Método de cultivo de un hongo, que produce al menos uno cualquiera de un ácido graso altamenteinsaturado o un compuesto que contiene un ácido graso altamente insaturado como ácido grasoconstituyente en un medio de cultivo que contiene al menos una fuente de carbono y una fuente denitrógeno,

usando un dispositivo de cultivo de aireación-agitación que incluye un recipiente de cultivo quetiene una paleta de agitación, en el que la razón (d/D) del diámetro de la paleta de agitación (≥d) conrespecto al diámetro del recipiente de cultivo (≥D) es de 0,3 a 0,6, pudiendo el dispositivo de cultivo ajustary controlar una potencia de agitación y una cantidad de aireación, comprendiendo el método las etapas de:realizar agitación mecánica durante un tiempo predeterminado tras el inicio del cultivo, en el que la potenciade agitación por unidad de cantidad de líquido es de 269 (W/m3) o menos; y

después de pasar el tiempo predeterminado, ajustar y controlar al menos una cualquiera de la cantidad deaireación máxima y una potencia máxima requeridas para la agitación a un intervalo tal queKLA(≥(P/V)0,95Vs0,67) es de 59 o más, siempre que el parámetro de velocidad de flujo de aire Vs0,67 sea de0,075 o más, y siempre que el parámetro de potencia de agitación (P/V)0,95 sea de 203 o más, en el que Prepresenta la potencia requerida para la agitación (W), V representa la cantidad de líquido (m3) y Vsrepresenta la velocidad de flujo de aire (m/s).

Método de cultivo de hongos.

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método de cultivo de un hongo que produce al menos uno cualquiera de un ácido graso altamente insaturado y un compuesto que contiene un ácido graso altamente insaturado como ácido graso constituyente en un medio que contiene al menos una fuente de carbono y una fuente de nitrógeno, usando un dispositivo de cultivo de aireación-agitación que puede ajustar y controlar la potencia de agitación y la cantidad de aireación tal como se define en las reivindicaciones.

2. Descripción de la técnica relacionada

En cultivo aerobio, un resultado de cultivo (por ejemplo, la productividad de ácido graso altamente insaturado (a continuación en el presente documento denominado “PUFA (ácido graso poliinsaturado) ”) , etc.) varía a menudo dependiendo del suministro de oxígeno. Por tanto, en el caso de ampliación a escala, se considera que el KLa (coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno) es un índice importante además de factores, tales como la cantidad de aireación, velocidad de agitación y potencia requerida para la aireación-agitación.

El uso de KLa como índice en cultivos ampliados a escala se basa en la idea de que se obtiene el mismo resultado de cultivo independientemente del tipo y la escala de un recipiente de cultivo si la tasa de transferencia de oxígeno es la misma (véanse, por ejemplo, las publicaciones no patentes 1 y 2) .

Se han propuesto diversas técnicas para medir el KLa, sin embargo, su operación es complicada. Cooper et al. han propuesto un método de estimación de KLa de manera sencilla, en el que se usa una expresión aproximada KLa=K (P/V) 0, 95 (Vs) 0, 67 (K: constante de proporcionalidad, P: potencia requerida para la agitación (W) , V: cantidad de líquido (m3) , Vs: velocidad de flujo de aire (m/s) ) (véase la publicación no patente 3) .

(Publicación no patente 1) Satoshi Murakami et al., Kagaku Kogaku Ronbunshu (Papers of Chemical Engineering) , 26 (4) : 557-562 (2000) .

(Publicación no patente 2) A. E. Humpher y , Hakko Kogaku Kaishi (Journal of Fermentation Technology) , 42: 334-345 (1964) .

(Publicación no patente 3) C. M. Cooper et al., Ind. Chem. Eng., 36: 504-509 (1944) .

Problema que va a resolverse por la invención

El KLa puede predecirse usando la expresión aproximada anteriormente descrita propuesta por Cooper et al. Sin embargo, Cooper et al. obtuvieron una correlación entre el KLa y las condiciones operacionales usando un agitador de disco con 12 paletas. En sentido estricto, esta correlación no puede aplicarse a un recipiente de cultivo de un tipo diferente de dicho tipo.

Cooper et al. realizaron experimentos en agua. Por tanto, aunque la expresión aproximada es útil para el cultivo de bacterias, levadura o similares, que tienen un nivel bajo de reología, se considera que la expresión aproximada se aparta significativamente de la disolución de cultivo real que contiene hongos filamentosos, actinomicetos o similares, que tienen un alto nivel de reología.

La presente invención se proporciona para resolver los problemas descritos anteriormente. Un objeto de la presente invención es proporcionar un método de cultivo que pueda ampliarse a escala mientras se asegura la productividad satisfactoria de PUFA o un compuesto que contiene PUFA como componente sin calcular en realidad el KLa (coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno) .

Compendio de la invención

Según la primera característica de la presente invención, se proporciona un método de cultivo de un hongo que cultiva un hongo, que produce al menos uno cualquiera de un ácido graso altamente insaturado o un compuesto que contiene un ácido graso altamente insaturado como ácido graso constituyente en un medio de cultivo que contiene al menos una fuente de carbono y una fuente de nitrógeno, usando un dispositivo de cultivo de aireación-agitación que puede ajustar y controlar una potencia de agitación y una cantidad de aireación tal como se define en las reivindicaciones. El método comprende las etapas de realizar agitación mecánica durante un tiempo predeterminado tras el inicio del cultivo, en el que la potencia de agitación por cantidad de líquido unitaria es de 269 (W/m3) o menos, y después de pasar el tiempo predeterminado, ajustar y controlar al menos una cualquiera de la cantidad de aireación máxima y una potencia máxima requeridas para la agitación a un intervalo que satisfaga que KLA (= (P/V) 0, 95Vs0, 67) es de 59 o más, que un parámetro de velocidad de flujo de aire Vs0, 67 es de 0, 075 o más, y que un parámetro de potencia de agitación requerida (P/V) 0, 95 es de 203 o más, en el que P representa la potencia requerida para la agitación (W) , V representa una cantidad de líquido (m3) y Vs representa una velocidad de flujo de aire (m/s) .

(Efecto operacional)

Según la primera característica de la presente invención, el cultivo puede realizarse usando un medio de cultivo que contiene al menos una fuente de carbono y una fuente de nitrógeno, y el medio de cultivo puede prepararse de manera sistemática para que sea uniforme debido a la agitación mecánica. Como resultado, también es posible garantizar el crecimiento de células fúngicas y la reproducibilidad de la productividad de células fúngicas.

Puesto que el cultivo se realiza en un recipiente de cultivo de aireación-agitación, es posible cultivar eficazmente un microorganismo aerobio que produce al menos uno cualquiera de PUFA o un compuesto que contiene PUFA como componente (a continuación en el presente documento denominado “PUFA”) .

Puesto que el recipiente de cultivo de aireación-agitación puede ajustar y controlar la potencia de agitación y la cantidad de aireación, la concentración de oxígeno disuelto de disolución de cultivo puede ajustarse siempre que sea necesario en un intervalo que es adecuado para la producción de PUFA, por ejemplo.

Puesto que la agitación mecánica se realiza durante un tiempo predeterminado tras el inicio del cultivo en el que la potencia de agitación por cantidad de líquido unitaria es de 269 (W/m3) o menos (es decir, esfuerzo cortante de agitación pequeña) , es posible suprimir el daño físico en las hifas y células fúngicas con forma de gránulo de actinomicetos y hongos filamentosos. Como resultado, es posible cultivar estas células fúngicas de una forma que es adecuada para la producción de PUFA.

Una vez que ha pasado el tiempo predeterminado, se ajusta y controla al menos una cualquiera de la cantidad de aireación máxima o la potencia máxima requeridas para la agitación a un intervalo que satisfaga que KLA (= (P/V) 0, 95Vs0, 67) es de 59 o más, que el parámetro de velocidad de flujo de aire Vs0, 67 [ (m/s) 0, 67] es de 0, 075 o más y el parámetro de potencia de agitación requerida (P/V) 0, 95 [ (W/m3) 0, 95] es de 203 o más (P: potencia requerida para la agitación (W) , V: cantidad de líquido (m3) , Vs: velocidad de flujo de aire (m/s) ) . De este modo, es posible cultivar más eficazmente un hongo que produce PUFA. Por tanto, puede potenciarse la productividad de PUFA. En otras palabras, cuando KLA (= (P/V) 0, 95Vs0, 67) es más pequeño que 59, o cuando el parámetro de velocidad de flujo de aire Vs0, 67 [ (m/s) 0, 67] es más pequeño que 0, 075, la cantidad de PUFA producidos (en este caso, ácido araquidónico) es pequeña tal como se muestra en las figuras 1 y 2. Además, una razón para ajustar el parámetro de potencia de agitación requerida (P/V) 0, 95 [ (W/m3) 0, 95] a 203 o más es que se pretende que la agitación se realice a una fuerza constante o más fuertemente que cuando se inicia el cultivo, preferiblemente más fuertemente que cuando se inicia el cultivo (tal como se muestra en los ejemplos 4-2 en la tabla 4, la potencia de agitación por cantidad de líquido unitaria es de 269 (W/m3) , es decir, el parámetro de potencia de agitación requerida (P/V) 0, 95 [ (W/m3) 0, 95] es de 203, al inicio del cultivo) .

En el caso de la ampliación a escala, ajustando la cantidad de aireación máxima y la potencia máxima requeridas para la agitación basándose en los valores numéricos descritos anteriormente, puede obtenerse un cultivo de alta productividad con una cantidad de aireación mínima y una potencia de agitación mínima. De este modo, puede reducirse el coste... [Seguir leyendo]

1. Método de cultivo de un hongo, que produce al menos uno cualquiera de un ácido graso altamente insaturado o un compuesto que contiene un ácido graso altamente insaturado como ácido graso constituyente en un medio de cultivo que contiene al menos una fuente de carbono y una fuente de nitrógeno, usando un dispositivo de cultivo de aireación-agitación que incluye un recipiente de cultivo que tiene una paleta de agitación, en el que la razón (d/D) del diámetro de la paleta de agitación (=d) con respecto al diámetro del recipiente de cultivo (=D) es de 0, 3 a 0, 6, pudiendo el dispositivo de cultivo ajustar y controlar una potencia de agitación y una cantidad de aireación, comprendiendo el método las etapas de:

realizar agitación mecánica durante un tiempo predeterminado tras el inicio del cultivo, en el que la potencia de agitación por unidad de cantidad de líquido es de 269 (W/m3) o menos; y

después de pasar el tiempo predeterminado, ajustar y controlar al menos una cualquiera de la cantidad de aireación máxima y una potencia máxima requeridas para la agitación a un intervalo tal que KLA (= (P/V) 0, 95Vs0, 67) es de 59 o más, siempre que el parámetro de velocidad de flujo de aire Vs0, 67 sea de 0, 075 o más, y siempre que el parámetro de potencia de agitación (P/V) 0, 95 sea de 203 o más, en el que P representa la potencia requerida para la agitación (W) , V representa la cantidad de líquido (m3) y Vs representa la velocidad de flujo de aire (m/s) .

2. Método según la reivindicación 1, en el que el ácido graso altamente insaturado es ácido araquidónico.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, en el que el hongo es del género Mortierella, subgénero Mortierella.

4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el tiempo predeterminado es preferiblemente de 12 a 24 horas.

5. Método de preparación de un ácido graso altamente insaturado que comprende la etapa de extraer/separar el ácido graso altamente insaturado a partir de un hongo cultivado mediante el método de cultivo de hongos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Método de preparación de un compuesto que contiene un ácido graso altamente insaturado como ácido graso constituyente, que comprende la etapa de extraer/separar el compuesto que contiene un ácido graso altamente insaturado a partir de un hongo cultivado mediante el método de cultivo de hongos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.