JPH0568235B2

JPH0568235B2 -

Info

Publication number: JPH0568235B2
Application number: JP60228219A
Authority: JP
Inventors: Noboru Kurihara; Koji Shimazaki; Yoshimi Nagano; Kunihiko Akashi
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1985-10-14
Publication date: 1993-09-28
Also published as: JPS6287099A

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。このセルロール性物質は可食性であり食品分野
で利用させ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性特徴に基づき高分子、特
に水系高分子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の紙状または固型状に固
化した物質はミクロフイブリンの構造的特徴に基
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。（本発明が解決しようとする問題点）本発明が解決しようとする問題点は、気泡塔型
発酵槽を用いた発酵はSCP塔養、カビ培養や、固
定化反応、等で知られているが、アセトバクター
属に属する微生物を用いるセルロース性物質の製
造には用いられていない。本発明では気泡塔型培
養槽をセルロース性物質の生産に用いることによ
り、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。（従来技術）従来よりアセ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。セルロースを生
産する培養法は静置培養地を主体とした培養法で
あり、深部培養を検討した例は少なく、K.W.ア
ンダーソン（Battle Columbus Laboratories
USA.Ohio43201）らを通気撹拌培養槽を用いた
検討では、生地生産量0.13ｇ／・dayより低収
率であつたと報告している。さらに、通気撹拌培養槽では、生成したセルロ
ース又は、セルロース性物質が缶体内の付属物
（スパージヤー、ジヤマ板、熱交換部）、撹拌軸、
や撹拌羽根にからみつくために深部培養法を成立
させるには困難であつた。（問題点を解決するための手段）本発明者らは、従来の静置培養法に比べて気泡
塔型の培養槽を用い、気泡塔に空気を通気しつつ
培養液のPHを制御しつつ培養を行うと、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。即ち本発明において使用される微生物はアセト
バクターに属し、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
acetisubap.xylinum）ATCC10821を挙げること
ができる。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、カドニツ
ト、グリセリン、エチレングリコール、エタノー
ル、酢酸、等が単独或い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、ペプトン等有機或いは無機の窒
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。生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。本発明で用いる気泡塔型培養槽では、エアーリ
フト型発酵槽、管型発酵槽及び流動層型発酵槽塔
が使用可能である。空気は１〜10日間一定の通量1/100〜2/1VVｍ
の範囲内で気泡塔型培養槽に供給する。培養槽に供給する酸素濃度は５〜100％、望ま
しくは20％〜40％であれば良い。培養のPHは３ないし６の範囲で制御する。望ま
しくはPH４〜５であれば良い。PH制御に使用する
酸、アルカリは、全ての有機物、無機物が使用可
能である。培養温度で10〜40℃、望ましくは25〜35℃の範
囲で行う。以上の方法にて、培養すると缶体内に付着する
ことなく、ペレツト状のセルロース性物質が生産
される。本発明の方法によつて、生産されたセルロース
性物質は捕集装置にて回収し系外へ取出す。捕集
装置は、従来知られている固液分離装置が利用で
き、例えば網、ストレーナー、遠心分離決や固液
分離槽等がある。これらの捕集装置を２つ以上並列に配置するこ
とにより連続的にセルロース性物質を回収する事
が出来る。取上げだセルロース性物質は、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す。不純物を取り除くためには水洗、加圧脱水、希
酸洗浄、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、デオ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
性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も
のである。ヘテロ多等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日間生育させたアセタバクター・ア
セチ・サブスパーシス・キシリナムATCC10821
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。上記培地いそれぞれ単独に酵母エキス（Difco
社製）0.50％を加え、PHを２〜８の範囲内に調整
した培地350mlをガラス製の気泡塔（全容量500
ml）に無菌的に入れ、また50mlの種母をあわせて
入れ、通気1/10VVｍにて、30℃で２週間培養し
たところ繊維状物質の集合体が形成され、PH３〜
５の範囲内ではパルプ状ではなく、２〜５mmの粒
状のペレツトとなつた（表１）。缶体内に付着することなく、セルロース性物質
を生成せしめ、捕修装置として32メツシユと網を
用いて回収し、洗浄をくり返して充分に洗つた後
105℃で恒量になるまで乾燥し測定した。その結
果、PH３では、280mg、PH４で1380mg、PH５で
1100mg、PH６では410mgであつた。

【表】 −：生成なし
実施例２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日間生育させたアセトバクター・ア
セチ・サブスピーシス・キシリナムATCC10821
を上記の殺菌とした培地に接種し30℃２日間振盪
培養し種母とした。上記培地にフイチン散（味の素製）0.05％、を
添加した培地PH４を殺菌し350mlをガラス製の気
泡塔（全容量500ml、図１）に無菌的に入れた後
に50mlの種母をあわせて入れ通気1/10VVｍに
て、30℃で２週間培養した。ペレツト状に生成し
たセルロース性物質を32メツシユの網目にて回収
し、洗浄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B.Cの生成
量は、1780mgであつた。同様な培養を通気撹拌型
のガラスジヤーフアーメンターで培養した。張込
量400ml、通気1/10VVｍ撹拌500rpm、PH4.0で２
週間培養した所、図２に示すように邪マ板、撹拌
羽根にセルロース性物質がからみつき回収が困難
であつた。B.Cの生産量を測定してみると950mg
であつた。通気撹拌型培養槽の生産性は、気泡塔
型発酵槽の約50％であつた。生成したセルロースの採取は難かしく、また付
着した部分の洗浄が不完全となり、コンタミネー
シヨンの危険も大きいことが考えられる。気泡塔
形式では、缶体へのセルロース性物質の付着もな
く深部培養形式によるセルロース生産プロセスと
して最適な方法と考えられた。実施例３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容板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日間生育させたアセトバクター・ア
セチ・サブスピーシス・キシリナムATCC10821
を上記の殺菌した培地に接種し30℃２日間振盪培
養し種母した。上記培地にそれぞれ単独に酵母エキス（Difco
社製）0.50％を加え、PH４に調整した。培地350
mlをガラス製の気泡塔（全容量500ml）に無菌的
に入れ、また50mlの種母をあわせて入れ、通気1/
１０VVｍにて、30℃で２週間培養した。ペレツト
状に生成したセルロース性物質を32メツシユの網
目にて回収し、洗浄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B.Cの生成量は1380mg／400mlであつた。同様な培養を通気撹拌小型ガラス・ジヤーフア
メンターで培養した。張込み量400ml、通気1/10
VVｍ撹拌500rpm、PH4.0で２週間培養した所、
セルロースがからみつくのは実施例１と同様であ
り、セルロースの生産量は750mgであつた。実施例４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％、マザミノ酸
（Difco社製）0.8％、PH５の組成の培地400mlを
500ml容板フラスコに張込み、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日間生育させたアセトバクター・ア
セチ・IFO−3284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）0.50％添加しPH４に調整した培地350mlを
ガラス製の気泡塔（全容量500ml）に無菌的に入
れ、また50mlの種母をあわせて入れ、通気1/10
VVｍにて、30℃で２週間静置培養した。ペレツ
ト状に生成したセルロース性物質を32メツシユの
網目にて回収し、洗浄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B.Cの生成量は590mgであつた。同様な培養を通気撹拌小型ガラス・ジヤーフア
メンターで培養した。張込量400ml、通気1/10
VVｍ撹拌、500rpm、PH4.0で２週間培養した所、
実施例２と同様に邪マ板、撹拌羽根にセルロース
性物椎をからみつき回収が困難であつた。B.Cの
生産量を測定してみると320mgであつた。通気撹
拌型培養槽の生産性は若干低下する程度である
が、セルロース性の採取がむつかしく、また付着
した部分に洗浄が不完全となり、コンタミネーシ
ヨンの危険も大きいことが考えられる。気泡塔形
式では、缶体へのセルロース性物質の付着もな
く、深部培養形式によるセルロース生産プロセス
に最適な方法と考えられた。実施例５シユークロース５％、リン酸カリウム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％PH5.0の組成培地５を10容
のミニジヤーに仕込み120℃30分殺菌した。上記組成の培地に寒天２％を加えた斜面培地で
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ATCC10821を
上記の殺菌とした培地に接種し30℃３日間通気量
１／４VVｍ、撹拌500rpmで培養し種母とした。上記培地に酵母エキス0.5％を加えPH４に調整
した培地25を50容量の気泡塔に入れ、120℃
20分殺菌し、５の種母をあわせて加え、通気量
１／１０VVｍにて30℃２週間培養した。ペレツト状に生成したセルロース性物質は、缶
体内に付着することなく、ストレーナーにて回収
できた。捕集しあセルロース性物質は、洗浄を繰
返して行い、105℃で恒量になるまで乾燥し測定
した。その結果、セルロース性物質は105ｇで得られ
た。実施例６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％PH5.0に調整した培地５を10
容ミニジヤーに仕込み、120℃、20分殺菌した。上記組成の培地に寒天２％を加えた斜面培地で
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ATCC10821を上記の
殺菌した培地に接種し30℃３日間通気量1/1VV
ｍ、撹拌数500rpmで培養し、種母とした。上記培地に酵母エキス0.5％を加え、PH４に調
整した培地25を50容量の気泡塔（図３）に入
れ120℃20分殺菌し、５の種母とあわせて、通
気量1/10VVｍにて30℃でアンモニアにてPHを4.0
に制御し３週間培養した。ペレツト状に生成したセルロース性物質の捕集
はしごきポンプにて培養液を循環し、32メツシユ
のストレーナーを２個並列に設置し、これを交互
に用いる事により連続的に取上げた。ストレーナ
から捕集したセルロース性物質の取出しはストレ
ーナーの入口と出口の差圧が0.2〜0.3Kg／cmにな
つた時点とした。また、取出した後のストレーナ
ーは蒸気殺菌をおこない無菌状態にしてふたたび
使用した。セルロース性物質を取上げた時点に上記培地に
酵母エキス0.5％を加え、PH４に調整した培地と
酵母を10％を加えた液を、始発液量になる様に無
菌的に添加し連続的に培養した。この結果、生成したペレツト状セルロース性物
質は、連続的に取上げることが出来た。捕集した
セルロース性物質は、洗浄を繰返して行い、105
℃で恒量になるまで乾燥し測定した。その結果セルロース性物質の生成量は121ｇで
あつた。実施例７シユークロース５％、リン酸カリウム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％をPH5.0に調整した培地５を
10容量のミニジヤーに仕込み120℃20分殺菌し
た。上記組成の培地に寒天２％を加えた斜面培地で
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ATCC10821を上記
の殺菌した培地に接種し30℃３日間通気量1/1
VVｍ、撹拌数500rpmで培養し種母とした。上記培地に酵母エキス0.5％を加えPH４に調整
した培地25を50容量の気泡塔（図４）に入れ
120℃20分殺菌し、５の種母とあわせて通気量
１／１０VVｍにて30℃でアンモニアにてPHを4.0に制
御に３週間培養した。ペレツト状に生成した、セルロース性物質の捕
集はしごきポンプにて培養液を沈降分離槽に導び
きセルロース性物質を沈降させる。沈降分離槽上
部より、培養液をポンプを用いて気泡塔へ戻し循
環した。沈降したセルロース性物質の取出しは、沈降分
離槽に取付けた覗きガラスより監視し１日１回排
出弁より系外へ取出した。系外セルロース性物質
を取出した時点に、上記培地に酵母エキス５％を
加えた培地PH４と種母を10％を加えた液を始発液
量となる様に無菌的に添加し、連続的に培養を続
けた。この結果、生成したペレツト状セルロース
性物質は連続的に取上げることが出来た。捕集したセルロース性物質は、洗浄を繰返して
行い、105℃で恒量になるまで乾燥し測定した。
その結果、セルロース性物質の生成量は116ｇで
あつた。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明で使用する気泡塔の一種であるガ
ラス製気泡塔を図示したものである。図２は小型
ガラスジヤーを用いてセルロース性物質を生産さ
せた状態を図示したものである。図３は本発明で
使用する気泡塔を図示したものである。図４は本
発明で使用する気泡塔を図示したものである。

Claims

【特許請求の範囲】

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液体培地を入れた気泡塔型
培養槽に接種し、気泡塔に空気を通気しつつ、培
養液中のPHを3.0ないしPH6.0に調整しつつ培養を
行ない該培養液中にセルロース性物質を生成・蓄
積せしめ、この物質を採取することを特徴とする
セルロース性物質の製造方法。