JPH0358278B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はセルロースからの含酸素化合物の製造
方法に関し、詳しくはセルロースを原料としてク
ロストリジウム・サーモセラムとクロストリジウ
ム・サーモサツカロリテイカムを混合培養するこ
とにより直接１段階で酢酸またはブタノールを主
とする含酸素化合物を製造する方法に関する。得
られる酪酸、ブタノール等の含酸素化合物は、食
品工業用、燃料用、溶剤用、塗料工業用等として
有用である。 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題
点〕 セルロースを原料として発酵法により酪酸、ブ
タノール等の含酸素化合物を製造する方法は種々
知られている。たとえばセルロースに単一の高温
嫌気性菌を作用させて１段でブタノールを製造す
る方法（特開昭58−31993号）が提案されている
が、この方法では酪酸2.2ｇ／、ブタノール1.5
ｇ／と生産量の低いものである。また、嫌気性
セルロース分解菌とクロストリジウム・サツカロ
バーブチルアセトニカムの混合培養による含酸素
化合物の製造方法（特開昭59−85295号）が知ら
れているが、ブタノール生産量が1.6ｇ／と低
く、さらに培養期間も２週間位という長期間を要
するという欠点がある。さらに、嫌気性高温性条
件下でサーモアンエアロバクター・エタノリカス
とクロストリジウム・サーモセラムを混合培養す
る方法（特開昭56−42582号）も提案されている
が、この方法はエタノールを製造するものであつ
て、酪酸、ブタノールは得られていない。 〔問題を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決し、発酵法により
セルロースから１段階で酪酸またはブタノールを
主とする含酸素化合物を高収量で製造する方法を
提供するものである。 すなわち本発明は、クロストリジウム・サーモ
セラムとクロストリジウム・サーモサツカロリテ
イカムをセルロースを含む培地に混合培養するこ
とにより酪酸またはブタノールを主とする含酸素
化合物を製造する方法である。 本発明においてセルロースとは、セルロース自
体のほかセルロースを主要成分とする物質を意味
する。具体的にはマツ、スギ、ブナ、ポプラなど
の木材；麻類、ミツマタ、稲ワラ、バガス、モミ
ガラなどの茎葉・ジン皮類；綿などの種子毛；新
聞紙、雑誌、ダンボール廃紙などの古紙類；その
他繊維質廃棄物；パルプ、セルロースパウダーな
どがあり、これらは必要に応じて粉砕その他の前
処理を施してから炭素源として用いることが望ま
しい。本発明においてセルロースは培地中に１〜
20重量％程度、好ましくは３〜10重量％の調合で
含まれるように用いる。培地中の他の成分である
窒素源、無機塩、その他発酵に必要な物質の種
類、添加量などは常法により適宜決定すればよ
い。また、培地は使用にあたり常法にしたがつて
殺菌を行なう。 次に、セルロース分解菌であるクロストリジウ
ム・サーモセラムとしては既知の菌株を使用しう
るが、特にクロストリジウム・サーモセラムＣ−
27株（FERM Ｐ−7451）、同Ｃ−315株（FERM
Ｐ−7872）、同ATCC 27405株、同Ｃ−2719株
（FERM Ｐ−8275）などが好適である。ここで
クロストリジウム・サーモセラムＣ−27株の菌学
的性質は特開昭60−172289号に、クロストリジウ
ム・サーモセラムＣ−315株の菌学的性質は特開
昭61−128898号にそれぞれ記載されている。ま
た、クロストリジウム・サーモセラムＣ−2719株
はＣ−27株の突然変異株である。このＣ−2719株
の創製方法は次の通りである。 Ｃ−2719株の創製方法 親株としてＣ−27株を第１表に示す培地で18
時間嫌気的に培養した。培養終了後、遠心分離に
より集菌し、培地（第１表）で２回洗浄後、Ｎ
−メチル−N′−ニトロ−Ｎ−ニトロソグアニジ
ン0.1mg／mlに懸濁し、60℃で１時間振とうする
ことにより変異処理した。 次いで、遠心分離により集菌した後、培地で
２回洗浄した後、メチルビオロゲン50mg／mlを添
加した培地（第１表）で24時間培養した。得ら
れた培養液を適当に希釈し、メチルビオロゲン50
mg／mlを添加した培地でロールチユーブ培養
（寒天３％添加）を行なつた。60℃で３日間培養
して生じたコロニーからＣ−2719株を分離した。
方法に関し、詳しくはセルロースを原料としてク
ロストリジウム・サーモセラムとクロストリジウ
ム・サーモサツカロリテイカムを混合培養するこ
とにより直接１段階で酢酸またはブタノールを主
とする含酸素化合物を製造する方法に関する。得
られる酪酸、ブタノール等の含酸素化合物は、食
品工業用、燃料用、溶剤用、塗料工業用等として
有用である。 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題
点〕 セルロースを原料として発酵法により酪酸、ブ
タノール等の含酸素化合物を製造する方法は種々
知られている。たとえばセルロースに単一の高温
嫌気性菌を作用させて１段でブタノールを製造す
る方法（特開昭58−31993号）が提案されている
が、この方法では酪酸2.2ｇ／、ブタノール1.5
ｇ／と生産量の低いものである。また、嫌気性
セルロース分解菌とクロストリジウム・サツカロ
バーブチルアセトニカムの混合培養による含酸素
化合物の製造方法（特開昭59−85295号）が知ら
れているが、ブタノール生産量が1.6ｇ／と低
く、さらに培養期間も２週間位という長期間を要
するという欠点がある。さらに、嫌気性高温性条
件下でサーモアンエアロバクター・エタノリカス
とクロストリジウム・サーモセラムを混合培養す
る方法（特開昭56−42582号）も提案されている
が、この方法はエタノールを製造するものであつ
て、酪酸、ブタノールは得られていない。 〔問題を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決し、発酵法により
セルロースから１段階で酪酸またはブタノールを
主とする含酸素化合物を高収量で製造する方法を
提供するものである。 すなわち本発明は、クロストリジウム・サーモ
セラムとクロストリジウム・サーモサツカロリテ
イカムをセルロースを含む培地に混合培養するこ
とにより酪酸またはブタノールを主とする含酸素
化合物を製造する方法である。 本発明においてセルロースとは、セルロース自
体のほかセルロースを主要成分とする物質を意味
する。具体的にはマツ、スギ、ブナ、ポプラなど
の木材；麻類、ミツマタ、稲ワラ、バガス、モミ
ガラなどの茎葉・ジン皮類；綿などの種子毛；新
聞紙、雑誌、ダンボール廃紙などの古紙類；その
他繊維質廃棄物；パルプ、セルロースパウダーな
どがあり、これらは必要に応じて粉砕その他の前
処理を施してから炭素源として用いることが望ま
しい。本発明においてセルロースは培地中に１〜
20重量％程度、好ましくは３〜10重量％の調合で
含まれるように用いる。培地中の他の成分である
窒素源、無機塩、その他発酵に必要な物質の種
類、添加量などは常法により適宜決定すればよ
い。また、培地は使用にあたり常法にしたがつて
殺菌を行なう。 次に、セルロース分解菌であるクロストリジウ
ム・サーモセラムとしては既知の菌株を使用しう
るが、特にクロストリジウム・サーモセラムＣ−
27株（FERM Ｐ−7451）、同Ｃ−315株（FERM
Ｐ−7872）、同ATCC 27405株、同Ｃ−2719株
（FERM Ｐ−8275）などが好適である。ここで
クロストリジウム・サーモセラムＣ−27株の菌学
的性質は特開昭60−172289号に、クロストリジウ
ム・サーモセラムＣ−315株の菌学的性質は特開
昭61−128898号にそれぞれ記載されている。ま
た、クロストリジウム・サーモセラムＣ−2719株
はＣ−27株の突然変異株である。このＣ−2719株
の創製方法は次の通りである。 Ｃ−2719株の創製方法 親株としてＣ−27株を第１表に示す培地で18
時間嫌気的に培養した。培養終了後、遠心分離に
より集菌し、培地（第１表）で２回洗浄後、Ｎ
−メチル−N′−ニトロ−Ｎ−ニトロソグアニジ
ン0.1mg／mlに懸濁し、60℃で１時間振とうする
ことにより変異処理した。 次いで、遠心分離により集菌した後、培地で
２回洗浄した後、メチルビオロゲン50mg／mlを添
加した培地（第１表）で24時間培養した。得ら
れた培養液を適当に希釈し、メチルビオロゲン50
mg／mlを添加した培地でロールチユーブ培養
（寒天３％添加）を行なつた。60℃で３日間培養
して生じたコロニーからＣ−2719株を分離した。
【表】
本菌は下記の性質を有している。
(a) 次の各培地での生育状況
肉汁で生育せず
肉汁寒天培地で生育せず
ゼラチン培地で生育せず
ペプトン水で生育せず
リトマスミルクで生育せず
下記組成の培地ですこぶるよく生育する
表 培地組成
第１リン酸カリウム 1.5ｇ
第２リン酸カリウム 2.9ｇ
硫酸アンモニウム 1.3ｇ
硫酸第１鉄（７水塩） 0.00125ｇ
塩化マグネシウム（６水塩） 1.0ｇ
塩化カルシウム 0.15ｇ
酵母エキス 2.0ｇ
システイン塩酸塩 0.5ｇ
寒天（固体培地のみ） 20.0ｇ
蒸 留 水 1000ml
炭素源（ろ紙またはセロビオース） 10ｇ
pH7.0
(b) 形態
大きさ 0.3〜0.8×２〜10μｍ
形 状 桿形
胞 子有り、卵形 1.0〜1.5×1.2〜2.0μｍ端生
運動性 有り、周鞭毛
集落の形状 白色、半透明、円形できわめ
て小さい。 (c) 生理的性質 最適生育条件 PH7.0、60℃、嫌気性 生育しうる条件
PH6.0〜9.0、温度50℃〜70℃ グラム陰性 抗酸性なし メチルレツド試験 陽性 フオーゲス・ブロスカウエル反応 陽性 インドール生成せず 硫化水素生成せず 硝酸塩の還元性 利用性なし カタラーゼ生成せず ゼラチン・カゼインを液化せず 澱粉を加水分解しない クエン酸利用性なし 牛乳を凝固せず アンモニウム塩・グルタミン酸を利用する ウレアーゼ活性なし メチルビオロゲン耐性である 黄色色素を作らない (d) 各種炭素源の利用性 Ｌ−アラビノース −，メレジトース − Ｄ−アラビノース −，デキストリン − Ｄ−フラクトース ＋，グリコーゲン − Ｄ−ガラクトース −，スターチ − Ｄ−ダルコース ＋，アミグダリン − Ｄ−マンノース −，エスクリン − Ｌ−ラムノース −，サリシン − Ｄ−リボース −，エリスリトール − Ｄ−キシロース −，イノシトール − セロビオース ＋，マンニトール − ラクトース −，グリセロール − マルトース −，ズルシトール − シユクロース −，ソルビトール ＋ メリビオース −，アドニトール − トレハロース −，セルロース ＋ ラフイノース − なお、本菌と親株であるクロストリジウム・サ
ーモセラムＣ−27株とのメチルビオロゲン耐性に
おける比較を第２表に示す。
て小さい。 (c) 生理的性質 最適生育条件 PH7.0、60℃、嫌気性 生育しうる条件
PH6.0〜9.0、温度50℃〜70℃ グラム陰性 抗酸性なし メチルレツド試験 陽性 フオーゲス・ブロスカウエル反応 陽性 インドール生成せず 硫化水素生成せず 硝酸塩の還元性 利用性なし カタラーゼ生成せず ゼラチン・カゼインを液化せず 澱粉を加水分解しない クエン酸利用性なし 牛乳を凝固せず アンモニウム塩・グルタミン酸を利用する ウレアーゼ活性なし メチルビオロゲン耐性である 黄色色素を作らない (d) 各種炭素源の利用性 Ｌ−アラビノース −，メレジトース − Ｄ−アラビノース −，デキストリン − Ｄ−フラクトース ＋，グリコーゲン − Ｄ−ガラクトース −，スターチ − Ｄ−ダルコース ＋，アミグダリン − Ｄ−マンノース −，エスクリン − Ｌ−ラムノース −，サリシン − Ｄ−リボース −，エリスリトール − Ｄ−キシロース −，イノシトール − セロビオース ＋，マンニトール − ラクトース −，グリセロール − マルトース −，ズルシトール − シユクロース −，ソルビトール ＋ メリビオース −，アドニトール − トレハロース −，セルロース ＋ ラフイノース − なお、本菌と親株であるクロストリジウム・サ
ーモセラムＣ−27株とのメチルビオロゲン耐性に
おける比較を第２表に示す。
本発明によれば、セルロースから１段階で酪酸
またはブタノールを主とする含酸素化合物を効率
よく高収量で製造することができる。また、発酵
を60℃程度の高温で行なえるため、発酵槽の冷却
コストの低減、殺菌汚染の防止等を図ることが可
能である。 しかも、本発明の方法によつて得られる含酸素
化合物は、たとえば酪酸は着香料等として食品工
業等の分野で有用であり、また、ブタノール等の
アルコール類は燃料用、溶剤用、塗料工業用等と
して有用である。 〔実施例〕 次に、本発明を実施例により詳しく説明する。 実施例 １ 種培養液として第１表に示した培地にクロス
トリジウム・サーモサツカロリテイカムCB−
1666株（FERM Ｐ−8274）、第１表に示した培
地にクロストリジウム・サーモセラムＣ−27株
（FERM Ｐ−7451）を接種し、それぞれ60℃に
て18時間培養したものを用意した。 上記CB−1666株培養液0.2mlとＣ−27株培養液
0.5mlを第１表に示した培地10mlに接種し、50
ml容ネジ口試験管中で、60℃にて10日間嫌気的に
振とう培養（回転数120rpm）を行なつた。 得られた培養物から遠心分離により菌体等の固
形分を除き、リン酸（33mg／ml）を加えて酸性と
したのちガスクロマトグラフ（担体クロモソルブ
101、ガラスカラム２ｍ、FID検出器）により生
産物を分析した。結果を第３表に示す。セルロー
ス分解量を培養終了液にギ酸１mlを加えて溶菌
後、過して残存セルロースを集め、乾燥重量を
求めて初期添加量との差として求めた。 実施例 ２〜15 実施例１において、クロストリジウム・サーモ
サツカロリテイカムCB−1666株、クロストリジ
ウム・サーモセラムＣ−27株の代りにそれぞれ第
３表に示す菌株を用いたこと以外は実施例１と同
様に行なつた。結果を第３表に示す。 実施例 ８〜15 実施例１においてクロストリジウム・サーモサ
ツカロリテイカムCB−1666株、クロストリジウ
ム・サーモセラムＣ−27株の代りにそれぞれ第３
表に示す菌株を用いたことおよび培地（第１
表）に含まれるセルロース粉末（CP）の量、メ
チルビオロゲン色素（MV）の添加量、培養日数
をそれぞれ第３表に示すようにしたこと以外は実
施例１と同様にした。結果を第３表に示す。 比較例 １〜７ 実施例１におけるクロストリジウム・サーモサ
ツカロリテイカムCB−1666株とクロストリジウ
ム・サーモセラムＣ−27株の混合培養の代りに、
第３表に示す菌株の種培養液0.7mlを単独で第３
表に示す培養条件で培養したこと以外は実施例１
と同様に行なつた。結果を第３表に示す。
またはブタノールを主とする含酸素化合物を効率
よく高収量で製造することができる。また、発酵
を60℃程度の高温で行なえるため、発酵槽の冷却
コストの低減、殺菌汚染の防止等を図ることが可
能である。 しかも、本発明の方法によつて得られる含酸素
化合物は、たとえば酪酸は着香料等として食品工
業等の分野で有用であり、また、ブタノール等の
アルコール類は燃料用、溶剤用、塗料工業用等と
して有用である。 〔実施例〕 次に、本発明を実施例により詳しく説明する。 実施例 １ 種培養液として第１表に示した培地にクロス
トリジウム・サーモサツカロリテイカムCB−
1666株（FERM Ｐ−8274）、第１表に示した培
地にクロストリジウム・サーモセラムＣ−27株
（FERM Ｐ−7451）を接種し、それぞれ60℃に
て18時間培養したものを用意した。 上記CB−1666株培養液0.2mlとＣ−27株培養液
0.5mlを第１表に示した培地10mlに接種し、50
ml容ネジ口試験管中で、60℃にて10日間嫌気的に
振とう培養（回転数120rpm）を行なつた。 得られた培養物から遠心分離により菌体等の固
形分を除き、リン酸（33mg／ml）を加えて酸性と
したのちガスクロマトグラフ（担体クロモソルブ
101、ガラスカラム２ｍ、FID検出器）により生
産物を分析した。結果を第３表に示す。セルロー
ス分解量を培養終了液にギ酸１mlを加えて溶菌
後、過して残存セルロースを集め、乾燥重量を
求めて初期添加量との差として求めた。 実施例 ２〜15 実施例１において、クロストリジウム・サーモ
サツカロリテイカムCB−1666株、クロストリジ
ウム・サーモセラムＣ−27株の代りにそれぞれ第
３表に示す菌株を用いたこと以外は実施例１と同
様に行なつた。結果を第３表に示す。 実施例 ８〜15 実施例１においてクロストリジウム・サーモサ
ツカロリテイカムCB−1666株、クロストリジウ
ム・サーモセラムＣ−27株の代りにそれぞれ第３
表に示す菌株を用いたことおよび培地（第１
表）に含まれるセルロース粉末（CP）の量、メ
チルビオロゲン色素（MV）の添加量、培養日数
をそれぞれ第３表に示すようにしたこと以外は実
施例１と同様にした。結果を第３表に示す。 比較例 １〜７ 実施例１におけるクロストリジウム・サーモサ
ツカロリテイカムCB−1666株とクロストリジウ
ム・サーモセラムＣ−27株の混合培養の代りに、
第３表に示す菌株の種培養液0.7mlを単独で第３
表に示す培養条件で培養したこと以外は実施例１
と同様に行なつた。結果を第３表に示す。
【表】
【表】
＊１ セルロースパウダー
＊２ メチルビオロゲン
＊２ メチルビオロゲン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ クロストリジウム・サーモセラムとクロスト
リジウム・サーモサツカロリテイカムをセルロー
スを含む培地に混合培養することにより酪酸また
はブタノールを主とする含酸素化合物を製造する
方法。 ２ 培地にビオロゲン色素を添加して混合培養す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14680685A JPS6211097A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | セルロ−スからの含酸素化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14680685A JPS6211097A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | セルロ−スからの含酸素化合物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6211097A JPS6211097A (ja) | 1987-01-20 |
| JPH0358278B2 true JPH0358278B2 (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=15415949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14680685A Granted JPS6211097A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | セルロ−スからの含酸素化合物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6211097A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2250274B1 (en) | 2008-03-12 | 2015-04-08 | Lanzatech New Zealand Limited | Microbial alcohol production process |
| CN101851650A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-10-06 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种纤维素原料的糖化方法 |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP14680685A patent/JPS6211097A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6211097A (ja) | 1987-01-20 |
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