JP2001057880A - 微生物菌体の分離方法 - Google Patents

微生物菌体の分離方法

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JP2001057880A
JP2001057880A JP11233657A JP23365799A JP2001057880A JP 2001057880 A JP2001057880 A JP 2001057880A JP 11233657 A JP11233657 A JP 11233657A JP 23365799 A JP23365799 A JP 23365799A JP 2001057880 A JP2001057880 A JP 2001057880A
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cells
surfactant
microbial
chloride
microorganism
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JP11233657A
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English (en)
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Osamu Odawara
修 小田原
Kenji Miyamoto
憲二 宮本
Satoshi Yokomizo
聡 横溝
Keiji Matsumoto
圭司 松本
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微生物菌体の分離が容易に行うことのできる
方法を提供すること。 【解決手段】 微生物菌体懸濁液に2価以上の金属塩お
よび/または界面活性剤を添加し、微生物菌体を凝集さ
せて分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は微生物菌体の分離方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】発酵法により酵素や抗生物質等を菌体外
に分泌させて製造する場合、生産微生物菌体を分離して
除去し、発酵生産物を含む培養液のみを得る必要があ
る。また、微生物菌体内に酵素やビタミンの様な発酵生
産物を蓄積する場合も、微生物菌体を培養液より効率よ
く分離して得る必要がある。従来、微生物培養液より微
生物菌体を分離するには、ろ過や遠心分離等の操作によ
って分離が行われていた。ろ過操作では、かびや担子菌
のような比較的大きな微生物菌体は分離出来るものの、
大量に処理する場合、ろ過が進むにつれて圧力損失が大
きくなり、得られるろ液量も少なくなるなどの問題点が
あった。また、酵母や細菌などの1〜6ミクロン程度の
大きさで比重が水に近い菌体の場合は、ろ過操作で微生
物菌体を分離することが困難である。一方、遠心分離で
これら細菌などの微生物菌体を分離しようとする場合、
高い遠心力が必要であり、完全に菌体を分離するには遠
心操作を何度か繰り返す必要がある。更にろ過と比較し
て電力コストが高くつくという欠点がある。また、微生
物菌体懸濁液にカチオン性高分子を添加して微生物菌体
を凝集し、菌体を分離する方法が開示されている(特開
昭61−40784号、特開昭64−274639
号)。しかし、これらの方法は、カチオン性高分子が高
価なことやカチオン性高分子の他にもポリカルボン酸塩
の添加が必要であるなど操作が煩雑であること、また、
十分な凝集効果が得られないなどの問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術における上記の課題を解決し、微生物菌体懸濁液か
ら微生物菌体のみを凝集させて効率よく分離を行うこと
のできる分離方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、微生物菌
体の工業的に有利な分離方法について鋭意検討した結
果、微生物菌体懸濁液から微生物菌体を分離するに際し
て、微生物菌体懸濁液に2価以上の金属塩および/また
は界面活性剤を添加することにより、微生物菌体のみを
凝集させることが出来、効率良く微生物菌体を分離出来
ることを見いだし、本発明に到達した。
【0005】即ち、本発明の第1は、微生物菌体懸濁液
に2価以上の金属塩および/または界面活性剤を添加し
て、微生物菌体を凝集させて分離することを特徴とする
菌体の分離方法に関する。
【0006】好ましい実施の形態としては、界面活性剤
が陽イオン性である上記分離方法に関する。
【0007】更に好ましい実施形態としては、界面活性
剤の分子量が500以下である上記の分離方法に関す
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる微生物は、一
般に知られている真菌、細菌および酵母などであれば特
に限定されない。例えば、エシェリシア・コリ(Esc
herichia coli)等のエシェリシア属(E
scherichia)、アルカリゲネス・エウトロフ
ァス(Alcaligenes eutrophus)
等のアルカリゲネス属(Alcaligenes)、シ
ュウドモナス属(Pseudomonas)、バチルス
属(Bacillus)、アゾトバクター属(Azot
obacter)、ノカルディア属(Nocardi
a)、アエロモナス・キャビエ(Aeromonas
caviae)等のアエロモナス属(Aeromona
s)、サッカロマイセス属(Saccharomyce
s)、ピチア属(Pichia)、キャンディダ属(C
andida)等が挙げられる。更には、特定の代謝産
物の取得を目的として、タンパク質をコードした遺伝子
を導入した組み替え菌体を用いることも出来る。
【0009】微生物の培養に使用する培地には一般によ
く知られた炭素源、窒素源、無機塩類、そのほかの有機
栄養源を利用することが出来る。炭素源としては特に限
定されないが、具体的には、ショ糖、糖蜜、グルコー
ス、フルクトース、ガラクトースなどの糖類、オクタ
ン、デカン、ウンデカン、トリデカンなどの炭化水素
類、オクタン酸、ラウリン酸、デカン酸などの脂肪酸類
あるいはそれらの塩類、大豆油、菜種油、コーン油、パ
ーム油、ヤシ油などの油脂類あるいはその加水分解物等
が挙げられる。窒素源としては、特に限定されないが、
具体的にはアンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモ
ニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム塩の他、
ペプトン、肉エキス、酵母エキス、プロエキス等が挙げ
られる。無機塩類としては、特に限定されないが、具体
的にはリン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン
酸第一ナトリウム、リン酸第二ナトリウム、塩化ナトリ
ウム等が挙げられる。そのほかの有機栄養源としては、
例えば、グリシン、アラニン、セリン、スレオニン、プ
ロリン等のアミノ酸、ビタミンB1、ビタミンB12、ビ
タミンC等のビタミン類等を挙げることができる。
【0010】微生物の培養条件としては、使用する微生
物が成育できる条件を適宜設定すればよい。例えば、エ
シェリシア・コリ(Escherichia col
i)を10Lのジャーファーメンターで培養する場合、
培養温度は20〜40℃、好ましくは25〜37℃であ
り、攪拌数は100〜700rpm、好ましくは300
〜500rpmであり、pHは5〜9、好ましくは6〜
8、通気量は0.1〜1.0vvm、好ましくは0.2
〜0.8vvm、培養時間は10〜120時間、好まし
くは15〜40時間が、好適条件として例示できる。
【0011】本発明の微生物菌体懸濁液とは、微生物菌
体を含む水性の懸濁液、または有機溶媒性の懸濁液のこ
とであり、有機溶媒性懸濁液の場合は、水を含んでいて
も含んでいなくても良い。具体的には、微生物培養液を
そのまま、あるいは濃縮して用いても良いし、一旦菌体
を分離し、湿菌体として、あるいは乾燥菌体として水溶
液や有機溶媒、あるいはその混合物に再懸濁させたもの
でも良い。この懸濁液の中に非水溶性や難水溶性の成
分、具体的には大豆油、菜種油、コーン油、パーム油、
ヤシ油などの油脂類およびそれらの分解物、オクタン、
デカン、ウンデカン、トリデカンなどの炭化水素類、ラ
ウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ステア
リン酸ナトリウム、炭酸カルシウムなどの有機性、無機
性の難水溶性の塩類などを含む場合も該当する。用いら
れる有機溶媒としては、特に限定されないが、メタノー
ル、エタノール、N,N−ジメチルホルムアミド、テト
ラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の水と任意の
割合で混合する有機溶媒の他、水とは混合しない、クロ
ロホルム、塩化メチレンや1,2−ジクロロエタンの様
な含ハロゲン系炭化水素、アセトニトリル、ピリジンや
トリエチルアミンのような含窒素系溶媒、1,2−プロ
ピレンカーボネートのような環式カーボネート類、ジエ
チルエーテルやジイソプルピルエーテルの様なエーテル
系溶媒、乳酸エチルや酢酸エチルなどのエステル系溶
媒、ベンゼンやトルエンの様な芳香族性溶媒、n−ヘキ
サンやn−ペンタンの様な炭化水素系溶媒等も用いるこ
とが出来、さらにはクロロホルムとメタノール、クロロ
ホルムとテトラヒドロフランやトルエンと酢酸エチル等
のこれらの混合溶媒系でも構わない。
【0012】微生物菌体とは、培養液中のもの、培養液
から分離した湿菌体または湿菌体を凍結乾燥機等で乾燥
処理した乾燥菌体の他、ミルや高圧ホモジナイザー等の
物理的破砕処理、界面活性剤、次亜塩素酸ナトリウムや
有機溶剤等の化学処理で菌体の一部が破壊されたり、ま
たは菌体の一部が破壊されて除去されたものであっても
良い。
【0013】微生物菌体懸濁液の菌体濃度は特に制限は
ないが、湿菌体換算濃度で、5g/lから2000g/
l、特に20g/lから800g/lの範囲が好まし
い。2000g/lを超える場合は懸濁液の粘度が高く
なりすぎるため実用面で好ましくない。
【0014】本発明で使用する金属塩としては、2価以
上の金属イオンと、一般的な対イオンからなる金属塩で
あれば特に限定されず、例えば、金属イオンとしては、
カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、アルミニウム、
バリウム、マンガン、銅、コバルト等が挙げられ、対イ
オンについて、塩化物イオン、硫酸イオン、リン酸イオ
ン、硝酸イオン、炭酸イオン等が挙げられ、金属塩の具
体的な例としては、塩化カルシウム、塩化マグネシウ
ム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化亜鉛、塩化バリウ
ム、塩化コバルト、塩化銅、塩化マンガン、塩化アルミ
ニウム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム等が例示できる。また、本発明で
使用する界面活性剤としては、陰イオン性、陽イオン
性、両性もしくは非イオン性でも良いが、好ましくは陽
イオン性界面活性剤である。またその分子量は500以
下の界面活性剤が好ましい。具体的には、セチルトリメ
チルアンモニウムブロミド、ドデシルピリジニウムクロ
リド、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド、
セチルピリジニウムクロリド、トリエチルヘキシルアン
モニウムブロミド、4,4−トリメチレンビス(1−メ
チルピペリヂン)、トリメチルフェニルアンモニウムブ
ロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘ
キサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、アセタミ
ン86(花王株式会社製)、コータミン24P(花王株
式会社製)等が挙げられる。
【0015】本発明で使用する金属塩や界面活性剤の添
加量は特に制限されないが、微生物菌体懸濁液1Lあた
り0.001〜20重量%の範囲の濃度となるように添
加するのが良く、さらには0.01重量%から10重量
%の範囲の濃度がより好ましい。0.001重量%以下
ではその効果が低く、20重量%を超える濃度の場合、
コスト高となり好ましくない。
【0016】本発明においては、上記金属塩と界面活性
剤をいずれか単独で使用しても良いし、併用しても良
い。金属塩や界面活性剤の投入方法は、液体や固体のま
ま菌体懸濁液に投入し溶解させても良いし、あらかじめ
溶液としたのち菌体懸濁液に投入しても良い。金属塩や
界面活性剤の投入に際しては菌体懸濁液内での金属塩や
界面活性剤の分散を促進させるために菌体懸濁液を攪拌
したほうが好ましい。微生物菌体を凝集させるための攪
拌時間、攪拌温度については適宜設定できる。
【0017】本発明において、凝集した菌体を分離する
方法は特に限定されず、例えば、ろ過、デカンテーショ
ン、遠心分離機や膜分離等の一般的に知られている方法
が利用出来る。ろ過による分離操作については一般に用
いられるろ材、具体的にはろ紙、ろ布、網(メッシ
ュ)、多孔性セラミック、多孔性金属板、多孔性フィル
ム等が利用出来る。デカンテーションによる分離操作と
しては例えば、微生物懸濁液を攪拌後、5分から2時
間、好ましくは10分から1時間静置し、適当な方法、
例えば吸引機などで懸濁液上部の澄んだ溶液を除去すれ
ばよい。遠心分離器による分離操作については一般に知
られている条件を利用でき、遠心分離器は回分式、連続
式どちらでも利用できる。
【0018】
【実施例】以下実施例により本発明を説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0019】(実施例1)トリプトン1%、酵母エキス
0.5%、塩化ナトリウム1%からなるLB培地(Lu
ria−Bertani培地)で丸菱バイオエンジ
(株)社製の10Lジャーファーメンターを用いて、p
UC19プラスミド(Gene、33,103−119
(1985))を導入したエシェリシア・コリJM10
9株(宝酒造株式会社製、コンピントセル(カタログN
o.9052)を入手して調製)を培養した。この培養
液1lに、塩化カルシウム10gを固体のまま添加し、
攪拌機を用いて室温で30分間攪拌し、菌体を凝集さ
せ、これをろ紙(桐山製作所製、No.4)を用いて桐
山漏斗にて吸引ろ過し、菌体を分離した。このときの分
離操作は何の問題もなく行うことが出来た。この凝集分
離操作を経て得られた菌体の回収率を、元の懸濁液を一
部乾燥させて求められた菌体濃度から計算すると、95
%であった。
【0020】(実施例2)実施例1において、2価の金
属塩である塩化カルシウムを3価の金属塩である塩化ア
ルミニウムに変更した以外は同様の操作を行った。得ら
れた菌体の回収率は93%であった。
【0021】(実施例3)実施例1において、2価の金
属塩である塩化カルシウムを陽イオン性界面活性剤であ
るセチルトリメチルアンモニウムブロミドに変更した以
外は同様の操作を行った。得られた菌体の回収率は95
%であった。
【0022】(実施例4)実施例1において、2価の金
属塩である塩化カルシウムを陽イオン性界面活性剤であ
るドデシルピリジニウムクロリドに変更した以外は同様
の操作を行った。得られた菌体の回収率は93%であっ
た。
【0023】(実施例5)実施例1において、2価の金
属塩である塩化カルシウムを陽イオン性界面活性剤であ
るアセタミン86(花王株式会社製)に変更した以外は
同様の操作を行った。得られた菌体の回収率は96%で
あった。
【0024】(実施例6)実施例1において、2価の金
属塩である塩化カルシウム10gの代わりに、塩化カル
シウム5gと陽イオン性界面活性剤であるセチルトリメ
チルアンモニウムブロミド5gを用いた以外は同様の操
作を行った。得られた菌体の回収率は95%であった。
【0025】(実施例7)アエロモナス・キャビエ F
A440(寄託番号FERM BP−3432)株を、
J.Bacteriol.,179,4821−483
0項(1997)に記載の方法(培地:Na2HPO4・12H2O
11.3g、KH2PO4 1.9g、(NH4)2SO4 6g、プロエキス(播州
調味料(株)製 10g、MgSO4・7H2O 1g、ヤシ油 50g、微
量金属元素溶液(組成:FeCl2・6H2O 16.2g、CaCl2・2H2O
10.3g、CoCl2・6H2O 0.2g、NiCl3・6H2O 0.1g、CrCl3・6H
2O 16.2g、CuSO4・5H2O 0.2g / 1L 0.1N-HCl)5ml / 1
L、pH6.7、培養温度30℃、培養時間72時間)で培
養した。この培養液1lに、塩化カルシウム10gを固
体のまま添加し、攪拌機を用いて室温で30分間攪拌
し、菌体を凝集させ、これをろ紙(桐山製作所製、N
o.4)を用いて桐山漏斗にて吸引ろ過し、菌体を分離
した。このときの分離操作は何の問題もなく行うことが
出来た。この凝集分離操作を経て得られた菌体の回収率
を、元の懸濁液を一部乾燥させて求められた菌体濃度か
ら計算すると、95%であった。
【0026】(実施例8)実施例1において、エシェリ
シア・コリ JM109株をシュウドモナス・プチダ
(IFO14164)に変更した以外は同様の操作を行
った。得られた菌株の回収率は96%であった。
【0027】(比較例1)実施例1において、金属塩を
添加しなかった以外は同様の操作を行った。菌体は全く
分離できなかった。
【0028】(比較例2)実施例1において、2価の金
属塩である塩化カルシウムを1価の金属塩である塩化ナ
トリウムに変更した以外は同様の操作を行った。菌体は
全く分離できなかった。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、微生物菌体懸濁液に2
価以上の金属塩および/または界面活性剤を添加し、微
生物菌体を凝集させるという極めて簡便な方法によっ
て、従来の分離操作では困難であった菌体の分離を効率
良く行うことが可能である。従って、本発明は工業的規
模での微生物菌体の分離の効率向上およびコストの低減
に大きく寄与するものである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微生物菌体懸濁液に、2価以上の金属塩
    および/または界面活性剤を添加して、微生物菌体を凝
    集させて分離することを特徴とする菌体の分離方法。
  2. 【請求項2】 界面活性剤が陽イオン性である請求項1
    記載の分離方法。
  3. 【請求項3】 界面活性剤の分子量が500以下である
    請求項1または2記載の分離方法。
  4. 【請求項4】 微生物菌体懸濁液が水性の懸濁液である
    請求項1〜3記載の分離方法。
  5. 【請求項5】 微生物菌体懸濁液が有機溶媒性の懸濁液
    である請求項1〜3記載の分離方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011244769A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Kurita Water Ind Ltd デハロコッコイデス属細菌培養液の調製方法、塩素化エチレンの浄化剤及び浄化方法
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