JPH0438396B2 - - Google Patents
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- JPH0438396B2 JPH0438396B2 JP58059881A JP5988183A JPH0438396B2 JP H0438396 B2 JPH0438396 B2 JP H0438396B2 JP 58059881 A JP58059881 A JP 58059881A JP 5988183 A JP5988183 A JP 5988183A JP H0438396 B2 JPH0438396 B2 JP H0438396B2
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- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/005—Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor after treatment of microbial biomass not covered by C12N1/02 - C12N1/08
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Description
〔発明の詳細な説明〕
本発明は成形に関し、特にβ−ヒドロキシブチ
レート重合体からの物品の成形に関する。 ポリ（β−ヒドロキシブチレート）は、式−
CH（CH3）・CH2・CO・Ｃ− なる繰返し単位からなる熱可塑性ポリエステルで
あり、このものは多くの微生物、殊に細菌、例え
ばアルカリゲネス、アチオロージウム、アゾトバ
クテル、バシルス、ノルカジア、シユードモナ
ス、リゾビウムおよびスピリルリウム属の細菌に
よつてエネルギー貯蔵物質として蓄積される。 上記の重合体は、微生物を水性媒中でエネルギ
ーおよび炭素源として適切な基質（例えば炭水化
物またはメタノール）を用いて培養することによ
り調製するのが便宜である。もちろん、その基質
は微生物によつて資化されうるものでなければな
らない。重合体の蓄積を促進させるには、培養の
少なくとも一部を、微生物の繁殖にとつて必須で
あるが重合体蓄積のためには要求されない栄養が
制限される条件下で実施するのが好ましい。その
ために適当な方法の例は、欧州特許第15669号お
よび第46344号明細書に記載されている。 β−ヒドロキシブチレート単位とその他のヒド
ロキシカルボン酸単位（例えばβ−ヒドロキシバ
レリン酸単位）との両方を含む重合体も微生物学
的に産生しうる。従つて微生物学的に産生される
β−ヒドロキシブチレート残基とβ−ヒドロキシ
バレレート残基を含むヘテロ重合体は、ワーレン
等によつて「Environmental Science and
Technology」８（1974），576−579に記載されて
いる。また欧州特許第52459号および第69497号明
細書に記載されているように、種々の共重合体
が、共重合体に対してβ−ヒドロキシバレレート
単位を与えるプロピオン酸のようなある種の基質
上で微生物を培養することによつて産生される。 従つて以下の記載において「HB重合体」と
は、ホモ重合体ポリ（β−ヒドロキシブチレー
ト）ばかりでなく、β−ヒドロキシブチレート残
基が重合体鎖の少なくとも50モル％をなす共重合
体を意味するものとする。 HB重合体は、種々の方法（一般に溶剤抽出操
作が含まれる）によつて菌体（細胞）懸濁液から
抽出しうる。提案されてきている方法の例として
は、アセトンでの処理のような方法による細胞の
破壊をなし、次いで破壊細胞からのHB重合体の
溶剤抽出を行う方法がある。そのような方法の例
は、米国特許第3036959号および第3044942号に記
載されており、その方法で使用される溶剤はピリ
ジン、またはメチレンクロリドとエタノールとの
混合物である。菌体で産生される形態のHB重合
体のためのその他の抽出溶剤としては、１，２−
プロピレンカーボネートのような環式カーボネー
ト（米国特許第4101533号参照）、クロロホルム
（米国特許第3275610号参照）、および１，２−ジ
クロルエタン（欧州特許第15123号参照）がある。 米国特許第3275610号明細書にはその他の細胞
破壊方法、すなわち超音波振動、磨砕、フレンチ
プレス、凍結／解凍重複サイクルおよび分解酵素
処理法等が記載されている。また前述の欧州特許
第15123号明細書に記載されているような細胞懸
濁液の噴霧ないしフラツシユ乾燥処理によると、
HB重合体を溶剤抽出可能とするように細胞を充
分に透過性にすることができる。 HB重合体から成形物品を製造するには、一般
に、微生物細胞（菌体）から抽出されたHB重合
体を用いることが必要である。しかし、そのよう
な抽出操作は製品コストを著しく上昇させ、従つ
て可能ならば抽出重合体の使用量を減少させるこ
とは望ましいであろう。 しかし、若干の応用については、抽出重合体の
使用によつてもたらされる高品質物品は必ずしも
必要とされない。高品質が要求されない用途の一
例は、成形された種子トレイまたは育苗ポツトで
ある。実際に、米国特許第3107172号明細書には、
ポリ（β−ヒドロキシブチレート）を含有する乾
燥菌体を全く抽出処理せずに成形用材料として使
用することが提案されている。我々は、そのよう
な乾燥菌体は圧縮成形されうるが、それ以上の温
度では含まれる重合体が分解してしまう190〜200
℃でさえも、高粘度を有するので、重合体溶融物
の著しい流動を伴なうその他の熱可塑成形法、例
えば押出または射出成形法では加工できないこと
を発見した。 我々は、その理論に拘束される意志はないが、
細胞壁破壊処理を行なわない場合にもたらされる
高粘度は、重合体顆粒が菌体細胞壁内に閉じ込め
られているからであると考える。その重合体は成
形温度において溶融するけれども、菌体細胞壁に
束縛されるので流動することができない。 HB重合体組成物が射出成形または押出し成形
されうるようにするには、その溶融流動時間が下
記操作で測定して15分以下であることが必要であ
ることが判つた。 溶融流動時間測定法：3.5ｇの組成物を、２mm
の直径および８mmのランド長さの円形オリフイス
を有するダイスを備えた溶融流動グレイダー（英
国ウエルウインのDaventest製）のバレルに仕込
む。そのバレルを、組成物中の最も高い融点の
HB重合体の融点よりも10℃高い温度に維持す
る。すなわちHB重合体がβ−ヒドロキシブチレ
ートのホモ重合体の場合には190℃に維持する。
５分間の温度上昇期間の後、10Kgの荷重を、0.16
Kgの重量のピストンに掛ける。「溶融流動時間」
は、その５分間の温度上昇期間を含めて、ダイス
を２ｇの組成物が押出されるのに要する合計時間
である。 乾燥細胞は、抽出HB重合体（このものは乾燥
細胞中のHB重合体と同一であつても、相異なつ
てもよい）を含む組成物において生分解性充填材
として使用しうるけれども、15分以下の溶融流動
時間を有する組成物を得るには、組成物が少なく
とも50重量％の抽出HB重合体を含むことが必要
である。そのような多量の抽出HB重合体を使用
することは、抽出操作のコストを考慮すると、多
くの用途にとつて不経済である。 我々は、乾燥前または後に細胞（菌体）を細胞
壁破壊処理に付すならば、可成の量のそのような
破壊、乾燥細胞を含む組成物に15分以下の溶融流
動時間を与えるのに必要な抽出HB重合体の量を
削減することができ、時には全く用いなくてもよ
いことがあることを発見した。 従つて本発明は少なくとも30重量％のHB重合
体を含む微生物の乾燥細胞少なくとも50重量％
と；抽出HB重合体０〜50重量％と；からなる組
成物であつて、その乾燥細胞は乾燥前または後に
細胞壁破壊処理に付されることにより該組成物が
15分以下の溶融流動時間を有するようにしたもの
であることを特徴とする上記組成物が提供され
る。 また本発明によれば、そのような組成物を押出
しまたは射出成形することからなる成形物品の製
法も提供される。 微生物細胞（菌体）は水性懸濁物の形態で得ら
れる。従つて細胞はその懸濁液から分離し、乾燥
されなければならない。 HB重合体を含む細胞の水性懸濁液の噴霧乾燥
は、例えば前述の欧州特許第15123号明細書に記
載されるように、溶剤によつて細胞からHB重合
体を抽出させうるに充分な透過性を細胞壁に付与
するけれども、我々は、そのような噴霧乾燥細胞
を使用した場合には、15分以下の溶融流動時間を
与えるのに必要とされる抽出HB重合体の添加量
をそれ程著しくは削減しえないことを発見した。 従つて、噴霧乾燥法の場合のように単に細胞を
溶剤透過性にする以外の細胞壁破壊方法を用いる
必要がある。適当な細胞壁破壊法の例としては、
自己消化；次亜塩素酸塩での消化（例えば次亜塩
素酸ナトリウム使用）；凍結／解凍繰返しサイク
ル；分解酵素での処理；細胞構成要素（HB重合
体以外）についての溶剤での処理（例えばアセト
ンはそのような溶剤である）；あるいは細胞の剪
断処理を含む操作、例えば欧州特許第46335号明
細書に記載されるような破砕（ミーリング）、均
質化（ホモジナイザー使用）、フレンチプレス、
超音波振動法、加圧下で細胞懸濁液を100℃以上
に加熱し次いでオリフイスを介してその加熱懸濁
液を押出して圧力解放する方法；等がある。 水性細胞懸濁液を単にある時間にわたつて放置
することによる細胞壁の自己消化は、効果的な細
胞壁破壊方法であり、特に上述のその他の方法の
ような細胞壁破壊操一またはそれ以上を後続して
実施する場合には効果的である。自己消化の程度
は細胞の量と関連した細胞懸濁液中の溶存酸素の
相対量によつて左右されることになるので、自己
消化を受ける細胞の割合は、細胞懸濁液を曝気し
ない限り、細胞懸濁液のバイオマス濃度が増すに
つれて、低減することになる。自己消化速度は、
細胞懸濁液を培養槽から取出して10時間以内に細
胞を乾燥させる場合に自己消化量が多くなるよう
である。懸濁液を曝気（例えば空気散布により）
しないならば、自己消化の量は、約３日放置して
も著しくは変化しない。懸濁液を単に数日間放置
して自己消化させ、次いで別の細胞壁破壊処理に
付す場合には、15分以下の溶融流動時間を有する
組成物を得るのに抽出HB重合体の添加はほとん
どまたは全く必要とされない。しかし、自己消化
後にさらに別の細胞壁破壊処理を実施しない場
合、あるいは自己消化の量が著しくなくてさらに
別の細胞壁破壊処理を実施する場合には、組成物
には10〜40重量％の抽出HB重合体を含ませるこ
とが必要とされるが、特に苛酷な細胞壁破壊処理
方法、例えばフレンチプレス法を用いるならば、
たとえ自己消化処理を行なわなくても抽出HB重
合体の添加は必要とされないことがある。 好ましい細胞壁破壊法は、自己消化済の細胞壁
破壊法は、自己消化済の細胞懸濁液を破砕（ミー
リング）し、次いで破砕（ミーリング）済の懸濁
液を（例えば噴霧乾燥法）で乾燥することからな
る。典型的には固形分７％の自己消化済の懸濁液
を市販の「Dyno−mill」に75／時の流量で一
回通過させることにより破砕（ミーリング）し
て、位相差顕微鏡で実質的な細胞崩壊が認められ
る状態にする。 細胞破壊処理自体では、抽出HB重合体の添加
をしなければ15秒以下の溶融流動時間を組成物に
与えるのに不充分であるけれども、細胞壁破壊に
よつて、その破壊細胞内のHB重合体が溶融した
ときにはある程度の潤滑効果を発揮し、それによ
り抽出HB重合体の必要量を削減させるようにす
ると考えられる。 破壊された乾燥細胞は、抽出HB重合体の必要
量を有意に削減させるには、少なくとも30重量％
のHB重合体を含有すべきである。好ましくは、
破壊、乾燥細胞は少なくとも40重量％、殊に少な
くとも50重量％のHB重合体を含有する。抽出
HB重合体の添加が必要とされる場合にその必要
量は乾燥、破壊細胞のHB重合体含有と細胞破壊
の程度とに左右されることになる。 組成物は少なくとも50重量％、好ましくは少な
くとも70重量％の乾燥、破壊細胞（菌体）を含
む。組成物は必要とされうる何らかの抽出HB重
合体に加うるに、その他の材料も含んでよく、例
えば炭酸カルシウム、シリカのような不活性充填
剤または細胞壁破壊処理を受けないHB重合体含
有微生物の乾燥菌体さえも含みうる。 多くの場合に、抽出HB重合体の必要量は、組
成物の重量の30％以下となろう。抽出HB重合体
を用いる場合にはその抽出HB重合体と、何らか
のその他の諸成分とは、慣用の粉末混合法によつ
て乾燥細胞と混合することができる。 押出または射出成形操作における所要加工温度
は、組成物中の最も高融点のHB重合体の種類に
左右されよう。ポリ（β−ヒドロキシブチレー
ト）、すなわちホモ重合体では、180〜200℃のオ
ーダーの加工温度が必要とされる。ホモ重合体は
180℃のオーダーの融点を有するけれども、HB
共重合体類はそれよりも一般に低い融点を有し、
時には約120℃のような低い融点を有する。従つ
て共重合体を用いることにより場合によつては低
い加工温度を採用することができる。 本発明を以下の実施例により説明する。 実施例 １ 欧州特許第46344号明細書に記載される方法で
基質としてグルコースを用いてアルカリゲネス・
オイトロフス（Alcaligenes eutrophus）変異株
S301／C5（NCIB寄託第11599号）の水性懸濁液を
得て、これを遠心分離により54ｇ／の固形分ま
で濃縮した。この菌体（細胞）は、60重量％のポ
リ（β−ヒドロキシブチレート）含有量であつ
た。懸濁液を培養槽から取出した後、室温で４日
間放置して自己消化を起こさせ、次いでこの懸濁
液のいくつかのサンプルを採り下記の種の処理に
付した。 (a) 懸濁液を15分間5700rmpで遠心分離し、得ら
れたペレツト状物を凍結乾 燥した。 (b) 懸濁液を、入口空気温度240℃、出口空気温
度を110℃として噴霧乾燥した 。 (c) 懸濁液を、「ダイノミル（Dyno−mill）」タ
イプKDS（スイス、Wi lly A.Bachofen）に60
／時の流量で通すことにより破砕し、次いで
(b)のようにして噴霧乾燥した。 (d) 懸濁液を(c)のように破砕し、次いで(a)のよう
に遠心分離し、凍結乾燥した。 (e) APV実験室用ホモジナイザー（モデルISM
−88A）を34MN／m2の操作 圧力で用いて懸
濁液を均質化し、次いで(a)のように遠心分離お
よび凍結乾燥した。 (f) フレンチ圧力プレスを10MN／m2の操作圧力
および30分の圧力サイクル時間 で用いて懸濁
液をフレンチプレス処理し、次いで(a)のように
遠心分離および凍結乾燥し た。 (g) DAWE Soniprobeタイプ7532Aを110ワツト
の出力で30分 用いて懸濁液を超音波処理し、
次いで(a)のように遠心分離および凍結乾燥し
た。 (h) 懸濁液を−18℃に凍結し、次いで解凍して室
温とし、次いで(a)のように遠心分 離および凍
結乾燥した。 (i) 懸濁液を(a)のように遠心分離してペレツト状
物を得て、これをアセトン中に６時 間再懸濁
させた。そのアセトンを次いで過により除去
し、次いで菌体（細胞）を真空 オーブン中で
乾燥した。 上記の(e)を除く各操作を、最初の自己消化処理
を経ない同様な細胞懸濁液について繰返えした。
これらの各処理および乾燥工程は、細胞（すなわ
ち菌体）懸濁液を培養槽から取出してから10時間
以内に実施した。 溶融流動時間を190℃で測定した。結果を次表
に示す。
レート重合体からの物品の成形に関する。 ポリ（β−ヒドロキシブチレート）は、式−
CH（CH3）・CH2・CO・Ｃ− なる繰返し単位からなる熱可塑性ポリエステルで
あり、このものは多くの微生物、殊に細菌、例え
ばアルカリゲネス、アチオロージウム、アゾトバ
クテル、バシルス、ノルカジア、シユードモナ
ス、リゾビウムおよびスピリルリウム属の細菌に
よつてエネルギー貯蔵物質として蓄積される。 上記の重合体は、微生物を水性媒中でエネルギ
ーおよび炭素源として適切な基質（例えば炭水化
物またはメタノール）を用いて培養することによ
り調製するのが便宜である。もちろん、その基質
は微生物によつて資化されうるものでなければな
らない。重合体の蓄積を促進させるには、培養の
少なくとも一部を、微生物の繁殖にとつて必須で
あるが重合体蓄積のためには要求されない栄養が
制限される条件下で実施するのが好ましい。その
ために適当な方法の例は、欧州特許第15669号お
よび第46344号明細書に記載されている。 β−ヒドロキシブチレート単位とその他のヒド
ロキシカルボン酸単位（例えばβ−ヒドロキシバ
レリン酸単位）との両方を含む重合体も微生物学
的に産生しうる。従つて微生物学的に産生される
β−ヒドロキシブチレート残基とβ−ヒドロキシ
バレレート残基を含むヘテロ重合体は、ワーレン
等によつて「Environmental Science and
Technology」８（1974），576−579に記載されて
いる。また欧州特許第52459号および第69497号明
細書に記載されているように、種々の共重合体
が、共重合体に対してβ−ヒドロキシバレレート
単位を与えるプロピオン酸のようなある種の基質
上で微生物を培養することによつて産生される。 従つて以下の記載において「HB重合体」と
は、ホモ重合体ポリ（β−ヒドロキシブチレー
ト）ばかりでなく、β−ヒドロキシブチレート残
基が重合体鎖の少なくとも50モル％をなす共重合
体を意味するものとする。 HB重合体は、種々の方法（一般に溶剤抽出操
作が含まれる）によつて菌体（細胞）懸濁液から
抽出しうる。提案されてきている方法の例として
は、アセトンでの処理のような方法による細胞の
破壊をなし、次いで破壊細胞からのHB重合体の
溶剤抽出を行う方法がある。そのような方法の例
は、米国特許第3036959号および第3044942号に記
載されており、その方法で使用される溶剤はピリ
ジン、またはメチレンクロリドとエタノールとの
混合物である。菌体で産生される形態のHB重合
体のためのその他の抽出溶剤としては、１，２−
プロピレンカーボネートのような環式カーボネー
ト（米国特許第4101533号参照）、クロロホルム
（米国特許第3275610号参照）、および１，２−ジ
クロルエタン（欧州特許第15123号参照）がある。 米国特許第3275610号明細書にはその他の細胞
破壊方法、すなわち超音波振動、磨砕、フレンチ
プレス、凍結／解凍重複サイクルおよび分解酵素
処理法等が記載されている。また前述の欧州特許
第15123号明細書に記載されているような細胞懸
濁液の噴霧ないしフラツシユ乾燥処理によると、
HB重合体を溶剤抽出可能とするように細胞を充
分に透過性にすることができる。 HB重合体から成形物品を製造するには、一般
に、微生物細胞（菌体）から抽出されたHB重合
体を用いることが必要である。しかし、そのよう
な抽出操作は製品コストを著しく上昇させ、従つ
て可能ならば抽出重合体の使用量を減少させるこ
とは望ましいであろう。 しかし、若干の応用については、抽出重合体の
使用によつてもたらされる高品質物品は必ずしも
必要とされない。高品質が要求されない用途の一
例は、成形された種子トレイまたは育苗ポツトで
ある。実際に、米国特許第3107172号明細書には、
ポリ（β−ヒドロキシブチレート）を含有する乾
燥菌体を全く抽出処理せずに成形用材料として使
用することが提案されている。我々は、そのよう
な乾燥菌体は圧縮成形されうるが、それ以上の温
度では含まれる重合体が分解してしまう190〜200
℃でさえも、高粘度を有するので、重合体溶融物
の著しい流動を伴なうその他の熱可塑成形法、例
えば押出または射出成形法では加工できないこと
を発見した。 我々は、その理論に拘束される意志はないが、
細胞壁破壊処理を行なわない場合にもたらされる
高粘度は、重合体顆粒が菌体細胞壁内に閉じ込め
られているからであると考える。その重合体は成
形温度において溶融するけれども、菌体細胞壁に
束縛されるので流動することができない。 HB重合体組成物が射出成形または押出し成形
されうるようにするには、その溶融流動時間が下
記操作で測定して15分以下であることが必要であ
ることが判つた。 溶融流動時間測定法：3.5ｇの組成物を、２mm
の直径および８mmのランド長さの円形オリフイス
を有するダイスを備えた溶融流動グレイダー（英
国ウエルウインのDaventest製）のバレルに仕込
む。そのバレルを、組成物中の最も高い融点の
HB重合体の融点よりも10℃高い温度に維持す
る。すなわちHB重合体がβ−ヒドロキシブチレ
ートのホモ重合体の場合には190℃に維持する。
５分間の温度上昇期間の後、10Kgの荷重を、0.16
Kgの重量のピストンに掛ける。「溶融流動時間」
は、その５分間の温度上昇期間を含めて、ダイス
を２ｇの組成物が押出されるのに要する合計時間
である。 乾燥細胞は、抽出HB重合体（このものは乾燥
細胞中のHB重合体と同一であつても、相異なつ
てもよい）を含む組成物において生分解性充填材
として使用しうるけれども、15分以下の溶融流動
時間を有する組成物を得るには、組成物が少なく
とも50重量％の抽出HB重合体を含むことが必要
である。そのような多量の抽出HB重合体を使用
することは、抽出操作のコストを考慮すると、多
くの用途にとつて不経済である。 我々は、乾燥前または後に細胞（菌体）を細胞
壁破壊処理に付すならば、可成の量のそのような
破壊、乾燥細胞を含む組成物に15分以下の溶融流
動時間を与えるのに必要な抽出HB重合体の量を
削減することができ、時には全く用いなくてもよ
いことがあることを発見した。 従つて本発明は少なくとも30重量％のHB重合
体を含む微生物の乾燥細胞少なくとも50重量％
と；抽出HB重合体０〜50重量％と；からなる組
成物であつて、その乾燥細胞は乾燥前または後に
細胞壁破壊処理に付されることにより該組成物が
15分以下の溶融流動時間を有するようにしたもの
であることを特徴とする上記組成物が提供され
る。 また本発明によれば、そのような組成物を押出
しまたは射出成形することからなる成形物品の製
法も提供される。 微生物細胞（菌体）は水性懸濁物の形態で得ら
れる。従つて細胞はその懸濁液から分離し、乾燥
されなければならない。 HB重合体を含む細胞の水性懸濁液の噴霧乾燥
は、例えば前述の欧州特許第15123号明細書に記
載されるように、溶剤によつて細胞からHB重合
体を抽出させうるに充分な透過性を細胞壁に付与
するけれども、我々は、そのような噴霧乾燥細胞
を使用した場合には、15分以下の溶融流動時間を
与えるのに必要とされる抽出HB重合体の添加量
をそれ程著しくは削減しえないことを発見した。 従つて、噴霧乾燥法の場合のように単に細胞を
溶剤透過性にする以外の細胞壁破壊方法を用いる
必要がある。適当な細胞壁破壊法の例としては、
自己消化；次亜塩素酸塩での消化（例えば次亜塩
素酸ナトリウム使用）；凍結／解凍繰返しサイク
ル；分解酵素での処理；細胞構成要素（HB重合
体以外）についての溶剤での処理（例えばアセト
ンはそのような溶剤である）；あるいは細胞の剪
断処理を含む操作、例えば欧州特許第46335号明
細書に記載されるような破砕（ミーリング）、均
質化（ホモジナイザー使用）、フレンチプレス、
超音波振動法、加圧下で細胞懸濁液を100℃以上
に加熱し次いでオリフイスを介してその加熱懸濁
液を押出して圧力解放する方法；等がある。 水性細胞懸濁液を単にある時間にわたつて放置
することによる細胞壁の自己消化は、効果的な細
胞壁破壊方法であり、特に上述のその他の方法の
ような細胞壁破壊操一またはそれ以上を後続して
実施する場合には効果的である。自己消化の程度
は細胞の量と関連した細胞懸濁液中の溶存酸素の
相対量によつて左右されることになるので、自己
消化を受ける細胞の割合は、細胞懸濁液を曝気し
ない限り、細胞懸濁液のバイオマス濃度が増すに
つれて、低減することになる。自己消化速度は、
細胞懸濁液を培養槽から取出して10時間以内に細
胞を乾燥させる場合に自己消化量が多くなるよう
である。懸濁液を曝気（例えば空気散布により）
しないならば、自己消化の量は、約３日放置して
も著しくは変化しない。懸濁液を単に数日間放置
して自己消化させ、次いで別の細胞壁破壊処理に
付す場合には、15分以下の溶融流動時間を有する
組成物を得るのに抽出HB重合体の添加はほとん
どまたは全く必要とされない。しかし、自己消化
後にさらに別の細胞壁破壊処理を実施しない場
合、あるいは自己消化の量が著しくなくてさらに
別の細胞壁破壊処理を実施する場合には、組成物
には10〜40重量％の抽出HB重合体を含ませるこ
とが必要とされるが、特に苛酷な細胞壁破壊処理
方法、例えばフレンチプレス法を用いるならば、
たとえ自己消化処理を行なわなくても抽出HB重
合体の添加は必要とされないことがある。 好ましい細胞壁破壊法は、自己消化済の細胞壁
破壊法は、自己消化済の細胞懸濁液を破砕（ミー
リング）し、次いで破砕（ミーリング）済の懸濁
液を（例えば噴霧乾燥法）で乾燥することからな
る。典型的には固形分７％の自己消化済の懸濁液
を市販の「Dyno−mill」に75／時の流量で一
回通過させることにより破砕（ミーリング）し
て、位相差顕微鏡で実質的な細胞崩壊が認められ
る状態にする。 細胞破壊処理自体では、抽出HB重合体の添加
をしなければ15秒以下の溶融流動時間を組成物に
与えるのに不充分であるけれども、細胞壁破壊に
よつて、その破壊細胞内のHB重合体が溶融した
ときにはある程度の潤滑効果を発揮し、それによ
り抽出HB重合体の必要量を削減させるようにす
ると考えられる。 破壊された乾燥細胞は、抽出HB重合体の必要
量を有意に削減させるには、少なくとも30重量％
のHB重合体を含有すべきである。好ましくは、
破壊、乾燥細胞は少なくとも40重量％、殊に少な
くとも50重量％のHB重合体を含有する。抽出
HB重合体の添加が必要とされる場合にその必要
量は乾燥、破壊細胞のHB重合体含有と細胞破壊
の程度とに左右されることになる。 組成物は少なくとも50重量％、好ましくは少な
くとも70重量％の乾燥、破壊細胞（菌体）を含
む。組成物は必要とされうる何らかの抽出HB重
合体に加うるに、その他の材料も含んでよく、例
えば炭酸カルシウム、シリカのような不活性充填
剤または細胞壁破壊処理を受けないHB重合体含
有微生物の乾燥菌体さえも含みうる。 多くの場合に、抽出HB重合体の必要量は、組
成物の重量の30％以下となろう。抽出HB重合体
を用いる場合にはその抽出HB重合体と、何らか
のその他の諸成分とは、慣用の粉末混合法によつ
て乾燥細胞と混合することができる。 押出または射出成形操作における所要加工温度
は、組成物中の最も高融点のHB重合体の種類に
左右されよう。ポリ（β−ヒドロキシブチレー
ト）、すなわちホモ重合体では、180〜200℃のオ
ーダーの加工温度が必要とされる。ホモ重合体は
180℃のオーダーの融点を有するけれども、HB
共重合体類はそれよりも一般に低い融点を有し、
時には約120℃のような低い融点を有する。従つ
て共重合体を用いることにより場合によつては低
い加工温度を採用することができる。 本発明を以下の実施例により説明する。 実施例 １ 欧州特許第46344号明細書に記載される方法で
基質としてグルコースを用いてアルカリゲネス・
オイトロフス（Alcaligenes eutrophus）変異株
S301／C5（NCIB寄託第11599号）の水性懸濁液を
得て、これを遠心分離により54ｇ／の固形分ま
で濃縮した。この菌体（細胞）は、60重量％のポ
リ（β−ヒドロキシブチレート）含有量であつ
た。懸濁液を培養槽から取出した後、室温で４日
間放置して自己消化を起こさせ、次いでこの懸濁
液のいくつかのサンプルを採り下記の種の処理に
付した。 (a) 懸濁液を15分間5700rmpで遠心分離し、得ら
れたペレツト状物を凍結乾 燥した。 (b) 懸濁液を、入口空気温度240℃、出口空気温
度を110℃として噴霧乾燥した 。 (c) 懸濁液を、「ダイノミル（Dyno−mill）」タ
イプKDS（スイス、Wi lly A.Bachofen）に60
／時の流量で通すことにより破砕し、次いで
(b)のようにして噴霧乾燥した。 (d) 懸濁液を(c)のように破砕し、次いで(a)のよう
に遠心分離し、凍結乾燥した。 (e) APV実験室用ホモジナイザー（モデルISM
−88A）を34MN／m2の操作 圧力で用いて懸
濁液を均質化し、次いで(a)のように遠心分離お
よび凍結乾燥した。 (f) フレンチ圧力プレスを10MN／m2の操作圧力
および30分の圧力サイクル時間 で用いて懸濁
液をフレンチプレス処理し、次いで(a)のように
遠心分離および凍結乾燥し た。 (g) DAWE Soniprobeタイプ7532Aを110ワツト
の出力で30分 用いて懸濁液を超音波処理し、
次いで(a)のように遠心分離および凍結乾燥し
た。 (h) 懸濁液を−18℃に凍結し、次いで解凍して室
温とし、次いで(a)のように遠心分 離および凍
結乾燥した。 (i) 懸濁液を(a)のように遠心分離してペレツト状
物を得て、これをアセトン中に６時 間再懸濁
させた。そのアセトンを次いで過により除去
し、次いで菌体（細胞）を真空 オーブン中で
乾燥した。 上記の(e)を除く各操作を、最初の自己消化処理
を経ない同様な細胞懸濁液について繰返えした。
これらの各処理および乾燥工程は、細胞（すなわ
ち菌体）懸濁液を培養槽から取出してから10時間
以内に実施した。 溶融流動時間を190℃で測定した。結果を次表
に示す。
【表】
抽出されたポリ（β−ヒドロキシブチレート）
は、自己消化処理しない懸濁液を噴霧乾燥した細
胞（菌体）から溶剤抽出することにより得られた
ものである。 処理操作(d)の自己消化しないサンプルにおける
細胞破壊度は、フレンチプレス処理懸濁液を水性
媒中に溶解した試料中のDNAと細胞中に残存す
るDNAとの相対比を測定することにより、決定
した。これらのDNA測定値の比（細胞懸濁液の
酵素処理をしてから分光分析法で得た）は、細胞
破壊の度合を示すものであり、これは69％である
ことが判つた。 実施例 ２ 実施例１で用いたものと同じ自己消化剤の懸濁
液のさらに大量のサンプルを上記操作(c)で処理し
たが、この場合に破砕（ミル）機への供給速度を
75／時とした。この場合にも乾燥された細胞
（菌体）は、11分の溶融流動時間を有した。乾燥
細胞を、直径４mmのダイスを備えた「Betol
2520」押出機を80rpmのスクリユー速度で用いて
押出した。押出機のバレルに沿つて設けた恒温式
ヒーターを160℃および185℃にセツトし、そして
ダイス帯域は190℃にセツトした。破砕し噴霧乾
燥した細胞（菌体）は連続的なレース状に押出さ
れることが判つた。このレース状押出物は比較的
にもろかつたが、水浴を通して供給して重合体を
結晶化させ、次いでそれをペレタイザーに供給し
て顆粒化させる操作のためには充分な強度であつ
た。 実施例 ３ 実施例１で用いた自己消化させない細胞懸濁液
の一部分を第１の攪拌式オートクレーブに仕込ん
だ。同程度の量の水を第２の攪拌式オートクレー
ブに仕込み、窒素下に350℃に加熱した。第１の
オートクレーブを、第２のオートクレーブの圧力
以上に窒素で加圧し、次いで第１のオートクレー
ブの内容物をその超過窒素圧により第２のオート
クレーブ中へ押込んだ。第２のオートクレーブ中
の併合した内容物を２分間にわたり激しく混合し
た。第２のオートクレーブ併合内容物の温度は約
150℃であつたが、印加された圧力はその内容物
を液体状態に保持するのに充分であつた。 次いで第２のオートクレーブの内容物をその窒
素圧によつて、微細ジエツトを介して、冷水を入
れた捕集タンク中へ噴出させた。 細胞（菌体）を遠心分離で捕集し、次いで凍結
乾燥した。その溶融流動時間は30分よりも大きか
つた。 その乾燥菌体を80重量％と実施例１で用いた溶
剤抽出ポリ（β−ヒドロキシブチレート）を20重
量％含む組成物は15分の溶融流動時間を有した。 実施例 ４ メチロバクテリウム・オルガノフイルム（Me
−thylobacterium organophilum）（NCIB寄託
第11483号）菌株を基質としてメタノールを用い
て水性培地中で増殖させ、遠心分離により6.7重
量％のバイオマス含量にまで濃縮した細胞（菌
体）懸濁液を用いて、実施例３の操作を繰返えし
た。その菌体は約40重量％のポリ（β−ヒドロキ
シブチレート）を含んでいた。乾燥菌体の溶融流
動時間は少なくとも60分であつた。 この乾燥菌体を80重量％と実施例１で用いた溶
剤抽出ポリ（β−ヒドロキシブチレート）を20重
量％含む組成物は15分の溶融流動時間を有した。 実施例 ５ この実施例で用いた細胞懸濁液は、実施例１で
用いたものと同様なアルカリゲネス・オイトロフ
ス（NCIB寄託第11599号）菌株の自己消化させ
てない細胞懸濁液であつたが、この場合の細胞
（菌体）は約40重量％のポリ（β−ヒドロキシブ
チレート）を含んでいた。かかる懸濁液の一部分
を遠心分離および凍結乾燥し、また残部を実施例
３のように細胞壁破壊処理し、次いで遠心分離お
よび凍結乾燥した。 かかる乾燥細胞（菌体）と実施例１で用いた溶
剤抽出ポリ（β−ヒドロキシブチレート）の種々
な量からいくつかの組成物を作り、それらの溶融
流動時間を測定した。結果を次表に示す。
は、自己消化処理しない懸濁液を噴霧乾燥した細
胞（菌体）から溶剤抽出することにより得られた
ものである。 処理操作(d)の自己消化しないサンプルにおける
細胞破壊度は、フレンチプレス処理懸濁液を水性
媒中に溶解した試料中のDNAと細胞中に残存す
るDNAとの相対比を測定することにより、決定
した。これらのDNA測定値の比（細胞懸濁液の
酵素処理をしてから分光分析法で得た）は、細胞
破壊の度合を示すものであり、これは69％である
ことが判つた。 実施例 ２ 実施例１で用いたものと同じ自己消化剤の懸濁
液のさらに大量のサンプルを上記操作(c)で処理し
たが、この場合に破砕（ミル）機への供給速度を
75／時とした。この場合にも乾燥された細胞
（菌体）は、11分の溶融流動時間を有した。乾燥
細胞を、直径４mmのダイスを備えた「Betol
2520」押出機を80rpmのスクリユー速度で用いて
押出した。押出機のバレルに沿つて設けた恒温式
ヒーターを160℃および185℃にセツトし、そして
ダイス帯域は190℃にセツトした。破砕し噴霧乾
燥した細胞（菌体）は連続的なレース状に押出さ
れることが判つた。このレース状押出物は比較的
にもろかつたが、水浴を通して供給して重合体を
結晶化させ、次いでそれをペレタイザーに供給し
て顆粒化させる操作のためには充分な強度であつ
た。 実施例 ３ 実施例１で用いた自己消化させない細胞懸濁液
の一部分を第１の攪拌式オートクレーブに仕込ん
だ。同程度の量の水を第２の攪拌式オートクレー
ブに仕込み、窒素下に350℃に加熱した。第１の
オートクレーブを、第２のオートクレーブの圧力
以上に窒素で加圧し、次いで第１のオートクレー
ブの内容物をその超過窒素圧により第２のオート
クレーブ中へ押込んだ。第２のオートクレーブ中
の併合した内容物を２分間にわたり激しく混合し
た。第２のオートクレーブ併合内容物の温度は約
150℃であつたが、印加された圧力はその内容物
を液体状態に保持するのに充分であつた。 次いで第２のオートクレーブの内容物をその窒
素圧によつて、微細ジエツトを介して、冷水を入
れた捕集タンク中へ噴出させた。 細胞（菌体）を遠心分離で捕集し、次いで凍結
乾燥した。その溶融流動時間は30分よりも大きか
つた。 その乾燥菌体を80重量％と実施例１で用いた溶
剤抽出ポリ（β−ヒドロキシブチレート）を20重
量％含む組成物は15分の溶融流動時間を有した。 実施例 ４ メチロバクテリウム・オルガノフイルム（Me
−thylobacterium organophilum）（NCIB寄託
第11483号）菌株を基質としてメタノールを用い
て水性培地中で増殖させ、遠心分離により6.7重
量％のバイオマス含量にまで濃縮した細胞（菌
体）懸濁液を用いて、実施例３の操作を繰返えし
た。その菌体は約40重量％のポリ（β−ヒドロキ
シブチレート）を含んでいた。乾燥菌体の溶融流
動時間は少なくとも60分であつた。 この乾燥菌体を80重量％と実施例１で用いた溶
剤抽出ポリ（β−ヒドロキシブチレート）を20重
量％含む組成物は15分の溶融流動時間を有した。 実施例 ５ この実施例で用いた細胞懸濁液は、実施例１で
用いたものと同様なアルカリゲネス・オイトロフ
ス（NCIB寄託第11599号）菌株の自己消化させ
てない細胞懸濁液であつたが、この場合の細胞
（菌体）は約40重量％のポリ（β−ヒドロキシブ
チレート）を含んでいた。かかる懸濁液の一部分
を遠心分離および凍結乾燥し、また残部を実施例
３のように細胞壁破壊処理し、次いで遠心分離お
よび凍結乾燥した。 かかる乾燥細胞（菌体）と実施例１で用いた溶
剤抽出ポリ（β−ヒドロキシブチレート）の種々
な量からいくつかの組成物を作り、それらの溶融
流動時間を測定した。結果を次表に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ （） (a) 重合体鎖中に少なくとも50モル
％のβ−ヒドロキシブチレート残基を含むβ
−ヒドロキシブチレート重合体を少なくとも
30重量％含む乾燥菌体であつて、その乾燥前
もしくは乾燥後に細胞壁破壊処理に付された
乾燥菌体少なくとも50重量％と、 (b) 重合体鎖中に少なくとも50モル％のβ−ヒ
ドロキシブチレート残基を含む抽出処理済β
−ヒドロキシブチレート重合体０〜50重量％
と、からなり、15分以下の溶融流動時間をも
つ組成物を形成し；しかる後に （） 押出または射出成形法により上記組成物
を溶融加工して成形物品を製造する方法。 ２ 組成物が乾燥菌体を少なくとも70重量％含む
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 乾燥菌体がβ−ヒドロキシブチレート重合体
を少なくとも40重量％含む特許請求の範囲第１項
に記載の方法。 ４ 組成物が、押出処理されたβ−ヒドロキシブ
チレート重合体を含まない特許請求の範囲第１項
に記載の方法。 ５ （） β−ヒドロキシブチレート重合体を
少なくとも30重量％含む微生物菌体の水性懸濁
液を細胞壁破壊処理に付し；しかる後に、 （） その懸濁を乾燥させることにより乾燥菌
体を得る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６ 細胞壁破壊処理は自己消化作用を含む特許請
求の範囲第５項に記載の方法。 ７ 細胞壁破壊処理は、自己消化作用に次いで細
胞の剪断を含む細胞壁破壊工程を行うことからな
る特許請求の範囲第６項に記載方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8210004 | 1982-04-05 | ||
| GB8210004 | 1982-04-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58212792A JPS58212792A (ja) | 1983-12-10 |
| JPH0438396B2 true JPH0438396B2 (ja) | 1992-06-24 |
Family
ID=10529522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58059881A Granted JPS58212792A (ja) | 1982-04-05 | 1983-04-05 | 成形物品を製造する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4477655A (ja) |
| EP (1) | EP0091224B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58212792A (ja) |
| AT (1) | ATE33990T1 (ja) |
| DE (1) | DE3376485D1 (ja) |
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| AT390068B (de) * | 1988-07-07 | 1990-03-12 | Danubia Petrochemie | Extraktionsmittel fuer poly-d(-)-3-hydroxybuttersaeure |
| US5334520A (en) * | 1990-05-25 | 1994-08-02 | Center For Innovative Technology | Production of poly-beta-hydroxybutyrate in transformed escherichia coli |
| US5518907A (en) * | 1989-06-07 | 1996-05-21 | Center For Innovative Technology | Cloning and expression in Escherichia coli of the Alcaligenes eutrophus H16 poly-beta-hydroxybutyrate biosynthetic pathway |
| KR910008646B1 (ko) * | 1989-06-10 | 1991-10-19 | 한국과학기술원 | 새로운 다당류계 생물 고분자 물질 및 그 제법 |
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| US3107172A (en) * | 1960-12-30 | 1963-10-15 | Grace W R & Co | Molded product containing poly-beta-hydroxybutyric acid and method of making |
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- 1983-03-18 EP EP83301516A patent/EP0091224B1/en not_active Expired
- 1983-03-25 US US06/479,131 patent/US4477655A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-04-05 JP JP58059881A patent/JPS58212792A/ja active Granted
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