JPH1146758A - 微生物菌体の培養方法 - Google Patents

微生物菌体の培養方法

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JPH1146758A
JPH1146758A JP9215164A JP21516497A JPH1146758A JP H1146758 A JPH1146758 A JP H1146758A JP 9215164 A JP9215164 A JP 9215164A JP 21516497 A JP21516497 A JP 21516497A JP H1146758 A JPH1146758 A JP H1146758A
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JP
Japan
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culture
tce
pseudomonas
cells
resolution
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JP9215164A
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English (en)
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Akira Hirose
朗 廣瀬
Takehiko Osawa
武彦 大沢
Masayasu Kitagawa
正恭 北川
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KOKUSAI KANKYO GIJUTSU ITEN KE
KOKUSAI KANKYO GIJUTSU ITEN KENKYU CENTER
Takenaka Komuten Co Ltd
Original Assignee
KOKUSAI KANKYO GIJUTSU ITEN KE
KOKUSAI KANKYO GIJUTSU ITEN KENKYU CENTER
Takenaka Komuten Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定したTCE分解能を有するシュード
モナス(Pseudomonas)菌類を効率よく培養しうる微生物
菌体の培養方法を提供する。 【解決手段】 トリクロロエチレン分解能を有するシ
ュードモナス(Pseudomonas)菌類を培養する方法であっ
て、シュードモナス(Pseudomonas)菌類を、初期トルエ
ン濃度100〜400mg/lであって、少なくともリ
ン源、窒素源、カルシウム、マグネシウム、鉄を含有
し、pH5〜9である培養液を用いて、10〜40℃の温
度範囲にて前培養を行うことを特徴とする。この前培養
は、2〜7回の回分培養を繰り返すことによって行なわ
れることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トリクロロエチレ
ン分解能を有する微生物菌体の、効率のよい培養方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、土壌汚染、環境問題の解決策とし
て、トリクロロエチレン(以下、適宜、TCEと称す
る)などの有機物質等の汚染物質を除去するための種々
の試みがなされており、例えば、土壌中の汚染物質を真
空ポンプを用いて吸引し、活性炭処理する方法が提案さ
れている。しかしながら、汚染物質を活性炭で吸着して
除去する方法では、汚染物質を吸着した使用済みの活性
炭の再処理の問題もあって、より効率的な処理が求めら
れていた。
【0003】一方、汚染物質を分解する微生物を含有す
るバイオリアクターによって汚染物質を分解させ、しか
る後、液体成分と空気とを排出する方法も提案されてお
り、この方法によれば、トリクロロエチレンの如き有機
成分を効率よく抽出し、処理することができる。さらに
汚染物質を微生物による分解作用を利用して処理するた
め2次汚染の問題がない。
【0004】ここに用いられる微生物菌体としては、シ
ュードモナス(Pseudomonas)菌類が知られている。シュ
ードモナス(Pseudomonas)菌類は好気性の菌体であり、
トルエンを唯一の炭素源として利用し、増殖させること
ができる。しかしながら、通常の条件で培養しても得ら
れたシュードモナス(Pseudomonas)菌類のTCE分解能
にばらつきが生じ、安定したTCE分解能が得られず、
バイオリアクターの設計条件の確定を困難にしていた。
【0005】このシュードモナス(Pseudomonas)菌類の
一種である微生物菌体シュードモナス・セパシア(Pseu
domonas cepacia ) をTCE分解に用いる方法は、例え
ば、特開平6−296711号に記載されている。ここ
では、この菌体のTCE分解能を高める目的で、塩素化
エチレン、芳香族化合物などの誘導物質を所定の条件で
用いる旨の記載があるが、この条件は微生物菌体の増殖
曲線から結果として導き出され、微生物の誘導時間を殆
ど有しない条件を設定してあるため、それぞれの菌体に
適する誘導物質の添加量はそれぞれの菌類と誘導物質の
組み合わせによる予備培養によって決定しなければなら
ず、好ましい培養条件を確定するのが困難であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安定
したTCE分解能を有するシュードモナス(Pseudomona
s)菌類を効率よく培養しうる微生物菌体の培養方法を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の微生物菌体の培
養方法は、トリクロロエチレン分解能を有するシュード
モナス(Pseudomonas)菌類を培養する方法であって、該
シュードモナス(Pseudomonas)菌類を、初期トルエン濃
度100〜400mg/lであり、少なくともリン源、
窒素源、カルシウム、マグネシウム、鉄を含有し、pH5
〜9である培養液を用いて、10〜40℃の温度範囲に
て前培養することを特徴とする。ここで、前記培養液に
含まれるリン源、窒素源、カルシウム、マグネシウム、
鉄は、それぞれリン酸イオン、硝酸イオン、カルシウム
イオン、マグネシウムイオン、鉄イオンであることが好
ましい。また、この前培養は、2〜6回の回分培養を繰
り返すことによって行われることが好ましい。この培養
方法によれば、誘導物質(炭素源)であるトルエンの初
期濃度を一定の好ましい範囲とし、所定の培養必須成分
を好ましくはイオンの状態で添加した培養液によって前
培養することにより、ある程度(2〜6時間)の誘導時
間を経た後、対数的に増殖を続け、安定したTCE分解
能を有するシュードモナス(Pseudomonas)菌類を選択的
に得ることができる。このため、その後、大量培養を行
うにあたっての、所望のTCE分解能を有するシュード
モナス(Pseudomonas)菌類の接種源を安定して得ること
ができる。
【0008】
【発明の実施の形態】この培養方法を適用しうるトリク
ロロエチレン等の有機塩化物の分解に有用なシュードモ
ナス(Pseudomonas)菌類としては、例えば、シュードモ
ナスエスピー(Pseudomonas sp.)、シュードモナス・プ
チダ(Pseudomonas putida )、シュードモナス・セパシ
ア(Pseudomonas cepacia ) 等が挙げられる。
【0009】このシュードモナス(Pseudomonas)菌類
は、培養液中に炭素源であるトルエンを初期濃度100
〜400mg/lとなる量添加して前培養を行う。初期
トルエン濃度が100mg/l未満であると菌体の増殖
性が不充分であり、400mg/l期を超える菌体の増
殖性が徐々に低下し、且つ、得られる菌体のTCE分解
能が低下するため、いずれも好ましくない。菌体の増殖
性と得られるTCE分解能を考慮すると、初期トルエン
濃度は200〜300mg/lの範囲であることが好ま
しい。
【0010】また、TCE分解能を有するシュードモナ
ス(Pseudomonas)菌類を得るには、前記培養液に少なく
ともリン源、窒素源、カルシウム、マグネシウム、鉄等
の成分を含有し、且つ、培養液のpHは5〜9の範囲であ
ることが必要である。これらの必須成分であるリン源、
窒素源、カルシウム、マグネシウム、鉄は、それぞれリ
ン酸イオン、硝酸イオン、カルシウムイオン、マグネシ
ウムイオン、鉄イオンのようなイオンの状態で培養液中
に含まれることが効果の観点から好ましい。従って、こ
の培養液には、イオンに解離し易い硝酸、硫酸、リン酸
のカルシウム塩、マグネシウム塩、鉄塩などの化合物を
添加することが好ましい。これらの各必須成分を添加し
た好ましい培養液の代表例を以下に挙げる。この無機塩
組成の類似範囲であれば好適に使用し得る。
【0011】 無機塩組成 (NH4 2 SO4 2.5 g/リットル MgSO4 ・7H2 O 0.2 g/リットル KH2 PO4 1.4 g/リットル Na2 HPO4 ・12H2 O 3.6 g/リットル FeSO4 ・7H2 2 mg/リットル CaCl2 ・2H2 O 10 mg/リットル
【0012】また、培養条件のpHは5〜9の範囲であ
り、特に7.0〜8.0の中性〜弱アルカリ性範囲であ
ることが好ましい。培養液のpHは、リン酸塩の組成によ
って調整することができる。
【0013】なお、この培養方法においては、前記条件
で前培養を行うことにより、その後の大量培養の接種源
となる安定したTCE分解能を有する微生物菌体を簡易
に得ることができる。この前培養は本格的な大量培養を
行う前に少なくとも1回行われるが、得られる菌体のT
CE分解能の向上と特性の安定化の観点から、回分培養
にて2〜7回繰り返されることが好ましく、4〜6回繰
り返されることがさらに好ましい。また、回分培養の場
合、対数増殖後期(トルエン消費が終了した時点)で採
取した菌種を基に次の段階の培養を行うことが好まし
い。本発明の方法によれば、安定したTCE分解能を有
する菌体を大量に培養し得るため、効率のよいバイオリ
アクターの構築が可能となった。
【0014】
【実施例】以下、本発明を具体例を挙げて詳しく説明す
るが、本発明はこれに制限されるものではない。
【0015】(実施例1〜4)本発明の微生物菌体の培
養方法について詳細に説明する。ここで培養に用いるの
はシュードモナスエスピー(Pseudomonas sp.)である。
このシュードモナスエスピーは、例えば、特公昭63−
7752号や特公平5−88106号に記載のシュード
モナス属に属する菌体であってもよい。培養液として以
下に示すものを用いた。 イオン交換水 1000ml 硫酸アンモニウム 2.5g 硫酸マグネシウム 0.2g リン酸1カリウム 1.4g リン酸2ナトリウム 3.6g 硫酸第一鉄 2mg 塩化カルシウム 10mg これらの混合物にトルエンを初期濃度100mg/lと
なるように加えたものを培養液として用いた。培養条件
としては、培養温度20℃、培養pH7.5で培養を行っ
た。
【0016】この時の経時的なトルエン濃度の変化及び
菌数の変化(光学濃度による)を図1にグラフで示し
た。また、トルエンの初期濃度を200mg/l、30
0mg/l、400mg/lとした他は前記と同様にし
て培養を行い、トルエン濃度の変化及び菌数の変化を同
じく図1に示した。図1に明らかなように、菌数は20
0〜400秒程度の誘導時間を経た後、順調に増加する
ことがわかった。
【0017】(実施例5)トルエンを初期濃度123m
g/lとなるように加えた培養液を用い、培養温度25
℃、培養pH8.0とした他は実施例1と同様にして培養
を行った。得られた菌体のTCE分解能を測定したとこ
ろ、TCE最大比分解速度で1.24(mg/l/hr
/OD660)であり、バイオリアクター用の菌体とし
て実用可能なレベルに達していることがわかった。
【0018】(実施例6)トルエンを初期濃度130m
g/lとなるように加えた培養液を用い、培養温度25
℃、培養pH7.8とした他は実施例1と同様の条件で回
分培養を2回繰り返して行った。得られた菌体のTCE
分解能を測定したところ、TCE最大比分解速度で1.
84(mg/l/hr/OD660)であり、バイオリ
アクター用の菌体として実用可能なレベルに達している
ことがわかった。
【0019】(実施例7)トルエンを初期濃度64mg
/lとなるように加えた培養液を用い、培養温度25
℃、培養pH7.7とした他は実施例1と同様の条件で回
分培養を3回繰り返して行った。得られた菌体のTCE
分解能を測定したところ、TCE最大比分解速度で1.
94(mg/l/hr/OD660)であり、バイオリ
アクター用の菌体として実用可能なレベルに達している
ことがわかった。
【0020】(実施例8)トルエンを初期濃度82mg
/lとなるように加えた培養液を用い、培養温度25
℃、培養pH8.0とした他は実施例1と同様の条件で回
分培養を4回繰り返して行った。得られた菌体のTCE
分解能を測定したところ、TCE最大比分解速度で2.
76(mg/l/hr/OD660)であり、バイオリ
アクター用の菌体として実用可能なレベルに達している
ことがわかった。
【0021】(実施例9)トルエンを初期濃度68mg
/lとなるように加えた培養液を用い、培養温度25
℃、培養pH7.8とした他は実施例1と同様の条件で回
分培養を5回繰り返して行った。得られた菌体のTCE
分解能を測定したところ、TCE最大比分解速度で2.
69(mg/l/hr/OD660)であり、バイオリ
アクター用の菌体として実用可能なレベルに達している
ことがわかった。
【0022】(実施例10)トルエンを初期濃度125
mg/lとなるように加えた培養液を用い、培養温度2
5℃、培養pH8.0とした他は実施例1と同様の条件で
回分培養を6回繰り返して行った。得られた菌体のTC
E分解能を測定したところ、TCE最大比分解速度で
2.07(mg/l/hr/OD660)であり、バイ
オリアクター用の菌体として実用可能なレベルに達して
いることがわかった。
【0023】(実施例11)トルエンを初期濃度61m
g/lとなるように加えた培養液を用い、培養温度25
℃、培養pH7.7とした他は実施例1と同様の条件で回
分培養を7回繰り返して行った。得られた菌体のTCE
分解能を測定したところ、TCE最大比分解速度で1.
86(mg/l/hr/OD660)であり、バイオリ
アクター用の菌体として実用可能なレベルに達している
ことがわかった。
【0024】前記実施例5〜11の対比において、前培
養を1回行うよりも複数回繰り返すことにより、よりT
CE分解能の高い菌体が得られる傾向が見られ、特に、
回分培養4〜6回において、好ましいTCE分解能を有
するシュードモナスエスピーが得られることがわかっ
た。このようにして培養されたシュードモナスエスピー
は、TCE分解能が高く、これを接種源とすることによ
り、高いTCE分解能を有する菌体の大量培養が可能と
なる。また、大量培養されたシュードモナスエスピーを
バイオリアクターに固定化して、トリクロロエチレン等
の有害物質の分解に用いることができる。
【0025】バイオリアクターに用いられる固定化材料
は微生物によって好適なものを選択しうるが、例えば、
ピートモス、ポリウレタン樹脂の如き有機多孔質体等を
用いることができる。汚染物質を抽出した気液との接触
面積を向上させるため、固定化材料はフィルター等の多
孔性構造を有することが好ましい。固定化材料に固定化
された微生物によるバイオリアクターは、1段として用
いてもよいが、処理効率上、バイオリアクターは多段を
形成することが好ましい。
【0026】かくして培養されたシュードモナス(Pseu
domonas)菌類によって、トリクロエチレンを分解除去す
れば、活性炭等従来の物理的吸着による除去のごとく、
吸着体自体の処理が問題になることがなく処理に伴う2
次汚染の問題もない。
【0027】
【発明の効果】本発明の微生物菌体の培養方法によれ
ば、安定したTCE分解能を有するシュードモナス(Ps
eudomonas)菌類の培養を効率よく行うことができる優れ
た効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】シュードモナス菌類をトルエンを炭素源として
培養した場合の時間と、トルエン濃度、細菌濃度との関
連を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI //(C12N 1/20 C12R 1:38) (72)発明者 北川 正恭 三重県四日市市桜町3690−1 財団法人国 際環境技術移転研究センター内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トリクロロエチレン分解能を有するシュ
    ードモナス(Pseudomonas)菌類を培養する方法であっ
    て、 該シュードモナス(Pseudomonas)菌類を、初期トルエン
    濃度100〜400mg/lであって、少なくともリン
    源、窒素源、カルシウム、マグネシウム、鉄を含有し、
    pH5〜9である培養液を用いて、10〜40℃の温度範
    囲にて前培養を行うことを特徴とする微生物菌体の培養
    方法。
  2. 【請求項2】 前記培養液に含まれるがリン源、窒素
    源、カルシウム、マグネシウム、鉄が、それぞれリン酸
    イオン、硝酸イオン、カルシウムイオン、マグネシウム
    イオン、鉄イオンであることを特徴とする請求項1に記
    載の微生物菌体の培養方法。
  3. 【請求項3】 前記前培養を、2〜7回の回分培養を繰
    り返すことによって行うことを特徴とする請求項1又は
    2に記載の微生物菌体の培養方法。
JP9215164A 1997-08-08 1997-08-08 微生物菌体の培養方法 Pending JPH1146758A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1241248A1 (en) * 2001-03-13 2002-09-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of proliferating a microorganism capable of degrading a hard-to-degrade organic compound and use thereof
JP2005333986A (ja) * 2004-04-30 2005-12-08 Daiso Co Ltd 微生物培養法による光学活性1,2−ジオール類の改良製法
US7247468B2 (en) 2004-04-30 2007-07-24 Daiso Co., Ltd. Method for producing optically active 1,2-diols by microorganism culturing

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7247468B2 (en) 2004-04-30 2007-07-24 Daiso Co., Ltd. Method for producing optically active 1,2-diols by microorganism culturing
JP4581821B2 (ja) * 2004-04-30 2010-11-17 ダイソー株式会社 微生物培養法による光学活性1,2−ジオール類の改良製法

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