JP3154646B2 - グリコール酸の微生物学的製造法 - Google Patents
グリコール酸の微生物学的製造法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物を用いるこ
とによりグリコロニトリルからグリコール酸を製造する
方法に関する。グリコール酸は、医薬中間体、化粧品お
よび工業用洗浄剤原料等として重要な物質である。
とによりグリコロニトリルからグリコール酸を製造する
方法に関する。グリコール酸は、医薬中間体、化粧品お
よび工業用洗浄剤原料等として重要な物質である。
【０００２】
【従来の技術】近年、医薬、化粧品原料用として不純物
をほとんど含まない高純度のグリコール酸が要求されて
いる。グリコール酸の工業的製造は、ホルムアルデヒ
ド、一酸化炭素および水を原料として酸触媒下、高温、
高圧下に行われているが、ここで得られたグリコール酸
から不純物を取り除くためには、高度の精製工程が必要
である。一方、グリコール酸の微生物学的製造法として
は、コリネバクテリウム属に属する微生物を用いる方法
（特開昭61-56086号公報参照）が知られている。
をほとんど含まない高純度のグリコール酸が要求されて
いる。グリコール酸の工業的製造は、ホルムアルデヒ
ド、一酸化炭素および水を原料として酸触媒下、高温、
高圧下に行われているが、ここで得られたグリコール酸
から不純物を取り除くためには、高度の精製工程が必要
である。一方、グリコール酸の微生物学的製造法として
は、コリネバクテリウム属に属する微生物を用いる方法
（特開昭61-56086号公報参照）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この微生物を用いる方
法では、副生物の生成がほとんど無く純度の高い生成物
が得られるが、使用する微生物のニトリル加水分解分解
活性が低く、また、生成物の蓄積濃度も低いことなどに
より、工業的に実施し得るレベルには達していない。し
たがって、本発明の課題は、高純度のグリコール酸を効
率よく製造することにある。
法では、副生物の生成がほとんど無く純度の高い生成物
が得られるが、使用する微生物のニトリル加水分解分解
活性が低く、また、生成物の蓄積濃度も低いことなどに
より、工業的に実施し得るレベルには達していない。し
たがって、本発明の課題は、高純度のグリコール酸を効
率よく製造することにある。
【０００４】本発明者は、上記課題を解決するために、
グリコロニトリルの微生物学的加水分解によるグリコー
ル酸の製造法について鋭意検討した結果、ロドコッカス
(Rhodococcus)属またはゴルドナ (Gordona)属に属する
微生物にグリコロニトリルをグリコール酸へ加水分解す
る高い能力があることを見出し、本発明を完成した。
グリコロニトリルの微生物学的加水分解によるグリコー
ル酸の製造法について鋭意検討した結果、ロドコッカス
(Rhodococcus)属またはゴルドナ (Gordona)属に属する
微生物にグリコロニトリルをグリコール酸へ加水分解す
る高い能力があることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】すなわち、本発明は、微生物由来の加水分
解酵素の作用によりグリコロニトリルからグリコール酸
を生成させる方法において、使用する微生物がロドコッ
カス(Rhodococcus)属またはゴルドナ (Gordona)属に属
するものであることを特徴とするグリコール酸の微生物
学的製造法、である。
解酵素の作用によりグリコロニトリルからグリコール酸
を生成させる方法において、使用する微生物がロドコッ
カス(Rhodococcus)属またはゴルドナ (Gordona)属に属
するものであることを特徴とするグリコール酸の微生物
学的製造法、である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明で使用される微生物は、ロ
ドコッカス (Rhodococcus)属またはゴルドナ(Gordona)
属に属するものであり、具体的には、ロドコッカス ロ
ドクロウス(Rhodococcus rhodochrous) ATCC 33025株、
ロドコッカス エスピー (Rhodococcus sp.) SK92 株(F
ERM BP-3324)およびその変異株であるロドコッカス エ
リスロポリス (Rhodococcus erythropolis) SK92-B1 株
(FERM P-14853)ならびにゴルドナ テラエ (Gordona te
rrae) MA-1株(FERM BP-4535)等を挙げることができる。
ドコッカス (Rhodococcus)属またはゴルドナ(Gordona)
属に属するものであり、具体的には、ロドコッカス ロ
ドクロウス(Rhodococcus rhodochrous) ATCC 33025株、
ロドコッカス エスピー (Rhodococcus sp.) SK92 株(F
ERM BP-3324)およびその変異株であるロドコッカス エ
リスロポリス (Rhodococcus erythropolis) SK92-B1 株
(FERM P-14853)ならびにゴルドナ テラエ (Gordona te
rrae) MA-1株(FERM BP-4535)等を挙げることができる。
【０００７】これらの微生物のうち、ATCC 33025株はア
メリカン タイプカルチャー コレクション (ATCC) か
ら容易に入手することができる。SK92株、SK92-B1 株お
よびMA-1株は、それぞれ上記番号にて工業技術院 生命
工学工業技術研究所に寄託されており、SK92株およびMA
-1株の菌学的性質は、それぞれ特開平3-280889号公報お
よび特開平6-237789号公報に記載されている。なお、SK
92株は特開平3-280889号公報ではロドコッカッス属と同
定されていたが、さらに以下の詳細な菌学的性質より、
ロドコッカス エリスロポリスと同定された。
メリカン タイプカルチャー コレクション (ATCC) か
ら容易に入手することができる。SK92株、SK92-B1 株お
よびMA-1株は、それぞれ上記番号にて工業技術院 生命
工学工業技術研究所に寄託されており、SK92株およびMA
-1株の菌学的性質は、それぞれ特開平3-280889号公報お
よび特開平6-237789号公報に記載されている。なお、SK
92株は特開平3-280889号公報ではロドコッカッス属と同
定されていたが、さらに以下の詳細な菌学的性質より、
ロドコッカス エリスロポリスと同定された。
【０００８】 SK92株 試験項目 試験結果 アデニン分解 ＋ チロシン分解 ＋ 尿素分解 ＋ 資化性 イノシール ＋ マルトース − マンニトール ＋ ラムノース − ソルビトール ＋ m-ヒドロキシ安息香酸ナトリウム − 安息香酸ナトリウム ＋ クエン酸ナトリウム ＋ 乳酸ナトリウム ＋ テストステロン ＋ アセトアミド ＋ ピルビン酸ナトリウム ＋ 0.02% アジ化ナトリウム存在下での生育 ＋ 10℃での生育 ＋ 40℃での生育 − 0.001%クリスタルバイオレット存在下での生育 − 0.3%フェニルエタノール存在下での生育 − 5%NaCl存在下での生育 ＋ 7%NaCl存在下での生育 ＋
【０００９】本発明の微生物の培養には、これら微生物
が生育し得る通常の培地を使用することができる。例え
ば、炭素源としてグルコース、シュークロース、グリセ
ロール等、窒素源としてペプトン、肉エキス、酵母エキ
ス、アミノ酸、その他各種無機塩、有機塩、ビタミン等
を適宜添加した培地が用いられる。この際、グリコロニ
トリル加水分解酵素が誘導的に生成される微生物では、
酵素誘導物質として、例えば、ニトリル化合物、アミド
化合物、ラクタム化合物等を培地に添加することが有効
である。
が生育し得る通常の培地を使用することができる。例え
ば、炭素源としてグルコース、シュークロース、グリセ
ロール等、窒素源としてペプトン、肉エキス、酵母エキ
ス、アミノ酸、その他各種無機塩、有機塩、ビタミン等
を適宜添加した培地が用いられる。この際、グリコロニ
トリル加水分解酵素が誘導的に生成される微生物では、
酵素誘導物質として、例えば、ニトリル化合物、アミド
化合物、ラクタム化合物等を培地に添加することが有効
である。
【００１０】培養は、好気的条件下で pH ５〜10、温度
15〜40℃、１〜７日間それぞれの微生物に適した範囲に
制御しつつ行えばよい。
15〜40℃、１〜７日間それぞれの微生物に適した範囲に
制御しつつ行えばよい。
【００１１】加水分解反応は、上記により微生物を培養
し、その培養液、培養液から分離した菌体または菌体処
理物（菌体破砕物、抽出酵素等）あるいは常法により固
定化された菌体または酵素を水、緩衝液、生理食塩水等
に懸濁し、これにグリコロニトリルを共存させればよ
い。
し、その培養液、培養液から分離した菌体または菌体処
理物（菌体破砕物、抽出酵素等）あるいは常法により固
定化された菌体または酵素を水、緩衝液、生理食塩水等
に懸濁し、これにグリコロニトリルを共存させればよ
い。
【００１２】反応液中の菌体濃度およびグリコロニトリ
ル濃度は特に限定されるものではないが、通常、微生物
菌体0.01〜10重量％を含む水溶液中で、グリコロニトリ
ルを0.1〜20重量％の範囲に制御する。通常、反応温度
は１〜50℃、pHは5 〜10の範囲である。反応時間は、基
質濃度、菌体濃度、その他の条件によって変わるが、通
常、10分ないし１週間程度反応させればよい。反応器形
式に関しては、回分式、連続式のいずれも可能である。
ル濃度は特に限定されるものではないが、通常、微生物
菌体0.01〜10重量％を含む水溶液中で、グリコロニトリ
ルを0.1〜20重量％の範囲に制御する。通常、反応温度
は１〜50℃、pHは5 〜10の範囲である。反応時間は、基
質濃度、菌体濃度、その他の条件によって変わるが、通
常、10分ないし１週間程度反応させればよい。反応器形
式に関しては、回分式、連続式のいずれも可能である。
【００１３】かくして、グリコロニトリルはほぼ100%の
モル収率でグリコール酸とアンモニアに転換されグリコ
ール酸アンモニウムの高濃度水溶液として生成蓄積させ
ることができる。
モル収率でグリコール酸とアンモニアに転換されグリコ
ール酸アンモニウムの高濃度水溶液として生成蓄積させ
ることができる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【００１５】実施例１ グルコース 1.5% 、グルタミン酸ソーダ 0.75%、リン酸
一カリウム 0.1% 、リン酸二カリウム 0.2% 、硫酸マグ
ネシウム７水塩 0.05%、酵母エキス 0.1% およびε−カ
プロラクタム 0.5% からなる培地(pH 7.2) 100mlを 500
ml三角フラスコに入れ、 120℃、20分間オートクレーブ
滅菌した。この培地に、ロドコッカスロドクロウス ATC
C 33025 株を接種し、30℃で65時間振盪培養した。この
培養液から遠心分離して菌体を集め、50mMのリン酸カリ
ウム緩衝液(pH 7.0)で洗浄した後、この菌体を培養液と
同量の 50mM のリン酸カリウム緩衝液(pH 7.0)に懸濁し
た。次いで、１重量％のグリコロニトリルを含む50mMの
リン酸カリウム緩衝液(pH7.0) 0.8mlに上記菌体懸濁液
を 0.2ml添加して、30℃で15時間反応させた。1N塩酸
0.2mlを添加して反応を止めた後、遠心分離で除菌し、
生成したグリコール酸を HPLC によって定量した（和光
純薬工業社製 Wakobeads T-132-Eカラム使用）。その結
果、グリコロニトリルは全てグリコール酸に転換され、
グリコール酸アミドの生成は認められなかった。
一カリウム 0.1% 、リン酸二カリウム 0.2% 、硫酸マグ
ネシウム７水塩 0.05%、酵母エキス 0.1% およびε−カ
プロラクタム 0.5% からなる培地(pH 7.2) 100mlを 500
ml三角フラスコに入れ、 120℃、20分間オートクレーブ
滅菌した。この培地に、ロドコッカスロドクロウス ATC
C 33025 株を接種し、30℃で65時間振盪培養した。この
培養液から遠心分離して菌体を集め、50mMのリン酸カリ
ウム緩衝液(pH 7.0)で洗浄した後、この菌体を培養液と
同量の 50mM のリン酸カリウム緩衝液(pH 7.0)に懸濁し
た。次いで、１重量％のグリコロニトリルを含む50mMの
リン酸カリウム緩衝液(pH7.0) 0.8mlに上記菌体懸濁液
を 0.2ml添加して、30℃で15時間反応させた。1N塩酸
0.2mlを添加して反応を止めた後、遠心分離で除菌し、
生成したグリコール酸を HPLC によって定量した（和光
純薬工業社製 Wakobeads T-132-Eカラム使用）。その結
果、グリコロニトリルは全てグリコール酸に転換され、
グリコール酸アミドの生成は認められなかった。
【００１６】実施例２ グリセロール 2% 、リン酸一カリウム 0.68%、リン酸二
カリウム 0.71%、硫酸ナトリウム 0.28%、塩化マグネシ
ウム 0.04%、塩化カルシウム 0.004% 、硫酸マンガン
0.003% 、塩化鉄 0.0006%、硫酸亜鉛 0.0003%、酵母エ
キス 0.3% およびベンジルシアニド 0.05%からなる培地
(pH 7.5) 100mlを 500ml三角フラスコに入れ、 120℃、
20分間オートクレーブ滅菌した。この培地に、ゴルドナ
テラエ MA-1 株を接種し、30℃で72時間振盪培養し
た。この培養液から遠心分離して菌体を集め、実施例１
と同様にして48時間反応を行ったところ、グリコロニト
リルは全てグリコール酸に転換され、グリコール酸アミ
ドの生成は認められなかった。
カリウム 0.71%、硫酸ナトリウム 0.28%、塩化マグネシ
ウム 0.04%、塩化カルシウム 0.004% 、硫酸マンガン
0.003% 、塩化鉄 0.0006%、硫酸亜鉛 0.0003%、酵母エ
キス 0.3% およびベンジルシアニド 0.05%からなる培地
(pH 7.5) 100mlを 500ml三角フラスコに入れ、 120℃、
20分間オートクレーブ滅菌した。この培地に、ゴルドナ
テラエ MA-1 株を接種し、30℃で72時間振盪培養し
た。この培養液から遠心分離して菌体を集め、実施例１
と同様にして48時間反応を行ったところ、グリコロニト
リルは全てグリコール酸に転換され、グリコール酸アミ
ドの生成は認められなかった。
【００１７】実施例３ シュークロース 2% 、ポリペプトン 0.5% 、 リン酸一
カリウム 0.1% 、リン酸二カリウム 0.1% 、硫酸マグネ
シウム７水塩 0.05%および酵母エキス 0.3% からなる培
地(pH 7.2) 1500ml を 2000ml 容ミニジャーに入れ、12
0 ℃、20分間オートクレーブ滅菌した。これに、ロドコ
ッカス エリスロポリス SK92-B1株を接種し、28℃で48
時間通気攪拌培養した。この培養液から遠心分離して菌
体を集め、実施例１と同様にして菌体懸濁液を調製し
た。次いで、１重量％のグリコロニトリルを含む50mMの
リン酸カリウム緩衝液(pH7.0) 30ml に上記菌体懸濁液
(1ml当り乾燥重量として40mgの菌体を含む）を１ml添加
して、20℃にて反応を行い、グリコール酸の生成速度を
測定した。その結果、1mg 乾燥菌体当り１分間に0.53μ
モルのグリコール酸が生成した。
カリウム 0.1% 、リン酸二カリウム 0.1% 、硫酸マグネ
シウム７水塩 0.05%および酵母エキス 0.3% からなる培
地(pH 7.2) 1500ml を 2000ml 容ミニジャーに入れ、12
0 ℃、20分間オートクレーブ滅菌した。これに、ロドコ
ッカス エリスロポリス SK92-B1株を接種し、28℃で48
時間通気攪拌培養した。この培養液から遠心分離して菌
体を集め、実施例１と同様にして菌体懸濁液を調製し
た。次いで、１重量％のグリコロニトリルを含む50mMの
リン酸カリウム緩衝液(pH7.0) 30ml に上記菌体懸濁液
(1ml当り乾燥重量として40mgの菌体を含む）を１ml添加
して、20℃にて反応を行い、グリコール酸の生成速度を
測定した。その結果、1mg 乾燥菌体当り１分間に0.53μ
モルのグリコール酸が生成した。
【００１８】実施例３と同様にして培養した菌体を 0.4
重量％グリコール酸アンモニウム水溶液(pH 7.0)で２回
洗浄し、 0.4重量％グリコール酸アンモニウム水溶液(p
H 7.0)に懸濁した。この懸濁液(1ml当り乾燥重量として
28.6mgの菌体を含む）20mlを50ml容三角フラスコに入
れ、20℃恒温槽中にて攪拌し、反応液中のグリコロニト
リルの濃度が常に１重量％以下になるようにペリスタポ
ンプで50重量％グリコロニトリル水溶液を供給した。反
応液の pH は 7.0になるようにアンモニア水を添加して
制御した。24時間反応を行ったところ、48.2重量％のグ
リコール酸アンモニウムが蓄積し、グリコロニトリルか
らの収率はほぼ 100% であった。
重量％グリコール酸アンモニウム水溶液(pH 7.0)で２回
洗浄し、 0.4重量％グリコール酸アンモニウム水溶液(p
H 7.0)に懸濁した。この懸濁液(1ml当り乾燥重量として
28.6mgの菌体を含む）20mlを50ml容三角フラスコに入
れ、20℃恒温槽中にて攪拌し、反応液中のグリコロニト
リルの濃度が常に１重量％以下になるようにペリスタポ
ンプで50重量％グリコロニトリル水溶液を供給した。反
応液の pH は 7.0になるようにアンモニア水を添加して
制御した。24時間反応を行ったところ、48.2重量％のグ
リコール酸アンモニウムが蓄積し、グリコロニトリルか
らの収率はほぼ 100% であった。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、反応活性およびグリコ
ール酸の蓄積濃度が極めて高い上に、グリコール酸への
選択率がほぼ 100% であり、医薬、化粧品原料用の高純
度のグリコール酸の工業的製法を提供し得る。
ール酸の蓄積濃度が極めて高い上に、グリコール酸への
選択率がほぼ 100% であり、医薬、化粧品原料用の高純
度のグリコール酸の工業的製法を提供し得る。
Claims (1)
- 【請求項１】 微生物由来の加水分解酵素の作用により
グリコロニトリルからグリコール酸を生成させる方法に
おいて、使用する微生物がロドコッカス (Rhodococcus)
属またはゴルドナ (Gordona)属に属するものであること
を特徴とするグリコール酸の微生物学的製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20406295A JP3154646B2 (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | グリコール酸の微生物学的製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20406295A JP3154646B2 (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | グリコール酸の微生物学的製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0928390A JPH0928390A (ja) | 1997-02-04 |
| JP3154646B2 true JP3154646B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=16484132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20406295A Expired - Lifetime JP3154646B2 (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | グリコール酸の微生物学的製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154646B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997032030A1 (fr) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Nippon Soda Co., Ltd. | PROCESSUS DE PREPARATION D'ACIDES α-HYDROXY A L'AIDE D'UN MICRO-ORGANISME ET NOUVEAU MICRO-ORGANISME |
| US6037155A (en) * | 1997-02-27 | 2000-03-14 | Nippon Soda Co., Ltd. | Process for preparing α-hydroxy acids using microorganism and novel microorganism |
| US6416980B1 (en) | 2001-02-23 | 2002-07-09 | E. I. Du Pont De Nemours & Company | Method for producing glycolic acid from glycolonitrile using nitrilase |
| US7198927B2 (en) | 2004-12-22 | 2007-04-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Enzymatic production of glycolic acid |
| US7445917B2 (en) | 2004-12-22 | 2008-11-04 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for producing glycolic acid from formaldehyde and hydrogen cyanide |
| EP2361900B1 (en) | 2005-05-27 | 2015-04-08 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Method for producing glycolic acid |
| WO2007140816A1 (en) * | 2006-06-09 | 2007-12-13 | Metabolic Explorer | Glycolic acid production by fermentation from renewable resources |
| US7741088B2 (en) | 2007-10-31 | 2010-06-22 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Immobilized microbial nitrilase for production of glycolic acid |
| US7871802B2 (en) | 2007-10-31 | 2011-01-18 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for enzymatically converting glycolonitrile to glycolic acid |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP20406295A patent/JP3154646B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0928390A (ja) | 1997-02-04 |
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