JP3467521B2 - 乳酸の製造方法及びそれに用いる複合型リアクター - Google Patents
乳酸の製造方法及びそれに用いる複合型リアクターInfo
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- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭水化物例えばデンプ
ンを発酵させて効率よく乳酸を製造する方法及びそれに
用いるリアクターに関するものである。さらに詳しくい
えば、本発明は、好気性糖化菌と嫌気性発酵菌を別々の
リアクターにおいて、それぞれの最適条件下で培養し、
基質のみをその両方のリアクター間に循環させながら、
炭水化物の加水分解すなわち糖化と、それによって生成
するオリゴ糖の発酵を別々のリアクターで同時に行うこ
とにより、効率よく乳酸を製造する方法及びそのための
リアクターに関するものである。
ンを発酵させて効率よく乳酸を製造する方法及びそれに
用いるリアクターに関するものである。さらに詳しくい
えば、本発明は、好気性糖化菌と嫌気性発酵菌を別々の
リアクターにおいて、それぞれの最適条件下で培養し、
基質のみをその両方のリアクター間に循環させながら、
炭水化物の加水分解すなわち糖化と、それによって生成
するオリゴ糖の発酵を別々のリアクターで同時に行うこ
とにより、効率よく乳酸を製造する方法及びそのための
リアクターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭水化物を糖化発酵させて、乳酸
を製造するには、炭水化物を糖化する菌と、糖化により
生成したオリゴ糖を発酵するための菌とを１つのリアク
ター内で混合培養し、これに基質を供給して同時に糖化
発酵する方法が行われている。
を製造するには、炭水化物を糖化する菌と、糖化により
生成したオリゴ糖を発酵するための菌とを１つのリアク
ター内で混合培養し、これに基質を供給して同時に糖化
発酵する方法が行われている。
【０００３】しかしながら、一般に微生物の生育条件
は、その種類ごとに異なるため、２種以上の菌を混合培
養する場合には、各菌株の増殖状態を個々に把握するこ
とが困難であり、したがって個々の菌株の生育に適した
環境制御を行うことができず、各菌株の能力を十分に発
揮させることができなかった。この傾向は、特に好気性
菌と嫌気性菌の場合に顕著であり、好気性菌の最適条件
を選べば嫌気性菌の活性が低下し、逆に嫌気性菌の最適
条件を選べば好気性菌の活性が低下するため両者の活性
を同時に高めるという培養条件を設定することは不可能
であった。
は、その種類ごとに異なるため、２種以上の菌を混合培
養する場合には、各菌株の増殖状態を個々に把握するこ
とが困難であり、したがって個々の菌株の生育に適した
環境制御を行うことができず、各菌株の能力を十分に発
揮させることができなかった。この傾向は、特に好気性
菌と嫌気性菌の場合に顕著であり、好気性菌の最適条件
を選べば嫌気性菌の活性が低下し、逆に嫌気性菌の最適
条件を選べば好気性菌の活性が低下するため両者の活性
を同時に高めるという培養条件を設定することは不可能
であった。
【０００４】例えば、ハグストローム（Ｈａｇｇｓｔｒ
ｏｍ）らは、サッカロミコプシス・フィブリガー（Ｓａ
ｃｃｈａｒｏｍｙｃｏｐｓｉｓ ｆｉｂｕｌｉｇｅｒ）
とラクトコッカス・ラクティス（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕ
ｓ ｌａｃｔｉｓ）との混合培養で、可溶性デンプンか
ら有機酸とエタノールを製造する方法を提案している
が、１５．０ｇ／リットルのデンプンから１．４ｇ／リ
ットルのＬ‐乳酸が得られたにすぎず、全生成物の収率
は０．３５〜０．４０にすぎない［「アプライド・マイ
クロバイオロジカル・バイオテクノロジー（Ａｐｐｌ．
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．）」、第
１２巻、第２１６〜２１９ページ（１９８１）］。また
黒沢らは、アスペルギルス・アワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉ
ｌｌｕｓ ａｗａｍｏｒｉ）とラクトコッカス・ラクテ
ィスとを共同固定化培養して、可溶性デンプンから乳酸
を製造する方法を提案しているが、この方法においても
乳酸の生産収率は０．６６にすぎなかった。
ｏｍ）らは、サッカロミコプシス・フィブリガー（Ｓａ
ｃｃｈａｒｏｍｙｃｏｐｓｉｓ ｆｉｂｕｌｉｇｅｒ）
とラクトコッカス・ラクティス（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕ
ｓ ｌａｃｔｉｓ）との混合培養で、可溶性デンプンか
ら有機酸とエタノールを製造する方法を提案している
が、１５．０ｇ／リットルのデンプンから１．４ｇ／リ
ットルのＬ‐乳酸が得られたにすぎず、全生成物の収率
は０．３５〜０．４０にすぎない［「アプライド・マイ
クロバイオロジカル・バイオテクノロジー（Ａｐｐｌ．
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．）」、第
１２巻、第２１６〜２１９ページ（１９８１）］。また
黒沢らは、アスペルギルス・アワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉ
ｌｌｕｓ ａｗａｍｏｒｉ）とラクトコッカス・ラクテ
ィスとを共同固定化培養して、可溶性デンプンから乳酸
を製造する方法を提案しているが、この方法においても
乳酸の生産収率は０．６６にすぎなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の同時糖化発酵法による乳酸の製造方法における欠
点を克服し、２種以上の菌株を用いた培養において、そ
れぞれの菌株をその最適条件下で培養させ、所望の乳酸
を効率よく生成させることを目的としてなされたもので
ある。
従来の同時糖化発酵法による乳酸の製造方法における欠
点を克服し、２種以上の菌株を用いた培養において、そ
れぞれの菌株をその最適条件下で培養させ、所望の乳酸
を効率よく生成させることを目的としてなされたもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、炭水化物
を同時糖化発酵させて、乳酸を高収率で得る方法につい
て種々研究を重ねた結果、炭水化物を加水分解する好気
性糖化菌と、それによって生成したオリゴ糖を乳酸に変
換する嫌気性発酵菌をそれぞれ別々の帯域において、そ
れらの最適条件下で培養し、それらの帯域の間を基質の
み循環させて同時培養することにより、その目的を達成
しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなす
に至った。
を同時糖化発酵させて、乳酸を高収率で得る方法につい
て種々研究を重ねた結果、炭水化物を加水分解する好気
性糖化菌と、それによって生成したオリゴ糖を乳酸に変
換する嫌気性発酵菌をそれぞれ別々の帯域において、そ
れらの最適条件下で培養し、それらの帯域の間を基質の
み循環させて同時培養することにより、その目的を達成
しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなす
に至った。
【０００７】すなわち、本発明は、それぞれ別個に設け
た好気性糖化菌の培養帯域と嫌気性発酵菌の培養帯域と
を用いて乳酸を連続的に製造する方法であって、好気性
糖化菌の培養帯域に炭水化物及び空気を供給しながら培
養し、そこで得たオリゴ糖を含む培養液を、菌体を除去
したのち、嫌気性発酵菌の培養帯域に導入し、そこで空
気の不存在下、培養して乳酸を含む培養液を生成させ、
その培養液を菌体除去したのち再び好気性糖化菌の培養
帯域に循環させることを特徴とする乳酸の製造方法、及
び炭水化物を加水分解する好気性糖化菌を収容した、空
気供給手段を備えた第一リアクター、オリゴ糖から乳酸
を発酵生産する嫌気性発酵菌を収容した第二リアクタ
ー、第一リアクターの培養液を第二リアクターへ菌体分
離手段を介して循環させる導管、第二リアクターの培養
液を第一リアクターへ菌体分離手段を介して循環させる
導管及びこれら導管にそれぞれ連結した培養液を強制循
環させるための送液ポンプから構成された乳酸製造用複
合型リアクターを提供するものである。
た好気性糖化菌の培養帯域と嫌気性発酵菌の培養帯域と
を用いて乳酸を連続的に製造する方法であって、好気性
糖化菌の培養帯域に炭水化物及び空気を供給しながら培
養し、そこで得たオリゴ糖を含む培養液を、菌体を除去
したのち、嫌気性発酵菌の培養帯域に導入し、そこで空
気の不存在下、培養して乳酸を含む培養液を生成させ、
その培養液を菌体除去したのち再び好気性糖化菌の培養
帯域に循環させることを特徴とする乳酸の製造方法、及
び炭水化物を加水分解する好気性糖化菌を収容した、空
気供給手段を備えた第一リアクター、オリゴ糖から乳酸
を発酵生産する嫌気性発酵菌を収容した第二リアクタ
ー、第一リアクターの培養液を第二リアクターへ菌体分
離手段を介して循環させる導管、第二リアクターの培養
液を第一リアクターへ菌体分離手段を介して循環させる
導管及びこれら導管にそれぞれ連結した培養液を強制循
環させるための送液ポンプから構成された乳酸製造用複
合型リアクターを提供するものである。
【０００８】本発明方法において用いる好気性糖化菌と
しては、アスペルギルス・アワモリが好適であるが、そ
のほか炭水化物すなわちデンプンを加水分解してグルコ
ースやマルトースのようなオリゴ糖に変換しうる好気性
糖化菌であればどのようなものも用いることができる。
また嫌気性発酵菌としてはラクトコッカス・ラクティス
が好適であるが、そのほかグルコースやマルトースのよ
うなオリゴ糖を発酵して乳酸を生成しうる嫌気性発酵菌
であればどのようなものも用いることができる。
しては、アスペルギルス・アワモリが好適であるが、そ
のほか炭水化物すなわちデンプンを加水分解してグルコ
ースやマルトースのようなオリゴ糖に変換しうる好気性
糖化菌であればどのようなものも用いることができる。
また嫌気性発酵菌としてはラクトコッカス・ラクティス
が好適であるが、そのほかグルコースやマルトースのよ
うなオリゴ糖を発酵して乳酸を生成しうる嫌気性発酵菌
であればどのようなものも用いることができる。
【０００９】他方、本発明方法において原料として用い
る炭水化物には、例えばバレイショデンプン、カンショ
デンプン、トウモロコシデンプンなどのデンプン類が含
まれるが、そのほかこれまで農産物加工廃棄物として未
利用のまま処分されていたバレイショ残渣なども用いる
ことができる。
る炭水化物には、例えばバレイショデンプン、カンショ
デンプン、トウモロコシデンプンなどのデンプン類が含
まれるが、そのほかこれまで農産物加工廃棄物として未
利用のまま処分されていたバレイショ残渣なども用いる
ことができる。
【００１０】次に、添付図面に従って本発明の実施態様
の１例を説明する。図１は、本発明の複合型リアクター
の要部を示す系統図であって、このものは、好気性糖化
菌を収容した第一リアクター１と嫌気性発酵菌を収容し
た第二リアクター２から構成され、第一リアクター１に
は、空気供給手段３が備えられている。これらの２個の
リアクター１，２はそれぞれ管路４，６及び管路４′，
６′によって連結され、管路４と６及び管路４′と６′
の間にはそれぞれ菌体分離手段７，７′例えば限外ろ過
膜モジュールが配設され、そこで各リアクターからの培
養液中の菌体が完全に除去されたのち、リアクター２及
びリアクター１に送られる。また、除去された菌体はそ
れぞれ管路５又は５′を通って各リアクターに戻され
る。８は、各培養液を強制循環させるための送液ポンプ
である。
の１例を説明する。図１は、本発明の複合型リアクター
の要部を示す系統図であって、このものは、好気性糖化
菌を収容した第一リアクター１と嫌気性発酵菌を収容し
た第二リアクター２から構成され、第一リアクター１に
は、空気供給手段３が備えられている。これらの２個の
リアクター１，２はそれぞれ管路４，６及び管路４′，
６′によって連結され、管路４と６及び管路４′と６′
の間にはそれぞれ菌体分離手段７，７′例えば限外ろ過
膜モジュールが配設され、そこで各リアクターからの培
養液中の菌体が完全に除去されたのち、リアクター２及
びリアクター１に送られる。また、除去された菌体はそ
れぞれ管路５又は５′を通って各リアクターに戻され
る。８は、各培養液を強制循環させるための送液ポンプ
である。
【００１１】このような複合型リアクターを用いて本発
明方法を実施するには、第一リアクター１において好気
性糖化菌例えばアスペルギルス・アワモリを培養し、第
二リアクター２において嫌気性発酵菌例えばラクトコッ
カス・ラクティスを培養する。この各培養に使用する栄
養培地の組成は従来使用されているものと同じで差しつ
かえない。次に、この第一リアクター１に炭水化物を供
給し、液を循環させながら反応を行わせる。この際の炭
水化物濃度は、系全体の培養液量に基づき１〜５％程度
が適当である。
明方法を実施するには、第一リアクター１において好気
性糖化菌例えばアスペルギルス・アワモリを培養し、第
二リアクター２において嫌気性発酵菌例えばラクトコッ
カス・ラクティスを培養する。この各培養に使用する栄
養培地の組成は従来使用されているものと同じで差しつ
かえない。次に、この第一リアクター１に炭水化物を供
給し、液を循環させながら反応を行わせる。この際の炭
水化物濃度は、系全体の培養液量に基づき１〜５％程度
が適当である。
【００１２】このようにして、第一リアクター１及び第
二リアクター２のそれぞれの培養条件をその中の各菌株
の最適条件に設定し、数時間ないし数１０時間培養を継
続することにより、消費原料当りの生産収率０．７２又
はそれ以上の高い効率で乳酸を製造することができる。
この乳酸は第二リアクター中に濃縮されるので、必要に
応じ、これより培養液を適宜抜き出し、乳酸を回収す
る。
二リアクター２のそれぞれの培養条件をその中の各菌株
の最適条件に設定し、数時間ないし数１０時間培養を継
続することにより、消費原料当りの生産収率０．７２又
はそれ以上の高い効率で乳酸を製造することができる。
この乳酸は第二リアクター中に濃縮されるので、必要に
応じ、これより培養液を適宜抜き出し、乳酸を回収す
る。
【００１３】
【実施例】次に実施例により、本発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
【００１４】装置としては、図１に示す構成に従って１
リットル容のリアクター（Ｆｉｎｅ、四口セパラブルフ
ラスコ）Ａ及びＢをチューブで接続し、その間に送液ポ
ンプ（Ｃｏｌｅ‐Ｐａｒｍｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ
Ｃｏ．、Ｍａｓｔｅｒ‐ｆｌｅｘ、ＰＡ‐２１Ｂ）を
組み込み、ポンプの出口側に分画分子量３×１０6の限
外ろ過（ＵＦ）膜（トーソー、ＵＦ‐３０００ＰＳ）を
装着したＵＦモジュール（同上、Ｍｏｄｅｌ ＳＣ‐６
０）を組み入れたものを用いた。
リットル容のリアクター（Ｆｉｎｅ、四口セパラブルフ
ラスコ）Ａ及びＢをチューブで接続し、その間に送液ポ
ンプ（Ｃｏｌｅ‐Ｐａｒｍｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ
Ｃｏ．、Ｍａｓｔｅｒ‐ｆｌｅｘ、ＰＡ‐２１Ｂ）を
組み込み、ポンプの出口側に分画分子量３×１０6の限
外ろ過（ＵＦ）膜（トーソー、ＵＦ‐３０００ＰＳ）を
装着したＵＦモジュール（同上、Ｍｏｄｅｌ ＳＣ‐６
０）を組み入れたものを用いた。
【００１５】実施例１
デンプンをグルコースに加水分解する菌として、好気性
のアスペルギルス・アワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ
ａｗａｍｏｒｉ ＩＦＯ ４０３３）を使用し、これ
をポテトデキストロース寒天培地（日水製薬、０５７０
７）に植菌し、３０℃で５日間培養して胞子を形成させ
た後４℃で冷蔵した。グルコース及びマルトースを乳酸
に変換する菌として、嫌気性のラクトコッカス・ラクテ
ィス（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ ｌａｃｔｉｓ ＩＦＯ
１２００７）を使用した。ＧＡＭブイヨン（日水製
薬、０５４２２）に寒天１．５％を添加した培地に穿刺
培養し、嫌気的に３０℃で２４時間培養した後、４℃で
保存した。これらの菌は１か月毎に植え替えた。ラクト
コッカス・ラクティスを賦活するためグルコース２％、
トリプトン０．５％、酵母抽出物０．５％、カサミノ酸
０．１％、Ｋ2ＨＰＯ4０．２５％、ＫＨ2ＰＯ4 ０．２
５％、ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ ０．０５％及び２‐（Ｎ‐
モルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ、同仁）２％で
構成される増殖培地（ｐＨ６．５）１０ｍｌの入った試
験管に保存培地から植菌し、３０℃で２４時間静止培養
した。その後、同増殖培地２００ｍｌの入った５００ｍ
ｌ容の三角フラスコに移し、３０℃で１６時間静止培養
したのち、これを集菌し生産培地に供した。
のアスペルギルス・アワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ
ａｗａｍｏｒｉ ＩＦＯ ４０３３）を使用し、これ
をポテトデキストロース寒天培地（日水製薬、０５７０
７）に植菌し、３０℃で５日間培養して胞子を形成させ
た後４℃で冷蔵した。グルコース及びマルトースを乳酸
に変換する菌として、嫌気性のラクトコッカス・ラクテ
ィス（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ ｌａｃｔｉｓ ＩＦＯ
１２００７）を使用した。ＧＡＭブイヨン（日水製
薬、０５４２２）に寒天１．５％を添加した培地に穿刺
培養し、嫌気的に３０℃で２４時間培養した後、４℃で
保存した。これらの菌は１か月毎に植え替えた。ラクト
コッカス・ラクティスを賦活するためグルコース２％、
トリプトン０．５％、酵母抽出物０．５％、カサミノ酸
０．１％、Ｋ2ＨＰＯ4０．２５％、ＫＨ2ＰＯ4 ０．２
５％、ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ ０．０５％及び２‐（Ｎ‐
モルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ、同仁）２％で
構成される増殖培地（ｐＨ６．５）１０ｍｌの入った試
験管に保存培地から植菌し、３０℃で２４時間静止培養
した。その後、同増殖培地２００ｍｌの入った５００ｍ
ｌ容の三角フラスコに移し、３０℃で１６時間静止培養
したのち、これを集菌し生産培地に供した。
【００１６】６００ｍｌの生産培地を含むリアクターＡ
及びＢにおいてそれぞれアスペルギルス・アワモリ及び
ラクトコッカス・ラクティスを培養した。生産培地の組
成はトリプトン０．５％、酵母抽出物０．５％、カサミ
ノ酸０．１％、ＫＨ2ＰＯ4０．１％、ＭｇＳＯ4・７Ｈ2
Ｏ ０．０５％で構成される。アスペルギルス・アワモ
リ側にのみ炭素源として粒状バレイショデンプン（以
下、粒状デンプンと略す）を５％添加した。同時糖化発
酵システムは２つのリアクターで構成されているので、
システム全体でとらえる場合、デンプン濃度は上記の半
分となる。したがって、以下では粒状デンプン２．５％
と記述する。両培地とも初期ｐＨを６．５に調整し、か
つ乳酸によるｐＨの低下を抑止するため、リアクターＡ
及びＢにＣａＣＯ3をそれぞれ６ｇ及び９ｇ添加した。
アスペルギルス・アワモリ側のみ０．５ｖｖｍで通気し
ながらマグネチックスターラーで撹拌した。アスペルギ
ルス・アワモリを胞子懸濁液の状態で生産培地に供して
培養を開始した。アスペルギルス・アワモリによるデン
プンのマルトース及びグルコースへの糖化が顕著になる
２４時間後に、集菌したラクトコッカス・ラクティスを
リアクターＢに入れ、約２４０ｍｌ／ｈの初期透過液流
量でポンプによる培養液の循環を開始した。
及びＢにおいてそれぞれアスペルギルス・アワモリ及び
ラクトコッカス・ラクティスを培養した。生産培地の組
成はトリプトン０．５％、酵母抽出物０．５％、カサミ
ノ酸０．１％、ＫＨ2ＰＯ4０．１％、ＭｇＳＯ4・７Ｈ2
Ｏ ０．０５％で構成される。アスペルギルス・アワモ
リ側にのみ炭素源として粒状バレイショデンプン（以
下、粒状デンプンと略す）を５％添加した。同時糖化発
酵システムは２つのリアクターで構成されているので、
システム全体でとらえる場合、デンプン濃度は上記の半
分となる。したがって、以下では粒状デンプン２．５％
と記述する。両培地とも初期ｐＨを６．５に調整し、か
つ乳酸によるｐＨの低下を抑止するため、リアクターＡ
及びＢにＣａＣＯ3をそれぞれ６ｇ及び９ｇ添加した。
アスペルギルス・アワモリ側のみ０．５ｖｖｍで通気し
ながらマグネチックスターラーで撹拌した。アスペルギ
ルス・アワモリを胞子懸濁液の状態で生産培地に供して
培養を開始した。アスペルギルス・アワモリによるデン
プンのマルトース及びグルコースへの糖化が顕著になる
２４時間後に、集菌したラクトコッカス・ラクティスを
リアクターＢに入れ、約２４０ｍｌ／ｈの初期透過液流
量でポンプによる培養液の循環を開始した。
【００１７】この結果、２４時間目から３６時間目にか
けてアスペルギルス・アワモリが急激に増殖した。それ
にともない、１２時間目から３６時間目にかけてデンプ
ンからマルトースへの糖化が著しくなり、２４時間目か
らグルコースへの加水分解が進んだ。この２４時間目か
らラクトコッカス・ラクティスの培養とポンプによる基
質の循環を同時に始めた。マルトース及びグルコースを
乳酸に変換できるラクトコッカス・ラクティスは、３６
時間目から対数増殖期に入り乳酸の生成量が急増した。
このようにして、２菌株の細胞量の個別かつ定量的な測
定に成功し、それらの細胞増殖と基質消費・代謝生産物
生成との相関関係を把握することが可能になった。
けてアスペルギルス・アワモリが急激に増殖した。それ
にともない、１２時間目から３６時間目にかけてデンプ
ンからマルトースへの糖化が著しくなり、２４時間目か
らグルコースへの加水分解が進んだ。この２４時間目か
らラクトコッカス・ラクティスの培養とポンプによる基
質の循環を同時に始めた。マルトース及びグルコースを
乳酸に変換できるラクトコッカス・ラクティスは、３６
時間目から対数増殖期に入り乳酸の生成量が急増した。
このようにして、２菌株の細胞量の個別かつ定量的な測
定に成功し、それらの細胞増殖と基質消費・代謝生産物
生成との相関関係を把握することが可能になった。
【００１８】このようにして、培養開始から７２時間後
に１１．３ｇ／リットルの乳酸が生成し、消費糖当りの
生産収率は０．７２に達した。したがって、既往の研究
よりも本実験の方が高い収率で乳酸を生産したことが分
る。このように本発明における乳酸の収率が高かった原
因には２つの理由が考えられる。第１は、酸素要求量の
異なる２種類の菌株を別々のリアクターに入れ、それぞ
れに適した酸素供給を行ったためであると考えられる。
２番目の理由は、ラクトコッカス・ラクティス側のリア
クターには低分子の糖類しか供給されなかったため、ア
スペルギルス・アワモリに比べてマルトース・グルコー
スと菌体との接触率が高く、これらの糖がより選択的に
ラクトコッカス・ラクティスにより代謝されたためであ
ると考えられる。
に１１．３ｇ／リットルの乳酸が生成し、消費糖当りの
生産収率は０．７２に達した。したがって、既往の研究
よりも本実験の方が高い収率で乳酸を生産したことが分
る。このように本発明における乳酸の収率が高かった原
因には２つの理由が考えられる。第１は、酸素要求量の
異なる２種類の菌株を別々のリアクターに入れ、それぞ
れに適した酸素供給を行ったためであると考えられる。
２番目の理由は、ラクトコッカス・ラクティス側のリア
クターには低分子の糖類しか供給されなかったため、ア
スペルギルス・アワモリに比べてマルトース・グルコー
スと菌体との接触率が高く、これらの糖がより選択的に
ラクトコッカス・ラクティスにより代謝されたためであ
ると考えられる。
【００１９】実施例２
未利用資源の再資源化を目的として、同時糖化発酵法を
用いたバレイショ残渣（川原澱粉工場、北海道士別市）
からの乳酸生産を行った。バレイショ残渣からデンプン
を抽出・濃縮したデンプン濃縮液を３％のデンプン濃度
に調整し、同時糖化発酵実験に使用した。また、ＵＦモ
ジュールの流路のつまりを防止するために流路を約２ｍ
ｍ深くした。細胞増殖、基質消費及び代謝生産物生成の
経時変化は、粒状デンプンの場合とほぼ同じような傾向
を示した。培養開始から７２時間後における生成乳酸濃
度は６．３ｇ／リットル、消費糖当りの生産収率は０．
３６であった。
用いたバレイショ残渣（川原澱粉工場、北海道士別市）
からの乳酸生産を行った。バレイショ残渣からデンプン
を抽出・濃縮したデンプン濃縮液を３％のデンプン濃度
に調整し、同時糖化発酵実験に使用した。また、ＵＦモ
ジュールの流路のつまりを防止するために流路を約２ｍ
ｍ深くした。細胞増殖、基質消費及び代謝生産物生成の
経時変化は、粒状デンプンの場合とほぼ同じような傾向
を示した。培養開始から７２時間後における生成乳酸濃
度は６．３ｇ／リットル、消費糖当りの生産収率は０．
３６であった。
【００２０】
【発明の効果】本発明によると、最適培養条件の異なる
２種の菌を別個のリアクターに収容し、それぞれの最適
培養条件で培養しながら、炭水化物の同時糖化発酵を行
うことができるため、１つのリアクターによる混合培養
に比べ非常に高い収率で乳酸を製造することができる。
２種の菌を別個のリアクターに収容し、それぞれの最適
培養条件で培養しながら、炭水化物の同時糖化発酵を行
うことができるため、１つのリアクターによる混合培養
に比べ非常に高い収率で乳酸を製造することができる。
【図１】 本発明方法を実施するための複合型リアクタ
ーの１例を示す系統図。
ーの１例を示す系統図。
１ 第一リアクター
２ 第二リアクター
３ 空気供給手段
４，５，６，４′，５′，６′ 管路
７，７′ 菌体分離手段
８ 送液ポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−205764（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−6649（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−69458（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−285775（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−31091（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−247386（ＪＰ，Ａ)
特表 昭60−500119（ＪＰ，Ａ)
特許165984（ＪＰ，Ｃ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C12P 7/00
C12M 1/00
Claims (2)
- 【請求項１】 それぞれ別個に設けた好気性糖化菌の培
養帯域と嫌気性発酵菌の培養帯域とを用いて乳酸を連続
的に製造する方法であって、好気性糖化菌の培養帯域に
炭水化物及び空気を供給しながら培養し、そこで得たオ
リゴ糖を含む培養液を、菌体を除去したのち、嫌気性発
酵菌の培養帯域に導入し、そこで空気の不存在下、培養
して乳酸を含む培養液を生成させ、その培養液を菌体除
去したのち再び好気性糖化菌の培養帯域に循環させるこ
とを特徴とする乳酸の製造方法。 - 【請求項２】 炭水化物を加水分解する好気性糖化菌を
収容した、空気供給手段を備えた第一リアクター、オリ
ゴ糖から乳酸を発酵生産する嫌気性発酵菌を収容した第
二リアクター、第一リアクターの培養液を第二リアクタ
ーへ菌体分離手段を介して循環させる導管、第二リアク
ターの培養液を第一リアクターへ菌体分離手段を介して
循環させる導管及びこれら導管にそれぞれ連結した培養
液を強制循環させるための送液ポンプから構成された乳
酸製造用複合型リアクター。
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|---|---|---|---|
| JP01441193A JP3467521B2 (ja) | 1993-01-04 | 1993-01-04 | 乳酸の製造方法及びそれに用いる複合型リアクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01441193A JP3467521B2 (ja) | 1993-01-04 | 1993-01-04 | 乳酸の製造方法及びそれに用いる複合型リアクター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197772A JPH06197772A (ja) | 1994-07-19 |
| JP3467521B2 true JP3467521B2 (ja) | 2003-11-17 |
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ID=11860304
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|---|---|---|---|
| JP01441193A Expired - Fee Related JP3467521B2 (ja) | 1993-01-04 | 1993-01-04 | 乳酸の製造方法及びそれに用いる複合型リアクター |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3467521B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5137020B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-02-06 | 本田技研工業株式会社 | エタノールの製造方法 |
| JP5137021B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-02-06 | 本田技研工業株式会社 | エタノールの製造方法 |
| JP2011041500A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Chiba Univ | 酵母Ｃｙｎｉｃｌｏｍｙｃｅｓｇｕｔｔｕｌａｔｕｓの分離・同定方法およびそれに用いるキット |
-
1993
- 1993-01-04 JP JP01441193A patent/JP3467521B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH06197772A (ja) | 1994-07-19 |
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