JPH07322874A - 膜面液体培養法、膜面液体培養装置及び膜面液体培養システム - Google Patents
膜面液体培養法、膜面液体培養装置及び膜面液体培養システムInfo
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- JPH07322874A JPH07322874A JP12157794A JP12157794A JPH07322874A JP H07322874 A JPH07322874 A JP H07322874A JP 12157794 A JP12157794 A JP 12157794A JP 12157794 A JP12157794 A JP 12157794A JP H07322874 A JPH07322874 A JP H07322874A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 膜面液体培養法という１つの培養法で各種生
物体細胞の培養を可能として、細胞の生産性、有用物質
の生産性の向上を図る。 【構成】 ケース３内を多孔性膜４にてガス体室Ｓ１と
液体培地室Ｓ２とに画成して膜面液体培養装置１を構成
し、この膜面液体培養装置１には液体培地室Ｓ２内の液
体培地を取り出して再び液体培地室Ｓ２内に送り込む循
環ラインを接続し、この循環ラインの途中に液体培地の
調製槽２を設けた。
物体細胞の培養を可能として、細胞の生産性、有用物質
の生産性の向上を図る。 【構成】 ケース３内を多孔性膜４にてガス体室Ｓ１と
液体培地室Ｓ２とに画成して膜面液体培養装置１を構成
し、この膜面液体培養装置１には液体培地室Ｓ２内の液
体培地を取り出して再び液体培地室Ｓ２内に送り込む循
環ラインを接続し、この循環ラインの途中に液体培地の
調製槽２を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔性膜を挟んで一方
に液体培地、他方にガス体をそれぞれ多孔性膜と直接接
触させ、ガス体と接触している膜面で生物体細胞を培養
する方法および装置に関する。
に液体培地、他方にガス体をそれぞれ多孔性膜と直接接
触させ、ガス体と接触している膜面で生物体細胞を培養
する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アスペルギルス・オリゼー（Ａｓｐｅｒ
ｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）の液体培養法において、
従来とは全く異なる概念の培養法として膜面液体培養法
が最近開発された（中西一弘他、平成４年度生物工学学
会大会講演要旨集、146頁）。
ｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）の液体培養法において、
従来とは全く異なる概念の培養法として膜面液体培養法
が最近開発された（中西一弘他、平成４年度生物工学学
会大会講演要旨集、146頁）。
【０００３】上記膜面液体培養に用いられる装置は、図
１０に示すように、ケース１００内に液体培地１０１を
静置するとともに、ケース１００の上面開口に多孔性膜
１０２を固定して多孔性膜１０２の裏面に液体培地１０
１を接触せしめ、この状態の多孔性膜１０２の表面にア
スペルギルス・オリゼー細胞１０３を接種して大気と直
接接触させながら培養を行うようにしたものである。
１０に示すように、ケース１００内に液体培地１０１を
静置するとともに、ケース１００の上面開口に多孔性膜
１０２を固定して多孔性膜１０２の裏面に液体培地１０
１を接触せしめ、この状態の多孔性膜１０２の表面にア
スペルギルス・オリゼー細胞１０３を接種して大気と直
接接触させながら培養を行うようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の膜面液体培養法
によれば、アスペルギルス・オリゼーを自然の状態のま
ま培養して、中性プロテアーゼを生産させることがで
き、また従来の液体培地による通気攪拌培養とは異な
り、細胞に攪拌などのストレスをかけずにすむなどの利
点をもつ。しかしながら、膜面液体培養法において培養
が進行すると、多孔性膜の下面と接する部分で、中性プ
ロテアーゼ濃度が高くなり、アスペルギルス・オリゼー
細胞に供給される栄養分が不足し、十分な量の中性プロ
テアーゼの生産ができない。
によれば、アスペルギルス・オリゼーを自然の状態のま
ま培養して、中性プロテアーゼを生産させることがで
き、また従来の液体培地による通気攪拌培養とは異な
り、細胞に攪拌などのストレスをかけずにすむなどの利
点をもつ。しかしながら、膜面液体培養法において培養
が進行すると、多孔性膜の下面と接する部分で、中性プ
ロテアーゼ濃度が高くなり、アスペルギルス・オリゼー
細胞に供給される栄養分が不足し、十分な量の中性プロ
テアーゼの生産ができない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、膜面液
体培養法という一つの培養法で、膜面上に各種生物体細
胞の培養を可能として、その細胞生産、またはその細胞
による培養液中への有用物質生産の生産性の向上を計る
ことである。
体培養法という一つの培養法で、膜面上に各種生物体細
胞の培養を可能として、その細胞生産、またはその細胞
による培養液中への有用物質生産の生産性の向上を計る
ことである。
【０００６】本発明者らは、前記目的を達成するために
鋭意研究した結果、前記膜面液体培養法において、一方
の膜面と接触している液体培地を所定の方法で流動させ
ることにより、膜面に各種生物体細胞の培養を可能とし
て、その細胞の生産性またはその細胞による培養液中へ
の有用物質生産性を格段に向上させることができるとの
知見に基づいて本願の第１発明を完成した。
鋭意研究した結果、前記膜面液体培養法において、一方
の膜面と接触している液体培地を所定の方法で流動させ
ることにより、膜面に各種生物体細胞の培養を可能とし
て、その細胞の生産性またはその細胞による培養液中へ
の有用物質生産性を格段に向上させることができるとの
知見に基づいて本願の第１発明を完成した。
【０００７】ここで、液体培地の流動としては、液体培
地の循環による方法、液体培地の攪拌による方法等を採
用するものとし、また前記多孔性膜と接触するガス体の
圧力は少なくとも液体側の圧力以上とすることが好まし
い。このようにすることで、液体培地が膜を通って膜面
から溢れることがない。またガス体の加圧の程度として
は、液体培地が浸透圧で多孔性膜の孔を通り生物体細胞
と接触することを阻害しない程度にする。すなわち液体
培地の浸透圧を抑制しないものとする。
地の循環による方法、液体培地の攪拌による方法等を採
用するものとし、また前記多孔性膜と接触するガス体の
圧力は少なくとも液体側の圧力以上とすることが好まし
い。このようにすることで、液体培地が膜を通って膜面
から溢れることがない。またガス体の加圧の程度として
は、液体培地が浸透圧で多孔性膜の孔を通り生物体細胞
と接触することを阻害しない程度にする。すなわち液体
培地の浸透圧を抑制しないものとする。
【０００８】また、液体培地の流動を可能とするために
成した第２発明に係る膜面液体培養装置は、ケース内を
多孔性膜にてガス体室と液体培地室とに画成し、液体培
地室内には攪拌装置を設けた。
成した第２発明に係る膜面液体培養装置は、ケース内を
多孔性膜にてガス体室と液体培地室とに画成し、液体培
地室内には攪拌装置を設けた。
【０００９】更に、液体培地の流動を可能とするために
成した第３発明に係る膜面液体培養装置を組み込んだシ
ステムは、膜面液体培養装置の一部をなす液体培地室内
の液体培地を取り出して再び液体培地室内に送り込む循
環ラインを接続し、この循環ラインの途中に液体培地の
調製槽を設けた。また、第４発明に係る膜面液体培養装
置を組み込んだシステムは、複数の膜面液体培養装置を
直列に配置してシステムを構成し、上流側の膜面液体培
養装置の液体培地室と下流側の膜面液体培養装置の液体
培地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液体培地
供給ラインの途中に液体培地の調製槽を設けた。また、
第５発明に係る膜面液体培養装置を組み込んだシステム
は、複数の膜面液体培養装置でシステムを構成するとと
もに、上流側及び下流側のうち少なくとも一方に複数の
膜面液体培養装置を並列に配置し、これら上流側の膜面
液体培養装置の液体培地室と下流側の膜面液体培養装置
の液体培地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液
体培地供給ラインの途中に液体培地の調製槽を設けた。
尚、第４発明または第５発明において、最下流側の膜面
液体培養装置の液体培地室と最上流側の膜面液体培養装
置の液体培地室とを液体培地戻りラインで接続し、この
液体培地戻りラインの途中に液体培地の調製槽を設ける
ようにしてもよい。
成した第３発明に係る膜面液体培養装置を組み込んだシ
ステムは、膜面液体培養装置の一部をなす液体培地室内
の液体培地を取り出して再び液体培地室内に送り込む循
環ラインを接続し、この循環ラインの途中に液体培地の
調製槽を設けた。また、第４発明に係る膜面液体培養装
置を組み込んだシステムは、複数の膜面液体培養装置を
直列に配置してシステムを構成し、上流側の膜面液体培
養装置の液体培地室と下流側の膜面液体培養装置の液体
培地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液体培地
供給ラインの途中に液体培地の調製槽を設けた。また、
第５発明に係る膜面液体培養装置を組み込んだシステム
は、複数の膜面液体培養装置でシステムを構成するとと
もに、上流側及び下流側のうち少なくとも一方に複数の
膜面液体培養装置を並列に配置し、これら上流側の膜面
液体培養装置の液体培地室と下流側の膜面液体培養装置
の液体培地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液
体培地供給ラインの途中に液体培地の調製槽を設けた。
尚、第４発明または第５発明において、最下流側の膜面
液体培養装置の液体培地室と最上流側の膜面液体培養装
置の液体培地室とを液体培地戻りラインで接続し、この
液体培地戻りラインの途中に液体培地の調製槽を設ける
ようにしてもよい。
【００１０】ところで、本発明における液体培地には、
各種細胞の従来の培養法、例えば、静置、攪拌、連続、
流加培養において通常使用されるものが好適に使用で
き、更に液体培地の他にその液体培地を用いて得られる
培養液も液体培地に含むものとする。
各種細胞の従来の培養法、例えば、静置、攪拌、連続、
流加培養において通常使用されるものが好適に使用で
き、更に液体培地の他にその液体培地を用いて得られる
培養液も液体培地に含むものとする。
【００１１】また本発明において使用できる多孔性膜と
は、公知の有機質または無機質材質からできているもの
で、好適には、例えば、孔径が０．０１〜５．０μｍ、
厚さが０．０５〜１０ｍｍで、通常の条件下でオートク
レーブ殺菌ができるものである。例えば、有機質材質と
しては、ナイロン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレ
ン）、ポリプロピレン、セルロースナイトレート、ポリ
スルホン、ＰＶＤＦ（ポリビニデンジクロライド）な
ど、無気質材質として、ＧＭＦ（ガラスミクロファバ
ー）、セラミックスなどを挙げることができる。またそ
れらの混合物からできているものも使用できる。
は、公知の有機質または無機質材質からできているもの
で、好適には、例えば、孔径が０．０１〜５．０μｍ、
厚さが０．０５〜１０ｍｍで、通常の条件下でオートク
レーブ殺菌ができるものである。例えば、有機質材質と
しては、ナイロン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレ
ン）、ポリプロピレン、セルロースナイトレート、ポリ
スルホン、ＰＶＤＦ（ポリビニデンジクロライド）な
ど、無気質材質として、ＧＭＦ（ガラスミクロファバ
ー）、セラミックスなどを挙げることができる。またそ
れらの混合物からできているものも使用できる。
【００１２】また本発明において培養できる生物体細胞
は、微生物、植物、動物のものである。従来の固体およ
び液体培養法の通常の条件下で培養できるそれらの細胞
が好適に用いられる。例えば、微生物においては細菌
類、放線菌類、糸状菌類、酵母類を、植物においては単
子葉および双子葉植物、そう類を、動物においては公知
の正常細胞、ガン細胞、ハイブリドーマ細胞などを挙げ
ることができる。なお、これらの細胞を培養するにあた
り使用できる多孔性膜の孔径は前記範囲のものである
が、培養する生物体細胞の種類により適当に選択され
る。例えば、細菌類細胞では０．０１〜０．４μｍ、放
線菌細胞、糸状菌細胞、酵母細胞では０．１〜０．５μ
ｍ、そう類細胞、植物細胞では０．１〜１０μｍ、動物
細胞では０．１〜５μｍのものが好適に用いられる。
は、微生物、植物、動物のものである。従来の固体およ
び液体培養法の通常の条件下で培養できるそれらの細胞
が好適に用いられる。例えば、微生物においては細菌
類、放線菌類、糸状菌類、酵母類を、植物においては単
子葉および双子葉植物、そう類を、動物においては公知
の正常細胞、ガン細胞、ハイブリドーマ細胞などを挙げ
ることができる。なお、これらの細胞を培養するにあた
り使用できる多孔性膜の孔径は前記範囲のものである
が、培養する生物体細胞の種類により適当に選択され
る。例えば、細菌類細胞では０．０１〜０．４μｍ、放
線菌細胞、糸状菌細胞、酵母細胞では０．１〜０．５μ
ｍ、そう類細胞、植物細胞では０．１〜１０μｍ、動物
細胞では０．１〜５μｍのものが好適に用いられる。
【００１３】本発明においては多孔性膜面に接種された
生物体細胞は直接にガス体と接触する。そのガス体とし
ては、大気、および酸素、炭酸、窒素のガス体またはこ
れらの混合物が用いられる。そしてそれらのガス体の種
類またはガス体の混合比は培養する生物体細胞に依存す
る。例えば好気性生物体細胞の場合は、大気、酸素ガス
またはそれらを主体とする炭酸ガス、窒素ガスとの混合
物、嫌気性生物体細胞の場合は、窒素および炭酸のガス
体またはそれらの混合物、植物体の場合は、大気、炭酸
ガスまたは窒素ガス、酸素ガスの混合物、動物細胞の場
合は炭酸ガスと酸素ガスまたは大気との混合物が好適に
用いられる。主成分のガス体の濃度は、ガス体の種類、
生物体細胞の種類、生産しようとする有用物質の種類に
依存するが、例えば１００％までの任意の濃度、好まし
くは５〜３０％である。
生物体細胞は直接にガス体と接触する。そのガス体とし
ては、大気、および酸素、炭酸、窒素のガス体またはこ
れらの混合物が用いられる。そしてそれらのガス体の種
類またはガス体の混合比は培養する生物体細胞に依存す
る。例えば好気性生物体細胞の場合は、大気、酸素ガス
またはそれらを主体とする炭酸ガス、窒素ガスとの混合
物、嫌気性生物体細胞の場合は、窒素および炭酸のガス
体またはそれらの混合物、植物体の場合は、大気、炭酸
ガスまたは窒素ガス、酸素ガスの混合物、動物細胞の場
合は炭酸ガスと酸素ガスまたは大気との混合物が好適に
用いられる。主成分のガス体の濃度は、ガス体の種類、
生物体細胞の種類、生産しようとする有用物質の種類に
依存するが、例えば１００％までの任意の濃度、好まし
くは５〜３０％である。
【００１４】前記の生物体細胞の培養温度は、従来の培
養法に用いられてきたもの（０〜９０℃）でよく、具体
的には生物体細胞の種類に依存する。例えば、微生物体
細胞では０〜９０℃、植物体細胞では５〜５０℃、動物
体細胞では１０〜４５℃が適当である。
養法に用いられてきたもの（０〜９０℃）でよく、具体
的には生物体細胞の種類に依存する。例えば、微生物体
細胞では０〜９０℃、植物体細胞では５〜５０℃、動物
体細胞では１０〜４５℃が適当である。
【００１５】
【作用】液体培地は多孔性膜の孔を浸透圧で通り、多孔
性膜の膜面の生物体細胞と接触し、生育と有用物質生産
に必要な栄養成分を供給する。そして上記液体培地は循
環若しくは攪拌されるので、常に新鮮な液体培地が膜面
の生物体細胞に供給される。
性膜の膜面の生物体細胞と接触し、生育と有用物質生産
に必要な栄養成分を供給する。そして上記液体培地は循
環若しくは攪拌されるので、常に新鮮な液体培地が膜面
の生物体細胞に供給される。
【００１６】
【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は本発明方法の循環方式による
液体培地の流動を行なう膜面液体培養法のフロー、図２
は同循環方式による液体培地流動を行なう膜面液体培養
システムの全体系統図であり、膜面液体培養システムは
膜面液体培養装置１と液体培地の調製槽２とから構成さ
れ、膜面液体培養装置１は２つのケース半体３ａ，３ｂ
の開口周縁に設けたフランジ部間に多孔質膜４を挟持し
Ｏリングを介してボルト５で締め付けることで、ケース
３内に多孔質膜４によってガス体室Ｓ１と液体培地室Ｓ
２とに画成している。尚、膜面液体培養装置１としては
２つのケース半体３ａ，３ｂを合わせたものとせずに、
１つのケース内に多孔質膜４を挿入してガス体室Ｓ１と
液体培地室Ｓ２とに画成するものであってもよい。ここ
で、膜面液体培養装置の多孔質膜４の配置は水平に限ら
ず垂直に配置してもよい。
説明する。ここで、図１は本発明方法の循環方式による
液体培地の流動を行なう膜面液体培養法のフロー、図２
は同循環方式による液体培地流動を行なう膜面液体培養
システムの全体系統図であり、膜面液体培養システムは
膜面液体培養装置１と液体培地の調製槽２とから構成さ
れ、膜面液体培養装置１は２つのケース半体３ａ，３ｂ
の開口周縁に設けたフランジ部間に多孔質膜４を挟持し
Ｏリングを介してボルト５で締め付けることで、ケース
３内に多孔質膜４によってガス体室Ｓ１と液体培地室Ｓ
２とに画成している。尚、膜面液体培養装置１としては
２つのケース半体３ａ，３ｂを合わせたものとせずに、
１つのケース内に多孔質膜４を挿入してガス体室Ｓ１と
液体培地室Ｓ２とに画成するものであってもよい。ここ
で、膜面液体培養装置の多孔質膜４の配置は水平に限ら
ず垂直に配置してもよい。
【００１７】前記ガス体室Ｓ１を形成するケース半体３
ａにはガス体供給口６、ガス体排出口７が設けられ、ガ
ス体供給口６にはガス体供給管８が接続され、送風機９
によってガス体はヒータ１０及び徐菌フィルタ１１を介
してガス体室Ｓ１内に送り込まれる。尚、ガス体室Ｓ１
内には温度センサー１２が設けられ、この温度センサー
１２の検出温度が制御装置１３に送られ、この制御装置
１３の信号によってガス体が所定の温度になるようにヒ
ータ１０を制御する。
ａにはガス体供給口６、ガス体排出口７が設けられ、ガ
ス体供給口６にはガス体供給管８が接続され、送風機９
によってガス体はヒータ１０及び徐菌フィルタ１１を介
してガス体室Ｓ１内に送り込まれる。尚、ガス体室Ｓ１
内には温度センサー１２が設けられ、この温度センサー
１２の検出温度が制御装置１３に送られ、この制御装置
１３の信号によってガス体が所定の温度になるようにヒ
ータ１０を制御する。
【００１８】ガス体排出口７にはガス体排出管１４が接
続され、このガス体排出管１４のバルブ１５を開とする
ことで、徐菌フィルタ１６を介してガス体室Ｓ１内のガ
ス体は外部に排出される。
続され、このガス体排出管１４のバルブ１５を開とする
ことで、徐菌フィルタ１６を介してガス体室Ｓ１内のガ
ス体は外部に排出される。
【００１９】以上のように温度センサー１２を設置し、
それに基づいて、ヒータ１０で所定温度にガス体が制御
されて一方の口からガス体室Ｓ１に供給され、また生物
体細胞の呼吸によって排出されたガス体は、他方の口か
ら排出されるように設計されていることが、有用物質の
生産量を増大させるのに好適である。またガス体供給口
とガス体排出口には徐菌フィルタを設置することが、ガ
ス体室Ｓ１内を無菌的に保つのに好適である。
それに基づいて、ヒータ１０で所定温度にガス体が制御
されて一方の口からガス体室Ｓ１に供給され、また生物
体細胞の呼吸によって排出されたガス体は、他方の口か
ら排出されるように設計されていることが、有用物質の
生産量を増大させるのに好適である。またガス体供給口
とガス体排出口には徐菌フィルタを設置することが、ガ
ス体室Ｓ１内を無菌的に保つのに好適である。
【００２０】一方、前記液体培地室Ｓ２を形成するケー
ス半体３ｂには液体培地排出口１７及び液体培地供給口
１８が設けられ、これら液体培地排出口１７及び液体培
地供給口１８間には循環ラインを構成する液体培地排出
管１９及び液体培地供給管２０を接続し、さらに循環ラ
インの途中に前記調製槽２を設け、液体培地供給管２０
の途中にポンプ２１及びヒータ２２を設け、液体培地室
Ｓ２内に臨む温度センサ２３で温度を検出し、これを制
御装置２４に入力し、制御装置２４によってヒータ２２
を制御するようにしている。
ス半体３ｂには液体培地排出口１７及び液体培地供給口
１８が設けられ、これら液体培地排出口１７及び液体培
地供給口１８間には循環ラインを構成する液体培地排出
管１９及び液体培地供給管２０を接続し、さらに循環ラ
インの途中に前記調製槽２を設け、液体培地供給管２０
の途中にポンプ２１及びヒータ２２を設け、液体培地室
Ｓ２内に臨む温度センサ２３で温度を検出し、これを制
御装置２４に入力し、制御装置２４によってヒータ２２
を制御するようにしている。
【００２１】また、前記調製槽２内にはｐＨセンサー２
５を臨ませ、このｐＨセンサー２５の検出値に応じて制
御装置２６からの信号で酸液槽２７またはアルカリ液槽
２８の弁を開閉し、液体培地のｐＨをコントロールす
る。
５を臨ませ、このｐＨセンサー２５の検出値に応じて制
御装置２６からの信号で酸液槽２７またはアルカリ液槽
２８の弁を開閉し、液体培地のｐＨをコントロールす
る。
【００２２】以上の循環方式による膜面液体培養システ
ムを運転するには、先ず、オートクレーブで殺菌した液
体培地を無菌的に液体培地調製槽２に入れる。そして所
定温度に加温された液体培地をポンプ２１で液体培地供
給管２０を介し供給口１８から液体培地室Ｓ２に液体培
地を供給する。一方、液体培地室Ｓ２に供給された液体
培地を排出口１７から取り出し、液体培地排出管１９を
介して再び液体培地調製槽２に戻す。この調製槽２で液
体培地の組成やｐＨを調製した後、再び液体培地室Ｓ２
に液体培地を送り込む。即ち液体培地を循環させて液体
培地を流動させる。このような状態で、生物体細胞Ｃを
多孔性膜４の膜面に均一に接種する。なお、場合により
間欠的に循環させることもできる。この場合、流動速度
は０．１〜３００／時間、好ましくは１〜３０／時間で
ある。尚、流動速度は１時間あたりの循環する液体培地
量の、培養槽に入っている液体培地量に対する比として
定義される。
ムを運転するには、先ず、オートクレーブで殺菌した液
体培地を無菌的に液体培地調製槽２に入れる。そして所
定温度に加温された液体培地をポンプ２１で液体培地供
給管２０を介し供給口１８から液体培地室Ｓ２に液体培
地を供給する。一方、液体培地室Ｓ２に供給された液体
培地を排出口１７から取り出し、液体培地排出管１９を
介して再び液体培地調製槽２に戻す。この調製槽２で液
体培地の組成やｐＨを調製した後、再び液体培地室Ｓ２
に液体培地を送り込む。即ち液体培地を循環させて液体
培地を流動させる。このような状態で、生物体細胞Ｃを
多孔性膜４の膜面に均一に接種する。なお、場合により
間欠的に循環させることもできる。この場合、流動速度
は０．１〜３００／時間、好ましくは１〜３０／時間で
ある。尚、流動速度は１時間あたりの循環する液体培地
量の、培養槽に入っている液体培地量に対する比として
定義される。
【００２３】次いで、送風機９を用いてガス体Ｇを、ガ
ス体供給管８を介してヒータ１０に送り、所定温度に加
温する。加温したガス体Ｇをガス体供給管８を介して、
徐菌フィルタ１１を通して、ガス体供給口６からガス体
室Ｓ１に送り込む。ガス体室Ｓ１に入ったガス体Ｇはガ
ス体排出口７からガス体排出管１４を介して徐菌フィル
タ１６を通してガス体室Ｓ１外に排出される。
ス体供給管８を介してヒータ１０に送り、所定温度に加
温する。加温したガス体Ｇをガス体供給管８を介して、
徐菌フィルタ１１を通して、ガス体供給口６からガス体
室Ｓ１に送り込む。ガス体室Ｓ１に入ったガス体Ｇはガ
ス体排出口７からガス体排出管１４を介して徐菌フィル
タ１６を通してガス体室Ｓ１外に排出される。
【００２４】本発明によって液体培地中に生産され得る
有用物質としては、プロテアーゼ類、ペプチダーゼ類な
どの蛋白質関連物質分解酵素類、アミラーゼ類などの澱
粉質関連物質分解酵素類、キチン質関連物質分解酵素
類、ペクチナーゼ類、セルラーゼ類、グルコシダーゼ
類、各種臨床検査に用いられるクレアチナーゼなどの酵
素類、および核酸分解酵素類などの酵素類、アミノ酸
類、有機酸類、糖類、ビタミン類、核酸関連物質類、ア
ルコール類、脂肪酸類、アルカロイド類、抗生物質類、
抗菌物質類などの各種物質を挙げることができる。また
多孔性膜上に生育した各種生物体細胞内にこれら各種有
用物質を生産させることもできる。生産された各種有用
物質は常法に従って抽出、分離、分画、精製、結晶化な
どの操作により採取される。なお、前記の生物体細胞、
有用物質の生産において、一つの培養でその目的を同時
に達成してもよいが、各々単独で達成してもよい。
有用物質としては、プロテアーゼ類、ペプチダーゼ類な
どの蛋白質関連物質分解酵素類、アミラーゼ類などの澱
粉質関連物質分解酵素類、キチン質関連物質分解酵素
類、ペクチナーゼ類、セルラーゼ類、グルコシダーゼ
類、各種臨床検査に用いられるクレアチナーゼなどの酵
素類、および核酸分解酵素類などの酵素類、アミノ酸
類、有機酸類、糖類、ビタミン類、核酸関連物質類、ア
ルコール類、脂肪酸類、アルカロイド類、抗生物質類、
抗菌物質類などの各種物質を挙げることができる。また
多孔性膜上に生育した各種生物体細胞内にこれら各種有
用物質を生産させることもできる。生産された各種有用
物質は常法に従って抽出、分離、分画、精製、結晶化な
どの操作により採取される。なお、前記の生物体細胞、
有用物質の生産において、一つの培養でその目的を同時
に達成してもよいが、各々単独で達成してもよい。
【００２５】多孔性膜４面上から生物体細胞を剥離する
方法は、特に限定されないが、例えば、かき板のような
ものでかきとってもよいし、またポンプでの吸取り方式
で行なってもよい。そして得られたそれらの細胞はどの
ような目的、例えば酵素類、生理活性物質類の抽出、分
離、精製、または公知の乾燥手段による食品化、医薬品
化などに用いてもよい。
方法は、特に限定されないが、例えば、かき板のような
ものでかきとってもよいし、またポンプでの吸取り方式
で行なってもよい。そして得られたそれらの細胞はどの
ような目的、例えば酵素類、生理活性物質類の抽出、分
離、精製、または公知の乾燥手段による食品化、医薬品
化などに用いてもよい。
【００２６】図３は、膜面液体培養装置の別実施例を示
す断面図であり、前記膜面液体培養装置と同一の部材に
ついては同一の符号を付し、説明を省略する。この実施
例にあっては液体培地室Ｓ２に攪拌装置３０を付設して
いる。具体的には液体培地室Ｓ２外壁にモータ３１を固
設し、このモータ３１によって回転せしめられる攪拌羽
根３２を液体培地室Ｓ２内に配置している。
す断面図であり、前記膜面液体培養装置と同一の部材に
ついては同一の符号を付し、説明を省略する。この実施
例にあっては液体培地室Ｓ２に攪拌装置３０を付設して
いる。具体的には液体培地室Ｓ２外壁にモータ３１を固
設し、このモータ３１によって回転せしめられる攪拌羽
根３２を液体培地室Ｓ２内に配置している。
【００２７】尚、攪拌装置３０としては、シール性を高
めるためマグネチックスタラー装置としてもよく、また
流動線速度は０．１〜１０００ｍ／時間、好ましくは
０．５〜８００ｍ／時間である。なお、この場合の流動
線速度は時間あたりの液体培地の最大線速度（ｍ／時
間）と定義される。また攪拌装置３０を配置した膜面液
体培養装置はそれ単独で膜面液体培養システムとして運
転することができる。
めるためマグネチックスタラー装置としてもよく、また
流動線速度は０．１〜１０００ｍ／時間、好ましくは
０．５〜８００ｍ／時間である。なお、この場合の流動
線速度は時間あたりの液体培地の最大線速度（ｍ／時
間）と定義される。また攪拌装置３０を配置した膜面液
体培養装置はそれ単独で膜面液体培養システムとして運
転することができる。
【００２８】上記攪拌方式の場合には、液体培地の温度
が所定値に保たれるように、液体培地室Ｓ２に温度セン
サを設置し、それに基づいて液体培地の温度を調節する
ヒータやクーラが作動する液体培地温度調節器を付設す
ることが好ましい。また、液体培地のｐＨが所定値に保
たれるように、液体培地室Ｓ２の液体培地にはｐＨセン
サーを設置し、それに基づいて、酸またはアルカリを供
給するｐＨ調節器を付設することが好適である。更にグ
ルコースなどの基質濃度を一定に保つために基質補給装
置を接続設置すると便利である。尚、液体培地室Ｓ２等
にｐＨセンサーとｐＨ調節装置、温度センサーと液体培
地加温装置、グルコースなどの基質補給装置が接続設置
されていることが好ましい。
が所定値に保たれるように、液体培地室Ｓ２に温度セン
サを設置し、それに基づいて液体培地の温度を調節する
ヒータやクーラが作動する液体培地温度調節器を付設す
ることが好ましい。また、液体培地のｐＨが所定値に保
たれるように、液体培地室Ｓ２の液体培地にはｐＨセン
サーを設置し、それに基づいて、酸またはアルカリを供
給するｐＨ調節器を付設することが好適である。更にグ
ルコースなどの基質濃度を一定に保つために基質補給装
置を接続設置すると便利である。尚、液体培地室Ｓ２等
にｐＨセンサーとｐＨ調節装置、温度センサーと液体培
地加温装置、グルコースなどの基質補給装置が接続設置
されていることが好ましい。
【００２９】図４は本発明システムのうちの直列方式に
よる二段接続のフロー（液体培地の流動：ワンウェイ方
式）を示し、このシステムは、植物体および動物体の細
胞を培養する場合か、または生物体細胞だけを生産する
目的の場合に好適に用いられる。尚、流動速度は前記循
環方式の場合と同じ意味であり、液体培地室Ｓ２に入っ
ている液体培地の量に対する１時間あたり供給される液
体培地の量の比として定義される。この場合、流動速度
は０．０１〜１／時間、好ましくは０．０５〜０．２／
時間である。
よる二段接続のフロー（液体培地の流動：ワンウェイ方
式）を示し、このシステムは、植物体および動物体の細
胞を培養する場合か、または生物体細胞だけを生産する
目的の場合に好適に用いられる。尚、流動速度は前記循
環方式の場合と同じ意味であり、液体培地室Ｓ２に入っ
ている液体培地の量に対する１時間あたり供給される液
体培地の量の比として定義される。この場合、流動速度
は０．０１〜１／時間、好ましくは０．０５〜０．２／
時間である。
【００３０】上記ワンウェイ方式のシステムにあって
は、上流側の膜面液体培養装置１ａの液体培地室と下流
側の膜面液体培養装置１ｂの液体培地室とを液体培地供
給管で接続し、この液体培地供給管の途中に液体培地の
調製槽２設けた構成としている。またこの方式の場合に
は、図示しない液体培地貯槽からポンプで液体培地供給
管を介して上流側の膜面液体培養装置の液体培地室に液
体培地を供給するわけであるが、液体培地貯槽と上流側
の膜面液体培養装置との間に所定の温度に液体培地の温
度を調節する液体培地加温装置を接続設置することが望
ましい。なお、温度を調節するために、培養装置全体を
所定温度の部屋においてもかまわない。
は、上流側の膜面液体培養装置１ａの液体培地室と下流
側の膜面液体培養装置１ｂの液体培地室とを液体培地供
給管で接続し、この液体培地供給管の途中に液体培地の
調製槽２設けた構成としている。またこの方式の場合に
は、図示しない液体培地貯槽からポンプで液体培地供給
管を介して上流側の膜面液体培養装置の液体培地室に液
体培地を供給するわけであるが、液体培地貯槽と上流側
の膜面液体培養装置との間に所定の温度に液体培地の温
度を調節する液体培地加温装置を接続設置することが望
ましい。なお、温度を調節するために、培養装置全体を
所定温度の部屋においてもかまわない。
【００３１】図５は本発明システムのうちの直列方式に
よる二段接続のフロー（液体培地の流動：循環方式）を
示し、このシステムにあっては、上流側の膜面液体培養
装置１ａの液体培地室と下流側の膜面液体培養装置１ｂ
の液体培地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液
体培地供給ラインの途中に液体培地の調製槽２を設け、
更に下流側の膜面液体培養装置１ｂの液体培地室と上流
側の膜面液体培養装置１ａの液体培地室とを液体培地戻
りラインで接続し、この液体培地供給ラインの途中に液
体培地の調製槽２を設けている。
よる二段接続のフロー（液体培地の流動：循環方式）を
示し、このシステムにあっては、上流側の膜面液体培養
装置１ａの液体培地室と下流側の膜面液体培養装置１ｂ
の液体培地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液
体培地供給ラインの途中に液体培地の調製槽２を設け、
更に下流側の膜面液体培養装置１ｂの液体培地室と上流
側の膜面液体培養装置１ａの液体培地室とを液体培地戻
りラインで接続し、この液体培地供給ラインの途中に液
体培地の調製槽２を設けている。
【００３２】図６は本発明システムのうちの並列方式と
直列状の併用による二段接続のフローを示し、このシス
テムにあっては、上流側に膜面液体培養装置１ａ，１ａ
を並列に配置し、上流側の膜面液体培養装置１ａ，１ａ
の液体培地室と下流側の膜面液体培養装置１ｂの液体培
地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液体培地供
給ラインの途中に液体培地の調製槽２を設けている。
直列状の併用による二段接続のフローを示し、このシス
テムにあっては、上流側に膜面液体培養装置１ａ，１ａ
を並列に配置し、上流側の膜面液体培養装置１ａ，１ａ
の液体培地室と下流側の膜面液体培養装置１ｂの液体培
地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液体培地供
給ラインの途中に液体培地の調製槽２を設けている。
【００３３】図７は本発明システムのうちの並列方式と
直列状の併用による二段接続のフローを示し、このシス
テムにあっては、下流側に膜面液体培養装置１ｂ，１ｂ
を並列に配置し、上流側の膜面液体培養装置１ａの液体
培地室と下流側の膜面液体培養装置１ｂ，１ｂの液体培
地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液体培地供
給ラインの途中に液体培地の調製槽２を設けている。
直列状の併用による二段接続のフローを示し、このシス
テムにあっては、下流側に膜面液体培養装置１ｂ，１ｂ
を並列に配置し、上流側の膜面液体培養装置１ａの液体
培地室と下流側の膜面液体培養装置１ｂ，１ｂの液体培
地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液体培地供
給ラインの途中に液体培地の調製槽２を設けている。
【００３４】図４乃至図７に示したような形態の培養で
は、上流側の膜面液体培養装置１ａで酵母によるアルコ
ール発酵を行ない、下流側の膜面液体培養装置１ｂで酢
酸菌による酢酸発酵を行なうとか、また上流側の膜面液
体培養装置１ａで細菌によるビオチン生産を行ない、次
いで、下流側の膜面液体培養装置１ｂでビオチン要求性
のコリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕ
ｍ）属などの細菌を培養してアミノ酸類、核酸関連物質
類などの有用物質を生産できる。これらの培養形態にお
いては微生物細胞同士の組合せ、微生物細胞と動物細胞
または植物細胞との組合せ、動物細胞と植物細胞との組
合せなどによる生物体細胞の生産または有用物質の生産
もしくはその変換が可能である。
は、上流側の膜面液体培養装置１ａで酵母によるアルコ
ール発酵を行ない、下流側の膜面液体培養装置１ｂで酢
酸菌による酢酸発酵を行なうとか、また上流側の膜面液
体培養装置１ａで細菌によるビオチン生産を行ない、次
いで、下流側の膜面液体培養装置１ｂでビオチン要求性
のコリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕ
ｍ）属などの細菌を培養してアミノ酸類、核酸関連物質
類などの有用物質を生産できる。これらの培養形態にお
いては微生物細胞同士の組合せ、微生物細胞と動物細胞
または植物細胞との組合せ、動物細胞と植物細胞との組
合せなどによる生物体細胞の生産または有用物質の生産
もしくはその変換が可能である。
【００３５】次に具体的な比較例と実験例について述べ
る。実験には図１及び図２に示したシステムを用いた。
る。実験には図１及び図２に示したシステムを用いた。
【００３６】（実験例１）実験条件は以下の通りであ
る。 培養装置は循環方式による液体培地流動を行なうもの
と同様なものを用いた。ただし、多孔性膜として多孔性
膜ＳＥ２２（孔径、０．２２μｍ；直径、９ｃｍ；材
質、ポルスルホン；富士写真フィルム株式会社製）を、
液体培地室Ｓ２として容量２０ｍｌのものを、ガス体槽
として容量３０ｍｌのものを、液体培地調製槽として容
量８０ｍｌのものを、徐菌膜１７として孔径０．２μｍ
のものを用いた。但し、ｐＨ調製器は作動させなかっ
た。 ガス体としては空気を、生物体細胞としては糸状菌Ａ
ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｏｒｙｚａｅ ｖａｒ． ｏｒｙ
ｚａｅ ＩＦＯ３０１１３菌株を用いて麹酸を生産し
た。また、液体培地室Ｓ２における液体培地およびガス
体室Ｓ１のガス体の温度は３０℃、液体培地の循環速度
すなわち流動速度は１／時間、ガス体の供給速度は３０
ｍｌ／分であった。 実験で用いた液体培地の組成は次のとおりである：グ
ルコース、１０．０％（ｗ／ｖ）；酵母エキス、０．５
％（ｗ／ｖ）；Ｋ2ＨＰＯ4、０．１％（ｗ／ｖ）；Ｎａ
Ｃｌ、０．０５％（ｗ／ｖ）；ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、
０．０５％（ｗ／ｖ）；ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．００
１％（ｗ／ｖ）；ｐＨ、６．０（１Ｎ ＨＣｌで調
製）．液体培地は１２０℃で１０分間オートクレーブ殺
菌された。
る。 培養装置は循環方式による液体培地流動を行なうもの
と同様なものを用いた。ただし、多孔性膜として多孔性
膜ＳＥ２２（孔径、０．２２μｍ；直径、９ｃｍ；材
質、ポルスルホン；富士写真フィルム株式会社製）を、
液体培地室Ｓ２として容量２０ｍｌのものを、ガス体槽
として容量３０ｍｌのものを、液体培地調製槽として容
量８０ｍｌのものを、徐菌膜１７として孔径０．２μｍ
のものを用いた。但し、ｐＨ調製器は作動させなかっ
た。 ガス体としては空気を、生物体細胞としては糸状菌Ａ
ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｏｒｙｚａｅ ｖａｒ． ｏｒｙ
ｚａｅ ＩＦＯ３０１１３菌株を用いて麹酸を生産し
た。また、液体培地室Ｓ２における液体培地およびガス
体室Ｓ１のガス体の温度は３０℃、液体培地の循環速度
すなわち流動速度は１／時間、ガス体の供給速度は３０
ｍｌ／分であった。 実験で用いた液体培地の組成は次のとおりである：グ
ルコース、１０．０％（ｗ／ｖ）；酵母エキス、０．５
％（ｗ／ｖ）；Ｋ2ＨＰＯ4、０．１％（ｗ／ｖ）；Ｎａ
Ｃｌ、０．０５％（ｗ／ｖ）；ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、
０．０５％（ｗ／ｖ）；ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．００
１％（ｗ／ｖ）；ｐＨ、６．０（１Ｎ ＨＣｌで調
製）．液体培地は１２０℃で１０分間オートクレーブ殺
菌された。
【００３７】先ず、オートクレーブで殺菌された液体培
地５０ｍｌを無菌的に液体培地調製槽２に添加し、前記
したようにして液体培地を循環させた。循環が平衡に達
した時点でポンプを停止させ、前記糸状菌の胞子懸だく
液２００μｌ（全胞子数５０００個）を多孔性膜３の膜
面に均一にのせた。ポンプ９を用いて大気を、前記した
ようにしてガス体室Ｓ１に送り、更にガス体室Ｓ１の外
に排出させた。
地５０ｍｌを無菌的に液体培地調製槽２に添加し、前記
したようにして液体培地を循環させた。循環が平衡に達
した時点でポンプを停止させ、前記糸状菌の胞子懸だく
液２００μｌ（全胞子数５０００個）を多孔性膜３の膜
面に均一にのせた。ポンプ９を用いて大気を、前記した
ようにしてガス体室Ｓ１に送り、更にガス体室Ｓ１の外
に排出させた。
【００３８】このような状態で前記糸状菌を４日間培養
した。糸状菌の菌糸が多孔性膜４の膜面全体を覆った。
この時点でポンプ２１を再び作動させて、液体培地を液
体培地調製槽２と液体培地室Ｓ２との間を循環すなわち
流動させた。液体培地循環を更に５日間続けた。この時
点で液体培地中のグルコース濃度が０になった。液体培
地調製槽２の液体培地中に、全液体培地のグルコース終
濃度が１０％になるように、オートクレーブ殺菌した５
０％グルコース溶液１０ｍｌを加えた。その後、更に循
環を行ないながら、培養を継続した。その麹酸生産の経
時的変化を図８に示した。培養９日と１８日目の麹酸生
産は各々、０．７、２．９ｍｇ／ｍｌで全生産量は１５
０ｍｇであった。また、前記糸状菌の菌体量は乾燥重量
で最終的に４５０ｍｇが得られた。なお、液体培地のｐ
Ｈを制御しなかった。
した。糸状菌の菌糸が多孔性膜４の膜面全体を覆った。
この時点でポンプ２１を再び作動させて、液体培地を液
体培地調製槽２と液体培地室Ｓ２との間を循環すなわち
流動させた。液体培地循環を更に５日間続けた。この時
点で液体培地中のグルコース濃度が０になった。液体培
地調製槽２の液体培地中に、全液体培地のグルコース終
濃度が１０％になるように、オートクレーブ殺菌した５
０％グルコース溶液１０ｍｌを加えた。その後、更に循
環を行ないながら、培養を継続した。その麹酸生産の経
時的変化を図８に示した。培養９日と１８日目の麹酸生
産は各々、０．７、２．９ｍｇ／ｍｌで全生産量は１５
０ｍｇであった。また、前記糸状菌の菌体量は乾燥重量
で最終的に４５０ｍｇが得られた。なお、液体培地のｐ
Ｈを制御しなかった。
【００３９】（実験例２）前記と同様にして、Ａｓｐｅ
ｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ ＡＴＣＣ２０３８６、
Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ ＩＡＭ２７０
４、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｏｙａ ＡＴＣＣ２０
３８８の３菌株の糸状菌各々を培養して中性プロテアー
ゼを生産した。次いで各菌株の胞子懸だく液を多孔性膜
４の上面上に接種し、菌糸がこの膜の上面上全体を覆う
まで４日間液体培地を移動させずに培養した。この後、
液体培地を移動させながら、液体培地移動速度１／時間
で２１日間、培養した。この時点で液体培地中のグルコ
ース濃度は０になった。液体培地調製槽２で液体培地中
のグルコース濃度を０．０１％に手動で制御しながら、
１７日間培養した。なお、液体培地を移動し始めてから
液体培地中のｐＨを７．０に制御し続けた。
ｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ ＡＴＣＣ２０３８６、
Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ ＩＡＭ２７０
４、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｏｙａ ＡＴＣＣ２０
３８８の３菌株の糸状菌各々を培養して中性プロテアー
ゼを生産した。次いで各菌株の胞子懸だく液を多孔性膜
４の上面上に接種し、菌糸がこの膜の上面上全体を覆う
まで４日間液体培地を移動させずに培養した。この後、
液体培地を移動させながら、液体培地移動速度１／時間
で２１日間、培養した。この時点で液体培地中のグルコ
ース濃度は０になった。液体培地調製槽２で液体培地中
のグルコース濃度を０．０１％に手動で制御しながら、
１７日間培養した。なお、液体培地を移動し始めてから
液体培地中のｐＨを７．０に制御し続けた。
【００４０】その結果、中性プロテアーゼの全生産量は
Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ ＡＴＣＣ２０
３８６は、２８００００単位、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ
ｏｒｙｚａｅ ＩＡＭ２７０４は７０００００単位、
Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｏｙａ ＡＴＣＣ２０３８
８は２５００００単位であった。
Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ ＡＴＣＣ２０
３８６は、２８００００単位、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ
ｏｒｙｚａｅ ＩＡＭ２７０４は７０００００単位、
Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｏｙａ ＡＴＣＣ２０３８
８は２５００００単位であった。
【００４１】実験例２における液体培地は次のものを使
用した。グルコース、０．２％（ｗ／ｖ）；カゼイン、
０．４％；Ｋ2ＨＰＯ4、０．１％（ｗ／ｖ）；ＮａＣ
ｌ、０．０５％（ｗ／ｖ）；ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．
０５％（ｗ／ｖ）；ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．００１％
（ｗ／ｖ）；ｐＨ、７．０（１Ｎ ＮａＯＨで調製）．
また、中性プロテアーゼの測定法は次の通りである。基
質０．６％カゼイン（０．０５Ｍ リン酸カリウムバッ
ファー、ｐＨ７．０）１．２５ｍｌにサンプル０．２５
ｍｌを加え、３０℃にて６０分または１２０分間の反応
をおこなう。なお反応前に０．４４ＭのＴＣＡ（トリク
ロロ酢酸）溶液１．２５ｍｌを予め加えることにより反
応させなかったサンプルをコントロールとして用いた。
反応液に０．４４ＭのＴＣＡ（トリクロロ酢酸）溶液
１．２５ｍｌを加えることにより反応を停止させた。室
温で３０分静置した後、慮紙で慮過し、慮液中の小断片
化したペプチドをＬｏｗｒｙ−Ｆｏｌｉｎ法によって測
定した。
用した。グルコース、０．２％（ｗ／ｖ）；カゼイン、
０．４％；Ｋ2ＨＰＯ4、０．１％（ｗ／ｖ）；ＮａＣ
ｌ、０．０５％（ｗ／ｖ）；ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．
０５％（ｗ／ｖ）；ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．００１％
（ｗ／ｖ）；ｐＨ、７．０（１Ｎ ＮａＯＨで調製）．
また、中性プロテアーゼの測定法は次の通りである。基
質０．６％カゼイン（０．０５Ｍ リン酸カリウムバッ
ファー、ｐＨ７．０）１．２５ｍｌにサンプル０．２５
ｍｌを加え、３０℃にて６０分または１２０分間の反応
をおこなう。なお反応前に０．４４ＭのＴＣＡ（トリク
ロロ酢酸）溶液１．２５ｍｌを予め加えることにより反
応させなかったサンプルをコントロールとして用いた。
反応液に０．４４ＭのＴＣＡ（トリクロロ酢酸）溶液
１．２５ｍｌを加えることにより反応を停止させた。室
温で３０分静置した後、慮紙で慮過し、慮液中の小断片
化したペプチドをＬｏｗｒｙ−Ｆｏｌｉｎ法によって測
定した。
【００４２】（比較例）比較例における実験条件は、液
体培地を流動させずに静置した以外は前記実験例１と同
一とした。
体培地を流動させずに静置した以外は前記実験例１と同
一とした。
【００４３】比較例ににあっては、液体培地が３０℃に
達した時点で、前記糸状菌の胞子を膜面全体に接種し、
培養した。前記同様に４日目に菌糸が膜面全体を覆っ
た。更に、培養を続け、１５日目にグルコース濃度が０
になった。この時点で、無菌的に膜固定ボルト４をはず
し、次いで、培養槽１と多孔性膜３およびガス体槽２を
はずして、液体培地を前記新鮮液体培地２０ｍｌに取替
えた。更に元通りに培養装置をセットし、培養を続け
た。その麹酸生産の経時的変化を図９に示した。培養１
５日と２５日目の麹酸生産は各々０．４、１．２ｍｇ／
ｍｌで、全収量は３２ｍｇであった。また菌体量は最終
的に５００ｍｇであった。
達した時点で、前記糸状菌の胞子を膜面全体に接種し、
培養した。前記同様に４日目に菌糸が膜面全体を覆っ
た。更に、培養を続け、１５日目にグルコース濃度が０
になった。この時点で、無菌的に膜固定ボルト４をはず
し、次いで、培養槽１と多孔性膜３およびガス体槽２を
はずして、液体培地を前記新鮮液体培地２０ｍｌに取替
えた。更に元通りに培養装置をセットし、培養を続け
た。その麹酸生産の経時的変化を図９に示した。培養１
５日と２５日目の麹酸生産は各々０．４、１．２ｍｇ／
ｍｌで、全収量は３２ｍｇであった。また菌体量は最終
的に５００ｍｇであった。
【００４４】図８，９から、本発明の培養法による麹酸
の生産は、対照のものより全収量において約４．５倍、
また単位菌体量あたりにおいて約５倍多いことが分っ
た。このように本発明方法は糸状菌よる麹酸生産性を格
段に向上させる。
の生産は、対照のものより全収量において約４．５倍、
また単位菌体量あたりにおいて約５倍多いことが分っ
た。このように本発明方法は糸状菌よる麹酸生産性を格
段に向上させる。
【００４５】なお、各種測定法は次のとおりである。 グルコース濃度：グルコスタット法により行なった。す
なわち適当に希釈されたサンプル１ｍｌに１．５ＮのＮ
ａＯＨ溶液０．４３５ｍｌを加え、室温で１５分静置し
た。次いで、１．５Ｎの酢酸溶液０．５６５ｍｌを加え
た（この操作でｐＨ５．０になる）。これに５０ｍＭの
酢酸ナトリウムバッファー（ｐＨ５．０）１ｍｌを加え
た。更にグルコスタット試薬（ダイヤカラーＧＣ、ＴＯ
ＹＯＢＯ製）１ｍｌを加え、吸光光度計（ＳＨＩＭＡＺ
Ｕ ＵＶ−１６０）にて波長５５０ｎｍにおける吸光度
の増加速度を測定した。標準サンプルの検量線からサン
プル中のグルコース濃度を計算した。 乾燥菌体重量：膜面から直接菌体を掻き取った後、遠心
分離、あるいは慮過により、蒸留水で３回洗浄した。洗
浄菌体を１００℃で２日間乾燥後、その重量を測定し
た。 麹酸：ビートレ（Ｂｅａｔｌｙ）法（Ｍｅｔｈｏｄｓ
Ｅｎｚｙｍｏｌ．、３巻、２３８〜２４１頁、１９５７
年）により定量した。すなわち適当に希釈した試料液１
ｍｌに、０．１Ｎ ＨＣｌに溶解した１％ＦｅＣｌ3・
６Ｈ2Ｏ溶液１ｍｌを加え、室温で３０分間静置した。
その後、５４０ｎｍの吸光度を測定した後、既知濃度の
麹酸溶液を用いて得た検量線から麹酸濃度を算出した。
なわち適当に希釈されたサンプル１ｍｌに１．５ＮのＮ
ａＯＨ溶液０．４３５ｍｌを加え、室温で１５分静置し
た。次いで、１．５Ｎの酢酸溶液０．５６５ｍｌを加え
た（この操作でｐＨ５．０になる）。これに５０ｍＭの
酢酸ナトリウムバッファー（ｐＨ５．０）１ｍｌを加え
た。更にグルコスタット試薬（ダイヤカラーＧＣ、ＴＯ
ＹＯＢＯ製）１ｍｌを加え、吸光光度計（ＳＨＩＭＡＺ
Ｕ ＵＶ−１６０）にて波長５５０ｎｍにおける吸光度
の増加速度を測定した。標準サンプルの検量線からサン
プル中のグルコース濃度を計算した。 乾燥菌体重量：膜面から直接菌体を掻き取った後、遠心
分離、あるいは慮過により、蒸留水で３回洗浄した。洗
浄菌体を１００℃で２日間乾燥後、その重量を測定し
た。 麹酸：ビートレ（Ｂｅａｔｌｙ）法（Ｍｅｔｈｏｄｓ
Ｅｎｚｙｍｏｌ．、３巻、２３８〜２４１頁、１９５７
年）により定量した。すなわち適当に希釈した試料液１
ｍｌに、０．１Ｎ ＨＣｌに溶解した１％ＦｅＣｌ3・
６Ｈ2Ｏ溶液１ｍｌを加え、室温で３０分間静置した。
その後、５４０ｎｍの吸光度を測定した後、既知濃度の
麹酸溶液を用いて得た検量線から麹酸濃度を算出した。
【００４６】尚、上記の各実施例にあっては、液体培地
を流動させる手段として、液体培地自体の循環及び液体
培地自体の攪拌について説明したが、液体培地を循環或
いは攪拌する代りに膜の方を移動させるようにしてもよ
い。
を流動させる手段として、液体培地自体の循環及び液体
培地自体の攪拌について説明したが、液体培地を循環或
いは攪拌する代りに膜の方を移動させるようにしてもよ
い。
【００４７】
【発明の効果】本発明の培養法は前記のように構成され
るので、生物体細胞が生育することにより液体培地の膜
面近辺に生じた栄養素または生産物の濃度差を解消で
き、また膜面近辺の液体培地に生産された高濃度生産物
による生物体細胞の生育阻害が解消される。したがっ
て、膜面液体培養法という一つの培養法で、各種生物体
細胞の培養を可能とし、かつ生物体細胞、有用物質の生
産性を格段に向上させることができる。
るので、生物体細胞が生育することにより液体培地の膜
面近辺に生じた栄養素または生産物の濃度差を解消で
き、また膜面近辺の液体培地に生産された高濃度生産物
による生物体細胞の生育阻害が解消される。したがっ
て、膜面液体培養法という一つの培養法で、各種生物体
細胞の培養を可能とし、かつ生物体細胞、有用物質の生
産性を格段に向上させることができる。
【図１】本発明方法の循環方式による液体培地の流動を
行なう膜面液体培養法のフロー
行なう膜面液体培養法のフロー
【図２】同循環方式による液体培地流動を行なう膜面液
体培養システムの全体系統図
体培養システムの全体系統図
【図３】膜面液体培養装置の別実施例を示す断面図
【図４】本発明システムのうちの直列方式による二段接
続のフロー（液体培地の流動：ワンウェイ方式）
続のフロー（液体培地の流動：ワンウェイ方式）
【図５】本発明システムのうちの直列方式による二段接
続のフロー（液体培地の流動：循環方式）
続のフロー（液体培地の流動：循環方式）
【図６】本発明システムのうちの並立方式と直列状の併
用による二段接続のフロー（上流側の膜面液体培養装置
が並列）
用による二段接続のフロー（上流側の膜面液体培養装置
が並列）
【図７】本発明システムのうちの並列方式と直列状の併
用による二段接続のフロー（下流側の膜面液体培養装置
が並列）
用による二段接続のフロー（下流側の膜面液体培養装置
が並列）
【図８】本発明方法による麹酸生産の経時的変化を示す
グラフ
グラフ
【図９】従来方法による麹酸生産の経時的変化を示すグ
ラフ
ラフ
【図１０】従来方法を実施するための膜面液体培養装置
の全体系統図
の全体系統図
１…膜面液体培養装置、１ａ…上流側の膜面液体培養装
置、１ｂ…下流側の膜面液体培養装置、２…液体培地調
製槽、３…ケース、３ａ，３ｂ…ケース半体、４…多孔
性膜、９，２１…ポンプ、１０，２２…ヒータ、１１，
１６…除菌フィルタ、１９…液体培地排出管、２０…液
体培地供給管、３０…攪拌装置、Ｃ…接種細胞、Ｓ１…
ガス体室、Ｓ２…液体培地室。
置、１ｂ…下流側の膜面液体培養装置、２…液体培地調
製槽、３…ケース、３ａ，３ｂ…ケース半体、４…多孔
性膜、９，２１…ポンプ、１０，２２…ヒータ、１１，
１６…除菌フィルタ、１９…液体培地排出管、２０…液
体培地供給管、３０…攪拌装置、Ｃ…接種細胞、Ｓ１…
ガス体室、Ｓ２…液体培地室。
Claims (10)
- 【請求項１】 多孔性膜を挟んで一方に液体培地を、他
方にガス体をそれぞれ多孔性膜と直接接触させ、かつ液
体培地を流動させながらガス体側の多孔性膜の膜面で生
物体細胞を培養することを特徴とする膜面液体培養法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の膜面液体培養法におい
て、前記液体培地の流動が液体培地の循環によることを
特徴とする膜面液体培養法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の膜面液体培養法におい
て、前記液体培地の流動が液体培地の攪拌によることを
特徴とする膜面液体培養法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の膜面液体培養法におい
て、前記ガス体を多孔性膜と加圧下で直接接触させ、且
つガス体側の圧力を液体側の圧力以上としたことを特徴
とする膜面液体培養法。 - 【請求項５】 多孔性膜を挟んで一方に液体培地を、他
方にガス体をそれぞれ多孔性膜と直接接触させ、ガス体
に接触する面で生物体細胞を培養する膜面液体培養装置
において、この膜面液体培養装置はケース内を多孔性膜
にてガス体室と液体培地室とに画成し、液体培地室内に
は攪拌装置を設けたことを特徴とする膜面液体培養装
置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の膜面液体培養装置にお
いて、前記ケースは２つのケース半体の開口部を多孔性
膜を挟んで突き合せて結合していることを特徴とする膜
面液体培養装置。 - 【請求項７】 ケース内を多孔性膜にてガス体室と液体
培地室とに画成した膜面液体培養装置を組み込んだ膜面
液体培養システムにおいて、前記膜面液体培養装置には
液体培地室内の液体培地を取り出して再び液体培地室内
に送り込む循環ラインを接続し、この循環ラインの途中
に液体培地の調製槽を設けたことを特徴とする膜面液体
培養システム。 - 【請求項８】 ケース内を多孔性膜にてガス体室と液体
培地室とに画成した膜面液体培養装置を組み込んだ膜面
液体培養システムにおいて、この膜面液体培養システム
は複数の膜面液体培養装置を直列に配置してなり、上流
側の膜面液体培養装置の液体培地室と下流側の膜面液体
培養装置の液体培地室とを液体培地供給ラインで接続
し、この液体培地供給ラインの途中に液体培地の調製槽
を設けたことを特徴とする膜面液体培養システム。 - 【請求項９】 ケース内を多孔性膜にてガス体室と液体
培地室とに画成した膜面液体培養装置を組み込んだ膜面
液体培養システムにおいて、この膜面液体培養システム
は上流側及び下流側のうち少なくとも一方に複数の膜面
液体培養装置を並列に配置し、これら上流側の膜面液体
培養装置の液体培地室と下流側の膜面液体培養装置の液
体培地室とを液体培地供給ラインで接続し、この液体培
地供給ラインの途中に液体培地の調製槽を設けたことを
特徴とする膜面液体培養システム。 - 【請求項１０】 請求項７または請求項８に記載の膜面
液体培養システムにおいて、最下流側の膜面液体培養装
置の液体培地室と最上流側の膜面液体培養装置の液体培
地室とを液体培地戻りラインで接続し、この液体培地戻
りラインの途中に液体培地の調製槽を設けたことを特徴
とする膜面液体培養システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12157794A JPH07322874A (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 膜面液体培養法、膜面液体培養装置及び膜面液体培養システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12157794A JPH07322874A (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 膜面液体培養法、膜面液体培養装置及び膜面液体培養システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07322874A true JPH07322874A (ja) | 1995-12-12 |
Family
ID=14814690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12157794A Pending JPH07322874A (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 膜面液体培養法、膜面液体培養装置及び膜面液体培養システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07322874A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021210553A1 (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | ||
| CN113528328A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-10-22 | 韶关学院 | 一种细菌生物被膜培养装置 |
-
1994
- 1994-06-02 JP JP12157794A patent/JPH07322874A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021210553A1 (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | ||
| CN113528328A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-10-22 | 韶关学院 | 一种细菌生物被膜培养装置 |
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| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050425 |
|
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Effective date: 20050523 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050524 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051206 |