気泡塔型培養装置を用いた有用きのこ菌糸の高速大量培養技術の実用化

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555229
• Research Institution: Nara National College of Technology
• Principal Investigator: 河越 幹男 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (90043489)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 直江 一光 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 助教授 (00259912)
• Keywords: 気泡塔型バイオリアクター / 液体培養 / きのこ菌糸 / レーザー透過法 / きのこ菌糸懸濁液 / 逆ミセル抽出 / タンパク質抽出 / エステル交換反応

Research Abstract

気泡塔型培養装置の特性解析:標準気泡塔を用いて増殖速度の速いマツタケ菌糸を培養し,最適培養条件を探索した。pH,窒素源濃度,炭素源濃度,空気流量に関して最適条件を見出した。総括増殖速度で比較すると,本研究で用いた菌種の増殖速度はオリジナル菌のそれの5倍以上であった[河越・伊藤;奈良高専研究紀要,38,83-86(2002)]。また,まつたけ菌糸を外部循環式エアーリフト気泡塔で培養したときの液循環流速の測定結果から,培養液の流動物性(見掛け粘度)を推算した[河越;日本混相流学会2002,B118(2002)]。
レーザー透過法を用いた菌体濃度測定法の開発:レーザー(線光束)透過法を用いる菌体濃度測定法を開発した。線光束透過法では,透過率と透過光信号のパルス幅のデータからペレット濃度とペレット径を同時測定することが可能である。粒子径分布の影響を検討した。また,有限な光束径のレーザービームを想定した円柱光束について調べ,本法の実用化が可能であることを示した[木原・河越・野田;化学工学シンポジウムシリーズ77;進展する気泡塔(2003)]。
有用物質の分離精製法の開発:不安定な生理活性物質の分離精製に適している逆ミセルによるタンパク質抽出について検討した。AOT逆ミセルによるタンパク質抽出において,抽出率を飛躍的に向上させる抽出法を考案した。この方法はタンパク質の回収操作においても有効であることを示した[Naoe et al. ; Biochem.Eng.J.,10,137-142(2002)]。また,ショ糖脂肪酸エステルによる逆ミセルを用いて,これまで困難であった高分子量タンパク質の抽出に成功した[直江ら;日本食品工学会第3回年次大会,PF-7(2002)]。リパーゼによる加水分解酵素反応を利用した酵素安定性の評価法を考案した[Naoe et al ; 15th International Symposium on Plant Lipids, P-7-8,(2002), Naoe et al. ; International Congress on Biocatalysis 2002, P056(2002)]。リパーゼを固定化した逆ミセルを含む有機ゲルマトリックスを調整し,油脂のエステル交換反応について検討した[Nagayama et al. ; International Congress on Biocatalysis 2002, P038(2002)]。

Research Products

• [Publications] 河越幹男, 伊藤嘉章: "標準気泡塔によるまつたけ菌糸の液体培養"奈良工業高等専門学校研究紀要. 第38号. 83-86 (2002)
• [Publications] 木原澄人, 河越幹男: "レーザー透過法による粒子濃度と粒子径の同時測定"化学工学会シンポジウムシリーズ77-進展する気泡塔-. No.77. 52-57 (2003)
• [Publications] Naoe, K., Murata, M., Ono, C., Kawagoe, M., Imai, M: "Efficacy of guanidium salts in protein recovery from reverse micellar organic media"Biochem.Eng.J.. 10. 137-142 (2002)
• [Publications] Naoe, K., Yamada, Y., Awatsu, S., Kawagoe, M., Nagayama, K., Imai, M.: "Hydrolysis behavior of triglycerides by Rhizopus delemar lipase in reverse micellar organic solvents"Advanced Researches of Plant Lipids (Ed.by N.Murata, M.Yamada, I.Nishida, J.Sekiya, and H.Wada). 295-298 (2003)
• [Publications] Naoe, K., Yamada, Y., Awatsu, S., Kawagoe, M., Nagayama, K., Imai, M.: "Hydrolysis behavior of triglycerides by Rhizopus delemar lipase in reverse micellar organic solvents"15th International Symposium on Plant Lipids (Okazaki). 7-8 (2002)
• [Publications] Naoe, K., Yamada, Y., Awatsu, S., Kawagoe, M., Nagayama, K., Imai, M.: "Lipase-catalyzed hydrolysis of triglycerides in AOT reverse micellar organic solvents"International Congress on Biocatalysis 2002 (Hamburg, Germany). 056 (2002)
• [Publications] Nagayama, K., Tada, K., Naoe, K., Imai, M.: "Lipase-catalyzed esterification in microemulsion-based organigels"International Congress on Biocatalysis 2002 (Hamburg, Germany). 038 (2002)
• [Publications] 木原澄人, 河越幹男, 野田秀夫: "レーザ透過法による粒子濃度と粒子径の同時測定に及ぼす粒子径分布の影響"化学工学会鳥取大会. C-201 (2002)
• [Publications] 河越幹男: "きのこ菌糸の液体培養における気泡塔内の気液固混相流"日本混相流学会2002. B118 (2002)
• [Publications] 木原澄人, 河越幹男: "レーザ透過法による粒子濃度と粒子径の同時測定"化学工学会第35回秋季大会. U-206 (2002)
• [Publications] 木原澄人, 河越幹男, 野田秀夫: "レーザー透過法を用いた気液界面積の測定に及ぼす気泡形状の影響"化学工学会第68年会. A-307 (2003)
• [Publications] 直江一光, 遠山麻依, 太佐友美, 河越幹男, 今井正直: "シュガーエステル逆ミセルを用いた高分子量タンパク質の抽出条件"日本食品工学会第3回年次大会(蒲田,東京). PF-7 (2002)
• [Publications] 直江一光, 乃田一樹, 河越幹男, 今井正直: "様々な溶媒により調製された逆ミセル系におけるタンパク質の立体構造とその抽出挙動"化学工学会第35回秋季大会(神戸大学). N215 (2002)
• [Publications] 乃田一樹, 直江一光, 河越幹男, 今井正直: "逆ミセルを用いたタンパク質抽出におけるタンパク質立体構造に対する有機相条件の影響"化学工学会第68回年会(東京大学). S319 (2003)