JPH04141081A - 連続培養装置および連続培養方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、微生物、特に糸状菌などを連続的に固体培養
する上で有用な連続培養装置および連続培養方法に関す
る。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］微生物の
培養は、通常、液体培地中で生育させる液体培養法、固
体又は半固体の培地により生育させる固体培養法により
行なわれている。一方、こうじ菌などの糸状菌を、通気
撹拌により液体培養する場合には、菌体がベレット状と
なり、酸素の供給と撹拌が困難となり、微生物の生育が
低下し、生成した酵素の力価が低下する。そこで、醸造
業界においては、通常、糸状菌を、製麹装置を用いた固
体培養法により生育させている。しかしながら、固体培
養法においては、前記のように、通常、固体状の天然物
を培地として使用する場合が多いので、回収した培養物
は多くの不純物を含んでいる。従って、培養物から菌体
のみを回収し、分離精製するのが困難である。

糸状菌を担体に固定化して培養する方法に関し、特開平
１−９５７８１号公報には、培養液を含浸させた不織布
などの多孔質担体に糸状菌を接種し、気相中で糸状菌を
生育させる固定化微生物の製造方法が提案されている。

また、ジャーナル　オブ　ファーメンテ−ジョン　アン
ド　バイオエンジニアリング（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ’
　Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｂｉｏｅｎｇｉ
ｎｅｅｒｉｎｇ、　Ｖｏｌ、　６７、　Ｎｏ、　Ｂ、　
４０４−４０８．１９８９）には、不織布担体に固定化
したアスペルギルス（＾ｓｐｅｒｇｉｌｌυＳ）属の微
生物を用いて、グルコン酸を製造する方法が開示されて
いる。

しかしながら、これらの方法では、培地を含浸した多孔
質担体に糸状菌を接種して生育させるので、生育した菌
体が担体の繊維構造と絡み付き、担体との結合力が大き
い。従って、担体から菌体のみを回収することが困難で
あり、多孔質担体を再利用することも困難である。

本発明の目的は、菌体を連続的に培養できると共に、担
体から菌体を容易に回収できる連続培養装置および連続
培養方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明者らは、鋭意検討の結
果、培地を含む多孔質担体と、糸状菌を植菌した多孔質
隔離材とを接触させて気相中で培養する場合には、前記
多孔質担体の培地か多孔質隔離材を通じて菌体に供給さ
れ、糸状菌が多孔質隔離材の表面に層状に生育すること
を見いだし、本発明を完成した。すなわち、本発明は、
エンドレスベルト状の多孔質担体と、この多孔質担体の
一方の面に培地を供給する培地供給部と、前記多孔質担
体の他方の面に配されたエンドレスベルト状の多孔質隔
離材と、この多孔質隔離材に菌体を供給する菌体供給部
と、前記多孔質担体と多孔質隔離材とを接触させて気相
中で培養する培養部と、前記多孔質担体と多孔質隔離材
とをそれぞれ循環させる駆動源とを有する連続培養装置
を提供する。

なお、連続培養装置は、培養部の下流側に、多孔質担体
から多孔質隔離材を分離し、前記多孔質隔離材から菌体
を回収する回収部を有するのが好ましい。

また、本発明は、エンドレスベルト状の多孔質担体に培
地を供給し、エンドレスベルト状の多孔質隔離材に菌体
を植菌し、前記多孔質担体と多孔質隔離材とを気相中で
接触させながら培養部を循環させる連続培養方法を提供
する。

［作　用］ 本発明の連続培養装置および連続培養方法においては、
培地供給部から培地を多孔質担体に供給し、菌体供給部
から菌体を多孔質隔離材に供給し、前記多孔質担体と多
孔質隔離材とを循環させながら培養部で接触させる。こ
の培養部において、前記多孔質担体に含まれる培地は、
多孔質隔離材を通じて菌体に供給され、菌体は気相中で
生育する。

従って、菌体は、前記多孔質担体ではなく、多孔質隔離
材上で生育し、前記多孔質担体から多孔質隔離材を分離
させるだけで、菌体を回収できる。

さらに、エンドレスベルト状の前記多孔質担体と多孔質
隔離材とを駆動源により循環させながら、前記培地およ
び菌体の供給、培養部での培養および菌体の回収を連続
的に行なうことができる。

なお、培養部の下流側に回収部を設ける場合には、多孔
質隔離材から菌体を効率よく回収することができる。

［実施例］ 以下に、添付図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細に
説明する。

第１図は本発明の連続培養装置の一実施例を示す概略断
面図である。

多孔質担体（１）は、エンドレスベルト状の不織布で形
成されている。この多孔質担体（１）は、回転駆動源（
図示せず）により回転可能な駆動ロール（２）で循環駆
動され、ローラ（３１（４）　（５）間を循環する。前
記多孔質担体（１）の内面に培地を供給するため、培地
供給部（６）が設けられている。この培地供給部（６）
は、培地を供給する培地供給ライン（６ａ）と、この培
地供給ラインの先端部に取付けられたシャワー部（６ｂ
）とを有し、散布により、培地を多孔質担体（１）の内
面に供給している。

本発明の特徴は、前記多孔質担体（１）ではなく、多孔
質担体（１）の外面に配された多孔質隔離材ｑ）に植菌
し、前記多孔質担体（１）に供給された培地を、多孔質
隔離材（７）との界面を通じて菌体に供給し、培養する
点にある。より詳細には、前記多孔質担体（１）の外面
には、エンドレスベルト状の多孔質隔離材（７）が配さ
れている。この多孔質隔離材ｑ）は、メツシュ状であり
、一部を除き、前記多孔質担体（１）と接触しながら、
回転駆動源（図示せず）により回転可能な駆動ロール（
８）で循環する。すなわち、前記多孔質隔離材（７）は
、前記駆動ロール（２）外面の多孔質担体（１）から離
脱し、前記駆動ロール（８）及びローラ（９）を経て、
前記多孔質担体（１）の外面と接触し、循環する。前記
多孔質担体（１）と多孔質隔離材（７）との循環速度は
略等速である。

前記多孔質隔離材（７）の外面に糸状菌の胞子を供給す
るため、菌体供給部（１０）が設けられている。

この菌体供給部（１０）は、菌体供給ライン（１０ａ）
と、この菌体供給ライン（１０ａ）の先端部に取付けら
れたシャワ一部（１０ｂ）とを有し、散布により、菌体
を多孔質隔離材（′７）に供給している。

前記多孔質隔離材（７）に付着した菌体を培養するため
、前記多孔質担体（１）と多孔質隔離材（７）との接触
部は、好気性気相の培養部（１１）を循環する。この培
養部（１１）において、前記多孔質担体（１）に供給さ
れた培地は、多孔質隔離材ｑ）を通じて菌体に供給され
、菌体は、通常、多孔質隔離材ｑ）の表面で層状に生育
する。

前記培養部（１１）の下流側には、生育した菌体を回収
するため、回収部（１２）が設けられている。この回収
部（１２）は、前記多孔質隔離材ｑ）のうち前記駆動ロ
ール（８）とローラ（９）との間の内側に配設され、緩
衝液を吹付ける噴出部（１３）と、この噴出部（１３）
からの緩衝液の噴出により、前記多孔質隔離材（７）か
ら離脱した生育菌体を回収する回収室（１４）とで構成
されている。前記噴出部（１３）は、リン酸緩衝液等の
緩衝液を供給する緩衝液供給ライン（Ｌｌａ）と、この
緩衝液供給ライン（１３ａ）の先端部に取付けられたシ
ャワ一部（１３ｂ）とで構成されている。

なお、前記緩衝液に代えて、滅菌生理食塩水なども使用
することができる。また、回収室（Ｉ４）には、回収さ
れた菌体を分離精製工程に供するため、回収ライン（Ｉ
５）が連通接続されている。

このような構造の連続培養装置においては、多孔質担体
（１）と多孔質隔離材ｑ）とを接触させ、かつ循環しな
がら、前記培地および菌体の供給、培養部（１１）での
培養および菌体の回収を連続的に行なうことができる。

また、菌体へ培地を供給する機能を多孔質担体（１）に
分担させ、菌体を生育させる機能を多孔質隔離材（７）
に分担させているので、接地として固体状の天然物を使
用しても、生育した菌体の回収が容易である。特に、前
記多孔質隔離材（力がメツシュ状であるため、多孔質隔
離材ｑ）から菌体が迅速に脱離する。しかも、回収物の
不純物含有量が少なく、菌体を分離精製することが容易
である。さらに、多孔質担体（１）を再利用することも
容易である。

第２図は本発明の連続培養装置の他の実施例を示す概略
断面図である。なお、前記実施例と同一の要素には、同
一の符号を付して説明する。

この連続培養装置では、自重により、エンドレスベルト
状の多孔質担体（２■）とエンドレスベルト状の多孔質
隔離材（２７）とが離反するのを抑制するため、多孔質
担体（２１）を、駆動ローラ（２）、ロール（２３ａ）
　（２３ｂ）　（２３ｃ）　（２３ｄ）（２３ｅ）によ
り六角形状に循環させている。

このような連続培養装置では、多孔質担体（２１）及び
多孔質隔離材（２７）に自重が作用しても、六角形状に
循環させているので、多孔質担体（２１）と多孔質隔離
材（２７）との接触効率を高めることができ、多孔質担
体（２１）から多孔質隔離材（２７）への培地の供給性
が低下するのを抑制できる。従って、より効率的に菌体
を培養できる。

以上の説明より明らかなように、本発明の培養方法にお
いては、エンドレスベルト状の多孔質担体（１）（２１
）に培地を供給し、エンドレスベルト状の多孔質隔離材
（７）（２７）に菌体を植菌し、前記多孔質担体（１）
（２１）と多孔質隔離材（力（２７）とを気相中で接触
させながら培養部（１１）を循環させるという簡単な方
法で、菌体を連続的に培養でき、回収できる。

なお、前記第１図及び第２図に示す実施例において、多
孔質担体は不織布に限らず、浸透性を有する材料、例え
ば織布などで形成できる。また、多孔質隔離材は、メツ
シュ状に限らず、フィルム状などであってもよく、多孔
質であればよい。好ましい多孔質隔離材は、疎水性材料
で形成されているか、または疎水性材料で被覆されてい
る。培地としては、菌体の種類に応じた種々の培地が使
用できる。本発明が好適に適用される糸状菌の場合には
、通常、天然物を含む固体状の培地が使用できる。

培地は、散布に限らず、塗布、含浸などの種々の方法に
より多孔質担体に適用できる。また、菌体も、噴霧、含
浸などの種々の方法により多孔質隔離材に適用できる。

菌体としては、気相中、特に好気性条件下で生育する酵
母、カビ等の糸状菌の胞子が好ましい。

さらに、回収部（１２）での菌体の回収に際しては、緩
衝液に限らず、菌体に悪影響を及ぼさない限り種々の液
体を噴出部（１３）から噴出させてもよい。

また、菌体の回収は、噴出部（１３）によらず、生育し
た菌体を多孔質隔離材からドクターなどの部材により掻
き落す掻き落し部により構成してもよい。

さらに、多孔質担体から多孔質隔離材を分離することに
より、菌体を回収できるので、回収部（１２）は必ずし
も必要ではない。

また、多孔質担体と多孔質隔離材は図示する形状に限ら
ず、３以上の多角形状に循環させてもよい。さらに、多
孔質担体と多孔質隔離材の循環速度は、多孔質担体から
多孔質隔離材への培地の供給が阻害されない節回で適宜
設定できる。

［発明の効果］ 本発明の連続培養装置および連続培養方法によれば、菌
体を連続的に培養できると共に、担体から菌体を容易に
回収できる。

また、回収部を有する連続培養装置では、担体から菌体
をより効率よく回収できる。

［実験例］ 以下に、実験例に基づいて本発明をより詳細に説明する
。

多孔質担体としてエンドレスベルト状の不織布を用い、
多孔質隔離材としてエンドレスベルト状の多孔質フィル
ムを用い、第１図に示すような装置を構成した。前記多
孔質担体の内面に、スクロース８゜Ｏｇ、スキムミルク
２．０ｇ、豚赤肉２０．０ｇ、食塩１．０ｇ、水８０ｍ
１からなる培地（ｐＨ６，０）を含浸させ、前記多孔質
隔離材の外面に、濃度１０７／ｍｌ程度の糸状菌の胞子
（カビ付きサラミソーセージから分離したＰｅｎｉｅｉ
ｌｌｕｍＪａｎｔｈｆｎｅｌ　ｌｕ−ンをシャワーし、
前記多孔質担体の外面と接触させながら、温度２５℃で
約６日間、培養部で培養し、多孔質隔離材の表面に菌糸
を生育させた。

駆動ローラ（２）において、多孔質担体と多孔質隔離材
とを分離し、駆動ロール（８）からローラ（９）に至る
間に、多孔質隔離材の内面からリン酸緩衝液（ｐＨ６，
８）を吹き付け、多孔質隔離材の表面に生育した菌体を
回収した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続培養装置の一実施例を示す概略断
面図、 第２図は本発明の連続培養装置の他の実施例を示す概略
断面図である。 （１１（２１）・・・多孔質担体、（２１（８）・・・
駆動ローラ、（７）　（２７）・・・多孔質隔離材、（
１１）・・・培養部、（１２）・・・回収部 特許出願人　株式会社芝浦製作所 代　　理　　人　　　弁理士　　鍬　　１）　充　　生
第 図 培養部 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンドレスベルト状の多孔質担体と、この多孔質担
   体の一方の面に培地を供給する培地供給部と、前記多孔
   質担体の他方の面に配されたエンドレスベルト状の多孔
   質隔離材と、この多孔質隔離材に菌体を供給する菌体供
   給部と、前記多孔質担体と多孔質隔離材とを接触させて
   気相中で培養する培養部と、前記多孔質担体と多孔質隔
   離材とをそれぞれ循環させる駆動源とを有することを特
   徴とする連続培養装置。 ２、培養部の下流側に、多孔質担体から多孔質隔離材を
   分離し、前記多孔質隔離材から菌体を回収する回収部を
   有する請求項１記載の連続培養装置。 ３、エンドレスベルト状の多孔質担体に培地を供給し、
   エンドレスベルト状の多孔質隔離材に菌体を植菌し、前
   記多孔質担体と多孔質隔離材とを気相中で接触させなが
   ら培養部を循環させることを特徴とする連続培養方法。