生物培養地に対する栄養源気体の溶解に関する基礎的研究

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生物培養地に対する栄養源気体の溶解に関する基礎的研究

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Solubilities of gases in aqueous solutions containing several components used in fermentation media
責任表示:
荒井 康彦(九州大学・工学部・教授)
ARAI Yasuhiko(九州大学・工学部・教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
1991-1992
概要(最新報告):
バイオテクノロジーのプロセス設計においては、培地に対する酸素の溶解度が基礎的知見として、きわめて重要である。そこで、生物培養培地に対する酸素の溶解度測定装置を作製した。測定原理は静置法(飽和法)とし、培養培地に酸素を接触させ、圧力減少から溶解度を求めた。装置の主要部は、生物培養培地を入れるガラス平衡セル、そのセルを恒温に保つための恒温槽、酸素を入れるシリンダー、系内を脱気するための真空ポンプ、脱気時に培地溶液の損失を防ぐために培地を固化する冷却器、および酸素の圧力を測定するための圧力測定系から構成される。 まず、酸素の純水に対する溶解度を測定し、文献値との比較を試みることで測定法の健全性を確証した。ついで、培地成分として重要な電解質である塩化ナトリウム、硫酸アンモニウムおよび糖類のスクロースを取り上げ、それぞれを含む水溶液(単1成分、2成分、3成分を含む水溶液)に対する酸素の溶解度を測定した。また、リン酸源、カリウム源、緩衝用としても用いられるリン酸二カリウムならびにリン酸水素二カリウムを取り上げた。さらに、炭素源として重要であり、気体の溶解度に大きな影響(塩析効果)をもつ糖に着目し、グルコース、マルトースを含む各水溶液についても酸素の溶解度の測定を行った。測定温度は、標準温度である25℃および実際の培養温度である30℃および37℃とした。 得られた酸素の溶解度データに対し、Scaled-Particle理論に立脚した工学的に有用な溶解度の推算式を適用したところ、ほぼ満足な結果が得られた。すなわち、各系に含まれるイオンおよび糖に必要とされるポテンシャルパラメータ(引力パラメータおよびサイズパラメータ)を適切に与えることにより、工学的に満足すべき精度で推算できた。 続きを見る
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