細胞密度の制御による太陽光を利用した緑藻の高生産連続培養

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1.タービドスタット培養とは細胞の懸濁濃度を一定に保ちつつ培地の流入および培養液の引抜きを行う連続培養である。この長所として最大比増殖速度付近の高い希釈率の連続培養においても細胞のウオッシュアウトが起きない点、短所として栄養制限により増殖速度を抑えた培養に適さない点が挙げられる。また、タービドスタットは培養容器内への光透過量を制御できる点で光合成微生物の培養に適している。緑藻の澱粉をバイオマスや食料資源として活用するためにその効率的生産法の確立が望まれる。澱粉は窒素制限により蓄積することが知られており今回、窒素制限による増殖抑制下におけるタービドスタット培養系の確立を試みた。2.供給培地の窒素濃度を固定した場合では増殖抑制への移行後に定常状態での連続培養へと導くことはできなかった。そこで高低の2種類の濃度の混合比を変えることにより窒素供給濃度が変動するプログラムを作成した。供給濃度の制御は2つの方法を試みた。(1)タービディティを一定とし比増殖速度の変動から窒素供給濃度を制御する(2)希釈率(比増殖速度)を固定しタービディティの変動から窒素供給濃度を制御する3.(1)の長所として増殖抑制へと導くのに要する時間を短縮できること、短所として定常状態移行後に目標の比増殖速度で安定しないことが明らかとなった。また、(2)の長所として定常状態移行後に目標の比増殖速度およびタービディティで安定に推移すること、短所として増殖抑制へと導くのに長い時間を要することが明らかとなった。4.(1)および(2)の長所を組合わせる(すなわち、増殖抑制へと導くまでは(1)を用い目標の比増殖速度に達した後に(2)を用いる)ことで、短時間での増殖抑制への移行と目標の比増殖速度での安定的な培養を可能とするタービドスタット培養法を確立した。