JPS6049792A - 微生物の流加培養法 - Google Patents

微生物の流加培養法

Info

Publication number
JPS6049792A
JPS6049792A JP15752683A JP15752683A JPS6049792A JP S6049792 A JPS6049792 A JP S6049792A JP 15752683 A JP15752683 A JP 15752683A JP 15752683 A JP15752683 A JP 15752683A JP S6049792 A JPS6049792 A JP S6049792A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
rate
dissolved oxygen
fed
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP15752683A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0361439B2 (ja
Inventor
Kosuke Takei
武井 宏介
Yasuhiko Imai
今井 泰彦
Isamu Shinkae
針替 勇
Kiyoshi Mizusawa
水澤 清
Seiichi Nasuno
那須野 精一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kikkoman Corp
Original Assignee
Kikkoman Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kikkoman Corp filed Critical Kikkoman Corp
Priority to JP15752683A priority Critical patent/JPS6049792A/ja
Publication of JPS6049792A publication Critical patent/JPS6049792A/ja
Publication of JPH0361439B2 publication Critical patent/JPH0361439B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

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】 本発明は微生物の培養液を貯溜する発酵槽中へ糖などの
栄養物を培養時間の経過とともに少量ずつ添加するよう
にした微生物の流加培養法に関する。
従来から発酵法によって目的生成物を製造するにあたジ
、流加培養法音用いて収率全向上せしめる手法が採られ
ている。
斯る流加培養法は添加する栄養物の濃度全任意に制御で
きる点にその特徴?有するのであるが、その制御にあた
って種々の問題を有している。
例えば、3/ b/−サイクリック・アデニル酸を工業
的に製造する場合、培地中に出来るだけ高濃度に315
7−サイクリック・アデニル酸を蓄積することが要求さ
れ、そのため培地中に糖質原料又は前駆体を予じめ高濃
度に添加しておくことが前提条件となる。
一方、3′; 5/−サイクリック・アデニル酸の収率
全高めるには、3′、5′−サイクリック・アデニル酸
を生産する菌体の増殖と糖濃度との関係も考慮しなけれ
ばならない。
即ち、培地中の糖濃度が15%程度以上の高濃度となる
と、菌体の生育に変調をきたし、しかも添加前駆体に対
する3′、5′−サイクリック・アデニル酸の生成率が
低濃度の場合に比較して著しく劣ることとなる。 ゛ 一方 ’ 3/、 5/−サイクリック・アデニル酸の
培地中への蓄積は菌体の増殖が平衡期に入る時期から顕
著に認められ、特に低糖濃度培地においては、菌体の増
殖が平衡期に入る時期が短縮され、早い移行し、且つ添
加前駆体に対する3/、 5/−サイクリック・アデニ
ル酸の生成率も高まるのであるが、培地中への最終蓄積
量が低いという欠点がある。
したがって、例えば3′、5′−サイクリック・アデニ
ル酸を効率よく生産するには、糖濃度が高遇ぎても、低
過ぎてもよくなく、常に適正な糖濃度を維持する必要が
ある。
また、上記3/、 5/−サイクリック・アデニル酸の
生成に限らず、流加培養法を利用して、微生物により栄
養物(基質)から目的物を工業的に満足し得る程度に効
率よく生成するには、培地中に添加される栄養物の濃度
ヶ常に一定範囲に制御することが必要とされ、この制御
全如何に簡単且つ確実に行うかが課題とされている。
本発明は上述した課題を解決すべく成したものであって
、その目的とする処は、各種生成物を微生物に栄養物全
供給しつつ生産するにあたり、培養液中の栄養物濃度金
常に最適範囲内に簡単且つ確実に制御し、もって工業的
にも十分利用し得る収率を得ることができろ微生物の流
加培養法を提供するにある。
斯る目的全達成するため、本発明は培養液中の溶存酸素
量を測定して溶存酸素量の」二昇変化率ケ算出し、この
」二昇変化率ケ指標として、例えば該上昇変化率曲線の
変曲点と上昇変化率が零となる点との間において、栄養
物を培養液に流加せしめるようにしたことをその要旨と
する。
以下に本発明の実施例全添付図面に基づいて説明する。
第1図は本発明方法ケ実施する装置の制御系統の概略図
であり、密閉発酵槽1内には微生物の培養液2が満され
、また発酵槽1内には攪拌羽根3が配設され、また、コ
ンプレッサー19よジ散気管20を介して、該槽1内に
無菌空気が送入され、一方槽1内の空気は排気管21全
通って排出される。捷た発酵槽1の上部には栄養液4を
満した栄養液槽5から栄養液4を発酵槽1Vc供給する
バイブロが臨んでいる。
一方・発酵槽1には培養液2中の溶存酸素量を測定する
ためのセンサー7を装着し、このセンサーTで測定した
溶存酸素量を信号として取り出し、この信号を増巾器8
で増巾し、これを記録釦9に入力するとともに、アナロ
グ・デジタル変換器10にてデジタル信号に変換して、
マイクロコンピュータ11に入力する。
このマイクロコンピュータ11には記憶装置12から、
予じめ設定された測定間隔時間及び基準となる溶存酸素
量の上昇変化率が入力インターフェース13を介して入
力され、マイクロコンピュータ11にて実測値に基づく
溶存酸素量の上昇変化率と基準となる上昇変化率と全比
較し、実測の上昇変化率が基準の上昇変化率よりも小さ
くなったときに、出力インターフェース14を介して出
力信号を出し、この出力信号はタイマー15ケ介して出
力スイッチ16に送られ、上記バイブロに設けた栄養液
の流加ポンプ17を所定時間だけ駆動し、一定量の栄養
液4を発酵槽1に供給するよ5Kl。
ている。尚18はプリンターである。
次に上記装置音用いて3/、 5/−サイクリック・ア
デニル酸を生産する場合の具体例ケ第2図及び第3図に
基づいて説明する。
ここで、初発培地に存在させろ糖質原料及び培養途中に
添加する糖質原料としては、グルコース、澱粉加水分解
物或いはグリセリン等の糖質化合物を使用し、微生物と
しては例えばミクロバクテリウムNo、 205 (F
ERM−PNo、 106 ATCC21376)を使
用し、また使用菌株のC−AMP前駆体として例えば、
アデニン、ノ・イボキサンチン、ザクシニル・アデニン
、5−アミノ−4−イミダゾール・カルボキサマイト、
7−アミノ−ピラゾロ(4・3−d)−ピリジン、ピラ
ゾロ−(4,−3−d )−ピリミジン、4−アミノ−
ピロロ(2・3・d)−ピリミジン、ピロロ(2・3−
d)−ピリミジン又はこれらケ塩基とするりボサイド若
しくはデオキシリボサイド、又はリボヌクレオチドを使
用し、更に無機塩類としては、例えばリン酸1カリウム
2、リン酸1ソーダ、リン酸2カリウム、リン酸2ソー
ダ、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸鉄、塩
化鉄、塩化マンガン、硫酸亜鉛。
硫酸コバルト等を使用する。
先ず、培養液中の糖濃度ケ5%(w/v )に調整して
発酵を開始した。この時の菌株接種前の培地中の溶存酸
素量を100%飽和とする。
この状態から発酵が進むと、微生物(菌株)は糖を消費
するとともに溶存酸素を消費して3/、5/ −サイク
リック・アデニル酸孕生成しつつ増殖する。
そのため培養液中の糖濃度は低下し、一方墳養液中の酸
素はその消費量の方が空気中から培養液中に溶は込む量
よりも多いため急激に減少する。
そして、糖濃度が0%(W/V)近く寸で減少すると、
栄養源が少なくなったことになり、それだけ菌株による
溶存酸素の消費が少なくなり、したがって散気管20か
らの酸素供給量が消費量よジも多くなり、溶存酸素の変
化率を表わす曲線lは上昇する。
このようにして約23時間経過すると、培養開始時添加
した糖が消費しつくされるので、新たに糖を発酵槽中に
添加し、その濃度が2 % (W/V)程度となるよう
にする。すると、培養液中の菌株は糖を消費して、溶存
酸素量及び糖濃度は再び低下し、糖濃度が0%(W/v
)に近くなると消費酸素量が少くなるので溶存酸素量は
多くなり、その変化率を表わす曲線lは再び上昇する。
このような糖添加の操作を前記第1図に示した装置によ
って行うわけであるが、糖の添加時期の制御は第3図の
如くして行う。即ち、第3図は上記変化率曲線lの一部
を取り出して示したものであジ、糖濃度が0%(w/v
 )近くになった時点P。から変化率曲線lは上昇し、
変曲点P+に経過した後、曲線lの二次微分値は負とな
り、最終的には点P2において変化率は零となる。つま
り糖濃度が零となり微生物が酸素を消費しないため、培
養液中の溶存酸素量は100%飽和となる。
ここで、糖を添加する時点P3’を変曲点Rt経過する
以前に設定すると、微生物の糖消費能が減退し、3/、
 S/−サイクリック・アデニル酸の収率が低下し、2
また変化率が零となる点P2以降に添加点P3を設定す
ると、培養液中に糖が完全に無くなってから糖を添加す
ることとなり、前記同様、収率が低下する。そこで本実
施例にあっては、添加時点P3に点P1とP2との間に
設定した。
具体的には、点P1とP2との間の最も適切と思われる
変化率を設定しておき、前記記憶装置12から入力イン
ターフェース13會介して該設定値金子じめマイクロコ
ンピュータ11に入力しておき、実際の変化率D−Oi
、D * O:=Dn++−1)n/ tl+1− t
n−b/aによって算出し、このD・0が該設定値より
も小さくなったことをマイクロコンピュータ11によっ
て判断し、所定時間ポンプ11金駆動して培養液中の糖
濃度が2%(W/V)となる工5に糖全添加する。
斯る操作を連続することにより、3157−サイクリッ
ク・アデニル酸の生成収率音高水準に維持することがで
きる。尚、培養中にあつ”Cは、塩基音訓えて培養液の
PH”K約65〜7. OK保持jる。
次に具体的な実験結果を以下に挙げる。
〔実験例1〕 イノシン酸ソーダ4%(W/V)、ポリペプトン1%(
W/V)、KH2PO42%(W/V)、硫安0.5 
% (v”v)、ビオチン100 ?/IJ、 ZnS
O4愉7H200,01% (w/v)、FeSO4・
7H2010m’;//13 、消泡剤0,1%(w/
v) L ’)なる培地1,61分i 1.41の水に
溶解し、これを31の発酵槽に投入して殺菌した。一方
これとは別に殺菌したグルコース及びMgSO4・7H
20からなる混合液全最終濃度としてグルコース5裂(
W/V)、MgSO4・7I(zo 1 % (w/v
)となΦように200m6の水に溶解したものを添加し
、ミクロバクテリウムNo。
205(FERM−PNo、 106 ATCC213
76)の種培養液全接種して、30℃、430RPM1
通気量161/分の条件で培養した。
そして、この培養にあたり、オリエンタル電気株式会社
製の酸素分析計の検出端を培地中に挿入し、溶存酸素量
が90係飽和となった際に、コンピュータから糖添加信
号を送り、グルコース(45係グルコースとして使用)
が初発液量に対して1゜0%(W/V)添加されるよう
に設定して培養を続けた。尚、培地中にグルコースが存
在している状態での溶存酸素量は約20%飽和であった
そして、PHが約65〜70となるように自動的にアン
モニアガスでPHを調整しつつ培養ケ続げたどころ、1
05時間で初発液量に対して21%のグルコースを消費
した。
また培養終了後の3/、 5/−サイクリック・アデニ
ル酸量は22.5 Tq / mgで対イノシン酸ソー
ダ収率は90%であった。
〔実験例2〕 培地としては実験例1と同様とし、発酵槽の温度を30
℃、攪拌器を53 ORPM 、通気量を1.6 l1
分とし、溶存酸素濃度が95チ飽和となったとき、コン
ピュータから糖添加信号を送ジ、グルコース(45%グ
ルコースとして使用)が初発液量に対して0.5%添加
されるように設定して培養ヶ続けた。尚、培養液中にグ
ルコースが存在している状態での溶存酸素量は約60%
飽和であった。
そして実験例1と同様にPHを調整しつつ培養を続けた
ところ、96時間で初発液量に対し21φのグルコース
全消費した。
また培養終了後の37.5/−サイクリック・アデニル
酸は23.5■/ntlで、対イノシン酸ソーダ収率は
94%であった。
」二記の実験例からも分かるように本発明方法によれば
3/、 57−サイクリック−アデニル酸を高収率で得
ることができる。
尚、以上は本発明の実施の一例を示したものであジ、実
施例にあっては3′、5′−サイクリック・アデニル酸
の流加培養について述べたが、これに限らず種々の生成
物の流加培養に適用できろ。壕だ実施例にあっては培養
液中の溶存酸素量を測定し、この溶存酸素量の変化率を
指標としたが、排気酸素分圧會測定することも可能であ
る。
以上に説明したように、本発明によれば、コンピュータ
によジ、培養液中の栄養分濃度が常に最適範囲内となる
ように制御したため、高収率な流加培養食性え、工業的
な利用価値が極めて犬である等多くの効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る流加培養法を実施する装置の?I
i制御系ケ示す概略図、第2図は溶存酸素量或いは糖濃
度と培養時間との関係を示すグラフ、第3図は溶存酸素
量の変化曲線を示すグラフである。 尚、図面中1は密閉発酵槽、2は培養液、4は栄養液、
11はマイクロコンピュータ、lは溶存酸素量の変化率
曲線、Plは変曲点、P2は溶存酸素量の変化率が零と
なる点、P3は栄養液を添加する時点である。 特許出願人 キッコーマン株式会社 代理人弁理士 下 1) 容一部 同 弁理士 大 橋 邦 意 向 弁理士 小 山 有

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)培養液中の溶存酸素量を測定して、溶存酸素量の
    上昇変化率(溶存酸素量の変化値/測定間隔時間)を算
    出し、この上昇変化率を指標として、該培養液に栄養液
    を添加するようにしたことを特徴とする微生物の流加培
    養法。
  2. (2)前記栄養液の添加時期は、溶存酸素量の上昇変化
    率曲線の変曲点付近を経過した後で、且つ該上昇変化率
    が零となる以前としたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の微生物の流加培養法。
  3. (3)前記栄養液はグルコース、澱粉加水分解物及びグ
    リセリンのうちめ少くとも一種からなる糖を含有する液
    であること全特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
    項のいずれかに記載の微生物の流加培養法。
  4. (4) 前記培養液中に添加された栄養液の濃度は2チ
    (W/V )以内であること′ff:特徴とする特許請
    求の範囲第1項又は第2項のいずれかに記載の微生物の
    流加培養法。
  5. (5)前記微生物は細菌であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項又は第2項のいずれかに記載の微生物の
    流加培養法。
  6. (6) 前記微生物は37,5/−サイクリック・アデ
    ニル酸の生産能含有する菌株であること全特徴とする特
    許請求の範囲第1項又は第2項のいずれかに記載の微生
    物の流加培養法。
JP15752683A 1983-08-29 1983-08-29 微生物の流加培養法 Granted JPS6049792A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15752683A JPS6049792A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 微生物の流加培養法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15752683A JPS6049792A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 微生物の流加培養法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6049792A true JPS6049792A (ja) 1985-03-19
JPH0361439B2 JPH0361439B2 (ja) 1991-09-19

Family

ID=15651591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15752683A Granted JPS6049792A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 微生物の流加培養法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6049792A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0249582A (ja) * 1988-05-20 1990-02-19 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 菌体内のリパーゼ活性を高める培養方法
JPH0488320U (ja) * 1990-12-18 1992-07-31
JP2012519474A (ja) * 2009-03-05 2012-08-30 バイオシルタ オサケユキテュア 液体培養における酵素に基づく流加回分培養技術

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4950989A (ja) * 1972-05-10 1974-05-17

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4950989A (ja) * 1972-05-10 1974-05-17

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0249582A (ja) * 1988-05-20 1990-02-19 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 菌体内のリパーゼ活性を高める培養方法
JPH0755149B2 (ja) * 1988-05-20 1995-06-14 鐘淵化学工業株式会社 菌体内のリパーゼ活性を高める培養方法
JPH0488320U (ja) * 1990-12-18 1992-07-31
JP2012519474A (ja) * 2009-03-05 2012-08-30 バイオシルタ オサケユキテュア 液体培養における酵素に基づく流加回分培養技術

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0361439B2 (ja) 1991-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bauer et al. Maximal exponential growth rate and yield of E. coli obtainable in a bench‐scale fermentor
US5912113A (en) Method and apparatus for controlling carbon source concentration in aerobic cultivation of a microorganism
Ljunggren et al. Glutamine limited fed-batch culture reduces the overflow metabolism of amino acids in myeloma cells
Minihane et al. Fed-batch culture technology
JPS6049792A (ja) 微生物の流加培養法
Win et al. Growth kinetics of Saccharomyces cerevisiae in batch and fedbatch cultivation using sugarcane molasses and glucose syrup from cassava starch
Calam et al. Microbial aspects of fermentation process development
Nampoothiri et al. Immobilization of Brevibacterium cells for the production of L-glutamic acid
JPS6248394A (ja) L−グルタミン酸の製造方法
JP2932791B2 (ja) 微生物好気培養における炭素源濃度の制御方法及び装置
CN1041534C (zh) 在微生物通气培养过程中控制碳源浓度的方法和装置
Oh et al. Interactive dual control of glucose and glutamine feeding in hybridoma cultivation
HUT65613A (en) Process for high cell density fermentation of escherichia coli in an agitated boiler fermenter
Miura et al. Assimilation of liquid hydrocarbon by microorganisms. II. Growth kinetics
Hong et al. Semisolid state fermentation of Baker’s yeast in an Air-Fluidized bed fermentor
JPH0368670B2 (ja)
JPH04234981A (ja) 枯草菌の高密度培養方法および培養装置
RU2099416C1 (ru) Способ производства хлебопекарных дрожжей
HUMPHREY Substrate utilization models for control of bioreactors
SU666874A1 (ru) Способ получени @ -лизина
SU1157049A1 (ru) Способ автоматического управлени анаэробным процессом спиртового брожени
KR100842869B1 (ko) 질소원 및 탄소원이 자동 공급되는 유가식 배양 방법 및이를 위한 장치
CN115197979A (zh) 一种高效生产l-缬氨酸的方法
JPS6091979A (ja) 基質の流加制御方法及び装置
SK35894A3 (en) Method of fermentating preparation of l-treonine by cultivation of production strain of escherichia coli 472 t-23