JP6622438B1 - 微生物を培養する培養バッグ - Google Patents

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Abstract

培養バッグ組立体は、食物基質および培養されるべき生物を収容するバッグ内部を画定するために側縁部に沿って接合された、第１および第２の壁部を具備するバッグを備える。第１および第２の壁部の少なくとも一方は、水蒸気透過性材料の層で構成される。ガス不透過層から形成されたバッグ壁部被覆層は、バッグに剥離可能に連結される。被覆層は、水蒸気透過性材料の層に重ねて、それを介したガスの通過を防ぐ。バッグ壁部被覆層は、開口部を覆うガスフィルタパッチを具備する開口部を備え、ガスフィルタパッチを介した周囲の空気への、かつ周囲の空気からの、酸素および二酸化炭素ガスの通過を可能にして、バッグ内部の中の生物のインキュベーションを容易にする。バッグ壁部被覆層は、水蒸気が、水蒸気透過性材料の層を介して周囲の空気へ通過することを可能にし、バッグの内容物を乾燥させることを容易にするために、バッグから取り外し可能である。【選択図】図１

Description

[0001]本発明は、微生物、真菌、および他の生物を培養する培養バッグ、その製造、ならびに使用法に関する。
[0002]有機製品に対する需要が高まるにつれて、化学肥料、農薬、および除草剤を使用せずに作物の生産量を増加させる方法が、特に興味深くかつ重要となってきた。農業目的で使用される生物農薬は、害虫および雑草を防除するばかりでなく、肥料としても作用するように開発され、また開発され続けており、従って環境を損ない、安全性および／または健康への懸念をもたらす可能性のある化学物質を必要とせずに、植物の成長および作物の収穫高を増やす。こうした生物学的防除剤は、典型的には、天然の微生物、真菌、または他の生物、具体的には真菌菌糸体の形態である。こうした生物学的薬剤は、有害な昆虫および／または雑草に毒性作用を及ぼすが、成長する作物に悪影響を及ぼさず、かつ／あるいは生物学的薬剤が使用される植物の成長を実際に促進する肥料として、有益に作用し得る。
[0003]農薬として使用される特定の生物学的防除剤は、植物を死滅させる昆虫または望ましからざる植物体を攻撃する寄生微生物として作用する。土壌および畑にこうした微生物または生物学的薬剤を散布することで、こうした材料は、有害な昆虫および／または雑草を自然に破壊するばかりでなく、作物の成長を促進する肥料としても作用することができる。かかる農薬として使用するために存在する何千もの中から有効な微生物および生物学的薬剤を判別して単離することにおいて、研究開発がまだ進行中である。従ってその使用は、時が経つにつれて増加するとだけ予測される。
[0004]生物農薬として使用するために発見され単離された、そうした寄生微生物および寄生生物のうちの、それらは、農業目的で商業的に使用され得るよう、大量に生産されなければならない。大規模産業で使用される、かかるシステムが関与すると、大量の生物を生産する。これは、基質を収容する大きな容器の使用を伴う。基質は、微生物、真菌、または特定の生物が好む栄養食物の供給源であり、この基質の中へ導入されると、かかる基質上で著しく急速に増殖する傾向がある。基質が、培養に使用されるためには、他の望ましからざる微生物の増殖をなくするために、滅菌されなければならない。これを行うために、基質を含む容器は、通常は一定時間にわたって≧１２１℃まで加熱される。これは通常は、生蒸気を使用して実現される。滅菌時間は、滅菌される基質の量によって変わる。滅菌後、容器および基質は冷却される。次いで、ペトリ皿または試験管の中で予め増殖され得る、純粋な単離された真菌菌糸体などの微生物または生物学的薬剤が、容器内で基質に添加される。次いで、容器をゆっくり回転させ、均質に、一体に混合されるまで材料を混合する。
[0005]材料が混合されると、混合物は、好適な量でバッグの中に導入され、特定の微生物または他の生物の増殖を促進するために、所望の温度および湿度でインキュベーションすることができる。インキュベーションは通常、基質が完全に消費されたときに完了する。インキュベーションは、バッグの内容物を乾燥させることによって終了し、これは通常真空下で行われる。乾燥後、得られた乾燥微生物材料は粉砕され、所望の粒子サイズにサイズが縮小される。
[0006]大容量処理システムは、生物農薬として有用な大量の微生物材料を製造するのに有用であるが、それには欠点がある。かかる容量のシステムは高価で使用が困難であり、大規模生産者にのみ実用的である。さらに、大容量の容器は汚染を受けやすい。培養されている所望の微生物の導入中など、滅菌後に１つでも汚染胞子が大容量の容器に入ると、１回分の全体が使用不可能になる可能性がある。
[0007]より小規模の生産者によって使用され得る、より手頃な方法では、大容量の容器を使用しない。代わりに、基質を滅菌するのに十分な時間にわたって滅菌温度（すなわち、≧１２１℃）に耐えることができる、基質で充填されたより小さなプラスチックバッグが使用される。バッグは、滅菌処置中に滅菌に使用される蒸気が逃げることを可能にするために小さなフィルタを備えることができ、それによりバッグは、加熱されたときに爆発や破裂はしない。フィルタが使用されない場合、バッグの一方の端部を開いた状態で、バッグは直立に配置され得るが、開口部は、フォームまたは綿ウール材料のいずれかを使って制限された状態で、蒸気を逃がすことを可能にする。
[0008]滅菌された基質が冷却されると、培養されるべき純粋な微生物または生物がバッグの中に導入される。フィルタ処理されるバッグが使用される場合、開口端部は溶接などによって封止される。次いで、バッグおよびその内容物が攪拌されて材料を混合し、バッグは、インキュベーションするための棚の上に置かれる。
[0009]インキュベーション後、バッグは切り開かれ、内容物は、第二の乾燥バッグの中に注がれる。乾燥は通常、効率を高めるために真空室内で、真空下で乾式加熱を用いて行う。バッグ内での乾燥は、培養されてきた微生物を死滅させる可能性がある高温を含む、工業的乾燥よりも好適である。乾燥バッグは、バッグの内容物をバッグ内に保持しながら水蒸気を容易に逃がすことを可能にするよう、構成されなければならない。従って、乾燥バッグは、水蒸気が効率的かつ迅速に逃げることを可能にするため、広い面積のフィルタ材料を備えていなければならない。しかし、乾燥を容易にするために、インキュベーションバッグからの成熟した微生物は、乾燥バッグに移されなければならないので、第２の乾燥バッグを必要とするという要件は、さらなる費用および労力を追加する。
[0010]上記方法の欠点を克服するために、諸改良が必要とされる。
[0019]その生態学的状態を妨害することによる害虫の防除は、環境の中に天敵または病原体を導入することによって実施される。これはまた、生物防除とも呼ばれる。簡単に言えば、害虫に病気をもたらす寄生虫および病原体は、自然の手段で害虫の中に導入され、害虫を死に至らしめる。本発明は、こうした薬剤の調製および製造におけるステップを減らし、工程の中に導入される競合する物質または汚染する物質の危険性を低減するために、本技術分野に対して多くの利点を有する、改良された培養バッグに関する。
[0020]本発明のバッグ組立体は、固相発酵による培養に有用である。固相発酵（ＳＳＦ：Ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ）は、液水がない湿った固体物質中での微生物の増殖として定義され得る。物質または基質は通常、砂糖、コーングリッツ、米小麦廃棄物、ジャガイモ廃棄物などを加えた、穀物または穀物廃棄物からなり、生物学的防除剤が自然に増殖する自然環境を模倣する。ＳＳＦは、糸状菌の生存状況をシミュレーションする、一般的に好まれる生物工学の工程である。好ましい条件下では、胞子の発芽は、増殖し、将来の菌糸体のベースになる管の形成を経て起こる。この工程を経て、菌糸体および胞子の生産物が、生物防除剤になる。この薬剤は、いったん害虫の環境に導入されると、害虫に感染して殺す。
[0021]分岐する糸状体である糸状菌が菌糸を成長させるにつれて、真菌の菌糸体が固体マトリックス中に貫入し、菌糸体から基質を分離することが不可能になる。このようにして形成されたバイオマスは、乾燥され、サイズが縮小されて製品となり、それにより、滅ぼされるべき害虫が生息する畑または区域に容易に噴霧され得る。ほとんどの場合、これは、人間が農業で植える植物に関するものとなろう。従って、湿った基質がバッグに収容されることを可能にし、フィルタを通して呼吸手段を与えることにより、糸状菌胞子の増殖を最大にするよう促すことは、利点である。このフィルタは、バッグ内で発生したＣＯ２（二酸化炭素）を排出し、Ｏ２（酸素）を吸い込むことによって、基質中の糸状菌と周囲の空気との間のガス交換を可能にするように設計される。フィルタはまた、汚染された生物がバッグに入るのを妨げ、従って基質中の栄養素を消費し分配するのに十分小さい孔を備えるであろう。バッグの中のＣＯ２の量は、糸状菌の最適な増殖にとって重要である。
[0022]温度、換気、湿度および使用される栄養素の制御された状態下にインキュベーションバッグを置くことによって、基質の塊は、培養された生物学的防除剤によって完全に消費される。基質の塊が完全に消費されると、バッグの内容物は乾燥される。従来技術の方法では、これは、インキュベーションバッグから塊を取り出し、それを乾燥バッグに入れることによって行われる。しかし本発明は、インキュベーションバッグと乾燥バッグとが同じバッグであるので、この段階を不要にする。
[0023]乾燥工程では、乾燥空気が周囲に取り込まれてもよく、下にあるフィルタ材料の大きな物理的面積が、バッグ内のバイオマスの急速な脱水を可能にする。乾燥が完了すると、バッグは開かれ、乾燥されたバイオマスは、包装および販売のために、さらにサイズを低減された粒子に縮小される。
[0011]本開示のより完全な理解のために、次に、以下の添付図と共に、以下の説明が参照される。
[0012]本発明の特定の実施形態に従って構成されて示された、培養バッグ組立体の上左斜視図である。 [0013]図１の培養バッグ組立体の分解上左斜視図である。 [0014]線３−３に沿って取得された、図１の培養バッグ組立体の断面図である。 [0015]バッグ壁部の被覆（ｏｖｅｒｌａｙ）がバッグ組立体から部分的に剥がされ、乾燥を容易にするための格子の上に配置された状態で示された、図１の培養バッグ組立体の上左斜視図である。 [0016]バッグ組立体のバッグが、管状の形状の単一のフィルム層から形成されている状態の、図１の培養バッグ組立体の代替実施形態の分解上左斜視図である。 [0017]バッグ組立体のバッグ壁部被覆が、バッグ組立体の予め充填された乾燥バッグの周りに巻き付けられている状態の、培養バッグ組立体の別の代替実施形態の上左斜視図である。 [0018]バッグ組立体のバッグ壁部被覆が、その中に予め充填された乾燥バッグが導入されて密封されている、予備成形されたバッグとして形成されている状態の、培養バッグ組立体のさらに別の代替実施形態の上左斜視図である。
[0024]図１を参照すると、論議されているように、真菌菌糸体などの微生物、真菌、および他の生物を培養および乾燥するための、培養またはインキュベーションバッグ組立体１０が示されている。培養バッグ組立体１０の様々な構成要素およびその構造は、図２および図３においてより容易に見られ得る。
[0025]図２および図３に示されるように、バッグ組立体１０は、バッグ組立体１０を形成するため一体に接合された複数の材料の層を備える。バッグ組立体は、壁部１４と壁部１６との間にバッグ内部２０を画定するために、接合部または封止部１８（図３）など、左右および後側縁部に沿ってその周辺を接合された、上側および下側壁部１４、１６を具備する乾燥バッグ１２を備える。バッグ１２の前面は、基質材料および培養されるべき微生物、真菌、または他の生物の導入を可能にするため、最初は開いていてもよい。
[0026]壁部１４、１６はそれぞれ、中央開口部２６をそれぞれが備える、可撓性の上部および底部フィルム層２２、２４のそれぞれから構成され得る。図示されるように、中央開口部２６は、形状が長方形であり得るが、他の形状も同様に有し得る。開口部２６は、フィルム層２２、２４の外周内に囲まれた総面積の５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％以上を占めてもよい。フィルム層２２、２４は、水蒸気およびガスがフィルムの材料を容易に通過できないように、ガス不透過性であり得る。フィルム層２２、２４は、ポリプロピレンまたは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ：ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）のポリオレフィンなどの、熱可塑性フィルム層から形成され得る。ある実施形態では、壁部１４、１６は、バッグ組立体１０が襠付きバッグ組立体を構成するように、バッグ組立体１０の側部に沿って襠を設けるよう一体に成形および接合され得る。
[0027]説明の中で、数値、濃度、または範囲が提示されている場合、各数値はいったん用語「約」によって修正されたものとして読まれ（既に明示的にそのように修正されていない限り）、次いで、文脈の中で別段の指示がない限り、やはりそのように修正されていないものとして読まれるべきであることに留意されたい。また、説明の中で、有用である、好適である、などとして列挙または記載されている量の範囲は、終点を含む範囲内のありとあらゆる値が述べられていると解釈されるべきであることが意図されていることを理解されたい。たとえば、「１から１０までの範囲」は、約１と約１０との間の連続体に沿った、ありとあらゆる可能な数を示すものとして読まれるべきである。従って、範囲内の特定の点が、または範囲内の点がなくとも、明確に識別または言及されている場合であっても、発明者は、範囲内のありとあらゆる点が指定されていると解釈されるべきであると認識して理解し、また発明者は、範囲全体および範囲内の全ての点をとらえていることを理解されたい。
[0028]ガスおよび水蒸気透過性材料の層２８は、中央開口部２６を覆って配置され、壁部１４、１６を形成するための上部フィルム層２２および底部フィルム層２４のそれぞれに接合される。水蒸気透過性材料２８は、材料２８を通る空気および他のガス、ならびに水蒸気の通過または透過を可能にするよう構成される。これは、Ｄｅｌａｗａｒｅ州ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、ＴＹＶＥＫ（登録商標）の名称で販売されているような、不織ポリオレフィン繊維材料であってもよい。材料２８に好適な市販の製品の例は、ＴＹＶＥＫ（登録商標）１０２５Ｂ、ＴＹＶＥＫ（登録商標）１０５９Ｂ、およびＴＹＶＥＫ（登録商標）１０７２Ｂ材料を含むが、それに限定されるものではない。透過性材料２８は、材料を通る水蒸気の通過を容易にするために、５以上のパーマレーティング（ｐｅｒｍ ｒａｔｉｎｇ）を有することができる。特定の実施形態において、ある例では、層２８を通る水蒸気透過度は、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、および６０パーマレーティング以上のいずれかと少なくとも等しい、かつ／またはそのうちのいずれか２つの間の範囲であり得る。透過性材料２８は、０．２μｍ（０．２ミクロン）〜１μｍ（１ミクロン）の粒子サイズを有する粒子を濾過するのに好適であり得る。従って、透過性材料２８は、バッグ１２内に、より大きい粒子サイズの粒子および粉末を保持する。
[0029]透過層２８の側縁部は、開口部２６が透過層２８によって完全に覆われるように、中央開口部２６の周囲でフィルム層２２に接合される。多くの用途において、フィルム層２２、２４および水蒸気透過層２８の材料は、同じまたは類似の融点を有する同じ熱可塑性またはポリオレフィン材料、たとえばポリプロピレンまたはＨＤＰＥでできていてもよく、従ってこれらの層は、熱または超音波溶接によって一体に接合されてもよく、その結果この材料は、剥離できないよう一体に融合されるか、さもなければこれらの層が容易に分離されないよう一体に強く接合される。他の実施形態では、透過層２８をフィルム層２２、２４に接合するために、材料間に配置された強力な接着剤層の使用などによる、他の連結手段が使用され得る。
[0030]同様に、フィルム層２２、２４は、左右および後側縁部に沿ってその外周を１８のように一体に接合され、各層２２、２４は、同じまたは類似の融点を有する同じまたは類似の熱可塑性材料、たとえばポリプロピレンまたはＨＤＰＥでできていてもよく、従ってこれらの層は、熱または超音波溶接によって一体に接合されてもよく、その結果この材料は、恒久的に、または剥離できないように一体に融合されるか、さもなければこれらの層が容易に分離されないよう一体に強く接合される。他の実施形態では、透過層２８をフィルム層２２、２４に接合するために、材料間に配置された強力な接着剤層の使用などによる、他の連結手段が使用され得る。多くの例では、透過層２８がフィルム層２２、２４に接合される接合部または封止部は、フィルム層２２、２４を一体に接合する接合部または封止部からずれており、それによりそれらの接合部または封止部は、一致しないかまたは互いに重ね合わせない。このように接合部または封止部を互いからずらすことが、バッグ１２を強化することを容易にする。
[0031]代替の実施形態では、底部フィルム層２４は取り除かれ、底壁部１６が、透過層２８で全体的に形成されてもよく、この場合透過層２８は、その側縁部に沿ってフィルム層２２に接合されるようにサイズ決めされ成形され得る。さらに別の変形例では、フィルム層２２、２４の一方または両方が取り除かれ、バッグ１２の壁部１４、１６の一方または両方を形成するために、透過性材料の層２８が使用され得る。透過性材料２８が、バッグ１２の両方の壁部１４、１６を形成する場合。
[0032]バッグ組立体１０は、少なくとも１つのバッグ壁部被覆層３０をさらに備える。被覆３０は、水蒸気およびガスがフィルムの材料を容易に通過できないように、ガス不透過性であるフィルム層３２で構成され得る。フィルム層３２は、ポリプロピレンまたはＨＤＰＥのポリオレフィンなどの、熱可塑性フィルムから形成され得る。フィルム層３２は、上側壁部１４の水蒸気透過層２８の上面全体に重ねるようサイズ決めされて成形され、透過層２８へ、また透過層２８から、ガスがフィルム３２を通過するのを防止する。
[0033]開口部３４は、透過層２８へ接合される時に、開口部３４が、上側壁部１４の透過層２８に直接重ねるような位置の、被覆３０のフィルム層３２内に形成される。開口部３４は、透過層２８よりも面積が小さく、従って透過層２８の一部のみが開口部３４の下にある。
[0034]ガスフィルタパッチ３６は、その側縁部の周りでフィルム層３２に接合され、開口部３４を覆うために使用される。ガスフィルタパッチ３６は、その下での、バッグ内における最適なガス交換を可能にする、インキュベーションフィルタである。これは、培養を容易にするために、周囲の空気への、かつ周囲の空気からの、空気および／または酸素ならびに二酸化炭素ガス、ならびにいくらか水蒸気を通過させることを含む。ガスフィルタパッチ３６は、不織ポリオレフィン繊維材料であり得る。フィルタパッチ３６に有用な多くの市販の材料があり、これは不織ポリプロピレンまたはＨＤＰＥから形成され得る。フィルタパッチ材料は、通常、透過層２８に使用されるものよりも小さい開口部を有する。特定の用途では、フィルタパッチ３６は、０．０１μｍ（０．０１ミクロン）〜０．２μｍ（０．２ミクロン）以上の粒子サイズを有する粒子を濾過するのに好適であり得る。フィルタパッチ３６および対応する開口部３４は、フィルタパッチ３６の気孔率に関連して、培養されている特定の生物に対して、空気、酸素、および二酸化炭素、ならびにいくらかの水蒸気の選択された通過を可能にするようにサイズ決めされ成形され得る。従って、フィルタパッチ３６および開口部３４のサイズおよび形状は、バッグ組立体１０の目的、使用法、および環境条件（すなわち、培養されている生物の種類およびその培養環境）に応じて変わり得る。
[0035]フィルタパッチ３６の側縁部は、開口部がフィルタパッチ３６によって完全に覆われるように、開口部３４の周囲でフィルム層３２に接合される。多くの用途において、フィルム層３２およびフィルタパッチ層３６の材料は、同じまたは類似の融点を有する同じ熱可塑性またはポリオレフィン材料、たとえばポリプロピレンまたはＨＤＰＥでできていてもよく、従ってこれらの層は、熱または超音波溶接によって一体に接合されてもよく、その結果この材料は、恒久的に、または剥離できないように一体に融合されるか、さもなければこれらの層が容易に分離されないよう強く一体に接合される。他の実施形態では、フィルタパッチ３６をフィルム層３２に、そのフィルムに接合するために、材料間に配置された強力な接着剤層の使用などによる、他の連結手段が使用され得る。
[0036]図示の実施形態では、バッグ被覆３０は、その周囲で上側バッグ壁部１４に、剥離可能に連結され、封止されている。これは、フィルム層３２の側縁部を、上側フィルム層２２の上側縁部に沿って固定することによって実施され得る。ある実施形態では、この剥離性は、バッグ被覆フィルム３２および上側フィルム層２２のそれぞれに、相異なる熱可塑性材料またはポリオレフィン材料を利用することによって実施され得る。これは、少なくとも部分的には、材料の相異なる融点または他の特性によるものであり得る。ある実施形態では、剥離性をもたらすために使用される相異なる材料間の融点の差は、１０℃、２０℃、３０℃、４０℃、５０℃またはそれ以上であり得る。従って、たとえば、バッグ被覆３０および／またはバッグ被覆フィルム３２は、１３０℃〜１７１℃の融点を有することができる、ポリプロピレンで構築されてもよく、一方、上側フィルム層２２は、１１５℃〜１３５℃の融点を有することができる、ＨＤＰＥから形成されてもよい。被覆フィルム３２およびバッグ１２の上側フィルム層２２は、それらの側縁部に沿って一体に熱または超音波溶接され得る。使用される相異なる材料ならびにそれらの相異なる融点および／または特性のために、それらが同じ材料から形成されている場合のように、それらの材料は強く一体に保持されてはいない。この低い結合強度は、後で論じられることになるように、バッグ１２からのバッグ壁部被覆３０の剥離性を助成するか、または促進する。他の例では、剥離可能な接着剤の使用が、バッグ被覆３０を上側バッグ壁部に接合して封止するために利用され得る。これは、層を一体に、効果的に封止して剥離可能に接合する、連続する接着剤層であり得る。
[0037]図示の実施形態では、バッグ組立体１０の上側壁部１４を覆うために、単一のバッグ壁部被覆３０だけが使用される。しかし、他の実施形態では、バッグ被覆３０と同様に構成された第２の剥離可能なバッグ壁部被覆（図示せず）が使用され、バッグ１２の下側壁部１６の下面に接合され得る。
[0038]一適用例では、任意選択のフィルム層３８（図２）がバッグ組立体１０に設けられる。フィルム層３８はガス不透過性であり、層３２の開口部３４などのいかなる開口部も備えておらず、従って水蒸気およびガスはそのフィルムの材料を容易に通過できない。フィルム層３８は、ポリプロピレンまたはＨＤＰＥのポリオレフィンなどの、熱可塑性フィルムから形成され得る。フィルム層３８は、下側壁部１６の水蒸気透過層２８の表面全体に重ねるようサイズ決めされて成形され、透過層２８へ、また透過層２８から、ガスがフィルム３８を通過するのを防止する。
[0039]フィルム層３８は、同様に、下側バッグ壁部１６に剥離可能に接合され得る。これは、フィルム層３８および下側フィルム層２４のそれぞれに対して、相異なる融点を有する相異なるポリオレフィン材料または熱可塑性材料を利用することによって実施され得る。多くの例で、フィルム層３８は、バッグ被覆３０に使用されるフィルム層３２と同じまたは類似の材料となろう。
[0040]他の実施形態では、剥離可能なガス不透過層３８は、バッグ組立体１０と共に使用されない。下側ガス不透過層３８が使用されるか否かは、培養中にバッグ組立体１０がどのように使用されるかに依存し得る。図１に示されるように、バッグ組立体１０は、培養中に、硬い棚、または支持面４０などの支持面上に置かれ得る。支持面４０は、硬質のプラスチック、ステンレス鋼などであり得る。かかる例では、硬い支持面４０が、下側壁部１６の下側透過層２８を効果的に封止して、ガスおよび水蒸気が下側透過層２８へ、また下側透過層２８から出入りするのを防ぐよう機能するので、ガス不透過層３８は必要ないかもしれない。
[0041]バッグ組立体１０が、培養中に、図４の格子４２などの中実でない、または通気表面上で使用される場合、取り外し可能なガス不透過層３８の使用は、水蒸気およびガスが下側透過層２８へ、また下側透過層２８から出入りするのを防ぐ。
[0042]図１に示されるように、バッグ組立体１０の一端部は、バッグ組立体１０の開口部４４を画定するように、一体に接合されていない上側壁部１４および下側壁部１６の前側縁部を備え、開いていてもよい。これは、図３の４６で示されるような培養されるべき真菌菌糸体などの微生物、真菌、または他の生物と一緒に、食物基質を、バッグ内部２０に導入することを可能にする。食物基質は、通常、所望の微生物または生物の培養のための栄養素および水分を供給する有機材料である。基質は、湿っていても乾いていてもよい。真菌菌糸体の培養に有用な基質の好適な１種類は、湿った米である。しかし、他の基質材料もまた使用されてもよく、培養されている生物に基づいて変わり得る。
[0043]任意の基質を含むバッグ組立体１０は、培養される生物の汚染を防ぐために、滅菌されてもよく、または無菌条件下で製造されてもよい。材料が加熱滅菌に耐えることができる場合、加熱滅菌が使用され得る。加熱滅菌は、バッグ組立体および／またはその構成要素を、どんな基質の有無にもかかわらず、１２１℃以上の温度に加熱することによって使用され、あらゆる不要な細菌、ウイルス、または他の望ましからざる微生物を効果的に殺す。
[0044]バッグ組立体１０の構成要素は、かかる高温が使用された場合に材料を劣化させることになる、より低い融点を有し得る、ＨＤＰＥなど種々の熱可塑性材料で構成され得るので、他の非加熱滅菌技法が使用される必要があり得る。非加熱滅菌技法は、ガンマ線などの放射線、または化学的滅菌を含み得る。かかる例では、バッグ組立体１０は、いかなる基質の有無にもかかわらず、バッグ組立体およびその中に収容されるあらゆる基質を効果的に滅菌するために、放射線または滅菌化学物質にさらされる。
[0045]バッグ組立体１０および基質が滅菌されると、培養されるべき純粋な微生物、真菌、または他の生物が、開口部４４を通ってバッグ１２の内部２０内に導入される。これは、材料のどんな汚染をも回避するために、無菌またはクリーンルームの条件下で行われ得る。次いで、開口部４４が封止され閉じられるように、上側フィルム層２２および下側フィルム層２４の前側縁部を熱または超音波溶接することなどによって、開口部４４は封止される。次いで、内容物をバッグ組立体内で完全に混合するために、バッグ組立体１０およびその内容物が攪拌され得る。
[0046]培養バッグ組立体１０が密封され、内容物が混合された状態で、バッグ組立体およびその内容物は、増殖および培養に好適な環境（たとえば、温度、湿度、光など）に置かれる。論じられたように、バッグ組立体１０は、培養中、最初は表面４０（図１）などの硬い表面または棚の上に載っていてもよく、従って不透過層３８の使用は不要である。しかしある例では、バッグ組立体１０は、格子４２（図４）などの通気された表面または格子上に載っていてもよい。ここで、早過ぎる乾燥を防ぐために、下側壁部１６の上に取り外し可能な不透過層３８を使用することが望ましいかもしれない。
[0047]バッグ被覆３０（および任意選択の不透過層３８）は、早過ぎる乾燥を防止すると共に、フィルタパッチ３６を介した空気、酸素、および二酸化炭素の通過を可能にし、その結果、その増殖中に、最適な培養条件がバッグ内部２０の中で維持される。
[0048]培養された生物が成熟したとき、ここでは典型的に、全ての基質が培養された生物によって消費された後に、バッグの内容物は乾燥される。先に論じられたように、従来技術の方法では、乾燥は通常、培養バッグの内容物を別個の乾燥用バッグに移すことによって行われることになる。しかし、本発明のバッグ組立体１０では、培養と乾燥との両方が同じバッグ組立体を使用して実現され得るので、これは必要ではない。
[0049]バッグ組立体の内容物を乾燥させるために、図４に示されるように、バッグ被覆３０は剥がされ、上側壁部１４から取り外される。フィルム層３２と上側壁部１４の上側フィルム層２２との間の低い結合強度は、被覆３０が比較的小さい程度の労力で剥がされ、容易に取り外されることを可能にする。これは水蒸気透過層２８を露出させ、その結果水蒸気は、容易に蒸発し、大きな透過層２８によって与えられる広い領域を介して、バッグ１２の内部２０から逃げることができる。バッグ組立体１０が、格子４２（図４）などの格子または通気支持面上に載っている場合には、いずれの下側不透過層３８（図２）も同じく取り外され得る。従って、水蒸気は、乾燥を容易にするために、底壁部１６の下側水蒸気透過層２８を通過することも、上側壁部１４の透過性層２８を通過することもできる。多くの用途では、乾燥を速めるために、真空室内において、加熱および／または真空下で乾燥が実施され得る。
[0050]バッグ組立体１０およびその内容物が、不透過層３８を使用せずに、支持面４０（図１）などの硬い表面上に載っている間に培養される場合、バッグ組立体１０は乾燥のために移送され、格子４２などの通気された表面上に置かれ得る。より大きいフィルタ層２８は、バッグ１２内に培養された内容物を保持しながらの、より速い乾燥を可能にする。
[0051]乾燥後、その中の材料をより小さな粒子に砕くために、バッグ組立体１０およびその内容物は攪拌され得る。次いで、バッグ組立体１０およびその内容物は、先に説明されたように、害虫、雑草を防除するために、または肥料として使用するために、作物を栽培する農地に散布され得る生物農薬または生物学的薬剤として後で使用するために、包装、輸送、および／または貯蔵され得る。バッグ組立体１０は、内容物を開封して取り出す必要がなく、また使用前に内容物を異なるバッグの中に入れることなく、輸送および貯蔵用に使用され得るように、耐久性のある材料でできている。
[0052]図５は、培養バッグ組立体５０の代替構造を示す。バッグ組立体５０は、バッグ組立体１０と同様に構成されており、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。バッグ組立体５０は、単一のフィルム層５４から部分的に形成されたバッグ５２を備える。図示されるように、単一フィルム５４は、管状の形状で構成されている。これは、継ぎ目を形成するために、単一のフィルム層５４を、単一の長手方向の左側または右側の縁部に沿って接合することによって実施され得る。しかし、多くの例では、管状フィルム５４は、製造中に押出成形されるか、または他の方法で管として形成され、その結果左右の側縁部に沿った接合部または封止部は存在せず、フィルム層５４は、連続的な継ぎ目のない材料片である。これは、左右の側縁部に沿った封止部または接合部がなく、バッグ５２が破損しにくくなるように、バッグ５２の強化を促進する。管状フィルム５４の対向する上側面および下側面は、壁部１４、１６を形成するために、上側フィルム層２２および下側フィルム層２４を構成する。バッグ壁部被覆３０を含む、バッグ組立体５０の残りの構造は、以前に説明されたバッグ組立体１０の構造と概ね同じである。
[0053]図５の実施形態の変形例では、透過性材料２８が、先に説明されたどんなフィルム層をも使用せずにバッグ壁部１４、１６の両方を形成する場合、透過性材料２８は、管状の形状に成形された、不織ポリオレフィン繊維材料などの材料の単層であり得る。これは、継ぎ目を形成するために、透過性材料の単層を、単一の長手方向の左側または右側の縁部に沿って接合することによって、実施され得る。しかし、多くの例では、透過性材料の層は、製造中に管として形成されることになり、その結果左右の側縁部に沿った接合部または封止部は存在せず、管状の形状の透過層は、連続的な継ぎ目のない材料片である。
[0054]図６は、バッグ組立体５２のさらに別の変形例を示す。バッグ組立体５２は、バッグ組立体１０および５０と同様に構成されており、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。バッグ組立体５２は、バッグ組立体１０および５０のバッグ１２と同様に構成され得る乾燥バッグ５４を備える。図６の実施形態では、乾燥バッグ５４の壁部１４および１６は、先に説明されたＴｙｖｅｋ（登録商標）材料などの水蒸気透過層２８で全体的に形成されている。あるいは、バッグ５４は、フィルム層２２、２４を含めて、図１のバッグ１２と同様に構成され得る。
[0055]バッグ組立体５２のバッグ壁部被覆層５６は、バッグ５４の周りに巻き付けられる。層５６は、バッグ５４全体が被覆層５６によって包囲されている状態で、バッグ５４の全表面および側部の周りに巻き付けられ得るように、特大または大きな層である、単一の材料のシートであり得る。多くの例では、バッグ壁部被覆５６が追加されるときに、基質およびインキュベーションされるべき材料は既にバッグ５４の中に導入され、バッグ内に収容され、予め充填されたバッグ５４の端部は、既に封止部５８などで封止された状態であり得る。これは、無菌条件下で行われ得る。
[0056]バッグ被覆５６はガス不透過性であり、先に説明されたフィルム材料３２と同じ材料であり得る。層５６の縁部および端部は、一体に接合され、封止されて、バッグ５４の周りに気密またはガス密封止部を提供し得る。先に説明された被覆３２と同様に、開口部３４およびインキュベーションフィルタパッチ３６が層５６上に設けられ、乾燥バッグ５４の透過層２８に重ねて、それを介してガスの通過は可能にするが、不要な汚染物質はバッグ組立体５２に入らないようにする。
[0057]インキュベーション後、バッグ被覆５６は、先に説明されてきたように、乾燥のためにバッグ１２から取り外され得る。
[0058]図７を参照して、バッグ組立体６０の別の変形例が示される。バッグ組立体６０は、バッグ組立体１０、５０、および５２と同様に構成されており、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。バッグ組立体６０は、バッグ組立体１０、５０、５２のバッグ１２および５４と同じまたは類似し得る、乾燥バッグ６２を備える。図６の実施形態のバッグ５４と同じように、バッグ組立体６０の乾燥バッグ６２の壁部１４および１６は、先に説明されたＴｙｖｅｋ（登録商標）材料などの水蒸気透過層２８で全体的に形成され、示されている。あるいは、バッグ６２は、フィルム層２２、２４を含めて、図１のバッグ１２と同様に構成され得る。乾燥バッグ６２は、基質およびインキュベーションされるべき材料を、予め充填され得る。
[0059]バッグ組立体６０のバッグ壁部被覆層６４は、別個に予備成形されたバッグ６６として形成される。バッグ被覆６４の予備成形されたバッグ６６は、１つまたは複数のガス不透過フィルム層から形成され、先に説明されたフィルム材料３２と同じ材料であり得る。バッグ６６の１つまたは複数のフィルム層の縁部は、側部に沿って一体に接合され、封止されて、乾燥バッグ６６の周りに気密またはガス密封止部を提供し得る。バッグ６６の一方の側部は、バッグ６６の内部７０にアクセスするための開口部６８を残すために、封止されないままである。
[0060]先に説明された被覆３２と同様に、開口部３４およびインキュベーションフィルタパッチ３６もまた層６４上に設けられ、乾燥バッグ６２の透過層２８に重ねて、それを介してガスの通過は可能にするが、不要な汚染物質はバッグ組立体６０に入らないようにする。
[0061]封止部５８などで、バッグ６２の端部が既に封止された状態で、インキュベーションされるべき材料が既にバッグ６２内に導入されていてもよい。バッグ６２は、バッグ６２がバッグ６４の内部７０内に置かれるように、開口部６８を通してバッグ６４内に導入される。これは、無菌条件下で行われ得る。次いで、開口部６８は、熱もしくは超音波溶接、または接着剤を使うことなどによって、閉じられて封止される。
[0062]インキュベーション後、バッグ６４は開けられ、乾燥バッグ６２は、先に説明されてきたように、乾燥のためにバッグ６４から取り外され得る。
[0063]本発明が、その形態のいくつかのみで示されてきたが、そのように限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更および修正を受けやすいことは、当業者には明らかなはずである。従って、添付の特許請求の範囲は、広くかつ本発明の範囲と一致する形で解釈されることが適切である。

Claims (20)

  1. 微生物、真菌、および他の生物を培養する培養バッグ組立体であって、
    食物基質および培養されるべき生物を収容するバッグ内部を画定するため、側縁部に沿って接合される第１の壁部および第２の壁部を備えるバッグであって、前記第１の壁部および前記第２の壁部のうち少なくとも一方は、それを介して水蒸気が通過することを可能にする、水蒸気透過性材料の層で構成されている、バッグと、
    前記バッグと剥離可能に連結される、ガス不透過層から形成されるバッグ壁部被覆層であって、前記被覆層は、それを介してガスが通過することを防ぐために前記水蒸気透過性材料の層に重ね、前記バッグ壁部被覆層は、開口部を覆うガスフィルタパッチを具備する前記開口部を備え、前記ガスフィルタパッチを介した周囲の空気への、かつ周囲の空気からの、酸素および二酸化炭素ガスの通過を可能にして、前記バッグの前記内部の中の前記生物のインキュベーションを容易にし、前記バッグ壁部被覆層は、水蒸気が、前記水蒸気透過性材料の層を介して周囲の空気へ通過することを可能にし、インキュベーションが完了した後に、前記バッグの内容物を乾燥させることを容易にするために、前記バッグから取り外し可能である、バッグ壁部被覆層と、
    を備える、培養バッグ組立体。
  2. 第１の壁部および第２の壁部の両方が、水蒸気透過性材料の層で構成される、請求項１に記載のバッグ組立体。
  3. 前記第１の壁部および前記第２の壁部のうち少なくとも一方は、中央開口部を備えるポリオレフィンフィルム膜から形成され、前記水蒸気透過性材料の層は、前記中央開口部を覆うために、前記ポリオレフィンフィルム膜に接合される、請求項１または２に記載のバッグ組立体。
  4. 前記水蒸気透過性材料の層は、不織ポリオレフィン繊維材料から構成される、請求項２または３に記載のバッグ組立体。
  5. 前記バッグおよび前記バッグ壁部被覆はそれぞれ、相異なるポリオレフィン材料から形成される、請求項１から４のいずれか１項に記載のバッグ組立体。
  6. 前記バッグおよび前記バッグ壁部被覆のうちの一方は、ポリプロピレンから形成され、他方は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成される、請求項１から５のいずれか１項に記載のバッグ組立体。
  7. 前記バッグ被覆は、接着剤層および熱溶接のうちの一方によって、前記バッグに剥離可能に連結される、請求項１から６のいずれか１項に記載のバッグ組立体。
  8. 前記バッグは、管状の形状を有する単一のフィルム層から、少なくとも部分的に構成される、請求項１から７のいずれか１項に記載のバッグ組立体。
  9. 前記水蒸気透過性材料は、５以上のパーマレーティングを有する、請求項１から８のいずれか１項に記載のバッグ組立体。
  10. 微生物、真菌、および他の生物を培養する培養バッグ組立体であって、
    食物基質および培養されるべき生物を収容するバッグ内部を画定するため、側縁部に沿って接合される第１の壁部および第２の壁部を備えるバッグであって、前記第１の壁部および前記第２の壁部のうち少なくとも一方は、中央開口部を備えるポリオレフィンフィルム層から形成され、水蒸気透過性材料の層は、それを介して水蒸気が通過することを可能にする前記中央開口部を覆うために、前記第１の壁部および前記第２の壁部のうちの少なくとも一方に接合される、バッグと、
    前記第１の壁部および前記第２の壁部のうちの少なくとも一方と剥離可能に連結される、異なるポリオレフィンのガス不透過フィルム層から形成されるバッグ壁部被覆層であって、前記被覆層は、それを介してガスが通過することを防ぐために前記水蒸気透過性材料の層に重ね、前記バッグ壁部被覆層は、開口部を覆うガスフィルタパッチを具備する前記開口部を備え、前記ガスフィルタパッチを介した周囲の空気への、かつ周囲の空気からの、酸素および二酸化炭素ガスの通過を可能にして、前記バッグの前記内部の中の前記生物のインキュベーションを容易にし、前記バッグ壁部被覆層は、水蒸気が、前記水蒸気透過性材料の層を介して周囲の空気へ通過することを可能にし、インキュベーションが完了した後に、前記バッグの内容物を乾燥させることを容易にするために、前記バッグから取り外し可能である、バッグ壁部被覆層と、
    を備える、培養バッグ組立体。
  11. 前記バッグ壁部被覆は、熱溶接によって前記バッグと剥離可能に連結され、前記相異なるポリオレフィン材料は、前記バッグ壁部被覆の前記バッグからの剥離性を促進するため、熱溶接後に十分低い結合強度を有する、請求項１０に記載のバッグ組立体。
  12. 前記バッグおよび前記バッグ壁部被覆のうちの一方は、ポリプロピレンから形成され、他方は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成される、請求項１０または１１に記載のバッグ組立体。
  13. 前記第１の壁部および前記第２の壁部の両方が、中央開口部を備えるポリオレフィンフィルム膜から形成され、水蒸気透過性材料の層は、前記中央開口部を覆い、それを介して水蒸気の通過を可能にするように、前記第１の壁部および前記第２の壁部のそれぞれに接合される、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のバッグ組立体。
  14. 前記水蒸気透過性材料の層は、不織ポリオレフィン繊維材料から構成される、請求項１０から１３のいずれか１項に記載のバッグ組立体。
  15. 前記バッグは、管状の形状を有する単一のフィルム層から、少なくとも部分的に構成される、請求項１０から１４のいずれか１項に記載のバッグ組立体。
  16. 前記水蒸気透過性材料は、５以上のパーマレーティングを有する、請求項１０から１５のいずれか１項に記載のバッグ組立体。
  17. 微生物、真菌、および他の生物を培養する培養バッグ組立体を作成する方法であって、
    食物基質および培養されるべき生物を収容するバッグ内部を画定するため、側縁部に沿って接合される第１の壁部および第２の壁部を備えるバッグを形成するステップであって、前記第１の壁部および前記第２の壁部のうち少なくとも一方は、それを介して水蒸気が通過することを可能にする、水蒸気透過性材料の層で構成されている、ステップと、
    ガス不透過層から形成されるバッグ壁部被覆層を、前記バッグと剥離可能に連結するステップであって、前記被覆層は、それを介してガスが通過することを防ぐために前記水蒸気透過性材料の層に重ね、前記バッグ壁部被覆層は、開口部を覆うガスフィルタパッチを具備する前記開口部を備え、前記ガスフィルタパッチを介した周囲の空気への、かつ周囲の空気からの、酸素および二酸化炭素ガスの通過を可能にして、前記バッグの前記内部の中の前記生物のインキュベーションを容易にし、前記バッグ壁部被覆層は、水蒸気が、前記水蒸気透過性材料の層を介して周囲の空気へ通過することを可能にし、インキュベーションが完了した後に、前記バッグの内容物を乾燥させることを容易にするために、前記バッグから取り外し可能である、ステップと、
    を含む、方法。
  18. 前記バッグおよび前記バッグ壁部被覆は、それぞれ相異なるポリオレフィン材料から形成され、前記バッグ壁部被覆は、熱溶接によって前記バッグと剥離可能に連結され、前記相異なるポリオレフィン材料は、前記バッグ壁部被覆の前記バッグからの剥離性を促進するため、熱溶接に対して十分低い結合強度を有する、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記バッグおよび前記バッグ壁部被覆のうちの一方は、ポリプロピレンから形成され、他方は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成される、請求項１７または１８に記載の方法。
  20. 前記バッグ組立体は、ガンマ照射によって滅菌される、請求項１７から１９のいずれか１項に記載の方法。
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