バイオプロセス用センサーによるデキストラン発酵のオンラインモニタリング

概要

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デキストラン発酵において, 微生物菌体量, 培養液粘度, 基質濃度の各パラメーターを計測するためのオンラインモニタリングシステムを製作した.本システムは, ピエゾゴムセンサー, 水晶振動子粘度センサー, スクロースセンサー, バイオリアクター, パーソナルコンピューターより構築される.ピエゾゴムセンサーは, 2対のピエゾゴム, パルスジェネレーター, プリアンプより構成され, L. mesenteroidesの菌体量計測が1.0〜4.8 [kg dry cell mass・m-3] の範囲で可能であった.水晶振動子粘度センサーはAT-カット, 9MHzの水晶振動子, 発振回路, ピークレベルメーターより構成され, 水晶振動子の共振抵抗 (R1) とデキストラン溶液の (ρη) 1/2 (ρ及びηは液体の密度及び粘度) との間に直線関係が認められた.またスクロースセンサーはグルコースオキシダーゼ, ムタロターゼ, インベルターゼの各固定化酵素と金電極より構成され, 1〜1000 [×10-3kg・m-3] の範囲で基質の測定が可能であった.次に, 本システムをデキストラン発酵に適用したところ, 各センサーの測定値は従来法の測定値と良い相関を示し, 各パラメーターのオンラインモニタリングが可能であった.