JP2019004807A - 微細藻類の培養方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この方法では、温暖で広大なスペースを必要とするため、培養場所が限られてしまう。
ところで、沖縄地域で生産される泡盛は、生産量が増加しており、泡盛製造の蒸留工程において生じる残渣物の処理方法が問題となっている。
残渣物である泡盛蒸留廃液は、養豚飼料や肥料として利用されている他、醪酢原料としても利用されているが、供給が需要を大きく上回っている。
なお、ユーグレナの培養において、エタノールを適宜添加することで細胞体中に各種高機能物質が生産、蓄積されることが知られている(特許文献1)。
また、特許文献2には、微細藻類の培養液に、清酒を含めることで、効率的に微細藻類を培養できることが記載されている。
泡盛蒸留廃液の発酵によって、培養液の腐敗を防ぐとともに炭酸ガスが発生するため、微細藻類の増殖を促すことができる。
更に、残渣物である泡盛蒸留廃液を有効に利用できる。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の微細藻類の培養方法において、前記泡盛蒸留廃液が、泡盛製造の蒸留工程において減圧蒸留で得られたものであることを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1又は請求項2に記載の微細藻類の培養方法において、前記泡盛蒸留廃液を含む第1培養液を用いて前記微細藻類を培養する第1培養工程と、前記第1培養工程で前記微細藻類を培養した後に、前記第1培養液に対して1〜2倍の液量で、前記泡盛蒸留廃液を含む新たな第2培養液を加えて、更に前記微細藻類を培養する第2培養工程と、前記第2培養工程で前記微細藻類を培養した後に、前記第2培養液に対して1〜2倍の液量で、前記泡盛蒸留廃液を含む新たな第3培養液を加えて、更に前記微細藻類を培養する第3培養工程とを有することを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の微細藻類の培養方法において、前記微細藻類の培養期間中に、酵母菌又は前記酵母菌によって発酵させた醪を添加することを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項3に記載の微細藻類の培養方法において、前記第1培養工程から前記第3培養工程までを、一つの培養タンク内にて行い、前記培養タンクとして、透光性を有する密閉式タンクを用い、前記培養タンク内の下方培養液を、前記培養タンク内に沈めたポンプで上方に放出することを特徴とする。
請求項6記載の本発明は、請求項5に記載の微細藻類の培養方法において、前記培養タンク内に、前記泡盛蒸留廃液の発酵によって発生する炭酸ガスを供給することを特徴とする。
一般的な泡盛の製造方法は、洗米工程と、蒸米工程と、製麹工程と、発酵工程と、蒸留工程とを有する。
洗米工程では、原料米を水に浸けて適度な水分を吸収させ糠を取り除く。
蒸米工程では、洗米工程の後に原料米を十分に水切りして、蒸気で蒸し上げる。
製麹工程では、蒸米に黒麹菌を加えて2日間程度保温して麹米を作る。
発酵工程では、発酵タンク内に麹米を投入し、これに水と酵母としての黒麹を加え、2週間程度発酵させて醪作りをする。
蒸留工程では、熟成した醪を加熱して蒸留し、アルコールを抽出する。アルコール抽出後には、残渣物が残る。
蒸留工程で生じる残渣物は、水分が90%以上を占め、BOD値(生物化学的酸素要求量)は30,000〜120,000mg/l、SS値(懸濁物質量)は30,000〜120,000mg/lと非常に高濃度の有機物である。
泡盛蒸留廃液は、更に濾過されて不純物が除去され、高温殺菌して醪酢が製造される。
本発明の微細藻類の培養方法には、発酵可能な泡盛蒸留廃液を用いる。発酵可能な泡盛蒸留廃液は、高温殺菌されていない泡盛蒸留廃液であり、不純物を沈殿させた上澄み液又は濾過されて不純物が除去された液が好ましく、更には高温殺菌される前の醪酢原料が更に好ましい。
泡盛を製造する際に生じる残渣物である泡盛蒸留廃液を、発酵可能な状態で用いることで、泡盛蒸留廃液に含まれる有機物の腐敗を防ぎ、また発酵による炭酸ガスを利用して微細藻類を培養できる。
泡盛蒸留廃液は、泡盛製造の蒸留工程において減圧蒸留で得られたものが好ましい。減圧蒸留により60℃以下の低温で蒸留することで、酵母菌の生存率が高く、再発酵しやすい。
微細藻類の培養装置には、透光性を有する密閉式の培養タンク10を用いる。培養タンク10には、例えば乳白色の樹脂製ポリタンクを用いることができる。乳白色の樹脂製ポリタンクを用いることで、特に屋外設置時には、太陽光を光合成に利用することができる。
培養タンク10の上部には、開閉蓋11を有する。開閉蓋11によって密閉性を保つことができ、雑菌の混入を防ぐことができる。
開閉蓋11の内面には、光源12を設けることが好ましい。光源12には、LEDが適している。LEDを用いることで、光合成に使われやすい波長を照射することができる。
光源12の上方には、反射板13を設ける。反射板13によって光源12からの照射光を有効に反射又は拡散して、培養タンク10内の培養液20に照射することができる。
培養液20は、泡盛蒸留廃液30を200倍〜800倍の清浄水で希釈している。
培養タンク10内には、ポンプ14を沈めている。ポンプ14の吐出口にはホース15を接続し、ホース15の先端には浮き具16を設けている。ホース15の先端は、浮き具16によって培養液20の上方に配置される。
培養タンク10内の下方の培養液20は、ポンプ14で吸入され、ホース15の先端から放出する。
培養タンク10は、透光性を有するとともにポンプ14を用いて下方の培養液20を上方に放出することで、自然光を有効に利用した培養が行えるとともに、光源12を設けることで屋内での培養や夜間での培養を促進することができる。
本実施例の微細藻類の培養装置は、培養タンク10内の培養液20の発酵によっても炭酸ガスが発生するが、炭酸ガス発生部17を備えることで炭酸ガスの補給を容易に行える。
なお、炭酸ガス発生部17は、炭酸ガス発生部17の内部に空気を供給するエアーポンプ(図示せず)を備えていてもよい。エアーポンプによって炭酸ガス発生部17に送気することで、ガス導出管18からは炭酸ガスリッチの空気を連続的に吐出させることができる。
図1に示す培養タンク10内に、ユーグレナを十分に増殖したユーグレナ元液100リットルを入れる(ステップ1)。
ステップ1におけるユーグレナ元液に対して1〜2倍の液量で第1培養液を加える(ステップ2)。ステップ2における第1培養液は、例えば150リットルとする。第1培養液は、泡盛蒸留廃液30を清浄水で希釈したものである。
第1培養液を加えた後は、開閉蓋11を閉じて密閉状態とし、ポンプ14を動作させた状態で、ユーグレナを培養する。
ステップ3における第1培養工程の後に、ステップ2における第1培養液に対して1〜2倍の液量で第2培養液を加える(ステップ4)。ステップ4における第2培養液は、例えば250リットルとする。第2培養液は、泡盛蒸留廃液30を清浄水で希釈したものである。
第2培養液を加えた後は、開閉蓋11を閉じて密閉状態とし、ポンプ14を動作させた状態で、ユーグレナを培養する。
ステップ5における第2培養工程の後に、ステップ4における第2培養液に対して1〜2倍の液量で第3培養液を加える(ステップ6)。ステップ6における第3培養液は、例えば250リットルとする。第3培養液は、泡盛蒸留廃液30を清浄水で希釈したものである。
第3培養液を加えた後は、開閉蓋11を閉じて密閉状態とし、ポンプ14を動作させた状態で、ユーグレナを培養する。
ステップ7における第3培養工程の後に、ユーグレナが十分に増殖した培養済液を抜き取る(ステップ8)。
ステップ8では、ステップ1で用いるユーグレナ元液100リットルを培養タンク10内に残して、650リットルを抜き取る。
ステップ8における培養済液の抜き取り後は、再びステップ2に戻って第1培養液を加える。
このように、ユーグレナの増殖に応じて、少なくとも第1培養工程から第3培養工程に分けて新たな培養液20を追加することで、短い培養期間で大量のユーグレナを培養できる。
また、本実施例のユーグレナの培養方法において、ユーグレナの培養期間中、特にステップ2の第1培養液の追加時、ステップ4の第2培養液の追加時、ステップ6の第3培養液の追加時に、酵母菌又は酵母菌によって発酵させた醪を添加することが好ましい。酵母菌又は酵母菌によって発酵させた醪を添加することで、再発酵を促すことができ、培養液20の腐敗を防ぐとともに、ユーグレナの培養に必要な炭酸ガスを確実に発生させることができる。
本実施例は泡盛蒸留廃液30を500倍の清浄水で希釈した培養液20を用い、比較例は泡盛蒸留廃液30の代わりに観葉植物用液肥を用いた。
図3に示すように、本実施例は、25日経過時点で比較例に対して2倍以上の増殖を示した。
本実施例の培養装置では、微細藻類としてユーグレナ(Euglena)を用いたが、ユーグレナとともに、又はユーグレナに代えて、クロレラ(Chlorella)、オーランチオキトリウム(Aurantiochytrium)、オーキセノクロレラ(Auxenochlorella)、ボツリオコッカス(Botryococcus)、ナンノクロリス(Nannochloris)、ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)、ネオクロリス(Neochloris)、シュードコリシスチス(Pseudochoricystis)、セネデスムス(Scenedesmus)、シゾキトリウム(Schizochytorium)を培養することができる。
11 開閉蓋
12 光源
13 反射板
14 ポンプ
15 ホース
16 浮き具
17 炭酸ガス発生部
18 ガス導出管
20 培養液
S3 第1培養工程
S5 第2培養工程
S7 第3培養工程
Claims (6)
- 発酵可能な泡盛蒸留廃液を用いて微細藻類を培養することを特徴とする微細藻類の培養方法。
- 前記泡盛蒸留廃液が、泡盛製造の蒸留工程において減圧蒸留で得られたものであることを特徴とする請求項1に記載の微細藻類の培養方法。
- 前記泡盛蒸留廃液を含む第1培養液を用いて前記微細藻類を培養する第1培養工程と、
前記第1培養工程で前記微細藻類を培養した後に、前記第1培養液に対して1〜2倍の液量で、前記泡盛蒸留廃液を含む新たな第2培養液を加えて、更に前記微細藻類を培養する第2培養工程と、
前記第2培養工程で前記微細藻類を培養した後に、前記第2培養液に対して1〜2倍の液量で、前記泡盛蒸留廃液を含む新たな第3培養液を加えて、更に前記微細藻類を培養する第3培養工程と
を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の微細藻類の培養方法。 - 前記微細藻類の培養期間中に、酵母菌又は前記酵母菌によって発酵させた醪を添加することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の微細藻類の培養方法。
- 前記第1培養工程から前記第3培養工程までを、一つの培養タンク内にて行い、
前記培養タンクとして、透光性を有する密閉式タンクを用い、
前記培養タンク内の下方培養液を、前記培養タンク内に沈めたポンプで上方に放出する
ことを特徴とする請求項3に記載の微細藻類の培養方法。 - 前記培養タンク内に、前記泡盛蒸留廃液の発酵によって発生する炭酸ガスを供給する
ことを特徴とする請求項5に記載の微細藻類の培養方法。
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