JPH051718B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はアセトバクター属に属し、セルロース
性物質を生産する能力を有する微生物が生産する
セルロース性物質の製造方法に関する。 このセルロース性物質は可食性であり食品分野
で利用されるほか水系分散性に優れているので食
品、化粧品又は塗料等の粘度の保持、食品原料生
地の強化、水分の保持、食品安定性向上、低カロ
リー添加物又は乳化安定化助剤としての産業上利
用価値がある。 また、該セルロース性物質の離解物はミクロフ
イブリルの構造的物理的特徴に基づき高分子、特
に水系高分子用補強材として各種の産業用用途が
ある。このような離解物は高い引張弾性率を示す
ので該セルロース性離解物を紙状または固型状に
固化した物資はミクロフイブリルの構造的特徴に
基づくすぐれた機械特性が期待され、各種産業用
素材としての応用がある。 （従来技術） 従来よりアストバクター属に属しセルロースを
生成する能力を有する微生物を用いてセルロース
を生成する方法は知られている。 これらの方法では培地中に高価な酵母エキス、
ペプトンなどを加えているために生成されるセル
ロースは高価でありかつ生成速度も遅く、生成量
が低く必らずしも満足されるものでない。 又酵母エキスなどに含まれる特定な成分がセル
ロース生成促進に関与しているということは知ら
れていない。 （本発明が解決しようとする問題点） アセトバクター属に属するセルロース性物質を
生成する能力を有する微生物を用いてセルロース
性物質の生産が安定して速く、効率よく安価に製
造する方法を開発することにある。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは上記の目的を達成するために種々
研究を行ない、アセトバクター属に属し、セルロ
ース性物質を生産する能力を有する微生物を培地
中にイノシトール又はフイチン酸を添加した培地
中で培養することにより、従来の製造法に比べて
著しくセルロース性物質の生産性が向上されるこ
とを知つた。本発明はこの知見に基づいて完成さ
れたものである。 本発明において使用される微生物はアセトベク
ターに属し、セルロース性物質を生産する微生物
であればどのようなものでもよい。 一例を挙げればアセトバクター・アセチ・サブ
スピーシス・キシリナム（Acetobacter aceti
subsp.xylinum）ATCC 10821を挙げることがで
きる。 本発明において使用されるフイチン酸はフイチ
ン酸の塩又はフイチンの誘導体を含む。ここでフ
イチンの誘導体とはフイチン酸からイノシトール
へ分解される過程で生成される物質であり、イノ
シトールに１ないし５個のリン酸基が結合したも
のである。 本発明において使用されるイノシトール又はフ
イチン酸は化学的に純粋なもの以外にこれらの物
質を含有するものであつてもよい。 炭素源としてはシユークロス、グルコース、フ
ラクトース、マンニトール、ソルビトール、ガラ
クトース、マルトース、エリスリツト、ガドニツ
ト、グリセリン、エチレングリコール、エタノー
ル、酢酸、等が単独或は併用して用いられる。更
にはこれらのものを含有する澱粉水解物、チトラ
スモラセス、ビートモラセス、ビート搾汁、サト
ウキビ搾汁、柑橘類を始めとする果汁等が使用出
来る。 窒素源としては硫酸アンモニウム、塩化アンモ
ニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム
塩、硝酸塩、尿素、ペプトン等有機或は無機の窒
素源が使用される。有機微量栄養素としてはアミ
ノ酸、ビタミン、脂肪酸、核酸、更にこれらのも
のを含有するペプトン、カザミノ酸、酵母エキス
等が使用され、この他に２，７，９−トリカルボ
キシ−1Hピロロ〔２，３−５〕−キノリン−４，
５−ジオンも添加すると効果がある。 成育にアミノ酸等を要求する栄養要求性変異株
を使用する場合には要求される栄養素を補添する
ことが必要である。無機塩類としてはリン酸塩、
マグネシウム塩、カルシウム塩、鉄塩、マンガン
塩、コバルト塩、モリブデン酸塩、赤血塩、キレ
ート金属類等が使用される。 培養のPHは３ないし７に、望ましくは3.5〜５
の範囲で制御する。 培養温度は10〜40℃、望ましくは25〜35℃の範
囲で行う。 培養槽に供給する酸素濃度は５〜100％、望ま
しくは20〜30％であれば良い。 １〜30日間培養することにより培養液へ酸素供
給される側通常の静置培養では表層にセルロース
性物質が生産される。 本発明の方法によつて生成されるセルロース性
物質はそのまま採取してもよく、さらに本物質中
に含まれる菌体を始めとするセルロース性物質以
外の物質を取り除く処理をほどこしてもよい。 不純物を取り除くためには水洗、加圧脱水、希
酸洗滌、アルカリ洗滌トルエン及び酢酸エチルな
どの極性有機溶媒による処理、次亜塩素酸ソーダ
及び過酸化水素などの漂白剤による処理、リゾチ
ームなどの菌体溶解酵素による処理、ラウリル硫
酸ソーダ、デソキシコール酸などの界面活性剤に
よる処理、常温から200℃の範囲の加熱洗滌など
を単独及び併用してほどこすことによりセルロー
ス様物質から不純物を除去することが出来る。 このようにして得られた本発明でいうセルロー
ス性物質とは以下のものをいう。 本発明のセルロース性物質とはセルロース及び
セルロースを主鎖としたヘテロ多糖を含むもの及
びβ−１，３，β−１，２等のグルカンを含むの
もである。ヘテロ多糖の場合のセルロース以外の
構成成分はマンノース、フラクトース、ガラクト
ース、キシロース、アラビノース、ラムノース、
グルクロン酸等の六炭糖、五炭糖及び有機酸等で
ある。 なおこれ等の多糖が単一物質である場合もある
し２種以上の多糖が水素結合等により混在しても
よい。 実施例 １ シユークロース５％、リン酸１カリウム0.3％、
硫酸マグネシウム（７水塩）0.05％、カザミノ酸
（Difco社製）0.8％、PH５の組成の培地400mlを
500ml容坂口フラスコに張込み、120℃30分間殺菌
した。 上記の組成の培地に寒天２％を加えた斜面寒天
培地で30℃６日間生育させたアストバクター・ア
セチ・サブスピーシス・キシリナムATCC 10821
を上記の殺菌した培地に接種し30℃２日間振盪培
養し種母とした。 上記培地にそれぞれ単独に酵母エキス（Difco
社製）0.05％、イノシトール0.10％、フイチン酸
味の素製）0.05％、フイチン・カルシウム塩（東
京化成製）0.02％、フイチン・１カルシウム・４
マグネシウム・２アンモニア塩（オルガノ製）
0.02％を添加した培地100mlを綿栓した500ml容広
口試薬びんに張込み120℃10分間殺菌した。 このそれぞれのびんに上記の種母を５％容量接
種し、30℃で２週間静置培養した。 それぞれのびんに生成したセルロース性物質を
加圧脱水洗滌をくり返して充分洗つた後105℃で
恒量になるまで乾燥し測定した。 その結果を第１表に示した。

【表】 第１表の結果から判る如くセルロース様物質の
生産はイノシトール、フイチン酸、フイチン・カ
ルシウム塩、フイチン（１カルシウム・４マグネ
シウム・２アンモニア塩）の添加により著しく向
上することが判る。 実施例 ２ 基本培地 シユークロース５％、リン酸１カリウム0.3％、
硫酸マグネシウム７水塩0.05％ 上記の基本培地にアミノ酸供給源、フイチン供
給源としてそれぞれ単独に大豆分解液、大豆ホエ
ー、「味液」、米ぬか分解液、トウモロコシ浸漬液
（C.S.L）、小麦ヌカ分解液、ソイトン〔Seytone
（Difco社製）〕、麦芽抽出液、カゼイン、ポリペ
プトン、酵母エキス、乾燥酵母を全窒素に全窒素
に換算して0.05％及びカザミノ酸とフイチン酸
0.02％を加え、PH５に調整した培地200mlを綿栓
した500ml容広口試薬びんに張込み120℃20分間殺
菌した。 基本培地に酵母エキス0.5％、寒天２％を加え
た試験管斜面寒天培地で30℃６日間生育させたア
セトバクター・アセチ・サブスピーシス・キシリ
ナムATCC 10821を上記の殺菌した培地に接種し
30℃で５週間静置培養した。 それぞれのびんに生成したセルロース性物質を
加圧脱水洗滌をくり返して充分洗つた後105℃で
恒量になるまで乾燥し測定した。 その結果を第２表に示した。

【表】 第２表の結果から判る如くフイチン酸等を含有
することが知られている大豆分解液、味液、小麦
ヌカ分解液、大豆ホエー、米ヌカ分解液、麦芽抽
出液、トウモロコシ浸漬液、酵母エキス、酵母、
ソイトンなどの天然物質を添加するとセルロース
性物質の生産量が向上することが判る。 実施例 ３ 表２の基本培地にカザミノ酸（Difco社製）0.8
％、フイチン酸0.05％を加えた培地のPHを３、
４、５、６、７とそれぞれ調整し培地100mlを綿
栓した500ml容広口試薬びんに張込み120℃20分間
殺菌した。 上記の組成の培地に寒天２％を加えPH５に調整
して作製した斜面寒天培地で30℃６時間生育させ
たアセトバクター・アセチ・サブスピーシス・キ
シリナムATCC 10821を上記の殺菌した培地に接
種し30℃で２週間培養した。 それぞれのびんで生成したセルロース性物質を
実施例１の方法で測定した。 その結果を第３表に示した。

【表】 第３表から判る如く培地の始発PHは４〜５がセ
ルロース性物質の生産量が高いことが判る。 実施例 ４ シユークロース５％、リン酸１カリウム0.05
％、硫酸マグネシウム７水塩0.05％、大豆分解液
全窒素置換算で0.05％、フイチン酸0.1％の組成
の培地500mlを小型ジヤーフアメンター（全容
1000ml）に張込み120℃30分間殺菌した。 上記の培地を用い坂口フラスコで３日間前培養
したアセトバクター・アセチ・サブスピーシス・
キシリナムATCC 10821を上記の小型ジヤーフア
メンターに接種し30℃、PH４制御で低酸素供給
（200rpm、1/20v.v.m）と、高酸素供給
（1200rpm、1/2v.v.m）の条件下で120時間培養を
行つた。 各ジヤー内に生成したセルロース性物質を実施
例１の方法で測定した。 その結果を第４表に示した。

【表】 第４表から判る如く低酸素供給条件でも高酸素
供給条件でもセルロース性物質は生成するが高酸
素供給条件の方がセルロース性物質の生産性は高
い。 実施例 ５ サツカロース５％、フイチン酸0.10％、カザミ
ノ酸（Difco社製）1.0％、リン酸１カリウム0.1
％の基本培地に硫酸マグネシウム７水塩を０％、
0.03％、0.5％、２％、４％なるようにそれぞれ
加えPH4.5に調整した各培地70mlを直径15cmのガ
ラス製シヤーレに入れ120℃で10分間殺菌した。 基本培地を用い坂口フラスコで前培養したアセ
トバクター・アセチ・サブスピーシス・キシリナ
ムATCC 10821を上記の各シヤーレに10％容量接
種し培養温度30℃で７日間静置培養した。 各シヤーレで生産されたセルロース性物質を流
水中で透析洗滌を充分行つた後105℃で恒量にな
るまで乾燥し測定した。 その結果を第５表に示した。

【表】 第５表の結果から判る如く硫酸マグネシウム
（７水塩）を添加することによりセルロース様物
質の生産量が多くなつた。 実施例 ６ 各種糖含有天然搾汁を糖換算で５％、リン酸１
カリウム0.1％、硫酸マグネシウム７水塩0.05％、
総合アミノ酸（味の素製）0.1％、フイチン酸0.1
％、PH５の培地200mlを500ml容広口試薬びんに入
れ120℃10分間殺菌した。 実施例５に従つて接種し、培養温度28℃で３週
間静置培養した。 生産されたセルロース性物質を実施例１に従つ
て測定した。 その結果を第６表に示した。

【表】

【表】 第６表の結果から判る如く各種天然搾汁がセル
ロース性物質の生産に用いられることが判る。 実施例 ７ 実施例１の基本培地にフイチン酸0.10％添加し
た培地にセルロース性物質及び、不溶性、多糖生
産菌 アセトバクターキシリナム IFO 3288 アセトバクターアセチイ IFO 3284 アセトバクターアセチ・サブスピーシス アセ
チ ATCC 23747 アセトバクターアセチ サブスピーシス キシ
リナム ATCC 23769 アストバクターアセチ サブスピーシス キシ
リナム ATCC 23770 を実施例１の方法で接種し30℃で４週間静置培養
した。 生成セルロース性物質及び不溶性多糖の生産量
を実施例１の方法で測定した。 その結果を第７表に示した。

【表】 第７表の結果から判る如くアセトバクター・ア
セチ・サブスピーシス・キシリナムATCC 10821
以外のセルロース性物質生産菌でもフイチン酸の
添加によりセルロース性物質及び不溶性多糖の生
産性が向上することが判る。 実施例 ８ 酵母エキス0.3％、フイチン酸0.02％、リン酸
１カリウム0.3％、硫酸マグネシウム７水塩0.03
％の組成でPH５に調整した基本培地に各種糖類及
びその混合比を変えて添加した培地200mlを綿栓
した500ml容広口試薬びんに入れ120℃で10分間殺
菌した。 実施例の基本培地を用い坂口フラスコで前培養
したアセトバクター・アセチ・サブスピーシス・
キシリナムATCC 10821を各広口試薬びんに接種
し、培養温度30℃で１月間静置培養した。 生産されたセルロース性物質を実施例１に従つ
て測定した。 その結果を第８表に示した。

【表】 第８表の結果より判る如くセルロース性物質は
各種糖類単独及び混合でも生成することが判る。 実施例 ９ サツカロース５％、フイチン酸0.02％、カザミ
ノ酸（Difco社製）0.5％、リン酸１カリウム0.1
％、硫酸マグネシウム７水塩0.5％の組成の基本
培地に２，７，９−トリカルボキシ−1Hピロロ
〔２，３−５〕−キノリン−４，５−ジオン（以下
PQQと略する。メチロモナスメチロボーラ
AJ11131より採取）0.001％添加し培地100mlを綿
栓した500ml容広口試薬びんに入れ120℃で10分間
殺菌した。 基本培地を用い坂口フラスコで前培養したアセ
トバクター・アセチ・サブスピーシス・キシリナ
ムATCC 10821を広口試薬びんに接種し培養温度
30℃で14日間静置培養した。 PQQ無添加の培地も添加したものと同様に培
養した。 生産されたセルロース性物質を流水中で透析的
に洗滌を充分行つた後105℃で恒量になるまで乾
燥し測定した。 その結果を第９表に示した。

【表】 第９表の結果から判る如くPQQを添加するこ
とによりセルロース性物質の生産量が多くなるこ
とが判る。 実施例 10 シユークロース５％、酵母エキス0.5％、リン
酸１カリウム0.5％、硫酸マグネシウム７水塩0.1
％PHの組成の培地3000mlを面積42×37cm、高さ20
cmのステンレス容器に入れガーゼを８重にして覆
い120℃20分間殺菌した。 上記と同一培地を用い坂口フラスコで前培養し
たアセトバクター・アセチ・サブスピーシス・キ
シリナムATCC 10821を接種し培養温度30℃で１
月間静置培養した。 生成したセルロース性物質（厚さ約1.2cm）を
５cm×５cmに切り下記の各種の洗滌処理を行つ
た。 25cm²のセルロース性物質（以下テストピースと
略す。）を水400ml入つた500ml容ビーカーに入れ
１日常温で保つた（Ａ法と省略する。）。テストピ
ースを１％NaOHに入れ100℃２時間処理した
（Ｂ法と略す。）。加圧脱水したテストピースを１
％酢酸エチル液に浸漬し40℃で１日間保つた。
（Ｃ法と略する。）。加圧脱水したテストピースを
キツチンハイター（花王セツケン製）10倍液に浸
漬し１日間保つた。（Ｄ法と略す。） 加圧脱水したテストピースを４％ラウリル硫酸
ソーダ液に浸漬し50℃で１日間保つた。（Ｅ法と
略す。） 加圧脱水したテストピースを0.1％リゾチーム、
リボヌクレアーゼ（Sigma製）0.001％、デオキ
シリボヌクレアーゼ（Sigma製）0.005％加えた
液に浸漬し40℃で８時間保ちその後プロナーゼＰ
（科研化学製）0.1％になるように添加して16時間
保つた。（Ｆ法と略す。） ペニシリンG100r／ml添加したPH４の液に加圧
脱水したテストピースを浸漬し35℃で１日間保つ
た後ドデシル硫酸ソーダ１％になるように加え１
日間保つた。（Ｇと略す） 加圧脱水したテストピースを１％トリクロ酢酸
液に浸漬し100℃30分間処理した後加圧脱水洗滌
しトリプシン0.01％液に浸漬し40℃で１日間保つ
た。（Ｈ法と略す。） その結果を第10表に示した。 洗滌結果は目視で観察して４段階方法で表示し
た。

【表】 第10表の結果から判る如く本発明のセルロース
性物質の洗滌及び不純物の除去は種々の方法によ
つて出来ることが判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アセトバクター属に属しセルロース性物質生
   産能を有する微生物をイノシトール又は、フイチ
   ン酸を添加した培地で培養し、培地中にセルロー
   ス、セルロース性物質を生成蓄積せしめ該物質を
   採取することを特徴とするセルロースの製造方
   法。