[发明专利]乳酸的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及乳酸的制造方法，详细而言，涉及使用具有乳酸发酵能力的分裂酵母的乳酸的制造方法。

背景技术

乳酸是羟基酸的一种，也称为2-羟基丙酸。作为异构体之一的L-乳酸由哺乳类、微生物等各种生物的糖酵解系统生成，在自然界中大量存在。

近年来，将乳酸的羟基与羧基利用酯键进行连接而成的聚乳酸能够由生物质来源的成分制造，作为能够被存在于土中等的微生物降解的具有生物可降解性的塑料受到关注。因此，聚乳酸以单一形态或与其他树脂形成的聚合物合金等形态在各种产品中实现了实用化。

乳酸的制造可以使用利用以乳酸菌为代表的微生物所引起的乳酸发酵的方法。例如，专利文献1中公开了利用作为乳酸菌的一种的德氏乳酸杆菌(L.delbrueckii)的乳酸发酵，非专利文献1中公开了利用作为放线菌的一种的谷氨酸棒杆菌(C.glutamicum)的乳酸发酵，非专利文献2中公开了利用出芽酵母酿酒酵母(S.cerevisiae)的乳酸发酵，非专利文献3中公开了利用假丝酵母属酵母产朊假丝酵母(C.utilis)的乳酸发酵。

但是，上述非专利文献中使用的生物的耐酸性均弱，当乳酸发酵进行而蓄积乳酸使培养基的pH下降时，乳酸发酵能力显著降低，因此，需要利用碳酸钙等进行中和。结果，中和时产生大量的二氧化碳，而且存在如下问题：乳酸发酵后从含有菌体的培养基中分离乳酸时，需要进行向通过中和产生的乳酸钙中加入硫酸而生成乳酸和硫酸钙(石膏)并将沉淀的硫酸钙除去的粗纯化。

作为不利用碱进行中和而得到乳酸的方法，已知：使用以酵母属的酵母等耐酸性微生物为宿主、向该耐酸性微生物中导入编码乳酸脱氢酶的基因而得到的转化体的方法(专利文献2)，使用导入有编码乳酸脱氢酶的基因且使编码丙酮酸脱羧酶1的基因缺失或失活的酿酒酵母(出芽酵母)的方法(专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2007/0212765号说明书

专利文献2：日本特开2001-204464号公报

专利文献3：日本特开2008-48726号公报

非专利文献

非专利文献1：Okino et al.Applied microbiologyand biotechnology2005Sep;68(4):475-80.

非专利文献2：Saitoh et al.Applied andenvironmental microbiology2005May;71(5):2789-92.

非专利文献3：Ikushima et al.Bioscience,biotechnology,and biochemistry.2009Aug;73(8):1818-24.

发明内容

发明所要解决的问题

但是，专利文献2记载的方法为经过20～24小时的培养时间才能得到2～5%的乳酸的程度，生产率不充分。另外，专利文献3记载的方法在大量生产乳酸的情况下需要利用碱进行中和，因此，不适合工业性的乳酸的大量生产。因此，期望能够不利用碱进行中和而以高生产率制造乳酸的方法。

本发明人着眼于以粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)为代表的分裂酵母对酸的耐性高而不需要进行中和，发现使用具有乳酸发酵能力的分裂酵母进行乳酸发酵时能够解决上述问题。

进而，为了使用上述具有乳酸发酵能力的分裂酵母制造乳酸，本发明人对以葡萄糖为碳源的该分裂酵母的乳酸发酵进行了研究。分裂酵母的增殖中使用的酵母用完全培养基等富营养培养基含有大量并非乳酸发酵所必需的成分，在发酵后分离乳酸的阶段需要将这些成分作为夹杂物除去，因此不适合乳酸发酵。因此，对使用含有作为碳源的葡萄糖且尽量不含有(或以少量含有)并非乳酸发酵所必需的成分的水溶液作为乳酸发酵中使用的培养液的方案进行了研究。

另外，以下的本说明书中，将分裂酵母的增殖中使用的培养液称为增殖用培养液，将乳酸发酵中使用的培养液称为发酵用培养液，将使乳酸发酵持续一定程度以上而蓄积有乳酸的培养液称为发酵液，从而将这些培养液区分开。

增殖用培养液为上述富营养培养基等，是目的在于使分裂酵母在其中增殖而使其细胞数增多的培养液。分裂酵母的增殖时，也引起一定程度的乳酸发酵而生成乳酸，但目的并不在于制造乳酸。