JPH0581239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶媒による抽出と組み合せた共沸蒸
溜が行われる、微生物の水性懸濁液からのポリ−
β−ヒドロキシブチレートの抽出方法に関する。

多くの微生物は、ポリ−β−ヒドロキシブチレ
ートを合成でき、これらの微生物におけるポリ−
β−ヒドロキシブチレートの主機能は、炭素含有
物質の形におけるエネルギーの貯蔵であると考え
られる。これらのポリ−β−ヒドロキシブチレー
ト（PHB）は、工業的見地から重要な原料を構
成する。これらのPHBをバイオマスから分離す
るために、既に多くの技術が意図されている。

すなわち、ヨーロツパ特許出願第0015123号明
細書においては、第１工程において熱ガスを導入
することによつて菌体を乾燥し、次いで第２工程
において、冷却後、適当な溶媒をもつてポリ−β
−ヒドロキシブチレートを抽出することが既に提
案された。この２段法に対して、特に溶媒による
抽出の前に菌体を溶解する工程のような補足工程
を追加し得る。

他の方法は、ヨーロツパ特許出願 第0046017号明細書に記載されている。この文書
により、第１工程においてPHを調節することによ
つて高温で菌体を凝集し、次いで第２工程におい
て、冷却後凝集された菌体の懸濁起を、加圧下に
水蒸気を導入することによつて加熱する。PHのこ
れ以上の調節は、この操作の後または前に行われ
る。次いで凝集された菌体を、PHBの抽出用溶
媒と後に接触させるために多孔性粒状生成物を得
るように乾燥する。

ヨーロツパ特許出願第0058480号明細書には、
数工程を要する他の方法が記載されている。この
方法により、先ず、高温において噴霧することに
よつて細菌培養物を乾燥し、次いで冷却後に乾燥
菌体を脂質の抽出のためにメタノールと接触さ
せ、最後にポリ−β−ヒドロキシブチレートを抽
出するために溶媒と接触させる。この溶液を、さ
らに０℃未満に冷却し、次いで30分20℃に加熱
し、これによつてゲルが得られる。このゲルを、
溶媒を追い出すために圧力にさらす。

先行技術の方法は、それにもかかわらず、設備
の複雑化および逐次加熱および冷却から生じる高
エネルギー消費の故にこの方法が工業用設備にお
いて実施された場合に欠点を有する。

本発明は、以前の方法の欠点を有しないポリ−
β−ヒドロキシブチレートの抽出方法の提供に関
する。

この目的を達するために、本発明は、 ａ ポリ−β−ヒドロキシブチレートを含有する
微生物の水性懸濁液を、水と最低沸点共沸混合
物を形成しその共沸混合物が共沸点を有する、
ポリ−β−ヒドロキシブチレートの選択抽出溶
媒と接触させ、 ｂ 共沸混合物を共沸点で共沸蒸留することによ
つて、微生物の水性懸濁液から水を除き、 ｃ 同時に共沸混合物の共沸点でポリ−β−ヒド
ロキシブチレートを抽出溶媒で抽出して、ポリ
−β−ヒドロキシブチレート及び抽出溶媒を含
有する抽出物層を得ること、 を特徴とする、溶媒によるポリ−β−ヒドロキシ
ブチレートを含有する微生物の水性懸濁液からの
ポリ−β−ヒドロキシブチレートの抽出方法に関
する。

水と最低沸点共沸混合物を形成する溶媒によつ
て、本出願人は水と混合された場合にその沸点が
一定であり、しかも別々にとつた溶媒または水の
沸点より低く、しかも所定の圧力において一定の
組成を保つ混合物を形成する溶媒を理解している
〔アシクロペデイ・エテルナシヨナレ・デ・シヤ
ース・エ・デ・テクニク（Encyclopedie
Internationale de Sciences et des Techniques
−ラルース（Larousse）（1970，２巻，205〜206
頁）〕。

ポリ−β−ヒドロキシブチレート用の、水と最
低沸点共沸混合物を形成する溶媒として、この性
質を有する任意の溶媒を使用できる。溶媒は、通
常有機溶媒、さらにとりわけハロゲン化脂肪族溶
媒から選ばれる。後者の中で、一般に塩素化飽和
脂肪族溶媒を用いる。

クロロメタン、クロロエタンおよびクロロプロ
パンをもつて良い結果が得られた。後者の中で、
１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トロクロ
ロエタンおよび１，２−ジクロロ−プロパンが好
ましく用いられる。

１，２−ジクロロエタンは、ポリ−β−ヒドロ
キシブチレート用の、水と共沸混合物を形成する
溶媒として最も特に好ましい。

参考のために、良い結果を得た溶媒の沸点およ
び大気圧において溶媒と水によつて形成された最
低共沸混合物の沸点も下表に示す。

表 溶媒 沸点℃水と共沸 混合物℃ （Ｐ＝1.0バール） １，１，２−トリクロロエタン 113.786.0 １，２−ジクロロエタン 8372.0 １，２−ジクロロプロパン 9678 本発明によつて処理できる微生物の水性懸濁液
は、種々の起源の微生物から得ることができる。
微生物の選択は、一般に微生物に存在するポリ−
β−ヒドロキシブチレートの相対量に基づいて、
しかもまた微生物の生長速度およびそのポリ−β
−ヒドロキシブチレートの合成速度によつても行
われる。

微生物は、その培地において抽出溶媒によつて
直接に処理できる。しかしながら、また抽出前に
その培地から微生物の部分的分離から生じた微生
物の水性懸濁液を使用することもできる。この部
分分離は、この目的に既知の任意の手段によつて
行うことができる。培養物は濃縮の目的のために
遠心分離または限外ろ過でき、しかもこれは栄養
培地の残留物の部分を除くために、後にあるいは
１回またはそれ以上の洗浄によることができる。
本発明の方法は、また予備乾燥培養物の水中再懸
濁から生じた微生物の水性懸濁液にも適用され
る。しかしながら、このような技術は、その中に
含まれる追加のエネルギー消費の故に好ましくな
いことは明らかである。

使用する微生物の水性懸濁液の量対使用する抽
出溶媒の量の比はそれ自体重要でない。重量比
１：１〜１：100が、一般に用いられる。比１：
２〜１：50が、通例用いられ、最後に使用比１：
５〜１：20が好ましく用いられる。

この比の選択は、処理される微生物の性質、温
度、抽出数および抽出による望まれる収率のよう
な種々のパラメーターによつて影響される。さら
に、抽出媒質に一層少ない微生物が存在する場
合、細胞残留物の除去が一層容易である。

プロセスが行われる圧力は重要でなく、一般に
0.1バール〜10バールである。

本発明の方法において、水は共沸乾燥によつて
除去される。無水溶媒またはなお水をもつて飽和
された溶媒の相が得られるまで、脱水が起こり、
かつこれによつて単一透明液相が得られることに
なる。

この方法は、この目的に企図された任意の装置
において行うことができる。本発明による方法
は、微生物の水性懸濁液および同方向または反対
方向に循環する抽出溶媒をもつて連続または不連
続に行うことができる。

本発明による方法において、共沸蒸溜から生じ
る水をもつて飽和されているかあるいは飽和され
ていない溶媒は、抽出溶媒として任意に再循環で
きる。

抽出後、ポリ−β−ヒドロキシブチレートを含
有する溶媒は、微生物の細胞膜のような媒質に不
溶性の化合物を除くことができる。この目的に
は、任意の既知の手段を用いることができる。こ
の操作は、通例１回またはそれ以上のろ過によつ
て行われる。

抽出されたポリ−β−ヒドロキシブチレート
は、この目的に既知の任意の方法によつて抽出溶
媒から分離できる。すなわち、これらのポリ−β
−ヒドロキシブチレートは、溶媒の蒸発あるいは
沈殿剤の単なる添加によつて分離できる。使用で
きる沈殿剤として、石油エーテル、未置換脂肪族
炭化水素、ベンゼン、を初め芳香族化合物または
脂肪族アルコールのようなポリ−β−ヒドロキシ
ブチレートの溶媒でない化合物を挙げることがで
きる。好ましい沈殿剤は、脂肪族アルコールおよ
びケトンさらにとりわけ経済的理由でメタノール
およびエタノールである。

抽出溶媒から分離されたポリ−β−ヒドロキシ
ブチレートは、次いで前記のような非溶媒をもつ
て１回またはそれ以上の洗浄によつて精製でき、
次いで乾燥され、その後これらのポリ−β−ヒド
ロキシブチレートは白色塊の形をとる。回収およ
び精製操作は通例、室温において行われる。

ポリ−β−ヒドロキシブチレートは、特に糸が
容易に殺菌できるのでポリ−β−ヒドロキシブチ
レートが糸の形で使用できる外科において多くの
用途を有する重合体である。さらにこれらの重合
体は、補綴を製作する成形の種々の既知の技術に
よつて賦形できる。これらの重合体は、また通例
の方法によつて防糸または押出できる。最後に、
これらのポリ−β−ヒドロキシブチレートはオリ
ゴマーの形またはβ−ヒドロキシ−酪酸である単
量体の形で解重合できる。この目的を達するため
に、特にフランス特許出願第2486072号明細書に
記載されたような方法を使用できる。

下記の例は、本発明を具体的に説明するのに役
立つ。

例 １ 攪拌機、温度計、滴下漏斗および水冷凝縮器を
備えた２丸底フラスコに、乾燥物53ｇを含有す
る菌株アルカリゲネス・ユートロフス
（Alcaligenes eutrophus）の細菌培養物からなる
微生物の水性懸濁液79.5ｇを導入する。

次いで１，２−ジクロロエタン１を導入し
た。有効な攪拌をしながら、懸濁液を0.4hの間大
気圧において還流させる。72℃において1.5hで
水／１，２−ジクロロエタン最低共沸混合物を除
く。この蒸留の間有機溶媒を最循環する。

水がすべて共沸混合物の形で除かれた時に、温
度は83℃に達し、次いでこの温度を0.5時間保つ。

次いで、懸濁液を急冷し、次に微生物の固体の
遺骸を除くために、圧力３バールにおいて加圧ろ
過する。ケークを１，２−ジクロロエタン300ml
をもつて洗浄する。

次いで、有機溶媒を蒸発乾固し、次に29.15ｇ
のポリ−β−ヒドロキシブチレートを回収する。

抽出の収率は、使用する微生物の乾燥物の重量
で除した抽出重合体の重量によつて与えられ、そ
して55％の量になる。

例２および例３ 乾燥物53ｇを含有する微生物の水性懸濁液106
ｇを用いて、例１を繰り返す。

72℃における水の共沸飛末同伴には1.6hを要す
る。

この後、第１の場合（例２）においては0.4hし
かも第２の場合（例３）においては1.4h、温度を
83℃を保つ。

ポリ−β−ヒドロキシブチレートのそれぞれの
回収は、28.6ｇ（例２）および30.0ｇ（例３）
〔それぞれ抽出収率54％（例２）および56％（例
３）に相当する〕である。

これらの結果から、本発明により、共沸混合物
を形成する乾燥操作を実際の抽出操作と結合する
連続プロセスによつてポリ−β−ヒドロキシブチ
レートの最適抽出収率を得ることができると推論
できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ ポリ−β−ヒドロキシブチレートを含有
   する微生物の水性懸濁液を、水と最低沸点共沸
   混合物を形成しその共沸混合物が共沸点を有す
   る、ポリ−β−ヒドロキシブチレートの選択抽
   出溶媒と接触させ、 ｂ 共沸混合物を共沸点で共沸蒸留することによ
   つて、微生物の水性懸濁液から水を除き、 ｃ 同時に共沸混合物の共沸点でポリ−β−ヒド
   ロキシブチレートを抽出溶媒で抽出して、ポリ
   −β−ヒドロキシブチレート及び抽出溶媒を含
   有する抽出物層を得ること を特徴とする、溶媒によるポリ−β−ヒドロキシ
   ブチレートを含有する微生物の水性懸濁液からの
   ポリ−β−ヒドロキシブチレートの抽出方法。 ２ ハロゲン化脂肪族溶媒を、ポリ−β−ヒドロ
   キシブチレート用の、水と最低沸点共沸混合物を
   形成する溶媒として用いることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ ポリ−β−ヒドロキシブチレート用の、水と
   最低沸点共沸混合物を形成する溶媒が、塩素化飽
   和脂肪族溶媒であることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項および第２項に記載の方法。 ４ 溶媒が、クロロメタン、クロロエタンおよび
   クロロプロパンから選ばれることを特徴とする、
   特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５ 使用する溶媒が、１，２−ジクロロエタンで
   あることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に
   記載の方法。 ６ 無水溶媒が得られるまで、水を共沸蒸留によ
   つて除くことを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項ないし第５項の何れか１項に記載の方法。 ７ ポリ−β−ヒドロキシブチレート用溶媒が問
   題の温度において水をもつて飽和されるまで、水
   を共沸的に除くことを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項ないし第５項の何れか１項に記載の方
   法。 ８ 微生物の水性懸濁液および抽出溶媒が重量比
   １：２〜１：50で使用されることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項ないし第７項の何れか１項
   に記載の方法。 ９ 重量比が１：５〜１：20であることを特徴と
   する、特許請求の範囲第８項に記載の方法。