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

使用新型喷雾生物反应器生产 D-丙氨酸进行评估

• 批准号: 06750830
• 负责人: 岡本 裕行
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-06750830/
• 关键词: スプレー式バイオリアクター; 酸素移動容量係数; L-アラニン分解

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. The decomposition culture solution of the selected L-phase of Candida maltosa is used in the cell culture tank (reverse culture tank) and the acid solution of Candida maltosa is used in the decomposition culture solution of L-phase of Candida maltosa. The relationship between the concentration of L-La in the reaction solution, the concentration of dissolved acid, the change in the number of bacteria, the number of cycles of the culture solution ([volume of culture solution during circulation]/[total volume of culture solution]), and the relationship between the number of cycles of K_La values obtained under the same conditions were discussed. The results show that the number of cycles is 5 min, <-1>the number of cycles increases, the K_La increases, the concentration of dissolved acid increases, the acceleration rate of bacterial count increases, and the decomposition rate increases. For the same substrate concentration, the decomposition rate of the cell number was 4.7 times higher than that of the stirred tank type (1200 min ^<-1>). This is the first time that the company has been involved in the production of high-quality products. 2. Improvement of K_La in culture tank 1. Keeping yeast suspended in culture tank under stirring, stirring, and stirring. K_La value is about 1.3 times higher than that in culture tank. The migration of acid in solution is promoted, and the acid supply energy is increased. The liquid and air are mixed at the pump, the pressure is applied, and the water is sprayed out for six times to make the measurement of K_La. The results show that the maximum soluble acid concentration of 7.5 ppm is 2 times higher than that of 7.5 ppm at 1 atmosphere and 2 times higher than that of 15ppm at 1 atmosphere. The performance evaluation for the production of high quality substances required in the future

项目成果

坂下 英樹: "D-アラニン生産を指標としたスプレー式リアクターの評価" 化学工学会第27回秋季大会研究発表講演要旨集,第1分冊. 235 (1994)

Hideki Sakashita：“以 D-丙氨酸产量为指标评估喷雾反应器”第 27 届化学工程师学会秋季会议研究报告摘要，第 1. 235 卷（1994 年）