1997 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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| 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 / エタノール / nisin Z / cell recycling / Zymomonas mobilis / Lactococcus lactisIO-1 / hollow fiber module |
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| Research Abstract |
Zymomonas mobilisを用いるエタノールの連続発酵プロセスにおいて、degital balanceを用いるコンピュータ制御では、pH dependent法による基質フィードにおいて残糖を低く保つことはできなかった。しかし、大きなdilution rateを設定できれば、培養液における希釈効果が大きくなり、product inhibitionが軽減することがはっきりと認められた。そこで、大きなdilution rateを保ちながら残糖濃度も低く維持できるようなシステムの構築をめざすことにした。hollow fiber moduleによるcell recyclingを組み込み、高密度培養を行ってこの目的を達成することができた。菌濃度約5g/lhにおいて残糖濃度約0.9g/lhを維持しながら26g/lhという極めて高い生産性が達成された。今までZymomonas mobilisの連続発酵プロセスの生産性は、包括固定化法によって得られた18g/lhが最高値である。従って、今回の記録は世界最高となる。従来の評価法では、包括固定化法は固定化がコスト高である上、包括固定化された菌体の活性持続や新しい菌との入れ替えが制御できない難点があるとされていた。Zymomonas mobilisは低い菌濃度で高いエタノール生産性が得られる特徴があり、cell suspensionによる発酵法でも菌体生産のための基質ロスは微量ですむ。このように、Zymomonas mobilisは細胞を固定化せず、常に活性の高いfreshな菌で連続培養を行い、しかもシステムを高い安定性とすくない基質流出に制御できることが可能なことが示された。このシステムは安価な原料を確保できれば、実用化可能な有望なbiofuel生産法である。
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[Publications] Zakpaa Domakyaara Hilary et al.: "Continuous culture system invloving Zymomonas mobilis and a hollow fiber module" Biotechnology Techniques. 11(8). 537-541 (1997)
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[Publications] Zakpaa Domakyaara Hilary et al.: "Strategies for improving ethanol production using Zymomonas mobilis" Recent Res.Devel.in Agricultural & Biotechnological Chem.2. 41-56 (1998)
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[Publications] Noppawan Chinachoti et al.: "Immobilization of Lactococcus lactis IO-1 for nisisn Z production" J.Fac.Agric.,Kyushu Univ.42(1・2). 151-169 (1997)
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[Publications] Noppawan Chinachoti et al.: "Bioreactor system for efficient production and separation of nisin Z using Lactococcus lactis IO-1" J.Fac.Agric.,Kyushu Univ. 42(3・4)(印刷中). (1998)
