JPH07184677A - バクテリアセルロースの製造方法 - Google Patents
バクテリアセルロースの製造方法Info
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- JPH07184677A JPH07184677A JP33149193A JP33149193A JPH07184677A JP H07184677 A JPH07184677 A JP H07184677A JP 33149193 A JP33149193 A JP 33149193A JP 33149193 A JP33149193 A JP 33149193A JP H07184677 A JPH07184677 A JP H07184677A
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- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 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、シュークロスを炭素源とし、イ
ンベルターゼ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
取することから成るセルロースの製造方法。 【効果】 セルロースを高収率かつ経済的に生産するこ
とができる。
産能を有する微生物を、シュークロスを炭素源とし、イ
ンベルターゼ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
取することから成るセルロースの製造方法。 【効果】 セルロースを高収率かつ経済的に生産するこ
とができる。
Description
【０００１】
【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（こ
の微生物を以後「セルロース生産性酢酸菌」と称する）
が生産するセルロース性物質の製造方法に関する。より
具体的には、シュークロスを炭素源とし、インベルター
ゼを添加した培地中での該微生物によるセルロース性物
質の生産に関する。
しセルロース性物質を生産する能力を有する微生物（こ
の微生物を以後「セルロース生産性酢酸菌」と称する）
が生産するセルロース性物質の製造方法に関する。より
具体的には、シュークロスを炭素源とし、インベルター
ゼを添加した培地中での該微生物によるセルロース性物
質の生産に関する。
【０００２】
【従来の技術】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。
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。
【０００３】また、該セルロース性物質の離解物はミク
ロフィブリルの構造的物理的特徴に基づき高分子、特に
水系高分子用補強剤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質はミクロ
フィ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。
ロフィブリルの構造的物理的特徴に基づき高分子、特に
水系高分子用補強剤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質はミクロ
フィ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。
【０００４】従来より、アセトバクター属に属する微生
物を培養して、セルロースを生産する方法は知られてい
る。例えば、特開昭６２−２６５９９０号公報、特開昭
６１−２２１２０１等に、その記載がある。セルロース
生産性酢酸菌の培養を行なう際に適当とされている栄養
培地としては、炭素源、ペプトン、酵母エキス、燐酸ナ
トリウム及びクエン酸からなる Schramm／Hestrin 培地
（Schramm ら、J. General Biology, 11, pp.123〜129,
1954 ）が知られている。しかしながら、上記栄養培地
で振盪もしくは通気撹拌培養を行なった場合、得られる
セルロース生産量は低く、生成速度も必ずしも満足のい
くものではなかった。また、上記栄養培地の他に、コー
ンスチープリカー（ＣＳＬ）や麦芽エキス等を加えた培
地が知られているが、これら天然栄養素（ペプトン、酵
母エキス、ＣＳＬ、麦芽エキスなど）に含まれる特定成
分がセルロース生成促進に関与していることは知られて
いない。培地中の特定栄養素によるセルロース生成促進
因子として、現在知られているものにはイノシトール、
フィチン酸、ピロロキノリンキノン（ＰＱＱ）（特公平
５−１７１８号公報；高井光男，紙パ技協誌，第４２
巻，第３号，第２３７〜２４４頁）等があるが、セルロ
ース生成量はまだ不十分であり、またこれらの振盪もし
くは通気撹拌培養における効果も明確ではなかった。
物を培養して、セルロースを生産する方法は知られてい
る。例えば、特開昭６２−２６５９９０号公報、特開昭
６１−２２１２０１等に、その記載がある。セルロース
生産性酢酸菌の培養を行なう際に適当とされている栄養
培地としては、炭素源、ペプトン、酵母エキス、燐酸ナ
トリウム及びクエン酸からなる Schramm／Hestrin 培地
（Schramm ら、J. General Biology, 11, pp.123〜129,
1954 ）が知られている。しかしながら、上記栄養培地
で振盪もしくは通気撹拌培養を行なった場合、得られる
セルロース生産量は低く、生成速度も必ずしも満足のい
くものではなかった。また、上記栄養培地の他に、コー
ンスチープリカー（ＣＳＬ）や麦芽エキス等を加えた培
地が知られているが、これら天然栄養素（ペプトン、酵
母エキス、ＣＳＬ、麦芽エキスなど）に含まれる特定成
分がセルロース生成促進に関与していることは知られて
いない。培地中の特定栄養素によるセルロース生成促進
因子として、現在知られているものにはイノシトール、
フィチン酸、ピロロキノリンキノン（ＰＱＱ）（特公平
５−１７１８号公報；高井光男，紙パ技協誌，第４２
巻，第３号，第２３７〜２４４頁）等があるが、セルロ
ース生成量はまだ不十分であり、またこれらの振盪もし
くは通気撹拌培養における効果も明確ではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかるセルロース生産
性酢酸菌の培養に際して、培地中の炭素源としてはシュ
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、エリスリッ
ト、ガドニット、グリセリン、エチレングリコール、エ
タノール等が単独あるいは組み合わされて使用されてき
た。
性酢酸菌の培養に際して、培地中の炭素源としてはシュ
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、エリスリッ
ト、ガドニット、グリセリン、エチレングリコール、エ
タノール等が単独あるいは組み合わされて使用されてき
た。
【０００６】この中でも特に、シュークロスは安価な原
料であり、経済的見地からはシュークロスを炭素源とし
て用いることが好ましい。
料であり、経済的見地からはシュークロスを炭素源とし
て用いることが好ましい。
【０００７】しかしながら、シュークロスを炭素源とし
た場合にセルロースを効率よく生産させる方法はこれま
で知られていなかった。
た場合にセルロースを効率よく生産させる方法はこれま
で知られていなかった。
【０００８】本発明の目的は、セルロース生産性酢酸菌
を用いて、シュークロスを炭素源として使用して、経済
的かつ高収率でセルロースを生産させる方法を提供する
ことにある。
を用いて、シュークロスを炭素源として使用して、経済
的かつ高収率でセルロースを生産させる方法を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題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の研究を行ない、セルロース生
産性酢酸菌をインベルターゼを添加した培地中で培養す
ることにより、シュークロスを炭素源として用いた場合
のセルロース性物質の生産性が向上することを見出し
た。
的を達成するために種々の研究を行ない、セルロース生
産性酢酸菌をインベルターゼを添加した培地中で培養す
ることにより、シュークロスを炭素源として用いた場合
のセルロース性物質の生産性が向上することを見出し
た。
【００１０】即ち、本発明は、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、シュークロ
スを炭素源とし、インベルターゼを添加した培地中で培
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から成るセルロースの製
造方法を提供する。
セルロース性物質生産能を有する微生物を、シュークロ
スを炭素源とし、インベルターゼを添加した培地中で培
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から成るセルロースの製
造方法を提供する。
【００１１】本発明において使用される微生物はアセト
バクター属に属し、セルロース性物質を産生する微生物
であればどのようなものでもよい。例えば、アセトバク
ター・スピーシーズ（Acetobacter sp. ）ＢＰＲ２００
１、アセトバクター・キシリナム（Acetobacter xylinu
m ）ＡＴＣＣ２３７６８、アセトバクター・キシリナム
ＡＴＣＣ２３７６９、アセトバクターパスツリアヌス
（A.Pasteurianus）ＡＴＣＣ１０２４５、アセトバクタ
ーキシリナムＡＴＣＣ１４８５１、アセトバクターキシ
リナムＡＴＣＣ１１１４２及びアセトバクター・キシリ
ナムＡＴＣＣ１０８２１などが挙げられる。
バクター属に属し、セルロース性物質を産生する微生物
であればどのようなものでもよい。例えば、アセトバク
ター・スピーシーズ（Acetobacter sp. ）ＢＰＲ２００
１、アセトバクター・キシリナム（Acetobacter xylinu
m ）ＡＴＣＣ２３７６８、アセトバクター・キシリナム
ＡＴＣＣ２３７６９、アセトバクターパスツリアヌス
（A.Pasteurianus）ＡＴＣＣ１０２４５、アセトバクタ
ーキシリナムＡＴＣＣ１４８５１、アセトバクターキシ
リナムＡＴＣＣ１１１４２及びアセトバクター・キシリ
ナムＡＴＣＣ１０８２１などが挙げられる。
【００１２】本発明の培地に添加するインベルターゼ
は、ＥＣ３．２．１．２６．に分類され、サッカラーゼ
又はスクラーゼとも呼ばれており、シュークロスを加水
分解してＤ−グルコースとＤ−フルクトースの混合物で
ある転化糖を生成する。
は、ＥＣ３．２．１．２６．に分類され、サッカラーゼ
又はスクラーゼとも呼ばれており、シュークロスを加水
分解してＤ−グルコースとＤ−フルクトースの混合物で
ある転化糖を生成する。
【００１３】炭素源は、細菌、酵母、高等植物又は哺乳
動物等由来のものを使用し得る。培地へのインベルター
ゼの添加量としてはシュークロス１ｇ当り通常０．５〜
２ unit 、特に１〜１．５unitが好ましい。インベルタ
ーゼは、培養の途中から添加することも可能であるが、
培養の初めから添加するのが好ましい。
動物等由来のものを使用し得る。培地へのインベルター
ゼの添加量としてはシュークロス１ｇ当り通常０．５〜
２ unit 、特に１〜１．５unitが好ましい。インベルタ
ーゼは、培養の途中から添加することも可能であるが、
培養の初めから添加するのが好ましい。
【００１４】尚、本明細書中、シュークロスを基質とし
てｐＨ４．０、２０℃において３０分間に１ｇのシュー
クロスを加水分解するインベルターゼの酵素量を１unit
とする。
てｐＨ４．０、２０℃において３０分間に１ｇのシュー
クロスを加水分解するインベルターゼの酵素量を１unit
とする。
【００１５】培地組成物中、炭素源としてはシュークロ
スの他にグルコース、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、エリスリッ
ト、ガドニット、グリセリン、エチレングリコール、エ
タノール等も単独或いは併用して添加することもでき
る。更にはこれらのものを含有する澱粉水解物、シトラ
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をシュークロスに加え
て使用することもできる。
スの他にグルコース、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、エリスリッ
ト、ガドニット、グリセリン、エチレングリコール、エ
タノール等も単独或いは併用して添加することもでき
る。更にはこれらのものを含有する澱粉水解物、シトラ
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をシュークロスに加え
て使用することもできる。
【００１６】また、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、尿素等有機或いは無機の窒素源が使用さ
れてもよいし、或いはＢａｃｔ−Ｐｅｐｔｏｎｅ、Ｂａ
ｃｔ−Ｓｏｙｔｏｎｅ、Ｙｅａｓｔ−Ｅｘｔｒａｃｔ、
豆濃などの含窒素天然栄養源が使用されてもよい。有機
微量栄養素としてアミノ酸、ビタミン、脂肪酸、核酸、
２，７，９−トリカルボキシ−１Ｈピロロ［２，３−
５］−キノリン−４，５−ジオンを添加してもよい。
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、尿素等有機或いは無機の窒素源が使用さ
れてもよいし、或いはＢａｃｔ−Ｐｅｐｔｏｎｅ、Ｂａ
ｃｔ−Ｓｏｙｔｏｎｅ、Ｙｅａｓｔ−Ｅｘｔｒａｃｔ、
豆濃などの含窒素天然栄養源が使用されてもよい。有機
微量栄養素としてアミノ酸、ビタミン、脂肪酸、核酸、
２，７，９−トリカルボキシ−１Ｈピロロ［２，３−
５］−キノリン−４，５−ジオンを添加してもよい。
【００１７】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。
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。
【００１８】培養のｐＨは３ないし７に、好ましくは５
付近に制御する。
付近に制御する。
【００１９】培養温度は１０〜４０℃、好ましくは２５
〜３５℃の範囲で行う。
〜３５℃の範囲で行う。
【００２０】培養槽に供給する酸素濃度は１〜１００
％、望ましくは２１〜８０％であれば良い。
％、望ましくは２１〜８０％であれば良い。
【００２１】本発明方法では、培養方法に制限を受け
ず、静置、振盪もしくは通気撹拌培養のいずれでもよ
い。振盪もしくは通気撹拌下での培養であってもセルロ
ース生産性に影響を及ぼさないことも本発明方法の特徴
の１つである。
ず、静置、振盪もしくは通気撹拌培養のいずれでもよ
い。振盪もしくは通気撹拌下での培養であってもセルロ
ース生産性に影響を及ぼさないことも本発明方法の特徴
の１つである。
【００２２】本発明の方法によっ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。
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。
【００２３】不純物を取り除くためには水洗、加圧脱
水、希酸洗浄、アルカリ洗浄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
℃の範囲の加熱洗浄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
できる。
水、希酸洗浄、アルカリ洗浄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
℃の範囲の加熱洗浄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
できる。
【００２４】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。
ロース性物質とは以下のものをいう。
【００２５】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。
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。
【００２６】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。
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。
【００２７】
【実施例】以下の実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。
説明する。
【００２８】実施例１ 各種セルロース生産性酢酸菌を用いて、組成： シュークロス ４０ｇ／Ｌ、 ＫＨ2 ＰＯ4 １．０ｇ／Ｌ、 ＭｇＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ０．２５ｇ／Ｌ、 （ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ３．３ｇ／Ｌ、 塩 類 １０ｍｌ、 ビタミン類 １０ｍｌ、 ＣＳＬ ２０ｍｌ、 初 発 ｐＨ ５．０ の培地にインベルターゼ（和光純薬製、生化学用）の量
を変化させて添加し、３００ml斜めバッフルフラスコ
（培地張込み７５ml、植菌量１０％）を用いて２８℃、
１５０rpm で４日間培養後のセルロース蓄積量と消費糖
収率で評価した。
を変化させて添加し、３００ml斜めバッフルフラスコ
（培地張込み７５ml、植菌量１０％）を用いて２８℃、
１５０rpm で４日間培養後のセルロース蓄積量と消費糖
収率で評価した。
【００２９】その結果を図１に示す。
【００３０】図１の結果から分かるように、培地にイン
ベルターゼを添加したときには、無添加の場合と比較し
ていずれの菌類においてもセルロース蓄積量が約１．３
倍〜約９倍増大した。
ベルターゼを添加したときには、無添加の場合と比較し
ていずれの菌類においてもセルロース蓄積量が約１．３
倍〜約９倍増大した。
【００３１】次に、インベルターゼ４０ unit の添加時
期を変化させ、その他は上で述べたものと同様の条件下
でセルロースの生産を行った。
期を変化させ、その他は上で述べたものと同様の条件下
でセルロースの生産を行った。
【００３２】その結果を図２に示す。
【００３３】
【発明の効果】本発明方法による発酵法を利用したセル
ロース生産において、インベルターゼを培地に適量添加
するだけでシュークロスを炭素源としたセルロースの生
産性が従来法と比べて著しく向上する。このことは、本
方法がセルロースを効率よくかつ安価に製造できること
を示している。
ロース生産において、インベルターゼを培地に適量添加
するだけでシュークロスを炭素源としたセルロースの生
産性が従来法と比べて著しく向上する。このことは、本
方法がセルロースを効率よくかつ安価に製造できること
を示している。
【図１】インベルターゼの初発添加量の影響を示すグラ
フである。
フである。
【図２】インベルターゼの添加時期の影響を示すグラフ
である。
である。
Claims (3)
- 【請求項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、シュークロスを炭素源と
し、インベルターゼを添加した培地中で培養し、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から成るセルロースの製造方法。 - 【請求項２】 インベルターゼを培地中にシュークロス
１ｇ当り０．５〜２unit添加することを特徴とする請求
項１記載の方法。 - 【請求項３】 培養が静置、振盪又は通気撹拌培養であ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33149193A JPH07184677A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | バクテリアセルロースの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33149193A JPH07184677A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | バクテリアセルロースの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07184677A true JPH07184677A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18244242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33149193A Pending JPH07184677A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | バクテリアセルロースの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07184677A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7485720B2 (en) | 2001-11-08 | 2009-02-03 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Cellulose-type material |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33149193A patent/JPH07184677A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7485720B2 (en) | 2001-11-08 | 2009-02-03 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Cellulose-type material |
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