乳酸を発酵原料とする新規有用物質の微生物合成に関する研究

以乳酸为发酵原料微生物合成新型有用物质的研究

• 批准号: 06760090
• 负责人: 田中 賢二
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu 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-06760090/
• 关键词: polyhydroxybryrate; Alcaligines eutrophus; Lactococccus lactis; xylose; lactate fermentation; Ecomaterial

化石燃料から作られる難分解性の環境汚染問題の解決と木材性農産廃棄物の有効利用を目的として、L.lactisとA.eutrophusを用いてキシロースからL-乳酸を経て生分解性プラスチック素材であるポリヒドロキシアルカン酸(PHA)を生産する微生物プロセスの開発を行った。特に本年度は、L-乳酸からPHAを生産する培養ステージの効率化について検討した。乳酸濃度が高くなると菌体の増殖が阻害されるため、オンライン乳酸アナライザーを用いて乳酸濃度が3g/lに保たれるように培養系にL-乳酸Na溶液をフィードする流加培養を行ったが、Na^+の蓄積により高い菌体濃度を得ることはできなかった。このため、L-乳酸Na溶液に替えて、培養系のpHを指標にして市販のL-乳酸溶液をフィードする流加培養を行ったが、L-乳酸溶液に含まれるラクチドの蓄積によって菌体増殖は阻害された。ラクチドの影響を解除するため、pHを7.0から8.0に上げ、培養系の制御乳酸濃度を2g/l程度に下げて流加培養を行ったところ、ラクチドの分解が促進され、培養系における蓄積量を抑えることができた。これにより、乾燥菌体重量当たり80%近い含有率にまでPHAを菌体内に蓄積させることができた。また、一定の希釈率で乳酸培地をフィードする連続培養についても検討したところ、希釈率0.2h^<-1>でも安定して培養を行うことができたが、流加培養よりも高い生産性を得ることはできなかった。実際に、キシロース培地でL.lactis IO-1を培養して得たL-乳酸液の上清をフィードした流加培養でも、A.eutrophusは良好に増殖し、PHAを蓄積した。本研究により、L.lactisとA.eutrophusを用いてキシロースから生分解性素材であるPHAを効率よく生産する培養方法を開発できた。

To solve the problem of environmental pollution caused by the decomposition of fossil fuels and to develop microbial processes for the production of PHA, the effective utilization of wood-based agricultural wastes and the use of L.lactis and A.eutrophus. In particular, this year, L-lactic acid and PHA production rate of the culture process to discuss Lactic acid concentration is high, cell growth is inhibited, lactic acid concentration is 3 g/l, culture system is maintained, L-lactic acid Na solution is fed, Na^+ accumulation is inhibited, cell concentration is high. The pH index of culture system was determined by the addition of L-lactic acid solution. The accumulation of L-lactic acid solution in culture system was inhibited by the inhibition of bacterial growth. The effect of pH 7.0 to 8.0 was removed. The lactic acid concentration of culture system was controlled to 2 g/l. The decomposition of lactic acid was promoted. The accumulation of lactic acid in culture system was suppressed. When the dry cell weight is 80%, the PHA accumulation in the cell body will be reduced. In addition, a certain percentage of lactic acid culture medium was used for continuous culture. The percentage of lactic acid culture medium was 0.2h. The stability of culture medium was increased<-1>. L.lactis IO-1 was cultured in the supernatant of L-lactic acid solution. A.eutrophus was cultured in the supernatant of L-lactic acid solution. PHA was accumulated. In this study, L.lactis and A.eutrophus were used to develop a culture method for producing PHA.

项目成果

田中 賢二: "Fermentative production of poly-B-hydroxybutyric acid from xylose by a two stage culture method employing L.lactis IO-1 and Al.eutrophus." Candian.Journal of Microbiology. (in press).

Kenji Tanaka：“利用乳酸乳球菌 IO-1 和 Candian 发酵生产聚 B-羟基丁酸。微生物学杂志（正在出版）。”