JPS60133890A - ギ酸の製造方法 - Google Patents

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） この発明は微生物により二酸化炭素と水素とからギ酸を
製造する方法に関するものである。

ギ酸は染色助剤なと有用な資材でありカセイソーダと一
酸化炭素などから工業生産されている。

（従来技術） 二酸化炭素と水素とからギ酸を生産する微生物について
は、胞子を作る嫌気性菌（クロストリジウム属に属する
菌と考えられる）が酢酸の副生物一方、アセトバクテリ
ウム・ウツディは、二酸化炭素と水素とを含む培地で嫌
気的条件で培養することにより酢酸を生産するが（Ｉｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌ　ｏｒ　Ｓｙｓ
ｔｅｍａｔｉｃ　Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ　２７巻３
５５（１９７７））　、ギ酸が得られることは全く知ら
れていなかった。

（発明の目的） 本発明者は、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、これを将来の有ノＪなエネルギー源と
して考えられている水素と反応させることにより、生化
学的にギ酸を製造する方法を検討し、この発明に到達し
た。

（発明の構成） 本発明者は、アセトバクテリウム属に属する微生物を用
いて二酸化炭素と水素とからカルボン酸を製造する方法
の研究において、培地中に１−ヨードプロパンを存在せ
しめた場合、通常の生産物である酢酸の生成が抑制され
るだ（）でなく、新たな生産物としてギ酸が生成し、培
地中に蓄積されることを見出し本発明を完成した。即ち
本発明は一セトバクテリウム属に属する微生物を培養し
二１Ｍ化炭素と水素とを資化してカルボン酸を製造ず曙
方法において、培地中に１−ヨードプロパンをイｊ在せ
しめることによりギ酸を生成蓄積ｕしめることを特徴と
するギ酸の製造方法である。

（微生物） 本発明で用いられる微生物は、アセ１〜バタテリウム属
に属する二酸化炭素と水素を資化することのできる微生
物であり、例としてアセトバクテリウム・ウツディおに
びアセ］へバクゾリウム・エスピーＮｏ、４４６（Ａｃ
ｅｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｓｐ、Ｎｏ、４４Ｇ、微工
研菌寄第７０１７号Ｆ［’ＲＮ−Ｐ　Ｎｏ、７０１７）
が挙げられる。

前者は先に挙げた文献により公知の菌である。

一方後者は本発明者らにより見出された微生物であり、
その菌学的性質等は特願昭５８−５３６４４号明１書転
記載されている通りであるが、それについては項を改め
て記す。

（１−ヨードプロパンの添加培養） 二酸化炭素と水素とを含む培地に１−ヨードプロパンを
添加し上記のようなアセトバクテリウム属に属する微生
物を嫌気的条件て・培養することによりギ酸を生産する
ことができる。

培地中に存在せしめる１−ヨードプロパンの道が少な過
ぎるとギ酸と共に酢酸が生成し、多ずぎるとギ酸の蓄積
温か減少する。適当な１−ヨードプロパンの添加ｍは培
養条件に応じて実験的に決オることかできるが、培養液
中温度として０．１Ｆ、　５　ｍ　Ｍ、特に０．５〜２
ｍＭ程度が好ましい。

上記微生物の培養方法に関し、１−ヨードプロパンの添
加以外の点については二酸化炭素と水素とから酢酸を得
る培養の場合と同様であり、その概要は項を改めて記ず
。

次に本発明の実施例において用いられるアセ］・バクテ
リウム・エスピーＮｏ、４４６　（以下本菌という）の
創製方法および菌学的性質を示す。

（Ｎｏ、４４６の創製法ン 本菌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。即ち第１表に示す液体培地５ｍ１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０．３
９添加し、ブヂルゴム栓で密栓後、気相を水素（６７％
）と二酸化炭素（３３％ンを含む除菌ガスにＷ換し、３
０’Ｃ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、ロールチコーブ法（メ
ソッズ・イン・マイクロバイオロジー、３ｆｆＢ、１１
７頁（１９６９）アカデミツク・プレス）により第１表
の培地に寒天３％を加えた寒天培地で単菌分離し、木菌
を得た。

（Ｎｏ、　４４６の菌学的性質） Ｃ％本菌の菌学的性質の検討には、［アンアエロブ゛（
ラボラ］−リーゴマニュアル第４版Ｊ　（八□ａｅｒｏ
ｂｅｊＬａｂｏｒａｔｏｒｙ　ＨａＱｉｕａｌ、Ｔｈｅ
　Ｖ、１．Ｐ、八ｎａｅｒｏｂｅ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒ
ｙ　Ｖｉｒｇｉｎｉａ　Ｐｏ１ｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｉｎ
５ｔｉｔｕｔｅ　ａｎｄ　５ｔａｔｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓ
ｉｔｙ、　Ｂｌａｐｋｓｂｕｒｇ（１９７２））Ｊ３よ
び「微生物の分類と同定」　（し谷用武冶著、学会出版
センター　、　１９７５）に記載されている方法Ｊ３よ
び培地組成を用いた。

顕微鏡的所見 （１）細胞の形および大きさ：直桿菌と、やや湾曲しｌ
ｃ形や中、Ｓくれ形の桿菌が混在する、単独もしくは２
連の桿菌。

幅０．６〜１μｍ、長さ２〜５μｍ （２）鞭毛：あり、サブターミナル （３）胞子：なし く４）ダラム染色：陽性、培養後期には陰性となる。細
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 生育状態 第１表の組成に３％寒天を加えた寒天培地での生育は次
の通りである。

形状：円形 周縁二円滑 隆起：わずかに盛り上がる 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 酸素に対する態度：偏性嫌気性 生育の範囲（１）　ｌ−１）至適ｐＨニア、７生育１）
Ｈ：５．５〜８．５ （温度）至適温度：３０°Ｃ 生育温度：２０〜４０’Ｃ インドール産生ニー 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 色素の生成ニー ビタミン要求性：ヂアミン、パン１〜テン酸糖などから
の酸の生成 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％）
を含む除菌ガスに置換し、本国を植菌、３０℃で静置培
養した。フラクトース（１％）、ＤＬ−乳酸（１％）、
メタノール（０６５％）、ギ酸（０，５％）、リボース
（１％）を炭素源として培養したとき、培地中には有機
酸とし含む無菌液体培地５ｍｌを作成し、気相を窒素（
６７％）と二酸化炭素（３３％）を含む除菌ガスに置換
し、本国を植菌し、３０℃で１４日間静置培養した。生
育は６００％ｍの温度を分光８１で測定した。６００％
ｍの濁度が炭素源を含まないコントロールとの差が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」０．２以上のものを［資
化する］とした。

資化するもの＝Ｄ−フラクトース、ソルボース。

ＤＬ−乳酸、メタノール（０，５％） わずかに資化するもの；Ｄ−リボース、ギ酸（０，５％
） 資化しないもの：アラビノ一ス、セロビオース。

ガラク１−−ス、Ｄ−グルコース、ラクトース、マルト
ース、マンノース、メレジトース、メリビオ−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ｉ〜−ル、イノシ
トール、マンニトール、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（０，５％）、プ
ロピオン酸（０，５％）、エタノール（０，５χ）。

プロパツール（０，５％）、コハク酸、フマル酸、ピル
ビン酸、リンゴ酸、カザミノ酸、グルタミン酸。

７スパラギン酸、アラニン、グリシン、セリン。

、１．レドニトール、ザリシン、馬尿酸、アミグダリン
。

言ドブトン、酵母エキス 一石養方法） 培養方法は原則的には、一般の微生物の場合と同様であ
るが、酸素の混入を防ぐことが必要であり、実験室的に
は、ゴム栓等で密栓した培養器中で、静置あるいは振盪
する方法が用いられる。やや大きい規模では、通常用い
られる醗酵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（二酸化炭素と水
素）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、鰻
通に使用される撹拌混合槽のはか、一段あるいは多段の
気泡塔型やドラフトチューブ型の醗酵槽も利用できる。

　培養に用いる炭素源は、通常、二酸化炭素ガスとして
供給するが、培地中に溶解二酸化炭素あるいは炭酸塩、
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、通常の醗酵に用いることのできる
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、リン酸二水素カリウム、硫酸マグネ
シウム、硫酸マンガン、塩化ナトリウム、：゛）博ｌ酸
鉄、塩化コバルト、塩化カルシウム、硫酸亜Ｊ１、硫酸
銅、みょうばん、モリブデン酸ナトリウ凋、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、通常行なわれる通りである。

培養液中に蓄積されたギ酸は、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。

実施例 第１表に示す培地７ｍｌをＬ字型試験管へ分注滅菌後、
第２表に示す量の１−ヨードプロパンを添加し１ｃ０こ
れに第１表に示す培地で培養したアセトバクテリウム・
エスピーＮｏ、　４４６の培養液１４０μｌを接種した
。密栓した後気相を水素（６７％）と二酸化炭素（３３
％）を含む除菌ガスに置換し、３０℃で９日間振禰培養
を行なった。

培養液の上清を高速液体クロマトグラフィーにより、２
１０ｎｍの吸収を利用して分析した。得られたクロマト
グラムにおける２つのピークの保持時間は、標準品と照
合することにより、それぞれ培地およびギ酸のものであ
ることが確認された。

また生成物濃度の分析値を第２表に示した。

第２表 比較例 １−ヨードプロパン添加量をＯとする他は実施例と全く
同様に培養した。培養液を高速液体りロマトグラフィー
により分析したところ酢酸蓄積濃度は１．７Ｃ］／Ｉで
ギ酸は全く生成しなかった。

特許出願人　工業技術院長 手続補正書（方式） 昭和５９年４月２３日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２３９９５５号 ２、発明の名称 ギ酸の製造方法 ３、補正をする者 事件どの関係　特許出願人 昭和５９年３月２７臼（発送日） ５、補正の対象　明細書 ６、補正の内容　別紙の通り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アセトバクテリウム属に属する微生物を培養し二酸化炭
   素と水素とを資化してカルボン酸を製造する方法におい
   て、培地中に１−ヨードプロパンを存在せしめることに
   よりギ酸を生成蓄積せしめることを特徴とするギ酸の製
   造方法