JP4624040B2 - 菌体培養方法 - Google Patents
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Description
献3を参照)。
少なくとも炭素源及び窒素源を含む培地であれば培養可能であり、機械的攪拌を行うため常に均質なものを調製することが可能であり、その結果、菌体の増殖や生産性においての再現性を確保することも可能となる。
そして、所定時間経過以降のいずれかの時点で、P;攪拌所要動力(W)、V;液量(m 3 )、Vs;通気線速度(m/sec)を、KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67)が59以上、且つ通気線速度パラメータVs0.67[(m/sec)0.67]が0.075以上、且つ攪拌所要動力パラメータ(P/V)0.95[(W/m3)0.95]が203以上を満たすような範囲に調整制御することによって、さらに効率良くPUFA類生産菌の培養が行われて、PUFA類の生産性の向上を促すことができる〔P;攪拌所要動力(W)、V;液量(m3)、Vs;通気線速度(m/sec)〕。
アラキドン酸は、血液や肝臓などの重要な器官を構成する脂肪酸の約10%程度を占めており(例えば、ヒト血液のリン脂質中の脂肪酸組成比では、アラキドン酸は11%、EPAは1%、DHAは3%)、細胞膜の主要構成成分として膜の流動性の調節に関与し、体内の代謝で様々な機能を示す一方、プロスタグランジン類の直接の前駆体として重要な役割を果たす。
従って、本発明によれば、このように特に乳幼児栄養として重要な役割を果たすアラキドン酸又はアラキドン酸を構成脂肪酸とする油脂等の化合物の少なくともいずれか一方を効率良く安定生産することが可能なので、これらを配合して成る飲食物、治療用栄養食品、飼料及び医薬品等の製造販売を通して、公衆の健康維持・増進に寄与し得る。
〔作用及び効果〕
PUFA類生産菌をモルティエレラ(Mortierella)属モルティエレラ(Mortierella)亜属とすることで、PUFA類をより効率良く生産することができるようになり、しかもこれらの菌体は容易に入手可能である。
単位液量あたりの攪拌動力を269(W/m3)以下とする攪拌せん断力の小さい機械
的攪拌を培養開始後12〜24時間とすることで、この間、培養中パルプ状菌糸からペレット状菌体へ形態変化を起こすような菌体において、その形態変化を効率的に行わせることにより、その後の培養液の粘度の極端な上昇が抑えられ、PUFA類をより効率良く生産することが可能となる。
本発明の第5特徴構成は、第1〜第4特徴構成のいずれか1項に記載の菌体培養方法によって培養した微生物から抽出分離する高度不飽和脂肪酸の製造方法である点にある。
本発明の第6特徴構成は、第1〜第4特徴構成のいずれか1項に記載の菌体培養方法によって培養した微生物から抽出分離する高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸として含む化合物の製造方法である点にある。
本発明において使用される、PUFAあるいはPUFAを構成脂肪酸として成る化合物(例えば、油脂(トリグリセリド)及び/又はリン脂質)の少なくともいずれか一方の生産
能を有する微生物としては、例えば、モルティエレラ(Mortierella)属、コニディオボラス(Conidiobolus)属、フィチウム(Pythium)属、フィトフトラ(Phytophthora)属、ペニシリウム(Penicillium)属、クロドスポリウム(Cladosporium)属、ムコール(Mucor)属、フザリウム(Fusarium)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、ロードトルラ(Rhodotorula)属、エントモフトラ(Entomophthora)属、エキノスポランジウム(Echinosporangium)属、サプロレグニア(Saprolegnia)属に属する微生物を挙げることができる。
10kL容の通気攪拌培養層に、水道水を6kL(=V)張り込み、通気1vvm条件のもと、様々な攪拌回転数で運転した場合の攪拌消費電力を測定した(=A)。次いで、同培養槽、同回転数で空運転を行なって攪拌所要電力を測定した(=B)。空運転の際は、攪拌軸の過熱を防止するため、攪拌翼よりも下の水位でかつ攪拌軸下部軸受け部分が水に浸るように水を張りこんで運転した。
アラキドン酸生産菌モルティエレラ・アルピナ1S−4株(Mortierella alpina 1S−4株)を10kLの培養槽で培養した。培養液量6kL、通気1vvm条件のもと、様々な攪拌回転数で運転した場合の攪拌消費電力を測定した。その結果を下表に示す。
M. alpina 1S−4株の胞子懸濁液を、酵母エキス1.0%、グルコース2.0%、pH6.3の培地に0.1vol.%接種し、往復振盪100rpm、温度28℃の条件にて種培養(第一段階)を開始し、3日間培養した。
0.00535m/sec)、培養液量あたり所要攪拌動力(=P/V)112W/m3で培養を開始した。培養開始時の各パラメータの値は次のように求められた。
(P/V)0.95:89 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.03 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):2.67 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
(P/V)0.95:2169 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.130 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):282 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
実施例3と同様の方法で種培養を行ない、本培養の培地調製を行なった。培養開始時の攪拌条件を下表に示すような様々な条件に設定する他は、実施例3と同条件で本培養を行なった。
アラキドン酸生成量(補正値)
=培養終了時の培養液当りアラキドン酸生成量×培養終了時液量/培養開始時液量
実施例3と同様の方法で種培養を行ない、本培養の培地調製を行なった。培養開始時の通気条件を下表に示すような様々な条件に設定する他は、実施例3と同条件で本培養を行なった。実験No.5−1およびEx.5−2の何れにおいても、培養開始時より高い通気量を設定したために、Ex.3に比べてきわめて高い起泡性が培養開始時から培養20時間目までの間認められた。そこで、泡立ちを押さえるために、間欠的に通気を停止する方法を採用した。
アラキドン酸生成量(補正値)
=培養終了時の培養液当りアラキドン酸生成量×培養終了時液量/培養開始時液量
実施例3と同様に種培養を行ない、本培養の培地調製を行なった。実施例3と同様に、温度26℃、内圧200kPa、通気量49m3/hr(通気線速度(=Vs)として0.00535m/sec)、培養液量あたり所要攪拌動力(=P/V)112W/m3で培養を開始した。培養開始時の各パラメータの値は次のように求められた。
(P/V)0.95:89 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.03 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):2.67 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
時間目までの間に、徐々に通気量および攪拌回転数を上げていき、様々な通気量および攪拌動力条件のもとで培養を行なった。各培養で得られたアラキドン酸生成量と、培養中における最大KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67)値の関係をプロットしたところ、図1が得られ、KLA値とアラキドン酸生成量の間に良好な正の相関関係があることを見出した。また図1において、KLA値を100以上に上げても、アラキドン酸生成量が15〜16g/L程度しか得られない場合(例えば、図1中にAで示す範囲内のプロットの場合)もあり、KLAとアラキドン酸生成量の相関からずれる場合もあることも見出された。この原因について考察するため、KLA値を構成する2つのパラメータである(P/V)0.95値とVs0.67値の相関関係についてプロットした(図2)。ここで、図2中にA´で示す範囲内のプロットは、図1中にAで示す範囲内のプロットに対応している。その結果、KLA値が高くても、Vs0.67値が0.075以上を満たしていないと、KLA値を高めたことによるアラキドン酸生成量増大効果が得られないことが分かった。
実施例3と同様に種培養を行なった。実施例3と同じ濃度組成の本培養培地1300Lを2kL容培養槽に調製し、温度26℃、内圧200kPa、通気線速度0.0087(m/sec)、培養液量あたり所要攪拌動力(=P/V)264W/m3で培養を開始した。培養開始時の各パラメータの値は次のように求められた。
(P/V)0.95:199 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.042 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):8.28 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
(P/V)0.95:1036 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.191 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):198 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
アラキドン酸生産菌としてMortierella alpina CBS754.68株を用いた。保存菌株から実施例3と同様の方法で種培養を行ない、本培養の培地調製を行なった。温度26℃、内圧200kPa、通気量49m3/hr(通気線速度(=Vs)として0.00535m/sec)、培養液量あたり所要攪拌動力(=P/V)112W/m3で培養を開始した。培養開始時の各パラメータの値は次のように求められた。
(P/V)0.95:89 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.03 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):2.67 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
られた。
(P/V)0.95:2169 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.130 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):282 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
アラキドン酸生成量(補正値)
=培養終了時の培養液当りアラキドン酸生成量×培養終了時液量/培養開始時液量
ジホモ-γ-リノレン酸生産菌としてMortierella alpina SAM1860株を用いた。保存菌株を、フラスコに調製した酵母エキス1%、グルコース2%、pH6.3の培地に接種して、100rpm、28℃の条件にて、種培養(第一段階)を3日間行なった。次に、酵母エキス1%、グルコース2%、大豆油0.1%、pH6.3の培地30Lを50L容通気攪拌培養槽に調製し、これに先の種培
養(第一段階)の培養液を接種して、攪拌回転数200rpm、温度28℃、槽内圧150kPaの条件にて種培養(第二段階)を2日間行なった。
液量あたり所要攪拌動力(=P/V)30W/m3で培養を開始した。培養開始時の各パラメータの値は次のように求められた。
(P/V)0.95:25 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.0313 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):0.782 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
(P/V)0.95:875.9 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.0871 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):76.3 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
ミード酸生産菌としてMortierella alpina SAM2086株を用いた。保存菌株を、フラスコに調製した酵母エキス1%、グルコース2%、pH6.3の培地に接種して、100rpm、28℃の条件にて、種培養(第一段階)を3日間行なった。次に、酵母エキス1%、グルコース2%、オリーブ油0.1%、pH6.3の培地30Lを50L容通気攪拌培養槽に調製し、これに先の種培養(第一段階)の培養液を接種して、攪拌回転数200rpm、温度28℃、槽内圧150kPaの条件にて種培養(第二段階)を2日間行なった。
(P/V)0.95:25 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.0313 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):0.782 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
(P/V)0.95:773.8 [(W/m3)0.95]
Vs0.67:0.0871 [(m/sec)0.67]
KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67):67.4 [(W/m3)0.95・(m/sec)0.67]
Claims (6)
- 少なくとも炭素源及び窒素源を含む培地中で、攪拌動力と通気量とが調整制御可能な通気攪拌型培養装置を用いて高度不飽和脂肪酸と高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸として含む化合物とのうち少なくともいずれか一方を産生することができる微生物を培養する方法であって、
培養開始時から所定時間までの間は、単位液量あたりの攪拌動力を269(W/m3)以下とする機械的攪拌を行い、
所定時間経過以降のいずれかの時点で、P;攪拌所要動力(W)、V;液量(m3)、Vs;通気線速度(m/sec)を、KLA(=(P/V)0.95 Vs0.67)が59以上、且つ通気線速度パラメータVs0.67が0.075以上、且つ攪拌所要動力パラメータ(P/V)0.95が203以上を満たすような範囲に調整制御する菌体培養方法。 - 前記高度不飽和脂肪酸がアラキドン酸である、請求項1に記載の菌体培養方法。
- 前記微生物が、モルティエレラ(Mortierella)属モルティエレラ(Mortierella)亜属である、請求項1又は2のいずれか1項に記載の菌体培養方法。
- 前記所定時間が、12〜24時間である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の菌体培養方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の菌体培養方法によって培養した微生物から抽出分離する高度不飽和脂肪酸の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の菌体培養方法によって培養した微生物から抽出分離する高度不飽和脂肪酸を構成脂肪酸として含む化合物の製造方法。
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