JPH08168389A - 藍藻を用いる有機分泌物の製造方法 - Google Patents

藍藻を用いる有機分泌物の製造方法

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JPH08168389A
JPH08168389A JP4268960A JP26896092A JPH08168389A JP H08168389 A JPH08168389 A JP H08168389A JP 4268960 A JP4268960 A JP 4268960A JP 26896092 A JP26896092 A JP 26896092A JP H08168389 A JPH08168389 A JP H08168389A
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太郎 鈴木
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泰男 浅田
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豊 常盤
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sekisui Chemical Co Ltd
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 藍藻を光照射下で、炭素源として無機炭素源
を用いて培養し、その培養物をさらに暗嫌気条件下で培
養することにより、有機酸および(または)アルコール
を取得する、藍藻を用いる有機分泌物の製造方法であ
る。 【効果】 光合成を行うため無機物のみを炭素源とし
て、有機炭素源もしくはH2 等の還元物質を必要とする
ことなく、藍藻の培養により無機炭素源から有機酸およ
び(または)アルコールを高収率で取得することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、藍藻の培養液から有機
酸および(または)アルコールを取得する、藍藻を用い
る有機分泌物の製造方法に関する。
【0002】
【従来技術および発明の課題】微生物を使用した有機酸
および(または)アルコールの製造方法については、従
来、多数の報告がある。例えば、特開昭64−6718
0および特開昭63−87985ではエタノールの製造
方法が、また特開昭59−179089では酢酸の製造
方法が提案されている。しかし、これらは何れの場合も
炭素源としてグルコース等の有機炭素源を必要としてい
る。
【0003】また、特殊な微生物を利用して有機炭素源
を必要としないで有機酸およびアルコールを製造する方
法も提案されている。例えば、特開昭59−17908
8はアセトバクテリウム属に属する新規な細菌を用い
て、二酸化炭素から酢酸を製造する方法を開示してい
る。しかし、この方法では、酢酸生産に二酸化炭素と同
時にH2 等の還元物質が必須となっている。
【0004】さらに、例えば、Bioscience, Biotechnol
ogy and Biochemistry,Vol.56, No.5,751-754(1992) で
は、炭素源として無機炭素源のみを用いて緑藻を光照射
下で培養し、さらに暗嫌気条件下で培養することによ
り、酢酸およびエタノールを得る方法が報告されてい
る。しかし、この方法では、酢酸およびエタノールの生
産量は極めて低く、実用化は期待できない。
【0005】本発明の課題は、上記のような実情から、
有機炭素源やH2 等の還元物質を用いる必要がなく、藍
藻の培養により無機炭素源から有機酸および(または)
アルコールを高収率で取得する方法を提供する点にあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意研究の結果、藍藻を光照射下で、炭酸
ガス、重炭酸金属塩などの無機炭素源を用いて培養し、
その培養物を暗嫌気条件下で培養することにより培養液
から有機酸および(または)アルコールを取得できるこ
とを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明によれば、藍藻を光照射
下で、炭素源として無機炭素源を用いて培養し、その培
養物をさらに暗嫌気条件下で培養することにより、有機
酸および(または)アルコールを取得する、藍藻を用い
る有機分泌物の製造方法が提供せられる。
【0008】以下、本発明を詳しく説明する。
【0009】a) 藍藻を光照射下で無機炭素源を用い
て培養するに当たり、使用する藍藻は、暗嫌気条件下で
培養液中に有機酸および(または)アルコールを放出す
る藍藻であればいかなるものでもよい。好適に用いられ
る藍藻としては、例えばスピルリナ・プラテンシス(Sp
irulina platensis )財団法人 地球・人間環境フォー
ラム(以下GEFと記す)寄託NIES-39 、スピルリナ・
プラテンシス(Spirulina platensis )GEF寄託NIES
-46 、オシラトリア・リムネチカ(Oscillatoria limne
tica)GEF寄託NIES-36 、ミクロシスティス・アエル
ギノーサ(Microcystis aeruginosa) GEF寄託NIES-4
4 、ミクロシスティス・アエルギノーサ(Microcystis
aeruginosa) GEF寄託NIES-87 、ノストック・コミュ
ーン(Nostoc commune)GEF寄託NIES-24 およびシネ
ココッカス・エロンガタス(Synechococcus elongatus
)微工研寄託FERMP-12393などが例示される。
【0010】上述した藍藻は独立栄養微生物であるた
め、光照射下で培養する段階で、NaHCO3 、K2
PO4 、NaNO3 、K2 SO4 、NaCl、MgSO
4 、CaCl2 等の無機塩類のみを含む水溶液培地でよ
く生育し、従属栄養微生物を培養する時のように、グル
コース、ペプトン、酵母エキス等の有機添加物を培地に
加える必要はない。
【0011】炭素源としては、無機炭素源のみを用い
る。無機炭素源の代表例は、二酸化炭素、重炭酸塩等で
ある。
【0012】培養液としては、使用する菌株に応じて、
例えば、SOT培地(表1)、MA培地(表2)、MD
M培地(表3)、BG−11培地(表4)等を適宜選ん
で使用することができる。
【0013】藍藻の培養は、光照射下で行ういわゆる明
所培養である。この明所培養の照度は、たとえば、10
0〜10000ルックス、好ましくは500〜3000
ルックスである。
【0014】また、光照射下での培養段階では、通気攪
拌培養を行うことも好ましい。培養時間、培養温度、p
H等の培養条件は、使用する菌株に応じて有機酸および
(または)アルコールの生産量が最大になるように適宜
設定される。一般に、培養時間は3時間以上、培養温度
は20〜60℃、好ましくは25〜55℃、培養液のp
Hは6〜11、好ましくは7〜9が望ましい。
【0015】b) つぎに、暗嫌気条件下での藍藻の培
養は、例えば下記のような操作で行われる。すなわち、
上述のように光照射下で培養した藍藻菌体を培養液から
分離し、得られた藍藻菌体を別の培養液に接種し、これ
を嫌気状態下で暗所培養する。
【0016】藍藻菌体を培養液から分離する手段は、濾
過、遠心分離等である。分離した藍藻菌体を接種する別
の培養液は、トリス−塩酸塩緩衝液、塩酸塩緩衝液、リ
ン酸塩緩衝液等である。これらの緩衝液のpHは6〜1
1、好ましくは7〜10である。嫌気状態は、培養容器
内の空気を窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性ガスで置
換することにより確保される。振盪培養器等を用いて攪
拌しながら培養を行うことも好ましい。培養時間、培養
温度等の培養条件は、使用する菌株に応じて有機酸およ
びアルコールの生産量が最大になるように適宜設定され
る。一般に、培養時間は5〜20時間、培養温度は20
〜60℃、好ましくは25〜55℃であり、光を遮断し
て暗所培養を行う。
【0017】こうして、藍藻の培養によって培養液中
に、蟻酸、酢酸、乳酸等の低級有機酸、またはエタノー
ル等のアルコール、または有機酸とアルコールの両者が
生成される。有機酸および(または)アルコールは培養
液から採取してもよいが、そのまま培養液中の溶液の形
態でつぎの工程に使用してもよい。
【0018】有機酸およびアルコールの同定、培養液中
の濃度の測定は、例えば高速液体クロマトグラフィ、ガ
スクロマトグラフィ等を用いた手法によって行われる。
有機酸および(または)アルコールを培養液から採取
し、精製するには、一般に有機化合物の採取、精製に用
いられる手法を採用することができる。
【0019】
【実施例】つぎに、本発明の実施例を幾つか挙げ、本発
明を具体的に説明する。
【0020】実施例1 スピルリナ・プラテンシス(Spirulina platensis )G
EF寄託NIES-39 の湿菌体100mgをSOT培地(表
1)の培養液に接種し、温度30℃で1200ルックス
の光照射下10日間培養を行った。その際、培養液に空
気を供給し、通気攪拌培養を行った。
【0021】次に、培養液を濾紙を用いて濾過すること
により湿菌体約3gを得た。得られた湿菌体を50mL
の三角フラスコ中のpH8の20mMリン酸緩衝液30
mLに接種した。口にゴム栓を施して三角フラスコを密
閉した後、注射針を用いて窒素ガスを供給しフラスコ内
部を窒素ガスで置換することにより、嫌気状態を確保し
た。その後、振盪培養器を用いて攪拌しながら光を遮断
して10時間、30℃で培養を行った。その結果、蟻酸
2.4mM、酢酸9.7mM、エタノール6.2mM、
乳酸0.5mMを含む培養液が得られた。濃度の測定は
ガスクロマトグラフィ法によって行った。
【0022】実施例2 スピルリナ・プラテンシス(Spirulina platensis )G
EF寄託NIES-39 の代わりにスピルリナ・プラテンシス
(Spirulina platensis )GEF寄託NIES-46を用いた
こと以外は、実施例1と全く同様に操作を行った結果、
蟻酸2.2mM、酢酸10.3mM、エタノール5.2
mM、乳酸0.3mMを含む培養液が得られた。
【0023】実施例3 スピルリナ・プラテンシス(Spirulina platensis )G
EF寄託NIES-39 の代わりにオシラトリア・リムネチカ
(Oscillatoria limnetica)GEF寄託NIES-36 を用
い、SOT培地の代わりにMDM培地(表3)を用いた
こと以外は、実施例1と全く同様に操作を行った。その
結果、蟻酸0.3mM、酢酸3.2mM、エタノール
1.0mM、乳酸1.4mMを含む培養液が得られた。
【0024】実施例4 スピルリナ・プラテンシス(Spirulina platensis )G
EF寄託NIES-39 の代わりにシネココッカス・エロンガ
タス(Synechococcus elongatus )微工研寄託FERM P-1
2393を用い、SOT培地の代わりにBG−11(表4)
培地を用いたこと以外は、実施例1と全く同様に操作を
行った。その結果、蟻酸3.4mM、酢酸5.6mM、
エタノール2.8mM、乳酸4.6mMを含む培養液が
得られた 。実施例5 スピルリナ・プラテンシス(Spirulina platensis )G
EF寄託NIES-39 の代わりにノストック・コミューン
(Nostoc commune)GEF寄託GEF寄託NIES-24 を用
い、SOT培地の代わりにMDM培地(表3)を用いた
こと以外は、実施例1と全く同様に操作を行った。その
結果、蟻酸0.2mM、酢酸2.5mM、乳酸1.5m
Mを含む培養液が得られた。
【0025】比較例1 振盪培養器を用いて攪拌しながら光を遮断して培養を行
う代わりに、1200Luxの光照射下、振盪培養器を
用いて攪拌しながら培養を行ったこと以外は、実施例1
と全く同様に操作を行った。その結果、蟻酸1.0m
M、酢酸3.7mM、エタノール3.4mM、乳酸0.
1mMを含む培養液が得られた。
【0026】比較例2 三角フラスコの口にゴム栓を施してフラスコを密閉した
後、注射針を用いて窒素ガスを供給しフラスコ内部を窒
素ガスで置換することにより、嫌気状態を確保する代わ
りに、三角フラスコの口に綿栓を施し好気条件下で培養
を行ったこと以外は、実施例1と全く同様に操作を行っ
た。その結果、蟻酸0.8mM、酢酸0.5mM、エタ
ノール0.5mMを含む培養液が得られた。
【0027】比較例3 三角フラスコの口にゴム栓を施してフラスコを密閉した
後、注射針を用いて窒素ガスを供給しフラスコ内部を窒
素ガスで置換することにより、嫌気状態を確保し、その
後、振盪培養器を用いて攪拌しながら光を照射して培養
を行う代わりに、三角フラスコの口に綿栓を施し好気条
件下、1200Luxの光照射下、振盪培養器を用いて
攪拌培養を行ったこと以外は、実施例1と全く同様に操
作を行った。その結果、蟻酸0.5mM、酢酸0.4m
M、エタノール0.6mMを含む培養液が得られた。
【0028】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【0029】
【発明の効果】本発明により、光合成を行うため無機物
のみを炭素源として、有機炭素源もしくはH2 等の還元
物質を必要とすることなく、藍藻の培養により無機炭素
源から有機酸および(または)アルコールを高収率で取
得することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:89) (C12P 7/06 C12R 1:89) (C12P 7/54 C12R 1:89) (C12P 7/56 C12R 1:89) (72)発明者 鈴木 太郎 茨城県つくば市並木4丁目15番1号 (72)発明者 浅田 泰男 茨城県つくば市春日1丁目102番506号 (72)発明者 常盤 豊 茨城県土浦市桜ケ丘46−12

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 藍藻を光照射下で、炭素源として無機炭
    素源を用いて培養し、その培養物をさらに暗嫌気条件下
    で培養することにより、有機酸および(または)アルコ
    ールを取得する、藍藻を用いる有機分泌物の製造方法。
JP4268960A 1992-10-07 1992-10-07 藍藻を用いる有機分泌物の製造方法 Expired - Lifetime JP2729883B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001354407A (ja) * 2000-06-08 2001-12-25 Rikogaku Shinkokai 藍色細菌による二酸化炭素の除去・回収方法
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WO2018051916A1 (ja) * 2016-09-14 2018-03-22 国立大学法人神戸大学 有機酸の製造方法

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