Jisuke Hayashi

Construction of shuttle vectors derived fromAcetobacter xylinum for cellulose-producing bacteriumAcetobacter xylinum

SummaryShuttle vector pUF106 was constructed by ligation ofAcetobacter xylinum plasmid pFF6 toEscherichia coli plasmid pUC18. It had unique restriction sites suitable for insertion of a foreign DNA fragment and conferred ampicillin resistance to a host. pUF106 transformed cellulose-producingA. xylinum ATCC10245 as well asE. coli JM109.

Cellulose component of Acetobacter xylinum pellicle: morphology and its significance for the mechanism of microfibril formation

Abstract The cellulose component of native, minimally disturbed pellicles of Acetobacter sylinum has a three-dimensional, microfibrillar, interconnected, ‘brush-wood’ structure. This structure could not originate from a spinneret or extrusion mechanism of cellulose microfibril formation. It may be produced by a mechanism of spontaneous association and post factor crystallization of preformed, transient I → 4β glucans.

Cellulose production by Acetobacter xylinun in the presence of cellulase

ABSTRACT The cellulose productivity by Acetobacter xylinum , cellulose producing bacteria, is enhanced by a small amount of heat-denatured cellulase. Effect of an endoglucanase, two exoglucanases and two β-D-glucosidases, purified from a commercial cellulase preparation of Trichoderma viride using anion exchange column Mono Q and gel filtration column Superdex 75, has been studied on cellulose production. The heatdenatured cellulase components showed a little enhancement of cellulose productivity compared with the standard culture. In the native state, the β-D-glucosidase fraction is the most effective component for cellulose production. These results suggest that enhancement of cellulose productivity by heat-denatured cellulase mainly result from β-D-glucosidase component in the commercial cellulase.

2 – Synthesis and characterization of bacterial cellulose composite (BCC)

ABSTRACT In general, biodegradability of a material decreases with an increase in its mechanical strength. Bacterial cellulose (BC) produced by Acetobacter xylinum (A. xylinum) is a very unique and interesting material, since it has naturally both high mechanical strength and biodegradability. We have succeeded in preparing an incorporated BC (BC composite) with water-soluble polymer, such as carboxymethyl cellulose (CMC) or methyl cellulose (MC) by adding water-soluble polymer into the standard medium of A. xylinum. Youngs modulus of BC composites was about 1 - 3 times that of normal BC (30 - 40 GPa) and BC composites were almost degraded in soil after 28 days as well as normal BC. This preparation method has been applied to synthesize a new type of BC having both high biodegradability and other functions.

Polymers and Environment II. Biodegradability of Papers Reinfoced with Resins.

紙は安価で, 生物分解性に富んだ材料であるが, 強度特に湿強度が不十分である. 合成高分子による含浸, 架橋などの補強がなされた時, 生物分解性が著しく阻害されることがある. 含浸補強が行われた構造レべル, 程度と強度増加ならびに生物分解性との関係を検討した. エポキシ樹脂をメチルアルコールで希釈して紙に含浸させることにより. 強度を増加できるが, 低濃度では逆に強度は低下し, 生物分解性も著しく低下する. 希釈せずに含浸させた場合は85%もの重量増があるにもかかわらず, パルプ繊維の生物分解性は阻害されなかった. 低濃度では付与された樹脂量は少ないが, 繊維内部まで侵入していると考えられ, したがって生物分解性は繊維内部に樹脂が浸透したか否かに支配される. 生物分解性を持っ微生物生産ポリエステルを含浸させた場合は, このポリエステルのフィルムより, 含浸紙全体の方が速やかに分解され, 空隙の多い構造が分解を促進したと考えられる.

On the Existence of Cellulose Dinitrate Crystallite

Cellulose dinitrate (DNC), obtained by homogenous reaction, showed a broad X-ray diagram similar to cellulose trinitrate (TNC). The diagram did not become sharp by usual recrystallization, and it would be the imperfect crystallite of TNC containing unaltered QH groups uandomly and not DNC crystallite. The existence of DNC crystallite was alsgJ d-oubtful from the iewpoifit of the selective reactivity among three kinds ef OH groups in celluloserIn- previous work, it was considered that when OH groups. adjacent tg C2 anq Cg. are both nitrat- C glucose ring sheuld change from chair form (02 and Os, gauche) toL. h alfboat 6h-s6, the reactivity of either of OH groups adjacent to C2 or C3 would fairly be lowertha n the other because of the energy required to change a ring form.B TNC treated with supTerheated water at 1500C, gave the new sharp X ray diagram with different from that of TNC(25.75 A). This fact suggested that glucose ring in DNC m 1ecule retained chair form.The. unit cell f DNC crysta11 te was monoclinic(pseudoorthorhombic)with; 13, 62 A, b=10.32A, c=7.94Aand=90.

Purification of Sulfite Pulp with Air and Sodium Carbonates

未晒 SP の炭酸ナトリウム媒質下における空気酸化精製を前報と同様の方法によって行なった。カセイソーダ媒質の場合に比較して, 精製効果や白色度の向上は殆んど同程度であるが, パルプ粘度の低下がカセイソーダの場合よりもさらに少く, 収率も高いのが特徴である。例えば,ブナ SP を 2% 炭酸ナトリウムを用い, 0℃, 3.5kg/cm2 の空気によって酸化した場合, 白色度は 45.3 から 71% (70) へ塩素吸収率は 2.64 から 0.59% (0.41), リグニン含量は 1.99 から 0.12% (0.12) へ減少する。かっこ内の数字は 2% カセイソーダを用いた場合の値で炭酸ナトリウムの場合と大差がない。一方, パルプ粘度は % カセイソーダで 5.5 か 4.4 に低下するのに対し, 2% 炭酸ナトリウムでは 5.3 と殆んど低下しない。炭酸ナトリウムの濃度が 2% 以下の場合は, 空気酸化によって裂断長, 比破裂度共に原料よりむしろ高値を示す。空気酸化試料を次亜塩素酸ナトリウムで漂白した。0.5% 炭酸ナトリウムによる二段酸化または 0.5% 炭酸ナトリウムで空気酸化後, 漂白した場合に特に良好な漂白パルプが得られた。

Influence of the Outer Layer of Fibres on the Depression of Pulp Viscosity in Bleaching.

化繊用パルプ製造工程中,漂白時におけるパルプ粘度低下の調整は最も制御し難い操作の一つである。われわれは粘度低下速度に不同の起る原因がパルプ外層の存在にあるものと仮定し,赤松の未晒とブナの半晒パルプについてその外層を剥離した試料をつくり,漂白時の剥離パルプの酸化速度を未剥離パルプ,パルプ外層のそれと比較した。酸化速度は漂白浴の酸素消費量,パルプ粘度,パルプのカルボキシル基量の変化から求めた。更に浴のpHおよび温度等の酸化条件を変えた場合についても追求した。その結果,(1) パルプの粘度低下速度は剥離パルプの場合が未剥離パルプの場合より常に大であった。(2)酸素消費速度は粘度低下の傾向と逆で,剥離パルプの場合が僅少であり,パルプ外層の場合が最も大であった。(3)パルプ中のカルボキシル基の生成は粘度低下と同じ傾向で経過した。(4)剥離,未剥離パルプの粘度低下の傾向は酸化条件が苛酷になるにしたがって,差が大となることがわかった。これらの結果から漂白時における粘度低下の不斉の原因はパルプ外層の選択的酸化によるためであると結論した。

Oxidative Modification of Cellose during Nitration

繊維素を混酸を用いて硝化する場合,副反応として酸化が起るのが一般である。現在のセルロイド用および塗料用硝化綿の製造の場合は,高温硝化を行ってむしろ酸化および加水分解作用を利用して低粘度硝化物をうる方向にあるので,硝化中に起る酸化の研究が必要である。酸化反応は硝化物の重合度の低下のほかに,硝化収率の低下,不溶解繊維の生成,硝化物の不安定化(著しい不安定化物を生じた時はいわゆる壼火事pot fireが起る)を起させると考えられ,工業用硝化綿の品質に及ぼす影響がきわめて重大である。しかるに従来この方面の研究は全く行われていない。われわれは混酸中にごく僅かに存在する亜硝酸分(実はNO2)が酸化反応の主役をなすものと考え,NO2分の異なる混酸を用いて硝化物をつくり,いずれの場合も混酸中のNO2含量にほぼ比例して脱硝物のカルボキシル基が増加することを知った。そうしてこの値がウロン酸の分析値と一致することからNO2ガス酸化と同様にこの場合も繊維素グルコース残基の第1級アルコールが選択的に酸化され,カルボキシルに変化するこどを確認した。また弱綿用混酸使用の場合の酸化が強綿用の場合にくらべて著しいのは,この場合の硝化がペルムトイド反応で行われることから考えて,酸化剤の繊維組織内への侵入が容易であるためと考えた。更に酸化に伴なう硝化収率,硝化度,重合度の低下を各硝化温度について比較した。