JPH10179184A - 水溶性多糖類バイオポリマーの製造方法 - Google Patents

水溶性多糖類バイオポリマーの製造方法

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JPH10179184A
JPH10179184A JP35143996A JP35143996A JPH10179184A JP H10179184 A JPH10179184 A JP H10179184A JP 35143996 A JP35143996 A JP 35143996A JP 35143996 A JP35143996 A JP 35143996A JP H10179184 A JPH10179184 A JP H10179184A
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JP
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biopolymer
crude oil
water
producing
hydrocarbons
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JP35143996A
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Sanae Hino
早苗 檜野
Kazuya Watanabe
一哉 渡辺
Nobuhiro Takahashi
信弘 高橋
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Tonen General Sekiyu KK
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Tonen Corp
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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多糖類バイオポリマーを製造するための新規
な手段の提供。 【解決手段】 炭化水素を含有する培地に、シュードモ
ナス(Pseudomonas)属に属し、炭化水素を資化すること
ができ、且つ水溶性多糖類を生産することができる微生
物を培養し、そして培養物から水溶性多糖類バイオポリ
マーを採取することを特徴とする水溶性バイオポリマー
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は原油などの炭化水素
類から水溶性多糖類バイオポリマーを製造する方法に関
する。本発明はさらに、炭化水素類の分解・除去方法、
及びこれらの方法に使用するための微生物に関する。
【0002】
【従来の技術】炭化水素を利用した微生物による反応
は、環境汚染防止のためや有用物質の生産技術として重
要だと考えられ、多くの研究がなされている。一般にバ
イオポリマーを生成する菌としてはPseudomonas 属等が
知られている。これらは、おもに、糖、有機酸などの炭
水化物から有用成分バイオポリマーを生成する。
【0003】一方、原油中にも多くの炭化水素が含まれ
ており、これらの有効利用が望まれている。従来知られ
ている多糖類バイオポリマー生産菌は、糖分を含んだ天
然培地中でバイオポリマーを生産するもののみで、石油
やそれに含まれる直鎖炭化水素、芳香族化合物を炭素源
としてバイオポリマーを生産するものはなかった。しか
し、原油中には微生物に対して強い毒性を示す炭化水素
類等も含まれるため、従来知られている炭化水素分解菌
の多くが、強い分解活性を持っていながら原油に対する
耐性がなく、原油と接触した状態では生育できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、原油
などの炭化水素に対して耐性を有し、その存在下で生育
し、炭水化物を資化して多糖類に変換することができる
微生物、及び該微生物を利用した多糖類バイオポリマー
の製造方法等を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、炭化水素を含有する培地に、シュードモ
ナス(Pseudomonas)属に属し、炭化水素を資化すること
ができ且つ水溶性多糖類バイオポリマーを生産すること
ができる微生物を培養し、そして培養物から水溶性多糖
類バイオポリマーを採取することを特徴とする水溶性多
糖類バイオポリマーの製造方法を提供する。
【0006】上記の方法において使用される微生物は、
シュードモナスに属し、原油等に含まれる炭化水素を資
化することができ、且つ炭化水素から水溶性多糖類バイ
オポリマーを生産することができる微生物であり、例え
ば、Pseudomonas sp. SLIとして工学技術院生物工学
工業技術研究所に寄託されているFERM P−160
11を挙げることができる。上記の微生物は、上記の多
糖類バイオポリマーの製造方法のほかに、例えば、原油
や廃水等の炭化水素を含有する材料の存在下で上記微生
物を培養するか、又はそれらの材料に、上記微生物を接
触せしめることを特徴とする炭化水素を除去する方法に
おいて使用することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】微生物 本発明において使用することができる微生物としては、
シュードモナスに属し、原油等の炭化水素含有物の存在
下で、炭化水素を資化して増殖することができ、且つ水
溶性多糖類バイオポリマーを生産することができるもの
であればよい。
【0008】このような微生物を得るには、例えば、湧
水、排水、土壌等又はその他の分離原を、必要に応じて
水と共に、原油のごとき炭化水素含有物と混合して振と
うし、水相中の強度が上昇した(微生物の増殖のため)
培養物を選択し、その水相を希釈して寒天培養上で培養
し、生じたコロニーを、原油等の炭化水素含有物を唯一
の炭素源として含む培地中で培養し、微生物の増殖と共
に膜状やフロック状スライス(バイオポリマー)を生成
する菌株を選択すればよい。この具体的な方法を実施例
1に示す。
【0009】このようにして分離したSLI株は次の様
な菌学的性質を有する。形態学的性質 形:桿菌 運動性:有り グラム染色:negative コロニーの形態:クリーム色、smooth、粘調(dCGY
plete上)生理・生化学的性質 好気下での増殖:+ オキシターゼ:陽性 カタラーゼ:陽性 O/Fテスト:O
【0010】Acid fomation from Glucose:+ Fructose :+ Maltose:+ Mannitol :− Galactose:− Xylose :− Sucrose:− Lactose:− Esculin hydrolysis :− Urease production:− Citrate utilization:+ β−Galactosidase production :− Lysine decarboxylase :− Arginine dihydrolase :− Omithine decarboxylase :− Indole production:− Nitrate reduction:+ Gelatine hydrolysis:−
【0011】16s rDNA塩基配列による系統学的分
菌の培養液を遠心し回収した菌体を、16s rDNAの
conserved sequenceに基づいたprimerを用いて直接PC
R(polymerase chane reaction)にかけ、16s rDN
A塩基配列の約1,500bpを増幅した。このフラグメ
ントを回収してsequenceに用いた。この部分の配列は、
様々な菌についてよく調べられており、系統学的分析が
なされており、未知の菌の16s rDNA塩基配列を調
べて既知の菌の16s rDNA塩基配列と比べることに
より、系統学的にどの菌に近い菌であるかを知ることが
できる。
【0012】調べた塩基配列をThe Ribosomal Database
project(Department of Microbiology, University o
f Illinois, USA)のデータベースを用いて、系統学
的分析を行った。SLI株の、系統学的位置は、図1の
ようになった。Pseudomonasmendocina, Pseudomonas ae
ruginosa 等と近い種であることが解ったが、同じ種と
判断できるものはなかった。
【0013】以上の形態学的性質、生理学的性質、16
s rDNA配列による系統学的分類より、この菌はPseu
domonas 属に属する新規な微生物であると判断しPseudo
monas sp. SLI株と命名した。この菌株は、工業技術
院生命工学工業技術研究所に、平成8年12月18日に
FERMP−16011として寄託された。
【0014】培養方法 本発明の微生物を培養するには、炭化水素含有物、例え
ば原油等を培地で培養すればよい。但し、糖類を炭素源
として培養し、多糖類バイオポリマーを生成せしめるこ
ともできる。培地としては、無機窒素源としての(NH
4)2 SO4 等、及び無機塩類としてK+ 、Na+ 、Mg
++、Ca++ 、Fe +++ 、H2 PO4 -、HPO4 --
SO4 --、Cl- 、などのイオンからなるもの、例えば
2 HPO4 、NaH2 PO4 、MgCl2 ・6H
2 O、NaCl、FeCl3 、CaCl3 等を含有する
ものが好ましく、これらの培地中濃度としては、添加物
の種類により異るが0.01mg/L〜50g/Lが好ま
しい。培養は好ましくは25℃〜30℃の温度におい
て、好気的条件下で行われる。好気的条件は、例えば振
とう、通気、攪拌、通気と攪拌の組合せ、気体を通過せ
しめるが液体を通過させない膜、例えばチューブ、を介
しての酸素又は空気の供給等により行うことができる。
【0015】培養期間は、培地の組成、炭化水素の濃
度、接種物の量等により異るが2日間〜2週間であり、
培養の終点は、膜状やフロック状のバイオポリマーの生
成を示す固形物の増加により、決定することができる。
【0016】多糖類バイオポリマーの採取 バイオポリマーを採取するには、例えば培養物から菌体
を除去した後、液相1Lに対して冷エタノールを例えば
2L添加して冷去、保地することによりバイオポリマー
を沈澱せしめ、この沈澱を回収すればよい。上記菌体の
除去は、培地から菌体を除去するための常用手段、例え
ば、濾過、遠心分離等を用いることができる。また、エ
タノールにより沈澱した多糖類バイオポリマーは、常法
に従って、例えば遠心分離、濾過等により回収すること
ができる。上記のようにして採取した多糖類バイオポリ
マーは、水又は水性緩衝液に溶解した後、多糖類を精製
するための常法、例えば透析、クロマトグラフィー、濾
過等によりさらに精製することができる。
【0017】本発明の多糖類バイオポリマーは、次の様
な性質を有する。 (1)水溶性であり、特に0.005NHaOHに溶解
する。 (2)エタノールに不溶である。 (3)100mM CaCl2 水溶液中で不溶である。 (4)セチルピリジニウムクロライド0.07%で不溶
となる。 (5)硫酸/フェノール法により陽性を示す。
【0018】
【発明の効果】この新規微生物は、原油(炭化水素類)
に耐性を有し、微好気または好気的条件下で炭化水素を
資化、分解することが可能なため、石油精製プロセス、
バイオリアクター、廃水処理、バイオポリマー生成プロ
セス等に利用できる。また、この菌の生成するバイオポ
リマーは、バイオレメディエーション効果促進剤や流動
性コントロール剤としても、用いることができる。原油
タンク、パイプライン中に存在する場合、タンクスラッ
ジの生成、パイプラインの詰まり等の発生の原因となり
得ることから、菌及び産生ポリマーに対する抗体あるい
はDNA断片は、原油中の菌やポリマーの存在のモニタ
ー、あるいはそれらを制御する手段の開発に利用でき
る。
【0019】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。実施例1菌の単離 ネジ口試験管(18mm×18cm)に、サンプリングした
湧水10mlを入れ、さらにフィルター滅菌した原油5ml
を重層し、キャップをし25℃〜30℃の室内で、横に
寝かして60rpm で振とうした。この試験管内で増殖で
きる菌は原油に耐性を持つ菌であると思われる。3 日目
には、濁度の増加が見られ原油耐性菌の存在が示唆され
た。また、さらに、水層と油層の界面には泡状構造が認
められた。2 週間後には試験管内に膜状やフロック状の
スライム(バイオポリマー)が生成した。
【0020】このことより、この中に、原油耐性で、か
つ、原油からスライム(バイオポリマー)を生成するこ
とができる菌がいると思われた。目的の菌を単離するた
め、この水層を希釈してdCGYプレート(1L中、カ
ザミノ酸0.5g、グリセロール0.5g、Yeast Extr
act 0.1g、Agar1.5g)にまき、30℃で、1週
間培養を行った。このプレート上にコロニーをつくる菌
には、原油耐性ではあるがバイオポリマーを生成しない
菌も含まれる。
【0021】そこで、バイオポリマーの生成能が優れた
菌を獲得するために、このプレート上で形成されたコロ
ニーを用い、それぞれについて、バイオポリマー生成能
を調べる実験をおこなった。バイオポリマー生成能は、
次のようにして調べた。dCGYプレートより単離した
コロニーを、MP培地(1L中、K2 HPO4 2.7
5g、KH2 PO4 2.25g、(NH4)2 SO4
1g、MgC2 ・6H 2 O 0.2g、NaCl 0.
1g/L、FeCl3 ・6H2 O 0.02g、CaC
2 0.01mg, pH6.8−6.9)10mlに、フィ
ルター滅菌した原油5mlを重層したネジ口試験管に植菌
し、25℃〜30℃の室内で、横に寝かして60rpm で
振とうした。
【0022】約1週間後には、いくつかの試験管で菌の
増殖が認められ、湧水で実験したものと同様の膜状やフ
ロック状のスライム(バイオポリマー)を生成するもの
がみられた。この中でも、特に大量のバイオポリマーを
生成した株を目的の菌とし、SLI株と名付けた。得ら
れたSLI株は、原油耐性で、原油を唯一の炭素源とし
ても生育し、原油からバイオポリマーを生成することが
できた。
【0023】実施例2多糖類バイオポリマーの製造 単離したSLI株を、MP培地100mlにフィルター滅
菌した原油20mlを重層した培地ビン(300ml) に植
菌し、25℃〜30℃の室内で、横に寝かして60rpm
で振とうした。1週間後には、菌の増殖が認められ、大
量の膜状やフロック状のバイオポリマーを生成した。2
週間後、この培養液(MP培地相)を回収し、このうち
50mlを用い、バイオポリマー成分の精製を試みた。ま
ず、回収した培養液(MP培地相)50mlを、7,00
0rpm で5min.遠心し、その上清を、回収した。これ
に、100mlのcold EtOHを加え−20℃で1時間
おいた。
【0024】これにより、バイオポリマーが沈澱した。
これを11,000rpm で10min.遠心し、沈澱物を回
収した。沈澱を6mlのTE(10mM Tris −HCl,1
mM EDTA,pH8.0)に溶かし、分子量3,500
以下を除くことができる透析チューブを用いて、5Lの
TEに対して透析を行いバイオポリマー成分のみを精製
した。一日後、TEを新しいものと置き換え、さらに一
日透析を行った。その後、水5Lに対して同様に2回透
析し、溶媒をTEから水に置き換えた。透析後の液を凍
結乾燥し、得られたサンプルを5mlの0.005N N
aOH液に溶かした。この溶液の糖濃度を硫酸/フェノ
ール法により測定したところ、約50μg/mlの糖が検
出され、50mlの培養液(MP培地相)から、約250
μg(乾燥重量)の可溶性の多糖成分、バイオポリマー
が精製された。
【0025】この様に、このバイオポリマーはEtOH
沈澱により、簡単に回収することができる。また、この
精製した可溶性バイオポリマーを0.005N NaO
H液に溶かし、CaCl2 を100mMになるように加え
ると、このバイオポリマーは沈澱した。MP培地/原油
の培養系でこの菌を培養後、MP培地を回収し、600
0rpm で遠心し、上清にCaCl2 を100mMになるよ
うに加えると、このバイオポリマーは沈澱し回収するこ
とができた。
【0026】また、この精製した可溶性バイオポリマー
を0.005N NaOH液に溶かし、セチルピリジニ
ウムクロライドを0.07%になるように加えると、こ
のバイオポリマーは沈澱した。MP培地/原油の培養系
でこの菌を培養後、MP培地を回収し、6,000rpm
で遠心し、上清にセチルピリジニウムクロライドを0.
07%になるように加えると、このバイオポリマーは沈
澱し回収することができるた。
【0027】つぎに、この精製したバイオポリマーの分
子量をGPCにより測定した(図2)。精製したバイオ
ポリマーは、約120,000、約50,000にピー
クの分子量を持つ複数成分の混合物であることが解っ
た。
【0028】実施例3種類の炭素源によるバイオポリ
マーの製造 MP培地10mlにグルコース、プロピルベンゼン、ドデ
カン、原油をそれぞれ1%づつ唯一の炭素源として加
え、Pseudomonas sp. SLI株を106cells植菌した。
30℃で、12日間培養後、各試験管内に生成したバイ
オポリマーの量を、硫酸/フェノール法で測定した。
【0029】グルコース、プロピルベンゼン、ドデカ
ン、原油を唯一の炭素源で培養したとき、生成されたバ
イオポリマーの量はそれぞれ、約870、3、4、30
μgであった。またMP培地にフラクトース、ソルビト
ール、グリセロール、コハク酸、尿素、トルエン、酢
酸、ガラクトース、マルトース、マンニトール、ガラク
トース、キシロース、シュークロース、ラクトース、ク
エン酸、EtOH、BtOHをそれぞれ唯一の炭素源と
して加え、Pseudomonas sp. SLI株を植菌した場合
も、スライムを生成した。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の微生物株SLIの分類学上の
位置を示す系統株を示す。
【図2】図2は、本発明の多糖類バイオポリマーの分子
量分布を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12N 1/20 C12R 1:38)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭化水素を含有する培地にシュードモナ
    ス(Pseudomonas)属に属し、炭化水素を資化することが
    でき且つ水溶性多糖類バイオポリマーを生産することが
    できる微生物を培養し、そして培養物から水溶性多糖類
    バイオポリマーを採取することを特徴とする水溶性多糖
    類のバイオポリマーの製造方法。
JP35143996A 1996-12-27 1996-12-27 水溶性多糖類バイオポリマーの製造方法 Pending JPH10179184A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010523789A (ja) * 2007-04-11 2010-07-15 73100−セテンタ イ トレス ミル イ セン,エリデーアー ガラクトースに富む多糖、その製造方法及びその応用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010523789A (ja) * 2007-04-11 2010-07-15 73100−セテンタ イ トレス ミル イ セン,エリデーアー ガラクトースに富む多糖、その製造方法及びその応用

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