JPS6091979A - 基質の流加制御方法及び装置 - Google Patents
基質の流加制御方法及び装置Info
- Publication number
- JPS6091979A JPS6091979A JP19907683A JP19907683A JPS6091979A JP S6091979 A JPS6091979 A JP S6091979A JP 19907683 A JP19907683 A JP 19907683A JP 19907683 A JP19907683 A JP 19907683A JP S6091979 A JPS6091979 A JP S6091979A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- gas
- measuring device
- dissolved oxygen
- oxygen
- Prior art date
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- Granted
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は微生物の好気的ｔｌ’ｆ養方法に係わり、とく
に酵母培養において基質流加ＪＩｔを制御づ−る方法及
び装置に関す−るものである。
に酵母培養において基質流加ＪＩｔを制御づ−る方法及
び装置に関す−るものである。
〔発明の背景」
食・飼流酵母、パン酵母などの酵母菌体の）：１・産に
おいてはｊｌ“ｆ養【１弓こ」基質を少１注−リ゛−〕
供給する流加培養法がイー１わ、！ｌ、ている。この培
養を効率よ〈実施するには流加した基質が完全に酵母に
消費され、かつエタノール等の副生成物が少ないことが
必須である。
おいてはｊｌ“ｆ養【１弓こ」基質を少１注−リ゛−〕
供給する流加培養法がイー１わ、！ｌ、ている。この培
養を効率よ〈実施するには流加した基質が完全に酵母に
消費され、かつエタノール等の副生成物が少ないことが
必須である。
従来、Ｊｉｆ養中の菌体濃度や菌体の活性度を迅速に測
定する手段がないことから、ため定めたプログラムに従
いノ、し質をＪｆｆ養槽１流加する方式が行われていた
。この方式では槽内の菌体活性に応した基質流加が不可
能であり、生産性は高くなかった。
定する手段がないことから、ため定めたプログラムに従
いノ、し質をＪｆｆ養槽１流加する方式が行われていた
。この方式では槽内の菌体活性に応した基質流加が不可
能であり、生産性は高くなかった。
本発明は前記現状に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは培養中の基質流加量を適正に制御すること
により、酵母の菌体生産効率の向上を可能にする方法及
び装置を提供するものである。
するところは培養中の基質流加量を適正に制御すること
により、酵母の菌体生産効率の向上を可能にする方法及
び装置を提供するものである。
本発明の目的を達成するための基質流加方法はエタノー
ル等の副生成物の生成をＲＱの上昇により検知し、基質
流加量を減少させるか零にし、つぎに生成した副生成物
が酵母により資化されたのを溶存酸素濃度の上昇で検知
し、基質流加量を増加させることを特徴とする方法であ
る。
ル等の副生成物の生成をＲＱの上昇により検知し、基質
流加量を減少させるか零にし、つぎに生成した副生成物
が酵母により資化されたのを溶存酸素濃度の上昇で検知
し、基質流加量を増加させることを特徴とする方法であ
る。
つぎに本発明方法を詳細に説明する。本制御方法を実施
するには、エタノールの生成及び消費を迅速に知る必要
があるが、現在のところ培養液中のエタノール濃度を直
接かつ迅速に測定する有効な手段がない。そこで、本発
明者らはエタノールの生成をＲＱで検知するとともに、
エタノールの酵母による消費により溶存酸素濃度が急激
に−に昇する現銀髪発見し、本発明の至ったものである
。
するには、エタノールの生成及び消費を迅速に知る必要
があるが、現在のところ培養液中のエタノール濃度を直
接かつ迅速に測定する有効な手段がない。そこで、本発
明者らはエタノールの生成をＲＱで検知するとともに、
エタノールの酵母による消費により溶存酸素濃度が急激
に−に昇する現銀髪発見し、本発明の至ったものである
。
糖を基質とした酵母培養において、ＲＱ＝１．０の場合
は良好な菌体増殖を示し、ＲＱ＞１．０の場合は炭酸ガ
スの生成量が多いことからエタノールの生成を示してい
る。そこで、ＲＱ＞１．０の場合はエタノールが生成し
たとして、基質流加を減少または停止する。一方、ＲＱ
＞１．Ｏの場合は基質不足か、生成したエタノールを酵
母が資化しているかどちらかであり、エタノールを酵母
が完全に消費したかどうかを判定できない。しかし、基
質流加を減少または停止させた状態で培養液中のエタノ
ールが酵母に完全に資化されると、酵母による酸素消質
量が減少するため、溶存酸素濃度が急激に上昇する。こ
の溶存酸素濃度の急激な上昇を検知することにより、エ
タノールの完全消費を推８１すし、基質流加を増加させ
るのである。
は良好な菌体増殖を示し、ＲＱ＞１．０の場合は炭酸ガ
スの生成量が多いことからエタノールの生成を示してい
る。そこで、ＲＱ＞１．０の場合はエタノールが生成し
たとして、基質流加を減少または停止する。一方、ＲＱ
＞１．Ｏの場合は基質不足か、生成したエタノールを酵
母が資化しているかどちらかであり、エタノールを酵母
が完全に消費したかどうかを判定できない。しかし、基
質流加を減少または停止させた状態で培養液中のエタノ
ールが酵母に完全に資化されると、酵母による酸素消質
量が減少するため、溶存酸素濃度が急激に上昇する。こ
の溶存酸素濃度の急激な上昇を検知することにより、エ
タノールの完全消費を推８１すし、基質流加を増加させ
るのである。
実験例を第１図に示す。培養開始２．５時間で、ＲＱが
１．０を越え、エタノールの生成が検知された。このと
き、エタノール濃度は９ ｇ ／ Ｑ以上に達しており
、阿糖収率は低下する傾向にあった。
１．０を越え、エタノールの生成が検知された。このと
き、エタノール濃度は９ ｇ ／ Ｑ以上に達しており
、阿糖収率は低下する傾向にあった。
そこで、３１１１間口から菌体量当りの、１１ｉ４質流
加速度（α値と称す）を零として基質流加を停止し、生
成したエタノールを酵母に資化させた。培養開始から５
時間目には、それまでほぼ４〜５ｍ３／Ｑの範囲に制御
されていたｌ）Ｏ濃度が急速に」二昇し、エタノールの
資化が検知されたので、基質流加を再開した。基質流加
の停止時間中、対析ｆ収皐は増加傾向にあり、基質流加
再開時に最大値０．５３となった。
加速度（α値と称す）を零として基質流加を停止し、生
成したエタノールを酵母に資化させた。培養開始から５
時間目には、それまでほぼ４〜５ｍ３／Ｑの範囲に制御
されていたｌ）Ｏ濃度が急速に」二昇し、エタノールの
資化が検知されたので、基質流加を再開した。基質流加
の停止時間中、対析ｆ収皐は増加傾向にあり、基質流加
再開時に最大値０．５３となった。
本発明に用いら汎る基質としてグルコース、フラグ１〜
−ス、シュクロース及び工業用原料の糖蜜等がある。ま
た、副原料として通常の培養に用いられる硫安、尿素、
アンモニア水、リン酸−カリウム、酵母エキス、硫酸マ
グネシウム、硫酸第１鉄及び各種ビタミン、ミネラルナ
どがある。
−ス、シュクロース及び工業用原料の糖蜜等がある。ま
た、副原料として通常の培養に用いられる硫安、尿素、
アンモニア水、リン酸−カリウム、酵母エキス、硫酸マ
グネシウム、硫酸第１鉄及び各種ビタミン、ミネラルナ
どがある。
本発明方法のＪｔ’ｆ養装置例を第２図に示ｔ、Ｊ１１
養４曹１内に種菌を入れ、基質タンク７より基質を基質
供給ポンプ８により供給する。この時、人１−１酸素分
圧測定器５、人ロガス址測定器６．出ロガスの酸素分圧
測定器１１．炭酸ガス分圧測定器１２、排ガス量測定器
１３からのデータを制御用電子側算機４に入れてＲＱｔ
＆算出し、こＡしからα値を変更して基質流加速度を制
御し、その速度に応じて基質供給ポンプ８を稼働させる
。副生成物の生成が検知され、基質流加が微少、あるい
は零にな−ノている場合は、溶存酸素センサ９の信号を
溶存酸素計１０で検知して電子ｎ１Ｗ機４に送り、その
変化からα値を変えて基質流加速度を制御する。また培
養中は、菌体に酸素が充分に供給されるように、２ｍｇ
／Ｑ以」：に維持する必要があるが、これは電子計算機
４に送られた溶存酸素濃度データから撹拌機２で回転数
、酸素分離機３に上り入（−１ガス酸素′ａ度と人１」
ガス凧を制御ずろことによりｒｌ）存酸素濃度を・定値
に維持する７ 〔発明の実施例〕 以ｌ：、本発明の一実施例を其体的に説明するが、本発
明はこれによりなんら限定さＡしるものではなし１６ 菌体；’Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖ、１
Ｓｊａｅ （）（ン酵母）培地；グルＴ１−ス５００ｇ
、尿Ａ ５３ 、７５ ｇ、Ｎａ２１１Ｐ（１，−２１
１，０２５ｇ、ＭｇＳＯ４・７ｔｌ、０ ０．５ ｇ、
ＫＣρ５．５ｇ、クエン酸ナトリウム６２．５ ｇ 、
酵母エキス１２．２ｇ、ビタミン液２５ｍＱ及びミネラ
ル液２５ｍＱを水道水ＩＱに加え、溶解し、ｐＨ５，０
に調整した。
養４曹１内に種菌を入れ、基質タンク７より基質を基質
供給ポンプ８により供給する。この時、人１−１酸素分
圧測定器５、人ロガス址測定器６．出ロガスの酸素分圧
測定器１１．炭酸ガス分圧測定器１２、排ガス量測定器
１３からのデータを制御用電子側算機４に入れてＲＱｔ
＆算出し、こＡしからα値を変更して基質流加速度を制
御し、その速度に応じて基質供給ポンプ８を稼働させる
。副生成物の生成が検知され、基質流加が微少、あるい
は零にな−ノている場合は、溶存酸素センサ９の信号を
溶存酸素計１０で検知して電子ｎ１Ｗ機４に送り、その
変化からα値を変えて基質流加速度を制御する。また培
養中は、菌体に酸素が充分に供給されるように、２ｍｇ
／Ｑ以」：に維持する必要があるが、これは電子計算機
４に送られた溶存酸素濃度データから撹拌機２で回転数
、酸素分離機３に上り入（−１ガス酸素′ａ度と人１」
ガス凧を制御ずろことによりｒｌ）存酸素濃度を・定値
に維持する７ 〔発明の実施例〕 以ｌ：、本発明の一実施例を其体的に説明するが、本発
明はこれによりなんら限定さＡしるものではなし１６ 菌体；’Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖ、１
Ｓｊａｅ （）（ン酵母）培地；グルＴ１−ス５００ｇ
、尿Ａ ５３ 、７５ ｇ、Ｎａ２１１Ｐ（１，−２１
１，０２５ｇ、ＭｇＳＯ４・７ｔｌ、０ ０．５ ｇ、
ＫＣρ５．５ｇ、クエン酸ナトリウム６２．５ ｇ 、
酵母エキス１２．２ｇ、ビタミン液２５ｍＱ及びミネラ
ル液２５ｍＱを水道水ＩＱに加え、溶解し、ｐＨ５，０
に調整した。
但し、ビタミン液はビオチン０．０４ｇ、ビタミンＢ、
０．０８ｇ、ビタミンＢ６２．０ｇ、パン１〜テン酸カ
ルシウＡ＋、、Ｏｇ及びイノシ１−−ル２０ｇを蒸留４
＜ｔＱに溶解して作成し、ミネラル液はＣｕＳＯ４・５
＋１２００．０５、Ｚｒ＋ＳＯ４・７４１２（］ Ｏ
０８ｇ及びＦｅＳＯ４，（Ｎ１１４ ） ２ ・６１１
２００．３ ｇを蒸留水ＩＱに溶解して作成した。
０．０８ｇ、ビタミンＢ６２．０ｇ、パン１〜テン酸カ
ルシウＡ＋、、Ｏｇ及びイノシ１−−ル２０ｇを蒸留４
＜ｔＱに溶解して作成し、ミネラル液はＣｕＳＯ４・５
＋１２００．０５、Ｚｒ＋ＳＯ４・７４１２（］ Ｏ
０８ｇ及びＦｅＳＯ４，（Ｎ１１４ ） ２ ・６１１
２００．３ ｇを蒸留水ＩＱに溶解して作成した。
ｊ９養条件；５０Ｑ溶ジャーファーメンタ−を用い、温
度３０℃、Ｐｔ（５，Ｏ２溶存酸素濃度を撹拌機回転数
、通気ガスの酸素分圧及び通気量により４〜６ＩＩＩｇ
／Ｑ、の範囲に制御した。なお、通気ガスの酸素分圧は
エアーコンプレッサと酸素ボンベを用いて変化させた。
度３０℃、Ｐｔ（５，Ｏ２溶存酸素濃度を撹拌機回転数
、通気ガスの酸素分圧及び通気量により４〜６ＩＩＩｇ
／Ｑ、の範囲に制御した。なお、通気ガスの酸素分圧は
エアーコンプレッサと酸素ボンベを用いて変化させた。
槽内圧は０．５ Ｋｇ／ｃ…２【；に、排ガス炭酸ガス
濃度は２０％以内に制御した。初発液量は１５Ｑとし、
初発菌体濃度は５０ｇ／Ｑ、菌体当りの）、（質流加速
度は０．３ｇ７ｇ・１１にした。
濃度は２０％以内に制御した。初発液量は１５Ｑとし、
初発菌体濃度は５０ｇ／Ｑ、菌体当りの）、（質流加速
度は０．３ｇ７ｇ・１１にした。
結果；６時間培養＃ｒ点で、エタノール濃度０［／Ｑと
し、最終対糖収率０，４４どすることがてきた。このと
き、流加したクルコースの９９．８％が消費され、菌体
濃度は６Ｇ、３ＨＣ／Ｑに達した。
し、最終対糖収率０，４４どすることがてきた。このと
き、流加したクルコースの９９．８％が消費され、菌体
濃度は６Ｇ、３ＨＣ／Ｑに達した。
本発明は、最終的に副生成物を少なくするＪ、（質流用
制御が可能になるため、最＃苅糖収率を向」二させた菌
体ｔｉｔ養が達成できる効果があり、Ｊ（ｆ１槽の生産
性を向上できる。
制御が可能になるため、最＃苅糖収率を向」二させた菌
体ｔｉｔ養が達成できる効果があり、Ｊ（ｆ１槽の生産
性を向上できる。
第１図は本発明の実験例を表わす図、第２図は本発明の
培養装置例の概略図である。 １・・・培養槽、２・・・撹拌機、３・・・酸素分離機
、４・・・制御用電子橿算機、５・・・酸素分圧測定機
、Ｇ・・入ロガス星測定器、７・・・基質タンク、８・
・・基質供給ポンプ、−９・・・溶存酸素センサ、１０
・・・溶存酸素ｎ１、■１・・酸素分圧測定器、１２・
・・炭酸ガス分圧測定器、１３・・・４Ｊｌｉガスｉ
ａｔＩＩ定器、１４，１５，１６゜１７・・・導管。
培養装置例の概略図である。 １・・・培養槽、２・・・撹拌機、３・・・酸素分離機
、４・・・制御用電子橿算機、５・・・酸素分圧測定機
、Ｇ・・入ロガス星測定器、７・・・基質タンク、８・
・・基質供給ポンプ、−９・・・溶存酸素センサ、１０
・・・溶存酸素ｎ１、■１・・酸素分圧測定器、１２・
・・炭酸ガス分圧測定器、１３・・・４Ｊｌｉガスｉ
ａｔＩＩ定器、１４，１５，１６゜１７・・・導管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｊ、酵母の好気的な培養に際し、培養槽へ基質を流加す
るにあたり、副生成物が生成した場合は基質流加量を下
げ、副生成物が酵母ににり資化された場合は基質流加量
を上げるｊ８芥方法において、副生成物の生成を呼吸商
（ＲＱ）で、酵母による副生成物の資化を溶存酸化（１
−）Ｏ）濃度の上昇で検知することを特徴とする基質流
加制御方法。 ２、入口ガス及び出口ガスの流速を測定し、出力の伝達
可能な機能を有する六〇及び出ｉ」ガス流速ａ１り定装
置１６、入Ｉコカス及び出口ガス中の酸素及び炭酸ガス
濃度又は分圧を測定し、出力の伝達口ｒ能な機能を有す
る酸素、炭酸ガス分析装置、培養液中の溶存酸素濃度を
測定し、出力の伝達可能な機能を有する溶存酸素司度ｉ
１＋１１定装置、人［１及び出口ガスの流速測定装量、
入口及び出口ガス中の酸素及び炭酸ガス分析装置及び溶
存酸素濃度測定装置からの入力信号を用いて演算し９．
その結果を出力信号として基質供給装置に出力する機能
を有する制御装置から成ることを特徴とする基質流加制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19907683A JPS6091979A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 基質の流加制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19907683A JPS6091979A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 基質の流加制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091979A true JPS6091979A (ja) | 1985-05-23 |
| JPH0449995B2 JPH0449995B2 (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=16401703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19907683A Granted JPS6091979A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 基質の流加制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091979A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891310A (en) * | 1985-03-25 | 1990-01-02 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling culture |
| JPH0249582A (ja) * | 1988-05-20 | 1990-02-19 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 菌体内のリパーゼ活性を高める培養方法 |
| JPH07106141B2 (ja) * | 1985-08-15 | 1995-11-15 | アムジエン | 酵母細胞から外来遺伝子生成物の発現を増進させるための培地および方法 |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP19907683A patent/JPS6091979A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891310A (en) * | 1985-03-25 | 1990-01-02 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling culture |
| JPH07106141B2 (ja) * | 1985-08-15 | 1995-11-15 | アムジエン | 酵母細胞から外来遺伝子生成物の発現を増進させるための培地および方法 |
| JPH0249582A (ja) * | 1988-05-20 | 1990-02-19 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 菌体内のリパーゼ活性を高める培養方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0449995B2 (ja) | 1992-08-13 |
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