JPH0244516B2 - Biseibutsunodonosokuteihoho - Google Patents

Biseibutsunodonosokuteihoho

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JPH0244516B2
JPH0244516B2 JP5094781A JP5094781A JPH0244516B2 JP H0244516 B2 JPH0244516 B2 JP H0244516B2 JP 5094781 A JP5094781 A JP 5094781A JP 5094781 A JP5094781 A JP 5094781A JP H0244516 B2 JPH0244516 B2 JP H0244516B2
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JP
Japan
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ethanol
production rate
ethanol production
medium
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Hideki Nakatani
Wataru Okada
Hideki Fukuda
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、微生物菌体濃度の測定法、さらに詳
しくはエタノール発酵能を有する微生物菌体が生
成するエタノール濃度の変化量から菌体濃度を測
定する方法に関するものである。 一般に微生物を工業的に生産する場合、工程管
理上、必要となるものは環境因子としては菌体濃
度、基質濃度、溶存酸素濃度、生産物濃度、イオ
ン濃度、PH、温度等の諸項目が挙げられるが、培
養プロセスを有効に遂行させるために特に重要な
ものは菌体濃度である。 従来の微生物菌数もしくは微生物活性の測定法
としては、(1)試料中の菌体を適当な液に懸濁さ
せ、その吸光度を測定して菌体量に換算する吸光
度法、(2)顕微境下で菌数を直接計数する計数器
法、(3)一定容積の菌体を乾燥させた後秤量する乾
燥菌体重量法、(4)試料を遠心器にかけ沈降部分の
容積を測定する充填容法等の総菌体量測定法、(5)
培養液を平板寒天培地中に散布し、生じたコロニ
ーを計測するコロニー計数法、(6)アデノシントリ
フオスフエート(ATP)量を酵素法などで測定
し、微生物菌数を推定するATP測定法等の生菌
数測定法などが知られている。これらの内、最も
よく使用されているのは吸光度法であるが、この
方法では培養液サンプル中に含まれる着色物質に
よつて妨害を受けるため、好ましい希釈倍率を選
定しなければならない。この希釈倍率は着色度合
によつて左右されるため、その都度希釈倍率と検
量線を用意しなければならず、煩雑さが伴い、し
かも正確な測定が困難である。計数器法、充填容
法はその測定精度が悪く、ATP測定法も培地中
に併存するATPや蛍光物質の妨害を受けるため
正確な測定をしているとは言い難い。また、乾燥
菌体重量法やコロニー計数法は一般的に前者では
約5時間以上、後者では24〜48時間もの測定時間
を費やすので、時々刻々変化する微生物菌体の増
殖経過を知ることが困難である。 以上述べた如く、従来の微生物菌数もしくは微
生物活性の測定法は、いずれも欠点を有してお
り、新規な簡便なかつ精度の高い微生物濃度測定
法の実現が望まれていた。 本発明者らは、上記従来の測定方法による欠点
を改良するよう鋭意研究を進めた結果、エタノー
ル発酵能を有する微生物を適切な嫌気的条件下に
おき発酵させたところ、その微生物のエタノール
生成速度が菌体濃度と極めてよく対応するとの事
実を見出し、本発明を完成させたのである。以
下、本発明をさらに詳細に説明する。 本発明は、培養液サンプルを嫌気的条件下で発
酵させ、その時生成するエタノールの生成速度か
ら菌体濃度を測定するもので、本発明法による菌
体濃度測定のフローシートの一例を第1図に示
す。培養液サンプルは培養器3に入れられ、あら
かじめ送入されているあるいはサンプル添加後追
加される培地8中で嫌気発酵を行なわせる。この
時生成するエタノールはテフロンチユーブ7中を
キヤリヤー気体6によつて検出器1まで運ばれ、
その濃度が測定される。本発明法においては、特
に正確なエタノール生成速度が測定できる適切な
嫌気的条件下で発酵させることが重要で、そのた
めにエタノールの生成速度を一定期間一定値に保
つ必要がある。本発明者らは、以上に述べた嫌気
的条件について鋭意研究した結果、培地8中の主
炭素源濃度を適切な範囲内に設定すれば、エタノ
ールの生成速度が一定期間一定値を示すことを見
出した。第2図に培地中の主炭素源濃度とエタノ
ール生成速度との関係図を示す。第2図から、主
炭素源濃度が10〜50g/の範囲においてはエタ
ノール生成速度は一定値を示すが、0ないし10
g/あるいは50g/以上の濃度範囲ではエタ
ノール生成速度は主炭素源濃度の影響をうけるこ
とがわかつた。従つて、0ないし10g/あるい
は50g/以上の濃度範囲では、測定中エタノー
ル生成速度が変化し、正確な測定が不可能であ
る。次に、主炭素源濃度を15〜25g/の範囲で
嫌気発酵させた場合に得られるエタノール濃度の
経時変化を第3図に示す。この図において、A点
までの期間はいわゆる誘導期間であり、A点以降
では極めて良好な直線性が得られた。このような
直線の勾配(生成速度を表わす)と別途の方法で
測定した活性菌体濃度と良好な相関を示した。ま
た、A点までの誘導期間の長さは主炭素源濃度範
囲の影響を受けることも確認でき、40〜50g/
の範囲では長い時間を費やすことがわかつた。従
つて、迅速な測定を行うためには主炭素源の濃度
範囲を10〜40g/に設定した方が好ましい。勿
論、培地8中には、主炭素源以外に窒素源、無機
塩類、ビタミン類、アミノ酸類等の他の栄養源の
添加は必要であり、この場合あらかじめ必要量を
求めておき適切量添加するようにしておけばよ
い。 嫌気発酵させるには、培地8中の溶存酸素濃度
を零にする必要があるが通気5に窒素ガス等を通
気したり、あるいは無通気により、測定期間培地
中の溶存酸素濃度を零に維持することができる。 エタノールの検出方法としては、第1図に示し
たチユービング法〔Biotechnol.Bioeng.、21
1671(1979)〕が連続測定ができる点で好ましい
が、その他サンプリングした後、ガスクロあるい
は比色法等の公知の方法により断続的に測定する
こともできる。また、チユービング法における検
出器としてはFID(水素炎イオン化検出器)、半導
体センサー、触媒式センサー等が利用できる。 本発明において適用できる微生物は、嫌気条件
下においてエタノールを生成する発酵能を有する
微生物であればすべて適用できる。また、主炭素
源の種類としてはグルコース、シユクロース、ガ
ラクトース、マルトース、フラクトース、マンノ
ース、糖蛋等の種類が利用でき、これらの主炭素
源は上述の濃度範囲で適用できる。 従来の一般的常織では、微生物の代謝物質から
菌体濃度を測定するという技術は、精神的あるい
は長時間を要するという不都合さからも利用され
なかつたが、本発明法はこの常織を打ち破り、エ
タノールという微生物の代謝物質から迅速かつ正
確なる微生物濃度の測定を可能ならしめたユニー
クな技術である。 次に、実施例により本発明を更に説明する。 実施例 1 30容ジヤーフアーメンターにおいて、グルコ
ース100g/、H3PO44g/、KCl4g/、
MgSO44g/、硫安0.5g/、Nacl0.1g/
、CaCl2、0.2g/、FeSO4・7H2O0.2g/
、ZnSO4・7H2O0.2g/、MnSO4・6H2O20
mg/、CuSO4・5H2O4mg/、ビオチン0.1
mg/、ビタミンB120mg/、ビタミンB61mg/
、パントテン酸カルシウム20mg/、イノシト
ール100mg/、ニコチン酸1mg/、葉酸0.02
mg/を含む培養液15に、別に振とうフラスコ
で培養したCandida utilis IAM4215を植菌し、
PH4.8、温度30℃で回分式好気培養を行つた。一
方、上記のごとく培養した培養液を経時的にサン
プリングして、第1図に示した測定器に入れ、エ
タノール生成速度を測定した。培地8はグルコー
ス濃度を35g/とした以外は、上述の培地組成
と同じ培地を用い、培養器3に250ml仕込んだ。
培養液サンプルを50ml添加し、キヤリヤー気体6
は窒素ガス、検出器はFIDを用い、無通気の状態
でエタノール濃度を連続測定した。培地8の温度
は30℃、PHは5.0の一定とした。 以上の条件で測定したエタノール生成速度と別
途コロニー計数法で測定した生菌数との関係を表
1に示す。
【表】 エタノール生成速度は、単位時間当り(hr)、
培養液1当り生成するエタノールのグラム数で
表わす。 この結果、生菌数とエタノール生成速度の間に
は良い相関関係があることが示された。また、こ
の場合の測定時間は30分以内であつたので、エタ
ノール生成速度を測定すれば生菌数を迅速にかつ
正確に計測できることが明らかとなつた。 実施例 2 30容ジヤーフアーメンターにおいて、糖蜜中
の資化性糖濃度300g/、硫安2.5g/尿素
2.5g/、リン酸1g/を含む培を流加液と
してパン酵母(Saccharomyces cerevisiae)の
好気的流加培養を行つた。溶存酸素濃度は2〜
5ppmに維持するよう純酸素と空気との混合ガス
を通気した。初期の培養液量は15、また温度33
℃、PH4.5とし、培養液中のエタノール濃度が0
〜1000ppmとなるように上記添加液を添加した。
培養液サンプル(50ml)のエタノール生成速度の
測定は実施例1とほぼ同様にしたが、エタノール
濃度の検出は培地8から経時的にサンプリング
し、ガスクロマトグラフにより測定した。測定時
間は30分以内であつた。 以上の条件で測定したエタノール生成速度と別
途コロニー計数法で測定した生菌数との関係を表
2に示す。
【表】 エタノール生成速度の単位は実施例1と同じで
ある。 この表から明らかなように、生菌数とエタノー
ル生成速度の間に良い相関関係があることが認め
られた。 実施例 3 実施例2と同じパン酵母の流加培養を行い、培
地8中の主炭素源として25g/のシユクロース
を用いた以外は凡て実施例1と同じくチユービン
グ法にてエタノール濃度の連続測定を行つた。 以上の条件で測定したエタノール生成速度と別
途コロニー計数法で測定した生菌数との関係を表
3に示す。
【表】 エタノール生成速度の単位は実施例1と同じで
ある。 この表から明らかなように、生菌数とエタノー
ル生成速度の間に良い相関関係があることが認め
られた。 実施例 4 2容ジヤーフアーメンターにおいて、グルコ
ース250g/、10g/イーストエクストラク
ト、1.0g/KH2PO4、1.0g/(NH42SO4
0.5g/MgSO4・7H2Oを含む培地1.8に、別
に振とうフラスコで培養したZymomonas
mobilis ATCC 10988を植菌し、PH5.0、温度30
℃で30時間回分培養を行つた。培養中、培養液を
経時的にサンプリングして測定器に入れ、エタノ
ール生成速度を測定した。測定器中の培地は、グ
ルコース濃度を35g/とした以外は上述の培地
組成と同じ培地を用い、培養器に250mlを仕込ん
だ。培養液サンプル50mlを添加して、エタノール
濃度をキヤリヤー気体窒素ガス、検出器FIDにて
連続測定した。測定したエタノール生成速度と別
途乾燥菌体重量法で測定した菌体量との関係を下
表に示す。
【表】 エタノール生成速度は、単位時間当り(hr)、
培養液1当りに生成するエタノールのグラム数
で示した。 上表より、菌体量とエタノール生成速度の間に
良い相関関係が見られ、バクテリアの菌体量測定
についても本発明法は有効であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方法のフローシート、第2図
は培地中の主炭素源濃度とエタノール生成速度と
の関係を示すグラフ、第3図はエタノール濃度の
経時変化を示すグラフである。 1……エタノール濃度検出器、2……記録計、
3……培養器、4……撹拌機、5……通気、6…
…キヤリヤー気体、7……テフロンチユーブ、8
……培地。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エタノール発酵能を有する微生物を嫌気条件
    下培養するに際し、主炭素源濃度を10〜50g/
    の範囲内に設定し、培養液中のエタノール生成速
    度から培養液中の微生物濃度を測定することを特
    徴とする微生物濃度の測定方法。 2 主炭素源濃度を10ないし40g/の範囲内に
    設定し、エタノールを生成させる特許請求の範囲
    第1項記載の方法。 3 エタノール濃度を連続的に測定する特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
JP5094781A 1981-04-03 1981-04-03 Biseibutsunodonosokuteihoho Expired - Lifetime JPH0244516B2 (ja)

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GB8209269A GB2099453B (en) 1981-04-03 1982-03-30 A method for measuring the concentration of microorganisms
DE19823212447 DE3212447A1 (de) 1981-04-03 1982-04-02 Verfahren zur bestimmung der konzentration von mikroorganismen

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JPH0411899A (ja) * 1990-04-27 1992-01-16 Shimadzu Corp 生物体の計数法
JP5913814B2 (ja) * 2011-02-15 2016-04-27 サッポロビール株式会社 酵母の発酵試験方法及び発酵試験装置
CN105044163A (zh) * 2015-09-09 2015-11-11 江南大学 一种微生物发酵乙醇浓度在线检测装置和方法

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