有機溶媒耐性微生物を用いた環境調和型物質生産プロセスの構築

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12839017
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 石見 紘策 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30081350)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荻野 博康 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 講師 (80233443)
• Keywords: 有機溶媒耐性酵素 / Pseudomonas aeruginosa / リパーゼ / 有機溶媒耐性微生物 / 気液液間物質移動 / ジャファメンター

Research Abstract

現在日本の化学産業は、生産量の多いバルク製品を対象とした産業から機能性製品やファインケミカル製品を対象とした産業に移行しつつある。これらファインケミカル製品等の製造に微生物等の生体触媒を用いることができれば、反応が特異的に進むため反応工程数の削減と副生成物量の低減が計れる。一般の微生物は有機溶媒中などの特殊環境下では成育できないが、申請者らが先に取得した有機溶剤耐性微生物は有機溶媒存在下で成育し、かつ有機溶媒に安定な酵素を分泌生産する。そこで、本研究では有機溶媒存在下で有機溶媒耐性微生物を用いた物質転換システムの構築を目的とする。
有機溶媒存在下でのP.aeruginoza LST-03株の酵素生産の培養に関する昨年度の研究により菌株の培養とリパーゼの分泌に酸素の供給が不可欠であることが判ったので、本年度は、まず、ジャーファメンターでの気液間物質移動に関する容量係数に及ぼす操作条件の影響を検討するとともに、ひだ付きフラスコを用いて菌体の増殖特性を表すパラメーターを決定し、天然栄養源を複数混合した培養液を用いたジャーファメンターでの回分培養におけるLST-03株の増殖曲線の理論的予測を可能にした。つぎにこれらの理論的解析法を利用して菌体の増殖率を効果的に高められる条件を求め、これらの条件下で菌体を回分培養したところ、培養開始後11時間で乾燥細胞質量にして14g/Lの最大菌体濃度に達し、さらに培養開始後90時間でリパーゼ活性は28kI.U./Lの非常に高い値に達した。これらの値は、従来の酸素供給律速で培養した場合と比べて、菌体濃度で1.5倍、リパーゼ活性で13倍以上に相当する。さらに空気-水溶液-シクロヘキサン系におけるジャーファメンターでの気液液間物質移動について検討し、容量係数に及ぼすシクロヘキサン分率や操作条件の影響を調べるとともに、ジャーファメンターを用いてシクロヘキサンを添加した培養液で菌体を培養したところ、LST-03株のリパーゼがシクロヘキサン存在下では存在しない場合よりもきわめて安定であることがわかり、反応プロセスに菌体をそのまま利用できる可能性が示唆された。