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JP5555975B2 - Process for producing polyhydroxyalkanoate - Google Patents
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Description

本発明は、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)およびPHAの製造方法に関し、特に3−ヒドロキシブチレート(3HB)をモノマーユニットとして含まず、ガラス転移温度(Tg)が−48℃以下であるPHA、およびバイオディーゼル燃料の副産物を炭素源に利用してPHAを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing polyhydroxyalkanoate (PHA) and PHA, and in particular, PHA which does not contain 3-hydroxybutyrate (3HB) as a monomer unit and has a glass transition temperature (Tg) of −48 ° C. or less, and The present invention relates to a method for producing PHA using a by-product of biodiesel fuel as a carbon source.

生分解性ポリエステルは、現在までに数多くの微生物において、糖や植物油等の再生可能な生物有機資源(バイオマス)を原料として生成され、微生物の体内に蓄積されることが知られている。その中でも、PHAは化学合成プラスチックと同様に熱可塑性を示し、優れた生分解性と生体適合性を有することから注目を集めているポリエステルであり、ポリマー中において90種類以上のモノマー構造が確認されている。   Biodegradable polyesters are known to be produced in many microorganisms by using renewable bioorganic resources (biomass) such as sugars and vegetable oils as raw materials and accumulated in the bodies of microorganisms. Among them, PHA is a polyester that is attracting attention because it exhibits thermoplasticity like chemical synthetic plastics and has excellent biodegradability and biocompatibility, and more than 90 types of monomer structures have been confirmed in polymers. ing.

このように微生物によって生産される代表的なPHAとして、3HBをモノマーユニットとしたものが挙げられるが、3HBをモノマーユニットとしたPHA{P(3HB)}は結晶性が高く、硬くてかつ脆い性質を持っており、実用性に乏しいとされている。このような問題を解決するため、PHAの性質を改善する様々な試みがなされている。   As typical PHA produced by microorganisms in this way, there is one having 3HB as a monomer unit. PHA {P (3HB)} having 3HB as a monomer unit has high crystallinity, is hard and brittle. It is said that it has poor practicality. In order to solve such problems, various attempts have been made to improve the properties of PHA.

特に、3HB以外のモノマーユニットからなるPHAは、PHAを生産する微生物の種類や培地組成、培養条件等を変えたり、微生物を新規に分離したり、または遺伝子組換え技術を用いて形質転換した微生物を用いる等によって製造が実現されている。   In particular, PHA composed of monomer units other than 3HB is a microorganism that has been transformed using a genetic recombination technique, by changing the type, medium composition, culture conditions, etc. of microorganisms that produce PHA, or by newly separating microorganisms. Manufacture is realized by using, for example.

例えば、特表平4−504205号公報には、シュードモナス・フルオレッセンスrRNA分枝の細菌を所定の栄養培地中で培養することにより、6〜10の炭素原子を有する繰返し単位から構成されるPHAを製造する方法が開示されている(特許文献1)。   For example, JP 4-504205 A discloses a PHA composed of repeating units having 6 to 10 carbon atoms by culturing Pseudomonas fluorescens rRNA branched bacteria in a predetermined nutrient medium. A manufacturing method is disclosed (Patent Document 1).

特開平7−031490号公報には、新規に分離したシュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)31−1株により、モノマーユニットである3−ヒドロキシヘキサノエート(3HHx)、3−ヒドロキシオクタノエート(3HO)、3−ヒドロキシデカノエート(3HD)、または3−ヒドロキシドデカノエート(3HDD)からなる共重合体を産生することが開示されている。そして、その共重合体の数平均分子量は110,000〜290,000、ガラス転移温度は−44℃〜−34℃であることが開示されている(特許文献2)。   In JP-A-7-031490, a newly isolated Pseudomonas sp. 31-1 strain is used to form monomer units 3-hydroxyhexanoate (3HHx), 3-hydroxyoctanoate (3HO). ), 3-hydroxydecanoate (3HD), or 3-hydroxydodecanoate (3HDD). And it is disclosed that the number average molecular weight of the copolymer is 110,000-290,000, and glass transition temperature is -44 degreeC--34 degreeC (patent document 2).

特開2001−178484号公報には、新規に分離したシュードモナス・チコリアイH45株を、酢酸ナトリウムを単一炭素源として含む培地中で培養することにより、炭素数6(以下、「C6」のように示す。)、C8、C10、C12、C14のモノマーユニットを少なくとも一種類含むPHAを製造する方法が開示されている(特許文献3)。   In JP 2001-178484 A, a newly isolated Pseudomonas chicory eye strain H45 is cultured in a medium containing sodium acetate as a single carbon source, so that the number of carbon atoms is 6 (hereinafter referred to as “C6”). A method for producing a PHA containing at least one monomer unit of C8, C10, C12, and C14 is disclosed (Patent Document 3).

特開2004−321167号公報には、所定の形質転換微生物を、C6からC10を炭素源として含む培地で培養することにより、C6からC10のモノマーユニットから構成されたPHAを生産する方法が開示されている(特許文献4)。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-321167 discloses a method for producing PHA composed of C6 to C10 monomer units by culturing a predetermined transformed microorganism in a medium containing C6 to C10 as a carbon source. (Patent Document 4).

一方、バイオ燃料についても、環境保全への推進の高まりから利用促進に向けた施策が急速に進展しており、菜種油や廃食用油等から生成されるバイオディーゼル燃料(BDF)は軽油代替として注目されている。BDF製造時には副産物(BDFB)が約20%排出されるが、そのほとんどが産業廃棄物として処分されているため、近年、BDFBの有効利用方法が検討されている。   On the other hand, with regard to biofuels, measures for promoting the use of biofuels are rapidly advancing, and biodiesel fuel (BDF) produced from rapeseed oil and waste cooking oil is attracting attention as an alternative to light oil. Has been. By-product (BDFB) is discharged about 20% during the production of BDF, but most of it is disposed of as industrial waste, and in recent years, an effective use method of BDFB has been studied.

例えば、特開2006−180782号公報には、微生物による発酵技術によってBDFBから水素およびエタノールを製造することが報告されている(特許文献5)。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-180782 reports that hydrogen and ethanol are produced from BDFB by a fermentation technique using microorganisms (Patent Document 5).

他方、微生物によるPHAの発酵合成は、炭素源以外の栄養源である窒素源や無機塩類等を欠乏させて微生物の増殖を制限した場合に促進されることから、従来は、微生物を増殖させる一段階目と、PHAを蓄積させる二段階目とからなる二段階培養法が採用されている。   On the other hand, fermentation synthesis of PHA by microorganisms is promoted when the growth of microorganisms is restricted by depleting nitrogen sources, inorganic salts, etc., which are nutrient sources other than carbon sources. A two-stage culture method comprising a stage and a second stage for accumulating PHA is employed.

二段階培養法の一段階目は、栄養豊富な培地で微生物を培養し増殖させることを目的としているため、資化可能な炭素源を自由に選択することができる。また、二段階目は、一段階目で得られた微生物を洗浄回収し、炭素源以外の栄養源の制限下において新たに炭素源を加えたミネラル培地により微生物を培養し、PHAの生産を誘導するものである。   The first stage of the two-stage culture method is aimed at culturing and growing microorganisms in a nutrient-rich medium, so that an assimitable carbon source can be freely selected. In the second stage, the microorganisms obtained in the first stage are washed and recovered, and the microorganisms are cultured in a mineral medium to which a carbon source is newly added under the restriction of nutrient sources other than the carbon source, thereby inducing PHA production. To do.

これに対し一段階培養法は、窒素源と炭素源とを加えた栄養豊富な培地中において、微生物の増殖とPHAの蓄積とを同時に行わせることによりPHAを発酵合成する方法である。この一段階培養法においてもPHAを生産することはできるが、従来、二段階培養法に比べて生産量が非常に少ないという問題がある。   On the other hand, the one-stage culture method is a method of fermenting and synthesizing PHA by simultaneously performing growth of microorganisms and accumulation of PHA in a nutrient-rich medium containing a nitrogen source and a carbon source. Although this one-stage culture method can also produce PHA, there is a problem that the production amount is very small as compared with the conventional two-stage culture method.

例えば、前記特許文献2には、炭素源としてオクタン酸ナトリウムを与えた一段階の培養により、3HHxと3HOとをモノマーユニットとする共重合体を生産することが開示されている。また、特開2002−253285には、炭素化合物と天然培地成分とを加えた無機培地に所定のアルカン酸を添加したものを用いて培養することにより、一段階でPHAを製造する方法が開示されている(特許文献6)。   For example, Patent Document 2 discloses that a copolymer having 3HHx and 3HO as monomer units is produced by one-stage culture given sodium octanoate as a carbon source. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-253285 discloses a method for producing PHA in one step by culturing using an inorganic medium obtained by adding a carbon compound and a natural medium component to a predetermined alkanoic acid. (Patent Document 6).

特表平4−504205号公報Japanese National Publication No. Hei 4-504205 特開平7−031490号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-031490 特開2001−178484号公報JP 2001-178484 A 特開2004−321167号公報JP 2004-321167 A 特開2006−180782号公報JP 2006-180782 A 特開2002−253285号公報JP 2002-253285 A

しかしながら、特許文献1から5に記載された発明においては、製造されたPHAのTgは高温であり、数平均分子量や重量平均分子量も異なっている。ここで、PHAを構成するモノマーユニットの種類が同じであっても、モノマーユニットの構成比や分子量が相違することにより、ガラス転移温度や粘度、接着性等が異なるといった全く違う特性を有するPHAとなる。例えば、バイオポールD400G(モンサント社製)とバイオポールD600G(モンサント社製)はポリヒドロキシブチレート/バリレート共重合体であって、構成するモノマーユニットは同じであっても、ガラス転移温度はそれぞれ5℃と−10℃であり、15℃もの差がある。さらに、特許文献2においては、製造されたPHAのモノマーユニットの構成比およびガラス転移温度が数℃違うことにより、ゴム状や油状といった異質な性状を有することが示されている。   However, in the inventions described in Patent Documents 1 to 5, the Tg of the produced PHA is high temperature, and the number average molecular weight and weight average molecular weight are also different. Here, even if the types of monomer units constituting PHA are the same, PHA having completely different characteristics such as glass transition temperature, viscosity, adhesiveness, etc. are different due to different constitutional ratios and molecular weights of monomer units. Become. For example, Biopol D400G (manufactured by Monsanto) and Biopol D600G (manufactured by Monsanto) are polyhydroxybutyrate / valerate copolymers and have the same monomer unit, but have a glass transition temperature of 5 each. There is a difference of 15 ° C. Further, Patent Document 2 shows that the composition ratio of the produced PHA monomer units and the glass transition temperature differ by several degrees C., and thus have different properties such as rubber and oil.

また、BDFBの有効な利用方法は開発されはじめたところであり、現在は水素やエタノール、1,3−プロパンジオールを生産するために利用されているにとどまり、他の物質を製造するために有効利用された報告はない。   In addition, effective use of BDFB has just begun to be developed and is currently used to produce hydrogen, ethanol, and 1,3-propanediol, and can be used effectively to produce other substances. There have been no reports.

さらに、前記二段階培養法によるPHAの製造は、前記一段階培養法に比べて多くの設備を設ける必要があり、それに伴って作業工程が煩雑となり、余分な手間と時間を要するため、工業的な生産には適さない。また、特許文献2に記載された発明のような従来の一段階培養法によるPHAの製造法においては、二段階培養に比べて生産量が少なく、半分程度の生産量にまでなってしまうといった問題があった。さらに、特許文献6に記載された発明においては、一段階培養法によりPHA生産されているが、炭素源化合物と高価な酵母エキスの添加が必要となるといった問題点があった。   Furthermore, the production of PHA by the two-stage culture method requires more facilities than the one-stage culture method, and accordingly, the work process becomes complicated and requires extra labor and time. Not suitable for production. In addition, the conventional method for producing PHA by the one-stage culture method such as the invention described in Patent Document 2 has a problem that the production amount is less than that of the two-stage culture and the production amount is about half. was there. Furthermore, in the invention described in Patent Document 6, although PHA is produced by a one-stage culture method, there is a problem that it is necessary to add a carbon source compound and an expensive yeast extract.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、3HBを含むことなくTgが−48℃以下のPHAであって、高価な酵母エキス等を添加する必要もなくBDFBを炭素源として有効利用して微生物にPHAを生産させることができ、かつ、生産させたPHAの分離回収が簡便であり、通常二段階培養が必要な微生物を用いても、一の培養装置内での一段階の培養において効率的にPHA生産が可能であるPHAおよびPHAを製造する方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and is a PHA having a Tg of −48 ° C. or less without containing 3HB, and it is not necessary to add an expensive yeast extract or the like. Can be used effectively as a carbon source, and PHA can be produced by microorganisms, and the produced PHA can be easily separated and recovered. It is an object of the present invention to provide a PHA and a method for producing PHA that can efficiently produce PHA in one-stage culture.

本発明に係るポリヒドロキシアルカノエートの特徴は、3−ヒドロキシヘキサノエート、3−ヒドロキシオクタノエート、3−ヒドロキシデカノエート、3−ヒドロキシドデカノエートからなる群から選択される少なくとも一つをモノマーユニットとしてなるポリヒドロキシアルカノエートであって、かつガラス転移温度が−48℃以下である点にある。   The polyhydroxyalkanoate according to the present invention is characterized by at least one selected from the group consisting of 3-hydroxyhexanoate, 3-hydroxyoctanoate, 3-hydroxydecanoate, and 3-hydroxydodecanoate. It is a polyhydroxyalkanoate as a monomer unit and has a glass transition temperature of −48 ° C. or lower.

また、本発明において、前記3−ヒドロキシオクタノエートの組成率と前記3−ヒドロキシデカノエートの組成率との合計が70%以上であることが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that the sum total of the composition rate of the said 3-hydroxy octanoate and the composition rate of the said 3-hydroxy decanoate is 70% or more.

そして、本発明において、−5℃以上45℃以下における粘度が1.0×10mPa/s以上1.2×10mPa/s以下であって、温度の上昇に伴って前記粘度が低下することが好ましい。 And in this invention, the viscosity in -5 degreeC or more and 45 degrees C or less is 1.0 * 10 < 4 > mPa / s or more and 1.2 * 10 < 5 > mPa / s or less, Comprising: The said viscosity falls with a raise in temperature. It is preferable to do.

さらに、本発明において、分子量分布が1から2であることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, the molecular weight distribution is preferably 1 to 2.

一方、本発明に係るポリヒドロキシアルカノエートの製造方法の特徴は、油脂をエステル交換反応することにより得られたバイオディーゼル燃料の副産物を炭素源として微生物発酵法により製造する点にある。   On the other hand, the production method of the polyhydroxyalkanoate according to the present invention is characterized in that it is produced by a microbial fermentation method using a by-product of biodiesel fuel obtained by transesterification of fats and oils as a carbon source.

また、本発明に係るポリヒドロキシアルカノエートの製造方法の別の特徴は、油脂をエステル交換反応することにより得られたバイオディーゼル燃料の副産物を中和した中和副産物を炭素源として微生物発酵法により製造する点にある。   Another feature of the method for producing a polyhydroxyalkanoate according to the present invention is that a microbial fermentation method uses a neutralized byproduct obtained by neutralizing a byproduct of biodiesel fuel obtained by transesterification of fats and oils as a carbon source. It is in the point to manufacture.

また、本発明において、前記微生物発酵法における培養が前記バイオディーゼル燃料の副産物または前記中和副産物を培地に用いた一段階の培養であることが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that the culture | cultivation in the said microbial fermentation method is a one-stage culture | cultivation which used the by-product of the said biodiesel fuel, or the said neutralization by-product for the culture medium.

そして、本発明においては、第1組成のモノマーユニットが3ーヒドロキシオクタノエートであって第2組成のモノマーユニットが3−ヒドロキシデカノエートであるポリヒドロキシアルカノエート、または第1組成のモノマーユニットが3ーヒドロキシデカノエートであって第2組成のモノマーユニットが3−ヒドロキシオクタノエートであるポリヒドロキシアルカノエートを、培養時間を制御することにより選択的に製造することが可能である。   In the present invention, a polyhydroxyalkanoate in which the monomer unit of the first composition is 3-hydroxyoctanoate and the monomer unit of the second composition is 3-hydroxydecanoate, or the monomer unit of the first composition It is possible to selectively produce polyhydroxyalkanoates in which is 3-hydroxydecanoate and the monomer unit of the second composition is 3-hydroxyoctanoate by controlling the culture time.

また、本発明において、前記微生物発酵法における微生物がラルストニア・ユートロファ(Ralstonia eutropha)またはポリヒドロキシアルカノエート生成組換え大腸菌であることが好ましい。   In the present invention, the microorganism in the microorganism fermentation method is preferably Ralstonia eutropha or polyhydroxyalkanoate-producing recombinant Escherichia coli.

さらに、本発明において、前記微生物発酵法における微生物としてシュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)を用いることにより3−ヒドロキシブチレートをモノマーユニットとして含まないポリヒドロキシアルカノエートを製造することが好ましい。   Furthermore, in this invention, it is preferable to manufacture polyhydroxyalkanoate which does not contain 3-hydroxybutyrate as a monomer unit by using Pseudomonas putida (Pseudomonas putida) as a microorganism in the said microorganism fermentation method.

また、本発明において、前記微生物発酵法における培養が流加培養法または連続培養法により行われることが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that culture | cultivation in the said microbial fermentation method is performed by a fed-batch culture method or a continuous culture method.

本発明によれば、これまで産業廃棄物として処理されていたBDFBを有効利用して、工業生産に適応した生産方法によって簡便かつ効果的にPHAを得ることができる。そして、得られたPHAは3HBを含むことなくTgが−48℃以下であることから、寒冷地においても流動性を失うことなく粘接着性を有し、接着剤やバインダー樹脂等に利用することができる。また、培養時間を適宜選択することによって、PHAの組成比率を調節することができるため、利用目的に応じて所望の性質を有するPHAを製造することができる。   According to the present invention, PHA can be easily and effectively obtained by a production method adapted to industrial production by effectively using BDFB that has been treated as industrial waste. And since obtained PHA does not contain 3HB and Tg is -48 degrees C or less, it has adhesiveness without losing fluidity also in a cold region, and it utilizes for adhesives, binder resin, etc. be able to. In addition, since the composition ratio of PHA can be adjusted by appropriately selecting the culture time, PHA having desired properties can be produced according to the purpose of use.

以下、本発明に係るPHAおよびPHAの製造方法について、本実施形態におけるPHAおよびPHAの製造方法に基づき説明する。   Hereinafter, the PHA and the method for producing PHA according to the present invention will be described based on the method for producing PHA and PHA in the present embodiment.

まず、本発明に係るPHAについて説明する。本発明に係るPHAは、3HHx、3HO、3HD、3HDDからなる群から選択される少なくとも一つをモノマーユニットとしてなる。すなわち、本発明におけるモノマーユニットは、3HHx、3HO、3HD、3HDDの4種のモノマーユニット中から選ばれる1つないし4つであり、前記4種のモノマーユニット以外のモノマーユニットは含まれない。ただし、PHA全体として「3HHx、3HO、3HD、3HDDからなる群から選択される少なくとも一つをモノマーユニットとしてなる」場合の他、「3HHx、3HO、3HD、3HHDからなる群から選択される少なくとも一つをモノマーユニットとしてなる」PHAを一部に有するPHAも含まれる。なお、本実施形態におけるPHAは、図3、図4、図5、または図6に示すとおり、3HHxと3HOと3HDと3HDDとからなっている。   First, the PHA according to the present invention will be described. The PHA according to the present invention has at least one selected from the group consisting of 3HHx, 3HO, 3HD, and 3HDD as a monomer unit. That is, the monomer unit in the present invention is one to four selected from four types of monomer units of 3HHx, 3HO, 3HD, and 3HDD, and does not include monomer units other than the four types of monomer units. However, as a whole PHA, “at least one selected from the group consisting of 3HHx, 3HO, 3HD, and 3HDD is used as a monomer unit” and at least one selected from the group consisting of “3HHx, 3HO, 3HD, and 3HHD” Also included is a PHA having a PHA as a part of “one monomer unit”. The PHA in this embodiment is composed of 3HHx, 3HO, 3HD, and 3HDD as shown in FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, or FIG.

ここで、本発明において、「モノマーユニットとしてなる」とは、選ばれたモノマーユニットすべてが前記PHAを構成する場合の他、前記PHAを構成しなくとも、例えば前記PHAの鎖に絡み付く等してモノマーとして残存するような場合も含む趣旨である。   Here, in the present invention, “being as a monomer unit” means not only the case where all of the selected monomer units constitute the PHA, but also, for example, entangled with the chain of the PHA without constituting the PHA. This also includes the case where it remains as a monomer.

また、本発明に係るPHAは、ガラス転移温度(Tg)が−48℃以下である。ここで、Tgとは、高温では液体であるガラス等の物質が温度の降下により、ある温度範囲で急激にその粘度を増し、ほとんど流動性を失って非結質固体となる温度をいう。ガラス転移温度よりも高温では、網状構造をなす鎖状高分子の各部分の熱運動が激しく、ゴム状弾性を示すが、ガラス転移温度以下では熱運動が自由体積の減少によって抑制されて硬くなる。   The PHA according to the present invention has a glass transition temperature (Tg) of −48 ° C. or lower. Here, Tg refers to a temperature at which a substance such as glass, which is liquid at a high temperature, suddenly increases its viscosity in a certain temperature range due to a drop in temperature, almost loses fluidity and becomes a non-solid solid. At a temperature higher than the glass transition temperature, the thermal motion of each part of the chain polymer forming the network structure is intense and exhibits rubber-like elasticity, but below the glass transition temperature, the thermal motion is suppressed and hardened by a decrease in free volume. .

なお、本実施形態におけるPHAのTgは、PHAを生成する微生物の炭素源により異なっており、図7に示すとおり、精製グリセリンを炭素源とした場合は−48.6℃ないし−57.3℃、油脂をエステル交換反応することにより得られたバイオディーゼル燃料の副産物(BDFB)を炭素源とした場合は−51.7℃ないし−60.9℃、BDFBを中和した中和副産物(中和BDFB)を炭素源とした場合は−49.0℃ないし−57.7℃である。   Note that the Tg of PHA in this embodiment varies depending on the carbon source of the microorganism that produces PHA. As shown in FIG. 7, when purified glycerin is used as the carbon source, the Tg of −48.6 ° C. to −57.3 ° C. When the by-product (BDFB) of biodiesel fuel obtained by transesterification of fats and oils is used as a carbon source, the neutralized by-product (neutralized) is neutralized by -5FB to -60.9 ° C. When BDFB) is used as a carbon source, the temperature is -49.0 ° C to -57.7 ° C.

また、本発明に係るPHAは、3HHx、3HO、3HD、3HDDからなる群から選択される少なくとも一つをモノマーユニットとしていれば、その組成率は特に限定されないが、本実施形態におけるPHAは、図3、図4、図5、または図6に示すとおり、モノマーユニットのうち3HOの組成率と3HDの組成比率との合計が70%以上である。また、本実施形態におけるPHAの分子量分布は、図3または図7の示すように、物性面の観点からも、好ましくは1から2であり、より好ましくは1.5から2であり、さらに好ましくは1.7から2である。   Further, the composition ratio of the PHA according to the present invention is not particularly limited as long as at least one selected from the group consisting of 3HHx, 3HO, 3HD, and 3HDD is used as a monomer unit. 3, FIG. 4, FIG. 5, or FIG. 6, among the monomer units, the sum of the composition ratio of 3HO and the composition ratio of 3HD is 70% or more. In addition, as shown in FIG. 3 or FIG. 7, the molecular weight distribution of PHA in this embodiment is preferably 1 to 2, more preferably 1.5 to 2, even more preferably from the viewpoint of physical properties. Is 1.7 to 2.

また、本発明に係るPHAの粘度は、温度依存的に粘性が変化し、特に温度の上昇に伴って粘性が低下する性質を有することが好ましい。本実施形態におけるPHAは、図9または図10に示すとおり、−5℃以上45℃以下における粘度が約1.0×10mPa/s以上約1.2×10mPa/s以下であって、温度の上昇に伴って粘度が低下するという性質を有している。すなわち、本発明に係るPHAは温度依存的に粘性が変化するため、加工等が容易であり、例えば接着剤やバインダー樹脂等に利用することが可能である。 Moreover, the viscosity of the PHA according to the present invention preferably has a property that the viscosity changes in a temperature-dependent manner, and in particular, the viscosity decreases with increasing temperature. As shown in FIG. 9 or FIG. 10, the PHA in this embodiment has a viscosity at −5 ° C. or more and 45 ° C. or less of about 1.0 × 10 4 mPa / s or more and about 1.2 × 10 5 mPa / s or less. Thus, the viscosity decreases with increasing temperature. That is, since the viscosity of the PHA according to the present invention changes depending on temperature, it can be easily processed, and can be used for, for example, an adhesive or a binder resin.

次に、本発明に係るPHAの製造方法について説明する。本発明に係るPHAの製造方法は、精製グリセリンの他、油脂をエステル交換反応することにより得られたバイオディーゼル燃料の副産物(BDFB)やBDFBを中和した中和副産物(中和BDFB)を炭素源とした、微生物発酵法による製造方法である。特に、環境保全やコスト、工業生産への適応性等の観点から、BDFBや中和BDFBを炭素源とした微生物発酵法による製造方法が好ましい。   Next, a method for producing PHA according to the present invention will be described. The method for producing PHA according to the present invention uses purified glycerin, biodiesel fuel by-product (BDFB) and neutralized by-product (neutralized BDFB) neutralized by BDFB obtained by transesterification of oil and fat. It is a production method using a microbial fermentation method as a source. In particular, from the viewpoint of environmental protection, cost, adaptability to industrial production, and the like, a production method by microbial fermentation using BDFB or neutralized BDFB as a carbon source is preferable.

ここで、BDFBについて詳説する。BDFBとは、バイオディーゼル燃料(BDF)を生成する際に副産物として生成するものであり、本実施形態において用いるBDFBは、図1に示すように主な組成としてグリセリンや脂肪酸を含んでいる。本発明に係るPHAの製造方法において用いられるBDFBは油脂からBDFを生成する際に副産物として生成するものであればこれに限られず、例えば、他の食品由来の有機性不純物や灰分、ミネラル等、他の組成を有していてもよい。   Here, BDFB will be described in detail. BDFB is produced as a by-product when producing biodiesel fuel (BDF), and BDFB used in the present embodiment contains glycerin and fatty acids as main components as shown in FIG. BDFB used in the method for producing PHA according to the present invention is not limited as long as it is produced as a by-product when producing BDF from fats and oils, for example, organic impurities derived from other foods, ash, minerals, etc. It may have other compositions.

また、BDFは、菜種油や廃食用油等の油脂にメタノールと水酸化カリウム等のアルカリ触媒とを加え、アルコリシスさせてエステル交換反応を起こすことにより一般的に得られるものであるが、BDFBはこれと同時に得られるものである。そのため、BDFBはアルカリ性を有している。そこで、PHAの製造に際しては、前記BDFBを炭素源として微生物発酵法により製造するほか、中和BDFBを炭素源として製造することもできる。   BDFB is generally obtained by adding alcohol and an alkali catalyst such as potassium hydroxide to fats and oils such as rapeseed oil and waste edible oil, and causing alcoholysis to cause a transesterification reaction. It can be obtained at the same time. Therefore, BDFB has alkalinity. Therefore, when producing PHA, BDFB can be produced by a microbial fermentation method using BDFB as a carbon source, and neutralized BDFB can also be produced using a carbon source.

なお、本実施形態においては、図7または図8に示すとおり、精製グリセリンを炭素源とした場合には、室温(約40℃付近まで)で固形のPHAを製造することができ、BDFBまたは中和BDFBを炭素源とした場合には、室温で流動性を有するPHAを製造することができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7 or FIG. 8, when purified glycerin is used as a carbon source, solid PHA can be produced at room temperature (up to about 40 ° C.). When Japanese BDFB is used as a carbon source, PHA having fluidity at room temperature can be produced.

また、本発明に係るPHAの製造方法においては、精製グリセリンやBDFB、中和BDFBをそのまま唯一の炭素源として用いてもよく、また精製グリセリンやBDFB、中和BDFBに脂肪酸、糖等を炭素源を添加して用いてもよい。   In the method for producing PHA according to the present invention, purified glycerin, BDFB, or neutralized BDFB may be used as it is as the only carbon source, and fatty acid, sugar, etc. are used as the carbon source for purified glycerin, BDFB, neutralized BDFB. May be used.

また、本発明に係るPHAの製造方法においては、精製グリセリンやBDFB、中和BDFBを炭素源として培地に用いることにより、微生物を培養してPHAを生産することができる方法であれば、一段階培養や二段階培養のみならず、より多くの段階(ステップ)を経る培養を採用してもよい。なお、前記二段階培養は、培地中の制限したい窒素源や無機塩類等が微生物の増殖により消費され欠乏するように調製した培地を用いることにより、一の培養装置内にて行うことも可能である。よって、本発明に係る一段階培養とは、一の培養段階でPHAを発酵合成する培養であり、窒素源と炭素源とを加えた栄養豊富な培地中において微生物の増殖とPHAの蓄積とを同時に行わせることによりPHAを発酵合成する方法のみならず、前述のように培地中の制限したい窒素源や無機塩類等が微生物の増殖により消費され欠乏するように調製した培地を用いることにより、一の培養装置内にて行う培養も含まれる。   In addition, in the method for producing PHA according to the present invention, any method can be used as long as it can cultivate microorganisms and produce PHA by using purified glycerin, BDFB, or neutralized BDFB as a carbon source in the medium. You may employ | adopt the culture | cultivation which passes through not only a culture | cultivation and a two-stage culture but more steps (step). The two-stage culture can be performed in a single culture apparatus by using a medium prepared such that nitrogen sources and inorganic salts to be restricted in the medium are consumed and deficient by the growth of microorganisms. is there. Therefore, the one-stage culture according to the present invention is a culture in which PHA is fermented and synthesized in one culture stage, and the growth of microorganisms and the accumulation of PHA in a nutrient-rich medium in which a nitrogen source and a carbon source are added. By using not only the method of fermenting and synthesizing PHA by carrying out at the same time, but also using a medium prepared as described above so that nitrogen sources and inorganic salts to be restricted in the medium are consumed and deficient by the growth of microorganisms. The culture performed in the culture apparatus is also included.

例えば、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)は、通常PHAを生産するのに二段階培養が必要な微生物であるが、BDFBまたは中和BDFBを炭素源とすることで、生産量の低下を示すことなく、一段階培養により3HBをモノマーユニットとして含まないPHAを生産することができる。このように、一段階培養が可能になることにより、作業工程や必要な装置を軽減することができることから、本発明に係るPHAの製造方法は工業生産に適用しているといえる。   For example, Pseudomonas putida (Pseudomonas putida) is a microorganism that normally requires two-stage culture to produce PHA. However, by using BDFB or neutralized BDFB as a carbon source, there is no decrease in production. The PHA containing 3HB as a monomer unit can be produced by one-stage culture. As described above, since the one-stage culture can be performed, the work process and necessary equipment can be reduced. Therefore, it can be said that the method for producing PHA according to the present invention is applied to industrial production.

また、本発明に係るPHAの製造方法においては、培養時間を制御することにより2種類の組成比率を有するPHAを選択して製造することができる。つまり、培養時間を一定時間より短く設定することにより、3HOが第1組成のモノマーユニットであって、3HDが第2組成のモノマーユニットであるPHAを製造することができ、培養時間を一定時間より長く設定すれば、3HDが第1組成のモノマーユニットであって、3HOが第2組成のモノマーユニットであるPHAを製造することができる。前記2種類のPHAは、組成比率が相違することから、粘度や接着性、剪断特性等の異なる性質を有するPHAとなり、利用方法に応じて目的の性質のPHAを選択して製造することが可能である。   In the method for producing PHA according to the present invention, PHA having two kinds of composition ratios can be selected and produced by controlling the culture time. That is, by setting the culturing time to be shorter than a certain time, it is possible to produce a PHA in which 3HO is a monomer unit having the first composition and 3HD is a monomer unit having the second composition. If it is set longer, a PHA in which 3HD is a monomer unit of the first composition and 3HO is a monomer unit of the second composition can be manufactured. Since the two types of PHA have different composition ratios, they become PHA having different properties such as viscosity, adhesiveness, and shearing characteristics, and it is possible to select and manufacture a PHA having a desired property according to the usage method. It is.

さらに、本発明に係るPHAの製造方法においては、精製グリセリンやBDFB、中和BDFBを炭素源としてPHAを生産できる微生物であれば特に限定されないが、本実施形態においては、ラルストニア・ユートロファ(Ralstonia eutropha)やシュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)、アエロモナス・キャビエ(Aeromonas caviae)、アロクロマチウム・ヴィノッサム(Allochromatium vinosum)、ズーグレア・ラミゼア(Zoogloea ramigera)、パラコッカス・デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)、Rhisobium meliloti、アシネトバクター属(Acinetobacter sp.)、アルカリゲネスレータス(Alcaligenes latus)、Thiocystis violacea、Thiocapsa phennigii、Synechocystis sp. PCC6803、シュードモナス エルギノーサ(Pseudomonas aeruginosa)等のPHA天然生産微生物の他、遺伝子組換え技術によりPHAの生産能を人工的に付与した組換え微生物等が用いられている。   Furthermore, in the method for producing PHA according to the present invention, there is no particular limitation as long as it is a microorganism capable of producing PHA using purified glycerin, BDFB, or neutralized BDFB as a carbon source, but in this embodiment, Ralstonia eutropha (Ralstonia eutropha) ), Pseudomonas putida, Bacillus megaterium, Aeromonas caviae, Allochromatium vinosum, Zoogloea ramigera, Parococcus denitrificans), Rhisobium meliloti, Acinetobacter sp., Alcaligenes latus, Thiocystis violacea, Thiocapsa phennigii, Synechocystis sp. PCC6803, Pseudomonas aerug, etc. Other HA natural producing microorganism, a recombinant microorganism is used which is artificially imparted an ability to produce PHA by a genetic engineering technique.

例えば、PHAの生産量を向上をさせたい場合は、窒素制限条件下で培養することによってPHA生成が誘導される微生物が好ましく、本実施形態において用いられているラルストニア・ユートロファ(Ralstonia eutropha)やシュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)の他、シュードモナス・エルジノーサ(Pseudomonas aeruginosa)等が用いられることが好ましい。一方、3HBをモノマーユニットとして含まないPHAを製造させたい場合は、シュードモナス属に属する微生物が好ましく、例えば本実施形態において用いられているシュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)や所望の形質転換されたPHA生成組み換え微生物が用いられることが好ましい。本実施形態においては、PHA含有量および生成量の点から、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)が好ましい態様として用いられている。   For example, when it is desired to improve the production amount of PHA, a microorganism in which PHA production is induced by culturing under nitrogen-restricted conditions is preferable. Ralstonia eutropha and Pseudomonas used in this embodiment are preferred. -It is preferable to use Pseudomonas aeruginosa etc. other than Pseudomonas putida. On the other hand, when it is desired to produce PHA that does not contain 3HB as a monomer unit, microorganisms belonging to the genus Pseudomonas are preferable. For example, Pseudomonas putida used in the present embodiment or desired transformed PHA production Preferably recombinant microorganisms are used. In the present embodiment, Pseudomonas putida is used as a preferred embodiment in terms of PHA content and production amount.

また、本発明に係るPHAの製造方法においては、PHAの生成能を有する組換え微生物であれば導入する酵素遺伝子や遺伝子の由来、宿主は特に限定されない。例えば、導入することができる酵素遺伝子としては、PHA生成細菌由来PHA生成酵素遺伝子や人工的に作成されたヒドロキシアルカノイルCoA重合能を有するたんぱく質をコードするDNA等とモノマー供給関連酵素遺伝子(アセトアセチルCoAレダクターゼ遺伝子、β−ケトチオラーゼ、トランスフェラーゼ、ヒドラターゼ等)を挙げることができ、宿主としては大腸菌(E.coli)、枯草菌(Bacillus subtilis)、巨大菌(Bacillus megateriumu)、ラルストニア・ユートロファ(Ralstonia eutropha)、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)、コリネバクテリウム(Corynebacterium)等を挙げることができる。   Moreover, in the method for producing PHA according to the present invention, the enzyme gene to be introduced, the origin of the gene, and the host are not particularly limited as long as they are recombinant microorganisms capable of producing PHA. For example, an enzyme gene that can be introduced includes a PHA-producing bacterium-derived PHA-producing enzyme gene, an artificially prepared DNA encoding a protein having a hydroxyalkanoyl CoA polymerization ability, and a monomer supply-related enzyme gene (acetoacetyl CoA). Reductase gene, β-ketothiolase, transferase, hydratase and the like, and as hosts, E. coli, Bacillus subtilis, Bacillus megateriumu, Ralstonia eutropha, Pseudomonas putida, Corynebacterium, etc. can be mentioned.

なお、本実施形態のPHA製造方法においては、一般的に汎用されているラルストニア・ユートロファ由来のPHAを生成する酵素をコードする遺伝子である、NADPH−アセトアセチルCoAレダクターゼ遺伝子とβ−ケトチオラーゼとPHA重合酵素とを大腸菌(E.coli)に導入したPHA生成組換え大腸菌を使用している。   In the PHA production method of this embodiment, NADPH-acetoacetyl CoA reductase gene, β-ketothiolase, and PHA polymerization, which are genes encoding enzymes that generate PHA derived from Ralstonia / eutropha, which are generally used in general, are used. PHA-producing recombinant Escherichia coli in which an enzyme and E. coli are introduced is used.

また、本発明に係るPHAの製造方法における微生物発酵法の培養方法として、培地添加のタイミングは特に限定されない。つまり、回分培養のみならず、工業生産に有利な流加培養法や連続培養法においてもPHAを製造することが可能である。なお、本実施形態においては、流加培養法または連続培養法が用いられている。   Moreover, as a culture method of the microbial fermentation method in the method for producing PHA according to the present invention, the timing of adding a medium is not particularly limited. That is, it is possible to produce PHA not only in batch culture but also in fed-batch culture method and continuous culture method advantageous for industrial production. In this embodiment, a fed-batch culture method or a continuous culture method is used.

なお、微生物の培養温度は、微生物の属種、培養方法、基質特異性や基質の溶解性、生産性に応じて適宜選択されればよいが、用いる微生物が成育・増殖し、PHAを生成可能な範囲の培養温度であればよく、好ましくは30〜45℃である。   The culture temperature of the microorganism may be appropriately selected according to the genus species of the microorganism, the culture method, the substrate specificity, the solubility of the substrate, and the productivity. However, the microorganism used can grow and proliferate to generate PHA. The culture temperature may be within a range, preferably 30 to 45 ° C.

さらに、PHAの抽出・精製工程は、常法によって行うことができる。例えば、培養液を遠心分離器によって回収し、蒸留水およびメタノールで洗浄して、減圧または凍結乾燥して乾燥菌体を得、乾燥菌体をクロロホルムに懸濁してPHAを加温抽出し、菌体を除去した後、メタノールによりPHAを沈殿回収する方法等がある。   Furthermore, the PHA extraction / purification step can be performed by a conventional method. For example, the culture solution is collected by a centrifuge, washed with distilled water and methanol, and dried cells are obtained by decompression or freeze-drying. The dried cells are suspended in chloroform, and PHA is extracted by warming. There is a method in which PHA is precipitated and recovered with methanol after the body is removed.

以下、本発明に係るPHAおよびPHAの製造方法の実施例について説明する。なお、本発明の範囲は、これらの実施例によって示される特徴に限定されない。   Examples of PHA and a method for producing PHA according to the present invention will be described below. Note that the scope of the present invention is not limited to the features shown by these examples.

油脂をエステル交換反応することにより得られたバイオディーゼル燃料の副産物(BDFB)の組成を調べるため、財団法人日本食品分析センターに当該組成の分析を依頼した。その結果を図1に示す。なお、当該組成のうち、グリセリンについてはガスクロマト法により、脂肪酸を含むエーテル可溶化分についてはソックスレー抽出法により、強熱残分については直接灰化法(測定条件として、温度:550℃、恒量)により、エーテル可溶化分のうち脂肪酸組成についてはガスクロマト法により、メタノールについてはガスクロマト法により分析されている。なお、重金属については硫化ナトリウム比色法により分析されているが、5ppmを検出限界として検出されなかった。また、BDFB10%水溶液についてガラス電極法によりpHが測定されており、結果はpH10.3であった。   In order to examine the composition of the biodiesel fuel by-product (BDFB) obtained by transesterification of fats and oils, the Japan Food Analysis Center was requested to analyze the composition. The result is shown in FIG. Among the compositions, glycerin is subjected to gas chromatography, fatty acid-containing ether-solubilized components are subjected to Soxhlet extraction, and ignition residue is directly ashed (measurement conditions are temperature: 550 ° C., constant weight). ), The fatty acid composition of ether-solubilized components is analyzed by gas chromatography, and methanol is analyzed by gas chromatography. Although heavy metals were analyzed by the sodium sulfide colorimetric method, they were not detected with a detection limit of 5 ppm. Moreover, pH was measured by the glass electrode method about BDFB10% aqueous solution, and the result was pH 10.3.

次に、既知のPHA生成細菌を用いて、BDFBとグリセリンとを炭素源とした培地におけるPHAの生産性を比較した。   Next, using a known PHA-producing bacterium, the productivity of PHA in media using BDFB and glycerin as carbon sources was compared.

まずはフラスコにてPHA生成試験を行った。具体的には、まず、フリーズストックされているJM109/pTI305、ラルストニア・ユートロファATCC17699(Ralstonia eutropha ATCC17699)、シュードモナス・プチダKT2440(Pseudomonas putida KT2440)の既知のPHA生成微生物3種をNR培地6mLに植菌し、30℃で一晩浸振とう培養した。   First, a PHA production test was performed in a flask. Specifically, first, three known PHA-producing microorganisms such as JM109 / pTI305, Ralstonia eutropha ATCC17699 (Ralstonia eutropha ATCC17699) and Pseudomonas putida KT2440 (Pseudomonas putida KT2440), which are freeze-stocked, are inoculated in 6 mL of NR medium. And cultured with shaking at 30 ° C. overnight.

JM109/pTI305は、大腸菌JM109(E.coli.JM109)に、ラルストニア・ユートロファ(Ralstonia eutropha)由来のphaCABを組み込んだプラスミドpTI305を導入したPHA生成組換え大腸菌である(Polyhydroxyalkanoate synthase from Bacillus sp. INT005 is composed of PhaC and PhaR. Journal of Bioscience and Bioengineering v94, p. 343-350 (2002))。   JM109 / pTI305 is a PHA-producing recombinant Escherichia coli (Polyhydroxyalkanoate synthase from Bacillus sp. INT005 is) obtained by introducing plasmid pTI305 incorporating phaCAB derived from Ralstonia eutropha into E. coli JM109 (E. coli. JM109). composed of PhaC and PhaR. Journal of Bioscience and Bioengineering v94, p. 343-350 (2002)).

次に、500mL羽根付き三角フラスコ(イワキ製)で調製したMS培地100mLに中和BDFBまたはグリセロールを1%(wt/vol)加えた培地に、上記にて得られた培養液5mLを加えて、30℃,160rpmで培養した。24時間後にさらにBDFBまたはグリセロールを1%(wt/vol)加えて48時間培養した。培養後、菌体を遠心分離によって回収し、蒸留水および5%メタノールで洗浄した後、減圧または凍結乾燥して乾燥菌体を得た。   Next, 5 mL of the culture solution obtained above was added to a medium obtained by adding 1% (wt / vol) of neutralized BDFB or glycerol to 100 mL of MS medium prepared in a 500 mL erlenmeyer flask (manufactured by Iwaki). The cells were cultured at 30 ° C. and 160 rpm. After 24 hours, 1% (wt / vol) of BDFB or glycerol was further added and cultured for 48 hours. After culturing, the cells were collected by centrifugation, washed with distilled water and 5% methanol, and then dried under reduced pressure or lyophilized to obtain dry cells.

なお、本実施例で用いているNR培地およびMS培地の組成は、以下の通りである(J. Bacteriol. V179, p4821-4830 (1997)、Appl. Microbiol. Biotechnol. V45 , p363-370 (1996))。   The composition of the NR medium and MS medium used in this example is as follows (J. Bacteriol. V179, p4821-4830 (1997), Appl. Microbiol. Biotechnol. V45, p363-370 (1996). )).

(NR培地の組成)培地1L中
バクトイーストエクストラクト 3g
バクトペプトン 10g
エルリッヒカツオエキス 10g
(Composition of NR medium) 3 g of Bacto yeast extract in 1 L of medium
Bacto peptone 10g
Erlich Skipjack Extract 10g

(MS培地)培地1L中
リン酸水素二ナトリウム 3.6g
リン酸二水素カリウム 1.5g
塩化アンモニウム 0.5g
硫酸マグネシウム七水和物 0.0104g
トレースエレメント水溶液 0.05mL
(MS medium) Disodium hydrogen phosphate in 1 L of medium 3.6 g
Potassium dihydrogen phosphate 1.5g
Ammonium chloride 0.5g
Magnesium sulfate heptahydrate 0.0104g
Trace element aqueous solution 0.05mL

<PHAの生成量>
このようにして得られた乾燥菌体を、15重量%濃度の硫酸メタノール溶液2mLとクロロホルム2mLとの混合液に懸濁し、100℃で140分間処理しアルコリシスした。冷却後、超純水を1mL加えよく混合し静置し2層に分離させ、この下層を回収しフィルター濾過により不溶物を除去した。このうち0.5mLと、0.1vol%カプリル酸メチルを含むクロロホルム溶液0.5mLとを混合し、FIDを備えたキャピラリーガスクロマトグラフGC−2010(島津製作所製)にて昇温分析し、モノマーユニットのメチルエステル化物の同定を行った。カラムには、ヒューズド・シリカ・キャピラリーカラムDB−5(カラム内径0.25mm、液層膜厚0.25μm、カラム長30m;島津製作所社製)を使用した。なお、分析条件は、初発温度90℃、5分、昇温速度5℃/分、最終温度250℃、2分にて行った。得られた各PHAの生成量を図2に示す。
<PHA production>
The dried cells thus obtained were suspended in a mixed solution of 2 mL of 15 wt% methanol sulfate solution and 2 mL of chloroform and treated at 100 ° C. for 140 minutes for alcoholysis. After cooling, 1 mL of ultrapure water was added and mixed well, allowed to stand and separated into two layers. This lower layer was recovered, and insolubles were removed by filtration through a filter. Of these, 0.5 mL and 0.5 mL of a chloroform solution containing 0.1 vol% methyl caprylate were mixed and subjected to temperature rise analysis with a capillary gas chromatograph GC-2010 (manufactured by Shimadzu Corporation) equipped with FID, and a monomer unit. The methyl esterified product was identified. The column used was a fused silica capillary column DB-5 (column inner diameter 0.25 mm, liquid layer film thickness 0.25 μm, column length 30 m; manufactured by Shimadzu Corporation). The analysis conditions were as follows: initial temperature 90 ° C., 5 minutes, temperature rising rate 5 ° C./minute, final temperature 250 ° C., 2 minutes. The amount of each PHA produced is shown in FIG.

図2に示される通り、炭素源としてグリセリンと中和BDFBとを用いた場合で比較すると、JM109/pTI305ではPHA含有量とPHA生成量とに大きな差は見られなかった。一方、ラルストニア・ユートロファATCC17699とシュードモナス・プチダKT2440を用いた場合、中和BDFBを炭素源とするとPHA含有率とPHA生成量とが大幅に上昇した。   As shown in FIG. 2, when glycerin and neutralized BDFB were used as the carbon source, JM109 / pTI305 showed no significant difference in PHA content and PHA production. On the other hand, when Ralstonia eutropha ATCC17699 and Pseudomonas putida KT2440 were used, when neutralized BDFB was used as a carbon source, the PHA content and the amount of PHA produced increased significantly.

JM109/pTI305等のPHA生成組み換え微生物は、増殖と同時にPHA生成が可能であり、ラルストニア・ユートロファATCC17699やシュードモナス・プチダKT2440は、窒素等の栄養素を制限した条件下で培養することによってPHA生成が誘導されるPHA生産天然菌であることから、中和BDFBはPHA生産天然菌にとって非常に有用な炭素源であることが示された。   Recombinant microorganisms producing PHA such as JM109 / pTI305 are capable of producing PHA at the same time as growth. Ralstonia eutropha ATCC 17699 and Pseudomonas putida KT2440 are induced to produce PHA by culturing under conditions where nutrients such as nitrogen are restricted. Therefore, neutralized BDFB was shown to be a very useful carbon source for PHA-producing natural bacteria.

以上のように本実施例1によれば、既知のPHA生成細菌は炭素源としてBDFBを利用可能であるとともに、高いPHA生成量が得られることから、環境面のみならず工業生産面において非常に有用であることが示された。   As described above, according to the present Example 1, the known PHA-producing bacteria can use BDFB as a carbon source and can obtain a high PHA production amount. It has been shown to be useful.

炭素源としてグリセリンを添加した培地においてシュードモナス・プチダKT2440(Pseudomonas putida KT2440)を用いてPHAを生成し、得られたPHAの組成を分析した。また、フラスコとファーメンタでの製造を行ってPHAの生産性を比較した。フラスコでの製造は実施例1の乾燥菌体を常法により分析した結果である。なお、ファーメンタでの製造は、Biotechnology and Bioengineering v68、pp. 446-470 (2002)を参考にして行った。   PHA was produced using Pseudomonas putida KT2440 (Pseudomonas putida KT2440) in a medium supplemented with glycerin as a carbon source, and the composition of the obtained PHA was analyzed. Moreover, the productivity of PHA was compared by manufacturing with flasks and fermenters. The production in the flask is the result of analyzing the dried cells of Example 1 by a conventional method. The fermenter was produced with reference to Biotechnology and Bioengineering v68, pp. 446-470 (2002).

ファーメンタでの製造について、具体的には、まず、フリーズストックされているシュードモナス・プチダKT2440(Pseudomonas putida KT2440)をNR培地に植菌し、30℃で一晩浸振とう培養した。その培養液1mLをNR培地50mLを含む250mL三角フラスコ(イワキ製)に移し、30℃にて10時間培養した。   For production with fermenta, specifically, Pseudomonas putida KT2440 (Pseudomonas putida KT2440), which is freeze-stocked, was inoculated in NR medium and cultured overnight at 30 ° C. with shaking. 1 mL of the culture solution was transferred to a 250 mL Erlenmeyer flask (manufactured by Iwaki) containing 50 mL of NR medium and cultured at 30 ° C. for 10 hours.

次に、得られた培養液20mLを、MR培地980mLを含む3L三角フラスコに移し、30℃で一晩培養した。その後培養液を、リン酸二水素カリウムを除いたMR培地に移植した。移植時、2.7LのMR培地を含むジャーファーメンタに300mLの培養液を添加したものをJar−1、2.5LのMR培地を含むジャーファーメンタに500mLの培養液を添加したものをJar−2とした。攪拌速度を200rpm、培養温度を30℃とし、流加培養(フェドバッチ培養)した。流加液は培地のpHが7.0を超えた際に添加し、24時間までは120mLを、24時間から培養終了までは180mLを、各々添加した。通気量は、24時間までは1vvm、24時間から培養終了までは2vvmとした。また、菌体の増殖に伴い低下する溶存酸素濃度(DO)を、攪拌速度をコントロールすることで30%に制御した。   Next, 20 mL of the obtained culture solution was transferred to a 3 L Erlenmeyer flask containing 980 mL of MR medium and cultured at 30 ° C. overnight. Thereafter, the culture broth was transplanted to MR medium excluding potassium dihydrogen phosphate. At the time of transplantation, a jar fermenter containing 2.7 L of MR medium was added with 300 mL of culture solution, Jar-1, and a jar fermenter containing 2.5 L of MR medium was added with 500 mL of culture solution, Jar. -2. The agitation speed was 200 rpm, the culture temperature was 30 ° C., and fed-batch culture (fed-batch culture) was performed. The feeding solution was added when the pH of the medium exceeded 7.0, and 120 mL was added until 24 hours and 180 mL from 24 hours until the end of the culture. The aeration rate was 1 vvm until 24 hours and 2 vvm from 24 hours until the end of the culture. Moreover, the dissolved oxygen concentration (DO) which falls with the proliferation of a microbial cell was controlled to 30% by controlling the stirring speed.

なお、本実施例で用いているNR培地、MS培地および流加液の組成は、以下の通りである。
(NR培地の組成)培地1L中
バクトイーストエクストラクト 3g
バクトペプトン 10g
エルリッヒカツオエキス 10g
(MR培地の組成)培地1L中、約pH7.0
リン酸水素二アンモニウム 3g
クエン酸 0.8g
グリセロール 20g
硫酸マグネシウム 1.4g
トレースメタル溶液 10mL
(流加液の組成)1L中
グリセリン 500g
硫酸マグネシウム・7水和物 1g
The composition of the NR medium, MS medium and fed solution used in this example is as follows.
(Composition of NR medium) 3 g of Bacto yeast extract in 1 L of medium
Bacto peptone 10g
Erlich Skipjack Extract 10g
(Composition of MR medium) About pH 7.0 in 1 L of medium
3g diammonium hydrogen phosphate
Citric acid 0.8g
Glycerol 20g
Magnesium sulfate 1.4g
Trace metal solution 10mL
(Composition of fed solution) 500 g of glycerin in 1 liter
Magnesium sulfate heptahydrate 1g

48時間培養後、各培養液から菌体を遠心分離器によって回収し、蒸留水および5%メタノール水溶液で2回洗浄した後、減圧または凍結乾燥して乾燥菌体を得た。   After culturing for 48 hours, the cells were collected from each culture solution with a centrifuge, washed twice with distilled water and 5% aqueous methanol solution, and then dried under reduced pressure or freeze-dried to obtain dried cells.

<組成分析>
このようにして得られた各乾燥菌体をクロロホルムに懸濁し、100℃で3時間抽出した。その後、フィルター濾過により菌体を除去後、クロロホルム抽出液にメタノールを10倍量加えてPHAを沈殿回収した。得られた各PHAを実施例1と同様の方法で、100℃にて140分間メタノリシスを行った後、抽出液をFIDを備えたキャピラリーガスクロマトグラフGC−2010(島津製作所製)で昇温分析し、モノマーユニットのメチルエステル化物の同定を行った。カラムは、ヒューズド・シリカ・キャピラリーカラムDB−5(カラム内径0.25mm、液層膜厚0.25μm、カラム長30m)(島津製作所社製)を使用した。分析条件は、初発温度90℃、5分、昇温速度5℃/分、最終温度250℃、2分にて行った。その結果を図2に示す。
<Composition analysis>
Each dry cell thus obtained was suspended in chloroform and extracted at 100 ° C. for 3 hours. Thereafter, the cells were removed by filtration, and 10 times the amount of methanol was added to the chloroform extract to precipitate and recover PHA. Each obtained PHA was subjected to methanolysis at 100 ° C. for 140 minutes in the same manner as in Example 1, and the temperature of the extract was analyzed by capillary gas chromatograph GC-2010 (manufactured by Shimadzu Corporation) equipped with FID. The methyl esterified product of the monomer unit was identified. As the column, a fused silica capillary column DB-5 (column inner diameter 0.25 mm, liquid layer film thickness 0.25 μm, column length 30 m) (manufactured by Shimadzu Corporation) was used. The analysis conditions were an initial temperature of 90 ° C., 5 minutes, a heating rate of 5 ° C./minute, and a final temperature of 250 ° C. for 2 minutes. The result is shown in FIG.

<分子量測定>
また、得られた化合物の分子量をゲルパミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC測定方法は、TSKgel SuperHZM−Hカラム(6.0nmI.D.×150mm,東ソー製)を2本直列に接続し、移動相はクロロホルムを用いて40℃、流速0.3mL/分にて測定した。純正のポリスチレンを用いて検量線を作成し、数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)を算出した。その結果を図3に示す。
<Molecular weight measurement>
Moreover, the molecular weight of the obtained compound was measured by gel permeation chromatography (GPC). For GPC measurement, two TSKgel SuperHZM-H columns (6.0 nm ID × 150 mm, manufactured by Tosoh) were connected in series, and the mobile phase was measured using chloroform at 40 ° C. and a flow rate of 0.3 mL / min. did. A calibration curve was prepared using pure polystyrene, and the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) were calculated. The result is shown in FIG.

図3に示される通り、フラスコとファーメンタのどちらの製造方法においても3HBをモノマーユニットとして含まず、3HDと3HOとを主成分とするPHAが生成された。   As shown in FIG. 3, PHA containing 3HB and 3HO as main components without 3HB as a monomer unit was produced in both the flask and fermenter production methods.

以上のような本実施例2によれば、フラスコのみならずファーメンタを用いても同等のPHAを製造することが可能であることが示され、工業生産に有用であることが示された。   According to the present Example 2 as described above, it was shown that it is possible to produce an equivalent PHA using not only a flask but also a fermenter, which is useful for industrial production.

次に、炭素源としてBDFBまたは中和BDFBを添加した培地で製造されたPHAと、グリセリンを添加した培地で製造されたPHAとの組成、分子量および物性を比較した。   Next, the composition, molecular weight and physical properties of PHA produced in a medium supplemented with BDFB or neutralized BDFB as a carbon source and PHA produced in a medium supplemented with glycerin were compared.

具体的には、シュードモナス・プチダKT2440(Pseudomonas putida KT2440)を用いてファーメンタで製造を行った。ファーメンタでの製造は、実施例2と同様に流加培養(フェドバッチ培養)によって行った。   Specifically, Pseudomonas putida KT2440 (Pseudomonas putida KT2440) was used to manufacture with a fermenter. Fermenter production was performed by fed-batch culture (fed-batch culture) in the same manner as in Example 2.

ただし、BDFBまたは中和BDFBを炭素源とする場合、流加液は、pH12のBDFBを121℃で15分間オートクレーブした液体(BDFB)、またはBDFBをpH8.0に調製後、121℃で15分間オートクレーブした液体(中和BDFB)を用いた。このBDFBまたは中和BDFBを基質とした時には、菌体の基質要求性が高く、流加液の添加量がファーメンタ仕込み量を超えるため、培養途中で培養液を5.7Lまたは6.7Lを各々抜き取ってから流加液の添加を継続した。培養液の抜き取りは、pHがアルカリに移行して酸性になった際に行い、流加液を再度添加して同じ培養液を得るために菌体の10%(vol/vol)以上を残した。   However, when BDFB or neutralized BDFB is used as a carbon source, the feed solution is a liquid (BDFB) obtained by autoclaving BDFB of pH 12 at 121 ° C. for 15 minutes, or BDFB is adjusted to pH 8.0 and then 15 minutes at 121 ° C. Autoclaved liquid (neutralized BDFB) was used. When this BDFB or neutralized BDFB is used as a substrate, the substrate requirement of the bacterial cells is high, and the amount of the fed solution added exceeds the amount of fermenter charged. Therefore, 5.7 L or 6.7 L of the culture solution is added during the cultivation. After each withdrawal, the addition of the feed solution was continued. Extraction of the culture solution was performed when the pH shifted to alkali and the solution became acidic, and 10% (vol / vol) or more of the cells were left in order to add the fed solution again to obtain the same culture solution. .

炭素源としてグリセリン、BDFB、中和BDFBを各々用いた各培養液から、実施例2と同様に常法に従って各乾燥菌体を得た。また、組成分析および分子量測定も実施例2と同様の方法により行った。   Each dried cell was obtained from each culture solution using glycerin, BDFB, and neutralized BDFB as carbon sources in the same manner as in Example 2. In addition, composition analysis and molecular weight measurement were also performed in the same manner as in Example 2.

<PHA組成の経時変化>
培養時間48時間まで経時的に各培養液からPHAを分離回収して、各培養時間におけるPHAの組成分析を行い、含有率を算出した。その結果を図4および図5に示す。
<Change in PHA composition over time>
PHA was separated and collected from each culture solution over time up to a culture time of 48 hours, and PHA composition analysis was performed for each culture time to calculate the content. The results are shown in FIG. 4 and FIG.

図4および図5に示される通り、BDFBと中和BDFBのいずれを炭素源とした場合でも、3HBをモノマーユニットとして含まず、かつ3HDと3HOとを主成分とするPHAが生成された。また、培養時間が十数時間において、第1組成が3HOであって第2組成が3HDであるPHAから、第1組成が3HDであって第2組成が3HOであるPHAに変化し、培養時間により組成の異なるPHAが生産された。   As shown in FIG. 4 and FIG. 5, PHA containing 3HB as a monomer unit and containing 3HD and 3HO as main components was produced regardless of whether BDFB or neutralized BDFB was used as a carbon source. In addition, when the culture time is more than 10 hours, the PHA having the first composition of 3HO and the second composition of 3HD is changed to the PHA having the first composition of 3HD and the second composition of 3HO. Produced PHA with different compositions.

また、第1組成が3HOであって第2組成が3HDであるPHAと、第1組成が3HDであって第2組成が3HOであるPHAでは、粘性が肉眼上明らかに異なり、第1組成が3HOであって第2組成が3HDであるPHAは粘性が低くて流動性を有し、第1組成が3HDであって第2組成が3HOであるPHAは粘性が高い性質を有していた。   In addition, the PHA having the first composition of 3HO and the second composition of 3HD and the PHA having the first composition of 3HD and the second composition of 3HO are clearly different in viscosity, and the first composition is The PHA having 3 HO and the second composition of 3 HD has low viscosity and fluidity, and the PHA having the first composition of 3 HD and the second composition of 3 HO has high viscosity.

<組成分析>
前述と同様に、培養時間24時間および48時間後に各培養液からPHAを各々分離回収し、キャピラリーガスクロマトグラフGC−2010にて各PHAの組成分析を行ったところ、培養時間24時間と48時間において、各PHAの組成は同様であった。48時間培養後の結果を図6に示す。
<Composition analysis>
In the same manner as described above, PHA was separated and collected from each culture solution after 24 hours and 48 hours of culture time, and the composition analysis of each PHA was performed with a capillary gas chromatograph GC-2010. The culture time was 24 hours and 48 hours. The composition of each PHA was the same. The results after 48 hours of culture are shown in FIG.

図6に示される通り、BDFBおよび中和BDFBを炭素源としても、3HBをモノマーユニットとして含まず、3HDと3HOとを主成分とするPHAが生成された。そして、グリセリンを炭素源とするPHAは、3HOと3HDの含有率に差がみられ、3HOに比べて3HDの含有率が高く示された。一方、BDFBおよび中和BDFBを炭素源とするPHAは3HOと3HDの含有率に大きな差は示されなかった。   As shown in FIG. 6, even when BDFB and neutralized BDFB were used as a carbon source, 3HB was not included as a monomer unit, and PHA containing 3HD and 3HO as main components was produced. The PHA containing glycerin as a carbon source showed a difference in the content of 3HO and 3HD, and the content of 3HD was higher than that of 3HO. On the other hand, PHA using BDFB and neutralized BDFB as a carbon source showed no significant difference in the content of 3HO and 3HD.

また、24時間と48時間の培養によるPHAの組成変化がないことから、BDFBおよび中和BDFBを炭素源とする場合、流加培養(フェドバッチ培養)による連続培養が可能であることが示唆された。   Moreover, since there was no change in the composition of PHA after 24 hours and 48 hours of culture, it was suggested that continuous culture by fed-batch culture (fed-batch culture) is possible when BDFB and neutralized BDFB are used as a carbon source. .

<分子量およびTg測定>
また、前述と同様に、48時間培養後に各培養液からPHAを分離回収し、GPCにて分子量を測定し、熱量分析装置(TGA)と示差走査熱量測定装置(DSC)にてTgを決定した。TGAの測定は、BRUKER AXS TG-DTA 2010(BRUKER社)を使用し、窒素中にて10℃/分の昇温速度で室温から500℃まで測定を行った。DSC測定は、BRUKER AXS DSC 3100を使用し、窒素中にて10℃/分の昇温速度で−5℃から210℃まで測定を行った。その結果を図7に示す。
<Molecular weight and Tg measurement>
Further, as described above, PHA was separated and collected from each culture solution after 48 hours of culture, the molecular weight was measured by GPC, and Tg was determined by a calorimetric analyzer (TGA) and a differential scanning calorimeter (DSC). . TGA was measured using BRUKER AXS TG-DTA 2010 (BRUKER) from nitrogen to 500 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min in nitrogen. DSC measurement was performed from −5 ° C. to 210 ° C. using a BRUKER AXS DSC 3100 at a heating rate of 10 ° C./min in nitrogen. The result is shown in FIG.

図7に示される通り、いずれを炭素源として用いた場合においても分子量分布(Mw/Mn)は1.5から2.0であり、Tgは−48℃以下を示した。一方、グリンセリンを炭素源とするPHAは室温(約40℃付近まで)において固形であるのに対し、BDFBまたは中和BDFBを炭素源とするPHAは室温において流動性を有していた。   As shown in FIG. 7, the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.5 to 2.0 and Tg was −48 ° C. or lower when any of them was used as the carbon source. On the other hand, PHA using glycerin as a carbon source is solid at room temperature (up to about 40 ° C.), whereas PHA using BDFB or neutralized BDFB as a carbon source has fluidity at room temperature.

<熱特性および粘度測定>
次に、前述と同様に、48時間培養後に各培養液からPHAを分離回収し、得られたPHAの熱特性および粘性を調べた。
<Thermal characteristics and viscosity measurement>
Next, as described above, PHA was separated and recovered from each culture solution after 48 hours of culture, and the thermal characteristics and viscosity of the obtained PHA were examined.

まず、グリセリンを炭素源とするPHAの粘度測定の予備実験として熱特性について調べた。具体的には、グリセリンを炭素源とするPHAを60度で10分間放置し、状態を肉眼およびスパチュラによる触診にて観察を行った。その実験過程および結果を図8(a)〜(c)に示す。   First, thermal characteristics were examined as a preliminary experiment for measuring the viscosity of PHA using glycerin as a carbon source. Specifically, PHA using glycerin as a carbon source was left at 60 ° C. for 10 minutes, and the state was observed by naked eye and palpation with a spatula. The experimental process and results are shown in FIGS.

図8(a)および前述の通り、室温においてグリセリンを炭素源とするPHAは室温で固形であり、60℃では流動性を有する液状に変化した(図8(b))。これをスパチュラですくって状態を観察したところ、粘性を有していた(図8(c))。   As shown in FIG. 8A and as described above, PHA using glycerin as a carbon source at room temperature was solid at room temperature, and changed to a fluid liquid at 60 ° C. (FIG. 8B). When this was scrubbed with a spatula and the state was observed, it was viscous (FIG. 8C).

つづいて、グリセリン、BDFBおよび中和BDFBを炭素源とするPHAについて、レオメーターにて粘性を測定した。粘性の測定は、温度依存型測定によって行った。その結果を図9および図10に示す。   Subsequently, the viscosity of PHA using glycerin, BDFB and neutralized BDFB as a carbon source was measured with a rheometer. Viscosity was measured by temperature dependent measurement. The results are shown in FIG. 9 and FIG.

図9および図10に示される通り、BDFBおよび中和BDFBを炭素源とするPHAは、グリセリンを炭素源とするPHAに比べて粘性が低く、温度の上昇に伴った粘性の低下が観察された。グリセリンを炭素源とするPHAでは、約40℃で融け出し、45℃以上で完全に融け、融けたPHAは温度の低下とともに再び固化し、融解前に比べて粘度の上昇が観察された。   As shown in FIG. 9 and FIG. 10, PHA using BDFB and neutralized BDFB as a carbon source has a lower viscosity than PHA using glycerin as a carbon source, and a decrease in viscosity with an increase in temperature was observed. . In PHA using glycerin as a carbon source, it melted at about 40 ° C. and completely melted at 45 ° C. or more. The melted PHA solidified again as the temperature decreased, and an increase in viscosity was observed compared to before melting.

<接着性測定>
次に、前述の通り、48時間培養後にグリセリンを炭素源とする培養液からPHAを分離回収し、得られたPHAの接着性を調べた。
<Adhesion measurement>
Next, as described above, PHA was separated and recovered from a culture solution containing glycerin as a carbon source after 48 hours of culture, and the adhesiveness of the obtained PHA was examined.

具体的には、加重撓み量の測定を行った。つまり、図11に示すように、まず、2枚のプラスチック製容器の一側面に45℃で溶解したPHAを各々0.1mm添付した(図11(a))。PHAを添付した側面同士を接合して接着性を確認した(図11(b))。その後、−80℃に30分間放置して、容器接着部位に加重をかけて、撓み量を測定した(図11(c))。加重量は、500g、800g、1000gで行った。また、加重量587.5g、678.5gにける加重中および加重後の接着状態についての各観察図を図12、図13に各々示す。   Specifically, the amount of load deflection was measured. That is, as shown in FIG. 11, first, 0.1 mm each of PHA dissolved at 45 ° C. was attached to one side surface of two plastic containers (FIG. 11 (a)). Adhesiveness was confirmed by joining the side surfaces attached with PHA (FIG. 11B). Thereafter, the container was allowed to stand at −80 ° C. for 30 minutes, a weight was applied to the container adhesion site, and the amount of deflection was measured (FIG. 11C). Weighing was performed at 500 g, 800 g, and 1000 g. Moreover, each observation figure about the adhesion state during and after weighting in the added weights 587.5 g and 678.5 g is shown in FIGS.

図12および図13に示されるように、587.5gまたは678.5gの加重を容器接着部位にかけても容器同士は接着状態を保ち、加重方向に撓みが生じた(図12(a)、図13(a))。その後、加重を解くと撓みがなくなり、接着面は加重前の状態に戻ることが観察された(図12(b)、図13(b))。そして、加重量500g、800g、1000gにおいても、図12および図13と同様の状態が観察され、各撓み量は、各々2.0mm、5.0mm、6.0mmを示した。   As shown in FIG. 12 and FIG. 13, even when a weight of 587.5 g or 678.5 g is applied to the container bonding site, the containers remain in an adhesive state and are bent in the load direction (FIGS. 12A and 13). (A)). After that, it was observed that when the load was released, the bending disappeared and the adhesive surface returned to the state before the load (FIGS. 12B and 13B). And in addition weight 500g, 800g, 1000g, the state similar to FIG. 12 and FIG. 13 was observed, and each deflection amount showed 2.0 mm, 5.0 mm, and 6.0 mm, respectively.

以上のような本実施例3によれば、グリセリンのみならずBDFBおよび中和BDFBを炭素源として用いても、ファーメンタにおいてPHAを生産することができ、工業生産に有用であることが示された。また、グリセリンを炭素源とするPHAと、BDFBまたは中和BDFBを炭素源とするPHAとは、3HOと3HDの組成含有率、室温性状、ポリマー可溶性および粘度に明らかな違いがみられ、BDFBまたは中和BDFBを炭素源とするPHAは粘着性を必要とする製品の利用に有用な特性を有することが明らかとなった。   According to the present Example 3 as described above, it is shown that PHA can be produced in a fermenter even when BDFB and neutralized BDFB are used as a carbon source, as well as glycerin, which is useful for industrial production. It was. In addition, PHA using glycerin as a carbon source and PHA using BDFB or neutralized BDFB as a carbon source have obvious differences in the composition content, room temperature properties, polymer solubility, and viscosity of 3HO and 3HD, and BDFB or It has been clarified that PHA using neutralized BDFB as a carbon source has characteristics useful for the use of products requiring tackiness.

なお、本発明に係るPHAおよびPHAの製造方法は、前述した実施例に限定されるものではなく、適宜変更することができる。   The PHA and the method for producing PHA according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed.

本発明に係るPHAの製造に用いたBDFBの、財団法人日本食品分析センターによる組成分析試験の結果を表す図である。It is a figure showing the result of the composition analysis test by the Japan Food Research Center foundation of BDFB used for manufacture of PHA concerning the present invention. 本実施例1におけるPHAの生成量を示す図である。It is a figure which shows the production amount of PHA in the present Example 1. 本実施例2におけるPHAの組成、生成量および分子量を示す図である。It is a figure which shows the composition of PHA, the production | generation amount, and the molecular weight in the present Example 2. 本実施例3において、BDFBを炭素源とした培地で培養した場合のPHAの経時的組成変化を示す図である。In Example 3, it is a figure which shows a time-dependent composition change of PHA at the time of culture | cultivating with the culture medium which used BDFB as a carbon source. 本実施例3において、中和BDFBを炭素源とした培地で培養した場合のPHAの経時的組成変化を示す図である。In Example 3, it is a figure which shows a time-dependent composition change of PHA at the time of culture | cultivating on the culture medium which used neutralized BDFB as the carbon source. 本実施例3におけるPHAの組成および生成量を示す図である。It is a figure which shows the composition and production amount of PHA in the present Example 3. 本実施例3におけるPHAの分子量、Tg、室温性状および可溶性を示す図である。It is a figure which shows the molecular weight of PHA in this Example 3, Tg, room temperature property, and solubility. 本実施例3におけるPHAの熱特性を示す図である。It is a figure which shows the thermal characteristic of PHA in the present Example 3. 本実施例3におけるPHAの粘度を示す図である。It is a figure which shows the viscosity of PHA in the present Example 3. 本実施例3におけるPHAの粘度と温度との相関とを示す図である。It is a figure which shows the correlation of the viscosity of PHA in this Example 3, and temperature. 本実施例3におけるPHAの接着性の測定過程を示す参考図である。It is a reference figure which shows the measurement process of the adhesiveness of PHA in the present Example 3. 本実施例3において、587.5gの加重をかけた場合のPHAの接着性を示す観察図である。In this Example 3, it is an observation figure which shows the adhesiveness of PHA when a weight of 587.5g is applied. 本実施例3において、687.5gの加重をかけた場合のPHAの接着性を示す観察図である。In Example 3, it is an observation figure which shows the adhesiveness of PHA at the time of applying a weight of 687.5g.

Claims (5)

油脂をエステル交換反応することにより得られたバイオディーゼル燃料の副産物または前記副産物を中和した中和副産物を炭素源として微生物発酵法により製造することを特徴とするポリヒドロキシアルカノエートの製造方法であって、前記微生物発酵法における微生物としてシュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)を用いて、第1組成のモノマーユニットが3ーヒドロキシオクタノエートであって第2組成のモノマーユニットが3−ヒドロキシデカノエートであるポリヒドロキシアルカノエート、または第1組成のモノマーユニットが3ーヒドロキシデカノエートであって第2組成のモノマーユニットが3−ヒドロキシオクタノエートであるポリヒドロキシアルカノエートを、培養時間を制御することにより選択的に製造することを特徴とする前記製造方法。 A method for producing a polyhydroxyalkanoate characterized in that a biodiesel fuel byproduct obtained by transesterification of fats and oils or a neutralized byproduct obtained by neutralizing the byproduct is produced by a microbial fermentation method using a carbon source. Then, using Pseudomonas putida as a microorganism in the microbial fermentation method, the monomer unit of the first composition is 3-hydroxyoctanoate and the monomer unit of the second composition is 3-hydroxydecanoate. Controlling the incubation time of a certain polyhydroxyalkanoate or a polyhydroxyalkanoate in which the monomer unit of the first composition is 3-hydroxydecanoate and the monomer unit of the second composition is 3-hydroxyoctanoate Select by Manufacturing method characterized by manufacturing. 請求項において、前記微生物発酵法における微生物としてシュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)を用いることにより3−ヒドロキシブチレートをモノマーユニットとして含まないポリヒドロキシアルカノエートを製造することを特徴とする前記製造方法。 2. The production method according to claim 1 , wherein polyhydroxyalkanoate not containing 3-hydroxybutyrate as a monomer unit is produced by using Pseudomonas putida as a microorganism in the microorganism fermentation method. 油脂をエステル交換反応することにより得られたバイオディーゼル燃料の副産物または前記副産物を中和した中和副産物を炭素源として微生物発酵法により製造することを特徴とするポリヒドロキシアルカノエートの製造方法であって、前記微生物発酵法における微生物がラルストニア・ユートロファ(Ralstonia eutropha)であることを特徴とする前記製造方法。   A method for producing a polyhydroxyalkanoate characterized in that a biodiesel fuel byproduct obtained by transesterification of fats and oils or a neutralized byproduct obtained by neutralizing the byproduct is produced by a microbial fermentation method using a carbon source. And the microorganism in the microorganism fermentation method is Ralstonia eutropha. 油脂をエステル交換反応することにより得られたバイオディーゼル燃料の副産物または前記副産物を中和した中和副産物を炭素源として微生物発酵法により製造することを特徴とするポリヒドロキシアルカノエートの製造方法であって、前記微生物発酵法における微生物としてシュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)を用いることにより3−ヒドロキシブチレートをモノマーユニットとして含まないポリヒドロキシアルカノエートを製造することを特徴とする前記製造方法。   A method for producing a polyhydroxyalkanoate characterized in that a biodiesel fuel byproduct obtained by transesterification of fats and oils or a neutralized byproduct obtained by neutralizing the byproduct is produced by a microbial fermentation method using a carbon source. Then, the production method of producing a polyhydroxyalkanoate not containing 3-hydroxybutyrate as a monomer unit by using Pseudomonas putida as a microorganism in the microorganism fermentation method. 請求項から請求項のいずれかにおいて、前記微生物発酵法における培養が流加培養法または連続培養法により行うことを特徴とする前記製造方法。 In any one of claims 1 to 4, wherein the manufacturing method of cultivation in the microbial fermentation method and performing by fed-batch culture or continuous culture.
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