(57)【要約】【課題】  セルロース系バイオマス資源から直接エタノール等の低級アルコールを効率よく製造する方法の提供。【解決手段】  セルロース系物質及び／又はセルロース系物質由来の糖質を含む培地で、ジオバシラス属に属し、セルロース系物質及び／又はセルロース系物質由来の糖質から低級アルコールを生産する能力を有する微生物を培養し、培養物から低級アルコールを採取することを特徴とする低級アルコールの製造法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース系物質及び／又はセルロース系物質由来の糖質を含む培地で、ジオバシラス属に属し、セルロース系物質及び／又はセルロース系物質由来の糖質から低級アルコールを生産する能力を有する微生物を培養し、培養物から低級アルコールを採取することを特徴とする低級アルコールの製造法。
【請求項２】
低級アルコールが、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール及び／又は２−ブタノールである請求項１記載の製造法。
【請求項３】
ジオバシラス属に属する微生物が、ジオバシラス  エスピー．ＢＳ−００１（ＦＥＲＭ  Ｐ−１９７０６）である請求項１又は２記載の製造法。
【請求項４】
ジオバシラス  エスピー．ＢＳ−００１（ＦＥＲＭ  Ｐ−１９７０６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセルロース系バイオマス資源から石油代替エネルギーとして有用な低級アルコールを効率よく製造する方法、及びその生産菌に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油に代表される化石燃料の消費を抑制し、地球温暖化ガスの排出を抑制するために新エネルギーの導入が進められている。その中で、バイオマス由来の原料から生産されるエタノールが注目されている。
【０００３】
再生可能なバイオマスを原料とするエタノールの製造方法としては、古くから行われている、糖質から酵母を用いてアルコール発酵を行う方法；セルロース等を原料とし、まず酸を用いて加水分解して糖を得、次いで酵母を利用してアルコール発酵を行う方法が知られている。しかしながら、酸を用いる方法では、装置の腐食やランニングコストがかかるという問題があった。
そこで、クロストリジウム属に属する微生物を用いて、セルロース等のバイオマスから直接エタノールを製造する方法が提案されている（特許文献１〜５）。
【特許文献１】特開昭５６−４２５８２号公報
【特許文献２】特開昭５８−３６３９２号公報
【特許文献３】特開平１−６７１８０号公報
【特許文献４】特開平４−１３１０８１号公報
【特許文献５】特開平６−５４６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これら従来のセルロースから直接エタノールを生産する能力を有する微生物は、いずれもクロストリジウム属に属する偏性嫌気性菌であるため、嫌気的条件下での培養、すなわち、培養装置内を窒素ガス等の不活性ガスで置換する必要があり、取り扱いが煩雑であって大量生産には適さなかった。
従って、本発明の目的は、容易な操作でセルロースから直接エタノール等の低級アルコールを効率良く生産する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明者は、セルロースから直接エタノールを生産する能力を有する新たな微生物を探索したところ、ジオバシラス属に属する微生物の中にセルロースから直接エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール及び２−ブタノールの生産能力を有する微生物を見出した。さらに、この微生物は、好熱性の通性嫌気性菌であるため、酸素があっても失活したり、死滅することがなく、好気的条件下で培養した後に酸素の供給を停止すれば酸素を消費して嫌気的条件になるため、取り扱いが容易であり、低級アルコールの大量生産に適していることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、セルロース系物質及び／又はセルロース系物質由来の糖質を含む培地で、ジオバシラス属に属し、セルロース系物質及び／又はセルロース系物質由来の糖質から低級アルコールを生産する能力を有する微生物を培養し、培養物から低級アルコールを採取することを特徴とする低級アルコールの製造法を提供するものである。
また、本発明は、ジオバシラス  エスピー．ＢＳ−００１（ＦＥＲＭ  Ｐ−１９７０６）を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、培養装置内を窒素置換する等の煩雑な操作をすることなく、セルロース系物質又はセルロース系物質由来の糖質から直接エタノール等の低級アルコールを効率良く生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明方法に用いられる微生物としては、ジオバシラス属（geobacillus）に属し、セルロース系物質及び／又はセルロース系物質由来の糖質から低級アルコールを生産する能力を有する微生物であれば特に制限されないが、甲虫の幼虫を飼育した培養土から採取されたジオバシラス  エスピー．ＢＳ−００１株又はその類縁株が好ましい。
【０００９】
本発明に用いられるＢＳ−００１株の分離方法及び菌学的性質について説明する。
【００１０】
１．菌体の分離源
甲虫の幼虫を飼育した培養土を分離源とした。分離培地に下記の培地成分に分離源を添加し、６０℃で２週間保温した。その後、セルロースパウダーを炭素源とした培地（pH７．０）の入った３００mL三角フラスコに分離源を１mL投入し、ブチルゴム栓をして、６０℃で３〜４日静置培養した。この操作を数回行い、セルロースを分解し、エタノール等のアルコールを生産する微生物を得た。
【００１１】
２．分離培地の組成を以下に示す。
ＫＨ2ＰＯ4・Ｈ2Ｏ及びＫ2ＨＰＯ4：５ｇ
尿素：２ｇ
（ＮＨ4）2ＳＯ4：２ｇ
酵母抽出物：５ｇ
炭素源（セルロース）：５ｇ
蒸留水：１Ｌ
【００１２】
３．菌学的性質
３−１．細菌第一段階試験
細菌第一段階試験として、光学顕微鏡Ｕ−ＬＨ１０００（オリンパス，日本）による細胞形態、グラム染色性、胞子の有無、鞭毛による運動性の有無を観察した。Trypticase Soy Agar(Becton Dickinson, NJ, U.S.A)平板培地上でのコロニー形態を観察した。カタラーゼ反応、オキシダーゼ反応、ブドウ糖からの酸／ガス産生、ブドウ糖の酸化／発酵（Ｏ／Ｆ）について試験を行った。結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
2005261239.tif 000002
【００１４】
３−２．細菌第二段階試験
細菌第二段階試験として、ＡＰＩシステム（bioMeneux社）を使い、その測定方法に従い生化学的性状試験を実施した。
至適生育温度試験として、３７℃、４２℃、４５℃、５０℃、６０℃の各条件でＢＳ−００１株をTrypticase Soy Agar液体培地で培養した。また、至適生育pH試験としてpH６、７、８、９、１０の各条件でＢＳ−００１株をTrypticase Soy Agar液体培地で培養した。結果を表２及び表３に示す。
【００１５】
【表２】
2005261239.tif 000003
【００１６】
【表３】
2005261239.tif 000004
【００１７】
至適生育温度試験では４２℃から６０℃で生育性を示し、至適生育pH試験ではpH７からpH９（pH９では弱い生育性）で生育性を示した。至適生育温度試験と至適生育pH試験は好気及び嫌気の条件で実施し、同様の結果を得た。このことからＢＳ−００１の通性嫌気性が確認された。これらの性状はGeobacillusの記載と一致する。
【００１８】
４．１６ＳｒＤＮＡ（１６ＳｒＲＮＡ遺伝子）の解析
ＢＳ−００１株を前記分離培地に植菌し、６０℃で１日間培養し、この菌体をＤＮＡ抽出の供試菌体とした。ゲノムＤＮＡの抽出にはPrepMan Method(Applied Biosystems.社)を使用した。抽出したゲノムＤＮＡを鋳型として、ＰＣＲにより１６Ｓ  Ribosomal ＲＮＡ遺伝子（１６ＳｒＤＮＡ）のうち５′末端側約５００bpの領域を増幅した。その後、増幅された塩基配列をシーケンシングし、検体の１６ＳｒＤＮＡ部分塩基配列を得た（配列番号１）。
【００１９】
以上の結果から、ＢＳ−００１株は、ジオバシラス属に属する新規菌株を判断した。そこで本菌株をジオバシラス  エスピー．ＢＳ−００１と命名し、特許微生物寄託センターにＦＥＲＭ  Ｐ−１９７０６として寄託した。
【００２０】
本菌株を用いて低級アルコールを製造するには、セルロース系物質及び／又はセルロース由来の糖質を含む培地で、本菌株又はその類縁株を培養し、培養物から低級アルコールを採取すればよい。
【００２１】
セルロース系物質及び／又はセルロース由来の糖質としては、古紙・製紙スラッジ、セルロースを含有する草木等が挙げられるが、効率よく反応させるためには、破砕やその他の前処理を施してから炭素源として供給することが望ましい。その他に培地成分として、窒素源、無機塩、その他発酵に必要な成分の種類、添加量はエタノール発酵における既知の条件の中から、適宜選定すればよい。
【００２２】
培養に際して、温度、pH等の条件は使用する微生物が低級アルコールを生産しうる範囲であればよく、通常は５０℃〜６５℃、pH５．８〜９より好ましくは、６．２〜７．５のpHの範囲である。また本発明の菌株は、通性嫌気性菌であるため、好気的条件で培養した後に酸素の供給を停止すればよく、培養条件の管理が容易である。
【００２３】
本発明方法によって得られる低級アルコールとしては、エタノールの他、１−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノールが挙げられる。このうち、エタノールの生産性が最も高く、本発明方法は、特にエタノールの生産に好適である。培養物からの低級アルコールの採取は、常法に従えばよい。
【実施例】
【００２４】
次に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００２５】
実施例１
下記の成分培地に、ＢＳ−００１株を接種し、温度６０℃、pH７．０、回転数１５０rpmで撹拌して培養した。
【００２６】
（表４）
ＫＨ2ＰＯ4          ４．４ｇ
尿素               １．５ｇ
（ＮＨ4）2ＳＯ4     ０．５ｇ
酵母エキス         ３．０ｇ
ＣａＣｌ2・Ｈ2Ｏ    ０．０５ｇ
システイン塩酸塩   １．０ｇ
ＦｅＳＯ4          １．０mg
セルロース       ５０ｇ
蒸留水             １Ｌ
【００２７】
培養時間と培養物中の低級アルコール濃度との関係を図１に示す。図１から明らかなように、本発明方法によればセルロースから直接エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール及び２−ブタノールを生産できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ジオバシラス属微生物の培養時間と培養物中の低級アルコール濃度との関係を示す図である。
【図１】
2005261239.tif 000005
【配列表】
2005261239000001.app