気泡塔型バイオリアクターを用いた水産資源としての海洋微細藻超の培養

大気中の二酸化炭素(以下CO_2)の蓄積と言う地球環境問題の対策技術として微細藻類光合成によるCO_2固定法が有望視されている。本研究では、CO_2固定後の微細藻を栽培漁業の飼料として提供することを意図し海洋性の微細藻Dunaliella tertiolectaをモデル藻に選び、CO_2固定用光合成バイオリアクターの効率的な反応操作条件を明らかにすることを目的とした。光強度8klux、温度23Cとした培養条件においてFactorial Design法を採用し改変Erd-Schreiber培地成分の組成の最適化を計ったところ、最適条件下においてこの微細藻の比増殖速度は0.033d^<-1>に達した。最適培地組成のもとで光強度、培養温度、供給ガス中CO_2濃度を変化させ増殖活性の向上を計ったところ11klux以上で増殖活性は一定、最大となり、温度は31C、供給ガス中CO_2濃度は6%が最適条件を提供することがわかった。さらに、供給ガス中CO_2濃度を24%とした条件でもD.tertiolectaは効率良く増殖することが観察された。外部循環式エアリフト型バイオリカクターを用いて培養実験を行なった結果、この装置はせん断応力の発生が著しく、D.tertiolectaの増殖には適さないことがわかった。そこで標準型気泡塔バイオリカクターを用いて培養実験を行なった結果、D.tertiolectaはせん断応力の影響を受け、ガス空塔速度の上昇に伴い細胞死滅を招くことがわかった。液高、ノズル本数などを変えた培養実験の結果、細胞の死滅は気泡生成部のせん断応力および液循環還流による壁面せん断応力の影響を強く受けていることが明かとなった。

大気中の二酸化炭素(以下CO_2)の蓄積と言う地球環境問題の対策技術として微細藻類光合成によるCO_2固定法が有望視されている。本研究では、CO_2固定後の微細藻を栽培漁業の飼料として提供することを意図し海洋性の微細藻Dunaliella tertiolectaをモデル藻に選び、CO_2固定用光合成バイオリアクターの効率的な反応操作条件を明らかにすることを目的とした。光強度8klux、温度23Cとした培養条件においてFactorial Design法を採用し改変Erd-Schreiber培地成分の組成の最適化を計ったところ、最適条件下においてこの微細藻の比増殖速度は0.033d^<-1>に達した。最適培地組成のもとで光強度、培養温度、供給ガス中CO_2濃度を変化させ増殖活性の向上を計ったところ11klux以上で増殖活性は一定、最大となり、温度は31C、供給ガス中CO_2濃度は6%が最適条件を提供することがわかった。さらに、供給ガス中CO_2濃度を24%とした条件でもD.tertiolectaは効率良く増殖することが観察された。外部循環式エアリフト型バイオリカクターを用いて培養実験を行なった結果、この装置はせん断応力の発生が著しく、D.tertiolectaの増殖には適さないことがわかった。そこで標準型気泡塔バイオリカクターを用いて培養実験を行なった結果、D.tertiolectaはせん断応力の影響を受け、ガス空塔速度の上昇に伴い細胞死滅を招くことがわかった。液高、ノズル本数などを変えた培養実験の結果、細胞の死滅は気泡生成部のせん断応力および液循環還流による壁面せん断応力の影響を強く受けていることが明かとなった。