JPH0449995B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0449995B2 JPH0449995B2 JP19907683A JP19907683A JPH0449995B2 JP H0449995 B2 JPH0449995 B2 JP H0449995B2 JP 19907683 A JP19907683 A JP 19907683A JP 19907683 A JP19907683 A JP 19907683A JP H0449995 B2 JPH0449995 B2 JP H0449995B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- amount
- yeast
- culture
- fed
- 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.)
- Expired
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は微生物の好気的培養方法に係わり、と
くに酵母培養において基質流加量を制御する方法
及び装置に関するものである。
くに酵母培養において基質流加量を制御する方法
及び装置に関するものである。
食・飼料酵母、パン酵母などの酵母菌体の生産
においては培養中に基質を少量ずつ供給する流加
培養法が行われている。この培養を効率よく実施
するには流加した基質が完全に酵母に消費され、
かつエタノール等の副生成物が少ないことが必須
である。
においては培養中に基質を少量ずつ供給する流加
培養法が行われている。この培養を効率よく実施
するには流加した基質が完全に酵母に消費され、
かつエタノール等の副生成物が少ないことが必須
である。
従来、培養中の菌体濃度や菌体の活性度を迅速
に測定する手段がないことから、予め定めたプロ
グラムに従い基質を培養槽に流加する方式が行わ
れていた。この方式では槽内の菌体活性に応じた
基質流加が不可能であり、生産性は高くなかつ
た。
に測定する手段がないことから、予め定めたプロ
グラムに従い基質を培養槽に流加する方式が行わ
れていた。この方式では槽内の菌体活性に応じた
基質流加が不可能であり、生産性は高くなかつ
た。
［発明の目的］
本発明は前記現状に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは培養中の基質流加量を適正
に制御することにより、酵母の菌体生産効率の向
上を可能にする方法及び装置を提供するものであ
る。
の目的とするところは培養中の基質流加量を適正
に制御することにより、酵母の菌体生産効率の向
上を可能にする方法及び装置を提供するものであ
る。
本発明の目的を達成するための基質流加方法は
エタノール等の副生成物の生成をRQの上昇によ
り検知し、基質流加量を減少させるか零にし、つ
ぎに生成した副生成物が酵母により資化されたの
を溶存酸素濃度の上昇で検知し、基質流加量を増
加させることを特徴とする方法である。
エタノール等の副生成物の生成をRQの上昇によ
り検知し、基質流加量を減少させるか零にし、つ
ぎに生成した副生成物が酵母により資化されたの
を溶存酸素濃度の上昇で検知し、基質流加量を増
加させることを特徴とする方法である。
つぎに本発明方法を詳細に説明する。本制御方
法を実施するには、エタノールの生成及び消費を
迅速に知る必要があるが、現在のところ培養液中
のエタノール濃度を直接かつ迅速に測定する有効
な手段がない。そこで、本発明者らはエタノール
の生成を呼吸商RQで検知するとともに、エタノ
ールの酵母による消費により溶存酸素濃度が急激
に上昇する現象を発見し、本発明に至つたもので
ある。
法を実施するには、エタノールの生成及び消費を
迅速に知る必要があるが、現在のところ培養液中
のエタノール濃度を直接かつ迅速に測定する有効
な手段がない。そこで、本発明者らはエタノール
の生成を呼吸商RQで検知するとともに、エタノ
ールの酵母による消費により溶存酸素濃度が急激
に上昇する現象を発見し、本発明に至つたもので
ある。
糖を基質とした酵母培養において、RQ＝1.0の
場合は良好な菌体増殖を示し、RQ＞1.0の場合は
炭酸ガスの生成量が多いことからエタノールの生
成を示している。そこで、RQ＞1.0の場合はエタ
ノールが生成したとして、基質流加を減少または
停止する。一方、RQ＜1.0の場合は基質不足か、
生成したエタノールを酵母が資化しているかどち
らかであり、エタノールを酵母が十分に消費した
かどうかを判定できない。しかし、基質流加を減
少または停止させた状態で培養液中のエタノール
が酵母に十分に資化されると、酵母による酸素消
費量が減少するため、溶存酸素濃度が急激に上昇
する。この溶存酸素濃度の急激な上昇を検知する
ことにより、エタノールの十分な消費を推測し、
基質流加量を増加させるのである。
場合は良好な菌体増殖を示し、RQ＞1.0の場合は
炭酸ガスの生成量が多いことからエタノールの生
成を示している。そこで、RQ＞1.0の場合はエタ
ノールが生成したとして、基質流加を減少または
停止する。一方、RQ＜1.0の場合は基質不足か、
生成したエタノールを酵母が資化しているかどち
らかであり、エタノールを酵母が十分に消費した
かどうかを判定できない。しかし、基質流加を減
少または停止させた状態で培養液中のエタノール
が酵母に十分に資化されると、酵母による酸素消
費量が減少するため、溶存酸素濃度が急激に上昇
する。この溶存酸素濃度の急激な上昇を検知する
ことにより、エタノールの十分な消費を推測し、
基質流加量を増加させるのである。
実験例を第１図に示す。培養開始2.5時間で、
呼吸商RQが1.0を越え、エタノールの生成が検知
された。このとき、エタノール濃度は９ｇ／以
上に達しており、対糖収率は低下する傾向にあつ
た。そこで、３時間目から菌体量当りの基質流加
速度（α値と称す）を零として基質流加を停止
し、生成したエタノールを酵母に資化させた。培
養開始から５時間目には、それまでほぼ４〜６
mg／の範囲に制御されていた溶存酸素（DO）
濃度が急速に上昇し、エタノールの資化による減
少が検知されたので、基質流加を再開した。資質
流加の停止時間中、対糖収率は増加傾向にあり、
基質流加再開時に最大値0.53となつた。
呼吸商RQが1.0を越え、エタノールの生成が検知
された。このとき、エタノール濃度は９ｇ／以
上に達しており、対糖収率は低下する傾向にあつ
た。そこで、３時間目から菌体量当りの基質流加
速度（α値と称す）を零として基質流加を停止
し、生成したエタノールを酵母に資化させた。培
養開始から５時間目には、それまでほぼ４〜６
mg／の範囲に制御されていた溶存酸素（DO）
濃度が急速に上昇し、エタノールの資化による減
少が検知されたので、基質流加を再開した。資質
流加の停止時間中、対糖収率は増加傾向にあり、
基質流加再開時に最大値0.53となつた。
本発明に用いられる基質としてグルコース、フ
ラクトース、シユクロース及び工業用原料の糖蜜
等がある。また、副原料として通常の培養に用い
られる硫安、尿素、アンモニア水、リン酸一カリ
ウム、酵母エキス、硫酸マグネシウム、硫酸第１
鉄及び各種ビタミン、ミネラルなどがある。
ラクトース、シユクロース及び工業用原料の糖蜜
等がある。また、副原料として通常の培養に用い
られる硫安、尿素、アンモニア水、リン酸一カリ
ウム、酵母エキス、硫酸マグネシウム、硫酸第１
鉄及び各種ビタミン、ミネラルなどがある。
本発明方法の培養装置例を第２図に示す。培養
槽１内に種菌を入れ、基質タンク７より基質を基
質供給ポンプ８により供給する。この時、入口酸
素分圧測定器５、入口ガス量測定器６、出口ガス
の酸素分圧測定器１１、炭酸ガス分圧測定器１
２、排ガス量測定器１３からのデータを制御用電
子計算機４に入れて呼吸商RQを算出し、これか
らα値を変更して基質流加速度を制御し、その速
度に応じて基質供給ポンプ８を稼働させる。副生
成物の生成が検知され、基質流加が微少、あるい
は零になつている場合は、溶存酸素センサ９の信
号を溶存酸素計１０で検知して電気計算機４に送
り、その変化からα値を変えて基質流加速度を制
御する。また培養中は、菌体に酸素が充分に供給
されるように、２mg／以上に維持する必要があ
るが、これは電子計算機４に送られた溶存酸素濃
度データから撹拌機２で回転数、酸素分離機３に
より入口ガス酸素濃度と入口ガス量を制御するこ
とにより溶存酸素濃度を一定値に維持する。
槽１内に種菌を入れ、基質タンク７より基質を基
質供給ポンプ８により供給する。この時、入口酸
素分圧測定器５、入口ガス量測定器６、出口ガス
の酸素分圧測定器１１、炭酸ガス分圧測定器１
２、排ガス量測定器１３からのデータを制御用電
子計算機４に入れて呼吸商RQを算出し、これか
らα値を変更して基質流加速度を制御し、その速
度に応じて基質供給ポンプ８を稼働させる。副生
成物の生成が検知され、基質流加が微少、あるい
は零になつている場合は、溶存酸素センサ９の信
号を溶存酸素計１０で検知して電気計算機４に送
り、その変化からα値を変えて基質流加速度を制
御する。また培養中は、菌体に酸素が充分に供給
されるように、２mg／以上に維持する必要があ
るが、これは電子計算機４に送られた溶存酸素濃
度データから撹拌機２で回転数、酸素分離機３に
より入口ガス酸素濃度と入口ガス量を制御するこ
とにより溶存酸素濃度を一定値に維持する。
以下、本発明の一実施例を具体的に説明する
が、本発明はこれによりなんら限定されるもので
はない。
が、本発明はこれによりなんら限定されるもので
はない。
菌体；Saccharomyces cerevisiae（パン酵母）
培地；グルコース500ｇ、尿素53.75ｇ、
Na2HPO4・2H2O25ｇ、MgSO4・7H2O9.5ｇ、
KC5.5ｇ、クエン酸ナトリウム62.5ｇ、酵母エ
キス12.2ｇ、ビタミン液25ml及びミネラル液25ml
を水道水１に加え、溶解し、PH5.0に調整した。
Na2HPO4・2H2O25ｇ、MgSO4・7H2O9.5ｇ、
KC5.5ｇ、クエン酸ナトリウム62.5ｇ、酵母エ
キス12.2ｇ、ビタミン液25ml及びミネラル液25ml
を水道水１に加え、溶解し、PH5.0に調整した。
但し、ビタミン液はビオチン0.04ｇ、ビタミン
B10.08ｇ、ビタミンB62.0ｇ、パントテン酸カル
シウム1.0ｇ及びイノシトール20ｇを蒸留水１
に溶解して作成し、ミネラル液はCuSO4・
5H2O0.05、ZnSO4・7H2O0.8ｇ及びFeSO4
（NH4）2・6H2O0.3ｇを蒸留水１に溶解して作
成した。
B10.08ｇ、ビタミンB62.0ｇ、パントテン酸カル
シウム1.0ｇ及びイノシトール20ｇを蒸留水１
に溶解して作成し、ミネラル液はCuSO4・
5H2O0.05、ZnSO4・7H2O0.8ｇ及びFeSO4
（NH4）2・6H2O0.3ｇを蒸留水１に溶解して作
成した。
培養条件；50溶ジヤーフアーメンターを用
い、温度30℃、PH5.0、溶存酸素濃度を撹拌機回
転数、通気ガスの酸素分圧及び通気量により４〜
６mg／の範囲に制御した。なお、通気ガスの酸
素分圧はエアーコンプレツサと酸素ボンベを用い
て変化させた。槽内圧は0.5Kg／cm2Gに、排ガス
炭酸ガス濃度は20％以内に制御した。初発液量は
15とし、初発菌体濃度は50ｇ／、菌体当りの
基質流加速度は0.3ｇ／ｇ・ｈにした。
い、温度30℃、PH5.0、溶存酸素濃度を撹拌機回
転数、通気ガスの酸素分圧及び通気量により４〜
６mg／の範囲に制御した。なお、通気ガスの酸
素分圧はエアーコンプレツサと酸素ボンベを用い
て変化させた。槽内圧は0.5Kg／cm2Gに、排ガス
炭酸ガス濃度は20％以内に制御した。初発液量は
15とし、初発菌体濃度は50ｇ／、菌体当りの
基質流加速度は0.3ｇ／ｇ・ｈにした。
結果；６時間培養終了点で、エタノール濃度０
ｇ／とし、最終対糖収率0.44とすることができ
た。このとき、流加したグルコースの99.8％が消
費され、菌体濃度は66.3ｇ／に達した。
ｇ／とし、最終対糖収率0.44とすることができ
た。このとき、流加したグルコースの99.8％が消
費され、菌体濃度は66.3ｇ／に達した。
本発明は、最終的に副生成物を少なくする基質
流加制御が可能になるため、最終対糖収率を向上
させた菌体培養が達成できる効果があり、培養槽
の生産性を向上できる。
流加制御が可能になるため、最終対糖収率を向上
させた菌体培養が達成できる効果があり、培養槽
の生産性を向上できる。
第１図は本発明の実験例を表わす図、第２図は
本発明の培養装置例の概略図である。 １……培養槽、２……撹拌機、３……酸素分離
機、４……制御用電子計算機、５……酸素分圧測
定機、６……入口ガス量測定器、７……基質タン
ク、８……基質供給ポンプ、９……溶存酸素セン
サ、１０……溶存酸素計、１１……酸素分圧測定
器、１２……炭酸ガス分圧測定器、１３……排ガ
ス量測定器、１４，１５，１６，１７……導管。
本発明の培養装置例の概略図である。 １……培養槽、２……撹拌機、３……酸素分離
機、４……制御用電子計算機、５……酸素分圧測
定機、６……入口ガス量測定器、７……基質タン
ク、８……基質供給ポンプ、９……溶存酸素セン
サ、１０……溶存酸素計、１１……酸素分圧測定
器、１２……炭酸ガス分圧測定器、１３……排ガ
ス量測定器、１４，１５，１６，１７……導管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酵母の好気的な培養に際し、培養槽へ基質を
流加するにあたり、副生成物が生成した場合は基
質流加量を下げ、副生成物が酵母による資化で減
少した場合は基質流加量を上げる培養方法におい
て、呼吸商が所定値を越えた状況で副生成物が過
度に生成されたと判定して基質流加量を下げ、基
質流加量を下げた状態で溶存酸素濃度が所定値以
上に増加したとき生成された副生成物が十分に資
化されたと判定して基質流加量を上げることを特
徴とする基質流加制御方法。 ２ 好気的な環境下に置かれた酵母の培養槽、前
記培養槽にガスを供給する装置、前記培養槽から
ガスを排出する装置、それぞれのガスから酵母の
呼吸商を演算する装置、前記培養槽の培養液の溶
存酸素濃度を検出する装置、前記培養槽に基質を
供給する装置を備え、呼吸商が所定値を越えた状
況で副生成物が過度に生成されたと判定して基質
流加量を下げ、基質流加量を下げた状態で溶存酸
素濃度が所定値以上に増加したとき生成された副
生成物が十分に資化されたと判定して基質流加量
を上げることを特徴とする基質流加制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19907683A JPS6091979A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 基質の流加制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19907683A JPS6091979A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 基質の流加制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091979A JPS6091979A (ja) | 1985-05-23 |
| JPH0449995B2 true JPH0449995B2 (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=16401703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19907683A Granted JPS6091979A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 基質の流加制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091979A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH078231B2 (ja) * | 1985-03-25 | 1995-02-01 | 株式会社日立製作所 | 培養制御方法及び培養制御装置 |
| WO1987001129A1 (en) * | 1985-08-15 | 1987-02-26 | Amgen | Fermentation methods for hepatitis vaccine production |
| 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 |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP19907683A patent/JPS6091979A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6091979A (ja) | 1985-05-23 |
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