JPH02174674A - 乳酸菌の培養方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮朶上玖剋■分立 本発明は、発酵食品、乳酸菌飲料、孔加工食品等に広く
利用される乳酸菌を高濃度で培養するための方法及びそ
れに使用する装置に関する。

従来狭止 従来、乳酸菌を培養するには、微生物培養法の手法に従
って、培養槽内で培地を調整しながら培養する方法が行
われているが、近年、菌の培養に際し生成する阻害物質
の除去の目的で濾過膜を介して菌とその阻害物質を分離
することからなる高濃度培養システムが提案されている
。

このような培養システムとしては、微生物を培養するた
めの培養槽中に内臓させた逆洗可能なフィルターで基質
交換させて、培養により生成した代謝物の濃度を低減す
る方法（特開昭５８−４７４８５号）培養液を筒状のフ
ィルター内に通過させて代謝物と菌を分離し、菌体を含
む培養液を培養槽へ循環させて連続的に培養を行うため
の装置（特開昭６２１．３８１８４号）等が知られてい
る。

しかし、上述した公知の培養技術を乳酸菌の培養に利用
した場合、乳酸菌の阻害因子である代謝物をＩＩａ、ｓ
膜＜フィルター）を介して除去する濾過抽出法に問題が
あって、乳酸菌の高濃度培養に限界がみられる。

すなわち、乳酸菌の培養に当っては、培地に各種ビタミ
ンの他に乳糖を糖分として補給しながら行うが、乳酸菌
は乳糖を利用して乳酸を代謝物として生成し、この乳酸
が耐酸性の低い乳酸菌の生育上の阻害因子となる。した
がって、乳酸菌の培養上、乳酸の濃度が上がらないよう
にする必要があるが、公知の阻害因子を濾過する培養法
では、乳酸菌数で１０９〜１０”（ｃｆｕ／ｍ１）程度
の濃度の培養が限界であった。

また、乳酸菌のｉｌ！過培養を行うのに際して用いられ
る従来の濾過膜では、熱による劣化を防ぐために殺菌剤
による殺菌を行っていたが、無菌化することは不可能で
あって、長時間の培養工程においては汚染を完全に防止
することは困難であった。

λ班が股火ν書立春１４課塁 本発明は、濾過膜を用いた乳酸菌の培養において、培地
の１）！　？ｍ度を特定範囲にコントロールして、培養
液中に生成する乳酸濃度を一定以下に抑制することによ
り、乳酸菌数が１０”　（ｃｆｕ／ｄ）に達する高濃度
で乳酸菌を培養するための方法及びそのための装置を提
供することを課題とする。

以下本発明の詳細な説明する。

課皿上邂迭まに込−泣ｐ工段 本発明では、乳酸菌の培養に際して培地中の塘（乳糖）
？１度を１〜１．５重量％に調整することが重要であっ
て、この調整により培養液中に生成する乳酸の量を常時
ｌｏｇ／　Ｒ以下になし、その結果培養により得られる
乳酸菌数を１０”　（ｃｆｕ／ｍｆ）の高１度にするこ
とが可能である。

また、本発明は乳酸菌の培養中において、濾過膜を用い
て培地中に生成した乳酸菌の阻害物質及びその他の廃棄
物を乳酸菌培養液と分離して除去するとともに、乳酸菌
体を含む培養液を培養槽へ循環させ、一方、オ；１４度
を上記範囲に調整した新しい培地を補給しながら培養を
行うことも特徴とする。

以下に本発明による培養方法を、それに使用する装置を
例示した第１図に基いて説明する。

第１図において、１は培養槽であってその中に撹拌機１
）を備えており、培養槽１の底部は濾過膜３の下部とパ
イプにより連通しており、また、該濾過膜３の上部は培
養槽ｌの上部とパイプにより連通している。また、培養
槽３の上部には新鮮な培地を補給するためのラインが通
じている。図中４は濾過膜を介して苗の阻害物質を除去
するためのポンプであり、５は培養槽内の培地のレベル
をコントロールするためのレベル計を示し、６は培地供
給のためのポンプを示し、７は中和剤を培地に供給する
ためのポンプを、８は窒素ガスの供給口及び９は窒素ガ
スの排出口をそれぞれ示す。

ＩＯは、°濾過膜を介して除去される阻害物質及びその
他廃棄物の排出口を示す。

上記のように構成された装置を用いて乳酸菌を培養する
には、まず、糖濃度を１〜１．５重量％に調整した新し
い培地を仕込み、これに乳酸菌を接種し撹拌しながら培
養する。この間ｐＨ計をみながら適宜中和剤を添加して
培地のρ１）をコントロルする。培養の経過とともに培
地に乳酸が生成して乳酸菌に対する阻害が発現するので
、ポンプ２を介して培地を濾過膜３を通過させて乳酸を
含む培地をポンプ４を介して乳酸菌と分離して１０より
排出させ、一方乳ｒＪ１菌を含む培地（乳酸菌は濾過膜
により流出されない）は培養槽１へ戻される。この際、
培養槽ではレベル計５により培地の流出分に相当する量
の新鮮培地がポンプ６を介して補給される。なお、培養
槽ｌは温度計により一定温度に保持されるようになって
いる。

上記培養操作において、培養開始から乳酸生成による阻
害現象が表われる経過時間以降では、培地供給速度を経
時的に増加方向へ変化させる必要がある。

この操作により、生菌数の上昇とともに栄養源、糖等の
必要量増加に対処するとともに、生成される乳酸の増加
に対しても量的抑制が行われる。

なお、培地供給速度を生菌数の上昇に合せて上昇させれ
ば培養効率が良く、培養時間も短縮できる。したがって
、乳Ｉ！濃度は１．５％以下であれば乳酸生成による増
殖速度の低下を阻止できるが、あまり低い濃度では増菌
速度が小さくなり培養時間が長くなるので、効率的培養
のためには１〜１゜５％の範囲の乳＄、１．Ｗ　濃度で
培養を行って、乳酸による阻害を抑止するとともに増菌
速度にも影響のない状態を維持するようにする。

本発明に係る装置は、２弗化ビニリデンのような有機物
質からなる濾過膜と培地の循環ラインを備えていること
が重要な特徴であって、培養槽での培養により生成する
乳酸による阻害現象が表われるまでは、乳酸菌は培養槽
ｌ内の培地のみで培養され、この間に濾過膜３と循環ラ
インを加熱殺菌できるようになっている。そして、乳酸
による阻害現象が発現した以降は循環ラインを稼動して
濾過膜３で乳酸を主とする阻害物質や老廃物を除去する
とともに、ここで除去される液量骨に相当する新鮮培地
を培養槽ｌへ補給するように作動し、一方、濾過膜３で
透過しなかった乳酸菌含有培地は循環ラインにより培養
槽へ戻される。

ここにおいて、培養時間の経過とともに乳酸菌の生育濃
度が上昇するため、ｉ！を過膜３における培地の排＃、
量と、培養槽への新鮮培地の補給弁は経時的にそれぞれ
増加するようになる。

主班■跋来 以上述べたとおり、本発明によると、従来の濾過培養に
みられる汚染問題が解決され、一方、乳酸による阻害現
象を抑制するとともに増菌速度にも影響を及ぼすことな
く、培養できるので、同容量の処理設備でも単位容積当
りの培養菌数を多くすることができ、（１０”　ｃｆｕ
／−を得ることができる）製造コスト及び設備コストの
軽減にも貢献できる。

また、本発明では高温加熱による滅菌処理が可能な有機
物質からなる濾過膜を用いているため、循環ラインを含
めて蒸気による滅菌が可能であって、細菌汚染の完全防
止が可能となり、ラインの管理も簡易化される利点があ
る。

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。

実施例 本例は乳酸菌としてビフィズス菌（ビフィドバクテリウ
ム・ロンガム５ＢＴ−２９３３Ｒ）を用いて培養した場
合について示す。

培養４ｆ！　１に下記組成の培地とビフィズス菌を投入
して培養を開始すると、４時間目頃から乳酸による発育
阻害が出てくるので、濾過膜による阻害物質除去ライン
を稼動させた。

培地組成： 乳糖　　　　　　　　　　　　　１．２５％酵母エキス
　　　　　　　　　１．００％ポリペプトン　　　　　
　　　１．００％リン酸２カリウム（Ｋ２１）ＰＯ４）
　　　　０．５％リンｆＩｉ２水素カリウム（に１Ｉｆ
ｆｉＰＯ４）　　０．１　％Ｌ−アスコルビン酸ナトリ
ウム　０．１％その際、培地の乳Ｆ’　？Ｍ度を常時１
．２５重量％になるように新鮮培地の培養槽ｌへの補給
量と濾過膜からの流出量をコントロールさせた。培養開
始から８時間目におけるビフィズス菌の生育数は１０”
ｃｆｕ／ｄに達した。

なお、第２図に増菌数の経時的状態を示す。また、この
際の培地における乳糖と乳酸の量の変化は第３図に示す
とおりであって、乳糖は一時的に欠乏しているが、ビフ
ィズス菌の代謝産物である乳酸は１０ｇ／　１２を超え
ないことが認められる。

なお、濾過開始から培養終了までの新鮮培地の供給速度
（希釈率）は乳酸菌の増加とともに０．４ｈｒ”から４
．５ｈｒ−’まで連続的に変化させた。

次に、培地中の乳Ｉ！濃度の消長と乳酸生成量及び菌体
収量との関係は下記表に示すとおりである。

表 この表のごとく乳酸の生成を抑制し、かつ菌体収率を高
い位置にするには乳糖の濃度範囲を１〜１．５に抑制す
ることが望ましいことが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、５本発明で使用する装置の概略図を示したも
のであり、第２図は、増菌数の経時的変化を示し、第３
図は培地における乳糖と乳酸の量の変化を示す。 第１図において、 １−・−−−ｍ−培養槽 ３−−・−・−濾過膜 ４−−−−−−一阻害物質及び老廃物排出用ポンプ６−
・−・−新鮮培地供給用ポンプ １）−−−・・−撹拌機 （注）菌体収率とは消費基質（この場合は乳！ａ）当り
生成する菌体量を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）乳酸菌を培養するに際し、培地の糖濃度を１〜１
   ．５重量％に調整し、培養により培地中に生成した菌の
   阻害物質を培養槽に連通して配設した濾過膜を介して除
   去し、該阻害物質を除去した培養液を培養槽へ循環させ
   るとともに、上記濾過膜を介して除去された部分に相当
   する液量の新鮮な培地を培養槽へ補給することを特徴と
   する乳酸菌の培養方法。
2. （２）乳酸菌がビフィズス菌である請求項（１）に記載
   の乳酸菌の培養方法。
3. （３）培地の糖濃度が乳糖濃度である請求項（１）に記
   載の乳酸菌の培養方法。
4. （４）濾過膜が２弗化ビニリデンから構成される請求項
   （１）に記載の乳酸菌の培養方法。
5. （５）攪拌機を備えた培養槽の底部と濾過膜の下部と連
   通させるとともに、濾過膜の上部を培養槽の上部と連通
   させて濾過膜を介して乳酸菌の阻害物質を除去した後の
   培養液を培養槽へ循環させるようになし、かつ培養槽に
   新鮮培地の補給ラインを配設したことを特徴とする乳酸
   菌の培養装置。
6. （６）培養槽に中和剤の添加ライン、培養液のレベル計
   及び窒素ガスの導入口と排出口を配設した請求項（５）
   に記載の乳酸菌の培養装置。