JPH0378110B2 - - Google Patents
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- JPH0378110B2 JPH0378110B2 JP4712184A JP4712184A JPH0378110B2 JP H0378110 B2 JPH0378110 B2 JP H0378110B2 JP 4712184 A JP4712184 A JP 4712184A JP 4712184 A JP4712184 A JP 4712184A JP H0378110 B2 JPH0378110 B2 JP H0378110B2
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- Japan
- Prior art keywords
- clostridium
- carbon dioxide
- hydrogen
- medium
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
この発明は、クロストリジウム属に属する新規
な細菌に関するものである。この細菌は、二酸化
炭素と水素とから酢酸を製造する方法に用いるこ
とができる。
(従来技術)
常温の条件下で二酸化炭素と水素とを資化し
て、生育培地中に酢酸を蓄積する微生物として、
クロストリジウム・アセチカム,アセトバクテリ
ウム・ウツデイ,ユーバクテリウム・リモサム,
ブチリバクテリウム・メチロトロフイカム,クロ
ストリジウム・ストレインCV−AA1などが知ら
れていた。また高温の条件下では、アセトゲニウ
ム・キヴイ,クロストリジウム・サーモオートト
ロフイカム,クロストリジウム・サーモアセチカ
ムがある。
(発明の目的)
上記のような菌が知られているものの、二酸化
炭素と水素とからの酢酸の製造を工業的に実施す
るために、解決すべき課題はまだ多く、中でも酢
酸の蓄積濃度および生産速度の高い菌を得ること
は重要である。そのためには、公知の菌種にもと
づいた育種改良とならんで、二酸化炭素と水素と
から酢酸を製造しうる新菌種の創製がきわめて重
要な手段となる。
本発明はこのような目的のもとに、二酸化炭素
と水素を資化して、培地中に酢酸を蓄積する新規
微生物を得ることを目的とする。
(発明の構成)
本発明の微生物はクロストリジウム属に属し、
二酸化炭素と水素で成育し、メタノール資化性と
ゼラチン液化性がなく、インドール生成試験陽性
を示し、鞭毛があり、やや湾曲した桿菌、クロス
トリジウム・エスピー No.307である。本菌は嫌
気性菌で胞子を作る桿菌である点でクロストリジ
ウム属に属する菌であると考えられるが、二酸化
炭素と水素で成育し、後で詳しく記す諸性質にお
いて公知の同属菌と相違しており、新菌種である
と考えられる。正式の種名はまだ付されていない
ので、本発明ではクロストリジウム・エスピー
No.307と表示する。
次にクロストリジウム・エスピー No.307(以下
本菌と略記する)の創製法および菌学的性質を示
す。
(創製法)
本菌は北海道の平糸原野の土壌より下記の方法
により分離した。すなわち第1表に示す液体培地
5mlを試験管へ分注し滅菌後、嫌気グローブボツ
クス中で約0.3gの土壌を添加し、ブチルゴム栓
で密栓後、気相を水素(67%)と二酸化炭素(33
%)を含む除菌ガスに置換し、30℃で静置培養
し、約3週間毎に植え継ぎを行つた。2回液体培
地で植え継いだのち、第1表の培地に寒天3%を
加えた寒天培地を用いてロールチユーブ法(メソ
ツズ・イン・マイクロバイオロジー,3巻B,
117頁(1969)アカデミツク・プレス)により単
菌分離し本菌を得た。
(菌学的性質)
本発明の菌株の菌学的性質を示す。この菌学的
性質の検討には、「アンアエロブ・ラボラトリ
ー・マニユアル(Anaerobe Laboratory
Manual)第4版」(The V.I.P.Anaerobe
Laboratory Virgini a Polytechnic Institute
and State University,Blacksburg(1972))お
よび「バージーズ・マニユアル・オブ・デターミ
ネイテイブ・バクテリオロジー(Bergey′s
Manual of Determinative Becteriology)第8
版」「微生物の分類と同定」(長谷川武治著、学会
出版センター)に記載されている方法、培地組成
を用いた。
(顕微鏡的所見)
1 細胞の形および大きさ:単独もしくは2連の
やや湾曲した桿菌。幅0.6−0.8μm、長さ2.0〜
3.4μm
2 鞭毛:周鞭毛
3 胞子:あり、ターミナル
4 グラム染色:陰性
(培地組成)
第1表に例示する。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a novel bacterium belonging to the genus Clostridium. This bacterium can be used in a method for producing acetic acid from carbon dioxide and hydrogen. (Prior art) As a microorganism that assimilates carbon dioxide and hydrogen under room temperature conditions and accumulates acetic acid in the growth medium,
Clostridium aceticum, Acetobacterium uthudei, Eubacterium limosum,
Butylobacterium methylotrophicum and Clostridium strain CV-AA1 were known. Also, under high temperature conditions, there are Acetogenium kivii, Clostridium thermoautotrophicum, and Clostridium thermoaceticum. (Objective of the invention) Although the above-mentioned bacteria are known, there are still many problems to be solved in order to industrially produce acetic acid from carbon dioxide and hydrogen, among them the accumulation concentration of acetic acid and It is important to obtain bacteria with a high production rate. To this end, in addition to breeding and improvement based on known bacterial species, the creation of new bacterial species that can produce acetic acid from carbon dioxide and hydrogen is an extremely important means. Based on these objectives, the present invention aims to obtain a new microorganism that assimilates carbon dioxide and hydrogen and accumulates acetic acid in a culture medium. (Structure of the Invention) The microorganism of the present invention belongs to the genus Clostridium,
Clostridium sp. No. 307 is a slightly curved rod that grows on carbon dioxide and hydrogen, has no methanol assimilation ability or gelatin liquefaction ability, shows a positive indole production test, and has flagella. This bacterium is considered to belong to the genus Clostridium in that it is an anaerobic bacterium that produces spores, but it grows on carbon dioxide and hydrogen, and is different from known congener bacteria in various properties that will be described in detail later. Therefore, it is considered to be a new bacterial species. Since the official species name has not yet been assigned, this invention uses Clostridium sp.
It will be displayed as No.307. Next, we will show the creation method and mycological properties of Clostridium sp. No. 307 (hereinafter abbreviated as this bacterium). (Creation method) This bacterium was isolated from the soil of Hiraito Plain in Hokkaido by the following method. That is, 5 ml of the liquid medium shown in Table 1 was dispensed into test tubes, sterilized, approximately 0.3 g of soil was added in an anaerobic glove box, and after sealing with a butyl rubber stopper, the gas phase was mixed with hydrogen (67%) and carbon dioxide. (33
%), and cultured at 30°C, and subcultured approximately every 3 weeks. After sub-planting twice in a liquid medium, the roll tube method (Methods in Microbiology, Volume 3 B,
117 (1969) Academic Press), a single bacterium was isolated and the present bacterium was obtained. (Mycological properties) The mycological properties of the strain of the present invention are shown. For examination of this mycological property, please refer to the “Anaerobe Laboratory Manual”.
Manual) 4th Edition” (The VIP Anaerobe
Laboratory Virgini a Polytechnic Institute
and State University, Blacksburg (1972)) and Bergey's Manual of Determinative Bacteriology.
Manual of Determinative Becteriology) No. 8
The method and culture medium composition described in "Classification and Identification of Microorganisms" (written by Takeharu Hasegawa, Gakkai Publishing Center) were used. (Microscopic findings) 1 Cell shape and size: Slightly curved rod, singly or in pairs. Width 0.6-0.8μm, length 2.0~
3.4 μm 2 Flagella: 3 periflagella Spores: present, terminal 4 Gram staining: negative (medium composition) Examples are shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
(生育状態)
第1表の組成に3%寒天を加えた寒天培地での
生育は次の通りである。
形 状:円形
周 縁:円滑
隆 起:わずかに盛上る
表 面:円滑
色 調:白〜クリーム色
(生理的性質)
酸素に対する態度:偏性嫌気性
生育の範囲(PH)至適PH:7.7
生育PH:6.0〜8.0
(温度)至適温度:30℃
生育温度:25〜40℃
インドール生成:+
ゼラチンの液化:−
カタラーゼ産性:−
デンプンの加水分解:−
エスクリンの加水分解:+
色素の生成:−
(炭素源の資化性)
第1表の基本培地に下記炭素源(1%)を含む
液体培地5mlを直径18mmの試験管に加え、無菌培
地を作成し本菌を植菌し気相を窒素(67%)と二
酸化炭素(33%)を含む除菌ガスに置換し、30℃
で14日間静置培養した。生育は600nmの濁度を
分光計(スペクトロニツク20,島津製作所製)で
測定した。600nmの濁度の炭素源を含まないコ
ントロールとの差が0.1未満のものを「資化しな
い」、01以上0.2未満のものを「わずかに資化す
る」0.2以上のものを「資化する」とした。
資化するもの:グルコース,フラクトース,キ
シロース,リボース,アラビノース,ラムノー
ス,マルトース,メリビオース,トレハロース,
セロビオース,マンニトール
また上記の試験において窒素の代りに水素を用
いた場合は二酸化炭素も資化する。
わずかに資化するもの:該当なし
資化しないもの:ソルボース,ガラクトース,
サツカロース,ラクトース,ラフイノース,メレ
ジトース,ソルビトール,メタノール,デンプン
(糖などからの酸の生成)
第1表の基本培地に上記の試験で資化すること
が確かめられた糖を1%添加し、気相を窒素(67
%)と二酸化炭素(33%)を含む除菌ガスに置換
し、本菌を植菌、30℃で静置培養した。すべての
炭素源において培地中には有機酸として酢酸が生
産された。
またペプトン・酵母エキス培地またはペプト
ン・酵母エキス・グルコース培地を用いた場合も
培地中には有機酸として酢酸が生産された。
(在来の類似種との比較など)
上記の菌学的性質から、No.307は、インドール
生成試験陽性を示す、偏性嫌気性のやや湾曲した
形のグラム陰性有胞子桿菌で、その主要醗酵代謝
産物が酢酸である菌株である。この性状からバー
ジーズ・マニユアル・オブ・デターミネイテイ
ブ・バクテリオロジー第8版及びアンアエロブ・
ラボラトリー・マニユアル第4版にもとずき検索
するとクロストリジウム(Clostridium)に属す
る菌株であると考えられる。そこでアンアエロ
ブ・ラボラトリー・マニユアル第4版で属の同定
のキーに従つて同定していくとクロストリジウ
ム・スフエノイデス(C.sphenoides)に行きあた
る。またバージーズ・マニユアル・オブ・デター
ミネイテイブ・バクテリオロジー第8版には諸性
状がNo.307と一致する菌種の記載はなかつた。No.
307とクロストリジウム・スフエノイデスの性状
を比較したところ共に偏性嫌気性の有胞子桿菌で
ある点で一致したが、第2表に示す点で両菌の性
状は違つていた。
本発明の菌株は、二酸化炭素と水素で成育して
酢酸を生ずる。クロストリジウム属に属する菌で
二酸化炭素と水素で成育する菌は4種知られてい
たが、これらのうち3種は直桿菌であり、残りの
1種(クロストリジウム・ストレインCV−
AA1)はメタノール資化性とゼラチン液化性が
ある点で、本発明とは区別できるものであつた。[Table] (Growth status) Growth on an agar medium containing the composition shown in Table 1 plus 3% agar is as follows. Shape: Circular Rim: Smooth Raise: Slightly raised Surface: Smooth Color Tone: White to cream color (Physiological properties) Attitude towards oxygen: Obligately anaerobic Growth range (PH) Optimal PH: 7.7 Growth PH: 6.0-8.0 (Temperature) Optimum temperature: 30℃ Growth temperature: 25-40℃ Indole production: + Gelatin liquefaction: - Catalase production: - Starch hydrolysis: - Aesculin hydrolysis: + Pigment production Production: - (Assimilation of carbon source) Add 5 ml of a liquid medium containing the following carbon source (1%) to the basic medium shown in Table 1 to a test tube with a diameter of 18 mm to create a sterile medium and inoculate this fungus. Replace the gas phase with a sterilizing gas containing nitrogen (67%) and carbon dioxide (33%) and heat at 30°C.
The cells were cultured statically for 14 days. Growth was measured by measuring turbidity at 600 nm using a spectrometer (Spectronic 20, manufactured by Shimadzu Corporation). If the difference in turbidity at 600nm from the control that does not contain a carbon source is less than 0.1, it is "not assimilated," if it is 01 or more and less than 0.2, it is "slightly assimilated," and if it is 0.2 or more, it is "assimilated." And so. Assimilated: glucose, fructose, xylose, ribose, arabinose, rhamnose, maltose, melibiose, trehalose,
Cellobiose, mannitol Also, when hydrogen is used instead of nitrogen in the above test, carbon dioxide is also assimilated. Slightly assimilated: Not applicable Slightly assimilated: Sorbose, galactose,
Satucarose, lactose, raffinose, melezitose, sorbitol, methanol, starch (generation of acids from sugars, etc.) 1% of the sugars that were confirmed to be assimilated in the above test were added to the basic medium shown in Table 1, and the gas phase Nitrogen (67
%) and carbon dioxide (33%), and this bacteria was inoculated and cultured stationary at 30°C. Acetic acid was produced as an organic acid in the medium for all carbon sources. Also, when peptone/yeast extract medium or peptone/yeast extract/glucose medium was used, acetic acid was produced as an organic acid in the medium. (Comparison with similar native species, etc.) Based on the above mycological properties, No. 307 is an obligate anaerobic, slightly curved Gram-negative sporobacillus that shows a positive indole production test. This is a strain whose fermentation metabolite is acetic acid. Because of this property, Virgie's Manual of Determinative Bacteriology 8th edition and Aerob.
A search based on the 4th edition of the Laboratory Manual suggests that it is a strain belonging to Clostridium. So, when I followed the genus identification key in the 4th edition of the Aerob Laboratory Manual, I came across Clostridium sphenoides. In addition, Virgie's Manual of Determinative Bacteriology, 8th edition, does not list any bacterial species whose characteristics match those of No. 307. No.
A comparison of the properties of 307 and Clostridium sphenoides revealed that both were in agreement that they were obligate anaerobic spore-forming bacilli, but the properties of both bacteria were different in the points shown in Table 2. The strain of the present invention grows on carbon dioxide and hydrogen to produce acetic acid. There are four known types of bacteria belonging to the genus Clostridium that grow on carbon dioxide and hydrogen. Of these, three are Orthobacillus and the remaining one (Clostridium strain CV-
AA1) was distinguishable from the present invention in that it had methanol assimilation ability and gelatin liquefaction ability.
【表】
以上のことから、本菌株はクロストリジウム属
に属する新菌種であると考えられるので、クロス
トリジウム・エスピーNo.307と命名した。
さらにこの菌株は工業技術院微生物工業技術研
究所に「微工研菌寄第7487号(FERM−P No.
7487)として寄託した。
(培養方法)
培養方法は原則的には、一般の微生物の場合と
同様であるが、酸素の混入を防ぐことが必要であ
り、実験室的には、ゴム栓等で密栓した培養器中
で、静置あるいは振盪する方法が用いられる。や
や大きい規模では、通常用いられる醗酵槽がその
まま利用でき、装置内の酸素は、窒素などの不活
性気体あるいは原料気体などで置換することによ
り嫌気的な雰囲気をつくることが可能である。醗
酵槽の形式は特に問わないが、普通に使用される
撹拌混合槽のほか、一段あるいは多段の気泡塔
型、ドラフトチユーブ型の醗酵槽も利用できる。
培養に用いる炭素源は、通常、二酸化炭素ガス
として供給するが、培地中に溶解二酸化炭素ある
いは炭素塩,炭酸水素塩として加えることもでき
る。窒素源は塩化アンモニウムのごときアンモニ
ウム塩や硝酸ソーダのような硝酸塩のごとく、通
常の醗酵に用いうる各種の窒素化合物を用いるこ
とができる。
その他必要に応じ、リン酸二水素カリ,硫酸マ
グネシウム,硫酸マンガン,塩化ナトリウム,硫
酸鉄,塩化コバルト,塩化カルシウム,硫酸亜
鉛,硫酸銅,明ばん,モリブデン酸ソーダ,硼酸
などの無機化合物、あるいはビオチンや酵母エキ
スなどのビタミン類を添加することは、通常行な
われる通りである。
以下具体例により本発明を説明する。
実施例 1
クロストリジウム,エスピー No.307株を以下
のように培養した。第1表に示す培地を試験管へ
5ml分注滅菌後、同培地で培養を行つた培養液
100μを嫌気グローブボツクス(フアーマ社、
アナエロボツクス)中で添加し、ブチルゴム栓で
密栓したのち気相を水素(67%)と二酸化炭素
(33%)を含む除菌ガスに置換し、30℃で静置培
養した。
培養液の一部を遠心分離機により菌体を分離
し、この上清をリン酸で酸性にして、ガスクロマ
トグラフイーにより生成物の定量を行なつた。
その結果、静置培養10日間で1.70g/の酢酸
を生成した。(生成物の確認はガスクロマトグラ
フー質量分析計によつた。)
実施例 2
L字型試験管を用い、実施例1と同様に準備し
てクロストリジウム・エスピー No.307株の振盪
培養を行なつた。測定方法も実施例1と同様に行
ない生成物を分析した結果10日間で2.50g/の
酢酸を生成した。[Table] From the above, this strain is considered to be a new bacterial species belonging to the genus Clostridium, and therefore it was named Clostridium sp. No. 307. Furthermore, this strain was designated as "FERM-P No. 7487 (FERM-P No. 7487)" by the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology.
7487). (Cultivation method) The cultivation method is basically the same as that for general microorganisms, but it is necessary to prevent oxygen from entering, and in the laboratory, culture is carried out in an incubator tightly closed with a rubber stopper. , leaving it still or shaking it. On a slightly larger scale, a commonly used fermenter can be used as is, and an anaerobic atmosphere can be created by replacing the oxygen in the device with an inert gas such as nitrogen or a raw material gas. The type of fermentation tank is not particularly limited, but in addition to commonly used stirring and mixing tanks, single-stage or multi-stage bubble column type, and draft tube type fermentation tanks can also be used. The carbon source used for culture is usually supplied as carbon dioxide gas, but it can also be added to the medium as dissolved carbon dioxide, carbon salt, or bicarbonate. As the nitrogen source, various nitrogen compounds that can be used in normal fermentation can be used, such as ammonium salts such as ammonium chloride and nitrates such as sodium nitrate. Other inorganic compounds such as potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate, manganese sulfate, sodium chloride, iron sulfate, cobalt chloride, calcium chloride, zinc sulfate, copper sulfate, alum, sodium molybdate, boric acid, or biotin It is common practice to add vitamins such as yeast extract and yeast extract. The present invention will be explained below using specific examples. Example 1 Clostridium sp. No. 307 strain was cultured as follows. A culture solution obtained by dispensing 5 ml of the medium shown in Table 1 into a test tube, sterilizing it, and then culturing in the same medium.
100μ in an anaerobic glove box (Farma,
The cells were added to the cellulose solution (anaerobox) and sealed with a butyl rubber stopper, and the gas phase was replaced with a sterilizing gas containing hydrogen (67%) and carbon dioxide (33%), followed by static culture at 30°C. Bacterial cells were separated from a portion of the culture solution using a centrifuge, the supernatant was made acidic with phosphoric acid, and the product was quantified by gas chromatography. As a result, 1.70 g/acetic acid was produced during 10 days of static culture. (The product was confirmed using a gas chromatograph-mass spectrometer.) Example 2 Clostridium sp. No. 307 strain was cultured with shaking using an L-shaped test tube prepared in the same manner as in Example 1. Ta. The measurement method was the same as in Example 1, and the product was analyzed. As a result, 2.50 g/acetic acid was produced in 10 days.
Claims (1)
素で成育し、メタノール資化性とゼラチン液化性
がなく、インドール生成試験陽性を示し、鞭毛が
あり、やや湾曲した桿菌、クロストリジウム・エ
スピー No.307。1 Clostridium sp. No. 307, which belongs to the genus Clostridium, grows on carbon dioxide and hydrogen, has no ability to assimilate methanol or liquefy gelatin, shows a positive indole production test, has flagella, and has a slightly curved rod.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4712184A JPS60192587A (en) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | Clostridium sp no.307 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4712184A JPS60192587A (en) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | Clostridium sp no.307 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60192587A JPS60192587A (en) | 1985-10-01 |
| JPH0378110B2 true JPH0378110B2 (en) | 1991-12-12 |
Family
ID=12766323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4712184A Granted JPS60192587A (en) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | Clostridium sp no.307 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60192587A (en) |
-
1984
- 1984-03-14 JP JP4712184A patent/JPS60192587A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60192587A (en) | 1985-10-01 |
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