JP2012191901A - 撹拌型培養槽 - Google Patents
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Abstract
培養の進行に伴い粘度が高くなった培養液中においても、更にバイオポリマーを産生し蓄積させることができる、すなわち効率よくバイオポリマーを産生することができる装置及び方法を提供すること。
【解決手段】
培養槽と、当該培養槽の中心部に設けられた撹拌軸と、当該撹拌軸に備えられた複数の櫛形の撹拌翼と、撹拌翼の下部に備えられた通気管とを備えた通気撹拌装置。
【選択図】図1
Description
本発明の通気撹拌装置は、培養槽と、当該培養槽の中心部に設けられた撹拌軸と、当該撹拌軸に備えられた複数の櫛形の撹拌翼と、撹拌翼の下部に備えられた通気管とを有する。
本発明で使用する培養槽の大きさは、バイオポリマー(多糖類)が大規模で製造できれば限定されない。例えば0.1m3(100L)〜100m3の大きさの培養槽を使用することができる。好ましくは0.2〜80m3、より好ましくは0.5〜50m3である。
本発明通気撹拌装置には、発酵槽の中心部に撹拌軸が設けられており、当該撹拌軸に複数の櫛形の撹拌翼が備え付けられる。また、撹拌軸はそれを回転させるための駆動部に接続されることができる。
本発明においては、培養槽中に通気管を設置する。培養液中に空気を行き渡らせるためである。通気管を設置する場所は、空気(酸素)が培養液中に行き渡るようにできれば限定されないが、できるだけ培養層の底部に近い場所が好ましい。また、撹拌翼の効果を利用するためには、最も下に位置する撹拌翼よりも下に設置するのがより好ましい。
培養槽は、必要に応じて邪魔板(バッフル)を設置することができる。邪魔板の大きさ、形状、枚数は、微生物が安定して培養でき、高粘度のバイオポリマーが十分に得られれば限定されない。
本発明において、バイオポリマーを産生する微生物であれば、使用する微生物の種類は限定されず、目的とするバイオポリマーの種類に応じて適宜選択することができる。本明細書では乳酸菌を代表して述べる。乳酸菌とは、通常の培養により菌体外にバイオポリマー(多糖類)を生産することができる乳酸菌のことである。当該乳酸菌は多糖生産能を有していれば種類は限定されない。例えば、Lactobacillus属に属する微生物、Lactococcus属に属する微生物、Leuconostoc属に属する微生物、Pediococcus属に属する微生物及びStreptococcus属に属する微生物等を挙げることができる。
本発明では、ヒアルロン酸生産能を有する微生物としては、Streptococcus属に属する微生物が好ましい。ヒアルロン酸生産能を有するStreptococcus属に属する微生物は、一般に牛鼻腔粘膜、牛眼球に存在していることが知られている。本発明ではそこから単離された微生物を利用することも出来る。また、Streptococcus属に属しない微生物でも、通常の遺伝子工学的手法を用いてヒアルロン酸生産能を得た微生物も使用することが出来る。
培地は、上記微生物がヒアルロン酸を生産できる培地であれば限定されず、微生物の種類に応じた公知の培地を用いることが出来る。例えば、炭素源としてグルコース、フルクトース等の単糖類、乳糖、スクロース、マルトース等の二糖類、オリゴ糖類等;窒素源としてポリペプトン、酵母エキス等の有機窒素源;アルギニン、グルタミン酸、グルタミン等の遊離アミノ酸;ビタミン;無機塩類等;タンニン等のフェノール性水酸基を有するヒアルロニダーゼ阻害剤を含む(水に溶解した)培地を使用することが出来る。
このようにして得られたヒアルロン酸は、公知の方法により精製等を行うことができる。例えば、培地を必要に応じて(好ましくは、ヒアルロン酸濃度が0.1〜5g/Lになるように)希釈した後、例えば遠心分離、濾過、カーボン、セライト、パーライト等を用いて菌体を除去し、さらに、菌体を除去した培地を活性炭と接触させればよい。
<実施例1>
工程1.ストレプトコッカス・ズーエピデミカス(FERM P−21487)の培養
図1は本発明の実施例の攪拌型培養槽の模式図である。図1中の1は培養槽であり、微生物の生育環境を均一にするために、培養槽1の内部には攪拌軸4に取り付けられた回転可能な攪拌翼3が設けられている。
前記工程1で培養した培養液(ヒアルロン酸含有液)を、イオン交換水を用いて10倍に希釈し、その2.5L水溶液に活性炭(武田薬品社製の白鷺RW50−T)を5g、パーライト(三井金属鉱業株式会社のロカヘルプ♯409)を30g添加してpH4に調整後、1時間処理し、ヌッチェを用いて濾過した。
前記2で調整したヒアルロン酸含有液1Lに、食塩3gを溶解、pH7に調整後、2−プロパノール6Lで析出を行い、40℃で真空乾燥し、0.85gのヒアルロン酸ナトリウム結晶を得た。結果を表1にまとめて示す(以下の実施例及び比較例についても同様。)。
櫛形の撹拌翼の2枚とも歯の部分を上向きにした以外は、実施例1と同様の操作を実施した。得られたヒアルロン酸ナトリウム結晶は0.85gであった。
2枚の櫛形の撹拌翼同士の角度を90度の角度(直角)で取り付けられた以外は、実施例1と同様の操作を実施した。得られたヒアルロン酸ナトリウムの結晶は0.83gであった。
櫛形の撹拌翼の2枚とも歯の部分を上向きにし、更に、撹拌翼同士の角度を90度の角度(直角)になるように取り付けられた以外は、実施例1と同様の操作を実施した。得られたヒアルロン酸ナトリウムの結晶は0.83gであった。
図3に示したように、門型撹拌翼(軸方向の長さ150mm)1枚を用いた以外は、実施例1と同様に操作を実施した。得られたヒアルロン酸ナトリウム結晶は0.72gであった。
図4に示したように、実施例1で使用した2枚の翼と軸方向の長さを同一(65mm)とした門型撹拌翼2枚(0度(並行))を用いた以外は、実施例と同様な操作を実施した。得られたヒアルロン酸ナトリウム結晶は0.68gであった。
門型撹拌翼同士の角度を90度の角度(直角)で取り付けられた以外は、比較例2と同様の操作を実施した。得られたヒアルロン酸ナトリウムの結晶は0.65gであった。
2 駆動部
3 撹拌翼
4 撹拌軸
5 バッフル(邪魔板)
6 スパージャー(通気管)
7 発酵液
Claims (9)
- 培養槽と、当該培養槽の中心部に設けられた撹拌軸と、当該撹拌軸に備えられた複数の櫛形の撹拌翼と、撹拌翼の下部に備えられた通気管とを備えた通気撹拌装置。
- 撹拌翼の間隔の合計が撹拌翼の全翼長の5〜40%である、請求項1記載の通気撹拌装置。
- 隣接する撹拌翼が0度又は90度の角度になるように取り付けられた、請求項1又は2記載の通気撹拌装置。
- 隣接する撹拌翼同士が対向するように取り付けられた少なくとも1組の撹拌翼を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の通気撹拌装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の通気撹拌装置で微生物を培養することにより、バイオポリマーを製造する方法。
- 微生物が、Lactobacillus属に属する微生物、Lactococcus属に属する微生物、Leuconostoc属に属する微生物、Pediococcus属に属する微生物及びStreptococcus属に属する微生物からなる群から選ばれる少なくとも一種の乳酸菌である請求項5記載の方法。
- 乳酸菌が、ヒアルロン酸生産能を有する微生物である請求項6記載の方法。
- ヒアルロン酸生産能を有する微生物が、Streptococcus zooepidemicusである請求項7記載の方法。
- Streptococcus zooepidemicusが、Streptococcus zooepidemicus MK5(FERM P−21487)である請求項8記載の方法。
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US20150152459A1 (en) * | 2012-07-05 | 2015-06-04 | Altergon Italia S.R.L. | Production of Highly Purified Sodium Hyaluronate (HANA) with Controlled Molecular Weight |
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