JP5926834B2 - 藻類培養方法及び藻類培養装置 - Google Patents
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Description
この知見に基づき、本発明は、赤色光照明光を藻類に照射する手順と、青色光照明光を藻類に照射する手順と、を一定期間内に別個独立に行うことによって藻類の増殖を促進する藻類培養方法(執行メソッド(Shigyo Method))の具体例として、赤色光照明光を藻類に照射する赤色光照射手順と、青色光照明光を前記藻類に照射する青色光照射手順と、を行うことによって前記藻類の増殖を促進する藻類培養方法において、
前記照明光の照射時間を前記藻類の細胞分裂周期に応じた0.1〜21時間の範囲内の間隔に設定し、
前記赤色光照射手順と、前記青色光照射手順と、からなる照射サイクルを一定期間内に少なくとも2サイクル以上行い、かつ前記照射サイクルにおいて前記赤色光照射手順又は前記青色光照射手順のいずれか一つの手順で手順を開始する、藻類培養方法を提供する。
本発明において、前記照射サイクルは、赤色光照射光及び青色照射光を前記藻類に同時照射する同時照射手順、を更に含んでいてもよい。
また、前記照射サイクルは、前記藻類への光照射を休止する休止手順、を更に含んでいてもよい。
本発明において、前記藻類は特に限定されないが、ボトリオコッカス(Botryococcus)属又はクロレラ(Chlorella)属の緑藻類、或いはヘマトコッカス(Hematococcus)属の緑藻類とすることができる。
前記光照射部を制御して、前記赤色光照明光を前記藻類に照射する赤色光照射ステップと、前記青色光照明光を前記藻類に照射する青色光照射ステップと、を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記照明光の照射時間を前記藻類の細胞分裂周期に応じた0.1〜21時間の範囲内の間隔に設定し、前記赤色光照射ステップと、前記青色光照射ステップと、からなる照射サイクルを一定期間内に少なくとも2サイクル以上実行し、かつ前記照射サイクルにおいて前記赤色光照射ステップ又は前記青色光照射ステップのいずれか一つのステップで手順を開始する、藻類培養装置を提供する。
本発明において、前記照射サイクルは、赤色光照射光及び青色照射光を前記藻類に同時照射する同時照射ステップ、を更に含んでいてもよい。
また、前記照射サイクルは、前記藻類への光照射を休止する休止ステップ、を更に含んでいてもよい。
1.藻類培養方法
(1)第一実施形態に係る藻類培養方法
(2)第二実施形態に係る藻類培養方法
(3)第三実施形態に係る藻類培養方法
(4)波長
(5)光量
(6)照射時間
2.藻類培養装置
(1)第一実施形態に係る藻類培養装置
(1−1)光照射部
(1−2)制御部
3.培養藻類
(1)第一実施形態に係る藻類培養方法
本発明に係る藻類培養方法は、赤色光照明光を藻類に照射する手順(以下「赤色光照射ステップ」とも称する)と、青色光照明光を藻類に照射する手順(以下「青色光照射ステップ」とも称する)と、を一定期間内に別個独立に行うことによって藻類の増殖を促進する方法である。
図2は、本発明の第二実施形態に係る藻類培養方法の手順を説明する図である。この実施形態は、赤色光照射ステップと青色光照射ステップとを、両ステップの間に赤色光照明光及び青色光照明光を藻類に同時照射する手順(以下「同時照射ステップ」とも称する)を挟んで不連続に繰り返して行うものである。
図3は、本発明の第三実施形態に係る藻類培養方法の手順を説明する図である。この実施形態は、赤色光照射ステップと青色光照射ステップとを、両ステップの間に藻類への光照射を休止する手順(以下「休止ステップ」とも称する)を挟んで不連続に繰り返して行うものである。
上述した各実施形態に係る藻類培養方法において、赤色光は波長570〜730nmの光をいい、635〜660nmの波長を中心波長をとする光が好適に用いられる。また、青色光は、波長400〜515nmの光をいい、中心波長を450nmとする光が好適に用いられる。赤色光及び青色光は、上記波長を中心波長として所定の波長域を有するものであってよい。波長域としては、例えば青色光であれば、450±30nm、好ましくは450±20nm、さらに好ましくは450±10nmとできる。
赤色光照射ステップS1、青色光照射ステップS2及び同時照射ステップS3における赤色光及び青色光の光量(強度)は、特に限定されないが、例えば光合成光量子束密度(Photosynthetic Photon Flux Density:PPFD)でそれぞれ1〜1000μmol/m2s、好ましくは10〜500μmol/m2s、特に好ましくは50〜250μmol/m2s程度とされる。
上述した各実施形態に係る藻類培養方法において、一つの照射サイクルの時間は、最長で培養全期間である。また、最短の時間は、本発明の効果が奏される限りにおいて任意に設定できる。一つの照射サイクルは、例えば時間(hr)を時間長の単位とするものであってよく、さらにより長い時間長単位(例えば日(day))あるいはより短い時間長単位(例えば分(minutes))とするものであってもよい。
本発明に係る藻類培養方法において、照明条件以外の培養条件は、従来公知の培養方法と同様とできる。例えば、培地には、淡水産藻類用の培地(例えば、AF6培地、C培地、URO培地等)、海産藻類用培地(ESM培地、f/2培地、IMR培地、MNK培地等)などを用いればよい。
(1)第一実施形態に係る藻類培養装置
(1−1)光照射部
本発明に係る藻類培養装置は、上述した藻類培養方法の各手順を実行可能なものであり、赤色光照明光及び青色光照明光を藻類に照射する光照射部と、光照射部を制御して、赤色光照明光を藻類に照射するステップと、青色光照明光を藻類に照射するステップと、を一定期間内に別個独立に実行する制御部と、を備える。
制御部は、光照射部から放射される赤色光照明光及び青色光照明光の光量(強度)、波長及び/又は照射時間を所定値に維持するか、あるいは所定のパターンで変化させる。
本発明に係る藻類培養方法等が対象とする藻類には、原核生物であるか真核生物であるかを問わず、緑藻類、褐藻類、藍藻類、紅色光合成細菌等の単細胞生物、水草等の水生の光合成能を有する多細胞生物などが広く含まれる。藻類として、具体的には、藍藻類、原核緑藻類、紅藻類、灰色藻類、クリプト藻類、渦鞭毛藻類、黄金色藻類、珪藻類、褐藻類、黄緑藻類、ハプト藻類、ラフィド藻類(緑色鞭藻類)、クロララクニオン藻類、ミドリムシ藻類、プラシノ藻類、緑藻類、車軸藻類などが挙げられる。
本試験例では、炭化水素産生藻類であり、緑藻類の一種であるボトリオコッカス・ブラウニーにおいて、赤色光と青色光との交互照射による増殖促進効果を検討した。
「対照区」
光源:蛍光灯、照明光の光合成光量子束密度:140μmol/m2s、12時間明期/12時間暗期
「LED区」
光源:赤色LED及び青色LED、照明光の光合成光量子束密度:赤87.5、青52.5μmol/m2s(赤青比5:3)、12時間赤/12時間青(赤青交互照射)
「対照区」
光源:蛍光灯、照明光の光合成光量子束密度:140μmol/m2s、12時間明期/12時間暗期
「LED区A」
光源:赤色LED及び青色LED、照明光の光合成光量子束密度:赤87.5、青52.5μmol/m2s(赤青比5:3)、12時間赤/12時間青(赤青交互照射)
「LED区B」
光源:赤色LED及び青色LED、照明光の光合成光量子束密度:赤87.5、青52.5μmol/m2s(赤青比5:3)、12時間明期/12時間暗期(赤青同時照射)
本試験例では、実験用藻類として広く用いられ、サプリメント食品などにも応用されているクロレラ属緑藻類の一種であるクロレラ・ケスレリにおいて、赤色光と青色光との交互照射による増殖促進効果を検討した。
「対照区」
光源:蛍光灯、照明光の光合成光量子束密度:140μmol/m2s、12時間明期/12時間暗期
「LED区A」
光源:赤色LED及び青色LED、照明光の光合成光量子束密度:赤105、青35μmol/m2s(赤青比3:1)、12時間明期/12時間暗期(赤青同時照射)
「LED区B」
光源:赤色LED及び青色LED、照明光の光合成光量子束密度:赤105、青35μmol/m2s(赤青比3:1)、12時間赤/12時間青(赤青交互照射)
「LED区C」
光源:赤色LED及び青色LED、照明光の光合成光量子束密度:赤105、青35μmol/m2s(赤青比3:1)、3時間赤/3時間青(赤青交互照射)
「LED区D」
光源:赤色LED及び青色LED、照明光の光合成光量子束密度:赤105、青35μmol/m2s(赤青比3:1)、0.1時間赤/0.1時間青(赤青交互照射)
本試験例では、魚類の色揚げや、化粧品及び抗酸化効果を有するサプリメントなどに利用されるアスタキサンチンを生産する緑藻類の一種であるヘマトコッカス・ラクストリスにおいて、赤色光と青色光との交互照射による増殖促進効果を検討した。
「対照区」
光源:蛍光灯、照明光の光合成光量子束密度:140μmol/m2s、12時間明期/12時間暗期
「LED区A」
光源:赤色LED及び青色LED、照明光の光合成光量子束密度:赤105、青35μmol/m2s(赤青比3:1)、12時間明期/12時間暗期(赤青同時照射)
「LED区B」
光源:赤色LED及び青色LED、照明光の光合成光量子束密度:赤105、青35μmol/m2s(赤青比3:1)、12時間赤/12時間青(赤青交互照射)
Claims (8)
- 赤色光照明光を藻類に照射する赤色光照射手順と、青色光照明光を前記藻類に照射する青色光照射手順と、を行うことによって前記藻類の増殖を促進する藻類培養方法において、
前記照明光の照射時間を前記藻類の細胞分裂周期に応じた0.1〜21時間の範囲内の間隔に設定し、
前記赤色光照射手順と、前記青色光照射手順と、からなる照射サイクルを一定期間内に少なくとも2サイクル以上行い、かつ前記照射サイクルにおいて前記赤色光照射手順又は前記青色光照射手順のいずれか一つの手順で手順を開始する、藻類培養方法。 - 前記照射サイクルは、赤色光照明光及び青色光照明光を前記藻類に同時照射する同時照射手順、を更に含む、請求項1記載の藻類培養方法。
- 前記照射サイクルは、前記藻類への光照射を休止する休止手順、を更に含む、請求項1又は2に記載の藻類培養方法。
- 前記藻類は、ボトリオコッカス(Botryococcus)属又はクロレラ(Chlorella)属の緑藻類である請求項1から3のいずれか一項に記載の藻類培養方法。
- 前記藻類は、ヘマトコッカス(Hematococcus)属の緑藻類である請求項1から3のいずれか一項に記載の藻類培養方法。
- 赤色光照明光と青色光照明光を藻類に照射する光照射部と、
前記光照射部を制御して、前記赤色光照明光を前記藻類に照射する赤色光照射ステップと、前記青色光照明光を前記藻類に照射する青色光照射ステップと、を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記照明光の照射時間を前記藻類の細胞分裂周期に応じた0.1〜21時間の範囲内の間隔に設定し、前記赤色光照射ステップと、前記青色光照射ステップと、からなる照射サイクルを一定期間内に少なくとも2サイクル以上実行し、かつ前記照射サイクルにおいて前記赤色光照射ステップ又は前記青色光照射ステップのいずれか一つのステップで手順を開始する、藻類培養装置。 - 前記照射サイクルは、赤色光照明光及び青色光照明光を前記藻類に同時照射する同時照射ステップ、を更に含む、請求項6記載の藻類培養装置。
- 前記照射サイクルは、前記藻類への光照射を休止する休止ステップ、を更に含む、請求項6又は7に記載の藻類培養装置。
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