JPS6211097A

JPS6211097A - セルロ−スからの含酸素化合物の製造方法

Info

Publication number: JPS6211097A
Application number: JP14680685A
Authority: JP
Inventors: Taiji Imanishi; 今西　太治; Mikio Sato; 幹夫佐藤; Toshiaki Yorifuji; 依藤　敏昭
Original assignee: Research Association for Petroleum Alternatives Development
Current assignee: Research Association for Petroleum Alternatives Development
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1987-01-20
Also published as: JPH0358278B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はセルロースからの含酸素化合物の製造方法に関
し、詳しくはセルロースを原料としてクロストリジウム
・サーモセラムとクロストリジウム・サーモサツカロリ
テイカムな混合培養することＫより直接１段階で酪酸ま
たはブタノールを主とする含酸素化合物を製造する方法
に関する。得られる酪酸、ブタノール等の含酸素化合物
は、食、品工業用、燃料用、溶剤用、１に料工業用等と
して有用である。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕セ
ルロースを原料として発酵法により酪酸、ブタノール等
の含酸素化合物を製造する方法は種々知られている。た
とえばセルセースに単一の高温嫌気性菌を作用させて１
段でブタツー−を製造する方法（特開昭５８−３１９９
３号）が提案されているが、この方法では酪酸２．２９
／１．　ブタノール１．５９７１と生産量の低いもので
ある。また、嫌気性セルロース分解菌とクロストリジウ
ム・サツカロパーブチルアセトニカムの混合培養による
含酸素化合物の製造方法（特開昭５９−８５２９５号）
が知られているが、ブタノール生産量が１．６ｇ／／ｌ
ト低く、さらに培養期間も２週間位という長期間を要す
るという欠点がある。さらに、嫌気性高温性条件下でサ
ーモアンエアロバクター・エタノリカスとクロストリジ
ウム・サーモセラムを混合培養する方法（ｌ！！！開昭
５６−４２５８２号）も提案されているが、この方法は
エタノールを製造するものであって、酪駿、ブタノール
は得られていない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決し、発酵法によりセルロー
スから１段階で酪酸またはブタノールを主とする含酸素
化合物を高収量で製造する方法を提供するものである。

すなわち本発明は、クロストリジウム・サーモセラムと
クロストリジウム・サーモサツカロリテイカムをセルロ
ースを含む培地に混合培養することにより酪酸またはブ
タノールを主とする含酸素化合物を製造する方法である
。

本発明においてセルロースとは、セルロース自体のほか
セル四−スな主要成分とする物質を意味する。具体的に
はマツ、スギ、ブナ、ポプラなどの木材；麻類、ミツマ
タ、稲ワラ、バガス、モミガラなどの茎葉・ジン皮類：
綿などの種子毛−新聞紙、雑誌、ダンボールｌ廃賊など
の古紙類；その他繊維質廃棄物；パルプ、セルロースパ
ラターなどがあり、これらは必要に応じて粉砕その他の
前処理を施してから炭素源として用いることが望ましい
。本発明においてセルロースは培地中に１〜２０重量％
程度、好ましくは３〜１０重量％の調合で含まれるよう
に用いる。培地中の他の成分である窒素源、無機塩、そ
の他発酵に必要な物質の種類、添加量などは常法により
適宜決定すればよい。また、培地は使用にあたり常法に
したがって殺菌を行なう。

次に、セルロース分解菌であるクロストリジウム・サー
モセラムとしては既知の菌株を使用しうるが、特にクロ
ストリジウム・サーモ上ラムＣ−２フ株（ＦＩＲＭ　Ｐ
−７４５１Ｌ同０−３１５株（ＦＩＲＭＰ−７８７２）
、同ＡＴ００２７４０５株、同０−２７１９株（ＦＥＢ
Ｍ　Ｐ−８２７５）などが好適である。ここでクロスト
リジウム・サーモ上ラムＣ−２フ株の菌学的性質は特願
昭５９−２６１１８号明細書く、クロストリジウム・サ
ーモ上ラム０−３１５株の菌学的性質は特願昭５９−２
５０４４４号明細書にそれぞれ記載されている。また、
クロストリジウム・サーモ上ラム０−２フ１９株はＣ−
２７株の突然変異株である。

このＣ−２７１９株の創製方法は次の通りである。

０−２７１９株の創製方法親株としてＣ−２７株を第１表に示す培地■で１８時間
嫌気的に培養した。培養終了後、遠心分離により集菌し
、培地■（第１表）で２回洗浄後、Ｎ−メｆルーＮ／−
ニトローＮ−ニトロングアニジン０．１塾勺ＶＣ！！濁
し、６０℃で１時間振とうすることにより変異処理した
。

次いで、遠心分離により集菌した後、培地■で２回洗浄
した後、メチルビオロゲン５０１ｖ／ｌを添加した培地
■（第１表）で２４時間培養した。得られた培養液を適
当に希釈し、メチルビオロゲン５０〜々を添加した培地
■でロールチューブ培養（寒天３％添加）を行なった。

６０℃で３日間培養して生じたコロニーから（！−２７
１９株を分離し第　　１　　表本菌は下記の性質を有している。

幀）　次の各培地での生育状況の肉汁で生育せず ′■肉汁寒天培地で生育せず ■ゼラチン培地で生育せず ■ペプトン水で生育せず ■リドマスミルクで生育せず ■下記組成の培地ですこぶるよく生育する表　　培地組
成第１リン酸カリウム　　　　　　　１．５ｇ第２リン酸
カリウム　　　　　　　２・９ｇ硫酸アンモニウム　　
　　　　　　１．３ｇ硫酸第１鉄（７水塩）　　　　　
　　０．００１２５９塩化マグネシウム（６水塩）　　
　　１．０．９塩化カルシウム　　　　　　　　０．１
５　、ｐ酵母エキス　　　　　　　　　　　２．０Ｉシ
ステイ／壇酸塩　　　　　　　　０．５．９寒天（固体
培地のみ）　　　　　　２０．０　、ｐ蒸留水　　　　
　１０ＱＱ　ｄ炭素源（ろ紙またはセロビオース）１０１ｐＨ７，０（ｂ）形態 ■大きさ　　０．３〜０．８　Ｘ　２〜１０　ｔｔｍ■
形　状　　桿形 ■胞　子　　有り、卵形　１．０〜１．５　Ｘ　ｌ　、
２〜２．０μ電端生 ■運動性　　有り、周鞭毛 ■集落の形状　白色、半透明、円形できわめて小さい。

（ｃ）　　生理的性質 ■最適生育条件　）Ｈ７，０，６０℃、嫌気性■生育し
うる条件　…６．０〜９．０．温度５０℃〜７０°Ｃ■
グラム陰性 ■抗酸性なし ■メチルレッド試験　　陽性 ■フォーゲス・グロスカラエル反応　　陽性■インドー
ル生成せず ■硫化水素生成せず＠硝酸塩の還元性　利用性なし［株］カタラーゼ生成せず ■ゼラチン・カゼインを液化せず［株］澱粉を加水分解しない ◎クエン酸利用性なし［相］牛乳を凝固せず［株］アンモニウム塩・グルタミン酸を利用する［株］
ウレアーゼ活性なし ■メチルビオロゲン耐性である［株］黄色色素を作らない（ｄ）　　各種炭素源の利用性Ｌ−７ラビノース　−、　　メレジトース　　−Ｄ−ア
ラビノース　−　、　　デキストリン　　　−Ｄ−７ラ
クトース　＋　、　　　グリコーゲン　　　−Ｄ−ガラ
クトース　−、　　スターチ　　　　−Ｄ−グルフース
　　＋　、　　アミグダリン　　−Ｄ−マンノース　　
−　、　　エスクリン　　　−Ｌ−ラムノース　　−　
、　　サリシン　　　　　−Ｄ−リボース　　　　　　
、　　　エリスリトール　−Ｄ−キシロース　　−、　
　イノシトール　　−セロビオース　　　＋、　　マン
ニトール　　−ラクトース　　　　　　、　　グリセロ
ール　　−マルトース　　　　　　、　　ズルシトール
　　−シュクロース　　　　　、　　　ソルビトール　
　＋メリビオース　　　　　、　　アドニトール　　−
トレハロース　　　　　、　　セルロース　　　士ラフ
ィノース　　　− なお、本菌と親株であるクロストリジウム・サー％−に
うＡＣ−２７株とのメチルビオロゲン耐性における比較
を第２表に示す。

第　　２　　表表から明らかなように、本菌はＣ−２７株と異なり、メ
チルビオロゲン耐性である。

また、Ｃ−２７株は黄色色素を作るが、本菌は黄色色素
を作らないという点でＣ−２７株と異なる。

本菌は微工研に寄託されており、その受託番号はＦＥＢ
Ｍ　Ｐ−８２７５である。

次に、クロストリジウム・サーモサツカロリテイカムと
しては既知の菌株を使用しうるが、特にクロストリジウ
ム・サーモサツカロリテイカムＢ−２５８株（ｐ′Ｅｎ
ｗ　Ｐ−８２７３）　、同０Ｂ−１６６６株（ＦＥＢＭ
　Ｐ−８２７４）　、同６９５７株（ＩＰ’ＥＲＭ　Ｐ
　−８０７１）、同ＡＴＣＩ０７９５６株などが好適で
ある。

ここでクロストリジウム・サーモサツカロリテイカ五Ｂ
−２５８株及び同（！Ｂ−１６６６株の菌学的性質は特
願昭６０−１２７２０２号明細書に記載されている。

また、同６９５７株の菌学的性質は特願昭６０−４９４
４８号明細書に記載されている〇本発明では、まず上記したセル皇−スを主要炭素源とし
て含む培地に上記クロストリジウム・サーモセラムとク
ロストリジウム・サーモサツカロリテイカムをそれぞれ
１〜゛１０％、好ましくは２〜５％植菌し、混合培養を
行なう。該培養は４５〜６５℃、好ましくは５５〜６０
℃の温度にて嫌気的条件下に行なう。温度以外の条件に
ついては使用する微生物の生育に好適で、酪酸、ブタノ
ールなどの含酸素化合物を十分に生成・蓄積するような
条件を採用すべきである。培養期間は目的とする含酸素
化合物が十分忙生成・蓄積するまでであるが、通常は１
−１５日間、好ましくは２〜１０日間である。

また、本発明ではブタノール等の含酸素化合物の生産性
を向上させるため、上記の混合培養を行なう際に培地に
ビオロゲン色素を添加して培養を行なうことが好ましい
。該ビオロゲン色素の添加量は０．５〜２００　ｒｒｔ
９／１．好ましくは１〜５０■句が適当であり、添加時
期については培養開始時から培養中期までの間が適当で
あり、全量を１時に加えてもよく、分割して加えてもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、セルロースから１段階で酪酸またはブ
タノールを主とする含酸素化合物を効率よく高収量で製
造することができる。また、発酵を６０℃程度の高温で
行なえるため、発酵槽の冷却コストの低減、雑菌汚染の
防止等を図ることが可能である。

しかも、本発明の方法によって得られる含酸素化合物は
、たとえば酪酸は着香料等として食品工業等の公費で有
用であり、また、ブタノール等のアルコール類は燃料用
、溶剤用、塗料工業用等として有用である。

〔実施例〕

次に１本発明を実施例により詳しく説明する。

実施例１種培養液として第１表に示した培地Ｉにクロストリジウ
ム・サーモサツカロリテイカム０Ｂ−１６６６株（ＦＦ
ｉＲＭ　Ｐ−８２７４）　、第１表に示した培地ＩＩＫ
クロストリジウム・サーモ上ラム０−２フ株（ＩＦＢＲ
ＭＰ−７４５１）を接種し、それぞれ６０℃にて１８時
間培養したものを用意した。

上記０Ｂ−１６６６株培養液０．２−とＣ−２７株培養
液０．５鱈を第１表に示した培地１［１０ａｆｆｉ（接
種し、５Ｑａｕ容ネジロ試験管中で、６０℃にて１０日
間嫌気的に振と５培養（回転数１２　Ｏｒｐｍ　）を行
なった。

得られた培養物から遠心分離により菌体等の固形分を除
き、リン＠Ｃ３３ｍ９／ｒｎｌ）を加えて酸性としたの
ちガスクロマトグラフ（担体クロモソルプ１０１、ガラ
スカラム２ｍｔＦＩ”検出器）により生産物を分析した
。結果を第３表に示す。セルセース分解量は培養終了液
にギ酸１Ｍを加えて溶菌後、胛過して残存セルロースを
集め、乾燥重量な求めて初期添加量との差として求めた
。

ツカソリティカム０Ｂ−１６６６株、クロストリジウム
・サー七七ラム０−２７株の代りにそれぞれ第３表に示
す菌株を用いたこと以外は実施例１と同様に行なった。

結果を第３表に示す。

実施例８〜１５実施例Ｉにおいてクロストリジウム・サーモサツカロリ
テイカム０Ｂ−１６６６株、クロストリジウム・サーモ
上ラムＣ−２フ株の代りＫそれぞれ第３表に示す菌株を
用いたことおよび培地■（第１表）に含まれるセルロー
ス粉末（ｃｐ　）の量、メチルビオロゲン色素＜　ＭＶ
　）の添加量、培養日数をそれぞれ第３表に示すように
したこと以外は実施例１と同様にした。結果を第３表に
示す。

比較例１〜７実施例ＩＫおけるクロストリジウム・サーモサツカロリ
テイカム（！Ｂ−１６６６株とクロストリジウム・サー
モ上ラムＣ−２フ株の混合培養の代りに、第３表に示す
菌株の種培養液０．７ａを単独で第３表に示す培養条件
で培養したこと以外は災施例１と同様に行なった。結果
を第３表に示す。。

＊１　セルロースパウダ一本２　メチルビオロゲン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）クロストリジウム・サーモセラムとクロストリジ
ウム・サーモサツカロリテイカムをセルロースを含む培
地に混合培養することにより酪酸またはブタノールを主
とする含酸素化合物を製造する方法。
（２）培地にビオロゲン色素を添加して混合培養するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。