膜型混合バイオリアクターを用いた微生物間協調作用の解析とビフィズス菌生産への応用

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本研究では、微生物は膜を介して別々の培養空間に存在するが、培養液は膜を通して相互に循環できる膜型混合バイオリアクターシステムを構築し、プロピオン酸菌の生産するビフィズス菌特異的増殖促進物質を利用したビフィズス菌の効率的生産法を開発することについて検討した。本研究において得られた結果は、以下のようにまとめられる。1)2本のホローファイバー型精密濾過膜モジュールと2つの培養槽を組み合わせることによって、バクテリア用の膜型混合バイオリアクターシステムを構築できた。2)培養液の循環速度と濾過速度を制御することによって、培養液の混合状態を調節し、2つの培養槽の培養環境を設定するための操作条件を明らかにした。3)プロピオン酸菌の培養液が示すビフィズス菌に対する増殖促進作用を定量的に測定するために、ビフィズス菌を検定菌とした高純度なバイオアッセイ法を確立した。4)このバイオアッセイ法を用いることによって、プロピオン酸菌は増殖につれてビフィズス菌特異的増殖促進物質を生産することがわかった。5)膜型混合バイオリアクターシステムを用いてビフィズス菌とプロピオン酸菌との混合培養を行った結果、ビフィズス菌は単独培養に比べて約2倍濃度まで生育した。また、プロピオン酸菌は、単独培養に比べて半分の時間で同じ菌体濃度に達した。