植物セルロース代替としてのバクテリアセルロースの最適生産システムの構築

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11558072
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 正田 誠 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (70023489)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉永 文弘 株式会社, バイオポリマリサーチ, 常務取締役(研究職) ; 菅野 靖史 東京工業大学, 資源化学研究所, 助手 (90282855)
• Keywords: 酢酸菌 / バクテリアセルロース / エフリフト型リアクター / 酸素富化装置 / ペレット / フルクトース

Research Abstract

(A)エアリフト型リアクター実験
(1)50リットル容量のエアリフト型リアクターは、内部にドラフトチューブを設置して気液の混合効率を高めるように改良した。
(2)水における基礎データの収集を行った。水を用いて通常の空気を送風した場合の酸素移動容量係数(K_La)、液混合時間、液循環時間、液流速、ガスホールドアップなどについての基礎データを取り本装置の特性を明確にした。
(3)バクテリアセルロース懸濁液を用いた基礎データの収集を行った。培養のモデル系として、水にバクテリアセルロースを懸濁し、この条件下で(2)で示した実験と同様の実験を行い各パラメータを収集した。酸素富化条件下における基礎データの収集も行った。酸素富化装置によって供給される酸素と空気の比をマスフローボックスで制御し、種々の溶存酸素濃度に対する水およびバクテリアセルロース懸濁液の実験を(2),(3)と同様に実施し基礎データを収集した。
(4)酢酸菌Acetobacter xylinum BPR-2001を用いた培養実験を行った。糖源として
フルクトース濃度を変化させたところ60g/l〜70g/lで最大のバクテリアセルロースが得られた。排出ガスのO_2-CO_2濃度をCO_2-O_2ガス分析計でモニターし炭素収支をとった。培養中の菌体量、糖濃度、バクテリアセルロース濃度、副生産物である多糖の生産量を経時的に測定し、特異なペレット状のセルロースが3層構造をとることを発見した。
(B)撹拌槽による実験
10リットル撹拌槽について上記(2)〜(4)に対応する培養実験を行いデータを集積中である。

Research Products

• [Publications] Y-p.Chao,T.Sugano,M.Shoda: "Bacterial Cellulose Production by Acetobacter xyliruun in a 50 L Internal Loop Airlift Reactor"Biotechnol.Bioeng.印刷中.
• [Publications] 外内尚人、吉永文弘: "バクテリアセルロース高生産菌の分子育種"酵素工学ニュース. 41. 11-15 (1999)