Furfural のパン酵母による醗酵生産物に関する研究 : Furoin, Furil (新代謝物)および Furfuryl alcohol について

Kobe Shoin Women’s University Repository

Title

furfural のパン酵母による醗酵生産物に関する研究

Studies on Fermentation Products from Furfural by

Bakers' Yeast -Furoin, Furil(The New Fermentation

Product) and Furfuryl alcohol-

Author(s)

森本 茂美（Shigemi Morimoto）

Citation

生活科学論叢（Review of Living Science）

，

No.3：21-39

Issue Date

1970

Resource Type

Bulletin Paper / 紀要論文

Resource Version

URL

Right

Furfuralの

パ ン酵 母 に よ る

醗 酵 生 産 物 に 関 す る研 究

一Furoin _{,Furil(新 代 謝 物)お よ び} Furfurylalcoho1に つ い て 一 森 本 茂 美 緒 言 著 者 ら は さ き にfurfuralか らパ ン 酵 母 の 代 謝 に よ っ 一(こ れ ま で 全 く 知 ら れ な か っ た furoin,furilが 生 産 さ れ る こ と を 発 見 し,そ れ に 関 与 す るenzymeの 存 在 す る こ と を 指 摘 し 1} た 。 こ れ に つ い て は 日本 醗 酵 工 学 大 会 シ ン ポ ジ ウ ム お よ び 醗 酵 工 学 雑 誌 に 発 表 し,海 外 に お い て も多 大 の 反 響 を 得 た 。 ま たfurfuralか ら 出 発 し て 糖 質 添 加 の 条 件 下 で は パ ン 酵 母 に よ つて 2),3) 100%の 収 率 でfurfurylalcoholが 得 ら れ,工 業 的 生 産 の 可 能 な こ と を 論 じ た 。 一 方furfural 4) の パ ン酵 母 に よ る代 謝 は 古 くはLintner,Liebigがfurfurylalcoholの 外 に,furyltrim-5^'9)

ethyleneglyco1が,Neuberg等 はa-methyl一 β一furylethyleneglyco1カ{生 産 す る こ と を 報

じ て い る 。 しか しfuroin,furilの 生 成 に つ い て は 全 く述 べ ら れ て い な い 。 ま たNeuberg等

はfurfuralに 関 係 な く,糖 質 存 在 下 に お い て はfurilか ら 出 発 し,パ ン酵 母 に よ っ 一(furoin

10) が 生 ず る こ と を 実 験 し て い ろ 。

著 者 は 糖 質 無 添 加 の 条 件 下 でfurfuralよ り 出 発 し て 逆 にfuroinか らfurilに な る 反 応 を

た しか め,同 時 にfuroin,fnrilの 生 成 お よ び 蓄 積 量 に 影 響 す る 培 地 の 初 発pH,醗 酵 時 間,ま た そ の 生 産 はenzyme作 用 に よ る 論 拠,お よ び 糖 質 無 添 加 の 条 件 下,furfurylalcoholの 蓄 積 量 に 影 響 す る 初 発 田,醗 酵 温 度,時 間 な ど を 検 討 す る 目 的 で 実 験 を 行 な い,興 味 あ る 結 果 が 得 ら れ た の で 報 告 す る 。 実 験 方 法 Furfura1と し て は 和 光 製 薬KK製,特 級furfuralを 用 い,純 水 に 添 加 後 撹 伴 す れ ば 可 溶 状 態 と な り,そ の 濃 度 を2∼6%,pH2∼10,醗 酵 温 度 は0∼50℃,醗 酵 時 間 は2∼168hrsの 条 件,パ ン 酵 母 と し て は カ ネ カ 製,オ リ エ ン ト製 の 新 鮮 な 市 販 酵 母,Panmate・A(powdered dryyeast,東 洋 醸 造KK製)お よ びPanzyme(製 パ ン用 酵 素 剤,タ カ ジ ヤ ス タ ー ゼ0,14%,臭 素 酸 力 リ ウ ム1,28°o,硫 酸 カ ル シ ウ ム33,00%,硫 酸 力 リ ウ ム37,50%の 組 成,三 共KKK)の4 種 を 用 い た 。 そ の 添 加 量 はfurfural溶 液 に 対 し て10∼70%で あ る。pHの 測 定 は ガ ラ ス 電 極 法 に よ っ た 。 醗 酵 終 了 後 醗 酵 液 か ら のfuroinfurilの 分 離 は,先 づ 醗 酵 液 を 遠 心 分 離 機(5000∼10000 r.p.m.)に か け て 菌 体 を 分 離 後,上 澄 液 を あ っ め て 冷 蔵 庫 中 に 保 存 し,沈 澱 析 出 後 は 濾 過 し て よ く純 水 で 洗 浄,空 中 放 置0∼24hrs後desiccatorに 入 れ0∼24.9日 間 乾 燥 し た 。 赤 外 線 分 光 光 度 法 に 用 い る 試 料 は す べ て 特 級Benzeneに よ る 飽 和 溶 液 と し,島 津 式 回 析 格 子 赤 外 線 分 一21一

光 光 度 計IR-27に よ っ て 吸 収 ス ペ ク トル を 求 め た 。 つ ぎ に 醗 酵 液 か ら のfuroin,furilお よ びfurfurylalcoho1の 抽 出 法 と し て は,菌 体 含 有 醗 酵 液 そ の ま ま,或 は 遠 心 分 離 機 に よ っ て 上 澄 液 を と っ た 後,30%の 食 塩 を 添 加 或 は 無 添 加, 液 量 の60%の 抽 出 剤(etherあ る い はethylacetate)で2回 抽 出 を 行 な い,抽 出 液 を 合 し て 無 水 硫 酸 ソ ー ダ を 添 加,1日 放 置 し て 脱 水,濾 過,40∼45℃ で 濃 縮,こ れ を 試 料 と し て ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィー で 定 量 し た 。Furoin,furilの ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ る 定 量 法 と し て

はHeガ ス,Reoplexe-400カ ラ ム,190℃,流 速QQme/min,ブ リ ッ ヂ 電 流135mA,感 度1mV

の 条 件 下 でethylcitrateを 内 部 標 準 物 質 と し て 用 い た 。 た だ しfuri1は こ の 条 件 下 で ば

furoinのpeakに 重 な りfuroinと し て 定 量 し た 。 ま たfurfurylalcoho1の 経 時 的 な 定 量 法

11) と し て は 前 報 の よ う に 醗 酵 液 を そ の ま ま,ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ っ てHeガ ス, Reoplexe-400カ ラ ム,150℃,流 速6肋6加1,ブ リ ッ ヂ 電 流140mA,感 度4mVの 条 件 下 でdiethylmaleateを 内 部 標 準 物 質 と し て 用 い た 。 ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィー の 検 出 器 は 熱 伝 度 型 で あ る 。 実 験 結 果 〔A〕Furoinfurilに つ い て (1)培 地 初 発pHとfuroin,furilと の 生 成 関 係

初 め に 標 準 試 薬 のfuroin,furilお よ びfuroinとfurilを50㎎ づ っ 混 合 し た 試 料 のIR

ス ペ ク トル をFig.1に 示 す 。Fig.1の 〔3〕 に 示 さ れ た よ う に 同 量 混 合 し たfuroin,furil

の 吸 収 は そ れ ぞ れ 単 独 〔1〕,〔2〕 の 場 合 に あ ら わ れ る 吸 収 が 重 な り合 っ た も の で あ る こ と が 分 り 〔3〕 の 吸 収 に お い て は,1680cm-1のfuroinの 吸 収 が 明 ら か に 認 め ら れ る 。 こ こ で 用 い た 試 料 の 調 整 法 は つ ぎ の よ う で あ る 。 SampleNo.1(Fig.2)・ ・… ・特 級furfural6%溶 液 をpH,2,4,6,8,10に 調 整 後, カ ネ カ ・パ ン 酵 母70%添 加,30℃,24hrs,醗 酵 。 醗 酵 終 了 後 上 澄 液 よ り沈 澱 を 分 離,24hrs空 中 放 置,desiccatorに 入 れ4日 間 乾 燥 後,IR ス ペ ク トル を 求 め た 結 果 をFig.2に 示 す 。 こ の 図 よ り培 地 の 初 発pHに 拘 ら ず,こ の 条 件 に お い て はfurilの 吸 収 で あ る1662α ガ1とfuroinの 吸 収 で あ る168Qcm-1が 明 白 に 認 め ら れ, furoinとfurilが 混 合 し て い る こ と が 示 さ れ る 。 し か し な が らpH4,6のfuri1の 吸 収 即 ち1662,763cm-1は 最 も深 い こ と よ り こ の 試 料 にfurilの 含 有 量 が 多 い こ と が 考 え ら れ る 。 こ のfuril,furoin吸 収 の 透 過 率 の 比 に よ っ て 考 え る と最 もfuroinの 含 有 量 の 高 い の はpH$ の 試 料 で あ っ て つ い で10,2,6,4の 順 で あ りPH4に お い て は 最 もfuri1が 多 い 。 即 ち ア ル カ リ側 でfuroinが 多 く酸 性 側 で はfuri1が 多 い 傾 向 に あ る。 (s)醗 酵 時 間 とfuroin,furilと の 生 成 関 係

一 般 にfuroinは 酸 化 さ れ てfurilに な り や す い が,Neuberg等 は 糖 質 添 加 の 醗 酵 に お い

10)

てfurfura1に 関 係 な く,furilか ら 出 発 し てfuroinに な る こ と を 報 じ て い る 。 し か し 著 者

1)

ら は 別 報 に お け る 条 件 即 ち 糖 質 無 添 加,furfural濃 度6%,パ ン 酵 母70%,28∼30℃,3∼

ユoo 84 100 恥}当 心n年o乳β ≡alutj曜}11satut・:山er1騨itllf巳u・jl , .r・ 〔2〕 40 田 碓 400〔}2{〕OO1500100500 11.肌τc■1LI肺1h{馳 ・{こ11「・lj Fig.1亘RSpecs悶mlof山roi寵sndfuril

Cap屹1ion旨:KR{≡ ・5,liq竃 二id￠ 硅ll,ロ07r1【コ已n目ト置監tまo言1m剛唖聖thod曇sp胆 直crO.1mm

i・}・llo7日3 16臼Ol鯉 工⑪0 4603 〆

1器

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・川2763 ×1662 4"冊2脚1500畑0500 w」 署、・4'1即111]川1['lll一 圃} Flg.2Ef∫ 砒 亀ofl皿lialpHofhlrf肛algolutiononf日roi1旦ndfur:1produ唱tioロ Con"iしions;KRS{},li蝿 凹id己{≡11,{コ{f皿P壁n舶liOnm砿hod,spacerO、1mm -24一

7日 間 醗 酵 の 条 件 に お い て はfurfaralか らfuroinが 生 じ,こ れ が 酵 素 的 或 ば 化 学 的 酸 化 に よ っ てfuri1が 生 ず る 可 能 性 を 指 摘 し た 。 ま たfuroinを 分 取 ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィー に か け る こ と に よ り又 は 加 熱 す る こ と に よ っ てfuri1と な る こ と を 確 認 し た 。 そ こ で こ の 報 文 に お い て は 糖 質 無 添 加 で 高 濃 度 のfurfural溶 液 が パ ン 酵 母 に よ っ て 醗 酵 す る 場 合,初 め に 生 成 す る 物 質 がfuroinかfuri1で あ る か を 検 討 す る た め の 実 験 を 行 っ た 。(1)の 実 験 結 果 よ りPx4 を初 発 田 と す る と き はfurilが 生 じ や す い こ と よ り,と くに こ の 試 料 の 初 発pHば4に 調 整 し た 。 試 料 の 調 整 法 は っ ぎ の よ う で あ る 。 SampleNo.2(Fig.34)・ ・… ・特 級furfural6%溶 液 を 戸H4に 調 整 後,カ ネ カ ・パ ン 酵 母70%添 加,30℃ で3,6,9,24,48hrs醗 酵 SampleNo.3(Fig.3-2)… … 醗 酵 時 間 は2,3,4,5,6,9,48,96,168hrsで そ の 他 はNo.2と 同 様,常 法 に よ っ て 得 た 上 澄 液 を24hrs冷 蔵 庫 中 に 保 存 し て 析 出 し た 沈 澱 をdes至ccator中 で 乾 燥 し,試 料 に よ っ て はdesiccator中 の 乾 燥 を で き る だ け 短 く し て, IRス ペ ク トル を と っ た 。 こ の 場 合 の 沈 澱 の 処 理 条 件 と,そ れ ぞ れ のIRス ペ ク トル を Table.1お よ びFig.3-1,Fig.3-2に 示 し た 。 Table.1.Treatmentconditionsoffuroinandfurilprecipitate SampleNo.21SampleNo.3 Fermentati°nperi°d3 (F.P.)(hrs)69241482345694896・68

Dryingtimeintheair24242424241242424242424242424

afterfiltering(hrs)

Dryingtimein24

_{.924.824,624.023.0116.216.216.116.116.122.914,311.39.3desiccator(da}

ys)

Dryingtimeintheair2424242424242421

afterfiltering(hrs}

DryingtimeinI232017 ,5301300desiccator(hrs) Fig,3-1,3-2よ りdesiccator中 の 乾 燥 時 間 の 短 い もの で(図 中 の 点 線 ス ペ ク トル), 醗 酵 時 間F.P.(Fermentationperiod)6hrs迄 の 試 料 お よ び 乾 燥 時 間 の 長 い も の で(図 中 の 実 線 ス ペ ク トル)Fig.3-1のF.P.3hrs,Fig3-2のF.P.2,"5hrsの 試 料 に つ い て は ほ と ん どfuroinの み の1680-1の 吸 収 が み ら れ る の み で1662伽 一1のfurilの 吸 収 は 認 め ら れ な い か ら,pH4のfurilの 生 じ や す い 条 件 に お い て さ え も,furfural溶 液 が パ ン 酵 母 に よ っ て 醗 酵 さ れ る と,先 づfuroinが 生 成 す る こ と は 明 ら か で あ る が,Fig.3-1のEPg ∼4$hrsの 試 料 の 点 線 ス ペ ク トル に つ い て はX662cm-1の _{吸 収 が 明 白 に 認 め ら れ る 。 故 に} furilが 生 成 し て い る こ と が 分 る0 つ ぎ にFig.3-1に お け るF.P.6∼48hrs,お よ びFig.3-2に お け るF.P.6,9hrsの 試 料 に お い て は 長 日月16.1∼24.8日desiccator中 で 乾 燥 す る こ と に よ っ て1662,763㎝ 一1 -25一

100

呂゜ 、1 1台 釦1く1三45h l・耳 幅 763 帥 100 '" ㌔._{、,.・ 一 ・.1・'・1-1..一,….."1・"1幽''"一 一1..・'圃'} .・・'・…... 一 〆'尾'''''''"一!'「L'、,.ノ'1.・..一,〆 "・1・,'.■ ・ 胡o lOp 呂o:ヒR臼h r5 1囎0783 166260 ×00 呂皿1・ 二it61u・s 7B3 工■呂o 工飾2 10o 呂Ol日 日04-1511}100〔}≡oo 、、'群廿1聞11h廿1・ 〔C田':I

Fig.・3畳 二LIR≡}f}{三 哩葺1.r罵邑moffuroiロ 自kndf1且rj巳pr也dl且cadi晶f{:rr皿e駐ta, lienp酊iod(F,P、)3∼4創1丁5(丁 且bb1,S駐m、i}1書1図02)

一一・ ・一一一・]dryingtimei且desiccatorO∼2≡3hrg

・"1}ヨ 蛤 ∼z4 _、9da,3 Ganditio皿s:KRS毒,1i塵 ロid舵11,己om舞n菖 且tionm硅thod, 5pa唱 俘rO.].ram

furoinか らfurilに 徐 々 に 変 化 す 〆' 、cm'1のfuroinの 吸 収 も み ら れ る し か しFlg.3-2のF.P.96hrs 48hrsの 試 料 の 一 次 沈 澱 を 分 離 し た 母 液 を 冷 蔵 庫 中 に19日 と4hrs放 .... _..・ ・ 置 す る と2次 沈 澱 が 析 出 し て い た が り 冑 の 沈 澱 は 標 準 試 薬 のfurilと 一 .ズ'噛 ・、 致 しfurolnの 吸 収 は 全 く み ら れ 以 上 の こ と よ り こ の 条 件 下 に お い furoinを 生 じ 長 時 間 代 謝 を 行 わ せ h`.1'.41n,・ る とfuri1に な る こ と が 判 明 し た 。 SampleNo.4・ ・… ・新 鮮 な カ ネ カ 」'鴇 __11-1)4{}p5濁 し た 後 撫f・ ・f・・al6盟6を 加 え Fig.3-2 ferme。IRtat、灘 槻 絆3;塊 鵠 盤 鵬:誰 て よ く撹 伴 ・ N° ・3) D.y、 。g,、m。 、ndesic。 。,。.。一 、h,SS・mp1・N・.5… … 新 鮮 な カ ネ カ ""9.3∼22.9h「s ・ 生 パ ン 酵 母709を 純 水94m2に 懸 一27一

100r _{-' b…昏』'} #1662 4Q 4000200015001000500 1」'avenumUer(cm-・) Fig.41Rspectrumofthesecondsecondprecipitate thesecondprecipitate authenticfuril Conditions:KRS-5,liquidcelLcompensationmethod,spacerO.1mm 濁 し た 後,oilbathlOO∼110℃ で23分 加 熱 処 理,特 級furfural6皿6を 加 え て よ く 撹 梓 。 SampleNo.6… …oilbathで45分 加 熱 処 理,他 はNo.5と 同 様 。

以 上 の よ う に 処 理 後 何 れ も30℃,3日 間 醗 酵,上 澄 液 を 冷 蔵 庫 に 入 れ 保 存 し た と こ ろ SampleNo.4はfuroin,furilの 沈 澱 を 多 量 生 じ た が,熱 処 理 し たNo.5,6は 全 く 生 じ な か っ た 。 そ の 上,上 澄 液 を6日 間 放 置 後 食 塩 無 添 加,ether抽 出 し てReoplexe-400カ ラ ム,

150℃ で 他 の 代 謝 物 で あ るfurfurylalcoho1の 生 成 を 検 し た と こ ろ,Sample.No.4は furfurylalcoho1の 大 き なpeakが 認 め ら れ る が,SampleNo.5,6に お い て はfurf皿ryl alcoholのpeakは 全 く 認 め ら れ ずenzymeに よ る 醗 酵 は 行 わ れ て い なG>。 以 上 の 結 果 よ り パ ン 酵 母 のenzymeに よ っ てfuroin,furilが つ く ら れ る1つ の 証 拠 が え ら れ た 。 (4)培 地 の 初 発PHお よ び 醗 酵 温 度 とfuroin,furilの 蓄 積 量 と の 関 係 a)初 発PH 試 料 の 調 整 法 は つ ぎ の よ う で あ る 。 SampleNo.7(Fig.5)… … 特 級furfural6%溶 液 を 舜3,4,5,6,7,8,9,10に 調 整 後,カ ネ カ ・パ ン 酵 母70°o添 加,室 温 放 置 し て7日 間 醗 酵,上 澄 液 を と り,こ れ に30%食 塩 添 加etherで 抽 出 後,濃 縮 。 SampleNo.8(Fig.5)・ ・… ・特 級furfural6%溶 液 をPH2,4,6,8,10に 調 整 後 力 ネ カ ・パ ン 酵 母70%添 加,30℃ で4日 間 醗 酵,菌 体 含 有 醗 酵 液 に30%食 塩 添 加,ethylacetateで 抽 出 後,濃 縮 。 つ ぎ に そ れ ぞ れ の 濃 縮 液 を ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィ ー に よ りfuroin,furilを 定 量 し た 。 そ の 結 果 をFig.5に 示 す 。Fig.5よ りfuroin,furilの 蓄 積 量 に 対 す る 培 地 の 初 発PHは 明 ら か な

xXSample国 〔L7 か 一一 一・05駐 即b歯.8

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石 メ 聾 2345678910 1」、it副pH FI9.51二 肝ecto`lni寵 日1歴H on正u:回in且1:dfロriユprod嘔 」匡コtiort 傾 向 を 示 さ な か 弓 たa h)醗 酵 温 度 試 料 の 調 整 法 は つ ぎ の よ うで あ る 。 S旦n叩1εNo.9(Fig.0)… … 特 級furfural日 鬼 溶 液 をFH4に 調 肇 後 カ ネ カ ・ バ ン 酵 母7⑪ %添 加rO,ユ0,加,茄k30,認,㌍,40℃ で 呂 口 間 醗 酵,菌 体 含 有 醗 酵 液 に1'.食 塩 添 加, 直thOr抽 山 接,濃 縮

SampleNo.10{Fiε.6)… … 醗 酵 温 度 はO,IO,20.30,40℃ で ・4日 間,ethylacetateで 抽 出,他 はU.9と 同 様. xx軸 岬1蝕 潤聾』

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SampleNo.11(Fig.6)… … 特 級furfural2%溶 液,パ ン酵 母10%添 加,醗 酵 温 度 は,

0,10,20,28,33,37,40,50℃ で4日 間,他 はNo.9と 同 様 。

つ ぎ に そ れ ぞ れ の 濃 縮 液 を ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ っ てfuroin,furilを 定 量 し た 。 そ

の 結 果 を ≡Fig.6に 示 す 。Fig.6よ り40,50℃ に 達 す る 場 合 は 何 れ もfuroin,furilの 生 産 量

は 低 下 す る こ とが 認 め ら れ,醗 酵 温 度 と し て は0∼28℃ に お い て 大 差 が み ら れ な い 。 (5)オ リエ ン ト ・パ ン 酵 母,Panmate,Panzymeに よ るfuroin,furilの 生 成 試 料 と し て は 純 水 に オ リエ ン ト ・パ ン 酵 母70%添 加 後 特 級furfuralを 加 え て6%に 調 整, 30℃ で3日 間 醗 酵 せ し あ た もの,特 級furfural6%溶 液 にPanmate30°oを 添 加,32∼33℃ で3日 間 醗 酵 せ しめ た も の お よ び 特 級furfural6%溶 液 にPanzyme10,5%を 加 え て30℃ で3日 間 醗 酵 せ し め た もの の3種 で あ る 。 醗 酵 終 了 後,上 澄 液 を 常 法 に よ っ て 調 整 し,生 じ た 沈 澱 のIRス ペ ク トル を 検 討 した 結 果,オ リエ ン ト ・パ ン 酵 母,Panmateの 試 料 に つ い 『(は, 何 れ もfurilの ス ペ ク トル と 一一致 し た 。 し か しPanzymeに つ い て は 沈 澱 を 生 じ な か っ た 。 以 ⊥ の こ と よ り カ ネ カ ・パ ン酵 母 と 同 様 に オ リエ ン ト ・パ ン 酵 母,Panmateはfurilを 生 成 す る作 用 を 持 っ て い る こ とが 認 め られ た 。 (6)生 パ ン酵 母 と水 洗 パ ン 酵 母 に よ るfuroin,furilの 生 成 Furfura1か ら カ ネ カ ・パ ン酵 母 に よ るfuroin,furilの 生 成 に 関 し て は 酵 母 中 の 不 純 物 が 関 係 す る 可 能 性 も存 在 す る こ とか ら,菌 体 を よ く水 洗 す る こ と に よ っ て,不 純 物 を 除 い た 酵 母 に よ るfuroin,furiIの 生 成 に つ い 一(検討 し た 。 試 料 と し て は カ ネ カ ・パ ン 酵 母709をiaame の 純 水 に 懸 濁,遠 沈(5000rpm,10分 間)し,上 澄 液 を す て て 洗 條 す る 操 作 を4回 く りか え し た 。 つ ぎ に 菌 体 を150mPの 純 水 に 懸 濁10000rpm5分 遠 沈 し て 菌 体 を あ つ め た 後,PH4に 調 整 し た 特 級furfural6,.°o溶 液iaomeを 添 加 し た 試 料 お よ び 水 洗 し な い 常 用 の カ ネ カ ・パ ン酵 母 を 用 い た 対 照 試 料 を と っ て,30℃,24hrs醗 酵 せ し め た 後,常 法 に よ っ て 得 た 沈 澱 の IRス ペ ク トル を 検 討 し た 。 そ の 結 果furoin,furi1の ほ ぼ 同 量 混 合 し た と 考 え ら れ る 全 く 同 様 の ス ペ ク トル が 得 られ た 。 以 上 の こ とか らfuroin,furilの 生 成 は 市 販 パ ン 酵 母 の 不 純 物 に よ る も の で は な い こ と が 明 ら か と な っ た 。 (7)Furoin,furi1の 醗 酵 液 よ りの 抽 出 剤 Furoin,furil醗 酵 液 ば 醗 酵 中 に 既 に 管 壁,管 底 に 沈 澱 と し て 附 着 し,ま た 酵 母 菌 体 を 除 去 し た 液 を 放 置 す る と 多 量 のfuroin,furi1の 沈 澱 が 生 じ 水 溶 液 中 に も 可 成 り残 存 し て い る 。 こ の 醗 酵 液 に 何 れ も30%の 食 塩 を 添 加 し てetherあ る い はethylacetateで 抽 出 す る 場 合 の 条 件 に つ い て 検 討 し た 。 試 料 と し て は 特 級furfural6%溶 液200磁 をpH4に 調 整,カ ネ カ ・パ ン酵 母70%添 加,20℃ で30日 間 醗 酵 せ し め た 後 よ く混 合,4等 分 し た 。 つ ぎ に 薬 剤 に よ っ て 抽 出 後,濃 縮,ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ っ てfuroin,furilを 定 量 し た 結 果 を

Table.2に 示 す 。Table.2よ りfurfura1の 醗 酵 液 よ りfuroin,furilの 抽 出 に は 菌 体 含 有 の

ま まether抽 出 す る の が 最 も良 好 で あ っ た 。

Table.2.Extractionmethodoffuroinandfurilfromthefermentedliquor ExtractionmethodFuroin,furil(㎎!の Etherextractfromthesupernatantliquor575 Ethylacetate"416 Etherextractfromthefermentedliquorcontainingyeastcell2080 Ethylacetat"1730 〔B〕 糖 質 無 添 加 に よ るfurfurylalcoholの 蓄 積 量 に つ い て (1)培 地 の 初 発pHと の 関 係 試 料 の 調 整 法 は つ ぎ の よ う で あ る 。 SampleNo.12(Fig.7)… … 特 級furfural6%溶 液 をPH3^」10に 調 整 後,カ ネ カ ・ パ ン 酵 母50%添 加,室 温 で2日 間 醗 酵 SampleNo.13(Fig.8)… … 特 級furfural6%溶 液 をPH3∼7に 調 整 後,同 酵 母70% 添 加,室 温 で2日 間 醗 酵 SampleNo.14(Fig.9)… … 特 級furfural6%溶 液 をPH3∼10に 調 整 後,同 酵 母70% 添 加,室 温 で7日 間 醗 酵 SampleNo.15(Fig.10)… … 特 級furfural6°o溶 液 をpH3∼10に 調 整,室 温 で6日 間 醗 酵 以 上 そ れ ぞ れ の 試 料 の 醗 酵 液 を そ の ま ま と っ て 経 時 的 に ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィ ー でfurfuryl alcoholお よ び 残 存 し 一(い るfurfura1を 定 量 し た 結 果 をFig.7∼10に 示 す 。

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3456789103・ia67「8910 1nitial1、HTnitillpH Fig,9EffectofinitialpHforFig.10EffectofinitialpHfar SampleNo.14Sa皿pleNo.15 こ れ ら の 図 よ り培 地 の 初 発PHを 種 々 変 化 せ し め て もfurfurylalcoholの 生 産 に は,furoin. furi1の 場 合 と 同 様 に 明 確 な 傾 向 が 示 さ れ な か っ た 。 ま た 残 存 して い るfurfuralに つ い て も 同 様 で あ っ た 。 (s)醗 酵 温 度,日 数 と の 関 係 試 料 の 調 整 法 は つ ぎ の よ う でfurfural溶 液 の 初 発pHは 何 れ も4,使 用 酵 母 は カ ネ カ ・パ ン酵 母 で あ る。 SampleNo.16(Fig.11)… … 特 級furfural2%溶 液 に パ ン 酵 母10%添 加,0∼50℃ で4 日間 醗 酵 SampleNo.17(Fig.12)… … 特 級furfural2%溶 液 に パ ン酵 母30%添 加,0∼50℃ で1 日間 醗 酵 SampleNo.18(Fig.12)… … 特 級furfural2%溶 液 に パ ン酵 母70%添 加,0∼50℃ で1 日間 醗 酵 SampleNo.19(Fig.13)… … 特 級furfural5.3%溶 液 に パ ン酵 母70%添 加,0∼50℃ で 6日 間 醗 酵 SampleNo.20(Fig.14)… … 特 級Turfural6.0%溶 液 に パ ン 酵 母70%添 加,0∼25℃ で 3日 間 醗 酵 一32一

sampleNo・21(Fi暮 ・1励 一・… 特 級furfロra16,0鰯 溶 液 に パ ン 酵 母4'.添:加,25∼40。Cで 3日 間 醗 酵 以 上 そ れ ぞ れ の 試 料 の 醗 酵 液 を そ の ま ま と 唱 て経 時 的 にfurfury】al心oho1お よ び ・残存 し て い るf"rfuralを ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ 弔 て 定 量 した 結 果 をH9.n∼15に 示 し た_。 写,

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Fig.11(SampleNo.16)Fig.12(SampleNo.17,18)よ りfurfural濃 度2°oの 条 件 下 で ば,添 加 酵 母30%,33℃,1日,Fig.13(SampleNo.19)よ りfurfural濃 度5.3%,添 加 酵 母70%の 場 合 ば30℃,2日,Fig.14,15よ りfurfuralfurfural濃 度6%,添 加 酵 母70 %の 場 合 は20℃,1日,の そ れ ぞ れ の 条 件 に お い て はfurfurylalcoholの 生 産 量 が 最 も多 く 残 存 し て い るfurfuralも 少 い こ と が 認 め ら れ る 。 一 方 〔B〕 の(1)_{,② の 結 果 よ り残 存 し て い るfurfuralは 醗 酵 日 数 が 長 く な る に っ れ て 著 し} く減 少 し,パ ン酵 母 に よ っ て 代 謝 さ れ る がfurfurylalcoholの 蓄 積 量 は 略 ≧一 定 で あ っ て 増 加 しな い 傾 向 に あ る 。 ゆ え にfurfuralIが パ ン 酵 母 に よ っ 一(醗酵・さ れ てfurfurylalcoholが あ る 量 に 達 す ろ と,furfuralはfurfurylalcohol以 外 の 物 質 に 変 化 す る こ と も 考 え ら れ る 。 要 約 1.6%のfurfura1溶 液 をpH2∼ ユ0に 調 整 後 力 ネ カ ・パ ン酵 母70%を 添 加,30℃ で 24hrs醗 酵 せ し め た 後,上 澄 液 か ら 析 出 し た 沈 澱 のIRス ペ ク トル よ り,何 れ もfuroin, furi1の 混 合 物 で あ る と 考 え ら れ る ス ペ ク トル が あ らわ れpH$が 最 もfuroinが 多 く10,2, 6,4の 順 で あ っ てpH4に お い て は.furi1が 最 も多 い 。

2.6%furfural溶 液 をfuri1の 生 じ や す いOH4に 調 整,カ ネ カ ・パ ン酵 母 を 加 え て2

∼168hrs,30℃ _{で 醗 酵 せ しめ た 後 ,上 澄 液 か ら析 出 した 沈澱 のIRス ペ ク トル よ り30℃ で 醗 酵}

開 始 後2時 間 でfuroinの み が 生 成 さ れ,6時 間 後 迄 はfuroinの み の 吸 収 が み ら れ る が,9

時 間 以 上 経 過 す る とfurilの 吸 収 が あ ら わ れ た 。 ま た96,1G8hrs醗 酵 し て11.3,9.3日 間

desiccator中 で 乾 燥 し た も の は 純 度 の 高 いfuri1でfuroinの 吸 収 は み ら れ な い 。 故 に

furfuralか ら 先 づfuroinが 生 じfuri1に 変 化 す る こ と が 明 ら か と な っ た 。 ま たfuroinば

desiccator中 で 約16日 間 乾 燥 す る と 酸 化 さ れ てfuri1に な りや す い こ と が 分 っ た 。 ま た 以 上 の 一 次 沈 澱 を 除 い た 母 液 に 生 ず る2次 沈 澱 は 純 度 の 高 いfuri1でfuroinの 吸 収 は み ら れ な い 。 3.生 パ ン酵 母 の 懸 濁 液 の 加 熱 し た も の にfurfuralを 添 加 醗 酵 せ し め る と,対 照 に ば #uroin,furilの 沈 澱 を 生 ず る が,加 熱 した も の に は 生 じ な い 。 故 にfuroin,furilの 生 成 は パ ン 酵 母 のenzymeに よ る 作 用 で あ る1つ の 論 拠 が え ら れ た 。 4.Furfural6%溶 液 をpH2∼10に 調 整 後 カ ネ カ ・パ ン 酵 母70%添 加 室 温,30℃ で7, 4日 の 醗 酵 の 条 件 に よ るfuroin,furi1の 生 成 量 と 初 発pHと の 関 係 は 明 ら か な 傾 向 を 示 さ な い 。 つ ぎ にfurfural2,6%溶 液 をpH4に 調 整 後 カ ネ カ ・パ ン酵 母10,70%添 加0∼50℃ で3∼4日 醗 酵 の 条 件 に よ るfuroin,furilの 生 成 量 と温 度 と の 関 係 ば0∼28℃ が 良 好 で40∼ ・ 50℃ で は 著 し く低 下 す る 。 5.オ リ エ ン ト ・パ ン 酵 母,Panmateは6%furfural溶 液 を 醗 酵 し て 対 照 の カ ネ カ ・パ ン酵 母 と 同 様 にfuri1を 生 成 し た が,Panzymeは 生 じ な い 。 6.市 販 生 力 ネ カ ・パ ン酵 母 と 充 分 洗 條 し た 同 酵 母 に よ る 沈 澱 はfuroin,furi1が ほ ぼ 同 量 混 合 し て い る と 考 え ら れ る 全 く同 様 の ス ペ ク トル を 示 し,furoin,furi1の 生 成 は 生 力 ネ カ ・ -38一

パ ン 酵 母 中 に 存 在 す る 不 純 物 に よ る も の で は な い 。 7・Furoin,furi1の 抽 出 法 と し て は 醗 酵 液 に30%の 食 塩 添 加,酵 母 細 胞 含 有 の ま ま,ether 抽 出 がethylacetate抽 出 よ り 良 好 で あ る 。 8・Furfuralfi%溶 液 をpH3∼10に 調 整 後 カ ネ カ ・パ ン 酵 母50,70%添 加,室 温 で2∼ 7日 間 醗 酵 の 条 件 に よ るfurfurylalcoholの 蓄 積 量 と 初 発PHと の 関 係 はfuroin,furilの 場 合 と 同 様 に 明 ら か な 傾 向 を 示 さ な い 。 9.Furfura1濃 度2∼6%,坦4,添 加 カ ネ カ 。パ ン 酵 母10∼70%,0∼50℃,1∼6日

間 醗 酵 の 条 件 に よ るfurfurylalcoho1の 蓄 積 量 と 温 度,日 数 と の 関 係 はfurfural濃 度2°o, 酵 母30°oの 場 合 は33℃,1日,furfural濃 度5.3%,酵 母70%の 場 合 ば30℃,2日, furfural濃 度6°o,酵 母70%の 場 合 は20℃,1日,の そ れ ぞ れ の 条 件 でfurfurylalcoho1の 蓄 積 量 は 最 も 多 い 。 平 素 御 指 導 と 御 援 助 を 賜 っ た 松 蔭 短 大 平 島 達 司 教 授,貴 重 な 試 料 を 戴 い た 東 洋 醸 造KK,三 共 株 式 会 社 に 深 謝 い た し ま す 。 文 献 1)森 本,平 島,松 谷:醸 酵 工 学 雑 誌,47,486(1969) 2)森 本,平 島,大 橋:醗 酵 工 学 雑 誌,46,276(1968) 3)森 本,村 上:醗 酵 工 学 雑 誌,45,442(1967) 4)Lintner,C.J.,V.Liebig,H.J.:Z.Physiol.Chem.88,109(1913) 5)Neuberg,C.,Hirsch,J.:Biochem,Z.,115,282(1921) 6)Neuberg,C.,Ohle,H.:Biochem.Z.,128,63.Q(1922) 7)Neuberg,C.,Komarewsky,W.:Biochem.Z.,182,285(1927) S)Falkenhansen,V.:Biochem.Z.,219,241(1930) 9)Liang,P.:Z.Physiol.Chem.,244,238(1930) 10)Neuberg,C.,Lustig,H,,andCagan,R.N.:Arch.Biochem.1,391(1942) 11)森 本,大 橋:松 蔭 女 子 学 院 大 学,松 蔭 短 期 大 学 「研 究 紀 要 」 第9号165頁(1967) ReceivedNovember28,1970 -39一