JP2001178495A - 菌体の分離方法 - Google Patents
菌体の分離方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発酵液から菌体を凝集分離して有価物を回収す
るに際して、高価な凝集剤であるキトサンの使用量を低
減して、経済的に有価物を回収することができる菌体の
分離方法を提供する。 【解決手段】発酵液に、一般式［１］で表されるアミジ
ン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサンを添
加することにより、発酵液中の菌体を凝集することを特
徴とする菌体の分離方法、及び、発酵液に、一般式
［１］で表されるアミジン単位を有するカチオン性高分
子凝集剤とキトサンを添加することにより発酵液中の菌
体を凝集し、さらにアニオン性高分子凝集剤を添加して
凝集フロックを粗大化することを特徴とする菌体の分離
方法。ただし、式中、Ｒ1及びＲ2は水素又はメチル基で
あり、Ｘ-は塩形成アニオンである。 【化１】
るに際して、高価な凝集剤であるキトサンの使用量を低
減して、経済的に有価物を回収することができる菌体の
分離方法を提供する。 【解決手段】発酵液に、一般式［１］で表されるアミジ
ン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサンを添
加することにより、発酵液中の菌体を凝集することを特
徴とする菌体の分離方法、及び、発酵液に、一般式
［１］で表されるアミジン単位を有するカチオン性高分
子凝集剤とキトサンを添加することにより発酵液中の菌
体を凝集し、さらにアニオン性高分子凝集剤を添加して
凝集フロックを粗大化することを特徴とする菌体の分離
方法。ただし、式中、Ｒ1及びＲ2は水素又はメチル基で
あり、Ｘ-は塩形成アニオンである。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、菌体の分離方法に
関する。さらに詳しくは、本発明は、発酵液から菌体を
凝集分離して有価物を回収するに際して、高価な凝集剤
であるキトサンの使用量を低減して、経済的に有価物を
回収することができる菌体の分離方法に関する。
関する。さらに詳しくは、本発明は、発酵液から菌体を
凝集分離して有価物を回収するに際して、高価な凝集剤
であるキトサンの使用量を低減して、経済的に有価物を
回収することができる菌体の分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】微生物培養により有価物を生産した場
合、有価物と菌体を分離する工程が必要である。発酵液
の菌体分離において、キトサンとポリアクリル酸ナトリ
ウムを用いて菌体を凝集して分離する方法が知られてい
る。キトサンとポリアクリル酸ナトリウムが使用される
のは、目的有価物が液中に残留して、菌体のみを凝集す
るのに適したポリマーであるためである。しかし、従来
のキトサンとポリアクリル酸ナトリウムによる菌体の凝
集分離においては、凝集に多量のキトサンを必要とし
た。キトサンは、天然物であるキチンの脱アセチル化に
より得られる物質であるために、供給量が必ずしも十分
でなく、比較的高価であり、また、キトサンの溶解には
酸が必要となるので、菌体の分離コストの増大に繋がっ
ていた。このために、目的とする有価物の失活を最小限
に抑え、発酵液から経済的に菌体を分離することができ
る菌体の分離方法が求められていた。
合、有価物と菌体を分離する工程が必要である。発酵液
の菌体分離において、キトサンとポリアクリル酸ナトリ
ウムを用いて菌体を凝集して分離する方法が知られてい
る。キトサンとポリアクリル酸ナトリウムが使用される
のは、目的有価物が液中に残留して、菌体のみを凝集す
るのに適したポリマーであるためである。しかし、従来
のキトサンとポリアクリル酸ナトリウムによる菌体の凝
集分離においては、凝集に多量のキトサンを必要とし
た。キトサンは、天然物であるキチンの脱アセチル化に
より得られる物質であるために、供給量が必ずしも十分
でなく、比較的高価であり、また、キトサンの溶解には
酸が必要となるので、菌体の分離コストの増大に繋がっ
ていた。このために、目的とする有価物の失活を最小限
に抑え、発酵液から経済的に菌体を分離することができ
る菌体の分離方法が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、発酵液から
菌体を凝集分離して有価物を回収するに際して、高価な
凝集剤であるキトサンの使用量を低減して、経済的に有
価物を回収することができる菌体の分離方法を提供する
ことを目的としてなされたものである。
菌体を凝集分離して有価物を回収するに際して、高価な
凝集剤であるキトサンの使用量を低減して、経済的に有
価物を回収することができる菌体の分離方法を提供する
ことを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のアミジン単
位を有するカチオン性高分子凝集剤により、キトサンの
相当部分を代替しても、全量キトサンを使用した場合と
同様に良好な分離効果が得られることを見いだし、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は、（１）発酵液に、一般式［１］で表されるア
ミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサン
を添加することにより、発酵液中の菌体を凝集すること
を特徴とする菌体の分離方法、
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のアミジン単
位を有するカチオン性高分子凝集剤により、キトサンの
相当部分を代替しても、全量キトサンを使用した場合と
同様に良好な分離効果が得られることを見いだし、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は、（１）発酵液に、一般式［１］で表されるア
ミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサン
を添加することにより、発酵液中の菌体を凝集すること
を特徴とする菌体の分離方法、
【化３】 （ただし、式中、Ｒ1及びＲ2は水素又はメチル基であ
り、Ｘ-は塩形成アニオンである。）、及び、（２）発
酵液に、一般式［１］で表されるアミジン単位を有する
カチオン性高分子凝集剤とキトサンを添加することによ
り発酵液中の菌体を凝集し、さらにアニオン性高分子凝
集剤を添加して凝集フロックを粗大化することを特徴と
する菌体の分離方法、
り、Ｘ-は塩形成アニオンである。）、及び、（２）発
酵液に、一般式［１］で表されるアミジン単位を有する
カチオン性高分子凝集剤とキトサンを添加することによ
り発酵液中の菌体を凝集し、さらにアニオン性高分子凝
集剤を添加して凝集フロックを粗大化することを特徴と
する菌体の分離方法、
【化４】 （ただし、式中、Ｒ1及びＲ2は水素又はメチル基であ
り、Ｘ-は塩形成アニオンである。）、を提供するもの
である。さらに、本発明の好ましい態様として、（３）
カチオン性高分子凝集剤中の一般式［１］で表されるア
ミジン単位が、２０〜９０モル％である第１項記載の菌
体の分離方法、（４）カチオン性高分子凝集剤の１モル
／Ｌ塩化ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃で測定し
た固有粘度が、１dL／ｇ以上である第１項記載の菌体の
分離方法、（５）キトサンの脱アセチル化率が、８０モ
ル％以上である第１項記載の菌体の分離方法、（６）キ
トサンの０.３モル／Ｌ酢酸と０.１モル／Ｌ酢酸ナトリ
ウムを含む水溶液を溶媒として３０℃で測定した固有粘
度が、０.３〜３０dL／ｇである第１項記載の菌体の分
離方法、（７）カチオン性高分子凝集剤とキトサンの添
加量の合計が、菌体乾燥重量の０.５〜５重量％である
第１項記載の菌体の分離方法、（８）カチオン性高分子
凝集剤とキトサンの合計量に占めるカチオン性高分子凝
集剤の割合が、４０〜９０重量％である第１項記載の菌
体の分離方法、（９）カチオン性高分子凝集剤中の一般
式［１］で表されるアミジン単位が、２０〜９０モル％
である第２項記載の菌体の分離方法、（１０）カチオン
性高分子凝集剤の１モル／Ｌ塩化ナトリウム水溶液を溶
媒として３０℃で測定した固有粘度が、１dL／ｇ以上で
ある第２項記載の菌体の分離方法、（１１）キトサンの
脱アセチル化率が、８０モル％以上である第２項記載の
菌体の分離方法、（１２）キトサンの０.３モル／Ｌ酢
酸と０.１モル／Ｌ酢酸ナトリウムを含む水溶液を溶媒
として３０℃で測定した固有粘度が、０.３〜３０dL／
ｇである第２項記載の菌体の分離方法、（１３）カチオ
ン性高分子凝集剤とキトサンの添加量の合計が、菌体乾
燥重量の０.５〜５重量％である第２項記載の菌体の分
離方法、（１４）カチオン性高分子凝集剤とキトサンの
合計量に占めるカチオン性高分子凝集剤の割合が、４０
〜９０重量％である第２項記載の菌体の分離方法、（１
５）アニオン性高分子凝集剤の２モル／Ｌ塩化ナトリウ
ム水溶液を溶媒として３０℃で測定した固有粘度が、１
dL／ｇ以上である第２項記載の菌体の分離方法、を挙げ
ることができる。
り、Ｘ-は塩形成アニオンである。）、を提供するもの
である。さらに、本発明の好ましい態様として、（３）
カチオン性高分子凝集剤中の一般式［１］で表されるア
ミジン単位が、２０〜９０モル％である第１項記載の菌
体の分離方法、（４）カチオン性高分子凝集剤の１モル
／Ｌ塩化ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃で測定し
た固有粘度が、１dL／ｇ以上である第１項記載の菌体の
分離方法、（５）キトサンの脱アセチル化率が、８０モ
ル％以上である第１項記載の菌体の分離方法、（６）キ
トサンの０.３モル／Ｌ酢酸と０.１モル／Ｌ酢酸ナトリ
ウムを含む水溶液を溶媒として３０℃で測定した固有粘
度が、０.３〜３０dL／ｇである第１項記載の菌体の分
離方法、（７）カチオン性高分子凝集剤とキトサンの添
加量の合計が、菌体乾燥重量の０.５〜５重量％である
第１項記載の菌体の分離方法、（８）カチオン性高分子
凝集剤とキトサンの合計量に占めるカチオン性高分子凝
集剤の割合が、４０〜９０重量％である第１項記載の菌
体の分離方法、（９）カチオン性高分子凝集剤中の一般
式［１］で表されるアミジン単位が、２０〜９０モル％
である第２項記載の菌体の分離方法、（１０）カチオン
性高分子凝集剤の１モル／Ｌ塩化ナトリウム水溶液を溶
媒として３０℃で測定した固有粘度が、１dL／ｇ以上で
ある第２項記載の菌体の分離方法、（１１）キトサンの
脱アセチル化率が、８０モル％以上である第２項記載の
菌体の分離方法、（１２）キトサンの０.３モル／Ｌ酢
酸と０.１モル／Ｌ酢酸ナトリウムを含む水溶液を溶媒
として３０℃で測定した固有粘度が、０.３〜３０dL／
ｇである第２項記載の菌体の分離方法、（１３）カチオ
ン性高分子凝集剤とキトサンの添加量の合計が、菌体乾
燥重量の０.５〜５重量％である第２項記載の菌体の分
離方法、（１４）カチオン性高分子凝集剤とキトサンの
合計量に占めるカチオン性高分子凝集剤の割合が、４０
〜９０重量％である第２項記載の菌体の分離方法、（１
５）アニオン性高分子凝集剤の２モル／Ｌ塩化ナトリウ
ム水溶液を溶媒として３０℃で測定した固有粘度が、１
dL／ｇ以上である第２項記載の菌体の分離方法、を挙げ
ることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の菌体の分離方法の第１の
態様においては、発酵液に、一般式［１］で表されるア
ミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサン
を添加することにより、発酵液中の菌体を凝集する。本
発明の第２の態様は、発酵液に、一般式［１］で表され
るアミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキト
サンを添加することにより、発酵液中の菌体を凝集し、
さらにアニオン性高分子凝集剤を添加して凝集フロック
を粗大化する。
態様においては、発酵液に、一般式［１］で表されるア
ミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサン
を添加することにより、発酵液中の菌体を凝集する。本
発明の第２の態様は、発酵液に、一般式［１］で表され
るアミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキト
サンを添加することにより、発酵液中の菌体を凝集し、
さらにアニオン性高分子凝集剤を添加して凝集フロック
を粗大化する。
【化５】 ただし、一般式［１］において、Ｒ1及びＲ2は水素又は
メチル基であり、Ｘ-は塩形成アニオンである。本発明
方法を適用し得る菌体に特に制限はなく、例えば、枯草
菌、真菌、酵母などの産業上利用される微生物を挙げる
ことができる。また、本発明方法を適用し得る菌体の生
産する有価物にも特に制限はなく、例えば、酵素などの
生理活性蛋白質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン類、脂
質、有機酸などを挙げることができる。
メチル基であり、Ｘ-は塩形成アニオンである。本発明
方法を適用し得る菌体に特に制限はなく、例えば、枯草
菌、真菌、酵母などの産業上利用される微生物を挙げる
ことができる。また、本発明方法を適用し得る菌体の生
産する有価物にも特に制限はなく、例えば、酵素などの
生理活性蛋白質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン類、脂
質、有機酸などを挙げることができる。
【０００６】一般式［１］で表されるアミジン単位を有
するカチオン性高分子凝集剤は、Ｎ−ビニルカルボン酸
アミド又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミド及びア
クリロニトリル又はメタクリロニトリルを共重合し、得
られた共重合体を加水分解及びアミジン化することによ
って得ることができる。Ｎ−ビニルカルボン酸アミドと
しては、例えば、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニル
アセトアミド、Ｎ−ビニルプロピオンアミド、Ｎ−ビニ
ルブチルアミド、Ｎ−ビニルバレルアミドなどを挙げる
ことができる。Ｎ−イソプロペニルカルボン酸アミドと
しては、例えば、Ｎ−イソプロペニルホルムアミド、Ｎ
−イソプロペニルアセトアミド、Ｎ−イソプロペニルプ
ロピオンアミド、Ｎ−イソプロペニルブチルアミド、Ｎ
−イソプロペニルバレルアミドなどを挙げることができ
る。また、必要に応じて、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド
又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミド及びアクリロ
ニトリル又はメタクリロニトリルと共重合可能な他の単
量体を共重合することができる。共重合可能な他の単量
体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、Ｎ,
Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルメタク
リルアミドなどを挙げることができる。Ｎ−ビニルカル
ボン酸アミド又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミド
とアクリロニトリル又はメタクリロニトリルとの共重合
方法に特に制限はなく、溶液重合、懸濁重合、乳化重合
などを選ぶことができる。例えば、使用する単量体も生
成する共重合体も水溶性であれば、水溶液重合が可能で
ある。水溶液重合により得られた共重合体は、そのまま
又は単離したのち、加水分解及びアミジン化反応に供す
ることができる。使用する重合開始剤に特に制限はな
く、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、
２,２'−アゾビス(２−アミジノプロパン)二塩酸塩など
を挙げることができる。
するカチオン性高分子凝集剤は、Ｎ−ビニルカルボン酸
アミド又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミド及びア
クリロニトリル又はメタクリロニトリルを共重合し、得
られた共重合体を加水分解及びアミジン化することによ
って得ることができる。Ｎ−ビニルカルボン酸アミドと
しては、例えば、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニル
アセトアミド、Ｎ−ビニルプロピオンアミド、Ｎ−ビニ
ルブチルアミド、Ｎ−ビニルバレルアミドなどを挙げる
ことができる。Ｎ−イソプロペニルカルボン酸アミドと
しては、例えば、Ｎ−イソプロペニルホルムアミド、Ｎ
−イソプロペニルアセトアミド、Ｎ−イソプロペニルプ
ロピオンアミド、Ｎ−イソプロペニルブチルアミド、Ｎ
−イソプロペニルバレルアミドなどを挙げることができ
る。また、必要に応じて、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド
又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミド及びアクリロ
ニトリル又はメタクリロニトリルと共重合可能な他の単
量体を共重合することができる。共重合可能な他の単量
体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、Ｎ,
Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルメタク
リルアミドなどを挙げることができる。Ｎ−ビニルカル
ボン酸アミド又はＮ−イソプロペニルカルボン酸アミド
とアクリロニトリル又はメタクリロニトリルとの共重合
方法に特に制限はなく、溶液重合、懸濁重合、乳化重合
などを選ぶことができる。例えば、使用する単量体も生
成する共重合体も水溶性であれば、水溶液重合が可能で
ある。水溶液重合により得られた共重合体は、そのまま
又は単離したのち、加水分解及びアミジン化反応に供す
ることができる。使用する重合開始剤に特に制限はな
く、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、
２,２'−アゾビス(２−アミジノプロパン)二塩酸塩など
を挙げることができる。
【０００７】Ｎ−ビニルカルボン酸アミド又はＮ−イソ
プロペニルカルボン酸アミドとアクリロニトリル又はメ
タクリロニトリルの共重合体の水溶液又は水分散液を、
酸又はアルカリの存在下に加熱することにより、共重合
体中の酸アミド単位を加水分解してアミン単位とし、さ
らにアミン単位と隣接するニトリル単位との反応により
一般式［１］で示されるアミジン単位を生成するアミジ
ン化反応を行うことができる。共重合体の構造と目的と
する加水分解率及びアミジン化率に応じて、反応条件を
適宜選択することができる。通常は上記の共重合体を５
〜８０重量％の水溶液又は水分散液とし、酸を加えて４
０〜１００℃に加熱することにより加水分解及びアミジ
ン化反応を行うことができる。酸による加水分解及びア
ミジン化反応を行うことにより、得られるカチオン性高
分子凝集剤のアミノ基はアンモニウム塩を形成する。加
水分解に使用する酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫
酸、酢酸などを挙げることができ、一般式［１］におけ
るＸ-は、Ｃｌ-、ＮＯ3 -、ＨＳＯ4 -、ＣＨ3ＣＯＯ-など
となる。本発明の菌体の分離方法において、カチオン性
高分子凝集剤中の一般式［１］で示されるアミジン単位
は、共重合体中の全構造単位の２０〜９０モル％である
ことが好ましく、３５〜８０モル％であることがより好
ましい。本発明方法に用いるアミジン単位を有するカチ
オン性高分子凝集剤は、高分子量であることが好まし
く、分子量の指標となる１モル／Ｌ塩化ナトリウム水溶
液を溶媒として３０℃で測定した固有粘度が１dL／ｇ以
上であることが好ましく、３dL／ｇ以上であることがよ
り好ましい。
プロペニルカルボン酸アミドとアクリロニトリル又はメ
タクリロニトリルの共重合体の水溶液又は水分散液を、
酸又はアルカリの存在下に加熱することにより、共重合
体中の酸アミド単位を加水分解してアミン単位とし、さ
らにアミン単位と隣接するニトリル単位との反応により
一般式［１］で示されるアミジン単位を生成するアミジ
ン化反応を行うことができる。共重合体の構造と目的と
する加水分解率及びアミジン化率に応じて、反応条件を
適宜選択することができる。通常は上記の共重合体を５
〜８０重量％の水溶液又は水分散液とし、酸を加えて４
０〜１００℃に加熱することにより加水分解及びアミジ
ン化反応を行うことができる。酸による加水分解及びア
ミジン化反応を行うことにより、得られるカチオン性高
分子凝集剤のアミノ基はアンモニウム塩を形成する。加
水分解に使用する酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫
酸、酢酸などを挙げることができ、一般式［１］におけ
るＸ-は、Ｃｌ-、ＮＯ3 -、ＨＳＯ4 -、ＣＨ3ＣＯＯ-など
となる。本発明の菌体の分離方法において、カチオン性
高分子凝集剤中の一般式［１］で示されるアミジン単位
は、共重合体中の全構造単位の２０〜９０モル％である
ことが好ましく、３５〜８０モル％であることがより好
ましい。本発明方法に用いるアミジン単位を有するカチ
オン性高分子凝集剤は、高分子量であることが好まし
く、分子量の指標となる１モル／Ｌ塩化ナトリウム水溶
液を溶媒として３０℃で測定した固有粘度が１dL／ｇ以
上であることが好ましく、３dL／ｇ以上であることがよ
り好ましい。
【０００８】本発明方法に用いるキトサンは、かに、え
びなどの甲殻類のキチン質を濃アルカリ溶液と加熱し、
脱アセチル化することにより得ることができる。使用す
るキトサンに特に制限はないが、脱アセチル化率が８０
モル％以上であることが好ましく、８５モル％以上であ
ることがより好ましい。キトサンの脱アセチル化率は、
キトサンのアミノ基を定量することにより求めることが
できる。キトサンのアミノ基の定量は、キトサンを希酸
溶液とし、指示薬としてメチレンブルーを用いてポリビ
ニル硫酸カリウムでコロイド滴定して行うことができ
る。脱アセチル化率８０モル％以上は、キトサンのpH
４.０におけるコロイド当量値で４.７meq／ｇ以上に相
当する。キトサンの脱アセチル化率が８０モル％未満で
あると、カチオン量が少ないので必要とする添加量が多
くなるおそれがある。本発明方法に使用するキトサンの
物性に特に制限はないが、分子量が１万〜１００万であ
り、０.３モル／Ｌ酢酸と０.１モル／Ｌ酢酸ナトリウム
を含む水溶液を溶媒として３０℃において測定した固有
粘度が０.３〜３０dL／gであることが好ましい。分子量
が高いキトサンほど菌体の凝集性は優れるが、目的とす
る有価物の回収率が低下する場合があるので、発酵液の
凝集性と目的物の回収率から最適な分子量のキトサンを
選択することが好ましい。
びなどの甲殻類のキチン質を濃アルカリ溶液と加熱し、
脱アセチル化することにより得ることができる。使用す
るキトサンに特に制限はないが、脱アセチル化率が８０
モル％以上であることが好ましく、８５モル％以上であ
ることがより好ましい。キトサンの脱アセチル化率は、
キトサンのアミノ基を定量することにより求めることが
できる。キトサンのアミノ基の定量は、キトサンを希酸
溶液とし、指示薬としてメチレンブルーを用いてポリビ
ニル硫酸カリウムでコロイド滴定して行うことができ
る。脱アセチル化率８０モル％以上は、キトサンのpH
４.０におけるコロイド当量値で４.７meq／ｇ以上に相
当する。キトサンの脱アセチル化率が８０モル％未満で
あると、カチオン量が少ないので必要とする添加量が多
くなるおそれがある。本発明方法に使用するキトサンの
物性に特に制限はないが、分子量が１万〜１００万であ
り、０.３モル／Ｌ酢酸と０.１モル／Ｌ酢酸ナトリウム
を含む水溶液を溶媒として３０℃において測定した固有
粘度が０.３〜３０dL／gであることが好ましい。分子量
が高いキトサンほど菌体の凝集性は優れるが、目的とす
る有価物の回収率が低下する場合があるので、発酵液の
凝集性と目的物の回収率から最適な分子量のキトサンを
選択することが好ましい。
【０００９】本発明方法において、一般式［１］で表さ
れるアミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキ
トサンの添加量の合計は、通常、菌体乾燥重量の０.５
〜５重量％であることが好ましい。また、一般式［１］
で表されるアミジン単位を有するカチオン性高分子凝集
剤とキトサンの合計量に占める該カチオン性高分子凝集
剤の割合は、４０〜９０重量％であることが好ましい。
一般式［１］で表されるアミジン単位を有するカチオン
性高分子凝集剤の割合が多いほど、キトサンの必要量が
少なくなり、処理コストの低減に繋がる。一般式［１］
で表されるアミジン単位を有するカチオン性高分子凝集
剤とキトサンの添加方法に特に制限はなく、例えば、そ
れぞれを水溶液として別々に添加することができ、ある
いは、混合溶液として一度に添加することもできる。両
者を別々に添加する場合は、いずれを最初に添加しても
よく、また、両者を同時に添加することもできる。本発
明方法において、一般式［１］で表されるアミジン単位
を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサンを添加して
凝集した菌体の分離方法に特に制限はなく、例えば、遠
心分離、膜分離などにより分離することができる。
れるアミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキ
トサンの添加量の合計は、通常、菌体乾燥重量の０.５
〜５重量％であることが好ましい。また、一般式［１］
で表されるアミジン単位を有するカチオン性高分子凝集
剤とキトサンの合計量に占める該カチオン性高分子凝集
剤の割合は、４０〜９０重量％であることが好ましい。
一般式［１］で表されるアミジン単位を有するカチオン
性高分子凝集剤の割合が多いほど、キトサンの必要量が
少なくなり、処理コストの低減に繋がる。一般式［１］
で表されるアミジン単位を有するカチオン性高分子凝集
剤とキトサンの添加方法に特に制限はなく、例えば、そ
れぞれを水溶液として別々に添加することができ、ある
いは、混合溶液として一度に添加することもできる。両
者を別々に添加する場合は、いずれを最初に添加しても
よく、また、両者を同時に添加することもできる。本発
明方法において、一般式［１］で表されるアミジン単位
を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサンを添加して
凝集した菌体の分離方法に特に制限はなく、例えば、遠
心分離、膜分離などにより分離することができる。
【００１０】本発明方法に用いるアニオン性高分子凝集
剤に特に制限はなく、例えば、ポリアクリル酸、ポリメ
タクリル酸、ポリアクリルアミドの部分加水分解物、ア
クリル酸とアクリルアミドの共重合体、アクリル酸と２
−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共
重合体、アクリル酸とアクリルアミドとビニルスルホン
酸の三元共重合体、さらに、これらの重合体のナトリウ
ム塩、カリウム塩などを挙げることができる。アニオン
性高分子凝集剤は、高分子量であることが好ましく、分
子量の指標となる２モル／Ｌ塩化ナトリウム水溶液を溶
媒として３０℃で測定した固有粘度が１dL／ｇ以上であ
ることが好ましく、５dL／ｇ以上であることがより好ま
しい。本発明方法において、一般式［１］で表されるア
ミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサン
を添加して菌体を凝集した発酵液に、アニオン性高分子
凝集剤を添加して凝集フロックを粗大化することによ
り、ベルトプレスなどのろ布を用いる脱水機や遠心脱水
機などにより、菌体を脱水分離することが可能となる。
本発明方法によれば、発酵液中の菌体の分離に際して、
キトサンを添加した場合の凝集性を維持したまま、高価
なキトサンの添加量を大幅に減少し、分離コストを低減
して経済的に有価物を回収することができる。菌体分離
におけるキトサンの相当部分を一般式［１］で表される
アミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤で置き換
えても、その後のアニオン性高分子凝集剤によるフロッ
クの粗大化に支障はなく、回収される酵素などの有価物
が失活することもない。
剤に特に制限はなく、例えば、ポリアクリル酸、ポリメ
タクリル酸、ポリアクリルアミドの部分加水分解物、ア
クリル酸とアクリルアミドの共重合体、アクリル酸と２
−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共
重合体、アクリル酸とアクリルアミドとビニルスルホン
酸の三元共重合体、さらに、これらの重合体のナトリウ
ム塩、カリウム塩などを挙げることができる。アニオン
性高分子凝集剤は、高分子量であることが好ましく、分
子量の指標となる２モル／Ｌ塩化ナトリウム水溶液を溶
媒として３０℃で測定した固有粘度が１dL／ｇ以上であ
ることが好ましく、５dL／ｇ以上であることがより好ま
しい。本発明方法において、一般式［１］で表されるア
ミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサン
を添加して菌体を凝集した発酵液に、アニオン性高分子
凝集剤を添加して凝集フロックを粗大化することによ
り、ベルトプレスなどのろ布を用いる脱水機や遠心脱水
機などにより、菌体を脱水分離することが可能となる。
本発明方法によれば、発酵液中の菌体の分離に際して、
キトサンを添加した場合の凝集性を維持したまま、高価
なキトサンの添加量を大幅に減少し、分離コストを低減
して経済的に有価物を回収することができる。菌体分離
におけるキトサンの相当部分を一般式［１］で表される
アミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤で置き換
えても、その後のアニオン性高分子凝集剤によるフロッ
クの粗大化に支障はなく、回収される酵素などの有価物
が失活することもない。
【００１１】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。なお、一般式［１］で表される
アミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤として、
Ｎ−ビニルホルムアミドとアクリロニトリルのモル比５
０／５０の共重合体を、加水分解、アミジン化すること
により得られた、Ｒ1とＲ2がともに水素であり、一般式
［１］で表されるアミジン単位６７モル％、ビニルアミ
ン単位１１モル％、Ｎ−ビニルホルムアミド単位５モル
％、アクリロニトリル単位１７モル％からなり、１モル
／Ｌ塩化ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃において
測定した固有粘度が４.５dL／ｇであるカチオン性高分
子凝集剤を用いた。このカチオン性高分子凝集剤を、カ
チオン性高分子凝集剤Ａとする。また、キトサンは、脱
アセチル化率が９０モル％であり、０.３モル／Ｌ酢酸
と０.１モル／Ｌ酢酸ナトリウムを含む水溶液を溶媒と
して３０℃において測定した固有粘度が１５dL／ｇであ
るキトサンを、等重量の氷酢酸を加えて水に溶解して用
いた。用いたポリアクリル酸ナトリウムは、２モル／Ｌ
塩化ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃において測定
した固有粘度が６.７dL／ｇである。 実施例１ 乾燥菌体濃度２重量％、目的有価物が分子量３万の酵素
である発酵液２００mLに、カチオン性高分子凝集剤Ａの
０.５重量％水溶液２０mLとキトサンの０.５重量％水溶
液５mLを加え、１分間撹拌した。この処理液を、４,０
００rpmの遠心分離に１０分かけて、凝集物を分離し
た。上清液の濁度を、波長６６０ｎｍの吸光度（１cmセ
ル使用）から求めたところ、０.１１であった。 比較例１ 実施例１と同じ発酵液２００mLに対して、実施例１と同
じキトサンの０.５重量％水溶液５mLを添加し、実施例
１と同様に処理した。上清液の濁度は、１.２であっ
た。さらに、キトサンの０.５重量％水溶液の添加量を
１６mL及び２５mLとして、同じ処理を行った。上清液の
濁度は、０.５５及び０.１０であった。 比較例２ 実施例１と同じ発酵液２００mLに対して、実施例１と同
じカチオン性高分子凝集剤Ａの０.５重量％水溶液５mL
を添加し、実施例１と同様に処理した。上清液の濁度
は、１.８であった。さらに、カチオン性高分子凝集剤
Ａの０.５重量％水溶液の添加量を１６mL及び２５mLと
して、同じ処理を行った。上清液の濁度は、０.８５及
び０.５３であった。実施例１及び比較例１〜２の結果
を、第１表に示す。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。なお、一般式［１］で表される
アミジン単位を有するカチオン性高分子凝集剤として、
Ｎ−ビニルホルムアミドとアクリロニトリルのモル比５
０／５０の共重合体を、加水分解、アミジン化すること
により得られた、Ｒ1とＲ2がともに水素であり、一般式
［１］で表されるアミジン単位６７モル％、ビニルアミ
ン単位１１モル％、Ｎ−ビニルホルムアミド単位５モル
％、アクリロニトリル単位１７モル％からなり、１モル
／Ｌ塩化ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃において
測定した固有粘度が４.５dL／ｇであるカチオン性高分
子凝集剤を用いた。このカチオン性高分子凝集剤を、カ
チオン性高分子凝集剤Ａとする。また、キトサンは、脱
アセチル化率が９０モル％であり、０.３モル／Ｌ酢酸
と０.１モル／Ｌ酢酸ナトリウムを含む水溶液を溶媒と
して３０℃において測定した固有粘度が１５dL／ｇであ
るキトサンを、等重量の氷酢酸を加えて水に溶解して用
いた。用いたポリアクリル酸ナトリウムは、２モル／Ｌ
塩化ナトリウム水溶液を溶媒として３０℃において測定
した固有粘度が６.７dL／ｇである。 実施例１ 乾燥菌体濃度２重量％、目的有価物が分子量３万の酵素
である発酵液２００mLに、カチオン性高分子凝集剤Ａの
０.５重量％水溶液２０mLとキトサンの０.５重量％水溶
液５mLを加え、１分間撹拌した。この処理液を、４,０
００rpmの遠心分離に１０分かけて、凝集物を分離し
た。上清液の濁度を、波長６６０ｎｍの吸光度（１cmセ
ル使用）から求めたところ、０.１１であった。 比較例１ 実施例１と同じ発酵液２００mLに対して、実施例１と同
じキトサンの０.５重量％水溶液５mLを添加し、実施例
１と同様に処理した。上清液の濁度は、１.２であっ
た。さらに、キトサンの０.５重量％水溶液の添加量を
１６mL及び２５mLとして、同じ処理を行った。上清液の
濁度は、０.５５及び０.１０であった。 比較例２ 実施例１と同じ発酵液２００mLに対して、実施例１と同
じカチオン性高分子凝集剤Ａの０.５重量％水溶液５mL
を添加し、実施例１と同様に処理した。上清液の濁度
は、１.８であった。さらに、カチオン性高分子凝集剤
Ａの０.５重量％水溶液の添加量を１６mL及び２５mLと
して、同じ処理を行った。上清液の濁度は、０.８５及
び０.５３であった。実施例１及び比較例１〜２の結果
を、第１表に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】第１表に見られるように、カチオン性高分
子凝集剤Ａは、単独で用いると、キトサンに比べて凝集
効果は劣るが、キトサンと併用した場合は、キトサンの
８０重量％をカチオン性高分子凝集剤Ａで置き換えて
も、全量キトサンを用いた場合とほぼ同等の凝集効果が
得られ、カチオン性高分子凝集剤Ａによりキトサンの相
当部分を代替し得ることが分かる。 実施例２ 乾燥菌体濃度２重量％、目的有価物が分子量３万の酵素
である発酵液２００mLに、カチオン性高分子凝集剤Ａの
０.５重量％水溶液２０mLとキトサンの０.５重量％水溶
液５mLを加えて１分間撹拌し、さらにポリアクリル酸ナ
トリウムの０.２重量％水溶液１０mLを添加してフロッ
クを粗大化した。大きいフロックが形成された。このフ
ロックを含む液を、１００メッシュナイロンろ布を敷い
たブフナーロートに注ぎ、１５秒後のろ液量を測定した
ところ１７０mLであり、重力ろ過速度は６８０mL／分で
あった。ろ過後の凝集物を、ポリエステル製、杉綾織の
ベルトプレス型脱水機用ろ布とスポンジで挟み、５０kP
aの圧力で６０秒間圧搾し、脱水ケーキの含水率を測定
したところ７８重量％であった。 比較例３ カチオン性高分子凝集剤Ａの０.５重量％水溶液２０mL
とキトサンの０.５重量％水溶液５mLの代わりに、カチ
オン性高分子凝集剤Ａの０.５重量％水溶液２５mLを添
加した以外は、実施例２と同じ操作を行った。形成され
たフロックの径は小さく、重力ろ過速度は２５０mL／
分、脱水ケーキの含水率は８５重量％であった。 比較例４ カチオン性高分子凝集剤Ａの０.５重量％水溶液２０mL
とキトサンの０.５重量％水溶液５mLの代わりに、キト
サンの０.５重量％水溶液２５mLを添加した以外は、実
施例２と同じ操作を行った。形成されたフロックの径は
大きく、重力ろ過速度は６９０mL／分、脱水ケーキの含
水率は７７重量％であった。実施例２及び比較例３〜４
の結果を、第２表に示す。
子凝集剤Ａは、単独で用いると、キトサンに比べて凝集
効果は劣るが、キトサンと併用した場合は、キトサンの
８０重量％をカチオン性高分子凝集剤Ａで置き換えて
も、全量キトサンを用いた場合とほぼ同等の凝集効果が
得られ、カチオン性高分子凝集剤Ａによりキトサンの相
当部分を代替し得ることが分かる。 実施例２ 乾燥菌体濃度２重量％、目的有価物が分子量３万の酵素
である発酵液２００mLに、カチオン性高分子凝集剤Ａの
０.５重量％水溶液２０mLとキトサンの０.５重量％水溶
液５mLを加えて１分間撹拌し、さらにポリアクリル酸ナ
トリウムの０.２重量％水溶液１０mLを添加してフロッ
クを粗大化した。大きいフロックが形成された。このフ
ロックを含む液を、１００メッシュナイロンろ布を敷い
たブフナーロートに注ぎ、１５秒後のろ液量を測定した
ところ１７０mLであり、重力ろ過速度は６８０mL／分で
あった。ろ過後の凝集物を、ポリエステル製、杉綾織の
ベルトプレス型脱水機用ろ布とスポンジで挟み、５０kP
aの圧力で６０秒間圧搾し、脱水ケーキの含水率を測定
したところ７８重量％であった。 比較例３ カチオン性高分子凝集剤Ａの０.５重量％水溶液２０mL
とキトサンの０.５重量％水溶液５mLの代わりに、カチ
オン性高分子凝集剤Ａの０.５重量％水溶液２５mLを添
加した以外は、実施例２と同じ操作を行った。形成され
たフロックの径は小さく、重力ろ過速度は２５０mL／
分、脱水ケーキの含水率は８５重量％であった。 比較例４ カチオン性高分子凝集剤Ａの０.５重量％水溶液２０mL
とキトサンの０.５重量％水溶液５mLの代わりに、キト
サンの０.５重量％水溶液２５mLを添加した以外は、実
施例２と同じ操作を行った。形成されたフロックの径は
大きく、重力ろ過速度は６９０mL／分、脱水ケーキの含
水率は７７重量％であった。実施例２及び比較例３〜４
の結果を、第２表に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】第２表に見られるように、カチオン性高分
子凝集剤Ａは、比較例３のように単独で用いると、キト
サンに比べて凝集効果は劣るが、実施例２のようにキト
サンと併用した場合は、キトサンの８０重量％をカチオ
ン性高分子凝集剤Ａで置き換えても、全量キトサンを用
いた比較例４とほぼ同等の凝集効果が得られ、カチオン
性高分子凝集剤Ａによりキトサンの相当部分を代替し得
ることが分かる。
子凝集剤Ａは、比較例３のように単独で用いると、キト
サンに比べて凝集効果は劣るが、実施例２のようにキト
サンと併用した場合は、キトサンの８０重量％をカチオ
ン性高分子凝集剤Ａで置き換えても、全量キトサンを用
いた比較例４とほぼ同等の凝集効果が得られ、カチオン
性高分子凝集剤Ａによりキトサンの相当部分を代替し得
ることが分かる。
【００１６】
【発明の効果】本発明の菌体の分離方法によれば、発酵
液中の菌体の分離に際して、キトサンを添加した場合の
凝集性を維持したまま、高価なキトサンの添加量を大幅
に減少し、分離コストを低減して経済的に有価物を回収
することができる。菌体分離におけるキトサンの相当部
分を一般式［１］で表されるアミジン単位を有するカチ
オン性高分子凝集剤で置き換えても、その後のアニオン
性高分子凝集剤によるフロックの粗大化に支障はなく、
回収される酵素などの有価物が失活することもない。
液中の菌体の分離に際して、キトサンを添加した場合の
凝集性を維持したまま、高価なキトサンの添加量を大幅
に減少し、分離コストを低減して経済的に有価物を回収
することができる。菌体分離におけるキトサンの相当部
分を一般式［１］で表されるアミジン単位を有するカチ
オン性高分子凝集剤で置き換えても、その後のアニオン
性高分子凝集剤によるフロックの粗大化に支障はなく、
回収される酵素などの有価物が失活することもない。
Claims (2)
- 【請求項１】発酵液に、一般式［１］で表されるアミジ
ン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサンを添
加することにより、発酵液中の菌体を凝集することを特
徴とする菌体の分離方法。 【化１】 （ただし、式中、Ｒ1及びＲ2は水素又はメチル基であ
り、Ｘ-は塩形成アニオンである。） - 【請求項２】発酵液に、一般式［１］で表されるアミジ
ン単位を有するカチオン性高分子凝集剤とキトサンを添
加することにより発酵液中の菌体を凝集し、さらにアニ
オン性高分子凝集剤を添加して凝集フロックを粗大化す
ることを特徴とする菌体の分離方法。 【化２】 （ただし、式中、Ｒ1及びＲ2は水素又はメチル基であ
り、Ｘ-は塩形成アニオンである。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37441599A JP2001178495A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 菌体の分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37441599A JP2001178495A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 菌体の分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001178495A true JP2001178495A (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=18503811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37441599A Pending JP2001178495A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 菌体の分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001178495A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007082487A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 発酵液からの有価物回収方法 |
| JP2009261320A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Daiyanitorikkusu Kk | 菌体触媒を用いた目的化合物の製造方法 |
| WO2015033650A1 (ja) * | 2013-09-05 | 2015-03-12 | Ｎｅｃソリューションイノベータ株式会社 | サンプルの製造方法およびターゲットの分析方法 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37441599A patent/JP2001178495A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007082487A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 発酵液からの有価物回収方法 |
| JP2009261320A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Daiyanitorikkusu Kk | 菌体触媒を用いた目的化合物の製造方法 |
| WO2015033650A1 (ja) * | 2013-09-05 | 2015-03-12 | Ｎｅｃソリューションイノベータ株式会社 | サンプルの製造方法およびターゲットの分析方法 |
| JP6074047B2 (ja) * | 2013-09-05 | 2017-02-01 | Ｎｅｃソリューションイノベータ株式会社 | サンプルの製造方法およびターゲットの分析方法 |
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