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J-GLOBAL ID：201902273259121307   整理番号：19A0491939

工業醸造プロセスにおける酵母増殖のモニタリングツールとしての低周波電気化学インピーダンス分光法【JST・京大機械翻訳】

Low-Frequency Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Monitoring Tool for Yeast Growth in Industrial Brewing Processes

著者 (7件)： Slouka Christoph (Christian Doppler Laboratory for Mechanistic and Physiological Methods for Improved Bioprocesses, Institute of Chemical, Environmental and Biological Engineering, TU Wien, Vienna 1060, Austria) ,  Brunauer Georg Christoph (Institute for Energy Systems and Thermodynamics, TU Wien, Vienna 1060, Austria) ,  Kopp Julian (Christian Doppler Laboratory for Mechanistic and Physiological Methods for Improved Bioprocesses, Institute of Chemical, Environmental and Biological Engineering, TU Wien, Vienna 1060, Austria) ,  Strahammer Michael (Christian Doppler Laboratory for Mechanistic and Physiological Methods for Improved Bioprocesses, Institute of Chemical, Environmental and Biological Engineering, TU Wien, Vienna 1060, Austria) ,  Fricke Jens (Christian Doppler Laboratory for Mechanistic and Physiological Methods for Improved Bioprocesses, Institute of Chemical, Environmental and Biological Engineering, TU Wien, Vienna 1060, Austria) ,  Fleig Juergen (Research Division Electrochemistry, Institute of Chemical Technology and Analytics, TU Wien, Vienna 1060, Austria) ,  Herwig Christoph (Christian Doppler Laboratory for Mechanistic and Physiological Methods for Improved Bioprocesses, Institute of Chemical, Environmental and Biological Engineering, TU Wien, Vienna 1060, Austria)
資料名： Chemosensors (Web)  (Chemosensors (Web))
巻： 5  号： 3  ページ： 24  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7159A  ISSN： 2227-9040  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 今日の醸造プロセス中の酵母全バイオマスおよび生存率測定は,メチレンブルーまたは蛍光染料ベース染色,および/またはフローサイトメトリー測定の使用のようなオフライン法に依存している。さらに,顕微鏡細胞計数法は酵母生存率の容易で迅速な予測を減速した。これらのプロセスは時間がかかり,時間遅れ応答信号をもたらし,酵母自身の性能の知識を減少させるだけでなく,最終製品の品質にも影響を与える。Saccharomyces cerevisiaeの好気性および嫌気性発酵中のプロセス監視における新しいアプローチは,古典的pH,dO2およびオフガス分析に限られているだけでなく,バイオマス,製品品質および細胞死を決定するための異なる物理的原理に基づく異なるin situおよびオンラインセンサも使用する。この寄与の中で,電気化学インピーダンス分光法(EIS)を用いて,好気性および嫌気性バッチ培養法で生産されたバイオマスをモニターし,工業的醸造プロセスの増殖および発酵ユニット操作をシミュレーションした。1kHz以下の周波数で測定した二重層容量(CDL)の増加はバッチ中のバイオマスの増加に比例し,オンライン及びインラインモードでモニターした。細胞密度とCDLの良好な相関を見出した。この新しい方法のロバスト性と柔軟性を証明するために,異なる最先端バイオマス測定(乾燥セル重量DCWと光学密度OD)を比較のために行った。この周波数範囲における測定は電極と媒体の間の二重層領域によって大きく決定されるので,プロセスパラメータ(エアレーションと撹拌)による比較的小さい干渉が期待される。低周波数におけるインピーダンス分光法は操作中の生存酵母細胞濃度の監視のための強力なツールであるだけでなく,細胞の生理学的状態の決定にも完全に適しており,醸造及び酵母伝播産業におけるバイオマスモニタリングを劇的に促進する可能性があることを示した。Copyright 2019 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： バイオマス ,  発酵 ,  フローサイトメトリー ,  吸光度 ,  染色 ,  撹拌 ,  ロバスト性 ,  生存率 ,  媒質 ,  センサ ,  柔軟性 ,  Saccharomyces cerevisiae ,  *酵母 ,  プロセスパラメータ ,  窒素複素環化合物 ,  芳香族アミン ,  スルホニウム ,  硫黄複素環化合物 ,  芳香族縮合化合物 ,  第三アミン

著者キーワード (5件)： ビール醸造 ,  S.cerevisiae ,  電気化学インピーダンス分光法 ,  発酵技術 ,  インラインセンサ

分類 (2件)： 微生物検査法  (EG02020G) ,  ビール  (FK04022P)

物質索引 (1件)： メチレンブルー

引用文献 (34件)：

• Gavrilescu, M.; Chisti, Y. Biotechnology-A sustainable alternative for chemical industry. Biotechnol. Adv. 2005, 23, 471-499.
• Sagmeister, P.; Wechselberger, P.; Jazini, M.; Meitz, A.; Langemann, T.; Herwig, C. Soft sensor assisted dynamic bioprocess control: Efficient tools for bioprocess development. Chem. Eng. Sci. 2013, 96, 190-198.
• Clarke, D.; Blake-Coleman, B.; Carr, R.; Calder, M.; Atkinson, T. Monitoring reactor biomass. Trends Biotechnol. 1986, 4, 173-178.
• Kiviharju, K.; Salonen, K.; Moilanen, U.; Eerikäinen, T. Biomass measurement online: The performance of in situ measurements and software sensors. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2008, 35, 657-665.
• Davey, H.M.; Kell, D.B. Flow cytometry and cell sorting of heterogeneous microbial populations: The importance of single-cell analyses. Microbiol. Rev. 1996, 60, 641-696.

タイトルに関連する用語 (9件)： 工業 ,  醸造 ,  プロセス ,  酵母 ,  増殖 ,  モニタリング ,  ツール ,  低周波 ,  電気化学インピーダンス分光法