静置培養におけるBC生産について調べた。培養の時間の経過とともに、BCのゲル状シートの厚さは増加し、試験管を用いた培養では厚さ4cmに達した。このゲル状シートは、BCの細いリボン状フィブリルが複雑にからみあった網目構造を保持しており、その間隙にBCの約100倍程度の重量の液体を含んでいた。このような特異的な網目構造は、菌体増殖に伴う分裂と、連続的なリボン状BCの菌体外への排出とが並行しておこることにより形成されると推察された。

　静置培養において、気相中の酸素分圧を変化させると、BCの生産量が変化すると同時に、生産されるゲル状シートを構成するBCフィブリルの網目構造の密度が変化することが見いだされた。すなわち、大気中より低い酸素濃度では、粗な網目構造が形成されるのに対して、高い酸素濃度では密な網目構造が形成された。酸素濃度とBCの生産量、菌体の増殖などの関係を解析した結果、網目構造の密度と単位菌体当りのBC生産性の間に負の相関関係が認められた。この酸素濃度によって網目構造の密度が変化する現象は、BCの網目構造の形成モデルを用いることにより説明できた。

　BCは、その培養方法(静置、通気攪拌)による巨視的形態の変化に伴って、フイブリルの形態や網目構造には大きな変化はないが、結晶構造、重合度などのミクロ構造については変化していることがわかった。すなわち、通気攪拌培養で生産されるBCは、静置のそれと比較すると構造が乱れたものとなり、重合度、結晶化度などが低下していることが明らかとなった。今後、これらの知見は、培養条件(培養方法、生産菌株)によるBCの構造、物性の制御、またBCの利用にとって有益なものとなると考えられる。

　BCの乾燥シートの調製方法、得られたシートの構造的特徴を解析した。静置培養で生産されるゲル状膜から熱プレス乾燥で得たシート、および、この離解物から得たシートについてX線回折を行った結果、全てのシートにおいて、(110)結晶面が、乾燥後のシート面に対して平行に選択的に面配向していることが明かとなった。この結果は、この選択的面配向が乾燥の際に初めて形成され、乾燥の際の収縮方向に対して直角に面配向することを意味している。また、乾燥シートでは、乾燥前のゲル状シートと比較して、(110)結晶面の面間隔が圧縮された状態で、結晶が乾燥シートの中に固定されていることが認められた。電子顕微鏡観察による形態観察の結果、全ての乾燥シートに薄いシートからなる層状構造が形成されていることが明かとなった。このことから、結晶の選択的面配向と層状構造との間に密接な関連があると考えられる。またさらに、これらは、BCの(110)結晶面が相互に結合しやすいことに起因すると考えられる。このような特徴的な構造の形成は、乾燥シートの調製方法に依存した。特に抄造して乾燥シートを調製すると、BCのフィブリル間の結合が弱く、面配向き、層状構造形成の度合いの少ないものができることが判明した。

　静置培養で生産されるBCのゲル状シートから、プレス乾燥法を用いて得られる乾燥シートの静的引っ張り試験を行った。その結果、この乾燥シートが2次元無配向の約15GPa以上のヤング率を持つことが明らかとなった。このヤング率を、従来の2次元無配向の高分子材料のそれと比較した結果、最も高いものであることが明かとなった。この高いヤング率に代表される乾燥シートの特性は、BCや乾燥シートの製造条件によって大きく変化することがなく、BCの乾燥シートに普遍的なものであることがわかった。

　幾つかの菌株のつくるBCから得た乾燥シートのヤング率を測定した結果、菌株の違いによりシートのヤング率も異なることが明かとなった。さらに、静置培養、通気攪拌培養で得られたBCから調製したヤング率を比較した結果、通気攪拌培養のBCのシートの方が低いヤング率を持つことが明かとなった。これは、通気攪拌培養によって引き起こされるBCの構造の乱れに起因すると思われる。これらのサンプルのヤング率と第4章で明かとされた種々の構造とを関連を調べたところ、ヤング率と結晶化指数の間に相関が認められた。

　通気撹拌培養と静置培養で得られたBCから調製した離解物を原料として、種々の方法で乾燥シートを調製しヤング率を解析した。離解物から、抄造法で調製した乾燥シートは、ゲル状シートを熱プレス乾燥して得た乾燥シートと比較して、3分の1以下にヤング率が低下した。これに対して、キャスト法を用いて調製した乾燥シートは、ゲル状シートからプレス乾燥で得た乾燥シートの約65%のヤング率をもつことが見いだされた。さらに断面積補正値から求めたヤング率では、約80%以上の値であった。この結果は、乾燥シートなどの成型物の調製方法を工夫することで、BCのゲル状シートからだけではなく、離解物や通気攪拌培養で蓄積されるBCからもセルロースからでも高性能の乾燥シートが得られることを示しており、工業的なスケールでの大面積で厚さに制限のない高強度のシートの生産へとつながるものと考えられる。

　BCの離解物をパルプと混合することで、複合紙の形成が可能となった。また、BC離解物の添加量を増やすことで、紙の強度が増加することが見い出された。さらに、BC離解物を自着性のないガラス繊維、ウィスカーなどと混合することで、複合シートの形成が可能となった。走査型電子顕微鏡による観察で、これらの繊維が、添加されたBC離解物の細いフィブリルの束が仲立ちとなって架橋されていることがわかった。

　BCのゲル状シートの水分保持性、生体適合性を生かして動物細胞培養担体としての応用を検討した。静置培養で生産されるBCのゲル状シートの表面を化学修飾し、荷電基を導入した上で、コラーゲンのような細胞接着性蛋白質をコーティングすることで、様々な接着依存性の動物細胞培養の新規担体としてBCを開発することができた。この担体の特徴は、従来のプラスチックシャーレと比較して、細胞との接着性が高く、しかも動物細胞の生育が長期間維持できる点にあった。この担体を用いて、生理活性物質であるEDFの生産を行ったところ、一か月間生産の活性を高く維持することができた。これに対して、従来のプラスチックシャーレの場合には、10日間しか生産が維持されなかった。