新規なスプレー式バイオリアクターのD-アラニン生産を用いた評価

1.新規のスプレー式バイオリアクターのCandida maltosaによるDL-アラニンからのL-アラニンの選択的分解培養液を菌体培養槽(反応槽)とスプレー槽を循環させ、スプレー槽で酸素を取り込むスプレー式バイオリアクターを用いてCandida maltosaによるL-アラニンの選択的分解を行った。反応液中のL-アラニン濃度・溶存酸素濃度・菌量の経時変化と、培養液の循環数([単位時間当たりに循環する培養液の体積]/[培養液の全体積])の関係を明らかにし、同一条件下で得たK_La値と循環数の関係も併せて検討した。その結果、循環数が5min^<-1>までは循環数の増大とともにK_Laが増大することを反映して、溶存酸素濃度・菌量増加速度・L-アラニン分解速度はいずれも循環数の大きいものほど高かった。また同一基質濃度において、菌体単位量あたりの分解速度は通気攪拌槽型リアクター(1200min^<-1>)の4.7倍の値を得た。このようにスプレー式バイオリアクターは攪拌槽型リアクターに較べて、酸素要求の高い反応において高い物質生産能を持つことが示された。2.K_Laをさらに高めるためのスプレー式バイオリアクターの改良1.の反応において酵母菌体の懸濁状態を保つために培養槽内を攪拌したところ、攪拌を行わない場合に比べて約1.3倍高いK_La値を示したことから、スプレーする事で生成した気泡にポンプによる圧力が加わり、酸素の溶液中への移動が促進されることがスプレー式バイオリアクターの酸素供給能の増大につながるという知見を得た。そこでポンプに液と空気を混合して送り込み圧力をかけて、水中でノズルから噴出させるリアクターを作成しK_Laの測定を行った。その結果、スプレー式バイオリアクターに較べて2倍近いK_Laを得るとともに、1気圧の条件下の7.5ppmの飽和溶存酸素濃度の2倍に当たる15ppmの最大溶存酸素濃度を示した。今後酸素要求の高い物質生産に用いて性能を評価する予定である。

1.新規のスプレー式バイオリアクターのCandida maltosaによるDL-アラニンからのL-アラニンの選択的分解培養液を菌体培養槽(反応槽)とスプレー槽を循環させ、スプレー槽で酸素を取り込むスプレー式バイオリアクターを用いてCandida maltosaによるL-アラニンの選択的分解を行った。反応液中のL-アラニン濃度・溶存酸素濃度・菌量の経時変化と、培養液の循環数([単位時間当たりに循環する培養液の体積]/[培養液の全体積])の関係を明らかにし、同一条件下で得たK_La値と循環数の関係も併せて検討した。その結果、循環数が5min^<-1>までは循環数の増大とともにK_Laが増大することを反映して、溶存酸素濃度・菌量増加速度・L-アラニン分解速度はいずれも循環数の大きいものほど高かった。また同一基質濃度において、菌体単位量あたりの分解速度は通気攪拌槽型リアクター(1200min^<-1>)の4.7倍の値を得た。このようにスプレー式バイオリアクターは攪拌槽型リアクターに較べて、酸素要求の高い反応において高い物質生産能を持つことが示された。2.K_Laをさらに高めるためのスプレー式バイオリアクターの改良1.の反応において酵母菌体の懸濁状態を保つために培養槽内を攪拌したところ、攪拌を行わない場合に比べて約1.3倍高いK_La値を示したことから、スプレーする事で生成した気泡にポンプによる圧力が加わり、酸素の溶液中への移動が促進されることがスプレー式バイオリアクターの酸素供給能の増大につながるという知見を得た。そこでポンプに液と空気を混合して送り込み圧力をかけて、水中でノズルから噴出させるリアクターを作成しK_Laの測定を行った。その結果、スプレー式バイオリアクターに較べて2倍近いK_Laを得るとともに、1気圧の条件下の7.5ppmの飽和溶存酸素濃度の2倍に当たる15ppmの最大溶存酸素濃度を示した。今後酸素要求の高い物質生産に用いて性能を評価する予定である。