JP2004147580A - セルロース系物質／無機物複合体、その製造法及び用途 - Google Patents

Abstract

【課題】無機酸化物または水酸化物を組み込んだ新規なセルロ−ス複合体及びその製造法を提供する。
【解決手段】α−アルミ等の無機酸化物または水酸化物の微粒子をセルロース生産菌株の培養液に添加することにより、無機酸化物または水酸化物を組み込んだセルロ−ス複合体が形成される。この複合体は、研磨剤、フィルター等の材料として用いられる。
【選択図】 選択図なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルロース産生微生物を用いてセルロース系物質／無機物複合体を製造する方法、セルロース系物質／無機物複合体及びその用途に関する。本発明のセルロース系物質／無機物複合体は、気体浄化フィルター、研磨材、ゴム加硫補強材、排煙脱硫材等の工業製品の材料として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セルロ−ス系物質生産菌として、数多くの微生物が知られている。例えば、アセトバクター属（酢酸菌）、アグロバクテリウム属、リゾビウム属、サルシナ属、シュ−ドモナス属、アクロモバクタ−属、アルカリゲネス属、アエロバクタ−属、アゾトバクタ−属、ズ−グレア属あるいはこれらの変異株が挙げられる。これらのうち、アセトバクター属については、具体的には、ＢＰＲ２００１株に代表されるアセトバクタ−・キシリナム・サブスピ−シ−ズ・シュクロファ−メンタ（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ ｘｙｌｉｎｕｍ ｓｕｂｓｐ． ｓｕｃｒｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）、アセトバクタ−・キシリナム（Ａ． ｘｙｌｉｎｕｍ）ＡＴＣＣ２３７６８、アセトバクタ−・キシリナムＡＴＣＣ２３７６９、アセトバクタ−・キシリナム ＡＴＣＣ１４８５１、アセトバクタ−・キシリナムＡＴＣＣ１１１４２、アセトバクタ−・キシリナムＡＴＣＣ１０８２１等が挙げられる。
【０００３】
これらの酢酸菌のセルロ−ス生産効率の向上を目指した方法は、株式会社バイオポリマ−・リサ−チ社を中心に多数の特許出願がなされている。例えば、これらの菌のＮ−メチル、Ｎ’−ニトロ、Ｎ”−ニトロソグアニジン（ＮＴＦ）等用いて変異させた変異株を取得し、この菌株を用いる方法、培養時に高価な特殊薬剤を添加する方法（例えば、特許文献１〜８）、あるいは攪拌培養条件を制御する方法（例えば、特許文献９、１０）など種々の検討がなされている。しかし、セルロースが、生産の経済性の点で、工業的に利用されるには、まだまだ、技術的改良が必要である。
【０００４】
一方、本発明者らは、酢酸菌では利用不能の安価な廃糖蜜などを炭素源として用い、サルモネラ属、エンテロバクタ−属またはクリュ−ベラ属の微生物が、通気攪拌条件下で、培養系から分離容易な特殊な形状を持つセルロ−ス系物質産生することおよび培養温度の低下で、水溶性多糖群を生産することを見出し、これらの技術を開示している（特許文献１１）。しかし、いずれのセルロ−ス系物質生産菌を用いても、セルロ−スの生産が酸素の存在下でしか行われず、酸素欠乏培養系では、本質的に嫌気培養に移行し、酢酸、エタノ−ル、アセトイン、２，３−ブタンジオ−ルなど嫌気発酵に特徴的な物質を生産してしまうという欠点があった。
【０００５】
通気攪拌はこの欠点を補う有効な方法ではあるが、酸素消費速度が速いため、嫌気条件を免れることが出来ず、結果的に生産されるセルロ−ス系物質の対糖収率が低くなり、経済的見地から極めて不利であった。更に、生成したセルロ−ス系物質を２次製品とするには、特に離解操作など困難な操作が必要でプロセスコストにも大きな影響を及ぼしているのが現状である。
【０００６】
特許文献
特許文献１ 特開昭６２−２６５９９０号公報
特許文献２ 特開昭６３−２０２３９４号公報
特許文献３ 特開昭６３−７４４９０号公報
特許文献４ 特開平２−２３８８８８号公報
特許文献５ 特開平６−４３４４３号公報
特許文献６ 特開平５−１７１８号公報
特許文献７ 特開平７−１８４６７７号公報
特許文献８ 特開平７−１８４６７５号公報
特許文献９ 特開平９−０９４０９４号公報
特許文献１０ ＷＯ９７／１２９８７号公報
特許文献１１ 特開２００１−３２１１６４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のセルロ−ス系物質生産菌、特に本発明者らによって見出されたエンテロバクター属に属するＣＪＦ００２株（ＦＥＲＭ Ｐ−１７７９９）を用いて、糖類を炭素源とした培地において、セルロ−ス系物質の生産を飛躍的に増加できることを見出した。特に、前記ＣＪＦ００２株の培養で生産されるセルロ−ス系物質と無機物との複合体が得られることを見出した。そしてこの複合体は、工業的利用価値の高い新規セルロ−ス系物質材料となり、またこの無機複合体の製造において操作性の優れたバイオプロセスを提供することができることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明の課題は、セルロース系物質生産菌を用いてセルロース系物質の生産を飛躍的に高めるセルロース系物質の製造法を提供することにある。
また、本発明の課題は、セルロース系物質生産菌を用いてセルロース系物質と特定の無機物との複合体及びこの複合体の製造法を提供することにある。さらに、本発明の課題は、このような複合体を操作性よく生産し各種の工業用材料に提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するため、詳細な培養実験を行い、電荷ゼロ点がｐＨ表示で７以上でコロイド形成能を持つ無機酸化物または水酸化物を培養系内に存在させることにより嫌気発酵生産物の生産を制御し、セルロ−ス系物質の生産を飛躍的に増加させ得ること、および、前記無機物と生産されるセルロ−ス系物質を複合体のまま回収することにより、分離、回収及び精製を容易とするプロセスを見出すに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、セルロース系物質産生微生物の培養に際し、糖質などを炭素源とし、電荷ゼロ点がｐＨ表示で７以上でコロイド形成能をもつ無機酸化物または水酸化物の無機微粒子を培養系に共存させて培養し、セルロース系物質／無機物複合体を形成させ、これを採取することよりなるセルロース系物質／無機物複合体の製造法に関する。
本発明における電荷ゼロ点がｐＨ表示で７以上でコロイド形成能を持つ無機酸化物または水酸化物としては、α−アルミナ、γ−アルミナその他の無機物が用いられる。また、セルロース産生微生物としては、エンテロバクター属、アセトバクター属（酢酸菌）、その他のセルロース系物質生産能を有する微生物が用いられる。このうち、特にエンテロバクターＣＪＦ０００２（ＦＥＲＭ Ｐ−１７７９９）株を用いることが望ましい。培養系、特に培地には、炭素源として糖質、特に廃糖蜜、澱粉水解物等を用い、前記微生物を１０^２〜１０^７ｃｆｕ／ｍｌ程度植菌し、通気または無通気下で２５〜４５℃で培養することが望ましい。
また、本発明は、このような方法で培養して得ることのできる、セルロース系物質と無機物が結合したセルロース系物質／無機物複合体に関する。
さらに、本発明は、このような複合体を気体あるいは液体浄化フィルター、研磨材その他の工業用品の材料として使用する方法に関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる電荷ゼロ点がｐＨ表示で７以上でコロイド形成能を持つ無機酸化物または水酸化物としては、α−アルミナ、γ−アルミナ、ベ−マイト、バイヤライト、酸化ベリリウム、酸化カドミウム、水酸化カドミウム、水酸化コバルト、酸化銅、水酸化銅、α−酸化鉄、水酸化鉄、レビドクロサイト、水酸化鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化マンガン、水酸化ニッケル、酸化ニッケル、酸化タリウム、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化ランタン等を例示することができる。
【００１２】
しかし、セルロ−ス系物質の生産効率の観点からは、α−アルミナ、γ−アルミナ、水酸化コバルト、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化バナジウム、水酸化マンガン、酸化亜鉛が好適である。一方、本発明のもう一つの目的であるセルロ−ス系物質と無機物との複合体としての機能を考慮すれば、α−アルミナ、γ−アルミナ、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛が好適である。
【００１３】
無機酸化物、水酸化物の平均粒径は小さいほど良いが、通常はミクロン〜サブミクロンのオ−ダ−のものが実用的である。添加量は培養液に対し、０．０００１％（１ｐｐｍ）から７０％（７ｘ１０^５ｐｐｍ）である。１ｐｐｍ以下では、セルロ−ス生産性および生産速度の向上の程度が小さい。７ｘ１０^５ｐｐｍ以上では、培養液の流動性が乏しく、初期の炭素源濃度の如何に依らず、有効な攪拌培養が出来なくなる。
【００１４】
これらの無機物の添加量は、上記の範囲内で、生産されるセルロ−ス量との関係で、実験事実を踏まえて適宜、決定される。例えば、最終的に使用無機物とセルロ−スとの複合体として回収し、２次製品に用いる場合は、生産されるセルロ−ス系物質が複合体中に、９９．８−０．３％あれば良い。セルロ−ス系物質が０．３％以下になると、通常の乾燥後の、離解・分散性は良いが、２次製品である各種工業材料の製造に際し、該複合体に賦形性を付与するのが困難となる。また、９９．８％以上だと、複合体の均一離解の点でやや欠点を生じる。実用的には、セルロ−ス分が９０−５％になるように調整すれば、複合体としての作業性、加工性も良い。
【００１５】
また、無機物の添加時期は、培養当初から、培養母液に分散させても良いし、培養過程の、適当な時期に添加しても良い。現象論的には、培養系に本発明に用いる無機酸化物または水酸化物を添加後、著しく、または、即効的にセルロ−ス生産速度が早まり、生産量も顕著に向上する。この効果は、無機物粒子表面が、培養系中で、正に荷電されているため、微生物との間に何らかの相互作用があるとも考えられが、明確な理由は不明である。
【００１６】
本発明で用いるセルロース系物質産生微生物としては、セルロース系物質産生能を有するエンテロバクター（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ）属、アセトバクター（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ）属、アグロバクテリウム属、リゾビウム属、サルシナ属、シュードモナス属、アクロモバクター属、アルカリゲネス属、アエロバクター属、アゾトバクター属、ズーグレア属、サルモネラ属、クリューベラ属に属する微生物あるいはその変異株が用いられる。
【００１７】
エンテロバクター属に属する微生物としては、ＣＪＦ００２（ＦＥＲＭ Ｐ−１７７９９）株が、アセトバクターに属する微生物としては、アセトバクター・キシリナム・アブスピーシス・シュクロファーメント（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ ｘｙｌｉｎｕｍ ｓｕｂｕｓｐ． Ｓｕｃｒｏｆｅｒｍｅｎｎｔａｓ）、特にＢＰＰ２００１株、アセトバクター・キシリナム（Ａ．ｘｙｌｉｎｕｍ）ＡＴＣＣ２３７６８株、アセトバクター・キシリナムＡＴＣＣ１４８５１株、アセトバクター・キシリナムＡＴＣＣ１１１４２株、アセトバクター・キシリナムＡＴＣＣ１０８２１株等が好適な菌として例示することができる。
また、変異株は、ＮＴＧ（Ｎ−メチル、Ｎ’−ニトロ、Ｎ”−ニトロソグアニジン）等を用いる公知の方法によって変異処理株として得ることもできる。また、自然変異株を用いてもよい。
特に、安価な炭素源の利用可能性、生産性、生成物の分離性などの観点からエンテロバクター属であるＣＪＦ００２株、その各種変異株、あるいは継代培養微生物が好適に用いられる。
【００１８】
本発明に用いる培地としては、各種の合成培地や天然培地を利用することができる。好ましくは、糖質を含有する培地である。この糖質としては、グルコ−ス、フルクト−ス、ガラクト−ス、シュ−クロ−ス、マルト−ス、スクロ−ス、フラクト−ス、レバンなどを例示することが出来る。また、マンニト−ル、ソルビト−ル、エリスリットなどの糖アルコ−ルも好適に利用できる。さらに、澱粉、糖蜜、コーン・ステープ・リカー、麦芽エキス、澱粉水解物、シトラスモラセス、ビ−トモラセス、ケ−ンモラセス、ビ−ト搾汁、サトウキビ搾汁、柑橘類などの果汁成分も利用できる。
特に、ＣＪＦ００２株の場合は、従来の酢酸菌では利用不可能な、安価な、所謂廃糖蜜としてのシトラスモラセス、ビ−トモラセス、ケ−ンモラセス、ビ−ト搾汁、サトウキビ搾汁、柑橘類などの各種果汁成分有機酸などを単独または２種以上混合したものが利用できる。
【００１９】
窒素源としては、アンモニウム塩、硝酸塩などの無機性窒素源や、ファ−マメデイア、ペプトン、大豆粉、肉エキス、カゼイン、尿素、豆乳などの有機性窒素源を単独または２種以上混合したものを例示できる。
また、培地には必要に応じて、有機微量栄養素としてアミノ酸、ビタミン、脂肪酸、または無機塩類としてリン酸塩、鉄塩、マンガン塩、その他の金属塩をそれぞれ単独あるいは２種以上併用して用いることが出来る。
かかる培養液に当初から、本発明に用いる無機物を分散させても良いし、また上記の培地に、培養を開始後、ある時点で本発明に用いる無機物を添加しても良い。
【００２０】
本発明における培養形式には、特に制限はなく、微生物の培養に用いられる公知の方法を用いることができる。例えば、静置培養、攪拌培養、振とう培養もしくは通気攪拌培養など採用できる。攪拌培養とは、培養液を攪拌しながら行う培養法であり、例えば、簡便には、ジャ−ファ−メンタ−およびタンクなどの攪拌槽ならびにバッフル付フラスコ、坂口フラスコおよびエア−リフト型攪拌層、発酵ブロスのポンプ駆動循環などの手段や装置を任意に選択・組み合わせて使用できる。
【００２１】
また、攪拌培養は必要に応じて、同時に通気を行いながら実施できる。通気は、例えば、空気など酸素含有ガス、アルゴン、窒素などの酸素非含有ガスを用いることが出来、これらのガスは培養系の条件に合わせて当業者により適宜選択できる。セルロ−ス系物質が酸素存在下で、選択的に生産されることを考慮すれば、通気攪拌培養が好ましい。
【００２２】
培養操作においても公知の方法、例えば、回分発酵法、反復回分発酵法、連続発酵法などが使用できる。滅菌操作の後、本発明により得られるセルロ−ス系物質／無機物複合体は、サブミクロンオーダーで観察すると、放射線のミクロフィブリル束を表面に配した球状（ミクロフィブリルが高度にネットワークを形成し、一見球状になった）の独立分散体として生成し、荒いメッシュで容易に培養系から分離され、水洗のみでも菌体を分離でき、たとえば、簡単な、圧搾で、かなり脱水でき、そのまま（水を多少含んだ状態）で製品にすることもでき、離解しながら容易に乾燥も出来る。
【００２３】
本発明のセルロース系物質／無機物複合体の最終用途によっては、除蛋白が不要の場合もあり、製造コストの低減にもなる。除蛋白操作の必要な場合は、プロテア−ゼまたは、界面活性剤、酸化漂白剤処理で除去できる。場合により、低濃度アルカリ水溶液を用いても良い。本発明の方法では、セルロ−ス系物質／無機物複合体の形で、培養系から分離され、最終的にもそのままの複合状態で、最終原料材料となし得るので、単位製品量当たりの、廃液処理費は大幅に低減される。
【００２４】
本発明におけるセルロース系物質／無機物複合体は、研磨材、触媒担体、光学分割担体、絶縁材料、誘電媒体、気体浄化フィルター、液体浄化フィルター、分離膜、有機溶媒吸着分離材、殺菌材料、気体濃縮材料、Ｘ線バリヤー材料、低熱伝材料、高光屈折材料、感光体基材、磁性材料、インク吸収材料、コンデンサー用セパレーター材料、ＵＶ吸収材料、湿度調節材料、電子基板材料等の原料として用いることができる。
【００２５】
これらの複合体は、添加する無機酸化物の機能を、より効率的に、発現する可能性がある。例えば、α−アルミナ、γ−アルミナ、水酸化コバルト、酸化バナジウムなどでは、水系媒体中での各種触媒担体、気体浄化フィルター、液体浄化フィルター、研磨基材、また酸化亜鉛では、感光体基材、エレクトロルミネッセンス分散基材、触媒担体、ゴム加硫補強材料、さらに酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムでは粉塵捕集基材、排煙脱硫基材、水酸化マンガンでは研磨基材、酸化鉄では、磁性材料、殺菌材料などへの応用が挙げられる。その他、気体浄化フィルタ−、液体浄化フィルタ−、分離膜、ハロゲン等有機溶媒吸着分離材、インク吸収材料、湿度調節材料などの原料としての利用することもできる。
【００２６】
本発明で使用する無機物を利用しない場合、例えば、酢酸菌によるセルロ−ス生産では、リン片状の細片で、かつゲル状物として得られるため、スクリ−ンメッシュでは、容易に閉塞し、培養系からの分離自体も困難である。
【００２７】
実際の培養に当たって、初期の菌体濃度は適宜選択し得るが、１０^２−１０^７ｃｆｕ／ｍｌ程度、好ましくは、１０^３−１０^６ｃｆｕ／ｍｌ程度が適当である。培地のｐＨは特に制限されず、ｐＨ２．２ − ｐＨ９．５、好ましくは、ｐＨ７近辺である。温度範囲は５−４５℃が適応でき、好ましくは、３０℃近辺である。本発明において、特に、ＣＪＦ００２株を使用する場合は、セルロ−ス系物質の培養生産過程で、水溶性多糖群を同時に産生しており、セルロ−ス系物質の収率向上には高温、例えば、２０℃以上での培養が好ましい。
【００２８】
以下実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定して解釈されるべきではない。
【実施例１】
３．０％のグルコ−スを添加した多糖生産培地（ＰＰＭ培地）（Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ−ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ−ｍｅｄｉｕｍ、Ａｋｉｈｉｋｏ Ｓｈｉｍａｄａ， Ｖｉｖａ Ｏｒｉｇｉｎｏ， ２３（１）； ５２−５３， １９９５）に、対グルコ−ス７−１００％のα−アルミナ（平均粒径０．５μｍ）（電荷ゼロ点ｐＨ９．１−９．２）を分散させ、その１００ｍｌを内容量５００ｍｌのフラスコに入れ、高圧蒸気殺菌処理した後、普通培地で増殖したＣＪＦ−００２株を２ｘ１０^４ｃｆｕ／ｍｌになるように接種し、３０℃で、４８時間振とう培養した。培養終了後、容器ごとオートクレーブ滅菌（１２１℃、２０分）し、遠心分離し、上澄液を捨て、これにプロテアーゼ＋ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ液（１％混合液、３７℃で６時間浸漬）を加え、反応終了後、濾布（２００メッシュ程度）で濾別、水洗後、凍結乾燥する（実施例１）。
比較例１として、α−アルミナを添加しない以外上記と同様の方法を同時に実施した。
【００２９】
培養中のｐＨは、７近辺になるよう、毎朝夕に希薄ＮａＯＨ水溶液で調整した。結果を表１に示した。表中の全分離量（生成固体量）は、プロテア−ゼ処理・ドデシルベンゼンスルホン酸ソ−ダの１％混合液に、生成物を３７℃で６時間浸漬し、水洗し、凍結乾燥した物の重量である。セルロ−ス系物質の収量は、ジメチルアセトアミド／塩化リチウム溶液に、前記凍結乾燥物を溶解し、再沈殿し、水洗乾燥した重量で示す。この表から明らかなように、本実施例の培養方法では、セルロ−ス系物質生産量、生産速度とも著しく高く、かつ、加えたアルミナの殆どすべてが、同時に、産生するセルロ−ス系物質と何らかの結合状態（水素結合を介して）で分離されている。また、分離性も良好となった。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【実施例２】
グルコ−ス濃度３％の実施例１で用いたと同じ多糖生産培地（ＰＰＭ培地）を用い、全容３Ｌの小型ジャ−ファ−メンタ− （培地量２Ｌ）に無菌的に、普通培地で増殖したＣＪＦ００２株を植菌（２ｘ１０^４ｃｆｕ／ｍｌ）し、α−アルミナ（４ｇ）を添加して培養した。その後、実施例１と同様に滅菌、遠心分離、プロテアーゼ＋ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ処理、濾別水洗後、凍結乾燥を行った（実施例２）。
比較例２としてα−アルミナを添加しない以外は上記と同様の方法を行った。
培養条件は、攪拌回転数５０ｒｐｍ、通気量２Ｌ／ｍｉｎにて攪拌培養を行った。α−アルミナ無添加培養で生成した球状のセルロース系物質塊及びα−アルミナ添加培養で生成した変形球状のセルロ−ス系物質塊の顕微鏡写真を、図１に示す。α−アルミナ存在下で生成したセルロ−ス系物質塊（写真Ａ）は、α−アルミナの存在しない通常状態で生成させるセルロ−ス系物質塊（写真Ｂ）より、２倍以上の大きさであり、α−アルミナが完全に取り込まれていた。セルロ−ス分の変換効率を、表２に示した。表２から分かるように比較例２の変換効率９％に対し、実施例２では、１５％になった。
【００３２】
【表２】

【００３３】
上記のα−アルミナ添加培養により得られたセルロース系物質／α−アルミナ複合体（以下、α−アルミナ−セルロース複合体のように記載する）の電子顕微鏡写真を図２に示す（写真Ａ）。α−アルミナ添加培養で得られたα−アルミナ−セルロ−ス複合体では、遊離α−アルミナ粒子（写真Ｂ）がセルロ−ス構造中に組み込まれ複合体を形成していること（写真Ａ）が示された。一方、α−アルミナ無添加培養で得られたセルロ−ス系物質（以下、セルロースと記載する）では、粒子の組み込まれた構造は見られなかった（写真Ｃ）。
【００３４】
【実施例３】
酢酸菌アセトバクター・パスツリアヌスＡＴＣＣ１０２４５株を、グルコ−ス２％、ペプトン０．５％、酵母エキス０．５％、リン酸二水素ナトリウム０．１５％、クエン酸０．２７％の組成の培地で静置培養で増殖してシ−ド菌液を調製した（特開平１０−１９５７１３号公報記載の方法に準拠して調製した）。このシード菌液２０ｍｌを、２Ｌの滅菌済みの攪拌培養用培地（フラクト−ス ４０ｇ／Ｌ、ＫＨ_２ ＰＯ_４ １．０ｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ_４ ０．３ｇ／Ｌ、（ＮＨ_４）_２ ＳＯ_４ ３ｇ／Ｌ、Ｂａｃｔｏ−Ｓｏｙｔｏｎｅ （Ｄｉｆｃｏ社製） ５ｇ／Ｌ、初発ｐＨ ５．０）を含む小型ジャ−ファ−メンタ−（全容量３Ｌ）に無菌的に植菌し、２０時間、ｐＨを１Ｎ ＮａＯＨで５．０にコントロ−ルしながら、攪拌回転数２００ｒｐｍ、通気量２Ｌ／ｍｉｎにて攪拌培養を行なった。この培養の開始３０分後に、１ｇのα−アルミナ（平均粒径０．５μｍ）を１０分間にわたり、添加、分散し、攪拌培養した（実施例３）。一方、前記α−アルミナを添加しないこと以外は、上記と同様の方法で攪拌培養し、比較例３とした。この結果を表３に示した。
【００３５】
【表３】

【００３６】
培養終了後、ジャ−ファ−メンタ−毎、蒸気滅菌し、固形物を集積し、１００メッシュの金網で分離、水洗して培地成分を除去した後、１％ＮａＯＨ水溶液中で２０分間１２０℃に加熱処理して菌体を除去した。さらに、洗浄液が中性付近になるまで生成セルロ−スを水洗してセルロ−スとアルミナとの複合体を得た。複合体中のセルロ−ス分は実施例１に従って測定した。
【００３７】
【実施例４】
α−アルミナ（電荷ゼロ点（ｐＨ）（以下、同じ）、９．１−９．２）、γ−アルミナ（７．４−８．６）、ベーマイト（７．７、９．４）、バイヤライト（９．３）、水酸化コバルト（１１．４）、酸化マグネシウム（１２．４）、水酸化マグネシウム（１２．４）、酸化バナジウム（９．３）、水酸化マンガン（１２．０）、酸化亜鉛（９．３）、酸化ベリリウム（１０．２）、酸化カドミウム（１０．４）、水酸化カドミウム（１０．５以上）、酸化銅（９．５）、水酸化銅（７．７）、水酸化鉄（１２．０）、レビドクロサイト（７．４）、水酸化鉛（９．８）、水酸化ニッケル（１１．１）、酸化ニッケル（１０．３）、α−酸化鉄（８．３）、酸化トリウム（９．０−９．３）、酸化ランタン（１０．５）、各々を対グルコ−ス ７％添加し、実施例１に従って培養した。その結果を、表４に示した。表４に示されるように、基本的に、α−アルミナの場合と同様に、セルロ−ス生成の促進と無機物が生成セルロ−ス中に取り込まれて複合体を形成することが認められた。
【００３８】
【表４】

【００３９】
【実施例５】
実施例２で得られたα−アルミナ−セルロ−ス複合体を凍結乾燥したもの１ｇを、直径１ｃｍのカラムに、高さ約５ｃｍとなるように詰め、このカラムに流速１Ｌ／ｍｉｎで空気を通し、カラムを通過した空気を１分間、普通寒天培地に注いだ後、空気に曝した普通寒天培地を３７℃で一晩培養後、コロニ−の生成を見ることにより、普通寒天培地に注いだ空気中に存在した微生物を検出した。その結果、何も詰めないカラムを通過した空気を注いだ場合には、シャ−レの全面に細菌類のコロニ−が形成され、カラムを通過した空気中の微生物の存在が示されたが、α−アルミナ−セルロ−ス複合体を詰めたカラムで濾過した空気では、微生物のコロニ−は形成されず、カラムを通過する際に空気中の微生物がα−アルミナ−セルロ−ス複合体により完全に除去されることが示された。
【００４０】
【実施例６】
実施例２に従って、セルロース／アルミナ複合体を形成させ、濾布（２００メッシュ程度）で濾別、水洗後、セルロース／アルミナ複合体の数％を水に再分散させ、抄紙器にて、シート状に成型後、風乾、熱風乾燥した。直径５ｃｍの２枚のガラス板の間に水に懸濁した＃２０００のカ−ボランダムを入れ、こすり合わせて作成したスリガラスを、水洗後、１ｇの前記熱風乾燥したα−アルミナ−セルロ−ス複合体で磨くことにより、スリガラスが透明となった。比較例として、１ｍｌのスラリ−状の酸化セリウムをスリガラス間に注入して磨いた場合も同程度に透明なガラス板が得られた。スラリ−状の酸化セリウムを用いた場合には、処理後に、ガラス板からのスラリ−の洗浄除去、廃液処理が必要となるが、α−アルミナ−セルロ−ス複合体を用いた場合には、スラリ−の洗浄除去、廃水処理の必要がない。また、実施例４に基づいて、大量に培養して得られた水酸化マンガン−セルロ−ス複合体も、研磨効果は、やや劣るものの同様の、効果を示した。
【００４１】
【実施例７】
生ゴム１０ｇをロ−ルにて軟化させてから、珪石１０ｇ、ファクチス３０ｇ、硫黄５ｇ、実施例４で得られた３ｇの酸化亜鉛−セルロ−ス複合体を加えてバンバリ−ミキサ−にて混練し、厚さ５ｍｍのシ−トとし、１２０℃、２０分間オ−トクレ−ブ処理することにより、ゴムが硬化した。比較例として、酸化亜鉛−セルロ−ス複合体の代わりに酸化亜鉛３ｇを加えて、同様の処理を行ったものでも同程度のゴムの硬化が見られた。強伸度特性は、１５０ＭＰａの張力で、酸化亜鉛−セルロ−ス複合体を加えたものは２５０％を示し、酸化亜鉛を加えたものでも２００％であった。張力を２５０ＭＰａに上げた場合に、酸化亜鉛−セルロ−ス複合体を加えたものは２５０％のままであったが、酸化亜鉛を加えたものでも１５０％に低下した。この酸化亜鉛−セルロース複合体は磁性材料として用いられる。
【００４２】
【実施例８】
実施例４の方法に従って得られた０．１ｇの酸化鉄−セルロ−ス複合体を、１０ｍｌの３０％ニトロセルロ−ス（窒素含量１０．９〜１１．２％；イソプロピルアルコ−ル溶液）に懸濁し、混合しながら、５ｍｌの酢酸ブチル、５ｍｌの酢酸エチルを加え、酸化鉄−セルロ−ス複合体の懸濁液を作製した。この懸濁液を、ポリエステルフィルムに噴霧した。乾燥後、酸化鉄−セルロ−ス複合体はニトロセルロ−スとともにフィルム上に被膜を形成した。被膜は良好にフィルムにむらなく一様に接着し、容易に剥がれなかった。比較例として、酸化鉄−セルロ−ス複合体の代わりに酸化鉄０．１ｇを加えて、同様の処理を行ったものでは、良好に接着したものの、一部、被膜の形成にむらが見られた。
【００４３】
【実施例９】
使用後の風呂水１００ｍｌを１Ｌ容のビ−カ−に入れ、実施例４で得られた１ｇの酸化バナジウム−セルロ−ス複合体を加えて、水面より５０ｃｍの高さで紫外線殺菌灯を照射して、一晩、攪拌した。処理前には、普通寒天培地で１０^４ｃｆｕ／ｍｌの細菌が検出されたが、処理後には細菌は検出されなかった。比較例として、酸化バナジウム−セルロ−ス複合体を加えないものでは、紫外線処理による細菌数の減少は見られなかった。
【００４４】
【実施例１０】
実施例４で得られた水酸化マグネシウム−セルロ−ス複合体１ｇを凍結乾燥しこれを、直径１ｃｍのカラムに、高さ約５ｃｍとなるように詰め、このカラムに流速０．１Ｌ／ｍｉｎで１時間、重油燃焼排煙を通し、カラムを通過した排煙中のＳＯｘを測定した。比較例として、カラムに何も詰めないものでは、５００ｐｐｍのＳＯｘが検出されてのに対して、本実施例の水酸化マグネシウム−セルロ−ス複合体を加えたものではＳＯｘは検出されなかった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明はセルロ−ス系物質産生微生物の培養に際し、特定の無機酸化物または水酸化物を存在させて培養を行うことにより、セルロ−スへの変換効率の向上が、期待できる。また生産されたセルロース系物質／無機物複合体は培地からの分離性もよく、セルロ−ス生産の経済性の向上に資すると共に、セルロ−スと無機物との複合体として生産されるので、種々の工業製品の材料として使用され、無機物の機能向上や、アロイとしての基材とすることができ、工業的価値が極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例２の撹拌培養により得られた本発明のセルロ−ス系物質の光学顕微鏡写真。
（Ａ）α−アルミナ添加培養により得られたセルロース系物質（実施例２）
（Ｂ）α−アルミナ無添加培養により得られたセルロース系物質（比較例２）
【図２】実施例２の撹拌培養により得られた本発明のセルロ−ス系物質の電子顕微鏡写真。
（Ａ）α−アルミナ添加培養により得られたセルロース系物質（実施例２）
（Ｂ）α−アルミナ粒子
（Ｃ）α−アルミナ無添加培養により得られたセルロース系物質（比較例２）

Claims (14)

1. セルロース系物質産生微生物を、糖質を炭素源とし、電荷ゼロ点がｐＨ表示で７以上でコロイド形成能を持つ無機酸化物または水酸化物の無機微粒子が存在する培養系で培養し、セルロース系物質／無機物複合体を産生させ、これを採取することを特徴とするセルロース系物質／無機物複合体の製造方法。
2. 電荷ゼロ点がｐＨ表示で７以上でコロイド形成能を持つ無機酸化物または水酸化物が、α−アルミナ、γ−アルミナ、ベーマイト、バイヤライト、水酸化コバルト、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化バナジウム、水酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化カドミウム、水酸化カドミウム、酸化銅、水酸化銅、水酸化鉄、レビドクロサイト、水酸化鉛、水酸化ニッケル、酸化ニッケル、α−酸化鉄、酸化タリウム、酸化ランタンからなる群から選ばれる１種または２種以上の無機物である請求項１記載のセルロース系物質／無機物複合体の製造法。
3. セルロース系物質産生微生物が、セルロース系物質産生能を有するエンテロバクター属、アセトバクタ−属、アグロバクテリウム属、リゾビウム属、サルシナ属、シュ−ドモナス属、アクロモバクタ−属、アルカリゲネス属、アエロバクタ−属、アゾトバクタ−属、ズ−グレア属、サルモネラ属、クリュ−ベラ属細菌及びこれらの変異株からなる群から選ばれる１種または２種以上の微生物である請求項１または２に記載のセルロ−ス系物質／無機物複合体の製造方法。
4. セルロ−ス系物質産生微生物が、通性嫌気性微生物のエンテロベクター属ＣＪＦ００２（ＦＥＲＭ Ｐ‐１７７９９）株またはその変異株である請求項３に記載のセルローズ系物質／無機物複合体の製造法。
5. 炭素源として、廃糖蜜または澱粉水解物を用いる請求項４に記載のセルロ−ス系物質／無機物質複合体の製造方法。
6. セルロース系物質産生微生物を、培地に１０^２〜１０^７ｃｆｕ／ｍｌ接種し、通気または無通気下に２５〜４５℃で培養する請求項１に記載のセルロース系物質／無機物複合体の製造方法。
7. 請求項１−６のいずれかに記載の方法で製造することのできるセルロース系物質に無機物が結合したセルロ−ス系物質／無機物複合体。
8. 請求項７記載のセルロ−ス系物質／無機物複合体を、工業製品の材料として使用する方法。
9. 無機物がアルミナである請求項７記載のセルロ−ス系物質／無機物複合体を気体浄化フィルタ−の材料として使用する方法。
10. 無機物がアルミナである請求項７記載のセルロ−ス系物質／無機物複合体を研磨基材として使用する方法。
11. 無機物が酸化亜鉛である請求項７記載のセルロ−ス系物質／無機物複合体をゴム加硫補強体の材料として使用する方法。
12. 無機物が酸化鉄である請求項７記載のセルロ−ス系物質／無機物複合体を磁性材料として使用する方法。
13. 無機物が酸化バナジウムである請求項７記載のセルロ−ス系物質／無機物複合体を液体浄化フィルターの材料として使用する方法。
14. 無機物が酸化マグネシウムである請求項７記載のセルロ−ス系物質／無機物複合体を排煙脱硫基材の材料として使用する方法。

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