JPH0364103B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0364103B2 JPH0364103B2 JP62283133A JP28313387A JPH0364103B2 JP H0364103 B2 JPH0364103 B2 JP H0364103B2 JP 62283133 A JP62283133 A JP 62283133A JP 28313387 A JP28313387 A JP 28313387A JP H0364103 B2 JPH0364103 B2 JP H0364103B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chitosan
- culture solution
- solution
- culture
- added
- 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 - Lifetime
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- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は発酵工業において培養液中から微生物
菌体を効率良く分離する為、特定分子量のキトサ
ンとポリアクリル酸塩を併用する事により微生物
菌体を凝集させる方法に関するものである。 従来の技術 抗生物質、ホルモン、酸素等を利用する目的で
微生物を培養する発酵工業は数多い。これら発酵
工業における培養方法は、各種の栄養を含む培養
液中に微生物を浮遊させて行う方法が一般的であ
る。培養が終了した段階で加熱やPH調整を行つた
後、デカンターやプリコートフイルター等による
微生物菌体と培養液を分離する。 従来の技術の問題点 上記培養液中の微生物は過性が悪い為、多量
の硅藻土を過助剤やプリコート剤として使用す
るが、これら硅藻土の混入した菌体は焼却もでき
ず投棄する他はなかつた。菌体が必要な場合はデ
カンターを用いるが、微生物菌体の沈降性は悪
く、処理能力が低い上、菌体ケーキの含水率も高
かつた。 問題点を解決する方法 菌体を凝集さする事により分離効果は大幅に高
まる。 この為、培養液中の菌体を凝集させる各種の方
法が提案されている。水処理の分野において凝集
剤は公知のものであり各種の凝集剤が使用されて
いる。 中でもキチンの脱アセチル化により製造される
キトサンは天然のカチオン性高分子であり、安全
性が高い事から培養液中の菌体分離にも適用せん
とする試みがなされている。例えば特開昭50−
71878及び特開昭51−128474には微生物菌体をキ
トサンで凝集させる方法が開示されており、特公
昭53−25027には細菌培養液にキトサンとポリア
ニオンを添加した後、PH調整を行う事により共沈
させる方法が開示されている。 しかし、これらは凝集力が弱かつたり再現性に
欠ける等の恨みがあり実用に供されていない。本
発明者は凝集理論に基づき各種検討の結果、適度
の分子量を有するキトサンを培養液に添加混合
後、ポリアクリル酸塩を添加する事により、実用
に耐える凝集能力を持たせる事に成功した。本発
明に適用されるキトサンは、１規定食塩水中にお
けるキトサン濃度１％溶液の粘度が、温度25℃PH
4.0の状態で２〜200CPの範囲にある事が必要で
あり５〜100CPの範囲が特に望ましい。通常市販
されているキトサンはキチンの脱アセチル化処理
のみを行つており、同一の条件で粘度を測定する
と1000CP以上である。かかる高分子量のキチン
又はキトサンを原料として所望の分子量とするに
は、酸アルカリで加水分解する方法、酸化剤で分
解切断する方法等が公知であり、例えば、特開昭
54−148890や特開昭62−184002に記載の方法等が
適用される。これらキトサンは、塩酸、酢酸、ス
ルフアミン酸等の１塩基性酸としての水溶性を付
与し0.2〜２％濃度の水溶液として添加される。 添加量は菌体乾物に対し、１〜10重量％が望ま
しく添加量が多すぎると電荷の逆転による再分解
を招く。 市販の高分子量キトサンは同様の条件で添加す
ると系状に折出し、培養液中に均一分散しない。 これに対し、本発明におけるキトサンを添加撹
拌した場合は凝結作用により微細なフロツクを形
成する。この微細フロツクにポリアクリル酸塩溶
液を添加撹拌すると架橋吸着作用により粗大フロ
ツクを形成し、過性沈降性ともに大幅に改善さ
れる。本目的に使用されるポリアクリル酸塩は、
ナトリウム、カリウム、アンモニウム等の１価カ
チオン塩であり、PH7.0温度25℃の１規定食塩水
中におけるポリアクリル酸濃度１％溶液の粘度が
10PC以上である事が必要である。ポリアクリル
酸塩は菌体乾物あたり0.2％以上添加する。 本凝集操作を行うにあたり培養液のPHは4.5〜
8.0の範囲が望ましく、培養液のPHが菌体の等電
点以下になつたりキトサンの解離PH以上になつた
場合は凝集しない。 培養液は通常50〜80℃の加熱処理後に各種分離
操作を行うが、凝集剤添加時の培養液温度は任意
に設定できる。凝集剤の添加混合は専用の凝集槽
を用いて行う事が最も好ましいが、ポンプのサク
シヨンに注入したり、配管中の乱流により混合す
る事等も可能である。 凝集菌体はデカンター、フイタープレス、ベル
トフイルター、ベルトプレス等既知の固液分離機
により容易に母液と分離される。 パイプ等の過助剤を併用する事も本発明を逸
脱するものではない。 作 用 廃水処理においては高分子量のキトサンが凝集
剤として使われているにもかかわらず培養液中の
微生物菌体の凝集に高分子量キトサンが不適当で
ある理由は次の様に考えられる。 廃水処理における生物処理汚泥は菌体の集合物
であり懸濁物の粒径が大きい事から架橋吸着作用
の強い高分子量のキトサンが使用される。 しかし、培養液中では菌体は個々バラバラに分
散している為粒径が小さい。この為、高分子量キ
トサンの水溶液を培養液に添加すると、キトサン
水溶液表面に菌体が付着し、培養液中に分散する
事なく糸状に析出する。 これに対し、低分子量キトサン水溶液の場合
は、培養液中に均一に分散し菌体表面の電荷の中
和等に有効に利用される。この結果、菌体は集合
して微細フロツクをつくり、ポリアクリル酸塩に
よる架橋吸着が有効に働き、過性沈降性にすぐ
れた粗大フロツクをつくる。 培養液は生産性を向上させるため、通常５％以
上、少なくとも１％以上の菌体濃度で分離工程へ
送られる。この様に菌体濃度が高く、しかも微粒
子として存在している事から、全菌体表面への均
等な分配を期待すには、本願発明品の如く良好な
分散性が必要である。 試料調整 試験に供したキトサンは共和油脂製フローナツ
クＮ特開昭54−148890記載の方法に従い粘度調整
を行つた。各サンプルを塩酸で中和し１規定食塩
水中に農度１％PH４に溶解した粘度を表−１にし
めす。 供試キトサン
菌体を効率良く分離する為、特定分子量のキトサ
ンとポリアクリル酸塩を併用する事により微生物
菌体を凝集させる方法に関するものである。 従来の技術 抗生物質、ホルモン、酸素等を利用する目的で
微生物を培養する発酵工業は数多い。これら発酵
工業における培養方法は、各種の栄養を含む培養
液中に微生物を浮遊させて行う方法が一般的であ
る。培養が終了した段階で加熱やPH調整を行つた
後、デカンターやプリコートフイルター等による
微生物菌体と培養液を分離する。 従来の技術の問題点 上記培養液中の微生物は過性が悪い為、多量
の硅藻土を過助剤やプリコート剤として使用す
るが、これら硅藻土の混入した菌体は焼却もでき
ず投棄する他はなかつた。菌体が必要な場合はデ
カンターを用いるが、微生物菌体の沈降性は悪
く、処理能力が低い上、菌体ケーキの含水率も高
かつた。 問題点を解決する方法 菌体を凝集さする事により分離効果は大幅に高
まる。 この為、培養液中の菌体を凝集させる各種の方
法が提案されている。水処理の分野において凝集
剤は公知のものであり各種の凝集剤が使用されて
いる。 中でもキチンの脱アセチル化により製造される
キトサンは天然のカチオン性高分子であり、安全
性が高い事から培養液中の菌体分離にも適用せん
とする試みがなされている。例えば特開昭50−
71878及び特開昭51−128474には微生物菌体をキ
トサンで凝集させる方法が開示されており、特公
昭53−25027には細菌培養液にキトサンとポリア
ニオンを添加した後、PH調整を行う事により共沈
させる方法が開示されている。 しかし、これらは凝集力が弱かつたり再現性に
欠ける等の恨みがあり実用に供されていない。本
発明者は凝集理論に基づき各種検討の結果、適度
の分子量を有するキトサンを培養液に添加混合
後、ポリアクリル酸塩を添加する事により、実用
に耐える凝集能力を持たせる事に成功した。本発
明に適用されるキトサンは、１規定食塩水中にお
けるキトサン濃度１％溶液の粘度が、温度25℃PH
4.0の状態で２〜200CPの範囲にある事が必要で
あり５〜100CPの範囲が特に望ましい。通常市販
されているキトサンはキチンの脱アセチル化処理
のみを行つており、同一の条件で粘度を測定する
と1000CP以上である。かかる高分子量のキチン
又はキトサンを原料として所望の分子量とするに
は、酸アルカリで加水分解する方法、酸化剤で分
解切断する方法等が公知であり、例えば、特開昭
54−148890や特開昭62−184002に記載の方法等が
適用される。これらキトサンは、塩酸、酢酸、ス
ルフアミン酸等の１塩基性酸としての水溶性を付
与し0.2〜２％濃度の水溶液として添加される。 添加量は菌体乾物に対し、１〜10重量％が望ま
しく添加量が多すぎると電荷の逆転による再分解
を招く。 市販の高分子量キトサンは同様の条件で添加す
ると系状に折出し、培養液中に均一分散しない。 これに対し、本発明におけるキトサンを添加撹
拌した場合は凝結作用により微細なフロツクを形
成する。この微細フロツクにポリアクリル酸塩溶
液を添加撹拌すると架橋吸着作用により粗大フロ
ツクを形成し、過性沈降性ともに大幅に改善さ
れる。本目的に使用されるポリアクリル酸塩は、
ナトリウム、カリウム、アンモニウム等の１価カ
チオン塩であり、PH7.0温度25℃の１規定食塩水
中におけるポリアクリル酸濃度１％溶液の粘度が
10PC以上である事が必要である。ポリアクリル
酸塩は菌体乾物あたり0.2％以上添加する。 本凝集操作を行うにあたり培養液のPHは4.5〜
8.0の範囲が望ましく、培養液のPHが菌体の等電
点以下になつたりキトサンの解離PH以上になつた
場合は凝集しない。 培養液は通常50〜80℃の加熱処理後に各種分離
操作を行うが、凝集剤添加時の培養液温度は任意
に設定できる。凝集剤の添加混合は専用の凝集槽
を用いて行う事が最も好ましいが、ポンプのサク
シヨンに注入したり、配管中の乱流により混合す
る事等も可能である。 凝集菌体はデカンター、フイタープレス、ベル
トフイルター、ベルトプレス等既知の固液分離機
により容易に母液と分離される。 パイプ等の過助剤を併用する事も本発明を逸
脱するものではない。 作 用 廃水処理においては高分子量のキトサンが凝集
剤として使われているにもかかわらず培養液中の
微生物菌体の凝集に高分子量キトサンが不適当で
ある理由は次の様に考えられる。 廃水処理における生物処理汚泥は菌体の集合物
であり懸濁物の粒径が大きい事から架橋吸着作用
の強い高分子量のキトサンが使用される。 しかし、培養液中では菌体は個々バラバラに分
散している為粒径が小さい。この為、高分子量キ
トサンの水溶液を培養液に添加すると、キトサン
水溶液表面に菌体が付着し、培養液中に分散する
事なく糸状に析出する。 これに対し、低分子量キトサン水溶液の場合
は、培養液中に均一に分散し菌体表面の電荷の中
和等に有効に利用される。この結果、菌体は集合
して微細フロツクをつくり、ポリアクリル酸塩に
よる架橋吸着が有効に働き、過性沈降性にすぐ
れた粗大フロツクをつくる。 培養液は生産性を向上させるため、通常５％以
上、少なくとも１％以上の菌体濃度で分離工程へ
送られる。この様に菌体濃度が高く、しかも微粒
子として存在している事から、全菌体表面への均
等な分配を期待すには、本願発明品の如く良好な
分散性が必要である。 試料調整 試験に供したキトサンは共和油脂製フローナツ
クＮ特開昭54−148890記載の方法に従い粘度調整
を行つた。各サンプルを塩酸で中和し１規定食塩
水中に農度１％PH４に溶解した粘度を表−１にし
めす。 供試キトサン
【表】
【表】
供試ポリアクリル酸ソーダ
【表】
実施例 １
グルコース、酸母エキス、栄養塩からなる培養
液にてカンデイダ・ユテイリスを培養したPH6.6
菌体濃度５％の液を試験に供した。 本培養液200mlを容量300mlのガラスビーカーに
とり、ジヤーテスターにより回転数150rpmで凝
集剤を混合する。 キトサン添加後、２分間撹拌した後ポリアクリ
ル酸ソーダを添加し１分間撹拌する。キトサンは
0.1N酢酸溶液に濃度１％となる様溶解し、ポリ
アクリル酸ソーダは0.2％水溶液を用いる。 凝集菌体は直径７cmのブフナーロートにNo2
紙をしき、700mmHgの減圧下液過に用する時間
を測定した。結果を表−３に示す。 過試験結果
液にてカンデイダ・ユテイリスを培養したPH6.6
菌体濃度５％の液を試験に供した。 本培養液200mlを容量300mlのガラスビーカーに
とり、ジヤーテスターにより回転数150rpmで凝
集剤を混合する。 キトサン添加後、２分間撹拌した後ポリアクリ
ル酸ソーダを添加し１分間撹拌する。キトサンは
0.1N酢酸溶液に濃度１％となる様溶解し、ポリ
アクリル酸ソーダは0.2％水溶液を用いる。 凝集菌体は直径７cmのブフナーロートにNo2
紙をしき、700mmHgの減圧下液過に用する時間
を測定した。結果を表−３に示す。 過試験結果
【表】
【表】
実施例 ２
グルコース、酵母エキス、栄養塩からなる培養
液にてストレプトミセス・グリセウスを培養した
PH6.8菌体濃度６％の液を試験に供した。 実施例１と同様の過試験を行つた結果を表−
２に示す。 過試験結果
液にてストレプトミセス・グリセウスを培養した
PH6.8菌体濃度６％の液を試験に供した。 実施例１と同様の過試験を行つた結果を表−
２に示す。 過試験結果
【表】
【表】
実施例 ３
グルコース、酵母エキス、栄養塩からなる培養
液にてアスペルギルス・ニガーを培養したPH6.5
菌体濃度5.5％の液を試験に供した。 実施例１と同様の過試験を行つた結果を表−
５に示す。 過試験結果
液にてアスペルギルス・ニガーを培養したPH6.5
菌体濃度5.5％の液を試験に供した。 実施例１と同様の過試験を行つた結果を表−
５に示す。 過試験結果
【表】
Claims (1)
- １ PH4.0の１規定食塩水中におけるポリマー濃
度１重量％溶液の粘度が２〜200センチポイズで
あるキトサンを培養液に添加混合後、ポリアクリ
ル酸ソーダを添加混合し、微生物菌体を凝集せし
むる事を特徴とする、発酵工業における微生物菌
体と培養母液の分離促進方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28313387A JPH01128782A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 微生物菌体の分離促進方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28313387A JPH01128782A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 微生物菌体の分離促進方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01128782A JPH01128782A (ja) | 1989-05-22 |
| JPH0364103B2 true JPH0364103B2 (ja) | 1991-10-03 |
Family
ID=17661653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28313387A Granted JPH01128782A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 微生物菌体の分離促進方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01128782A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50126784A (ja) * | 1974-03-27 | 1975-10-06 | ||
| JPS5535111A (en) * | 1978-08-31 | 1980-03-12 | Diesel Kiki Co Ltd | Combined governor for internal combustion engine |
-
1987
- 1987-11-11 JP JP28313387A patent/JPH01128782A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01128782A (ja) | 1989-05-22 |
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