バイオテクノロジー

Gluconacetobacter 属細菌のセルロース膜産生能

 セルロースは地球上で最も豊富に存在する高分子で、そのほとんどは植物によって作られますが、カビや細菌にも合成するものがあります。中でも細菌が合成するものはバクテリアセルロースと呼ばれ、スピーカーの音響振動板などの工業用素材として利用されています。バクテリアセルロースを作る細菌としてはGluconacetobacter 属が知られています。ナタデココはココナッツ水をG. xylinusによって発酵させて作られ、あの独特の食感はバクテリアセルロースによるものです。NBRCから入手できるGluconacetobacter 属細菌の中で、どの株のセルロース産生能が高いのかというお問合せを時々いただきますので、G. xylinus 10株、G. hansenii 4株の合計14株について、その調査を行いました。

供試菌株

NBRCで保有しているGluconacetobacter 属細菌14株を用いています。

NBRC No. Type Strain 学名 指定
培地
指定
温度
分離源
3288 Yes Komagataeibacter medellinensis
Synonym: Gluconacetobacter medellinensis
804 30 Vinegar(酢)
13693 No Komagataeibacter xylinus
Synonym: Gluconacetobacter xylinus
350 30  
13772 No Komagataeibacter xylinus
Synonym: Gluconacetobacter xylinus
350 30 Film in fermentor of vinegar
(酢発酵槽の菌膜)
13773 No Komagataeibacter xylinus
Synonym: Gluconacetobacter xylinus
350 30 Film in fermentor of vinegar
(酢発酵槽の菌膜)
14816 No Komagataeibacter hansenii
Synonym: Gluconacetobacter hansenii
350 30  
14817 No Komagataeibacter hansenii
Synonym: Gluconacetobacter hansenii
804 30  
14820 Yes Komagataeibacter hansenii
Synonym: Gluconacetobacter hansenii
804 30  
15237 Yes Komagataeibacter xylinus
Synonym: Gluconacetobacter xylinus
1245 30  
16643 No Komagataeibacter xylinus
Synonym: Gluconacetobacter xylinus
350 30 Fruit of gumi, Elaeagnus pungens(グミ)
16644 No Komagataeibacter xylinus
Synonym: Gluconacetobacter xylinus
350 30 Chinese jujube, Zizyphus jujuba(ナツメヤシ)
16670 No Komagataeibacter xylinus
Synonym: Gluconacetobacter xylinus
804 30 Grape, Vitis 'malvasia'
(ブドウ)
16672 No Komagataeibacter xylinus
Synonym: Gluconacetobacter xylinus
804 30 Grape, Vitis 'malvasia'
(ブドウ)
16682 No Komagataeibacter xylinus
Synonym: Gluconacetobacter xylinus
350 30 Grape, Vitis 'malvasia'
(ブドウ)
105051 No Komagataeibacter hansenii
Synonym: Gluconacetobacter hansenii
1047 28 Kombucha tea ferment
(紅茶キノコ)

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方法

  • 1.菌を指定培地のプレートに接種する(前培養)。
  • 2.菌体を0.85%生理食塩水5 mLによく懸濁する。菌体の塊が残る場合は、5分ほど静置して塊を沈殿させ、懸濁液上部から菌液を分取し、吸光度がOD660 = 1.0 になるように調整する。ODを調整した菌液1 mLを、下記培地100 mL(300 mLフラスコ)へ接種する。
    • ① Glucose 20 g、Yeast extract 10 g、エタノール 5 mL、蒸留水 1 L、pH6.8
    • ② Glucose 20 g、Yeast extract 10 g、蒸留水 1 L、pH6.8
    • ③ Glucose 100 g、Yeast extract 10 g、エタノール 5 mL、蒸留水 1 L、pH6.8
    • ④ Glucose 100 g、Yeast extract 10 g、蒸留水 1 L、pH6.8
  • 3.各菌株の至適温度で5日間、静置培養する。
  • 4.深型シャーレにセルロース膜を移し、その後セルロース膜が十分浸る程度の1N NaOHを入れ、一晩放置する(室温)。(目安として薄い膜の場合は約8 mL、厚い膜の場合は約20 mL)
  • 5.深型シャーレの1N NaOHを捨て、キムタオル等で膜をはさんで上から軽く押し、NaOHをできるだけ取り除く。セルロース膜をビーカーに移し、蒸留水を200 mL入れ、10分ゆっくりと撹拌する。この洗浄操作を蒸留水のpHが中性になるまで(約3回)繰り返し、セルロース膜に含まれているNaOHを取り除く。
  • 6.セルロース膜の水分を十分に除いた後、60℃で20~30分乾燥する。
  • 7.微量天秤で重量測定する。

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結果

NBRC No.
2% グルコース
+ 0.5% EtOH
2% グルコース 10% グルコース
+ 0.5% EtOH
10% グルコース
3288 0 0 0 0
13693 123.6 40.3 138.9 41.9
13772 32.4 21.0 24.8 29.0
13773 15.7 0 13.0 0.0
14816 17.8 19.3 16.3 16.8
14817 0 0 0 0
14820 0 0 0 0
15237 1.1 1.3 2.2 1.0
16643 11.6 4.6 4.1 6.0
16644 293.5 107.2 167.0 160.9
16670 127.0 12.7 147.3 3.4
16672 92.5 31.4 101.7 27.3
16682 265.9 29.9 188.7 57.9
105051 115.9 44.5 91.6 91.1
単位(mg)

基礎培地へのグルコースとエタノール添加量の違いによるセルロース産生量の比較

2%グルコースと0.5%エタノールを添加した基礎培地でのセルロース産生量の比較

 * 試験は1株につき3回~5回行い、平均値を表示した。グラフのエラーバーは標準偏差を示す。
2014年10月

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