JPH05292984A - 微生物セルロースの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 培地にｎ−パラフィンまたはｎ−パラフィン及び界面活
性剤を添加することによって、微生物セルロース生産能
を有する微生物を通気撹拌培養することを可能とし、微
生物セルロースを増収することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微生物セルロースを生
産する能力を有する微生物によって微生物セルロースを
効率的に製造する方法に関し、さらに詳しくは、微生物
セルロースを生産する能力を有する微生物を通気撹拌培
養して微生物セルロースを効率的に生産することを特徴
とする微生物セルロースの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
よりアセトバクター属に属する微生物は、高い微生物セ
ルロース生産能を有していることが知られており、該物
質の工業的な製造に用いられている。

【０００３】通常、該物質を生産する場合には、ヘスト
リンとシュラムによって開発された培地（Ｂｉｏｃｈｅ
ｍ．Ｊ．，第５８巻、第３４５頁（１９５４年））を用
いた場合の生産性が最も高く、多くの研究者がこの培地
を使用してきたが、ヘストリンとシュラムの培地を用い
ても対糖微生物セルロースの収率は、重量で通常５〜１
０％程度であった。

【０００４】従来、培地組成を改良することにより、対
糖収率を高める試みがなされてきており、例えば、イノ
シトールやフィチン酸あるいはピロロキノリンキノンを
添加することによって、生産性の向上が見られている
（特開昭６１−２１２２９５）。

【０００５】また、セルラーゼ製剤をセルラーゼ活性を
保持させた形で微量添加することにより、収率が高まっ
た例もある（特開昭６３−７４４９０）。

【０００６】更に、失活させたセルラーゼ製剤を生産培
地に含有させる方法がある（特開平２−２３８８８
８）。

【０００７】しかし、いずれの方法も収率がそれほど向
上していなかったり、収率は高くても添加物が非常に高
価なため、実用的に使用することは困難であった。

【０００８】また、培養方法としては、主に静置培養が
採用されている。

【０００９】アセトバクター属に属する微生物は、好気
性の細菌であり、酸素を十分供給した方が生育が良く、
静置培養よりも数倍生育が速いことから、酢酸発酵等で
は通気撹拌培養が一般的にはおこなわれていることが多
いが、該物質を生産する場合には、静置培養の方が効率
的に生産できる。

【００１０】これは、アセトバクター属に属する微生物
を使って微生物セルロースを生産する場合、通気撹拌培
養すると微生物セルロースがフロック状に形成されるた
め、培養初期には効率良く生産されるが、フロックが大
きくなるにしたがい、フロック中心部への酸素供給が律
速になると最終的には収率が低くなってしまうためであ
る。

【００１１】これは、他の微生物セルロースの生産能を
有する微生物でも同様である。

【００１２】したがって、アセトバクター属に属する微
生物をはじめ、微生物セルロースの生産能を有する微生
物は通気撹拌培養した方が生育が速いことから、微生物
セルロースを製造する場合にも通気撹拌培養が適用でき
れば、効率的に該物質を生産できることが期待される。

【００１３】本発明は、微生物セルロースを生産する能
力を有する微生物を用いて微生物セルロースを生産する
場合に、通気撹拌培養で該物質を効率よく生産できる製
造方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、微生物セ
ルロースを通気撹拌条件で生産する条件を鋭意検討し、
培地にｎ−パラフィンを添加するとｎ−パラフィンは疎
水性の物質であることから、培地中では液滴状で存在
し、この油滴を核として微生物セルロースが生成される
が、ｎ−パラフィンは高い酸素保持能力を有しているこ
とから、この油滴を核として微生物セルロースからなる
フロックが生成すると、通常の通気撹拌培養と異なり、
フロック中心部のｎ−パラフィンからも酸素が供給され
ることから、単に通気撹拌培養するより効率的に微生物
セルロースが生産されることを見いだした。

【００１５】さらに、ｎ−パラフィンだけでなく界面活
性剤を同時に添加すると、添加したｎ−パラフィンの油
滴が微細化され、しかも培地中によく分散されるため、
微生物セルロースがさらに効率よく生産されることを見
いだし、本発明を完成するに至った。

【００１６】すなわち、本発明は微生物セルロース生産
能を有する微生物を、微生物セルロース生産培地に接種
し、通気撹拌培養して培地中に該物質を生成蓄積し、該
物質を採取する方法において、培地にｎ−パラフィンま
たはｎ−パラフィンおよび界面活性剤のいずれかを添加
して培養することを特徴とする微生物セルロースの製造
方法に関する。

【００１７】本発明において使用される微生物は、微生
物セルロースを生産する能力を有する微生物であれば特
に限定はなく、アセトバクター属、グルコノバクター
属、サルシナ属、アグロバクテリウム属、シュウドモナ
ス属、リゾビウム属などに属する微生物があげられる。

【００１８】特にアセトバクター属に属する微生物は微
生物セルロースの生産能力が高く、好適に用いられ、例
えばアセトバクター・パストリアヌスＡＴＣＣ １０２
４５などが用いられる。

【００１９】炭素源としては、該微生物が資化可能なも
のであれば特に限定はなく、通常ショ糖、グルコース、
フラクトースなどが単独あるいは併用して用いられる。

【００２０】また、これらの炭素源を含有する澱粉加水
分解物、セルロース分解物等も使用できる。

【００２１】窒素源としては、該微生物が利用できるも
のであればよく、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウ
ム、硝酸塩などの無機窒素源や酵母エキス、ポリペプト
ン、コーンスチープリカーなどの有機窒素源が使用され
る。

【００２２】無機塩としては、リン酸塩、マグネシウム
塩、鉄塩、カルシウム塩などが適宜使用される。

【００２３】また、該微生物が微量栄養源として、ビタ
ミン、核酸、アミノ酸などを要求する場合には、要求す
る栄養源を補添することが必要である。

【００２４】培地に添加するｎ−パラフィンは、微生物
セルロースを生産する能力を有する微生物の生育や微生
物セルロースの生産能に影響を及ぼす成分を含有してい
なければ、特に高純度のものを使用する必要はない。

【００２５】培地への添加量は、培地量に対して、容量
比で０．１０〜０．５０、望ましくは０．１５〜０．４
０である。

【００２６】培地への添加方法には特に限定はなく、培
養開始前にあらかじめ培地に添加してもよいし、培養開
始後培地へ全量ないしは分割して添加してもよい。

【００２７】また、ｎ−パラフィンと同時に界面活性剤
を併用添加することにより、収率はさらに向上する。

【００２８】添加する界面活性剤の種類は、微生物セル
ロースを生産する能力を有する微生物の生育や微生物セ
ルロースの生産能に影響を及ぼさなければ、特に限定は
ないが、たとえばＴｗｅｅｎ ８０（アトラス パウダ
ー社製）、Ｓｐａｎ ８０（株式会社花王製）などの非
イオン性界面活性剤などが好適に使用される。

【００２９】培地への添加量は、培地量に対して、容量
比で０．０１〜１０．０、望ましくは０．０３〜４．５
で、この時共存するｎ−パラフィンの濃度は、培地量に
対して容量比で０．１０〜０．５０、望ましくは０．１
５〜０．４０である。

【００３０】培地への添加方法には特に限定はなく、ｎ
−パラフィンと一緒に培養開始前にあらかじめ培地に添
加してもよいし、培養開始後、ｎ−パラフィンとの混合
液を作成し、この混合液を培地へ全量ないしは分割して
添加すればよい。

【００３１】培地の初発ｐＨは、３ないし７、望ましく
は５から６の範囲が好ましい。

【００３２】培養温度は、１０ないし４０℃、望ましく
は２５から３５℃である。

【００３３】培養方法としては、該微生物の生育に酸素
が適宜供給されることが必要であり、通常、通気撹拌培
養によって培養液中に生産させるが、該微生物への酸素
の供給状態が通気撹拌培養とほとんど同一である振とう
培養によっても培養液内に生産させることができる。

【００３４】さらに、上記操作によって採取した該物質
中に含まれる不純物は、水洗、アルカリ洗浄、トルエン
などの有機溶媒処理、次亜塩素酸ソーダによる処理、ラ
ウリル硫酸ソーダなどの界面活性剤による処理などを単
独または併用することによって除去される。

【００３５】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を詳しく説明す
る。

【００３６】

【実施例１】ヘストリン−シュラム培地（ＨＳ培地）
（Ｄ−グルコース２．０ｇ、バクトペプトン（ディフコ
社製）０．５ｇ、酵母エキス（ディフコ社製）０．５
ｇ、クエン酸０．１１５ｇ、リン酸水素二ナトリウム
０．２７ｇ、蒸留水１００ｍｌ、ｐＨ６．０）を１１．
５ｍｌを試験管（長さ１４０ｍｍ、内径１６ｍｍ）に分
注し、あらかじめＨＳ培地で５日間振とう培養したアセ
トバクター・パストリアヌスＡＴＣＣ １０２４５の培
養液を接種し、振幅２０ｍｍ、振とう速度２８０ｓｐｍ
の条件で３０℃で５日間培養をおこなった。

【００３７】同時に総液量を１１．５ｍｌにしたまま、
上記のＨＳ培地の濃厚液とｎ−パラフィンの液を表１の
比率で混合した培地にアセトバクター・パストリアヌス
ＡＴＣＣ １０２４５を接種し、同一の条件で培養し
た。

【００３８】この場合のＨＳ培地の濃厚液の各培地成分
の濃度は、１１．５ｍｌとしたときにｎ−パラフィンを
添加しない場合と培地成分が同一となるように、ｎ−パ
ラフィンの存在比率に応じて適宜調製したものを使用し
た。

【００３９】培養終了後、培養液中に生産された微生物
セルロースを濾過により取り出し、１％ＮａＯＨ水溶液
に浸漬し室温で２４時間除蛋白質処理を行い、次いで１
％酢酸溶液に浸漬し、中和処理をおこなった。

【００４０】中和処理後、十分水洗したのち乾燥し、そ
の乾燥物の重量を秤量し、生成微生物セルロース量とし
た。

【００４１】生成された微生物セルロース量は、ＨＳ培
地では６ｍｇであったのに対し、ｎ−パラフィンを添加
した場合には、表１のようになり、ｎ−パラフィンの比
率が０．２６では１４ｍｇとなり、添加しない場合の約
２倍であった。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【実施例２】ヘストリン−シュラム培地（ＨＳ培地）
（Ｄ−グルコース ２．０ｇ、バクトペプトン（ディフ
コ社製）０．５ｇ、酵母エキス（ディフコ社製）０．５
ｇ、クエン酸０．１１５ｇ、リン酸水素二ナトリウム
０．２７ｇ、蒸留水１００ｍｌ、ｐＨ６．０）を１１．
５ｍｌを試験管（長さ１４０ｍｍ、内径１６ｍｍ）に分
注し、あらかじめＨＳ培地で５日間振とう培養したアセ
トバクター・パストリアヌスＡＴＣＣ １０２４５の培
養液を接種し、実容量１Ｌ、通気量０．１ｖｖｍ．撹拌
数２５０ｒｐｍの条件で３０℃で５日間培養をおこなっ
た。

【００４４】同時に総液量を１Ｌにしたまま、上記のＨ
Ｓ培地の濃厚液とｎ−パラフィンを実施例１と同様にし
て表２の比率で混合した培地にＴｗｅｅｎ ８０（アト
ラスパウダー社製）またはｎ−パラフィンとＳｐａｎ
８０（株式会社花王製）を添加し、この培地にアセトバ
クター・パストリアヌスＡＴＣＣ １０２４５を接種
し、同一の条件で培養した。

【００４５】培養終了後、培養液中に生産された微生物
セルロースを濾過により取り出し、１％ＮａＯＨ水溶液
に浸漬し室温で２４時間除蛋白質処理を行い、次いで１
％酢酸溶液に浸漬し、中和処理をおこなった。

【００４６】中和処理後、十分水洗したのち乾燥し、そ
の乾燥物の重量を秤量し、生成微生物セルロース量とし
た。

【００４７】生成された微生物セルロース量は、表２の
ようになり、ｎ−パラフィン単独よりもＴｗｅｅｎ ８
０やＳｐａｎ ８０を添加した場合には、ｎ−パラフィ
ンの比率が低い条件で生成量が向上したり、ｎ−パラフ
ィン単独では達成できない微生物セルロース生成量が得
られた。

【００４８】

【発明の効果】本発明を用いれば、従来困難であった通
気撹拌培養で効率的に微生物セルロースを製造すること
が可能となり、安価にしかも大量に微生物セルロースを
供給することができる。

【表２】

【表３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物セルロース生産能を有する微生物
   を、微生物セルロース生産培地に接種し、通気撹拌培養
   して培地中に該物質を生成蓄積し、該物質を採取する方
   法において、培地にｎ−パラフィンまたはｎ−パラフィ
   ンおよび界面活性剤のいずれかを添加して培養すること
   を特徴とする微生物セルロースの製造方法。