JPH10118461A - 発酵生産物の回収方法 - Google Patents
発酵生産物の回収方法Info
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- JPH10118461A JPH10118461A JP29570596A JP29570596A JPH10118461A JP H10118461 A JPH10118461 A JP H10118461A JP 29570596 A JP29570596 A JP 29570596A JP 29570596 A JP29570596 A JP 29570596A JP H10118461 A JPH10118461 A JP H10118461A
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- Japan
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- fermentation
- membrane
- cultured cells
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- cultured
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】透過流束ならびに発酵液中の発酵生産物の回収
率を向上させる発酵生産物の回収方法を提供すること。 【解決手段】チューブ型濾過装置を用いて、培養細胞と
培養細胞が分泌する発酵生産物とを含有する発酵液から
培養細胞を分離し、発酵生産物を回収する方法であっ
て、培養細胞の大きさの１〜１０倍の膜孔径を有する培
養細胞分離膜を用いることを特徴とする発酵生産物の回
収方法。
率を向上させる発酵生産物の回収方法を提供すること。 【解決手段】チューブ型濾過装置を用いて、培養細胞と
培養細胞が分泌する発酵生産物とを含有する発酵液から
培養細胞を分離し、発酵生産物を回収する方法であっ
て、培養細胞の大きさの１〜１０倍の膜孔径を有する培
養細胞分離膜を用いることを特徴とする発酵生産物の回
収方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発酵生産物、すなわ
ち、例えば微生物が有機物を分解し、その代謝物として
蓄積される生産物を発酵液から回収する方法に関する。
ち、例えば微生物が有機物を分解し、その代謝物として
蓄積される生産物を発酵液から回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発酵液をそのまま濾過し、発酵液中の微
粒子、培養細胞および胞子などの不溶解物質を除去して
目的とする酵素等の発酵生産物を回収する方法は公知で
ある。ところが、濾過操作中に分離膜細孔の大きさに近
い粒子によって分離膜の目詰まりを起こし、さらに膜面
上に不溶解物質が堆積し、濾過効率の低下を招くことが
問題となる。従来、こうした分離膜の物理的目詰まりや
膜面上の不溶解物質の堆積に対し、濾過使用膜面積を大
きくしたり、プレフィルターを用いたり、膜面上を掃流
しながら濾過を行う等の操作により、目詰まりや不溶解
物質の堆積を避けていた。
粒子、培養細胞および胞子などの不溶解物質を除去して
目的とする酵素等の発酵生産物を回収する方法は公知で
ある。ところが、濾過操作中に分離膜細孔の大きさに近
い粒子によって分離膜の目詰まりを起こし、さらに膜面
上に不溶解物質が堆積し、濾過効率の低下を招くことが
問題となる。従来、こうした分離膜の物理的目詰まりや
膜面上の不溶解物質の堆積に対し、濾過使用膜面積を大
きくしたり、プレフィルターを用いたり、膜面上を掃流
しながら濾過を行う等の操作により、目詰まりや不溶解
物質の堆積を避けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような問題点に対
し、一般的な方法として、発酵液に凝集剤を添加した
後、該発酵液を公知の加圧濾過機、あるいは真空濾過機
等で濾過した後、さらに精密濾過により発酵生産物を回
収する方法が知られている。しかしながら、この方法で
は、複数の工程を経るため時間がかかり、また工程が多
い為に発酵液中の発酵生産物の回収率が低下する等の問
題があり、全工程の効率は良いものとは言えない。
し、一般的な方法として、発酵液に凝集剤を添加した
後、該発酵液を公知の加圧濾過機、あるいは真空濾過機
等で濾過した後、さらに精密濾過により発酵生産物を回
収する方法が知られている。しかしながら、この方法で
は、複数の工程を経るため時間がかかり、また工程が多
い為に発酵液中の発酵生産物の回収率が低下する等の問
題があり、全工程の効率は良いものとは言えない。
【０００４】工程数を低減させるために膜面上の掃流機
構を付与した濾過装置として、実開昭６２−１３０７０
３号公報等に記載されている膜自体を回転させて行う方
法や特開平５−１１５７５８号公報等に記載されている
膜面上で攪拌翼を回転させて行う方法がある。しかし、
これらの方法では、培養細胞等の不溶解物質の分離膜の
目詰まりや膜面上の堆積については改善されるものの、
発酵液中の高分子物質等の閉塞要因物質が膜を閉塞さ
せ、発酵液の膜濾過速度が遅くなる場合や発酵液中の発
酵生産物の回収率が低下する場合が多い。従って、微粒
子、培養細胞、胞子等の不溶解物質を含む発酵液中から
目的とする発酵生産物を効率よく、高回収率で得る方法
は未だ見出されていないのが現状であった。
構を付与した濾過装置として、実開昭６２−１３０７０
３号公報等に記載されている膜自体を回転させて行う方
法や特開平５−１１５７５８号公報等に記載されている
膜面上で攪拌翼を回転させて行う方法がある。しかし、
これらの方法では、培養細胞等の不溶解物質の分離膜の
目詰まりや膜面上の堆積については改善されるものの、
発酵液中の高分子物質等の閉塞要因物質が膜を閉塞さ
せ、発酵液の膜濾過速度が遅くなる場合や発酵液中の発
酵生産物の回収率が低下する場合が多い。従って、微粒
子、培養細胞、胞子等の不溶解物質を含む発酵液中から
目的とする発酵生産物を効率よく、高回収率で得る方法
は未だ見出されていないのが現状であった。
【０００５】本発明は、このような課題を解決すべくな
されたものであり、本発明の目的は透過流束ならびに発
酵液中の発酵生産物の回収率を向上させる発酵生産物の
回収方法を提供することにある。
されたものであり、本発明の目的は透過流束ならびに発
酵液中の発酵生産物の回収率を向上させる発酵生産物の
回収方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の濾
過装置を用いて培養細胞を分離し、発酵液中の発酵生産
物を回収することに着目し、鋭意検討した結果、本発明
を完成するに至った。
過装置を用いて培養細胞を分離し、発酵液中の発酵生産
物を回収することに着目し、鋭意検討した結果、本発明
を完成するに至った。
【０００７】即ち、本発明の要旨は、（１） チューブ
型濾過装置を用いて、培養細胞と培養細胞が分泌する発
酵生産物とを含有する発酵液から培養細胞を分離し、発
酵生産物を回収する方法であって、培養細胞の大きさの
１〜１０倍の膜孔径を有する培養細胞分離膜を用いるこ
とを特徴とする発酵生産物の回収方法、（２） 培養細
胞の大きさの１．５〜６倍の膜孔径を有する培養細胞分
離膜を用いることを特徴とする前記（１）記載の回収方
法、（３） 膜孔径が０．７５〜５μｍである前記
（１）又は（２）記載の回収方法、に関する。
型濾過装置を用いて、培養細胞と培養細胞が分泌する発
酵生産物とを含有する発酵液から培養細胞を分離し、発
酵生産物を回収する方法であって、培養細胞の大きさの
１〜１０倍の膜孔径を有する培養細胞分離膜を用いるこ
とを特徴とする発酵生産物の回収方法、（２） 培養細
胞の大きさの１．５〜６倍の膜孔径を有する培養細胞分
離膜を用いることを特徴とする前記（１）記載の回収方
法、（３） 膜孔径が０．７５〜５μｍである前記
（１）又は（２）記載の回収方法、に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の回収方法の対象となる発
酵液は、例えば細菌、放線菌、カビ、酵母等の微生物を
培養したものでも良く、動物あるいは植物の細胞を培養
したものでも良い。具体的には、アルコール発酵、醤
油、食酢等の食品発酵、抗生物質および抗ガン物質の発
酵、有機酸発酵、アミノ酸発酵、酵素の発酵等が挙げら
れる。
酵液は、例えば細菌、放線菌、カビ、酵母等の微生物を
培養したものでも良く、動物あるいは植物の細胞を培養
したものでも良い。具体的には、アルコール発酵、醤
油、食酢等の食品発酵、抗生物質および抗ガン物質の発
酵、有機酸発酵、アミノ酸発酵、酵素の発酵等が挙げら
れる。
【０００９】本発明で使用されるチューブ型濾過装置と
は、チューブ状の培養細胞分離膜を有する濾過装置をい
い、分離膜は一般的なものとして、中空糸状、管状、モ
ノリス状などのモジュールが挙げられ、多数の材質、形
状のものが上市されている。
は、チューブ状の培養細胞分離膜を有する濾過装置をい
い、分離膜は一般的なものとして、中空糸状、管状、モ
ノリス状などのモジュールが挙げられ、多数の材質、形
状のものが上市されている。
【００１０】膜の材質は例えば、アルミナ、チタニア、
ジルコニア等のセラミック、ガラス、金属等の無機膜、
または、酢酸セルロース系、ニトロセルロース系、脂肪
族ポリアミド系、ポリスルホン系、ポリオレフィン系、
ポリアクリロニトリル系、ポリエーテルスルホン系、ポ
リ塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系、フッ素系高
分子等の有機膜が挙げられ、セラミック膜、無機膜、ポ
リスルホン系高分子膜、フッ素系高分子膜が、膜洗浄時
の薬液耐久性が大きい観点から、より好ましい。膜の厚
さは特に限定されないが、５０〜１０００μｍがより好
ましい。
ジルコニア等のセラミック、ガラス、金属等の無機膜、
または、酢酸セルロース系、ニトロセルロース系、脂肪
族ポリアミド系、ポリスルホン系、ポリオレフィン系、
ポリアクリロニトリル系、ポリエーテルスルホン系、ポ
リ塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系、フッ素系高
分子等の有機膜が挙げられ、セラミック膜、無機膜、ポ
リスルホン系高分子膜、フッ素系高分子膜が、膜洗浄時
の薬液耐久性が大きい観点から、より好ましい。膜の厚
さは特に限定されないが、５０〜１０００μｍがより好
ましい。
【００１１】本発明におけるチューブ型濾過装置に用い
られる膜孔径は、種々の粒径のラテック粒子に対して、
それぞれ粒子懸濁水溶液を作成し、各々３２ｃｍ3 の水
溶液を０．４２ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧下で濾過した際、
粒子除去率が９０％以上を示す粒径をその膜の孔径とし
て定義される。膜孔径は培養細胞の大きさの１〜１０倍
であることが重要であり、より好ましくは１．５〜６
倍、さらに好ましくは２．０〜５倍である。膜孔径は具
体的には通常０．７５〜５μｍであり、好ましくは０．
７５〜３μｍ、さらに好ましくは１．０〜２．５μｍで
ある。ここで、微生物、動物細胞、植物細胞の大きさと
は、これらの細胞をあらゆる角度から投影させた場合
に、その細胞の投影面積が最小となる平面図形の長径
（最長間隔）として定義される。
られる膜孔径は、種々の粒径のラテック粒子に対して、
それぞれ粒子懸濁水溶液を作成し、各々３２ｃｍ3 の水
溶液を０．４２ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧下で濾過した際、
粒子除去率が９０％以上を示す粒径をその膜の孔径とし
て定義される。膜孔径は培養細胞の大きさの１〜１０倍
であることが重要であり、より好ましくは１．５〜６
倍、さらに好ましくは２．０〜５倍である。膜孔径は具
体的には通常０．７５〜５μｍであり、好ましくは０．
７５〜３μｍ、さらに好ましくは１．０〜２．５μｍで
ある。ここで、微生物、動物細胞、植物細胞の大きさと
は、これらの細胞をあらゆる角度から投影させた場合
に、その細胞の投影面積が最小となる平面図形の長径
（最長間隔）として定義される。
【００１２】孔径が培養細胞の大きさの１倍未満である
と、培養細胞の自己消化等により生成した高分子分離阻
害物質等が分離膜に付着または堆積するために、膜透過
流束が低下し、発酵生産物の回収率が低下する。また、
孔径が培養細胞の大きさの１０倍を超えると培養細胞の
分離能が低下すると同時に培養細胞の膜への目詰まりが
顕著となり、かえって透過流束、回収率共に低下する傾
向がある。ここで培養細胞の分離能とは、発酵生産物を
含有する透過液中への培養細胞の漏れを阻止する能力の
ことであり、９５〜１００％が好ましく、９８〜１００
％がより好ましい。
と、培養細胞の自己消化等により生成した高分子分離阻
害物質等が分離膜に付着または堆積するために、膜透過
流束が低下し、発酵生産物の回収率が低下する。また、
孔径が培養細胞の大きさの１０倍を超えると培養細胞の
分離能が低下すると同時に培養細胞の膜への目詰まりが
顕著となり、かえって透過流束、回収率共に低下する傾
向がある。ここで培養細胞の分離能とは、発酵生産物を
含有する透過液中への培養細胞の漏れを阻止する能力の
ことであり、９５〜１００％が好ましく、９８〜１００
％がより好ましい。
【００１３】また、培養細胞の分離能が１００％要求さ
れる場合には、本発明の方法により発酵生産物をまず高
回収率で得た後、培養細胞よりも小さい膜孔径の分離膜
を用いてさらに濾過することによって１００％の培養細
胞を分離する方法を行っても良い。
れる場合には、本発明の方法により発酵生産物をまず高
回収率で得た後、培養細胞よりも小さい膜孔径の分離膜
を用いてさらに濾過することによって１００％の培養細
胞を分離する方法を行っても良い。
【００１４】操作温度は、通常０〜４０℃であり、好ま
しくは５〜３０℃である。操作温度が０℃未満では発酵
液の粘度が大きくなるため膜透過流束が低下することが
あり、また４０℃を超えると発酵液の性状が悪化し、好
ましくない。
しくは５〜３０℃である。操作温度が０℃未満では発酵
液の粘度が大きくなるため膜透過流束が低下することが
あり、また４０℃を超えると発酵液の性状が悪化し、好
ましくない。
【００１５】チューブ型濾過装置においては、発酵液を
循環させることにより膜面速度と圧力損失による膜間差
圧（膜を介しての原液側と透過側との差圧）は同時に上
昇する。膜面速度は大きいほどゲル層（膜閉塞物質が堆
積した層）の剥離効果が増大し、膜間差圧は大きいほど
透過流束が増大する。しかし膜間差圧が大きくなりすぎ
ると膜近傍でのゲル層の圧密化が起こり、膜透過流束お
よび発酵液中の発酵生産物の回収率が低下する。
循環させることにより膜面速度と圧力損失による膜間差
圧（膜を介しての原液側と透過側との差圧）は同時に上
昇する。膜面速度は大きいほどゲル層（膜閉塞物質が堆
積した層）の剥離効果が増大し、膜間差圧は大きいほど
透過流束が増大する。しかし膜間差圧が大きくなりすぎ
ると膜近傍でのゲル層の圧密化が起こり、膜透過流束お
よび発酵液中の発酵生産物の回収率が低下する。
【００１６】本発明における膜間差圧は、入口と出口の
平均膜間差圧をいい、通常４．０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下が
好ましく、より好ましくは０．２〜３．０ｋｇｆ／ｃｍ
2 である。膜間差圧が０．２ｋｇｆ／ｃｍ2 より小さい
と透過流束が低下し、処理性が悪化する傾向がある。ま
た、膜間差圧が４．０ｋｇｆ／ｃｍ2 を超えると膜面で
のゲル層の圧密化等により膜閉塞が生じて透過流束が低
下する場合があるので好ましくない。また、膜間差圧の
与え方は、原液側加圧式、透過液側減圧式あるいは両者
の組み合わせでも良い。
平均膜間差圧をいい、通常４．０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下が
好ましく、より好ましくは０．２〜３．０ｋｇｆ／ｃｍ
2 である。膜間差圧が０．２ｋｇｆ／ｃｍ2 より小さい
と透過流束が低下し、処理性が悪化する傾向がある。ま
た、膜間差圧が４．０ｋｇｆ／ｃｍ2 を超えると膜面で
のゲル層の圧密化等により膜閉塞が生じて透過流束が低
下する場合があるので好ましくない。また、膜間差圧の
与え方は、原液側加圧式、透過液側減圧式あるいは両者
の組み合わせでも良い。
【００１７】分離膜面上の掃流を行うための膜面速度は
大きいほど膜面上の掃流効果が大きくなる。しかし、あ
る速度以上では、圧力損失が大きくなり、膜近傍でのゲ
ル層の圧密化が起こり、膜透過流束および発酵液中の発
酵生産物の回収率が低下する。また、速度が低過ぎると
圧力損失は低下し、圧密化は回避されるが、ゲル層の剥
離効果が低下し、膜透過流束および発酵液中の発酵生産
物の回収率が低下する。実質的には膜面速度は１〜５ｍ
／ｓが適当である。
大きいほど膜面上の掃流効果が大きくなる。しかし、あ
る速度以上では、圧力損失が大きくなり、膜近傍でのゲ
ル層の圧密化が起こり、膜透過流束および発酵液中の発
酵生産物の回収率が低下する。また、速度が低過ぎると
圧力損失は低下し、圧密化は回避されるが、ゲル層の剥
離効果が低下し、膜透過流束および発酵液中の発酵生産
物の回収率が低下する。実質的には膜面速度は１〜５ｍ
／ｓが適当である。
【００１８】本発明の方法による回収の対象となる発酵
生産物とは、特に限定されるものではない。例えば、ア
ンフォテリシン、バシトラシン、セファロスポリン、ク
ロラムフェニコール、シクロヘキサマイド、エリスロマ
イシン、ゲンタマイシン、グラミシヂン、グリセオフル
ビン、カナマイシン、ナタマイシン、ネオマイシン、ノ
ボビオシン、ナイスタチン、オレアンドマイシン、パラ
モマイシン、ペニシリン、ポリミキシン、リファマイシ
ン、ストレプトマイシン、テトラサイクリン、トリコマ
イシン、タイロシジン、タイロスライシン、タイロシ
ン、バンコマイシン、バイオマイシン等の抗生物質、ア
ミノ酸アシラーゼ、アミノ酸トランスアミナーゼ、アミ
ラーゼ、アスパラギナーゼ、カタラーゼ、セルラーゼ、
コラゲナーゼ、デヒドロゲナーゼ類、デキストラナー
ゼ、グルコアミラーゼ、グルコースオキシダーゼ、グル
タミン酸デカーボキシラーゼ、ヘミセルラーゼ、フラク
トース−グルコースイソメラーゼ、インベルターゼ、リ
パーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、ペニシリンアシラ
ーゼ、ペニシリナーゼ、プロテアーゼ、ストレプトキナ
ーゼ−ストレプトドーナーゼ等の酵素、その他ビタミン
類、多糖類、色素等が挙げられる。
生産物とは、特に限定されるものではない。例えば、ア
ンフォテリシン、バシトラシン、セファロスポリン、ク
ロラムフェニコール、シクロヘキサマイド、エリスロマ
イシン、ゲンタマイシン、グラミシヂン、グリセオフル
ビン、カナマイシン、ナタマイシン、ネオマイシン、ノ
ボビオシン、ナイスタチン、オレアンドマイシン、パラ
モマイシン、ペニシリン、ポリミキシン、リファマイシ
ン、ストレプトマイシン、テトラサイクリン、トリコマ
イシン、タイロシジン、タイロスライシン、タイロシ
ン、バンコマイシン、バイオマイシン等の抗生物質、ア
ミノ酸アシラーゼ、アミノ酸トランスアミナーゼ、アミ
ラーゼ、アスパラギナーゼ、カタラーゼ、セルラーゼ、
コラゲナーゼ、デヒドロゲナーゼ類、デキストラナー
ゼ、グルコアミラーゼ、グルコースオキシダーゼ、グル
タミン酸デカーボキシラーゼ、ヘミセルラーゼ、フラク
トース−グルコースイソメラーゼ、インベルターゼ、リ
パーゼ、リゾチーム、ペクチナーゼ、ペニシリンアシラ
ーゼ、ペニシリナーゼ、プロテアーゼ、ストレプトキナ
ーゼ−ストレプトドーナーゼ等の酵素、その他ビタミン
類、多糖類、色素等が挙げられる。
【００１９】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によ
りなんら限定されるものではない。
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によ
りなんら限定されるものではない。
【００２０】実施例１ 以下の条件でバチルスエスピー ＫＳＭ−６３５（微工
研条寄第1485号、昭和61年７月24日（原寄託日））を培
養し、セルラーゼの生産を行い、該発酵液から本発明の
方法により菌体を分離し、発酵生産物であるセルラーゼ
の回収を行った。培地は、肉エキス（Oxoid 社製）３
％、酵母エキス（Difco 社製）０．０５％、ＫＨ2 ＰＯ
4 を０．１％、ＫＣｌを１％、グルコース０．５％、フ
ラクトース０．５％、Ｎａ2 ＣＯ3 ０．５％を混合溶解
して調製した（％は重量％）。３０リットル培養槽にこ
の培地を１８リットル仕込み、２４時間培養の種発酵液
１８０ｍＬを添加した。培養は、温度３３℃、給気空気
流量９Ｎリットル／分、攪拌速度４００ｒｐｍの条件で
３０時間保持することにより行った。培養後の菌体濃度
は、発酵液の波長６００ｎｍでの濁度で測定したとこ
ろ、その値は吸光度で４０であった。培養細胞の大きさ
を顕微鏡で測定したところ、０．５μｍであった。
研条寄第1485号、昭和61年７月24日（原寄託日））を培
養し、セルラーゼの生産を行い、該発酵液から本発明の
方法により菌体を分離し、発酵生産物であるセルラーゼ
の回収を行った。培地は、肉エキス（Oxoid 社製）３
％、酵母エキス（Difco 社製）０．０５％、ＫＨ2 ＰＯ
4 を０．１％、ＫＣｌを１％、グルコース０．５％、フ
ラクトース０．５％、Ｎａ2 ＣＯ3 ０．５％を混合溶解
して調製した（％は重量％）。３０リットル培養槽にこ
の培地を１８リットル仕込み、２４時間培養の種発酵液
１８０ｍＬを添加した。培養は、温度３３℃、給気空気
流量９Ｎリットル／分、攪拌速度４００ｒｐｍの条件で
３０時間保持することにより行った。培養後の菌体濃度
は、発酵液の波長６００ｎｍでの濁度で測定したとこ
ろ、その値は吸光度で４０であった。培養細胞の大きさ
を顕微鏡で測定したところ、０．５μｍであった。
【００２１】用いた濾過装置の構造を図１により説明す
る。培養細胞分離膜９は長さ４５０ｍｍ、チューブ内径
２ｍｍ、有効膜面積２８ｃｍ2 のポリテトラフルオロエ
チレン製の中空糸状精密濾過膜であり、膜ケーシング１
３とその先端部で封糸接着剤１０により固定されてい
る。発酵液２は発酵液液槽１から循環ポンプ５により、
発酵液入口６を通って培養細胞分離膜９内に供給され、
培養細胞分離膜９を出た発酵液は発酵液出口７から発酵
液液槽１に返送される。発酵液を循環する間は攪拌モー
ター４に接続された攪拌棒３により発酵液液槽１内で均
一に混合できる。膜間差圧は発酵液入口側圧力計１４及
び発酵液出口側圧力計１５によりその平均値から、膜面
速度は流路切替えバルブ１６を発酵液液槽１側からメス
シリンダー１７側へ切替えることにより、流量から測定
することが可能であり、膜間差圧は０〜５ｋｇｆ／ｃｍ
2 、膜面速度は０〜５ｍ／ｓの設定が可能である。上記
分離膜９を透過した溶液は、膜と膜ケーシングとの間を
通って透過液出口ノズル８よりステンレス製の集液容器
１１に透過液１２として集液される。
る。培養細胞分離膜９は長さ４５０ｍｍ、チューブ内径
２ｍｍ、有効膜面積２８ｃｍ2 のポリテトラフルオロエ
チレン製の中空糸状精密濾過膜であり、膜ケーシング１
３とその先端部で封糸接着剤１０により固定されてい
る。発酵液２は発酵液液槽１から循環ポンプ５により、
発酵液入口６を通って培養細胞分離膜９内に供給され、
培養細胞分離膜９を出た発酵液は発酵液出口７から発酵
液液槽１に返送される。発酵液を循環する間は攪拌モー
ター４に接続された攪拌棒３により発酵液液槽１内で均
一に混合できる。膜間差圧は発酵液入口側圧力計１４及
び発酵液出口側圧力計１５によりその平均値から、膜面
速度は流路切替えバルブ１６を発酵液液槽１側からメス
シリンダー１７側へ切替えることにより、流量から測定
することが可能であり、膜間差圧は０〜５ｋｇｆ／ｃｍ
2 、膜面速度は０〜５ｍ／ｓの設定が可能である。上記
分離膜９を透過した溶液は、膜と膜ケーシングとの間を
通って透過液出口ノズル８よりステンレス製の集液容器
１１に透過液１２として集液される。
【００２２】以上の濾過装置において、孔径が０．８μ
ｍ（（膜孔径Ｄ）／（培養細胞の大きさｄ）＝１．６）
の分離膜を用いて発酵生産物の回収操作を行った。ま
ず、上記発酵液２リットルを濾過装置の液槽１に循環ポ
ンプ５にて導入し、循環を行った。発酵液は氷冷し１５
℃に保った。続いて循環量を０．８５リットル／ｍｉ
ｎ．（膜面速度は４．５ｍ／ｓ）、膜間差圧１ｋｇｆ／
ｃｍ2 に設定して透過液１リットルを得た。
ｍ（（膜孔径Ｄ）／（培養細胞の大きさｄ）＝１．６）
の分離膜を用いて発酵生産物の回収操作を行った。ま
ず、上記発酵液２リットルを濾過装置の液槽１に循環ポ
ンプ５にて導入し、循環を行った。発酵液は氷冷し１５
℃に保った。続いて循環量を０．８５リットル／ｍｉ
ｎ．（膜面速度は４．５ｍ／ｓ）、膜間差圧１ｋｇｆ／
ｃｍ2 に設定して透過液１リットルを得た。
【００２３】このとき、濾過液の流量、酵素含有量を測
定し、透過流束（下記式（１））および酵素回収率を算
出した。酵素含有量は、濾過液１リットル当たりの酵素
活性から算出した。酵素活性の測定は、次のように行っ
た。セルラーゼ活性測定法： １０ｍｇＣＭＣ（山陽国策パル
プ社）、１００μｍｏｌグリシン−水酸化ナトリウム緩
衝液（ｐＨ８〜１１）を含む基質溶液０．９ｍｌに０．
１ｍｌの酵素溶液を加え、４０℃、２０分反応した。反
応後、３，５−ジニトロ−サリチル酸（３，５−dinitr
o-salicylic acid (DNS)) 法にて還元糖の定量を行っ
た。すなわち、反応液１．０ｍｌにＤＮＳ試薬１．０ｍ
ｌを加え、５分間、１００℃で加熱発色させ、冷却後、
４．０ｍｌの脱イオン水を加えて希釈した。これを波長
５３５ｎｍで比色定量した。酵素力価は、上記の条件下
で１分間に１μｍｏｌのグルコースに相当する還元糖を
生成する酵素量を１単位とした。酵素回収率は、下記式
（２）から求めた。また、培養細胞分離率は波長６００
ｎｍでの濁度（培養細胞濃度が高い場合）を測定し、下
記式（３）を用いて算出した。
定し、透過流束（下記式（１））および酵素回収率を算
出した。酵素含有量は、濾過液１リットル当たりの酵素
活性から算出した。酵素活性の測定は、次のように行っ
た。セルラーゼ活性測定法： １０ｍｇＣＭＣ（山陽国策パル
プ社）、１００μｍｏｌグリシン−水酸化ナトリウム緩
衝液（ｐＨ８〜１１）を含む基質溶液０．９ｍｌに０．
１ｍｌの酵素溶液を加え、４０℃、２０分反応した。反
応後、３，５−ジニトロ−サリチル酸（３，５−dinitr
o-salicylic acid (DNS)) 法にて還元糖の定量を行っ
た。すなわち、反応液１．０ｍｌにＤＮＳ試薬１．０ｍ
ｌを加え、５分間、１００℃で加熱発色させ、冷却後、
４．０ｍｌの脱イオン水を加えて希釈した。これを波長
５３５ｎｍで比色定量した。酵素力価は、上記の条件下
で１分間に１μｍｏｌのグルコースに相当する還元糖を
生成する酵素量を１単位とした。酵素回収率は、下記式
（２）から求めた。また、培養細胞分離率は波長６００
ｎｍでの濁度（培養細胞濃度が高い場合）を測定し、下
記式（３）を用いて算出した。
【００２４】
【数１】
【００２５】実施例２ 分離膜の公称孔径を２μｍ（Ｄ／ｄ＝４）とする以外は
実施例１と全く同じ操作で行った。
実施例１と全く同じ操作で行った。
【００２６】比較例１ 分離膜の公称孔径を０．４５μｍ（Ｄ／ｄ＝０．９）と
する以外は実施例１と全く同じ操作で行った。
する以外は実施例１と全く同じ操作で行った。
【００２７】比較例２ 分離膜の公称孔径を８μｍ（Ｄ／ｄ＝１６）とする以外
は実施例１と全く同じ操作で行った。
は実施例１と全く同じ操作で行った。
【００２８】以上の結果から、実施例１、２、比較例
１、２に対して透過流束、酵素回収率および培養細胞分
離率を求めた。それを膜の孔径に対して点綴したものを
図２に示す。図２から明らかなように、実施例１、２の
透過流束、酵素回収率は比較例１、２に比べて高い。
１、２に対して透過流束、酵素回収率および培養細胞分
離率を求めた。それを膜の孔径に対して点綴したものを
図２に示す。図２から明らかなように、実施例１、２の
透過流束、酵素回収率は比較例１、２に比べて高い。
【００２９】
【発明の効果】本発明により、膜面上に不溶解物質が付
着、堆積することを防止しつつ、発酵液から培養細胞を
効率的に分離し、発酵生産物を高回収率で回収すること
が可能となった。
着、堆積することを防止しつつ、発酵液から培養細胞を
効率的に分離し、発酵生産物を高回収率で回収すること
が可能となった。
【図１】図１は、本発明におけるチューブ型濾過装置の
構成図の一例を示す図である。
構成図の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施例１、２、比較例１、２における
透過流束、酵素回収率および培養細胞分離率を膜の孔径
に対して点綴した結果を示す図である。
透過流束、酵素回収率および培養細胞分離率を膜の孔径
に対して点綴した結果を示す図である。
１ 液槽 ２ 発酵液 ３ 攪拌棒 ４ 攪拌モーター ５ 循環ポンプ ６ 発酵液入口 ７ 発酵液出口 ８ 透過液出口ノズル ９ 培養細胞分離膜 １０ 封糸接着剤 １１ 集液容器 １２ 透過液 １３ 膜ケーシング １４ 発酵液入口側圧力計 １５ 発酵液出口側圧力計 １６ 流路切替えバルブ １７ メスシリンダー
Claims (3)
- 【請求項１】 チューブ型濾過装置を用いて、培養細胞
と培養細胞が分泌する発酵生産物とを含有する発酵液か
ら培養細胞を分離し、発酵生産物を回収する方法であっ
て、培養細胞の大きさの１〜１０倍の膜孔径を有する培
養細胞分離膜を用いることを特徴とする発酵生産物の回
収方法。 - 【請求項２】 培養細胞の大きさの１．５〜６倍の膜孔
径を有する培養細胞分離膜を用いることを特徴とする請
求項１記載の回収方法。 - 【請求項３】 膜孔径が０．７５〜５μｍである請求項
１又は２記載の回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29570596A JPH10118461A (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | 発酵生産物の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29570596A JPH10118461A (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | 発酵生産物の回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10118461A true JPH10118461A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17824099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29570596A Pending JPH10118461A (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | 発酵生産物の回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10118461A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007252367A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-10-04 | Toray Ind Inc | 連続発酵による化学品の製造方法および連続発酵装置 |
| JP2009065966A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-04-02 | Toray Ind Inc | 連続発酵による化学品の製造方法 |
| JP2009296921A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Toray Ind Inc | 連続培養装置および化学品の製造方法 |
| CN104131038A (zh) * | 2006-02-24 | 2014-11-05 | 东丽株式会社 | 化学品的制备方法和连续发酵装置 |
| JP2016013501A (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 聡 竹下 | Ｐｄ膜分離装置 |
-
1996
- 1996-10-16 JP JP29570596A patent/JPH10118461A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007252367A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-10-04 | Toray Ind Inc | 連続発酵による化学品の製造方法および連続発酵装置 |
| CN104131038A (zh) * | 2006-02-24 | 2014-11-05 | 东丽株式会社 | 化学品的制备方法和连续发酵装置 |
| JP2009065966A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-04-02 | Toray Ind Inc | 連続発酵による化学品の製造方法 |
| JP2009296921A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Toray Ind Inc | 連続培養装置および化学品の製造方法 |
| JP2016013501A (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 聡 竹下 | Ｐｄ膜分離装置 |
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