JPH0438396B2 - - Google Patents
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Description
〔発明の詳細な説明〕
本発明は成形に関し、特にβ−ヒドロキシブチ
レート重合体からの物品の成形に関する。 ポリ(β−ヒドロキシブチレート)は、式−
CH(CH3)・CH2・CO・C− なる繰返し単位からなる熱可塑性ポリエステルで
あり、このものは多くの微生物、殊に細菌、例え
ばアルカリゲネス、アチオロージウム、アゾトバ
クテル、バシルス、ノルカジア、シユードモナ
ス、リゾビウムおよびスピリルリウム属の細菌に
よつてエネルギー貯蔵物質として蓄積される。 上記の重合体は、微生物を水性媒中でエネルギ
ーおよび炭素源として適切な基質(例えば炭水化
物またはメタノール)を用いて培養することによ
り調製するのが便宜である。もちろん、その基質
は微生物によつて資化されうるものでなければな
らない。重合体の蓄積を促進させるには、培養の
少なくとも一部を、微生物の繁殖にとつて必須で
あるが重合体蓄積のためには要求されない栄養が
制限される条件下で実施するのが好ましい。その
ために適当な方法の例は、欧州特許第15669号お
よび第46344号明細書に記載されている。 β−ヒドロキシブチレート単位とその他のヒド
ロキシカルボン酸単位(例えばβ−ヒドロキシバ
レリン酸単位)との両方を含む重合体も微生物学
的に産生しうる。従つて微生物学的に産生される
β−ヒドロキシブチレート残基とβ−ヒドロキシ
バレレート残基を含むヘテロ重合体は、ワーレン
等によつて「Environmental Science and
Technology」8(1974),576−579に記載されて
いる。また欧州特許第52459号および第69497号明
細書に記載されているように、種々の共重合体
が、共重合体に対してβ−ヒドロキシバレレート
単位を与えるプロピオン酸のようなある種の基質
上で微生物を培養することによつて産生される。 従つて以下の記載において「HB重合体」と
は、ホモ重合体ポリ(β−ヒドロキシブチレー
ト)ばかりでなく、β−ヒドロキシブチレート残
基が重合体鎖の少なくとも50モル%をなす共重合
体を意味するものとする。 HB重合体は、種々の方法(一般に溶剤抽出操
作が含まれる)によつて菌体(細胞)懸濁液から
抽出しうる。提案されてきている方法の例として
は、アセトンでの処理のような方法による細胞の
破壊をなし、次いで破壊細胞からのHB重合体の
溶剤抽出を行う方法がある。そのような方法の例
は、米国特許第3036959号および第3044942号に記
載されており、その方法で使用される溶剤はピリ
ジン、またはメチレンクロリドとエタノールとの
混合物である。菌体で産生される形態のHB重合
体のためのその他の抽出溶剤としては、1,2−
プロピレンカーボネートのような環式カーボネー
ト(米国特許第4101533号参照)、クロロホルム
(米国特許第3275610号参照)、および1,2−ジ
クロルエタン(欧州特許第15123号参照)がある。 米国特許第3275610号明細書にはその他の細胞
破壊方法、すなわち超音波振動、磨砕、フレンチ
プレス、凍結/解凍重複サイクルおよび分解酵素
処理法等が記載されている。また前述の欧州特許
第15123号明細書に記載されているような細胞懸
濁液の噴霧ないしフラツシユ乾燥処理によると、
HB重合体を溶剤抽出可能とするように細胞を充
分に透過性にすることができる。 HB重合体から成形物品を製造するには、一般
に、微生物細胞(菌体)から抽出されたHB重合
体を用いることが必要である。しかし、そのよう
な抽出操作は製品コストを著しく上昇させ、従つ
て可能ならば抽出重合体の使用量を減少させるこ
とは望ましいであろう。 しかし、若干の応用については、抽出重合体の
使用によつてもたらされる高品質物品は必ずしも
必要とされない。高品質が要求されない用途の一
例は、成形された種子トレイまたは育苗ポツトで
ある。実際に、米国特許第3107172号明細書には、
ポリ(β−ヒドロキシブチレート)を含有する乾
燥菌体を全く抽出処理せずに成形用材料として使
用することが提案されている。我々は、そのよう
な乾燥菌体は圧縮成形されうるが、それ以上の温
度では含まれる重合体が分解してしまう190〜200
℃でさえも、高粘度を有するので、重合体溶融物
の著しい流動を伴なうその他の熱可塑成形法、例
えば押出または射出成形法では加工できないこと
を発見した。 我々は、その理論に拘束される意志はないが、
細胞壁破壊処理を行なわない場合にもたらされる
高粘度は、重合体顆粒が菌体細胞壁内に閉じ込め
られているからであると考える。その重合体は成
形温度において溶融するけれども、菌体細胞壁に
束縛されるので流動することができない。 HB重合体組成物が射出成形または押出し成形
されうるようにするには、その溶融流動時間が下
記操作で測定して15分以下であることが必要であ
ることが判つた。 溶融流動時間測定法:3.5gの組成物を、2mm
の直径および8mmのランド長さの円形オリフイス
を有するダイスを備えた溶融流動グレイダー(英
国ウエルウインのDaventest製)のバレルに仕込
む。そのバレルを、組成物中の最も高い融点の
HB重合体の融点よりも10℃高い温度に維持す
る。すなわちHB重合体がβ−ヒドロキシブチレ
ートのホモ重合体の場合には190℃に維持する。
5分間の温度上昇期間の後、10Kgの荷重を、0.16
Kgの重量のピストンに掛ける。「溶融流動時間」
は、その5分間の温度上昇期間を含めて、ダイス
を2gの組成物が押出されるのに要する合計時間
である。 乾燥細胞は、抽出HB重合体(このものは乾燥
細胞中のHB重合体と同一であつても、相異なつ
てもよい)を含む組成物において生分解性充填材
として使用しうるけれども、15分以下の溶融流動
時間を有する組成物を得るには、組成物が少なく
とも50重量%の抽出HB重合体を含むことが必要
である。そのような多量の抽出HB重合体を使用
することは、抽出操作のコストを考慮すると、多
くの用途にとつて不経済である。 我々は、乾燥前または後に細胞(菌体)を細胞
壁破壊処理に付すならば、可成の量のそのような
破壊、乾燥細胞を含む組成物に15分以下の溶融流
動時間を与えるのに必要な抽出HB重合体の量を
削減することができ、時には全く用いなくてもよ
いことがあることを発見した。 従つて本発明は少なくとも30重量%のHB重合
体を含む微生物の乾燥細胞少なくとも50重量%
と;抽出HB重合体0〜50重量%と;からなる組
成物であつて、その乾燥細胞は乾燥前または後に
細胞壁破壊処理に付されることにより該組成物が
15分以下の溶融流動時間を有するようにしたもの
であることを特徴とする上記組成物が提供され
る。 また本発明によれば、そのような組成物を押出
しまたは射出成形することからなる成形物品の製
法も提供される。 微生物細胞(菌体)は水性懸濁物の形態で得ら
れる。従つて細胞はその懸濁液から分離し、乾燥
されなければならない。 HB重合体を含む細胞の水性懸濁液の噴霧乾燥
は、例えば前述の欧州特許第15123号明細書に記
載されるように、溶剤によつて細胞からHB重合
体を抽出させうるに充分な透過性を細胞壁に付与
するけれども、我々は、そのような噴霧乾燥細胞
を使用した場合には、15分以下の溶融流動時間を
与えるのに必要とされる抽出HB重合体の添加量
をそれ程著しくは削減しえないことを発見した。 従つて、噴霧乾燥法の場合のように単に細胞を
溶剤透過性にする以外の細胞壁破壊方法を用いる
必要がある。適当な細胞壁破壊法の例としては、
自己消化;次亜塩素酸塩での消化(例えば次亜塩
素酸ナトリウム使用);凍結/解凍繰返しサイク
ル;分解酵素での処理;細胞構成要素(HB重合
体以外)についての溶剤での処理(例えばアセト
ンはそのような溶剤である);あるいは細胞の剪
断処理を含む操作、例えば欧州特許第46335号明
細書に記載されるような破砕(ミーリング)、均
質化(ホモジナイザー使用)、フレンチプレス、
超音波振動法、加圧下で細胞懸濁液を100℃以上
に加熱し次いでオリフイスを介してその加熱懸濁
液を押出して圧力解放する方法;等がある。 水性細胞懸濁液を単にある時間にわたつて放置
することによる細胞壁の自己消化は、効果的な細
胞壁破壊方法であり、特に上述のその他の方法の
ような細胞壁破壊操一またはそれ以上を後続して
実施する場合には効果的である。自己消化の程度
は細胞の量と関連した細胞懸濁液中の溶存酸素の
相対量によつて左右されることになるので、自己
消化を受ける細胞の割合は、細胞懸濁液を曝気し
ない限り、細胞懸濁液のバイオマス濃度が増すに
つれて、低減することになる。自己消化速度は、
細胞懸濁液を培養槽から取出して10時間以内に細
胞を乾燥させる場合に自己消化量が多くなるよう
である。懸濁液を曝気(例えば空気散布により)
しないならば、自己消化の量は、約3日放置して
も著しくは変化しない。懸濁液を単に数日間放置
して自己消化させ、次いで別の細胞壁破壊処理に
付す場合には、15分以下の溶融流動時間を有する
組成物を得るのに抽出HB重合体の添加はほとん
どまたは全く必要とされない。しかし、自己消化
後にさらに別の細胞壁破壊処理を実施しない場
合、あるいは自己消化の量が著しくなくてさらに
別の細胞壁破壊処理を実施する場合には、組成物
には10〜40重量%の抽出HB重合体を含ませるこ
とが必要とされるが、特に苛酷な細胞壁破壊処理
方法、例えばフレンチプレス法を用いるならば、
たとえ自己消化処理を行なわなくても抽出HB重
合体の添加は必要とされないことがある。 好ましい細胞壁破壊法は、自己消化済の細胞壁
破壊法は、自己消化済の細胞懸濁液を破砕(ミー
リング)し、次いで破砕(ミーリング)済の懸濁
液を(例えば噴霧乾燥法)で乾燥することからな
る。典型的には固形分7%の自己消化済の懸濁液
を市販の「Dyno−mill」に75/時の流量で一
回通過させることにより破砕(ミーリング)し
て、位相差顕微鏡で実質的な細胞崩壊が認められ
る状態にする。 細胞破壊処理自体では、抽出HB重合体の添加
をしなければ15秒以下の溶融流動時間を組成物に
与えるのに不充分であるけれども、細胞壁破壊に
よつて、その破壊細胞内のHB重合体が溶融した
ときにはある程度の潤滑効果を発揮し、それによ
り抽出HB重合体の必要量を削減させるようにす
ると考えられる。 破壊された乾燥細胞は、抽出HB重合体の必要
量を有意に削減させるには、少なくとも30重量%
のHB重合体を含有すべきである。好ましくは、
破壊、乾燥細胞は少なくとも40重量%、殊に少な
くとも50重量%のHB重合体を含有する。抽出
HB重合体の添加が必要とされる場合にその必要
量は乾燥、破壊細胞のHB重合体含有と細胞破壊
の程度とに左右されることになる。 組成物は少なくとも50重量%、好ましくは少な
くとも70重量%の乾燥、破壊細胞(菌体)を含
む。組成物は必要とされうる何らかの抽出HB重
合体に加うるに、その他の材料も含んでよく、例
えば炭酸カルシウム、シリカのような不活性充填
剤または細胞壁破壊処理を受けないHB重合体含
有微生物の乾燥菌体さえも含みうる。 多くの場合に、抽出HB重合体の必要量は、組
成物の重量の30%以下となろう。抽出HB重合体
を用いる場合にはその抽出HB重合体と、何らか
のその他の諸成分とは、慣用の粉末混合法によつ
て乾燥細胞と混合することができる。 押出または射出成形操作における所要加工温度
は、組成物中の最も高融点のHB重合体の種類に
左右されよう。ポリ(β−ヒドロキシブチレー
ト)、すなわちホモ重合体では、180〜200℃のオ
ーダーの加工温度が必要とされる。ホモ重合体は
180℃のオーダーの融点を有するけれども、HB
共重合体類はそれよりも一般に低い融点を有し、
時には約120℃のような低い融点を有する。従つ
て共重合体を用いることにより場合によつては低
い加工温度を採用することができる。 本発明を以下の実施例により説明する。 実施例 1 欧州特許第46344号明細書に記載される方法で
基質としてグルコースを用いてアルカリゲネス・
オイトロフス(Alcaligenes eutrophus)変異株
S301/C5(NCIB寄託第11599号)の水性懸濁液を
得て、これを遠心分離により54g/の固形分ま
で濃縮した。この菌体(細胞)は、60重量%のポ
リ(β−ヒドロキシブチレート)含有量であつ
た。懸濁液を培養槽から取出した後、室温で4日
間放置して自己消化を起こさせ、次いでこの懸濁
液のいくつかのサンプルを採り下記の種の処理に
付した。 (a) 懸濁液を15分間5700rmpで遠心分離し、得ら
れたペレツト状物を凍結乾 燥した。 (b) 懸濁液を、入口空気温度240℃、出口空気温
度を110℃として噴霧乾燥した 。 (c) 懸濁液を、「ダイノミル(Dyno−mill)」タ
イプKDS(スイス、Wi lly A.Bachofen)に60
/時の流量で通すことにより破砕し、次いで
(b)のようにして噴霧乾燥した。 (d) 懸濁液を(c)のように破砕し、次いで(a)のよう
に遠心分離し、凍結乾燥した。 (e) APV実験室用ホモジナイザー(モデルISM
−88A)を34MN/m2の操作 圧力で用いて懸
濁液を均質化し、次いで(a)のように遠心分離お
よび凍結乾燥した。 (f) フレンチ圧力プレスを10MN/m2の操作圧力
および30分の圧力サイクル時間 で用いて懸濁
液をフレンチプレス処理し、次いで(a)のように
遠心分離および凍結乾燥し た。 (g) DAWE Soniprobeタイプ7532Aを110ワツト
の出力で30分 用いて懸濁液を超音波処理し、
次いで(a)のように遠心分離および凍結乾燥し
た。 (h) 懸濁液を−18℃に凍結し、次いで解凍して室
温とし、次いで(a)のように遠心分 離および凍
結乾燥した。 (i) 懸濁液を(a)のように遠心分離してペレツト状
物を得て、これをアセトン中に6時 間再懸濁
させた。そのアセトンを次いで過により除去
し、次いで菌体(細胞)を真空 オーブン中で
乾燥した。 上記の(e)を除く各操作を、最初の自己消化処理
を経ない同様な細胞懸濁液について繰返えした。
これらの各処理および乾燥工程は、細胞(すなわ
ち菌体)懸濁液を培養槽から取出してから10時間
以内に実施した。 溶融流動時間を190℃で測定した。結果を次表
に示す。
レート重合体からの物品の成形に関する。 ポリ(β−ヒドロキシブチレート)は、式−
CH(CH3)・CH2・CO・C− なる繰返し単位からなる熱可塑性ポリエステルで
あり、このものは多くの微生物、殊に細菌、例え
ばアルカリゲネス、アチオロージウム、アゾトバ
クテル、バシルス、ノルカジア、シユードモナ
ス、リゾビウムおよびスピリルリウム属の細菌に
よつてエネルギー貯蔵物質として蓄積される。 上記の重合体は、微生物を水性媒中でエネルギ
ーおよび炭素源として適切な基質(例えば炭水化
物またはメタノール)を用いて培養することによ
り調製するのが便宜である。もちろん、その基質
は微生物によつて資化されうるものでなければな
らない。重合体の蓄積を促進させるには、培養の
少なくとも一部を、微生物の繁殖にとつて必須で
あるが重合体蓄積のためには要求されない栄養が
制限される条件下で実施するのが好ましい。その
ために適当な方法の例は、欧州特許第15669号お
よび第46344号明細書に記載されている。 β−ヒドロキシブチレート単位とその他のヒド
ロキシカルボン酸単位(例えばβ−ヒドロキシバ
レリン酸単位)との両方を含む重合体も微生物学
的に産生しうる。従つて微生物学的に産生される
β−ヒドロキシブチレート残基とβ−ヒドロキシ
バレレート残基を含むヘテロ重合体は、ワーレン
等によつて「Environmental Science and
Technology」8(1974),576−579に記載されて
いる。また欧州特許第52459号および第69497号明
細書に記載されているように、種々の共重合体
が、共重合体に対してβ−ヒドロキシバレレート
単位を与えるプロピオン酸のようなある種の基質
上で微生物を培養することによつて産生される。 従つて以下の記載において「HB重合体」と
は、ホモ重合体ポリ(β−ヒドロキシブチレー
ト)ばかりでなく、β−ヒドロキシブチレート残
基が重合体鎖の少なくとも50モル%をなす共重合
体を意味するものとする。 HB重合体は、種々の方法(一般に溶剤抽出操
作が含まれる)によつて菌体(細胞)懸濁液から
抽出しうる。提案されてきている方法の例として
は、アセトンでの処理のような方法による細胞の
破壊をなし、次いで破壊細胞からのHB重合体の
溶剤抽出を行う方法がある。そのような方法の例
は、米国特許第3036959号および第3044942号に記
載されており、その方法で使用される溶剤はピリ
ジン、またはメチレンクロリドとエタノールとの
混合物である。菌体で産生される形態のHB重合
体のためのその他の抽出溶剤としては、1,2−
プロピレンカーボネートのような環式カーボネー
ト(米国特許第4101533号参照)、クロロホルム
(米国特許第3275610号参照)、および1,2−ジ
クロルエタン(欧州特許第15123号参照)がある。 米国特許第3275610号明細書にはその他の細胞
破壊方法、すなわち超音波振動、磨砕、フレンチ
プレス、凍結/解凍重複サイクルおよび分解酵素
処理法等が記載されている。また前述の欧州特許
第15123号明細書に記載されているような細胞懸
濁液の噴霧ないしフラツシユ乾燥処理によると、
HB重合体を溶剤抽出可能とするように細胞を充
分に透過性にすることができる。 HB重合体から成形物品を製造するには、一般
に、微生物細胞(菌体)から抽出されたHB重合
体を用いることが必要である。しかし、そのよう
な抽出操作は製品コストを著しく上昇させ、従つ
て可能ならば抽出重合体の使用量を減少させるこ
とは望ましいであろう。 しかし、若干の応用については、抽出重合体の
使用によつてもたらされる高品質物品は必ずしも
必要とされない。高品質が要求されない用途の一
例は、成形された種子トレイまたは育苗ポツトで
ある。実際に、米国特許第3107172号明細書には、
ポリ(β−ヒドロキシブチレート)を含有する乾
燥菌体を全く抽出処理せずに成形用材料として使
用することが提案されている。我々は、そのよう
な乾燥菌体は圧縮成形されうるが、それ以上の温
度では含まれる重合体が分解してしまう190〜200
℃でさえも、高粘度を有するので、重合体溶融物
の著しい流動を伴なうその他の熱可塑成形法、例
えば押出または射出成形法では加工できないこと
を発見した。 我々は、その理論に拘束される意志はないが、
細胞壁破壊処理を行なわない場合にもたらされる
高粘度は、重合体顆粒が菌体細胞壁内に閉じ込め
られているからであると考える。その重合体は成
形温度において溶融するけれども、菌体細胞壁に
束縛されるので流動することができない。 HB重合体組成物が射出成形または押出し成形
されうるようにするには、その溶融流動時間が下
記操作で測定して15分以下であることが必要であ
ることが判つた。 溶融流動時間測定法:3.5gの組成物を、2mm
の直径および8mmのランド長さの円形オリフイス
を有するダイスを備えた溶融流動グレイダー(英
国ウエルウインのDaventest製)のバレルに仕込
む。そのバレルを、組成物中の最も高い融点の
HB重合体の融点よりも10℃高い温度に維持す
る。すなわちHB重合体がβ−ヒドロキシブチレ
ートのホモ重合体の場合には190℃に維持する。
5分間の温度上昇期間の後、10Kgの荷重を、0.16
Kgの重量のピストンに掛ける。「溶融流動時間」
は、その5分間の温度上昇期間を含めて、ダイス
を2gの組成物が押出されるのに要する合計時間
である。 乾燥細胞は、抽出HB重合体(このものは乾燥
細胞中のHB重合体と同一であつても、相異なつ
てもよい)を含む組成物において生分解性充填材
として使用しうるけれども、15分以下の溶融流動
時間を有する組成物を得るには、組成物が少なく
とも50重量%の抽出HB重合体を含むことが必要
である。そのような多量の抽出HB重合体を使用
することは、抽出操作のコストを考慮すると、多
くの用途にとつて不経済である。 我々は、乾燥前または後に細胞(菌体)を細胞
壁破壊処理に付すならば、可成の量のそのような
破壊、乾燥細胞を含む組成物に15分以下の溶融流
動時間を与えるのに必要な抽出HB重合体の量を
削減することができ、時には全く用いなくてもよ
いことがあることを発見した。 従つて本発明は少なくとも30重量%のHB重合
体を含む微生物の乾燥細胞少なくとも50重量%
と;抽出HB重合体0〜50重量%と;からなる組
成物であつて、その乾燥細胞は乾燥前または後に
細胞壁破壊処理に付されることにより該組成物が
15分以下の溶融流動時間を有するようにしたもの
であることを特徴とする上記組成物が提供され
る。 また本発明によれば、そのような組成物を押出
しまたは射出成形することからなる成形物品の製
法も提供される。 微生物細胞(菌体)は水性懸濁物の形態で得ら
れる。従つて細胞はその懸濁液から分離し、乾燥
されなければならない。 HB重合体を含む細胞の水性懸濁液の噴霧乾燥
は、例えば前述の欧州特許第15123号明細書に記
載されるように、溶剤によつて細胞からHB重合
体を抽出させうるに充分な透過性を細胞壁に付与
するけれども、我々は、そのような噴霧乾燥細胞
を使用した場合には、15分以下の溶融流動時間を
与えるのに必要とされる抽出HB重合体の添加量
をそれ程著しくは削減しえないことを発見した。 従つて、噴霧乾燥法の場合のように単に細胞を
溶剤透過性にする以外の細胞壁破壊方法を用いる
必要がある。適当な細胞壁破壊法の例としては、
自己消化;次亜塩素酸塩での消化(例えば次亜塩
素酸ナトリウム使用);凍結/解凍繰返しサイク
ル;分解酵素での処理;細胞構成要素(HB重合
体以外)についての溶剤での処理(例えばアセト
ンはそのような溶剤である);あるいは細胞の剪
断処理を含む操作、例えば欧州特許第46335号明
細書に記載されるような破砕(ミーリング)、均
質化(ホモジナイザー使用)、フレンチプレス、
超音波振動法、加圧下で細胞懸濁液を100℃以上
に加熱し次いでオリフイスを介してその加熱懸濁
液を押出して圧力解放する方法;等がある。 水性細胞懸濁液を単にある時間にわたつて放置
することによる細胞壁の自己消化は、効果的な細
胞壁破壊方法であり、特に上述のその他の方法の
ような細胞壁破壊操一またはそれ以上を後続して
実施する場合には効果的である。自己消化の程度
は細胞の量と関連した細胞懸濁液中の溶存酸素の
相対量によつて左右されることになるので、自己
消化を受ける細胞の割合は、細胞懸濁液を曝気し
ない限り、細胞懸濁液のバイオマス濃度が増すに
つれて、低減することになる。自己消化速度は、
細胞懸濁液を培養槽から取出して10時間以内に細
胞を乾燥させる場合に自己消化量が多くなるよう
である。懸濁液を曝気(例えば空気散布により)
しないならば、自己消化の量は、約3日放置して
も著しくは変化しない。懸濁液を単に数日間放置
して自己消化させ、次いで別の細胞壁破壊処理に
付す場合には、15分以下の溶融流動時間を有する
組成物を得るのに抽出HB重合体の添加はほとん
どまたは全く必要とされない。しかし、自己消化
後にさらに別の細胞壁破壊処理を実施しない場
合、あるいは自己消化の量が著しくなくてさらに
別の細胞壁破壊処理を実施する場合には、組成物
には10〜40重量%の抽出HB重合体を含ませるこ
とが必要とされるが、特に苛酷な細胞壁破壊処理
方法、例えばフレンチプレス法を用いるならば、
たとえ自己消化処理を行なわなくても抽出HB重
合体の添加は必要とされないことがある。 好ましい細胞壁破壊法は、自己消化済の細胞壁
破壊法は、自己消化済の細胞懸濁液を破砕(ミー
リング)し、次いで破砕(ミーリング)済の懸濁
液を(例えば噴霧乾燥法)で乾燥することからな
る。典型的には固形分7%の自己消化済の懸濁液
を市販の「Dyno−mill」に75/時の流量で一
回通過させることにより破砕(ミーリング)し
て、位相差顕微鏡で実質的な細胞崩壊が認められ
る状態にする。 細胞破壊処理自体では、抽出HB重合体の添加
をしなければ15秒以下の溶融流動時間を組成物に
与えるのに不充分であるけれども、細胞壁破壊に
よつて、その破壊細胞内のHB重合体が溶融した
ときにはある程度の潤滑効果を発揮し、それによ
り抽出HB重合体の必要量を削減させるようにす
ると考えられる。 破壊された乾燥細胞は、抽出HB重合体の必要
量を有意に削減させるには、少なくとも30重量%
のHB重合体を含有すべきである。好ましくは、
破壊、乾燥細胞は少なくとも40重量%、殊に少な
くとも50重量%のHB重合体を含有する。抽出
HB重合体の添加が必要とされる場合にその必要
量は乾燥、破壊細胞のHB重合体含有と細胞破壊
の程度とに左右されることになる。 組成物は少なくとも50重量%、好ましくは少な
くとも70重量%の乾燥、破壊細胞(菌体)を含
む。組成物は必要とされうる何らかの抽出HB重
合体に加うるに、その他の材料も含んでよく、例
えば炭酸カルシウム、シリカのような不活性充填
剤または細胞壁破壊処理を受けないHB重合体含
有微生物の乾燥菌体さえも含みうる。 多くの場合に、抽出HB重合体の必要量は、組
成物の重量の30%以下となろう。抽出HB重合体
を用いる場合にはその抽出HB重合体と、何らか
のその他の諸成分とは、慣用の粉末混合法によつ
て乾燥細胞と混合することができる。 押出または射出成形操作における所要加工温度
は、組成物中の最も高融点のHB重合体の種類に
左右されよう。ポリ(β−ヒドロキシブチレー
ト)、すなわちホモ重合体では、180〜200℃のオ
ーダーの加工温度が必要とされる。ホモ重合体は
180℃のオーダーの融点を有するけれども、HB
共重合体類はそれよりも一般に低い融点を有し、
時には約120℃のような低い融点を有する。従つ
て共重合体を用いることにより場合によつては低
い加工温度を採用することができる。 本発明を以下の実施例により説明する。 実施例 1 欧州特許第46344号明細書に記載される方法で
基質としてグルコースを用いてアルカリゲネス・
オイトロフス(Alcaligenes eutrophus)変異株
S301/C5(NCIB寄託第11599号)の水性懸濁液を
得て、これを遠心分離により54g/の固形分ま
で濃縮した。この菌体(細胞)は、60重量%のポ
リ(β−ヒドロキシブチレート)含有量であつ
た。懸濁液を培養槽から取出した後、室温で4日
間放置して自己消化を起こさせ、次いでこの懸濁
液のいくつかのサンプルを採り下記の種の処理に
付した。 (a) 懸濁液を15分間5700rmpで遠心分離し、得ら
れたペレツト状物を凍結乾 燥した。 (b) 懸濁液を、入口空気温度240℃、出口空気温
度を110℃として噴霧乾燥した 。 (c) 懸濁液を、「ダイノミル(Dyno−mill)」タ
イプKDS(スイス、Wi lly A.Bachofen)に60
/時の流量で通すことにより破砕し、次いで
(b)のようにして噴霧乾燥した。 (d) 懸濁液を(c)のように破砕し、次いで(a)のよう
に遠心分離し、凍結乾燥した。 (e) APV実験室用ホモジナイザー(モデルISM
−88A)を34MN/m2の操作 圧力で用いて懸
濁液を均質化し、次いで(a)のように遠心分離お
よび凍結乾燥した。 (f) フレンチ圧力プレスを10MN/m2の操作圧力
および30分の圧力サイクル時間 で用いて懸濁
液をフレンチプレス処理し、次いで(a)のように
遠心分離および凍結乾燥し た。 (g) DAWE Soniprobeタイプ7532Aを110ワツト
の出力で30分 用いて懸濁液を超音波処理し、
次いで(a)のように遠心分離および凍結乾燥し
た。 (h) 懸濁液を−18℃に凍結し、次いで解凍して室
温とし、次いで(a)のように遠心分 離および凍
結乾燥した。 (i) 懸濁液を(a)のように遠心分離してペレツト状
物を得て、これをアセトン中に6時 間再懸濁
させた。そのアセトンを次いで過により除去
し、次いで菌体(細胞)を真空 オーブン中で
乾燥した。 上記の(e)を除く各操作を、最初の自己消化処理
を経ない同様な細胞懸濁液について繰返えした。
これらの各処理および乾燥工程は、細胞(すなわ
ち菌体)懸濁液を培養槽から取出してから10時間
以内に実施した。 溶融流動時間を190℃で測定した。結果を次表
に示す。
【表】
抽出されたポリ(β−ヒドロキシブチレート)
は、自己消化処理しない懸濁液を噴霧乾燥した細
胞(菌体)から溶剤抽出することにより得られた
ものである。 処理操作(d)の自己消化しないサンプルにおける
細胞破壊度は、フレンチプレス処理懸濁液を水性
媒中に溶解した試料中のDNAと細胞中に残存す
るDNAとの相対比を測定することにより、決定
した。これらのDNA測定値の比(細胞懸濁液の
酵素処理をしてから分光分析法で得た)は、細胞
破壊の度合を示すものであり、これは69%である
ことが判つた。 実施例 2 実施例1で用いたものと同じ自己消化剤の懸濁
液のさらに大量のサンプルを上記操作(c)で処理し
たが、この場合に破砕(ミル)機への供給速度を
75/時とした。この場合にも乾燥された細胞
(菌体)は、11分の溶融流動時間を有した。乾燥
細胞を、直径4mmのダイスを備えた「Betol
2520」押出機を80rpmのスクリユー速度で用いて
押出した。押出機のバレルに沿つて設けた恒温式
ヒーターを160℃および185℃にセツトし、そして
ダイス帯域は190℃にセツトした。破砕し噴霧乾
燥した細胞(菌体)は連続的なレース状に押出さ
れることが判つた。このレース状押出物は比較的
にもろかつたが、水浴を通して供給して重合体を
結晶化させ、次いでそれをペレタイザーに供給し
て顆粒化させる操作のためには充分な強度であつ
た。 実施例 3 実施例1で用いた自己消化させない細胞懸濁液
の一部分を第1の攪拌式オートクレーブに仕込ん
だ。同程度の量の水を第2の攪拌式オートクレー
ブに仕込み、窒素下に350℃に加熱した。第1の
オートクレーブを、第2のオートクレーブの圧力
以上に窒素で加圧し、次いで第1のオートクレー
ブの内容物をその超過窒素圧により第2のオート
クレーブ中へ押込んだ。第2のオートクレーブ中
の併合した内容物を2分間にわたり激しく混合し
た。第2のオートクレーブ併合内容物の温度は約
150℃であつたが、印加された圧力はその内容物
を液体状態に保持するのに充分であつた。 次いで第2のオートクレーブの内容物をその窒
素圧によつて、微細ジエツトを介して、冷水を入
れた捕集タンク中へ噴出させた。 細胞(菌体)を遠心分離で捕集し、次いで凍結
乾燥した。その溶融流動時間は30分よりも大きか
つた。 その乾燥菌体を80重量%と実施例1で用いた溶
剤抽出ポリ(β−ヒドロキシブチレート)を20重
量%含む組成物は15分の溶融流動時間を有した。 実施例 4 メチロバクテリウム・オルガノフイルム(Me
−thylobacterium organophilum)(NCIB寄託
第11483号)菌株を基質としてメタノールを用い
て水性培地中で増殖させ、遠心分離により6.7重
量%のバイオマス含量にまで濃縮した細胞(菌
体)懸濁液を用いて、実施例3の操作を繰返えし
た。その菌体は約40重量%のポリ(β−ヒドロキ
シブチレート)を含んでいた。乾燥菌体の溶融流
動時間は少なくとも60分であつた。 この乾燥菌体を80重量%と実施例1で用いた溶
剤抽出ポリ(β−ヒドロキシブチレート)を20重
量%含む組成物は15分の溶融流動時間を有した。 実施例 5 この実施例で用いた細胞懸濁液は、実施例1で
用いたものと同様なアルカリゲネス・オイトロフ
ス(NCIB寄託第11599号)菌株の自己消化させ
てない細胞懸濁液であつたが、この場合の細胞
(菌体)は約40重量%のポリ(β−ヒドロキシブ
チレート)を含んでいた。かかる懸濁液の一部分
を遠心分離および凍結乾燥し、また残部を実施例
3のように細胞壁破壊処理し、次いで遠心分離お
よび凍結乾燥した。 かかる乾燥細胞(菌体)と実施例1で用いた溶
剤抽出ポリ(β−ヒドロキシブチレート)の種々
な量からいくつかの組成物を作り、それらの溶融
流動時間を測定した。結果を次表に示す。
は、自己消化処理しない懸濁液を噴霧乾燥した細
胞(菌体)から溶剤抽出することにより得られた
ものである。 処理操作(d)の自己消化しないサンプルにおける
細胞破壊度は、フレンチプレス処理懸濁液を水性
媒中に溶解した試料中のDNAと細胞中に残存す
るDNAとの相対比を測定することにより、決定
した。これらのDNA測定値の比(細胞懸濁液の
酵素処理をしてから分光分析法で得た)は、細胞
破壊の度合を示すものであり、これは69%である
ことが判つた。 実施例 2 実施例1で用いたものと同じ自己消化剤の懸濁
液のさらに大量のサンプルを上記操作(c)で処理し
たが、この場合に破砕(ミル)機への供給速度を
75/時とした。この場合にも乾燥された細胞
(菌体)は、11分の溶融流動時間を有した。乾燥
細胞を、直径4mmのダイスを備えた「Betol
2520」押出機を80rpmのスクリユー速度で用いて
押出した。押出機のバレルに沿つて設けた恒温式
ヒーターを160℃および185℃にセツトし、そして
ダイス帯域は190℃にセツトした。破砕し噴霧乾
燥した細胞(菌体)は連続的なレース状に押出さ
れることが判つた。このレース状押出物は比較的
にもろかつたが、水浴を通して供給して重合体を
結晶化させ、次いでそれをペレタイザーに供給し
て顆粒化させる操作のためには充分な強度であつ
た。 実施例 3 実施例1で用いた自己消化させない細胞懸濁液
の一部分を第1の攪拌式オートクレーブに仕込ん
だ。同程度の量の水を第2の攪拌式オートクレー
ブに仕込み、窒素下に350℃に加熱した。第1の
オートクレーブを、第2のオートクレーブの圧力
以上に窒素で加圧し、次いで第1のオートクレー
ブの内容物をその超過窒素圧により第2のオート
クレーブ中へ押込んだ。第2のオートクレーブ中
の併合した内容物を2分間にわたり激しく混合し
た。第2のオートクレーブ併合内容物の温度は約
150℃であつたが、印加された圧力はその内容物
を液体状態に保持するのに充分であつた。 次いで第2のオートクレーブの内容物をその窒
素圧によつて、微細ジエツトを介して、冷水を入
れた捕集タンク中へ噴出させた。 細胞(菌体)を遠心分離で捕集し、次いで凍結
乾燥した。その溶融流動時間は30分よりも大きか
つた。 その乾燥菌体を80重量%と実施例1で用いた溶
剤抽出ポリ(β−ヒドロキシブチレート)を20重
量%含む組成物は15分の溶融流動時間を有した。 実施例 4 メチロバクテリウム・オルガノフイルム(Me
−thylobacterium organophilum)(NCIB寄託
第11483号)菌株を基質としてメタノールを用い
て水性培地中で増殖させ、遠心分離により6.7重
量%のバイオマス含量にまで濃縮した細胞(菌
体)懸濁液を用いて、実施例3の操作を繰返えし
た。その菌体は約40重量%のポリ(β−ヒドロキ
シブチレート)を含んでいた。乾燥菌体の溶融流
動時間は少なくとも60分であつた。 この乾燥菌体を80重量%と実施例1で用いた溶
剤抽出ポリ(β−ヒドロキシブチレート)を20重
量%含む組成物は15分の溶融流動時間を有した。 実施例 5 この実施例で用いた細胞懸濁液は、実施例1で
用いたものと同様なアルカリゲネス・オイトロフ
ス(NCIB寄託第11599号)菌株の自己消化させ
てない細胞懸濁液であつたが、この場合の細胞
(菌体)は約40重量%のポリ(β−ヒドロキシブ
チレート)を含んでいた。かかる懸濁液の一部分
を遠心分離および凍結乾燥し、また残部を実施例
3のように細胞壁破壊処理し、次いで遠心分離お
よび凍結乾燥した。 かかる乾燥細胞(菌体)と実施例1で用いた溶
剤抽出ポリ(β−ヒドロキシブチレート)の種々
な量からいくつかの組成物を作り、それらの溶融
流動時間を測定した。結果を次表に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 () (a) 重合体鎖中に少なくとも50モル
%のβ−ヒドロキシブチレート残基を含むβ
−ヒドロキシブチレート重合体を少なくとも
30重量%含む乾燥菌体であつて、その乾燥前
もしくは乾燥後に細胞壁破壊処理に付された
乾燥菌体少なくとも50重量%と、 (b) 重合体鎖中に少なくとも50モル%のβ−ヒ
ドロキシブチレート残基を含む抽出処理済β
−ヒドロキシブチレート重合体0〜50重量%
と、からなり、15分以下の溶融流動時間をも
つ組成物を形成し;しかる後に () 押出または射出成形法により上記組成物
を溶融加工して成形物品を製造する方法。 2 組成物が乾燥菌体を少なくとも70重量%含む
特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 乾燥菌体がβ−ヒドロキシブチレート重合体
を少なくとも40重量%含む特許請求の範囲第1項
に記載の方法。 4 組成物が、押出処理されたβ−ヒドロキシブ
チレート重合体を含まない特許請求の範囲第1項
に記載の方法。 5 () β−ヒドロキシブチレート重合体を
少なくとも30重量%含む微生物菌体の水性懸濁
液を細胞壁破壊処理に付し;しかる後に、 () その懸濁を乾燥させることにより乾燥菌
体を得る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 6 細胞壁破壊処理は自己消化作用を含む特許請
求の範囲第5項に記載の方法。 7 細胞壁破壊処理は、自己消化作用に次いで細
胞の剪断を含む細胞壁破壊工程を行うことからな
る特許請求の範囲第6項に記載方法。
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