第23回(平成13年5月26日於上尾南高校)


参加者:後列左から 小栗(秀明栄光高)、高橋(いずみ高)、小林(熊谷高校)、森田(川越女子高)、加藤(熊谷高)、平岩(越谷南高)、前列 阿部(熊谷高)  敬称略


テーマ:酵母を使ったバイオリアクターの作成

内容:酵母でバイオリアクターを作成し、アルコール発酵を確かめる

<準備>

ドライイースト、アルギン酸ナトリウム水溶液(1%)、塩化カルシウム水溶液(1.5%)、ショ糖溶液(10%)

<方法>

1.コウボビーズの生成

  1. 熱湯にアルギン酸ナトリウムを溶解し(1%)、室温まで冷ましておく。
  2. 30%のコウボ懸濁液:1%アルギン酸ナトリウム水溶液を体積比1:2の割合でよく混合する。
    fig.1 fig.2
  3. コウボ―アルギン酸ナトリウム液をポリ製の滴瓶に入れる。
    fig.3 fig.4
  4. 1.5%の塩化カルシウム水溶液をスターラーで撹拌しつつ、混合液を滴下する。
    アルギン酸ナトリウムの繊維が塩化カルシウム溶液中でコウボを閉じこめ、ビーズを形成する。ビーズの直径は2〜3mmがよい。
    fig.5 fig.6
    やり始めると「はまる」(^^;)
  5. ビーズを数回水洗いしてできあがり。

2.アルコール発酵

  1. コウボビーズを入れた試験管(fig.7)に10%のショ糖溶液を一杯になるまで注ぐ(fig.8)。
    fig.7 fig.8
  2. 注射針を刺したゴム栓で密封する。
    fig.9
    注意:注射針がゴムのかすで詰まっていないかどうか、予め確認しておく。もし詰まっていると、圧力が上がってしまい、危険である。
  3. そのまま湯煎。
    fig.10
  4. ほぼ等量のコウボ懸濁液を入れた試験管を用意して、コウボビーズの発酵能力を比較してみた。
    fig.11
    結果はfig.11の通りであった。発酵ビーズの方が、二酸化炭素の発生量が多かった。表面積の少ない発酵ビーズの方が、発酵速度が低いと予想していたので、これには困った(fig.12)。
    fig.12
  5. よく調べてみると、発酵ビーズが試験管の先に詰まってしまうのが原因であった。
    気体の量は見かけ上違っていただけで、ビーズとコウボ液とでは発酵速度に大きな差はないらしい。
    fig.13

3.コウボ以外のビーズ作成

  1. コウボ以外にも、この方法でバイオリアクターが作れるかどうか試してみた。
  2. ヨウ素液をアルギン酸ナトリウムと混合し、ビーズをつくってみた。
    下図は、薄いデンプン溶液中に静置した様子。ヨウ素液がデンプン溶液中に漏れているのがわかる。
    fig.14
  3. メチレンブルー・ビーズを水中で撹拌してみた様子。やはり色素が周囲の水中に漏れている。
    fig.15

<考察>

  1. 発酵ビーズを用いたアルコール発酵の実験は、キューネ管と違ってコウボの量に変化が生じないので、定量的な処理には向いているものと思われる。しかし、fig.13に示したように、しばしば試験管の先に詰まってしまうので、湯煎中に時々転がすなどの操作が必要であろう。
  2. 酵素を用いたバイオリアクターをつくってみようとしたが、試薬がビーズから漏れてゆくので、あまり芳しい結果は得られなかった。

<参考文献>

愛知県理科教育会生物研究委員会編(1999)
「すぐ役立つ生物実験 落とし穴はここにある CD−ROM」
                         「アルコール発酵」

阿部哲也(上尾南高校)


Omnisサークル次回活動の予定
  日時   6月30日(土)3:00
  場所  埼玉県立越谷南高等学校 於生物室
  テーマ 発泡スチロール球による分子模型造り
  
  参加自由。希望者は連絡下さい。  ymorita@mb.infoweb.ne.jp

  もう終わってしまいました。ごめんなさい。

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