JPH0530962A - 微生物の培養方法 - Google Patents
微生物の培養方法Info
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- JPH0530962A JPH0530962A JP3214598A JP21459891A JPH0530962A JP H0530962 A JPH0530962 A JP H0530962A JP 3214598 A JP3214598 A JP 3214598A JP 21459891 A JP21459891 A JP 21459891A JP H0530962 A JPH0530962 A JP H0530962A
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-
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- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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- C12M41/42—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of agitation speed
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- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微生物を破壊するに至らない剪断力の範囲で
微生物懸濁液を攪拌する。 【構成】 培養装置の槽１内に微生物懸濁液２を満た
し、この微生物懸濁液２をモータ３にて回転せしめられ
る攪拌機４にて攪拌するに際し、微生物懸濁液２の粘度
をレオメータ８で測定し、このレオメータ８の測定値を
制御装置９に入力し、制御装置９では測定粘度に基づ
き、モータ３にオン・オフ信号或いは回転数の制御信号
を出力するようにしている。
微生物懸濁液を攪拌する。 【構成】 培養装置の槽１内に微生物懸濁液２を満た
し、この微生物懸濁液２をモータ３にて回転せしめられ
る攪拌機４にて攪拌するに際し、微生物懸濁液２の粘度
をレオメータ８で測定し、このレオメータ８の測定値を
制御装置９に入力し、制御装置９では測定粘度に基づ
き、モータ３にオン・オフ信号或いは回転数の制御信号
を出力するようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は攪拌機を備えた培養槽内
での微生物の培養方法に関する。
での微生物の培養方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】微生物に対し形質転換、遺伝子組替え或
いは細胞融合を施すことで、有用物質を大量に生産し得
る技術の研究が盛んである。特に微生物は動物や植物に
比べ増殖速度が速く、死滅しにくいので有利である。
いは細胞融合を施すことで、有用物質を大量に生産し得
る技術の研究が盛んである。特に微生物は動物や植物に
比べ増殖速度が速く、死滅しにくいので有利である。
【０００３】斯かる微生物の培養法としては、栄養源と
なる基質を含んだ培養液を槽内に入れ、更にこの培養液
に微生物を投入した懸濁液を攪拌することで懸濁状態
（微生物濃度）の均一化を図るとともに微生物と溶存酸
素とを接触させて増殖を促進するようにしている。
なる基質を含んだ培養液を槽内に入れ、更にこの培養液
に微生物を投入した懸濁液を攪拌することで懸濁状態
（微生物濃度）の均一化を図るとともに微生物と溶存酸
素とを接触させて増殖を促進するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、微生物懸濁
液を攪拌すると剪断応力が発生し、この剪断応力が大き
いと微生物の細胞が破壊されてしまう。逆に攪拌しない
と前記したように溶存酸素との接触が図れない等の不利
が生じる。このため、微生物懸濁液に作用する剪断応力
を所定範囲にして攪拌を継続することが必要となるが、
個々の微生物によって剪断応力耐性値が異なり、そのコ
ントロールが困難である。
液を攪拌すると剪断応力が発生し、この剪断応力が大き
いと微生物の細胞が破壊されてしまう。逆に攪拌しない
と前記したように溶存酸素との接触が図れない等の不利
が生じる。このため、微生物懸濁液に作用する剪断応力
を所定範囲にして攪拌を継続することが必要となるが、
個々の微生物によって剪断応力耐性値が異なり、そのコ
ントロールが困難である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
願の第１発明は、微生物懸濁液に加えられる剪断応力を
微生物懸濁液の粘度等の流動特性から算出し、この剪断
応力が個々の微生物に応じて設定した所定値を超えない
ように攪拌機の回転数を制御するようにした。
願の第１発明は、微生物懸濁液に加えられる剪断応力を
微生物懸濁液の粘度等の流動特性から算出し、この剪断
応力が個々の微生物に応じて設定した所定値を超えない
ように攪拌機の回転数を制御するようにした。
【０００６】また本願の第２発明は培養槽内の微生物の
剪断破壊量を直接測定し、この剪断破壊量が所定値を超
えないように攪拌機の回転数を制御するようにした。
剪断破壊量を直接測定し、この剪断破壊量が所定値を超
えないように攪拌機の回転数を制御するようにした。
【０００７】
【作用】培養槽中の微生物懸濁液に作用する剪断応力
は、槽の大きさ、攪拌機の形式及び攪拌機の回転速度に
よって決定される。そして、一旦培養槽を製作した後に
剪断応力を制御できるパラメータは攪拌機の回転速度の
みとなる。そこで、剪断応力が所定値を超えないように
するには攪拌機の回転数を制御すればよいことになる。
は、槽の大きさ、攪拌機の形式及び攪拌機の回転速度に
よって決定される。そして、一旦培養槽を製作した後に
剪断応力を制御できるパラメータは攪拌機の回転速度の
みとなる。そこで、剪断応力が所定値を超えないように
するには攪拌機の回転数を制御すればよいことになる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本願の第１発明に係る培養方
法の実施に用いる培養装置の概略図であり、培養装置は
槽１内に微生物を混入した培養液すなわち微生物懸濁液
２を満たし、この微生物懸濁液２をモータ３にて回転せ
しめられる攪拌機４にて攪拌するようにしている。
説明する。ここで、図１は本願の第１発明に係る培養方
法の実施に用いる培養装置の概略図であり、培養装置は
槽１内に微生物を混入した培養液すなわち微生物懸濁液
２を満たし、この微生物懸濁液２をモータ３にて回転せ
しめられる攪拌機４にて攪拌するようにしている。
【０００９】また、槽１の底部には多孔質なガス供給プ
レート５を配置し、フィルタ６及びガス供給プレート５
を介して外部から酸素ガス等を微生物懸濁液２に供給す
るようにし、槽１の上部にはフィルタを備えたガス抜き
パイプ７を設け、更に微生物懸濁液２の粘度をレオメー
タ８で測定し、このレオメータ８の測定値を制御装置９
に入力し、制御装置９では測定粘度に基づき、モータ３
にオン・オフ信号或いは回転数の制御信号を出力するよ
うにしている。
レート５を配置し、フィルタ６及びガス供給プレート５
を介して外部から酸素ガス等を微生物懸濁液２に供給す
るようにし、槽１の上部にはフィルタを備えたガス抜き
パイプ７を設け、更に微生物懸濁液２の粘度をレオメー
タ８で測定し、このレオメータ８の測定値を制御装置９
に入力し、制御装置９では測定粘度に基づき、モータ３
にオン・オフ信号或いは回転数の制御信号を出力するよ
うにしている。
【００１０】図２はモータの回転数を粘度に応じて変化
せしめた本発明方法と一定の回転数とした従来の培養法
とを菌体濃度と生成物濃度において比較したものであ
る。菌体としてはMicromonospora olivasterospora（KY
-11587）を用い、この菌体からアミノグロシド系抗生物
質であるフォーチミン−Ａを生成するものとする。
せしめた本発明方法と一定の回転数とした従来の培養法
とを菌体濃度と生成物濃度において比較したものであ
る。菌体としてはMicromonospora olivasterospora（KY
-11587）を用い、この菌体からアミノグロシド系抗生物
質であるフォーチミン−Ａを生成するものとする。
【００１１】上記のフォーチミン−Ａの生成の条件は、
槽１を１００リットル、攪拌翼は１段式６枚タービン羽
根とし、攪拌翼の長さを２８０ｍｍ、高さを６０ｍｍ、
攪拌翼の長さ／槽径＝０．５１とし、運転液量は８０リ
ットルで運転量当りの通気量は０．７ｖｖｍとした。
槽１を１００リットル、攪拌翼は１段式６枚タービン羽
根とし、攪拌翼の長さを２８０ｍｍ、高さを６０ｍｍ、
攪拌翼の長さ／槽径＝０．５１とし、運転液量は８０リ
ットルで運転量当りの通気量は０．７ｖｖｍとした。
【００１２】そして、本発明方法の実施においては培養
開始とともに菌体濃度は上昇し、それにともなって粘度
も上昇した。特に粘度は培養開始の１ｃｐから培養開始
後１０時間で６００ｃｐと大巾に増加したので、剪断応
力による微生物の破壊を防ぐために攪拌機４の回転数を
当初の６００ｒｐｍから２時間後に５００ｒｐｍ、６時
間後に４００ｒｐｍ、８時間後に２００ｒｐｍに変更し
た。
開始とともに菌体濃度は上昇し、それにともなって粘度
も上昇した。特に粘度は培養開始の１ｃｐから培養開始
後１０時間で６００ｃｐと大巾に増加したので、剪断応
力による微生物の破壊を防ぐために攪拌機４の回転数を
当初の６００ｒｐｍから２時間後に５００ｒｐｍ、６時
間後に４００ｒｐｍ、８時間後に２００ｒｐｍに変更し
た。
【００１３】培養結果は本発明方法による場合は培養開
始後１０時間で菌体濃度が最大値の７．４×１０7cells
/mlとなり、成生物であるフォーチミン−Ａの培養液中
での濃度は３５４mg/lであった。一方、従来法による場
合は菌体濃度の最大値は６．０×１０7cells/mlで、フ
ォーチミン−Ａの培養液中での濃度は２９０mg/lで収率
は本発明方法の８２％でしかなかった。
始後１０時間で菌体濃度が最大値の７．４×１０7cells
/mlとなり、成生物であるフォーチミン−Ａの培養液中
での濃度は３５４mg/lであった。一方、従来法による場
合は菌体濃度の最大値は６．０×１０7cells/mlで、フ
ォーチミン−Ａの培養液中での濃度は２９０mg/lで収率
は本発明方法の８２％でしかなかった。
【００１４】図３〜図５はそれぞれ酵母、大腸菌及び枯
草菌に対する剪断応力と破壊率との関係についての実験
結果を示すグラフである。これらのグラフから微生物の
剪断応力に対する耐性値は個々の微生物毎に異なり、酵
母は１．３ｋＮ／ｍ2、大腸菌は２．２ｋＮ／ｍ2、枯草
菌は３．０ｋＮ／ｍ2が剪断応力耐性値であることが判
明した。
草菌に対する剪断応力と破壊率との関係についての実験
結果を示すグラフである。これらのグラフから微生物の
剪断応力に対する耐性値は個々の微生物毎に異なり、酵
母は１．３ｋＮ／ｍ2、大腸菌は２．２ｋＮ／ｍ2、枯草
菌は３．０ｋＮ／ｍ2が剪断応力耐性値であることが判
明した。
【００１５】また、微生物の培養においては少なくとも
剪断力は破壊率が５０％以下となるものでなければなら
ない。このことを考慮すれば、酵母については攪拌によ
って加えられる剪断応力が８，０００Ｎ／ｍ2を超えな
いように、大腸菌については攪拌によって加えられる剪
断応力が９，０００Ｎ／ｍ2を超えないように、また枯
草菌については攪拌によって加えられる剪断応力が１
０，０００Ｎ／ｍ2を超えないように攪拌機の回転数を
制御すべきである。
剪断力は破壊率が５０％以下となるものでなければなら
ない。このことを考慮すれば、酵母については攪拌によ
って加えられる剪断応力が８，０００Ｎ／ｍ2を超えな
いように、大腸菌については攪拌によって加えられる剪
断応力が９，０００Ｎ／ｍ2を超えないように、また枯
草菌については攪拌によって加えられる剪断応力が１
０，０００Ｎ／ｍ2を超えないように攪拌機の回転数を
制御すべきである。
【００１６】図６は第２発明に係る培養方法の実施に用
いる培養装置の概略図であり、この培養装置にあっては
前記第１発明ではレオメータ８を用いて微生物懸濁液の
粘度を測定し、この粘度から剪断応力を算出し、剪断応
力と破壊率との関係から攪拌機の回転数を制御するよう
にしていたが、この第２発明にあっては酵素等を組込ん
だ検出器１０で直接微生物の破壊量を測定し、この測定
値を制御装置９に入力してモータ３を制御するようにし
ている。このようにした場合、第１発明の方法よりも対
応に遅れが多少生じるが正確な制御が可能になる。
いる培養装置の概略図であり、この培養装置にあっては
前記第１発明ではレオメータ８を用いて微生物懸濁液の
粘度を測定し、この粘度から剪断応力を算出し、剪断応
力と破壊率との関係から攪拌機の回転数を制御するよう
にしていたが、この第２発明にあっては酵素等を組込ん
だ検出器１０で直接微生物の破壊量を測定し、この測定
値を制御装置９に入力してモータ３を制御するようにし
ている。このようにした場合、第１発明の方法よりも対
応に遅れが多少生じるが正確な制御が可能になる。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、培
養槽内に設けられる攪拌機の回転数を、微生物に対する
剪断応力が所定値を超えないようにしたので、微生物の
増殖を効果的に行なうことができ、特に当該剪断応力を
微生物懸濁液の粘度から算出するようにすれば、制御遅
れもなく、微生物増殖の自動運転が可能となる。
養槽内に設けられる攪拌機の回転数を、微生物に対する
剪断応力が所定値を超えないようにしたので、微生物の
増殖を効果的に行なうことができ、特に当該剪断応力を
微生物懸濁液の粘度から算出するようにすれば、制御遅
れもなく、微生物増殖の自動運転が可能となる。
【図１】本願の第１発明に係る培養方法の実施に用いる
培養装置の概略図
培養装置の概略図
【図２】本発明方法と従来法によって菌株を培養した場
合の培養時間と菌体濃度、微生物懸濁液の粘度、攪拌機
の回転数、生成物濃度との関係を示すグラフ
合の培養時間と菌体濃度、微生物懸濁液の粘度、攪拌機
の回転数、生成物濃度との関係を示すグラフ
【図３】酵母に対する剪断応力と破壊率との関係を示す
グラフ
グラフ
【図４】大腸菌に対する剪断応力と破壊率との関係を示
すグラフ
すグラフ
【図５】枯草菌に対する剪断応力と破壊率との関係を示
すグラフ
すグラフ
【図６】本願の第２発明に係る培養方法の実施に用いる
培養装置の概略図
培養装置の概略図
１…槽、２…微生物懸濁液、３…モータ、４…攪拌機、
８…レオメータ、９…制御装置。
８…レオメータ、９…制御装置。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
(Ｃ１２Ｎ 1/00
Ｃ１２Ｒ 1:125）
Claims (5)
- 【請求項１】 培養槽内の微生物懸濁液を攪拌機によっ
て攪拌しつつ微生物を培養する方法において、前記微生
物懸濁液に加えられる剪断応力を微生物懸濁液の粘度等
の流動特性から算出し、この剪断応力が所定値を超えな
いように攪拌機の回転数を制御するようにしたことを特
徴とする微生物の培養方法。 - 【請求項２】 前記微生物は酵母であり、攪拌によって
加えられる剪断応力は８，０００Ｎ／ｍ2を超えないよ
うに攪拌機の回転数を制御するようにした請求項１に記
載の微生物の培養方法。 - 【請求項３】 前記微生物は大腸菌であり、攪拌によっ
て加えられる剪断応力は９，０００Ｎ／ｍ2を超えない
ように攪拌機の回転数を制御するようにした請求項１に
記載の微生物の培養方法。 - 【請求項４】 前記微生物は枯草菌であり、攪拌によっ
て加えられる剪断応力は１０，０００Ｎ／ｍ2を超えな
いように攪拌機の回転数を制御するようにした請求項１
に記載の微生物の培養方法。 - 【請求項５】 培養槽内の微生物懸濁液を攪拌機によっ
て攪拌しつつ微生物を培養する方法において、前記微生
物の剪断破壊量を測定し、この剪断破壊量が所定値を超
えないように攪拌機の回転数を制御するようにしたこと
を特徴とする微生物の培養方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214598A JPH0530962A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 微生物の培養方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214598A JPH0530962A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 微生物の培養方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0530962A true JPH0530962A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16658372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3214598A Withdrawn JPH0530962A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 微生物の培養方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0530962A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000055295A1 (en) * | 1999-03-12 | 2000-09-21 | Shinko Pantec Co., Ltd. | Agitation tank for storing yeast solution, method of producing fermented foods such as beer using the agitation tank, and agitating vanes provided in the agitation tank |
| JP2014124139A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Hitachi Ltd | 培養制御方法、細胞培養装置及び細胞特性評価装置 |
| CN112265150A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-26 | 湖南机电职业技术学院 | 搅拌筒转速自适应控制装置、方法、设备及存储介质 |
| FR3112147A1 (fr) * | 2020-07-02 | 2022-01-07 | Universite De Paris | Procédé de calibration d’un système fluidique pour la production de vésicules extracellulaires et système fluidique de production associé |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3214598A patent/JPH0530962A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000055295A1 (en) * | 1999-03-12 | 2000-09-21 | Shinko Pantec Co., Ltd. | Agitation tank for storing yeast solution, method of producing fermented foods such as beer using the agitation tank, and agitating vanes provided in the agitation tank |
| US7368283B1 (en) | 1999-03-12 | 2008-05-06 | Kobelco Eco-Solutions Co. Ltd. | Agitation tank for storing beer yeast slurry |
| JP2014124139A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Hitachi Ltd | 培養制御方法、細胞培養装置及び細胞特性評価装置 |
| EP2749635A3 (en) * | 2012-12-26 | 2016-07-27 | Hitachi, Ltd. | Culture control method, cell culture apparatus, and apparatus for evaluation of cellular characteristics |
| US10011812B2 (en) | 2012-12-26 | 2018-07-03 | Hitachi, Ltd. | Culture control method, cell culture apparatus, and apparatus for evaluation of cellular characteristics |
| FR3112147A1 (fr) * | 2020-07-02 | 2022-01-07 | Universite De Paris | Procédé de calibration d’un système fluidique pour la production de vésicules extracellulaires et système fluidique de production associé |
| CN112265150A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-26 | 湖南机电职业技术学院 | 搅拌筒转速自适应控制装置、方法、设备及存储介质 |
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