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JP2799690B2 - Fermentation method for improving phenylalanine production rate - Google Patents

Fermentation method for improving phenylalanine production rate

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Publication number
JP2799690B2
JP2799690B2 JP7162735A JP16273595A JP2799690B2 JP 2799690 B2 JP2799690 B2 JP 2799690B2 JP 7162735 A JP7162735 A JP 7162735A JP 16273595 A JP16273595 A JP 16273595A JP 2799690 B2 JP2799690 B2 JP 2799690B2
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JP
Japan
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phenylalanine
fermentation
production rate
improving
production
Prior art date
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JP7162735A
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JPH08322584A (en
Inventor
敬衡 徐
春陽 葉
培銘 王
啓成 廖
Original Assignee
食品工業發展研究所
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Publication date
Application filed by 食品工業發展研究所 filed Critical 食品工業發展研究所
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コリネバクテリーグル
タミック(Corynebacteriumgluta
micum)を用いてフェニルアラニン(L−phen
lalanine)の生産菌株のフェドバッチ(Fed
−Batch)式発酵法を採った生産過程中に、適量及
び適時に溶存酸素の供給率を高めて、最終産物であるフ
ェニルアラニン(L−phenlalanine)の発
育菌株に対するフィードバック抑制作用を低減すること
をもって、発酵時間を短縮して産率をあげ、また、基質
の自動添加による溶存酸素注入法(DO−stat)
を採用して、発酵液の低基質濃度と低酸素状態を制御
し、もってフェニルアラニンの生成状況を有利にすると
共に、高いフェニルアラニン産率を達成する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to Corynebacterium glutamic
micum) using phenylalanine (L-phen).
Fed batch (Fed) of the producing strain of Lalanine)
During the production process employing the (Batch) fermentation method, by increasing the supply rate of dissolved oxygen in an appropriate amount and at the appropriate time to reduce the feedback inhibitory effect of the final product, phenylalanine (L-phenalanine), on the growing strain, Dissolved oxygen injection method (DO-stat) by shortening fermentation time to increase production rate and by automatically adding substrate
The present invention relates to a method for controlling a low substrate concentration and a low oxygen state of a fermentation liquor, thereby making the production state of phenylalanine advantageous, and achieving a high phenylalanine production rate.

【0002】[0002]

【従来の技術】フェニルアラニン(L−phenlal
anine)は、人体に必要な一種のアミノ酸であると
同時に、人工甘味料のアスパルターセの合成原料でもあ
る。その主な工業生産方式には、酸素添加法と微生物に
よる発酵法がある。酸素添加法については、必要原料の
獲得が難しく、且つ原料の値段に変化が大きいために、
世界的には主に微生物発酵法を採用する傾向にある。ま
た、発酵過程においてはフェドバッチ(Fed−Bat
ch)式方法が最も多く採用され、それはバッチ(Ba
tch)式方法に較べて産率が遙に高く、連続式発酵方
法による高度の汚染発生の可能性も回避することができ
る。但し、フェドバッチ式発酵法でフェニルアラニンを
生産する場合、その産率はほとんどが最終産物であるフ
ェニルアラニンのフィードバック抑制作用に制限を受け
る。
2. Description of the Related Art Phenylalanine (L-phenolal)
Anine) is a kind of amino acid necessary for the human body, and is also a raw material for the synthesis of aspartase, an artificial sweetener. The main industrial production methods include an oxygenation method and a fermentation method using microorganisms. Regarding the oxygenation method, it is difficult to obtain the necessary raw materials and the price of the raw materials varies greatly.
In the world, there is a tendency to mainly adopt the microbial fermentation method. In the fermentation process, a fed batch (Fed-Bat)
ch) -type method is most often adopted, which is a batch (Ba) method.
The production rate is much higher than that of the tch) method, and the possibility of high contamination generation by the continuous fermentation method can be avoided. However, when phenylalanine is produced by the fed-batch fermentation method, the production rate is mostly limited by the feedback suppressing action of phenylalanine, which is the final product.

【0003】過去の研究文献には、抗フェニルアラニン
類似物、例えば、フルオルフェニルアラニン(p−fl
uorophenylalanine,又はm−flu
orophenyalanine)を利用して、抗フェ
ニルアラニンの高濃度産出菌株をより分ける、又は抗芳
香族アミン類似物、例えばアミノチロシン(3−ami
no−L−tyrosin)とか、メチールトリプトフ
ァン(5−methyltryptophan)とを利
用して高濃度産出菌株をより分ける方法が記されている
が、より分けた変異株はフェニルアラニンに対する耐性
は高くなるが、フェニルアラニンの高濃度の下での生産
菌株に対する抑制作用の問題は未解決のままであった。
[0003] Past research literature includes anti-phenylalanine analogs such as fluorophenylalanine (p-fl).
uorophenylalanine or m-flu
orophenylalanine) to better isolate strains producing high concentrations of anti-phenylalanine, or anti-aromatic amine analogs such as aminotyrosine (3-ami
No-L-tyrosin) or methylethyltryptophan (5-methyltryptophan) is used to separate strains producing high-concentration strains. The more separated mutants have higher resistance to phenylalanine, The problem of the inhibitory effect on producing strains under high concentrations of phenylalanine remained unsolved.

【0004】また、従来には、フェニルアラニンを回収
して精製する研究もなされた。例えば、銅イオンを用い
て発酵液のフェニルアラニンと結合させ沈殿させ、樹脂
でフェニルアラニンを吸着する方法があるが、ただしそ
の分離、回収の条件は発酵段階で行うことは適当でなか
った。それゆえ、現在の技術では経済的に符合した生産
企画をもって有効に発酵進行中の高濃度に産出したフェ
ニルアラニンを分離するには至っていない。
[0004] In the past, studies have been made to recover and purify phenylalanine. For example, there is a method in which copper ions are used to bind to and precipitate phenylalanine in a fermentation solution, and phenylalanine is adsorbed by a resin. However, the conditions for separation and recovery in the fermentation stage were not appropriate. Therefore, the current technology has not been able to effectively separate phenylalanine produced at a high concentration during fermentation in an economically compatible production plan.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述の諸問題に因ん
で、本発明の解決しようとする課題を以下に述べる。基
質添加の制御方法中、溶存酸素注入法(DO−stat
e)が最も経済的でかつ効率の高い自動添加法である。
先の研究で明らかであるように、この方法は有効に基質
の添加の時機を制御するばかりでなく、且つ発酵液を低
基質濃度に維持し、よって高基質濃度の添加により産出
菌に対する抑制作用を避けることができる。この方法は
同時に発酵液を低酸素状態に維持する特性を備えてい
る。先の研究にてこの溶存酸素注入法を利用し、大腸菌
を使ってフェニルアラニンの産出菌発酵の製造工程を行
ったが、大腸桿菌は低酸素状態の下では酢酸を大量に産
出してフェニルアラニンを生成を抑制する。それゆえ、
簡単な溶存酸素注入法を使用してフェニルアラニンの生
産に成功した実例がはない。
Problems to be solved by the present invention based on the above-mentioned problems will be described below. Among the control methods of the substrate addition, the dissolved oxygen injection method (DO-stat
e) is the most economical and efficient automatic addition method.
As is evident from previous studies, this method not only effectively controls the timing of substrate addition, but also maintains the fermentation broth at a low substrate concentration, and thus the addition of a high substrate concentration inhibits the production of bacteria. Can be avoided. The method also has the property of maintaining the fermentation liquor in a low oxygen state. In a previous study, this dissolved oxygen injection method was used to produce a phenylalanine-producing fermentation process using Escherichia coli, but E. coli produced large amounts of acetic acid to produce phenylalanine under hypoxic conditions. Suppress. therefore,
There is no example of successful production of phenylalanine using a simple dissolved oxygen injection technique.

【0006】また、文献でフェニルアラニンの製造過程
に関する紹介には限りがあり、取り分け、酸素の供給に
よってフェニルアラニンの生成に関しては共通の認識が
ある。すなわち、低酸素状態ではフェニルアラニンの生
成に有利であるため、この見識に基づいて、文献に示さ
れるような発酵過程を考案し、発酵の後半を比較的低酸
素状態又は固定下酸素供給量を維持してフェニルアラニ
ンの濃度をあげる方法を採ったが、高濃度に生成したフ
ェニルアラニンの発酵後半期に対する影響には注意が及
ばず、そのため、フェニルアラニンの濃度によるフィー
ドバック抑制の影響を受け、濃度をあげることはできな
かった。
[0006] In the literature, the introduction of the process for producing phenylalanine is limited, and in particular, there is a common recognition regarding the production of phenylalanine by supplying oxygen. In other words, since hypoxia is advantageous for the production of phenylalanine, based on this insight, a fermentation process as described in the literature is devised, and the latter half of fermentation is maintained in a relatively low oxygen state or a fixed oxygen supply rate. However, the effect of high-concentration phenylalanine on the latter half of the fermentation was not considered.Therefore, it was not possible to increase the concentration due to the effect of phenylalanine concentration on feedback suppression. could not.

【0007】それ故、フェニルアラニンの生産量をあげ
るためにも、フェニルアラニンの生産菌に対するフィー
ドバック抑制作用を軽減するかまたは阻止する必要があ
り、併せて現在使用されている発酵生成過程を改良し、
発酵時間の短縮を図ることに本発明の課題がある。
[0007] Therefore, in order to increase the production of phenylalanine, it is necessary to reduce or prevent the feedback suppression effect of phenylalanine on the producing bacteria, and to improve the fermentation production process currently used,
An object of the present invention is to reduce the fermentation time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め本発明では、コリネバクテリーの変異株、コリネバク
テリーグルタミック(Corynebacterium
glutamicum)CCRC18335を利用し
てフェニルアラニンの生産菌とした。先の研究にて酸素
の供給量のフェニルアラニン生成に及ぼす影響に対する
検討の際、フェニルアラニンの濃度を考慮に入れなかっ
たが、フェニルアラニン濃度が発酵過程にだんだん高く
なるにつれて生産菌が産出したフィードバック抑制がフ
ェニルアラニンの継続的生成に影響を及ぼす。従って本
発明では、先にバッチ式発酵法をかりて様々な酸素供給
量の様々なフェニルアラニンの濃度の下での影響につい
て実験を行った。
In order to achieve the above object, the present invention provides a mutant strain of Corynebacterium, Corynebacterium glutamicum (Corynebacterium).
glutamicum) CCRC18335 to produce phenylalanine. In the previous study, when examining the effect of oxygen supply on phenylalanine production, the concentration of phenylalanine was not taken into account.However, as the phenylalanine concentration gradually increased during the fermentation process, the feedback suppression produced by the producing bacteria showed that Affects the continuous generation of Therefore, in the present invention, an experiment was previously conducted on the effects of various oxygen supply amounts under various phenylalanine concentrations using a batch fermentation method.

【0009】実験は5リットル攪拌式の発酵槽で行っ
た。各実験毎に3リットルの培養基が含まれて、その組
成は次のとおりである。 糖蜜 10% 硫酸アンモニウム、燐酸二水素カリウム
0.1%、燐酸水素二カリウム0.1%、 硫酸マグネ
シウム0.003% 且つ5種類の様々な最初の濃度を、それぞれが0%、
0.5%、1.5%、及び2.0%のフェニルアラニン
を採った。一つの組成毎に3種類の異なる酸素の供給量
で実験を行った。3種類の異なる酸素の供給量は、その
流量を1.0L/min.に固定して、3種類の異なる
回転速度をそれぞれ400rpm,600rpm,及び
900rpmにした。実験はすべて温度30℃及びpH
7.0の下で行われ、pHは11.1Nの水酸化ナトリ
ウムを使って調整した。消泡剤はシリコンKN−72を
使った。溶存酸素値はIngold銘柄の探査針で量っ
た。菌の接種量は5%で、活性化時間は18〜10時間
とした。
The experiments were carried out in a 5 liter stirred fermenter. Each experiment contained 3 liters of culture medium, the composition of which was as follows: Molasses 10% ammonium sulfate, potassium dihydrogen phosphate 0.1%, dipotassium hydrogen phosphate 0.1%, magnesium sulfate 0.003% and five different initial concentrations, each 0%,
0.5%, 1.5% and 2.0% phenylalanine were taken. Experiments were conducted with three different oxygen supply rates for each composition. The supply rates of the three different types of oxygen were set at a flow rate of 1.0 L / min. , Three different rotational speeds of 400 rpm, 600 rpm, and 900 rpm, respectively. All experiments are at 30 ° C and pH
The reaction was performed under 7.0, and the pH was adjusted using 11.1 N sodium hydroxide. Silicon KN-72 was used as the defoaming agent. The dissolved oxygen value was measured with an Ingold brand probe. The inoculation amount of the bacteria was 5%, and the activation time was 18 to 10 hours.

【0010】発酵過程中に、平均4時間毎にサンプルを
とり、HPLCを経てフェニルアラニンを分析し、ジニ
ト口サリチル酸(dinitrosalicylic
acid)法で残糖濃度を測定し、透過度660nmで
測定した混濁度で細菌濃度を調べ、4時間毎の発酵過程
中の成長速率()を求めた。
During the fermentation process, samples are taken on average every 4 hours, analyzed for phenylalanine via HPLC, and analyzed for dinitrosalicylic acid.
The residual sugar concentration was measured by the acid) method, the bacterial concentration was determined by the turbidity measured at a transmittance of 660 nm, and the growth rate () during the fermentation process every 4 hours was determined.

【0011】成長速率のフェニルアラニン濃度に対する
関係を(図には表示せず)に示した(図1参照)。図1
に示されたように、発酵液に比較的多い最初のフェニル
アラニンを含んでいる場合は、細菌の成長速率も比較的
大きい影響を受けている。そして異なった回転速度(異
なった酸素供給量)を比較してみて、同一の最初のフェ
ニルアラニン濃度の下で比較的高い酸素を供給した場合
は、生産菌の発育は比較的早いことを発見した。
The relationship between the growth rate and the phenylalanine concentration is shown in FIG. 1 (see FIG. 1). FIG.
As shown in the above, when the fermentation broth contains a relatively large amount of initial phenylalanine, the growth rate of the bacteria is also relatively greatly affected. By comparing different rotation speeds (different oxygen supply rates), it was found that when relatively high oxygen was supplied under the same initial phenylalanine concentration, the growth of the producing bacteria was relatively fast.

【0012】もし僅かに比較的高い最初のフェニルアラ
ニン濃度を含んだ、即ち1%以上の発酵実験結果を見た
場合、菌体の成長速率のフェニルアラニン濃度に対する
関係を図に示した(図2を参照)。図2から異なる酸素
の供給量の下でのフェニルアラニンの生産菌に対する抑
制作用を求めることができる。もし図2の傾き(Slo
pe)がそれのフィードバック抑制による影響の程度と
定義するならば、これにより900rpmの酸素供給量
の下では傾きは−1.6、600rpmでは−2.4、
400rpmでは−2.83となり、これにより、酸素
供給量が段々減少するに伴って、産物のフィードバック
抑制現象が増加していることが伺われる、即ち、酸素の
供給量を増せば、産物のフェニルアラニンの生産菌に対
するフィードバック抑制作用を軽減することができる。
If the results of the fermentation experiments contained a slightly higher initial phenylalanine concentration, ie, 1% or more, the relationship between the growth rate of the cells and the phenylalanine concentration was shown in FIG. 2 (see FIG. 2). ). From FIG. 2, it is possible to determine the inhibitory effect on phenylalanine-producing bacteria under different oxygen supply rates. If the slope (Slo
If pe) is defined as the extent of its effect due to feedback suppression, this gives a slope of -1.6 under an oxygen supply of 900 rpm, -2.4 at 600 rpm,
At 400 rpm, it becomes -2.83, which indicates that the feedback suppression phenomenon of the product is increasing as the oxygen supply amount is gradually reduced. That is, if the oxygen supply amount is increased, the phenylalanine of the product is increased. Of the present invention can reduce the effect of suppressing feedback on the producing bacteria.

【0013】相異なる酸素の供給量の下で、産物の収穫
率がフェニルアラニンの高濃度の影響による関係を図3
に示した。図3から分かるように、高い酸素供給量(9
00rpm)で得た収穫率はすべて比較的低い酸素供給
量(400rpm及び600rpm)よりも低く、且つ
高いフェニルアラニン濃度の下では、600rpmの酸
素供給量の収穫率が最もよい。それゆえ、適度に酸素供
給量をあげることに伴って、産物のフェニルアラニンの
フィードバック抑制作用を軽減し、同時に産物の収穫率
を増す。本発明の更に一歩進んだ具体的な説明を、以下
の実施例で詳述する。
The relationship between the yield of the product and the effect of the high concentration of phenylalanine under different oxygen supplies is shown in FIG.
It was shown to. As can be seen from FIG. 3, the high oxygen supply (9
The yields obtained at 00 rpm) are all lower than the relatively low oxygen supplies (400 rpm and 600 rpm), and under high phenylalanine concentrations, the yields at 600 rpm oxygen supply are best. Therefore, with a moderate increase in the oxygen supply, the phenylalanine feedback suppression effect of the product is reduced, and at the same time the product yield is increased. A more detailed description of the present invention will be described in the following examples.

【0014】[0014]

【作用】フェニルアラニン(L−phenlalani
ne)の生産菌株にフェドバッチ式発酵法を採った発酵
過程中に、適量及び適時に溶存酸素の供給率をあげるこ
とにより、最終産物であるフェニルアラニンの発育菌体
に対するフィードバック抑制作用を軽減することがで
き、もって発酵時間を短縮して産率をあげることができ
る、また、基質の自動添加による溶存酸素注入法を採用
して、発酵液の低基質濃度と低酸素状態を制御し、もっ
てフェニルアラニンの生成状況を有利にする。
[Effect] Phenylalanine (L-phenalanani)
During the fermentation process using the fed-batch fermentation method for the production strain of ne), the feed-supply rate of dissolved oxygen at an appropriate amount and at the appropriate time can be increased to reduce the feedback suppression effect of the final product phenylalanine on the growing cells. Therefore, the fermentation time can be shortened and the production rate can be increased.In addition, by adopting the dissolved oxygen injection method by automatic addition of the substrate, the low substrate concentration and the low oxygen state of the fermentation liquor are controlled, and the phenylalanine Make the production situation advantageous.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

実施例1:菌種の活性化と保存 コリネバクテリーグルタミック(Corynebact
erium glutamicum)CCRC1833
5を、完全培養基(Complete medium)
に培養する。培養基1リットルの組成は下記のとおりで
ある:ブドウ糖(Glucose)10グラム、塩化ナ
トリウム(NaCl)2.5グラム、酵母抽出物(Ye
ast extract)10グラム、ペプトン(Pe
ptone)10グラムを含み、培養液は、4℃のアイ
スボックスに1〜2週間保存できる、または10%のグ
リセリン(Glycerol)を含ませた培養液を、−
80℃の冷凍庫に保存する。上記の培養液を多数瓶調製
して、毎月一瓶取り出して、完全培養基の平板で活性化
する。
Example 1: Activation and storage of bacterial species Corynebacterium glutamic (Corynebact)
erium glutamicum) CCRC1833
5 in complete medium
And culture. The composition of one liter of culture medium is as follows: 10 grams of glucose (Glucose), 2.5 grams of sodium chloride (NaCl), yeast extract (Ye).
ast extract, 10 grams, peptone (Pe)
ptone) containing 10 grams, the culture medium can be stored in an ice box at 4 ° C. for 1 to 2 weeks, or a culture medium containing 10% glycerol (Glycerol) is
Store in a freezer at 80 ° C. A large number of bottles of the above culture solution are prepared, one bottle is taken out every month, and activated on a plate of a complete culture medium.

【0016】実施例2:5リットルの攪拌式発酵槽にて
発酵培養 コリネバクテリーグルタミック(Corynebact
erium glutamicum)CCRC1833
5を液体完全培養基に培養し、30℃にて24時間振動
培養を行い、この種培養菌(seedcultur)を
2.5%の割合で種培養基(seed medium)
を含んだ溝のある三角瓶に接種する、30℃にて、15
0rpmの振動器で18〜20時間振動培養する。この
種用培養基の組成は次の通りである:糖蜜3.5%(W
/V), 硫酸アンモニウム0.3%,ソイプロテイン
(soy proteins)(hydrolyis
from chloricasid)5%,燐酸水素二
カリウム0.1%,燐酸二水素カリウム0.01%,硫
酸マグネシウム0.03%,炭酸カルシウム2%等。p
Hを7に調製する。培養後の種用培養菌を6.7%の割
合で、3リットルの発酵培養基を入れた5リットルの発
酵槽に接種する、30〜50℃で、11.1Nの濃アン
モニア水(NH OH)を使ってpHを6.8〜7.5
の間に調製する、攪拌速率はそれぞれ400,600,
900rpmで通気流量は、1.0L/min.にてバ
ッチ(batch)式発酵を行った。
Example 2: Fermentation culture in a 5 liter stirred fermenter Corynebacterium glutamic (Corynebact)
erium glutamicum) CCRC1833
5 was cultivated in a liquid complete culture medium, and vibrated at 30 ° C. for 24 hours. The seed culture was seeded at 2.5% in seed medium.
Inoculate a grooved triangular jar containing
Incubate for 18-20 hours in a shaker at 0 rpm. The composition of this seed culture is as follows: molasses 3.5% (W
/ V), ammonium sulfate 0.3%, soy proteins (hydrolyis)
From chloricacid) 5%, dipotassium hydrogen phosphate 0.1%, potassium dihydrogen phosphate 0.01%, magnesium sulfate 0.03%, calcium carbonate 2%, and the like. p
Adjust H to 7. The seed culture after inoculation is inoculated in a ratio of 6.7% into a 5 liter fermenter containing 3 liters of fermentation medium, at 30-50 ° C. and 11.1 N concentrated aqueous ammonia (NH 4 OH). The pH to 6.8-7.5 using
The stirring speed ratios prepared during
At 900 rpm, the ventilation flow rate was 1.0 L / min. , A batch fermentation was carried out.

【0017】フェドバッチ式生産法 種用培養菌を14%の割合で、1.4リットルの発酵用
培養基を含む5リットルの発酵槽に接種し、攪拌速率6
00rpm,通気流量は1.0L/min.、温度とp
Hは上記のバッチ式発酵に同じく、接種後の第2日目に
培養基を追加した。 ・種用培養基の組成は、糖蜜3.5%,硫酸アンモニウ
ム0.3%,ソイプロテイン5%,硫酸マグネシウム
0.03%,炭酸カルシウム2%,燐酸二水素カリウム
0.1%、pHを7.0に調製した。 ・発酵用培養基の組成は、糖蜜7%,燐酸二水素カリウ
ム0.1%,硫酸アンモニウム0.3%,pHを7.0
に調製した 追加培養基の組成は、糖蜜50%である。
Fed-batch production method The seed culture is inoculated at a rate of 14% into a 5-liter fermenter containing a 1.4-liter fermentation culture medium, and a stirring rate of 6%.
00 rpm, aeration flow rate is 1.0 L / min. , Temperature and p
H added a culture medium on the second day after the inoculation as in the batch fermentation described above. The composition of the seed culture medium is 3.5% molasses, 0.3% ammonium sulfate, 5% soy protein, 0.03% magnesium sulfate, 2% calcium carbonate, 0.1% potassium dihydrogen phosphate, pH 7.0. 0. -The composition of the fermentation broth is molasses 7%, potassium dihydrogen phosphate 0.1%, ammonium sulfate 0.3%, pH 7.0.
The composition of the additional culture medium prepared as described above is 50% molasses.

【0018】実施例3:溶存酸素注入法で発酵してフェ
ニルアラニンを生産する。溶存酸素注入法を利用する
際、基本的に次の幾つかの基本装置が使われる。 溶存酸素電極と表示器 コンピュータデータの取
得とディジタル制御器 電気信号作動ポンプ
Example 3 Phenylalanine is produced by fermentation by a dissolved oxygen injection method. When utilizing the dissolved oxygen injection method, several basic devices are basically used. Dissolved oxygen electrode and indicator. Computer data acquisition and digital controller. Electric signal operated pump.

【0019】フェドバッチ式で発酵が行われる際、バッ
チ式の段階では、発酵が固定した酸素供給の下(1L/
min.)で20−26時間発酵し続けた発酵液の溶存
酸素値はゼロ付近に降下し、溶存酸素値がゼロ付近で維
持され発酵液内の発酵可用の糖が使い果たされる頃に、
溶存酸素注入値は急速に高くなり、この変化の信号がコ
ンピュータに捕らえられ、コンピュータからの信号をポ
ンプに送って原料の添加が行われる。平均の添加量は6
0−80ml/min.で、一旦原料が発酵液内に入れ
ば溶存酸素値はまた元のゼロ値付近に戻り、この操作は
反復されて発酵終了まで続く。
When the fermentation is performed in a fed-batch mode, in the batch mode, the fermentation is performed under a fixed oxygen supply (1 L /
min. )), The dissolved oxygen value of the fermented liquor that has been fermented for 20-26 hours drops to near zero, and the dissolved oxygen value is maintained near zero and the fermentable liquor in the fermentation liquor is used up.
The dissolved oxygen injection value rises rapidly and the signal of this change is captured by the computer, and the signal from the computer is pumped to add the raw material. The average amount is 6
0-80 ml / min. Once the raw material enters the fermentation liquor, the dissolved oxygen value returns to near the original zero value again, and this operation is repeated until the fermentation ends.

【0020】実施例4:酸素の供給率をあげてフェドバ
ッチ式でフェニルアラニンを生産 酸素供給率をあげることによって、フェニルアラニンの
生産菌に対するフィードバック抑制作用を軽減し、発酵
時間を短縮できる。本実施例は、実施例3と比較するた
め、同じような操作状況で行われた。ただ、発酵が2
1.1時間に攪拌速率を600rpmから900rpm
にあげ、発酵44時間後に通気流量を1.0L/mi
n.から2.0L/min.にあげたフェニルアラニン
の産率を図5に示した。
Example 4 Production of Phenylalanine by Fed-Batch Method by Increasing the Oxygen Supply Rate By increasing the oxygen supply rate, the effect of suppressing the feedback of phenylalanine against the producing bacteria can be reduced, and the fermentation time can be shortened. This example was performed in a similar operating situation for comparison with Example 3. But fermentation is 2
1. Change the stirring speed from 600 rpm to 900 rpm in 1 hour
And after 44 hours of fermentation, increase the aeration flow rate to 1.0 L / mi.
n. To 2.0 L / min. FIG. 5 shows the production rates of phenylalanine described above.

【0021】20グラム/リットルのフェニルアラニン
濃度に到達するための発酵の所要時間は、固定した酸素
供給量では77時間を経過して始めて到達することがで
きるが、もし酸素供給量を増加した状態の下では、僅か
に54時間の発酵時間で到達することができ、発酵時間
は23時間近く短縮できた。もし産物の収穫率を計算す
るならば、収穫率は9.1%にも達し、約7%増したこ
とになる。
The time required for fermentation to reach a phenylalanine concentration of 20 grams / liter can only be reached after 77 hours with a fixed oxygen supply, but if the oxygen supply is increased, Below, a fermentation time of only 54 hours could be reached and the fermentation time could be reduced by nearly 23 hours. If we calculate the yield of the product, the yield will reach 9.1%, an increase of about 7%.

【0022】[0022]

【発明の効果】酸素供給率をあげることによって、フェ
ニルアラニンの生産菌に対するフィードバック抑制作用
を軽減し、発酵時間を短縮できる。20gram/Lの
フェニルアラニン濃度に到達する発酵の所要時間は、固
定した酸素供給量では77時間を要するが、もし酸素供
給量を増加した状態の下では、僅かに54時間の発酵時
間で到達することができ、発酵時間は23時間近く短縮
できた。もし産物の収穫率を計算するならば、収穫率は
9.1%にも達し、約7%増したことになる。
By increasing the oxygen supply rate, the effect of suppressing the feedback of phenylalanine to the producing bacteria can be reduced, and the fermentation time can be shortened. The fermentation time required to reach a phenylalanine concentration of 20 gram / L requires 77 hours with a fixed oxygen supply, but only with 54 hours of fermentation if the oxygen supply is increased. And the fermentation time could be reduced by nearly 23 hours. If we calculate the yield of the product, the yield will reach 9.1%, an increase of about 7%.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】相異なる最初のフェニルアラニン濃度が相異な
る酸素供給量の下でコリネバクテリーグルタミックの成
長速率に及ぼす影響を示す図である。
FIG. 1 shows the effect of different initial phenylalanine concentrations on the growth rate of Corynebacterium glutamic under different oxygen supply rates.

【図2】相異なる酸素供給率が高フェニルアラニン濃度
の下でのコリネバクテリーグルタミックの成長に伴って
産出した、相異なる程度の産物フィードバック抑制に対
する影響を示す図である。
FIG. 2 shows the effect of different oxygen supply rates on different degrees of product feedback suppression produced with the growth of Corynebacterium glutamic under high phenylalanine concentrations.

【図3】相異なる最初のフェニルアラニン濃度の相異な
る酸素供給量の下での産物収穫率に対する影響を示す図
である。
FIG. 3 shows the effect of different initial phenylalanine concentrations on product yield under different oxygen supplies.

【図4】溶存酸素注入法を使って固定した酸素供給量の
下での典型的なフェドバッチ式発酵法でのフェニルアラ
ニン生産時間の曲線を示す図である。
FIG. 4 shows a curve of phenylalanine production time in a typical fed-batch fermentation process under a fixed oxygen supply using dissolved oxygen injection.

【図5】溶存酸素注入法を使って酸素供給量を増加した
状態でフェドバッチ式発酵法でのフェニルアラニン生産
時間の曲線を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a curve of phenylalanine production time in a fed-batch fermentation method in a state where the oxygen supply amount is increased using a dissolved oxygen injection method.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−289192(JP,A) 特開 昭61−216697(JP,A) 特開 昭62−289192(JP,A) JOURNAL OF FERMEN TATION AND BIOENGI NEERING,VOL.71,NO.5 (1991),P.350−355 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12P 1/00 - 41/00 CA(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-62-289192 (JP, A) JP-A-61-216697 (JP, A) JP-A-62-289192 (JP, A) JOURNAL OF FERMENT TATION AND BIOENGI NEERING, VOL. 71, NO. 5 (1991), p. 350-355 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C12P 1/00-41/00 CA (STN)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発酵によるフェニルアラニンの生産過程
中、フェニルアラニンの濃度が高くなった場合には、酸
素の供給率をあげて最終産物であるフェニルアラニンの
生産菌株に対するフィードバック抑制現象を低減し、も
って発酵時間の短縮と産率の増加を図ることを特徴とす
る、フェニルアラニン産率改良の発酵方法。
When the concentration of phenylalanine is increased during the production of phenylalanine by fermentation, the rate of oxygen supply is increased to reduce the phenomenon of feedback suppression of the final product phenylalanine-producing strain. A fermentation method for improving the phenylalanine production rate, characterized by shortening the production rate and increasing the production rate.
【請求項2】 前記の発酵によるフェニルアラニンの生
産過程は、フェドバッチ方式を利用して原料を発酵液中
に注入することを特徴とする、請求項1に記載のフェニ
ルアラニン産率改良の発酵方法。
2. The fermentation method for improving phenylalanine production rate according to claim 1, wherein in the phenylalanine production process by fermentation, a raw material is injected into a fermentation solution using a fed-batch method.
【請求項3】 前記の発酵によるフェニルアラニンの生
産過程は、溶存酸素注入方式を利用して原料を培養液中
に添加する時機を制御することを特徴とする、請求項2
に記載のフェニルアラニン産率改良の発酵方法。
3. The process of producing phenylalanine by fermentation according to claim 2, wherein a timing of adding a raw material to the culture solution is controlled by using a dissolved oxygen injection method.
Fermentation method for improving the phenylalanine production rate according to the above.
【請求項4】 前記の発酵液中に注入する原料は、糖蜜
を含むことを特徴とする、請求項2に記載のフェニルア
ラニン産率改良の発酵方法。
4. The fermentation method for improving phenylalanine production rate according to claim 2, wherein the raw material to be injected into the fermentation broth contains molasses.
【請求項5】 前記の発酵に使用する菌株は、コリネ属
のバクテリーを含むことを特徴とする、請求項1に記載
のフェニルアラニン産率改良の発酵方法。
5. The fermentation method for improving phenylalanine production rate according to claim 1, wherein the strain used for the fermentation includes a bacterium of the genus Coryne.
【請求項6】 発酵培養液のpHは6.0−7.5の範
囲であることを特徴とする、請求項5に記載のフェニル
アラニン産率改良の発酵方法。
6. The fermentation method for improving phenylalanine production rate according to claim 5, wherein the pH of the fermentation broth is in the range of 6.0 to 7.5.
【請求項7】 発酵培養液の温度は、25℃−35℃で
あることを特徴とする、請求項5に記載のフェニルアラ
ニン産率改良の発酵方法。
7. The fermentation method for improving phenylalanine production rate according to claim 5, wherein the temperature of the fermentation broth is 25 ° C. to 35 ° C.
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JPH0659228B2 (en) * 1986-06-10 1994-08-10 協和醗酵工業株式会社 Amino acid continuous fermentation production method

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JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING,VOL.71,NO.5 (1991),P.350−355

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