JPS633598B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセルロース含有物質から含酸素化合物
を製造する方法に関し、詳しくは発酵法によりセ
ルロース含有物質からブタノールを主成分とする
含酸素化合物を一段階工程で製造する方法に関す
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。 セルロース含有物質を発酵原料として有用物質
を生産する試みは古くから行なわれており、アル
コール類などを製造する方法が知られている。し
かし、セルロース含有物質を資化し得る微生物は
比較的限られているため、セルロース含有物質を
発酵原料とする場合は、まずセルロース分解菌あ
るいは加水分解によつてセルロース含有物質を分
解せしめ、得られた分解生成物を利用して目的と
する有用物質の生産を行なう二段階工程法が一般
的であつた。ところが、第一段階におけるセルロ
ース含有物質の分解が効率よく行なわれないた
め、第二段階における発酵で目的物質を収率よく
生産することが出来なかつた。また、このような
二段階工程による方法は多大の設備を必要とする
等実用性に欠けるものであつた。 このような二段階工程法の欠点を解消するもの
としてセルロース含有物質にセルラーゼとアルコ
ール生産菌を同時的に作用させる方法が提案され
ている。この方法は一見一段階工程の如く考えら
れるけれども、前工程としてセルラーゼを調製す
す工程を必要とし、実質的には二段階工程法に近
いものである。さらに、別の方法としてセルロー
ス含有物質を炭素源とする培地に少なくとも２種
類のクロストリジウム属微生物を組合せて培養し
有機燃料を製造する方法が提案されている。しか
しながら、この方法によつて得られる生産物はブ
タノールの含有率が低く、近時要求が高まつてい
る自動車用ガソリンへの混合用物質として好まし
いものではない。 本発明は、発酵法によつてセルロース含有物質
からブタノール含有率の高い生産物を一段階工程
で製造する方法の提供を目的とするものである。 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、クロストリジウム・セロビオパラ
ム、クロストリジウム・サーモセラム、ルミノコ
ツカス・アルバスおよびセルロモナス・フラビイ
ジエナよりなる群から選ばれた嫌気性セルロース
分解菌およびクロストリジウム・サツカロパーブ
チルアセトニカムを培養することにより一段階工
程でブタノールを主成分とする含酸素化合物を生
産することを特徴とするセルロース含有物質から
含酸素化合物を製造する方法である。 嫌気性セルロース分解菌としては既知のものを
任意に用いることができ、たとえばクロストリジ
ウム・セロビオパラム（Clostridium
cellobioparum）ATCC 15832、クロストリジウ
ム・サーモセラム（C. thermocellum）ATCC
27405、クロストリジウム・デイソルベンス（C.
dissolvens）、クロストリジウム・セルロソル
ベンス（C. cellulosolvens）などのクロストリ
ジウム属に属する細菌、ルミノコツカス・アルバ
ス（Ruminococcus albus）ATCC 27211など
のルミノコツカス属に属する細菌、さらに通性嫌
気性菌であるセルロモナス・ラビイジエナ
（Cellulomonas flavigena）ATCC 482；484；
486；488；491などのセルロモナス属に属する細
菌等がある。これらはセルロース含有物質に作用
してセルロースを資化してグルコースなどの分解
生成物を生成する。 次に、クロストリジウム・サツカロパーブチル
アセトニカム（C.
saccharoperbutylacetonicum）としてはATCC
27021；27022などがあり、この細菌は上記セルロ
ース分解生成物を利用して有用な含酸素化合物を
収率よく生産するものであり、特に発酵生成物中
のブタノール含有量が高いことに特色がある。 本発明では上記微生物を用いてセルロース含有
物質を主要炭素源とする培地に培養する。ここで
セルロース含有物質としてはマツ、スギ、ブナ、
ポプラなどの木材；麻類、ミツマタ、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
パウダーなどがあり、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使用す
ることが望ましい。これら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り適宜決定すればよ
い。また、培地は使用にあたり常法にしたがつて
殺菌を行なう。 培養は嫌気的条件下に行ない、温度、PH等の条
件は使用する微生物が良く生育し、目的とする生
産物が十分に蓄積されるような範囲に設定すべき
であり、通常は25〜45℃の温度、４〜９のPH範囲
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、蓄積するまでとし、一般的には２〜20
日間である。なお、培養に際しセルロース分解菌
と含酸素化合物生産菌の接種量、割合については
特に制限はないが、通常は前者：後者＝１〜９：
９〜１、好ましくは３〜９：７〜１の割合で接種
する。 本発明により得られる含酸素化合物としてはｎ
―ブタノールが主要なものであり、他にエタノー
ル、アセトン、酢酸、酪酸などが含まれる。培養
物からこれら化合物を採取するには既知の手段を
適用すればよい。 本発明によればセルロースから一段階工程で含
酸素化合物を得ることができ、しかもその生産量
が多く、生産物中におけるｎ―ブタノールの含有
率が高い。それ故、自動車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。
そのほか、本発明により得られる含酸素化合物は
溶剤、化学原料などとして有用である。また、本
発明の方法はセルラーゼを調製するための前工程
を必要としないことや培養を安定的に行なえるこ
と、培養液をそのまま次の発酵の種菌として使用
できること等の特色を有している。 次に、本発明を実施例により説明する。 実施例 １ セルロース１％、粉末酵母エキス0.2％、ポリ
ペプトン0.5％、硫酸アンモニウム0.13％、リン
酸１カリウム0.15％、リン酸２カリウム0.3％、
塩化マグネシウム（６水塩）0.1％、塩化カルシ
ウム0.015％、硫酸第１鉄（７水塩）1.25mg／、
システイン塩酸塩0.05％およびレサズリンナトリ
ウム塩2.0mg／を含む培地（PH7.8）を調製し、
常法により殺菌処理を行なつた。 一方、種培養液として上記培地100mlにセルロ
ース分解菌クロストリジウム・セロビオパルム
ATCC 15832を接種し、37℃で５日間嫌気培養し
たもの（種培養液Ａ）および上記培地のセルロー
スの代りにグルコースを加えた培地20mlに含酸素
化合物生産菌クロストリジウム・サツカロパーブ
チルアセトニカムATCC 27022を接種し、37℃で
３日間嫌気培養したもの（種培養液Ｂ）を用意し
た。 前記培地200mlに種培養液B20mlと種培養液
A100mlを遠心分離して上澄を除いたものを植菌
し、37℃で嫌気条件下13日間静置培養を行なつ
た。培養物中の含酸素化合物の生産量および生産
物組成をガスクロマトグラフ（担体クロモソルブ
101，２ｍガラスカラム、190℃）で分析した。結
果を第１表に示す。 実施例 ２ 実施例１の培養終了液200mlを種培養液として
実施例１に示した培地200mlに植菌し、37℃で14
日間嫌気培養を行なつた。実施例１と同様にして
分析した結果を第１表に示す。 実施例 ３ 実施例１において種培養液A20mlを濃縮処理す
ることなく用い、かつ11日間培養を行なつたこと
以外は実施例１と同様に行なつた。結果を第１表
に示す。 比較例 実施例３においてクロストリジウム・サツカロ
パーブチルアセトニカムATCC 27022の代りにク
ロストリジウム・アセトブチリカムIFO 13948を
用いたこと以外は実施例３と同様に行なつた。結
果を第１表に示す。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セルロース含有物質を主要炭素源として含む
   培地に、クロストリジウム・セロビオパラム、ク
   ロストリジウム・サーモセラム、ルミノコツカ
   ス・アルバスおよびセルロモナス・フラビイジエ
   ナよりなる群から選ばれた嫌気性セルロース分解
   菌およびクロストリジウム・サツカロパーブチル
   アセトニカムを培養することにより一段階工程で
   ブタノールを主成分とする含酸素化合物を生産す
   ることを特徴とするセルロース含有物質から含酸
   素化合物を製造する方法。