JPH0363359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は、クロストリジウム属に属する新規
な細菌を用いて二酸化炭素と水素とから酢酸を製
造する方法に関するものである。 （従来技術） 常温の条件下で二酸化炭素と水素とを資化し
て、生育培地中に酢酸を蓄積する微生物として、
クリストリジウム・アセチカム、アセトバクテリ
ウム・ウツデイ、ユーバクテリウム・リモサム、
ブチルバクテリウム・メチロトロフイカム、クロ
ストリジウム・ストレインCV−AA1などが知ら
れていた。また高温の条件下では、アセトゲニウ
ム・キヴイ、クロストリジウム・サーモオートト
ロフイカム、クロストリジウム・サーモアセチカ
ムがある。 （発明の目的） 本発明者は、再生可能な資源であり自然界にお
びただしく存在し、かつ各種産業プロセスの最終
の廃棄物でもある二酸化炭素に着目し、これを将
来のエネルギー源として大量供給が期待されてい
る水素と反応させることにより、生化学的に酢酸
を製造する方法を検討し、この発明に到達した。 これまでに、二酸化炭素と水素とから酢酸を製
造する微生物として、前記のような菌が知られて
いるものの、二酸化炭素と水素とから酢酸の製造
を工業的に実施するために、解決すべき課題は、
まだ多い。中でも、酢酸の蓄積濃度および生産速
度の高い菌を得ることは重要である。そのために
は、二酸化炭素の水素とから酢酸を製造しうる新
菌種の創製がきわめて重要な手段となる。本発明
は、このような意図のもとに二酸化炭素と水素を
資化して、培地中に酢酸を蓄積する新規微生物を
得、これを用いた酢酸の新製法を提供することを
目的とする。 （発明の構成） 本発明は、二酸化炭素と水素とを基質として用
いて、クロストリジウム・エスピーNo.307を培養
し、生成蓄積された酢酸を回収することを特徴と
する酢酸の製造方法である。 本発明で用いられる微生物は、クロストリジウ
ム属に属し、二酸化炭素と水素で成育し、メタノ
ール資化生とゼラチン液化性がなく、インドール
生成試験陽性を示し、鞭毛があり、やや湾曲した
桿菌クロストリジウム・エスピーNo.307（以下本菌
と略記する）である。本菌は嫌気性菌で胞子を作
る桿菌である点でクロストリジウム属に属する菌
であると考えられるが、二酸化炭素と水素で成育
し、後で詳しく記す諸性質において公知の同属菌
と相違しており、新菌種であると考えられる。 正式の種名はまだ付されていないので、本発明
ではクロストリジウム・エスピーNo.307と表示す
る。 次に本菌の創製法および菌学的性質を示す。 （創製法） 本菌は北海道の平糸原野の土壌より下記の方法
より分離した。すなわち第１表に示す液体培地５
mlを試験管へ分注し滅菌後、嫌気グローブボツク
ス中で約0.3ｇの土壌を添加し、ブチルゴム栓で
密栓後、気相を水素（67％）と二酸化炭素（33
％）を含む除菌ガスに置換し、30℃で静置培養
し、約３週間毎に植え継ぎを行つた。２回液体培
地で植え継いだのち、第１表の培地に寒天３％を
加えた寒天培地を用いてロールチユーブ法（メソ
ツズ・イン・マイクロバイオロジー、３巻Ｂ、
117頁（1969）アカデミツク・プレス）により単
菌分離し本菌を得た。 （菌学的性質） 本発明の菌株の菌学的性質を示す。この菌学的
性質の検討には、「アンアエロブ・ラボラトリ
ー・マニユアル（Anaerobe Laboratory
Manual）第４版」（The V.I.P.Anaerobe
Laboratory Virginia Polytechnic Institute
and State University，Blackburg（1972）およ
び「バージーズ・マニユアル・オブ・デターミネ
イテイブ・バクテリオロジー（Bergey′s
Manual of Determinative Bact eriology）第
８版」「微生物と分類と同定」（長谷川武治著、学
会出版センター）に記載されている方法、培地組
成を用いた。 （顕微鏡的所見） １ 細胞の形および大きさ：単独もしくは２連の
やや湾曲した桿菌。幅0.6−0.8μｍ、長さ2.0〜
3.4μｍ ２ 鞭毛：周鞭毛 ３ 胞子：あり、ターミナル ４ グラム染色：陰性 （培地組成） 第１表に例示する。

【表】 （生育状態） 第１表の組成に３％寒天を加えた寒天培地での
生育は次の通りである。 形状：円形 周縁：円滑 隆起；わずかに盛上る 表面：円滑 色調：白〜クリーム色 （生理的性質） 酸素に対する態度：偏性嫌気性 生育の範囲（PH）至適PH：7.7 生育PH：6.0
〜8.0 （温度）至適温度：30℃ 生育温度：
25〜40℃ インドール生成：＋ ゼラチンの液化：− カタラーゼ産生：− デンプンの加水分解：− エスクリンの加水分解：＋ 色素の生成：− （炭素源の資化性） 第１表の基本培地に下記炭素源（１％）を含む
液体培地５mlを直径18mmの試験管に加え、無菌培
地を作成し本菌を植菌し気相を窒素（67％）と二
酸化炭素（33％）を含む除菌ガスに置換し、30℃
で14日間静置培養した。生育は600nｍの濁度を
分光計（スペクトロニツク20、島津製作所製）で
測定した。600nｍの濁度が炭素源を含まないコ
ントロールとの差が0.1未満のものを「資化しな
い」、0.1以上0.2未満のものを「わずかに資化す
る」0.2以上のものを「資化する」とした。 資化するもの：グルコース、フラクトース、キ
シロース、リボース、アラビノース、ラムノー
ス、マルトース、メリビオース、トレハロー
ス、セロビオース、マンニトール また上記の試験において窒素の代りに水素を
用いた場合には二酸化炭素も資化する。 わずかに資化するもの：該当なし 資化しないもの：ソルボース、ガラクトース、
サツカロース、ラクトース、ラフイノース、メ
レジトース、ソルビトール、メタノール、デン
プン （糖などからの酸の生成） 第１表の基本培地に上記の試験で資化すること
が確められた糖を１％添加し、気相を窒素（67
％）と二酸化炭素（33％）を含む除菌ガスに置換
し、本菌を植菌、30℃で静置培養した。すべての
炭素源において培地中には有機酸として酢酸が生
産された。 またペプトン・酵母エキス培地またはペプト
ン・酵母エキス・グルコース培地を用いた場合も
培地中には有機酸として酢酸が生産された。 （存来の類似種との比較など） 上記の菌学的性質から、No.307は、インドール
生成試験陽性を示す、偏性嫌気性のやや湾曲した
形のグラム陰性有胞子桿菌で、その主要醗酵代謝
産物が酢酸である菌株である。この性状からバー
ジーズ・マニユアル・オブ・デターミネイテイ
ブ・バクテリオロジー第８版及びアンアエロブ・
ラボラトリー・マニユアル第４版にもとずき検索
するとクロストリジウム（Clostridium）に属す
る菌株であると考えられる。そこでアンアエロ
ブ・ラボラトリー・マニユアル第４版で属の同定
のキーに従つて同定していくとクロストリジウ
ム・スフエノイデス（C.sphenoides）に行きあた
る。またバージーズ・マニユアル・オブ・デター
ミネイテイブ・バクテリオロジー第８版には諸性
状がNo.307と一致する菌種の記載はなかつた。No.
307とクロストリジウム・スフエノイデスの性状
を比較したところ共に偏性嫌気性の有胞子桿菌で
ある点で一致したが、第２表に示す点で両菌の性
状は違つていた。 本発明の菌株は、二酸化炭素と水素で成育して
酢酸を生ずる。クロストリジウム属に属する菌で
二酸化炭素と水素で成育する菌は４種知られてい
たが、これらのうち３種は直桿菌であり、残りの
１種（クロストリジウム・ストレインCV−
AA1）はメタノール資化性とゼラチン液化性が
ある点で、本発明とは区別できるものであつた。

【表】

【表】 以上のことから、本菌株はクロストリジウム属
に属する新菌種であると考えられるので、クロス
トリジウム・エスピーNo.307と命名した。 さらにこの菌株は工業技術院微生物工業技術研
究所に「微工研菌寄第7487号（FERM−Ｐ No.
7487）として寄託した。 （培養方法） 培養方法は原則的には、一般の微生物の場合と
同様であるが、酸素の混入を防ぐことが必要であ
り、実験室的には、ゴム栓等で密栓した培養器中
で、静置あるいは振盪する方法が用いられる。や
や大きい規模では、通常用いられる醗酵槽がその
まま利用でき、装置内の酵素は、窒素などの不活
性気体あるいは原料気体などで置換することによ
り嫌気的な雰囲気をつくることが可能である。醗
酵槽の形式は特に問わないが、普通に使用される
撹拌混合槽のほか、一段あるいは多段の気泡塔
型、ドラフトチユーブ型の醗酵槽も利用できる。 培養に用いる炭素源は、通常、二酸化炭素ガス
として供給するが、培地中に溶解二酸化炭素ある
いは炭酸塩、炭酸水素塩として加えることもでき
る。窒素源は塩化アンモニウムのごときアンモニ
ウム塩や硝酸ソーダのような硝酸塩のごとく、通
常の醗酵に用いうる各種の窒素化合物を用いるこ
とができる。 その他必要に応じ、リン酸二水素カリ、硫酸マ
グネシウム、硫酸マンガン、塩化ナトリウム、硫
酸鉄、塩化コバルト、塩化カルシウム、硫酸亜
鉛、硫酸銅、明ばん、モリブデン酸ソーダ、硼酸
などの無機化合物、あるいはビオチンや酵母エキ
スなどのビタミン類を添加することは、通常行な
われる通りである、 以下具体例により本発明を説明する。 実施例 １ クロストリジウム・エスピーNo.307株を以下の
ように培養した。第１表に示す培地を試験管へ５
ml分注滅菌後、同培地で培養を行つた培養液
100μを嫌気グローブボツクス（フアーマ社、
アナエロボツクス）中で添加し、ブチルゴム柱で
密栓したのち気相を水素（67％）と二酸化炭素
（33％）とを含む除菌ガスに置換し、30℃で静置
培養した。 培養液の一部を遠心分離機により菌体を分離
し、この上清をリン酸で酸性にして、ガスクロマ
トグラフイーにより生成物の定量を行なつた。 その結果、静置培養10日間で1.70ｇ／の酢酸
を生成した。（生成物の確認はガスクロマトグラ
フイー質量分析計によつた。） 実施例 ２ Ｌ字形試験管を用い、実施例１と同様に準備し
てクロストリジウム・エスピーNo.307株の振盪培
養を行なつた。測定方法も実施例１と同様に行な
い生成物を分析した結果10日間で2.50ｇ／の酢
酸を生成した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 二酸化炭素と水素とを基質として用いて、ク
   ロストリジウム・エスピーNo.307を培養し、生成
   蓄積された酢酸を回収することを特徴とする酢酸
   の製造法。