1996 Fiscal Year Annual Research Report
嫌気性菌による有用物質生産のための高度な発酵制御法
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07455330
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
石崎 文彬 九州大学, 農学部, 教授 (20183163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 賢二 九州大学, 農学部, 助手 (20236582)
園元 謙二 九州大学, 農学部, 助教授 (10154717)
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| Keywords | pH-dependent feed / 嫌気性菌 / turbidity control / プロトン変化量の積算 / Lactococcus lactis 10-1 / Zymomonas mobilis / 連続発酵 / 連続基質フィード |
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| Research Abstract |
高速、有効率型L-乳酸発酵の開発の一環として、キシロースを糖源とする乳酸発酵へce11-recycling turbidity control pH dependent feed法の適用を試みた。用いた菌はLactococcus lactis 10-1で、turbidity controlはレーザー濁度計による方法を用いた。キシロースを糖源とする場合でも、グルコースを糖源とする場合同様、pH dependent feedでpH設定差を小さくするほど生産性が大きくなった。また、電気透析培養などで阻害物質を透析外液として除去することも効果はあるが、Cell-recyclingによって薗濃度を高め、turbidity controlで高密度を維持することによってdilution rateを大きくし、希釈効果で生産物阻害を軽減することがより大きな効果をあげることが確認された。
同じく嫌気性菌のZymomonas mobilisによるエタノール発酵では、昨年糖消費にともなうプロトン変化があることを利用する連続基質制御法として、電子天秤を用いるアルカリフィード量と糖フィード量および流出培養液量を制御するシステムを開発した。しかしこの方法では培養液の糖濃度を制御することができない。とくに、dilution rateを大きくとって、乳酸発酵と同様希釈効果を大きくし、生産性の大きな培養を行うには培養液糖濃度の厳密な制御が必要である。そこで、自動糖分析計によるフィードバックコントロールで培養液の糖濃度を制御する培養法を試みた。Biott社製の透析型グルコース分析計は嫌気性菌の培養液でも正しく糖を分析することができた。この分析計を用いる連続フィードシステムで、エタノール生産性20g/1hという世界最高の値を得た。これは従来最高とされていた包括固定化法の値よりも高い生産性である。
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[Publications] A.Ishizaki and P.Vonktaveesuk: "Optimization of substrate feed for continuous production of lactic acid by Lactococcus lactios IO-1." Biotechnology Letters. 18(10). 1113-1118 (1996)
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[Publications] Z.D.Hilary,A.Ishizaki,and K.Shimizu: "Computer-mediated addition of fresh medium in continuous culture of Zymomonas mobilis by monitoring weight changes." American Chemical Society(ACS)Symposium Series. 4月(印刷中). (1997)
