JPH03247293A - 吸水性高分子量物質の製造法 - Google Patents

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、吸水性高分子量物質の製造法に関し、更に詳
細には、金属塩の水溶液に対する吸水能に優れ、かつ生
分解性を有する高分子量物質を微生物により効率良く生
産する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、吸水性ポリマーは、紙おむつ、生理用品など
の衛生用品：植物根部乾燥防止剤、肥料保持材などの園
芸用品：土質安定剤、逸泥防止剤、シーリング材などの
土木建築用途として広範囲に用いられている。

これらの吸水性ポリマーとしては、カルボキシメチルセ
ルロース架橋物（特開昭５８−１０４９０１号公報）、
ポリオキシエチレン架橋物（特公昭４８−２７０３９号
公報、特開昭６１−１３０２４号公報）、デンブンーア
クリロニ）　ＩＪルグラフト共重合体の加水分解物（特
公昭５３−４６１９９号公報）などが知られている。

しかしながら、これらのうち、カルボキシメチルセルロ
ース架橋物およびポリオキシエチレン架橋物は、満足す
べき吸水能と保水能を有するものではない。

また、デンプン−アクリロニトリルグラフト共重合体の
加水分解物は、吸水能および保水能の点で満足できるも
のの塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどの金属塩の
水溶液に対する吸水能は満足すべきものではない。

一方、多くの微生物は、細胞外に様々な構造を有するポ
リサッカライドを産生ずることが報告されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、金属塩の水溶液に対する吸水能および保水能
に優れた高分子量物質を微生物により効率良く生産する
方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、アグロバクテリウム・ラジオハｙ
　ター　ＪＳＲ１３株（以下、単ニｒＪｓＲ１３株」と
いう）を炭素源を含有する培地にて培養することを特徴
とする吸水性高分子量物質の製造法を提供するものであ
る。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で用いるＪＳＲ１３株は、本発明者が自然界より
分離した微生物である。該微生物の菌学的性質は以下の
とおりである。

ａ）形態的性質 （１）形　　　　　　　　　　　　桿菌大きさ　　　　
　　　　　　　０．５×１〜２．ＣＩＩｎ（２）運動性
　　　　　　　　　　あり鞭毛　　　　　　　　　　　
周鞭毛 （３）胞子　　　　　　　　　　　なしく４）　　ダラ
ム染色　　　　　　　　陰性ｂ）生理的性質 （１） （２） （３） （４） （５） （６） （７） （８） （９） （１０） （１１） （１２） （１３） （１４） （１５） （１６） （１７） （１８） （１９） （２０） 脱窒反応 ＭＲテスト ＶＰテスト インドールの生産 硫化水素の生産 澱粉加水分解 ゼラチン加水分解能 カゼイン加水分解能 色素の生成 ＹＭＡ培地 ３−ケトラクトースの生産 ウレアーゼ オキシダーゼ カタラーゼ リパーゼ アルギニンジヒドロラーゼ ＰＨＢの蓄積 プロトカテキン酸の開裂 ４１℃での生育 ｐｆ１３．６での生育 陰性 陰性 陰性 なし なし なし なし なし なし 生育良好 あり 陽性 陽性 陽性 陰性 陰性 なし オルト開裂 陰性 陰性 栄養要求性　　　　　　　　なし 酸素に対する特性　　　　　絶対好気性糖培地における
酸生産　　　陽性 リドマスミルク　　　　　　　アルカリ性窒素固定能　
　　　　　　　なし クラウンゴール形成能　　　なし 資化性 Ｄ−グルコース、Ｄ−フラクトース、シュークロース、
Ｄ−マンニトール、ラクトース、Ｌ−アラビノース、ク
エン酸、プロピオン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、酢酸 以上の菌学的性質は、バーシーズ・マニュアル・オブ・
システマチック・バクテリオロジー第１巻に記載された
アグロバクテリウム・ラジオバクターの菌学的性質と同
一のものである。なお、ＪＳＲ１３株は、通商産業省工
業技術院微生物工業技術研究所に微工研菌寄第１１２９
１号（ＦＩＥＲＭ　Ｐ−１１２９１）として寄託されて
いる。

本発明により、吸水性高分子量物質を製造する（２１） （２２） （２３） （２４） （２５） （２６） （２７） には、炭素源を含有する培地に、ＪＳＲ１３株を接種し
、通気攪拌しながら発酵を行えばよい。この場合、炭素
源としては、例えばグルコース、フラクトースなどの単
糖類、シュークロース、マルトースなどの三糖類もしく
はグリシドール、マンニトールなどの糖アルコール類の
ような糖類、廃糖蜜またはデンプンの加水分解物を挙げ
ることができ、グルタミン酸塩などの有機酸塩を組み合
わせて用いることができる。

また前記培地には、通常、窒素源として、例えば硝酸ナ
トリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウムなどの硝酸
塩または硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、塩化
アンモニウムなどのアンモニウム塩を、有機栄養源とし
て、例えば尿素、酵母エキス、麦芽エキスまたは肉エキ
スを含有させ、無機栄養源、例えばリン酸、硫酸マグネ
シウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウ
ム、塩化第二鉄などを適宜配合して用いられる。

培養は、例えば培地のｐｈを４〜８に保ち、１０〜３６
℃、好ましくは２８℃前後で好気的に行えばよい。培養
時間は、通常、１０−１００時間、好ましくは４０〜５
０時間である。

培養終了後、微生物を遠心分離などにより培養液から分
離する。ここで培養液から微生物を分離しにくい場合に
は、蒸留水で適当に希釈してから遠心分離を行えばよい
。微生物を分離したのちの培養液は、そのまま、または
適当な濃度に濃縮した後、塩酸などによりｐ）Ｉを例え
ば２〜３程度の酸性にし、１〜５倍量の有機溶媒、例え
ばエタノール、イソブロパノーノベアセトンなどを添加
し、吸水性高分子量物質を沈澱物として回収する。

回収した吸水性高分子量物質を精製するためには、再び
蒸留水に均一に赳濁させ、アルコールを用いて沈澱物と
して回収する操作を繰り返すか、あるいは透析膜を用い
て蒸留水中で透析する。

また、吸水性高分子量物質を乾怪物として得るためには
、吸水性高分子量物質水溶液の凍結乾燥を行うか、また
はアルコールを用いて沈澱物として回収した吸水性高分
子量物質を、エタノールなどで洗浄し、さらにアセトン
、エーテルなどで処理することにより水およびアルコー
ルを除去した後、乾燥を行う。

このようにして得られた吸水性高分子量物質は、ゲル濾
過クロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換
算数平均分子量が１万以上であり、必要に応じて適当な
金属の水酸化物、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどを
用いて水溶液状態で中和するこきによりこれらの塩にす
ることができる。なお、吸水性高分子量物質の塩の水溶
液からの回収および精製は、上記と同様にして行うこと
ができる。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１ マンニトール１０　ｇ　−ＫＨ２ＰＯ４０，５ｇ　、　
Ｍｇ５Ｌ・７Ｈ２００，２ｇ　、　ＮａＣｆ　０．１ｇ
　、　ＣａＣ０＋（ｐ）Ｉ調整剤）４．０ｇおよび酵母
エキス０．４ｇを含むＹＭＡ液体培地（ｐＨ６，８＞Ｌ
Ａに対して、ＪＳＲ１３株の前培養液１０−を植菌し、
３０℃で好気的に４８時間振とう培養した。培養終了後
、培養液を８．００Ｏｒｐｍにて遠心分離して微生物と
ＣａＣＤ５を除去し、透明な培養液を得た。この培養液
に１．５倍のイソプロパツールを加え、良く攪拌し、沈
澱物をガラス棒にからめ取り、蒸留水に懸濁させた。こ
の水溶液にエタノールを２．５倍量加えて沈澱物を形成
させた。これをエタノールで洗浄し、次いでアセトンで
処理した後、真空乾燥し、吸水性高分子量物質０．９ｇ
を得た。

実施例２ １１！中にマンニトール１０ｇ１グルタミン酸ナトリウ
ム５　ｇ　、　ＫＨ２ＰＯ４０，５８、ＮａＣ１０，１
ｇおよび酵母エキス０．４ｇを含み、Ｍｇ５Ｏ＝　・７
）ＩＪとＣａＣＬの最終濃度がそれぞれ２．５ｍＭにな
るように調製した液体培地（ｐＨ７，０＞　９０　ｍｌ
、に、ＪＳＲ１３株の前培養液１０−を植菌し、３０℃
で好気的に５時間振とう培養した後、その培養液１００
−を同様の液体培地９００ｍ１に加え、更に４８時間振
とう培養した。

培養終了後、培養液を８．００Ｏｒｐｍにて遠心分離し
て微生物を除去し、透明な培養液を得た。この培養液に
１．５倍量のイソプロパツールを加え、良く攪拌した後
、５．００Ｏｒｐｍにて遠心分離して、沈澱物を回収し
た。回収した沈澱物を蒸留水に懸濁し、この水溶液にＩ
Ｎ塩酸を滴下することによりｐＨを３に調整した。次い
で２．５倍量のエタノールを加え、再度沈澱物を形成さ
せた。この再度沈澱物を形成させる操作を２回繰り返し
た後、ジメチルエーテルで沈澱物を処理し、真空乾燥し
、吸水性高分子量物質２．２ｇを得た。

試験例１ 実施例１で得られた吸水性高分子量物質を、蒸留水また
は塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化
カルシウムもしくは塩化マグネシウムの０．９重量％水
溶液中にそれぞれ浸漬したところ（２５℃Ｘ１２時間）
、十分に膨潤したことが観察された。

試験例２ １１のビーカーに蒸留水または塩化ナトリウム、塩化リ
チウム、塩化カリウム、塩化カルシウムもしくは塩化マ
グネシウムの０．９重量％水溶液をそれぞれ入れ、実施
例２で得た吸水性高分子量物質の粉末１０＋ｎｇを入れ
た５Ｘ１０ｃｍのペーパーバックを浸漬しく２５℃Ｘ１
２時間）、浸漬後の重量を秤量し、下記式に従って吸収
能を算出した。

吸収能（ｇ／ｇ吸水性高分子量物質）−〔浸漬後のペー
パーバックの重量（ｇ）−仕込み吸水性高分子量物質の
重量（ｇ）−吸水性高分子量物質を入れずに浸漬したペ
ーパーバックの重量（ｇ））／仕込み吸水性高分子量物
質の重量（ｇ＞ 結果を第１表に示す。

第１表 〔発明の効果〕 本発明によれば、アグロバクテリウム・ラジオバクター
ＪＳＲ１３株を用いることにより、特に金属塩の水溶液
に対する吸水能および保水能に極めて優れた吸水性高分
子量物質を効率良く製造することができる。また、本発
明により得られる吸水性高分子量物質は、自然界に存在
する微生物が産生ずる高分子量物質であるので、ゴミな
どとして放置されても生分解され、放棄による環境破壊
の心配がない。従って、衛生用品、農園芸用途、食品添
加剤などの金属塩の水溶液の吸水および保水が必要とさ
れ、かつ、生分解が期待される用途に広く使用すること
ができる。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アグロバクテリウム・ラジオバクターＪＳＲ１３株
   を、炭素源を含有する培地にて培養することを特徴とす
   る吸水性高分子量物質の製造法。