JPH09299769A - 発酵生産物の回収方法 - Google Patents
発酵生産物の回収方法Info
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- JPH09299769A JPH09299769A JP14497296A JP14497296A JPH09299769A JP H09299769 A JPH09299769 A JP H09299769A JP 14497296 A JP14497296 A JP 14497296A JP 14497296 A JP14497296 A JP 14497296A JP H09299769 A JPH09299769 A JP H09299769A
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- separation membrane
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】平膜型濾過装置を用いて、培養細胞と培養
細胞が分泌する発酵生産物とを含有する発酵液から培養
細胞を分離し、発酵生産物を回収する方法であって、培
養細胞の大きさの２〜２０倍の膜孔径を有する培養細胞
分離膜を用いることを特徴とする発酵生産物の回収方
法。 【効果】本発明により、膜面上に不溶解物質が付着、堆
積することを防止しつつ、発酵液から培養細胞を効率的
に分離し、発酵生産物を高回収率で回収することが可能
となる。
細胞が分泌する発酵生産物とを含有する発酵液から培養
細胞を分離し、発酵生産物を回収する方法であって、培
養細胞の大きさの２〜２０倍の膜孔径を有する培養細胞
分離膜を用いることを特徴とする発酵生産物の回収方
法。 【効果】本発明により、膜面上に不溶解物質が付着、堆
積することを防止しつつ、発酵液から培養細胞を効率的
に分離し、発酵生産物を高回収率で回収することが可能
となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発酵生産物、すなわ
ち、例えば微生物が有機物を分解し、その代謝物として
蓄積される生産物を発酵液から回収する方法に関する。
ち、例えば微生物が有機物を分解し、その代謝物として
蓄積される生産物を発酵液から回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発酵液をそのまま濾過し、発酵液中の微
粒子、培養細胞および胞子などの不溶解物質を除去して
目的とする酵素等の発酵生産物を回収する方法は公知で
ある。ところが、濾過操作中に分離膜細孔の大きさに近
い粒子によって分離膜の目詰まりを起こし、さらに膜面
上に不溶解物質が堆積し、濾過効率の低下を招くことが
問題となる。従来、こうした分離膜の物理的目詰まりや
膜面上の不溶解物質の堆積に対し、濾過使用膜面積を大
きくしたり、プレフィルターを用いたり、膜面上を掃流
しながら濾過を行う等の操作により、目詰まりや不溶解
物質の堆積を避けていた。
粒子、培養細胞および胞子などの不溶解物質を除去して
目的とする酵素等の発酵生産物を回収する方法は公知で
ある。ところが、濾過操作中に分離膜細孔の大きさに近
い粒子によって分離膜の目詰まりを起こし、さらに膜面
上に不溶解物質が堆積し、濾過効率の低下を招くことが
問題となる。従来、こうした分離膜の物理的目詰まりや
膜面上の不溶解物質の堆積に対し、濾過使用膜面積を大
きくしたり、プレフィルターを用いたり、膜面上を掃流
しながら濾過を行う等の操作により、目詰まりや不溶解
物質の堆積を避けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような問題点に対
し、一般的な方法として、発酵液に凝集剤を添加した
後、該発酵液を公知の加圧濾過機、あるいは真空濾過機
等で濾過した後、さらに精密濾過により発酵生産物を回
収する方法が知られている。しかしながら、この方法で
は、複数の工程を経るため時間がかかり、また工程が多
い為に発酵液中の発酵生産物の回収率が低下する等の問
題があり、全工程の効率は良いものとは言えない。
し、一般的な方法として、発酵液に凝集剤を添加した
後、該発酵液を公知の加圧濾過機、あるいは真空濾過機
等で濾過した後、さらに精密濾過により発酵生産物を回
収する方法が知られている。しかしながら、この方法で
は、複数の工程を経るため時間がかかり、また工程が多
い為に発酵液中の発酵生産物の回収率が低下する等の問
題があり、全工程の効率は良いものとは言えない。
【０００４】工程数を低減させるために膜面上の掃流機
構を付与した濾過装置として、実開昭６２−１３０７０
３号公報等に記載されている膜自体を回転させて行う方
法や特開平５−１１５７５８号公報等に記載されている
膜面上で攪拌翼を回転させて行う方法がある。しかし、
これらの方法では、培養細胞等の不溶解物質の分離膜の
目詰まりや膜面上の堆積については改善されるものの、
発酵液中の高分子物質等の閉塞要因物質が膜を閉塞さ
せ、発酵液の膜濾過速度が遅くなる場合や発酵液中の発
酵生産物の回収率が低下する場合が多い。従って、微粒
子、培養細胞、胞子等の不溶解物質を含む発酵液中から
目的とする発酵生産物を効率よく、高回収率で得る方法
は未だ見出されていないのが現状であった。
構を付与した濾過装置として、実開昭６２−１３０７０
３号公報等に記載されている膜自体を回転させて行う方
法や特開平５−１１５７５８号公報等に記載されている
膜面上で攪拌翼を回転させて行う方法がある。しかし、
これらの方法では、培養細胞等の不溶解物質の分離膜の
目詰まりや膜面上の堆積については改善されるものの、
発酵液中の高分子物質等の閉塞要因物質が膜を閉塞さ
せ、発酵液の膜濾過速度が遅くなる場合や発酵液中の発
酵生産物の回収率が低下する場合が多い。従って、微粒
子、培養細胞、胞子等の不溶解物質を含む発酵液中から
目的とする発酵生産物を効率よく、高回収率で得る方法
は未だ見出されていないのが現状であった。
【０００５】本発明は、このような課題を解決すべくな
されたものであり、本発明の目的は透過流束ならびに発
酵液中の発酵生産物の回収率を向上させる発酵生産物の
回収方法を提供することにある。
されたものであり、本発明の目的は透過流束ならびに発
酵液中の発酵生産物の回収率を向上させる発酵生産物の
回収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】本発明者らは、特定の濾
過装置を用いて培養細胞を分離し、発酵液中の発酵生産
物を回収することに着目し、鋭意検討した結果、本発明
を完成するに至った。
過装置を用いて培養細胞を分離し、発酵液中の発酵生産
物を回収することに着目し、鋭意検討した結果、本発明
を完成するに至った。
【０００７】即ち、本発明の要旨は、（１） 平膜型濾
過装置を用いて、培養細胞と培養細胞が分泌する発酵生
産物とを含有する発酵液から培養細胞を分離し、発酵生
産物を回収する方法であって、培養細胞の大きさの２〜
２０倍の膜孔径を有する培養細胞分離膜を用いることを
特徴とする発酵生産物の回収方法、（２） 培養細胞の
大きさの５〜２０倍の膜孔径を有する培養細胞分離膜を
用いることを特徴とする前記（１）記載の回収方法、
（３） 膜孔径が１〜１０μｍである前記（１）又は
（２）記載の回収方法、（４） 膜孔径が５〜１０μｍ
である前記（１）又は（２）記載の回収方法、（５）
平膜型濾過装置の流路間隔が０．３〜１０ｍｍである前
記（１）〜（４）いずれか記載の回収方法に関するもの
である。
過装置を用いて、培養細胞と培養細胞が分泌する発酵生
産物とを含有する発酵液から培養細胞を分離し、発酵生
産物を回収する方法であって、培養細胞の大きさの２〜
２０倍の膜孔径を有する培養細胞分離膜を用いることを
特徴とする発酵生産物の回収方法、（２） 培養細胞の
大きさの５〜２０倍の膜孔径を有する培養細胞分離膜を
用いることを特徴とする前記（１）記載の回収方法、
（３） 膜孔径が１〜１０μｍである前記（１）又は
（２）記載の回収方法、（４） 膜孔径が５〜１０μｍ
である前記（１）又は（２）記載の回収方法、（５）
平膜型濾過装置の流路間隔が０．３〜１０ｍｍである前
記（１）〜（４）いずれか記載の回収方法に関するもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の回収方法の対象となる発
酵液は、例えば細菌、放線菌、カビ、酵母等の微生物を
培養したものでも良く、動物あるいは植物の細胞を培養
したものでも良い。具体的には、アルコール発酵、醤
油、食酢等の食品発酵、抗生物質および抗ガン物質の発
酵、有機酸発酵、アミノ酸発酵等が挙げられる。
酵液は、例えば細菌、放線菌、カビ、酵母等の微生物を
培養したものでも良く、動物あるいは植物の細胞を培養
したものでも良い。具体的には、アルコール発酵、醤
油、食酢等の食品発酵、抗生物質および抗ガン物質の発
酵、有機酸発酵、アミノ酸発酵等が挙げられる。
【０００９】本発明で使用される平膜型濾過装置とは、
平膜形状の培養細胞分離膜を有する濾過装置をいう。例
えば、図１に示す形状のものが挙げられる。本発明にお
いては特に限定されるものではないが、例えば日東電工
（株）製、プレート型精密濾過膜装置が使用できる。
平膜形状の培養細胞分離膜を有する濾過装置をいう。例
えば、図１に示す形状のものが挙げられる。本発明にお
いては特に限定されるものではないが、例えば日東電工
（株）製、プレート型精密濾過膜装置が使用できる。
【００１０】膜の材質は例えば、アルミナ、チタニア、
ジルコニア等のセラミック、ガラス、金属等の無機膜、
または、酢酸セルロース系、ニトロセルロース系、脂肪
族ポリアミド系、ポリスルホン系、ポリオレフィン系、
ポリアクリロニトリル系、ポリエーテルスルホン系、ポ
リ塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系、フッ素系高
分子等の有機膜が挙げられ、セラミック膜、無機膜、ポ
リスルホン系高分子膜、フッ素系高分子膜が、膜洗浄時
の薬液耐久性が大きい観点から、より好ましい。膜の厚
さは特に限定されないが、５０〜１０００μｍがより好
ましい。
ジルコニア等のセラミック、ガラス、金属等の無機膜、
または、酢酸セルロース系、ニトロセルロース系、脂肪
族ポリアミド系、ポリスルホン系、ポリオレフィン系、
ポリアクリロニトリル系、ポリエーテルスルホン系、ポ
リ塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系、フッ素系高
分子等の有機膜が挙げられ、セラミック膜、無機膜、ポ
リスルホン系高分子膜、フッ素系高分子膜が、膜洗浄時
の薬液耐久性が大きい観点から、より好ましい。膜の厚
さは特に限定されないが、５０〜１０００μｍがより好
ましい。
【００１１】本発明における平膜型濾過装置に用いられ
る膜の孔径は、いわゆる公称孔径のことであり、バブル
ポイント法（JIS K-3822に記載の方法）で測定すること
ができる。好ましい膜の孔径は、培養細胞の大きさの２
〜２０倍であり、より好ましくは５〜２０倍、さらに好
ましくは１０〜２０倍である。膜の孔径は、通常１〜１
０μｍであり、好ましくは３〜１０μｍ、さらに好まし
くは５〜１０μｍである。ここで、微生物、動物細胞、
植物細胞の大きさとは、これらの細胞をあらゆる角度か
ら投影させた場合に、その細胞の投影面積が最小となる
平面図形の長径（最長間隔）として定義される。
る膜の孔径は、いわゆる公称孔径のことであり、バブル
ポイント法（JIS K-3822に記載の方法）で測定すること
ができる。好ましい膜の孔径は、培養細胞の大きさの２
〜２０倍であり、より好ましくは５〜２０倍、さらに好
ましくは１０〜２０倍である。膜の孔径は、通常１〜１
０μｍであり、好ましくは３〜１０μｍ、さらに好まし
くは５〜１０μｍである。ここで、微生物、動物細胞、
植物細胞の大きさとは、これらの細胞をあらゆる角度か
ら投影させた場合に、その細胞の投影面積が最小となる
平面図形の長径（最長間隔）として定義される。
【００１２】孔径が培養細胞の大きさの２倍未満である
と、培養細胞や細胞の自己消化等により生成する高分子
分離阻害物質等が分離膜に付着または堆積するために、
膜透過流束が低下し、発酵生産物の回収率が低下する。
また、孔径が培養細胞の大きさの２０倍を超えると培養
細胞の分離能が低下する傾向がある。ここで培養細胞の
分離能とは、発酵液から回収する発酵生産物中への培養
細胞の漏れを阻止する能力のことであり、９５〜１００
％が好ましく、９８〜１００％がより好ましい。
と、培養細胞や細胞の自己消化等により生成する高分子
分離阻害物質等が分離膜に付着または堆積するために、
膜透過流束が低下し、発酵生産物の回収率が低下する。
また、孔径が培養細胞の大きさの２０倍を超えると培養
細胞の分離能が低下する傾向がある。ここで培養細胞の
分離能とは、発酵液から回収する発酵生産物中への培養
細胞の漏れを阻止する能力のことであり、９５〜１００
％が好ましく、９８〜１００％がより好ましい。
【００１３】また、培養細胞の分離能が１００％要求さ
れる場合には、本発明の方法により発酵生産物をまず高
回収率で得た後、培養細胞よりも小さい膜孔径の分離膜
を用いてさらに濾過することによって１００％の培養細
胞を分離する方法を行っても良い。
れる場合には、本発明の方法により発酵生産物をまず高
回収率で得た後、培養細胞よりも小さい膜孔径の分離膜
を用いてさらに濾過することによって１００％の培養細
胞を分離する方法を行っても良い。
【００１４】操作温度は、通常０〜４０℃であり、好ま
しくは５〜３０℃である。操作温度が０℃未満では発酵
液の粘度が大きくなるため膜透過流束が低下することが
あり、また４０℃を超えると発酵液の性状が悪化し、好
ましくない。
しくは５〜３０℃である。操作温度が０℃未満では発酵
液の粘度が大きくなるため膜透過流束が低下することが
あり、また４０℃を超えると発酵液の性状が悪化し、好
ましくない。
【００１５】平膜型濾過装置においては、発酵液を循環
させることにより膜面速度と圧力損失による膜間差圧
（膜を介しての原液側と透過側との差圧）は同時に上昇
する。膜面速度は大きいほどゲル層（膜閉塞物質が堆積
した層）の剥離効果が増大し、膜間差圧は大きいほど透
過流束が増大する。しかし膜間差圧が大きくなりすぎる
と膜近傍でのゲル層の圧密化が起こり、膜透過流束およ
び発酵液中の発酵生産物の回収率が低下する。したがっ
て膜間差圧には通常ある上限値が存在するが、流路断面
積が大きいため従来の中空糸モジュール型に比べて小さ
い圧力損失で高膜面速度が達成できるという特徴を有す
る。また膜面速度と膜間差圧を独立に制御できる膜自体
を回転させる方式や膜面上で攪拌翼を回転させる方式に
比べて装置がコンパクトである。
させることにより膜面速度と圧力損失による膜間差圧
（膜を介しての原液側と透過側との差圧）は同時に上昇
する。膜面速度は大きいほどゲル層（膜閉塞物質が堆積
した層）の剥離効果が増大し、膜間差圧は大きいほど透
過流束が増大する。しかし膜間差圧が大きくなりすぎる
と膜近傍でのゲル層の圧密化が起こり、膜透過流束およ
び発酵液中の発酵生産物の回収率が低下する。したがっ
て膜間差圧には通常ある上限値が存在するが、流路断面
積が大きいため従来の中空糸モジュール型に比べて小さ
い圧力損失で高膜面速度が達成できるという特徴を有す
る。また膜面速度と膜間差圧を独立に制御できる膜自体
を回転させる方式や膜面上で攪拌翼を回転させる方式に
比べて装置がコンパクトである。
【００１６】本発明における膜間差圧は、入口と出口の
平均膜間差圧をいい、通常４．０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下が
好ましく、より好ましくは０．２〜３．０ｋｇｆ／ｃｍ
2 である。膜間差圧が０．２ｋｇｆ／ｃｍ2 より小さい
と透過流束が低下し、処理性が悪化する傾向がある。ま
た、膜間差圧が４．０ｋｇｆ／ｃｍ2 を超えると膜面で
のゲル層の圧密化等により膜閉塞が生じて透過流束が低
下する場合があるので好ましくない。また、膜間差圧の
与え方は、原液側加圧式、透過液側減圧式あるいは両者
の組み合わせでも良い。
平均膜間差圧をいい、通常４．０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下が
好ましく、より好ましくは０．２〜３．０ｋｇｆ／ｃｍ
2 である。膜間差圧が０．２ｋｇｆ／ｃｍ2 より小さい
と透過流束が低下し、処理性が悪化する傾向がある。ま
た、膜間差圧が４．０ｋｇｆ／ｃｍ2 を超えると膜面で
のゲル層の圧密化等により膜閉塞が生じて透過流束が低
下する場合があるので好ましくない。また、膜間差圧の
与え方は、原液側加圧式、透過液側減圧式あるいは両者
の組み合わせでも良い。
【００１７】分離膜面上の掃流を行うための膜面速度は
大きいほど膜面上の掃流効果が大きくなる。しかし、あ
る速度以上では、圧力損失が大きくなり、膜近傍でのゲ
ル層の圧密化が起こり、膜透過流束および発酵液中の発
酵生産物の回収率が低下する。また、速度が低過ぎると
圧力損失は低下し、圧密化は回避されるが、ゲル層の剥
離効果が低下し、膜透過流束および発酵液中の発酵生産
物の回収率が低下する。実質的には膜面速度は１〜３ｍ
／ｓが適当である。
大きいほど膜面上の掃流効果が大きくなる。しかし、あ
る速度以上では、圧力損失が大きくなり、膜近傍でのゲ
ル層の圧密化が起こり、膜透過流束および発酵液中の発
酵生産物の回収率が低下する。また、速度が低過ぎると
圧力損失は低下し、圧密化は回避されるが、ゲル層の剥
離効果が低下し、膜透過流束および発酵液中の発酵生産
物の回収率が低下する。実質的には膜面速度は１〜３ｍ
／ｓが適当である。
【００１８】また、本発明で使用される平膜型濾過装置
において、流路間隔とは、平膜面上に形成される発酵液
流れの厚みであり、図１におけるＬをいう。その流路の
間隔は０．３〜１０ｍｍが適当であり、好ましくは０．
５〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜２ｍｍが適当で
ある。流路の間隔が０．３ｍｍより小さいと高膜面速度
を得るための圧力損失が増大し、膜近傍でのゲル層の圧
密化が起こり、膜透過流束および発酵液中の発酵生産物
の回収率が低下する場合がある。また、１０ｍｍより大
きいと圧力損失は小さくなるが、高膜面速度を得るため
の循環流量が増大し、経済性の上で問題となることがあ
る。
において、流路間隔とは、平膜面上に形成される発酵液
流れの厚みであり、図１におけるＬをいう。その流路の
間隔は０．３〜１０ｍｍが適当であり、好ましくは０．
５〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜２ｍｍが適当で
ある。流路の間隔が０．３ｍｍより小さいと高膜面速度
を得るための圧力損失が増大し、膜近傍でのゲル層の圧
密化が起こり、膜透過流束および発酵液中の発酵生産物
の回収率が低下する場合がある。また、１０ｍｍより大
きいと圧力損失は小さくなるが、高膜面速度を得るため
の循環流量が増大し、経済性の上で問題となることがあ
る。
【００１９】本発明の方法による回収の対象となる発酵
生産物とは、特に限定されるものではない。例えば、ア
ンフォテリシン、バシトラシン、セファロスポリン、ク
ロラムフェニコール、シクロヘキサマイド、エリスロマ
イシン、ゲンタマイシン、グラミシヂン、グリセオフル
ビン、カナマイシン、ナタマイシン、ネオマイシン、ノ
ボビオシン、ナイスタチン、オレアンドマイシン、パラ
モマイシン、ペニシリン、ポリミキシン、リファマイシ
ン、ストレプトマイシン、テトラサイクリン、トリコマ
イシン、タイロシジン、タイロスライシン、タイロシ
ン、バンコマイシン、バイオマイシン等の抗生物質、ア
ミノ酸アシラーゼ、アミノ酸トランスアミナーゼ、アミ
ラーゼ、アスパラギナーゼ、カタラーゼ、セルラーゼ、
コラゲナーゼ、デヒドロゲナーゼ類、デキストラナー
ゼ、グルコアミラーゼ、グルコースオキシダーゼ、グル
タミン酸デカーボキシラーゼ、ヘミセルラーゼ、フラク
トース−グルコースイソメラーゼ、インベルターゼ、リ
パーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、ペニシリンアシラ
ーゼ、ペニシリナーゼ、プロテアーゼ、ストレプトキナ
ーゼ−ストレプトドーナーゼ等の酵素、その他ビタミン
類、多糖類、色素等が挙げられる。
生産物とは、特に限定されるものではない。例えば、ア
ンフォテリシン、バシトラシン、セファロスポリン、ク
ロラムフェニコール、シクロヘキサマイド、エリスロマ
イシン、ゲンタマイシン、グラミシヂン、グリセオフル
ビン、カナマイシン、ナタマイシン、ネオマイシン、ノ
ボビオシン、ナイスタチン、オレアンドマイシン、パラ
モマイシン、ペニシリン、ポリミキシン、リファマイシ
ン、ストレプトマイシン、テトラサイクリン、トリコマ
イシン、タイロシジン、タイロスライシン、タイロシ
ン、バンコマイシン、バイオマイシン等の抗生物質、ア
ミノ酸アシラーゼ、アミノ酸トランスアミナーゼ、アミ
ラーゼ、アスパラギナーゼ、カタラーゼ、セルラーゼ、
コラゲナーゼ、デヒドロゲナーゼ類、デキストラナー
ゼ、グルコアミラーゼ、グルコースオキシダーゼ、グル
タミン酸デカーボキシラーゼ、ヘミセルラーゼ、フラク
トース−グルコースイソメラーゼ、インベルターゼ、リ
パーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、ペニシリンアシラ
ーゼ、ペニシリナーゼ、プロテアーゼ、ストレプトキナ
ーゼ−ストレプトドーナーゼ等の酵素、その他ビタミン
類、多糖類、色素等が挙げられる。
【００２０】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によ
りなんら限定されるものではない。
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によ
りなんら限定されるものではない。
【００２１】実施例１ 以下の条件でバチルスエスピー ＫＳＭ−６３５（微工
研条寄第1485号、昭和61年７月24日（原寄託日））を培
養し、セルラーゼの生産を行い、該発酵液から本発明の
方法により菌体を分離し、発酵生産物であるセルラーゼ
の回収を行った。培地は、肉エキス（Oxoid 社製）３
％、酵母エキス（Difco 社製）０．０５％、ＫＨ2 ＰＯ
4 を０．１％、ＫＣｌを１％、グルコース０．５％、フ
ラクトース０．５％、Ｎａ2 ＣＯ3 ０．５％を混合溶解
して調製した（％は重量％）。３０リットル培養槽にこ
の培地を１８リットル仕込み、２４時間培養の種発酵液
１８０ｍＬを添加した。培養は、温度３３℃、給気空気
流量９Ｎリットル／分、攪拌速度４００ｒｐｍの条件で
３０時間保持することにより行った。培養後の菌体濃度
は、発酵液の波長６００ｎｍでの濁度で測定したとこ
ろ、その値は吸光度で４０であった。培養細胞の大きさ
を顕微鏡で測定したところ、０．５μｍであった。
研条寄第1485号、昭和61年７月24日（原寄託日））を培
養し、セルラーゼの生産を行い、該発酵液から本発明の
方法により菌体を分離し、発酵生産物であるセルラーゼ
の回収を行った。培地は、肉エキス（Oxoid 社製）３
％、酵母エキス（Difco 社製）０．０５％、ＫＨ2 ＰＯ
4 を０．１％、ＫＣｌを１％、グルコース０．５％、フ
ラクトース０．５％、Ｎａ2 ＣＯ3 ０．５％を混合溶解
して調製した（％は重量％）。３０リットル培養槽にこ
の培地を１８リットル仕込み、２４時間培養の種発酵液
１８０ｍＬを添加した。培養は、温度３３℃、給気空気
流量９Ｎリットル／分、攪拌速度４００ｒｐｍの条件で
３０時間保持することにより行った。培養後の菌体濃度
は、発酵液の波長６００ｎｍでの濁度で測定したとこ
ろ、その値は吸光度で４０であった。培養細胞の大きさ
を顕微鏡で測定したところ、０．５μｍであった。
【００２２】用いた濾過装置の構造を図１により説明す
る。培養細胞分離膜９は長さ１１０ｍｍ、幅６０ｍｍ、
有効面積５０ｃｍ2 のポリテトラフルオロエチレン製の
精密濾過膜である。分離膜を設置する装置内の流路断面
は幅５０ｍｍ、流路間隔Ｌは１ｍｍであり、循環ポンプ
５により供給され、濾過圧力は０〜５ｋｇｆ／ｃｍ2、
膜面速度は０〜２ｍ／ｓの設定が可能である。上記の分
離膜９を透過した溶液は、多孔質分離膜支持体１２を通
り、ステンレス製の集液容器１１に集液される。
る。培養細胞分離膜９は長さ１１０ｍｍ、幅６０ｍｍ、
有効面積５０ｃｍ2 のポリテトラフルオロエチレン製の
精密濾過膜である。分離膜を設置する装置内の流路断面
は幅５０ｍｍ、流路間隔Ｌは１ｍｍであり、循環ポンプ
５により供給され、濾過圧力は０〜５ｋｇｆ／ｃｍ2、
膜面速度は０〜２ｍ／ｓの設定が可能である。上記の分
離膜９を透過した溶液は、多孔質分離膜支持体１２を通
り、ステンレス製の集液容器１１に集液される。
【００２３】以上の濾過装置において、公称孔径が１μ
ｍ（（膜孔径Ｄ）／（培養細胞の大きさｄ）＝２）の分
離膜を用いて発酵生産物の回収操作を行った。まず、上
記発酵液２．５リットルを濾過装置の液槽１に循環ポン
プ５にて導入し、循環を行った。発酵液は氷冷し１５℃
に保った。続いて循環量を３リットル／ｍｉｎ．（膜面
速度は１ｍ／ｓ）に設定して透過液１．２５リットルを
得た（平均膜間差圧０．２５ｋｇｆ／ｃｍ2 ）。
ｍ（（膜孔径Ｄ）／（培養細胞の大きさｄ）＝２）の分
離膜を用いて発酵生産物の回収操作を行った。まず、上
記発酵液２．５リットルを濾過装置の液槽１に循環ポン
プ５にて導入し、循環を行った。発酵液は氷冷し１５℃
に保った。続いて循環量を３リットル／ｍｉｎ．（膜面
速度は１ｍ／ｓ）に設定して透過液１．２５リットルを
得た（平均膜間差圧０．２５ｋｇｆ／ｃｍ2 ）。
【００２４】このとき、濾過液の流量、酵素含有量を測
定し、透過流束（下記式（１））および酵素回収率を算
出した。酵素含有量は、濾過液１リットル当たりの酵素
活性から算出した。酵素活性の測定は、次のように行っ
た。ＣＭＣアーゼ活性（セルラーゼ活性）は下に示す方
法により測定し、緩衝液としては次のものを用いた。 ｐＨ８〜１１グリシン−水酸化ナトリウム緩衝液 ＣＭＣアーゼ活性測定法：１０ｍｇＣＭＣ（山陽国策パ
ルプ社）、１００μｍｏｌ各種緩衝液（グリシン−Ｎａ
ＯＨ等）を含む基質溶液０．９ｍｌに０．１ｍｌの酵素
溶液を加え、４０℃、２０分反応した。反応後、３，５
−ジニトロ−サリチル酸（３，５−dinitro-salicylic
acid (DNS)) 法にて還元糖の定量を行った。すなわち、
反応液１．０ｍｌにＤＮＳ試薬１．０ｍｌを加え、５分
間、１００℃で加熱発色させ、冷却後、４．０ｍｌの脱
イオン水を加えて希釈した。これを波長５３５ｎｍで比
色定量した。酵素力価は、上記の条件下で１分間に１μ
ｍｏｌのグルコースに相当する還元糖を生成する酵素量
を１単位とした。酵素回収率は、下記式（２）から求め
た。また、培養細胞分離率は濾過液中の培養細胞量をコ
ロニーカウント法（培養細胞濃度が低い場合）による計
測から算出、または波長６００ｎｍでの濁度（培養細胞
濃度が高い場合）を測定し、下記式（３）を用いて算出
した。
定し、透過流束（下記式（１））および酵素回収率を算
出した。酵素含有量は、濾過液１リットル当たりの酵素
活性から算出した。酵素活性の測定は、次のように行っ
た。ＣＭＣアーゼ活性（セルラーゼ活性）は下に示す方
法により測定し、緩衝液としては次のものを用いた。 ｐＨ８〜１１グリシン−水酸化ナトリウム緩衝液 ＣＭＣアーゼ活性測定法：１０ｍｇＣＭＣ（山陽国策パ
ルプ社）、１００μｍｏｌ各種緩衝液（グリシン−Ｎａ
ＯＨ等）を含む基質溶液０．９ｍｌに０．１ｍｌの酵素
溶液を加え、４０℃、２０分反応した。反応後、３，５
−ジニトロ−サリチル酸（３，５−dinitro-salicylic
acid (DNS)) 法にて還元糖の定量を行った。すなわち、
反応液１．０ｍｌにＤＮＳ試薬１．０ｍｌを加え、５分
間、１００℃で加熱発色させ、冷却後、４．０ｍｌの脱
イオン水を加えて希釈した。これを波長５３５ｎｍで比
色定量した。酵素力価は、上記の条件下で１分間に１μ
ｍｏｌのグルコースに相当する還元糖を生成する酵素量
を１単位とした。酵素回収率は、下記式（２）から求め
た。また、培養細胞分離率は濾過液中の培養細胞量をコ
ロニーカウント法（培養細胞濃度が低い場合）による計
測から算出、または波長６００ｎｍでの濁度（培養細胞
濃度が高い場合）を測定し、下記式（３）を用いて算出
した。
【００２５】
【数１】
【００２６】実施例２ 分離膜の公称孔径を３μｍ（Ｄ／ｄ＝６）とする以外は
実施例１と全く同じ操作で行った。
実施例１と全く同じ操作で行った。
【００２７】実施例３ 分離膜の公称孔径を５μｍ（Ｄ／ｄ＝１０）とする以外
は実施例１と全く同じ操作で行った。
は実施例１と全く同じ操作で行った。
【００２８】実施例４ 分離膜の公称孔径を１０μｍ（Ｄ／ｄ＝２０）とする以
外は実施例１と全く同じ操作で行った。
外は実施例１と全く同じ操作で行った。
【００２９】比較例１ 分離膜の公称孔径を０．２μｍ（Ｄ／ｄ＝０．４）とす
る以外は実施例１と全く同じ操作で行った。
る以外は実施例１と全く同じ操作で行った。
【００３０】以上の結果から、実施例１〜４、比較例１
に対して平均透過流束、酵素回収率および培養細胞分離
率を求めた。それを膜の公称孔径に対して点綴したもの
を図２に示す。図２から明らかなように、実施例１〜４
の酵素回収率は比較例１に比べて飛躍的に高い。
に対して平均透過流束、酵素回収率および培養細胞分離
率を求めた。それを膜の公称孔径に対して点綴したもの
を図２に示す。図２から明らかなように、実施例１〜４
の酵素回収率は比較例１に比べて飛躍的に高い。
【００３１】
【発明の効果】本発明により、膜面上に不溶解物質が付
着、堆積することを防止しつつ、発酵液から培養細胞を
効率的に分離し、発酵生産物を高回収率で回収すること
が可能となる。
着、堆積することを防止しつつ、発酵液から培養細胞を
効率的に分離し、発酵生産物を高回収率で回収すること
が可能となる。
【図１】図１は、本発明における平膜型濾過装置の構成
図の一例を示す図である。
図の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施例１〜４、比較例１における平均
透過流束、酵素回収率および培養細胞分離率を膜の公称
孔径に対して点綴した結果を示す図である。
透過流束、酵素回収率および培養細胞分離率を膜の公称
孔径に対して点綴した結果を示す図である。
１ 液槽 ２ 発酵液 ３ 攪拌棒 ４ 攪拌モーター ５ 循環ポンプ ６ 発酵液入口 ７ 発酵液出口 ８ 平膜型濾過装置 ９ 培養細胞分離膜 １０ パッキン １１ 集液容器 １２ 多孔質分離膜支持体 Ｌ 流路間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１２Ｒ 1:07） (Ｃ１２Ｎ 1/02 Ｃ１２Ｒ 1:07）
Claims (5)
- 【請求項１】 平膜型濾過装置を用いて、培養細胞と培
養細胞が分泌する発酵生産物とを含有する発酵液から培
養細胞を分離し、発酵生産物を回収する方法であって、
培養細胞の大きさの２〜２０倍の膜孔径を有する培養細
胞分離膜を用いることを特徴とする発酵生産物の回収方
法。 - 【請求項２】 培養細胞の大きさの５〜２０倍の膜孔径
を有する培養細胞分離膜を用いることを特徴とする請求
項１記載の回収方法。 - 【請求項３】 膜孔径が１〜１０μｍである請求項１又
は２記載の回収方法。 - 【請求項４】 膜孔径が５〜１０μｍである請求項１又
は２記載の回収方法。 - 【請求項５】 平膜型濾過装置の流路間隔が０．３〜１
０ｍｍである請求項１〜４いずれか記載の回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14497296A JPH09299769A (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | 発酵生産物の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14497296A JPH09299769A (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | 発酵生産物の回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09299769A true JPH09299769A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=15374489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14497296A Pending JPH09299769A (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | 発酵生産物の回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09299769A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1732660A1 (en) * | 2004-03-29 | 2006-12-20 | Pall Corporation | Pleated, crossflow fluid treatment elements |
| JP2009296921A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Toray Ind Inc | 連続培養装置および化学品の製造方法 |
-
1996
- 1996-05-14 JP JP14497296A patent/JPH09299769A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1732660A1 (en) * | 2004-03-29 | 2006-12-20 | Pall Corporation | Pleated, crossflow fluid treatment elements |
| EP1732660A4 (en) * | 2004-03-29 | 2007-06-13 | Pall Corp | FOLDED CROSSFLOW FLUID TREATMENT ELEMENTS |
| JP2009296921A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Toray Ind Inc | 連続培養装置および化学品の製造方法 |
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