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

使用泡罩塔生物反应器培养海洋微藻作为海洋资源

基本信息

批准号：
06650878
负责人：
小出耕造
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650878/
关键词：
CO_2-Lixation Biochemical Enginecing Dunaliclla tertiolecta shear stress bioseactor

项目摘要

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。

使用微藻光合作用的CO_2固定方法被认为是解决全球环境问题的有前途的技术，例如在大气中二氧化碳的积累（以下称为CO_2）。在这项研究中，选择了海洋微藻Dunaliella tertiolecta作为模型藻类，其目的是阐明光合生物反应器的有效反应工作条件，用于固定Co_2的固定，作为种植渔业的饲料。阶乘设计方法用于优化在培养条件下，在培养条件下，光强度为8 klux且温度为23 c的培养条件下的成分，在最佳条件下，该微藻的特定生长速率达到0.033 d^<-1>。在最佳培养基组成下，通过在进料气中改变光强度，培养温度和CO_2浓度来衡量生长活性的增加，并且生长活性在11 klux或更高时最大，温度为31c，饲料气中的CO_2浓度提供了最佳条件。此外，观察到D. tertiolecta即使在进料气中的CO_2浓度为24％的情况下也有效增殖。使用外部循环空运型生物晶体进行了培养实验，发现该装置具有明显的剪切应力，并且不适合D. tertiolecta的生长。因此，我们使用标准气泡色谱柱生物晶体进行了培养实验，发现D. tertiolecta受剪切应力的影响，并随着气柱速度的增加而导致细胞死亡。由于液体高度和喷嘴数量变化的培养实验，发现细胞死亡受气泡产生截面中的剪切应力的强烈影响，并且由液体循环回流引起的壁剪应力。