(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液を貯留させた閉鎖性小型培養容器に、細片化されたラン藻類の小片群体を収容して培養する静置培養工程と、
培養液を貯留させた中型の半閉鎖性略筒形培養容器を複数並置し、該各半閉鎖性略筒形培養容器に、前記静置培養工程で成長させたラン藻類の中規模群体を投入し、それぞれ曝気しながら培養する通気培養工程と、を含み、
前記ラン藻類が、スイゼンジノリ、イシクラゲ及びアシツキからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、
前記通気培養工程が、曝気による空気の流出入以外は前記半閉鎖性略筒形培養容器の内外を略遮断して行われる、ラン藻類大量生産方法。
【請求項２】
前記通気培養工程において、前記略筒形培養容器に貯留させる培養液量が各１〜５０Ｌである請求項１記載のラン藻類大量生産方法。
【請求項３】
前記静置培養工程で成長させたラン藻類の中規模群体の最大径が１〜１０ｍｍであり、前記略筒形培養容器への前記中規模群体の投入量が、培養液１Ｌ当たり湿重量で各５〜４０ｇである請求項１又は請求項２記載のラン藻類の大量生産方法。
【請求項４】
前記通気培養工程において、曝気量が、培養液１Ｌ当たり０．０５〜０．２５Ｌ／ｍｉｎである請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のラン藻類大量生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイゼンジノリ、イシクラゲ、アシツキなど、ラン藻類の大量生産方法などに関する。より詳細には、閉鎖性小型培養容器での静置培養工程と、閉鎖性略筒形培養容器での通気培養工程の二段階で培養するラン藻類の大量生産方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラン藻類は、原核生物の藻類で、シアノバクテリア（藍色細菌）とも呼ばれる真正細菌の一群であり、光合成能を有する。クロオコッカス目のスイゼンジノリ（学名「Aphanothece  sacrum」、以下同じ）や、ネンジュモ目のイシクラゲ、アシツキなど、細胞外に寒天質の基質を分泌し、その中に少数の細胞で群体を形成する種なども含む。
【０００３】
このうち、スイゼンジノリは、日本固有種の淡水産ラン藻で、九州地方の一部に自生し、古くから食材として利用されている。
【０００４】
スイゼンジノリは、短径3〜4μm、長径6〜7μmの楕円形の単細胞が無性生殖で2分裂を繰り返すとともに、寒天質の基質を細胞外に分泌し、その基質中に細胞を散在させることで、不定形の群体を形成する。自然界では、特定の湧水地などでキクラゲ様の平たい群体を形成し、群体の最大成長群の直径が20〜50mm程度にまで成長すると、断裂して水底から離れ、水中を浮沈しながら漂う。
【０００５】
スイゼンジノリは、原則的には、元々の自生域である九州・阿蘇山系の天然ミネラルを多く含む伏流水でしか育たないとされ、また、生育には適度な水流が必要であるとされている。
【０００６】
近年、自然環境の変化、水質の劣化などに伴い、天然のスイゼンジノリは、絶滅の危機に瀕している。また、福岡県朝倉市の黄金川では、汲み上げた地下水を長さ25m、幅4m、水深12〜13cmの水路に流し、その水路の底砂地でスイゼンジノリを野養殖しているが、養殖場は限られており、その生産量も年々減少している。
【０００７】
そのため、野養殖に代わる新たなスイゼンジノリの養殖・培養方法が必要とされており、スイゼンジノリの養殖・培養に関する技術がいくつか提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献1には、防護機構を備え、縦が約25m、横が約4m、高さが約0.5mの大きさで、底に厚さ5cm程度の川砂利が敷き詰められた養殖槽に、ポンプにより地下水を供給して、スイゼンジノリの養殖を行う方法などが、特許文献2には、縦1m数十cm、直径1m前後、容量1,000L前後で、高さ1m前後の飼育水が貯留される円筒形の水槽で、日中に飼育水の注入と排水を行い、7〜10日ごとにスイゼンジノリの藻体を洗浄するほか、水槽内の縦方向に多数の排水孔を備えた排水パイプを挿通し、排水パイプの下部外周からエアレーションを行い、排水孔にエアレーションの気泡を接触させるスイゼンジノリの養殖方法が、それぞれ記載されている。
【０００９】
また、特許文献3及び4には、用水を循環利用しながらスイゼンジノリの藻体を用水中に浮遊させるとともに、空気を用水に供給して用水中で藻体を常に激しく運動させ、藻体より生成する微小断片を系外に除去するスイゼンジノリの養殖方法が、特許文献5には、金属元素を所定の重量比で含有し、かつ硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオンを所定濃度で含有する培地で培養するスイゼンジノリの純粋培養方法が、それぞれ記載されている。
【００１０】
その他、イシクラゲ（学名「Nostoc  commune」、以下同じ）は、ネンジュモ属に属する陸棲藍藻の一種で、世界各地の裸地の土の上に生育し、寒天状の群体を形成する。環境耐性に優れ、乾燥した状態でも生存しうるほか、抗ウイルス作用、脂質代謝改善作用なども知られており、また、古来より食用にも利用されている。アシツキ（学名「Nostoc  verrucosum」、以下同じ）は、ネンジュモ属に属する藍藻の一種で、清冽な水流の場所に成長する。抗菌活性などを有することが知られているほか、かつては食用にも供されていた。
【００１１】
なお、近年、ラン藻類の基質部分には、特有の高分子多糖類が含有されていることが報告されており、本発明者らは、独自の研究に基づいて、そのラン藻類由来成分を用いた濁水などの凝集処理方法を開示している（特許文献6参照）。
【特許文献１】特開2014-30398号公報
【特許文献２】特開2011-130704号公報
【特許文献３】特開平2-231019号公報
【特許文献４】特開平2-231020号公報
【特許文献５】特開2004-81022号公報
【特許文献６】特願2011-89492号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のようにラン藻類由来成分を工業的に利用する場合、ラン藻類を大量かつ安定的に培養することが必要となる。
【００１３】
しかし、例えば、スイゼンジノリの場合、特定の清流でしか生育せず、かつ生育には適度な水流が必要であるとされているため、従来の培養方法でスイゼンジノリを大量に培養するためには、大量の地下水又は循環水が必要とされ、そのための設備・敷地の確保・運転コスト・維持に必要な労力なども過大となる。
【００１４】
また、スイゼンジノリの基質部分には珪藻類や他の雑菌などが付着しやすいため、培養時にはスイゼンジノリを頻繁に洗浄する必要があり、また、洗浄しても汚染が頻繁に発生するため、スイゼンジノリを大量培養する場合に、汚染を発生させずに安定的に培養することは実質的に難しい。
【００１５】
その他、イシクラゲ、アシツキなど、他のラン藻類については、培養技術自体の知見がほとんどない。
【００１６】
そこで、本発明は、培養に使用する水を少なくでき、簡易かつ安定的に大量培養することが可能なラン藻類の培養技術を提供することなどを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、(1)培養液を循環させる構成を備えていなくても、藻体が攪拌される程度の曝気を行うことにより、半閉鎖性培養容器内でスイゼンジノリを培養することができること、(2)静置培養と通気培養の二段階培養とすることで、中型の培養容器に高濃度の藻体を投入した場合でも、スイゼンジノリを培養・増殖でき、かつ増殖効率も高くできること、(3)二段階培養とすることで、培養に用いる液量を大幅に軽減でき、単位培養液量当たりの藻体増加量を大幅に増大させることができること、(4)細片化された藻体を静置培養してから通気培養に投入すること、及び、閉鎖性又は半閉鎖性の培養容器で培養することにより、培養容器内で汚染が発生するリスクを低減できること、(5)通気培養において、高濃度の藻体を投入するとともに、通気培養の培養期間を短くすることで、高効率に藻体を収穫することができ、培養容器内で汚染が発生するリスクも低減できること、などを新規に見出した。
【００１８】
そこで、本発明では、培養液を貯留させた閉鎖性小型培養容器に、細片化されたラン藻類の小片群体を収容して培養する静置培養工程と、培養液を貯留させた中型の半閉鎖性略筒形培養容器を複数並置し、該各半閉鎖性略筒形培養容器に、前記静置培養工程で成長させたラン藻類の中規模群体を投入し、それぞれ曝気しながら培養する通気培養工程と、を含むラン藻類大量生産方法などを提供する。
【００１９】
本発明に係るラン藻類大量生産方法は、静置培養工程と通気培養工程の二段階の工程を含む。
【００２０】
第一工程である静置培養工程では、培養液を貯留させた閉鎖性小型培養容器に、細片化されたラン藻類の小片群体を収容して培養する。
【００２１】
培養液を循環させずに、閉鎖性小型培養容器に培養液を貯留させて静置培養することにより、容器の内外が略遮断され、容器の内外の接触を極力防ぐことができるため、培養容器内への新たな汚染を防止できる。
【００２２】
また、静置培養において、藻体を細片化してから培養容器に収容することにより、基質に付着した珪藻類などの混入・増殖を軽減できるため、培養容器内で汚染が発生するリスクも低減できるほか、その後成長した藻体が投入される通気培養工程において汚染が発生するリスクも低減できる。
【００２３】
加えて、藻体の洗浄工程を省略又は簡略化できるため、労力を大幅に削減でき、簡易かつ低労力でのラン藻類の大量生産が可能になる。
【００２４】
さらに、小型の培養容器に分けて培養するため、一つの培養容器で万が一汚染が発生した場合にも、汚染が全体に蔓延することを防止でき、汚染による被害を最小限に食い止めることができる。
【００２５】
続いて、第二工程である通気培養工程では、培養液を貯留させた中型の半閉鎖性略筒形培養容器を複数並置し、それらの各半閉鎖性略筒形培養容器に、静置培養工程で成長させたラン藻類の中規模群体を投入し、それぞれ曝気しながら培養する。
【００２６】
通気培養で用いる半閉鎖性略筒形培養容器は、略筒形状の中型の培養容器で、外部から容器内の培養液に曝気を行うことができ、かつ曝気によって容器内に供給された分量の空気を排出できる構成を有する。曝気による空気の流出入以外は、原則的に、容器の内外は略遮断されており、また、培養液を循環させないため、容器の内外の接触を極力防ぐことができ、培養容器内への新たな汚染を防止できる。
【００２７】
本発明では、中型の半閉鎖性略筒形培養容器で通気培養を行うため、設置・培養スペースの確保が容易であり、大型水槽や水循環ポンプなどの大がかりな設備なども必要でない。そのため、複数の培養容器を並置することができ、多段棚の各棚に培養容器を設置することもできる。これにより、ラン藻類の大量生産が可能になる。
【００２８】
また、中型の半閉鎖性略筒形培養容器で通気培養を行うため、容器の移動・撤去・洗浄・維持・管理なども容易であり、運転コスト・労力も低減できる。従って、簡易かつ低労力・低コストにラン藻類を大量生産することができる。
【００２９】
加えて、通気培養工程においても、複数の培養容器に分けて培養できるため、一つの培養容器で万が一汚染が発生した場合でも、汚染が全体に蔓延することを防止でき、汚染による被害を最小限に食い止めることができる。
【００３０】
この通気培養工程では、静置培養工程で成長させたラン藻類の中規模群体を投入する。これにより、高濃度の藻体を投入でき、短期間で高効率にラン藻類を増殖させることができる。
【００３１】
通気培養工程では、中型の半閉鎖性培養容器で曝気しながら培養する。これにより、曝気を低エネルギーかつ効率的に行うことができ、藻体及び培養液を効果的に攪拌してムラの発生を抑制し、藻体の成長を促進することができる。
【００３２】
また、通気培養において中型の半閉鎖性培養容器で曝気を行いながら培養することにより、従来の扁平形状ではなく、略球形状の藻体を形成させることができる。このような略球形状の藻体を収穫できることには、(1)培養容器内における撹拌効率を高め、藻体及び培養液の滞留・ムラの発生を抑制できる、(2)培養容器内における撹拌効率を高くできるため、より多くの藻体を投入しても、藻体の増殖効率が低下しない、即ち、容器内への藻体の大量投入が可能となり、それによってスイゼンジノリの単位培養液量当たりの生産量を高めることができる、(3)前述の藻体の大量投入が可能となることに加え、扁平形状の藻体と比較して単位重量当たりの体積も小さいため、スイゼンジノリの生産効率を高めることができる、(4)スイゼンジノリなどの培養手順を簡易化できる、(5)収穫物の回収・加工を容易化できる、(6)従来の扁平形状の藻体と比較して、培養時における光量の取り込み効率が高い、のなどの利点がある。
【００３３】
以上のように、本発明では、静置培養工程と通気培養工程の二段階培養を採用することで、藻体をより効率的に増殖させることができる。そして、静置培養工程では小型の培養容器を、通気培養工程では中型の培養容器を用いるため、複数の培養容器を並置することができ、ラン藻類の大量生産が可能である。
【００３４】
また、本発明では、二段階培養を採用し、また、培養容器に貯留させた培養液を用いて培養を行うため、培養に用いる液量を大幅に少量化でき、単位培養液量当たりの藻体増加量を大幅に増大させることができる。これにより、簡易かつ低労力・低コストにラン藻類を大量生産することができる。
【００３５】
加えて、本発明では、(1)閉鎖性又は半閉鎖性の培養容器で培養し、(2)静置培養工程では、藻体を細片化してから培養容器に収容し、かつ(3)通気培養工程において高濃度の藻体を投入して培養期間を短くすることにより、大量培養する場合であっても、汚染の発生を極力抑えることができる。従って、本発明により安定的な培養が可能となるため、ラン藻類の大量生産が可能である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明により、少ない培養液量で、簡易かつ安定的なラン藻類の大量生産が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
＜本発明に係るラン藻類の大量生産方法について＞
本発明は、培養液を貯留させた閉鎖性小型培養容器に、細片化されたラン藻類の小片群体を収容して培養する静置培養工程と、培養液を貯留させた中型の半閉鎖性略筒形培養容器を複数並置し、該各半閉鎖性略筒形培養容器に、前記静置培養工程で成長させたラン藻類の中規模群体を投入し、それぞれ曝気しながら培養する通気培養工程と、を含むラン藻類大量生産方法をすべて包含する。
【００３８】
以下、図1を用いて本発明の実施形態の例を説明する。なお、本発明は、図1に例示した実施形態のみに狭く限定されない。
【００３９】
図1は、本発明に係るラン藻類大量生産方法の例を示す模式図である。図1では、静置培養工程Aで用いる閉鎖性小型培養容器1と、通気培養工程Bで用いる半閉鎖性略筒型培養容器2が、それぞれ、多段棚Rの各棚R1、R2、R3にそれぞれ並置されている。
【００４０】
第一工程である静置培養工程Aは、培養液Wを貯留させた閉鎖性小型培養容器1に、細片化されたラン藻類の小片群体S1を収容して培養する工程である。
【００４１】
閉鎖性小型培養容器1は、原則的に、容器の内外は略遮断された小型の培養容器であり、容器内に培養液Wを貯留させ、その中に藻体S1を収容する。
【００４２】
閉鎖性小型培養容器1には公知のものを広く採用することができる。閉鎖性小型培養容器1の大きさは特に限定されないが、培養液Wの貯留量が容量の10〜80％の範囲内になる大きさであることが好ましい。培養時に藻体S1に光を照射する必要があるため、閉鎖性小型培養容器1は透明又は半透明の素材で形成されていることが好ましい。また、汚染の発生を防ぐため、小型培養容器1は略密閉できる構造のものを用いてもよい。
【００４３】
閉鎖性小型培養容器1内には、培養液Wを貯留させる。閉鎖性小型培養容器1内に貯留させる培養液の液量は、特に限定されないが、0.1〜1.0L、より好適には0.2〜0.8L程度が好適である。培養液Wの組成は特に限定されず、ラン藻類培養用の公知の培養液を広く用いることができる。
【００４４】
静置培養工程Aでは、培養液Wを貯留させた閉鎖性小型培養容器1に、細片化されたラン藻類の小片群体S1を収容して培養する。細片化に供する藻体の大きさは特に限定されないが、例えば、最大径が1〜10mmサイズの藻体を用いてもよい。藻体の細片化は、例えば、刃物、ミキサー、ホモジナイザーなど公知の方法で行うことができる。細片化する前に、公知の方法で、藻体を洗浄してもよい。また、細片化した後、メッシュなどでろ過してから静置培養に供してもよい。
【００４５】
閉鎖性小型培養容器1に収容する藻体S1（細片化されたラン藻類の小片群体）の大きさは特に限定されないが、最大径1〜800μm、より好適には1〜600μm程度のサイズに細片化されていることが好ましい。
【００４６】
静置培養の培養条件は、公知の条件を採用すればよく、特に限定されない。例えば、日周期で明条件と暗条件を繰り返す光条件とし、明条件を6〜12時間、暗条件を18〜12時間としてもよい。明条件では、例えば、照度5,000〜20,000ルクス、より好適には8,000〜15,000ルクスの光を容器外から照射するようにしてもよい。水温（培養液Wの温度）を、例えば、15〜30℃の範囲で、培養液WのpHを、例えば、6〜9の範囲で、それぞれ調整してもよい。培養液全量の交換は原則的には特に行わなくてもよいが、藻体の状況に応じて、一回又は複数回の濃縮培養栄養塩の追肥を行ってもよい。なお、水温及び/又は照度（光度）を上げると、藻体S1の増殖速度が速くなるため、水温及び/又は照度（光度）を調節することで、藻体S1の増殖速度を調節することができる。
【００４７】
培養期間は、藻体S1の成長度に応じて適宜設定すればよい。例えば、10〜40日間、細片化された藻体S1を静置培養することにより、藻体が中規模群体にまで成長し、そのうちの良好に成長した群体の最大径が3〜5mm程度（1〜10mmの範囲内）になる。
【００４８】
続いて、第二工程である通気培養工程Bは、培養液Wを貯留させた半閉鎖性略筒形培養容器2に、静置培養工程Aで成長させたラン藻類の中規模群体S2を投入し、曝気手段3で曝気しながら培養する工程である。
【００４９】
半閉鎖性略筒形培養容器2は、原則的に、外部から容器2内の培養液Wに曝気を行うことができ、かつ曝気によって容器内に供給された分量の空気を排出できる構成を有し、それ以外は容器の内外が略遮断されている半閉鎖性の培養容器であり、容器内に培養液Wを貯留させ、その中に藻体S2を収容する。
【００５０】
半閉鎖性略筒形培養容器2には、公知のものを広く採用することができる。培養容器2の形状は、曝気によって藻体S2及び培養液Wを効果的に攪拌してムラの発生を抑制するために、円筒・角筒などの略筒形状が好適である。半閉鎖性略筒形培養容器2の大きさは特に限定されないが、培養液Wの貯留量が容量の10〜80％の範囲になる大きさであることが好ましい。培養時に藻体S2に光を照射する必要があるため、半閉鎖性略筒形培養容器2は透明又は半透明の素材で形成されていることが好ましい。また、汚染の発生を防ぐため、半閉鎖性略筒形培養容器2に、曝気による空気の流出入部分以外が略密閉できる構造のものを用いてもよい。
【００５１】
半閉鎖性略筒形培養容器2内には、培養液Wを貯留させる。半閉鎖性略筒形培養容器2内に貯留させる培養液の液量は、特に限定されないが、通気培養工程Bにおいて、略筒形培養容器2に貯留させる培養液量が各1〜50Lであることが好適であり、通気培養工程Bにおいて、略筒形培養容器2に貯留させる培養液量が各1〜30Lであることがより好適であり、通気培養工程Bにおいて、略筒形培養容器2に貯留させる培養液量が各1〜20Lであることが最も好適である。培養液Wの組成は特に限定されず、ラン藻類培養用の公知の培養液を広く用いることができる。
【００５２】
通気培養工程Bでは、培養液Wを貯留させた各半閉鎖性略筒形培養容器2に、静置培養工程Aで成長させたラン藻類の中規模群体S2を投入して培養する。投入する藻体の大きさは特に限定されないが、例えば、静置培養工程Aで成長させたラン藻類の中規模群体S2の最大径が1〜10mmであることが好適であり、1〜8mmであることがより好適であり、1〜6mmであることが最も好適である。また、投入する藻体の量も特に限定されないが、例えば、略筒形培養容器2への中規模群体S2の投入量が、培養液1L当たり湿重量で各5〜40gであることが好適であり、各10〜40gであることがより好適であり、各20〜40gであることが最も好適である。
【００５３】
通気培養工程Bでは、培養期間中、曝気手段3を用いて、半閉鎖性略筒形培養容器2内の培養液Wに曝気を行う。曝気手段3は、コンプレッサなど、空気を供給できるものであればよく、特に限定されない。例えば、中空管31などで培養容器2内に空気を誘導し、その先端32から培養液W内に空気を供給してもよい。なお、上述の通り、半閉鎖性略筒形培養容器2は、曝気によって容器内に供給された分量の空気を排出できる構成としている。ここで、半閉鎖性略筒形培養容器2内は、曝気を連続的に行うことにより、常時、陽圧雰囲気となっているため、それ以外は容器の内外が略遮断されていれば、原則的には、培養容器2内への新たな汚染は防止できる。
【００５４】
曝気量は、藻体S2及び培養液Wが攪拌される程度に空気を供給する構成であればよく、特に限定されないが、例えば、通気培養工程Bにおいて、曝気量が、培養液1L当たり0.05〜0.25L/min、より好適には培養液1L当たり0.10〜0.20L/min程度であれば、藻体S2及び培養液Wを効果的に攪拌できる。
【００５５】
通気培養工程Bの培養条件は、公知の条件を採用すればよく、また、静置培養工程Aにおける培養条件と概ね同様でよい。
【００５６】
培養期間は、藻体S2の成長度に応じて適宜設定すればよい。例えば、5〜30日間、藻体S2を通気培養することにより、藻体のうちの良好に成長した群体の最大径が5〜20mm程度になる。
【００５７】
なお、図1に例示するように、例えば、半閉鎖性略筒形培養容器2を複数並置し、各半閉鎖性略筒形培養容器2で藻体S2の培養を行うことにより、ラン藻類を大量生産することができる。
【００５８】
＜本発明に係るスイゼンジノリ群体について＞
本発明は、最大径5〜20mmで、略球形状のスイゼンジノリ群体を全て包含する。
【００５９】
上述の通気培養工程における曝気で、培養期間中、培養液が適度に攪拌されることによって、上述のラン藻類大量生産方法によって生産されたスイゼンジノリ群体は、通常の略扁平形状ではなく、略球形状の形態を有する。
【００６０】
上述のように、このような略球形状のスイゼンジノリ群体には、通常の略扁平形状のものと比較して、(1)培養容器内における撹拌効率を高め、藻体及び培養液の滞留・ムラの発生を抑制できる、(2)培養容器内における撹拌効率を高くできるため、より多くの藻体を投入しても、藻体の増殖効率が低下しない、即ち、容器内への藻体の大量投入が可能となり、それによってスイゼンジノリの単位培養液量当たりの生産量を高めることができる、(3)前述の藻体の大量投入が可能となることに加え、扁平形状の藻体と比較して単位重量当たりの体積も小さいため、スイゼンジノリの生産効率を高めることができる、(4)スイゼンジノリなどの培養手順を簡易化できる、(5)収穫物の回収・加工を容易化できる、(6)従来の扁平形状の藻体と比較して、培養時における光量の取り込み効率が高い、のなどの有利性がある。
【実施例１】
【００６１】
実施例1では、半閉鎖性培養容器内、即ち培養液を循環させる構成を備えていない容器内でのスイゼンジノリの培養を試みた。
【００６２】
培養液100Lを貯留させた半閉鎖性培養容器に、洗浄した藻体2g/L（湿重量で200g）を投入し、曝気により藻体を攪拌しながら20日間培養した後、容器内の藻体を収穫し、その湿重量を測定した。なお、半閉鎖性培養容器には、透明で、容器内に培養液が貯留され、外部から容器内の培養液に曝気を行うことができ、かつ曝気によって容器内に供給された分量の空気を排出できる構成を有し、それ以外は容器の内外が略遮断されているものを用いた。
【００６３】
培養時の光条件は、明条件10時間、暗条件14時間の周期とし、明条件では照度10,000ルクスの光を容器外から照射した。水温は、24℃に調整した。培養液には公知の組成のものを用いた。培養期間中、コンプレッサを用いて曝気を行った。曝気の強さを、容器内で藻体が攪拌される程度の強さに適宜調整した結果、曝気時の空気供給量は培養液1Lに対し約0.14L/minとなった。
【００６４】
表1は、培養液100Lを貯留させた半閉鎖性培養容器で曝気しながら培養した場合における「日間増重率」及び「増分/液量」を示す。ここで、「日間増重率」は、増分（収穫量（培養後の藻体の湿重量）から投入量（培養開始時に投入した藻体の湿重量）を減じた量）を投入量で除して100を乗じ、増重率を算出した後、さらに、培養日数（20日）で除して得た値である。表1中、「増分/液量」は、単位培養液量当たりの藻体増加量を表し、培養開始時から培養後までの藻体湿重量の増分を、使用した培養液量で除した値である。
【表１】
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【００６５】
表1に示す通り、培養液を循環させる構成を備えていなくても、藻体が攪拌される程度の曝気を行うことにより、半閉鎖性培養容器内でスイゼンジノリを大量培養することができた。また、容器内に培養液を貯留してスイゼンジノリの培養を行うことにより、従来法（地下水を水路に流す培養方法、又は、培養液を循環させて行う培養方法）と比較して、培養に用いる液量を大幅に軽減でき、かつ、表1中の「増分/液量」の項目に示す通り、単位培養液量当たりの藻体増加量を増大させることができた。なお、培養日数が20日に近づいた際、一部で汚染が発生した。
【実施例２】
【００６６】
実施例2では、閉鎖性小型培養容器での静置培養と、半閉鎖性略筒形培養容器での通気培養の二段階でのスイゼンジノリの培養を試みた。
【００６７】
まず、静置培養を行った。1Lサイズで略透明・平底の閉鎖性小型培養容器を100個準備し、それぞれに培養液を0.4L入れた。1〜10mmサイズの藻体をミキサーで数〜数百μmサイズに細片化し、各閉鎖性小型培養容器にその藻体を0.5g/L（湿重量で0.2g）ずつ収容し、30日間、そのまま静置した後、容器ごとに藻体を回収し、その湿重量を測定した。
【００６８】
静置培養時の光条件は、明条件10時間、暗条件14時間の周期とし、明条件では照度10,000ルクスの光を容器外から照射した。培養時、水温15〜30℃、pH6〜9に調整した。培養液には公知の組成のものを用いた。培養液全量の交換は行わず、藻体の状況に応じて、一回又は複数回の濃縮培養栄養塩の追肥を行った。
【００６９】
その結果、合計で200g、一つの容器当たり平均で2.0gの藻体を収穫できた。培養開始時から培養後までの藻体湿重量の増分は、一つの容器当たり平均で1.8gであり、増重率は900％、日間増重率は30.0％/dayであった。
【００７０】
続いて、通気培養を行った。6Lサイズの半閉鎖性略筒形培養容器を2個準備し、それぞれに培養液を4L入れた。なお、半閉鎖性略筒形培養容器には、壁面が透明で、容器内に培養液が貯留され、外部から容器内の培養液に曝気を行うことができ、かつ曝気によって容器内に供給された分量の空気を排出できる構成を有し、それ以外は容器の内外が略遮断されているものを用いた。
【００７１】
その各半閉鎖性略筒形培養容器に、静置培養によって3〜5mmサイズに成長したスイゼンジノリの藻体を25g/L（湿重量で100g）投入し、培養期間中、コンプレッサで曝気を行って藻体を攪拌しながら10日間培養した後、容器内の藻体を収穫し、その湿重量を測定した。
【００７２】
培養時の条件は、静置培養と同様とした。曝気は、空気供給量が培養液1Lに対し約0.14L/hourになるように調整しながら行った。
【００７３】
このように、本実施例では、まず、細片化された藻体を静置培養で増殖させ、次に、半閉鎖性略筒形培養容器に、その静置培養で成長させたスイゼンジノリの中規模群体を投入し、4L規模で10日間、通気培養を行った。
【００７４】
表2は、閉鎖性小型培養容器での静置培養工程と、閉鎖性略筒形培養容器での通気培養工程の二段階で培養した場合における「日間増重率」及び「増分/液量」を示す。表2中の各項目は、上述の表1と同様である。表2中、静置培養における括弧書きは、100個の閉鎖性小型培養容器で培養した際の合計量を、通気培養における括弧書きは、2個の半閉鎖性略筒型培養容器で培養した際の合計量を、それぞれ表す。
【表２】
0006542569.tif 000003
【００７５】
上述の実施例1では、表1に示す通り、100L規模の培養液に、藻体200gを投入して培養しており、投入時の藻体濃度は2g/Lであった。それに対し、本実施例における通気培養では、表2に示す通り、4L規模の培養液に、静置培養で成長させた藻体100gを投入して培養しており、投入時の藻体濃度は25g/Lであった。本実施例より、上述の二段階培養を採用することで、中型の培養容器に高濃度の藻体を投入した場合でも、スイゼンジノリを培養・増殖できることが分かった。
【００７６】
実施例1の表1と本実施例の表2を比較すると、実施例1における日間増重率4.00％/dayと比較して、本実施例の通気培養では、日間増重率が9.4％/dayと高かった。このことは、本実施例における二段階培養を採用することで、藻体をより効率的に増殖させることができることを示す。
【００７７】
実施例1の表1と本実施例の表2を比較すると、実施例1における「増分/水量」が1.66g/Lであったのに対し、本実施例では、7.66g/Lであった。このことは、本実施例における二段階培養を採用することで、培養に用いる液量を大幅に少量化でき、単位培養液量当たりの藻体増加量を大幅に増大させることができることを示す。
【００７８】
上述の実施例1では、100L規模の培養液に、洗浄した藻体を投入した結果、培養日数が20日に近づいた際、一部で汚染が発生した。それに対し、本実施例では、細片化された藻体を静置培養で成長させた後、通気培養に投入した結果、10日間の通気培養において、汚染は発生しなかった。このことは、本実施例では、(1)静置培養において、細片化された藻体を採用すること、(2)通気培養に中型の半閉鎖性培養容器を採用すること、及び、(3)通気培養において高濃度の藻体を投入することで培養期間を短くすることにより、培養容器内で汚染が発生するリスクを低減できることを示す。
【００７９】
その他、本実施例では、通気培養において中型の半閉鎖性培養容器を採用することにより、曝気を低エネルギーかつ効率的に行うことができ、かつ藻体及び培養液を効果的に攪拌してムラの発生を抑制することができた。
【００８０】
なお、本実施例では、図2に示す通り、通気培養において中型の半閉鎖性培養容器で曝気を行いながら培養することにより、従来の扁平形状ではなく、略球形状の藻体を形成させることができた。
【実施例３】
【００８１】
実施例3では、本発明に係る二段階培養の通気培養工程におけるスイゼンジノリの増殖曲線を求めた。
【００８２】
実施例2と同様の手順で、培養液を4L貯留させた半閉鎖性略筒形培養容器に、静置培養によって3〜5mmサイズに成長したスイゼンジノリの藻体を25g/L（湿重量で100g）投入し、培養期間中、コンプレッサで曝気を行って藻体を攪拌しながら10〜30日間培養し、通気培養開始から10日後、20日後、及び30日後における容器内の藻体を収穫してその湿重量を測定し、増殖曲線を求めた。
【００８３】
結果を図3に示す。図3は、本発明に係る二段階培養の通気培養における、培養日数ごとの藻体湿重量の変化を表すグラフである。図3中の横軸は通気培養開始からの培養日数を、縦軸は藻体の湿重量を表す。
【００８４】
図3に示す通り、本発明における二段階培養の通気培養において、4L規模の培養液に藻体を25g/L投入した場合、通気培養開始から10日後では、藻体湿重量の増加が顕著であり、増殖率が高かった。一方、通気培養開始から20日後及び30日後では、藻体湿重量の増加はほとんど見られなかった。また、培養状態を目視で観察した結果、通気培養開始から20日後及び30日後では、藻体量の変化はほとんど観察されなかったものの、一部、藻体の劣化が観察された。
【００８５】
本実施例より、本発明に係る二段階培養の通気培養では、高濃度の藻体（例えば、10〜40g/L）を投入するとともに、通気培養の培養期間を短くすることで、高効率に藻体を収穫することができ、かつ高品質の藻体を回収できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係るラン藻類大量生産方法の例を示す模式図。
【図２】実施例2において、中型の半閉鎖性培養容器内での通気培養によって得られた略球形状の藻体を示す写真。
【図３】実施例3において、本発明に係る二段階培養の通気培養における、培養日数ごとの藻体湿重量の変化を表すグラフ。
【符号の説明】
【００８７】
1        閉鎖性小型培養容器
2        半閉鎖性略筒形培養容器
3        曝気手段
A        静置培養工程
B        通気培養工程
R        多段棚
S1、S2    藻体
W        培養液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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