微生物および生化学技術ジャーナル

概要

さまざまな温度と水分含有量での固体発酵におけるAspergillus nigerによるバイオマスと酵素生産速度論の数学的モデリング

スカンヤ・サイティ、ヨルゲン・ボルグ、モンティラ・ノファラタナ、アナン・トンタ

固体発酵中の Aspergillus niger によるアミラーゼ、プロテアーゼ、フィターゼの増殖と生産に対する温度と基質水分含量の影響を調査した。増殖と酵素生産の速度論に関する数学モデルを実行して、さまざまな温度と基質水分含量でのパラメータを計算した。A. niger の増殖速度論はロジスティック増殖モデルで記述でき、最大比増殖速度 (μmax) と最大バイオマス濃度 (Xmax) に関する数学モデリング パラメータは、実験データをロジスティック モデルに当てはめることによって得られた。酵素生産速度論は、Luedeking-Piret モデルで記述できた。生成物 i の増殖関連生成定数 (αi) と生成物 I の非増殖関連生成定数 (βi) を含む数学モデリング パラメータを計算した。アミラーゼ、プロテアーゼ、フィターゼの生産は、もっぱら増殖関連であることが示された。 μmax、Xmax、αi に対する温度の影響は、変曲点付き基質温度モデル (CTMI) によって説明できます。成長と酵素形成は両方とも明らかに温度の影響を受けており、A. niger による成長と酵素生成の最適な培養条件は、基質水分含有量が 40 ～ 60% で約 34°C であると判定されました。