JPH11279202A

JPH11279202A - バクテリアセルロース離解物

Info

Publication number: JPH11279202A
Application number: JP9684398A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ogiya; 浩扇谷; Takayuki Matsumura; 貴行松村; Otohiko Watabe; 乙比古渡部
Original assignee: Bio Polymer Research Co Ltd
Current assignee: Bio Polymer Research Co Ltd
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】バクテリアセルロース離解物の懸濁液が有す
る、保水性、増粘効果、乳化効果、填料歩留まり向上効
果等の多くの優れた懸濁液物性を生かして、その工業的
利用に於ける製品の製造工程、品質管理又はスケールア
ップ等の際に、目安となるバクテリアセルロース離解物
の基本的な因子ないし物性値を提供すること。【解決手段】（１）０．１重量％（１重量％ＣＭＣ含
有）のバクテリアセルロース離解物の懸濁液の６６０ｎ
ｍに於ける吸光度、（２）バクテリアセルロース離解物
の懸濁液の１１００ｎｍ、６６０ｎｍ及び３５０ｎｍに
於ける各吸光度から計算した繊維幅から求めた変動係
数、（３）繊維長指数、（４）伝導滴定法により得られ
た弱酸性基量、（５）凝集力指数、及び（６）動的粘弾
性測定装置により得られた降伏値、の少なくともいずれ
か一つが所定の範囲にあることを特徴とする、バクテリ
アセルロース離解物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な諸特性を有
するバクテリアセルロース離解物に関する。

【０００２】

【従来の技術】セルロース生産菌を培養することによっ
て製造されるバクテリアセルロース（ＢＣ）を離解処理
することによって調製される離解物は、保水性、増粘効
果、乳化効果、粒子懸濁安定性、ゲル補強効果、保形
性、及び、填料歩留まり向上効果等の多くの有用な懸濁
液物性を有している。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、これ
らの懸濁液物性の発現メカニズムに関しては未だ良く判
っていない点が多い。そこで、これらの懸濁液物性を生
かしてＢＣ離解物の工業的利用に於ける製品の製造工程
管理、品質管理又はスケール・アップ等の際に、如何な
るＢＣ離解物の物性値を指標とすべきかが極めて不明確
であった。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】そこで、本発明者は、かか
る課題を解決するために研究した結果、ＢＣ離解物の懸
濁液物性に直接関係する基本的な因子ないし物性を見出
し、本発明を完成した。即ち、本発明は、以下に示す物
性の少なくともいずれか一つを有するバクテリアセルロ
ース離解物に係わる。（１）０．１重量％（１重量％ＣＭＣ含有）のバクテリ
アセルロース離解物の懸濁液の６６０ｎｍに於ける吸光
度（ＯＤ）が０．１４ないし０．８０、好ましくは０．
１４ないし０．４６の範囲；（２）バクテリアセルロース離解物の懸濁液の１１００
ｎｍ、６６０ｎｍ及び３５０ｎｍに於ける各吸光度（Ｏ
Ｄ）から計算した繊維幅から求めた変動係数が０．７０
ないし０．８０、好ましくは０．７１ないし０．７８の
範囲；（３）繊維長指数〔（オストワルド粘度計による比粘度
( ηsp）x （０．１重量％（１重量％ＣＭＣ含有）のバ
クテリアセルロース離解物の懸濁液の６６０ｎｍに於け
る吸光度（ＯＤ））〕が０．００５ないし０．１５の範
囲；（４）伝導滴定法により得られた弱酸性基量が０．４な
いし５．０、好ましくは０．４７ないし４．４meq/100g
セルロースの範囲；（５）０．１重量％のバクテリアセルロース離解物の懸
濁液の保水性を（Ｗ）とし、更にコンゴーレッドを０．
２５重量％加えたバクテリアセルロース離解物の懸濁液
の保水性を（Ｗ_CR）としたときに、（Ｗ_CR）／（Ｗ）で
定義される凝集力指数（Agr.idx)が０．３ないし２．
５、好ましくは０．４ないし２．２の範囲；（６）動的粘弾性測定装置(FLUID SPECTROMETER RES-I
I, レオメトリクス社製）の平行回転板に０．２５％Ｂ
Ｃ離解物４ｍｌを挟み、ずり速度を０から１００（１／
ｓ）まで６０秒間で変化させた際の、流動初期において
現れるずり応力のピーク（ストレスオーバーシュート）
を降伏値としたときに、降伏値が８ないし６０、好まし
くは１５ないし５８dyn/cm²の範囲。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のバクテリアセルロース離
解物は、当業者には公知の、例えば以下の方法で製造す
るとことができる。微生物の培養により得たバクテリア
セルロースを遠心分離法、濾過法等により培養液から分
離する。分離したバクテリアセルロースを必要に応じて
洗浄する。洗浄は水又は酸、アルカリ、中性洗剤、界面
活性剤、漂白剤等の水溶液で行うことが出来る。次い
で、水又は溶媒等を加えて離解濃度を調整した後、該懸
濁液に機械的な力を加えて離解する。離解は水又は溶媒
等に塩化カルシウム、塩化ナトリウム等の電解質、顔
料、活性炭微粒子等の無機化合物、サイズ剤、歩留まり
向上剤、蛍光剤、防カビ剤、帯電防止剤、ラテックス等
の有機化合物を予め混合して行っても良い。尚、本発明
における離解処理が、セルロース生産能を有する微生物
の攪拌培養後、培養液から分離精製されたバクテリアセ
ルロースに対して行う、独立した二次的な操作に限定さ
れないことは、当業者には自明である。例えば、攪拌培
養を行ないながら離解処理を行うことも出来る。

【０００６】バクテリアセルロースの離解は、機械的外
力により発生された応力によりバクテリアセルロースを
変形し破壊することによるものと考えられる。機械的外
力には、引っ張り、曲げ、圧縮、ねじり、衝撃、及び剪
断等が挙げられる。機械的な外力を加える装置として
は、「ポリトロン」（スイスKINEMATICA社）、「ヒスコ
トロン」（（株）日本医理器）等の超高速ホモジナイザ
ー、「エキセルホモジナイザー」（（株）日本精機製作
所）等の回転式ホモジナイザー、「ミニラボ」（デンマ
ークＲＡＮＮＩＥ社）等の高圧ホモジナイザー、及び
「ＳＯＮＩＦＩＥＲ」（Ｂｒａｎｓｏｎ社）等の超音波
破砕機を挙げることが出来る。尚、ここで超高速ホモジ
ナイザーとは、ジェネレーターシャフトが切れ込みの入
った固定外刃と超高速回転をする回転内刃とからなる構
造を特徴とするホモジナイザーである。このホモジナイ
ザーは、内刃を高速回転させたとき、サンプルが中心部
に引き込まれ、外刃の隙間から外側に遠心力で激しく噴
出されるが、このときの回転内刃と固定外刃との間での
機械的破砕（ひきちぎり）作用と、同時に発生する高周
波パルスエネルギーの作用等との相乗効果によってホモ
ジナイズ出来るものである。

【０００７】又、回転式ホモジナイザーとは、密閉容器
中で回転させることを特徴とするミキサーである。この
ようなホモジナイザーによる離解においては、機械的外
力は攪拌翼とバクテリアセルロースが衝突することによ
る衝撃力と、媒体の速度差によるズレ現象によって発生
する剪断応力が主体となる。高圧ホモジナイザーとは、
０〜数千ｂａｒに加圧した試料をオリフィスを通過させ
ることにより、ホモジナイズ出来るものである。そし
て、超音波破砕機とは、振動子から発生する超音波で破
砕するものである。例えば、振動子の発振方法として
は、増幅された電気エネルギーが直接コンバーターで機
械的振動に変換され、ホーン先端のチップを超音波振動
させる超音波破砕機がある。振動子の発振方法には、こ
の他にもいくつか知られており、電気エネルギーを直接
コンバータで変換しないものもある。このような超音波
破砕機による離解においては、機械的外力は超音波発振
部の発振により媒体中にキャビテーション（空洞現象）
が連続的に発生し、局部的に生じる著しい剪断応力が主
体となる。

【０００８】上に説明したような条件で離解処理して得
られた本発明のバクテリアセルロースは、水懸濁液とし
て流通に置くことが出来る他、所望の用途に供したり、
乾燥して乾物の形態（粉体）で流通に置くことが出来
る。因みに、従来から知られている離解処理の具体的態
様には、例えば、以下のものがある。特開昭62-175190
号公報には、ブリティッシュインテグレーターを用い
る、濃度０．０６％で１５，０００ｒｐｍの離解処理
が、特開昭63-295793 号公報には、「エキセルオートホ
モジナイザー」を用いる、濃度１％で１０分間（１５，
０００ｒｐｍ）の離解処理が、WO93/11182には、ゴウリ
ンホモジナイザーを用いる、濃度０．１〜１．５％でパ
ルパー９０分、ゴーリン１ｐａｓｓ及びライティングミ
キサー６０分、ゴーリン３ｐａｓｓの離解処理が、更
に、特開昭 -号公報には、「ポリトロン」を用いる、
濃度０．１％で３分間（１０，０００ｒｐｍ）の離解処
理が記載されている。

【０００９】バクテリアセルロースは、周知の如く、ア
セトバクター属、リゾビウム属、アブロバクテリウム
属、スファエロチルス属、サルチナ属、シュードモナス
属、ズーグレア属等のセルロース生産性微生物の培養に
よって生産することが出来る。これらの微生物のうち、
酢酸菌と称されるアセトバクター属の細菌が他の属の細
菌に比べて短時間で大量のセルロースを生産するので好
ましい。本発明におけるバクテリアセルロースは、静置
培養、攪拌培養、通気培養、振盪培養又はそれらの組合
せによって製造することが出来る。例えば、特開昭59-1
20159 号公報、特開昭61-152296 号公報、特開昭61-212
295 号公報、特開昭62-265990 号公報、特開昭62-17519
0 号公報、特開昭63-202394 号公報、特開昭62-36467号
公報、特開昭63-74490号公報、特表平2-500116号公報、
特表昭62-500630号公報等に記載の方法によって得るこ
とが出来る。しかし、バクテリアセルロースの生産性が
高く、離解による高粘度化が容易であるという理由か
ら、好ましくは攪拌培養、通気培養、及び振盪培養、最
も好ましくは、通気攪拌培養によって得られたバクテリ
アセルロースである。更に、本出願人名義の特開平８−
３３４９４号公報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、本出願人名義の特開平８
−３３４９５号公報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。

【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Ｂａｃｔｏ−Ｐｅｐｔｏ
ｎｅ、Ｂａｃｔｏ−Ｓｏｙｔｏｎｅ、Ｙｅａｓｔ−Ｅｘ
ｔｒａｃｔ、豆濃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（特開平７−３９３８
６号公報）、インベルターゼ（特開平７−１８４６７７
号公報）及びメチオニン（特開平７−１８４６７５号公
報）等のセルロース生成促進因子を適宜培地中に添加す
ることもできる。例えば、本発明の培養に際しては、例
えば、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
〜１００％、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。

【００１２】本発明のバクテリアセルロース離解物は、
増粘剤の有効成分として使用することが出来る。従来、
ポリアクリルアミド又はキサンタンガム等の高分子系増
粘剤では、離解により分子鎖が切れるので粘度がさがる
ことが一般的に知られていた。又、植物由来のセルロー
スを高圧ホモジナイザーを用いて極端にフィブリル化し
た微細繊維状のセルロース懸濁液（特開昭59-120638 号
公報の実施例１に従って調製したもの）の場合には、先
に説明した本発明の離解処理に付しても顕著な粘度の増
加は認められず、又、本発明のバクテリアセルロース離
解物の有するような優れた流動性特性を示すこともなか
った。

【００１３】本発明のバクテリアセルロース離解物は、
従来のバクテリアセルロースに比べても、顕著に高い粘
度又は優れた流動性特性を呈するので、少量で各種用途
での増粘剤、更に、分散剤、乳化剤等として使用するこ
とも出来る。本発明のバクテリアセルロース離解物の用
途を以下に例示する。即ち、増粘剤として、食品分野、
化粧品分野等で使用することが可能で、ソース、タレ類
やジュース類、マヨネーズ等に本発明のバクテリアセル
ロース離解物を少量加えるだけで増粘効果が得られる。
化粧品分野等では、グリセリンやプロピレングリコール
等の有機溶媒の増粘剤として用いることが出来る。本発
明のバクテリアセルロース離解物は、既存の高分子系増
粘剤と混合して用いることにより、より高い増粘効果を
得ることが出来る。本発明のバクテリアセルロース離解
物は更に、ペンキや各種のスプレッドに用いた場合に液
だれを防止することが出来る。本発明のバクテリアセル
ロース離解物の水懸濁液は温度が高いほど粘度が高く増
粘剤としての効果も高い。又、本発明のバクテリアセル
ロース離解物の水懸濁液は低い歪み又は低い角速度の領
域において、その増粘効果がより顕著となる。以下、実
施例により本発明を更に説明する。

【００１４】

【実施例】実施例１：バクテリアセルロースの生産シュクロース４０ｇ／Ｌ、リン酸一カリウム１．０ｇ／
Ｌ、硫酸マグネシウム０．３ｇ／Ｌ、硫酸アンモニウム
３ｇ／Ｌ、バクトペプトン５ｇ／Ｌ、乳酸１．４ｍｌ／
Ｌ、初発ｐＨ５．０の組成の基本培地１００ｍｌを張り
込んだ７５０ｍｌ容Ｒｏｕｘフラスコにセルロース生産
性酢酸菌アセトバクター・キシリナム・サブスピーシー
ズ・ノンアセトオキシダンスＣ３−２０（ＦＥＲＭＰ
−１６５４０）の凍結保存菌液１ｍｌを植菌し、定温培
養器内で２８℃で３日間の静置培養を行った。静置培養
の終了後、上記Ｒｏｕｘフラスコを良く振盪した後、無
菌条件下で内容物をガーゼ濾過してセルロース片と菌体
とを分離した。得られた菌液７．５ｍｌを上記本培地６
７．５ｍｌを張り込んだ３００ｍｌ容バッフルフラスコ
に植菌し、振盪培養機を用い、振幅２ｃｍ、回転速度１
８０ｒｐｍ、温度２８℃の条件で回転振盪しながら３日
間シード培養を行った。

【００１５】培養終了後、フラスコの内容物をシード菌
液として、以下のジャーファーメンター培養に使用し
た。上記シード菌液６０ｍｌを滅菌済のジャーファーメ
ンター培養用の培地（上記本培地においてバクトペプト
ンの代わりにバクトソイトン（Ｄｉｆｃｏ社製）５ｇ／
Ｌを用い、更に、乳酸の代わりに、豆濃（大豆蛋白質の
酸加水分解濃縮液）５ｇ／Ｌを用いたもの）５４０ｍｌ
を張り込んだ小型ジャーファーメンター（全容量１００
０ｍｌ）に無菌的に植菌し、３０℃で２５時間、ｐＨを
１ＮＮａＯＨ及び１ＮＨ₂ＳＯ₄で５．０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％の範囲に入るように回転
数を自動制御しながらジャーファーメンター培養を実施
した。培養終了後、ジャーファーメンター内の固形物を
集積し、水洗して培地各成分を除去した後、１％ＮａＯ
Ｈ水溶液中で１１０℃で２０分間、浸漬処理して菌体を
除去した。更に、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、以下の離解処理に付した。

【００１６】実施例２：バクテリアセルロースの離解実施例１で得られたバクテリアセルロースに水を加え
て、離解濃度（バクテリアセルロース乾燥重量／容量）
を調整して、この懸濁液を以下に示す方法で離解処理し
た。（１）超高速ホモジナイザー「ポリトロン」による離
解： PTAIOTS の回転刃を使用離解濃度を０．５％２５０ｍｌのＢＣ懸濁液を22,000rpm で処理。（２）回転式ホモジナイザー「Ace Homogenizer AM8
型」（（株）日本精機製作所）による離解：離解濃度を０．５％２５０ｍｌのＢＣ懸濁液を18,000rpm で処理。（３）高圧ホモジナイザー（ＳＯＮＩＣ社製）による離
解：離解濃度を０．５％ＢＣ懸濁液を圧力：７０〜８０ｋｇ／ｃｍ²で処理。

【００１７】本発明のバクテリアセルロース離解物の各
物性はそれぞれ、以下に示す方法によって測定される。

【００１８】バクテリアセルロース離解物の懸濁液の吸
光度（ＯＤ）：１１００ｎｍ、６６０ｎｍ及び３５０ｎ
ｍに於いて所定の濃度のＢＣ離解物の懸濁液（１重量％
ＣＭＣ含有）の吸光度を測定する。一方、直径が公知の
ポリスチレンラテックスを標準物質として測定し、これ
らの測定値から、以下に示す実験式（検量線）に基づい
て、ＢＣ離解物の繊維の幅をポリスチレンラテックスの
直径換算の値として表すことが出来る。

【００１９】

【数１】ｄ₃₅₀＝７．１０７ｘ１０^-3 ｘ（ＯＤ／Ｃ）^1.058 ｄ₆₆₀＝２．３９７ｘ１０^-3 ｘ（ＯＤ／Ｃ）^0.5850 ｄ₁₁₀₀＝１．３５９ｘ１０^-3 ｘ（ＯＤ／Ｃ）^0.4581

【００２０】上記式において、ｄ₃₅₀：３５０ｎｍの波長で測定して算出されるポリス
チレンラテックス直径換算のＢＣ離解物の繊維の幅；ｄ₆₆₀：６６０ｎｍの波長で測定して算出されるポリス
チレンラテックス直径換算のＢＣ離解物の繊維の幅；ｄ₁₁₀₀：１１００ｎｍの波長で測定して算出されるポリ
スチレンラテックス直径換算のＢＣ離解物の繊維の幅；ＯＤ：吸光度の測定値；及びＣ：懸濁液中のＢＣ離解物の濃度（重量％）

【００２１】各種離解処理による６６０ｎｍに於ける上
記の吸光度の変化を図１に示す。離解処理時間が長くな
ると吸光度が減少する傾向が認められた。これは離解に
伴って、繊維が細くなることを示している。又、離解強
度が高い装置ほど吸光度が速やかに減少した。更に、波
長が短いほど、ポリスチレンラテックスの直径換算のＢ
Ｃ離解物の繊維の幅の値が小さくなることも判明した。
この理由は、ＢＣ離解物は繊維の幅が細いものから太い
ものまで広い分布を有する混合物であり、測定波長が短
いほど細い幅のＢＣ繊維で散乱され易く、より細い幅の
ＢＣ繊維を検出する結果になった為であると思われる。

【００２２】そこで、これら各測定波長で得られたポリ
スチレンラテックスの直径換算のＢＣ離解物の繊維幅の
値に基き、以下の式に従って、繊維幅の平均値及び繊維
幅の変動係数を算出する。

【００２３】

【数２】繊維幅の平均値ｄ(av)：ｄ(av) ＝（ｄ₃₅₀＋
ｄ₆₆₀＋ｄ₁₁₀₀）／３繊維幅の変動係数ｄ(cv)：ｄ(cv)＝((ｄ₃₅₀- ｄ(av)）
²＋（ｄ₆₆₀- ｄ(av)）²+(ｄ₁₁₀₀- ｄ(av)）²)/2d(a
v)

【００２４】異なる離解装置を使用した場合に、繊維幅
の変動係数が離解処理時間によって受ける変化を示した
典型的な例を図２にそれぞれ示す。図２に示されるよう
に、繊維幅の分布を代表するものと考えられる繊維幅の
変動係数の変化から、離解処理時間が長くなるに従い、
ポリトロン及びミキサー（オステライザー）を使用した
場合は繊維幅の変動係数が小さくなり（幅が均一化して
いく）のに対して、高圧ホモジナイザーを使用した場合
は繊維幅の変動係数は一度小さく（幅が均一化してい
く）なった後に、再び、大きくなる（幅が不均一化す
る）。各種離解装置を使用した場合の６６０ｎｍに於け
る上記吸光度と繊維幅の変動係数の値を両軸にとり、そ
れらの相関を図３に示す。図３の結果から、６６０ｎｍ
に於ける上記吸光度と繊維幅の変動係数を考慮すること
によって、各種離解装置で調製されたＢＣ離解物のキャ
ラクターライゼーションが容易に出来ることが判る。即
ち、高圧ホモジナイザーを使用した場合は、離解が進む
と、繊維幅が細くなるがその幅は不均一化する。ミキサ
ー（オステライザー）を使用した場合は、離解が進む
と、繊維幅が細くなり、且つその幅は均一化する。ポリ
トロンを使用した場合は、離解が進んでも繊維幅は殆ど
変化しないが、その幅は均一化する。

【００２５】オストワルド粘度計による比粘度（ηs
p）：ＢＣ離解物の懸濁液にセルロース同士の凝集防止
剤（コンゴーレッド）を０．２５重量％添加することに
よって、この懸濁液を高分子希薄溶液と同様に取り扱う
ことができ、オストワルド粘度計による測定から極限粘
度〔η〕を求めることが出来る。そこで、ＢＣ離解物の
懸濁液の場合、高分子溶液の場合の分子量に代えて繊維
長を用いて、極限粘度〔η〕は以下の式で示される。

【００２６】

【数３】〔η〕＝ＫＬ^a （式中、Ｋ及びａは定数、Ｌ
は繊維長を示す。）

【００２７】ここで、極限粘度〔η〕に与える繊維幅の
影響を考慮する為に、ＢＣ離解物の懸濁液の粘度は繊維
表面と水との接触面積に比例するものと仮定する。因み
に、日本木材学会編木材科学実験書ＩＩ，化学編、182-
183 頁、尾鍋史彦、空閑重則らによると、極限粘度
〔η〕と比粘度〔ηsp〕は１：１に対応する関係にあ
る。ここで、繊維幅は上記の数１で表されるように、吸
光度と１：１の対応関係にあり、繊維表面積と繊維幅は
互いに反比例の関係にある。従って、吸光度と比粘度η
spとは反比例の関係にあると考えられる。以上を数式で
示すと以下の様になる。

【００２８】

【数４】比粘度〔ηsp〕≒ｋ（繊維長）／（繊維幅）≒ｋ’（繊維長）／（吸光度） ∴ 繊維長＝ｋ”比粘度〔ηsp〕・吸光度（ここで、ｋ，ｋ’及びｋ”は定数）

【００２９】従って、比粘度と吸光度との積はＢＣ離解
物の繊維長を表す指数として使用することが出来る。
尚、比粘度は、濃度が０．０３、０．０４、０．０８、
０．１０、及び０．１５％の各ＢＣ離解物の懸濁液５ｍ
ｌと０．５％コンゴーレッド５ｍｌを混合し、オストワ
ルド粘度計(No.2)を用いて３０℃での相対粘度を測定し
て算出し、この相対粘度から１を引いた値を比粘度とす
る。

【００３０】異なる離解装置を使用した場合に、かかる
繊維長指数と６６０ｎｍにおける吸光度が離解処理によ
って受ける変化を示した典型的な例を図４に示す。図４
から、離解処理によって、ＢＣ離解物の繊維幅は細くな
っていく一方で、繊維長は一旦長くなってから、再び短
くなることが判る。これは、未離解物のときに繊維の塊
であったものが、離解作用によってほぐされた後に、こ
うしてほぐされた繊維が切断されて短くなっていったも
のと考えられる。図１に示されたものと同様に離解装置
によって離解強度に違いが見られる（ミキサー＜高圧ホ
モジナイザー）。

【００３１】伝導滴定法により得られた弱酸性基量：Ｂ
Ｃ離解物の弱酸性基量を伝導滴定法により測定する。具
体的には、以下のように行う。濃度０．５％のバクテリ
アセルロース離解物５０〜１００ｇと同量の０．２Ｎ塩
酸とを混合・攪拌し、１．５時間静置した。これにより
試料中の弱酸性の塩が離解する。試料を５００ｍＬ容の
遠心管に入れ蒸留水を加えて遠心分離した。蒸留水を３
回交換して遠心分離を繰り返して洗浄した。３００ｍＬ
容のトールビーカーに遠心濃縮後の試料を入れ蒸留水を
加えて１３５ｇとした。０．０１Ｍの塩化ナトリウム１
５ｍＬを加えた後、０．０１Ｎ塩酸を５ｍＬを加えた。
試料を入れたトールビーカーは窒素パージをしたガラス
ベルジャー内に入れ、スターラーで攪拌した。試料中に
導電率計の電極を差し込み、０．０１Ｎ水酸化ナトリウ
ムを０．２５ないし０．５ｍＬずつ試料に添加しながら
導電率を測定した。水酸化ナトリウムは導電率が安定し
たところで順次添加した。バクテリアセルロース試料を
含まない蒸留水のみで同様の測定を行い、この結果をコ
ントロールとした。滴定終了後、試料を濾紙で濾過し、
乾熱装置で絶乾にしてセルロース量を秤量した。伝導度
滴定の結果から、水酸化ナトリウムの添加量と導電率の
関係をプロットした。弱酸性基の中和のために消費され
た水酸化ナトリウム量を算出し、試料中に含まれるセル
ロース量からセルロース単位重量当たりの弱酸性基量を
算出した(S.Katz, R.P. Beaston and A.M.Scallan, Sve
nsk Papperstidning, 6, 48-53 (1984))。各離解装置に
よる離解処理によって、弱酸性基量(meq/100g ＢＣ）が
どのように変化するかを図５に示す。

【００３２】凝集力指数（Agr.idx)：ＢＣ離解物は懸濁
液の中で凝集してフロックを形成する。このフロックは
懸濁液にコンゴーレッドを添加することで解除され、保
水性が増加する。そこで、凝集力指数（Agr.idx)を、
０．１重量％のバクテリアセルロース離解物の懸濁液の
保水性を（Ｗ）とし、更にコンゴーレッドを０．２５重
量％加えたバクテリアセルロース離解物の懸濁液の保水
性を（Ｗ_CR）としたときの（Ｗ_CR）／（Ｗ）で定義し、
これによって凝集の程度を示すことにする。

【００３３】尚、保水性は以下のようにして測定する。
上記のＢＣ離解物、又はＢＣ離解物−コンゴーレッド混
合懸濁液１０mlを遠心機（日立多本架冷却遠心機ＣＲ５
ＤＬ、（株）日立製作所製）を用いて、３０００rpm で
１５分間遠心沈降処理し、繊維分の体積を目視により測
定して全体量との比（％）をとり、保水性を求める。各
離解装置による離解処理によって、凝集力指数がどのよ
うに変化するかを表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】統計解析手法：ＢＣ離解物が有する懸濁液
物性のうちの保水性及び増粘効果を、本発明でこれまで
定義した各種物性（因子）の値を用いた重回帰分析によ
り統計解析的に評価した。その結果を表２に示した。

【００３６】

【表２】

【００３７】表中で、例えば、寄与率が８０％であると
きは、その回帰式によってその物性の８０％が説明でき
ていることを示している。又、標準化係数は各因子の相
対的な影響度を表しており、その値が大きい程影響が強
く、負の値になった場合は負の影響を表している。従っ
て、保水性及び降伏値の発現には繊維長指数及び繊維幅
が影響しており、繊維が細く長い程、これらの値が高く
なる。

【００３８】

【発明の効果】ＢＣ離解物の有する保水性及び増粘効果
等の多くの有用な懸濁液物性を生かして、ＢＣ離解物の
工業的利用に於ける製品の製造工程管理、品質管理又は
スケール・アップ等の際に指標となるような、ＢＣ離解
物の懸濁液物性に直接関係する基本的な因子ないし物性
を見出すことが出来た。更に、これらの因子を用いた重
回帰分析により、ＢＣ離解物の懸濁液物性を統計解析的
に評価する方法を確立した。

【図面の簡単な説明】

【図１】各種離解処理による、６６０ｎｍにおける吸光
度の変化を示したものである。

【図２】繊維幅の変動係数の値の離解処理時間による典
型的な変化を示したものである。

【図３】６６０ｎｍにおける吸光度と変動係数の値との
相関関係を示したものである。

【図４】繊維長指数と６６０ｎｍにおける吸光度が離解
処理によって受ける変化を示した典型的な例を示したも
のである。

【図５】離解処理によって、弱酸性基量(meq/100g Ｂ
Ｃ）がどのように変化するかを示したものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下に示す物性の少なくともいずれか一
つを有するバクテリアセルロース離解物：（１）０．１重量％（１重量％ＣＭＣ含有）のバクテリ
アセルロース離解物の懸濁液の６６０ｎｍに於ける吸光
度（ＯＤ）が０．１４ないし０．８０の範囲；（２）バクテリアセルロース離解物の懸濁液の１１００
ｎｍ、６６０ｎｍ及び３５０ｎｍに於ける各吸光度（Ｏ
Ｄ）から計算した繊維幅から求めた変動係数が０．７０
ないし０．８０の範囲；（３）繊維長指数〔（オストワルド粘度計による比粘度
( ηsp）x （０．１重量％（１重量％ＣＭＣ含有）のバ
クテリアセルロース離解物の懸濁液の６６０ｎｍに於け
る吸光度（ＯＤ））〕が０．００５ないし０．１５の範
囲；（４）伝導滴定法により得られた弱酸性基量が０．４な
いし５．０meq/100gセルロースの範囲；（５）０．１重量％のバクテリアセルロース離解物の懸
濁液の保水性を（Ｗ）とし、更にコンゴーレッドを０．
２５重量％加えたバクテリアセルロース離解物の懸濁液
の保水性を（Ｗ_CR）としたときに、（Ｗ_CR）／（Ｗ）で
定義される凝集力指数（Agr.idx)が０．３ないし２．５
の範囲；（６）動的粘弾性測定装置(FLUID SPECTROMETER RES-I
I, レオメトリクス社製）の平行回転板に０．２５％Ｂ
Ｃ離解物４ｍｌを挟み、ずり速度を０から１００（１／
ｓ）まで６０秒間で変化させた際の、流動初期において
現れるずり応力のピーク（ストレスオーバーシュート）
を降伏値としたときに、降伏値が８ないし６０dyn/cm²
の範囲。
【請求項２】以下に示す物性の少なくともいずれか一
つを有するバクテリアセルロース離解物：（１）０．１重量％（１重量％ＣＭＣ含有）のバクテリ
アセルロース離解物の懸濁液の６６０ｎｍに於ける吸光
度（ＯＤ）が０．１４ないし０．４６の範囲；（２）バクテリアセルロース離解物の懸濁液の１１００
ｎｍ、６６０ｎｍ及び３５０ｎｍに於ける各吸光度（Ｏ
Ｄ）から計算した繊維幅から求めた変動係数が０．７１
ないし０．７８の範囲；（３）繊維長指数〔（オストワルド粘度計による比粘度
（ηsp）x （０．１重量％（１重量％ＣＭＣ含有）のバ
クテリアセルロース離解物の懸濁液の６６０ｎｍに於け
る吸光度（ＯＤ））〕が０．００５ないし０．１５の範
囲；（４）伝導滴定法により得られた弱酸性基量が０．４７
ないし４．４meq/100gセルロースの範囲；（５）０．１重量％のバクテリアセルロース離解物の懸
濁液の保水性を（Ｗ）とし、更にコンゴーレッドを０．
２５重量％加えたバクテリアセルロース離解物の懸濁液
の保水性を（Ｗ_CR）としたときに、（Ｗ_CR）／（Ｗ）で
定義される凝集力指数（Agr.idx)が０．４ないし２．２
の範囲；（６）動的粘弾性測定装置(FLUID SPECTROMETER RES-I
I, レオメトリクス社製）の平行回転板に０．２５％Ｂ
Ｃ離解物４ｍｌを挟み、ずり速度を０から１００（１／
ｓ）まで６０秒間で変化させた際の、流動初期において
現れるずり応力のピーク（ストレスオーバーシュート）
を降伏値としたときに、降伏値が１５ないし５８dyn/cm
²の範囲。