JPS62265990A - 微生物によるセルロ−ス性物質の製造方法 - 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） 本発明はアセトバクター属に属し、セルロース性物質を
生産する能力を有する微生物が生産するセルロース性物
質の製造方法に関する。

このセルロース性物質は可食性であり食品分野で利用さ
れるほか水系分散性に優れているので食品、化粧品又は
塗料等の粘度の保持、食品原料生地の強化、水分の保持
、食品安定性向上、低カロリー添加物又は乳化安定化助
剤としての産業上利用価値がある。

また、該セルロース性物質の離解物はミクロフィブリル
の構造的物理的特徴に基づき高分子、特に水系高分子用
補強材として各種の産業用用途がある。このような離解
物は高い引張弾性率を示すので該セルロース性離解物を
紙状または固型状に固化した物質はミクロフィブリルの
構造的特徴に基づくすぐれた機械特性が期待され、各種
産業用素材としての応用がある。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、静置発酵では、培
養初期、該セルロース性物質の生成は早いが、厚さが増
すにしたがい生成が遅くなり生産性が悪かった。しかし
本発明では、連続又は間欠的に培地を添加することによ
り、セルロース性物質の生産が安定して速く、効率よく
安価に製造する方法を開発することにある。

（往来技術） 従来よりアセトバクター属に属しセルロースを生成する
能力を有する微生物を用いてセルロースを生成する方法
は知られている、セルロースを生産する培養法は静置培
養法を主体とした培養法であり、液体培地を添加する培
養法は検討されていない。静置培養法ではセルロース膜
が厚くなるにしたがい、セルロース生成が遅くなり、厚
い形状のセルロースを生産するには長時間培養が必要で
あった。また、固さの異なったセルロース性物質の生産
や多層形のセルロース性物質の生産は困難であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、従来の静置培養法に比べて、液体培地ま
たはセルロースを生成する能力を有する微生物を含む液
体培地を連続的ｔｆｃは間欠的に添加しつつ培養するこ
とによシ、著しくセルロース性物質の生産性が向上され
ることを知った。また、添加速度を変えることにより、
固さの異なったセルロース性物質の生産が可能であるこ
とを知った。

また、さらに、間欠的に培地を添加することで多層形状
のセルロース性物質が生産可能であることを知った。本
発明はこの知見に基づいて完成されたものである。

即ち本発明において使用される微生物はアセトバクター
に属し、セルロース性物質を生産する微生物であればど
のようなものでもよい。

−例を挙げればアセトバクター・アセチ・サブスピーシ
ス・キシリナム（Ａｃ５ｔｏｂａｃｔｅｒ　ａｃｅｔｌ
ｓｕｂｓｐ、　ｘｙｌｉｎｕｍ　）　ＡＴＣＣ１０８２
１ｆ、挙げることができる。

炭素源としてはシュークロス、グルコース、フラクトー
ス、マンニトール、ソルビトール、カラクトース、マル
トース、エリスリット、カドニット、グリセリン、エチ
レングリコール、エタノール、酢酸、等が単独或は併用
して用いられる。更にはこれらのものを含有する澱粉氷
解物、チトラスモラセス、ビートモラセス、ピート搾汁
、サトウキビ搾汁、柑橘類を始めとする果汁等が使用出
来る。

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
、ペプトン等有機或は無機の窒素源が使用される。有機
微量栄養素としてはアミノ酸。

ビタミン、脂肪酸、核酸、更にこれらのものを含有スる
ペグトン、カザミノ醗、酵母エキス等が使用され、この
他に２．７．９−　）リカルデキシーＩＨピロロ（２，
３−５）−キノリン−４，５−ジオンも添加すると効果
がある。

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。

本発明で用いる培地添加方法は、いずれの方法でも使用
可能である。例えば、管を用いた滴下方式霧状やシャワ
ーノズルを用いた噴霧方式等が使用可能である。

添加速度は、生成速度の最大速度以下であればいずれで
も良い。

空気は１〜３０日間一定の通量１／１００〜２／ＩＶＶ
ｍの範囲内で静置型培養槽に供給する。

培養槽に供給する酸素製置は５〜１００４、望ましくは
２０〜４０チであれば良い。

培養の声は３ないし６の範囲で制御する。望ましくはＰ
）（３〜５であれば良い。−制御に使用する酸、アルカ
リは、全ての有機物、無機物が使用可能である。

培養温度で１０〜４０℃、望ましくは２５〜３５℃の範
囲で行う。

以上の方法にて、培養すると培地添加速度が早いもので
はやわらかく、培地添加速度を遅くすると固い板状のセ
ルロース性物質が生産される。また、６時間から７２時
間おきに培地を添加する方法で多層形状の薄いセルロー
ル性物質が生産される。

本発明の方法によって、生産されたセルロース性物質は
、本物質中に含まれる菌体を始めとするセルロース性物
質以外の物質を取シ除く処理をはどこす。

不純物を取り除くためには水洗、加圧脱水、希酸洗滌、
アルカリ洗滌、トルエン及び酢酸エチルなどの極性有機
溶媒による処理、次亜塩素酸ソーダ及び過酸化水素など
の漂白剤による処理、リゾチームなどの菌体溶解酵素に
よる処理、ラウリル硫酸ソーダ、デオキシコール酸など
の界面活性剤による処理、常温から２００℃の範囲の加
熱洗滌などを単独及び併用してほどこすことによりセル
ロース性物質から不純物を除去することが出来る。

このようにして得られ九本発明でいうセルロース性物質
とは以下のものをいう。

本発明のセルロース性物質とはセルロース及びセルロー
スを主鎖としたヘテロ多糖を含むもの及びβ−１，３，
β−１，２等のグルカンを含むものである。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、グルクロン酸等の六炭糖、五炭糖及び有機
酸等である。

なおこれ等の多糖が単一物質である場合もあるし２種以
上の多糖が水素結合等によう混在してもよい。

実施例１゜ シュークロース５係、リン酸１カリウム０．３％、硫酸
マグネシウム（７水塩）０．０５１カザミノ酸（Ｄｉｆ
ｃｏ社製）０．８４、Ｐ）（５の組成の培地４００Ｍを
５００Ｍ容坂ロフラスコに張込み、１２０℃３０分間殺
菌した。

上記の組成の培地に寒天２％を加えた斜面寒天培地で３
０℃６日間生育させたアセトバクター・アセチ・サブス
ピーシス・キシリナムＡＴＣＣ１０８２１を上記の殺菌
した培地に接種し３０℃２日間振盪培養し種母とした。

上記培地にそれぞれ単独に酵母エキス（Ｄｉｆｅ。

社製）０．５０１を加え、−を４に調整した培地１３５
１Ｌｔを外径２４ｃｙｎのガラス製シャーレ−に無菌的
に入れ、また１５ゴの種母をあわせて入れ通気１／１０
ＶＶｍにて３０℃で２４時間培養した後、上記培地に酵
母エキス０．５４ｔｌ−加えたものを１゜μｔ／ｃ１ｎ
２・ｈｒ〜７０μｔ／ｃ！ｎ２・ｈｒの速度で管を使い
上面から添加した。培地添加量が４００７ｄになった時
点で培＃を終了した。生成したセルロース性物質は、弾
性を計り九後に洗滌をくり返して充分洗った。その後、
１０５℃で恒量になるまで乾燥し性であっ之。

表　　１ ＊　レオメータ−ＦＵＤＱＨＮ部ｆ−２００２Ｊ使用成
速度２０　ｍ９／　ｄｔ−ｄａｙであった。

また、上記と同様の培地５００ｄを外径２４ｃｒＩＭの
ガラス製シャーレ−に無菌的に入れ、また５０ａｕの種
母をあわせて入れ、通気１／１０　ＶＶｍ　Ｋて３０℃
で６日間培養した。生成したセルロース性物質は弾性９
５１／ｃｍ”の厚さ３咽の板状であった。このセルロー
ス性物質は、洗滌をくり返して充分洗った後に、１０５
℃で恒量になるまで乾燥し測定した。その結果ｉｏｓ、
ｐでありた。

実施例２゜ シュークロース５憾、リン酸１カリウム０．３％、硫酸
マグネシウム（７水塩）０．０５％、カザミノ酸（Ｄｌ
ｆｅｏ社裂）０．８％、ｐＨ５ｏ組成の培地４００”ｔ
”５００．ｄ容坂ロフラスコに張込ミ、１２０ｔ：３０
分間殺菌した。

上記の組成の培地に寒天２憾を加えた斜面寒天培地で３
０℃６日間生育させたアセトバクター・アセチ・サブス
ピーシス・キシリナムＡＴＣＣ１０８２１を上記の殺菌
した培地に接種し３０℃２日間娠迦培養し種母とした。

上記培地にそれぞれ単独に酵母エキス（Ｄｉｒｃ。

社製）０．５０％を加え、ＰＨを４に調整した培地を１
３５ゴ量外径２４画のガラス製シャーレ−に無菌的に入
れ、また１５ｄの種母をあわせて入れ通気１　／　１０
　ＶＶｍにて３０℃で２４時間培養した後、上記培地に
酵母エキス０．５％を加えたものを１０μＬ／ｃｍ”・
ｈｒの速度でスプレー・ノズルを使い上面に均一になる
ように添加しつつ培養し、培地添加量が３５０ｉ／にな
った時点で培養を終了し念。生成したセルロース性物質
は、弾性を計った後に洗滌をくり返して充分洗った。そ
の後、１０５℃で恒量になるまで乾燥し測定した。その
結果、重量は２．１０．９であった。生成したセルロー
ス性物質のかたさは、レオメータ−にて測定した結果８
４０１１／ｌＹＲ”の弾性であった。

実施例３゜ シュークロース５俤、リン駿１カリウム０．３係硫酸マ
グネシウム（７水塩）０．０５％、カブミノ酸（Ｄｉｆ
ｃｏ社型）０．８４、ｐＨ５の組成の培地４００ｄを５
００に／容坂ロフラスコに張込み、１２０℃３０分間殺
菌した。

上記の組成の培地に寒天２チを加えた斜面寒天培地で３
０℃６日間生育させたアセトバクター・アセチ・サブス
ピーシス・キシＩＪ　ｔ　ムＡＴＣＣ１０８２１を上記
の殺菌した培地に接種し３０℃２日間振盪培養し種母と
した。

上記培地にフィチン酸（味の素製）０．０５％を添加し
た培地をＰ）（４に調整し、１２０℃３０分間殺菌した
後、外径２４謂のガラス製シャーレ−に１３５ゴ入れ、
１５ｍ／の種母をあわせて入れ通気１／１０　ｖｖｍに
て３０℃で２４時間培養した後、上記培地を２４時間間
隔で１００ｄを上面より添加し１０日間くり返し培養し
た。生成したセルロース性物質は１ｗ〜１．５　ｍｓ厚
の板状となり１１枚生成した。生成したセルロース性物
質は、洗滌をくシ返して充分洗った後１０５℃で恒量に
なるまで乾燥し測定した。その結果、セルロース性物質
の生成量は、３．４０Ｆ！であった。

上記と同様の培地１０３５ｍを外径２４ｃｒｎのプラス
製シャーレ−に入れ、１１５ゴの種母をあわせて入れ３
０℃で１１日間培養した。生成したセルロース性物質は
５咽厚の板状のものであった。

生成したセルロース性物質は、洗滌をくり返して充分洗
った後１０５℃で恒量になるまで乾燥し測定した。その
結果、生成量は２．２８ｇであった。

表　　２ 実施例４゜ シュークロース５憾、リン酸１カリウム０．３幅、硫酸
マグネシウム（７水塩）０．０５％、カブミノ酸（Ｄｉ
ｆｃｏ社製）０．８係、ｐＨ５の組成の培地４００Ｍを
５００　Ｔｉ１ｌ容坂ロフラスコに張込み、１２０℃３
０分間殺菌した。

上記の組成の培地に寒天２チを加えた斜面寒天培地で３
０℃６日間生育させたアセトバクター・アセチ・サブス
ピーシス・キシリナムＡＴＣ０１０８２１を上記の殺菌
した培地に接種し３０℃２日間振盪培養し種母とした。

上記培地にそれぞれ単独に酵母エキス（Ｄｌｆｅ。

社製）０．５０４を加え、ｐＨ４に調整した。培地５０
ＦｒＬｌヲ外径１２αのがラス裂ビーカに無菌的に入れ
、また５　ｍｌの種母をあわせて入れ、通気１／１０Ｖ
Ｖｍにて、３０℃で２４時間培養した。その後、上記培
地に種母１１０４（マ／ｖ〕混合し５℃にて冷蔵保存し
ておいたものを２４時間おきに５０ｍ無菌的に上面より
添加し、１０日間培養したつ生成したセルロース性物質
は１．５〜２．０！ｔ！Ｒ犀の板状となり、１１枚生成
した。生成したセルロース性物質は洗滌をくり返して充
分洗った後１０５℃で・恒量になるまで乾燥し測定した
。その結果、薄い板状のセルロース性物質の平均重量９
３〜のものが１１枚得られた。

実施例５゜ シュークロース５壬、リン酸１カリウム０．３％、硫酸
マグネシウム（７水塩）０．０５ｔ４、カブミノ酸（Ｄ
ｌｆｃｏ社製）０．８％、ＦＪ（５の組成の培地４００
ｄを５０（１／容坂ロフラスコに張込み、１２０℃３０
分間殺菌した。

上記の組成の培地に寒天２壬を加えた斜面寒天培地で３
０℃６日間生育させたアセトベクター・アセチ・サブス
ピーシス・キシリナムＡＴＣＣ１０８２１を上記の殺菌
した培地に接種し３０℃２日間振盪培養し種母とした。

上記培地にそれぞれ単独に酵母エキス（Ｄｉｆｃ。

社製）０．５０％を加え、ＰＨを４に調整した培地を１
３５ｍ／量、外径２４ｃｔｎのガラス製シャーレ−知無
菌的に入れ、また１５ゴの種母をあわせて入れ通気１／
１０ＶＶｍにて３０℃で２４時間培養した後、上記培地
て酵母エキス０．５１を加えたものを１０μｔ／α２・
ｈｒの速度で上面から霧状にして２．７ノ添加し培譬し
た。その結果、生成した板状セルロース性物質の厚さは
６０であった。セルロース性物質は、洗滌をくり返して
充分洗った後１０５℃で恒量になるまで乾燥し測定した
。その結果５１．３ｇであった。

実施例６゜ シュークロース５幅、リン酸１カリウム０．３Ｌｌｊ。

硫酸マグネシウム（７水塩）０．０５＝１．カザミノ酸
（Ｄｉｆｅｏ社製）　０．８　％、Ｐ）（５の組成の培
地４００ｒｎｌを５００プ容坂口フラスコに張−込み、
１２０℃３０分間殺菌した。

上記の組成の培地に寒天２チを加えた斜面寒天培地で３
０℃６日間生育させたアセトベクター・アセチ・サブス
ピーシス・キシリナムＡＴＣＣ１０８２１を上記の殺菌
した培地に接種し３０℃２日間振盪培養し種母とした。

上記培地にそれぞれ単独に酵母エキス（Ｄｌｆｃ。

社製）０．５０係を加え、ｐＨ４に調整した。培地５０
ゴを外径１２ｚのガラス製ビー力に無菌的に入れ、また
５　ｍｌの種母をあわせて入れ、通気１／１゜ＶＶｍに
て、３０℃で１８時間培養した。その後、上記培地をチ
ューブポンプ全円いて１８時間間隔で３０ｍを１０回添
加し培養を続けた。その結果、セルロース性物質は多層
形状となった。生成したセルロース性物質は、一枚づつ
はがし洗滌をくり返して充分洗った後、ガラス平板上に
置き５０℃で恒量になるまで乾燥し測定した。その結果
、得られたセルロース性物質は、厚さ２μ、重量４２ダ
のものが１１枚得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）アセトバクター属に属しセルロース性物質生産能を
   有する微生物を液体培地に接種し、静置にて培養しつつ
   、表面に液体培地およびまたはアセトバクター属に属し
   セルロース性物質生産能を有する微生物と培地を混合し
   た液を連続的または間欠的に添加し、厚型または薄型の
   シート状セルロース性物質を生成・蓄積せしめ、この物
   質を採取することを特徴とするセルロース性物質の製造
   方法。