CN114072448A

CN114072448A - 聚羟基烷酸及其制备方法

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Publication number: CN114072448A
Application number: CN202080045477.5A
Authority: CN
Inventors: 井上浩三; 苏得什·库马尔·A/L·C·卡纳帕蒂·皮莱·K
Original assignee: Fuence Co Ltd
Current assignee: Fuence Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2022-02-18
Also published as: EP3960868A4; WO2020218565A1; JP7063513B2; EP3960868A1; JPWO2020218565A1; JP2022093402A; KR20220004129A; US20230312814A1

Abstract

本发明的目的在于提供熔融流动性高、加工性优良的由3‑羟基丁酸和3‑羟基己酸构成的聚羟基丁酸(3‑PHB‑co‑3‑PHHx)。为了实现上述目的，本发明提供一种聚羟基烷酸，其为由3‑羟基丁酸单元和3‑羟基己酸单元构成的聚羟基烷酸，其特征在于，160℃、2.16kg/f下的熔体流动速率为2.5g/10分钟以上。本发明的聚羟基烷酸由于熔融流动性高、加工性优良，因此能够容易地制成膜或无纺布等成形体。

Description

聚羟基烷酸及其制备方法

技术领域

本发明涉及由3-羟基丁酸单元和3-羟基己酸单元构成的聚羟基烷酸及其制备方法。

背景技术

合成树脂是在所有生活场合、工业领域中不可欠缺的原材料，年产3亿吨以上，今后，随着世界人口的增加，预计进一步扩大。

合成树脂原料的有机高分子从石油资源中进行精制、合成，产生将来石油资源的枯竭、和使用完的制品(废弃物)的处理的问题。

使用完的制品(废弃物)的处理为：进行造粒等处理后作为资源再利用、焚化处理、垃圾填埋处理等，但是目前，塑料的量产开始后作为资源再利用只有9％，多数进行焚化处理、或者垃圾填埋处理。

焚化处理由于大量排出CO₂，因此对全球变暖的影响是非常重要的问题。另外，垃圾填埋处理也由于来自石油的树脂非常难以分解，因此在土中长期残存，持续污染地球环境。特别是最近海洋中的微塑料的污染成为问题。例如，塑料垃圾因波浪或紫外线而被粉碎时，变成长度5毫米以下的“微塑料”，在鱼的体内微塑料蓄积。50年后大海的塑料垃圾会超过鱼的总重量，削减塑料垃圾对于人类而言是当务之急的课题。

这些课题的解决方法之一是使用可生物降解性生物聚合物。开发使用了聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸(PHA)、纤维素等生物聚合物的树脂制品已经推进，但有报道称，实际上在海洋环境中可以称之为“可生物降解性”的只有PHA和纤维素。

聚羟基烷酸的开发中，主要是进行聚-3-羟基丁酸(3-PHB)的开发。但是，聚-3-羟基丁酸在脆性或硬度等物性上存在问题，另外，浪费生产/精制的成本，因此实用化延迟。

近年来，为了改良3-PHB的缺点，开发了由3-羟基丁酸和其他羟基烷酸作为聚羟基烷酸的构成单元而构成的共聚物(共聚物)。例如3-羟基丁酸与3-羟基戊酸(3-HV)、3-羟基丁酸与3-羟基己酸(3-HH)的共聚物的开发正在进行。特别是3-羟基丁酸与3-羟基己酸的共聚物(3-PHB-co-3-PHH)有可能得到与以往的来自石油资源的合成树脂接近的物性，因此正在进行积极的研究开发(例如，参考专利文献1-5)。另外，也正在进行改变构成共聚物的PHB与PHH的构成比来尝试物性的改良的开发(例如，参考专利文献6-7)。另外，非专利文献1中公开了一种聚羟基烷酸的制备方法，其中，使用引入了来自红树林宏基因组的聚羟基烷酸合酶基因的贪铜菌吊钩虫。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表平09-508423号公报

专利文献2：日本特表2002-534981号公报

专利文献3：日本特开2006-045366号公报

专利文献4：国际公开第2011-105379号

专利文献5：韩国专利注册第10—1720933号公报

专利文献6：日本特开2014-144553号公报

专利文献7：日本特开2013-510572号公报

非专利文献

非专利文献1：Choon Pin Foong et al,‘A novel and wide substratespecific polyhydroxyalkanoate(PHA)synthase from unculturable bacteria foundin mangrove soil’,Journal of Polymer Reserch,2017年12月18日

发明内容

发明要解决的问题

以往开发的3-羟基丁酸与3-羟基己酸的共聚物(3-PHB-co-3-PHHx)由于使其熔融时的流动性低，加工性极差，因此还处于达不到广泛使用的状况。

因此，本发明的目的在于，提供熔融流动性高、加工性优良的由3-羟基丁酸和3-羟基己酸构成的聚羟基烷酸(3-PHB-co-3-PHHx)。

用于解决问题的手段

本发明者为了解决上述问题，发现，在由3-羟基丁酸和3-羟基己酸构成的聚羟基烷酸中，通过使用微生物产生聚羟基烷酸，提高3-羟基己酸的含量，由此得到新型的具有物性的聚羟基烷酸，从而完成了本发明。

即，本发明为以下的聚羟基烷酸、其成形体、以及其制备方法。

本发明的聚羟基烷酸，为由3-羟基丁酸单元和3-羟基己酸单元构成的聚羟基烷酸，其特征在于，160℃、2.16kg/f下的熔体流动速率为2.5g/10分钟以上。

根据该特征，由于是熔融流动性优良、加工性优良的3-羟基丁酸与3-羟基己酸的共聚物，因此可以将可生物降解性优良的聚羟基烷酸广泛用于树脂成形等。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，其特征在于，含有3-羟基己酸单元13.0摩尔％以上，重均分子量为3.0×10⁵～8.0×10⁵g/摩尔。

根据该特征，可以提供能够同时实现熔融流动性、以及制成树脂成形体时的耐热性或耐久性的聚羟基烷酸。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，其特征在于，热重量分析中的分解温度为270℃以上。

根据该特征，可以提供耐热性优良的聚羟基烷酸。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，其特征在于，利用DSC分析的熔点为70℃以上。

根据该特征，可以得到室温下的结晶性优良的聚羟基烷酸。

本发明的成形体，其特征在于，包含上述本发明的聚羟基烷酸。

根据该特征，由于可以得到可生物降解性优良的成形体，因此能够解决海洋污染或微塑料问题等。另外，废弃处置中，由于能够生物降解处理，因此也发挥减少焚化处理、降低对环境的负荷的效果。

另外，作为本发明的成形体的一个实施方式，其特征在于，为膜或无纺布。

根据该特征，由于可以得到可生物降解性优良的膜或无纺布，因此能够解决海洋污染或微塑料问题等。另外，废弃处置中，由于能够生物降解处理，因此也发挥减少焚化处理，降低对环境的负荷的效果。

作为本发明的聚羟基烷酸的制备方法的一个实施方式，其特征在于，包括：以下的步骤。

步骤1：准备产生聚羟基烷酸的微生物的步骤。

步骤2：在培养基内使上述微生物增殖的步骤。

步骤3：使增殖后的上述微生物摄入到动物体内的步骤。

步骤4：从上述动物的排泄物中回收聚羟基烷烃的步骤。

根据该特征，由于可以提供熔融加工性优良的聚羟基烷酸，因此能够更有效地提供可生物降解性优良的成形体的原料。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的制备方法的一个实施方式，其特征在于，微生物为引入了聚羟基烷酸合酶基因的微生物。

根据该特征，可以更有效地提供熔融加工性优良的聚羟基烷酸。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的制备方法的一个实施方式，其特征在于，聚羟基烷酸合酶包括：序列编号1中记载的氨基酸序列、或者1个以上氨基酸被取代、缺失或加成后的序列编号1中记载的氨基酸序列。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的制备方法的一个实施方式，其特征在于，微生物为贪铜菌吊钩虫。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的制备方法的一个实施方式，其特征在于，培养基含有：棕榈仁油、鱼油、废弃食用油等。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的制备方法的一个实施方式，其特征在于，动物为甲虫的幼虫。

根据该特征，能够以更低的价格提供杂质更少的聚羟基烷酸。

发明效果

根据本发明，能够以更低的价格提供熔融流动性高、加工性优良的由3-羟基丁酸和3-羟基己酸构成的聚羟基烷酸(3-PHB-co-3-PHH)。

附图说明

图1是实施例的贪铜菌吊钩虫中引入的聚羟基烷酸合酶基因表达的聚羟基烷酸合酶的氨基酸序列。

图2是由微生物中引入的烯酰辅酶A水合酶基因表达的烯酰辅酶A水合酶的氨基酸序列的一例。

图3是示出向粉虫喂食包含聚羟基烷酸的干燥微生物的状态的图。

图4是示出摄入了包含聚羟基烷酸的干燥微生物的粉虫的粪便颗粒的图。

图5是示出使用实施例的聚羟基烷酸(含有3HHx30摩尔％)而得到的膜的图。

图6是示出使用实施例的聚羟基烷酸(含有3HHx20摩尔％)而得到的无纺布的图。图6中的(A)是拍摄无纺布的照片，图6中的(B)是无纺布的SEM照片。

具体实施方式

接着，包括用于实施本发明的最佳方式在内进行说明。

[聚羟基烷酸]

聚羟基烷酸为一种可生物降解性的聚合物，其特征在于，由下述化学式(1)表示。

(式中，R表示亚烷基。)

本发明的聚羟基烷酸是由下述化学式(2)表示的3-羟基丁酸单元(3HB)、和下述化学式(3)表示的3-羟基己酸单元(3HHx)构成的共聚物。

另外，本发明的聚羟基烷酸在160℃、2.16kg/f下的熔体流动速率(MFR)为2.5g/10分钟以上。

作为160℃、2.16kg/f下的MFR的下限值，优选为5.0g/10分钟以上，更优选为10.0g/10分钟以上，进一步优选为20.0g/10分钟以上，特别优选为25.0g/10分钟以上。

通过将160℃、2.16kg/f下的MFR设为2.5g/10分钟以上，能够得到熔融流动性优良、加工性优良的聚羟基烷酸，因此可以广泛用于树脂成形等。

本发明中的MFR测定，使用熔融指数装置(东洋精机公司制Indexer2A-C)通过熔融指数法进行。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，130℃、2.16kg/f下的熔体流动速率(MFR)为1.0g/10分钟以上。

作为130℃、2.16kg/f下的MFR的下限值，优选为2.0g/10分钟以上，更优选为6.0g/10分钟以上，进一步优选为8.0g/10分钟以上，特别优选为25.0g/10分钟以上。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，140℃、2.16kg/f下的熔体流动速率(MFR)为1.5g/10分钟以上。

作为140℃、2.16kg/f下的MFR的下限值，优选为4.0g/10分钟以上，更优选为8.0g/10分钟以上，进一步优选为15.0g/10分钟以上，特别优选为25.0g/10分钟以上。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，150℃、2.16kg/f下的熔体流动速率(MFR)为4.0g/10分钟以上。

作为150℃、2.16kg/f下的MFR的下限值，优选为10.0g/10分钟以上，更优选为15.0g/10分钟以上，进一步优选为20.0g/10分钟以上，特别优选为25.0g/10分钟以上。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，170℃、2.16kg/f下的熔体流动速率(MFR)为5.0g/10分钟以上。

作为170℃、2.16kg/f下的MFR的下限值，优选为10.0g/10分钟以上，更优选为20.0g/10分钟以上，进一步优选为30.0g/10分钟以上，特别优选为35.0g/10分钟以上。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，优选含有由上述化学式(3)表示的3-羟基己酸单元13.0摩尔％以上。

作为3-羟基己酸单元的含量的下限值，优选为20.0摩尔％以上，更优选为20.0摩尔％以上，进一步优选为25.0摩尔％以上。需要说明的是，3-羟基己酸单元的含量通过¹H-NMR进行计算。

通过将3-羟基己酸单元的含量设定在上述范围内，可以使聚羟基烷酸的熔融流动性提高，从而能够进一步提高树脂加工性。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，重均分子量优选为3.0×10⁵～8.0×10⁵g/摩尔。作为重均分子量的上限值，优选为6.0×10⁵以下，更优选为5.0×10⁵以下，进一步优选为4.0×10⁵以下。

通过将本发明的聚羟基烷酸的重均分子量设定在上述范围内，可以得到能够同时实现熔融流动性、以及制成树脂成形体时的耐热性或耐久性的聚羟基烷酸。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，数均分子量优选为2.0×10⁵～4.0×10⁵g/摩尔。作为数均分子量的上限值，为3.5×10⁵以下，更优选为3.0×10⁵以下。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，分子量分布优选为1～20。作为分子量分布的下限值，优选为2以上，更优选为5以上，进一步优选为7以上。作为上限值，优选为15以下，更优选为10以下。

通过将本发明的聚羟基烷酸的分子量分布设定在上述范围内，可以得到均匀品质的聚羟基烷酸。

另外，本发明中，分子量以及分子量分布的测定，使用GPC测定装置(具备ShodexK-806M色谱柱的Agilent1200系列GPC)进行测定。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，热重量分析中的分解温度优选为270℃以上。作为下限值，优选为275℃以上，更优选为280℃以上。通过热重量分析中的分解温度设为270℃以上，可以得到耐热性优良的聚羟基烷酸。

另外，作为本发明的聚羟基烷酸的一个实施方式，利用DSC分析的熔点优选为70℃以上。作为下限值，优选为100℃以上，更优选为110℃以上。通过使利用DSC分析的熔点为70℃以上，可以得到室温下的结晶性优良的聚羟基烷酸。

[包含聚羟基烷酸的树脂组合物]

本发明的聚羟基烷酸，只要其性能不降低，也可以与其他添加剂混合得到树脂组合物。作为其他添加剂，可以使用本发明的聚羟基烷酸以外的其他树脂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、增塑剂、阻燃剂、无机填充剂、晶核剂等。

作为其他树脂组合物，可以列举出热增塑性树脂、热固化性树脂等，可以列举出：聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯醚、聚醚酮、聚醚酮酮、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚酯、聚乳酸、酚醛树脂、聚(甲基)丙烯酸、降冰片烯系树脂等。

[包含聚羟基烷酸的成形体]

本发明的聚羟基烷酸优选以成形体的使用。作为成形体的形态，没有特别限定，可以列举出：纤维、线、膜、片、无纺布、麦秆等，更优选形成膜或无纺布。另外，本发明的包含聚羟基烷酸的成形体，只要包含聚羟基烷酸即可，也可以是包含在聚羟基烷酸中含有添加剂的上述树脂组合物的成形体。

将本发明的聚羟基烷酸成形为膜的方法没有特别限定，例如，可以列举出：T模挤出成形、压延成形、辊压成形、吹胀成形。膜成形时的成形温度，没有特别限定，优选为130～190℃。

将本发明的聚羟基烷酸成形为无纺布的方法没有特别限定，可以是电喷射沉积(ESD)法、熔喷法、或其他制备无纺布的方法，更优选为ESD法或熔喷法。

熔喷法中，用于熔融本发明的聚羟基烷酸的温度，优选为80℃以上且250℃以下。喷嘴组的温度的下限值，更优选为120℃以上，进一步优选为150℃以上，特别优选为170℃以上。喷嘴组的温度的上限值，更优选为210℃以下，进一步优选为200℃以下，特别优选为190℃以下。

熔喷法中，用于使本发明的聚羟基烷酸纤维化的喷嘴组的温度，优选为80℃以上且250℃以下。喷嘴组的温度的下限值，更优选为120℃以上，进一步优选为150℃以上，特别优选为180℃以上。喷嘴组的温度的上限值，更优选为220℃以下，进一步优选为210℃以下，特别优选为200℃以下。需要说明的是，喷嘴组的温度在上述范围外的情况下，本发明的聚羟基烷酸无法进行纤维化。

熔喷法中，热风的温度，优选为100℃以上且250℃以下。热风的温度的下限值，更优选为150℃以上，进一步优选为180℃以上，特别优选为190℃以上。喷嘴组的温度的上限值，更优选为230℃以下，进一步优选为220℃以下，特别优选为210℃以下。

通过将熔喷法中的熔融温度、喷嘴组的温度、热风的温度设为上述范围，形成良好的纤维状态，成为适于无纺布制作的纤维。

使本发明的聚羟基烷酸纤维化的情况下，3-羟基己酸单元的含量，优选为13.0摩尔％以上且30.0摩尔％以下。下限值更优选为15.0摩尔％以上。上限值更优选为25摩尔％以下。通过设定该范围，形成良好的纤维状态，成为适于无纺布制作的纤维。

[聚羟基烷酸的制备方法]

本发明的聚羟基烷酸的制备方法，只要是得到160℃、2.16kg/f下的熔体流动速率(MFR)达到2.5g/10分钟以上的聚羟基烷酸，则可以为任意制备方法。

例如，作为本发明的聚羟基烷酸的制备方法的一个实施方式，其特征在于，包括以下的步骤。

步骤1：准备产生聚羟基烷酸的微生物的步骤。

步骤2：在培养基内使上述微生物增殖的步骤。

步骤3：使增殖后的上述微生物摄入到动物体内的步骤。

步骤4：从上述动物的排泄物中回收聚羟基烷烃的步骤。

本发明的聚羟基烷酸优选使用微生物进行制备。例如，作为微生物，可以列举出：巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)、贪铜菌吊钩虫(Cupriavidus necator)、真氧产碱杆菌(Ralstonia eutropha)、协腹产碱杆菌(Alcaligenes latus)等具有聚羟基烷酸产生能力的微生物。特别优选为贪铜菌吊钩虫。

作为微生物，优选为与聚羟基烷酸的合成相关的基因缺失或引入后的微生物。例如，优选使用使乙酰乙酰辅酶A还原酶基因缺失后的微生物。另外，优选引入羟基烷酸合酶基因、烯酰辅酶A水合酶基因。由此，可以提高聚羟基烷酸中包含的3-羟基己酸单元的含量。

作为由羟基烷酸合酶基因表达的羟基烷酸合酶的一例，例如为包括图1所示的序列编号1中记载的氨基酸序列、或者1个以上氨基酸被取代、缺失或加成后的序列编号1中记载的氨基酸序列的羟基烷酸合酶。

另外，作为由烯酰辅酶A水合酶基因表达的烯酰辅酶A水合酶的一例，例如为包括例如图2所示的序列编号2中记载的氨基酸序列、或者1个以上氨基酸被取代、缺失或加成后的序列编号2中记载的氨基酸序列的烯酰辅酶A水合酶。

通过使用表达了序列1中记载的羟基烷酸合酶和/或序列2中记载的烯酰辅酶A水合酶的基因被引入后的微生物，可以制备熔融流动性高、加工性优良的由3-羟基丁酸和3-羟基己酸构成的聚羟基烷酸(3HB-co-3HHx)。

用于微生物的培养的培养基，只要是微生物发生增殖的培养基，则没有特别限制。例如为含有如下油脂类作为碳源的培养基，所述油脂包含大量甲醇、乙醇、丁醇等醇类、乙酸、丙酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、油酸、棕榈酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸等饱和/不饱和脂肪酸等脂肪酸类、葡萄糖、果糖等糖类、乳酸等有机酸类、碳原子数为10以上的饱和/不饱和脂肪酸。作为油脂类，例如可以列举出：椰子油、棕榈仁油、棕榈油、棕榈油精、菜籽油、大豆油、米油、芝麻油等植物油脂、猪油、牛脂等动物油脂、鱼油等。需要说明的是，油脂类也可以使用精制前的油、或废弃食用油等。培养基中作为碳源添加的油脂类，优选为含有月桂酸的棕榈仁油或椰子油。通过含有棕榈仁油或椰子油，可以提高聚羟基烷酸的含量。

作为本发明的聚羟基烷酸的生产条件，优选在需氧性条件下。另外，如果需要，可以添加氮源或无机物。作为氮源，可以列举出：氨、氯化铵、硫酸铵、磷酸铵等铵盐等。作为无机物，可以列举出例如：磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸镁、硫酸镁、氯化钠等。

培养温度优选为20℃～40℃，更优选为25℃～35℃。培养时间没有特别限定，优选为48～72小时。

本发明的聚羟基烷酸的制备方法中，通过控制上述的乙酰乙酰辅酶A还原酶基因、和烯酰辅酶A水合酶基因的表达量，能够控制3HHx的含量。

另外，通过碳源的残存量的控制、培养液中的无机成分浓度的调节、氧气的通气量以及培养时间，也能够控制3HHx的含量。

本发明的聚羟基烷酸的精制方法没有特别限定，可以列举出：从培养基中通过离心分离进行回收、用溶剂等提取的方法；使上述微生物由动物消化、吸收、并作为排泄物回收的方法等。从能够将聚羟基烷酸的浓度简易地浓缩的观点出发，优选通过动物使微生物消化、吸收，并以排泄物中包含的颗粒状的聚羟基烷酸的形式进行回收的方法。

作为上述动物，可以列举出：啮齿类、山羊、绵羊、牛、鸟等动物、水生生物、甲虫、虫等。优选为粉虫等甲虫的幼虫，更优选为35日龄的苍蝇的虫食(黄粉虫的幼虫：Tenebriomolitor)。

将上述微生物为饵向粉虫等的幼虫喂食后，回收粪便颗粒，用网筛过后，用水、氢氧化钠等碱进行清洗、干燥，由此可以回收本发明的聚羟基烷酸。

实施例

以下，通过实施例对本发明具体地进行说明，但本发明的技术范围不受这些实施例的限定。

<实施例1>

[由3-羟基丁酸单元(3HB)和3-羟基己酸单元(3HHx)构成的聚羟基烷酸的制备]

·用于P(3HB-co-3HHx)制备的矿质培养基制备

用于P(3HB-co-3HHx)制备的矿质培养基，由4.0g/L的NaH₂PO₄、4.6g/L的Na₂HPO₄、0.45g/L的K₂SO₄、0.39g/L的MgSO₄、62mg/L的CaCl₂、1mL/L的微量元素溶液(微量元素溶液包含在0.1M的HCl中溶解后的15g/L的FeSO₄·7H₂O、2.4g/L的MnSO₄·H₂O、2.4g/L的ZnSO₄·7H₂O以及0.48g/L的CuSO₄·5H₂O)构成，通过高压釜灭菌前，将培养基的pH调节至7.0。

·使用13L发酵罐的P(3HB-co-3HHx)的生物合成

P(3HB-co-3HHx)的生物合成，使用引入了聚羟基烷酸合酶基因的贪铜菌吊钩虫进行。

首先，将引入了对序列编号1中记载的聚羟基烷酸合酶编码的基因的贪铜菌吊钩虫在琼脂平板上划线，在30℃下培养24小时。接着，作为预培养，在50mL的培养液中使用白金环接种上述贪铜菌吊钩虫2次，在30℃的培养摇床中，振摇8小时直至培养液的OD600nm达到4。向为了达到尿素0.54g/L、MgSO₄0.39g/L、CaCl₂62mg/L、微量元素溶液1mL/L以及粗棕榈仁油1质量％而添加的矿质培养基100mL中，接种上述培养液约3mL。粗棕榈仁油在向矿质培养基中添加前，进行高压釜处理。另外，将该矿质培养基培养18小时，接种到6L的发酵罐中。在转移到发酵罐前检查接种后的上述贪铜菌吊钩虫的形态(10％v/v)。培养基的温度维持30℃，同时关于培养基的pH，通过3M的NaOH以及3M的H₃PO₄的添加，设定为7.0±0.1。搅拌使用Rushton涡轮以200～900rpm搅拌速度进行搅拌。通过筒式滤芯(Sartorius stedim、Germany)，以1vvm(空气体积/发酵罐的作业体积/分钟)供给空气，将溶存氧气浓度维持在40％以上。MgSO₄·7H₂O在培养后第18小时添加，尿素每6小时添加。微量元素在种植期间以及培养的第18小时添加1mL。粗棕榈仁油根据由微生物引起的油的消耗，每6小时以10g/L～20g/L的浓度进行供给。为了确定细菌培养物的残留油分、湿润细胞重量以及光学密度，每6小时进行采样。培养时间根据细菌的增殖在48小时至72小时的范围。

·P(3HB-co-3HHx)的生物学的回收

将35日龄的粉虫(黄粉虫的幼虫：Tenebrio molitor)在周围温度(约25℃)下在塑料容器中饲育。向上述饲育的粉虫100g喂食包含上述P(3HB-co-3HHx)的干燥微生物(图3)。喂食的微生物的量基于粉虫的体重进行供给(每日体重的5％)。在供给新一批的微生物之前，回收粉虫的粪便颗粒(图4)，使用0.50mm以及0.25mm尺寸的网进行筛分。通过进行二次筛分，除去其他杂质，从而可以使之后的清洗工序变容易。

·使用蒸馏水的P(3HB-co-3HHx)的精制

将约10％(w/v)的粪便颗粒加入自来水中，得到100g/L的浓度。将粪便颗粒混悬液冲洗多次，抛弃上清液前使其沉降。除去上清液，在50℃的烘箱中干燥直至所回收的P(3HB-co-3HHx)达到一定质量。

另外，在0.25M NaOH中将上述干燥后的P(3HB-co-3HHx)冲洗1小时，使混合物沉降，除去上清液，将回收的颗粒在自来水中进一步搅拌1小时直至pH降低至小于9.5。接着，在50℃的烘箱中干燥直至回收的P(3HB-co-3HHx)颗粒达到一定质量，回收作为目标的P(3HB-co-3HHx)。

<实施例2～5>

实施例2～5是使用以下的表1中记载的微生物以及培养基，产生P(3HB-co-3HHx)，通过表1中记载的精制法来回收P(3HB-co-3HHx)。

·平均分子量以及分子量分布的测定

关于上述得到的聚羟基烷酸，进行平均分子量(数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw))的测定，计算出分子量分布D(Mw/Mn)。

平均分子量的测定使用GPC测定装置(具备Shodex K-806M色谱柱的Agilent 1200系列GPC)进行测定。聚合物试样以1.0mg/mL的浓度在氯仿中溶解。洗脱液使用氯仿，流速设为0.8mL/分钟。另外，聚合物试样的注入量设为50μL。作为标准试样，使用标准聚苯乙烯。

[表1]

·分解温度的测定

关于上述得到的聚羟基烷酸，进行分解温度的测定。

分解温度的测定，使用差示热平衡装置(Rigaku公司制TG-DTA8122)，通过差示热-热重量同时分析(TG-DTA)法进行。作为测定条件，在空气中以每分钟5℃从室温升温至300℃进行测定。

实施例1～5的任意试样，分解温度均为270-280℃，未发现关于3HHx的含有比例与分解温度的相关性。

·熔融温度的测定

关于上述得到的聚羟基烷酸，进行熔融温度的测定。

熔融温度的测定，使用差示扫描量热测定装置(Rigaku公司制DSCvesta)，通过差示扫描量热测定(DSC)法进行。作为测定条件，在空气中以每分钟5℃从室温升温至230℃(第一次)。然后，以每分钟20℃降温至室温，在室温下静置24小时后，再次以每分钟5℃升温至230℃(第二次)，进行测定。熔融温度分别为116.3℃(实施例1)、104.7℃(实施例2)、71.5℃(实施例4)，可知随着PHHx的比例增高，具有熔融温度降低的倾向。

·熔体流动速率的测定

关于上述得到的聚羟基烷酸，进行熔体流动速率的测定。作为测定装置，使用熔融指数装置(东洋精机公司制indexer2A-C)，通过熔融指数法进行。使用的重量为1835g，试样为5g，预热时间为330秒，保持时间为30秒，1次切割时间(t)为20秒，切割片的重量(m)设为3片切割片的重量的平均值，将所得到的结果代入下述数式(1)，得到熔体流动速率(MFR)。将结果示于表2。

[数式1]

[表2]

由表2的结果可知，随着3HHx的含有比例增大，熔体流动速率增大。另外，3HHx的含有比例为20摩尔％的聚羟基烷酸，能够加工的温度范围最广，可以进一步期待加工环境的提高。

·膜的制作

使用上述得到的实施例4的聚羟基烷酸(含有3HHx30摩尔％)，制作膜(图5)。

膜的制作方法使用T模挤出片成形机(塑料工学研究所制)，在下述的条件下进行成形。

成形温度 120℃

辊设定温度 30℃

螺杆转速 20rpm

取回速度 0.3m/分钟

成形的膜立即显示出相当强的胶粘性，但一段时间后，变成自立膜。在与上述熔融温度的测定相同的条件下测定该膜的熔融温度，结果为101.1℃。由该结果可知，与加工前相比，熔融温度增高约30℃。

·无纺布的制作

使用上述得到的实施例2的聚羟基烷酸(含有3HHx20摩尔％)，制作无纺布(图6)。图6中的(A)为拍摄无纺布的照片，图6中的(B)为无纺布的SEM照片。

无纺布的制作方法，是使用小型熔喷试验装置“MB-T100SW”(新和工业株式会社制)在下述的条件下制作。

聚合物配管温度：185℃

喷嘴组温度：195℃

热风温度：200℃

风量：633L/分钟

工业可利用性

本发明的聚羟基烷酸，由于熔融流动性高，加工性优良，因此可以容易地进行成形体的制作而形成膜或无纺布等。

序列表

<110> 株式会社未来科学

<120> 聚羟基烷酸及其制备方法

<130> 19P0082WO

<160> 2

<210> 1

<211> 544

<212> PRT

<213> mangrove soil metagenome（红树林土壤宏基因组）

<400> 1

Met Ala Ser Lys Asp Ser Phe Gly Lys Thr Gly Asp Leu Trp Ser Ser

1 5 10 15

Met Phe Asn Trp Met Ser Gly Thr Met Thr Ala Ala Ala Gln Ile Gln

20 25 30

Gln Ala Asn Met Arg Ala Phe Ala Gln Ser Met Glu Leu Ala Thr Ser

35 40 45

Ala Tyr Ala Arg Met Trp Gly Gln Pro Val Glu Gln Val Val Pro Ala

50 55 60

Asp Arg Arg Phe Lys Asp Glu Ala Trp Thr Glu Asn Met Ala Ala Asp

65 70 75 80

Leu Leu Lys Gln Ser Tyr Leu Ile Thr Ser Gln Leu Met Glu Ile Ala

85 90 95

Asp Gly Trp Gln Ala Ile Asp Pro Asp Leu His Glu Arg Thr Arg Phe

100 105 110

Trp Thr Gln Gln Leu Val Asp Ala Thr Ser Pro Ala Asn Phe Ala Met

115 120 125

Thr Asn Pro Val Val Met Gln Glu Ile Ala Arg Thr Gly Gly Met Asn

130 135 140

Leu Ile Gln Gly Ala Gln Asn Leu Leu Lys Asp Ala Gln Ser Gly Arg

145 150 155 160

Leu Thr Gln Val Pro Glu Asp Ala Phe Glu Val Gly Lys Asp Leu Ala

165 170 175

Ile Thr Pro Gly Lys Val Val Tyr Arg Asn Arg Leu Glu Leu Ile Gln

180 185 190

Tyr Thr Pro Ala Thr Glu Thr Val His Glu Ile Pro Ile Leu Val Val

195 200 205

Pro Pro Trp Ile Asn Lys Tyr Tyr Val Met Asp Met Gln Pro Glu Asn

210 215 220

Ser Leu Phe Lys Tyr Leu Val Asp Ala Gly Phe Leu Phe Thr Ile Ser

225 230 235 240

Trp Lys Asn Pro Asp Glu Thr Val Leu Asp Leu Glu Trp Asp Asp Tyr

245 250 255

Leu Asp Leu Gly Thr Leu Glu Ala Leu Arg Met Val Lys Glu Ile Met

260 265 270

Gly Val Glu Gln Val Asn Leu Val Gly Tyr Cys Leu Gly Ile Ile Ser

275 280 285

Gln Val Thr Leu Ala Tyr Leu Ala Ala Thr Gly Asp Asp Ala Gln Ile

290 295 300

Asn Ser Ala Thr Tyr Phe Thr Thr His Gln Asp Phe Ser Asp Ala Gly

305 310 315 320

Glu Ile Ser Val Phe Ile Ser Arg Leu Asp Val Met Phe Leu Glu Met

325 330 335

Lys Ile Ser Gly Gly Tyr Leu Asp Gly Arg Asn Leu Ala Ala Thr Phe

340 345 350

Asn Met Leu Arg Ala Asn Asp Leu Leu Trp Asn Tyr Val Val His Asn

355 360 365

Tyr Leu Leu Gly Gln Glu Pro Ala Ser Phe Asp Leu Leu Tyr Trp Asn

370 375 380

Asn Asp Gly Thr Arg Val Pro Gly Lys Val His Ser Phe Leu Leu Arg

385 390 395 400

Glu Phe Phe Leu Asp Asn Lys Leu Lys Glu Pro Glu Gly Ile Gln Val

405 410 415

Lys Gly Val Gly Ile Asp Leu Gly Lys Ile Thr Thr Pro Thr Val Val

420 425 430

Thr Ala Asp Arg Asp His Ile Val Pro Trp Arg Gly Ala Phe Leu Val

435 440 445

Arg Gln Leu Gln Ser Gly Pro Val Arg Phe Ile Leu Ser Gly Gly Gly

450 455 460

His Ile Ala Gly Val Ile Ser Pro Pro Thr Lys Asn Arg Gly Phe Trp

465 470 475 480

Ile Asn Glu Glu Glu Lys Asp Asp Ala Asp Ala Trp Leu Ala Gly Ala

485 490 495

Thr Lys His Asp Gly Ser Trp Trp Val Asp Trp Ile Pro Trp Leu Glu

500 505 510

Glu Arg Ser Gly Arg Arg Val Lys Pro Pro Thr Ala Ala Gly Ser Asp

515 520 525

Glu Phe Lys Pro Leu Met Asp Ala Pro Gly Thr Tyr Val Leu Glu Lys

530 535 540

<210> 2

<211> 285

<212> PRT

<213> Streptomyces sp.(链霉菌属)

<400> 2

Met Pro Ile Asp Ala Arg Ala Ala Leu Ala Ala Ala Pro Arg Arg Ala

1 5 10 15

Glu Ile Ala Trp Asn His Lys Asp Val Gln Leu Tyr His Leu Gly Leu

20 25 30

Gly Ala Gly Ile Pro Ala Thr Asp Pro Asp Glu Leu Arg Tyr Thr Leu

35 40 45

Glu Ser Arg Leu Gln Val Leu Pro Ser Phe Ala Thr Val Ala Gly Ala

50 55 60

Gly Thr Ala Ala Phe Gly Gly Met Gly Ala Asp Gly Ile Asp Val Asp

65 70 75 80

Leu Ala Ala Val Leu His Gly Gly Gln Ser Val Arg Val His Arg Pro

85 90 95

Ile Pro Val Thr Gly Arg Ala Val Gln Thr Ser Lys Val Ala Ala Val

100 105 110

Tyr Asp Lys Gly Lys Ala Ala Val Ile Val Leu Arg Thr Glu Ala His

115 120 125

Asp Asp Glu Gly Pro Leu Trp Thr Asn Asp Ala Gln Ile Phe Val Arg

130 135 140

Gly Glu Gly Gly Phe Gly Gly Glu Arg Gly Pro Ala Asp Arg Leu Ala

145 150 155 160

Leu Pro Asp Arg Ala Pro Asp Arg Thr Ala Glu Arg Pro Ile Arg Glu

165 170 175

Asp Gln Ala Leu Leu Tyr Arg Leu Ser Gly Asp Trp Asn Pro Leu His

180 185 190

Ala Asp Pro Ala Phe Ala Lys Leu Ala Gly Phe Asp Arg Pro Ile Leu

195 200 205

His Gly Leu Cys Thr Tyr Gly Met Val Leu Lys Ala Val Thr Asp Thr

210 215 220

Leu Leu Asp Gly Asp Val Ser Arg Ile Ala Ala Tyr Arg Thr Arg Phe

225 230 235 240

Ala Gly Val Val Phe Pro Gly Glu Thr Leu Arg Ile Arg Met Trp Gln

245 250 255

Val Gly Asp Gly Arg Val Gln Val Ala Val Thr Ala Ala Gly Arg Asp

260 265 270

Asp Ala Pro Val Leu Ala Asp Thr Leu Val Glu His Ser

275 280 285

Claims

1.一种聚羟基烷酸，是由3-羟基丁酸单元和3-羟基己酸单元构成的聚羟基烷酸，其特征在于，160℃、2.16kg/f下的熔体流动速率为2.5g/10分钟以上。

2.根据权利要求1所述的聚羟基烷酸，其特征在于，所述聚羟基烷酸含有3-羟基己酸单元13.0摩尔％以上，重均分子量为3.0×10⁵～8.0×10⁵g/摩尔。

3.根据权利要求1或2所述的聚羟基烷酸，其特征在于，所述聚羟基烷酸在热重量分析中的分解温度为270℃以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的聚羟基烷酸，其特征在于，

所述聚羟基烷酸利用DSC分析的熔点为70℃以上。

5.一种成形体，其特征在于，包含权利要求1～4中任一项所述的聚羟基烷酸。

6.根据权利要求5所述的成形体，其特征在于，所述成形体为膜或无纺布。

7.一种聚羟基烷烃的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤，

步骤1：准备产生聚羟基烷酸的微生物的步骤；

步骤2：在培养基内使所述微生物增殖的步骤；

步骤3：使增殖后的所述微生物摄入到动物体内的步骤；

步骤4：从所述动物的排泄物中回收聚羟基烷烃的步骤。

8.根据权利要求7所述的聚羟基烷酸的制备方法，其特征在于，所述微生物为引入了聚羟基烷酸合酶基因的微生物。

9.根据权利要求8所述的聚羟基烷酸的制备方法，其特征在于，所述聚羟基烷酸合酶包含：序列编号1中记载的氨基酸序列、或者1个以上氨基酸被取代、缺失或加成后的序列编号1中记载的氨基酸序列。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的聚羟基烷酸的制备方法，其特征在于，所述微生物为贪铜菌吊钩虫。

11.根据权利要求7所述的聚羟基烷酸的制备方法，其特征在于，所述培养基含有棕榈仁油、鱼油、废弃食用油。

12.根据权利要求7所述的聚羟基烷酸的制备方法，其特征在于，所述动物为甲虫的幼虫。