バイオセルロースの工業的生産を目標としたリアクターの試作

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555674
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高井 光男 北海道大学, 工学部, 教授 (50002019)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 政司 北海道大学, 工学部, 助手 (30229075) ; 柴 肇一 北海道大学, 工学部, 助教授 (60241303) ; 恵良田 知樹 北海道大学, 工学部, 助教授 (30213581) ; 棟方 正信 北海道大学, 工学部, 教授 (50261326)
• Keywords: セルロース / 酢酸菌 / リアクター

Research Abstract

バイオセルロース製造の商業化の鍵となる基礎的な条件に関して、今年度は、以下の研究実績を得ることができた。
1.遺伝子組換えによる酢酸菌の育種改良
(1)セルロース産生酢酸菌Acetobacter xylinum ATCC53582株のセルロース合成酵素遺伝子acsABをPCR法によって、クローニングした。
(2)Bacillus subtilis由来のスクロース分解酵素遺伝子sacAをセルロース産生酢酸菌Acetobacter xylinum ATCC10245株に導入することができた。また、sacA遺伝子が実際に酢酸菌の中で発現していることを、酵素活性を測定することによって確認できた。
2.培地成分および最適培養条件の検討。
(1)培地成分の中で、窒素源である酵母エキスの量を増やすとセルロース収量が飛躍的に高まることを確認した。また、そのとき培地中のpHが一旦酸性になった後、急速に中性付近に戻ることを確認した。
(2)水溶性キトサンを培地中に添加すると、セルロース収量増加に効果があることがわかった。また、キトサンの誘導体も同様の効果があった。
(3)カルボキシメチルセルロース(CMC)を培地中に添加すると、CMCがセルロース中に取り込まれ、さらに、CMCの存在によって菌体のセルロース合成能が高められることがわかった。
(4)熱変性されたセルラーゼは、セルロース収量増加に大きな効果がある。分画したセルラーゼ酵素の糖転移反応によって、グルコースやセロビオースから2糖から4糖のオリゴ糖を合成できることを確認した。

Research Products

• [Publications] K. Tajima, M. Takai: "Synthesis of Bacterial cellulose Composite(BCC)by Acetobacter xylinum I." 木材学会誌. 41. 749-757 (1995)
• [Publications] K. Tajima, M. Takai: "Enhancement of Bacterial Cellulose Productivity and Preparation of Branched Pdysaccharide-Bacterial Cellulose Composite by Co-cuttivation of Acetobacter species" 繊維学会誌. 51. 323-332 (1995)
• [Publications] K. Tajima, M. Takai: "Biological Control of Cellulose" Macromolecular Symposia. 99. 149-155 (1995)
• [Publications] K. Tajima, M. Takai: "Enhancement of Bacterial Cellulose Productivity of Acetobacter xylinum by Water-soluble Chitosan" 木材学会誌. (in press).