誘電的方法による発酵過程のモニタ-・システムの開発

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03650791
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 浅見 耕司 京都大学, 化学研究所, 助教授 (90127936)
• キーワード: 誘電測定 / 発酵 / 誘電モニタ-法

研究概要

平成3年度は細胞懸濁培養系、固定化細胞リアクタ-系について誘電モニタ-のシステムを組み上げ、実用化に伴う問題点を検討した。次に得られた成果を示す。
1。ペンシル状の投げ込み型電極を試作し、数日間にわたって、誘電率、導電率の周波数依存性を自動連続測定するためのプログラムの開発した。
2。この測定システムを用いて、パン酵母の懸濁培養系や酵母をアルギン酸で固定化した系で誘電測定を行い細胞量と系の誘電率が比例関係にあることを確かめた。また、発酵過程での誘電率の経時変化は濁度の変化と一致した。これらのことから、対数期や静止期を誘電的に正確に捉えることができることが明らかになった。濁度の測定には本年度購入した分光光度計を用いた。
3。次に、醸造発酵の一例としてウイスキ-発酵系を取り上げ検討を行った。ウイスキ-発酵系では静止期に達した後、誘電率の減少が則測され、この時期は死細胞の増加する時期と一致した。これは生きている細胞の誘電率は数千であるが、死ぬと細胞の誘電率は百程度に減少することによる。即ち、この方法では細胞の死んでいく過程も捉えられることが明らかになった。
4。この他、パン生地の発酵に伴う、生地内の炭酸ガス量を誘電的にモニタ-できるこも明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] K.Mishima,A.Mimura Y.Takahara,K.Asami T.Hanai: "Onーline monitoring of cell concentration by dielectric measurements." Journal of Fermentation and Bioengineering. 72. 291-295 (1991)
• [文献書誌] H.Kaneko,K.Asami T.Hanai: "Dielectric analysis of sheep erythrocyte ghost.Examination of applicability of dielectric mixture equations." Colloid & Polymer Science. 269. 1039-1044 (1991)
• [文献書誌] K.Asami,T.Hanai: "Dielectric monitoring of biological cell sedimentation" Colloid & Polymer Science. 270. 78-84 (1992)
• [文献書誌] M.Ito,S.Yoshikawa,K.Asami,T.Hanai: "Dielectric monitoring of gas production in fermenting bread dough." Cereal Chemistry. (1992)
• [文献書誌] K.Asami,Y.Yamaguchi: "Dielectric spectroscopy of plant protoplasts" Biophysical Journal.