JPH10146198A - セルロース生成促進因子添加によるバクテリアセルロースの製造方法 - Google Patents
セルロース生成促進因子添加によるバクテリアセルロースの製造方法Info
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- JPH10146198A JPH10146198A JP31692296A JP31692296A JPH10146198A JP H10146198 A JPH10146198 A JP H10146198A JP 31692296 A JP31692296 A JP 31692296A JP 31692296 A JP31692296 A JP 31692296A JP H10146198 A JPH10146198 A JP H10146198A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 糖源として安価なシュクロースを用いた場合
に、高収率でセルロース生産菌からセルロースを生産さ
せる方法を提供すること。 【解決手段】 セルロース生産菌をコリンホスホグリセ
リド、脂肪酸及びその塩又はエステル、コリン誘導体並
びにベタインから選ばれる１種以上のセルロース生成促
進因子を添加した培地中で培養し、培地中にセルロース
性物質を生成蓄積せしめ、該物質を回収することから成
る、該セルロース性物質の製造方法。
に、高収率でセルロース生産菌からセルロースを生産さ
せる方法を提供すること。 【解決手段】 セルロース生産菌をコリンホスホグリセ
リド、脂肪酸及びその塩又はエステル、コリン誘導体並
びにベタインから選ばれる１種以上のセルロース生成促
進因子を添加した培地中で培養し、培地中にセルロース
性物質を生成蓄積せしめ、該物質を回収することから成
る、該セルロース性物質の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コリンホスホグリ
セリド等のセルロース生成促進因子を添加した培地中で
セルロース生産菌を培養し、セルロース性物質（以下、
「バクテリアセルロース」又は「ＢＣ」という。）を製
造する方法に係わるものである。
セリド等のセルロース生成促進因子を添加した培地中で
セルロース生産菌を培養し、セルロース性物質（以下、
「バクテリアセルロース」又は「ＢＣ」という。）を製
造する方法に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】ＢＣ（バクテリアセルロース）は可食性
であり無味無臭であるため、食品分野で利用されるほ
か、水系分散性及び生分解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。ＢＣは木材
パルプ等から製造されるセルロースに較べ、フィブリル
の断片幅が２ケタ程度も小さいことを特徴とする。従っ
て、ＢＣの離解物はフィブリルのかかる構造的物理的特
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高い引張弾性率を示
すので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。従
来から、セルロース生産性の向上を目的として、セルロ
ース生産菌の培養培地に各種の特定栄養素によるセルロ
ース生成促進因子を添加する試みがなされてきた。
であり無味無臭であるため、食品分野で利用されるほ
か、水系分散性及び生分解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。ＢＣは木材
パルプ等から製造されるセルロースに較べ、フィブリル
の断片幅が２ケタ程度も小さいことを特徴とする。従っ
て、ＢＣの離解物はフィブリルのかかる構造的物理的特
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高い引張弾性率を示
すので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。従
来から、セルロース生産性の向上を目的として、セルロ
ース生産菌の培養培地に各種の特定栄養素によるセルロ
ース生成促進因子を添加する試みがなされてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に、糖源
として安価なシュクロースを用いた場合に、高収率でセ
ルロースを生産させることのできる新たな方法を検討し
た結果、コリンホスホグリセリド等がセルロース生成促
進因子としての作用を有することを見いだし、本発明を
完成させたのである。
として安価なシュクロースを用いた場合に、高収率でセ
ルロースを生産させることのできる新たな方法を検討し
た結果、コリンホスホグリセリド等がセルロース生成促
進因子としての作用を有することを見いだし、本発明を
完成させたのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、セルロ
ース生産菌をコリンホスホグリセリド、脂肪酸及びその
塩又はエステル、コリン誘導体並びにベタインから選ば
れる１種以上のセルロース生成促進因子を添加した培地
中で培養し、培地中にセルロース性物質を生成蓄積せし
め、該物質を回収することから成る、該セルロース性物
質の製造方法に係わる。コリンホスホグリセリドは、最
も代表的なリン脂質の一種であり、ジアシル型、アルケ
ニル・アシル型（プラスマローゲン型）、アルキル・ア
シル型（エーテル型）、モノアシル型（リゾ型）及びジ
アルキル型がある。その中でも、ジアシル型に属するホ
スファチジルコリン（レシチン）は、動物、植物及び微
生物を構成するリン脂質中、特に、卵黄及び大豆等の中
に多量に含まれている物質である。従って、本発明に於
いて、コリンホスホグリセリドの精製されたものを使用
する他に、それらを含有する、例えば、大豆等の植物の
抽出液そのものを培地中に添加することも可能である。
ース生産菌をコリンホスホグリセリド、脂肪酸及びその
塩又はエステル、コリン誘導体並びにベタインから選ば
れる１種以上のセルロース生成促進因子を添加した培地
中で培養し、培地中にセルロース性物質を生成蓄積せし
め、該物質を回収することから成る、該セルロース性物
質の製造方法に係わる。コリンホスホグリセリドは、最
も代表的なリン脂質の一種であり、ジアシル型、アルケ
ニル・アシル型（プラスマローゲン型）、アルキル・ア
シル型（エーテル型）、モノアシル型（リゾ型）及びジ
アルキル型がある。その中でも、ジアシル型に属するホ
スファチジルコリン（レシチン）は、動物、植物及び微
生物を構成するリン脂質中、特に、卵黄及び大豆等の中
に多量に含まれている物質である。従って、本発明に於
いて、コリンホスホグリセリドの精製されたものを使用
する他に、それらを含有する、例えば、大豆等の植物の
抽出液そのものを培地中に添加することも可能である。
【０００５】脂肪酸としては飽和脂肪酸、特にレシチン
を構成する飽和脂肪酸、例えばパルミチン酸及びステア
リン酸が好ましい。脂肪酸の塩としてはナトリウム塩、
カリウム塩等があり、エステルとしては低級アルキルエ
ステル、例えばメチルエステル及びエチルエステルが好
ましい。コリン誘導体の例としては、塩化コリン及び塩
化アセチルコリンを挙げることができる。ベタインと
は、一般に、正電荷と負電荷を同一分子内の分離した隣
り合わない位置にもち、しかも正電荷をもつ原子にはプ
ロトンとして解離し得る水素原子が結合してなく、全体
として電荷をもたない分子をいうが、狭義にはアミノ酸
のＮ−トリアルキル置換体を意味し、特に、コリンから
コリンデヒドロゲナーゼ（ＣＤＨ）及びベタインアルデ
ヒドロゲナーゼ（ＢＡＤＨ）の作用により生合成される
トリメチルグリシンが好ましい。セルロース生成促進因
子は、培養の途中から添加することも出来るが、培養初
期から添加し、培養の全期間に亘って培地中に存在させ
ておくことが好ましい。セルロース生成促進因子の培地
中における添加濃度は当業者が適宜選択することができ
るが、通常２〜３００mg／dl、好ましくは５〜２００mg
／dlの範囲である。
を構成する飽和脂肪酸、例えばパルミチン酸及びステア
リン酸が好ましい。脂肪酸の塩としてはナトリウム塩、
カリウム塩等があり、エステルとしては低級アルキルエ
ステル、例えばメチルエステル及びエチルエステルが好
ましい。コリン誘導体の例としては、塩化コリン及び塩
化アセチルコリンを挙げることができる。ベタインと
は、一般に、正電荷と負電荷を同一分子内の分離した隣
り合わない位置にもち、しかも正電荷をもつ原子にはプ
ロトンとして解離し得る水素原子が結合してなく、全体
として電荷をもたない分子をいうが、狭義にはアミノ酸
のＮ−トリアルキル置換体を意味し、特に、コリンから
コリンデヒドロゲナーゼ（ＣＤＨ）及びベタインアルデ
ヒドロゲナーゼ（ＢＡＤＨ）の作用により生合成される
トリメチルグリシンが好ましい。セルロース生成促進因
子は、培養の途中から添加することも出来るが、培養初
期から添加し、培養の全期間に亘って培地中に存在させ
ておくことが好ましい。セルロース生成促進因子の培地
中における添加濃度は当業者が適宜選択することができ
るが、通常２〜３００mg／dl、好ましくは５〜２００mg
／dlの範囲である。
【０００６】本発明におけるバクテリアセルロースの製
造方法に使用されるセルロース生産菌は、例えば、ＢＰ
Ｒ２００１株に代表されるアセトバクター・キシリナム
・サブスピーシーズ・シュクロファーメンタンス（Acet
obacter xylinum subsp. sucrofermentans）、アセトバ
クター・キシリナム（Acetobacter xylinum ）ＡＴＣＣ
２３７６８、アセトバクター・キシリナムＡＴＣＣ２３
７６９、アセトバクター・パスツリアヌス（A. pasteur
ianus ）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Ａ
ＴＣＣ１０８２１等の酢酸菌（アセトバクター属）、そ
の他に、アグロバクテリウム属、リゾビウム属、サルシ
ナ属、シュードモナス属、アクロモバクター属、アルカ
リゲネス属、アエロバクター属、アゾトバクター属及び
ズーグレア属並びにそれらをＮＴＧ（ニトロソグアニジ
ン）等を用いる公知の方法によって変異処理することに
より創製される各種変異株である。尚、ＢＰＲ２００１
株は、平成５年２月２４日に通商産業省工業技術院生命
工学工業技術研究所特許微生物寄託センターに寄託され
（受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１３４６６）、その後１９９
４年２月７日付で特許手続上の寄託の国際的承認に関す
るブダペスト条約に基づく寄託（受託番号ＦＥＲＭ Ｂ
Ｐ−４５４５）に移管されている。
造方法に使用されるセルロース生産菌は、例えば、ＢＰ
Ｒ２００１株に代表されるアセトバクター・キシリナム
・サブスピーシーズ・シュクロファーメンタンス（Acet
obacter xylinum subsp. sucrofermentans）、アセトバ
クター・キシリナム（Acetobacter xylinum ）ＡＴＣＣ
２３７６８、アセトバクター・キシリナムＡＴＣＣ２３
７６９、アセトバクター・パスツリアヌス（A. pasteur
ianus ）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Ａ
ＴＣＣ１０８２１等の酢酸菌（アセトバクター属）、そ
の他に、アグロバクテリウム属、リゾビウム属、サルシ
ナ属、シュードモナス属、アクロモバクター属、アルカ
リゲネス属、アエロバクター属、アゾトバクター属及び
ズーグレア属並びにそれらをＮＴＧ（ニトロソグアニジ
ン）等を用いる公知の方法によって変異処理することに
より創製される各種変異株である。尚、ＢＰＲ２００１
株は、平成５年２月２４日に通商産業省工業技術院生命
工学工業技術研究所特許微生物寄託センターに寄託され
（受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１３４６６）、その後１９９
４年２月７日付で特許手続上の寄託の国際的承認に関す
るブダペスト条約に基づく寄託（受託番号ＦＥＲＭ Ｂ
Ｐ−４５４５）に移管されている。
【０００７】ＮＴＧ等の変異剤を用いての化学的変異処
理方法には、例えば、Bio Factors,Vol. l, p.297−302
(1988)及び J. Gen. Microbiol, Vol. 135, p.2917−2
929(1989) 等に記載されているものがある。従って、当
業者であればこれら公知の方法に基づき本発明で用いる
変異株を得ることができる。また、本発明で用いる変異
株は他の変異方法、例えば放射線照射等によっても得る
ことができる。本発明に使用するセルロース生産菌とし
ては、特に、酢酸塩及び乳酸塩の酸化能が実質的にない
（陰性）か、又は微弱である、アセトバクター・キシリ
ナム・サブスピーシーズ・ノンアセトオキシダンス（Ac
etobacter xylinum subsp. nonacetoxidans)が好まし
い。該アセトバクター・キシリナム・サブスピーシーズ
・ノンアセトオキシダンスに属する具体的な菌株の例と
して、Ｓ−３５′−３、７５７−３−５−１１、及び１
８４−２−２と命名された株があり、これらは、１９９
６年４月１２日付で通商産業省工業技術院生命工学工業
技術研究所特許微生物寄託センターに寄託され、それぞ
れ、受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１５５６３、ＦＥＲＭ Ｐ
−１５５６４、及びＦＥＲＭ Ｐ−１５５６５を付され
ている。
理方法には、例えば、Bio Factors,Vol. l, p.297−302
(1988)及び J. Gen. Microbiol, Vol. 135, p.2917−2
929(1989) 等に記載されているものがある。従って、当
業者であればこれら公知の方法に基づき本発明で用いる
変異株を得ることができる。また、本発明で用いる変異
株は他の変異方法、例えば放射線照射等によっても得る
ことができる。本発明に使用するセルロース生産菌とし
ては、特に、酢酸塩及び乳酸塩の酸化能が実質的にない
（陰性）か、又は微弱である、アセトバクター・キシリ
ナム・サブスピーシーズ・ノンアセトオキシダンス（Ac
etobacter xylinum subsp. nonacetoxidans)が好まし
い。該アセトバクター・キシリナム・サブスピーシーズ
・ノンアセトオキシダンスに属する具体的な菌株の例と
して、Ｓ−３５′−３、７５７−３−５−１１、及び１
８４−２−２と命名された株があり、これらは、１９９
６年４月１２日付で通商産業省工業技術院生命工学工業
技術研究所特許微生物寄託センターに寄託され、それぞ
れ、受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１５５６３、ＦＥＲＭ Ｐ
−１５５６４、及びＦＥＲＭ Ｐ−１５５６５を付され
ている。
【０００８】上述の方法によって創製されるセルロース
生産菌の中でも、通気攪拌培養することによって、ポリ
スチレン換算の重量平均重合度が１．６×１０4 以上、
好ましくは１．７×１０4 以上である高重合度のバクテ
リアセルロースを製造するか、又は、静置培養すること
によって、ポリスチレン換算の重量平均重合度が２．０
×１０4 以上である高重合度のバクテリアセルロースを
製造する菌株も好ましい。本発明で使用し得る高重合度
のバクテリアセルロースの生産菌のうち、ＢＰＲ３００
１Ａは、平成７年６月１２日付で通商産業省工業技術院
生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センターに寄託
され、受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１４９８２を付されてい
る。一般的に、高分子材料の強度や弾性率は、高分子の
重合度が高いほど、高いものとなることが知られてい
る。バクテリアセルロースの場合にも同様で、高重合度
のバクテリアセルロースを原料として形成させた被膜
は、相対的に低い重合度のバクテリアセルロースを原料
として形成させた被膜と比較して、その強度や弾性率が
高い。従って、本発明に於いて、高強度や弾性率のもの
を形成させたい場合には、先に述べたような高重合度の
バクテリアセルロースを用いた方が高い効果が得られ
る。
生産菌の中でも、通気攪拌培養することによって、ポリ
スチレン換算の重量平均重合度が１．６×１０4 以上、
好ましくは１．７×１０4 以上である高重合度のバクテ
リアセルロースを製造するか、又は、静置培養すること
によって、ポリスチレン換算の重量平均重合度が２．０
×１０4 以上である高重合度のバクテリアセルロースを
製造する菌株も好ましい。本発明で使用し得る高重合度
のバクテリアセルロースの生産菌のうち、ＢＰＲ３００
１Ａは、平成７年６月１２日付で通商産業省工業技術院
生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センターに寄託
され、受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１４９８２を付されてい
る。一般的に、高分子材料の強度や弾性率は、高分子の
重合度が高いほど、高いものとなることが知られてい
る。バクテリアセルロースの場合にも同様で、高重合度
のバクテリアセルロースを原料として形成させた被膜
は、相対的に低い重合度のバクテリアセルロースを原料
として形成させた被膜と比較して、その強度や弾性率が
高い。従って、本発明に於いて、高強度や弾性率のもの
を形成させたい場合には、先に述べたような高重合度の
バクテリアセルロースを用いた方が高い効果が得られ
る。
【０００９】本発明におけるＢＣ等の各種セルロースの
重量平均重合度は、検出器としてＲＩを内蔵したＧＰＣ
システム（Tosoh ＨＬＣ−８０２０）を用いて以下のよ
うにして測定する。各種セルロース試料を発煙硝酸−五
酸化リン溶液で W.J. Alexander, R.L. Mitchell, Anal
ytical chemistry 21, 12, 1497-1500 (1949) の方法に
よりニトロ化する。コントロールとして同時にニトロ化
したコットンリンターを用いる。セルロースニトロ化物
はＴＨＦ（和光純薬 １級）に０．０５％濃度で溶かし
たのち、１．０μｍポアサイズのフィルターで濾過す
る。ＧＰＣの溶離液にもＴＨＦを用いる。流速は０．５
ml／min 、圧力は１０〜１３kg f／cm2 、サンプル注入
量は１００μl とする。カラムはＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨ
−ＨＲ（Ｓ）（７．５ＩＤ×３００mm×２本）とガード
カラム（ＨＨＲ（Ｓ））(Tosoh Co., Ltd.) を用い３５
℃で測定する。分子量算出のためにスタンダードポリス
チレン(Tosoh) を用いポリスチレン換算の相対分子量を
求める。２×１０7 から２６３０の分子量のポリスチレ
ンを用い、溶出時間（ｔ）と分子量の対数（ｌｏｇＭ）
について、３次式：（ｌｏｇＭ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ
＋Ｄ）による近似を行いスタンダード曲線を作製する。
分子量はTosoh のデータ処理専用機（ＳＣ−８０２０）
に内蔵されたプログラム（ｖｅｒ．３，１０）により重
量平均分子量を計算する。これらの分子量の値からニト
ロ化後の置換度を考慮して重量平均重合度を計算する。
重量平均重合度は、検出器としてＲＩを内蔵したＧＰＣ
システム（Tosoh ＨＬＣ−８０２０）を用いて以下のよ
うにして測定する。各種セルロース試料を発煙硝酸−五
酸化リン溶液で W.J. Alexander, R.L. Mitchell, Anal
ytical chemistry 21, 12, 1497-1500 (1949) の方法に
よりニトロ化する。コントロールとして同時にニトロ化
したコットンリンターを用いる。セルロースニトロ化物
はＴＨＦ（和光純薬 １級）に０．０５％濃度で溶かし
たのち、１．０μｍポアサイズのフィルターで濾過す
る。ＧＰＣの溶離液にもＴＨＦを用いる。流速は０．５
ml／min 、圧力は１０〜１３kg f／cm2 、サンプル注入
量は１００μl とする。カラムはＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨ
−ＨＲ（Ｓ）（７．５ＩＤ×３００mm×２本）とガード
カラム（ＨＨＲ（Ｓ））(Tosoh Co., Ltd.) を用い３５
℃で測定する。分子量算出のためにスタンダードポリス
チレン(Tosoh) を用いポリスチレン換算の相対分子量を
求める。２×１０7 から２６３０の分子量のポリスチレ
ンを用い、溶出時間（ｔ）と分子量の対数（ｌｏｇＭ）
について、３次式：（ｌｏｇＭ＝Ａｔ3 ＋Ｂｔ2 ＋Ｃｔ
＋Ｄ）による近似を行いスタンダード曲線を作製する。
分子量はTosoh のデータ処理専用機（ＳＣ−８０２０）
に内蔵されたプログラム（ｖｅｒ．３，１０）により重
量平均分子量を計算する。これらの分子量の値からニト
ロ化後の置換度を考慮して重量平均重合度を計算する。
【００１０】培養に用いる培地の組成物中、炭素源とし
てはシュクロース、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、グリセリン、エチレングリコール、エタノ
ール等を単独或いは併用して使用することができる。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クロースに加えて使用
することもできる。 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
を使用することができ、或いはＰｅｐｔｏｎｅ、Ｓｏｙ
ｔｏｎｅ、Ｙｅａｓｔ−Ｅｘｔｒａｃｔ、大豆加水分解
物などの含窒素天然栄養源を使用してもよい。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、亜硫酸パルプ廃液、リグニ
ンスルホン酸等を添加してもよい。
てはシュクロース、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、グリセリン、エチレングリコール、エタノ
ール等を単独或いは併用して使用することができる。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クロースに加えて使用
することもできる。 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
を使用することができ、或いはＰｅｐｔｏｎｅ、Ｓｏｙ
ｔｏｎｅ、Ｙｅａｓｔ−Ｅｘｔｒａｃｔ、大豆加水分解
物などの含窒素天然栄養源を使用してもよい。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、亜硫酸パルプ廃液、リグニ
ンスルホン酸等を添加してもよい。
【００１１】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。更に、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２３７〜２
４４頁）、カルボン酸又はその塩（特願平５−１９１４
６７号）、インベルターゼ（特願平５−３３１４９１
号）、メチオニン（特願平５−３３５７６４号）及びサ
ポニン（特願平６−２１４３３４号）等の従来のセルロ
ース生成促進因子をコリンホスホグリセリドと共に適宜
培地中に添加し、より優れた相乗効果を得ることも出来
る。例えば、酢酸菌を生産菌として用いる場合には、培
養のｐＨは３ないし７に、好ましくは５付近に制御す
る。培養温度は１０〜４０℃、好ましくは２５〜３５℃
の範囲で行う。培養装置に供給する酸素濃度は１〜１０
０％、望ましくは２１〜８０％であれば良い。これら培
地中の各成分の組成割合及び培地に対する菌体の接種等
は培養方法に応じて当業者が適宜選択し得るものであ
る。バクテリアセルロースは、従来より、微生物を培養
する培養形式として公知の形式、即ち、静置、振盪もし
くは通気攪拌培養等、また、培養操作法として公知の、
いわゆる回分発酵法、流加回分発酵法、反復回分発酵法
及び連続発酵法等によって製造することができる。
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。更に、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２３７〜２
４４頁）、カルボン酸又はその塩（特願平５−１９１４
６７号）、インベルターゼ（特願平５−３３１４９１
号）、メチオニン（特願平５−３３５７６４号）及びサ
ポニン（特願平６−２１４３３４号）等の従来のセルロ
ース生成促進因子をコリンホスホグリセリドと共に適宜
培地中に添加し、より優れた相乗効果を得ることも出来
る。例えば、酢酸菌を生産菌として用いる場合には、培
養のｐＨは３ないし７に、好ましくは５付近に制御す
る。培養温度は１０〜４０℃、好ましくは２５〜３５℃
の範囲で行う。培養装置に供給する酸素濃度は１〜１０
０％、望ましくは２１〜８０％であれば良い。これら培
地中の各成分の組成割合及び培地に対する菌体の接種等
は培養方法に応じて当業者が適宜選択し得るものであ
る。バクテリアセルロースは、従来より、微生物を培養
する培養形式として公知の形式、即ち、静置、振盪もし
くは通気攪拌培養等、また、培養操作法として公知の、
いわゆる回分発酵法、流加回分発酵法、反復回分発酵法
及び連続発酵法等によって製造することができる。
【００１２】尚、攪拌培養とは、培養液を攪拌しながら
行なう培養法であり、当該攪拌培養中に受ける攪拌作用
によって、バクテリアセルロースの構造が、例えば、結
晶化指数が低下して非晶部が増すように変化する。攪拌
手段としては、例えばインペラー（攪拌羽根）、エアー
リフト発酵槽、発酵ブロスのポンプ駆動循環、及びこれ
ら手段の組合せ等を使用することができる。更に、本出
願人名義の特願平６−１９２２８７号に記載された培養
装置と分離装置の間で菌体を含む培養液を循環させるセ
ルロース性物質の製造方法であって、該分離装置に於い
て、生産物であるセルロース性物質を菌体及び培養液か
ら分離することを特徴とする前記方法や、同じく、本出
願人名義の特願平６−１９２２８８号に記載されたセル
ロース生産菌を培養してセルロース性物質を製造する方
法であって、培養期間中、培養系からの培養液の引き抜
き及び該引き抜き量とほぼ等容量の新たな培養液の供給
を連続的に行なうことによって、培養中の培養液に於け
るセルロース性物質の濃度を低く維持することを特徴と
する前記製造方法がある。
行なう培養法であり、当該攪拌培養中に受ける攪拌作用
によって、バクテリアセルロースの構造が、例えば、結
晶化指数が低下して非晶部が増すように変化する。攪拌
手段としては、例えばインペラー（攪拌羽根）、エアー
リフト発酵槽、発酵ブロスのポンプ駆動循環、及びこれ
ら手段の組合せ等を使用することができる。更に、本出
願人名義の特願平６−１９２２８７号に記載された培養
装置と分離装置の間で菌体を含む培養液を循環させるセ
ルロース性物質の製造方法であって、該分離装置に於い
て、生産物であるセルロース性物質を菌体及び培養液か
ら分離することを特徴とする前記方法や、同じく、本出
願人名義の特願平６−１９２２８８号に記載されたセル
ロース生産菌を培養してセルロース性物質を製造する方
法であって、培養期間中、培養系からの培養液の引き抜
き及び該引き抜き量とほぼ等容量の新たな培養液の供給
を連続的に行なうことによって、培養中の培養液に於け
るセルロース性物質の濃度を低く維持することを特徴と
する前記製造方法がある。
【００１３】前記攪拌培養を行なうための槽としては、
例えば、ジャーファーメンター及びタンク等の攪拌槽、
並びにバッフル付きフラスコ、坂口フラスコ及びエアー
リフト型の攪拌槽が使用可能であるがこの限りではな
い。本発明でいう攪拌培養においては、攪拌と同時に、
必要に応じて、通気を行なっても良い。ここでいう通気
とは、例えば空気等の酸素を含有するガス、並びに例え
ばアルゴン及び窒素等の酸素を含有しないガスのいずれ
を通気しても良く、これらガスは培養系の条件に合わせ
て当業者により適宜、選択されよう。例えば、嫌気性の
微生物の場合は、不活性ガスを通気をすれば、その気泡
によって培養液を攪拌することができる。好気性の微生
物の場合には、酸素を含有するガスを通気することで微
生物の成育に必要な酸素を供給すると同時に、培養液を
攪拌することができる。
例えば、ジャーファーメンター及びタンク等の攪拌槽、
並びにバッフル付きフラスコ、坂口フラスコ及びエアー
リフト型の攪拌槽が使用可能であるがこの限りではな
い。本発明でいう攪拌培養においては、攪拌と同時に、
必要に応じて、通気を行なっても良い。ここでいう通気
とは、例えば空気等の酸素を含有するガス、並びに例え
ばアルゴン及び窒素等の酸素を含有しないガスのいずれ
を通気しても良く、これらガスは培養系の条件に合わせ
て当業者により適宜、選択されよう。例えば、嫌気性の
微生物の場合は、不活性ガスを通気をすれば、その気泡
によって培養液を攪拌することができる。好気性の微生
物の場合には、酸素を含有するガスを通気することで微
生物の成育に必要な酸素を供給すると同時に、培養液を
攪拌することができる。
【００１４】攪拌培養により得たバクテリアセルロース
を遠心分離法又は濾過法等により培養液から分離する。
バクテリアセルロースは菌体と一緒に回収してもよく、
さらに本物質中に含まれる菌体を含むセルロース性物質
以外の不純物を取り除く処理を施すことが出来る。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、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行い、セルロース性物質から
不純物をほぼ完全に除去することができる。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、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。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。
を遠心分離法又は濾過法等により培養液から分離する。
バクテリアセルロースは菌体と一緒に回収してもよく、
さらに本物質中に含まれる菌体を含むセルロース性物質
以外の不純物を取り除く処理を施すことが出来る。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、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行い、セルロース性物質から
不純物をほぼ完全に除去することができる。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、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。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。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を詳細
に説明するが、これは本発明を限定するものではない。
に説明するが、これは本発明を限定するものではない。
【００１６】
【実施例】実施例１ 以下に示す組成を有するＣＳＬ−Ｓｕｃ培地に卵黄レシ
チンを夫々の量添加して、３００ml斜めバッフルフラス
コ（培地張り込み７５ml）に７５７−３−５−１１株の
シード菌液７．５mlを無菌的に植菌し、２８℃、１５０
rpm で４日間振盪培養後のＢＣ蓄積量と対消費糖収率
（yield:％）を求めた。
チンを夫々の量添加して、３００ml斜めバッフルフラス
コ（培地張り込み７５ml）に７５７−３−５−１１株の
シード菌液７．５mlを無菌的に植菌し、２８℃、１５０
rpm で４日間振盪培養後のＢＣ蓄積量と対消費糖収率
（yield:％）を求めた。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】ビタミン混合液 化合物 mg／Ｌ イノシトール ２００ ナイアシン ４０ ピリドキシンＨＣｌ ４０ チアミンＨＣｌ ４０ パントテン酸カルシウム ２０ リボフラビン ２０ ｐ−アミノ安息香酸 ２０ 葉 酸 ０．２ ビオチン ０．２
【００１９】
【表３】塩類混合液 ＦｅＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ３６０mg／Ｌ ＣａＣｌ2 ・２Ｈ2 Ｏ １４７０mg／Ｌ Ｎａ2 ＭｏＯ2 ・２Ｈ2 Ｏ ２４２mg／Ｌ ＺｎＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ １７３mg／Ｌ ＭｎＳＯ4 ・５Ｈ2 Ｏ １３９mg／Ｌ ＣｕＳＯ4 ・５Ｈ2 Ｏ ５mg／Ｌ
【００２０】
【表４】
【００２１】
【表５】
【００２２】
【表６】
【００２３】実施例２ 実施例１と同じＣＳＬ−Ｓｕｃ培地６００mlを張り込ん
だ小型ジャーファメンター（全容量１，０００ml）に７
５７−３−５−１１株のシード菌液６０mlを無菌的に植
菌し、該培地に卵黄レシチンを夫々の量添加して、ｐＨ
を１Ｎ ＮａＯＨ又は１Ｎ Ｈ2 ＳＯ4 でｐＨ５．０に
調節しながら、攪拌回転数を初発４００rpm で、溶存酸
素量（ＯＤ）が３．０〜２１．０％内に入るように回転
数を自動制御しながらメイン培養を４５時間実施した際
のＢＣ蓄積量の経時変化を求めた。その際サポニン及び
レシチンの両者を夫々１００mg／dl及び５０mg／dlの濃
度でメイン培地に添加した。得られた結果を図１に示
す。
だ小型ジャーファメンター（全容量１，０００ml）に７
５７−３−５−１１株のシード菌液６０mlを無菌的に植
菌し、該培地に卵黄レシチンを夫々の量添加して、ｐＨ
を１Ｎ ＮａＯＨ又は１Ｎ Ｈ2 ＳＯ4 でｐＨ５．０に
調節しながら、攪拌回転数を初発４００rpm で、溶存酸
素量（ＯＤ）が３．０〜２１．０％内に入るように回転
数を自動制御しながらメイン培養を４５時間実施した際
のＢＣ蓄積量の経時変化を求めた。その際サポニン及び
レシチンの両者を夫々１００mg／dl及び５０mg／dlの濃
度でメイン培地に添加した。得られた結果を図１に示
す。
【００２４】実施例３ その他のセルロース生成促進因子をメイン培地に４０mg
／dlの濃度で添加し、実施例１と同様に４日間培養し
た。培養後に得られたＢＣ蓄積量及び収率を以下の表７
に示す。
／dlの濃度で添加し、実施例１と同様に４日間培養し
た。培養後に得られたＢＣ蓄積量及び収率を以下の表７
に示す。
【００２５】
【表７】 更に、ベタインについては、添加濃度を変化させてＢＣ
蓄積量を測定した（表８）。
蓄積量を測定した（表８）。
【００２６】
【表８】
【００２７】尚、上記実施例中、ＢＣ蓄積量（ｇ／Ｌ）
は、培養終了後、培養液中の固形物を集積し、水洗して
培地成分を除去した後、ＩＮＮａＯＨ水溶液中で８０
℃、２０分間処理して菌体を除去した。さらに、洗浄液
が中性付近になるまで生成セルロースを水洗した後、８
０℃で１２時間真空乾燥して乾燥重量を測定することで
求めた。また収率（％）は以下のようにして求めた。 収率（％）の計算 収率は、対消費糖収率として以下のように計算した。
は、培養終了後、培養液中の固形物を集積し、水洗して
培地成分を除去した後、ＩＮＮａＯＨ水溶液中で８０
℃、２０分間処理して菌体を除去した。さらに、洗浄液
が中性付近になるまで生成セルロースを水洗した後、８
０℃で１２時間真空乾燥して乾燥重量を測定することで
求めた。また収率（％）は以下のようにして求めた。 収率（％）の計算 収率は、対消費糖収率として以下のように計算した。
【数１】ＹBC＝ＢＣ／（ＲＣMF−ＲＣBF）＊１００ ＹBC ：対消費糖収率（％） ＢＣ ：ＢＣ蓄積量（ｇ／Ｌ） ＲＣMF：培地の糖濃度（ｇ／Ｌ） ＲＣBF：培養後の培地の糖濃度（ｇ／Ｌ）
【００２８】
【発明の効果】本発明方法によるセルロース性物質の生
産において、レシチン等のセルロース生成促進因子を培
地に適量添加することによって、セルロース性物質蓄積
量が約１．３倍にも向上し、対消費糖収率も約１．３倍
までに増加した。このことは、本発明方法がセルロース
性物質を効率よくかつ安価に製造できることを示してい
る。
産において、レシチン等のセルロース生成促進因子を培
地に適量添加することによって、セルロース性物質蓄積
量が約１．３倍にも向上し、対消費糖収率も約１．３倍
までに増加した。このことは、本発明方法がセルロース
性物質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】 サポニンとレシチンを培地に添加した場合の
ＢＣ生産性の増加を示す。
ＢＣ生産性の増加を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 文弘 神奈川県川崎市高津区坂戸３丁目２番１号 株式会社バイオポリマー・リサーチ内
Claims (3)
- 【請求項１】 セルロース生産菌をコリンホスホグリセ
リド、脂肪酸及びその塩又はエステル、コリン誘導体並
びにベタインから選ばれる１種以上のセルロース生成促
進因子を添加した培地中で培養し、培地中にセルロース
性物質を生成蓄積せしめ、該物質を回収することから成
る、該セルロース性物質の製造方法。 - 【請求項２】 コリンホスホグリセリドがレシチンであ
る請求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】 セルロース生成促進因子を培地中に２〜
３００mg／dl添加することを特徴とする請求項１又は２
記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31692296A JPH10146198A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | セルロース生成促進因子添加による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 |
|---|---|---|---|
| JP31692296A JPH10146198A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | セルロース生成促進因子添加によるバクテリアセルロースの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10146198A true JPH10146198A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=18082419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31692296A Pending JPH10146198A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | セルロース生成促進因子添加によるバクテリアセルロースの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10146198A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113862318A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-31 | 北京化工大学 | 一种木质纤维素绿色高效精炼系统及方法 |
-
1996
- 1996-11-14 JP JP31692296A patent/JPH10146198A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113862318A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-31 | 北京化工大学 | 一种木质纤维素绿色高效精炼系统及方法 |
| CN113862318B (zh) * | 2021-09-28 | 2023-12-15 | 北京化工大学 | 一种木质纤维素精炼系统及方法 |
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