JPS63105677A - 好熱菌固定化粒子の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微生物菌体の固定化に係り、特に、好熱菌の菌
体を高い生菌数濃度に固定化するに好適な固定化方法及
びその粒子に関する。

〔問題点を解決するための手段〕

発明者らは鏡意検討を重ねた結果、この問題を解決し本
発明に至った。

すなわち、従来のように、生の菌体をゲルで包括固定化
するにとどまらず、−担固定化した菌体を培養条件下に
おき、ゲル中で菌を十分増殖させてから、乾燥するもの
である。これにより、格段に生菌数濃度が高く、かつ、
室温でも長期保存に耐える固定化菌体を得ることができ
る。したがって、高活性で、かつ、晴晴、同じ活性容度
の固定化菌体話反応に用いることができる。

本発明の第一の特徴は、ゲル包括固定化した菌体を培養
し、ゲルマトリックス中で菌体を十分増殖させることで
ある。

本発明に用いる好熱微生物は特に限定されず、細菌、糸
状菌、酵母等、目的に合った微生物を適宜選定して用い
ることができる。但し、本発明には菌体及びゲル剤の耐
熱性が５０℃以上のものが用いられる。

固定化法も、従来公知のゲル包括法、例えば、アルギン
酸カルシウムゲル、カラギーナン力リュウムゲル、マン
ナンカルシウムゲル、ポリアクリルアミドゲル、ポリビ
ニルアルコールゲル等を用いて、かつ、それぞれのゲル
剤に対応するゲル化方法が十分用いられる。ゲル濃度は
、そのゲル剤により、かつ、ゲルの機械強度等も含め、
目的に合った特性になる様、適宜選択される。例えば、
アルギン酸カルシウムゲルでは、アルギン酸として１％
〜１０％が好ましい、固定化時の菌濃度やｐＨ１温度、
その他安定剤の添加も、ゲル及び菌種及び目的により適
宜選択される。

〔従来の技術〕

固定化菌体や固定化酵素を触媒としてバイオリアクタに
組み込み、有用物質を生産する技術は最近長足の進歩を
とばつへある。反応速度をあげ、かつ、バイオリアクタ
内での雑菌の繁殖を防ぐには、常温よりも高い温度で機
能し、かつ、耐久性をもつ耐熱性酵素を用いるのが有利
である。しかし、耐熱性酵素を耐熱性酵素生産菌である
好熱菌から得られない場合や、複数の反応連鎖を要素と
する場合には、好熱菌の栄養細胞をそのまシ固定化して
用いる方法が有用である。

従来、好熱菌に限らず、一般の微生物の栄養細胞をゲル
中に包括して固定化菌体とし、バイオリアクタ用触媒と
して広く用いられている。これらを固定化する際、菌の
活性が固定化のロッ１〜により大きく変動することが多
い。これは、用いる菌の活性を一定にしがたいことや、
固定化の操作の過程で活性に影響するためである。バイ
オリアクタにより目的物質を安定して効率よく生産する
には、いかに活性が高く、かつ、安定した固定化菌体を
得るかが、重要である。

固定化菌体の培養も適宜、使用微生物の培養条件で行わ
れる。すなわち、栄養培地、培養温度、ｐＨ、好媒気条
件などは菌の特性により適宜選択される。ゲルマトリッ
クス中の菌の増殖が少なくとも培養剤の二倍以上である
ことが好ましい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の菌体固定化法は上記の点について考慮されておら
ず、その都度、活性のことなる固定化菌体を調製しなけ
ればならない問題があった。

本発明の目的は、高活性で、かつ、保存性の高い固定化
菌体の製造方法を提供することにある。

本発明の第二の特徴は、上述の培養した固定化菌体を乾
燥することである。乾燥方法は、その菌の活性に影響の
少ない方法、例えば、凍結乾燥法等が適宜選択される。

〔実施例〕

次に実施例を示し、さらに詳しく説明する。

〈実施例１〉 コーンスターチ２．３％、ポリペプトン０．２％、酵母
エキス０．２％、硫酸アンモニウム０．２％リン酸種カ
リウム０．２％、硫酸マグネシウム、７水和物０．００
２％、システィン０．１％及び水道水を含む液体培地（
ｐＨ６，０＞　　を、内容積５Ｑの培養槽に５ｋｇ分注
した。これを槽ごとオートクレーブに入れ、１２０℃で
二十分間殺菌した。

これに上記と同じ組成の液体培地を用いて、嫌気的雰囲
気下に、６０℃で四十時間培養した耐熱性グルコアミラ
ーゼ生産菌クロスツリジウム属細菌菌Ｇ−０００５、通
商産業省工業技術院寄託登録Ｎα８７３７の菌体懸濁液
８０ｇ（乾燥菌体濃度０．０７　ｇ　）を添加した。

次いで、培養槽気相部を高純度アルゴンガスで十分置換
後、嫌気条件下で培養した。

培養槽内のｐＨを６．０に、温度を６０℃に自動調整し
ながら四十時間培養した。

この培養液を、冷却遠心機を用いて、８０００ｒｐ＋ｎ
で十分量遠心分離して、菌体ケーキ２５ｇ（固形分濃度
２０％、乾燥菌体重量５ｇ）を得た。

次に、アルギン酸の粉末を２．５％濃度に水に懸濁した
液を、オートクレーブ中で１２０℃、十分量加熱し、粘
調な溶液を調製した。これを室温にまで放冷した。

次いで、耐熱性グルコアミラーゼ生産菌の菌体ケーキ３
ｇ（乾燥菌体重量０．６ｇ）を２．５％アルギン酸溶液
２７ｇと混合し、菌体を懸濁したゾル３０ｇを得た。こ
れを１．５％塩化カルシウム液中に、内径０．５Ｉの単
孔ノズルから滴下した。・塩化カルシウム液中に落下し
たゾルは凝固しく６） て直径３〜５ｍ＋の粒子を形成した。このようにして調
製した粒子を集め、水で洗滌し、固定化粒子３２ｇを得
た。

次いで、内容積５００ｍＱの培養槽に、前記のと同組成
の液体培地５００　ｍ　Ｑと耐熱性グルコアミラーゼ生
産菌固定化粒子６．４ｇ（乾燥菌体として０．６ｇ含有
）とを入れ、培養槽を密閉した。

培養槽気相部分を高純度アルゴンガスで十分置換後、嫌
気性条件下で培養した。培養槽内のＰＨを６．０に温度
を６０℃に自動調整しながら玉子時間培養した。

培養終了後、固定化粒子を分離し、粒子内の菌体濃度を
測定した。その結果、菌体は乾燥菌体重量で１．５ｇで
あり、培養剤の２．５倍に増加した。

次いで、本粒子をフラスコに入れ、フラスコを一２０℃
の冷媒下に浸漬しながら回転させ、固定化菌体を凍結さ
せた。凍結固定化菌体を１Ｏ−８ｔｏｒｒの減圧下で凍
結乾燥し、乾燥粒子０．８ｇ（固定化時の固定化菌体６
．４ｇに対応）を得た。

次に、本乾燥粒子０．２５ｇ（固定化時の固定化菌体２
．Ｏｇに対応）をとり、２％デキストリン５０ｍＱの入
った１、　ＯＯｍΩビー力に入れＰ　Ｈ６，０で二時間
反応させた。一時間後及び二時間後のデキストリンのグ
ルコースへの転換率は８０％、９５％であった。

本乾燥粒子を２０℃で三日及び二週間保存後、上記と同
条件でグルコース転換活性を検討した。

その結果、一時間反応後の転換率はそれぞれ７９％、８
１％であった。

〈比較例〉 実施例１と同じロットの固定化菌体２０ｇ（実施例１の
乾燥固定化菌体０．２５ｇに対応）を取り、実施例１と
同様デキストリンを基質として二時間反応させた。その
結果、一時間後及び二時間後のデキストリンのグルコー
スへの転換率はそれぞれ１２％、２０％であった。

本固定化菌体を近時間及び−日、２０℃に保存し、上述
と同条件下でグルコースへの転換活性を検討した。その
結果、一時間反応後の転換率はそれぞれ５％、１％であ
った。同ロットの本固定化粒子を５℃に保存した時の転
換率は８％、１．５％であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば固定化菌体は従来の単なる固定化法にく
らべ活性が高く、かつ、極めた安定に保存できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、好熱菌の菌体を耐熱性をもつゲルで包括固定化する
   第一工程と、前記第一工程で固定化した固定化物を粒子
   状とし、前記好熱菌の増殖に適した温度、ｐＨ、雰囲気
   下で液体培養基と増殖に十分な時間接触させる第二工程
   と前記第二工程で得られる粒子を凍結乾燥する第三工程
   とからなることを特徴とする好熱菌固定化粒子の製造方
   法。 ２、特許請求の範囲第１項に於いて、ゲルとして５０℃
   以上の耐熱温度を有するゲルを用いることを特徴とする
   好熱菌固定化粒子の製造方法。