DE1932426C3

DE1932426C3 - Geformte Enzymkörper und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Publication number: DE1932426C3
Application number: DE1932426A
Authority: DE
Inventors: Franko Dr. Cesano Maderno Cognigni; Dino Dr. S.Donato Milanese Dinelli
Original assignee: SnamProgetti SpA
Current assignee: SnamProgetti SpA
Priority date: 1968-06-26
Filing date: 1969-06-26
Publication date: 1975-03-06
Also published as: US3715277A; GB1224947A; IE33536L; IL32406A; NL150801B; NO129351B; FR2016102A1; DE1932426A1; DE1932426B2; CH520715A; IE33536B1; LU58948A1; ES369125A1; NL6909707A; BG20382A3; BE735046A; DK133157C; JPS5114606B1; DK133157B; IL32406A0

Description

Aufgabe der Erfindung ist es nun, geformte Enzym-

körper zu schaffen, die sich nicht nur leicht herstellen

lassen, sondern auch eine höhere katalytische Aktivi-45 tat und vor allem eine längere Aktivitätsdauer auf-

Die Erfindung betrifft geformte Enzymkörper aus weisen, so daß sie in kontinuierlichen großtechnischen einem künstlichen oder synthetischen polymeren Verfahren über lange Zeiträume hinweg als hoch-Grundmaterial, in welches Enzyme oder enzymatische aktive Enzymkatalysatoren eingesetzt werden können. Präparate eingearbeitet sind, sowie ein Verfahren zu Die Erfindung betrifft daher geformte Enzymkörper

ihrer Herstellung. 50 aus einem künstlichen oder synthetischen polymeren

Bekanntlich katalysieren verschiedene Enzyme Grundmaterial, in welches Enzyme oder enzymatische Reaktionen, die ohne sie nicht ablaufen wurden Präparate eingearbeitet sind, und ist dadurch gekenn- oder drastischere Verfahrensbedingungen erforderlich zeichnet, daß der Enzymkörper die Form von Fäden machen würden. Enzyme werden zwar bereits bei hat, wobei die Enzyme bzw. enzymatischen Präparate vielen Umsetzungen in technischem Maßstab mit be- 55 in den Fäden in kleinen voneinander getrennten friedigenden Ergebnissen eingesetzt, sie haben jedoch Hohlräumen eingeschlossen sind,
verschiedene Nachteile, liie darauf zurückzuführen Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die

sind, daß sie schwierig zu handhaben sind und zu- einzelnen Fäden oder Fasern einen Durchmesser in meist nur einmal verwendet werden können, da sie der Größenordnung von einigen Mikron bis einigen während der Umsetzung in den Reaktionsprodukten 60 zehn Mikron auf. Die Hohlräume mit den darin eindispergiert werden und nicht zurückgewonnen werden geschlossenen Enzymen bzw. enzymatischen Präpakönnen. Daraus resultiert ein weiterer Nachteil, der rate haben ein mittleres Volumen, das nicht größer darauf zurückzuführen ist, daß einige enzymatische als dasjenige einer Kugel mit einem Durchmesser von Reaktionen nur bis zu einem bestimmten Umwand- 5 Mikron ist.

lungsgrad ablaufen und daß oberhalb dieses Wertes 65 Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren das Enzym keine katalytische Wirkung mehr ausübt. zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Enzym-Hinzu kommt noch, daß im allgemeinen bei der sich körper, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine daran anschließenden Abtrennung des Reaktions- Emulsion aus einer wäßrigen Lösung des Enzyms

oder Enzympräparats und aus einer Lösung eines den nur 2 g Glucose erhalten werden, wie die Ankünstlichen oder synthetischen polymeren Grund- melderin festgestellt hat

materials in einem organischen Lösungsmittel herge- Die erfindungsgemäßen geformten Enzymkörper

stellt wird, daß diese Emulsion durch die öffnung haben außerdem den Vorteil, daß sie sich ausgezeich-

einer Spinndüse extrudiert wird und daß das orga- 5 net für die Verwendung in großtechnischen Verfah-

nische Lösungsmittel durch Extraktion mit Hilfe ren eignen, da sie aus dem fertigen Reaktionsprodukt

eines Koagulationsbades oder durch Abdampfen von leicht wieder abgetrennt werden können. Ein weiterer

dem polymeren Grundmaterial entfernt wird, wobei Vorteil ist ihre leichte Waschbarkeit vor der Wieder-

sich das Gefüge verfestigt. verwendung, ohne daß darunter ihre katalytische Ak-

Die verfestigten Fäden können anschließend ver- xo tivität leidet,

streckt werden. D₃₅ Gewichtsverhältnis der Menge an polynierem

Die Vorteile der geformten Enzymkörper nach der Grundmaterial zur Menge an Enzym oder Enzym-Erfindung bestehen darin, daß sie leicht herstellbar präparat kann in dem erfindungsgemäßen geformten sind und daß das in ihnen enthaltene Enzym unter Enzymkörper innerhalb eines weiten Bereiches, beiden verschiedensten Bedingungen und über lange i₅ spielsweise von 100 : 1 bis 1:2, bezogen auf das GeZeiträume hinweg seine Aktivität und hohe Wirksam- samtgewicht des geformten Enzymkörpers, variieren, keit praktisch unverändert beibehält In den Form- Dadurch ist es möglich, die für das jeweilige Verfahkörpern kann es seine katalytische Aktivität entfalten, _ren am besten geeignete Enzymkonzentration auszuohne in der Reaktionsmasse dispergiert ja sein und wählen.

ohne gleichzeitig den desaktivierenden Wirkungen _i0 Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaJ-

anderer in der Reaktionsmischung vorhandener En- tenen geformten Enzymkörper können nach einem

zyme oder Mikroorganismen ausgesetzt zu sein. dem Textilfachmann bekannten Verfahren verstreckt

Das in dem Formkörper gemäß der Erfindung ein- werden, wobei die Verstreckungsverhältnisse jedoch geschlossene Enzym ist durch eine sehr dünne Mem- gegenüber den auf dem Textilgebiet üblicherweise bran von der Umgebung getrennt, die das Austreten 25 angewendeten Verstreckungsverhältnissen relativ nieddes Enzyms und seine Dispersion in der Reaktions- rig sind und innerhalb des Bereiches von 1 :1,1 bis masse verhindert, jedoch andererseits seine kataly- ! _: 7 Hegen. Sie können in Form von Endlosfäden tische Wirkung nicht beeinträchtigt, und gleichzeitig hergestellt oder in kurze Fasern zerschnitten werden, wird das Enzym dadurch vor der desaktivierenden Bei der Durchführung des Verfahrens unter Ver-Wirkung der in der Reaktionsmischung gegebeß-jn- 30 wendung einer Emulsion als Ausgangs-Flüssigphase falls vorhandenen Enzyme oder Mikroorganismen ge- wird das Enzympräparat in der Polymerisatlösung in schützt. Gleichzeitig sind die Membranen für das Form winziger Tröpfchen einer Größe in der Größen-Reaktionsmedium durchlässig genug, so daß die ge- Ordnung von Emulsionen und vorzugsweise einer wünschte katalytische Umsetzung ungestört ablaufen linearen Größe von nicht mehr als 5 Mikron, disperkann. 35 giert. Um die Bildung der Emulsion zu erleichtern

Die geformten Enzymkörper der Erfindung sind und sie zu stabilisieren, ist es möglich, oberflächen-

auch dadurch charakterisiert, daß sie äußerst dünn aktive Mittel oder ähnliche Produkte zuzusetzen. Ob-

sind und deshalb eine große Oberfläche aufweisen, so wohl es bevorzugt ist, reguläre Emulsionen zu ver-

daß in dem enzymatischen Verfahren, in dem sie ein- wenden, ist es dennoch auch möglich, irreguläre

gesetzt werden, sehr hohe Ausbeuten erhalten wer- 40 Emulsionen in Fasern zu überführen, und in diesem

den. Die Durchmesser der Fasern oder Fäden betra- Falle erfolgt ein Durchwandern eines bestimmten

gen einige Mikron, jedoch nicht men: als einige zehn Teils des Enzympräparats in das eventuelle Koagu-

Mikron, wobei die kleineren Durchmesser wegen der lationsbad, der jedoch dadurch zurückgewonnen wer-

größeren spezifischen Oberfläche, die sie aufweisen, den kann, daß man einfach Koagulantien verwendet,

bevorzugt sind. Beispielsweise besitzen Fasern mit 45 die mit dem Enzym-Lösungsmittel nicht mischbar

einem Durchmesser von 4 Mikron eine Überfläche sind.

von 1 m² pro Gramm, während Fasern mit einem Die Möglichkeit, die in der Erfindungsdefinition

Durchmesser von 20 Mikron eine Oberfläche von angegebenen Enzymkörper mit einer geringen Größe

1 m² pro 5 g aufweisen. Die Größe der Alveolen oder und einer geeigneten Widerstandsfähigkeit herzustel-

Hohlräume, in denen die Enzyme eingeschlossen 50 len, war für den Fachmann völlig überraschend. Es

sind, ist vorzugsweise gering, und die einzelnen war auch nicht vorhersehbar, daß es möglich ist,

Alveolen oder Hohlräume haben im Durchschnitt unter Anwendung üblicher Spinnverfahren die ge-

ein Volumen, das nicht größer ist als das Volumen nannten Enzymkörper zu erhalten. Es war vielmehr

einer Kugel mit einem Durchmesser von 5 Mikron. zu erwarten, daß das Verspinnen von Emulsionen

Auf Grund ihrer großen Oberfläche haben die ge- 55 von Enzympräparaten in einem Polymerisat beträcht-

formten Enzymkörper der Erfindung eine außer- liehe Schwierigkeiten bereiten würde, wenn nicht gar

ordentlich hohe Aktivität, die der Ausbeute bei unmöglich wäre und zu Fäden führen würde, deren

Durchführung des jeweiligen enzymatischen Verfah- mechanische Eigenschaften selbst für diese Zwecke

rens zugute kommt. So werden beispielsweise nach zu schlecht waren, oder es war mindestens zu erwardem weiter unten beschriebenen Beispiel 5 bei Ver- 60 ten, daß spezielle Vorrichtungen und Arbeitsweisen

wendung von 5,5 g des Enzyms für die Umwandlung erforderlich sind, die zur Durchführung in techni-

von Saccharose in Glucose in Form eines geformten schem Maßstab ungeeignet sind. In der Praxis wurde

Enzymkörpers gemäß der Erfindung mit Fadenstruk- jedoch überraschend gefunden, daß die Emulsionen

tür innerhalb von 24 Stunden 400 g Glucose gebil- selbst bei hohen Konzentrationen an Enzympräparat det, während bei der gleichen Reaktion nach den 65 in Fäden mit guten Verspinnungseigenschaften über-

Angaben in Beispiel 10 der deutschen Auslegeschrift führbar sind, und es ist ferner auch möglich, Fäden

1 227 855 unter Verwendung des dort beschriebenen mit mechanischen Eigenschaften zu erhalten, die

Enzymkörpers mit 2 g Enzym innerhalb von 24 Stun- überraschenderweise nur wenig schlechter sind als

5 6

diejenigen, die beim Verspinnen von Polymerisat- Die erfindungsgemäßen geformten Körper können

lösungen ohne Enzympräparate erhalten werden. als Katalysatoren in sowohl diskontinuierlichen als

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen auch kontinuierlichen enzymatischen Reaktionsver-

Verfahrens geeigneten Polymerisate müssen verschie- fahren verwendet werden.

dene Merkmale aufweisen. In erster Linie müssen sie 5 Es ist möglich, in die Formkörper zwei oder mehin Lösung bei Temperaturen existieren können, die rere miteinander verträgliche Enzyme einzuarbeiten, mit der Stabilität des Enzyms verträglich sind, und um so die gewünschten Umsetzungen zu erzielen, beim Arbeiten in Emulsion müssen sie in Lösung in Andererseits ist es bei verschiedenen Reaktionen einem mit dem Lösungsmittel, in dem das Enzym möglich, zwei oder mehrere Fäden, die verschiedene gelöst oder dispergiert ist, praktisch nicht mischbaren to Enzyme enthalten, zu verwenden; diese Fäden kön-Lösungsmittel vorliegen oder mindestens eine damit nen gleichzeitig oder in verschiedenen aufeinanderpraktisch nicht mischbare Lösung bilden. Da die folgenden Stufen verwendet werden, so daß die ReEnzyme im allgemeinen in wäßriger Lösung vor- aktionsprodukte der ersten Stufe in den nachfolgenliegen, muß das Lösungsmittel unter den mit Wasser den Stufen weiter umgewandelt werden können,
nicht mischbaren Lösungsmitteln ausgewählt werden, i₅ Ein weiterer Vorteil bei Verwendung dieser neuen um eine Emulsion zu erhalten. Außerdem darf das geformten Enzymkörper besteht darin, daß es mög-Lösungsmittel des Polymerisats auf die Stabilität des lieh ist, die erforderlichen Umwandlungsgrade zu verEnzyms nicht nachteilig einwirken. Ferner darf das wirklichen, wobei es möglich ist, die Umsetzung Polymerisat keine desaktivierende Wirkung auf das plötzlich und vollständig zu unterbrechen, indem das Enzym ausüben. ao Fadengefüge, welches das Enzym enthält, aus dem

Im speziellen Fall des Naßverspinnens darf auch Reaktionsraum entfernt wird. Ein weiterer Vorteil

das verwendete Koagulans vorzugsweise mit der Flüs- liegt darin, daß es mit diesem System möglich ist,

sigkeit, in der das Enzym gelöst oder dispergiert ist, einen Schutz des eingeschlossenen Enzyms gegen die

nicht mischbar sein, und es darf nicht nachteilig sein zerstörende Wirkung von Mikroorganismen zu er-

für die Stabilität des Enzyms. Die Zusammensetzung aj zielen, die sich entwickeln oder in dem Reaktions-

des Koagulationsbads kann innerhalb eines weiten raum vorhanden sein können. Außerdem ist es im

Bereichs variieren, es ist jedoch vorteilhaft, die Kon- Falle der Kontamination der Fäden durch Mikro-

zentration des Lösungsmittels des Polymerisats in Organismen möglich, sie durch geeignete Wasch- und

dem Koagulationsbad unterhalb 50 Vo zu halten. Die Sterilisationsbehandlungen zu entkontaminieren.

Temperatur des Koagulationsbads unterliegt keiner 30 Ein Beispiel für die Struktur der Emulsionen vor

besonderen Beschränkung, sie liegt jedoch vorteilhaft dem Verspinnen und der erhaltenen Fäden ist in den

zwischen 0 und 80° C, insbesondere zwischen 10 Zeichnungen angegeben,

und 30°C. Fig. 1 stellt eine Vergrößerung der durch eine

Wenn dagegen ein Trockenspinnverfahren ange- Lösung von Zellulosetriacetat und Urease in wäßriger

wendet wird, wurde festgestellt, daß es möglich ist, 35 Lösung erhaltenen Emulsion dar;

höhere Verspinnungstemperaturen anzuwenden als F i g. 2 und 3 stellen jeweils vergrößerte Längs-

solche, die zur Inaktivität des Enzyms führen. Das und Querschnitte der Fäden dar;

kommt hauptsächlich daher, daß die Verweilzeit bei Fig. 1', 2' und 3' sind ähnlich den Fig. 1, 2

einer hohen Temperatur in diesem Verfahren sehr und 3, die Emulsionen und Fäden wurden jedoch in

kurz ist. 40 diesem Falle aus Zellulosetriacetat und Invertase

Die erfindungsgemäßen fadenförmigen Enzym- hergestellt

körper können in beliebiger Form, vorzugsweise in Es wurde festgestellt, daß es bei kontinuierlicher

Strang- und Stapelform, verwendet werden. Durchführung einer enzymatischen Reaktion mit

Von den Polymerisaten sind zu nennen: Zellulose- Hilfe der erfindungsgemäßen Fäden möglich ist, daß ester, Zelluloseäther, Zellulosenitrat, aus Butadien, 45 sich auf den Fäden Bakterienkolonien und Ablage-Isopren, Acrylnitril, Acrylaten, Methacrylaten, Vinyl- rangen verschiedener (anorganische Salze, Kohle, estern, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol herge- Farbstoffe und allgemein alle diejenigen Nebenprostellte Polymerisate und Mischpolymerisate und fer- dukte, die nicht an der enzymatischen Reaktion teilner Polyamide, Polyvinylbutyral sowie Mischungen nehmen) bilden, welche die katalytische Aktivität des davon. Es kann jedes beliebige Enzym eingearbeitet 5« Enzyms deutlich herabsetzen. Die Entfernung der werden, beispielsweise Urease, Invertase, Lactase, Ablagerungen kann auf leichte und billige Weise Ribonuklease, Acylase, Transaminasen, Glukose- erfolgen, indem man diese Fäden mit geeigneten oxydase, Katalase, Arginase, Papain, Carboxypepti- Lösungsmitteln wäscht. Die verwendeten Lösungsdase und Glukoamylase. mittel sind im wesentlichen solche der beiden fol-

Die Enzyme liegen in wäßriger Lösung vor, wobei 55 genden Typen:

das Lösungsmittel des Polymerisats unter solchen _{λ T} .. .^ , ,. „ ,

ausgewählt wird, die mit Wasser nicht mischbar sind. ^a> Losungsmittel, die zur Entfernung geeignet sind

So können beispielsweise Lösungen des Polymerisats ^mdcm «1 *^{e m}, ^{dem Substrat} enthaltenen um

in halogenierten Kohlenwasserstoffderivaten (wie auf den Faden abgelagerten anorgamschen Salz«

Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform), ^6o .χ i°?^en' .„, ...... "

aliphatischen Kohlenwasserstoffen (wie Pentan, ^b> Lösungsmittel, welche die in dem Substrat vor

Hexan, Heptan, Isooctan), aromatischen Kohlen- handenen organischen Verbindungen, wie ζ. Β

Wasserstoffen (wie Benzol, Toluol, Xylol), Kohlen- ^die _t ^Farbst?^ff?.'. ^die Verunreinigungen des Sub

Wasserstoffmischungen wie Petroläther, Äthern (wie ^{strats u}"^dgL'^losen·

Diäthyl- oder Isobutyl- und Isopropyläther), Estern ⁶5 Von den Lösungsmitteln des Typs a) sind bei

(wie n-Butylacetat, Isobutylacetat, Isoamylacetat, spielsweise zu nennen: Wasser, Polyhydroxyalkohole

Methylpropionat, Isobutylpropionat, Isoamylformiat), wie Glyzerin, Alkylenglykole mit 2 bis 4 Kohlenstoß¹

Ketonen wie Cyclohexanon, verwendet werden. atomen, Wasser-Glyzerin-, Wasser-Alkylenglykol

713

Wasser-Trimethylolpropan-, Wasser-Pentaerythrit- sion beobachtet werden, die Tröpfchen waren

Mischungen und wäßrige Zuckerlösungen. regelmäßig dispergiert und hatten eine Größe

Zu verwendbaren Lösungsmitteln des Typs b) ge- von 4 bis 5 μ.

hören beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe ^ n . «, j -,·, ^ · j-,--,

mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, aromatische Koh- 5 ^c> "^nt?,^{r Ver}wf^ng von 33 g Triacetat und 257 g lenwassersloffe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, cy- Methylenchlond wurde eine Losung von Zellu-

cloaliphatische Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 10 Koh- iosetnacetat in Methylenchlond hergestellt. Zu

lenstoffatomen, Dialkyläther mit 4 bis 16 Kohlenstoff- ^ώ«*^Γ ^^1S.^kosen _t ^L,?,^SUni *"*?** ^{M8 8} ί" ^ObtR

atomen, Alkohole mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, unter b) hergestellten Emulsion zugegeben, wo-

Ester mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen und Ketone ι· J? die Spinnemuls.on (Fig. 1) erhalten wurde, mit 4 bis 18 Kohlenwasserstoffatomen. ^Die Zusammensetzung ^der Spinnemulsion war

Das Waschen kann mehrmals durchgeführt werden, ° ^^{en e>}

und im allgemeinen werden die Fäden zuerst mit Prozent

einem Lösungsmittel des Typs a) und dann mit einem Methylenchlorid 78 60

Lösungsmittel des Typs b) gewaschen. Es ist auch 15 Zellulosetriacetat .............. 10*70

möglich, das Waschen mit einem Lösungsmittel des Enzymextrakt 10 70

Typs a) und dann mit einem Lösungsmittel des —

Typs b), das mindestens teilweise mit dem Lösungs- 100,00

mittel des Typs a) mischbar ist, dann mit einem Lösungsmittel des Typs b), das mit dem Lösungsmittel 20 Diese Emulsion wurde etwa 1 Stunde lang kontides Typs a) nicht mischbar ist und genügend flüchtig nuierlich gerührt, 1 weitere Stunde lang stehen geist, durchzuführen. Das Waschen kann zusammen mit lassen, um die eingeschlossene Luft zu entfernen und einer starken mechanischen Behandlung durchgeführt, dann folgendermaßen versponnen,
bei der die Fäden nicht zerstört werden, die jedoch Die Emulsion wurde in einen 500-ccm-Thermostat-

geeignet ist, die verschiedenen Ablagerungen, z. B. 25 behälter gegossen, der mit einer Filterplatte und einer die verschiedenen Bakterienkolonien, die durch die Spinndüse mit 48 Löchern mit einer Größe von je Lösungen nicht entfernt werden konnten, physikalisch 80 μ versehen war, die in eine 56 cm lange Schale einzu entfernen. tauchte, die als Koagulationsbad Toluol bei etwa

Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß die Lö- 20° C enthielt.

sungsmittel des Typs b) auch eine bakteriostatische 30 Die Beschickung der Spinndüse erfolgte unter An- und teilweise bakterizide Wirkung aufweisen und es wendung eines Stickstoffdrucks von etwa 2 atm in deshalb neben der mechanischen Entfernung dadurch dem Behälter. Am Auslaß aus der Koagulationsmöglich ist, eine Verringerung ihrer Aktivität zu er- schale wurde der Faden auf ein erstes Walzenpaar zielen aufgewickelt, das sich mit einer Geschwindigkeit von

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher 35 H m/min drehte, und dann mit Hilfe eines zweiten erläutern. Walzenpaares auf das etwa 1,3fache verstreckt.

Dann wurden die Fäden auf einen Wickelrahmen aufgewickelt. Die Enzymaktivität des auf diese Weise

Beispiel 1 erhaltenen Fadens wurde mit der Aktivität des zur

40 Herstellung des Fadens verwendeten Extrakts ver-

Entsprcchend den folgenden Stufen wurde eine glichen. Die Geschwindigkeit der Hydrolysereaktion Spinnemulsion hergestellt: ^von Harnstoff zu Ammoniumcarbonat unter der

Einwirkung des in der Faser eingeschlossenen

a) Unter Verwendung einer Kugelmühle wurde ein Enzyms schien etwa 50 °/o derjenigen einer entsprewäßriger Extrakt eines rohen Enzympräparats ₄₅ chenden gelösten Enzymmenge zu betragen.
(Urease-Aktivkonzentrat) hergestellt. Die erhal- _Die Aktivitätsmessungen wurden bei 30° C unter tene Suspension wurde zentrifugiert und die oben Verwendung einer 2°/oigen wäßrigen Harnstofflösung stehende Flüssigkeit wurde zur Herstellung der _als Substrat durchgeführt Die Menge an hydrolysier-Spinnmischung verwendet. tem Harnstoff wurde durch Titrieren des gebildeten

b) Unter Verwendung von 5 g Triacetat und 95 g 5° Ammoniumcarbonats gegen 0,5 n-HCl mit einem Methylenchlorid wurde eine Lösung von Zellu- Methylorange-Indikator bestimmt.

losetriacetat (Zellulosetriacetat purum) in Me- Die mechanischen Eigenschaften dieser Fäden,

thylenchlorid bei Raumtemperatur hergestellt, nachfolgend mit »E« bezeichnet, die mit denjenigen

der 48 g des oben bei a) erhaltenen Enzym- des reinen Zellulosetriacetatfadens, der unter den

extrakts zugesetzt wurden. Die Emulsion wurde 55 gleichen Bedingungen versponnen wurde, nachfolgend

20 Minuten lang bei 1000 U. p. M. gerührt Unter mit »T« bezeichnet, verglichen wurden, sind in der

dem Mikroskop konnte eine vollständige Disper- folgenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Faden	Titer (Den)	kond.	Zugfestigkeit g/D feucht	en	geknotet	kond.	•/.De	hnung feucht
E	5,34	1,18	1,10		0,60	10		11
T	7,19	1,49	1,52		0,86	19		20

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9 10

Die Permeabilitätseigenschaften dieser Fasern für Substrat: 20 Gewichts/Volumprozent 0,1 M Phosdas Substrat Harnstoff und das Umwandlungsprodukt phatpuffer-Saccharose (pH 4,5), wobei E₀ die Kon- und für das Enzym sind dadurch gegeben, daß die zentration in Gewichtprozent des Invertase-Konzen-Fasern eine enzymatische Aktivität aufweisen und trats in der zur Herstellung der verschiedenen Fäden daß wenn die Fasern einmal aus dem Reaktions- 5 verwendeten Enzymlösung bedeutet, V/oi ist die medium mit dem Harnstoff entfernt sind, die Aktivi- Hydrolysegeschwindigkeit der Saccharose in mMol tat plötzlich und vollständig aufhört. pro Minute in Gegenwart von 1 g Invertase-Konzentrat pro Liter Reaktionsmischung, j/% ist der ProBeispiel 2 zentsatz der katalytischen Ausbeute des eingeschlos-

Unter Verwendung eines Enzympräparats Inver- ¹⁰ ™™ Enzyms im Vergleich zum gelösten Enzym.

tase-Konzentrat wurde auf die folgende Art und Beispiel 4

Weise eine Spinnemulsion hergestellt: ,. _. . . . , ,

^{K 6} Wie in den obigen Beispielen angegeben, wurden

a) Unter Verwendung von 10 g Zellulosetriacetat 2 kg Spinnemulsion hergestellt unter Verwendung und 190 g Methylenchlorid wurde bei Raum- 15 einer Invertase-Lösung, die 50% Invertase-Konzentemperatur eine Lösung von Zellulosetriacetat trat enthielt.

in Methylenchlorid hergestellt, und es wurden Die Emulsion wurde nach dem Filtrieren durch ein

40 g Invertase-Konzentrat zu der Lösung zu- Metallsieb mit 16 000 Maschen pro cm- durch eine

gegeben. Die Emulsion wurde 20 Minuten lang 0,292 ecm rotierende Dosierzahnradpumpe in eine

bei etwa 1000 U. p. M. gerührt. 20 Spinndüse mit 100 Löchern mit einem Durchmesser

b) Unter Verwendung von 86 g Triacetat und 514 g von 80 μ gepumpt, die in eine Schale eintauchte, die Methylenchlorid wurde eine Lösung von Zellu- Toluol bei Raumtemperatur als Koagulationsbad entlosetriacetat in Methylenchlorid hergestellt. Nach hielt. Der Durchfluß durch die Dosierpumpe wurde der Auflösung wurden 240 g der oben unter a) so eingestellt, daß bei einer Endverspinnungsgehergestellten Emulsion zu dieser Lösung züge- ²5 schwindigkeit von etwa 20 m/min Fäden mit einer geben. Die Zusammensetzung der Spinnemul- Fadeneinheit in einem ersten Falle von etwa 3 Den/ sion war folgende: Faden und in einem zweiten Falle von etwa 15 Den/

Prozent Faden erhalten wurden. Für diese beiden Fäden wurde

Zellulosetriacetat 11,42 der Prozentsatz der katalytischen Ausbeute im Ver-

Invertase-Konzentrat 4,76 3o hältnis zum gelösten Enzym wie er in dem voraus-

Methylenchlorid ................ 83^82 gehenden Beispiel angegeben ist, bestimmt, und es

~—τ wurde festgestellt, daß die katalytische Ausbeute für

' den Faden mit einer Fadenfeinheit von 3 Den 50%,

Die Emulsion wurde wie im Beispiel 1 angegeben, für den Faden mit der Fadenzahl von 15 Den 25 %

naß versponnen. Die Enzymaktivität des Fadens 35 betrug.

wurde mit der Aktivität des zur Herstellung des Fa- Beispiel 5
dens verwendeten Enzympräparats (Invertase-Konzentrat) verglichen. Auf die in den vorausgegangenen BeispieIen be-Die Geschwindigkeit der Hydrolysereaktion der schriebene Art und Weise wurden Zellulosetriacetat-Saccharose zu Glukose und Fruktose, die durch das 4o fäden hergestellt unter Verwendung von !44 g ZeHuin der Faser enthaltene Emzym katalysiert wurde, losetriacetat und 9 g Invertase-Konzentrat, das mit schien etwa 16 % derjenigen einer entsprechenden einer Glyzerin/Wasser-Mischung auf bis zu 60 g ver-Menge Enzym in Lösung zu betragen. Die Aktiviiäts- dünnt worden war, so daß ein Verhältnis von PoIymessungen wurden durchgeführt unter Verwendung merisat: Enzymlösung von 1 : 0,416 vorlag. In dieeiner 20 gewichts/volumprozentigen Saccharosetö- ⁴5 scm Falle betrug die Konzentration des Invertasesung als Substrat, die mit 0,1 M Mononatriumphos- Konzentrats in der zur Herstellung der Fäden verphat auf pH 4,5 gepuffert war. wendeten Emzymlösung 15%, 90 g dieser Fäden Besnel 3 wurden in Form von Strängen in einer Glaskolonne P mit einem Durchmesser von 50 mm, einer Höhe von

Auf die im Beispiel 2 angegebene Art und Weise 50 800 mm und einer Hülse für den Thermostaten ange-

wurden 3 Zellulosetriacetatfäden hergestellt, die ordnet.

gleiche Volumina Invertase-Lösungen enthielten, die In diese Kolonne, die mit Hilfe des Thermostaten durch Verdünnen eines Invertase-Konzentrats mit auf 20⁰C eingestellt war, wurde durch eine Dosiereiner Glyzerin-Wasser-Mischung (55/45 Gewichts- pumpe kontinuierlich eine 20 gewichts/volumprozenteile) erhalten wurden. In der folgenden Tabelle II 55 tige Saccharoselösung in 0,1 M Phosphatpuffer einsind die Ergebnisse der kinematischen Messungen der geführt. Die Beschickungsgeschwindigkeit wurde auf durch die in den verschiedenen Fäden eingeschlossene 2900 ccm/24 Std. eingestellt; unter diesen Bedingun-Invertase und durch die gelöste Invertase katalysier- gen war es möglich, im ersten Versuchsmonat eine ten Saccharosehydrolysereaktion angegeben. etwa 70%ige Umwandlung von Saccharose in Invert-Tahelle Γ ⁶° ^{zucker zu erz}ielen, das entspricht etwa 400 g Invert-

zucker in 24 Stunden. Da nach 1 monatiger kontinu-

>i°/o ierlicher Umsetzung die katalytische Aktivität der

Invertase abgenommen hatte und das Aussehen der

15,80 in der Kolonne enthaltenen Fasern sich geändert

24,70 65 hatte (d. h. sie waren gelb geworden und waren an

25,40 einigen Stellen mit Bakterienkolonien bedeckt), wur-

43,40 den die Kolonnen geleert und die Stränge gewaschen.

100 Das Waschen wurde durch mechanisches Rühren

100%

50%

30%

10%

Gelöstes Enzym

V/oi

0,2317 0,3616 0,3702 0,6190 1,420

713

11 12

der Stränge in einer Glyzerin-Wasser-Mischung, die »E« des Invertase-Konzentrats 15 Gewichtsprozent.

55 Gewichtsprozent Glyzerin enthielt, durchgeführt. Die Emulsion wurde trocken versponnen unter Ver-

Die Operation wurde wiederholt bis klare Wasch- wendung einer Spinndüse mit einer einzigen öffnung

wasser erhalten wurden. Auf ähnliche Weise wurde mit einem Durchmesser von 200 μ, eines Glasrohrs

mit n-Butylalkohol und schließlich mit Toluol ge- 5 zum Abdampfen des Lösungsmittels mit einem

waschen. Bei diesen Operationen nahm der Faden Durchmesser von etwa 80 mm und einer Länge von

sein ursprüngliches Aussehen wieder an. Nach dem etwa 2 m, durch das bei 50° C ein Luftstrom durch-

Trocknen unter Vakuum bei Raumtemperatur wur- geleitet wurde.

den die Stränge erneut in die Kolonne eingeführt. Da- Der Einfaden wurde auf einen Wickelrahmen mit

nach wurde die Beschickung mit der 2O°/oigen Sac- i° einer Geschwindigkeit von 80 m pro Minute aufge-

charose-Lösung wieder aufgenommen. wickelt. Die katalytische Ausbeute des in diesen

Bei allen durchgeführten Tests, deren Ergebnisse Faden eingeschlossenen Enzyms betrug etwa 6%,

in der folgenden Tabelle III angegeben sind, wurde bezogen auf das gelöste Enzym,

eine Rückkehr der katalytischen Aktivität auf die _R . . . . _R

ursprünglichen Werte beobachtet. i5 öeisipiei ö

Ein /J-Galactosidase enthaltender Faden wurde

Tabelle III nach der folgenden Arbeitsweise hergestellt:

Erhaltene Menge Invert- 1 5 g einer Lösung, die 225 mg ß-Galactosidase ent-

Versuchsdauer in Tagen zucker in g/24 Std. hielt, wurde zu 70 g einer 5°/oigen Lösung von Zeil u-

1 400 ^Io losetriacetat in Methylenchlorid zugegeben. Nach

10 380 dem Emulgieren durch Rühren wurde die obige' Mi-

20 360 schung zu 210 g einer 14,3°/oigen Lösung von Zellu-

30 330 losetriacetat in Methylenchlorid zugegeben. Die

31 Waschen Emulsion wurde wie im Beispiel 1 beschrieben, naß

32 395 ^a5 versponnen. Die katalytische Aktivität dieses Fadens

60 340 wurde unter Verwendung einer 0,016 M Lösung von

61 bis 62 Waschen o-Nitrophenyl-^-D-galactopyranose in einem TRIS-

63 390 Puffer (pH 7,6) als Substrat bestimmt. Die kataly-

80 345 tische Ausbeute »>/%« des eingeschlossenen Enzyms

81 Waschen 3<> betrug etwa 25 %> des gelösten Enzyms.

82 395

Beispiel 9
Nach einer 30tägigen Aktivitätsperiode wurde das

Waschen unter den oben beschriebenen Arbeitsbe- Ein Urease enthaltender Faden wurde auf folgende

dingungen wiederholt. Das Enzym behielt auf diese 35 Weise hergestellt:

Weise seine katalytische Aktivität 10 Monate lang bei, 58 g eines wäßrigen Extrakts von Urease Aktiv-

ohne daß sie irgendeine merkliche Abnahme der Ak- konzentrat, der wie im Beispiel 1 erhalten wurde,

tivität zeigte. wurden zu 290 g einer 25%>igen Lösung von Vinyl-

D . ■ \ (. harz (Mischpolymerisat aus 90 °/o Vinylchlorid, 10 °/o

^lspI 40 zu 70% verseiftes Vinylacetat) in Methylenchlorid

Ein Zellulosetriacetatfaden, der Ribonuklease ent- zugegeben.

hielt, wurde folgendermaßen hergestellt: 48 mg Ribo- Die Emulsion wurde durch eine Spinndüse mit nuklease, gelöst in 14,5 ecm destilliertem Wasser, 48 Löchern mit 80 μ Durchmesser versponnen, die in wurden unter Rühren zu einer Lösung von 3,5 g ZeI- einen Trog eintauchte, der als Koagulationsbad lulosetriacetat in 66,5 g Methylenchlorid zugegeben. 45 Petroläther (Kp. 40 bis 70° C) enthielt. Der Faden Nach 20minütigem Rühren bei etwa lOOOU. p. M. wurde nach dem Koagulieren mit einer Geschwinwurde die erhaltene Emulsion zu einer Lösung zu- digkeit von 11 m/min gewonnen, auf die l,5fache gegeben, die 30 g Zellulosetriacetat und 180 g Me- Länge verstreckt und auf einen Wickelrahmen aufthylenchlorid enthielt. Die Emulsion wurde wie im gewickelt. Die katalytische Ausbeute des obigen einBeispiel 1 versponnen. Die Aktivität der in dem Fa- 50 geschlossenen Enzyms war niedriger als diejenige des den eingeschlossenen Ribonuklease wurde unter Ver- Beispiels 1.

wendung einer Lösung von cyclischem (2',3')-Cytidyl- Beispiel 10
phosphat in einem Dimethylglutarsäurepuffer mit

einer optischen Dichte von 1,2 bei 186 ΐημ als Sub- Ein Urease enthaltender Faden wurde hergestelli

strat bestimmt In 10 ml der Substratlösung wurden ₅₅ unter Verwendung von Äthylzellulose. Der Faden

190 mg des Fadens verwendet. Nach 24 Stunden blieb wurde folgendermaßen hergestellt: 50 g des in der

die optische Dichte der Reaktionsmischung konstant. Beispielen 1 und 9 verwendeten wäßrigen Urease-

Die Hünnschichtchromatographische Analyse zeigte Extrakts wurden zu 100 g einer 5°/oigen Lösung vor

das vollständige Verschwinden des Substrats aus der Äthylzellulose in Methylenchlorid zugegeben. Die se

Lösung. 60 erhaltene Emulsion wurde zu 294 g einer 15%>igei

Beispiel 7 Lösung von Äthylzellulose in Methylenchlorid zu

gegeben.

Entsprechend den im Beispiel 1 angegebenen Ar- Die erhaltene Mischung wurde durch eine Spinn

beitsbedingungen wurde eine Spinnemulsion herge- düse mit 10 Löchern mit einem Durchmesser voi

stellt, die aus einer Hgewichtsprozentigen Lösung 65 80 μ unter Verwendung von Petroläther (Kp. 40 bi

von Zellulosetriacetat in Methylenchlorid bestand 70° C) als Koagulationsbad naß versponnen. Der er

und das Enzym Invertase-Konzentrat enthielt. In haltene Faden zeigte eine katalytische Ausbeute voi

einer derartigen Emulsion betrug die Konzentration etwa 16 °/o im Vergleich zur gelösten Urease.

713

Beispiel 11

Es wurden 3 Papain enthaltende Zellulosetriacetatfäden mit verschiedener Enzymkonzentration in dem Faden auf folgende Weise hergestellt:

20 ecm einer wäßrigen Lösung eines Papain-Enzympräparats wurden zu 200 g einer 5°/oigen Lösung von Zellulosetriacetat in Methylenchlorid zugegeben. Die in jedem Faden angewendeten Konzentraiionen sind in der folgenden Tabelle IV angegeben. Die so erhaltene Emulsion wurde zu 354 g einer 14°/oigen Lösung von Zellulosetriacetat in Methylenchlorid zugegeben.

Um das Emulgieren zu fördern, wurde die Mischung 1 Std. lang mechanisch gerührt und 2 Stunden lang stehengelassen. Die Emulsion, die eine unter dem optischen Mikroskop festgestellte ausreichende Dispersion aufwies, wurde unter den obengenannten Bedingungen bei Raumtemperatur in einem Toluolbad naß versponnen. Die Ergebnisse der Aktivität des in den einzelnen Fäden eingeschlossenen Enzyms in Vergleich zum freien Enzym sind in der folgenden Tabelle IV angegeben

Tabelle IV
mg Enzym/g Faden Aktivität %

0,5 16,7

1,33 12,4

11,7 8,1

Die Aktivität wurde gemessen unter Verwendung von Benzoyl-arginin-äthylester als Substrat bei potentiometrischer Bestimmung der gebildeten Säure.

Beispiel 12

Unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 11 wurden Zellulosetriacetatfäden mit verschiedenen Enzymen hergestellt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V zusammengefaßt

Tabelle V

Enzym	mg Enzym/g Faden	°/o Aktivität, verglichen mit dem freien Enzym
Glucoamylase .. Carboxy- peptidase A ..	10 0,42	11 (Substrat 10 Ge wichtsprozent/ Volumprozent Maltose) 10 (Substrat 0,01 M Hippuryl-L- phenylalanin in einem TRIS- Puffer,pH7,5)

Beispiel 13

Es wurde eine 8°/oige Lösung von Poly-y-äthyl-L-glutamat in Chloroform hergestellt. Zu 50 g der obigen Lösung wurden unter starkem mechanischem Rühren 1 ecm Enzympräparat Invertase-Konzentrat zugegeben.

Die so erhaltene Emulsion wurde unter Verwendung einer Spinndüse mit 10 Löchern mit einem Durchmesser von 80 μ und eines Koagulationsbads von n-Heptan, das bei einer Temperatur von 20 bis 30° C gehalten wurde, naß versponnen. Die erhaltenen Fasern zeigten nach dem Trocknen unter Vakuum eine enzymatische Aktivität von 18 %> im Vergleich zum freien Enzym.

Beispiel 14

Es wurde eine 13%ige Lösung von 200 g PoIybutadien-PoIyacrylnitril in Methylenchlorid hergestellt. Zu der obigen Lösung wurden unter heftigem

mechanischem Rühren 10 ecm eines Enzympräparats Invertase-Konzentrat zugegeben.

Die so erhaltene Emulsion wurde unter Verwendung einer Spinndüse mit 5 Löchern mit einem Durchmesser von 125 μ und n-Heptan als Koagulationsbad naß versponnen. Die Aktivität des eingeschlossenen Enzyms betrug 10 °/o im Vergleich zum freien Enzym.

Beispiel 15

10 ecm des Enzympräparats Invertase-Konzentrat wurden zu 230 g einer 14°/oigen Vinylharzlösung in Methylenchlorid zugegeben. Die Emulsion, die selbst nach langem mechanischem Rühren bei der Beobachtung unter einem optischen Mikroskop nicht genügend dispergiert war, wies Tröpfchen auf mit einer

a₅ Größe von mehr als 30 μ.

Die Emulsion wurde ebenfalls durch eine Spinndüse mit 48 Löchern mit einem Durchmesser von 80 μ naß versponnen, indem sie in einem Trog, der Petroläther (Kp. 40 bis 7O⁰C) enthielt, koaguliert

wurde. Der Faden wurde nach der Koagulation mit einer Geschwindigkeit von 11 m/min gewonnen, auf das 1,5fache verstreckt und auf einen Wickelrahmen aufgewickelt. Während des Verspinnens wurde der Durchlauf einiger Tröpfchen der Enzymlösung be-

obachtet. Diese Tröpfchen, die mit dem Koagulationsbad nicht mischbar waren, lagerten sich auf dem Boden des Koagulationstrogs ab. Die Tröpfchen erwiesen sich nach der mechanischen Abtrennung als Invertase-Konzentrat mit einer Aktivität, die sehr nahe derjenigen des reinen Produkts lag. Auf diese Weise wurden 4 ecm des Enzympräparats gewonnen. Der Faden wies nach dem Trocknen eine Enzymaktivität von 4°/o im Vergleich zum freien Enzympräparat auf.

Beispiel 16

Es wurden 100 g einer 25%igen Lösung von PoIycaprolactam in Toluol hergestellt. Das Polymerisat wurde durch Synthese mit LiH erhalten (η_{ΓβΙαΙ/ν}= 3,5,

so lVoige Benzollösung bei 2O⁰C). Zu der obigen Lösung wurden 10 ecm Invertase-Konzentrat zugegeben. Die erhaltene Emulsion wurde unter Verwendung einer Spinndüse mit 48 Löchern mit einem Durchmesser von 80 μ naß versponnen; Koagulationsbad:

Petroläther.

Der erhaltene Faden besaß eine Aktivität von 5 °/o im Vergleich zum freien Enzympräparat.

Beispiel 17

Ein Zellulosetriacetatfäden, der pro Gramm Faden 100 mg Glucoseoxydase und 0,4 mg Katalase (Kristallsuspension in mit Thymol gesättigtem Wasser) enthielt, wurde auf die im Beispiel 2 angegebene Art und Weise hergestellt.

Die Enzymaktivität des Fadens wurde unter Verwendung einer 0,1 M Lösung von Glucose in einem· 0,2 M Phosphatpuffer (pH 5,6 bei 20° C) als Substrat gemessen. 50 ml der Substratlösung und 2 g des

Fadens wurden in einen mit Baumwolle verschlossenen 100-ml-Kolben gegeben. Das Verschwinden der Glucose wurde durch jodometrische Titration verfolgt. Nach 36 Stunden war die Glukose fast vollständig verschwunden. Der Versuch wurde 5mal unter den gleichen Bedingungen mit einer frischen Substratlösung und mit der gleichen Fadenprobe wiederholt, wobei immer die vollständige Oxydation der Glucose mit einer praktisch konstanten Ausbeute erhalten wurde.

Beispiel 18 (nachgereicht)

53 g Polystyrol wurden in 170 g Chloroform gelöst. 10 ml einer konzentrierten Lösung von Invertase wurde zu dieser Polystyrollösung unter Rühren gegeben, bis eine homogene Emulsion erhalten ist, wobei die Mischung bei 0° C gehalten wird.

Die Emulsion wurde durch eine Spinndüse mit 10 Löchern von 80 μ Durchmesser unter einem Druck von 0,2 bis 0,3 at extrudiert. Das Koagulationsbad bestand aus Ligroin, das bei 20° C gehalten war. Der entstandene Faden wurde gesammelt und unter Vakuum zur Entfernung der organischen Lösungsmittel getrocknet.

Die enzymatische Aktivität der in dem Polystyrol eingeschlossenen Invertase wurde dadurch bestimmt, daß 3 g der feuchten Faser mit 50 ml einer 2O°/oigen Saccharoselösung bei pH 4,5 verrührt wurden. Durch polarimetische Bestimmungen wurde der Grad der Hydrolyse festgestellt.

Die in dem Polystyrol eingeschlossene Invertase zeigte eine Aktivität, die lO,6°/o des freien Enzyms entsprach. Nach sechsmaliger Verwendung derselben Faserprobe betrug die Aktivität 9,5 ⁰Ai, bezogen auf freies Enzym.

Beispiel 19 (nachgereicht)

5 g Nitrozellulose (Stickstoff 11,5 ",O) wurden in 67 g einer Mischung aus 60 Vol. n-Butylacetat, 30 Vol. Toluol und 10 Vol. Aceton gelöst (die Mischung von n-Butylacetat und Toluol war vorher mit Wasser gesättigt worden).

Die Mischung des Polymeren wurde zugesetzt, wobei 10 g einer wäßrigen Lösung 0,4 g Diastase enthielten. Die Mischung wurde bei 0° C 30 Minuten lang gerührt, so daß eine einheitliche Emulsion gebildet wurde. Die Emulsion wurde durch eine Spinndüse mit 48 Löchern von 125 μ Durchmesser unter einem Druck von 3 at extrudiert.

Das Koagulierungsbad bestand aus Ligroin (Kp 40 bis 60° C) und wurde auf 22° C gehalten. Der erhaltene Faden wurde gesammelt und unter Vakuum zur Entfernung der organischen Lösungsml·"·-! Retrocknet. Die enzymatische Aktivität wurii .nter Verwendung einer lVoigen Stärkelösung als ^ostrat bestimmt.

50 mg der enzymhaltigen Faser wurden mit 10 ml der Stärkelösung wie im Beispiel 3 der DT-AS 1 227 855 bei 37° C verrührt. Die Reaktionszeit betrug 4 Stunden.

Die erhaltenen reduzierenden Zucker wurden durch Reaktion mit 2,4-Dinitrosalicylsäure bestimmt. Bei drei wiederholten Tests mit derselben Faserprobe wurde die folgende Hydrolyse der Stäike erzielt.

I 61,7⁰O, Π 52,5'

III 49,4"

Die entsprechenden Hydrolysegrade in der DT-AS 1 227 855 betrugen 12,3 ¹Vo bis I6,2%>.

Beispiel 20 (nachgereicht) 96 g Zellulosetriacetat wurden in 704 g Methylenchlorid gelöst. Die organische Lösung des Polymeren wurde mit 40 g konzentrierter Invertase und 152 g Wasser/Glycerin (50/50 Gewicht) zersetzt. Die Mischung wurde bei 0° C 30 Minuten lang gerührt, damit eine einheitliche Emulsion erhalten wird. Diese Emulsion wurde durch eine Spinndüse mit 48 Löchern von 80 μ extrudiert.

Das Koagulationsbad bestand aus Toluol, das bei 20° C gehalten war. Die Faser wurde gesammelt und unter Vakuum zur Entfernung der organischen Lösungsmittel getrocknet. Die Aktivitätsmessungen wurden unter Verwendung einer 2O°/oigen Saccharoselösung bei pH 4,5 durchgeführt.

Die Aktivität des eingeschlossenen Enzyms verglichen mit der gleichen Menge freien Enzyms betrug 40 °/o.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

^ Produktes von den eingesetzten Ausgangsmateriaiiei

Patentansprüche· das Enzym verlorengeht und mindestens zum Teil al

Verunreinigung in den Reaktionsprodukten zurück

1. Geformter Enzymkörper aus einem kiinst- bleibt.

liehen oder synthetischen polymeren Grundmate· 5 Die bisher bekannten enzymaüschen Verfahren

rial, in welches Enzyme oder enzymatische Prä- die unter Verwendung von unlöslichen Enzymei

parate eingearbeitet sind, dadurch gekenn- durchgeführt werden, können in die folgenden dre

zeichnet, daß der Enzymkörper die Form von Gruppen eingeteilt werden:

Fäden hat, wobei die Enzyme bzw. enzymaüschen Physikalische Adsorption des Enzyms an einen

Präparate in den Fäden in kleinen voneinander io · p_ojy_merjsatpulver

getrennten Hohlräumen eingeschlossen sind. Verankerung des Enzyms mittels kovalenter Bin

2. Geformter Enzymkorper nach Anspruch 1, " · tischen funktionell Gruppen de: dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume mit &_{ms und emem Po}i_yrnerisat;

den dann eingeschlossenen Enzymen bzw. enzy- mechanische Einarbeitung des Enzyms in ein.

matischen Präparaten ein mittleres Volumen, das ₁₅ p_oi_vmerisatmatrix.

nicht großer als dasjenige einer Kugel mit einem '

Durchmesser von 5 Mikron ist, haben. Alle diese Verfahren haben jedoch verschieden«

2. Geformter Enzymkörper nach Anspruch 1 Nachteile. Zum einen ist die physikalische Adsorp-

oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzel- tion notwendigerweise reversibel, und daher kann da;

nen Fäden Durchmesser in der Größenordnung so so behandelte Enzym nicht zur Herstellung einer füi

von einigen Mikron bis einigen 10 Mikron auf- eine kontinuierliche Arbeitsweise geeigneten Kolonne

weisen. verwendet werden, zum andern führt die Veranke-

4. Geformter Enzymkörper nach einem der rung des Enzyms zu einer deutlichen Herabsetzung Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Enzymaktivität, und die Durchführung eines soldas Gewichtsverhältnis von Grundmaterial zu 25 chen Verfahrens, ist außer der Tatsache, daß es auf Enzym bzw. enzymatischem Präparat zwischen einige wenige Enzymtypen beschränkt ist, langwierig 100 :1 und 1 : 2 variiert. und umstündlich, und die mechanische Einarbeitung

5. Verfahren zur Herstellung eines geformten des Enzyms in eine Polymerisatmatrix in Form eines Enzymkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Pulvers, in Form von Blättchen oder Mikrokapseln dadurch gekennzeichnet, daß eine Emulsion aus 30 schließlich ist ziemlich umständlich und liefert einer wäßrigen Lösung des Enzyms bzw. enzyma- schwierig zu handhabende Produkte.

tischen Präparates und aus einer Lösung eines So werden beispielsweise nach der deutschen Auskünstlichen oder synthetischen polymeren Grund- legeschrift 1 227 855 die Enzyme in semipermeable materials in einem organischen Lösungsmittel Materialien, z. B. Cellulosepolymerisate und PoIyhergestellt wird, daß diese Emulsion durch die 35 amide oder Polyvinylalkohol, eingearbeitet, und die öffnung einer Spinndüse extrudiert wird, daß das dabei anfallenden, das Enzym enthaltenden Formorganische Lösungsmittel durch Extraktion mit körper werden zu Lamellen, Membranen oder Hohl-Hilfe eines Koagulationsbades oder durch Ab- kugeln verarbeitet. Die auf diese Weise erhaltenen dampfen von dem polymeren Grundmaterial ent- Enzymformkörper haben jedoch, wie weiter unten fernt wird, wobei sich das Gefüge verfestigt. 40 noch gezeigt wird, nur eine unzureichende kataly-

tische Aktivität und Aktivitätsdauer.