JPH0775555A - 糸状体藻類の培養方法 - Google Patents

糸状体藻類の培養方法

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JPH0775555A
JPH0775555A JP22359893A JP22359893A JPH0775555A JP H0775555 A JPH0775555 A JP H0775555A JP 22359893 A JP22359893 A JP 22359893A JP 22359893 A JP22359893 A JP 22359893A JP H0775555 A JPH0775555 A JP H0775555A
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真希子 氷見
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一紀 藤田
Shigeya Yonetani
繁也 米谷
Kazuki Kobayashi
和樹 小林
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
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Abstract

(57)【要約】 【目的】培養後の糸状体藻類を効率よく、かつ汚染する
ことなく培養液から回収することができる糸状体藻類の
培養方法を提供する。 【構成】(1) 糸状体藻類を培養液中で培養するに当た
り、培養液を流速5cm/sec 〜60cm/sec で旋回するこ
とを特徴とする糸状体藻類の培養方法、(2) 糸状体藻類
を培養液中で培養するに当たり、培養液に担体を加え、
かつ該培養液を流速5cm/sec 〜60cm/sec で旋回する
ことを特徴とする糸状体藻類の培養方法。 【効果】培養液を特定速度で旋回し、また培養液に担体
を加えて旋回をすることにより、培養時に藻体に凝集体
を形成させることができるため、培養後の藻体の固液分
離を効率よく行なうことができ、また藻体回収に凝集剤
等の薬剤を使用しないため、藻体およびその抽出物の安
全性が確保され、大規模な培養を経済的に行うことが可
能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は糸状体藻類の培養方法に
係り、特に糸状体藻類を培養した後の培養液からこれら
の藻体を回収するのが容易である糸状体藻類の培養方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、藻類の大量培養によるCO2 固定
や良質のタンパク質の生産等が注目されている。藻類の
培養によって藻体中の有用物質等を生産する際には、培
養後の藻体を培養液から回収する固液分離の工程が必要
となるが、藻類を大量生産する場合にはこの固液分離工
程が大きな問題となっている。すなわち、実験室等で小
規模で行う培養では、吸引ろ過等による培養液の除去や
遠心分離による藻体の沈降によって藻体のみを回収する
ことが可能である。しかし、大規模の培養には大きな培
養面積と大量の培養液が必要であり、培養後の藻体の回
収をろ過法や遠心分離法で行うと、高エネルギー、高費
用を要することとなり、非実用的であった。
【0003】また、藻類の大量培養における藻体回収の
方法として、藻体が自然に培養液中で浮上する性質を利
用し、浮上した藻体の濃縮液を回収し、そのまま乾燥す
る方法( Algae Biowass: ‘Ruoaloriented fresh wate
r culitivation and production of algae in India'
I. V. Venkataiaman, B. P. Nigam and P. K. Ramanath
an )、硫酸アルミニウムや塩化カルシウムなどの凝集剤
を培養液に添加して藻体を凝集させ、固液分離する方法
( Advances in Biotechnological Process 6,pages 7
3−110 )などが提案されている。
【0004】しかしながら、前者の方法では、浮上した
藻体の濃縮液は凝集体と異なりすくい取ることができな
いため、濃縮液を直接乾燥しなければならず、藻体の回
収に長時間を要するという欠点があり、また後者の方法
では、凝集剤の使用により培養物が汚染され、藻体やそ
の抽出物を食品や薬品として用いる場合に特に凝集剤の
混入が問題となる場合がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題を解決し、培養後の糸状体藻類を効率よ
く、かつ汚染することなく培養液から回収することがで
きる糸状体藻類の培養方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、藻類培養液
に一定速度の旋回流を起こし、藻体に凝集物を形成させ
ることによって達成される。すなわち、本願で特許請求
される発明は以下の通りである。 (1)糸状体藻類を培養液中で培養するに当たり、培養
液を流速5cm/sec 〜60cm/sec で旋回することを特
徴とする糸状体藻類の培養方法。 (2)糸状体藻類を培養液中で培養するに当たり、培養
液に担体を加え、かつ該培養液を流速5cm/sec 〜60
cm/sec で旋回することを特徴とする糸状体藻類の培養
方法。
【0007】
【作用】培養液の旋回によって培養された藻体が旋回中
心部または培養容器底部にひき込れ、これらの場所で凝
集して凝集物を形成する。この凝集物は培養液内で沈澱
するため回収が容易となる。特に糸状体の藻体はたがい
にからみあい、より高高度に凝集するため、回収効率が
向上する。また培養液に担体を加えて旋回することによ
り、旋回中心部に集まった藻体が中心部に流れてきた担
体と接触し、担体の孔内に蓄積または担体の繊維にから
みつくことができるため、藻体の凝集が容易となり、培
養液からの藻体の回収がさらに容易となる。
【0008】本発明の培養方法に用いられる藻類は糸状
体藻類であり、例えば、スピルリナ属(Spirulina s
p.)、アナベナ属(Anabaena sp.)等が挙げられる。藻類
は、公知の培地、例えば、K2 HPO4 、NaNO3
FeSO4 、MgSO4 、K2 SO4 、NaCl、Ca
Cl、H3 BO3 、MnCl2 、ZnSO 4 、CuSO
4 、Na2 MoO4 、NH4 VO3 、Co(NO3)2
NiSO4等の無機塩類を5.0〜2,500 ppmおよ
びビタミンアミノ酸などの有機栄養素を0.1〜50 p
pm含む任意の液体培地(培養液)を用いて培養すること
ができる。基本培地の代表的なものとしてザルーク(Za
rrouk )培地などが挙げられる。
【0009】培地には、光合成に必要なCO2 源として
CO2 ガスやNaHCO3 が添加される。通常は0.0
1〜30%、好ましくは1〜20%のCO2 ガスまたは
0.1〜10%、好ましくは0.5〜5%のNaHCO
3 が添加される。培養温度は5〜60℃が好ましく、特
に20〜40℃が好ましい。培養時の光の照度は通常1
00〜100,000ルクスに保たれるが、特に500
〜30,000ルクスが望ましい。光源には蛍光灯、X
eランプ等が用いられるが、フィルター等を用いて藻体
に到達する光の波長を限定したものでもよい。
【0010】本発明においては培養液に旋回流を起こし
て培養を行う。該旋回流を生じさせる方法には特に制限
はなく、ロータリーシェイカー等を用いて培養器自体を
旋回させる方法や培養液のみを旋回させる方法が採用さ
れる。後者の方法には、培養容器から排出された培養液
を再度旋回流で流入させる循環系を利用する方法、培養
容器中の老廃物を含む培養液を排出し、新鮮培養液を補
充する系を利用する方法等が挙げられ、具体的には、液
体サイクロンの原理を用いた培養槽で培養を行う方法が
挙げられる。また培養容器中に直接CO2 ガスを吹き込
む際にはこの通気系を利用して旋回流を起こすこともで
きる。
【0011】培養液の旋回速度は、5cm/sec 〜60cm
/sec 、好ましくは10cm/sec〜40cm/sec、特に好ま
しくは13cm/sec〜32cm/secである。旋回速度がこの
範囲以外では培養時に糸状体藻類の凝集物を形成するこ
とができない。例えば、振とう幅2.5〜5.0cmの振
とう機で、底面径8.5cmのフラスコを振とうさせると
きには20 rpm〜80 rpm、特に30 rpm〜70 rpmの
範囲で回転させるのが好ましい。旋回流は連続流でも間
欠流でもよい。
【0012】旋回する培養液に担体を入れて藻体の凝集
を促進することが可能である。この担体には、ポリウレ
タンフォーム、スポンジ、シリコンなど多孔性のもの、
フェルト、ヘチマ(植物性繊維)、ガラスファイバー等
繊維状のものが適しており、糸状体藻類には特に孔径1
00〜2000μmのスポンジが適している。担体の形
状には特に制限はないが、径0.5〜10cmの球体また
は多面体に細刻または切り込みを入れて表面積を大きく
したものが好ましい。担体の使用量は、培養液容積の
0.5〜50%程度、特に1〜10%が好ましい。また
担体は、培養開始時に培養液に加えて培養を行っても、
培養後期に加えて、藻体の回収を行ってもよい。凝集し
た藻体は、凝集物として培養液内に沈澱するため、容易
に回収することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明する
が、本発明はこれらの例に限定されるものではない。 実施例1 Zarrouk 培地にCO2 源としてNaHCO3 16.8 g
/lを添加した液体培地に、糸状体藻類の Spirulina SP.
を0.15g(乾燥重量)/l入れて培養を行った。培
養器には底面径8.5cmのフラスコを用い、これをロー
タリーシェイカーにより60 rpm(旋回速度13cm/se
c )の旋回流を起こして液体培地に空気を通気した。培
養温度は23℃、照度は18,000Ixに維持した。
【0014】培養開始直後は旋回の中心部に藻体低濃度
域ができ、約3時間後にはで藻体の集まったうず状の高
濃度域が形成され、約20時間後には直径5mmの高濃度
域が形成され、約40時間後には直径10mmの高濃度域
が形成され、約5日後には高濃度域の藻体が凝集物とな
り沈澱した。図1に藻体の培養状態を示した。図1
(A)は培養開始前の状態、(B)は培養開始3時間後
の状態、(C)は培養開始40時間の状態を示す図であ
る。
【0015】実施例2 実施例1において、糸状体藻類の Spirulina SP.の使用
量を0.4(乾燥重量)/lとした以外は実施例1と同
様にして藻類の培養を行った。培養開始後約20時間で
旋回中心部に直径10mmの高濃度域が形成され、約5日
後には凝集物となり沈澱した。
【0016】比較例1 KH2 PO4 0.125 g/l、K2 HPO4 0.1
25 g/l、NaNO30.25 g/l、H3 BO3 6.
8 mg/l 、Na2 EDTA 6.0 mg/l 、(NH4)6
Mn7 24・4H2 O 4.4 mg/l 、MnCl2 ・4
2 O 0.8 mg/l 、ZnSO4 ・7H2 O 0.1
32 mg/l 、Co(NO3)2 ・6H2O 0.003 mg
/l 、CuSO4 ・5H2 O 0.376 mg/l 、Mg
SO4・7H2 O 3 g/l、CaCl2 12 mg/l 、
FeCl3 ・6H2 O 32 mg/l を含む液体培地に、
桿状藻類の Synechococcus SP.を0.1g(乾燥重量)
/l入れて培養を行った。培養器には底面径8.5cmの
フラスコを用い、ロータリーシェイカーにより60 rpm
(旋回速度13cm/sec )の旋回流を起こして液体培地
に空気を通気した。温度は58℃、照度は18,000
ルクスに維持した。培養開始してから5日を経過しても
液体培地には藻体の凝集物のみならず藻体の高濃度域も
形成されず、藻体が均一に分散していた。
【0017】比較例2、3 実施例1において、培養液の旋回流を80rpm (旋回速
度33cm/sec )および120rpm (旋回速度50cm/
sec )とした以外は実施例1と同様にしてそれぞれ培養
を行った。しかし、いずれの場合も、培養開始後3日た
っても液体培地には藻体の凝集物のみならず藻体の高濃
度域も形成されず、藻体が均一に分散していた。
【0018】比較例4 実施例2において、培養液の旋回流を80rpm (旋回速
度33cm/sec )とした以外は実施例2と同様にして培
養を行った。しかし、培養開始後3日たっても液体培地
には藻体の凝集物のみならず藻体の高濃度域も形成され
ず、藻体が均一に分散していた。
【0019】比較例5 実施例1において、液体培地をレシプロ型シェイカーを
用いて60 rpmで往復振とうした以外は実施例1と同様
にして培養を行った。しかし、培養開始後3日たっても
液体培地には藻体の凝集物のみならず藻体の高濃度域も
形成されず、藻体が均一に分散していた。
【0020】実施例3 実施例1において、液体培地の旋回を120 rpmで3日
間行い、その後、旋回を60rpm に下げた以外は実施例
1と同様にして培養を行った。120 rpmで旋回してい
る間は培養開始3日経過しても藻体は均一に分散してい
たが、旋回を60rpm に下げると約3時間後に旋回中心
部に藻体の高濃度域が形成され、3日後には凝集物とな
り沈澱した。
【0021】実施例4 実施例1において、液体培地に1cm角に切ったスポンジ
(孔径500μm)を入れ、照度13,000ルクスに
維持した以外は実施例1と同様にして旋回流による培養
を行った。藻体は約2時間で、スポンジの孔内に蓄積し
始め、約6日後にはスポンジの表面全体が藻体で覆われ
た。図2には培養開始6日後の培養状態を示した。
【0022】比較例6 実施例4において、藻体として桿状藻体である Synecho
coccus SP.(0.1g/l)を用いた以外は実施例4と
同様にして培養を行った。しかし、培養6日を経過して
も、藻体はスポンジ孔内に蓄積されなかった。図3には
培養開始6日後の培養状態を示した。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、培養液を特定速度で旋
回し、また培養液に担体を加えて旋回をすることによ
り、培養時に藻体に凝集体を形成させることができるた
め、培養後の藻体の固液分離を効率よく行なうことがで
き、また藻体回収に凝集剤等の薬剤を使用しないため、
藻体およびその抽出物の安全性が確保され、大規模な培
養を経済的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における藻体の培養状態を示す図。
【図2】実施例4における培養開始後6日目の培養状態
を示す図。
【図3】比較例6における培養開始後6日目の培養状態
を示す図。
【符号の説明】
1…液体培地(培養液)、2…藻体の高濃度域、3…藻
体の凝集物、4…分散した藻体、5…スポンジ、10…
フラスコ(培養容器)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米谷 繁也 東京都港区西新橋2−8−11 第7東洋海 事ビル8F (72)発明者 小林 和樹 東京都港区西新橋2−8−11 第7東洋海 事ビル8F

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 糸状体藻類を培養液中で培養するに当た
    り、培養液を流速5cm/sec 〜60cm/sec で旋回する
    ことを特徴とする糸状体藻類の培養方法。
  2. 【請求項2】 糸状体藻類を培養液中で培養するに当た
    り、培養液に担体を加え、かつ該培養液を流速5cm/se
    c 〜60cm/sec で旋回することを特徴とする糸状体藻
    類の培養方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010054325A3 (en) * 2008-11-07 2010-07-29 Kuehnle Agrosystems, Inc. Preservation and composition of bioprocess algae for production of lipids, seedstock, and feed

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0218000A (ja) * 1988-07-07 1990-01-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd フミン酸を分解する微生物の増殖方法

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