugation or filtration. If desired, extracellular products can be recovered from the substantially cell-free residual supernatant by conventional methods. The substantially cell-free effluent can be treated with, for example, acetone or a lower alcohol such as methanol or ethanol to precipitate any extracellularly produced polymeric material. The cell-free effluent can be processed by solvent extraction and/or base extraction to recover other extracellular products such as pigments, vitamins, or organic acids produced during the culturing process, if desired. . The cell-free effluent, with or without such ancillary treatment, is returned to the fermenter as part of the aqueous component, or as substantially or almost all of the aqueous component, to avoid waste problems as much as possible. can. Microbial cells are typically killed by heat or chemical means, which can occur before or after separation of the cells from the fermentation effluent. Yeast cells are a valuable source of protein for humans as well as animals. For human consumption, processing can be performed to reduce the nucleic acids when necessary, but for animal feed purposes such processing does not currently appear to be necessary. High yields can be obtained with the present invention using manipulation of cell densities, for example within the range of dry standard yeast cells per fermentation mixture. If desired, cells can be recovered from the fermentation mixture by centrifugation or other separation methods. If desired, the concentrated cells can then be washed, such as by mixing with water, separated, such as by recentrifugation, or substantially free of cells by adding water before or during centrifugation. It can be washed with mineral medium. The wash solution containing the separated mineral medium can then be returned to the fermenter as water and mineral medium assembly components, thus substantially reducing or avoiding waste problems. The harvested cells can then simply be dried to produce a dry product for future use. If desired, the high cell density fermenter effluent is dried in its entirety to produce a total dry product of dry cells and residual water-soluble materials containing salts, and this total dry product is high in protein and high in salt content. can be used as extremely useful animal feed. Tests using the method according to the invention are described below. The particular amounts of materials, the particular types of feedstock used, the particular species or strains of yeast are to be considered as examples and not as limitations on the invention. Example: In a test conducted under continuous aerobic fermentation method conditions:
Yeast Pichia pastoris culture 21 deposited as NRRL Y-11431 in methanol and aqueous mineral salt media in a volume ratio of 30.15 to 69.85, respectively.
-2 were inoculated into fermenters individually. No preconditioned media or substrates were used. The fermenter was a 4-fermenter with automatic adjustment of 2-liquid volume, PH, temperature and level. Stirring is 1000~
It was carried out using two blades rotating at 1200 rpm. The aeration rate is 1 to 1.5 volumes per fermentation volume per minute (approximately atmospheric pressure and
at 25 °C) and about 20% of which will dissolve in the fermentation mixture saturated with air at atmospheric pressure and about 30 °C.
An amount of dissolved oxygen equal to the amount of dissolved oxygen was maintained in the fermentation mixture. Aqueous ammonium hydroxide (2 volumes concentrated ammonium hydroxide and 1 volume deionized water) was added at a rate to maintain the pH of the fermentation mixture at about 3.5. The aqueous mineral salt medium used is 1 solution:
12.5ml 85% H 3 PO 4 , 2.5g 85% KOH, 8.5g
KCl, 7.0gMgSO47H2O , 1.5gCaCl2
2H 2 O, 25ml trace mineral solution A, 25ml trace mineral solution B, 10ml bithione-thiamine hydrochloride solution, about 0.08ml antifoam agent (Mazu DF-37C),
and sufficient deionized water were mixed to prepare a solution of 1. Trace mineral solution A is 4.8g per solution.
of FeCl 3 ·6H 2 O, 2.0 g ZnSO 4 ·7H 2 O, 0.02 g
H 3 BO 3 , 0.20 g Na 2 MoO 4 2H 2 O, 0.30 g
MnSO4.H2O , 0.08g KI, 0.06g CuSO4 .
A solution of 1 was prepared by mixing each of 5H 2 O, 3 ml of concentrated H 2 SO 4 and enough deionized water. Trace mineral solution B is 2.0g per solution.
FeCl 3 ·6H 2 O, 2.0 g ZnSO 4 ·7H 2 O, 0.3 g
MnSO 4 .H 2 O, 0.6 g CuSO 4 .5H 2 O, 2 ml conc.
Mix H 2 SO 4 and enough deionized water to
A solution was prepared. A biotin-thiamine hydrochloride solution was prepared by mixing 2 mg of biotin, 200 mg of thiamine hydrochloride, and 50 ml of deionized water. Fermentation was carried out at approximately 30° C. and approximately atmospheric pressure with a hold time of 7.0 hours. Yeast cells were separated from the fermentation effluent by centrifugation, washed in a water suspension, recentrifuged, dried overnight at 100°C, and weighed. On a dry basis, yeast cells per 100 g of methanol supplied
A yield of 42.3g was produced. Cell density is effluent 1
The level was as high as 100.7 g of cells per cell. Example Another fermentation test was carried out with some changes in the composition of the aqueous mineral salt medium, the volume ratio of methanol to aqueous mineral salt medium was 40.8 to 59.2, and the aqueous ammonium hydroxide for pH adjustment was 3 volumes of concentrated ammonium hydroxide and 1 volume of concentrated ammonium hydroxide. The procedure was substantially as described in the example except that the fermentation hold time was 8.35 hours. The aqueous mineral salt medium used in this test was
For the solution, 20.0 ml 85% H 3 PO 4 , 4.0 g 85%
KOH, 12.0 g KCl, 10.4 g MgSO4.7H2O ,
2.4 g of CaCl 2 .2H 2 O, 40 ml of the trace mineral solution A as described in the example, 40 ml of the trace mineral solution B as described in the example, 16 ml of the biotin-thiamine hydrochloride solution as described in the example, approximately 0.08 ml of antifoaming agent, and enough deionized water to form a solution of 1. Yeast cells were separated from the fermentation effluent, washed and dried as in the example. On a dry basis, the yeast cells produced a yield of 41.4 g per 100 g of methanol fed. Cell density is 133.3g per effluent
This was an extremely desirable high level. EXAMPLE Continuous aerobic fermentation was carried out in a fermenter as described in the example, this time with yeast deposited as NRRL Y-11432 inoculated with Hansenula polymorpha culture 21-3. 300 per total solution in the fermenter
A methanol and aqueous mineral salt medium mixture containing ml methanol was fed. The stirred fermentation mixture is
Supply air with and containing sufficient oxygen to 2 volumes per fermentation volume per minute (approximately atmospheric pressure and approximately 25°C).
aeration) by passing it through the fermenter to maintain an amount of dissolved oxygen in the fermentation mixture equal to about 20% of that which would dissolve in an air-saturated fermentation mixture at atmospheric pressure and about 38°C. Ta. Aqueous ammonium hydroxide (2 volumes of concentrated ammonium hydroxide and 1 volume of deionized water) was added at a rate to maintain the pH of the fermentation mixture between 3.7 and 4.1. The mixture of methanol and aqueous mineral salt medium is 1 part solution: 300 ml methanol, 6 ml
85% H 3 PO 4 , 3 g KCl, 4.5 g MgSO 4 .
7H2O , 0.6g CaCl2.2H2O , 0.3g NaCl, 10
ml of trace mineral solution A as described in the example, 10 ml of trace mineral solution B as described in the example, 4 ml of biotin-thiamine hydrochloride solution as described in the example, 4 drops of antifoam and enough deionized water to make one solution. It was produced by mixing. The fermentation was carried out at about 38° C. and about atmospheric pressure with a hold time of 5.66 hours. Yeast cells were separated from the fermentation effluent, washed and dried as in the example. On a dry basis, the yeast cells produced a yield of 31.0 g per 100 g of methanol fed. Cell density was 73.3 g cells per effluent. Example: In a continuous aerobic fermentation method, 36.9 pairs each
Methanol and aqueous mineral medium in a volume ratio of 63.1 were individually fed to a fermenter inoculated with the yeast Pichia pastoris culture 21-1 deposited as NRRL Y-11430. The fermenter was a 1500 bubble filled fermenter with a liquid capacity of approximately 600, automatic adjustment of pH, temperature, level and ventilation pipes.
Agitation was provided by a turbine operating at 750 rpm at the bottom of the draft tube. The aeration rate is approximately 1.6 volumes of air (approximately 38 psig) per volume of fermentation liquid in the fermenter per minute.
and at about 25°C). Anhydrous ammonia was added at a rate to maintain the pH of the fermentation mixture at approximately 3.5. The initial aqueous mineral salt medium is
12.2 ml 75% H 3 PO 4 , 6.0 g KCl, 6.0 g
MgSO 4 7H 2 O, 0.8 g CaCl 2 2H 2 O, 2.0 g
85% KOH, 2.0 ml of trace mineral solution C, 0.8 ml of biotin-thiamine hydrochloride solution and enough drinking water to make solution 1 (potable water should first be treated with enough sodium thiosulfate to contain (reacted with free chlorine). Trace mineral solution C is 65g per solution 1.
FeCl 3 ·6H 2 O, 18 g ZnSO 4 ·7H 2 O, 5.0 g
It was prepared by mixing MnSO 4 .H 2 O, 6.0 g CuSO 4 .5H 2 O, 2.0 ml concentrated H 2 SO 4 and enough deionized water to make solution 1. A bithione-thiamine hydrochloride solution was prepared by mixing the ingredients in a ratio of 0.4 g bithione to 40 g thiamine hydrochloride in 1 part deionized water. Fermentation was carried out at 30° C. and 38 psig pressure with a hold time of 12.7 hours. Yeast cells were separated from the fermentation effluent by centrifugation, washed in a water suspension, recentrifuged, and
Dry overnight at 100°C and weigh. On a dry basis, the yeast cells produced a yield of 37 g per 100 g of methanol fed. The cell density was a highly desirable 110.3 g cells per effluent. Example: 40 vs 60 respectively in continuous aerobic fermentation method
Methanol and aqueous mineral salts medium in a volume ratio of 100 ml were individually fed to a fermenter inoculated with the yeast Pichia pastoris culture 21-1 deposited as NRRL Y-11430. The fermenter has a liquid capacity of about 610, PH, temperature and level automatic adjustment of 1500
It was a fermenter filled with bubbles. The stirring is
This was done with two conventional paddle-type turbines driven at 1000 rpm. The aeration rate is approximately 4 volumes of air per volume of fermented product in the fermenter per minute (approx.
at 38 psig and about 25°C). Anhydrous ammonia was added at a rate to maintain the pH of the fermentation mixture at approximately 3.5. The aqueous mineral salt medium is 1 part drinking water,
15.86 ml of 75% H 3 PO 4 , 9.53 K 2 SO 4 , 7.8 g
MgSO 4 7H 2 O, 0.6 g CaCl 2 2H 2 O, and
It was prepared by mixing 2.6g of 85% KOH. Trace mineral solution plus biotin per 1 methanol
A portion of 10 ml was fed separately via the methanol stream. Trace mineral solution plus biotin was prepared by mixing 780 ml of trace mineral solution D, 20 ml of water, 200 ml of methanol and 0.032 g of biotin. Trace mineral solution D is 65g for solution 1.
of FeSO 4 ·7H 2 O, 20 g of ZnSO 4 ·7H 2 O, 3.0 g of
It was prepared by mixing MnSO 4 .H 2 O, 6.0 g CuSO 4 .5H 2 O, 5.0 ml concentrated sulfuric acid, and enough deionized water to make solution 1. Aqueous mineral salt medium was fed at a rate of 31.5 per hour and methanol was fed at a rate of 21 per hour. Fermentation was carried out at 30° C. and approximately 38 peig pressure with a hold time of 11.6 hours. For analytical purposes, yeast cells were separated from the fermentation effluent by centrifugation, washed with aqueous suspension, recentrifuged, dried overnight at 100°C and weighed. Yeast cells are fed methanol on a dry basis
A yield of 40.6 g per 100 g was produced. The cell density was a highly desirable 128.4 g cells per effluent. The total solids content of the fermentation liquor (effluent from the fermenter) was 134.7 g/l (cells plus dissolved solids). The effluent from the fermenter was passed through a sterilizer to kill yeast and fed directly to the spray dryer without further concentration or treatment. Example: 29 vs 71 respectively in continuous aerobic fermentation method
methanol and aqueous mineral salts medium in a volume ratio of
Fermenters inoculated with 11170 were fed individually. The fermenter was a 1500 bubble filled fermenter with approximately 560 liquid capacity, automatic adjustment of PH, temperature and level, and vent tubes. Stirring is done at the bottom of the ventilation pipe.
This was done by a turbine driven at 810 rpm. The aeration rate was approximately 5 volumes of air per volume of fermentation liquid in the fermenter per minute (approximately 38 psig and approximately 25°C).
Anhydrous ammonia was added at a rate to maintain the pH of the fermentation mixture at approximately 3.5. The aqueous inorganic salt solution is 10.38 ml of 75% H 3 PO 4 , 4.29
g KCl, 6.44 g MgSO4.7H2O , 0.86 g
CaCl 2 2H 2 O, 0.43 g NaCl, 3.0 ml trace mineral solution C and in 1000 ml of drinking water (the drinking water is first treated with enough sodium sulfate to react with the free chlorine contained therein). It was prepared by mixing 0.64 ml of biotin-thiamine hydrochloride solution. Fermentation was carried out at 39-40°C and 38 psig pressure with a hold time of 7.6 hours. For analysis, yeast cells were separated from the fermentation effluent by centrifugation, washed in a water suspension, recentrifuged, dried overnight at 100°C, and weighed. On a dry basis, yeast cells are fed methanol 100%
produced with a yield of 33.3 g/g. Cell density was the desired 76.2 g cells per effluent. EXAMPLE Aerobic growth of Candida utilis (Torula) was carried out in a bench top fermenter in a continuous aseptic manner. After the initial sterilization of the fermenter containing the medium of 2, ethanol was added to a final concentration of 0.5% (v/v) and the pH was adjusted to 3.5-4.0 with ammonia.
Adjusted to. The inoculum grown in flasks was added to the fermenter and grown through a number of split cycles as in a batch test. As soon as all the alcohol was consumed, sterile ethanol was added at a rate that allowed complete consumption of the culture. Usually this is monitored by dissolved oxygen response. After adding a total of 300 ml of ethanol to the growth container,
Both sterile mineral feed and ethanol were added to the fermenter. Fermenter capacity during continuous method is 1.8
Maintained at ~2.0. Oxygenated air was dispersed and the dissolved oxygen concentration was maintained at approximately 10% saturation. Stable conditions were obtained by adjusting the dilution rate of the medium. The substrate ethanol has always been the limiting nutrient.
Fermentation was maintained at a temperature of 32±1°C. The cell concentration depends on the ethanol concentration of the feed solution and the yield of cell aggregates.
It was in the range of 120-140g/. After reaching steady-state conditions, the fermentation broth samples were collected, centrifuged, washed, and then dried, and the cell mass yield was determined. The results are shown in the table below. The fastest growth rate obtained was with a holding time of 3 to 4 hours. Yield (78~
82%) is the usual low cell density method (Table Y-1084 a )
The productivity of our method using a high cell density method at laboratory scale (33 g/
/hour) is more than three times higher than the low density method (10g/hour).

【表】 例 クルイベロミセス フラギリスは最初にUSDA
ノーザン リージヨナル リサーチ ラボラト
リーズ(ペオリア、イリノイ)およびアメリカン
タイプ カルチヤー コレクシヨン(ロツクビ
ル マリランド)から得た。酵母はYM寒天斜面
又はプレート上に培養した。 YMプレートから単離した1個のコロニーを
250mlのエルレン マイヤー フラスコ中の1.2%
ホエイ透過液固体(エクスプレス フーヅ、ルイ
スビル、ケンタツキー)を補充した100mlの最少
培地に接種した。培地は次の成分(g/):
KH2PO4、5.0;(NH42SO4、3.0;MgSO4
7H2O、0.5;CaCl2・2H2O、0.1;FeSO4
7H2O、0.15;CuSO4・5H2O、0.0125;ZnSO4
7H2O、0.095;MnSO4・H2O、0.0063;
Na2MoO4・2H2O、0.0038およびCaCl2・6H2O、
0.0005を含有した。フラスコはニユーブルンスウ
イツクG―25振盪器で37℃でインキユベートし
た。次にベンチトツプ醗酵に対し接種材料として
一夜のカルチヤー(16〜24時間)を使用した。ベ
ンチトツプ醗酵器は注文した4醗酵器である。
高細胞密度方法に対し、醗酵器に最初に75%
H3PO4、2.1ml/:H2SO4、1.2ml/;ナイア
シン、3.1mg/;D―パントテン酸、1.0mg/
;ホエイ透過物固体、100g/;および微量
ミネラル溶液、1.5ml/を含む無菌培地を入れ
た。微量ミネラル溶液は次のミネラル(g/
):FeSO4・7H2O、60;CuSO4・5H2O,5;
ZnSO4・7H2O、25:MnSO4・H2O、2:
NaMoO4・2H2O、1およびCaCl2・6H2O、0.2を
含む。 一夜のカルチヤーを接種後、醗酵器はすべての
ラクトースが消費されるまで13〜16時間、PH4.6
および37℃で好気的に操作した。次に無菌供給液
をカルチヤーが供給液に含まれるラクトースを完
全に消費できる割合で連続添加した。これは通常
溶解酸素応答により監視した。ラクトース含量は
イオンクロマトグラフイにより測定した。連続供
給液は75%H3PO4(6.2ml/)、H2SO4(3.7ml/
)、D―パントテン酸(3.1mg/)、ナイアシ
ン(9.3mg/)および微量ミネラル溶液(4.4
ml/)を補充した30%ホエイ透過液固体(透過
液乾燥粉末又は濃縮透過液)を含有した。食品用
消泡剤FG―10(ダウ ケミカル、ミツドラン
ド、ミシガン)を泡の調整に使用した。醗酵器の
ガス無含有液体容量は醗酵器ブロスの連続回収に
より1.8〜2.0に維持した。酸素を併せた空気を
散布し、溶解酸素濃度は20〜30%飽和に維持し
た。一定の稀釈割合で細胞塊に変化のない場合安
定状態を達成した。窒素源してのみでなくPH調整
にもガス状アンモニアを使用した。ホエイの糖で
あるラクトースは常に限定栄養素であつた。 基質として濃縮ホエイ透過液を使用することに
より、食品用酵母(クルイベロミセス フラギリ
ス)は醗酵器で非常に高い細胞密度(140g/
を越える総ブロス乾燥重量)に連続生育した。ホ
エイ透過液の高圧分含量は細胞生育に阻止的では
ないことがわかつた。細胞塊収量は3.9〜5.1の範
囲のPH、31〜37℃の温度、供給液の6〜30%ホエ
イ透過液固体で畧畧一定であつた。 稀釈割合(0.1〜0.3時間-1)は細胞塊収量に対
しほとんど効果のないことがわかつた。38℃より
高温では収量は減少した。高細胞密度醗酵ブロス
は遠心分離および洗滌せずに直接乾燥し、直接乾
燥生成物の組成を測定した。分析は生成物が許容
しうるタン白およびミネラル含量を有することを
示した。生成物のアミノ酸プロフイル、ビタミン
含量および脂肪酸組成は優良タン白生成物である
ことを示唆する。 急速生育および高生産性の能力を有する酵母の
発見は明らかに有利である。 本発明は非常に望ましく且有用性を有する3種
のきわめて独得の酵母カルチヤー、すなわち
NRRL Y―11431として寄託したピキア パスト
リス(カルチヤー21―2)、NRRL Y―11430と
して寄託したピキア パストリス(カルチヤー21
―1)、およびNRRL Y―11432として寄託した
ハンセヌラ ポリモルフア(カルチヤー21―3)
を供する。これらの独得なカルチヤーは高ミネラ
ル塩レベルおよび細胞密度で特に良く生育する。 これらの3種の独得の酵母カルチヤーは酸素を
飽和させた炭化水素、特に低級アルコール、もつ
とも好ましくはメタノールもしくはエタノール上
に高生産性で効果的に生育する。これは新規ピキ
ア パストリスに関し特に注目すべきである。何
故なら種ピキア パストリスのいくつかのカルチ
ヤーはメタノール上に簡単に生育しないからであ
る。これらの独得の種は次のように命名される:
[Table] Example: Kluyveromyces fragilis was first developed by USDA
Obtained from Northern Regional Research Laboratories (Peoria, IL) and the American Type Culture Collection (Rotskville Maryland). Yeast were cultured on YM agar slants or plates. One colony isolated from YM plate
1.2% in a 250ml Erlenmeyer flask
100 ml of minimal medium supplemented with whey permeate solids (Express Foods, Louisville, Kentucky) was inoculated. The medium contains the following components (g/):
KH 2 PO 4 , 5.0; (NH 4 ) 2 SO 4 , 3.0; MgSO 4
7H 2 O, 0.5; CaCl 2 2H 2 O, 0.1; FeSO 4
7H2O , 0.15; CuSO45H2O , 0.0125; ZnSO4
7H 2 O, 0.095; MnSO 4 H 2 O, 0.0063;
Na 2 MoO 4 2H 2 O, 0.0038 and CaCl 2 6H 2 O,
Contained 0.0005. The flasks were incubated at 37°C in a New Brunswick G-25 shaker. The overnight culture (16-24 hours) was then used as inoculum for benchtop fermentation. The benchtop fermenter is a 4-fermenter that I ordered.
For high cell density methods, initially 75%
H 3 PO 4 , 2.1 ml/: H 2 SO 4 , 1.2 ml/; Niacin, 3.1 mg/; D-pantothenic acid, 1.0 mg/
Whey permeate solids, 100 g/; and trace mineral solution, 1.5 ml/; were placed in a sterile medium. The trace mineral solution contains the following minerals (g/
): FeSO 4・7H 2 O, 60; CuSO 4・5H 2 O, 5;
ZnSO 4・7H 2 O, 25: MnSO 4・H 2 O, 2:
Contains NaMoO4.2H2O , 1 and CaCl2.6H2O , 0.2. After inoculating the overnight culture, the fermenter is heated at PH4.6 for 13-16 hours until all the lactose is consumed.
and operated aerobically at 37°C. A sterile feed solution was then added continuously at a rate that allowed the culture to completely consume the lactose contained in the feed solution. This was usually monitored by dissolved oxygen response. Lactose content was determined by ion chromatography. The continuous feed liquid is 75% H 3 PO 4 (6.2 ml/), H 2 SO 4 (3.7 ml/
), D-pantothenic acid (3.1 mg/), niacin (9.3 mg/) and trace mineral solution (4.4
ml/) of 30% whey permeate solids (permeate dry powder or concentrated permeate). Food grade antifoam agent FG-10 (Dow Chemical, Midland, Michigan) was used for foam control. The gas-free liquid capacity of the fermenter was maintained at 1.8-2.0 by continuous withdrawal of the fermenter broth. Oxygenated air was sparged to maintain the dissolved oxygen concentration at 20-30% saturation. Stable state was achieved when there was no change in the cell mass at a constant dilution rate. Gaseous ammonia was used not only as a nitrogen source but also for pH adjustment. Lactose, the sugar in whey, has always been a limiting nutrient. By using concentrated whey permeate as a substrate, food grade yeast (Kluyveromyces fragilis) can be grown in fermenters at very high cell densities (140 g/
(total broth dry weight) was continuously grown. It was found that the high pressure content of the whey permeate was not inhibitory to cell growth. Cell mass yield was constant across the board with pH ranging from 3.9 to 5.1, temperature from 31 to 37°C, and 6 to 30% whey permeate solids in the feed solution. It was found that the dilution rate (0.1-0.3 h -1 ) had little effect on cell mass yield. Yield decreased at temperatures higher than 38℃. The high cell density fermentation broth was directly dried without centrifugation and washing, and the composition of the dried product was determined directly. Analysis showed that the product had acceptable protein and mineral content. The amino acid profile, vitamin content and fatty acid composition of the product suggest that it is an excellent protein product. The discovery of yeasts capable of rapid growth and high productivity is a clear advantage. The present invention describes three very unique yeast cultures that are highly desirable and useful:
Pichia pastoris (Culture 21-2) deposited as NRRL Y-11431, Pichia pastoris (Culture 21-2) deposited as NRRL Y-11430
-1), and Hansenula polymorpha (Culture 21-3) deposited as NRRL Y-11432.
provide. These unique cultures grow particularly well at high mineral salt levels and cell densities. These three unique yeast cultures grow effectively and with high productivity on oxygen-saturated hydrocarbons, especially lower alcohols, most preferably methanol or ethanol. This is particularly noteworthy with respect to the new Pichia pastoris. This is because some cultures of the species Pichia pastoris do not grow easily on methanol. These unique species are named as follows:

【表】 フア
名称NRRL Y―11431、NRRL Y―11430およ
びNRRL Y―11432は新規酵母カルチヤーを公式
保管者、 United States Department of Agriculture、
Agricultural Research Service、Northern
Regional Research Laboratory、Peoria、
Illinois61604に各2個の傾斜寒天カルチヤーを寄
託することにより出願人らが寄託(ブダペスト条
約に基く寄託)し、そして保管者から示すような
個々にNRRL菌株名称を受けた事実を反映する。
従つてこれらの寄託からもしくは寄託をなした出
願人のカルチヤーからのカルチヤー試料は出願人
の発見した種に由来する菌株を供する。 本発明は水性好気培養条件下で微生物の3種の
新規カルチヤーもしくは菌株に属する酸素飽和炭
化水素―同化性微生物細胞の一面における培養方
法を供する。これらの菌株は分類した;
[Table] Hua names NRRL Y-11431, NRRL Y-11430 and NRRL Y-11432 are new yeast cultures officially custodian, United States Department of Agriculture,
Agricultural Research Service, Northern
Regional Research Laboratory, Peoria;
Applicants' deposit of two slanted agar cultures in Illinois 61604 (deposit under the Budapest Treaty) reflects the fact that they received individual NRRL strain designations as indicated by the custodian.
Culture samples from these deposits or from applicants' cultures that have made the deposits therefore provide strains derived from applicants' discovered species. The present invention provides a method for culturing oxygen-saturated hydrocarbon-assimilating microbial cells belonging to three novel cultures or strains of microorganisms under aqueous aerobic culture conditions. These strains were classified;

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 勿論すべての微生物についてのように、特徴の
うちあるものは培地および特別の条件によりいく
らか変化を受けることができる。 例に示した培地処方は本発明の新規酵母種を培
養するために使用することができる。しかし、そ
れらはメタノール含有基質以外にも生育するであ
ろう。これらの新規酵母カルチヤーは本明細書に
記載の高塩培地について使用できるのみでなく次
のような培地を使用する通例の醗酵条件で使用す
ることもできる: 培地 1M―1 成 分 KH2PO4 5.0g MgSO4・7H2O 0.5g CaCl2・2H2O 0.1g KCl 0.5g (NH42SO4 3.0g ビオチン 0.04mg チアミン 4.0mg 微量ミネラル溶液(a) 2.5ml 水 1000ml 殺菌メタノール(b) 0.5〜1.0容量% (a)下記の処方参照 (b)使用直前に添加 微量金属溶液 成 分 CuSO4・5H2O 0.06g Kl 0.08g MnSO4・H2O 0.3g Na2MoO4・2H2O 0.2g H3BO3 0.02g ZnSO4・7H2O 2.0g FeCl3・6H2O 4.8g 蒸留水 1000ml H2SO4(濃) 3ml 資料を含む本開示は本発明の価値および効果を
例示する。
Table: Of course, as with all microorganisms, some of the characteristics may be subject to some variation depending on the culture medium and particular conditions. The medium formulation given in the example can be used to cultivate the novel yeast species of the invention. However, they will grow on other than methanol-containing substrates. These new yeast cultures can be used not only with the high salt media described herein, but also with customary fermentation conditions using media such as: Media 1M - 1 Ingredients KH 2 PO 4 5.0g MgSO 4・7H 2 O 0.5g CaCl 2・2H 2 O 0.1g KCl 0.5g (NH 4 ) 2 SO 4 3.0g Biotin 0.04mg Thiamine 4.0mg Trace mineral solution (a) 2.5ml Water 1000ml Sterile methanol ( b) 0.5 to 1.0% by volume (a) Refer to the recipe below (b) Amount of trace metal solution components added just before use CuSO 4・5H 2 O 0.06g Kl 0.08g MnSO 4・H 2 O 0.3g Na 2 MoO 4・2H 2 O 0.2 g H 3 BO 3 0.02 g ZnSO 4・7H 2 O 2.0 g FeCl 3・6H 2 O 4.8 g Distilled water 1000 ml H 2 SO 4 (concentrated) 3 ml Illustrate the effect.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも1種の酵母種を有効量の炭素およ
びエネルギー基質および同化性窒素を使用する水
性醗酵液中で水性好気醗酵条件下に培養し、水性
ミネラル塩培地を醗酵液に供給し、そして産生す
る微生物を単細胞タン白材料として回収すること
を含む単細胞タン白材料の製造方法において、水
性ミネラル塩培地は以下の元素の塩を含み、且醗
酵液1につき少なくとも指定重量で以下の元
素:P―1.9g、K―1g、Mg―0.15gCa―0.06
g、S―0.1g、Fe―6mg、Zn―2mg、Cu―0.6
mg、およびMn―0.6mg、を醗酵液中に維持するよ
うな割合で醗酵液に添加し、そして醗酵は乾燥規
準で醗酵液1につき少なくとも約60〜160gの
細胞密度を維持するような条件下に行なうことを
特徴とする、上記製造方法。 2 酵母はキヤンジダ、ハンセヌラ、トルロプシ
ス、サツカロミセス、ピキア、デバリオミセスお
よびブレツタノミセス属のうちの1種の酵母であ
る、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 酵母は ブレツタノミセス ペトロフイリウム キヤンジダ ボイジニイ キヤンジダ リポリチカ キヤンジダ ミコデルマ キヤンジダ ウチリス キヤンジダ ステラトイデー キヤンジダ ロブスタ キヤンジダ クラウセニイ キヤンジダ ルゴサ キヤンジダ トロピカリス デバリオミセス ハンセニイ ハンセヌラ ミヌタ ハンセヌラ サトウルナス ハンセヌラ カリフオルニカ ハンセヌラ ムラキイ ハンセヌラ シルビコラ ハンセヌラ ポリモルフア ハンセヌラ ヴイツケルアミイ ハンセヌラ カプスラタ ハンセヌラ グルコチマ ハンセヌラ ヘンリツキイ ハンセヌラ ノンフアーメンタンス ハンセヌラ フイロデンドラ ピキア フアリノサ ピキア ポリモルフア ピキア メンブラネーフアシエンス ピキア ピヌス ピキア パストリス ピキア トレハロフイラ サツカロミセス セレビシエー サツカロミセス フラギリス サツカロミセス ロセイ サツカロミセス アシデイフアシエンス サツカロミセス エレガンス サツカロミセス ロウキシイ サツカロミセス ラクチス トルロプシス ソノレンシス トルロプシス キヤンジダ トルロプシス ボルミイ トルロプシス ヴアーサチリス トルロプシス グラブラタ トルロプシス モリシアナ トルロプシス ネモデンドラ トルロプシス ニトラトフイラ、もしくは トルロプシス ピヌス である、特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 炭素およびエネルギー基質は任意の1種もし
くはそれ以上の炭水化物;1分子につき1〜20個
の炭素原子を有するアルコール、ケトン、アルデ
ヒド、酸もしくはエステル;および1分子につき
10〜20炭素原子を有するノルマルパラフインであ
る、特許請求の範囲第1項から第3項のいずれか
1項に記載の方法。 5 炭素およびエネルギー基質は1〜4個の炭素
原子を有するアルコールである、特許請求の範囲
第4項記載の方法。 6 アルコールはメタノールもしくはエタノール
である、特許請求の範囲第5項記載の方法。 7 炭素およびエネルギー基質は1種もしくはそ
れ以上の炭水化物すなわちグルコース、フラクト
ース、ガラクトース、ラクトース、シユークロー
ス、でん粉およびデキストリンである、特許請求
の範囲第4項記載の方法。 8 炭素およびエネルギー基質は任意の1種もし
くはそれ以上のノルマルパラフイン、デカン、ウ
ンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカ
ン、ペンタデカン、ヘキサデカン、オクタデカン
およびエイコサンである、特許請求の範囲第4項
記載の方法。 9 炭素およびエネルギー基質は任意の1種もし
くはそれ以上のアルコール、ケトン、アルデヒ
ド、酸およびエステル、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、1―プロパノール、2―プ
ロパノール、グリセロール、1―ブタノール、2
―ブタノール、3―メチル―1―ブタノール、1
―ペンタノール、2―ヘキサノール、1,7―ヘ
プタンジオール、1―オクタノール、2―デカノ
ール、1―ヘキサデカノール、1―エイコサノー
ル、アセトン、2―ブタノン、4―メチル―2―
ペンタノン、2―デカノン、3―ペンタデカノ
ン、2―エイコサノン、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルア
ルデヒド、ヘキサナル、7―メチルオクタナル、
テトラデカナル、エイコサナル、酢酸、プロピオ
ン酸、酪酸、グルタール酸、5―メチルヘキサノ
ン酸、アゼライン酸、ドデカノン酸、エイコサノ
ン酸、蟻酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酪
酸プロピル、ヘキサノン酸イソプロピル、ヘキシ
ル5―メチルオクタノエートおよびドデカノン酸
オクチルである特許請求の範囲第4項記載の方
法。 10 各醗酵液1はP―1.9〜20g、K―1〜
20g、Mg―0.15〜3g、Ca―0.06〜1.6g、S―
0.1〜8g、Fe―6〜140mg、Zn―2〜100mg、Cu
―0.6〜16mg、およびMn―0.6〜20mgの範囲で含
む、特許請求の範囲第1項から第9項のいずれか
1項に記載の方法。 11 各醗酵液1は約P―2.2〜10g、K―1.5
〜10g、Mg―0.3〜1.2g、Ca―0.08〜0.8g、S
―0.2〜5g、Fe―9〜80mg、Zn―3〜40mg、Cu
―1〜10mgおよびMn―0.9〜8mgの範囲で含む、
特許請求の範囲第10項記載の方法。 12 水性醗酵液は更にナトリウム、コバルト、
モリブデン、硼素およびセレンのうち少なくとも
1種を含む、特許請求の範囲第1項から第11項
のいずれか1項に記載の方法。 13 少なくとも1種のビタミンを醗酵液に添加
する、特許請求の範囲第1項から第12項のいず
れか1項に記載の方法。 14 ビタミンはビチオンおよび/もしくはチア
ミンである、特許請求の範囲第13項記載の方
法。 15 ビタミンは水性稀釈メタノールもしくはエ
タノールと混合し、栄養素Fe、Zn、Mnおよび
Cuを供給する化合物を含む微量ミネラル培地を
そこに添加し、そして生成混合物は栄養素P、
K、Mg、SおよびCaを供給する化合物を含む初
めのミネラル培地とは別に醗酵帯に供給する、特
許請求の範囲第13項もしくは第14項記載の方
法。 16 25〜65℃の範囲の醗酵温度、約3〜7の範
囲のPH、約0〜150psigの範囲の圧力、および平
均保留を基準として約2〜30時間の範囲の醗酵時
間を使用する、特許請求の範囲第1項から第15
項のいずれか1項に記載の方法。 17 乾燥規準で醗酵混合物1につき約70〜
150gの細胞密度を維持する、特許請求の範囲第
1項から第16項のいずれか1項に記載の方法。 18 添加基質100gにつき約30〜110gの細胞収
量を維持する、特許請求の範囲第1項から第17
項のいずれか1項に記載の方法。 19 酵母としてピキア パストリスNRRL Y
―11430、ピキア パストリスNRRL Y―11431
もしくはハンセヌラ ポリモルフアNRRL Y―
11432として命名され、もしくは由来する菌株を
使用する、特許請求の範囲第1項から第18項の
いずれか1項に記載の方法。 20 細胞を含む醗酵流出液は水洗工程にかけ、
それによつて残留する水性ミネラル培地を細胞か
ら実質的に分離し、湿潤細胞塊を残し、その湿潤
細胞は乾燥して乾燥細胞を製造し、そして水洗お
よび分離ミネラル培地は再循環して水およびミネ
ラル培地組立成分の少なくとも部分を供する、特
許請求の範囲第1項から第19項のいずれか1項
に記載の方法。 21 細胞および残留塩を含む全醗酵流出物を乾
燥し、それによつて塩を含む残留水溶性物質を含
む乾燥細胞生成物を製造する、特許請求の範囲第
1項から第19項のいずれか1項に記載の方法。 22 細胞を含む醗酵流出液を遠心分離し、それ
によつて濃縮細胞流および薄い再循環液を生成さ
せ、濃縮細胞材料を水洗し、洗滌細胞を乾燥する
ことを含む、特許請求の範囲第1項から第19項
のいずれか1項に記載の方法。 23 薄い再循環液および/もしくは水洗工程か
らの洗滌水の少なくとも部分は少なくとも組立培
地の一部として使用する、特許請求の範囲第22
項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. At least one yeast species is cultivated under aqueous aerobic fermentation conditions in an aqueous fermentation broth using effective amounts of carbon and energy substrates and assimilable nitrogen, and an aqueous mineral salt medium is added to the fermentation broth. In a method for producing a single-cell protein material, the aqueous mineral salt medium contains salts of the following elements, and at least the specified weight per fermentation liquid: The following elements: P-1.9g, K-1g, Mg-0.15gCa-0.06
g, S-0.1g, Fe-6mg, Zn-2mg, Cu-0.6
mg, and Mn - 0.6 mg, are added to the fermentation liquor in proportions to maintain it in the fermentation liquor, and the fermentation is carried out under conditions to maintain a cell density of at least about 60 to 160 g per fermentation liquor on a dry basis. The above-mentioned manufacturing method is characterized in that the manufacturing method is carried out. 2. The method according to claim 1, wherein the yeast is one of the genera Candida, Hansenula, Torulopsis, Satucharomyces, Pichia, Debaryomyces, and Brettanomyces. 3. The yeasts are Brettanomyces petrophyllium candida boijinii candida lipolytica candida mycoderma candida utilis candida stellatoidea candida robusta candida clausenii candida rugosa candida tropicalis deviomyces hansenii hansenula minuta hansenula satour Eggplant Hansenula Californica Hansenula Murakii Hansenula Silvicola Hansenula Polymorpha Hansenula Vitskelamii Hansenula Capsulata Hansenula Glucochima Hansenula Henritskii Hansenula Nonhuamen Chest of Hansenula Phylodendra Pichia Huarinosa Pichia Polymorpha Pichia Membranefuasciens Pichia Pinus Pichia pastoris Pichia Trehalophylla Satucalomyces cerevisiae Satucalomyces Fragilis Satucalomyces rosei Satucalomyces acideiphaciens Satucalomyces elegans Satucalomyces roxii Satucharomyces lactis torulopsis sonorensis torulopsis candida torulopsis bormyi torulopsis voursatilis torulopsis glabrata torulopsis molysiana torulopsis nemonendra The method according to claim 2, which is Torulopsis nitratophylla or Torulopsis pinus. 4 Carbon and energy substrates are any one or more carbohydrates; alcohols, ketones, aldehydes, acids or esters having 1 to 20 carbon atoms per molecule;
4. A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the paraffin is a normal paraffin having 10 to 20 carbon atoms. 5. The method of claim 4, wherein the carbon and energy substrate is an alcohol having 1 to 4 carbon atoms. 6. The method according to claim 5, wherein the alcohol is methanol or ethanol. 7. The method of claim 4, wherein the carbon and energy substrate is one or more carbohydrates: glucose, fructose, galactose, lactose, sucrose, starch and dextrin. 8. The method of claim 4, wherein the carbon and energy substrate is any one or more of normal paraffin, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, octadecane and eicosane. 9 Carbon and energy substrates can be any one or more alcohols, ketones, aldehydes, acids and esters, ethylene glycol, propylene glycol, 1-propanol, 2-propanol, glycerol, 1-butanol, 2
-Butanol, 3-methyl-1-butanol, 1
-Pentanol, 2-hexanol, 1,7-heptanediol, 1-octanol, 2-decanol, 1-hexadecanol, 1-eicosanol, acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-
Pentanone, 2-decanone, 3-pentadecanone, 2-eicosanone, formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, hexanal, 7-methyloctanal,
Tetradecanal, eicosanal, acetic acid, propionic acid, butyric acid, glutaric acid, 5-methylhexanoic acid, azelaic acid, dodecanonic acid, eicosanonic acid, methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl butyrate, isopropyl hexanoate, hexyl 5-methylocta 5. The method according to claim 4, which is noate and octyl dodecanoate. 10 Each fermentation liquid 1 is P-1.9~20g, K-1~
20g, Mg-0.15~3g, Ca-0.06~1.6g, S-
0.1~8g, Fe-6~140mg, Zn-2~100mg, Cu
-0.6 to 16 mg, and Mn -0.6 to 20 mg, the method according to any one of claims 1 to 9. 11 Each fermentation liquid 1 is approximately P-2.2~10g, K-1.5
~10g, Mg-0.3~1.2g, Ca-0.08~0.8g, S
-0.2~5g, Fe-9~80mg, Zn-3~40mg, Cu
- Contains in the range of 1 to 10 mg and Mn - 0.9 to 8 mg,
The method according to claim 10. 12 The aqueous fermentation liquid further contains sodium, cobalt,
12. The method according to any one of claims 1 to 11, comprising at least one of molybdenum, boron and selenium. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein at least one vitamin is added to the fermentation liquid. 14. The method according to claim 13, wherein the vitamin is biothione and/or thiamine. 15 Vitamins are mixed with aqueous diluted methanol or ethanol and nutrients Fe, Zn, Mn and
Add thereto a trace mineral medium containing compounds that supply Cu, and the resulting mixture contains nutrients P,
15. A method according to claim 13 or claim 14, wherein the fermentation zone is fed separately from the initial mineral medium containing compounds supplying K, Mg, S and Ca. 16 Patent using fermentation temperatures ranging from 25 to 65°C, pH ranging from about 3 to 7, pressures ranging from about 0 to 150 psig, and fermentation times ranging from about 2 to 30 hours based on average retention. Claims 1 to 15
The method described in any one of paragraphs. 17 Approximately 70~ per fermentation mixture on dry basis
17. A method according to any one of claims 1 to 16, wherein a cell density of 150 g is maintained. 18. Claims 1 to 17 maintain a cell yield of about 30 to 110 g per 100 g of added substrate.
The method described in any one of paragraphs. 19 Pichia pastoris NRRL Y as yeast
-11430, Pichia pastoris NRRL Y-11431
Or Hansenula Polymorpha NRRL Y-
19. A method according to any one of claims 1 to 18, using a strain designated as or derived from 11432. 20 The fermentation effluent containing cells is subjected to a water washing process,
The residual aqueous mineral medium is thereby substantially separated from the cells, leaving a wet cell mass, the wet cells are dried to produce dry cells, and the washed and separated mineral medium is recycled to remove the water and minerals. 20. A method according to any one of claims 1 to 19, wherein at least a portion of the culture medium assembly is provided. 21. Any one of claims 1 to 19, wherein the entire fermentation effluent containing cells and residual salts is dried, thereby producing a dried cell product containing residual water-soluble substances, including salts. The method described in section. 22.Centrifuging a fermentation effluent containing cells, thereby producing a concentrated cell stream and a thin recirculating liquid, washing the concentrated cell material with water, and drying the washed cells. The method according to any one of paragraphs 19 to 19. 23. Claim 22, wherein at least a portion of the dilute recirculating liquid and/or the wash water from the washing step is used as at least part of the assembly medium.
The method described in section.
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