JPS60172289A - ブタノールの製造方法 - 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】 本発明はセルロース含有物質からブタノールを含む含酸
素化合物を製造する方法に関する。

セルロース含有物質を原料として発酵法によシプタノー
ル等の含酸素化合物を製造する方法は種種知られている
。たとえばセルロース含有物質に七ルラーゼとアセトン
・ブタノール生産菌を同時に作用させて１段でアセトン
やブタノールを製造する方法（特開昭５５−１３５５８
５号）が提案されている。この方法は１段階工程の如く
考えられるが、前工程として七ルラーゼの調製工程を必
要とし、実質的には２段階工程法に近いものである。

マタ、嫌気性高温条件下でサーモアンエアロバクター・
エタノリカスとクロストリジウム・サーモセラムを作用
させてエタノールを製造する方法（特開昭５６−４２５
８２号）も知られているが、この方法ではブタノールが
得られない。さらに、クロストリジウム・サーモセラム
を６０℃で３日培養後、チモモナス・アンエアロビアを
３７℃で３日培養してエタノールを製造する方法も提案
されているが１この方法もブタノールが得られず、エタ
ノールの生産量も低い上に、セロビアーゼの添加を必要
とする等の欠点がある。

本発明は、発酵法によってセルリース含有物質からブタ
ノール含有率の高い含酸素化合物を効率よく製造する方
法の提供を目的とするものである〇本発明は、セルロー
ス含有物質を主要炭素源として含む培地に耐熱性嫌気性
セルロース分解菌を５０〜７０°Ｃで培養し、次いで嫌
気性ブタノール生産菌を２０〜４０°Ｃで培養してブタ
ノールを含む含酸素化合物を生成せしめ、これを回収す
ることを特徴とする含酸素化合物の製造方法である。

本発明においてセルロース含有物質とは、セルロースお
よびセルロースを主要成分とする物質を意味する０具体
的にはマツ、スギ、ブナ、ポプラなどの木材：麻類、ミ
ッマタ、稲ワラ、バガス。

モミガラなどの茎葉・ジン皮類；綿などの種子毛；新聞
紙、雑誌、ダンボール廃紙などの古紙類；その他繊維質
廃棄物；パルプ、セルロースパウダーなどかあシ、これ
らは必要に応じて粉砕その他の前処理を施してから炭素
源として、用いることが望ましい。セルロース含有物質
はセルロースとして培地中に０．５〜１０％程度の割合
で含まれるように用いる。培地中の他の成分である窒素
源、無機塩、その他発酵に必要な物質の種類、添加量な
どは常法によシ適宜決定すればよい。また、培地は使用
にあたり常法にしたがって殺菌を行なう◎耐熱性嫌気性
セルロース分解菌としては既知のものを使用できるが、
特にクロストリジウム・サーモ七ラム（Ｏｌｏａｔｒｉ
ａｎｍ　ｔｂｅｒｍｏｃｅｌｌｕｍ　）　Ａ　Ｔ　Ｏ０
２７４ｏ５や同０−２７　（ＴＥＲＭ　ｍ’−７４５１
）などが好ましい。ここでりｐストリジウム・サーモ七
ラムＣ−２７は本発明者らが水田土壌よシ分離した新菌
であシ、本閑の菌学的性質は次のとおりである。

（ａ）　次の各培地での生育状況 ■肉汁で生育せず ■肉汁寒天培地で生育せず ■ゼラチン培地で生育せず ■ペプトン水で生育せず ■リドマスミルクで生育せず ■下記組成の培地ですこぶるよく生育する表　培地組成 第１リン酸カリウム　１．５１ 第２リン酸カリウム　２．９Ｆ 硫酸アンモニウム　１．５ｉ 硫＃Ｉ第１鉄（７水塩）　ｏ、ｏｏｌ　２５　ｆ塩化マ
グネシウム（６水塩）　１．０）塩化カルシウム　０．
１５Ｐ 酵母エキス　２．ｏ１ システィン塩酸塩　ｏ、５１ 寒天（固体培地のみ）　２　ａ、ｏ　ｆ蒸留水　１００
０ｍ 炭素源　（ろ紙又は七ロビオース）　１ｏ？ｐＨ７，Ｑ （ｂ）　形態 ■大きさ　０．５〜０．８　Ｘ　２〜１０　ｐｍ■形状
　桿形 ■胞子　有り、卵形　１．０〜１．５Ｘ　１．２〜２．
０　ｐｆｒＬ端生 ■運動性　有シ、周鞭毛 ■集落の形状　白色、半透明、円形できわめて小さい。

（Ｑ）　生理的性質 ■最適生育条件　ｐＨ７，０＋’　６０℃、嫌気性■生
育しうる柴件　ｐＨ６−０〜９．０．温度５０℃〜７０
℃■グラム陰性 ■抗酸性なし ■メチルレッド試験　陽性 ■フォーゲス−プロスカラエル反応　陰性■インドール
生成せず ■硫化水素生成せず ■硝酸塩の還元性　利用性なし ０カタラーゼ生成せず ■ゼラチン・カゼインを液化せず Ｏ＃ｌ粉を加水分解しない、 ◎クエン酸利用性なし ■牛乳を凝固せず ＠アンモニウム塩・グルタミン酸を利用す葛■ウレアー
ゼ活性なし く句　各種炭素源の利用性 ■Ｌ−アラビノース　利用しない ■Ｄ−アラビノース　ｌ ■Ｄ−７ラクトース　利用する ■Ｄ−ガラクトース　利用しない ＯＤ−グルコース　利用する ■Ｄ−マンノース　利用しない ■Ｌ−ラムノース ■Ｄ−リ４Ｃ−スｌ ■Ｄ−キシロース　〃 〇七マロビオース　利用する Ｏラクトース　利用しない Ｏマルトース ０シユクロース Ｏメリピオース ＠トレハロース ［相］ラフィノース　ｌ Ｏメレジトース ［相］デキストリン　Ｉ Ｏグリコーゲン ０スターチ　〃 ◎アミグダリン Ｏエスクリン Ｏサリシン　利用しない ［相］エリスリトール ＠イノシトール　〃 ［相］マンニトール　ｌ ◎グリセロール ［相］ズルシトール　′ ０ソルビトール　利用する ［相］アドニトール　利用しない ■セルロース　利用する 本国はパージエイズ・マニュアル會オブｅデイターミナ
テイプ・バクテリオロジー（Ｂｅｒｇｅｙ　’ｓ＋）ｉ
ｌａｎｕａｌ　ｏｆ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｖｅ　Ｂ
ａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ）第８版によると、クロストリ
ジウム・サーモセラムに属するものである。本国を類似
の耐熱性嫌気性セルロース分解菌と比較しても該当する
ものがなく１本発明者うは新菌と判断し、クロストリジ
ウム・サーモセフムＣ−２７と命名した。なお、本国と
クロストリジウム・サーモセラムムＴｏｏ　２７４ｏＳ
株との比較を第１表に示す。

第　１　表 項　目　０−２７　ＡＴＯＯ２７４０５サリシン利用性
　十 酵母エキス必要１ｉ　ｆｆ／ｌ）　ａ、１１．。

セルロース分解力　強　弱 本国は微工研に寄託されておシ、その受託番号はＦｌｌ
！ＲＭ　Ｐ−７４５１である。

次に、嫌気性ブタノール生産菌としては公知菌ヲ使用で
き、とりわけクロストリジウム・サツカロパーブチルア
セトニカムＡＴＯＯ２７０２１，同２７０２２が好まし
い。

本発明では、まず上記セルロース含有物質を主要炭素源
として含む培地に耐熱性嫌気性セルロース分解菌を５０
〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃の温度で培養する。

培養は嫌気的条件下に行ない、温度以外の条件について
は使用する微生物が良く生育し、セルロース含有物質を
糖化するような条件を選定すべきである。培養期間は通
常、２〜１０日間が適当である。この培養によって、還
元糖のほかエタノール、酢酸なども生成、蓄積する。

耐熱性嫌気性セルロース分解菌の培養終了後、培養液の
温度を２０〜４０℃、好ましくは２５〜３５℃に調節し
、嫌気性ブタノール生産菌を接種する。嫌気的条件で培
養を行ない、その他の条件については使用する微生物の
生育に好適で一ブタメールなどの含酸素化合物を十分に
生成・蓄積するような条件を採用すべきである。培養期
間は目的とする含酸素化合物が十分に生成・蓄積するま
でであるが、通常は１〜７日間である。ブグノール生産
菌の培養によってブタノールのはかアセトン、エタノー
ルなどが生成する。

本発明によれば、セルロース含有物質からブタノールを
含む含酸素化合物を効率よく製造することができ、生成
物中のブタノールの比率が高い（通常は４８〜６２％）
という特色かあ、る。ブタノールのはかアセトン、エタ
ノールなども含まれ、これらプルペントを単一の発酵槽
で製造することができる。

しかも、本発明の方法によって得られるブタノ−ル等の
含酸素化合物は自動車用混合ガソリンとして相溶性にす
ぐれ、燃料としての用途が期待される。さらには、塗料
、接着剤などの溶剤や化学原料等としても有用である。

次に１本発明を実施例によシ詳しく説明する。

実施例 第２表に示した組成の培地ＡまたはＢを調製し１常法に
より殺菌処理した。

一方、種培養液として上記培地１００−にクロストリジ
ウム・サーモセラムＡＴＯＯ２７４０５または同０−２
７　（ＦＩＣＩＩＩＭ　Ｐ−７４５１）を接種し、６０
°Ｃで５日間嫌気培養したものを用意した。

前記培地２　ｏ　ａｍ／に種培養液２０ゴを接種し、６
０℃で７日間嫌気的条件下に培養した。

培養終了後、培養液の温度を３０°Ｃに調節した〇一方
、グルコースを主炭素源とする培地にクロストリジウム
・サッカルバーブチルアセトニカムＡＴ００２７０２２
を接種し、５０℃で３日間嫌気培養したものを種培養液
として用意した。

この種培養液１０ｍを前記培養液に接種し、３０℃で６
日間（通算１３日間）嫌気的条件下で培養を行なった。

培養開始後７８目と１３日口の培養液についで、生産物
の分析を行なった。アルコールおよび揮発性脂肪酸はガ
スクロマトグラフによシ、還元糖はＤＮＳ試薬により、
また乳酸は酵素法によシそれぞれ定置した。結果を第３
表に示す〇 第　２　表 覗ｐＨニア、８ 第　３　表 手続補正書（自発） 昭和５９年１０月８日 特許庁長官　志賀　学　殿 １、事件の表示 特願昭５９−２６１１、 発明の名称 含酸素化合物の製造方法 ＆補正をする者 事件との関係　特許出願人 新燃料油開発技術研究組合 ４、代理人 〒１０４ 東京都中央区京橋１丁目１番１０号 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。

図面の簡単な説明の欄および図面 ＆補正の内容 （１）明細書第１１頁６行目の「実施例」を「実施例１
１Ｃ訂正する。

（２）同第１３頁の第３表の後に次の文を加入する。

「実施例２ セルリースとしてリン酸処理（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＯ
ｈｅｍｉｏａｌ　］Ｃｎｇｉｎｓｅｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｊ
ａｐａｎ±４，５５０〜５３５（１９８１）の方法によ
る）したセルレースを２．５％加えたこと以外は実施例
１における培地Ａと同じ培地を調製し、常法によシ殺菌
処理を行なった。

一方、種培養液として上記培地１００ｄにクロストリジ
ウム・サー千七ラムＣＣ−２７（ＦＩＣＢ　Ｐ−７４５
１）を接種し、６０℃で３日間嫌気培養したものを用意
した。

前記培地２０口ｄに種培養液２０Ｍを接種し、６０℃で
８日間嫌気的条件下に培養した。

培養終了後、培養液の温度を５０℃に調節し、クロスト
リジウム・サーモセラム、サツカロパーブチルア七トニ
カムＡＴＯＯ２７０２２の種培養液を１ｏａｕ（５％）
接種し、５０℃で４日間（通算１２日間）嫌気的条件下
で培養を行なった。

培養液の成分の経時的変化を第１図に示す。

４、図面の簡単な説明 第１図は実施例２における培養液の成分の経時的変化を
示すグラフである。」 （３）第１図を提出する。

（以上）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）セルロース含有物質を主要炭素源として含む培地に
   耐熱性嫌気性セルリース分解菌を５０〜７０℃で培養し
   、次いで嫌気性ブタノール生産菌を２０〜４０℃で培養
   してブタノールを含む含酸素化合物を生成せしめ、こｎ
   を回収することを特徴とする含酸素化合物の製造方法◎
   ２）耐熱性嫌気性セルロース分解菌がクロストリジウム
   ・サーモセラムである特許請求の範囲第１項記載の製造
   方法。 ５）嫌気性ブタノール生産菌がクロストリジウム−サツ
   カロパーブチルアセトニカムである特許請求の範囲第１
   項記載の製造方法。