JPH0472515B2

JPH0472515B2 -

Info

Publication number: JPH0472515B2
Application number: JP4032785A
Authority: JP
Inventors: Koichi Inoe; Naoki Kawada; Sadao Kageyama; Takeshi Morinaga
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1985-03-02
Filing date: 1985-03-02
Publication date: 1992-11-18
Also published as: JPS61199792A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）この発明は、クロストリジウム（Clostridium）
属に属する新規な細菌を用いて二酸化炭素と水素
とから酢酸を製造する方法に関するものである。
酢酸は食品用あるいは工業用原料などの分野で用
いられている。（従来技術）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はいくつか知られている。
そのなかでこれまでに報告されているクロストリ
ジウム属に属する菌は４種ある。そして我々が新
たに創製したクロストリジウム・エスピー
（Clostridium sp）No.68−２微工研菌寄第7367号、
クロストリジウム・エスピー（Clostridium sp）
No.307微工研菌寄第7487号、クロストリジウム・
エスピー（Clostridium sp）No.484微工研菌寄第
7488号の３種で前記の４種とあわせて７種が存在
する。（発明の目的）本発明者は、再生可能な資源であり自然界にお
びただしく存在し、かつ各種産業の最終の廃棄物
でもある二酸化炭素に着目し、これを将来のエネ
ルギー源として考えられている水素と反応させる
ことにより、生化学的に酢酸を製造する方法を検
討し、この発明に到達した、前記のような菌が知
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、特に二酸化炭素と水素とを基
質としてPH６以下に最適生育PHがあり、二酸化炭
素と水素から酢酸を製造する能力のある菌はまた
報告されていない。本発明者等はこのような事情のもとに、二酸化
炭素と水素を基質とする酢酸の新規な製造方法を
提供することを目的とする。（発明の構成）本発明は、二酸化炭素と水素を基質として用い
て、クロストリジウム属に属し二酸化炭素と水素
を資化して酢酸を生産する能力のある菌を培養
し、生成蓄積された酢酸を回収することを特徴と
する酢酸の製造方法である。本発明で用いられる微生物は、クロストリジウ
ム属に属し、二酸化炭素と水素を資化する酢酸生
産菌であり、この様な微生物は本発明実施例記載
のものがはじめてである。実施例で用いられた微
生物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PH4.0〜7.0のような酸性
領域で生育し、鞭毛の無いことなど、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−（Clostridium
sp）No.672微工研菌寄第8049号と表示する。次にクロストリジウム・エスピーNo.672（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）本菌は熊本県の阿蘇の泥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
試験管へ分注し減菌後、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）」，
「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 Bacteriology）第８版」，「バ
ージーズ・マニユアル・オブ・システマテイツ
ク・バクテリオロジー（ボリユーム１）
（Bergey′s Manual of Systematic
Bacteriology（Volumel）（1984）」および「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
直桿菌、幅1.5μm、長さ6.0〜8.0μm ２鞭毛：なし３胞子：あり４グラム染色：陰性（培地組成）第１表に例示する。第１表基本培地の組成（脱イオン水11中） 0.1％インジゴカルミン溶液 2ml 10％NH₄Cl溶液 10ml 1MKH₂PO₄（PH7.0）溶液 5ml 20％MgSO₄・7H₂O溶液 0.5ml ビタミン溶液 20ml ミネラル溶液 40ml システイン塩酸（1H₂O） 0.5ｇ硫化ナトリウム 0.25ｇ炭酸水素ナトリウム１ｇ 600mg／１ブロムエタンスルホン酸ナトリウム
1ml 酵母エキス 0.2ｇ PH5.3 ビタミン溶液組成（mg／ｌ）ビオチン２葉酸２ピリドキシン塩酸 10 チアミン塩酸５リボフラビン５ニコチン酸５パントテン酸Ca ５ビタミンB12 0.01 ｐ−アミノ安息香酸５チオクト酸１ミネラル溶液組成（ｇ／１）ニトリロ３酢酸 0.25 MgSO₄・7H₂O 0.1 MnSO₄・4H₂O 0.28 NaCl 0.5 FeSO₄・7H₂O 0.05 CoCl₂・6H₂O 0.09 CaCl₂・2H₂O 0.07 ZnSO₄・7H₂O 0.09 CuSO₄ 0.03 AlK（SO₄）₂・12H₂O 0.009 H₃BO₄ 0.005 NaMoO₄・2H₂O 0.006 （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（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：5.8 生育PH：4.0〜7.0 （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：− カタラーゼ産生：− 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を直経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の濁度が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」、
0.1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：Ｄ−グルコース、Ｄ−フラクト
ース、ソルボース、キシロース、Ｄ−リボース、
ラムノース、ガラクトース、ラクトース、セロビ
オース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。資化しないもの：ソルボース、アラビノース、
マルトース、シユクロース、メリビオース、トレ
ハロース、ラフイノース、メレジトース、マンニ
トール、メタノール、エタノール（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とｎ
−酪酸が生産された。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とｎ−酪酸が生産さ
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.672は、偏性嫌気性
のグラム陰性有胞子桿菌で、その主要醗酵代謝産
物が二酸化炭素と水素からは酢酸、その他の資化
する炭素源からは酢酸と酪酸であることを特特徴
とする菌株である。この性状からバージーズ・マ
ニアル・オブ・デターミネイテイブ・バクテリオ
ロジ−第８版、バージーズ・マニユアル・オブ・
システマテイツク・バクテリオロジー（ボリユー
ム１）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）に層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・フアラツクス（C.
fallax）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、バージーズ．マニユアル・オブ・シ
ステマテイツク・バクテリオロジー（ボリユウム
１）には諸性状がNo.672と一致する菌種の記載は
なかつた。No.672とクロストリジウム・フアラツ
クスの性状を比較したところ共に偏性嫌気性のグ
ラム陰性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生育して
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生育する菌は７種知られてい
たが、これらはすべて中性付近のPH領域で生育
し、酸性領域では生育できないという点で本発明
とは区別できるものであつた。

【表】＊バージーズ・マニユアル・デタミネ
テイブ・バクテリオロジー(8版)
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.672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8049号（FERM−Ｐ No.8049）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、普通に使用される攪
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
いは炭酸塩、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.672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
100μlを嫌気グローブ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株を分離
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0.78ｇ／ｌの酢酸
を生成していた。実施例２Ｌ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.672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0.98ｇ／ｌの酢
酸を生成していた。

Claims

【特許請求の範囲】

１二酸化炭素と水素とを基質として用いて、ク
ロストリジウム属に属し二酸化炭素と水素を資化
して酢酸を生産する能力のある菌クロストリジウ
ム・エスピーNo.672を培養し、生成蓄積された酸
酸を回収することを特徴とする酢酸の製法。