JPH11318482A - 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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- JPH11318482A JPH11318482A JP10132125A JP13212598A JPH11318482A JP H11318482 A JPH11318482 A JP H11318482A JP 10132125 A JP10132125 A JP 10132125A JP 13212598 A JP13212598 A JP 13212598A JP H11318482 A JPH11318482 A JP H11318482A
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- JP
- Japan
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- fermentation
- membrane
- liquid
- fermentation product
- cells
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- Pending
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 高濃度菌体を含有する発酵培養液から菌
体を精密濾過膜により分離し、発酵生産物を回収する方
法において、該発酵培養液にカチオン性界面活性剤を添
加する。
収率を向上させる発酵生産物の回収方法を提供する。 【解決手段】 高濃度菌体を含有する発酵培養液から菌
体を精密濾過膜により分離し、発酵生産物を回収する方
法において、該発酵培養液にカチオン性界面活性剤を添
加する。
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及び回収し
た発酵生産物を濃縮する方法に関する。
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及び回収し
た発酵生産物を濃縮する方法に関する。
【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問題が
ある。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、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
避けていたが、高濃度菌体を含有する発酵液の場合に
は、発酵液の粘度が高いため、掃流する際の圧力損失が
大きく、濾過圧力が増大し、不溶解物質の膜面上での圧
密化をもたらし、かえって濾過効率の低下を招く問題が
あった。
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問題が
ある。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、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
避けていたが、高濃度菌体を含有する発酵液の場合に
は、発酵液の粘度が高いため、掃流する際の圧力損失が
大きく、濾過圧力が増大し、不溶解物質の膜面上での圧
密化をもたらし、かえって濾過効率の低下を招く問題が
あった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような問題に対
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。従っ
て、微粒子、培養細胞、胞子等の不溶解物質を含む高濃
度菌体を含有する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。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。
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。従っ
て、微粒子、培養細胞、胞子等の不溶解物質を含む高濃
度菌体を含有する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。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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは高濃度菌体
を含有する発酵培養液から菌体を精密濾過膜により分離
し、発酵生産物を回収する方法において、該発酵液にカ
チオン性界面活性剤を添加することにより、発酵液の粘
度が低下し、掃流する際の圧力損失と濾過圧力の増大の
抑制が可能となり、濃縮率の向上により発酵生産物の回
収率が向上することを見出した。また、このようにして
発酵生産物の回収を行った後、限外濾過膜により濃縮す
る方法において、アニオン性界面活性剤を添加すること
によって透過流束が向上することを見出し、本発明を完
成した。即ち、本発明は、高濃度菌体を含有する発酵培
養液から菌体を精密濾過膜により分離し、発酵生産物を
回収する方法において、該発酵培養液にカチオン性界面
活性剤を添加することを特徴とする発酵生産物の回収方
法、並びに発酵生産物を限外濾過膜により濃縮する方法
において、該方法により発酵生産物の回収を行った後、
回収液にアニオン性界面活性剤を添加することを特徴と
する発酵生産物の濃縮方法に関する。
を含有する発酵培養液から菌体を精密濾過膜により分離
し、発酵生産物を回収する方法において、該発酵液にカ
チオン性界面活性剤を添加することにより、発酵液の粘
度が低下し、掃流する際の圧力損失と濾過圧力の増大の
抑制が可能となり、濃縮率の向上により発酵生産物の回
収率が向上することを見出した。また、このようにして
発酵生産物の回収を行った後、限外濾過膜により濃縮す
る方法において、アニオン性界面活性剤を添加すること
によって透過流束が向上することを見出し、本発明を完
成した。即ち、本発明は、高濃度菌体を含有する発酵培
養液から菌体を精密濾過膜により分離し、発酵生産物を
回収する方法において、該発酵培養液にカチオン性界面
活性剤を添加することを特徴とする発酵生産物の回収方
法、並びに発酵生産物を限外濾過膜により濃縮する方法
において、該方法により発酵生産物の回収を行った後、
回収液にアニオン性界面活性剤を添加することを特徴と
する発酵生産物の濃縮方法に関する。
【０００５】
【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、酵素の発酵等が挙げら
れる。高濃度菌体を含有する発酵液とは、菌体濃度が10
％以上、好ましくは10〜20％であり、菌体濃度は遠心効
果 12000Ｇ、沈降時間５min の条件で遠心分離した際の
発酵液量に対する菌体の占める容積の比率として定義さ
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、酵素の発酵等が挙げら
れる。高濃度菌体を含有する発酵液とは、菌体濃度が10
％以上、好ましくは10〜20％であり、菌体濃度は遠心効
果 12000Ｇ、沈降時間５min の条件で遠心分離した際の
発酵液量に対する菌体の占める容積の比率として定義さ
れる。
【０００６】本発明に使用する精密濾過膜の形式は、膜
面上を掃流して濾過を行う形式であれば特に制限はな
く、平膜、中空糸状膜、チューブ状膜等のいずれであっ
ても良い。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る。
面上を掃流して濾過を行う形式であれば特に制限はな
く、平膜、中空糸状膜、チューブ状膜等のいずれであっ
ても良い。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る。
【０００７】本発明で使用するカチオン性界面活性剤は
特に限定はされないが、モノ又はジ長鎖アルキル基を有
する第４級アンモニウム塩型の化合物が好ましく、具体
的には平均炭素数８〜18の直鎖アルキル基を含むモノア
ルキルトリメチルアンモニウムクロリド、モノアルキル
トリメチルアンモニウムブロマイド、ジアルキルジメチ
ルアンモニウムクロリド、ジアルキルジメチルアンモニ
ウムブロマイド、モノアルキルジメチルベンジルアンモ
ニウムクロリド（塩化ベンザルコニウム塩）等が挙げら
れる。カチオン性界面活性剤の発酵液への添加濃度は0.
05〜３％(v/v) 、好ましくは0.05〜１％である。0.05％
未満では発酵液粘度の低減効果が少ない。添加濃度が高
い程、発酵液粘度は低下するが、３％を超えると粘度の
低下の度合が小さくなる。
特に限定はされないが、モノ又はジ長鎖アルキル基を有
する第４級アンモニウム塩型の化合物が好ましく、具体
的には平均炭素数８〜18の直鎖アルキル基を含むモノア
ルキルトリメチルアンモニウムクロリド、モノアルキル
トリメチルアンモニウムブロマイド、ジアルキルジメチ
ルアンモニウムクロリド、ジアルキルジメチルアンモニ
ウムブロマイド、モノアルキルジメチルベンジルアンモ
ニウムクロリド（塩化ベンザルコニウム塩）等が挙げら
れる。カチオン性界面活性剤の発酵液への添加濃度は0.
05〜３％(v/v) 、好ましくは0.05〜１％である。0.05％
未満では発酵液粘度の低減効果が少ない。添加濃度が高
い程、発酵液粘度は低下するが、３％を超えると粘度の
低下の度合が小さくなる。
【０００８】発酵液のpHは通常８〜8.5 であり、発酵液
中の菌体は負に帯電している。発酵液に上記カチオン性
界面活性剤を添加することにより菌体表面に有効に吸着
し、表面物性が変化し、発酵液の粘度が低下する。一
方、プロテアーゼやアミラーゼ等の酵素は等電点が 8.5
以上であり、発酵液中では正に帯電しているため、カチ
オン性界面活性剤はこれらの酵素に何ら影響しない。
中の菌体は負に帯電している。発酵液に上記カチオン性
界面活性剤を添加することにより菌体表面に有効に吸着
し、表面物性が変化し、発酵液の粘度が低下する。一
方、プロテアーゼやアミラーゼ等の酵素は等電点が 8.5
以上であり、発酵液中では正に帯電しているため、カチ
オン性界面活性剤はこれらの酵素に何ら影響しない。
【０００９】本発明の特徴は、発酵液へのカチオン性界
面活性剤の添加にあり、分離・濾過の形式は常法と同様
で良いが、以下、簡単に好ましい分離・濾過の条件を説
明する。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、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 0.5〜３m/s が適当である。
面活性剤の添加にあり、分離・濾過の形式は常法と同様
で良いが、以下、簡単に好ましい分離・濾過の条件を説
明する。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、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 0.5〜３m/s が適当である。
【００１０】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 2.0kgf/cm2 以下が好まし
く、より好ましくは 0.2〜1.5kgf/cm2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2.0kgf/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。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。
平均膜間差圧をいい、通常 2.0kgf/cm2 以下が好まし
く、より好ましくは 0.2〜1.5kgf/cm2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2.0kgf/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。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。
【００１１】発酵生産物の回収を行った後、通常、限外
濾過により濃縮を行うが、菌体分離の際にカチオン性界
面活性剤を添加すると菌体に吸着しなかった遊離カチオ
ン性界面活性剤が発酵生産物中に混入する。カチオン性
界面活性剤は限外濾過膜に吸着し、濾過速度の低下をも
たらすことがあるため、濾過を行う際に前処理としてア
ニオン性界面活性剤により中和することが好ましい。
濾過により濃縮を行うが、菌体分離の際にカチオン性界
面活性剤を添加すると菌体に吸着しなかった遊離カチオ
ン性界面活性剤が発酵生産物中に混入する。カチオン性
界面活性剤は限外濾過膜に吸着し、濾過速度の低下をも
たらすことがあるため、濾過を行う際に前処理としてア
ニオン性界面活性剤により中和することが好ましい。
【００１２】本発明で使用するアニオン性界面活性剤と
しては、アルキルまたはアルケニル硫酸系、アルキルま
たはアルケニルスルホン酸系、アルキルベンゼンスルホ
ン酸系、アルキルまたはアルケニルエーテル硫酸系、脂
肪酸系、アルキル又はアルケニルエーテルカルボン酸
系、α−スルホ脂肪酸またはエステル系、アミノ酸系、
リン酸エステル系などが挙げられる。アニオン性活性剤
の添加濃度は、 0.001％(w/v) 以上必要であり、好まし
くは、 0.003％(w/v) 以上である。 0.001％未満では、
カチオン性界面活性剤の中和に不十分となる傾向があ
る。
しては、アルキルまたはアルケニル硫酸系、アルキルま
たはアルケニルスルホン酸系、アルキルベンゼンスルホ
ン酸系、アルキルまたはアルケニルエーテル硫酸系、脂
肪酸系、アルキル又はアルケニルエーテルカルボン酸
系、α−スルホ脂肪酸またはエステル系、アミノ酸系、
リン酸エステル系などが挙げられる。アニオン性活性剤
の添加濃度は、 0.001％(w/v) 以上必要であり、好まし
くは、 0.003％(w/v) 以上である。 0.001％未満では、
カチオン性界面活性剤の中和に不十分となる傾向があ
る。
【００１３】本発明に使用する限外濾過膜の形式・材質
については、前記した精密濾過膜の場合と同様である。
限外濾過膜により濃縮を行う際の膜面上の掃流を行うた
めの膜面速度は大きいほど掃流効果が大きいが、 0.5〜
３m/s が適当である。膜間差圧は大きいほど濾過速度は
大きくなるが、あまり大きすぎると膜近傍でゲル層が圧
密化するため、濾過速度は向上しなくなる。したがって
0.5〜３kg/cm2 が適当である。操作温度は０〜40℃で
あり、好ましくは５〜30℃である。操作温度が０℃未満
では発酵生産物含有液の粘度が大きくなり、操作性が悪
化する。また40℃を超えると発酵生産物の活性が低下す
るため好ましくない。
については、前記した精密濾過膜の場合と同様である。
限外濾過膜により濃縮を行う際の膜面上の掃流を行うた
めの膜面速度は大きいほど掃流効果が大きいが、 0.5〜
３m/s が適当である。膜間差圧は大きいほど濾過速度は
大きくなるが、あまり大きすぎると膜近傍でゲル層が圧
密化するため、濾過速度は向上しなくなる。したがって
0.5〜３kg/cm2 が適当である。操作温度は０〜40℃で
あり、好ましくは５〜30℃である。操作温度が０℃未満
では発酵生産物含有液の粘度が大きくなり、操作性が悪
化する。また40℃を超えると発酵生産物の活性が低下す
るため好ましくない。
【００１４】
【実施例】実施例１ 以下の条件でバチルスエスピー KSM-K16を培養し、アル
カリプロテアーゼの生産を行い、該発酵液（ｐＨ8.5 ）
から本発明の方法により菌体を分離し、発酵生産物であ
るアルカリプロテアーゼ（等電点10.2）の回収を行っ
た。培地は、魚肉エキス１％、酵母エキス 0.2％、KH2P
O4を 0.4％、アミノ酸混合物を 4.5％、尿素を 0.4％、
ビタミンＢ1 を 0.006％、金属塩を 0.038％、水飴
（糖）を14％、炭酸ナトリウム 0.1％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
15リットル仕込み、24時間培養の種発酵液150ml を添加
した。培養は、温度33.5℃、給気空気流量7.5Nリットル
／分、攪拌速度400rpmの条件で48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 120（菌体
濃度12％）であった。用いた濾過装置の構造を図１によ
り説明する。菌体分離膜13は長さ 980mm、チューブ内径
1.9mm、有効膜面積0.41m2のポリオレフィン製の中空糸
状精密濾過膜（旭化成（株）製、PSP113L ）である。発
酵液２は発酵液液槽１から循環ポンプ５により、発酵液
入口６を通って精密濾過膜モジュール13内に供給され、
発酵液出口７から発酵液液槽１に返送される。発酵液を
循環する間は攪拌モーター４に接続された攪拌棒３によ
り発酵液液槽１内で均一に混合できる。膜間差圧は発酵
液入口側圧力計14及び発酵液出口側圧力計15によりその
平均値から、膜面速度は流量計９から測定することが可
能であり、膜間差圧は０〜５kgf/cm2 、膜面速度は０〜
３m/s の設定が可能である。上記分離膜13を透過した溶
液は、透過液出口ノズル８よりステンレス製の集液容器
11に透過液12として集液される。
カリプロテアーゼの生産を行い、該発酵液（ｐＨ8.5 ）
から本発明の方法により菌体を分離し、発酵生産物であ
るアルカリプロテアーゼ（等電点10.2）の回収を行っ
た。培地は、魚肉エキス１％、酵母エキス 0.2％、KH2P
O4を 0.4％、アミノ酸混合物を 4.5％、尿素を 0.4％、
ビタミンＢ1 を 0.006％、金属塩を 0.038％、水飴
（糖）を14％、炭酸ナトリウム 0.1％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
15リットル仕込み、24時間培養の種発酵液150ml を添加
した。培養は、温度33.5℃、給気空気流量7.5Nリットル
／分、攪拌速度400rpmの条件で48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 120（菌体
濃度12％）であった。用いた濾過装置の構造を図１によ
り説明する。菌体分離膜13は長さ 980mm、チューブ内径
1.9mm、有効膜面積0.41m2のポリオレフィン製の中空糸
状精密濾過膜（旭化成（株）製、PSP113L ）である。発
酵液２は発酵液液槽１から循環ポンプ５により、発酵液
入口６を通って精密濾過膜モジュール13内に供給され、
発酵液出口７から発酵液液槽１に返送される。発酵液を
循環する間は攪拌モーター４に接続された攪拌棒３によ
り発酵液液槽１内で均一に混合できる。膜間差圧は発酵
液入口側圧力計14及び発酵液出口側圧力計15によりその
平均値から、膜面速度は流量計９から測定することが可
能であり、膜間差圧は０〜５kgf/cm2 、膜面速度は０〜
３m/s の設定が可能である。上記分離膜13を透過した溶
液は、透過液出口ノズル８よりステンレス製の集液容器
11に透過液12として集液される。
【００１５】以上の濾過装置において、発酵生産物の回
収を行った。まず、上記発酵液18リットルにアルキル鎖
長がC16 の４級アンモニウム塩を45ミリリットル（0.25
(v/v) ％）添加し、15min.間混合した。次いで濾過装置
の液槽１から循環ポンプ５にて循環し、循環流量を12リ
ットル／min.（膜面速度は1.0m/s）に、出口圧力15を圧
力調節バツブ10により、0.3kg/cm2 に設定し、濾過を開
始した。濾過の進行に伴って発酵液中の菌体濃度が増大
し（粘度が増大し）、圧力損失が増大するため、入口圧
力14が増大するが、入口圧力が2.5kg/cm2(平均濾過圧力
は1.4kg/cm2)となる時点まで濾過を行った（１次濃
縮）。次いで濃縮液中に残存する発酵生産物を回収する
ために、濃縮液量に対して等量加水し、濾過液量が加水
した量に達するまで濾過を行う操作を３回行った（加水
回収操作）。この時、膜面速度及び濾過圧力は１次濃縮
と同一で行った。１次濃縮及び加水回収により得た濾過
液を混合し、酵素含有量から酵素の回収率を下記式によ
り算出した。
収を行った。まず、上記発酵液18リットルにアルキル鎖
長がC16 の４級アンモニウム塩を45ミリリットル（0.25
(v/v) ％）添加し、15min.間混合した。次いで濾過装置
の液槽１から循環ポンプ５にて循環し、循環流量を12リ
ットル／min.（膜面速度は1.0m/s）に、出口圧力15を圧
力調節バツブ10により、0.3kg/cm2 に設定し、濾過を開
始した。濾過の進行に伴って発酵液中の菌体濃度が増大
し（粘度が増大し）、圧力損失が増大するため、入口圧
力14が増大するが、入口圧力が2.5kg/cm2(平均濾過圧力
は1.4kg/cm2)となる時点まで濾過を行った（１次濃
縮）。次いで濃縮液中に残存する発酵生産物を回収する
ために、濃縮液量に対して等量加水し、濾過液量が加水
した量に達するまで濾過を行う操作を３回行った（加水
回収操作）。この時、膜面速度及び濾過圧力は１次濃縮
と同一で行った。１次濃縮及び加水回収により得た濾過
液を混合し、酵素含有量から酵素の回収率を下記式によ
り算出した。
【００１６】
【数１】
【００１７】酵素含有量の測定は以下の方法で行った。
カゼイン１％を含む50mMホウ酸−NaOH緩衝液（pH10）１
mlを 0.1mlの酵素溶液と混合し、40℃、10分間反応させ
た後、反応停止液（0.123Mトリクロロ酢酸−0.246M酢酸
ナトリウム−0.369M酢酸）２mlを加え、30℃、20分間放
置した。次に濾紙（ワットマン社製、No.2）で濾過し、
濾液中の蛋白分解物をフォーリン・ローリー法の改良法
によって測定した。また、１P.U.は上記反応条件下にお
いて１分間に1mmoleのチロシンを遊離する酵素量とし
た。また、濃縮率は下記式により算出した。
カゼイン１％を含む50mMホウ酸−NaOH緩衝液（pH10）１
mlを 0.1mlの酵素溶液と混合し、40℃、10分間反応させ
た後、反応停止液（0.123Mトリクロロ酢酸−0.246M酢酸
ナトリウム−0.369M酢酸）２mlを加え、30℃、20分間放
置した。次に濾紙（ワットマン社製、No.2）で濾過し、
濾液中の蛋白分解物をフォーリン・ローリー法の改良法
によって測定した。また、１P.U.は上記反応条件下にお
いて１分間に1mmoleのチロシンを遊離する酵素量とし
た。また、濃縮率は下記式により算出した。
【００１８】
【数２】
【００１９】実施例２〜６ カチオン性界面活性剤の種類及び添加量（(v/v) ％）を
表１に示すように変えた以外は実施例１と全く同じ操作
で行った。 比較例１ カチオン性界面活性剤を使用しない以外は実施例１と全
く同じ操作で行った。実施例１〜６、比較例１の濃縮率
と酵素回収率を表１に示す。表１から明らかなように、
実施例１〜６の発酵生産物の回収率は比較例１に比べて
高い。
表１に示すように変えた以外は実施例１と全く同じ操作
で行った。 比較例１ カチオン性界面活性剤を使用しない以外は実施例１と全
く同じ操作で行った。実施例１〜６、比較例１の濃縮率
と酵素回収率を表１に示す。表１から明らかなように、
実施例１〜６の発酵生産物の回収率は比較例１に比べて
高い。
【００２０】
【表１】
【００２１】実施例７ 実施例１で回収した発酵生産物10リットルにラウリル硫
酸ナトリウムを0.15グラム（0.0015％）添加し、15min.
間混合後、限外濾過膜により濃縮した。用いた濾過装置
の構造は図１と同様であり、限外濾過膜13は長さ 347m
m、チューブ内径0.8mm、有効面積0.2m2 のポリアクリロ
ニトリル製の中空糸状限外濾過膜（旭化成（株）製、AI
P 1010）である。濾過条件は、循環流量を14.4リットル
／min.（膜面速度は1.2m/s）に、平均濾過圧力を2.0kg/
cm2(入口圧力2.2kg/cm2 、出口圧力1.8kg/cm2)に設定
し、濾過液量8.75リットルとなるまで濃縮した（濃縮率
８倍）。このときの平均濾過速度を下記式により算出し
た。
酸ナトリウムを0.15グラム（0.0015％）添加し、15min.
間混合後、限外濾過膜により濃縮した。用いた濾過装置
の構造は図１と同様であり、限外濾過膜13は長さ 347m
m、チューブ内径0.8mm、有効面積0.2m2 のポリアクリロ
ニトリル製の中空糸状限外濾過膜（旭化成（株）製、AI
P 1010）である。濾過条件は、循環流量を14.4リットル
／min.（膜面速度は1.2m/s）に、平均濾過圧力を2.0kg/
cm2(入口圧力2.2kg/cm2 、出口圧力1.8kg/cm2)に設定
し、濾過液量8.75リットルとなるまで濃縮した（濃縮率
８倍）。このときの平均濾過速度を下記式により算出し
た。
【００２２】
【数３】
【００２３】実施例８〜１０ ラウリル硫酸ナトリウムの添加量を表２に示すように変
えた以外は実施例７と全く同じ操作を行った。 比較例２ ラウリル硫酸ナトリウムを使用しない以外は実施例７と
全く同じ操作を行った。実施例７〜１０、比較例２の平
均濾過速度を表２に示す。表２から明らかなように、実
施例７〜１０の濾過速度は比較例２に比べて高い。
えた以外は実施例７と全く同じ操作を行った。 比較例２ ラウリル硫酸ナトリウムを使用しない以外は実施例７と
全く同じ操作を行った。実施例７〜１０、比較例２の平
均濾過速度を表２に示す。表２から明らかなように、実
施例７〜１０の濾過速度は比較例２に比べて高い。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】本発明により、発酵液の粘度を低減し、
濾過圧力の増大による膜面上での不溶解物質の圧密化を
防止しつつ、発酵液から高濃度菌体を分離し、発酵生産
物を高回収率で回収することが可能となった。また、回
収した発酵生産物を高い処理速度で濃縮することが可能
となった。
濾過圧力の増大による膜面上での不溶解物質の圧密化を
防止しつつ、発酵液から高濃度菌体を分離し、発酵生産
物を高回収率で回収することが可能となった。また、回
収した発酵生産物を高い処理速度で濃縮することが可能
となった。
【図１】図１は、本発明における中空糸型濾過装置又は
中空糸型限外濾過装置の構成図の一例を示す図である。
中空糸型限外濾過装置の構成図の一例を示す図である。
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 透過液出口ノズル ９ 流量計 10 圧力調節バルブ 11 集液容器 12 透過液 13 中空糸状精密濾過膜モジュール又は中空糸状限外濾
過膜モジュール 14 発酵液入口側圧力計 15 発酵液出口側圧力計
過膜モジュール 14 発酵液入口側圧力計 15 発酵液出口側圧力計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ (Ｃ１２Ｐ 1/00 Ｃ１２Ｒ 1:07） (Ｃ１２Ｎ 9/54 Ｃ１２Ｒ 1:07）
Claims (5)
- 【請求項１】 高濃度菌体を含有する発酵培養液から菌
体を精密濾過膜により分離し、発酵生産物を回収する方
法において、該発酵培養液にカチオン性界面活性剤を添
加することを特徴とする発酵生産物の回収方法。 - 【請求項２】 菌体濃度が10〜20％(v/v) である請求項
１記載の発酵生産物の回収方法。 - 【請求項３】 カチオン性界面活性剤の添加濃度が0.05
〜３％(v/v) である請求項１又は２記載の発酵生産物の
回収方法。 - 【請求項４】 発酵生産物の等電点が発酵培養液のpH以
上である請求項１〜３の何れか１項記載の発酵生産物の
回収方法。 - 【請求項５】 発酵生産物を限外濾過膜により濃縮する
方法において、請求項１〜４の何れか１項記載の方法に
より発酵生産物の回収を行った後、回収液にアニオン性
界面活性剤を添加することを特徴とする発酵生産物の濃
縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10132125A JPH11318482A (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 発酵生産物の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10132125A JPH11318482A (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 発酵生産物の回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11318482A true JPH11318482A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15073999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10132125A Pending JPH11318482A (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 発酵生産物の回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11318482A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007034999A1 (ja) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Kao Corporation | 酵素の製造方法 |
| DE102009022251A1 (de) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Verfahren und Mittel zur extraktiven Gewinnung organischer Substanzen |
| JP2015122981A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 花王株式会社 | 精製疎水性酵素溶液の製造方法 |
-
1998
- 1998-05-14 JP JP10132125A patent/JPH11318482A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007034999A1 (ja) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Kao Corporation | 酵素の製造方法 |
| JP4808725B2 (ja) * | 2005-09-26 | 2011-11-02 | 花王株式会社 | 酵素の製造方法 |
| DE102009022251A1 (de) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Verfahren und Mittel zur extraktiven Gewinnung organischer Substanzen |
| JP2015122981A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 花王株式会社 | 精製疎水性酵素溶液の製造方法 |
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