JPS6326996B2 - - Google Patents

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JPS6326996B2
JPS6326996B2 JP58143457A JP14345783A JPS6326996B2 JP S6326996 B2 JPS6326996 B2 JP S6326996B2 JP 58143457 A JP58143457 A JP 58143457A JP 14345783 A JP14345783 A JP 14345783A JP S6326996 B2 JPS6326996 B2 JP S6326996B2
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ifo
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bacteria
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Hideo Fukuda
Ryuhei Ogawa
Takao Fujii
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/8215—Microorganisms
    • Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/8215—Microorganisms
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微生物による炭素数３または／および
４の炭化水素の製造法に関するものである。本発
明の製造法によると、たとえば、プロパン、プロ
ピレン、ノルマルブタン、イソブタン、１―ブテ
ン、イソブテン、トランス―２―ブテン、シス―
２―ブテンなどの有用な低級炭化水素が微生物の
働きによつてつくられる。 これらの炭化水素は、石油分解ガスや天然ガス
などに含まれ、これらの精製・分留工程から製造
されている。しかし、地球上でのこれらの埋蔵量
におのずから限度がある。 発明者らは、再生産可能なバイオマスを主原料
とする微生物によるこれらの炭化水素の製造方法
について種々研究し、この発明を完成した。 微生物によるプロパン、プロピレン、ブタン、
ブテンの生成については、牛ふんの発酵物中の混
合菌（菌株の分離、同定をしていない）を嫌気的
に培養してメタンと共に極く微量のエタン、プロ
パン、ブタン（化学構造不明）、ブテン（化学構
造不明）を検出したとの報告〔K.G.Gollakota
and B.Jayalakshmi，Biochemical and
Biophysical Research Communications，110，
32〜35（1983）〕、マツシユルームがエタン、エチ
レン、プロパン、プロピレン、ｎ―ブタンを少量
生成したときの報告〔E.M.Turner，M.Wright，
T.Ward，and D.J.Osborne，J.Gen.Microbiol.，
91，167―176（1975）〕、および、牛ふん中の混合
菌（菌株の分離、同定をしていない）での嫌気的
メタン発酵、ならびにPenicillium digitatum
ATCC No.10030の寒天平板培養で、少量のエタ
ン、エチレン、プロパン、プロピレンを検出した
との報告〔J.B.Davis and R.M.Squires，
Science，119，381―382（1954）〕がある。しか
し、これらの報告ではいづれも炭化水素の生成量
が少く、嫌気培養か固体表面培養であり、関与す
る微生物が不明確か、または、生成炭化水素の化
学構造が不明確である。 本発明は、炭素数３または／および４の炭化水
素を生成しうる能力をする微生物を、液体培地に
好気的に培養し、培養液中および気相中に上記炭
化水素を生成させ、これを採取することを特徴と
する微生物による炭素数３または／および４の炭
化水素の製造法である。 本発明に用いられる微生物としては、
Phytophthora，Mucor，Rhizopus，Absidia，
Mortierella，Cunninghamella，Taphrina，
Monascus，Nectria，Gibberella，
Chaetomium，Neurospora，Monilia，
Trichoderma，Aspergillus，Paecilomyces，
Gliocladium，Sporotrichum，Microsporum，
Trichophyton，Cladosporium，
Syncephalastrum，Phycomycesらの属に属する
カビ、およびその変異株、Endomyces，
Schizosaccharomyces，Saccharomyces，
Pichia，Hansenula，Debaryomyces，
Saccharomycopsis，Rhodotorula，
Sporobolomyces，Cryptococcus，Candida，
Brettanomycesらの属に属する酵母、およびそ
の変異株、Bacillus，Brevibacterium，
Corynebacterium，Micrococcus，Paracoccus，
Proteus，Pseudomonas，Salmonella，
Serratia，Acetobacterらの属に属する細菌、お
よびその変異株、Streptomyces，Actinomyces，
Amorphosporangium，Intrasporangiumらの属
に属する放線菌、およびその変異株が挙げられ
る。 そのうち、これらの炭化水素を著量生成する代
表的な菌株の例は下記のものである。
Phytophthora capsici IFO―8386，Mucor
hiemalis，f.corticolus IFO―9401，Mucor
hiemalis f.hiemalis IFO―9404，同IFO―9405，
Mucor hiemalis f.luteus IFO―9410，同 IFO
―9411，Rhizopus javanicus IFO―5441，
Rhizopus japonicus IFO―4758，Absidia
cylindrospora IFO―4000，Mortierella
isabellina IFO―8183，Mortierella elongata
IFO―8570，Cunninghamella elegans IFO―
4441，Taphrina caerulescens IFO―9242，
Taphrina wiesneri IFO―7776，
Monascusanka IFO―6540，Monascus albidus
IFO―4489，Nectria flammea IFO―9628，
Gibberella fujikuroi IFO―5268，Chaetomium
globosum IFO―6347，Neurospora crassa
IFO―6067，Monilia geophila IFO―5425，
Trichoderma viride IFO―4847，Aspergillus
clavatus IFO―4045，同 IFO―8605，同 IFO
―8606，Paecilomyces carneus IFO―8292，
Paecilomyces elegans IFO―6619，
Gliocladium aureum IFO―9055，Gliocladium
deliquescens IFO―7062，Gliocladium roseum
IFO―7063，Sporotrichum aureum IFO―
9381，Microsporum gypseum IFO―5948，
Trichophyton mentagrophytes IFO―5466，
Cladosporium resinae IFO―8588，
Syncephalastrum racemosum IFO―4816，
Phycomyces nitens IFO―9422などのカビ、
Endomyces geotrichum IFO―9541，
Endomyces reessii IFO―1112，Endomyces
magnusii IFO―0110，Schizosaccharomyces
octosporus IFO―0353，Schizosaccharomyces
pombe IFO―0340，Schizosaccharomyces
japonicus IFO―1609，Saccharomyces bailii
IFO―0468，Saccharomyces sp.IFO―2363，同
sp.IFO―2226，同 sp.IFO―2112，同 sp.
IFO―2115，同 sp.IFO―2342，同 sp.IFO―
2343，同 sp.IFO―2344，同 sp.IFO―2345，
同 sp.IFO―2346，同 sp.IFO―2347，同 sp.
IFO―2376，Pichia acaciae IFO―1681，
Pichia besseyi IFO―1707，Pichia farinosa
IFO―0459，Hansenula capsulata IFO―0721，
Debaryomyces nepalensis IFO―1428，
Saccharomycopsis lipolytica IFO―1658，
Saccharomycopsis crataegensis IFO―1708，
Saccharomycopsis fibuligera IFO―1745，
Rhodotorula glutinis IFO―0697，同 IFO―
1501，Rhodotorula minuta IFO―0387，
Sporobolomyces salmonicolor IFO―0374，
Sporobolomyces pararoseus IFO―0376，
Cryptococcus albidus IFO―0378，同 IFO―
0939，Cryptococcus flavus IFO―0407，
Cryptococcus Iaurentii IFO―0384，Candida
albicans IFO―1060，Candida butyri IFO―
1571，Candida guilliermondii IFO―0454，
Brettanomyces bruxellensis IFO―0628，
Brettanomyces intermedius IFO―1587などの
酵母、Bacillus circulans IFO―3329，Bacillus
coagulans IFO―3557，Bacillus pumilus IFO
―3813，Bacillus subtilis IFO―3023，
Brevibacterium ammoniagenes ATCC―6872，
Brevibacterium lactofermentum ATCC―
13655，Corynebacterium aquaticum IFO―
12154，Corynebacterium fascians IFO―
12077，Corynebacterium paurometabolum
IFO―12160，Micrococcus luteus IFO―3064，
Paracoccus denitrificans IFO―12442，
Proteus mirabilis IFO―3849，Pseudomonas
aeruginosa IFO―3445，Pseudomonas putida
IFO―3738，Pseudomonas stutzeri IFO―3773，
Salmonella typhimurium IFO―12529，
Serratia marcescens IFO―12648，
Acetobacter aceti IFO―3281などの細菌、
Streptomyces flaveolus IFO―3408，
Streptomyces fradiae IFO―3360，
Streptomyces Iavendulae IFO―3145，同
IFO―13709，Streptomyces viridochromogenes
IFO―3113，Streptomyces regensis IFO―
13448，Actinomyces aurigineus IFO―13022，
Actinomyces vulgaris IFO―13107，
Amorphosporangium auranticolor IFO―
12245，Intrasporangium calvum IFO―12989な
どの放線菌であり、このほかにも同属株にかなり
の前記炭化水素生産菌が認められる。 これらの微生物を培養する培地は、各種菌株に
よつて異なるが、炭素源、窒素源、無機塩類、そ
の他の栄養素を含有する通常のカビ用、酵母用、
細菌用、放線菌用の培地である。 炭素源としては、グルコース、シユクロース、
マルトース、澱粉、キシロース、ソルビトール、
などの炭水化物、グリセリン、エタノールなどの
アルコール、醋酸、脂肪酸などの有機酸、さらに
はこれらを含有する粗原料が用いられる。とりわ
け、天然界および人為的に副生する再生産可能な
バイオマス、たとえば農産、林産、水産、蓄産な
どから発生する廃資源、廃棄物、あるいは、各種
製造工場から排出される工場廃水、産業廃棄物、
あるいは、公共下排水、各種工場排水などの生物
的処理から副生する汚泥類、あるいはし尿など
が、この発明にとつて有用な主原料として用いら
れる。これらの主原料は、使用する各種菌株によ
つて異るが、必要に応じて予め溶解または分解の
前処理を行なうこともある。 窒素源としては、アンモニアガス、アンモニア
水、アンモニウム塩などが望ましい。なお、前記
のようなバイオマスを主原料として使用する場合
には、これらの窒素源の添加を必要としないこと
もある。 無機塩類としては、リン酸塩、カリ塩、マグネ
シウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩などの通
常のものであり、バイオマスの場合には不要のこ
ともある。 ビタミン、アミノ酸、およびこれらを含有する
酵母エキス、ペプトン、肉エキス、コーンスチー
プリカーなどは、本菌株の生育促進もしくは目的
炭化水素の生成に寄与することがある。 培養は好気的条件、たとえ通気撹拌培養、もし
くは、静置培養で行なう。培地のPHは２〜９、培
養温度は20〜45℃に制御しつゝ、各菌株によつて
最良の条件を設定する。かくして、１〜10日間培
養すると、著量の炭素数３または／および４の炭
化水素を含有するバイオガスが生成される。 生成されたバイオガス中のそれぞれの炭化水素
の量は次のようにして測定されうる。培養途中ま
たは培養終了時の被検液ｘ＝１〜５mlを、予め滅
菌した全容Ｖ＝10〜50mlの試験管に採取し、滅菌
ゴムキヤツプで密栓し、20〜45℃でｔ＝１〜７時
間、往復振とうする。使用菌株によつて呼吸速度
が異るので、振とう中に酸素が欠乏しないような
条件設定つまり、Ｖ，ｘ，ｔの水準を必要に応じ
て、適宜かえることが好ましい。 往復振とう終了後、試験管上方の空間部からガ
スシリンジで、ｙ＝0.1〜２mlのガスを抜き取り、
FID法（カラム充填剤の種類によつてカラム温度
を50〜120℃の最適温度にかえる。注入温度も充
填剤の種類に応じて変える。）、キヤリアーガスに
窒素ガスを使う常法のガスクロマトグラフイーに
かける。なお、カラムの充填剤の好ましい例は、
Porapak Ｑ，Ｘ―28，Bond―GC／PIC，
Activated Aluminaなどであり、測定する炭化
水素の種類によつて適宜選択して使用するのがよ
い。 別途、あらかじめ各種炭化水素の標準物質を使
つて、上記と同じ条件下で、同じ操作で、ガスク
ロマトグラフイーにかけ、それぞれの炭化水素の
記録紙上での滞留時間を測定しておく。また、各
種炭化水素の標準物質を使つて、それぞれの炭化
水素毎に検量線を求めておく。 上記被検ガスのガスクロマトグラフイーについ
て、記録紙上の各ピーク部分の滞留時間を測定し
て前記標準ガスのそれと対比して、該当する炭化
水素の種類を判定する。ついで、それぞれの炭化
水素の該当部分の面積を測定し、前記標準ガスに
ついての検量線を使つて、それぞれの炭化水素の
量Einlを求める。 なお、次式を使つて、被検ガス中のそれぞれの
炭化水素の生成速度Pinl／ml・hrを算出すること
ができる。こゝに添字ｉは、被検ガス中に混在す
る各種炭化水素の種類によつて変ることを示して
いる。 Pi＝Ei・（Ｖ−ｘ／ｙ）・１／ｘ・１／ｔ 生成バイオガスから、目的とする炭素数３また
は／および４の炭化水素を分離、採取するには、
生成バイオガスをそのまゝゼオライトあるいは活
性炭などの適当な吸着剤に吸着して不純ガスと分
離した後に脱着したり、もしくは、予め苛性ソー
ダ液に接触させて副生する炭酸ガスを除去した後
に、上記吸着剤に吸着、脱着することもできる。
ゼオライトとしては、モレキユラーシーブス3A，
4A，5A，および10X〔ユニオン昭和(株)製〕、ゼオ
ラムＡ―３，Ａ―４，Ａ―５，およびＦ―９〔東
洋ソーダ工業(株)製〕などが使用される。また、活
性炭としてはモレキユラーシービングカーボン
〔武田薬品工業(株)製〕などが使用される。 本発明の特長としては、使用する主原料とし
て、容易に入手可能で、しかも再生産可能なバイ
オマス、とりわけ、農産、林産、水産、畜産など
から発生する廃資源、廃棄物、あるいは、各種製
造工場から排出される工場廃水、産業廃棄物、あ
るいは、公共下排水、各種工場排水などの生物的
処理から副生する汚泥類、あるいはし尿などが、
有利に使用できること、ならびに、本発明の方法
を実施することによつて、上記主原料として使用
するバイオマス類の一種の微生物学的な廃液処
理、廃棄物処理を行なうことに相当すること、な
どをあげることができる。さらに、原油や天然ガ
スからの現行製造法に較べると、主原料が再生産
可能なバイオマスであるから枯渇する恐れのない
こと、微生物の作用を利用する反応であるから比
較的低温、低圧の緩和な条件のもとで製造できる
こと、本発明の方法によつて副生する不純ガスと
しては炭酸ガスがその大部分であり、したがつて
目的とする炭化水素の精製が容易であり、製品の
純度も高いこと、などの特長があげられる。 以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説
明する。 実施例 １ 300ml三角フラスコに第１表に示す培地を50ml
づつ仕込み、120℃、15分間、加圧蒸気滅菌し、
冷却後、前培養した各種菌株の１白金耳づつを接
種し、25℃（カビ、酵母、放線菌）、または30℃
（細菌）で、それぞれ１〜２日間（細菌）、２〜３
日間（酵母）、４〜７日間（カビ）、３〜７日間
（放線菌）、往振とう培養機（細菌；振幅７cm、
120cpm）、または回転振とう培養機（カビ、酵
母、放線菌；回転半径７cm、180rpm）で培養し
た。 このようにして得られた培養液１〜２mlを34ml
の容の滅菌試験管にそれぞれ採取、密栓し、25℃
（カビ、酵母、放線菌）、または30℃（細菌）で５
〜10時間往復振とう機にかけてバイオガスを発生
させた。 往復振とう終了後、試験管上方の気相部からガ
スシリンジでそれぞれ１mlのガスを抜きとり、本
文記載の方法でガスクロマトグラフイーにかけ
て、炭素数３または／および４の炭化水素の生成
速度を算出した。その結果を第２表に示した。 【表】 【表】 【表】 【表】 【表】 【表】 【表】 実施例 ２ 300ml三角フラスコに、下水処理場から採取し
た濃縮活性汚泥（固形分含有率：20％；有機質含
有率：1.0％）を50mlづつ分注し、120℃、15分間
加圧蒸気滅菌し、冷却後、前培養した
Aspergillus clavatus IFO―4045、および
Gliocladium aureum IFO―9055のそれぞれ１白
金耳づつを接種し、25℃で７日間、回転振とう培
養機で培養した。 この培養液１mlづつを、34ml容の滅菌試験管に
それぞれ採取・密栓し、25℃で５時間、往復振と
う機にかけてバイオマスを発生させ、試験管上方
の気相部からガスシリンジでそれぞれ１mlのガス
を抜きとり、本文記載の方法でガスクロマトグラ
フイーにかけて、炭素数３または／および４の炭
化水素の生成速度を算出した。 その結果、Aspergillus clavatus IFO―4045で
はプロパンの生成速度が0.1nl／ml・hr、また
Gliocladium aureum IFO―9055ではプロパン生
成速度0.2nl／ml・hr、ｎ―ブタンの生成速度
0.1nl／ml・hrであつた。 実施例 ３ Aspergillus clavatus IFO―4045、
Bacilluspumilus IFO―3813およびActinomyces
aurigineus IFO―13022の３株を、第１表記載の
カビ用、細菌用、放線菌用寒天入り（1.5W／Ｖ
％）NB培地の斜面上にそれぞれ生育させ、これ
らに滅菌蒸留水を無菌的に添加して胞子懸濁液を
調製した。 ３坂口フラスコに第１表記載のカビ用、細菌
用、放線菌用NB培地500mlづつをそれぞれ分注
し、120℃、15分間加圧蒸気滅菌し、冷却後、上
記胞子懸濁液をそれぞれ接種し、カビは25℃、３
日間、細菌は30℃、１日間、放線菌は25℃、２日
間、往復振とう培養液で前培養する。 14ジヤーフアーメンターに、第１表記載のカ
ビ用、細菌用、放線菌用NB培地10づつをそれ
ぞれ仕込み、蒸気で120℃、20分間の加圧滅菌を
おこない、冷却後、上記前培養液をそれぞれ移植
し、カビは25℃で６日間、細菌は30℃で２日間、
放線菌は25℃で５日間、0.1VVMの無菌空気を通
気し、撹拌回転数200〜300rpm（泡立ちに応じて
回転数を調節する）の条件で、それぞれ本培養を
おこなつた。 本培養の全期間を通じて、それぞれのジヤーフ
アーメンターから排出される排気を、それぞれ
別々に、10％苛性ソーダー液槽、水洗槽、水分分
離槽に順次導びき、次いでモレキユラーシーブス
3A，4A，および5A（ユニオン昭和(株)製〕の充填
剤に順次導びき、モレキユラーシーブス5Aに吸
着した炭化水素を真空吸引して脱着回収した。 得られた炭素数３または／および４の炭化水素
としては、Aspergillus clavatus IFO―4045では
プロパン1.0mg、Bacillus pumilus IFO―3813で
は１―ブテン0.3mg、Actinomyces aurigineus
IFO―13022ではｎ―ブタン0.2mgであつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 炭素数３または／および４の炭化水素を生成
    しうる能力を有する微生物を、液体培地に好気的
    に培養し、培養液中および気相中に上記炭化水素
    を生成させ、これを採取することを特徴とする微
    生物による炭素数３または／および４の炭化水素
    の製造法。
JP58143457A 1983-08-04 1983-08-04 炭素数３または／および４の炭化水素の製造法 Granted JPS6034187A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58143457A JPS6034187A (ja) 1983-08-04 1983-08-04 炭素数３または／および４の炭化水素の製造法
DE8484305267T DE3481321D1 (de) 1983-08-04 1984-08-02 Verfahren zur herstellung von c3- und/oder c4-kohlenwasserstoffen.
AT84305267T ATE50288T1 (de) 1983-08-04 1984-08-02 Verfahren zur herstellung von c3- und/oder c4kohlenwasserstoffen.
EP84305267A EP0133597B1 (en) 1983-08-04 1984-08-02 A method of producing c3 and/or c4 hydrocarbons
CA000460391A CA1226837A (en) 1983-08-04 1984-08-03 Method of producing c.sub.3 and/or c.sub.4 hydrocarbons
US07/225,589 US4863862A (en) 1983-08-04 1988-07-26 Microbial method of producing C3 and/or C4 hydrocarbons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58143457A JPS6034187A (ja) 1983-08-04 1983-08-04 炭素数３または／および４の炭化水素の製造法

Publications (2)

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JPS6034187A JPS6034187A (ja) 1985-02-21
JPS6326996B2 true JPS6326996B2 (ja) 1988-06-01

Family

ID=15339145

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