JPH0637521B2 - 多糖類、それより主としてなる吸水・吸湿・保湿・増粘剤およびその培養生産法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 １）産業上の利用分野 本発明は、微生物由来の多糖類、それより主としてなる
吸水・吸湿・保湿・増粘剤及びその培養生産法に関する
ものであり、生理用品、紙オムツ等の吸湿・保湿剤、化
粧品分野さらには最近注目を集め始めている砂漠緑化等
の苗木のかんがい水の保湿剤等の利用等広範囲にわた
り、その利用が期待される。

２）従来技術 生理用品、紙オムツ等は高生活水準とともにその使用量
は年々増加してきている。しかしながらこれら生理用品
・紙オムツ等に使用される吸水・吸湿・保湿剤のほとん
どは合成高分子系吸水・吸湿・保湿剤と言われている。
これらは使い捨てのタイプのため、水洗等により流され
ると環境中に放出され、その生分解性の少なさにより長
期間環境中に存在し見苦しいばかりでなく、環境面にお
いても決して好ましいものではない。このため、生分解
性があり、安全性の優れた代替品の開発が期待されてい
る。

また、美意識の追求とともに、最近ではバイオ指向が高
まっており、各種の化粧品に生物の生産する素材が組み
込まれてきてはいるものの、その使用量は極く限られて
おり、特に各種化粧品の基剤となる新規な生物由来の吸
湿・保湿剤の開発への期待が高まっていた。

一方、最近の地球規模での環境面を考えると砂漠の年々
の急な拡大がおこっており、砂漠緑化への日本の貢献と
して日本側によるエジプト等への苗木のかんがい水の保
留のための合成高分子の吸水・吸湿・保湿剤の提供等が
話題になっている。このような苗木等のかんがいのため
の吸水・吸湿・保湿剤が安全で生分解性がある生物由来
の吸水・吸湿・保湿剤であれば苗木の成長後においても
環境面への影響も少なく好ましいものと考えられる。

３）発明が解決しようとする課題 このような背景のもとに、合成高分子系吸水・吸湿・保
湿剤等のもつ問題点を解消・克服、即ち、生分解性等が
優れており、二次公害の恐れのない安全な、かつ淡水あ
るいは塩水下でも高い吸水・吸湿・保湿能を有する多糖
類、それより主としてなる吸水・吸湿・保湿・増粘剤及
びその培養生産法を見出すことにある。

４）問題点を解決するための手段 本発明に使用される菌株は、アルカリゲネス属に属し、
微生物産生吸水・吸湿・保湿・増粘剤生産能を有する菌
株であればよいが、その代表例示菌株は、アルカリゲネ
ス・レータス（Alcaligenes latus）Ｂ−１６株で、Ｆ
ＥＲＭ ＢＰ−２０１５号として寄託されている。

以下、本発明に使用する代表株（ＦＥＲＭ ＢＰ−２０
１５号）の菌学的性質を下記第１表に示す。この第１表
に示す菌学的性質から、バージー・マニュアル・システ
マテック・バクテリオロジー第１巻（Bergey's Manual
of Systematic Bacteriology Volume １），（1984
年） ３７２頁にり、アルカリゲネス属に属すること並
びにその安全性を有するものであることが判明した。タ
イプストレイン（ATCC 29712）と対比して、第１表にお
ける ・デオキシリボマクレアーゼ、 ・クエン酸、 ・アルギニンデハイドロラーゼ、 ・アクリルアミダーゼ、 ・糖より酸の生成、 ・菌体外ポリマー生産能、 の記載は見当らないが、他の諸性質は本願の株とタイプ
ストレインは一致する。

このような菌株の炭素源としては、フラクトース、グル
コース、シュークロース等の単糖類・少糖類の他に、ヘ
ミセルロース、でん粉、コーンスターチ等の天然高分子
及びオリーブ油等の油類の炭素源が好ましくは用いられ
る。さらに、尿素、塩安、硝安、硫安等の無機体窒素
源、トリプトン、酵母エキス、肉エキス、ペプトン、麦
芽エキス等の有機窒素源、その他、リン酸カリ、硫酸マ
グネシウム、食塩等の無機塩類が培地構成成分として使
用される。

特に、単糖類又は二糖類を炭素源として用いるのは、吸
水・吸湿・保湿・増粘剤の生産にとって好ましいもので
あり、かつ、培養源における添加リン酸塩濃度を80mM以
上に設定し、培養を行うことは同剤の生産増強に望まし
い条件である。

培養は液体培養でもよい。培養は初発pHが４〜10、温度
15〜40℃の範囲で行われ、通常は通気攪拌培養で行われ
る。培養は炭素源等の種類にもよるが培養１日から10日
間で行われ、この間で最大生産時期が設定される。

培養処理物の性状は、無色透明あるいは薄黄色の固体、
アニオン性高分子であり、その粘度は約1000〜15000cps
である。粘度の測定は100倍の水（20℃）を添加し、完
全に吸水した状態で回転粘度計で行う。

培養を行うことにより吸水・吸湿・保湿・増粘能を有す
る培養物を得る。培養液に２倍量のエタノールを加え、
５℃にて一夜放置した沈澱物をNO.２濾紙にて濾過を行
い集め、その後70％エタノールにて３回洗浄、さらに蒸
留水にて３回濾紙上で洗浄後、凍結乾燥等により水分を
とばした吸水・吸湿・保湿・増粘物質が培養処理物とし
て回収できる。しかしながら、本発明では、このように
分離精製した培養処理物を使用するまでもなく、培養物
そのものをそのまま使用することができる。

本発明において、吸水・吸湿・保湿の対象となる水分は
特に制約されるものではない。一般的に合成高分子系の
吸水・吸湿・保湿剤は塩分を含む水においてその保湿・
吸湿性能は純水系におけるその性能と比較すると相当の
割合で減少すると言われているが、本発明の微生物がつ
くる吸水・吸湿・保湿剤は後述の実施例からも明らかの
ように、含まれる塩分下においてその吸水・吸湿・保湿
性が優れていることは合成高分子系吸水・吸湿・保湿剤
にない新規な注目すべき性能と評価される。

本発明における吸水・吸湿方法、保湿方法は後述の性能
評価のための標準検定方法によってなされているもの
の、これらの実施方法は特に制約されるものではないこ
とはいうまでもない。

なお、以下において示すように本発明における吸水能、
保湿能及び吸湿能の力価測定は次のようにして求めた。

(イ)吸水能力価測定法 本力価測定法はティーバックテスト法といわれている方
法を採用した。すなわち、不織布（キッチンタウパー；
天然パルプ100％、東海パルブ（株）製）で約20ml位入
る容器を作り、ほぼ一定重量の乾燥ポリマー等の試料を
入れる。次いで、純水にて２時間浸した後、静置を１時
間行い余分な水分を切る。この水分を切った試料を恒量
測定済の秤量用ビーカ（10ml）に入れ吸水後の重量（吸
水量＋試料量）を正確に測定する。この後105℃で約２
時間、乾燥を行い水分を完全に蒸発させ、試料の正確な
重量を測定した。

このようにして各重量を測定した後、次式により、試料
（乾燥）１ｇ当りの吸水量（ｇ）を計算した。

(ロ)吸湿能力価測定法 本吸湿能力価測定法は香粧会誌第８巻２号，131頁（198
4年）に記載されている方法に従って測定した。すなわ
ち硝酸カリウム飽和溶液（相対湿度91％）、硝酸ナトリ
ウム飽和溶液（相対湿度61.8％）及び塩化マグネシウム
飽和溶液（相対湿度31.9％）を含む各デシケーターを37
℃の恒温室に保管して使用した。各乾燥試料約100mgを
内径1.2cmのプラスチックカップ（サンコープラスチッ
ク社製）中に精秤した後、デシケーター中に放置後、
２，４，６，８及び24時間に各試料の重量を測定し、そ
の重量から、次式に従って吸湿率を求めた。

Ｗ_０：放置前重量、Ｗ_ｔ：各測定時重量 (ハ)保湿能力価測定法 保湿能力価測定法も前述の吸湿能力価測定法と同じ文献
（香粧会誌第８巻２号，131頁（1984年））に記載され
ている。すなわち、硝酸ナトリウム飽和溶液（相対湿度
64.8％）、塩化マグネシウム飽和溶液（相対湿度33％）
及び五酸化リン（相対湿度34％）を含む各デシケーター
を20℃の恒温室に保管して使用した。

硝酸ナトリウム飽和溶液（相対湿度64.8％）及びシリカ
ゲルを含む各デシケーターを20℃の恒温室に保管して使
用した。プラスチックカップに約100mgの各乾燥試料を
精秤し、これに20μの水を添加し、再び精秤した後、
デシケーター中に放置した。放置後の重量測定は、吸湿
試験法に準じて行い、保湿能は次式に従って水分残存率
を指標として求めた。

Ｗ_０：放置前の含水試料重量、 Ｗ_ｔ：各測定時の含水試料重量 実施例 次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。

〔実施例１〕 〈吸水・吸湿・保湿・増粘剤の培養と回収〉 シュークロース15ｇ、ＫＨ_２ＰＯ_４6.8ｇ、Ｋ_２ＨＰＯ
_４8.8ｇ、ＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ0.2ｇ、食塩0.1ｇ、尿
素0.5ｇ、肉エキス0.5ｇを蒸留水１に溶かし、培地を
pH7.4に調整した。培地150mlを、500mlの三角フラスコ
にとり、オートクレーブにより、102℃、15分間無菌殺
菌した後、アルカリゲネス・レータスＢ−１６株（ＦＥ
ＴＭ ＢＰ−２０１５号）を１白金耳の量でフラスコに
移植し、30℃にロータリー回転培養を行う。なお回転数
は180rpmである。

このようにして培養した６日目の培養物（含菌体）より
バイオポリマーの精製を下記のような方法により行っ
た。

すなわち、培養物500mlに対し、２倍量のエタノールを
添加し静置後、液相部を除き沈澱物を採取する。この沈
澱物に対し純水100mlを添加し、60〜70℃の湯浴中にて
溶解せしめ、次いで５倍量のエタノールを添加し、再度
沈澱物を得る。この溶解−沈澱の操作を数回繰返すこと
により培地成分から由来すると考えられる着色物質は系
より除外され、白色の沈澱物を得られる。このような脱
色工程をへた白色沈澱物を再び0.02％ ＮａＯＨ溶液40
00〜8000mlに希釈再溶解し121℃、10分間加熱した後、
遠心機を用いて40,000ｇ×40分間、希釈し遠心する。こ
の希釈遠心操作により菌体を除去する。菌体を除去した
遠心上清部を塩酸にて中和し、ロータリーエバポレータ
ー（60〜70℃）を用いて濃縮する。この濃縮物に純水10
0mlを加え、60〜70℃の湯浴中にて再溶解させる。再溶
解液に５倍量のエタノールを添加しエタノール沈澱させ
る。この溶解−エタノール沈澱を３回繰返した後、常温
にて真空乾燥することにより、白色の精製バイオポリマ
ーを得る。このようにして得られた精製パイオポリマー
は、高速液体クロマトグラフィー（ウォーターズ製）で
均一であることを認めた。

以上の精製工程により、培養物１より白色の精製バイ
オポリマーが2.4〜３ｇ得られた。

次に実施例１で得られた精製バイオポリマーの理化学的
諸性質（物性）を示す。

(1)物質の色：白色 (2)炭化温度：225〜280℃ (3)元素分析：Ｃ，ＨはカルロエルバＣ，Ｈ元素分析計
にて分析した。Ｏは100−（Ｃ＋Ｈ）（wt％）により算
出した。

Ｃ：40±４ Ｈ：６±１ Ｏ：54±５ (4)溶解性 水（中性）に難溶；アルカリに可溶；メタノール、エタ
ノール、アセトンに不溶。

(5)紫外線吸収スペクトル それは第１図に示す通りである。蛋白質（ペプチド）に
特有な280nm及び核酸に特有な260nmの吸収は認められな
い。

(6)赤外線吸収スペクトル それを第２図に示す。800〜1200cm^-1付近に多糖類特有
の吸収パターンが見られる。1620±20cm^-1にウロン酸特
有な吸収パターンが見られる。2950cm^-1付近に炭水化物
由来のＣＨ，ＣＨ_２の吸収パターンがあり、3400±20cm
^-1付近に炭水化物由来のＯＨの吸収パターンがある。こ
の結果、この物質は糖等の炭水化物を主成分とした酸性
の多糖類であると考えられた。

(7)粘度 ＮａＮＯ_３の0.1Ｎ塩濃度を溶媒とし、Ubbelohde粘度計
を用いて測定した。測定結果を第３図に示す。この物質
の極限粘度はη＝42±５である。

(8)施光度 この物質は0.02％ＮａＯＨ液に100ppm溶解し、0.45μミ
リポアフィルターを用いて濾過した濾過液の施光度を施
光計（日本分光ＤＩＰ360型、標準セル100mm使用）にて
測定した。この結果、施光度α＝0.002degであった。

(9)糖の定性・定量反応 実施例１における炭素源をシュークロース及びフラクト
ースにより培養し、得られた精製標品を夫々ＳＰ，ＦＰ
と名付け、夫々のサンプルにおける糖の定性・定量反応
を行った。

反応はアンスロン反応及びフェノール硫酸法にてグルコ
ース換算にて求め、Elson-Morgan法ではヘキソサミン
（グルコサミン、ガラクトサミン等）を、過ヨウ素酸−
レソルシノール反応ではシアル酸（Ｎ−アセチル）イラ
ミン酸、Ｎ−グリコリルノイラミン酸等）を、硫酸カル
バゾール反応ではウロン酸（グルクロン酸、ガラクッロ
ン酸等）を、オルソシンＦｅ³⁺法でグルクロン酸を指標
として行った。又、本物質の加水分解条件は次のスキー
ムに示した通りである。夫々の反応結果を第２表にまと
めて示す。

ただし、アンスロン反応及びフェノール硫酸法において
はグルコース換算にて％を求めた。

これらの糖に対する定性・定量反応の結果より、本物質
はヘキソース及びウロン酸を構成成分に持つ可能性が示
されたが、グルコサミン等のヘキソサミン及びＮ−アセ
チルノイラミン酸等のシアル酸は持っていないことが明
らかとなった。

(10)構成糖 前記のように、本物質はヘキソース、ウロン酸等の糖を
持つことが示されたので、本物質を塩酸等の酸で加水分
解した後、構成成分の同定を薄層クロマトグラフィー、
液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー及び
質量分析により分析同定を行った。

(イ)薄層クロマトグラフィー分析 実施例１における炭素源をシュークロースとして培養
し、得られたものを精製した本物質（サンプルＳＰ）の
加水分解物の展開方法（展開溶媒）を種々変えて薄層ク
ロマトグラフィー分析を行った。各展開溶媒時における
既知物質（糖類）と本物質の加水分解物のＲｆ値を第３
表−１（各標準糖とサンプル加水分解物のＲｆ値の比
較）、第３表−２（マンノースとの比較）、第３表−３
（ウロン酸としてのグルクロン酸との比較）に夫々まと
めて示した。

なお、薄層クロマトグラフィーにおける構成糖の同定分
析条件は以下に示す通りである。

第３表−１より、本物質はグルコース、ラムノース、フ
コースのＲｆ値と一致することにより、グルコース、ラ
ムノース、フコースを有していることが示された。

次に、第３表−２においてマンノースと近いＲｆ値を持
つタロースと本物質の加水分解産物の比較を条件を変え
て検討した。その結果、本物質はタロースではなくマン
ノースを構成糖とすることが明らかになった。

次いで、ウロン酸における構成成分としてグルクロン酸
であることを更に確実にするために３種の実験条件（第
３表−３に条件は示した）を行った。第３表−３の実験
１に示すように、グルクロン酸単独のＲｆ値は0.17であ
るもののガラクツロン酸等が混在するとＲｆ値は標準物
でも0.21と高くなる。又、第３表−３の他の実験より本
物質はムラミン酸、マンニュロン酸ラクトンではないこ
とが判明した。このことから、本物質はウロン酸として
グルクロン酸を持つことが示された。

以上の結果を考え合せ、５個の標準サンプル（グルコー
ス、マンノース、ラムノース、フコース、グルクロン酸
を混在したもの）と、本物質の加水分解産物を４種の条
件（第26頁参照）にて薄層クロマトグラフィーを行っ
た。この結果、前記の標準サンプルと本物質の加水分解
産物の夫々のＲｆ値は非常に良く一致している。

上述の如く、薄層クロマトグラフィーの種々の詳細な分
析結果より、本物質はグルコース、マンノース、ラムノ
ース、フコース、グルクロン酸の５種の構成糖を持つこ
とが認められた。

(ロ)高速液体クロマトグラフィー分析 カラムとしてアミド−80（トーソー製）を用い、移動相
アセトニトリル／水＝80／20、流速1.0ml／min、カラム
温度80℃で検出にＲＩを用いて薄層クロマトグラフィー
にて同定された中性糖（ラムノース、フコース、マンノ
ース、グルコース）を高速液体クロマトグラフィー装置
にて分析を行った。中性糖の各標準サンプル（第４図−
Ａ）及び実施例１により得られたサンプルの加水分解産
物の液クロチャート（第４図−Ｂ）を夫々に示す。第４
図−Ａ，Ｂに示すように、本物質の加水分解産物ピーク
はラムノース、はフコース、はマンノース、は
グルコースに該当することが高速液体クロマトグラフィ
ーにより確認された。

又、カラムをフェノール型（ウォーターズ製）、移動相
をメタノール／水＝80：20、流速0.5ml／minで、検出に
ＵＶ（紫外線）を用いてグルクロン酸の標準サンプルと
本物質の加水分解産物を比較検討したところ、夫々第４
図−ＣとＤに示す如く、両者の保持時間（リテンション
・タイム）は一致した。

以上の結果より、本物質はグルコース、マンノース、ラ
ムノース、フコース及びグルクロン酸より構成されてい
ることが高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）から
も明らかとなった。

(ハ)ガスクロマトグラフィー及びガスマス分析 薄層クロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィ
ー分析により同定されたところの各構成成分を更に三重
に確認するための分析としてガスクロマトグラフィー及
びガスマス（ＧＣ−ＭＳ）を用いた。中性糖及びウロン
酸（グルクロン酸）を同時に分析するために、実施例１
により得られたサンプルを硫酸にて加水分解後、シリル
化剤を用いてシリル化を行い、ガスクスのカラム担体に
シリコンＯＶ−１を用い、50℃〜200℃の範囲で昇温を
行い、ＦＩＤ検出にて分析した。またサンプルの加水分
解条件は18頁に示す多糖の加水分解法に従った。加水分
解物のトリメチルシリル誘導化の条件を次に示す。

第５図−Ａにグルコース、マンノース、ラムノース、フ
コース、ウロン酸（グルクロン酸）のトリメチルシリル
化誘導体の各オーセンティック（標準）サンプル及び第
５図−Ｂに実施例１により得られ精製された本物質の加
水分解物トリメチルシリル化誘導体のガスクロマトグラ
フィー分析パターンを示した。第５図−ＡとＢに示す如
く、本サンプルの加水分解産物のシリル化誘導体はグル
コース、マンノース、ラムノース、フコース及びグルク
ロン酸のシリル化誘導体と完全に一致する。

更にガスクロマトグラフィー分析において比較的ピーク
が大きかった４つのピーク（ピーク１：ラムノース、ピ
ーク２：フコース、ピーク５：グルコース、ピーク６：
マンノース）を、マス（質量）分析に導入し、ＧＣ−Ｍ
Ｓ（ガスマス）分析を行った。

第６図−１Ａと１Ｂ（夫々標準サンプルと本物質の加水
分解物について）にピーク１とラムノースのマススペク
トルを、第６図−２Ａと２Ｂ（夫々標準と加水分解物）
にピーク２とフコースのマススペクトルを、第６図−３
Ａと３Ｂ（夫々標準と加水分解物）にピーク５とグルコ
ースのマススペクトルを第６図−４Ａと４Ｂ（夫々標準
と加水分解物）にピーク６とマンノースのマススペクト
ルを例示した。これらのマススペクトルから見られるよ
うに、各ピークのフラグメントと標準サンプルのフラグ
メントは一致する。

これら、ＧＣ−ＭＳ分析の結果よりも、本物質の加水分
解産物は質量分析的にも前述の夫々の構成成分（ラムノ
ース、フコース、マンノース、グルコース）であること
が確認された。

以上、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析、ガスマス
（ＧＣ−ＭＳ）分析の結果、本物質はグルコース、マン
ノース、ラムノース、フコース及びグルクロン酸より構
成されていることが示された。

(11)構成糖のモル比 ラムノース、フコース、マンノース、グルコース及びグ
ルクロン酸の構成糖のモル比はガスクロマトグラフィー
における各ピークの面積比より求めた。使用したガスク
ロマトの条件は前述の30頁に示したものと同一である。
各構成糖のモル比を出すにあたり、まず各規定濃度の各
標準サンプルをガスクロにかけ、各ピークの面積を求め
た。次いで実施例１により得られた精製バイオポリマー
の加水分解物（加水分解条件は前述の18頁にて前述した
通りである）をガスクロ分析にかけ各ピークの面積を得
た。このようにして得られた面積を基にして次式により
各構成糖のモル数を算出した。

使用した各標準サンプルの面積とモル数（第７図−Ａ）
及び実施例１におけるシュークロースを炭素源とした精
製バイオポリマーＳＰ加水分解物におけるガスクロマト
による面積（第７図−Ｂ）の一例を次に示した。

第７図−Ａ及び第７図−Ｂの面積及びモル数を求めると
次の第４表になる。

各構成糖のモル比を上の表にもとづいてマンノースを１
にして算出すると ラムノース：フコース：グルコース：マンノース：グル
クロン酸 ≒（１〜２）：（３〜４）：（５〜６）：（１）：（２
〜３） となる。

〔実施例２〕 〈培養炭素源の種類・濃度、リン酸塩の濃度変化による
吸水・吸湿・保湿・増粘剤の生産〉 実施例１における炭素源の種類及び濃度、さらにはその
時のリン酸塩の濃度を次の第５表のように変化させて培
養条件の異った吸水・吸湿・保湿・増粘剤を得た。な
お、その他の条件は実施例１と同様である。

〔実施例３〕 〈吸水性能〉 実施例２により得られた各サンプルを前記の吸水能力価
測定法に従って測定した。結果を第７表に示す。さら
に、対照サンプルとして下記第６表の６点のサンプルを
選んで試験した。

第７表に示すように、アルカリゲネス・レータスが生産
したところの物質は、対照区のどのサンプルよりも多量
の水分をすみやかに吸水することは明らかである。

〔実施例４〕 〈吸湿性能〉 実施例２により得られた粉体（サンプル名：ＳＰ_２）と
実施例２において得られたすべてを混合した粉体（試料
サンプル名：ＭＩＸ）を前記の吸湿能テスト法に従って
測定した。

なお、本剤の対照サンプルとしては一般的に吸湿剤とし
て知られているところのシリカゲル、ＰＶＰ（ポリビニ
ールピロリドン：和光純薬Ｋ−30）、尿素（関東化学特
級）、グリセリン（関東化学特級）、ＰＥＧ200（日本
油脂）及びアニオンポリマー（住友化学 スミフロック
ＦＡ−70）を用いた。

結果を第８表に示す。

第８表におけるグリセリンと尿素の吸湿性能の値は、前
記の吸湿能力価測定法と同じ方法で測定した文献値（安
藤隆夫ら，香粧会誌Vol.8 NO.2，P130〜134，1984年）
の24時間経過後の値にほぼ等しい。安藤らの文献によれ
ば、最近化粧品等に天然由来の吸湿・保湿剤として使わ
れているヒアルロン酸の24時間経過後の値（91％湿度，
37℃で約35％，61.8％湿度37℃で約17％）と比較する
と、本吸湿性能は2.7〜約２倍の吸湿性能を示してい
る。

このように生物由来のバイオポリマーである本剤は、優
れた吸湿性を示すことが明らかに認められる。

〔実施例５〕 〈保湿性能〉 実施例４と同じサンプル、すなわちＳＰ_２とＭＩＸを前
記の保湿性能テスト法に従って測定した。なお、対照サ
ンプルは実施例４と同じものを選定し測定した。

結果を第９表に示す。

また、本発明の方法と同じ方法で保湿能を評価したとこ
ろの前記の安藤らの文献（133頁）によれば、ヒアルロ
ン酸の24時間後の保湿能（105％）は本発明による保湿
剤より低い値であり、ＳＰ_２及びＭＩＸともにヒアルロ
ン酸の値の1.5倍以上の高さを示している。

第９表及び文献値と比較することにより生物由来のバイ
オポリマーである本剤は優れた保湿能を示すことが明ら
かに認められる。

〔実施例６〕 〈塩分添加条件下での吸水テスト〉 一般的に合成高分子吸水剤は塩分があると極度に吸水量
が減少することが知られている。そこで、本発明による
微生物酸性吸水・吸湿・保湿剤の場合にはどのようなこ
とになるか、塩分添加条件下での吸水量を測定した。な
お、用いたサンプルは実施例１により得られたサンプル
（サンプル名ＳＰ_２）を用い、塩分としては食塩を用
い、その添加量は0.9％とした。用いたサンプルは凍結
粉砕し、さらに乾燥粉体にしたものを用いた。十分に吸
水させるため吸水試験法における吸水時間を２時間から
24時間に延して、その吸水量を調べた。

なお、本剤の対照サンプルとして市販の高級吸水体ポリ
マー（スミカゲルＳ−50）を用いて本剤と同一条件にて
測定した。

結果を第10表に示す。

第10表に示すように、塩分添加条件下においては純水系
に比べて、その吸水量は確かに減少はする。しかしなが
ら、その減量率は市販の高級吸水体ポリマーのそれと比
べて遥かに少ない。また、吸水時間の関係からはっきり
とは言えないけれども、実施例３の第７表における高分
子吸水剤、及びアニオンポリマーの値（純水系、２時
間）と比べても、0.9％食塩水下においても各サンプル
１ｇ（乾燥重量）当りの吸水値は十分に匹敵するものと
考えられる。

このように、本剤は塩水下においても十分に吸水機能を
保持し、吸水できることが認められる。

〔実施例７〕 〈各種炭素源を培養源として用いた場合の吸水・吸湿・
保湿・増粘剤の生産量〉 実施例１における培地組成のうち炭素源の種類を単糖類
の代表としてフラクトース、二糖類の代表としてシュー
クロースを、天然高分子の代表としてでん粉を、さらに
非水溶性炭素源の代表としてオリーブオイルを選定し、
各種炭素源の濃度を15ｇ／にし、他の培地成分・濃度
はすべて実施例１と同一にし、実施例１に示すのと同じ
培養を行い、６日目の培養液より吸水・吸湿・保湿・増
粘剤の回収を実施例１と同じく行い乾燥重量を測定し、
各種炭素源により生産量を比較した。結果を第８図に示
す。

第１図に示すように、培養源の炭素源を単糖類または二
糖類に設定することにより吸水・吸湿・保湿・増粘剤生
産量を増大せしめることが判った。

〔実施例８〕 〈塩分濃度と吸水力の関係〉 本物質が使用される各分野例えば紙オムツ、生理用品等
のサニータリー（衛生）分野等を考え合せると、塩分存
在下においてその吸水力の低減化がいかに防ぐかどう
か、即ち吸水力を維持できるかどうかは、その使途（工
業化）を考える上で非常に大きな要因である。

現在、使用されている合成高分子系吸水ポリマーは純水
（蒸留水）での吸水力は200〜300倍であるもの、生理食
塩水（0.9％）下では50〜80倍と言われている。

そこで、塩（ＮａＣ）濃度と本物質の吸水力を調べ、
結果を第11表に示した。

第11表に示す如く、本物質は塩濃度が１％でも450倍、
2.5％でも370倍の吸水力を示し、これらの値は合成高分
子系吸水ポリマーの蒸留水での吸水力をも上回り、本物
質の大きな特徴と考えられ、実用化に際しての有利な点
と考えられる。

〔実施例９〕 実施例１により得られた粉体（サンプル名ＳＰ_２）の濃
度による粘度の特性を測定した。本サンプルの対照とし
てケルザン（ケルコ社製汎用ザンサンガム28メッシュパ
ス100％）を使用した。サンプルを１％（wt/wt）になる
ように純水に溶解した後、0.1〜１％の範囲で純水にて
希釈した。それぞれの濃度を調整したサンプルについ
て、Ｂ型粘度計（25℃，NO.２スピンドル30rpm）にて粘
度を測定した。結果は第９図に示す。本サンプルはケル
ザンに比べ明らかに高い粘度特性を持つことが認められ
た。

〔実施例10〕 実施例９で使用した本サンプル（ＳＰ_２）とケルザンの
水溶液の物理的特性を測定した。本サンプル2000ppmの
水溶液とケルザン5000ppmの水溶液を作成し、Ｂ型粘度
計にて回転数を上昇した時の粘度変化と下げた時の粘度
変化を測定した。（pH7.2，25℃，NO.２スピンドル）本
サンプルの結果を第10図−Ｂ、ケルザンの結果を第10図
−Ａに示した。ケルザンは図のごとくシュードプラスチ
ック（Pseudo plastic）特性を示す。本サンプルは図の
ごとくチクソトロピック（Thixotropic）特性が認めら
れた。

〔実施例11〕 実施例９で使用した本サンプル（ＳＰ_２）の温度による
粘度の特性を測定した。本サンプル2000ppmとケルザン5
000ppmの水溶液を５℃から20℃，30℃，45℃，60℃，80
℃と順に温度を上げて行き、それぞれの温度で粘度をＢ
型粘度計（pH7.2，NO.２スピンドル）で測定した。第11
図に示されるように、ケルザンは温度の上昇とともに粘
度が低下したが、本ポリマーの粘度は温度に関係なく一
定であった。

一般に合成、天然のポリマーのほとんどは温度の低下と
ともに粘度が上り、上昇と共に粘度は下がる。ケルザン
はその粘度変化が少いポリマーとして知られているが、
それよりも本ポリマーの粘度変化は少いことが認められ
た。

〔実施例12〕 実施例９で使用した本サンプル（ＳＰ_２）のポリマーを
溶解する水溶液の塩濃度と粘度の関係を測定した。水溶
液は純水の0.01，0.05，0.1，0.5，1.0％濃度食塩水と
し、本サンプル2000ppm、ケルザン5000ppmを各食塩水に
溶解し、Ｂ型粘度計（25℃，pH7.2，NO.２スピンドル，
30rpm）にて粘度を測定した。第12図に示されるように
ケルザンに比べ、塩濃度の影響を受けにくいことが認め
られた。

〔実施例13〕 実施例９で使用した本サンプル（ＳＰ_２）にてpHによる
粘度特性を測定した。ＮａＣ0.1％水溶液に本サンプ
ル2000ppm、ケルザン5000ppm溶解した後、ＨＣあるい
はＮａＯＨにてpHを調整し、Ｂ型粘度計（25℃，NO.２
スピンドル，30rpm）にて粘度を測定した。第13図に示
されるようにケルザンに比べ、本サンプルの粘度はpHの
影響が少いことが認められた。

本物質が使用されると考えられる用途として下記が挙げ
られる。

・食品分野 食品増粘剤、食品増量剤、食品保水剤、テクスチャー改
良剤、ダイエット食品 ・飼料分野 飼料増粘剤、飼料増量剤、飼料保水剤、包かつ担体剤 ・メディカル分野 免疫ふかつ剤、薬の包かつ剤（カプセル、錠剤用等） ・バイオテクノロジー分野 バイオリアクター等の固定化剤、微生物・植物・動物細
胞等の培養基剤、分離精製用担体（ゲル） ・農業分野 農薬等の徐放剤用カプセル、懸濁安定、乳化安定、付着
性の向上、撒布性の改善、液滴形状のコントロール ・土木 土壌改良剤、土壌保水剤、泥水安定液 ・流通分野 魚，肉等の食品ドロップ吸収剤 ・製紙コーティング コーティング性能の改善、マイグレーションの防止、ス
トリークの防止、顔料の沈降防止、保水性の改善 ・織物染色 顔料の沈降防止、マイグレーションの防止、スペースダ
イイングの流動性改善 ・ラテックス 乳化安定 ・クリーナー 乳化安定、懸濁安定、たれ防止、噴霧性の改善 ・懸濁安定剤 酸化チタン懸濁液の安定、澱粉スラリーの懸濁安定 ・泡安定剤 軽量セメント（発泡） ・研磨剤の改良 バス研磨剤 ・ペイントの改質剤 レオロジーの改良 ６）発明の効果 以上より明らかのように、本発明のアルカリゲネス属由
来のバイオポリマーは優れた吸水性能、吸湿性能、保湿
性能、増粘性能を示す。かようにアルカリゲネス属由来
のバイオポリマーは生物由来の生分解性に優れ、二次公
害のない安全な特徴に加えて吸水・吸湿・保湿・増粘剤
としての著るしい効果を発揮するものである。

また、合成高分子系等の吸水・吸湿・保湿・増粘剤が塩
水下においてはその性能を著るしく減少させるのに対
し、本属由来のバイオポリマーは、塩水下においてもそ
の減少度は少ない。

さらに、このような吸水・吸湿・保湿・増粘剤を生産す
るにあたって、培養源の炭素源を単糖類又は二糖類の範
囲に設定することにより、効率良く培養生産できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で得られた物質のＵＶ吸収スペクトル
である。よこ軸は波長（200nm〜300nm）を、たて軸は吸
光度を示す。 第２図は、本発明で得られた物質の赤外線吸収スペクト
ルである。たて軸は透過率（％）、よこ軸は波数（c
m^-1）を示す。 第３図は、本発明で得られた物質の粘度を３回測定し、
極限粘度を求める図である。 η＝42である。 たて軸は粘度ηを、よこ軸はサンプル濃度（ppm）を示
す。 第４図−Ａは、標準サンプル（中性糖：グルコース、マ
ンノース、ラムノース、フコース）の液クロマトグラフ
ィーチャート図である。たて軸は誘電率（×10^-1vol
t）、よこ軸は保持時間（10′分）を示す。 第４図−Ｂは、本発明で得られた物質の塩酸加水分解物
の液クロマトグラフィーチャート図である。たて軸、よ
こ軸は第４図−Ａと同じである。 第４図−Ｃは、標準サンプルのＵＶ吸光度と保持時間
（分）の関係図を示す。 第４図−Ｄは、本発明で得られた物質の加水分解産物の
ＵＶ吸光度と保持時間（分）の関係図である。 第５図−Ａは、標準サンプル（ラムノース、フコース、
ウロン酸（グルクロン酸）、マンノースグルコース）の
トリメチルシリル化誘導体のガスクロマトグラフィー分
析パターンである。第５図−Ｂは、本発明で得られた物
質の加水分解物トリメチル化誘導体のガスクロマトグラ
フィー分析パターンである。第５図−Ａと−Ｂのたて軸
はピーク高を、よこ軸は保持時間（分）を示す。 第６図−１Ａ，−２Ａ，−３Ａ，−４Ａは、各標準サン
プルのトリメチルシリル化誘導体の夫々ラムノース、フ
コース、グルコース、マンノースについてのマススペク
トルを示す。第６図−１Ｂ，−２Ｂ，−３Ｂ，−４Ｂ
は、本発明で得られた物質の加水分解物トリメチルシリ
ル化誘導体の夫々ラムノース、フコース、グルコース、
マンノースについてのマススペクトルを示す。各第６図
において、たて軸はインテンシティを、よこ軸はｍ／ｅ
を示す。 第７図−Ａは、各標準糖の規定濃度のトリメチルシリル
化誘導体のガスクロマトグラフィー分析図であり、第７
図−Ｂは、実施例１におけるＳＰ加水分解産物のトリメ
チルシリル化誘導体のガスクロマトグラフィー分析図で
ある。たて軸にピーク高さを、よこ軸に各物質の保持時
間（分）を示す。 第８図は、アルカリゲネス・レータスＢ−１６株に各種
炭素源を培養源として用いた場合の吸水・吸湿・保湿・
増粘剤の生産量を示す。 第９図は、本発明で得られた物質の濃度と粘度との関係
図であり、対照としてケルザンを使用。たては粘度（cp
s）、よこはポリマー濃度（wt/wt％）。 第10図−Ａは、ケルザンの水溶液流動曲線を示し、第10
図−Ｂは、本発明で得られた物質の水溶液流動曲線を示
した。たては粘度（cps）、よこはスピンドルの回転
数。 第11図は、本発明で得られた物質の水溶液の温度変化と
粘度の関係図を示した。対照としてケルザンを使用。た
ては粘度（cps）、よこは温度（℃）。 第12図は、本発明で得られた物質の水溶液中に含まれる
ＮａＣ濃度と粘度の関係図を示した。対照としてケル
ザンを使用。たては粘度（cps）、よこはＮａＣの濃
度（wt/wt％）。 第13図は、本発明で得られた物質の水溶液のpHと粘度の
関係図を示した。対照としてケルザンを使用。たては粘
度（cps）、よこはpH。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１２Ｒ 1:05） 7804−4Ｂ (72)発明者 野畑 靖浩 三重県四日市市別名６―６―９ 伯東化学 株式会社中央研究所内 審査官 谷口 博

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の性質を有する多糖類； （イ）薄層クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィ
   ー、ガスクロマトグラフィーによる糖組成；ラムノー
   ス、フコース、グルコース、マンノース及びグルクロン
   酸の主要構成成分とからなり、かつこれらの各成分の構
   成比がモル比で夫々（１〜１０）：（２〜１０）：（４
   〜２０）：（１）：（１〜５）、 （ロ）元素分析比（重量％） Ｃ：４０±４ Ｈ： ６±１ Ｏ：５４±５ （ハ）炭化点 ２２５〜２８０℃ （ニ）溶解点 水（中性）に難溶；アルカリに可溶；メタノール、エタ
   ノール、アセトンに不溶、 （ホ）紫外線吸収スペクトル 蛋白質（ペプチド）に特有な２８０nm及び核酸に特有な
   ２６０nmの吸収は認められない。 （ヘ）赤外線吸収スペクトル ８００〜１２００cm^-1、１６２０±２０cm^-1、２９５０
   ±１０cm^-1、３４００±２０cm^-1にピークを有する。
2. 【請求項２】グルクロン酸を５〜２５モル％を含み、ラ
   ムノース、フコース、グルコース及びマンノースの各成
   分の構成比がモル比で（１〜６）：（３〜５）：（５〜
   １７）：（１）である請求項１記載の酸性の多糖類。
3. 【請求項３】ラムノース、フコース、グルコース、マン
   ノース及びグルクロン酸の各成分の構成比がモル比で
   （１〜３）：（３〜５）：（５〜７）：（１）：（２〜
   ３）である請求項１記載の酸性の多糖類。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の多糖類
   を主成分とする吸水・吸湿・保湿・増粘剤。
5. 【請求項５】アルカリゲネス（Alcaligenes）属細菌培
   養物又はその処理物である多糖類を主成分とする請求項
   ４に記載の吸水・吸湿・保湿・増粘剤。
6. 【請求項６】アルカリゲネス属細菌がアルカリゲネス・
   レータス（Alcaligenes latus）Ｂ−１６株（ＦＥＲＭ
   ＢＰ−２０１５号）である請求項５に記載の吸水・吸
   湿・保湿・増粘剤。
7. 【請求項７】請求項５又は６記載のいずれかの微生物の
   通気培養において、培養源の炭素源を単糖類又は二糖類
   に設定することにより吸水・吸湿・保湿・増粘剤生産量
   を増大せしめることを特徴とする培養生産法。