JP2655618B2 - 微生物凝集剤noc―1の製造方法 - Google Patents

微生物凝集剤noc―1の製造方法

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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、微生物を凝集する機能を有する微生物凝集
剤NOC−1を高い生産効率で製造することができる微生
物凝集剤NOC−1の製造方法に関するものである。
(従来の技術) ロードコッカス属に属する微生物凝集剤NOC−1生成
菌を培養することにより、活性汚泥処理場におけるデフ
ロック防止に有効な微生物凝集剤NOC−1を製造できる
ことは、本発明者の特公昭56−39633号公報により既に
知られている。
この公報に記載の製造方法は、グルコース、蔗糖等の
炭素源と、硫安、ペプトン等の窒素源等を含む基質が充
填された醗酵槽内に微生物凝集剤NOC−1生成菌を投入
し、10日間程度の回分培養を行う方法である。
ところがこのような回分培養法を継続すると、菌体量
は次第に増加していくのにもかかわらず10日間を経過す
る頃から微生物凝集剤NOC−1の生産効率が急激に低下
するため、微生物凝集剤NOC−1を工業的に量産するう
えで大きな障害となっていた。
(発明が解決しようとする課題) 本発明はこのような従来の問題点を解決して、微生物
凝集剤NOC−1を高い生産効率を維持しつつ工業的に量
産することができる微生物凝集剤NOC−1の製造方法を
提供するために完成されたものである。
(課題を解決するための手段) 本発明者は従来の回分培養法において生産速度を高め
ることのできない原因を研究した結果、微生物凝集剤NO
C−1が生産菌の菌体成分と同様な多糖類蛋白であるこ
とから、醗酵槽内で死滅した菌体から生じる蛋白質分解
酵素がこれを分解するためではないかと考え、この着想
に基づいて本発明を完成した。
即ち、このようにしてなされた本発明は、ロードコッ
カス属に属する微生物凝集剤NOC−1生成菌を培養する
ことにより微生物凝集剤NOC−1を製造する方法におい
て、醗酵液中の溶存酸素濃度が0.2ppm以上となる好気的
条件下で回分培養後に引き続いて連続培養に移行し、基
質を連続的に投入しつつ死滅した菌体から生じる蛋白分
解酵素を透過するが菌体及び微生物凝集剤NOC−1は透
過しない分離膜により、菌体濃度の高められた濃縮液と
蛋白分解酵素を含む透過液とに分離し、濃縮液の一部も
しくは全部を醗酵槽内に戻し、透過液として系外に抜き
出す量と培養液および/または濃縮液を系外に抜き出す
量とを調節することにより醗酵槽内の菌体濃度を乾燥菌
体重量として0.7g/以上に維持し、生成菌の活性を失
わせることなく、得られた培養物から微生物凝集剤NOC
−1を採取することを特徴とするものである。
上記のように、本発明ではロードコッカス属に属する
微生物凝集剤NOC−1生成菌により、微生物凝集剤NOC−
1を製造する。この菌体としては、前記の特公昭56−39
633号公報に詳細に記載されたノカルデア・エリスロポ
レスKR−256−2(寄託番号FERM−P No.3923)を使用す
ることができる。この菌株の菌体学的性質は次の通りで
あるが、その他の性質については上記公報と参照された
い。なお、旧名ノカルデア・エリスロポレスは1980年国
際微生物分類同定委員会により、ロードコッカス・エリ
スロポレスと再整理・再分類されている。
〔菌体学的性質〕
グラム染色 + 運動性 − コロニー(ブイヨン培地) 色 ピンクの入った白色クリーム 光沢 湿光沢 形 なめらか、円形 有機酸資化性 酢酸 + クエン酸 + ギ酸 + 乳酸 + オキザロ酢酸 + コハク酸 + また微生物凝集剤NOC−1は、中性で水に可溶、アセ
トン、アルコールに不溶の白色粉末であり、糖、アミノ
酸を主体とする多糖蛋白と推定されている。
本発明においては、第1図に示すように醗酵槽(1)
と分離膜(2)とを組合せ、まず醗酵槽(1)の中に基
質と微生物凝集剤NOC−1生成菌とを投入し、回分培養
を行わせる。このとき醗酵槽(1)内の醗酵液中の溶存
酸素濃度が0.2ppm以上となる好気的条件を維持する。溶
存酸素濃度がこれより低いと菌体の活性が低下し、目的
とする高い生産性を得ることができない。このようにし
て100〜300時間程度回分培養を行い、菌体活性が所要の
レベルに達した時点で基質の連続投入と培養液の連続引
出しを開始して連続培養に移行する。
分離膜(2)は死滅した菌体から生じる蛋白質分解酵
素を透過するが菌体及び微生物凝集剤NOC−1は透過し
ないもので、初期の回分培養を経過して連続培養に移行
した後は、基質を連続的に投入しつつ醗酵槽(1)から
培養液を連続的に引出し、これを分離膜(2)により菌
体濃度の高められた濃縮液と蛋白質分解酵素を含む透過
液とに分離し、濃縮液の一部もしくは全部を醗酵槽
(1)内に戻す。これにより醗酵槽(1)内の蛋白質分
解酵素を系外に排出することにより、それまで低い値に
抑制されていた生産性を急激に上昇させることができ
る。そしてこの引出された培養液から高い収率で微生物
凝集剤NOC−1を得ることができる。
また、透過液として系外に抜き出す量と培養液および
/または濃縮液を系外に抜き出す量とを調節することに
より醗酵槽内の菌体濃度を乾燥菌体重量として0.7g/
以上に維持することにより、高い生産性を得ることがで
きる。
本発明においては、次の実施例のデータに示されるよ
うに、連続培養に移行後の生成菌の活性は高いレベルに
維持される。
以下に本発明の実施例を示す。
(実施例) ブドウ糖1%、果糖1%、酵母エキス0.2%、肉エキ
ス0.02%からなる液体培地で約4日間、30℃で浸とう培
養したRhodococcus erythroporisの菌種100mlを、実容
量3のファーメンタに入ったブドウ糖0.5%、果糖0.5
%、酵母エキス0.05%からなる液体培地に無菌的に投入
し、培養温度30℃、空気量1/min(醗酵液中の溶
存酸素濃度、8ppm)の条件で回分培養を行った。その間
の微生物凝集剤NOC−1の生産速度は0.019(1/hr)であ
った。回分培養をそのまま長時間継続すると、第3図に
白丸で示すように活性が低下し始める。
そこで本発明では所定時間の回分培養の後、死滅した
菌体から生じる蛋白質分解酵素を透過するが菌体及び微
生物凝集剤NOC−1は透過しない分離膜(クラレ製SF501
膜)を用いて、第1図のように溶媒液を菌体濃度の高め
られた濃縮液と蛋白質分解酵素を含有する透過液とに分
離し、蛋白質分解酵素を系外に排出しつつ、培養温度30
℃、空気量1/min、希釈率0.012(1/hr)の条件で
連続的に濾過培養を行った。その結果、生産速度は0.08
0(1/hr)となり、回分培養に比較して4.4倍高い値とな
った。この状態を第2図に示した。
第2図の縦軸の白丸は培養液の活性を示し、黒丸はOD
(波長660nmで測定した光学的濁度:発酵槽中の菌体濃
度を表す)を示し、半黒丸はDO(溶存酸素濃度)を示
す。なお、活性の測定法は次の通りである。まずカオリ
ンを純水中に5000ppmとなるように懸濁し1時間スター
ラで撹拌し、メスシリンダに80ml入れる。次に培養液0.
5mlを20倍に希釈して10mlとし、このメスシリンダに添
加し、更に10%CaCl2溶液を10ml添加して転倒、撹拌す
る。この溶液を0.1NのNaOHによりPH7.0に調整し、撹拌
後5分間静置して上清30mlをデカンテーションに取る。
そして550nmの濁度を測定し、次式により活性を算出す
る。
活性=(1/凝集剤を添加した上清の濁度)−(1/凝集剤
の代わりに水を添加した上清の濁度) この活性の値は、培養液中の微生物凝集剤NOC−1の
量(濃度)を示すものである。なお、第2図のグラフで
は回分培養の際には活性の勾配が大きいにもかかわらず
微生物凝集剤NOC−1の生産速度は0.019(1/hr)と小さ
く、連続培養に移行した後は活性の勾配がほぼ水平にな
っているにもかかわらず、生産速度は0.080(1/hr)と
大きくなっている。これは、回分培養の際には発酵槽中
の培養液の活性の勾配が直接NOC−1の生産速度を示す
のに対して、連続培養に移行した後は生産された微生物
凝集剤NOC−1が連続して系外に取り出されるため、発
酵槽中の培養液中のNOC−1の量(濃度)がそのままNOC
−1の生産速度を示さないためである。
(発明の効果) 以上に説明したように、本発明によれば醗酵槽内で死
滅した菌体から生じる蛋白質分解酵素による悪影響を回
避して、デフロック防止に有効な微生物凝集剤NOC−1
を従来の4倍以上の高い生産速度を維持しつつ工業的に
連続生産することができる。よって本発明は従来の問題
点を解消した微生物凝集剤NOC−1の製造方法として、
産業の発展に寄与するところは極めて大きいものがあ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施のための装置を示すブロック図、
第2図は培養時間と培養液の活性との関係を示すグラ
フ、第3図は回分培養をそのまま長時間継続すると活性
が低下することを示すグラフである。 (1):醗酵槽、(2):分離膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:365) 合議体 審判長 酒井 雅英 審判官 佐伯 裕子 審判官 新海 岳 (56)参考文献 特開 昭50−36680(JP,A) 特開 昭60−232084(JP,A) 特開 昭61−257181(JP,A) 特公 昭56−39633(JP,B2) 微生物培養工学(1985.11)p.121, p.134−136

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロードコッカス属に属する微生物凝集剤NO
    C−1生成菌を培養することにより微生物凝集剤NOC−1
    を製造する方法において、醗酵液中の溶存酸素濃度が0.
    2ppm以上となる好気的条件下で回分培養後に引き続いて
    連続培養に移行し、基質を連続的に投入しつつ死滅した
    菌体から生じる蛋白分解酵素を透過するが菌体及び微生
    物凝集剤NOC−1は透過しない分離膜により、菌体濃度
    の高められた濃縮液と蛋白分解酵素を含む透過液とに分
    離し、濃縮液の一部もしくは全部を醗酵槽内に戻し、透
    過液として系外に抜き出す量と培養液および/または濃
    縮液を系外に抜き出す量とを調節することにより醗酵槽
    内の菌体濃度を乾燥菌体重量として0.7g/以上に維持
    し、生成菌の活性を失わせることなく、得られた培養物
    から微生物凝集剤NOC−1を採取することを特徴とする
    微生物凝集剤NOC−1の製造方法。
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