JP2681776B2 - 糸状微生物による独立栄養細菌菌体の高密度培養保持法 - Google Patents
糸状微生物による独立栄養細菌菌体の高密度培養保持法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、糸状微生物を利用することによって、菌
体を高密度に増殖・保持し得るようにした菌体の培養方
法に関するものである。 〔従来の技術及びその問題点〕 一般に微生物の培養法には、回分培養や流加培養、或
いは連続培養等が知られているが、これらの培養法を工
業プロセスに利用する場合、その微生物は流体中に懸濁
した微生物菌体か、又は適当な担体の表面に付着させた
り、樹脂フィルム等に包埋、固定した粒状物のうち何れ
かの形態で培養されるものであった。 然し、前者は菌体が流出するため、連続培養で高密度
の増殖を得るには一定の限界が見られたものであり、又
後者は担体に付着しにくい細菌には適用できない上、そ
の固定化に高度の技術を要し、いきおいコストの上昇を
招くという問題点が見られたものであった。 〔課題を解決するための手段〕 そこで本発明者は、鋭意、実験・研究を重ねた結果、
菌体の吸着、高密度化手段として糸状微生物を利用した
場合に、生化学反応の効率を著しく増大させ得る事実を
究明したものである。 即ち本発明方法は、酸化槽内に一定の流速と方向性を
保って硫酸第１鉄溶液等の第１鉄イオン、イオウ、無機
イオウ化合物、無機窒素化合物のうち、１または２以上
を含む廃水を供給しつつ、上記酸化槽内に予め収容され
た適宜な担体に糸状微生物を着床させて、これに独立栄
養細菌を共生させることにより、上記糸状微生物及びそ
れに由来する粘質物に菌体を高密度に吸着、保持して増
殖を行うようにしたことを技術的特徴としたものであ
る。 〔作用〕 本発明は上記酸化槽内の流水が一定の条件に保たれる
ことで、担体に対する糸状微生物の着床が濃密となると
ともに、糸状微生物及び粘質物に菌体が吸着される結
果、槽外への菌体の流出を最小限に抑制するという格別
の作用を奏するものである。 〔実 施 例〕 以下、その構成を糸状微生物として黴の一種であるペ
ニシリウムを用いることにより、鉄酸化細菌の培養を行
った場合の実施例について、更に具体的に述べると、第
１図は本発明方法の実施に使用される培養装置の一例を
示したものであって、１は供給槽、２は上記供給槽内に
貯留された硫酸第１鉄溶液、又３は酸化槽であって、そ
の底板中央を挟んで上下に撹拌下４とマグネットスター
ラー５を設置する一方、その槽底より一定の高さに網板
６を張設して該網板上面の中央に内筒７を貫設したもの
である。 更に、上記内筒７の上端開口には供給槽１からの給水
パイプ８の末端を臨ましめると共に、上記内筒７の上端
開口より稍、低い位置に上記酸化槽の排水口９を開設し
たものであり、更に又10は上記酸化槽内の網板上に充填
され、例えばポリエチレンなどによって、表面積ができ
るだけ大きい形状に成型された担体である。 尚、図中11は上記供給槽１内に設けられた散気管、又
12はエアーポンプ、13は給水パイプ８の中間に介在され
た定量ポンプを示す。 而して本発明方法は、上記培養装置において供給槽１
から定量ポンプ13で硫酸第１鉄溶液２を酸化槽３の内筒
７内に一定の流速と流量を保つように供給して、その下
端開口から網板下面に流出する硫酸第１鉄溶液２に対し
散気管11で曝気を行うと同時に、上記硫酸第１鉄溶液２
を担体10の間隙を通過させて排水口９よりオーバーフロ
ーさせるものであり、又この間に撹拌子４及びマグネッ
トスターラー５によって反応液を均一に維持するもので
ある。 従って、上記酸化槽３においては、常に硫酸第１鉄溶
液２が一定方向へ一定の流速で通流しているため、かゝ
る条件下で担体10に糸状微生物を着床させることによっ
て、その糸状微生物を密に増殖させたうえ、目的とする
菌体を上記糸状微生物及びそれに由来する粘質物に保持
させて高密度の菌体の培養が可能となったものである。 次に本発明方法に基づく１〜２の試験例を述べること
ゝする。 （試験例１） 上記構成の培養装置を二組用意し、一方の装置を試験
装置〔Ａ〕、又、他方を試験装置〔Ｂ〕として、第１表
に示した試験条件に従って試験を行ったものである。 即ち、硫酸第１鉄溶液２に糸状微生物の生育基質であ
るグルコースを装置〔Ａ〕の酸化槽３に一定流量（50mg
/リットル）で添加し、11日間に亘ってペニシリウムＳ
−９株を同酸化槽内の担体10に増殖、着床させた（ペニ
シリウム株培養期）後、上記グルコースの添加を中止
し、この酸化槽内に鉄酸化細菌を接種した上、約７日間
硫酸第１鉄溶液２のみを連続送給するようにした（鉄酸
化細菌培養期）。他方、装置〔Ｂ〕には糸状微生物の増
殖、着床は行わず、上記装置〔Ａ〕のペニシリウムＳ−
９株の培養（増殖）期が終了した時点で、硫酸第１鉄溶
液２のみを装置〔Ａ〕と同量の鉄酸化細菌を接種した装
置〔Ｂ〕の酸化槽３に約７日間、連続送給したところ、
第２図に示すような結果が得られた。 上記第２図によれば、鉄酸化細菌培養期の初期には
〔Ａ〕〔Ｂ〕両装置間に格差は認められなかったが、試
験開始後20日間頃からはペニシリウムＳ−９株を担体に
着床させた装置〔Ａ〕の酸化量は、装置〔Ｂ〕の略３倍
となり、ペニシリウムＳ−９株が鉄酸化細菌の高密度の
吸着に極めて有効であることが明らかとなったものであ
る。 （試験例２） 上記と同じ構成の試験装置〔Ａ〕〔Ｂ〕において、共
にグルコース等の糸状微生物の生育基質を添加すること
なく、鉄酸化細菌を培養して一定の鉄酸化成績を得た
後、装置〔Ａ〕に供給される硫酸第１鉄溶液２に生育基
質としてグルコース50mg/リットルを添加し、また装置
〔Ｂ〕の硫酸第１鉄溶液にはグルコースを添加しないで
試験を継続した（試験条件及び経過については第２表参
照）。 この結果、第３図に見られる通り、グルコースの添加
期間中、即ちペニシリウムＳ−９株の増殖期中における
装置〔Ａ〕の酸化成績は低下したが、装置〔Ｂ〕の酸化
成績は変わらなかった。しかし、グルコースの添加を停
止した後の装置〔Ａ〕の酸化成績は急上昇し、試験開始
後30日目にはペニシリウムＳ−９株の着床した装置
〔Ａ〕の酸化成績が装置〔Ｂ〕の略４倍となり、ペニシ
リウムＳ−９株が鉄酸化細菌の高密度化を著しく促進せ
しめたことが証明されたのである。 尚、上記各試験例においては、糸状微生物として黴を
用いた場合について述べたが、この他鞘細菌、放線菌、
藻類等の糸状微生物によっても、上述したと同様に菌体
を高密度に付着させ得るものである。 又、上記試験例は、グルコースを糸状微生物の基質と
したものを示したが、別途に行った培養試験の結果で
は、炭水化物の他、蛋白質やアルコール等も基質となり
得ることが明らかとなった。 要するに本発明は、グルコースを酸化装置内に添加し
て装置内の担体に糸状微生物を着床させ、糸状微生物及
びそれに由来する粘質物に独立栄養細菌を高密度に保持
させることを技術的要旨としたものであるが、その反
面、グルコースの添加条件下では独立栄養細菌の育成が
抑制される（第３図参照）から、独立栄養細菌が存在す
る系におけるグルコースの使用は、糸状微生物の育成の
ための一定期間以外は、その添加を中止する必要がある
のである。 〔発明の効果〕 以上述べた通り、本発明の方法によれば上記糸状微生
物のみならず、これに由来する粘質物でも菌体の高密度
化が可能となるものであるから、糸状微生物を着床させ
た担体を用いることによって、その担体に対する菌体の
付着能力に関係なく、容易に菌体を高密度に培養、保持
し得るものである。 従って本発明方法は従来の微生物菌体、又は固定粒状
物での培養方式に比較して、目的とする生化学的反応性
を著しく向上させて、継続的かつ高能率に菌体の高密度
化を計り得る他、上記糸状微生物の増殖には安価な有機
物が使用出来るため、コストの大幅な逓減がもたらせる
という顕著な利点を有するものである。
体を高密度に増殖・保持し得るようにした菌体の培養方
法に関するものである。 〔従来の技術及びその問題点〕 一般に微生物の培養法には、回分培養や流加培養、或
いは連続培養等が知られているが、これらの培養法を工
業プロセスに利用する場合、その微生物は流体中に懸濁
した微生物菌体か、又は適当な担体の表面に付着させた
り、樹脂フィルム等に包埋、固定した粒状物のうち何れ
かの形態で培養されるものであった。 然し、前者は菌体が流出するため、連続培養で高密度
の増殖を得るには一定の限界が見られたものであり、又
後者は担体に付着しにくい細菌には適用できない上、そ
の固定化に高度の技術を要し、いきおいコストの上昇を
招くという問題点が見られたものであった。 〔課題を解決するための手段〕 そこで本発明者は、鋭意、実験・研究を重ねた結果、
菌体の吸着、高密度化手段として糸状微生物を利用した
場合に、生化学反応の効率を著しく増大させ得る事実を
究明したものである。 即ち本発明方法は、酸化槽内に一定の流速と方向性を
保って硫酸第１鉄溶液等の第１鉄イオン、イオウ、無機
イオウ化合物、無機窒素化合物のうち、１または２以上
を含む廃水を供給しつつ、上記酸化槽内に予め収容され
た適宜な担体に糸状微生物を着床させて、これに独立栄
養細菌を共生させることにより、上記糸状微生物及びそ
れに由来する粘質物に菌体を高密度に吸着、保持して増
殖を行うようにしたことを技術的特徴としたものであ
る。 〔作用〕 本発明は上記酸化槽内の流水が一定の条件に保たれる
ことで、担体に対する糸状微生物の着床が濃密となると
ともに、糸状微生物及び粘質物に菌体が吸着される結
果、槽外への菌体の流出を最小限に抑制するという格別
の作用を奏するものである。 〔実 施 例〕 以下、その構成を糸状微生物として黴の一種であるペ
ニシリウムを用いることにより、鉄酸化細菌の培養を行
った場合の実施例について、更に具体的に述べると、第
１図は本発明方法の実施に使用される培養装置の一例を
示したものであって、１は供給槽、２は上記供給槽内に
貯留された硫酸第１鉄溶液、又３は酸化槽であって、そ
の底板中央を挟んで上下に撹拌下４とマグネットスター
ラー５を設置する一方、その槽底より一定の高さに網板
６を張設して該網板上面の中央に内筒７を貫設したもの
である。 更に、上記内筒７の上端開口には供給槽１からの給水
パイプ８の末端を臨ましめると共に、上記内筒７の上端
開口より稍、低い位置に上記酸化槽の排水口９を開設し
たものであり、更に又10は上記酸化槽内の網板上に充填
され、例えばポリエチレンなどによって、表面積ができ
るだけ大きい形状に成型された担体である。 尚、図中11は上記供給槽１内に設けられた散気管、又
12はエアーポンプ、13は給水パイプ８の中間に介在され
た定量ポンプを示す。 而して本発明方法は、上記培養装置において供給槽１
から定量ポンプ13で硫酸第１鉄溶液２を酸化槽３の内筒
７内に一定の流速と流量を保つように供給して、その下
端開口から網板下面に流出する硫酸第１鉄溶液２に対し
散気管11で曝気を行うと同時に、上記硫酸第１鉄溶液２
を担体10の間隙を通過させて排水口９よりオーバーフロ
ーさせるものであり、又この間に撹拌子４及びマグネッ
トスターラー５によって反応液を均一に維持するもので
ある。 従って、上記酸化槽３においては、常に硫酸第１鉄溶
液２が一定方向へ一定の流速で通流しているため、かゝ
る条件下で担体10に糸状微生物を着床させることによっ
て、その糸状微生物を密に増殖させたうえ、目的とする
菌体を上記糸状微生物及びそれに由来する粘質物に保持
させて高密度の菌体の培養が可能となったものである。 次に本発明方法に基づく１〜２の試験例を述べること
ゝする。 （試験例１） 上記構成の培養装置を二組用意し、一方の装置を試験
装置〔Ａ〕、又、他方を試験装置〔Ｂ〕として、第１表
に示した試験条件に従って試験を行ったものである。 即ち、硫酸第１鉄溶液２に糸状微生物の生育基質であ
るグルコースを装置〔Ａ〕の酸化槽３に一定流量（50mg
/リットル）で添加し、11日間に亘ってペニシリウムＳ
−９株を同酸化槽内の担体10に増殖、着床させた（ペニ
シリウム株培養期）後、上記グルコースの添加を中止
し、この酸化槽内に鉄酸化細菌を接種した上、約７日間
硫酸第１鉄溶液２のみを連続送給するようにした（鉄酸
化細菌培養期）。他方、装置〔Ｂ〕には糸状微生物の増
殖、着床は行わず、上記装置〔Ａ〕のペニシリウムＳ−
９株の培養（増殖）期が終了した時点で、硫酸第１鉄溶
液２のみを装置〔Ａ〕と同量の鉄酸化細菌を接種した装
置〔Ｂ〕の酸化槽３に約７日間、連続送給したところ、
第２図に示すような結果が得られた。 上記第２図によれば、鉄酸化細菌培養期の初期には
〔Ａ〕〔Ｂ〕両装置間に格差は認められなかったが、試
験開始後20日間頃からはペニシリウムＳ−９株を担体に
着床させた装置〔Ａ〕の酸化量は、装置〔Ｂ〕の略３倍
となり、ペニシリウムＳ−９株が鉄酸化細菌の高密度の
吸着に極めて有効であることが明らかとなったものであ
る。 （試験例２） 上記と同じ構成の試験装置〔Ａ〕〔Ｂ〕において、共
にグルコース等の糸状微生物の生育基質を添加すること
なく、鉄酸化細菌を培養して一定の鉄酸化成績を得た
後、装置〔Ａ〕に供給される硫酸第１鉄溶液２に生育基
質としてグルコース50mg/リットルを添加し、また装置
〔Ｂ〕の硫酸第１鉄溶液にはグルコースを添加しないで
試験を継続した（試験条件及び経過については第２表参
照）。 この結果、第３図に見られる通り、グルコースの添加
期間中、即ちペニシリウムＳ−９株の増殖期中における
装置〔Ａ〕の酸化成績は低下したが、装置〔Ｂ〕の酸化
成績は変わらなかった。しかし、グルコースの添加を停
止した後の装置〔Ａ〕の酸化成績は急上昇し、試験開始
後30日目にはペニシリウムＳ−９株の着床した装置
〔Ａ〕の酸化成績が装置〔Ｂ〕の略４倍となり、ペニシ
リウムＳ−９株が鉄酸化細菌の高密度化を著しく促進せ
しめたことが証明されたのである。 尚、上記各試験例においては、糸状微生物として黴を
用いた場合について述べたが、この他鞘細菌、放線菌、
藻類等の糸状微生物によっても、上述したと同様に菌体
を高密度に付着させ得るものである。 又、上記試験例は、グルコースを糸状微生物の基質と
したものを示したが、別途に行った培養試験の結果で
は、炭水化物の他、蛋白質やアルコール等も基質となり
得ることが明らかとなった。 要するに本発明は、グルコースを酸化装置内に添加し
て装置内の担体に糸状微生物を着床させ、糸状微生物及
びそれに由来する粘質物に独立栄養細菌を高密度に保持
させることを技術的要旨としたものであるが、その反
面、グルコースの添加条件下では独立栄養細菌の育成が
抑制される（第３図参照）から、独立栄養細菌が存在す
る系におけるグルコースの使用は、糸状微生物の育成の
ための一定期間以外は、その添加を中止する必要がある
のである。 〔発明の効果〕 以上述べた通り、本発明の方法によれば上記糸状微生
物のみならず、これに由来する粘質物でも菌体の高密度
化が可能となるものであるから、糸状微生物を着床させ
た担体を用いることによって、その担体に対する菌体の
付着能力に関係なく、容易に菌体を高密度に培養、保持
し得るものである。 従って本発明方法は従来の微生物菌体、又は固定粒状
物での培養方式に比較して、目的とする生化学的反応性
を著しく向上させて、継続的かつ高能率に菌体の高密度
化を計り得る他、上記糸状微生物の増殖には安価な有機
物が使用出来るため、コストの大幅な逓減がもたらせる
という顕著な利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明方法の実施に使用される培養装置の一
例を示す配置図、第２図は試験例１について、又第３図
は試験例２について、それぞれ装置〔Ａ〕〔Ｂ〕におけ
る第１鉄イオンの酸化成績の経時変化を示すグラフであ
る。 尚、図中１……供給槽、２……硫酸第１鉄溶液、３……
酸化槽、４……撹拌子、５……マグネットスターラー、
６……網板、７……内筒、８……給水パイプ、９……排
水口、10……担体。
例を示す配置図、第２図は試験例１について、又第３図
は試験例２について、それぞれ装置〔Ａ〕〔Ｂ〕におけ
る第１鉄イオンの酸化成績の経時変化を示すグラフであ
る。 尚、図中１……供給槽、２……硫酸第１鉄溶液、３……
酸化槽、４……撹拌子、５……マグネットスターラー、
６……網板、７……内筒、８……給水パイプ、９……排
水口、10……担体。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．酸化槽内に第１鉄イオン、イオウ、無機イオウ化合
物、無機窒素化合物のうち、１又は２以上を含む廃水を
供給しつゝ上記酸化槽内に予め収容された担体に、糸状
微生物を着床させて独立栄養細菌菌体と共生させること
により、上記糸状微生物及びそれに由来する粘質物に細
菌菌体を高密度に保持させるようにした糸状微生物によ
る独立栄養細菌菌体の高密度培養保持法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15713287A JP2681776B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 糸状微生物による独立栄養細菌菌体の高密度培養保持法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15713287A JP2681776B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 糸状微生物による独立栄養細菌菌体の高密度培養保持法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS642571A JPS642571A (en) | 1989-01-06 |
| JPH012571A JPH012571A (ja) | 1989-01-06 |
| JP2681776B2 true JP2681776B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=15642901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15713287A Expired - Fee Related JP2681776B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 糸状微生物による独立栄養細菌菌体の高密度培養保持法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2681776B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5846871B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2016-01-20 | Ｄｏｗａテクノロジー株式会社 | 鉄の酸化方法及び鉄酸化装置 |
| CN107399829A (zh) * | 2016-05-19 | 2017-11-28 | 江苏东材新材料有限责任公司 | 一种基于S-Fe协同自养反硝化去除水中硝酸盐的方法及系统装置 |
-
1987
- 1987-06-23 JP JP15713287A patent/JP2681776B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS642571A (en) | 1989-01-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |