JPS5813387A - 固定化微生物を用いる発酵法 - 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】 本発明は微生物菌体を固定化に用いた槽を発酵槽として
共用する発酵法に関する。

固定化微生物を用いる連続発酵は近年、注目される微生
物利用技術であシ、例えばＰｅｎｉｃｉ−１１ｉｕｍ　
Ｃｈｒｙｓｏｇｅｎｕｆｆｉ及びアルギン酸を用いるバ
シトラシンの生産（昭和５２年日本醗酵工学会大会講演
要旨集Ｐ−タｌ）、Ｓｅｒｒａｔｉａｍａｒｓｅｓｃｅ
ｎ日及びカラギーナンを用いるイソロイシンの生産（昭
和！２年日本醗酵工学会大会講演要旨集Ｐ−４７）、８
ａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃａｒｌｓｂθｒｇｅｎｓｉ
θ　及び各種吸着担体を用いるアルコール発酵（ｒｎｃ
ｌ、　Ａ］、ｉｍ、　ａｔ　Ａｇｒ、　Ａタタ（ｌり７
ｔ）〕、などが知られている。これら固定化微生物を用
いるプロセスは担体寿命が長いにもかかわらず、雑菌汚
染のために充分な特性を発現させるに至っていない。発
酵における耕菌汚染防止のため、装置、原料の殺菌、装
置全体を陽圧に保つ等の細菌の浸入防止、更に固定化担
体の移檜による雑菌汚染あ防止等が必要であるが大量化
に際しては極めて困難な課題である。

固定化微生物を長期間雑菌汚染から守って発酵を安定に
長期間行わせる方法について検討の結果、微生物の固定
化に用いる固定化槽と連続発酵を行わせる発酵槽を同一
の槽で行わせることによって固定化微生物の活性を充分
発現せしめうろことを見い出した。

特にかかる方法に最適な固定化原料はアルギン酸又はペ
クチン酸の一価のアルカリ金属塩、もしくはそれらの誘
導体であることを見い出した。

本発明によればアルギン酸又はペクチン酸の一価のアル
カリ金Ｍ塩もしくはそれらの１力導体ハ しめて菌体を固定化せしめ、次いで余剰のゲル化剤を除
去し発酵培地を加えて発酵せしめることによって長期間
発酵を継続することができる。

ペクチン酸の誘導体としてはペクチン酸の部分エステル
、ロウメトキシペクチン等が例示される。

アルギン酸、ペクチン酸、それらの誘導体の一価のアル
カリ金属塩水浴液は低温下でもゲル化せず、Ｃａ＋＋、
Ａｌ＋＋＋等の多価の金属塩の溶液との接触により容易
にゲル化するので本発明の方法に用いる固定化原料と１
．シて好ましい。

生菌体の固定化は、粒状夛ルを得る方法、種々の支持体
の表面に固定化する等のいずれの固定化も適用でき、公
知の手法を適用して固定化すればよい。

一般に粒状ゲルを得るには発酵槽内に固定化剤の溶液を
入れ、次いで菌体を含有する固定化原料の水溶液を滴下
すれば粒状ゲルが生成する。

支持体に固定するときは支持体を発酵槽に充填あるいは
固定し槽内に菌体含有固定化原料の溶液を加えて支持体
の表面に菌体を付着せしめ、次いで固定化剤の溶液を加
えて固定化させる。

いずれの方法も固定化が完了したら余剰の固定化剤の溶
液を排出せしめる。

これらの固定化は全て無菌的に行い原料等は殺囚して供
給される。固定化が完了したら目的とする発酵に必要な
培地を供給して発酵を行わせればよい。一般に固定化菌
体を用いる発酵は連続発酵を行うことによって大きな効
果が期待され、るものであり、、本発明においても連続
的に行われることがｉしい。

固定化の方法１採は公知の条件を適用することによって
容易になしうる。一般に固定化原料のｏ、　ｚ　〜Ｊ　
ｏ　ｗｔ／ｖ　％の溶液にｌＯ３〜１０９個／ｍｅの菌
体を存在せしめ、０．　ｊ〜／θ饅の固定化剤固定化に
際しては一般に２θ〜３拡菌体の活性発現に適したｐＨ
の条件で行われる。

本発明の発酵法はアルコール、アセトン・ブタノール等
の嫌気発酵のみならず各種アミノ酸、核酸、抗生物質、
抗腫瘍性物質等の生産に適用される。

ｌＪ化 次に一νｌｌをあげて本発明を説明する。

実施例ｆ　　　゛ ３俤アルギン酸ソーダ水溶液３θ０ｕｚｌに別途フラス
コにて培養した■造協会ブドウ酒酵母２号酵母培養液３
０ｄを加えてよく混合する。

該混合液を別途殺繭したＣ　ａ　ＣＡ’　２−一水溶液
ｌｌ入りの固定化槽兼発酵檜にノズルを通して滴下した
。該ノズルを通して液中でビーズ状ゲルが形成される。

／時間静置し充分固定化後、余剰のＣａＣｌユ液を排出
する。次いでｌｊ％ｗ／ｖｏ１糖含有糖蜜を連続的に供
給し、担体中に酵母を多せ増殖させた。アルコール転換
収率は徐々に（り 向上しグ日抜からは糖蜜を３００　ｔｎｌ／ｈｒで供給
しアルコールざざｖ／ｖ　％の生産を約３ケ月間維持し
、菌体の活性も低下しなかった。−刃固定化と発酵を別
々に行う方法即ち、ゲル１４Ｎ及びその反応槽への充填
を無菌箱中で可及的に雑菌汚染を避けることのみで実施
した系では約７５日後から雑菌の増殖が認められ、アル
コール濃度はｒ％から徐々に低下し、３０日後にはｊ％
（対消費糖収率は理論値を１００係としてぶ３優に相当
する）に低下した。

実施例２ ３０ｃｍｘ２０ｃｍの木綿布を多数平行に３關間隔で張
った支持体をつくり、これを７１容量の発酵槽に設置し
た。本装置を殺繭稜、実施例／と同様に調製した酵母を
含有するアルギン酸ソーダ混合液を該槽に送り込み、木
綿布を該混合液に浸した。次いで発酵槽下部より余剰の
混合液を抜き去り、その後下部より殺菌された。２％塩
化カルシウム溶液を送り込み薄膜状にゲル化を行った。

次いで７５％糖含有糖蜜から成る用Ｃｌ） 地を発酵槽の一端より供給した。液を膜内と平行に流し
、他端より発酵液を抜き出した。又、発生する炭酸ガス
は槽上部より排出した。供給速度は／Ｊ／ｈｒから徐々
に増加し最終的に３．　ｊｌ　／ｈ　ｒにて定常的に６
５〜Ａｔｆｌ／ｌのエタノールが槽内の閉塞等の異常な
く／ケ月継続できた（実験／）。一方、上記混合液に浸
した支持体を発酵槽よシ抜き取り無菌箱中の容器内で、
２チ塩化カルシウム溶液で固定化を行った。固定化微生
物担体膜を形成した支持体を発酵槽に可及的に雑菌汚染
のない様に充填し、実験／と同様に糖液を供給した。発
酵槽底部には雑菌の増殖によるフロックが出現し、徐々
に増加した。

もろみのアルコール濃度は徐々に低下し、７１日後では
ｊＯｆ／ｌ、３０日後では１１０９／１となった（実験
、２）。

実施例３ 下記の種培養培地２ｊθｍｌを２１容三角フラスコに入
れ、Ｌ−リジン生産菌コリネバクテリウム・グルタミカ
ムＡ、ＴＣＣ２／１１３を接種して培養温度、２！℃で
、２＋を時間振とう培養を行った。

種培養培地組成 り−グルコ　２　　　＋’Ｏ１／ｌ、　　Ｋ２ＨＰ％　
　／、ｊｆ／ｌＫＨコＰＯＯ，ｊｆ／ｌ、尿　素３．０
ｆ／ＩＭｙＦ３０４Ｉ・７Ｈ，２０θ：ｊ　ｔ／ｌ　、
　　ペプト７．２０ｆ／１肉エキス　　　　　、ｔ　ｆ
／ｌ　、　　ビオチン　ｊ０１／１培養液をｔｇ％ロウ
メトキシペクチン（Ｕｎｉを送り込み、実験／と同様処
理して発酵槽内ゲル化を行った。また、同実験コと同様
に発酵槽より支持体を抜き出し無菌箱中で別途ゲル化後
、固定化を行った支持体を発酵槽に充填した。次いで、
各々の楢に次に示す生産培地ｊ００ｗｌを槽のゲル上に
滴下した。発酵槽内の充填層下部より３０１／ｍ１ｎや
通気を行った。

生産培地組成　′［■ 廃糖蜜（グルコースとして）１１０１７１Ｍ　ｙ　Ｓ　
Ｏｑ　・７　Ｈ４０（１）、Ｊ　ｆ　／ＩＫＨ，Ｐｏ、
　　　　　　　　　　　０．７ｔ／１大豆粕大豆水酸加
水　　　　　２０１／１０イシン　　　　　　　　　２
００藁ｇ／ｌ流下液は、２Ｊ９６アンモニア水にてｐＨ
？Ｉに調整後、無菌的に供給口へ戻した。４！−を時間
後から生産培地を１ｏｏｎｔｌ／ｈｒの流量で連続供給
した。供給量と同量の発酵液を発酵槽下部より抜き出し
た。供給開始１００時間後のリジン含量を測定したとこ
ろ、本発明に係る発酵槽内ゲル化を行った発酵槽ではリ
ジン塩酸塩としてＩＯｆ／ｌの生成を認めた。一方、発
酵槽外ゲル化を行った従来の方法では雑菌汚染が認めら
れ、リジン含量は４Ａ０１／Ｉｔであった。更に運転を
継続したところ１．２００時間目で、発酵槽内ゲル化を
行った発酵槽の発酵液は４ｔｒｆ／１であったのに対し
、発酵槽外ゲル化を行った実験では、更に低下し、２１
ｆ／Ｉｔとなった。

特許出願人：新燃料油開゛発技術研究組合理事長　野　
口　照　雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微生物生菌体を含有するアルギン酸又はペクチン酸の一
   価のアルカリ金属塩又はそれらの誘導体の水溶液を発酵
   槽にてゲル化し、次いで該発酵槽に層地を加えて発酵せ
   しめることからなる発酵法。