JPS59179088A - 酢酸の製造方法 - Google Patents

酢酸の製造方法

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JPS59179088A
JPS59179088A JP5364583A JP5364583A JPS59179088A JP S59179088 A JPS59179088 A JP S59179088A JP 5364583 A JP5364583 A JP 5364583A JP 5364583 A JP5364583 A JP 5364583A JP S59179088 A JPS59179088 A JP S59179088A
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acetic acid
carbon dioxide
acetobacterium
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Sadao Kageyama
蔭山 貞夫
Naoki Kawada
河田 直紀
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、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と水素とがら酢酸を製造する方法に
関するものである。酢酸は食品用あるいは工業用薬品と
して大口に消費されている。
(従来技術) 食品用の酢酸水溶液である食酢は、アルコールあるいは
アルコールを含む酒類を酢酸菌を用いて酸化する方法に
より作られる、一方、工業用の高濃度の酢酸は、主とし
て化学的方法によりメタノール、アセトアルデヒド、炭
化水素などを原料として製造されている。
微生物を用いて二酸化炭素と水素とから酢酸を製造する
方法は文献にみられる。常温の条件下で二酸化炭素と水
素とを資化して、生育培地中に酢酸を蓄積する微生物と
して。
クリストリジウム・アセチカム、アセトバクテリウム・
ウツディ、ブチリバクテリウム・メチロ1〜ロフィカム
、ニーバクテリウム・リモサム、クロス1〜リジウム・
ストレインCV−AA1などが知られていた。また高温
の条件下では、アセドグニウム・キウィ、クロストリジ
ウム・リーモオートトロフィカムがある この中で、ア
セトバクテリウム属に属するものは A、ウツディ1種
である。
(発明の目的) 本発明者は高濃度の酢酸の製造原料を石油、天然ガス等
の化石資源に求めず、再生可能な資源であり、自然界に
おびただしく存在し、かつ各種産業プロセスの最終の廃
棄物でもある二酸化炭素に着目し、これを将来のエネル
ギー源として大量供給が期待されている水素と反応させ
ることにより、生化学的に酢酸を製造づる方法を検討し
、この発明に到達した。
これまでに、二酸化炭素と水素とから酢酸を製造する微
生物として、 前記のような菌が知られているものの、
二酸化炭素と水素とからの酢酸の製造を工業的に実施す
るために、解決すべき課題は、まだ多い、中でも、酢酸
の蓄積濃度および生産速度の高い菌を得ることは重要で
ある。
そのためには、公知の菌種にもとづいた育種改良となら
んで、二酸化炭素と水素とから酢酸を製造しうる新菌種
の創製がきわめて重要な手段となる2本発明は、このよ
うな意図のもとに二酸化炭素と水素を資化して、培地中
に酢酸を蓄積する新規微生物を得、これを用いた酢酸の
新製法に関するるものである。
(発明の構成) 本発明は、二酸化炭素と水素とを含む培地で、アセトバ
クテリウム・エスピーNo、 446を培養し蓄積され
た酢酸を回収することを特徴とする酢酸の製造方法であ
る。
(に゛・′・121本発明で用いられる微生物は2幅0
.6−1μm、長さE−5μmで、直桿菌と やや弯曲
した形や中ぶくれ形の優−が混在する。単独もしくは二
連の桿菌である点、で公知の同属菌と区別できる新規微
生物アセトバクテリウム・エスピーNo、 446であ
る。
この微生物は、二酸化炭素と水素を含む培地で、帰気条
件下で培養することにより酢酸を代謝生産する偏性嫌気
性グラム陽性無胞子桿菌である点で、公知のアセトバク
テリウム・ウツディと同属であると考えられるが、いく
つがの菌学的性質、特に形態において相違しており、新
菌種であると考えられる。正式の種名はまだ付されてい
ないので。
本発明ではアセトバクテリウム・エスピーNo、 44
6と表示する。
次にアセトバクテリウム・エスピーNo、 446の創
製法および菌学的性質を示す (創製法) 水筒は種子島中種子町の畑土壌より下記の方法により分
離した。すなわち第1表に示す液体培地5mlを試験管
へ分注し滅菌後、土壌を嫌気グローブボックス中で約0
.3p添加し、ブチルゴム栓で密栓後、気相を水素(6
7%)と二酸化炭素(33%)を含む除菌ガスに置換し
、30℃で静置培養し、約3週間毎に植え継ぎを行った
。2回液体培地で植え継いだのち、ロールチューブ法(
メソッズ・イン・マイクロバイオロジー、3巻B、11
7頁(1969)1iンtbデミツク・プレス)により
第1表の培地に寒天3%を+ikた寒天培地で単菌分離
し水筒を得たR脳。□。
本発明の菌株の菌学的性質を示す、この菌学的性質の検
討には、アンアエロブ・ラボラトリ−・マニュアル第4
版(Anaerobe  Laboratory  M
anual、丁Ice  V、J、P、Anaerob
e  Labo  “ratory Virginia
 Po1ytechnic fnstitute an
d 5tate University、  81ac
ksburg(19721)、微生物の分類と同定(長
谷用武冶著、学会出版センター)に記載されている方法
、培地組成を用いた。
(顕微鏡的所見) 1、細胞の形および大きさ:直稈菌と、ややわん曲した
形や中ぶくれ形の桿菌が混在する。単独もしくは2連の
桿菌。
第4図にこの菌の電子顕微鏡写真(倍率4000倍) 
を示す幅0.6−1μm、長さ2−5μm 2.1!毛:あり、ザブターミナル 3、胞子:なし 4、ダラム染色:陽性、培養後期には陰性となる8M1
l胞内に異染物がみられる。
(培地組成) 第1表に例示する。
第1表 @1表の組成に3%寒天を加えた寒天培地での生育は次
λ靭っである。
形状二円形 周縁:円滑 隆起:わずかに盛上る 表面二円滑 色調:白ないしクリーム色 肉汁寒天培地では成育しない (生理的性質ン ■、M素に対する態度、偏性嫌気性 ■、生育の範囲(pH)  至適DHニア、7生育ρl
−1:5.5−8.5 (温度)至適温度:30’C 生育温度: 20−40℃ ■、インドール産生、− ■、ゼラチンの液化ニー ■、カタラーゼ産生ニー ■、デンプンの加水分解ニー ■、エスクリンの加水分解ニー ■9色素の生成ニー ■ ビタミン要求性:ヂアミン、パントテン酸(糖など
からの故の生成〉 第1表の基本培地に下記炭素源を1%もしくは0.5%
添加し気相を窒素(67%)と二酸化炭素(33%)を
金属された (炭素源の資化性) 第1表の基本培地に下記炭素m(特に記載がないときは
1%)を含む液体培地5mlを直!18mmの試験管に
加え、無菌培地を作成しNo、 448を植菌し気相を
窒素(67%)と二酸化炭素(33%)を含む除菌ガス
に置換し1本国を植菌、30℃で14日間静置培養した
。生育は600nmの濁度を分光討(スペクトロニック
20.島f4製作所製)で測定した。600nmの濁度
が炭素源を含まないコン1−O−ルとの差が0.1未満
のものを「資化しないJ、0゜1以上0.2未満のもの
を[わずかに資化する10.2以上のものをr5f化す
るJとした。
%ゑSO: O−フラクトース、ソルボース、DL−乳
酸、メタノール(0,5%) わずかに資化する:D−リボース、ギ酸(0,5%ン(
y鬼旦6(1):アラビノース、セロごオース、ガラク
トース、D−グルコース、ラクノース、マルト〜ス、マ
ンノース、メレジトース、メリビオース、ラフィノース
、ラムノース、シュクロース、トレハロース、キシロー
ス、エリスリトール、イノシトール、7ンニトール、デ
ンプン。
ソルビトール、エチレングリコール、グリセロール、酢
酸マル酸、ピルビン酸、リンコ′酸、カザミノ酸、グル
タミン1、アスパラギン酸、アラニン、グリシン、セリ
ン、アドニトール、サリシン、馬尿酸、アミグダリン、
ペプトン。
酵母エキス (在来の類似種との比較など) 上記の菌学的性質から、No、446は、ga嫌気性の
グラム陽性無胞子桿菌で、その主要醗酵代謝産物が酢酸
であることを特徴とする菌株である。この性状からバー
シーズ・マニ」アル・オブ・デターミネイティブ・バク
テリオロジー第8版及びアンアエロブ・ラボラトリ−・
マニュアル第4版にもとずき検索するとニーバクテリウ
ム(E ubacterium)’に属すると考えられ
るが、ニーバクテリウム属には諸性状がNo、 446
と一致する菌種の記載はなかった。一方、二酸化炭素と
水素から酢酸を主要1i11酵生産物として蓄積する偏
嫌気性のグラム陽性無胞子桿菌として新たにアセトバク
テリウム属(Acetobacterium、type
 5train Acetobacterium w。
od口)が1977に提案されている。(インターナシ
ョナル・ジャーナル・オブ・システマテイク・バクテリ
オロジー、27巻、355頁) No、 446とアセトバクテリウム・ウツディの性状
を比較したところ共に偏嫌気性のグラム陽性無胞子桿菌
で酢酸を主要醗酵生産物として蓄積する点で一致したが
、第2表に示す点で両画の性状はちがっていた。
以上のことから、 No、446はアセトバクテリウム
属に属する新菌種であると考えられるので、アセトバク
テリウム・エスピーNo、 446と命名した。さらに
この菌株は工業技術院微生物工業技術研究所に[微工研
寄第7017号(FER)l−PNo、7017)とし
て寄託した。
(培養方法) 培養方法は原則的には、一般の微生物の場合と同様であ
」′力く、酸素の混入を防ぐことが必要であり、実験室
的には。
1国ム栓等で密栓した培養器中で、静置あるいは振盪す
る方渕カ用いられる。やや大きい規模では2通常用いら
れる醸i一槽がそのまま利用でき、装置内の酸素は、窒
素などの不活性気体あるいは原料気体などで置換するこ
とにより嫌気的な雰囲気をつくることが可能である。醗
酵槽の形式は特に問わないが、普通に使用される撹拌混
合槽のほか、一段あるいは多段の気泡塔型、ドラフトチ
ューブ型の醗g槽も利用できる。
培養に用いる炭素源は1通常、二酸化炭素ガスとして供
給(るが、培地中に溶解二酸化炭素あるいは炭M塩、炭
酸水素塩として加えることもできる。窒素源は塩化アン
モニウムのごときアンモニウム塩や硝酸ソーダのような
硝酸塩のごとく9通常の醗酵に用いうる各種の窒素化合
物を用いることができる。
その他必要に応じ、リン酸二水素力、す、硫酸マグネシ
ウム、硫酸マンガン、塩化ナトリウム、硫酸鉄、塩化コ
バルト、塩化カルシウム、硫酸亜鉛、硫M銅、明ばん、
モリブデン酸ソーダ、硼酸などの無機化合物、あるいは
ビオチンや酵母エキスなどのビタミン類を添加すること
は9通常の行なわれる通りである。
培養液中に蓄積された酢酸は公知の技術を用いて回収す
ることができる。
以下具体例により本発明を説明する。
ツクス(ファーマ社、アナエロボックス)中で添加し、
ブチルゴム栓で密栓したのち気相を水素(67%)と二
酸化炭素(33%)を含む除菌ガスに置換し、30℃で
静置培養した。
培養液の一部を遠心分離機により菌体を分離し、この上
清をイオンバックC811(昭和電工)カラムを備えた
高速液体クロマトグラフ(島津製作所、LC4A型)に
注入した。移動相として0.1%リン酸水溶液を流速1
m1/分で流し、検出を210nmの吸収を利用して行
なったところ、第1図のクロマトグラムが得られた。こ
のクロマトグラムにおける2つのビークAおよびBの保
持時間は、標準品と照合することによりそれぞれ培地お
よび酢酸のものと一致することを確認した。
菌体の生育は、600nmの濁度を分光計で測定するこ
とにより観察し、気相成分の微生物への吸収量は、0字
管の一方の先に取りつけた注射針を培養試験管内へブチ
ルゴム栓を貫いてさしこみ、0字管内の水位の変動から
測定した。
上記実験法により経日変化を測定したところ、第2図に
示すように本菌株は22日間の培養で5.1q/lの酢
酸1成した0図中の矢印は気相を新ガス(H/C○2−
2、Ih、11 )で置換した日を示している。
hご1例2 L字型試験管を用い、実施例1と同様に準備してアセト
バクテリウム・エスピーNo、 446の振盪培養を行
なった。測定方法も実施例1と同様に行ない経日変化を
測定したところ、第3図に示すように本菌株は24日間
の培養で9.2g/lの酢酸を生成した1図中の矢印は
気相を新しいガス(H2/C02=2/1)で置換した
日を示している。
実施例3 実施例1と同じ方法でアセトバクテリウム・エスピーN
0446を実施例1と同様に静置培養を行ない、酢酸を
測定し。
気相中の二酸化炭素をユニビーズC(ガスクロ工業)カ
ラムを備えたガスクロマログラフで測定した。移動相と
してヘリウムを流速80m1/分で流し、カラム温度を
60℃としてTCDで検出した。また培地中に含まれる
炭酸水素塩量および溶存二酸化炭素は、アプライド・ア
ンド・エンバイロンメンタル・マイクロバイオロジー3
3巻、1270頁(1977)に記述しである方法によ
り測定した。
上記方法により炭素収率を求めたところ、第3表に示し
たように12日間の培養で82%であった。収率は2分
子の二酸化炭素から1分子の酢酸を生成する場合を10
0%とした。
第3表
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1で得た培養液のクロマトグラムであ
り、第2図、第3図は、それぞれ実施例1および2にお
ける菌体生育、酢酸生成およびガス吸収の経日変化を表
わすグラフである。第4図は、アセトバクテリウム・エ
スピーNo、 446の形態を表わす電子類gl鏡写真
である。 特許出願人 工業技術院長 第1図 イ釆持時間(く0 第2図 酢 境蓑日軟 第3図 培養日熟 第  4  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 二酸化炭素と水素とを含む培地で、アセトバクテリウム
    エスピーNo、 446を培養し、蓄積された酢酸を回
    収することを特徴とする酢酸の製造方法
JP5364583A 1983-03-31 1983-03-31 酢酸の製造方法 Granted JPS59179088A (ja)

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JPH032518B2 JPH032518B2 (ja) 1991-01-16

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0198472A (ja) * 1987-10-12 1989-04-17 Agency Of Ind Science & Technol 酢酸の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0198472A (ja) * 1987-10-12 1989-04-17 Agency Of Ind Science & Technol 酢酸の製造方法

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