JPH10298204A - 改質された微生物産生セルロース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リボン状ミクロフィブリルの長径が変化
し、各種物性、特に弾性率が改善されたバクテリアセル
ロースを開発する。 【解決手段】 上記課題は、セルロースを菌体外に産生
しうる細菌を細胞分裂阻害剤又は有機還元剤を含有する
培地で培養してセルロースを産生させることによって解
決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人為的にリボン状
ミクロフィブリルを変化せしめ、弾性率が改善されたバ
クテリアセルロース（ＢＣともいう）及びその製造方法
に関するものである。このバクテリアセルロースは各種
工業材料、衣料材料、医療材料、機能性素材、食品素材
等に用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、バクテリアが産生するリボン状ミ
クロフィブリルの大きさは、２０〜５０ｎｍとされてお
り（東京テクノ・フォーラム事務局編、人類とバイオ、
３２９頁(１９９３年)読売・日本テレビセンター）、本
発明でいう短径と長径の区別なく測定された数値と考え
られる。バクテリアの産生するセルロースとしては、ア
セトバクター・キシリナム(Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ ｘ
ｙｌｉｎｕｍ)ＡＴＣＣ２３７６９が産生するシート状
のものを医療用パッドに利用することが知られている
（特開昭５９−１２０１５９号公報）。

【０００３】本発明者らも既にリボン状ミクロフィブリ
ルよりなるバクテリアセルロースの取得に成功し、これ
を圧搾してシート状にし、あるいは離解して各種のシー
ト、その他の成形品に添加して高力学強度成形材料を開
発している（特開昭６２−３６４６７号公報）。

【０００４】このバクテリアセルロースは、静置培養、
通気攪拌培養で繊維の絡まり方によりシート状、分散
状、粒状などの種々の形状を持つ塊や懸濁物として生産
されるが巨視的な形態変化があってもバクテリアセルロ
ースのリボン状ミクロフィブリルや物性に大きな変化は
ない。

【０００５】また、菌株の違いによりバクテリアセルロ
ースの構造、物性に多少の違いが認められるが、人為的
に菌の形態を変化させて、リボン状フィブリルを変化さ
せることにより改質されたバクテリアセルロースが産生
された例はない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、リボ
ン状ミクロフィブリルの長径が変化し、各種物性、特に
弾性率が改善された、例えば、優れた特性を有する音響
振動板等の用途に利用できる、バクテリアセルロースを
開発することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、培養液に細
胞分裂阻害剤又は有機還元剤を添加することにより、菌
の形態が変化し、リボン状ミクロフィブリルが変化した
改質されたバクテリアセルロースが産生されることを知
り、このバクテリアセルロースの物性、特に、弾性率等
が従来のバクテリアセルロースよりもさらに向上してい
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、短径１０〜１００ｎ
ｍで長径１６０〜１０００ｎｍのリボン状ミクロフィブ
リル、又は短径１０〜１００ｎｍで長径５０〜７０ｎｍ
のリボン状ミクロフィブリルを含有するバクテリアセル
ロースに関するもので、培養液に細胞分裂阻害剤や有機
還元剤を含有せしめることにより、無添加の条件で得ら
れるバクテリアセルロースと対比してその弾性率が３０
％以上向上した高弾性率のバクテリアセルロースが得ら
れるものである。

【０００９】更に、本発明は、セルロースを菌体外に産
生しうる細菌を細胞分裂阻害剤又は有機還元剤を含有す
る培地で培養し、産生したセルロースを採取することを
特徴とするバクテリアセルロースの製造方法、に関する
ものである。

【００１０】なお、本発明で用いる長径及び短径とは、
以下のことをさす。すなわち、リボン状ミクロフィブリ
ルの伸張方向と直角に切断した際にできる長方形の断面
について、短い方の径を短径、長い方の径を長径と呼
ぶ。

【００１１】培養系に細胞分裂阻害剤又は有機還元剤を
添加した時に産生されるリボン状ミクロフィブリルが、
従来の無添加時のリボン状ミクロフィブリルとどのよう
に異なっているかは、電子顕微鏡、原子間力顕微鏡を用
いて、リボン状ミクロフィブリルの短径と長径を測定す
ることで容易に調べることができる。

【００１２】このバクテリアセルロースは、菌の形態が
変化したことによって菌のセルロース分泌口の形状や、
分泌口の数が変わり、それによってミクロフィブリルの
形状が変化するものと思われる。実験結果からも、長い
細胞が作り出したバクテリアセルロースの方が透明度が
高く、このことから、長い細胞が産生したバクテリアセ
ルロースにおいては、セルロースがより密な状態にある
と考えられる。また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び
原子間力顕微鏡による観察の結果からも同様なことが言
え、長い細胞の生成したバクテリアセルロースの層構造
の方がより緻密である。正常な細胞が産生したバクテリ
アセルロースにおいては、セルロースがヘリコイド状
（コレステリック様）に堆積している部分が認められる
が、長い細胞が産生したバクテリアセルロースには存在
しない。結晶幅については、長い細胞が生成したバクテ
リアセルロースの方がわずかではあるが全ての格子面に
ついて大きいと考えられる。また、全てにおいて０．６
ｎｍ格子面がフィルム面に対し配向していたが、その程
度は細胞が大きくなればなる程、高くなっている。透過
型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いたバクテリアセルロース
の観察からもリボン状ミクロフィブリルの幅は細胞が長
いものの方が大きい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のバクテリアセルロース
は、従来のバクテリアセルロースのリボン状ミクロフィ
ブリルの形状（培養時に、細胞分裂阻害剤や有機還元剤
を添加しない条件下で得られるバクテリアセルロースの
リボン状ミクロフィブリルの形状を本発明者が測定した
結果、短径１０〜１００ｎｍ、長径８０〜１５０ｎｍで
あった。）と異なり、短径１０〜１００ｎｍ程度で長径
１６０〜１０００ｎｍ、又は、短径１０〜１００ｎｍ程
度で長径５０〜７０ｎｍのリボン状ミクロフィブリルを
含んでいる。

【００１４】従来のミクロフィブリルの長径と短径の比
は１．６：１．０〜２．７：１．０である。

【００１５】バクテリアセルロースのミクロフィブリル
の短径については、培養時に細胞分裂阻害剤や有機還元
剤を存在せしめた本願発明の場合も存在しない従来の場
合も、主に５５ｎｍ〜９５ｎｍのものが多いが、２５ｎ
ｍ等の短いものも観察される。

【００１６】一方、バクテリアセルロースのミクロフィ
ブリルの長径については、本願発明で培養に細胞分裂阻
害剤を用いた場合は、主に１６０ｎｍ〜７００ｎｍ、特
に１７０〜６００ｎｍのものが多いが１０００ｎｍのも
のも散見され、従来の８０ｎｍ〜１５０ｎｍと比較し
て、かなり長くなっている。これは、培養時に細胞分裂
阻害剤含有の場合、菌体が長くなり、みかけ上、１本鎖
が接着したような状態になった束状になっているように
も観察される。これを１本鎖とみなすと、バクテリアセ
ルロースのミクロフィブリルの長径は、従来の培養によ
るものと比較してかなり長くなるのである。長径と短径
の比は２．８：１．０〜８．１：１．０程度、通常３．
０：１．０〜６．０：１．０程度である。

【００１７】他方、本願発明で培養に有機還元剤を用い
た場合は、バクテリアセルロースのミクロフィブリルの
長径が、主に５０〜７０ｎｍのものが多くなり、短径と
長径の区別はつかなくなる。これは、菌体が短形化した
ことに基因していると考えられる。長径と短径の比では
０．９：１．０〜１．５：１．０程度、通常１．２：
１．０〜１．５：１．０程度である。

【００１８】このバクテリアセルロースの特徴は、細胞
分裂阻害剤無添加又は有機還元剤無添加の条件で得られ
る従来のバクテリアセルロースよりも弾性率が３０％以
上も向上するというものである。弾性率は、ミクロフィ
ブリルの長径が１６０〜１０００ｎｍのものの場合には
１３〜２０ＧＰａ程度、特に１６〜２０ＧＰａ程度、ミ
クロフィブリルの長径が５０〜７０ｎｍのものの場合に
は１４〜１９ＧＰａ程度、特に１５〜１８．５ＧＰａ程
度である。ここで細胞分裂阻害剤、特にクロラムフェニ
コール系抗生物質を添加した場合、菌体が顕著に長くな
るため、長径がかなり長くなったミクロフィブリルが産
生され、弾性率が大きくなる。また、破断点伸度につい
てはミクロフィブリルの長径が１６０〜１０００ｎｍの
ものでは０．９〜２．１％程度、特に１．４〜１．８％
程度であり、ミクロフィブリルの長径が５０〜７０ｎｍ
のものの場合には０.９〜２.０％程度、特に０.９〜１.
５％程度である。

【００１９】バクテリアセルロースの化学成分として
は、セルロース並びにセルロースを主鎖としたヘテロ多
糖を含むもの及びβ、α等のグルカンを含むものがあ
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、ウロン酸等の六炭糖、
五炭糖及び有機酸等である。これらの多糖が単一物質で
ある場合もあるし、二種類以上の多糖が混在していても
よい。バクテリアセルロースは上記のようなものであれ
ば何でもよい。

【００２０】本発明で用いるバクテリアセルロース産生
微生物は、特に限定されないが、一例を挙げると、アセ
トバクター・パスツリアヌス（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ
ｐａｓｔｅｕｒｉａｎｕｓ）ＡＴＣＣ ２３７６９、
ＦＥＲＭ ＢＰ−４１７６あるいは同アセチ（Ａ．ａｃ
ｅｔｉ）、同キシリナム（Ａ．ｘｙｌｉｎｕｍ）、同ラ
ンセンス（Ａ．ｒａｎｓｅｎｓ）、サルシナ・ベントリ
クリ（Ｓａｒｃｉｎａｖｅｎｔｒｉｃｕｌｉ）、バクテ
リウム・キシロイデス（Ｂａｃｔｅｒｉｕｍｘｙｌｏｉ
ｄｅｓ）、シュードモナス属細菌、アグロバクテリウム
属細菌、リゾビウム属細菌等を利用することができる。

【００２１】培地には、細胞分裂阻害剤又は有機還元剤
を含有せしめることが重要である。細胞分裂阻害剤とし
ては、クロラムフェニコールなどのクロラムフェニコー
ル系抗生物質、テトラサイクリン、ピューロマイシン、
エリスロマイシン等の蛋白質合成阻害剤、チエナマイシ
ンなどのβ−ラクタマーゼ阻害作用を有する有機化合
物、その他、ピリドンカルボン酸系薬剤、例えば、ナル
ジクス酸、Ｐｒｏｍｉｄｉｃ ａｃｉｄ、Ｐｉｐｅｍｉ
ｄｉｃ ａｃｉｄ、Ｏｘｏｌｉｎａｉｃ ａｃｉｄ、Ｏｆ
ｌｏｘａｃｉｎ、Ｅｎｏｘａｃｉｎ等を使用できる。ま
た、有機還元剤としては、ジチオスレイトール，２−メ
ルカプトエタノール等を使用できる。細胞分裂阻害剤の
濃度は、例えばクロラムフェニコールは０.０１ｍＭ〜
５.０ｍＭ、好ましくは０．０５ｍＭ〜１．０ｍＭ、さ
らに好ましくは、０．１ｍＭ〜０．５ｍＭ、また、ナル
ジクス酸では０．０１ｍＭ〜１．０ｍＭ、好ましくは
０．０５ｍＭ〜０．３ｍＭ、さらに好ましくは０.１ｍ
Ｍ〜０.２ｍＭである。その理由は、０．０１ｍＭ以下
では、改質されたバクテリアセルロースが得られないた
め、また、１．０ｍＭ以上では、菌の生育が大きく阻害
される為である。有機還元剤では、例えばジチオスレイ
トールは０.０１ｍＭ〜５.０ｍＭ、好ましくは０．２ｍ
Ｍ〜３．０ｍＭ、さらに好ましくは０．５ｍＭ〜２．０
ｍＭである。

【００２２】培地のその他の成分は、前記微生物の培養
に用いられる公知の培地と同様でよい。すなわち、炭素
源、窒素源、無機塩類、その他必要に応じてアミノ酸、
ビタミン等の有機微量栄養素を含有する通常の栄養培地
を用いればよく、炭素源としては、グルコース、シュク
ロース、マルトース、澱粉加水分解物、糖密等が利用さ
れるが、エタノール、酢酸、クエン酸等も単独あるいは
上記の糖と併用して利用することができる。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
ン等の有機あるいは無機の窒素源が利用される。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、マンガン塩等が利用される。有機微量栄養素
としては、アミノ酸、ビタミン、脂肪酸、核酸、さらに
は、これらの栄養素を含むペプトン、カザミノ酸、酵母
エキス、大豆蛋白加水分解物等が利用され、生育にアミ
ノ酸を要求する栄養要求性変異株を用いる場合には、要
求される栄養素をさらに補添する必要がある。

【００２３】培養形態も特に制限されず、静置培養、攪
拌培養（通気攪拌培養、振盪培養、振動培養、エアリフ
ト型の培養）を利用できる。

【００２４】培養条件も通常でよく、ｐＨを３〜９好ま
しくは３〜７、そして温度を１０〜４０℃、特に好まし
くは２５〜３０℃に制御しつつ、１日〜１００日間培養
すれば良い。静置培養の場合は、培養初期は、液中にバ
クテリアセルロースが生成し、培養後期には、液表面に
バクテリアセルロースがゲル状に蓄積される。

【００２５】このゲルを取り出して、必要により水洗す
る。この水洗水には、目的に応じて殺菌剤、前処理剤な
どの薬剤を添加することができる。

【００２６】水洗後は乾燥し、あるいは他の混練物等と
混練後乾燥して使用に供する。乾燥の方法は、どのよう
な方法でもよいが、通常セルロースが分解しない温度範
囲で行なうことが必要なのは言うまでもない。又、該セ
ルロース性物質は表面に多数の水酸基を有する微細な繊
維より成っているので、乾燥中に繊維が相互膠着するこ
とにより、繊維状の形態が失なわれることがある。した
がって、これを防止して微細な繊維状の形態を生かして
使用したい時は、凍結乾燥や臨界点乾燥等の方法を用い
た方が望ましい。

【００２７】バクテリアセルロースは、弾性率等の力学
的強度を高めるために、ミクロフィブリルがからみ合っ
た構造にするのがよく、そのために、例えば、培養物か
ら取り出したゲルを直角方向から加圧して圧搾すること
により、自由水の大部分を除去してから乾燥する方法は
有効である。圧搾圧力は１〜１０ｋｇ／ｃｍ² 程度が適
当である。この圧搾によって、乾燥後のセルロースは圧
搾方向に応じて配向したものになる。また、圧力を加え
ながら一方向に延ばす操作、すなわち、圧延操作を行な
うことによって、乾燥後のセルロースは圧搾方向に加え
て圧延方向に対しても配向性を有するに至る。圧搾装置
は市販の機種のなかから適宜選択して利用することがで
きる。

【００２８】一方、バクテリアセルロースを一旦離解す
ることも力学的強度を高めるうえで有効である。離解は
機械的な剪断力を利用して行なえばよく、例えば、回転
式の離解機、あるいはミキサー等で容易に離解できる。
離解後に前記の圧搾を行なうことも有効である。

【００２９】本発明のバクテリアセルロースは、シート
状、糸状、布状、立体状など各種形状に成形することが
できる。

【００３０】シート状にする場合には、バクテリアセル
ロースを必要により離解してから層状にし、これを必要
により圧搾して乾燥すればよい。圧搾によって面配向し
たものが得られるほか、圧延を加えることによって面配
向するとともに、さらに一軸配向したシートを得ること
ができる。

【００３１】離解及び／又は圧搾を終了したシートの乾
燥は、適当な支持体に固定して行なうことが望ましい。
この支持体へ固定することによって面配向度がさらに高
まり、力学的強度の大きなシートを得ることができる。
支持体には、例えば、網状構造をもった板、ガラス板、
金属板などを利用できる。乾燥温度は、セルロースが分
解されない範囲であればよく、加熱乾燥法のほか凍結乾
燥法も利用できる。

【００３２】シートの厚さは用途に応じて定められる
が、通常１〜５００μｍ程度である。

【００３３】シートには各種の添加剤を加えることがで
きる。例えば、各種の高分子材料の溶液(水性又は非水
性)、エマルジョン、ディスパージョン、粉体、溶融物
等を加えることにより、その添加物の特性に応じて、強
度、耐候性、耐薬品性、耐水性、撥水性、静電防止性等
の幾つかを付与することができる。アルミニウム、銅、
鉄、亜鉛などの金属又はカーボンを粉末状あるいは糸状
で加えれば、導電性及び熱伝導性を高めることができ
る。また、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、カオ
リン、ベントナイト、ゼオライト、雲母、アルミナ等の
無機質材料を加えれば、その種類に応じて、耐熱性、絶
縁性などを改善し、あるいは表面に平滑性を付与するこ
とができる。低分子有機質あるいは接着剤を加えること
によって、強度をさらに増すことができる。フタロシア
ニン、アゾ化合物、アイ、ベニハナなどの色素で着色し
てもよい。着色には、そのほか各種の塗料、染料、顔料
を利用することができる。医薬品、殺菌剤を加えること
によってメディカルシートとして利用することもでき
る。

【００３４】これらの混練物、添加剤は９７％以下で目
的の物性が得られる適当な量が加えられる。これらの添
加時期は問うところではなく、バクテリアセルロースゲ
ルあるいはその離解物に加えてもよく、圧搾後に加えて
もよく、また乾燥後に加えてもよい。さらに、培地中あ
るいは培養物に加えてもよい場合もある。添加方法も混
合のほか含浸によってもよい。

【００３５】このようなシートには他の物質の層を積層
することもできる。積層物はシートの使用目的に応じて
適宜選択される。前述の混練物あるいは添加物のなかか
ら選択することもでき、例えば、耐水性の付与のために
各種高分子材料をコーティングすることができる。

【００３６】紙として利用する場合には、バクテリアセ
ルロースゲルを離解後抄紙して乾燥すればよく、それに
よって引張強度、耐伸縮性等に優れるともに化学的に安
定で吸水性、通気性に優れた高弾性及び高強度の紙を得
ることができる。この場合、製紙に使用される通常の添
加剤、処理剤等を利用することができ、また、前述の混
練物、添加剤のなかから選択して加えることもできる。

【００３７】その他、音響振動板などに利用されるが、
更にその他の利用例は特開昭６２−３６４６７号公報等
に詳述されている。

【００３８】

【実施例】

実施例１ バクテリアセルロース生産培地としてシュークロース５
０．０ｇ／ｌ、総合アミノ酸（味の素(株)製品）５．０
ｇ／ｌ、フィチン酸０．２ｇ／ｌ、リン酸一カリウム
３．０ｇ／ｌ、硫酸マグネシウム２．４ｇ／ｌ、硫安
１．０ｇ／ｌ（ｐＨ５．０）の組成のものを用いた。

【００３９】種母培養としては、１００ｍｌ容のバッフ
ル付きフラスコに２０ｍｌ上記培地を張り込み、アセト
バクター・バスツアリヌス ＦＥＲＭ ＢＰ−４１７６を
接種した後２００ｒｐｍで３日間２５℃で培養を行った
ものを用いた。これを一旦ブレンダーで破砕後、主培地
に接種した。接種濃度は２％とした。主培養の培養温度
は２５℃、静置培養とした。培養中に培養液及びバクテ
リアセルロースをサンプリングして、菌の形態を光学顕
微鏡、電子顕微鏡及び原子間顕微鏡で観察した。

【００４０】実験は主培養にナルジクス酸（以下、ＮＡ
と略す）を０．０１ｍＭ、０．０５ｍＭ、０．１ｍＭ、
０．２ｍＭ、１．０ｍＭ添加したものと無添加のものを
比較しておこなった。

【００４１】その結果、ＮＡ添加量が増加するにつれ
て、バクテリアセルロースの生産が抑制された。一例と
してＮＡ０．１ｍＭ添加時の菌の形態とＮＡ無添加の菌
の形態(それぞれ培養２日目)を光学顕微鏡写真で比較し
た。その結果、ＮＡ０．１ｍＭ添加ではＮＡ無添加に比
較し菌の形態が変化し、通常の２〜４倍に伸長している
ことが確認された。

【００４２】又、ＮＡ添加により産生したリボン状ミク
ロフィブリルの長径(巾)は、電子顕微鏡及び原子間力顕
微鏡の観察により、１７０ｎｍ、３４０ｎｍ、４３０ｎ
ｍ、５９０ｎｍ等の長いものが見られたが、短径は２５
ｎｍ、３５ｎｍ、６０ｎｍ、９０ｎｍを含む１０〜１０
０ｎｍの範囲にあった。一方、ＮＡ無添加で産生したリ
ボン状ミクロフィブリルの長径（巾）は８２ｎｍ、１０
７ｎｍ等であったが、短径（厚さ）は１０〜１００ｎｍ
でＮＡ添加時の場合と比較して有意な変化は観察されな
かった。

【００４３】培養２日目のセルロースゲルの一部をカバ
ーグラス上に採取し、室温で１０〜２０分放置して表面
を自然乾燥させた後、(株)島津製作所製の原子間力顕微
鏡ＳＰＭ−９５００型で観察したものである。

【００４４】次に、原子間力顕微鏡のチャートの読み方
は、細胞分裂阻害剤や有機還元剤が無添加の場合のセル
ロース（図１）のチャートを例にして説明する。すなわ
ち、原子間力顕微鏡に接続したコンピュータのディスプ
レイ上に写し出されたセルロース繊維の短径と長径を測
定するために、まず、セルロース繊維と直角に画像解析
用の線を引き（図１）、その繊維の直角方向からの形を
ディスプレイ上に表示させる（図２、図３）。観察者
は、ディスプレイ上での短径（図１のＡ−Ｂ線）と長径
（図１のＣ−Ｄ線）を特定し、その数値（短径は８６ｎ
ｍ、長径は１２３ｎｍ）を表示させる。

【００４５】さらに、４０日間培養した後に通常の流水
洗浄、アルカリ洗浄、流水洗浄によりバクテリアセルロ
ースゲルを洗浄し、常法によりプレスしてシートを作製
し、その物性をＮＡ０．１ｍＭ添加，ＮＡ０．２ｍＭ添
加とＮＡ無添加のものについて比較した。

【００４６】すなわち、調製したバクテリアセルロース
シートから巾１.０ｃｍ、長さ２.０ｃｍのＪＩＳ規格３
号ダンベル型に打ち抜き、供試シートを作製し、厚さを
測定した後、ＯＲＩＮＴＥＣ ＣＯＲＰ．社製 ＴＥＮ
ＳＩＬＯＮ ＲＴＭ−５００型を用いて、２０ｍｍ／ｍ
ｉｎ．でこの供試シートを引っ張り、その強度を比較し
た。その結果は第１表に示すように、ＮＡ０．１ｍＭ添
加培養，ＮＡ０．２ｍＭ添加培養で得たシートは明らか
にその物性が変化し、弾性率が改善した(表１)。

【００４７】

【表１】

【００４８】実施例２ 実施例１と同様の方法でアセトバクター・パスツリアヌ
ス ＦＥＲＭ ＢＰ−４１７６を静置培養し、培養中に
培養液およびバクテリアセルロースをサンプリングし
て、菌の形態を光学顕微鏡、電子顕微鏡及び原子間力顕
微鏡で観察した。

【００４９】実験は主培養にクロラムフェニコール（以
下ＣＰと略す）を０.１ｍＭ，０.２ｍＭ，０．３ｍＭ，
０．５ｍＭ，１．０ｍＭ添加したものと無添加のものを
比較して行った。

【００５０】その結果、ＣＰの添加量が増加するにつれ
て、生産菌の長さが増大し、従来の８〜１２倍に伸張し
た。

【００５１】一例を培養２日目のＣＰ０．３ｍＭ添加時
の菌の形態とＣＰ無添加の菌の形態を比較した光学顕微
鏡写真を示す（図４，図５）。

【００５２】又、ＣＰ添加により産生したリボン状ミク
ロフィブリルの長径（太さ）は、電子顕微鏡及び原子間
力顕微鏡の観察により、従来と異なり、１６０ｎｍ、３
３０ｎｍ、４５０ｎｍ、５７０ｎｍ、６９０ｎｍ等の長
いものが見られたが、短径は１０〜１００ｎｍであっ
た。一方、ＣＰ無添加で産生したリボン状ミクロフィブ
リルの長径(太さ)は８２ｎｍ、１０７ｎｍ等で、短径は
１０〜１００ｎｍでＣＰ添加時と比較して有意な変化は
観察されなかった。

【００５３】さらに、４０日間培養した後に常法により
シートを作製し、その物性をＣＰ０．２ｍＭ及び０．３
ｍＭとＣＰ無添加のものについて比較した。物性の測定
は実施例１と同様の方法で行った。

【００５４】その結果、ＣＰ０．２ｍＭ及び０．３ｍＭ
添加培養で得たシートは明らかにその物性が変化し、弾
性率が改善した（表２）。

【００５５】

【表２】

【００５６】実施例３ 実施例１と同様の方法でアセトバクター・パスツリアヌ
ス ＦＥＲＭ ＢＰ−４１７６を静置培養し、培養中に
培養液およびバクテリアセルロースをサンプリングして
菌の形態を光学顕微鏡、電子顕微鏡及び原子間力顕微鏡
で観察した。

【００５７】実験は主培養にジチオスレイトール(以
下、ＤＴＴと略す)を０.５ｍＭ，１.０ｍＭ，２．０ｍ
Ｍ，添加したものと無添加のものを比較して行った。

【００５８】その結果、ＤＴＴの添加量が増加するにつ
れて菌の形態が短くなった。

【００５９】一例として、ＤＴＴ０．５ｍＭ及び１．０
ｍＭ添加時の培養２日目の菌とセルロース繊維の形態
（図７）の原子間力顕微鏡写真を示す。

【００６０】写真から明らかなようにＤＴＴ１．０ｍＭ
添加ではＤＴＴ無添加に比較して、菌の形態は１／３〜
１／２に短形化していることが確認された。

【００６１】しかも、ＤＴＴ添加により産生したリボン
状ミクロフィブリルの長径(太さ)は、電子顕微鏡及び原
子間力顕微鏡の観察により、従来と異なり、５６ｎｍ、
５７ｎｍ、７０ｎｍ等の短いものが見られたが、短径は
１０〜１００ｎｍであった。一方、ＤＴＴ無添加で産生
したリボン状ミクロフィブリルの長径（太さ）は８２ｎ
ｍ、１０７ｎｍ等で、短径は１０〜１００ｎｍでＤＴＴ
無添加時と比較して有意な変化は観察されなかった。

【００６２】さらに４０日間培養した後に、常法により
シートを作製し、その物性をＤＴＴ１．０ｍＭとＤＴＴ
無添加のものについて比較した。物性の測定は実施例１
と同様の方法で行った。

【００６３】その結果、ＤＴＴ０．５ｍＭ、１．０ｍＭ
添加培養で得たシートは明らかにその物性が変化し、弾
性率が改善した（表３）。

【００６４】

【表３】

【００６５】実施例４ 実施例１と同様の方法でアセトバクター・パスツリアヌ
ス ＦＥＲＭ ＢＰ−４１７６の種培養を行い、主培養
に２％接種して、２５℃，１８０ｒｐｍで攪拌培養し
た。その他の条件は実施例１と同様である。そして、培
養液及びバクテリアセルロースをサンプリングして、菌
の形態を光学顕微鏡、電子顕微鏡及び原子間力顕微鏡で
観察した。実験は、主培養にＮＡ０．１０ｍＭ，０．２
０ｍＭ添加したものと無添加のものを比較した。

【００６６】その結果、静置培養の時と同様にナルジク
ス酸（以下、ＮＡと略す）を添加して培養した場合に
は、菌が伸張し、産生したリボン状ミクロフィブリルの
長径が１７０ｎｍ、２５０ｎｍ等のものが電子顕微鏡及
び原子間力顕微鏡により観察され、従来のものと変化し
ているのがはっきり観察された。なお、短径の変化は観
察されなかった。

【００６７】さらに１４日間培養したものから、常法に
よりシートを作製し、その弾性率を測定したところ、Ｎ
Ａ０．１０ｍＭ，０．２０ｍＭ添加して培養して得たシ
ートは明らかにその物性が変化し、弾性率が高まってい
た。

【００６８】

【発明の効果】本発明により、リボン状ミクロフィブリ
ルが変化したバクテリアセルロースが産生し、各種物理
強度、特に弾性率が改善されたバクテリアセルロースを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 細胞分裂阻害剤又は有機還元剤を無添加で培
養した場合のセルロース繊維及び菌の形態を示す原子間
力顕微鏡写真である。

【図２】 図１において、セルロース繊維と直角に線を
引いたＡ−Ｂ線を、その繊維の直角方向から表示した断
面図。短径と判断したもの。

【図３】 図１において、セルロース繊維と直角に線を
引いたＣ−Ｄ線を、その繊維の直角方向から表示した断
面図。長径と判断したもの。

【図４】 クロラムフェニコール０．３ｍＭ添加培地で
培養した菌の形態を示す光学顕微鏡写真（×１０００）
である。

【図５】 クロラムフェニコール無添加で培養した菌の
形態を示す光学顕微鏡写真（×１０００）である。

【図６】 クロラムフェニコール０．３ｍＭ添加培地で
培養した菌及びセルロース繊維の形態を示す原子間力顕
微鏡写真である。

【図７】 ジチオスレイトール１．０ｍＭ添加培地で培
養した菌の形態及びセルロース繊維の形態を示す原子間
力顕微鏡写真である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 短径１０〜１００ｎｍ、長径１６０〜１
   ０００ｎｍのリボン状ミクロフィブリルを含むバクテリ
   アセルロース
2. 【請求項２】 短径１０〜１００ｎｍ、長径５０〜７０
   ｎｍのリボン状ミクロフィブリルを含むバクテリアセル
   ロース
3. 【請求項３】 セルロースを菌体外に産生しうる細菌を
   細胞分裂阻害剤の含有する培地で培養し、産生したセル
   ロースを採取することを特徴とするバクテリアセルロー
   スの製造方法
4. 【請求項４】 セルロースを菌体外に産生しうる細菌を
   有機還元剤の含有する培地で培養し、産生したセルロー
   スを採取することを特徴とするバクテリアセルロースの
   製造方法