JPH05308986A - 微生物セルロースの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 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で培養し、培地中に該微生物セ
ルロースを生成蓄積せしめ、該物質を採取する方法にお
いて、培地に酢酸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。 【効果】 本発明によれば、加圧殺菌などを実施するた
めの高価な装置を使用せずに、微生物セルロース生産能
を有する微生物を雑菌汚染を受けることなく培養するこ
とができる。しかも、微生物セルロースの生産性も同時
に向上させることができ、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、微生物セルロースを安価
に、かつ大量に供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微生物セルロースの製
造方法に関し、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、特定の培地で培養することによっ
て該微生物セルロースを効率よく製造する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】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。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（Biochem. 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。
しかしながら、この培地を用いても微生物セルロースの
収率が低く、非常に高価なため、その用途が限られてい
るのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
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製造するにあたり、該物質を効
率よく、安価に製造する方法を提供することにある。

【０００４】本発明者らは、アセトバクター属に属する
微生物でも微生物セルロースの生産能を有していない菌
株があり、これらの菌株が広く食酢の製造に使用されて
いること、並びに食酢の発酵では、アセトバクター属に
属する微生物が生成する酢酸が強い抗菌作用を有してい
るため、目的の微生物以外の微生物がほとんど生育しな
いため、通常の発酵と異なり、特別な殺菌工程を設けな
くても安定して食酢が製造されていることに注目した。

【０００５】そして、微生物セルロースの生産能を有す
るアセトバクター属に属する微生物も、食酢製造に使用
されているアセトバクター属に属する微生物と同様に、
一般の微生物が生育できない高い濃度の酢酸の存在下で
も十分生育でき、しかも微生物セルロースを生産する能
力を発揮できること、および少量の酢酸を培地に添加す
ると、生育や微生物セルロースの生成が促進されること
を見出し、該微生物セルロース生産能に及ぼす酢酸の影
響を鋭意検討を重ねて本発明に到達した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】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
生産培地で培養し、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、培地に酢酸を添加して培養
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。

【０００７】本発明において使用される微生物は、アセ
トバクター属に属し、微生物セルロースを生産する能力
を有するものであれば、いずれの菌株でもよいが、例え
ばアセトバクター・パストリアヌスＡＴＣＣ１０２４５
やアセトバクター・エスピーＤＡ株（ＦＥＲＭ Ｐ−１
２９２４）などが好適に用いられる。特に酢酸に対して
強い耐性能を有している菌株、例えば上記アセトバクタ
ー・エスピーＤＡ株などを用いることが望ましい。

【０００８】また、酢酸耐性遺伝子（特開平３−２１９
８７８号公報参照）を保有するプラスミドなどで形質転
換し、酢酸耐性能を向上させた形質転換株も好適に使用
される。

【０００９】次に、培地としては、上記微生物が増殖し
て目的とする微生物セルロースを生産することができる
ものであればよく、炭素源，窒素源の他、無機塩類，微
量栄養源などを含むものが使用される。

【００１０】炭素源としては、上記微生物が資化可能な
ものであれば特に制限はなく、通常はショ糖，グルコー
ス，フラクトース等の糖類やグルコン酸，酢酸等の有機
酸類が単独あるいは２種以上を組合わせて用いられる。
また、これらの炭素源を含有する澱粉加水分解物，セル
ロース分解物質等も使用できる。炭素源は、培養開始時
に全量を添加しても良いし、培養開始後、連続的または
間欠的に補添してもよい。

【００１１】窒素源についても、上記微生物が利用でき
るものであればよく、例えば硫酸アンモニウム，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
が単独もしくは適宜組合わせて使用される。

【００１２】また、無機塩類としては、リン酸塩，マグ
ネシウム塩，鉄塩，カルシウム塩などの常用の物質が適
宜使用される。さらに、本発明では上記の微生物の増殖
や微生物セルロースの生産に有効な微量栄養源を用いる
ことができ、このような微量栄養源としては、例えばビ
タミン，核酸，アミノ酸などがある。これらは使用微生
物の要求に応じて培養開始時および／または培養途中で
適宜補添することが必要である。

【００１３】さらに、本発明では上記培地に酢酸を添加
する。培地に添加する酢酸は、酢酸溶液そのものや酢酸
塩を使用してもよいし、含有される酢酸以外の成分が該
微生物の生育や目的物質の生産に影響を与えなければ、
食酢などの酢酸含有物を使用してもよい。特に、食酢は
アミノ酸やビタミンなど微生物の生育を促進する物質を
含んでおり、好適に使用される。

【００１４】添加する酢酸の量は、微生物の生育や目的
物質の生産や該物質の物性に影響を与えず、対象微生物
以外の微生物の増殖を抑制できる濃度であればよく、特
に限定はないが、前記微生物による微生物セルロースの
生産を促進し、かつ該微生物以外の微生物の増殖を阻害
できることから、通常は５ｇ／Ｌ以上、２０ｇ／Ｌ以下
の酢酸を添加することが望ましい。

【００１５】ここで、酢酸濃度が５ｇ／Ｌより低いと、
対象微生物以外の微生物の増殖を十分抑制できないた
め、コンタミネーションの危険がある。一方、２０ｇ／
Ｌを越える濃度の酢酸を添加すると、該微生物の微生物
セルロース生産能や生産される該物質の物理学的性質の
劣化をもたらすことがあり、好ましくない。

【００１６】培地に酢酸を添加した場合は、通常の培養
において必要とされる高圧下での培地の殺菌は必要でな
く、７０℃達温といった低温での加熱処理をすればよ
く、アセトバクター属に属する微生物がほとんど生存し
ていない場合には、全く殺菌操作を行わなくてもよい。
また、フィルターなどによる空気の濾過滅菌などの通常
の無菌培養を実施するために必要な操作は特に必要な
く、開放系で培養することもできる。

【００１７】次に、培養方法についても格別の制限はな
く、静置培養でも通気攪拌培養でもよい。また、通常で
はコンタミネーションにより実施が困難とされる連続培
養法で微生物セルロースの生産を行うことも可能であ
る。培地の初発ｐＨは、３ないし７、望ましくは４から
６の範囲に調整することが好ましい。培養温度は、１０
〜４０℃、望ましくは２５〜３５℃である。培養時間
は、目的とする微生物セルロースが十分な濃度に達する
までとすればよく、通常は２４〜１６８時間、好ましく
は４８〜１２０時間である。

【００１８】培養終了後、常法により培養物から微生物
セルロースを採取する。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することができる。

【００１９】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を詳しく説明す
る。 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）0.５ｇ，クエン酸0.１１５
ｇ，リン酸水素二ナトリウム0.２７ｇ，蒸留水１００ｍ
ｌ、ｐＨ6.０）２００ｍｌを５００ｍｌ容三角フラスコ
に分注し、オートクレーブ殺菌（１２０℃、１５分間）
した後、アセトバクター・パストリアヌスＡＴＣＣ１０
２４５株を植菌し、３０℃で７日間静置培養を行った。

【００２０】培養終了後、培養液表面に生育した微生物
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、中和処理を行った。中和処理
後、十分水洗したのち乾燥した。得られた乾燥物の重量
を秤量し、生成微生物セルロース量とした。

【００２１】一方、上記のＨＳ培地に酢酸を2.５ｇ／
Ｌ，５ｇ／Ｌ，１０ｇ／Ｌ，２０ｇ／Ｌまたは３０ｇ／
Ｌの濃度で添加した組成の培地２００ｍｌを５００ｍｌ
容三角フラスコに分注し、加圧殺菌せずに７０℃で５分
間の加温だけ行い、そのままアセトバクター・パストリ
アヌスＡＴＣＣ１０２４５株を植菌し、３０℃で７日間
静置培養を行った。なお、酢酸を添加しないＨＳ培地を
三角フラスコに分注し、加圧殺菌せずに植菌した場合に
は、培養液表面にかびの増殖が認められ、微生物セルロ
ースはほとんど生成していなかったが、酢酸を添加した
場合には、培地を加圧殺菌しなくてもかびなどの雑菌の
汚染は見られず、微生物セルロースを生成していた。

【００２２】培養終了後、培養液表面に生成した微生物
セルロースを含む不溶性の膜を上記と同様の操作で除蛋
白質処理を行い、乾燥した後、生成微生物セルロース量
を測定した。生成した微生物セルロースは、第１表に示
すようであった。表から明らかなように、酢酸を添加し
た場合には、１０ｇ／Ｌの濃度までは酢酸を添加しない
培養と同等以上の微生物セルロースが生成した。

【００２３】

【表１】

【００２４】実施例２ 実施例１と同様に種々の濃度で酢酸を添加したＨＳ培地
に、アセトバクター・スピーＤＡ株（ＦＥＲＭ Ｐ−１
２９２４）を植菌し、実施例１と同様な方法で培養し
た。酢酸を添加した培養では、いずれも培地を加圧殺菌
しなくてもかびなどの雑菌の汚染は見られず、微生物セ
ルロースを生成していた。

【００２５】培養終了後、実施例１と同様な方法で、除
蛋白質処理を行い、乾燥したのち生成微生物セルロース
量を秤量した。生成した微生物セルロースは、第２表に
示すようであった。表から明らかなように、酢酸を添加
した場合には、２０ｇ／Ｌの濃度までは酢酸を添加しな
い培養と同等以上の微生物セルロースが生成した。

【００２６】

【表２】

【００２７】実施例３ 実施例１のＨＳ培地１００ｍｌを坂口フラスコ（５００
ｍｌ容）に分注し、オートクレーブ殺菌（１２０℃、１
５分間）した後、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ＡＴＣＣ１０２
４５株の培養液を接種し、１８０ｒｐｍの条件で３０℃
で４日間振とう培養を行った。

【００２８】培養終了後、培養液表面および培養液中に
生成し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
を行った。次いで１％酢酸溶液に浸漬し、中和処理を行
った。中和処理後、十分水洗したのち乾燥し、得られた
乾燥物の重量を秤量し、生成微生物セルロース量とし
た。

【００２９】一方、上記のＨＳ培地に酢酸を2.５ｇ／Ｌ
または５ｇ／Ｌの濃度で添加した組成の培地１００ｍｌ
を坂口フラスコ（５００ｍｌ容）に分注し、７０℃に加
温したのち冷却し、次いで上記と同様にアセトバクター
・パストリアヌスＡＴＣＣ１０２４５株を植菌し、３０
℃で４日間静置培養を行った。酢酸を添加し培養した場
合に、いずれも酵母・かびなどの雑菌の汚染は見られ
ず、微生物セルロースを生成していた。

【００３０】培養終了後、培養液表面に生成した微生物
セルロースを含む不溶性の膜を上記と同様の操作で除蛋
白質処理を行い、乾燥後、生成微生物セルロース量を測
定した。生成した微生物セルロース量は、第３表に示し
た通りであり、酢酸を添加しない場合と同等以上の微生
物セルロース生成量が得られた。

【００３１】

【表３】

【００３２】実施例４ 実施例１のＨＳ培地１５００ｍｌを３リットル容ジャー
に分注し、オートクレーブ殺菌（１２０℃，１５分間）
した後、予め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ＡＴＣＣ１０２４５株の培養液
を接種し、２５０ｒｐｍ、1.０ｖｖｍの条件で３０℃で
１３６時間通気攪拌培養を行った。培養期間中、１０％
ＮａＯＨ溶液を適宜添加し、培養液のｐＨを5.５〜6.０
に維持した。

【００３３】培養終了後、培養液表面および培養液中に
生成し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、中和処理を行っ
た。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。

【００３４】一方、上記のＨＳ培地に酢酸を５ｇ／Ｌの
濃度で添加した組成の培地１５００ｍｌを３リットル容
ジャー分注し、７０℃に加温し、冷却後、上記と同様に
アセトバクター・パストリアヌスＡＴＣＣ１０２４５株
を植菌し、３０℃で１３６時間通気攪拌培養を行った。
酢酸を添加し培養した場合、酵母・かびなどの雑菌の汚
染は見られず、微生物セルロースを生成していた。

【００３５】培養終了後、培養液表面に生成した微生物
セルロースを含む不溶性の膜を上記と同様の操作で除蛋
白質処理を行い、乾燥後、生成微生物セルロース量を測
定した。生成した微生物セルロース量は、第４表に示し
たように、酢酸を添加しない場合と同等以上の微生物セ
ルロース生成量が得られた。

【００３６】

【表４】

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、加圧殺菌などを実施す
るための高価な装置を使用せずに、微生物セルロース生
産能を有する微生物を雑菌汚染を受けずに培養すること
ができる。しかも、微生物セルロースの生産性も同時に
向上させることができ、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、微生物セルロースを安価に、
かつ大量に供給することができる。

Claims (2)

【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で培養し、培地中に該微生
   物セルロースを生成蓄積せしめ、該物質を採取する方法
   において、培地に酢酸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。
2. 【請求項２】 酢酸の添加濃度が５〜２０ｇ／Ｌである
   請求項１記載の製造方法。