アルコール醗酵における生産物阻害 : 阻害のパターンに対する再検討

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我々は, 前報においてアルコール醗酵における生産物(エタノール)の菌の増殖および醗酵に及ぼす影響を速度論的に検討し(1), (2)式をえた. ここにμ=比増殖率(hr<^-1>), μ_0=比増殖率の最大値(hr^<-1>), ν=アルコール比醗酵速度(hr^-1), ν_0=アルコール比醗酵速度の最大値(hr^<-1>), P=エタノール濃度(g/l), S=基質(グルコース)濃度(g/l), k_1(l/g), k_2(l/g), K_8(g/l), K^, _3(g/l)=定数. (1), (2)式はLineweaver-Burk プロットを行なうことにより得られ, この阻害が, 酵素でいう「非拮抗的阻害」に対応することを示している. しかし定数k_1,k_2は各実験系によって異なった値を示し, この定数の意味を論じることは, 指数型で表わされているためむつかしい. 一方(2)式は酒の醸造に適応し, よい一致をみたがこの場合エタノール濃度は20%近くで本実験における条件(エタノール濃度=0〜60(g/l))とはかなり異なっている.前報の結果を1/μ(または1/ν)とpにプロットし直すと, (Figs.1,2)直線がえられ, 本実験の範囲で, (5), (6)式のように表現することも可能である. ただし, 式中K_p, K'_p=定数. (6)式は, 前述の酒の醸造結果を説明できなかったことは, エタノールの阻害現象が複雑であることを示していると考えられる. (5), (6式から, 菌体というin vivoの反応が, 酵素反応というin vivoの反応と対応がつくため、K_p, K'_pの意味が, 前報に比し明確になった. 例えば, 振とうフラスコ実験におけるK_pが, 連続培養の場合の値より小さいという結果からは, 菌の増殖に関与する中心の酵素に対する阻害物質としてのエタノールの親和力が振とうフラスコの方が大きいと推測できる. K'_pは連続培養の値がワーブルグ検圧計実験の値より大きかった. こうした事実は, 菌の多面性を示していると考えられるが, スケールアップ等工学的問題を解決する手がかりの1つとなるであろう. なお(5), (6)式は, 安定性の議論を進める上では, (1), (2)式より数学的に便利である.
社団法人日本生物工学会の論文
1969-12-25

アルコール醗酵における生産物阻害 : 阻害のパターンに対する再検討

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