JPH05301902A - Microfibrillated highly oriented microbial cellulose and its production - Google Patents

Microfibrillated highly oriented microbial cellulose and its production

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JPH05301902A
JPH05301902A JP12986592A JP12986592A JPH05301902A JP H05301902 A JPH05301902 A JP H05301902A JP 12986592 A JP12986592 A JP 12986592A JP 12986592 A JP12986592 A JP 12986592A JP H05301902 A JPH05301902 A JP H05301902A
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JP
Japan
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microbial cellulose
cellulose
medium
microbial
produced
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JP12986592A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Tokura
清一 戸倉
Riyuu Ogawa
りゆう 小川
Masahiko Otsuki
雅彦 大槻
Masahiro Fukaya
正裕 深谷
Kichiya Kawamura
吉也 川村
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Nakano Vinegar Co Ltd
Original Assignee
Nakano Vinegar Co Ltd
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Publication date
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  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a microbial cellulose containing highly oriented microfibril fiber and difficult to produce by conventional process by culturing a microbial strain having high capability to produce the microbial cellulose and collecting the objective cellulose from the culture medium. CONSTITUTION:A microbial strain capable of producing microbial cellulose is cultured in a medium under agitation at a rotational speed of 50-250rpm to effect the production and accumulation of the microbial cellulose in the medium and the produced cellulose is separated from the medium. The microbial cellulose produced and accumulated in the medium is heat-treated or treated with a solvent. The microbial strain to be used in the present process is especially preferably Acetobacter pasteurianus ATCC-10245. The medium is preferably incorporated with carbon sources, nitrogen sources and inorganic salts and the cultivation is carried out at 25-35 deg.C and initial pH of 5-6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ミクロフィブリル繊維
が高配向している微生物セルロース及びその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to microbial cellulose in which microfibril fibers are highly oriented and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、アセトバクター属に属する細
菌をはじめ、微生物の産生する微生物セルロースは、構
造的にはβ−1,4−グルカンであり、植物由来のセル
ロースと同一であるが、フィブリル繊維が細く、ミクロ
フィブリル内だけでなく、ミクロフィブリル間でもセル
ロース水酸基による強固な水素結合を形成しており、ま
2. Description of the Related Art Conventionally, microbial cellulose produced by microorganisms including bacteria belonging to the genus Acetobacter is structurally β-1,4-glucan and is the same as plant-derived cellulose. The fibers are thin and form strong hydrogen bonds with cellulose hydroxyl groups not only within the microfibrils but also between the microfibrils.

【0003】[0003]

【数1】 微結晶面の選択的面配向性が高いことから、高強度の素
材としてスピーカーの振動板の用途等に使用されてい
る。高強度素材として使用する場合には、現在のとこ
ろ、培養して得られた微生物セルロースをアルカリや次
亜塩素酸などで処理することにより、除蛋白質処理と同
時にミクロフィブリルの結晶性を高め、面配向性を向上
させているが、これは、上記の処理により、ミクロフィ
ブリル内やミクロフィブリル間の水素結合が高まるため
である。
[Equation 1] It is used as a high-strength material for speaker diaphragms because it has a high degree of selective plane orientation of the microcrystalline surface. When used as a high-strength material, at present, by treating the microbial cellulose obtained by culturing with alkali or hypochlorous acid, etc., deproteinization is performed and at the same time the crystallinity of microfibrils is increased, The orientation is improved because the above treatment enhances hydrogen bonding within the microfibrils and between the microfibrils.

【0004】微生物セルロースは、植物セルロースより
微細なミクロフィブリルから構成されており、微生物セ
ルロースをミクロフィブリル単位で制御できたり、利用
することが可能となれば、その特徴をより有効に利用す
ることができ、より広範囲な分野で利用が期待できる。
しかしながら、従来の方法で調製した微生物セルロース
は、確かに面配向性は高いが、ミクロフィブリルレベル
で見ると配向しているわけではなく、ランダムな配列を
とっており、ミクロフィブリル単位で、必ずしも十分に
微生物セルロースの特性を活用していたわけではない。
Microbial cellulose is composed of microfibrils finer than plant cellulose, and if the microbial cellulose can be controlled or utilized in units of microfibrils, its characteristics can be utilized more effectively. It can be expected to be used in a wider range of fields.
However, the microbial cellulose prepared by the conventional method is certainly high in plane orientation, but it is not oriented when viewed at the microfibril level, and has a random arrangement, and microfibril units are not always sufficient. It did not mean that the characteristics of microbial cellulose were utilized.

【0005】これまでも蛍光増白剤を培地に添加した
り、高磁場下で培養したりなどしてミクロフィブリルの
配向性を改変することが試みられてきたが、培養後の蛍
光増白剤の除去や大規模培養の実施の困難さなどから、
実用的な方法ではなかった。また、これまでの研究では
ミクロフィブリルの配向性の改変が目的であり、配向性
を高めるようにミクロフィブリルそのものの配向性を制
御することはできなかった。
Until now, attempts have been made to modify the orientation of the microfibrils by adding an optical brightener to the medium or culturing in a high magnetic field. However, the optical brightener after culturing has been tried. Due to the difficulty of removing
It was not a practical method. Further, in the previous studies, the purpose was to modify the orientation of microfibrils, and it was not possible to control the orientation of microfibrils themselves so as to enhance the orientation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術で
は製造が困難であったミクロフィブリル繊維が高度に配
向した微生物セルロース及びその製造方法を提供するも
のであり、微生物セルロースの用途を広げるものであ
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a microbial cellulose in which microfibril fibers, which have been difficult to produce by the prior art, are highly oriented, and a method for producing the same, which broadens the use of microbial cellulose. Is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、簡単な方
法で微生物セルロースのミクロフィブリル繊維を配向さ
せられないか鋭意検討し、ある特定の培養条件下、即ち
低い攪拌数で培養した時、該微生物が著しく配向性の高
まったミクロフィブリル繊維からなる微生物セルロース
を産生することを見出した。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have diligently studied whether or not the microfibril fibers of microbial cellulose can be oriented by a simple method, and when culturing under a certain specific culture condition, that is, at a low stirring number. It has been found that the microorganism produces microbial cellulose composed of microfibril fibers whose orientation is remarkably enhanced.

【0008】更に、産生された配向性の高まったミクロ
フィブリル繊維からなる微生物セルロースを加熱処理や
溶媒処理することにより、更にミクロフィブリル繊維の
配向性を高められることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、ミクロフィブリル繊維が高配向してい
る微生物セルロース、及び微生物セルロース生産能を有
する微生物を培地に培養し、培地中に該微生物セルロー
スを生成蓄積させ、これを採取する方法において、攪拌
数50〜250rpmで培養することを特徴とする微生物セルロ
ースの製造方法、並びに前記製造方法において、培地中
に生成蓄積した該微生物セルロースを加熱処理及び/又
は溶媒処理することを特徴とするミクロフィブリル繊維
が高配向している微生物セルロースの製造方法である。
Further, it has been found that the orientation of the microfibril fibers can be further enhanced by subjecting the produced microbial cellulose composed of the microfibril fibers having enhanced orientation to a heat treatment or a solvent treatment to complete the present invention.
That is, the present invention, microbial cellulose microfibril fibers are highly oriented, and culturing a microorganism having a microbial cellulose-producing ability in a medium, to produce and accumulate the microbial cellulose in the medium, in a method of collecting it, A method for producing microbial cellulose, which comprises culturing at a stirring number of 50 to 250 rpm, and in the production method, the microbial cellulose produced and accumulated in a medium is subjected to heat treatment and / or solvent treatment, and microfibrils. It is a method for producing microbial cellulose in which fibers are highly oriented.

【0009】本発明において使用される微生物は、微生
物セルロースを生産する能力を有する微生物であれば特
に制限はなく、例えば、アセトバクター属に属する微生
物、例えばアセトバクター・パストリアヌスATCC 1024
5、グルコノバクター属に属する微生物、サルシナ属に
属する微生物、例えばサルシナ・ペントリキュリ ATCC1
9633、アグロバクテリウム属に属する微生物、例えばア
グロバクテリウム・ツメファシエンス ATCC 23308 シュ
ードモナス属に属する微生物、リゾビウム属に属する微
生物、例えばリゾビウム・レグミノサラム ATCC 10004
が挙げられる。
The microorganisms used in the present invention are not particularly limited as long as they are microorganisms capable of producing microbial cellulose, and for example, microorganisms belonging to the genus Acetobacter, such as Acetobacter pastorianus ATCC 1024.
5, microorganisms belonging to the genus Gluconobacter, microorganisms belonging to the genus Sarsina, for example Sarsina pentriculi ATCC1
9633, microorganisms belonging to the genus Agrobacterium, for example Agrobacterium tumefaciens ATCC 23308 microorganisms belonging to the genus Pseudomonas, microorganisms belonging to the genus Rhizobium, for example Rhizobium leguminosarum ATCC 10004
Is mentioned.

【0010】特に、アセトバクター属に属する微生物、
例えばアセトバクター・パストリアヌスATCC 10245は、
微生物セルロースの生産能力が高く、好適に用いられ
る。前記微生物を培養する培地としては、好ましくは炭
素源、窒素源及び無機塩を添加した培地が挙げられる。
炭素源としては、該微生物が資化可能なものであれば特
に制限はなく、通常ショ糖、グルコース、フラクトース
等が単独あるいは併用して用いられる。また、これらの
炭素源を含有する澱粉加水分解物、セルロース分解物等
も使用できる。
In particular, microorganisms belonging to the genus Acetobacter,
For example, the Acetobacter pastorian ATCC 10245
It has a high production capacity of microbial cellulose and is preferably used. The medium for culturing the microorganism preferably includes a medium to which a carbon source, a nitrogen source and an inorganic salt are added.
The carbon source is not particularly limited as long as it can be assimilated by the microorganism, and sucrose, glucose, fructose and the like are usually used alone or in combination. Further, a starch hydrolyzate or a cellulose hydrolyzate containing these carbon sources can also be used.

【0011】窒素源としては、該微生物が利用できるも
のであればよく、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウ
ム、硝酸塩等の無機窒素源や酵母エキス、ポリペプト
ン、コーンスチープリカー等の有機窒素源が使用され
る。無機塩としては、リン酸塩、マグネシウム塩、鉄
塩、カルシウム塩等が適宜使用される。
Any nitrogen source can be used as long as it can be utilized by the microorganism, and inorganic nitrogen sources such as ammonium sulfate, ammonium phosphate and nitrate, and organic nitrogen sources such as yeast extract, polypeptone and corn steep liquor are used. As the inorganic salt, phosphates, magnesium salts, iron salts, calcium salts and the like are used appropriately.

【0012】該微生物が微量栄養源として、ビタミン、
核酸、アミノ酸等を要求する場合には、要求する栄養源
を補添することが必要である。また、イノシトールやフ
ィチン酸、ピロロキノリンキノンあるいはセルラーゼ製
剤又は失活させたセルラーゼ製剤を生産培地に添加する
ことによって、生産性の向上が見られる場合がある。
As a micronutrient source of the microorganism, vitamins,
When nucleic acids, amino acids, etc. are required, it is necessary to supplement the required nutritional source. In addition, productivity may be improved by adding inositol, phytic acid, pyrroloquinoline quinone, a cellulase preparation or an inactivated cellulase preparation to the production medium.

【0013】通常、該微生物セルロースを生産する場合
には、ヘストリンとシュラムによって開発された培地(B
iochem. J., 第58巻、第345 頁(1954 年))を用いると生
産性が高く、好適である。培地の初発pHは、好ましくは
3〜7、更に好ましくは5〜6である。培養温度は、好
ましくは10〜40℃、更に好ましくは25〜35℃である。培
養方法としては、攪拌培養によって培養液中に生産させ
る方法を取る。培養槽の容量や形状について特に制限は
なく、通常の微生物の培養に用いるものを使用すればよ
い。
Usually, when the microbial cellulose is produced, the medium (B
iochem. J., Vol. 58, p. 345 (1954)) is preferable because of high productivity. The initial pH of the medium is preferably 3 to 7, more preferably 5 to 6. The culture temperature is preferably 10 to 40 ° C, more preferably 25 to 35 ° C. As a culturing method, a method of producing in a culture solution by stirring culture is adopted. The capacity and shape of the culture tank are not particularly limited, and those used for usual culture of microorganisms may be used.

【0014】培養液の攪拌は、培養槽下部の中心部にマ
グネットあるいは回転翼を取り付けたマグネットを設置
し、マグネチックスターラーで回転させ攪拌する方法や
発酵槽上部から液内に回転翼をつけ、発酵槽上部に設置
した回転翼と直結したモーター等で回転翼を回転し攪拌
する方法など一般的な方法が使用される。該微生物は、
生育に酸素を要求するため、培養期間中は酸素が供給さ
れるように注意する必要があるが、該微生物セルロース
の生成に必要な量の酸素が供給されればよく、強度の通
気はミクロフィブリルの配向性を低下させる場合もあ
り、特別に強制的に通気しなくとも、通常は自然通気で
よい。強制的に通気する場合の通気量は、通常0.05〜1
vvm が好ましい。
For stirring the culture solution, a magnet or a magnet equipped with a rotary blade is installed at the center of the lower part of the culture tank, and a method of stirring by rotating with a magnetic stirrer or attaching a rotary blade into the liquid from the upper part of the fermentation tank, A general method such as a method in which the rotor is rotated by a motor directly connected to the rotor installed in the upper part of the fermenter and agitated is used. The microorganism is
Since oxygen is required for growth, it is necessary to take care so that oxygen is supplied during the culture period. In some cases, the orientation may be lowered, and natural aeration is normally used without special forced aeration. When forcedly ventilated, the air flow rate is usually 0.05 to 1
vvm is preferred.

【0015】攪拌条件は、50〜250rpmであることが必要
であり、好ましくは100 〜180rpmである。前記の条件で
培養すると、通常、微生物セルロースは、液内に生産さ
れ、ミクロフィブリル繊維の配向性が高まった微生物セ
ルロースが産生される。前記の攪拌条件は、発酵槽の形
状・攪拌方法や使用する微生物の菌株によって、ミクロ
フィブリル繊維の配向性が高まる最適な産生条件は多少
異なるため、適宜選択する必要がある。
The stirring conditions are required to be 50 to 250 rpm, and preferably 100 to 180 rpm. When cultured under the above-mentioned conditions, microbial cellulose is usually produced in the liquid, and microbial cellulose in which the orientation of the microfibril fibers is enhanced is produced. The stirring conditions should be appropriately selected because the optimum production conditions for increasing the orientation of the microfibril fiber are slightly different depending on the shape of the fermentation tank, the stirring method and the strain of the microorganism used.

【0016】50rpm より低い攪拌数で培養すると、培地
の液表面に微生物セルロースが産生されるが、産生され
るミクロフィブリル繊維の配向性は静置培養法で得られ
る微生物セルロースと同じくランダムである。また、25
0rpmを超える攪拌数で培養すると、微生物セルロースは
液内に産生されるが、産生されるミクロフィブリル繊維
の配向性は低い。
When culturing at a stirring number lower than 50 rpm, microbial cellulose is produced on the liquid surface of the medium, but the orientation of the produced microfibril fibers is as random as the microbial cellulose obtained by the static culture method. Also, 25
When cultured at a stirring rate of more than 0 rpm, microbial cellulose is produced in the liquid, but the orientation of the produced microfibril fiber is low.

【0017】培養中は、常法に従い、適宜、酸やアルカ
リを添加して培養液のpHを微生物セルロースの産生に好
ましいpH域に制御することが好ましい。また、培養中に
グルコース等の炭素源を適宜補添することにより、単位
液量当りの微生物セルロースの収量を高めることができ
る。前記操作によって採取した該微生物セルロース中に
含まれる不純物は、水洗、アルカリ洗浄、トルエン等の
有機溶媒処理、次亜塩素酸ナトリウムによる処理、ラウ
リル硫酸ナトリウム(SDS)等の界面活性剤による処理な
どを単独又は併用することによって除去される。
During the culturing, it is preferable to appropriately add an acid or an alkali to control the pH of the culture solution to a pH range preferable for the production of microbial cellulose according to a conventional method. In addition, the yield of microbial cellulose per unit liquid volume can be increased by appropriately supplementing a carbon source such as glucose during culture. Impurities contained in the microbial cellulose collected by the above operation are washed with water, washed with alkali, treated with an organic solvent such as toluene, treated with sodium hypochlorite, treated with a surfactant such as sodium lauryl sulfate (SDS). It is removed either alone or in combination.

【0018】除蛋白質処理を施した微生物セルロース
は、そのままの状態でも静置培養により産生した微生物
セルロースよりミクロフィブリル繊維の配向性が高い
が、加熱処理や溶媒処理や凍結乾燥処理等を併用するこ
とにより、一層著しく配向性が高まる。加熱条件として
は、例えば105 ℃といった高温度で3〜12時間処理し乾
燥させる方法が好ましい。あらかじめ延伸した後に、加
熱乾燥させることにより、更に配向性が高まる。
The microbial cellulose that has been subjected to deproteinization has a higher orientation of microfibril fibers than the microbial cellulose produced by static culture even in the state as it is, but it should be used in combination with heat treatment, solvent treatment, freeze-drying treatment, etc. Thereby, the orientation is further enhanced. As a heating condition, for example, a method of treating at a high temperature of 105 ° C. for 3 to 12 hours and drying is preferable. The orientation is further enhanced by heating and drying after stretching in advance.

【0019】溶媒処理に使用する溶媒としては、例えば
メタノール、アセトン、アセトニトリル等が好適に使用
される。溶媒処理は、例えば除蛋白質処理を行った後の
水分を含有する微生物セルロースを溶媒に数回浸漬し、
水と溶媒を置換することにより実施する。また、加熱処
理や溶媒処理は併用してもよい。
As the solvent used for the solvent treatment, for example, methanol, acetone, acetonitrile and the like are preferably used. Solvent treatment, for example, immersing the water-containing microbial cellulose after deproteinization treatment in a solvent several times,
It is carried out by replacing the solvent with water. In addition, heat treatment or solvent treatment may be used in combination.

【0020】前述のようにして調製された微生物セルロ
ースは、従来法で製造した微生物セルロースより微結晶
面の選択的面配向性が高まっているだけでなく、ミクロ
フィブリル繊維単位で著しく高い配向性を示すため、そ
のままでも従来の微生物セルロースより強度の高い素材
として使用できる。更に本発明の微生物セルロースを用
いれば、例えば凍結処理等の簡単な処理によって、従来
法で調製した微生物セルロースでは実施不可能であった
ミクロフィブリル単位での離解が可能となり、ビスコー
ス等の植物由来のセルロースを原料とする繊維を製造す
る場合に必要な再生処理を施さなくても、離解したミク
ロフィブリルをそのまま捻糸することにより容易に繊維
化することができ、また、微細繊維や高強度繊維等の高
機能繊維原料として使用することができる。
The microbial cellulose prepared as described above has not only higher selective crystal plane orientation of microcrystalline planes than microbial cellulose produced by the conventional method, but also remarkably high orientation in the microfibril fiber unit. Therefore, it can be used as it is as a material having higher strength than conventional microbial cellulose. Furthermore, by using the microbial cellulose of the present invention, by a simple treatment such as freezing treatment, it becomes possible to disaggregate microfibril units that could not be carried out with microbial cellulose prepared by a conventional method, and plant origin such as viscose It is possible to easily fiberize the disaggregated microfibrils by twisting them as they are, without performing the regenerating treatment required when producing fibers made of cellulose as a raw material. Etc. can be used as a high-performance fiber raw material.

【0021】[0021]

【実施例】以下、実施例により、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定され
るものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

【0022】[0022]

【実施例1】ヘストリン−シュラム培地(HS培地)(D-グ
ルコース 2.0g 、バクトペプトン(ディフコ社製)0.5g
、酵母エキス( ディフコ社製)0.5g 、クエン酸0.115
g、リン酸水素二ナトリウム0.27g 、蒸留水100ml 、pH
6.0) 450mlを容量1L の発酵槽(CORNING社製 型式2650
4-1L) に分注し、あらかじめHS培地で3日間静置培養し
たアセトバクター・パストリアヌスATCC 10245の培養液
15mlを接種し、攪拌速度120rpmの条件で28℃で7日間培
養を行った。培養中、強制的に通気は行わず、空気取り
入れ口から自然通気した。
Example 1 Hestrin-Schlum medium (HS medium) (D-glucose 2.0 g, Bactopeptone (Difco) 0.5 g)
, Yeast extract (manufactured by Difco) 0.5 g, citric acid 0.115
g, disodium hydrogen phosphate 0.27g, distilled water 100ml, pH
6.0) 450 ml to a fermenter with a capacity of 1 L (CORNING model 2650
4-1L), and culture medium of Acetobacter pastorianus ATCC 10245 that had been statically cultured in HS medium for 3 days in advance.
15 ml was inoculated and cultured at 28 ° C. for 7 days under the condition of stirring speed of 120 rpm. During the culture, aeration was not forcibly performed, but natural aeration was performed from the air intake.

【0023】培養終了後、培養液中に生産された微生物
セルロースを濾過により取り出し、2%SDS水溶液で煮
沸後、1%NaOH水溶液に浸漬し、超音波で洗浄した。更
に1%酢酸水溶液で中和後、水洗して微生物セルロース
を得た。得られた微生物セルロースを乾燥し、その乾燥
物の重量を秤量したところ、生成微生物セルロース量は
培養液450 ml当り100 mgであった。得られた水分を
を含有する微生物セルロースの膜を偏光顕微鏡(オリン
パスBH−2)を使い、100 倍の拡大率で検鏡し、写真
撮影した(図1)。
After completion of the culture, the microbial cellulose produced in the culture solution was taken out by filtration, boiled in a 2% SDS aqueous solution, immersed in a 1% NaOH aqueous solution, and washed with ultrasonic waves. After further neutralization with a 1% acetic acid aqueous solution, the product was washed with water to obtain microbial cellulose. When the obtained microbial cellulose was dried and the weight of the dried product was weighed, the amount of microbial cellulose produced was 100 mg per 450 ml of the culture solution. The obtained water-containing microbial cellulose membrane was examined with a polarizing microscope (Olympus BH-2) at a magnification of 100 and photographed (FIG. 1).

【0024】また、室温で3時間乾燥させた微生物セル
ロース及び105 ℃で3時間乾燥させた微生物セルロース
を偏光顕微鏡で検鏡し、写真撮影した(図2は室温乾
燥、図3は105 ℃乾燥)。対照として、前記とは、攪拌
を行わず、静置培養で培養した以外は同じ方法で調製し
た微生物セルロースを105 ℃で3時間乾燥し、検鏡した
(図4)。
The microbial cellulose dried at room temperature for 3 hours and the microbial cellulose dried at 105 ° C. for 3 hours were examined under a polarizing microscope and photographed (FIG. 2 was dried at room temperature, and FIG. 3 was dried at 105 ° C.). .. As a control, microbial cellulose prepared by the same method as above except that it was cultured by static culture without stirring, was dried at 105 ° C. for 3 hours and examined under a microscope (FIG. 4).

【0025】図1に示すように水分を含んだ状態でも攪
拌培養を行った場合には、ミクロフィブリルがかなりの
部分で配向していた。室温乾燥させると図2に示すよう
にミクロフィブリルの配向性が高まった。105 ℃で乾燥
させた場合には、図3に示すように著しくミクロフィブ
リルの配向性が高まった。対照の静置培養で生成した微
生物セルロースは、図4に示すように105 ℃で乾燥して
も、ミクロフィブリルの配向は見られなかった。
As shown in FIG. 1, when stirring culture was carried out even in the presence of water, the microfibrils were oriented in a considerable part. When dried at room temperature, the orientation of the microfibrils increased as shown in FIG. When dried at 105 ° C., the orientation of microfibrils was significantly enhanced as shown in FIG. Microbial cellulose produced by static culture as a control showed no orientation of microfibrils even when dried at 105 ° C. as shown in FIG.

【0026】攪拌培養で産生したものを105 ℃で3時間
乾燥させ調製した微生物セルロースと静置培養で産生し
たものを105 ℃で3時間乾燥させ調製した微生物セルロ
ースをゴニオメーターでX線回析を行ったところ、それ
ぞれ図5、図6のようになった。
The microbial cellulose produced by stirring culture produced by drying at 105 ° C for 3 hours and the microbial cellulose produced by static culture produced at 105 ° C for 3 hours were subjected to X-ray diffraction using a goniometer. When it went, it became like FIG. 5 and FIG. 6, respectively.

【0027】[0027]

【数2】 の面積比は、攪拌培養で得られたものは1.38であったの
に対し、静置培養で得られたものは0.995 で、攪拌培養
で産生させた微生物セルロースの方が、高い面配向性を
有していた。
[Equation 2] The area ratio was 1.38 for the suspension culture and 0.995 for the static culture, indicating that the microbial cellulose produced in the suspension culture had a higher plane orientation. I had.

【0028】[0028]

【実施例2】実施例1と同じ培養装置を使用し、実施例
1と同じHS培地を450 ml分注し、実施例1と同様に
前培養したアセトバクター・パストリアヌスATCC
10245 の培養液15mlを接種し、自然通気、攪拌速度12
0 rpmの条件で28℃で7日間培養を行った。
[Example 2] Using the same culture apparatus as in Example 1, 450 ml of the same HS medium as in Example 1 was dispensed, and precultured in the same manner as in Example 1 for Acetobacter pastorianus ATCC.
Inoculate 15 ml of 10245 culture solution and let it aerate naturally with stirring speed of 12
Culturing was carried out at 28 ° C. for 7 days under the condition of 0 rpm.

【0029】培養終了後、培養液中に生産された微生物
セルロースを濾過により取り出し、2%SDS水溶液で
煮沸後、1%NaOH水溶液に浸漬し、超音波で洗浄し
た。更に1%酢酸水溶液で中和後、水洗して微生物セル
ロースを得た。得られた微生物セルロースを乾燥し、そ
の乾燥物の重量を秤量したところ、生成微生物セルロー
ス量は培養液450 ml当り100 mgであった。得られた
水分を含有するゲル状の微生物セルロースの膜を偏光顕
微鏡を使い、100 倍の拡大率で検鏡し、写真撮影した
(図7)。
After completion of the culture, the microbial cellulose produced in the culture solution was taken out by filtration, boiled in a 2% SDS aqueous solution, immersed in a 1% NaOH aqueous solution, and washed with ultrasonic waves. After further neutralization with a 1% acetic acid aqueous solution, the product was washed with water to obtain microbial cellulose. When the obtained microbial cellulose was dried and the weight of the dried product was weighed, the amount of microbial cellulose produced was 100 mg per 450 ml of the culture solution. The obtained gel-like microbial cellulose film containing water was examined under a polarizing microscope at a magnification of 100 and photographed (FIG. 7).

【0030】また、水分を含有する微生物セルロースを
カバーグラスとスライドグラスの間にはさみ、カバーグ
ラスの片方の端からアセトンを注ぎ、他方の端から濾紙
で微生物セルロースに含有される水分を吸い取り、含有
する水分をアセトンに置換した。この操作を6回繰り返
して得られたゲル中に含まれる水分をアセトンに置換し
た微生物セルロースを偏光顕微鏡で検鏡し、写真撮影し
た(図8)。
Further, microbial cellulose containing water is sandwiched between a cover glass and a slide glass, acetone is poured from one end of the cover glass, and the water contained in the microbial cellulose is absorbed by filter paper from the other end. The water content was replaced with acetone. This operation was repeated 6 times, and the microbial cellulose obtained by substituting acetone for water contained in the gel was examined under a polarizing microscope and photographed (FIG. 8).

【0031】また、水分を含有する微生物セルロースを
メタノールに浸漬し取り出し、次に新たなメタノールに
浸漬し取り出す操作を6回繰り返し、微生物セルロース
ゲル中に含まれる水分をメタノールに置換した微生物セ
ルロースを偏光顕微鏡で検鏡し、写真撮影した(図
9)。前記の水分をメタノールで置換した微生物セルロ
ースをカバーグラスとスライドグラスの間にはさみ、カ
バーグラスの片方の端からアセトニトリルを注ぎ、他方
の端から濾紙で微生物セルロースに含有されるメタノー
ルを抜き取り、含有するメタノールをアセトニトリルに
置換した。
Further, the operation of immersing the microbial cellulose containing water in methanol and taking it out, and then immersing it in fresh methanol and taking out it 6 times was repeated, and the microbial cellulose obtained by substituting the water contained in the microbial cellulose gel with methanol was polarized. It was examined under a microscope and photographed (FIG. 9). The microbial cellulose in which the water content has been replaced with methanol is sandwiched between the cover glass and the slide glass, acetonitrile is poured from one end of the cover glass, and the methanol contained in the microbial cellulose is extracted from the other end with a filter paper and contained. The methanol was replaced with acetonitrile.

【0032】アセトニトリルに浸漬する操作を6回繰り
返してメタノールをアセトニトリルで置換した微生物セ
ルロースを偏光顕微鏡で検鏡し、写真撮影した(図1
0)。図7に示すように、水分を含む状態でも部分的に
ミクロフィブリルが配向していたが、アセトンで処理す
ると図8に示すように配向性が高まった。また、メタノ
ールやアセトニトリルで置換した場合には、図9、図10
に示すように全体的にミクロフィブリルが配向してい
た。
The operation of immersing in acetonitrile was repeated 6 times, and the microbial cellulose in which methanol was replaced with acetonitrile was observed under a polarizing microscope and photographed (Fig. 1).
0). As shown in FIG. 7, the microfibrils were partially oriented even in the presence of water, but when treated with acetone, the orientation was enhanced as shown in FIG. In addition, when replacing with methanol or acetonitrile,
The microfibrils were generally oriented as shown in FIG.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、従来製造が困難であっ
たミクロフィブリルが高度に配向した微生物セルロース
を提供することができ、得られたミクロフィブリルは、
高強度素材や高機能性素材等として利用可能だけでな
く、極細繊維素材等として利用できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide microbial cellulose in which microfibrils, which have been difficult to produce in the past, are highly oriented, and the obtained microfibrils are
Not only can it be used as a high-strength material or highly functional material, but it can also be used as an ultrafine fiber material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】攪拌培養で産生された水分を含有する微生物セ
ルロースの膜についての繊維の形状を示す写真である。
FIG. 1 is a photograph showing the fiber shape of a membrane of microbial cellulose containing water produced by agitation culture.

【図2】攪拌培養で産生された微生物セルロースを室温
で3時間乾燥させたものについての繊維の形状を示す写
真である。
FIG. 2 is a photograph showing the fiber shape of microbial cellulose produced by stirring culture after being dried at room temperature for 3 hours.

【図3】攪拌培養で産生された微生物セルロースを105
℃で3時間乾燥させたものについての繊維の形状を示す
写真である。
FIG. 3 shows the microbial cellulose produced by the agitation culture as 105
It is a photograph which shows the shape of the fiber about what was dried at ° C for 3 hours.

【図4】静置培養で産生された微生物セルロースを105
℃で3時間乾燥させたものについての繊維の形状を示す
写真である。
FIG. 4 shows microbial cellulose produced by static culture as 105
It is a photograph which shows the shape of the fiber about what was dried at ° C for 3 hours.

【図5】攪拌培養で産生された微生物セルロースを105
℃で3時間乾燥させたもののX線回折図である。
FIG. 5 shows microbial cellulose produced by stirring culture as 105
It is an X-ray diffraction diagram of what was dried at 3 degreeC.

【図6】静置培養で産生された微生物セルロースを105
℃で3時間乾燥させたもののX線回折図である。
FIG. 6 shows microbial cellulose produced by static culture as 105
It is an X-ray diffraction diagram of what was dried at 3 degreeC.

【図7】攪拌培養で得られた水分を含有するゲル状の微
生物セルロースについての繊維の形状を示す写真であ
る。
FIG. 7 is a photograph showing the fiber shape of a water-containing gelled microbial cellulose obtained by stirring culture.

【図8】含有する水分をアセトンに置換した攪拌培養で
産生された微生物セルロースについての繊維の形状を示
す写真である。
FIG. 8 is a photograph showing the fiber shape of microbial cellulose produced by stirring culture in which the water content is replaced with acetone.

【図9】含有する水分をメタノールに置換した攪拌培養
で産生された微生物セルロースについての繊維の形状を
示す写真である。
FIG. 9 is a photograph showing the fiber shape of microbial cellulose produced by stirring culture in which the water content is replaced with methanol.

【図10】メタノールで置換した微生物セルロースのメタ
ノールをアセトニトリルに置換した微生物セルロースに
ついての繊維の形状を示す写真である。
FIG. 10 is a photograph showing the fiber shape of microbial cellulose obtained by substituting methanol for acetonitrile of microbial cellulose substituted with methanol.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深谷 正裕 愛知県知多郡東浦町森岡字濁池1番地の28 (72)発明者 川村 吉也 愛知県江南市古知野町古渡132 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Fukaya 28, No. 1 Hakuikeike, Morioka, Higashiura-cho, Chita-gun, Aichi Prefecture (72) Inventor Yoshiya Kawamura 132, Furuwato, Kochino-cho, Konan-shi, Aichi Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ミクロフィブリル繊維が高配向している
微生物セルロース。
1. Microbial cellulose in which microfibril fibers are highly oriented.
【請求項2】 微生物セルロース生産能を有する微生物
を培地に培養し、培地中に該微生物セルロースを生成蓄
積させ、これを採取する方法において、攪拌数50〜250r
pmで培養することを特徴とする微生物セルロースの製造
方法。
2. A method of culturing a microorganism capable of producing microbial cellulose in a medium, producing and accumulating the microbial cellulose in the medium, and collecting the microorganism, wherein the stirring number is 50 to 250 r.
A method for producing microbial cellulose, which comprises culturing at pm.
【請求項3】 培地中に生成蓄積した微生物セルロース
を加熱処理及び/又は溶媒処理することを特徴とする請
求項2記載の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the microbial cellulose produced and accumulated in the medium is heat-treated and / or solvent-treated.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5962676A (en) * 1997-01-13 1999-10-05 The Thailand Research Fund Processes for the modification and utilization of bacterial cellulose

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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