DE2835875C2 - Verfahren zur Herstellung von Biokatalysatoren mit hoher mechanischer Festigkeit und hoher Beladung an enzymatisch aktiver Substanz und perlförmiger Biokatalysator - Google Patents

Description

Die Fixierung von Enzymen, Zellfragmenten und ganzen Zellen hat in jüngerer Zeit in der Fachwelt besondere Aufmerksamkeit gefunden. Dies liegt daran, dass solche Verfahren für die industrielle, biokatalytische Produktion von erheblicher Bedeutung sind.

Der Stand der Technik ist in folgenden Veröffentlichungen zusammengefasst:

L. B. Wingard Jr., E. Katchalski-Kazir u. L. Goldstein "Immobilized Enzymes Principles", Academic Press New York, USA 1976.

D. Perlman "Annual Reports on Fermentation Processes", Vol. 1 Academic Press, New York 1977, S. 205 - 267.

I. Chibata und T. Tosa "Transformations of Organic Compounds by Immobilized Microbial Cells",

D. Perlman, Ed., Advances in Applied Microbiology, Vol. 22 Academic Press, New York, 1977, S. 1 - 28.

Es haben sich jedoch trotz intensiver Forschung nur wenige Verfahren in der Praxis einführen können. Dies liegt offenbar an folgenden Nachteilen: Die mechanische Stabilität vieler Träger ist zu gering, um diese in größeren Reaktoren einzusetzen. Die Fixierungsverfahren sind zu aufwendig, so dass der Einsatz solcher Biokatalysatoren nicht wirtschaftlich ist.

Es sind die zu erreichenden Beladungen zu gering, so dass nur eine ungünstige Raum-Zeit-Ausbeute zu erreichen ist.

Eines der bekanntesten Verfahren verwendet den physikalischen Einschluß in ein polymeres Netzwerk. Beispiele sind: Polyacrylamid/Polymethacrylamid, Collagen, Celulosetriacetat, ionotrope Gele. Diese Fixierungsverfahren werden angewendet, da bei diesen relativ geringe Inaktivierungen der Enzyme, Zellfragmente und ganzen Zellen auftreten.

Es ist bekannt, dass der Einschluß in ionotrope Gele ein Verfahren darstellt, bei dem im Gegensatz zu den Polyacrylamid- oder Polymethacrylamid-Gelen mit praktisch untoxischen Substanzen gearbeitet wird, z.B. Alginat, Ca[hoch]2+.

M. Kierstein und C. Bucke berichten in Biotechn. & Bioeng., Bd. 19, 1977, S. 387, von dem Einschluß von Enzymen, Zellfragmenten und ganzen Zellen in Ca-Alginat-Gele. Diese Autoren schlagen vor, Fasern durch Eindüsen einer Na-Alginat-Lösung in ein Ca[hoch]2+-Fällungsbad herzustellen. Diese Fasern weisen jedoch nach Angaben dieser Autoren nur eine mäßige Stabilität auf. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass derartige Fasern als Biokatalysatoren lediglich in Festbettreaktoren eingesetzt werden können.

U. Hackel schlägt in seiner Dissertation (Techn. Universität Braunschweig 1976, "Polymereinschluß von Mikroorganismen - zu Aufbau und Reaktivität von Biokatalysatoren") vor, durch Eindüsen der Polyelektrolyt-Lösung in ein Vernetzerbad kugelförmige ionotrope Gele als Biokatalysatoren herzustellen. Dieser Autor weist auch auf die Verwendbarkeit verschiedener Typen von Polyelektrolyten hin; dazu gehören auch vollsynthetische Produkte wie Styrol/Maleinsäure-Copolymere.

Diese Vorschläge haben jedoch nicht zu Biokatalysatoren mit ausreichender Festigkeit und hoher Beladung mit Biofeuchtmasse geführt. Die Erhöhung der Festigkeit durch Erhöhung des Polymergehaltes im Biokatalysator scheitert daran, dass hochviskose Lösungen nicht mehr zu verarbeiten sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Biokatalysatoren zu finden, die hohe mechanische Festigkeit und hohe Beladung an enzymatischer Substanz aufweisen und eine hohe Porosität besitzen.

Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, Biokatalysatoren mit hoher Druckfestigkeit (p/Perle), sowie mit hoher Beladung (g enzymatisch aktive Substanz/g Katalysatorperlen) und solche zu finden, welche nach schonender Trocknung eine relative Schrumpfung von 4/5-tel bis 1/5-tel aufweisen. Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung gelöst.

Zur Lösung der Aufgaben der Erfindung wird dabei der technische Effekt erstmalig ausgenutzt, dass durch schonende Trocknung Katalysatorperlen eine bestimmte Schrumpfung erhalten, die zu hoher Festigkeit und zu hoher Beladung an enzymatisch aktiver Substanz bei gleichzeitig hoher Porosität führt. Dabei ist der überraschende Effekt erfindungswesentlich, dass bei erneuter Äquilibrierung mit dem Fällungsbad (B) oder (C) nur eine begrenzte Rückquellung erfolgt. Erst diese überraschende Feststellung hat zur Lösung der Aufgabe der Erfindung geführt. Dieser technische Effekt hat nicht nahegelegen, denn sonst hätte die Fachwelt diesen längst aussprechen müssen, da ein erhebliches Bedürfnis an Biokatalysatoren mit den bestimmten Eigenschaften gemäß der Erfindung besteht.

Der technische Effekt des Verfahrens der Erfindung ergibt sich aus folgendem Versuch: Es werden in bekannter Weise Gelperlen durch Vernetzung einer 8%igen Alginat-Lösung mit einer 2%igen CaCl[tief]2-Lösung hergestellt. Durch schonende Trocknung mit Luft bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 5 h schrumpft ein Partikel von 3,5 mm auf 1,5 mm Durchmesser zusammen, entsprechend auf etwa 2/5 des ursprünglichen Durchmessers.

Nach dem überraschenden technischen Effekt des Verfahrens der Erfindung findet bei erneuter Äquilibrierung mit einer 2%igen CaCl[tief]2-Lösung eine Rückquellung nur auf einen Durchmesser von 2 mm statt. Nach einem technologischen Einsatz von 6 Wochen bei 65°C in einer 30%igen Glucoselösung fand keine weitere Quellung statt.

Der Zusammenhang zwischen Partikelschrumpfung und dem resultierenden Polymer-Feststoffanteil im Biokatalysator ist in der Abbildung dargestellt.

Das Verhalten des Durchmessers der Bio-Katalysatorperlen in mm und des Feststoffgehaltes in % in Abhängigkeit von der Trockenzeit in h zeigt die graphische Darstellung.

Nach diesem Beispiel nimmt der Durchmesser der

Biokatalysatorperlen bis zu 2 h Trocknungszeit rasch ab und geht danach bis zu 5 h in eine flache Kurve und damit zu einer langsameren Abnahme des Durchmessers über. Die Zunahme des Feststoffgehaltes zeigt nach 1 und 4 h einen flachen Wendepunkt und verläuft dazwischen mit fast gleichmäßiger Steigung. Der Anstieg des Feststoffgehaltes kann als ziemlich regelmäßig bezeichnet werden.

Das Verfahren der Erfindung wird durch die folgenden Ausführungsbeispiele beschrieben.

Beispiel 1

Es wird zunächst die Mischung (A) durch Suspension von 150 g Preßhefe, auf 150 ml mit Wasser aufgefüllt, als enzymatisch aktive Substanz in 450 ml einer 8gew.-%igen Na-Alginat-Lösung als wässrige Lösung eines Polyelektrolyten hergestellt.

Als Fällungsbad (B) mit einer Verbindung, die mehrwertige Ionen enthält, die dem Polyelektrolyten der Mischung (A) entgegengesetzt geladen sind, wird eine 0,2 molare CaCl[tief]2-Lösung verwendet.

Es wird dann in Stufe 1 die Mischung (A) in die Mischung (B) aus einer Kapillare mit einem Durchmesser von 0,4 mm unter Rühren eingetropft. Es entstehen perlförmige Teilchen mit einem Durchmesser von 4 mm. Diese werden unter weiterem Rühren bei einer Verweilzeit von 15 min verfestigt. Es werden danach in Stufe 2 die gebildeten Katalysatorperlen mit der eingeschlossenen enzymatisch aktiven Substanz abfiltriert und mit physiologischer NaCl-Lösung gewaschen. Es werden dann die Katalysatorperlen in Stufe 3 einer schonenden Trocknung durch 20stündiges Überleiten von Luft bei einer Temperatur von 30°C in einem Trockenschrank getrocknet. Es tritt bei dieser Maßnahme die Schrumpfung und Verfestigung der Katalysatorperlen ein. Die relative Schrumpfung beträgt gegenüber dem Zustand vor der Trocknung etwa 2/5-tel. Es wird danach in Stufe 4 die Nachhärtung der Katalysatorperlen durch Eintragen in das Fällungsbad (C) aus einer Al[tief]2(SO[tief]4)[tief]3-Lösung einer Konzentration von 0,1 Mol/l in 30 min durchgeführt.

Es werden danach in Stufe 5 die Katalysatorperlen einem Waschprozeß mit physiologischer NaCl-Lösung unterworfen und im feuchten Zustand ausgeführt.

Die Katalysatorperlen dieses Beispieles zeigen folgende Werte für ihre hohe mechanische Festigkeit und für ihre hohe Beladung an enzymatisch aktiver Substanz.

Aus der Tatsache, dass sich das Volumen der Mischung (A) durch den Herstellungsprozeß von 600 ml auf schließlich 170 ml vermindert, und dass in diesem Katalysatorvolumen die ursprünglich eingesetzten 150 g Preßhefe als Biofeuchtmasse enthalten sind, ergibt sich eine Beladung von 0,88 g Preßhefe/g Biokatalysator.

Der Druckfestigkeitsversuch - nach dem Verfahren der Erfindung - ergibt eine Belastbarkeit im Bruchpunkt von 750 p/Perle.

Beispiel 2

Es wird zunächst die Mischung (A) durch Suspension von 100 g E-coli in Form der zentrifugenfeuchten Masse und auf 150 ml mit H[tief]2O aufgefüllt, in 450 ml einer 8gew.-%igen wässrigen Na-Alginat-Lösung als Polyelektrolyt hergestellt.

Im übrigen wird nach Beispiel 1 verfahren.

Aus der 600 ml Ausgangslösung (A) werden 165 ml als Gesamtvolumen der Biokatalysatorperlen erhalten. Daraus errechnet sich eine Beladung von 0,6 g BFM/ml Biokatalysator.

Die Druckfestigkeit nach dem beschriebenen Versuch liegt bei 800 p/Perle.

Beispiel 3

Es wird zunächst die Mischung (A) durch Lösen von 100 mg Amyloglucosidase in 10 ml einer 8%igen wäßrigen Na-Alginat-Lösung hergestellt.

Als Fällungsbad (B) mit einer Verbindung, die mehrwertige Ionen enthält, die dem Polyelektrolyten der Mischung (A) entgegengesetzt geladen sind, wird eine 0,5molare CaCl[tief]2-Lösung verwendet.

Es wird dann in Stufe 1 die Mischung (A) in die Mischung (B) aus einer Kapillare mit einem Durchmesser von 0,4 mm unter Rühren eingetropft, wobei perlförmige Teilchen mit einem Durchmesser von 4 mm entstehen. Diese werden unter weiterem Rühren bei einer Verweilzeit von 15 min verfestigt.

Es werden danach in Stufe 2 die gebildeten Katalysatorperlen mit der eingeschlossenen enzymatisch aktiven Substanz abfiltriert und mit physiologischer NaCl-Lösung gewaschen.

Es werden dann die Katalysatorperlen in Stufe 3 einer schonenden Trocknung durch 20stündiges Überleiten von Luft bei einer Temperatur von 30°C getrocknet. Es tritt bei dieser Maßnahme die Schrumpfung und Verfestigung der Katalysatorperlen ein. Bei einem Durchmesser von nunmehr 1,5 mm beträgt die relative Schrumpfung etwa 2/5.

Es wird danach in Stufe 4 die Nachhärtung der Katalysatorperlen durch Eintragen in das Fällungsbad (C), bestehend aus einer 0,1molaren Al[tief]2(SO[tief]4)[tief]3-Lösung für einen Zeitraum von 30 min durchgeführt.

Es werden danach in Stufe 5 die Katalysatorperlen in feuchtem Zustand einem Waschprozeß mit physiologischer NaCl-Lösung unterworfen.

Die Biokatalysatorperlen besitzen im Endzustand einen Durchmesser von 1,8 mm, woraus sich nach Maßgabe der Mengenbilanz eine Beladung von 32 mg Enzym/ml Biokatalysator ergibt.

Der Druckfestigkeitsversuch ergibt eine Festigkeit von 780 p/Perle.

Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Biokatalysatoren weisen gegenüber solchen nach dem Stand der Technik eine wesentliche Steigerung der Druckfestigkeit (p/Perle) und der Beladung an enzymatischer Substanz (g enzymatisch aktive Substanz/g Katalysatorperlen) auf.

Es wurde beispielsweise die Druckfestigkeit von nicht gehärteten Alginatperlen mit solchen Biokatalysatorperlen nach dem Verfahren der Erfindung verglichen.

Es wird nachstehend die Meßmethode zur Bestimmung der Druckfestigkeit beschrieben.

Der mechanische Teil der Testanordnung besteht aus einem fest eingespannten Probetisch, einem darüber angeordneten Stempel, der starr mit einem Kraftaufnehmer (Fa. Hottinger Baldwin Messtechnik. Darmstadt: Kraftaufnehmer U 1/1 kpond) verbunden ist und einer Antriebseinheit aus Motor und Getriebe.

Das Signal des Kraftaufnehmers wird in einem Meßverstärker Typ KWS 3072 (Fa. HBM, Darmstadt) verstärkt und auf einen Schreiber gegeben.

Zur Messung der Belastungsfähigkeit von Katalysatorkugeln wird jeweils eine Kugel auf den Probentisch gelegt. Von oben drückt dann der Stempel mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 1,45 mm/min auf das Katalysatorkorn.

Die auf die Kugel wirkende Kraft wird über Stempel, Kraftaufnehmer und Verstärker direkt als Meßgröße durch den Schreiber in einem Kraft-Zeit-Diagramm aufgezeichnet.

Aus diesem Diagramm lassen sich redproduzierbare Aussagen über die Bruchfestigkeit dadurch machen, dass sich der Bruchvorgang durch eine zahnartige Diskontinuität im Kraft-Zeit-Diagramm eindeutig markieren lässt.

Die Fehlergrenze der Kraftmessung selbst liegt unter 1%, bei der Vermessung mehrerer Perlen einer Herstellungscharge ergeben sich naturgemäß größere Schwankungen, die jedoch +/- 5% nicht überschreiten.

Durch dieses Meßverfahren wird gleichzeitig die Druckfestigkeit in der Dimension "P/Perle" als eine an die Geometrie der jeweiligen Perle gebundene Größe definiert.

Diese Meßmethode liefert die Kraft nur in einer Krafteinheit, und zwar in "pond/Perle". Unter "P/Perle" ist diese Definition zu verstehen.

Die Krafteinheit "pond" kann in die SI-Krafteinheit "Newton" wie folgt umgerechnet werden:

1000 pond = 9,806 Newton ungefähr 10 Newton.

Nach dieser Methode zeigt sich, dass nicht gehärtete Ca-Alginatperlen nach dem Stand der Technik mit einem Durchmesser von 3,5 mm bereits bei einer Druckkraft von 10 bis 150 p zerstört sind. Dagegen werden die nach dem Verfahren der Erfindung erzeugten Biokatalysatorperlen mit einem Durchmesser von 2 mm erst bei Anwendung einer Druckkraft von über 600 bis 1000 p/Perle zerstört.

Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Biokatalysatorperlen weisen durch die mit einer Volumenverminderung um den Faktor 3 - 5 verbundene Anreicherung der Biomasse Beladungen auf, die nach dem Stand der Technik nicht erreichbar sind.

M. Kierstein und C. Bucke (l. c.) erreichen einen Wert von 0,25 BFM/cm[hoch]3 Kat. (BFM = Biofeuchtmasse, Kat. = Katalysator). In den Offenlegungsschriften 22 52 815, 24 20 102, 24 14 128 werden bei der Fixierung in Polyacrylamidgelen nur Beladungen von 0,04 bis 0,1 g BFM/cm[hoch]3 Kat. erreicht. Dagegen weisen die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Biokatalysatorperlen eine Beladung von 0,88 g BFM/g Katalysatorperlen auf.

Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Katalysatorperlen zeigen jedoch auch eine hohe Porosität, wie aus Aufnahmen mit dem Rasterelektronenmikroskop zu ersehen ist.

Die hohe Beladung an enzymatischer Aktivität wird beispielsweise durch die Umsetzung von Penicillin G mit immobilisierten E.coli Zellen auf eine relative Aktivität von 61% und eine absolute Aktivität von 4400 U (Units)/1 Kat. bestätigt (Biokatalysatorperlen mit 2,5 mm Durchmesser; Beladung 0,5 g BFM/cm[hoch]3; Temperatur 37°C; c[tief]s = 5%; Penicillin G Na-Salz).

Das Verfahren der Erfindung bietet weiter den Vorteil einer großen Breite in der Variation der Auswahl der Polymerkomponente und des Vernetzers.

Es kann somit das ionotrope Gel den physiologischen Eigenschaften der Biomasse optimal angepasst werden.

Die Breite der Variation ergibt sich auch in der Möglichkeit des Einsatzes ganzer Zellen, von Zellfragmenten und Enzymen als Biomasse. Es besteht dabei der Vorteil einer hohen Standzeit des Biokatalysators nach dem Verfahren der Erfindung.

Es ergab sich beispielsweise beim Einschluß von Amyloglucosidase in Fe-Alginat-Katalysatorperlen nach 6 Tagen eine Restaktivität von über 90%.

Ein weiterer technischer und wirtschaftlicher Vorteil der Erfindung liegt auch darin, dass die Vernetzungsreaktion zur Bildung ionotroper Gele reversibel ist. Es lässt sich die Polymerkomponente des Biokatalysators nach dessen Verwendung in technischen Prozessen durch Auflösen des Netzwerkes wiedergewinnen.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung von Biokatalysatoren mit hoher mechanischer Festigkeit und hoher Beladung an enzymatisch aktiver Substanz durch Polymereinschluß von ganzen Zellen, Zellfragmenten oder Enzymen, in Form von Katalysatorperlen mit einer Druckfestigkeit (pond/Perle) von über 500 bis 1000 und mit einer Beladung in Gramm enzymatischer Substanz pro Gramm Katalysatorperlen bis 0,9, dadurch gekennzeichnet, dass die an sich bekannten Mischungen:

(A) durch Suspension oder Lösung einer enzymatisch aktiven Substanz in der wässrigen Lösung eines Polyelektrolyten im Konzentrationsbereich von 0,5 bis 15 Gew.-%,

(B) als Fällungsbad durch Lösen einer Verbindung, die mehrwertige, dem Polyelektrolyten der Mischung (A) entgegengesetzt geladene Ionen enthält, in einer Konzentration der Verbindung von 0,5 bis 35 Gew.-% in Wasser, oder

(C) als Fällungsbad durch Lösen einer chemisch von (B) unterschiedlichen ionischen Verbindung, die mehrwertige, dem Polyelektrolyten der Mischung (A) entgegengesetzt geladene Ionen, enthält, in einer Konzentration der Verbindung von 0,5 bis 35 Gew.-% in Wasser,

hergestellt werden,

dass danach in Stufe 1 in an sich bekannter Weise die Mischung (A) durch Eindüsen in die Mischung (B) in perlförmige Teilchen mit einem bestimmten Kornbereich von etwa 0,5 bis 5 mm übergeführt und unter Rühren diese an ihrer Oberfläche innerhalb einer Verweilzeit von etwa 5 min bis 4 h verfestigt werden,

dass danach in Stufe 2 in an sich bekannter Weise die gebildeten Katalysatorperlen mit der eingeschlossenen enzymatisch aktiven Substanz abfiltriert, mit physiologischer Salz-Lösung gewaschen und in Stufe 3 einer schonenden Trocknung durch Überleiten von Luft bei einer Temperatur bis 80°C über einen Zeitraum bis etwa 48 h unterworfen werden, so dass die Katalysatorperlen einer Schrumpfung und Verfestigung unterworfen werden,

dass danach in Stufe 4 die Katalysatorperlen zur Nachhärtung in das gleiche Fällungsbad (B) aus Stufe 1 oder in das Fällungsbad (C) eingetragen werden, so dass bei einer gegenüber dem ursprünglichen Zustand begrenzten Rückquellung eine Verfestigung der Katalysatorperlen durch Nach- bzw. Um-Vernetzung erfolgt,

und dass danach in Stufe 5 die Katalysatorperlen einem Waschprozeß unterworfen und im feuchten Zustand ausgeführt werden.

2. Verfahren zur Herstellung von Biokatalysatoren mit hoher mechanischer Festigkeit und hoher Beladung an enzymatisch aktiver Substanz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung (A) durch Suspendierung eines Enzyms mit einem Gehalt bis zu 0,5 g/ml in der wässrigen Lösung eines Polyelektrolyten einer Konzentration von 0,5 bis 15 Gew.-% hergestellt und in die Mischung (B) aus einer wässrigen Lösung eines mehrwertigen Elektrolyten im Konzentrationsbereich von 0,5 bis 35 Gew.-% in Stufe 1 eingedüst wird, und perlförmige Teilchen des Kornbereiches von 0,5 bis 5 mm erzeugt und diese durch langsames, gleichmäßiges Rühren innerhalb einer Verweilzeit von 0,25 bis 5 h verfestigt werden, dass danach in Stufe 2 die gebildeten Katalysatorperlen mit der eingeschlossenen enzymatisch aktiven Substanz abfiltriert, mit physiologischer Salzlösung gewaschen und in Stufe 3 einer schonenden Trocknung durch Überleiten von Luft mit einer Temperatur bis zu 80°C unterworfen werden, dass danach in Stufe 4 die Katalysatorperlen zur Nachhärtung in ein Fällungsbad (B) oder (C) aus einer Lösung eines mehrwertigen Elektrolyten der Konzentration von 0,5 bis 5 Gew.% eingetragen werden, und dass danach in Stufe 5 die Katalysatorperlen einem Waschprozeß unterworfen und im feuchten Zustand ausgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die enzymatisch aktive Substanz aus vermehrungsfähigen ganzen Zellen oder nicht vermehrungsfähigen ganzen Zellen oder Zellfragmenten besteht und als Suspension eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die enzymatisch aktive Substanz aus einem isolierten Enzym oder einem Enzym-Komplex besteht und als Suspension oder Lösung eingesetzt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Mischung (A) als Polyelektrolyt ein natürlicher Polyelektrolyt oder ein natürliches Polymer nach chemischer Modifizierung verwendet wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Mischung (A) als Polyelektrolyt Alginat oder Pektinat im Molekulargewichtsbereich von 20 000 bis 200 000 und in einem Konzentrationsbereich von 0,5 bis etwa 15 Gew.-% eingesetzt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Mischung (A) als Polyelektrolyt Carboxymethylzellulose als natürliches chemisch modifiziertes Polymer in einem Konzentrationsbereich von 0,5 bis etwa 15 Gew.-% eingesetzt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mischung (B) oder (C) als ionische Verbindung niedermolekulare Salze mit den zum Polyelektrolyten entgegengesetzt geladenen mehrwertigen Ionen eingesetzt werden.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mischung (B) oder (C) als ionische Verbindung CaCl[tief]2, Al[tief]2(SO[tief]4)[tief]3, Fe(NO[tief]3)[tief]3 oder deren Mischungen bei Verwendung von anionischen Polyelektrolyten in Mischung (A) in einem Konzentrationsbereich von 0,05 bis 1 Mol/l eingesetzt werden.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3 und 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung (A) durch Suspension der ganzen Zellen oder der Zellfragmente in einer wässrigen 2 bis 10 Gew.-%igen Na-Alginat-Lösung hergestellt wird, dass danach in Stufe 1 als Fällungsbad (B) eine 0,05- bis 1molare CaCl[tief]2-Lösung verwendet wird und dass nach den Stufen 2 und 3 in der Stufe 4 als Fällungsbad (C) eine 0,05- bis 1molare Al[tief]2(SO[tief]4)[tief]3-Lösung verwendet wird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung (A) durch Suspension oder Lösung eines isolierten Enzyms oder Enzym-Komplex in einer 2- bis 10gew.-%igen Na-Alginat-Lösung hergestellt wird, dass danach in Stufe 1 als Fällungsbad (B) eine 0,05- bis 1molare Fe(NO[tief]3)[tief]3-Lösung verwendet wird und dass nach den Stufen 2 und 3 in der Stufe 4 als Fällungsbad (B) eine 0,05- bis 1molare Fe(NO[tief]3)[tief]3-Lösung verwendet wird.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe 1 die Mischung (A) periodisch in die Mischung (B) eingedüst wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch die schonende Trocknung in Stufe 3 die relative Schrumpfung auf 4/5-tel bis 1/5-tel des Zustandes vor der Trocknung eingestellt wird.

14. Katalysatorperlen, erhältlich nach den Ansprüchen 1 bis 13.