JP5659489B2

JP5659489B2 - アクリルアミド水溶液の安定化方法

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Publication number: JP5659489B2
Application number: JP2009515662A
Authority: JP
Inventors: 全人織田; 石井　勝男; 勝男石井
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2029-03-12
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Description

本発明は、アクリルアミド水溶液の安定化方法に関する。

アクリルアミドは、凝集剤、増粘剤、石油回収薬剤、製紙工業における紙力増強剤、抄紙用増粘剤等、多くの用途に用いられる重合体の原料として広く利用されている。アクリルアミドの工業的な製造方法としては、例えば、アクリロニトリルを硫酸及び水と共に加熱してアミド硫酸塩を得る工程を含む硫酸加水分解法、アクリロニトリルを触媒（金属銅、酸化銅、銅塩等）の存在下に水和する方法、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体によりアクリロニトリルを水和する方法が挙げられる。

なかでも、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体を用いる方法は、反応条件が温和で副生成物も殆ど無く、極めて単純なプロセスを組めることから、アクリルアミドの工業的な製造方法として極めて有効である。また、該方法は、非常に高分子量であり、かつ不溶性不純物のない高品質なポリアクリルアミドを製造できる（特許文献１）点からも、アクリルアミドの製造方法の主流となっている。

アクリルアミドは、多くの不飽和単量体と同様に、光や熱によって重合しやすい上、鉄表面に接触すると極めて容易に重合してしまうという性質を有している。そのため、アクリルアミドの製造工程において生成したアクリルアミドを安定化するために、遮光、低温（約２０℃）の条件下、鉄表面との接触を極力避けた状態で製造が行われる。また、アクリルアミドの重合を抑制する安定化剤の添加が広く行われている。
安定化剤としては、例えば、８−ヒドロキシキノリン、クペロン鉄塩（特許文献２）、チオ尿素、ロダンアンモン、ニトロベンゾール（特許文献３）、フェロン（特許文献４）、フリルジオキシム（特許文献５）、クロムのシアン錯化合物（特許文献６）、ｐ−ニトロソジフェニルヒドロキシアミン（特許文献７）、２，６−ジ−ｔ−ブチル−３−ジメチルアミノ−４−メチルフェノール（特許文献８）、４−アミノアンチピリン、蓚酸、ヒドロキシルアミン硫酸塩（特許文献９）、マンガンとキレート化合物の混合物（特許文献１０）、炭素数２以上の水溶性モノカルボン酸塩（特許文献１１）、含硫黄化合物及び弱酸の塩（特許文献１２）等が挙げられる。

また、安定化剤を用いない重合防止方法としては、アクリルアミド製造工程に使用する装置内部の気相部の壁面を合成樹脂系材料で被覆して、気相部の壁面に発生しやすいアクリルアミドの重合を防止する方法が示されている（特許文献１３）。
また、アクリルアミド製造工程に使用する装置内部の液溜りにおいて発生しやすいアクリルアミドの重合を防止する方法として、液溜りの接液部材質を樹脂製にする方法（特許文献１４）、液溜りに滞留する工程液を滞留箇所から強制的に移動させる方法（特許文献１５）が示されている。このような液溜りとしては、例えば、主配管から分岐させたサンプリング用の配管、バルブ等の内部が挙げられ、これらの液溜りを設計上の工夫によって取り除くことは不可能である。液溜りで重合物が生じてしまうと、配管の流れを閉塞したり、生じた重合体が液溜りから脱離して工程液中に混入し、下流の槽類において重合の原因となったりする。

特開平９−１１８７０４号公報特公昭３９−２３５４８号公報特公昭３０−１０１０９号公報特公昭４０−７１７１号公報特公昭４０−７１７２号公報特公昭４１−１７７３号公報特公昭４５−１１１２８４号公報特公昭４７−４０４３号公報特公昭４７−２８７６６号公報特公昭４８−３８１８号公報特許第２５４８０５１号公報特開２００３−２０６２６８号公報特公昭４９−１６８４５号公報特開２００３−２２１３７４号公報特開２００３−２２１３７３号公報

しかしながら、特許文献２〜１２のような安定化剤を添加する方法は、アクリルアミドの重合を抑制できるものの、その後にアクリルアミド水溶液から安定化剤を分離することが困難である。そのため、このアクリルアミドを重合して得られる重合物においては添加した安定化剤が不純物となるため、重合物の品質が低下してしまう。また、特許文献１３〜１５の方法では、アクリルアミド製造装置の製作や操作が煩雑となる。

このような状況下、アクリルアミドの製造中及び製造後において、分離及び除去が容易な安定化剤を用いた、簡便な手法によるアクリルアミド水溶液の重合抑制方法（すなわち当該水溶液の安定化方法）を提供することが望まれていた。

本発明は、上記の状況を考慮してなされたものであり、以下に示すアクリルアミド水溶液の安定化方法を提供する。
アクリルアミド水溶液に、微生物菌体を乾燥菌体重量濃度１〜１４０００ｍｇ／Ｌで含有させる、アクリルアミド水溶液の安定化方法。
本発明の安定化方法において、前記乾燥菌体重量濃度は、例えば、１０〜１４０００ｍｇ／Ｌとしてもよい。また、前記微生物菌体としては、例えば、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体を用いることができる。ここで、当該ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体としては、例えば、バチルス属、バクテリジューム属、ミクロコッカス属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属、ノカルジア属、シュードモナス属、ロドコッカス属、ミクロバクテリウム属及びロドコッカス・ロドクロウス属に属する微生物、並びにニトリルヒドラターゼ遺伝子を導入した形質転換微生物菌体が挙げられ、より具体的には、ロドコッカス・ロドクロウスＪ−１（受託番号：FERM BP-1478）、ロドコッカス・ロドクロウスＭ８（受託番号：VKPMB-S926）及び大腸菌ＭＴ−１０８２２（受託番号：FERM BP-5785）が挙げられる。

本発明の方法によれば、アクリルアミド水溶液を簡便に安定化することができる。また、用いた安定化剤の分離及び除去も容易に行うことができる。

本発明の実施例、及び比較例において、アクリルアミド水溶液に含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度と、アクリルアミドが重合するまでの時間との関係を示した図である。

以下、本発明のアクリルアミド水溶液の安定化方法について詳細に説明する。本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し実施することができる。
なお、本明細書は、本願優先権主張の基礎となる特願２００８−０６６０９４号明細書（２００８年３月１４日出願）の全体を包含する。また、本明細書において引用された全ての刊行物、例えば先行技術文献、及び公開公報、特許公報その他の特許文献は、参照として本明細書に組み込まれる。

本発明の方法は、アクリルアミド水溶液に、安定化剤として微生物菌体を含有させる方法である。
本発明でいうアクリルアミド水溶液とは、アクリルアミドを３０〜６０質量％、好ましくは５０質量％程度含有する水溶液である。該アクリルアミド水溶液に過硫酸アンモニウム等の重合開始剤を添加することにより、アクリルアミドが重合してポリアクリルアミド水溶液となる。
本発明におけるアクリルアミドとしては、市販のアクリルアミド等を特に制限なく用いることができるが、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体（すなわち、ニトリルヒドラターゼ酵素を発現する微生物菌体）によりアクリロニトリルから製造されたアクリルアミドであることが特に好ましい。

安定化剤として使用する微生物菌体は、様々な微生物菌体を用いることができる。なかでも、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体が特に好ましい。これは、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体を用いてアクリルアミドを製造した場合に、安定化剤として微生物菌体を別途添加する必要がなく、工程が簡略化できるためである。
ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体とは、ニトリルヒドラターゼ酵素を発現する微生物を培養して得られた微生物菌体、もしくは該微生物菌体の処理物のことを意味する。微生物菌体もしくは該微生物菌体の処理物とは、必要に応じて洗浄や薬剤処理を行った菌体そのものや菌体の破砕物、または、菌体もしくは菌体破砕物を包括法、架橋法、担体結合法等で固定化したものである。本発明においては、特に包括固定化してない形態の微生物菌体であることが好ましい。

微生物菌体の洗浄としては、例えば、アクリル酸水溶液を用いる方法（特開２００２−２８１９９４号公報）が挙げられる。また、微生物菌体の薬剤処理としては、例えば、グルタルアルデヒドを用いた架橋処理（特開平０７−２６５０９１号公報）や、界面活性剤を用いた死滅処理（国際公開第０１／０３６５９２号公報）等が挙げられる。
また、包括固定化しない形態とは、微生物の菌体膜が直接反応液に接触するような形態であり、例えば、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、カラギーナン、寒天、ゼラチン、アルギン酸等の高分子物質で、菌体を包み込む包括固定化方法を行っていない形態を意味する。

ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体としては、例えば、バチルス（Bacillus）属、バクテリジューム（Bacteridium）属、ミクロコッカス（Micrococcus）属、ブレビバクテリウム（Brevibacterium）属、コリネバクテリウム（Corynebacterium）属、ノカルジア（Nocardia）属、シュードモナス（Pseudomonas）属、ロドコッカス（Rhodococcus）属、ミクロバクテリウム（Microbacterium）属、ロドコッカス・ロドクロウス（Rhodococcusrhodochrous）属等に属する微生物菌体を挙げることができる。また、天然あるいは人為的に改良したニトリルヒドラターゼ遺伝子を微生物菌体に導入して（人為的に組込んで）ニトリルヒドラターゼ酵素を構成的に発現し得るようにさせた形質転換微生物菌体を使用してもよい。より具体的には、例えば、ロドコッカス・ロドクロウスＪ−１（受託番号：FERM BP-1478）、ロドコッカス・ロドクロウスＭ８（受託番号：VKPMB-S926）及び大腸菌ＭＴ−１０８２２（受託番号：FERM BP-5785）を使用することが好ましい。なお、上述した形質転換微生物菌体は、公知の遺伝子配列情報及び遺伝子組換え技術等を用いて作製することができる。また、上記FERM株は、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターから入手可能である。上記VKPM B株は、ロシアン・ナショナル・コレクション・オブ・インダストリアル・マイクロオーガニズム（Russian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM) 1-st Dorozhny Proezd, b.1, Moscow, Russia）から入手可能である。
また、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体以外の微生物菌体としては、例えば、大腸菌（Escherichia coli）、バチルスズブチルス（Bacillus subtills）IFO3335 等が挙げられる。
これらの微生物菌体は、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明の方法において、前記微生物菌体は、乾燥菌体重量濃度が１〜１４０００ｍｇ／Ｌとなるようにしてアクリルアミド水溶液に含有させることが好ましく、より好ましくは１０〜１４０００ｍｇ／Ｌ、さらに好ましくは１０〜６５００ｍｇ／Ｌ、さらにより好ましくは１０〜５００ｍｇ／Ｌ、特に好ましくは１０〜３００ｍｇ／Ｌ、最も好ましくは１０〜２００ｍｇ／Ｌである。前記水溶液に含有させる微生物菌体の含有量が、乾燥菌体重量濃度で上述した範囲内であれば、アクリルアミドの重合防止効果が充分に得られる。本発明で言う「乾燥菌体重量濃度」（ｍｇ／Ｌ）とは、所望の微生物菌体をアクリルアミド水溶液に含有させたときの、当該水溶液全体の体積（Ｌ）に対する、当該水溶液に含まれている微生物菌体の乾燥重量（ｍｇ）の含有割合（濃度）を意味する。
また、アクリルアミド水溶液中の微生物菌体の含有量（乾燥菌体重量濃度）は、前記範囲内においてより少なく設定することにより、アクリルアミド水溶液の発泡性が低くなる。そのため、濃縮、蒸留、晶析、ポリマー化工程等、後の工程がある場合においてもアクリルアミド水溶液の取り扱いが容易になる。また、そのまま製品として出荷する場合にも、泡立ち難い製品となり、輸送や輸液が容易になる。得られるアクリルアミド水溶液の発泡性は、前記含有量（乾燥菌体重量濃度）が５００ｍｇ／Ｌ以下でより低く、３００ｍｇ／Ｌ以下であればさらに低くなり、発泡による問題を考慮する必要がなくなる。

アクリルアミド水溶液に微生物菌体を含有させる方法としては、所望の含有量で微生物菌体を含有させることができれば特に制限はなく、調製したアクリルアミド水溶液に所望の含有量となるように後から添加してもよく、アクリルアミド水溶液の調製に不具合を生じない範囲であれば、微生物菌体を予め含有させた状態でアクリルアミド水溶液を調製することもできる。
安定化剤として用いる微生物菌体が、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体である場合には、アクリロニトリルからアクリルアミドを生成する触媒として用いた前記微生物菌体を、そのまま保持又は濃縮することで所望の含有量となるように含有させることができる。

本発明におけるアクリルアミド水溶液に含有させる微生物菌体の乾燥菌体重量濃度は、以下に示す方法により測定できる。
（１）微生物菌体を含むアクリルアミド水溶液（容量Ｖ）を、内容積５０ｍＬの遠心分離管（風袋重量を測定済み）に加え、遠心分離（１５℃、１５０００Ｇ、５分間）を行う。
（２）ついで、上清を捨てた後、該遠心分離管に同量の水を添加し、ペレットを再懸濁した後に遠心分離（１５℃、１５０００Ｇ、５分間）を行う。
（３）上記（２）を数回繰り返す。
（４）上清を捨てた後、得られたペレットの重量Ｗ₁を測定する。
（５）得られたペレットの一部を、風袋重量測定済みのアルミ製皿に加え、添加量Ｗ₂を測定する。
（６）前記アルミ製皿にアルミホイルで蓋をした後に、それを乾燥機内（１２０℃恒温）で３時間放置し、乾燥菌体重量Ｗ₃を測定する。
これらＷ₁〜Ｗ₃の値から、アクリルアミド水溶液に含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度Ｃ₄を下記式（Ｉ）により算出する。

Ｃ₄［ｍｇ／Ｌ］
＝Ｗ₃［ｇ］／Ｗ₂［ｇ］＊Ｗ₁［ｇ］／Ｖ［ｍＬ］×１０⁶ ・・・（Ｉ）

また、アクリルアミド水溶液に含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度は、該水溶液の濁度（例えば波長６３０ｎｍにおける濁度）と、前項に記載の方法で求めた乾燥菌体重量濃度との相関関係から作成した検量線を用いて算出してもよい。

本発明の方法により安定化させたアクリルアミド水溶液を重合する際には、重合物の用途に応じ、重合を行う前にアクリルアミド水溶液から微生物菌体を分離してもよく、得られた重合物の性能に影響がない範囲であれば微生物菌体を含有させたまま重合してもよい。また、アクリルアミド水溶液中に、微生物菌体が産生した多糖類を含有させた状態で重合を行ってもよい。これにより、より高粘度な重合物が得られる（国際公開第０３／０８０６８０号パンフレット）。

微生物菌体を分離する方法としては、従来公知の方法を用いることができ、例えば、フィルターによる濾過（特公平０５−４９２７３号公報）、中空糸膜による濾過（国際公開第０４／０８９５１８号公報）、遠心分離機を利用した方法（特表２００４−５２８０３７号公報）等が挙げられる。

以上説明した本発明の安定化方法によれば、安定化剤として微生物菌体を含有させることにより、アクリルアミド水溶液を安定化することができる。また、用いた微生物菌体の分離及び除去も容易に行うことができる。
この微生物菌体による安定化は、アクリルアミド水溶液に含有された微生物菌体およびその由来成分が、ラジカルを捕捉および／または消滅することで、アクリルアミドの重合が抑えられるためであると考えられる。しかし、微生物菌体が多量に含有されていると、逆にこれらが重合の起点となり、重合が促進されると考えられる。

国際公開第０５／０５４４８８号パンフレットには、微生物菌体を用いたアクリルアミド水溶液の製造では、特定の処方において用いた微生物菌体の存在下に重合を行った場合に、該アクリルアミド重合物の分子量や粘度等の特性が、微生物菌体を含まないアクリルアミド水溶液から得られた重合物と差異がないことが示されている。しかし、微生物菌体がアクリルアミド水溶液の性能等に与える影響についてはこれまでほとんど検討されていない。

本発明の方法は、微生物菌体を安定化剤として用いることでアクリルアミド水溶液を安定化する方法であり、従来の安定化剤とは違い分離も容易であるため、アクリルアミド水溶液の製造、貯蔵、輸送時の重合を防止するのに好適に使用できる。また、本発明の微生物菌体を用いる方法は、特別な安定化剤や装置を用いないため、簡便で安定に操業できる製造プロセスを構築できる。
また、本発明の方法は、例えば、市販のアクリルアミドといった、微生物菌体を用いずに得られたアクリルアミド水溶液に対しても、重合体を得る前の分離及び除去が容易で、かつ簡便な安定化方法として用いることができるために有用である。

以下、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されるものではない。
［実施例１］
（１）ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体の調製
ニトリルヒドラターゼ活性を有するロドコッカス・ロドクロウス（Rhodococcus rhodochrous）Ｊ−１（受託番号：FERM BP-1478）（特公平６−５５１４８号公報記載）を、３０Ｌ容ジャーファーメンター（高杉製作所社製）にて、グルコース２質量％、尿素１質量％、ペプトン０．５質量％、酵母エキス０．３質量％、塩化コバルト０．０５質量％を含む培地（ｐＨ７．０）により、温度３０℃で好気的に６０時間培養した。前記培養した培養液２０Ｌをクロスフロー型中空糸膜モジュールに通して循環濾過し、濾液の量に対応する量の０．１質量％のアクリル酸ナトリウム水溶液（ｐＨ７．０）を連続的に培養液に供給して洗浄を行ったものを、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体とした。

（２）アクリルアミドの製造
内容積７５Ｌの反応槽に０．２ｇ／Ｌのアクリル酸ナトリウム水溶液を３２ｋｇ入れ、これに上記（１）で調製したニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体５０ｇを添加した。これをｐＨ７．０、温度１５℃に制御しながら攪拌した。これに、アクリロニトリルを濃度が常に２質量％となるように連続的にフィードし、アクリルアミドの濃度が４７．３質量％に達するまで反応を行った。その後、アクリロニトリルのフィードを止め、温度を２０℃として反応液中のアクリロニトリルが検出されなくなるまで反応を継続した。

（３）重合安定性の加速試験
内容積１３．５ｍＬのガラス製蓋付き容器（アズワン株式会社製、品番：９−８５２−０６）に、上記（２）で調製したアクリルアミド水溶液、及び０．１％のアクリル酸ナトリウム水溶液（ｐＨ７．０）を添加し、乾燥菌体重量濃度を３．１×１０³ｍｇ／Ｌとした４０質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬを調製した。このガラス製蓋付き容器を、内容積１２０ｍＬのポリプロピレン製蓋付き容器（東京硝子器械株式会社製、品番：０５６１−２２−５４−０１）に収納し、これを８０℃に設定した熱風恒温器内に放置し、４０質量％アクリルアミド水溶液がポップコーン状に重合するまでの時間を測定した。

［実施例２〜３］
実施例１（３）の重合安定性の加速試験において、実施例１（２）で調製したアクリルアミド水溶液に、実施例１（１）で調製したニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体、及び０．１％のアクリル酸ナトリウム水溶液（ｐＨ７．０）を添加し、４０質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬに含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして重合するまでの時間を測定した。

［実施例４〜７］
実施例１（２）のアクリルアミド製造の後、反応終了後の反応液を孔径０．４５μｍのフィルター（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、品番：Ａ０４５Ａ０４７Ａ）を用いて濾過することにより、微生物菌体を除去し、微生物菌体を含まない５０質量％アクリルアミド水溶液を調製した（表１中では「精製液」と表示した。」。この５０質量％アクリルアミド水溶液に、実施例１（１）で調製したニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体、及び０．１％のアクリル酸ナトリウム水溶液（ｐＨ７．０）を添加し、４０質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬに含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして重合するまでの時間を測定した。

［比較例１］
実施例４〜７で調製した、微生物菌体を含まない５０質量％アクリルアミド水溶液、及び０．１質量％のアクリル酸ナトリウム水溶液（ｐＨ７．０）を用いて、微生物菌体を含まない４０質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬを調製した以外は、実施例１と同様にして、重合するまでの時間を測定した。

［比較例２］
実施例４〜７において、４０質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬに含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして、重合するまでの時間を測定した。

以上に述べた実施例１〜７及び比較例１〜２の結果を下記表１及び図１に示した。

表１に示したように、本発明の安定化方法である実施例１〜７では、アクリルアミドが重合するまでの時間が長く、得られたアクリルアミド水溶液の高い安定化効果が見られた。また、実施例１〜７を比較することにより、微生物菌体の含有量が乾燥菌体重量濃度で６５００ｍｇ／Ｌ程度までは含有量が多いほどアクリルアミドが重合し難く、それ以上の含有量の場合と比較しても特に高い安定化効果を示した。

一方、アクリルアミド水溶液中の微生物菌体の含有量が多すぎる比較例２では、アクリルアミドが重合するまでの時間が非常に短く、安定性が劣っていた。
また、アクリルアミド水溶液に微生物菌体を含有させていない比較例１は、実施例と比較してアクリルアミドが重合するまでの時間が短く、安定性が劣っていた。

［実施例８］
＜ロドコッカス属細菌を用い、市販のアクリルアミドを用いた実施例＞
（１）ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体の調製
ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体として、ロドコッカス・ロドクロウス（Rhodococcus rhodochrous）Ｊ−１（受託番号：FERM BP-1478）（特公平６−５５１４８号公報記載）を用いた。５００ｍＬ容量の三角フラスコに、前記組成の培地１００ｍＬを加え、１２１℃で２０分間のオートクレーブにより滅菌した。この培地に凍結保存した菌体を植菌し、３０℃で１３０ｒｐｍにて７５時間、培養した。
前記培養した培養液を、遠心分離（１５０００Ｇ×１０分間）により菌体のみを培養液より分離し、続いて５０ｍＬの水に該菌体を再懸濁した後に、再度遠心分離を行って湿菌体を得た。水による菌体洗浄を計３回行った湿菌体を、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体とした。
（２）重合安定性の加速試験
内容積１３．５ｍＬのガラス製蓋付き容器（アズワン株式会社製、品番：９−８５２−０６）に、上記（１）で調製したニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体、水、及び市販のアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製、品番：０１９−１００２５）を用い、乾燥菌体重量濃度を２０ｍｇ／Ｌとした、４５質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬを調製した。このガラス製蓋付き容器を、内容積１２０ｍＬのポリプロピレン製蓋付き容器（東京硝子器械株式会社製、品番：０５６１−２２−５４−０１）に収納し、これを５０℃に設定した熱風恒温器内に２１日間放置した。その後、設定温度を８０℃に変更してから、４５質量％アクリルアミド水溶液がポップコーン状に重合するまでの時間を測定した。

［実施例９及び１０］
実施例８（２）の重合安定性の加速試験において、４５質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬに含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度を表２に示す通りに変更した以外は、実施例８と同様にして重合するまでの時間を測定した。

［実施例１１〜１３］
実施例８（１）のニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体の調製において、ロドコッカス・ロドクロウス（Rhodococcus rhodochrous）Ｍ８（VKPMB-S926）に変更し、４５質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬに含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度を表２に示す通りに変更した以外は、実施例８と同様にして重合するまでの時間を測定した。

［比較例３］
水、及び市販のアクリルアミドを用い、微生物菌体を含まない、４５質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬを調製した以外は、実施例８と同様にして重合するまでの時間を測定した。

以上に述べた実施例８〜１３及び比較例３の結果を下記表２に示した。

表２に示したように、本発明の安定化方法である実施例８〜１３では、アクリルアミドが重合するまでの時間が長く、得られたアクリルアミド水溶液の高い安定化効果が見られた。

一方、アクリルアミド水溶液に微生物菌体を含有させていない比較例３は、実施例と比較してアクリルアミドが重合するまでの時間が短く、安定性が劣っていた。

［実施例１４］
＜大腸菌を用い、市販のアクリルアミドを用いた実施例＞
（１）微生物菌体の調製
ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体として、大腸菌ＭＴ−１０８２２（受託番号：FERM BP-5785）（特開平９−２７５９７８号公報記載記載）を用いた。５００ｍＬ容量の三角フラスコに、前記組成の培地１００ｍＬを加え、１２１℃・２０分間のオートクレーブにより滅菌した。この培地に凍結保存した菌体を植菌し、３７℃・１３０ｒｐｍにて２０時間、培養した。
前記培養した培養液を、遠心分離（１５０００Ｇ×１０分間）により菌体のみを培養液より分離し、続いて５０ｍＬの水に該菌体を再懸濁した後に、再度遠心分離を行って湿菌体を得た。水による菌体洗浄は計３回行った湿菌体を、ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体とした。
（２）重合安定性の加速試験
内容積１３．５ｍＬのガラス製蓋付き容器（アズワン株式会社製、品番：９−８５２−０６）に、上記（１）で調製したニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物菌体、水、及び市販のアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製、品番：０１９−１００２５）を用い、乾燥菌体重量濃度を２４ｍｇ／Ｌとした４４質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬを調製した。このガラス製蓋付き容器を、内容積１２０ｍＬのポリプロピレン製蓋付き容器（東京硝子器械株式会社製、品番：０５６１−２２−５４−０１）に収納し、これを７０℃に設定した熱風恒温器内に放置し、４４質量％アクリルアミド水溶液がポップコーン状に重合するまでの時間を測定した。

［実施例１５〜１６］
実施例１４（２）の重合安定性の加速試験において、４４質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬに含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度を表３に示す通りに変更した以外は、実施例１４と同様にして重合するまでの時間を測定した。

［比較例４］
水、及び市販のアクリルアミドを用い、微生物菌体を含まない、４４質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬを調製した以外は、実施例１４と同様に重合するまでの時間を測定した。

［比較例５］
実施例１４（２）の重合安定性の加速試験において、４４質量％アクリルアミド水溶液５ｍＬに含有される微生物菌体の乾燥菌体重量濃度を表３に示す通りに変更した以外は、実施例１４と同様にして重合するまでの時間を測定した。

以上に述べた実施例１４〜１６及び比較例４〜５の結果を下記表３に示した。

表３に示したように、本発明の安定化方法である実施例１４〜１６では、アクリルアミドが重合するまでの時間が長く、得られたアクリルアミド水溶液の高い安定化効果が見られた。

一方、アクリルアミド水溶液中の微生物菌体の含有量が多すぎる比較例５では、アクリルアミドが重合するまでの時間が非常に短く、安定性が劣っていた。
また、アクリルアミド水溶液に微生物菌体を含有させていない比較例４は、実施例と比較してアクリルアミドが重合するまでの時間が短く、安定性が劣っていた。

本発明の安定化方法によれば、アクリルアミド水溶液を簡便に安定化することができ、安定化剤として用いた微生物菌体の分離及び除去も容易に行うことができるため、アクリルアミド水溶液の製造、貯蔵及び輸送時の重合を防止する方法として好適に使用できる。

Claims

アクリルアミド水溶液に、ロドコッカス・ロドクロウスに属する微生物菌体及び／又はニトリルヒドラターゼ遺伝子を導入した形質転換大腸菌を乾燥菌体重量濃度１〜１４０００ｍｇ／Ｌで含有させることにより、該アクリルアミドの製造、貯蔵又は輸送時における該アクリルアミドの重合を防止することを特徴とする、アクリルアミド水溶液の安定化方法。
前記乾燥菌体重量濃度が１０〜１４０００ｍｇ／Ｌである、請求項１記載の方法。
ロドコッカス・ロドクロウスに属する微生物菌体が、ロドコッカス・ロドクロウスＪ−１（受託番号：FERM BP-1478）若しくはロドコッカス・ロドクロウスＭ８（受託番号：VKPMB-S926）であるか、及び／又は、前記形質転換大腸菌が、大腸菌ＭＴ−１０８２２（受託番号：FERM BP-5785）である、請求項１又は２記載の方法。