JPS6167493A - イソプロピルアルコ−ルの製造法 - Google Patents

イソプロピルアルコ−ルの製造法

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JPS6167493A
JPS6167493A JP18916384A JP18916384A JPS6167493A JP S6167493 A JPS6167493 A JP S6167493A JP 18916384 A JP18916384 A JP 18916384A JP 18916384 A JP18916384 A JP 18916384A JP S6167493 A JPS6167493 A JP S6167493A
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clostridium
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isopropyl alcohol
ipa
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Shunichi Onuma
俊一 大沼
Mutsuo Naganuma
永沼 睦夫
Hitoshi Oiwa
大岩 仁志
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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〕 本発明はイソプロピルアルコール(以下r I P A
Jと略称する)の製造法に関し、更に詳細には有機化学
工業上有用なIPAを微生物を用いる発酵法で製造する
方法に関する。
〔従来の技術〕
IPAは現在では専ら石油化学により生産されているが
、石油資源の減少、入手難に備え、他の資源からの効率
的生産法を用意することは有意義なことである。
従来、IPAをよく生成する微生物としては、バチルス
−サラ力ロプテリクム・ベータ(Bacillussa
ccharobutylicurn −beta )、
りoxトリジウA−トアナム(Clostridium
 toanum )、クロストリジウム・ダイスジファ
シェンス(C1,visclfaciens)、クロス
トリジウム・アミロサツカロブチルプロピリフA (C
1,amylo saccharobutylprop
ylicum )等が報告されている( [微生物工業
jp、299(昭31)朝倉書店ン。しかし、これらは
いずれも生成するIPAの量が全発酵生成物中30%程
度ないしそれ以下であって未だ十分に満足のゆくもので
はなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
したがって、更に効率良<IPAを生産する菌株の検索
及びこれを利用したIPAの効率の良い製造法の開発が
求められていた。
〔問題点を解決するための手段〕
発明者らは、アセトン・ブタノール発酵の研究過程にお
いて、茨城県西茨城郡及び静岡県賀茂郡の土壌中より新
翫たに分離した二種の微生物が、異常に高いIPAの生
産能を示すことを知り、これに基いて研究を重ねた結果
、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明はクロストリディウム(clostr
idium ) @ Sp、 172 CY  O2又
はクロストリディウム・sp、64CY−05を培地中
で培よし、該培養液中からイソプロピルアルコールを分
離すること特徴とするイソプロピルアルコールの製造法
を提供するものである。
本発明で使用する微生物、クロス) IJデイウム−s
p、 172  CY−02及びクロストリディウム・
3p−64CY−95はいずれも本発明者らによって初
めて分離されたものである。このうちクロストリディウ
ム・sp、172  CY−02の特徴を挙げれば次の
通りである。
(1)形態的性質 グルコース・ブイヨン培地C以下GB培地と略記、グル
コース1.0%、肉エキス1.0%、ペプトン1.0%
塩化ナトリウム0.5%、p)I7゜0の組成)及びト
ウモロコシ培地を用い、ガス詮換型嫌気培養器フォーマ
製モデル1o24型(N2、Ct、使用)により、35
℃で嫌気培養を行った。
その結果は次のとおυであった。
栄養細胞(24時間培培養:端部に、円味のある桿状で
、多くは単独であるが、2個あるいは数個連結するもの
もある。大きさは0.6〜1、0 p X 3.0〜4
.5μである。
胞子食細胞:24時間を過ぎる頃から紡錘状または種棒
状に変った細胞が出現する。
胞子(120時間培養):楕円形で、大きさは1.0〜
1.6μ×1.3〜2.4μである。
染色性ニゲラム陽性 運動性:若い栄養細胞は活発に運動する。
(2)培4的性質 a)平面培養 35℃で、フォーマ製モデル1024型61fi培発器
により培4しだ結果は以下のとおりでおるっ 麹汁寒天培地およびグルコース贋天培地ニア日間で全く
繁殖をみとめない。
ポテトグルコース寒天培地:光沢のある粘性を悼った乳
白色円形及落を作る。
加糖ブイヨン寒天培地:1日で深YISに乳白色円形及
落を作り、2日で責落は拡大し、ガスを発生して周囲は
羽毛状になる。3日に到り、ガスのため亀裂を生じ、ペ
トリ皿−面に繁殖する。
トウモロコシブY天培地:わずかに生育し、ブクノール
臭を発し、ガスの発生も半う。
b)画線培養 a)と同一の方法により嫌気培務した。
麹汁寒天培地およびグルコース寒天培地:ともに7日間
培養で繁殖を認めない。
ポテト・グルコース寒天培地=1日月で生育し、3日目
では菌の表面に多量の粘質物を形成する。
C)穿刺培養 嫌気培養装置による培4は行わず通常の培養方法により
行った。
麹汁寒天培地、ブイヨン4天培地およびグルコース寒天
培地:いずれも7日間で肉眼でみとめられる程の繁殖は
ない。
ペプトン添加ル均汁寒天培地:2日間で穿刺7腺に沿っ
て繁殖して乳白色の責落を生じ、3日間でガス圧のため
m5裂を生じ、−而に9殖する。。
グルコース添加ブイヨンIV:天培地:2日で穿刺性全
部にわたって乳白色の責落が、おびただしく繁殖し、3
日でガス発生によって亀裂を各所に発生し、その間[り
に′?iつで繁殖する。
d)液体培養 トウモロコシ汁培地:(・責かづつガスを発生し、3日
間で、はソ発酵を終了する。その発酵の程度は非常に微
弱である。
麹汁培地、ブイヨン培地およびグルコース液培地:いず
れも7日間で全く繁殖が見られない。
グルコース添加ブイヨン汁培地:1日で湧きつき盛んに
ガスを発生して対流し、や\濁り、3日で菌体は沈降し
、4日で発酵を終了する。
牛乳培地:1日で湧きつくが、泡は僅かで、リドマス牛
乳はや一桃色になるが、カゼインはI疑問しない。15
日日月pH5,05となる。
C)ゼラチン培地 培養温度を20℃とした。
麹汁ゼラチン培地、ペプトン添加麹汁ゼラチン培地およ
びグルコースゼラチン培地:いづれも10日間で溶謬し
ない。
(3)生理的性質 ;l)  fftft前条件: pH7,0、温度30
℃、嫌気性 b)生育しうる条件: I)H’7.0において、温度
15〜45℃ C)ダラム染色二陽性 d)抗酸性:なし e) メチルレッド試験:陽性 f)フォーゲス・プロスカラエル反応=翁性g)インド
ール生成:陰性 h)硫化水素生成:14性 υ 硝酸塩の還元性:なし j) カタラーゼ生成:陰性 k)澱粉の加水分m:陽性 1)クエン酸の利用性:なし m) 牛乳の凝固性:なし n) アンモニウム塩の利用性:有 O)硝酸塩の利用性:有 p)グルタミン酸の利用性:有 q)溶血性:なし く4)炭素源の利用性 スピークマン塩類(J、 Biol、 Chem、 5
8 。
395(1923))にペプトン0.5%添加したもの
に、それぞれの炭素源を添加して利用性を検討した。結
果は第1表のとおりである。
第1表 また、クロストリディウム・sp、64  CY−05
の特徴は大部分クロストリディウム・Sp−172CY
−02のそれと同一であるが、!時機の異なる部分を挙
げれば次の通りである。
1、胞子の大きさ 0.7〜1.0μ×1,3〜2.4μ 2、糖の資化性 第2表 これらの特徴を、「パージエイズ−マニュアル・オブ・
デイターミネイティブ・バクテリオロジイ第7版及び第
8版」、日本農芸化学会誌、第18巻339頁(194
2)及び同第19巻191頁(1943)に記載された
近似する菌株の性質と対比すると、第3表のとおりであ
る。
以下余白 第3表 (1)  パージエイズ・マニュアル・オフ魯ティター
ミネイティブ・バクテリオクジ−8版(2)  バージ
エイズ−マニュアル噛オフ゛・デイターミネイティブ・
バクチオロジー8版び (3)  日本6芸化学会誌第18巻及第19巻d:1
1〜89%の株で十 n*a:記載なし 叙上の結果をパージエイズ伽マニュアル・オフ・デイタ
ーミネイティブ・バクチオロジー8版に照し、172C
Y−02株及び640Y−05株を分類すればこれら菌
株はクロストリジウム属グループI K JrAするも
のと考えるのが妥当でありいずれもクロストリジウム・
ブチリカム(clostridlumbutyricu
m )の近縁菌と思われる。しかし、糖の資化性につい
てはクロストリジウム・ブタノロゲナム(clostr
idium butanologenutnの方が近縁
と考えられるが、このものとはゼラチンの液化、カタラ
ーゼ産生の点では異なり、クロストリジウム・ブチリカ
ム及びクロストリジウム・トアナム(C1,toanu
m )とは糖の資化性で異なる点がある。
従って172CY−02株及び64CY−05株は、ク
ロストリジウム叫グループ■の一新種乃至クロストリジ
ウム・ブチリカムの一’&F1と判断し、工業技術院微
生物工粟研究所へ機工ω(菌寄第7738号(FERM
 P−7738)及び做工研菌寄第7823号(FER
M P−7823)として寄託した。
本発明方法により、IPAを弾造するには、通常のクロ
ス) IJジウム属機微生物培7方法に従って前記クロ
ストリジウム@Sp、172 0Y−02又は5p−6
4CY−05を培養し、培養物中にIPAを蓄積せしめ
、これを分離、収得すれば良い。
培養のための栄養源としては、各種のものが用いられ、
炭素源としては、とうもろこし、グルコース、ガラクト
ース、糖蜜などが単2tIまたは組合せて用いられる。
″また、窒素源としては、無機または有機のものが用い
られるが塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、尿素、
硝酸アンモニウム、硝酸ソーダ等、また天然窒素源のペ
プトン、肉エキス、酵母エキス、乾燥酵母、コーン・ス
テイープ・リカー、大豆粉、きな粉、カザミノ酸、ンリ
ュブル・ベジタブル・プロティン等が単独または組合わ
せて使用可能である。七のほか、食塩、塩化カリ、炭峻
カルシウム、燐酸塩等の無機塩類を加えるほか本口の生
育やインプロパツールの生産を亢進する有磯物または無
機物を更に添加しても良い。
培°々方法としては、液体培養法、特に深部静置培摩法
が最も適している。小規模J合養の場合は嫌気状態を必
要とする。培産渦団は30〜;35℃pHは中性かやや
酸性で培養するのが望ましい。液体培養の場合、通常2
ないし4日の培養でIPAが培P?夜中に生産される。
斯くして得られた培゛都物中からIPAを分離、収得す
るには、微生物生浬請閘をその培養液から単Fiflす
るために用いられる一般的な分nt ffl ?’!手
段が用いられる。例えば陪#F 液を分留塔を付せる蒸
留装置にて数回蒸留に付し、漸次油分を濃縮し、粉J 
4Hy水炭酔カリを9和して油分を塩析分)潰し、得ら
れた油分を更にWldmer分溜塔を付せる装置を用い
て分溜しIPAとして得ることができる。
〔効果〕
次にIPA生産菌として知られているクロストリジウム
・インプaピリクムの31株(IAM19101 、I
AM19102及びIAM19239)と本発明で用い
るクロストリジウムsp、 172CY−02及びsp
、640Y−05について生成するンルベント斌を比較
した結果を第4表に示す。
第4表 なお、上記比較における培地組成、培」臭方法及び条件
は次の通りである。
(培地組成) 液化とうもろこし 7.5 % (ぶどう糖として6%
)(スピターゼ0.01 %添加、温度80℃で1時間
液化) ポリペプトン   0.5% 硫酸アンモニウム 0.1 炭酸カルシウム  0.5   pi(無補整(培養方
法及び条件) 温度35℃で前記嫌気培養機で3日間培養した。
以上の結果から、本願方法のIPA収叶が高いことは明
らかである。
〔実施例〕
次に実施例を挙げ、本発明の詳細な説明する。
実施例1 液、化トウモロコシ(ぶどう糖として6チ;スピターゼ
 0.01%添加、温度80Cで1時間液化)7、5 
% (ブドウ糖として6%)、ポリペプトン05%、硫
酸アンモニウム 01%及び炭酸カルシウム 0.5%
(pH無調整)を含む培地にクロストリジウム・31)
−172CY−02を接種し、35℃で72時間培養し
た。
培養戸液をガスクロマトグラフィーにて分析したところ
、ブタノール8.7 ?/l、  I P A 6.3
5’μ、アセトン0.2 ?/l 、エタノールo、 
1 y7tで、全ソルベントに対するIPAの比率は4
1.1 %であった。
実施例2 液化トウモロコシ(ぶどうtgとして11.75%;ス
ピターゼ 0.01%添加、温度80℃で1時間液化)
13.99%、ポリペプトン 0.5%、硫酸アンモニ
ウム 0.1%及び炭酸カルシウム 0.5%(pH無
調整)を含む培地にクロストリジウム・sp・172 
 CY−02株を接種し、35℃で72時間培養した。
実施例1と同様に分析し、第4表にタイプ力ルチュアと
比較したンルベント生産量を示した。
本口のブタノール生成世は9.9 ?/l、I P A
は7、2 t/l 1全ンルベント生成婦は17.9 
fμで、IPAの生成比率は40.2 %であった。
第5表 実Mg例3 1夜化トウモロコシ(ぶどう糖として5%)6..58
係、ポリペプトン 0.5%及び硫酌アンモニウム01
係を含む培地を用い、更にこれに炭酸カルシウムを6≦
加< 0.1 % ) シた培地と無添加の培地をA嫂
し、172CY−02株を使用して発酵試験を行った。
結果を第6表に示す。
第6表 なお、培養条件は35℃、72時間培養である。
炭酸カルシウムの添加により生成するンルベント量が増
加し、かつIPA比率が増大した。
実施例4 クロストリジウム・sp、172  CY−02をクロ
ストリジウム・sp、64CY−05に換える以外は実
施例1と同様に培養をおこなった。培”蓚P液中の生成
分をガスクロマトグラフィーで分析した結果、ブタノー
ル8.2 ?/l、I P A 5.8 tμ、アセト
ン0.12μ、エタノール0.19μで、全ソルベント
に対するIPAの比率は408%であった。
実施例5 クロストリジウム・Sp、172CY−Q2をクロスト
リジウム@sp、 64 0Y−05に換える以外は実
施例2と同様に培ぶをおこなった。培叉P液中の生成分
をガスクロマトグラフィーで分析した結果、ブタノール
9.8971% I P A 6.9 tμ、アセトン
0.2 ?/l 、エタノール0.3 ?/lで、全ソ
ルベントに対するIPAの比率は401%であった。
実施例6 クロストリジウム・Sp、64CY−05について、実
施例3と同様にして発酵試験をおこなった。この績果は
第7表の通りである。
第7表 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、クロストリディウム(clostridium)・
    sp.172CY−02又はクロストリディウム・sp
    .64CY−05を培地中で培養し、該培養液中からイ
    ソプロピルアルコールを分離することを特徴とするイソ
    プロピルアルコールの製造法 2、培地が炭素源としての炭水化物、窒素源としての有
    機又は無機の窒素化合物並びに栄養源としての無機塩類
    及びビタミンを含有するものである特許請求の範囲第1
    項記載のイソプロピルアルコールの製造法。 3、培地がトウモロコシ及び蛋白消化物を含むものであ
    る特許請求の範囲第1項記載のイソプロピルアルコール
    の製造法。
JP18916384A 1984-09-10 1984-09-10 イソプロピルアルコ−ルの製造法 Granted JPS6167493A (ja)

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