■監修者
 片倉啓雄（関西大学化学生命工学部　教授）
 大政健史（徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部 教授／大阪大 
 学大学院工学研究科　招へい教授）
 長沼孝文（山梨大学大学院医学工学総合研究部 研究員（元准教授） ）
 小野比佐好（大阪大学大学院工学研究科 助教）

 執筆者計24名

 ■監修者　

　片倉啓雄	　	（関西大学化学生命工学部　教授）
　大政健史	　	（徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部 教授／大阪大学大学院工学研究科　招へい教授）
　長沼孝文	　	（山梨大学大学院医学工学総合研究部 研究員（元准教授））
　小野比佐好	　	（大阪大学大学院工学研究科 助教）
　
　■執筆者　計24名

　片倉啓雄	　	（関西大学化学生命工学部 教授）
　松村吉信	　	（関西大学化学生命工学部 准教授）
　長沼孝文	　	（山梨大学大学院医学工学総合研究部 研究員（元准教授））
　小野比佐好	　	（大阪大学大学院工学研究科 助教）
　前川裕美	　	（大阪大学大学院工学研究科 寄附講座准教授）
　小西正朗	　	（北見工業大学工学部 助教）
　大政健史	　	（徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部　教授／大阪大学大学院工学研究科　招へい教授）
　石川陽一	　	（エイブル株式会社 代表取締役会長／株式会社バイオット　代表取締役会長）
　仁宮一章	　	（金沢大学環日本海域環境研究センター 准教授）
　滝口　昇	　	（金沢大学理工研究域自然システム学系 准教授）
　遠藤力也	　	（独立行政法人理化学研究所バイオリソースセンター 協力研究員）
　髙島昌子	　	（独立行政法人理化学研究所バイオリソースセンター微生物材料開発室 ユニットリーダー）
　黒澤　尋	　	（山梨大学生命環境学部 教授）
　佐久間英雄	　	（株式会社丸菱バイオエンジ 代表取締役専務）
　東端啓貴	　	（東洋大学生命科学部 准教授）
　村山敬一	　	（東ソー株式会社東京研究所企画管理グループ ）
　伊澤直樹	　	（株式会社ヤクルト本社中央研究所化粧品研究部化粧品第二研究室 指導研究員）
　清水（肖）金忠	　	（森永乳業株式会社食品基盤研究所生物機能研究部 部長）
　武藤正達	　	（森永乳業株式会社食品基盤研究所生物機能研究部 研究員）
　米澤寿美子	　	（森永乳業株式会社食品基盤研究所生物機能研究部 研究員）
　木下昌惠	　	（アステラスファーマテック株式会社富山技術センター技術開発部発酵技術グループ 課長）
　東山堅一	　	（サントリービジネスエキスパート株式会社生産技術部 開発主幹）
　天野　研	　	（株式会社日立製作所インフラシステム社産業プラント・ソリューション事業部 主管技師長）
　友安俊文	　	（徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部 准教授）

【本書の特徴】

・ものづくりに微生物を利用する現場技術者、企業や大学で初めて微生物を取扱う初学者必読！
・微生物培養技術の先人のノウハウを後世に伝える成書。
・培養に関するノウハウを培養のスペシャリストが結集して簡潔にまとめた現場レベルのバイブル。

追加訂正情報

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書籍・DVDの内容

	
　序
　
	
　無菌操作

1-1	無菌操作とは
1-1-1	どこに雑菌はいるか
1-1-2	コンタミ対策の基本
1-1-3	主な滅菌法
1-2	オートクレーブ滅菌
1-2-1	オートクレーブの構造と滅菌工程の概略
1-2-2	オートクレーブで滅菌できないもの
1-2-3	滅菌前の注意点
1-2-4	滅菌の手順
1-2-5	滅菌後の注意点
1-2-6	滅菌条件
1-3	乾熱滅菌
1-3-1	滅菌条件
1-3-2	操作手順と注意点
1-3-3	ガラスシャーレの乾熱滅菌
1-3-4	ピペットの乾熱滅菌
1-4	フィルターによる除菌
　	
1-4-1	フィルターのポアサイズと材質
1-4-2	濾過の理論とコツ
1-4-3	滅菌の手順
1-5	その他の滅菌法
1-5-1	火炎殺菌
1-5-2	薬液殺菌
1-5-3	ガス殺菌
1-5-4	電磁波による殺菌
1-6	クリーンベンチとクラスⅡ安全キャビネット
1-7	クリーンベンチの使い方
1-7-1	使用前の留意点
1-7-2	使用中の留意点
1-7-3	使用後の留意点
1-8	クリーンベンチで使用する器具
1-8-1	植菌に用いる器具
1-8-2	寒天培地への表面塗布に用いる器具
1-8-3	ピペットマンとニチペット
　
	
　培養に影響する要因

2-1	培養条件
2-1-1	培養時間
2-1-2	培養温度
2-1-3	pH
2-1-4	溶存酸素濃度
2-2	生物的要因
2-2-1	種菌の活性
2-2-2	前培養の履歴
　	
2-2-3	植菌濃度
2-2-4	細胞密度
2-3	培地条件
2-3-1	元素組成
2-3-2	天然・半合成・合成培地の特徴
2-3-3	主な培地成分の特徴と注意点
2-3-4	加熱滅菌によるメイラード反応とpHの変動
　
	
　培地の作り方・植菌・培養・集菌

3-1	計量する
3-1-1	計量する前に
3-1-2	秤量する精度
3-1-3	秤量時の注意
3-2	溶解する
3-2-1	水の種類と使い分け
3-2-2	スターラーの使い方
3-3	pHを調整する
3-3-1	pH電極の使い方と管理
3-3-2	pH調整に用いる酸・アルカリ
3-3-3	オートクレーブによるpHの変化
3-4	容器に分注する
3-4-1	試験管
3-4-2	L字管
3-4-3	96穴マイクロプレート
3-4-4	三角フラスコ（エーレンマイヤーフラスコ）
3-4-5	ひだ付き三角フラスコ（バッフルフラスコ）
3-4-6	振とうフラスコ（別称，坂口フラスコ，肩付きフラスコ）
3-5	栓・蓋をする
3-5-1	シリコセン
3-5-2	紙栓
3-5-3	綿栓
3-5-4	キャップ
3-5-5	蓋
3-6	滅菌する
3-6-1	培地の分け方
　	
3-6-2	フィルターによる除菌（濾過滅菌）
3-7	植菌する
3-7-1	培地を混合する
3-7-2	試験管からフラスコに植菌する
3-8	培養する
3-8-1	恒温水槽（ウォーターバス）での培養
3-8-2	エアインキュベーターでの培養
3-8-3	試験管での培養
3-8-4	フラスコでの培養
3-9	集菌する
3-9-1	遠心分離の理論
3-9-2	スイングローターとアングルローター
3-9-3	安全上の注意
3-9-4	遠心分離のコツ
3-9-5	濾過で集菌する
3-10	寒天培地で培養する
3-10-1	寒天の入れ方と濃度
3-10-2	シャーレに分注する
3-10-3	植菌する
3-10-4	培養する
3-10-5	寒天培地上の菌体を回収する
3-10-6	いろいろな寒天培地の作り方
3-11	嫌気性菌の培養
3-11-1	脱酸素剤を用いた培養
3-11-2	嫌気チャンバー
3-12	培養した培地および菌体の廃棄
　
	
　培養状態の計測と制御

4-1	顕微鏡観察
4-1-1	光学顕微鏡の基本構成
4-1-2	顕微鏡観察で重要な要素
4-1-3	対物レンズの仕様
4-1-4	顕微鏡の分類と特徴
4-1-5	顕微鏡観察の手順
4-1-6	油浸レンズの使い方
4-1-7	標本の作製
4-1-8	顕微鏡下での培養
4-2	菌体濃度・生菌数の測定
4-2-1	乾燥菌体重量の測定
4-2-2	濁度の測定
4-2-3	Packed cell volumeによる測定
4-2-4	血球計算盤による測定と染色法
4-2-5	細胞濃度計測
4-2-6	抽出したNAD（H)による測定
4-2-7	糸状菌の菌体濃度の測定
4-2-8	プレートによる生菌カウント
4-2-9	最確値法（most probable number(MPN)法）
4-3	pHの測定と制御
4-3-1	培養液のpHの計測
4-3-2	ガラス電極によるpH測定の原理と校正
4-3-3	培養液のpHの制御
4-4	温度の測定と制御
4-4-1	培養液の温度の計測
4-4-2	培養液の温度の制御
4-5	DOの測定と制御
　	
4-5-1	好気培養の始まり
4-5-2	隔膜式DOセンサーの原理
4-5-3	発酵用DOセンサーの開発
4-5-4	DOセンサーの性能
4-5-5	DOセンサーの使用法
4-5-6	蛍光式酸素センサー原理
4-5-7	蛍光式DOセンサーの形状
4-5-8	DO制御
4-5-9	酸素の供給法
4-6	制御の基本
4-6-1	フィードバック制御とフィードフォワード制御
4-6-2	ON/OFF制御
4-6-3	PID制御
4-6-4	最適化と最適制御
4-6-5	プロセスの制御とモデリング
4-6-6	様々なプロセス制御法
4-7	データの取り方と解釈
4-7-1	培養のスケジューリングとサンプリングのタイミング
4-7-2	経時変化のデータはすぐにプロット
4-7-3	不用意に直線を引かない
4-7-4	ブランクの値も大切なデータ
4-7-5	サンプリングの回数と量
4-8	実験ノートの書き方
4-8-1	実験ノートの形式
4-8-2	実験ノートを書く際の心得
4-8-3	実験ノートに書くべき内容
　
	
　継代と保存

5-1	菌株の入手
5-1-1	公的菌株保存機関（バイオソースセンター/カルチャーコレクション）
5-1-2	Material Transfer Agreement(MTA)
5-1-3	バイオセーフティレベル2
5-1-4	遺伝子組換え生物
5-1-5	植物防疫法や家畜伝染病予防法により規制される微生物株
5-2	菌株の提供形態
5-3	菌株の復元方法
　	
5-4	継代培養
5-5	冷凍保存
5-5-1	保存容器
5-5-2	保護液
5-5-3	ストックの作製手順
5-5-4	保存性の確認
5-5-5	ストックの使い方と本数
5-5-6	停電への対応
5-6	凍結乾燥保存
　
	
　培養の理論と実際

6-1	培養の理論
6-1-1	Monodの経験式
6-1-2	比速度とは
6-1-3	濃度の変化速度と比速度の関係
6-1-4	菌体の増殖速度と比増殖速度
6-1-5	生産物の生産速度と比生産速度
6-1-6	基質の消費速度と比消費速度
6-1-7	生産性の評価
6-1-8	菌体集収率と生産物収率
6-2	回分培養・流加培養・連続培養
6-2-1	回分培養
6-2-2	流加培養
6-2-3	連続培養
6-2-4	物質収支式
6-2-5	経過の近似計算
6-3	流加培養の理論と実際
　	
6-3-1	用いる記号と意味
6-3-2	流加培養の基本式
6-3-3	流加培養の意義と手順
6-3-4	流加培養の実際－酵母の流加培養
6-3-5	流加培養データの解析
6-4	酸素供給の重要性
6-4-1	酸素呼吸
6-4-2	溶存酸素濃度
6-4-3	ヘンリーの法則
6-4-4	臨界溶存酸素濃度
6-5	酸素移動容量係数kLaの測定
6-5-1	静的方法によるkLaの測定
6-5-2	酸素供給速度を高めるには
6-5-3	動的方法によるkLaの測定
　
	
　ジャーファーメンターの取扱い

7-1	フラスコ培養とジャーファーメンター培養の違い
7-1-1	通気と撹拌
7-1-2	pHの制御
7-1-3	溶存酸素濃度
7-2	各部の名称と機能
7-2-1	ジャーファーメンターの構成
7-2-2	培養槽本体の構造と機能
7-2-3	培養槽周辺機器
7-3	操作の実際
7-3-1	前培養
7-3-2	培地の分け方
7-3-3	センサーの校正
　	
7-3-4	酸，アルカリ，消泡剤の準備
7-3-5	セットアップ
7-3-6	オートクレーブ
7-3-7	ジャーファーメンターへの植菌
7-3-8	流加培養
7-3-9	サンプリング
7-3-10	培養終了後の操作
7-4	安全上の注意
7-4-1	オートクレーブに関する注意
7-4-2	ヤケド・火災
7-4-3	漏水事故
7-4-4	薬品の取扱い
　
	
　育種技術

8-1	突然変異による育種
8-1-1	紫外線照射
8-1-2	薬剤による変異処理
8-1-3	不均衡変異導入
8-1-4	条件設定
8-2	交雑による育種
8-3	その他の育種法と育種法の使い分け
　	
8-3-1	異数体の取得による育種
8-3-2	細胞融合による育種
8-3-3	育種法の特徴と使い分け
8-4	組換えタンパク質生産の戦略
8-4-1	酵母，昆虫細胞，枯草菌の発現システム
8-4-2	大腸菌の発現システム
8-4-3	異種タンパク質発現のイロハ
　
	
　スクリーニング技術

9-1	スクリーニングの戦略
9-1-1	スクリーニングする菌株の数
9-1-2	スクリーニングの精度
9-1-3	スクリーニングの実例（パン用酵母の場合）
9-1-4	スクリーニングに用いる培地
9-2	ポジティブセレクション
9-2-1	栄養要求性株の取得
9-2-2	アナログ耐性株の取得
9-2-3	2-デオキシグルコースによるグルコースリプレッションの解除
　	
9-3	変異株の濃縮方法
9-3-1	栄養要求性変異株の濃縮
9-3-2	取り込み欠損株の濃縮
9-3-3	連続培養による濃縮
9-3-4	比重による濃縮
9-4	プレートアッセイ
9-4-1	ハローアッセイ
9-4-2	インジケーター株によるバイオアッセイ
9-4-3	コロニーの活性染色
　
	
　生産コスト

10-1	コストの内訳
10-1-1	変動費
10-1-2	固定費
10-2	生産コストに及ぼす要因
　	
10-2-1	培養回数（培養時間）
10-2-2	収量（収率）
10-2-3	生産物（菌体）濃度
　
	
　各種工業利用微生物培養の実際

11-1	遺伝子組換え大腸菌の培養
11-1-1	宿主菌株とベクター
11-1-2	マスターセルバンクの作製
11-1-3	培養条件
11-1-4	培養の計測と制御
11-1-5	工業的な培養プロセス概要
11-1-6	回分培養法
11-1-7	流加培養法
11-1-8	組換え大腸菌によるヒトプロウロキナーゼの生産
11-2	乳酸菌の培養
11-2-1	乳酸菌の用途
11-2-2	乳酸菌の定義
11-2-3	培地
11-2-4	培養条件
11-2-5	発酵形式とDL-乳酸
11-2-6	発酵乳製品の工業生産
11-2-7	物質生産
11-2-8	参考図書
11-3	ビフィズス菌の培養
11-3-1	ビフィズス菌の特徴と求められる特性
11-3-2	培養方法と条件
11-3-3	菌数の測定法
　	
11-3-4	ビフィズス菌の産業利用
11-3-5	ビフィズス菌末の製造
11-3-6	ヨーグルト製造
11-4	放線菌の培養
11-4-1	菌株育種
11-4-2	培地の改良
11-4-3	スケールアップ
11-4-4	放線菌培養の注意点
11-5	酵母の培養
11-5-1	培地
11-5-2	培養温度とpH
11-5-3	通気と撹拌
11-5-4	菌株に求められる特性
11-5-5	工業的な培養プロセス
11-5-6	アルコール制御とRQ制御
11-5-7	スケールアップ時の留意点
11-6	糸状菌の培養
11-6-1	産業微生物としての糸状菌
11-6-2	培養操作のポイント
11-6-3	培養液の評価法
11-6-4	培地成分
11-6-5	培養スケールアップの実例
　
	
　スケールアップ

12-1	スケールアップの意義と考え方
12-1-1	スケールアップとは
12-1-2	スケールアップの考え方
12-2	スケールアップの理論
12-2-1	乱流場の輸送理論
12-2-2	撹拌動力
12-2-3	気泡の運動とガスホールドアップ
　	
12-2-4	物質移動容量係数klaのモデル
12-3	スケールアップの実際
12-3-1	スケールアップのポイント
12-3-2	スパージャーの選定
12-3-3	撹拌翼の選定
12-3-4	せん断応力による細胞の死滅
12-3-5	動物細胞培養のスケールアップ
　
	
　微生物の安全な取扱い

13-1	基本的な考え方
13-1-1	安全検出思想と危険検出思想
13-1-2	専門家としての責任
13-2	組換え微生物の取扱い
13-2-1	組換え実験の歴史とその規制の経緯
13-2-2	遺伝子組換え微生物に関するカルタヘナ法について
13-2-3	申請する前に
13-2-4	申請する
　	
13-2-5	拡散防止措置の内容
13-2-6	もし法令に違反してしまったら
13-3	病原性微生物の取扱い
13-3-1	バイオセーフティーレベル（BSL)
13-3-2	BSL2の微生物を取り扱うための設備
13-3-3	特定病原体等について
13-3-4	病原性微生物の取扱い方
13-3-5	あとがき
　

■コラム目次　

1　 70％エタノール
2　 蒸気滅菌と乾熱滅菌
3　 無菌性保証水準
4　 蓋を置くか手で持つか
5　 液状医薬品のフィルター濾過
6　 エタノールに引火した！
7　 まずは培養してみよう
8　 培養温度と膜の脂肪酸組成
9　 極限条件で生育する微生物
10　培養は止められない―植菌とサンプリングは手早く
11　培地組成の調べ方
12　自分用の培地組成を開発する醍醐味
13　酵母エキスの製法
14　試薬瓶には少し多めに入っている
15　水が先か，試薬が先か
16　超音波洗浄器を賢く使おう
17　温度とpH の関係
18　酸（アルカリ）を入れ過ぎたら
19　アルミホイルの意味
20　コンタミは絶対に避けなければならないのか？
21　激しく振るほど酸素供給はよくなる？
22　遠心分離機の事故例
23　寒天培地に泡ができてしまったら
24　未使用の培地を保存するには
25　寒天培地での長期間の培養
26　焦点がうまく合わない時は
27　大きさを測るには
28　OD とOD unit
29　3/4，2/3，1/2 の法則
30　Absorbance, Turbidity, Optical Density
31　炭酸カルシウムを添加した培地での濁度測定
32　酸・アルカリの滅菌
33　冷却水の供給元は？
34　DO ジャンプ
35　DO を見れば微生物と会話できる？
36　ネガコンとポジコン
37　トラブルシューティングはトラぶる前に読む
38　知的財産権
39　継代が難しい菌
40　大事な菌株は奥に入れる
41　凍結保存は－20℃でも可能か？
42　速度・微分・積分
43　対数計算の復習
44　10 世代で1,000 倍
45　単位の重要性
46　これで評価ができている？（その1）
47　これで評価ができている？（その2）
48　収率の値が1 を超える？
49　1 気圧
50　窒素充填しますか？（タイヤ店にて）
51　頭文字で表す専門用語（DO とOD，vvm とrpm ）
52　培養に用いる水
53　ステンレスパイプの切断とシリコンゴム栓への挿入
54　pH，DO センサーの取り付け方
55　ピンチコックの使い方
56　軍手をすれば火の中に手を入れても平気
57　タンパク質の機能を高めるのは至難の業
58　変異処理条件の調べ方
59　酵母の生活環
60　酵母の遺伝子型
61　酵母からの胞子の単離法
62　大腸菌のタンパク質発現システムに利用されるプロモーター
63　アンピシリン耐性マーカー使用時の注意
64　ポリ乳酸は乳酸菌では作らない
65　菌体内酵素の活性染色
66　レプリカの取り方
67　プロバイオティクスって？
68　乳酸菌とビフィズス菌
69　培地に含まれる成分
70　廃糖蜜に添加する窒素量の求め方
71　フラスコ培養では酸素が不足する
72　糸状菌の培養実験には大型のジャーファーメンターが適している
73　病原性微生物研究の重要性
74　ボツリヌス菌とボツリヌス毒素