| 研究概要 |
各種微生物の発酵代謝活性や発酵経過をモニターする場合、一般には基質、生産物、細胞量、pH、溶存酸素(DO),酸化還元電位(ORP),などを分析・測定し、その結果をもとに発酵管理が行なわれている。しかしながら、そのような従来法だけではリアルタイムに発酵代謝活性を測定し、それを発酵管理にフィードバックすることは不十分であると考えられる。また、好気発酵系では、DOの測定だけで発酵管理をすることもあるが、DOが0系を示す場合には、微生物の代謝活性の変化が殆どDO値に反映されないという欠点がある。一方、ORPを測定すればDOが0系以下でも数値(Eh,mV)の変化として検知できるが、この値はredox系の尺度であってもその系の容量の尺度にはなっていない。そのために、微生物の細胞内で機能しているredox系の強さの尺度(電圧・V)と容量の尺度(電流・A)の積を測定し、発酵系の代謝活性の指標とする方法を考案した。そのため、(1)好気発酵として、酢酸発酵(Acetobacter aceti subsp.aceti)およびL-グルタミン酸発酵(Brevibacterium flavum)を選び、(2)嫌気発酵として、乳酸発酵(Lactobacillus plantarum)およびアルコール発酵(Saccharomyces cerevisiae)を選んで実験を行う。(3)ORP(電位・V)測定は、白金電極法によって行ったが、培養液に直接電極を挿入する「生電位」測定法を採用した。(4)発生電流は、「微生物燃料電池」を用いて測定した。その結果、使用した微生物の種類と培養条件によって、特徴のあるORP(mV)と電流値(μA)は測定できたが、その測定値と発酵経過および起電力と代謝活性との相関性などに関しては、19年度に解析し、発酵管理の指標としての実証試験をミニジャーファーメンターを用いて実施する予定である。
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