DE3336235A1 - Granulatfoermiges immobilisiertes enzym und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Granulatfoermiges immobilisiertes enzym und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number
DE3336235A1
DE3336235A1 DE19833336235 DE3336235A DE3336235A1 DE 3336235 A1 DE3336235 A1 DE 3336235A1 DE 19833336235 DE19833336235 DE 19833336235 DE 3336235 A DE3336235 A DE 3336235A DE 3336235 A1 DE3336235 A1 DE 3336235A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
enzyme
carrier
particles
ground
tower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19833336235
Other languages
English (en)
Other versions
DE3336235C2 (de
Inventor
Shmuel 2760 Maløv Amotz
Erik Kjaer 3500 Vaerløse Markussen
Susanne 2960 Rungsted Kyst Rugh
Kurt 3450 Allerød Thomsen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novo Nordisk AS
Original Assignee
Novo Industri AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novo Industri AS filed Critical Novo Industri AS
Publication of DE3336235A1 publication Critical patent/DE3336235A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3336235C2 publication Critical patent/DE3336235C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/14Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Description

Beschreibung
Granulatförmiges immobilisiertes Enzym und Verfahren zu
dessen Herstellung
Die Erfindu \q betrifft eine teilchenförmige immobilisierte Enzymzubereitung, bestehend aus einem Träger auf dessen Oberfläche das Enzym festgehalten wird (gebunden ist).Unter "Oberfläche des Trägers" ist hier sowohl die äußere Oberfläche als auch bei einem porösen Träger die innere Oberfläche zu verstehen.
Das Gebiet der immobilisierten Enzyme und Träger zur Immobilisie "ung von Enzymen weitet sich rasch aus.
Üblicherweise besitzt der Träger die Form kleiner Teilchen möglicherweise abgewogen bzw. mit vorbestimmten Gewicht, in die das Enzym eingebettet oder auf deren Oberfläche das Enzym gebunden oder fixiert ist. In der US-PS 4 266 029, US-PS 4 116 771 und DK-PS 133 380 sind Träger beschrieben (auf oder in denen Enzyme fixiert sind).
Der im Zusa-mmenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Träger gehört zu der Gruppe von Trägern,
/2
auf deren Oberfläche das Enzym fixiert ist im Gegensatz zu der Gruppe von Trägern, bei denen das Enzym in der gesamten Masse des Trägers verteilt ist.
Ein typischer bekannter Träger, der zu dieser erwähnten Gruppe von Trägern gehört, auf deren Oberfläche das Enzym fixiert ist, besteht aus teilchenförmiger (granulatfömiger) Gelatine und ist beschreiben in Derwent 080 C/5 (J 5 4156-892). Teilchen aus reiner Gelatine sind jedoch nicht hart genug, um bei Festbettverfahren im grossen Maßstab angewandt zu werden, wenn hohe Fließgeschwindigkeiten erforderlich sind. Auch sind Teilchen von reiner Gelatine verhältnismäßig teuer.
Ein ähnlicher Träger, der auch zu dieser Gruppe gehört und bei dem ein inerter Kern mit Gelatine überzogen ist, kann nach der US-PS 4 266 029 hergestellt werden. Obwohl dieser Träger gute Fließcharakteristika aufweist, besitzt er den Nachteil, daß die Form und Größe der Trägerteilchen nicht so gewählt werden kann, daß sie die beste Wirkung in einer Säule ergeben, sondern durch die spezielle Sandfraktion oder andere Fraktion eines feinteiligen dichten Materials, das als Rohmaterial angewandt wird, vorgegeben sind. Darüber hinaus ist dieser Träger, obwohl er leicht im Labormaßstab hergestellt werden kann, schwierig oder unter Umständen garnicht im industriellen Maßstab herstellbar .
Ein anderer typischer bekannter Träger, der zu dieser Gruppe gehört, ist beschreiben in Advances in Experimental Medicine and Biology, Bd. 42, S. 191 - 212, Immobilized Biochemicals and Affinity Chromatography. Dieser Träger besteht aus Glasperlen mit einem Silen-Kupplungsmittel Diese Perlen besitzen ausgezeichnete Fli^ßeigenschaften und eine verhältnismäßig hohe Beladbarkeit. Sie sind
/3
jedoch sehr teuer und wie bei allen anorganischen Trägern müssen mühsaiue chemische Behandlungen durchgeführt werden, die auch die Anwendung unerwünschter bzw. unangenehm zu handhabender Substanzen umfassen um die Träger zur Immobilisierung von Enzymen geeignet zu machen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein immobilisiertes Enzym sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu entwickeln, wobei das Enzym auf der Oberfläche eines Trägers festgehalten wird, wodurch der Träger bzw. das auf dem Träger immobilisierte Enzym alle oben erwähnten wünschenswerten Eigenschaften besitzt, d. h. eine ausreichende Härte, eine leichte Herstellbarkeit im industriellen Maßstab mit Hilfe einer einfachen chemischen Behandlung und geringe Her— stellungskosten.
Erf indungsgen.äß wurde eine teilchenförmige immobilisierte Enzymzubereituug sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung entwickelt, umfassend einen Träger auf dessen Oberfläche die Enzyme festgehalten werden, wobei der Träger gebildet wird durch Kombination von 2 Phasen, d. h. a) einer kontinuierlichen Phase aus einem wasserlöslichen Bindemittel, das zumindest teilweise in einem wäßrigen Medium gelöst oder dispergisrt ist und b) einer diskontinuierlichen Phase aus einer Vielzahl diskreter harter inerter Teilchen, die klt-in genug sind, daß sie bei der Formung des Trägers nicht stören und durch unlöslich Machen des Bindemittels in dem Medium, in dem das Enzym gegebenenfalls angewandt wird soweit erforderlich und wobei der Träger mit einem Enzym zusammengebracht wird, das auf der Oberfläche des Trägers festgehalten wird. Wenn das Medium, in dem das inmobilisierte Enzym letzten Endes angewandt
/4
X-
werden soll, ein wäßriges Medium ist, ist es erforderlich, das (ursprünglich) wasserlösliche Bindemittel durch chemische oder physikalische Behandlung , z. B. durch Vernetzen oder Erhitzen unlöslich zu machen. Wenn das Medium, in dem das immobilisierte Enzym schließlich angewandt werden soll ein nicht wäßriges Medium ist, kann das (ursprünglich) wasserlösliche Bindemittel in diesem nicht wäßrigen Medium unlöslich sein und in diesem Falle ist es nicht erforderlich das Bindemittel unlöslich zu machen.
Aus Gründen der Vollständigkeit wird auf iie Tatsache hingewiesen, daß der Träger andere Bestandteile neben den oben erwähnten notwendigen Bestandteilen a) und b) enthalten kann, z. B. Füllstoffe und/oder Granulationshilfsmittel.
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren die oben angegebene Aufgabe gelöst werden kann. Es hat sich auch überraschenderweise gezeigt, daß der Träger seinen ausgezeichneten physikalisehen Zusammenhalt beibehält selbst bei hohen Anteilen inerter Teilchen bis zu 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers. Das ist sehr w.rchtig, da der Träger um so härter und die Kosten um so niedriger werden, je höher der Anteil an inerten Teilchen 'bis zu der oben angegebenen Grenze) ist.
Wenn das immobilisierte Enzym eine Lipasc ist und die Lipase angewandt werden soll, um Lipide :.n einer Petroletherlösung umzuestern, können Albumin, Casein, Sojaprotein, Hydroxyethylcellulose, Agar, Alginate, Polyvinylalkohole, Stärke, Methylcellulose oder Carboxymethylcellulose als Bindemittel angewandt werden, da diese Materialien in Petrolether unlöslich sind. In diesem Falle ist nur eine lose Haftung zwischen dem Träger und*dem Enzym erforderlich. Wenn andererseits das Enzym rit dem der Trä-
ger angewandt wird,Amyloglukosidase ist und die Amyloglukosidase angewandt werden soll(um Dextrine in wäßriger Lösung zu spa..'ten, ist es notwendig, das (ursprünglich) wasserlösliche Bindemittel unlöslich zu machen. Üblicherweise wird die Amyloglukosidase durch Vernetzung bzw. Verknüpfung -mit Glutaraldehyd auf der Oberfläche des Trägers festgehalten oder fixiert.
Selbstverständlich ist nicht zwangsläufig jede beliebige -\ 0 Kombination irgendeines Enzyms und irgendeiner der beiden Trägerphasen a) And b) wirksam. Der Fachmann weiß, daß einige Enzyme mit bestimmten Kationen nicht verträglich sind, die in geringen Mengen von der Phase b) abgegeben werden können.und wenn das immobilisierte Enzym zur Ver-]5 wendung in der Nahrungsmittelindustrie vorgesehen ist, können einige der Komponenten für die Phase a)
wenicer günstig sein, da schädliche Bestandteile in den Auslauf aus dem Enzymreaktor gelangen können.
In der DK-Anmeldung 1592/78 (Standard Brands , entsprechend US-PS 4 110 164 bzw. BE-PS 865 900) ist immobilisierte Glukoseisomerase beschrieben, die durch Ionenaustausch an einem Träger festgehalten wird, bestehend aus faseriger ionenaustauschender Cellulose, die eingebaut 5 ist in ein hydrophobes Polymer und gegebenenfalls ein Verdichtungsmittel wie pulverförmige Metalloxide enthält. Der Träjer wird hergestellt durch Schmelzen des hydrophoben Polymers und Vermischen der Cellulose und des Verdichtungsmittel mit dem geschmolzenen Polymer.
Dieses Verfanren besitzt jedoch verschiedene Nachteile. In erster Linie ist der Preis derartiger hydrophober Polymeren verhältnismäßig hoch und zweitens ist es wesentlich einfacher mit wäßrigen Lösungen oder Suspensio-
/6
nen von Bindemitteln gemäß der Erfindung zu arbeiten als mit hydrophoben Polymeren. Auch ist das in der DK-Anmeldung 1592/78 beschriebene Verfahren streug begrenzt auf Enzymen, die auf Ionenaustauscherharzen immobilisiert sind, d. h. mit einer monomolekularen Enzymschicht, während das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist für alle Anbindungs- bzw. Fixierungsverfahren von Enzymen auf Trägemund sowohl für monomolekulare Enzymschichten als auch für multimolekulare Enzymschichten. So ist es z. B. im 0 Falle von Glukoseisomerase aufgrund der freien Wahl der Schichtdicke des Enzyms erfindungsgemäß uöglich sehr hohe Werte für die spezifische Aktivität zu erhalten, während der Maximalwert für die spezifische Aktivität der immobilisierten Glukoseisomerase nach der DK-Anmeldung 1592/78 verhältnismäßig niedrig ist und eindeutig zu niedrig für industrielle Anwendungen.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Arbeitsweise besteht das Zusammenbringen der beiden Phasen in einem Vermischen der· kontinuierlichen Phase und cer diskontinuierlichen Phase woraufhin das Gemisch anschließend zu einem teilchenförmigen vorzugsweise kugelförmigen Träger geformt wird. Auf diese Weise werden billige und leicht zugängliche Trägerteilchen erhalten.
Bekannte Verfahren zur Herstellung von Gelatinekugeln oder abgerundeten Gelatineteilchen sind verhältnismäßig kostspielig und mühsam. Es wird auf die DK-PS 133 380 verweisen, in der beschrieben wird, daß derartige GeIatineteilchen hergestellt werden durch Zusatz einer wäßrigen Lösung von Gelatine (und Enzym) i.u n-Butanol und Abtrennung der entstandenen tropfenartigen Teilchen. Erfindungsgemäß hat es sich jedoch gezeigt daß Kugeln oder runde Teilchen aus einem Gemisch aus einem Binde-
3r-· mittel und einem inerten Material auf wesentlich billigere Weise hergestellt werden können, z. B. mit Hilfe
eines Marumerizer (s. ζ. B. US-PS 3 277 520) oder mit Hilfe einer speziellen Granuliervorrichtung (s. z. B. US-PS 4 106 991). Darüber hinaus verleiht der Einschluß einer Mehrzahl von kleinen harten Teilchen den Trägerteilchen eine hohe Härte, was ihre Fließeigenschaften wesentlich verbessert und sie für Arbeiten in Säulen im großen Maßstao mit sehr hohen Fließgeschwindigkeiten geeignet macht.
■\ Q Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Arbeitsweise besteht die Formgebung in einer Behandlung zur Erzeugung kugelförmiger Teilchen, die in einem Marumerizer entsprechend US-PS 3 277 520 durchgeführt wird. Auf diese Weise können Kugeln, die geeignet sind zum Arbeiten in Säulen und die ausgezeichnete physikalische Eigenschaften besitzen, hergestellt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Arbeitsweise nach der Erfindung wird die Kugelform erhalten mit Hilfe einer Granuliervorrichtung wie in der US-PS 4 106 991 beschrieben. Auf diese Weise können sehr billige Kügelchen mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften hergestellt werden.
Es ist ebenfalls erfinäingsgemäß bevorzugt, ein gelierbares Mittel zu der kontinuierlichen Phase zuzusetzen vor, während oder nach dem Vermischen mit der diskontinuierlichen Phase, woraufhin die so erhaltene Masse in ein Geliermedium extrudiert oder getropft wird, wobei ein Vernetzungsmittel während irgendeiner Stufe zugesetzt werden kann. Hierdurch köi nen Teilchen mit sehr gleichmäßiger Form erhalten werien.
Das gelierbare Mittel ist-vorzugsweise Gelatine, Alginat, Carrageen oder Chitosan. Hierdurch können sehr gleichmäßige Teilchen mit ausgezeichneter Kohäsion erhalten werden.
/8
Das Geliermedium ist vorzugsweise eine Lösung enthaltend Ca ,Ba , K , Polyphosphat oder Ferncyanid oder kaltes Wasser oder ein kalter Luftstrom. Hierdurch werden ebenfalls Teilchen mit einer sehr gleichmäßigen Form und ausgezeichneten Kohäsion erhalten.
Bei einer weiteren bevorzugten Arbeitsweise nach der Erfindung ist die kontinuierliche Phase ein wasserlösliches Protein insbesondere Gelatine, Sojaprotein, Casein,
IQ Albumin, Zein, Gluten oder ein Proteinhydrolysat oder ein Polysaccharid insbesondere Agar, Alginat oder ein anderer Gummi, Mehl, Stärke oder Chitosan oder ein synthetisches Material, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder Natriumsilicat. Die kontinuierliche Phase kann irgendein Gemisch von geeigneten Bindemitteln z. B. irgendein Gemisch der oben angegebenen Materialen sein. Mit diesen Bindemitteln ist es möglich, einen Träger mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften zu erhalten selbst bei einem sehr niedrigen Anteil in Bezi hung auf die diskontinuierliche Phase.
Die diskontinuierliche Phase ist vorzugsweise Diatomeenerde, zerstoßener Sand, Ziegelstaub, Ton, Nylonpulver, unlösliche Metalloxide oder unlösliche Metallsalze, gemahlene Kieselsäure, Aerosil, gemahlene Tonerde, Korund, gemahlenes Glas, gemahlener Flint, gemahlener Quarz, gemahlener Granit, Aluminiumphosphat, Kaolin, Bentonit, Perlit, Zeolite, Calciumsilicat, Filterhilfe mit Mikrozellen, zerstoßenes Magnesiumsilicat, Talkum, Asbest, abgeriebene Hornblende, Titandioxid, Zinnoxid, Polierpulver, gemahlenes Zirkoniumsilicat, Ruß, Aktivkohle, Knochenmehl, Flugasche oder Metallpulver. Die diskontioc nuierliche Phase kann irgendein Gemisch der diskreten bzw. feinteiligen harten inerten Teilchen sein, z. B. irgendein Gemisch der oben angegebenen Materialien. Diese Materialien sind billig und führen zu einem Träger mit
/9
- st -
guten mechanischen Eigenschaften.
Die Menge der diskontinuierlichen Phase liegt vorzugsweise zwischen etwa 10 und etwa 98 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers.vorzugsweise zwischen 50 und 9 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers. Auf diese Weise kann eine günstige Kombination von niedrigen Kosten and ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften des Trägers erreicht werden.
Die lineare Größe eines einzelnen inerten Teilchens in
der diskontinuierlichen Phase.berechnet als Durchmesser einer Kugel mi1-, dem gleichen Volumen als einzelnes inertes Teilchen beträgt weniger als 1/5 des Durchmessers des T5 Trägerteilchens vorzugsweise weniger als 1/20 des Durchmessers des Trägerteilchens. Mit inerten Teilchen dieser Größe kann die Formung ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden.
Die kontinuierliche Phase wird vorzugsweise durch Vernetzen mit Hilfe eines geeigneten Vernetzungsmittels/ vorzugsweise Glutaraldehyd unlöslich gemacht. Auf diese Weise wird der mechanische Zusammenhalt der Trägerteilchen noch weicer verbessert.
Vorzugsweise ist gemäß der Erfindung die Form der Trägerteilchen sphärisch oder rund und der mittlere Durchmesser der Trägerteilchen liegt zwischen 0,1 und 5 vorzugsweise zwischen 0,2 und 2 mm insbesondere zwischen 0,2 und 1 mm. Hierdurch wird ein Träger mit einem guten Kompromiß zwischen den Fließeigenschaften und dem Oberflächenbereich erhalten.
/10
- us -
Es ist besonders günstig, den Träger mit einer Lösung des Enzyms und mit einem Vernetzungsmittel zu behandeln. Hierdurch wird eine ausgezeichnete Haftung zwischen dem Träger und dem Enzym erreicht und damit ein immobilisiertes Enzym mit einer außerordentlich guten physikalischen Stabilität.
Es ist bevorzugt den Träger als fluidisierte Masse in einen Turm einzubringen und die Lösung des löslichen Enzyms in den Turm einzusprühen, woraufhin die so entstandene Masse aus dem Turm entfernt und mit dem Vernetzungsmittel behandelt wird. Das immobilisierte Enzym kann so erfindungsgemäß mit einem sehr hohen Gehalt an Enzym auf dem Träger hergestellt werden.
Besonders günstig ist es, wenn der Träger als fluidisierte Masse in einen Turm eingebracht und ein Gemisch aus der Lösung des löslichen Enzyms und des Vernetzungsmittel in den Turm eingesprüht wird, woraufhin die so" gebildete Masse aus dem Turm entfernt wird. Hierdurch kann das immobilisierte Enzym mit einem sehr hohen Enzymgehalt auf dem Träger erhalten werden.
im Zusammenhang mit den in den beiden vorhergehenden Absätzen angegebenen bevorzugten Arbeitsweisen ist zu berücksichtigen, daß der Träger das Vernetzungsmittel, Enzym und weitere Zusätze,soweit vorhanden in beliebiger Reihenfolge zusammengebracht werden können. Derartige weitere Zusätze können z. B. Granulierhilfen (wie Cellulosefasern oder feinstteilige harte und inerte Teilchen) lösliche Substanzen, die als die Porösität erhöhende Mittel vorgesehen sind (z. B. NaCl); oder andere Proteine sein.
/n
«36235
Das Enzym ist erfindungsgemäß vorzugsweise Glukoseisomerase insbesondere solche von Bacillus coagulans. Es hat sich gezeigt, daß bei der so durchgeführten Immobilisierung von Glukoseisomerase die Aktivität ausgezeichnet zurückgewonnen werden kann und die anderen Eigenschaften bei kontinuierlichen Arbeiten in einer Säule hervorragend sind.
Die erfindungsgemäße immobilisierte Enzymzubereitung kann ο als Schicht in eine Säule eingebracht werden und anschließend kann eine Lösung eines Substrats für das Enzym durch diese Schicht mit einer Geschwindigkeit hindurch geleitet werden, die es erlaubt, daß zumindest ein Teil des Substrats durch das Enzym umgewandelt wird.
Die Erfindung vird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Dabei ist in einigen Beispielen nur die Herstellung des Trägers beschrieben. Diese Beispiele sind so zu verstehen, daß der Träger anschließend mit der gleichen Enzymlösung wie bei Beispiel 12 angegeben, behandelt und aufgearbeitet wird, wodurch ein immobilisiertes Enzym erhalten wird.
Im folgenden wird auf verschiedene Veröffentlichungen 5 von Novo verwiesen. Kopien aller dieser Veröffentlichungen können von Novo Industri A/S, Novo Alle, 2880 Bagsvaerd, Dänemark erhalten werden.
In einigen Beispielen ist ein Wert für den Druckabfall (physikalische Festigkeit) während des Arbeitens in der Säule angegeben. Dieser Wert wurde bestimmt gemäß AF 166/2.einer Beschreibung eines Novo-Laborverfahrens. Einige theoretische Überlegungen bezüglich d^ser Bestimmung des Druckabfrlls sind beschrieben in Starch/Stärke 31 35' (1979) Nr.1, S. 13-16.Zum Vergleich mit bekannten Handels-
/12
produkten ist zu erwähnen, daß die besten Werte für den Druckabfall für die immobilisierten Glukoseisomerasezubereitungen Sweetzyme etwa 9,8.1 mbar (1Og/cm2 ) beträgt. Aus den Beispielen geht hervor, daß der Druckabfall für die erfindungsgemäßen immobilisierten Fnzymzubereitungen so gering sein kann wie 1,96 mbar (2g/cm2)und daß alle Werte wesentlich niedriger liegen als V,81mbar (10 g/cm2) woraus der technische Fortschritt für das erfindungsgemäße Produkt bzw. Verfahren deutlich hervorgeht.
Beispiel 1
10g Gelatine Bloom 260 wurden in 60 ml H„O dispergiert, dann wurden 33 g 6 %iges (Gew./Vol.) Nrtriumalginat zugegeben, das Gemisch auf 600C erhitzt, um die Gelatine zu lösen und dann 10 g Diatomeenerde (ilyflo Celite) zugesetzt, das ganze Gemisch 10 min bei 55°C gerührt und durch eine vibrierende Spritze gepumptt um sehr feine Tröpfchen zu erzeugen, die in eine 2 %jge (Gew./Vol.) CaCl- · 2H„O Lösung, die auf 5°C gehalten wurde( tropfen konnten. Die so erhaltenen kugelartigen Teilchen wurden einige Minuten in der CaCl „ Lösung gerührt iann aus der Lösung erntfernt, mit entionisiertem Wasser gewaschen und 2 Tage bei Raumtemperatur getrocknet. Die Teilchen wurden dann 1 h in 20 ml 1 %iger (Gew./Vol.) Glutaraldehydlösung bei pH 8,5 leicht gerührt;daraus encfernt, in entionisiertem Wasser gewaschen und erneut getrocknet. Auf diese Weise wurden kugelf örmije außerordentlich harte zusammenhaltende Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 2 mm die ausgezeichnete Fließeigenschaften besaßen erhalten. Der Druck- · abfall betrug 1,96 mbar (2 g/cm2). Die Teilchen konnten mit Citrat oder Phosphat behandelt werden, um Ca und das Alginat zu entfernen, wenn dies erwünscht war ohne irgendeine nachteilige Wirkung auf die Teilchen.
/13
Beispiel 2
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der ..usnahme, daß die Hälfte der Gelatine, d.h. 5 g und die doppelte Menge Diatomeenerde, d.h. 20 g verwendet wurden vnd die Teilchen vor der Behandlung mit Glutaraldehya nicht getrocknet wurden. Auf diese Weise wurden im wesentlichen identische Teilchen erhalten mit einer etwas geringeren Härte aber noch nahezu den gleichen ausgezeichneten Fließeigenschaften. Der Druckabfall TO betrug 2,94 mbar (3 g/cm2).
Beispiel 3
Das in Beispie] 2 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß Gelatine Bloom 200 verwendet wur-T5 de und deren Menge auf 4 g verringert wurde. Die-Konzentration an Glutaraldehyd wurde ebenfalls verringert und zwar auf 0,2 % (Gew./Vol·.). Es wurden Teilchen mit im wesentlichen identischen Eigenschaften (wie in Beispiel 2) erhalten."
Beispiel 4
In diesem Beispiel wurde eine Pilotanlage angewandt. So wurden 0,7 kg Cellulosefasern Typ Arbocel BC 200, 2,8 kg Diatomeenerde {Clarcel Celite) und 4 kg einer 2 0 %igen (Gew./Gew.) Gelatine Bloom 200 Lösung jeweils von 600C in einem Mischer mit geringen Scherkräften vom Typ Lödige FM 130 D vermascht und die so erhaltene dicke Masse durch einen Extruder mit einem 1,5 mm Gitter extrudiert und dann in einem Marumerizer,wie in der US-PS 3 277 520 beschrieben.zu Kugeln geformt. Der Extruder war das Doppelschneckenmodell EXDC-100 und die Vorrichtung zur Herstelung der Kugeln Q-400. Die so erhaltenen Teilchen wurden in einem Wirbelbett -Turm (Glatt Typ WSG 15) getrocknet
/14
-X-
und gesiebt und die Fraktion mit einer Teilchengröße von 1,2 bis 2,0 mm gesammelt und der Rest wieder zurückgeführt. Eine Probe von 10g wurde dann 3 h bei Raumtemperatur mit 100 ml 1 %iger (Gew./Vol.) Glutaraldehydlösung die auf pH 7,0 eingestellt war, behandelt aus der Lösung entfernt und gründlich mit entionisiertem Wasser gewaschen. Die so erhaltenen Teilchen waren selbst ohne Trocknen außerordentlich hart und fest zusammenhaltend und besaßen ausgezeichnete Fließeigenschaften. Der Druckabfall betrug 1,96 mbar (2 g/cm2). Nach diesem Beispiel machte die diskontinuierliche Phase 65 Gew.-I der Teilchen aus.
Beispiel 5
In diesem Beispiel wurde der gleiche Marumerizer angewandt wie in Beispiel 4 mit der Ausnahme, daß kein Exx truder angewandt wurde. Außerdem wurde der Anteil an diskontinuierlicher Phase auf 94 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers erhöht. So wurden 1,5 kg teilchenförmiger Skamol-Ton mit einer Teilchengröße von 0,7 bis 1,0 mm in die Vorrichtung zur Herstellung der Kugeln eingebracht und 0,4 kg Diatomeenerde (Hyflo Celite) und 1,15 kg einer 10 %igen (Gew./Gew.) Gelatine Bloom 80 Lösung bei 600C abwechselnd zugegeben un" die Bildung von Klumpen zu vermeiden. Die so erhaltenen Teilchen wurden wie in Beispiel 4 behandelt, wobei man .iarte Teilchen mit sehr guten Fließeigenschaften· erhielt. Der Druckabfall betrug 4,9 mbar (5 g/cm2).
Beispiel 6
In diesem Beispiel wurde ein Granulator vom Pflugschar Typ (Gegenstrom-Tellermischer) Lödige FM 50, der mit einem Messer, das mit hoher Geschwindigkeit lief, versehen war, wie in der US-PS 4 106 99" beschrieben be-
/15
ZO
schickt mit 5,0 kg Diatomeenerde (Clarcel Celite) und 5,95 kg einer 16 %igen (Gew./Gew.) Gelatine Lösung Bloom 200 wurden in den Granulator gesprüht. Die Behandlungsdauer, die Rotationsgeschwindigkeit des Mischers und des Messer warde so gewählt, daß eine Teilchengröße von 0,7 bis 1,5 mm entstand. Diese Teilchen wurden wie in Beispiel 4 behandelt, wobei Trägerteilchen mit im wesentlichen den gleichen Eigenschaften wie in Beispiel 4 erhalten wurden. Der Druckabfall betrug 3,92 mbar (4g/cm2)
Beispiel 7
1 kg Cellulosefasern, 4 kg Diatomeenerde (Clarcel Celite) und 10 kg zurückgeführtes Material, das entsprechend diesem Beispiel entstanden war, wurden mit 10,5 kg einer
■) 5 10 %igen (Gew./Gew.) Gelatine Bloom 2 00 Lösung in einem Pflugschar Lödige-M: scher Typ FM 130 D besprüht, wobei runde Teilchen unterschiedlicher Größe gebildet wurden. Während aller oben beschriebenen Verfahrensstufen wurden die Bestandteile und die Vorrichtungen auf 55°C gehalten. Die runden Teilchen wurden in einem Wirbelbett-Turm getrocknet und gesieot und die Fraktion von 0,5 bis 0,7 mm Teilchengröße die 32 % ausmachte wurde gesammelt. Der Rest der gröbere Teilchen enthielt, die vermählen wurden und feinere die direkt verwendet wurden, wurde zurückgeführt wie zu Beginn dieses Beispiels beschrieben.
Beispiel 8
Der gleiche Mischer wie in Beispiel 4, d. h. ein Lödige FM 130-Mischer wurde beschickt mit 3 kg Cellulosefasern, 10,5 kg Diatomeenerde (Clarcel Celite) und 1,5 g Albumin von Raumtemperatur und mit 15,2 kg Wasser besprüht. Die Behandlungszeit und die Rotationsgeschwindigkeiten des Mischers und des Messers wurden so gewählt, daß Teil-
JH
cheri der bevorzugten Größe gebildet wurden. Die Teilchen wurden in einem Wirbelbett getrocknet und eine Siebanalyse der getrockneten Teilchen zeigte die folgende Teilchengrößeverteilung
>1000 μΐη 19,7 %
> 850 μτη 3 5,6 %
> 707 μΐη 58,8 %
> 600 μπι 78,2 %
> 500 μπι 92,1 % < 420 μπι 1,1%
Beispiel 9
Das Verfahren des Beispiels 8 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1,5 kg isoelektrisch lösliches Sojaproteinhydrolysat anstelle des Albumins verwendet wurde und daß die Menge an Wasser 14,8 kg betrug. Die Siebanalyse der getrockneten Teilchen zeigte die folgende Teilchengrößeverteilung
> 1000 μΐη 24,2 % > 850 μΐη 43,2 %
> 707 μπι 66,1 %
> 600 μΐη 84,4 %
> 500 μπι 95,2 % < 420 μια 1,0 %
Beispiel 10
Der gleiche Mischer wie in Beispiel 6, d. h. ein Lödige FM 50-Mischer wurde beschickt mit 11,3 kg Al-O., und 3,0 kg Cellulosefasern und 650 g Gelatine Bloom 200 in 4,55 kg Wasser wurden eingesprüht. Die Temperatur wurde auf 55°C gehalten. Die durch Rotation des Mischers und des Messers entstandenen Teilchen wurden in einem Wirbelbett getrocknet. Die Siebanalyse zeigte die folgende Toilchengrößevertei1ung
/17
O O
VL
ν -
> 1000 μΐϋ 8,5 %
> 8 5 0 μπι 1 6 , 1 %
> 707 μπι 31 ,2 %
> 600 μπι 46,2 % > 500 μπι 65,3 % <420μΐη15,6%
Beispiel 11
In den Lödige FM 130 D-Mischer wurden 2,1 kg Cellulosefasern, 8,4 kg Diatomeenerde (Clarcel Celite) und 4,5 kg Natriumchlorid gegeben und das Gemisch mit 10,0 kg 10 %iger (Gew./Gew.) Gelatine Bloom 80 Lösung-besprüht. Die Temperatur betrug 550C. Die entstandenen Teilchen wurden getrocknet. Die Siebanalyse zeigte die folgende Teilchengrößeverteilung:
> 1000 μη 14,2 %
> 850 p'n 23,7 %
> 707 μΐη 40,1 %
> 600 μια 59,1 I y 500 μπι 79,1 %
< 420 μπ\ 5,8 %
Beispiel 12
Dieses Beispiel beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer immobilisierten Enzymzubereitung nach der Erfindung. So wurden 4,5 kg Trägerteilchen(die wie in Beispiel 1 hergestellt worden, mit Glutaraldehyd behandelt, gewaschen und getrocknet waren in einer Wirbelbettvorrichtung im Pilotmaßstab (Glatt Typ WSG 15) flu- ■ idisiert und ?,3 kg einer 19 %igen (Gew./Gew.) Lösung von teilweise gereinigter Glukoseisomerase von Bacillus coagulans NRRL 5650 (Aktivität 3240 Einheiten/g Fest-
/18
JO
stoffe / wobei die Aktivitätseinheit definiert ist in NOVO analyseforskrift AF 189/1) wurden bei 50 bis 55°C auf die Teilchen gesprüht und die Teilchen konnten trocknen. Das so erhaltene Produkt enthielt 28 Gew.-% teilweise gereinigte Glukoseisomerase mit einer 85 %igen Aktivitätsausbeute. . 20 g dieser Teilchen wurden dann in 500 ml einer Lösung enthaltend 0,06 m NaH9PO4 . 2H-0, 1,4 m Na2SO4 und 0,1 % (Gew./Vol.) Glutaraldehyd die mit 1 η NaOH auf pH 7,0 eingestellt worden war behandelt. Nach lh bei Raumtemperatur wurden die Teilchen entfernt und gründlich mit 0,06 m Natriumphosphat-Lösung pH 7,0 gewaschen und dann zusätzlich mit entionisiertem Wasser und ein Teil von ihnen konnte trocknen. Sowohl die nassen als auch die trockenen Teilchen zeigten die gleichen ausgezeichneten Fließeigenschaften wie der :rsprüngliche Träger und.es konnte kein Verlust von Enzymaktivität beobachtet werden. Bei den nassen Teilchen betrug die Rück-' gewinnung der Enzymaktivität jedoch 7 0 % während sie bei den trockenen Teilchen nur 48 % betrug.
Beispiel 13
20 g getrocknete Trägerteilchen .die wie in Beispiel 4 hergestellt worden waren wurden in ein :m Labtyp Wirbelbett fluidisiert. 45,8 g einer 11,0 %igen (Gew./Gew.) homogenisierten Zellaufschlämmung (fermentiert bzw. gezüchtet wie in Beispiell der DK-Anmeldung 5190/79 angegeben und die Aufschlämmung hergestellt wie in Beispiel 4 der DK-Anmeldung beschrieben) enthaltend 80,1 ε /g thermophile Lactase von Bacillus sp. NRRL B-Il 229 wurden bei 30 bis 400C auf die Trägerteilchen gesprüht und die überzogenen Teilchen konnten trocknen. Die Einheit der Lactaseaktivität ist definiert als die Menge Lactase, die 1 μΐηοΐ Lactose/min unter den folgenden Reaktionsbedingungen spaltet: Substratkonzentration ~- 10 % Lactose,
/19
ZH
Temperatur = 6OCC, pH =6,5 und Reaktionszeit = 30 min. Die Ausbeute an Enzymaktivität betrug 79,8 %. 10 g überzogene Kügelc'ien wurden dann in 250 ml einer Lösung von 0,06 m Na2HPO4, 1,4 m Na3SO4 und 0,1 % (Gew./Vol.) Glutaraldehyd bei pH 7,5 behandelt. Nach 1 h bei Raumtemperatur wurden die Teilchen entfernt und gründlich mit 0,0 6 m K-HPO. bei pH 7,5 gewaschen. Die Ausbeute ■> an Enzymaktivxtät in dieser Vernetzungsstufe betrug 17,2 %. .---'"
Beispiel 14
24 g trockene Trägerteilchen die entsprechend Beispiel 4 hergestellt worden waren, wurden nut 20,2 g einer Lösung von 3 9,6 % (Gew./Gew.) teilweise gereinigter Amylo-
T 5 glukosidase von A.niger getränkt,die erhalten worden war durch Ultrafiltration des Handelsproduktes AMG 200 L (beschrieben in NOVO-Schrift AMG, B 020 g - GB 2500 Juli 1982).um niedermolekulare Bestandteile zu entfernen bis zu einem Fests-offgehalt von 39,6 % (Gew./Gew.),(Aktivitat 2610 IAG/g, wobei die Aktivitätseinheit definiert ist in NOVO Analyseforskrift AF 159/2). Dann wurde 1 h Vakuum angelegt. Das so erhaltene Produkt enthielt
25 Gew.-% Enzym-Trockensubstanz mit einer Ausbeute an Enzymaktivität von 77,9 %.
20 g Teilchen mit 71,8 % Trockensubstanz wurden dann in 1600 ml einc-.r Lösung aus 1 % (Gew./Vol.) NaH3PO4, 20 % (Gew./Vol.) Na3SO4 und 0,2 % Glutaraldehyd bei pH 4,5 behandelt. Nach 1 h wurden die Teilchen abfiltriert und mit 1 %iger NaH3PO4 Lösung bei pH 4,5 gewaschen.
Die Ausbeute an Enzymaktivität bei dieser Vernetzungsstufe betrug 55,1 %.
/20
ZS
ao -
Beispiel 1 5
40 g Trägerteilchen, die wie in Beispiel 4 angegeben hergestellt worden waren und einen Feststoffgehalt von 98,8 % besaßen und 24 g eines im Vakuum behandelten teilweise gereinigten Konzentrats von Glukoseisomerase von Bacillus coagulans (NRRL 5650) de: ι 5 % Glukose und 8 % Natriumsulfat zugesetzt worden waren.(Feststoffgehalt 41,8 %) wurden vermischt und die Flüssigkeit konnte die Luft aus den Poren der Teilchen durch Vakuumbehandlung verdrängen. Das Gewicht nach dem Mischen betrug 63,22 g und der Feststoffgehalt 79,2 %.
18g Anteile dieses Mittels (ungefähr 14 g Feststoffe) wurden 1 h bei Raumtemperatur mit 375 ml einer Lösung. enthaltend in allen Fällen 22 % Natriumsulfat, 5 % Glukose und 1 % Natriumphosphat eingestellt auf pH 7,5,und zusätzlich entweder 0,1 oder 0,2 oder 0,3 % Glutaraldehyd behandelt.
Nach dieser Behandlung wurden die Mittel 5 mal mit etwa 150 ml 1 %iger Natriumphosphatlösung pH 7,5,gewaschen.
Die Enzymaktivität wurde bestimmt nach AF 189/1 nach Abziehen der Flüssigkeit von den Teilchen. Auch der Feststoffgehalt wurde nach dem Abziehen der Flüssigkeit von den Teilchen bestimmt.
/21
Fest- E/g E/g Ausbau- Ausstoffe feucht trok- te (%) beute (%) ken immob.
Enzymkonzentrat GA*)
It 11
11 Il
41 ,8 1 415 3385 - -
5 Enzymkonzentrat
+ Träger
79,2 463 585 86
immobilisiert
mit C,1 %
" 0,2%
C, 3 %
32,5
38,9
158
141
117
486
362
333
72
53
49 .
83
62
57
. ■
Anteile entsprechend 5 g Trockensubstanz wurden auf den Druckabfall untersucht.
GIutaraldenydkcη-
zentration bei 25 h 50 h Immob ilisation
0,1 % 3 5
0,2%- 1 3
0,3 % 2 3
Beispiel 16
In den gleichen Mischer wie in Beispiel 4, d. h. einen Lödige FM 130 D-Mischer wurden 3 kg Cellulosefasern und 13,5 kg Diatomeenerde (Clarcel Celite) gegeben und 15 kg 10 %iges (Gew./Vol.) Polyethylenimin (PEI 15 T Taihei Sangyo Kaisha Ltd.) bei Raumtemperatur aufgesprüht. Anschließend wurden 3 kg Wasser und schließlich 2 kg 50 %ige (Gew./Vol.) Glutaraldehydlosung aufgesprüht. Die Behandlungszeit und Drehgeschwindigkeiten des Mischers und des Messers wurden so gewählt, daß Teilchen der bevorzugten Größe gebildet wurden. Die Teilchen wurden in einem Wirbelbett getrocknet.
*)Glutaraldehyd
/22
- 2ί -
Beispiel 17
In den gleichen Mischer wie in Beispiel 4, d. h. einen Lödige FM 130 D-Mischer wurden 3 kg Cellulosefasern und 12,0 kg Aktivkohle (Pecactif FGV von Peca S.A., Levallois, Cedex, Frankreich) gegeben und 20,0 kg 10 %ige (Gew./Gew.) Gelatinelösung Bloom 200 und schließlich 4,5 kg Wasser aufgesprüht. Die Benandlungszeit und Rotationsgeschwindigkeiten des Mischers und des Messers wurden so gewählt, daß Teilchen der bevorzugten Größe gebildet wurden. Die Teilchen wurden ir einem Wirbelbett getrocknet.
Die Anwendbarkeit eines immobilisierten Enzymproduktes nach der Erfindung geht aus dem folgenden Anwendungsbeispiel hervor. Ein immobilisiertes Glukoseisomeraseprodukt wurde allgemein wie in Beispeil 12 angegeben hergestellt. Das Produkt enthielt 32,6 Gew.-% teilweise gereinigte Glukoseisomerase und die Vernetzung wurde wie in Beispiel 12 durchgeführt.
Nach dem Waschen mit 1 %iger (Gew./Vol.) Natriumphosphatlösung (pH 7,0) wurden 27,6 g feuchte Teilchen_ entsprechend 10g Feststoffen in eine Säule mit Wassermantel mit einem Durchmesser von 1,5 cm gegeben. Die Säule wurde auf 65°C gehalten und ein 45 %iger (Gew./Gew.) Glukosesirup pH 7,8 (eingestellt mit Na„CO,) vurde kontinuierlich durch das Enzymbett mit einer Geschwindigkeit hindurchgeleitet, die eine 4 0 bis 42 %ige Umwandlung von Glukose in Fruktose erlaubte. Die Anfangsaktivität betrug 538 IGIC/g Feststoffe (die Aktivität wurde berechnet entsprechend NOVO Analyseforskrift AF 147/6) und die Halbwertzeit der Aktivität betrug 450 h. Der pH-Wert der austretenden Flüssigkeit betrug 7,4 bis 7,5.
/23
Zum Vergleich ist zu erwähnen, daß die verbreitet angewandte hande]sübliche immobilisierte Glukoseisomerase Sweetzyme eine Aktivität von 225 bis 300 IGIC/g und eine ähnliche .lalbwertzeit der Aktivität besitzt und um mit Sweetzyme einen pH-Wert der austretenden Flüssigkeit von 7,4 bis 7,5 unter den oben angegebenen Bedingungen, d. h. bei 65°C und einem 45 %igen (Gew./Gew.) Glukosesirup zu erreichen ist ein pH-Wert der eingespeisten Lösung von 8,2 erforderlich.

Claims (17)

  1. Patentanspruch 2
    1 . j Granulatförmiges iimiobilisiertes Enzym, das geeignet ist zur kontinuierlichen Durchführung von enzymatisehen
    Reaktionen im Festbett oder Fließ- bzw. Wirbelbett,
    umfassend
    a) eine kontinuierliche Phase aus einem nydrophilen
    Bindemittel und
    b) eine diskontinuierliche Phase aus einem feinteiligen inerten Füllstoff, wobei das Bindemittel und der Füllstoff in dem Reaktionsmedium der enzymatischen
    Reaktion unlöslich sind und
    c) ein an dem Bindemittel auf der Oberfläche des Granulats immobilisiertes Enzym.
  2. 2. Enzymgranulat nach Anspruch 1, daduret g e k e η η zeichnet, daß das Bindemittel ein Protein ist, das durch Umsetzung mit Glutaraldehyd unlöslich gemacht worden ist und bei dem das Enzym durch Reaktion mit dem Glutaraldehyd an das Bindemittel gebunden ist.
    0
  3. 3. Enzymgranulat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet , daß die kontinuierliche Phase ein Protein,insbesondere Gelatine, Sojaprotein, Casein, Albumin, Zein, Gluten oder ein Proteinhydrolysat oder
    /2
    «36235
    ein Polysaccharid insbesondere Agar, Alginat oder ein anderer Gummi, Mehl, Stärke oder Chitosan oder ein synthetisches Material wie Carboxymethyl-cellulose, Methylcellulo-se, Ethylcellulose, Hydroxyethyl-cellulose, Hydroxypropyl-cellulose, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder Natriumsilicat ist.
  4. 4. Enzymgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die diskontinuierliche Phase Diatomeenerde, zermahlener Sand, Ziegelstaub, Ton, ein Nylonpulver, ein unlösliches Metalloxid oder Metallsalz, gemahlene Kieselsäure, Aerosil, gemahlene Tonerde, Korund, gemahlenes Glas, gemahlener Flint, gemahlenes Quarz, gemahlener Granit, Aluminiumphosphat, Kaolin, Bentonit, Perlit, Zeolit, Calciumsilicat, mikrozelluläre Filterhilfe, zerstoßenes Magnesiumsilicat, Talkum, Asbest, abgeriebene Hornbl-ende, Titandioxid, Zinkoxid, Polierpulver, gemahlenes Zirkoniumsilica'L, Ruß, Aktivkohle, Knochenmehl, Flugasche oder Metallstaub ist.
  5. 5. Enzymgrjnuüat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge der diskontinuierlichen Phase zwischen etwa 10 und etwa 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers, vorzugsweise 50 b\s 95 Gew.-I beträgt.
  6. 6. Enzymgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilchengröße e^nes einzelnen inerten Teilchens in der diskontinuierlichen Phase,berechnet als Durchmesser einer Kugel ir.it dem gleichen Volumen, weniger als 1/5 des Durchmessers der Trägerteilchen(vorzugsweise weniger als 1/20 d~.s Durchmessers der Trägerteilchen beträgt.
    /3
  7. 7. Enzymgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , da3 die Form der Trägerteilchen kugelförmig oder abgerundet ist und der mittlere Durchmesser 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise 0,2 bis 2 mm insbesondere 0,2 bis 1 mm beträgt.
  8. 8. Enzymgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Enzym eine Glukoseisomerase, vorzugsweise eine solche von Bacillus coagulans ist.
  9. 9. Verfahren zur Herstellung eines Enzymgranulats nach einem der Ansprüche 1 bis 8,dadurch g e k e η η ζ ei c h η ο t,daß man einen Träger herstellt,indem man a) eine kontinuierliche Phase aus einem wasserlöslichen Bindemittel, daszumindest teilweise in dem wäßrigen Medium gelöst oder dispergiert ist zusammenbringt mit b) einer diskontinuierlichen Phase aus einer Vielzahl einzelner harter inerter Teilchen,deren Größe klein genug ist, daß sie bei der Formung des Trägers nicht stört und soweit erforderlich, das Bindemittel in dem Medium, in dem das Enzym angewandt werden soll unlöslich macht und den Träger mit einem Enzym zusammenbringt, das auf der Oberfläche des Trägers festgehalten wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß man die Komponenter a) und b) miteinander vermischt und das Gemisch anschließend zu dem teilchenförmigen Träger vorzugsweise z\ Kügelchen _ formt.
  11. 11 . Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß man zu der kontinuierlichen Phase vor, während oder nach dem Vermischen mit der
    /4
    diskontinuierlichen Phase.ein gelbildendes Mittel zusetzt und anschließend die so erhaltene Masse in ein Geliermedium extrudiert oder eintropft und gegebenenfalls in einer beliebigen Stufe ein Vernetzungsmittel zusetzt.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das gelbildende Mittel Gelatine, ein Alginat, Carragen oder Chitosan ist.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das gelbildende Mittel eine Lösung ist, enthaltend Ca , Ba , K , Polyphosphat oder Ferricyanid, oder kaltes Wasser oder ein Strom kalter
    Luft.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet ,daß die kontinuierliche Phase in dem für die Enzymreaktion angewandten Mittel 0 unlöslich gemacht wird mit Hilfe eines geeigneten Vernetzungsmittels vorzugsweise Glutaraldehyd.
  15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gel ennzeichnet, daß der Träger mit einer Lösung des Enzyms und mit einem Vernetzungsmittel behandelt wird.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger als Wirbelbett in einen Turm eingebracht wird und die Lösung des löslichen Enzyms in den Turm eingesprüht wird und die so entstandene Masse aus dem Turm ausgetragen und mit dem Vernetzungsmittel behandelt wird.
    /5
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Träger als fluidisierte Masse in den Turm eingebracht und ein Gemisch einer Lösung des löslichen Enzyms nit dem Vernetzungsmittel in den Turm eingesprüht und die so entstandene Masse aus dem Turm ausgetragen wird.
DE19833336235 1982-10-06 1983-10-05 Granulatfoermiges immobilisiertes enzym und verfahren zu dessen herstellung Granted DE3336235A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK443082 1982-10-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3336235A1 true DE3336235A1 (de) 1984-04-12
DE3336235C2 DE3336235C2 (de) 1992-01-30

Family

ID=8133444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833336235 Granted DE3336235A1 (de) 1982-10-06 1983-10-05 Granulatfoermiges immobilisiertes enzym und verfahren zu dessen herstellung

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4572897A (de)
JP (1) JPS5985291A (de)
KR (1) KR840006366A (de)
AR (1) AR241793A1 (de)
BE (1) BE897925A (de)
CA (1) CA1209936A (de)
DE (1) DE3336235A1 (de)
DK (1) DK149079C (de)
ES (1) ES8600392A1 (de)
FI (1) FI85283C (de)
FR (1) FR2541305B1 (de)
IE (1) IE56080B1 (de)
IT (1) IT1163946B (de)
NL (1) NL8303414A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4572897A (en) * 1982-10-06 1986-02-25 Novo Industri A/S Carrier for immobilizing enzymes

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4916068A (en) * 1983-10-20 1990-04-10 Kraft, Inc. Bioconversion production of ascorbic acid with L-galactono-1,4-oxidase
JPS60231613A (ja) * 1984-04-28 1985-11-18 Terumo Corp T細胞とb細胞の分離方法およびその分離材ならびにその分離装置
JPS6192570A (ja) * 1984-10-12 1986-05-10 Showa Denko Kk 酵素造粒法
JPS61104792A (ja) * 1984-10-26 1986-05-23 Kawasaki Heavy Ind Ltd 固定化菌体を用いる発酵方法
BR8506634A (pt) * 1984-12-20 1986-09-09 Rhone Poulenc Sante Composicoes para o revestimento de aditivos alimentares destinados aos ruminantes e granulados sob forma de microcapsulas assim revestidos
US4675292A (en) * 1985-03-04 1987-06-23 The Dow Chemical Company Stabilization of glucose isomerase
US4743550A (en) * 1985-04-29 1988-05-10 Union Carbide Corporation Method for improving the partition coefficient in enzyme-containing systems having at least two phases
DE3525648A1 (de) * 1985-07-18 1987-01-29 Bokel Heinz Hermann Dr 1-oxa-2-oxo-2-r-3-aza-5-z-cyclopentanderivate
US4940665A (en) * 1985-12-27 1990-07-10 Showa Denko K. K. Method for granulation of enzyme
US4820627A (en) * 1986-03-24 1989-04-11 Em Diagnostic Systems, Inc. Method of preparing particles suitable for tabletting into diagnostic reagents
US5009994A (en) * 1986-03-24 1991-04-23 Em Diagnostic Systems, Inc. Particles containing mannitol suitable for tabletting into diagnostic reagents
DE3704478C1 (de) * 1987-02-13 1988-07-28 Metallgesellschaft Ag Kugelfoermiger Biokatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung
GB8705464D0 (en) * 1987-03-09 1987-04-15 Atomic Energy Authority Uk Composite material
US5073491A (en) * 1988-12-23 1991-12-17 Hoffman-La Roche Inc. Immobilization of cells in alginate beads containing cavities for growth of cells in airlift bioreactors
US5208154A (en) * 1991-04-08 1993-05-04 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Reversibly immobilized biological materials in monolayer films on electrodes
US5336614A (en) * 1991-08-14 1994-08-09 Quality Biological, Inc. Soft agar assay and kit
EP0567661A1 (de) * 1992-04-25 1993-11-03 Societe Des Produits Nestle S.A. Modifizierte Lipase, Verfahren zur Modifizierung und Verwendungen
DE69332597T2 (de) * 1992-04-29 2003-05-28 Genencor Int Enzym, das in einem Träger aus Aktivkohle und vernetzter Gelatine immobilisiert ist
US5846762A (en) * 1992-08-26 1998-12-08 Lockheed Martin Energy Research Systems, Inc. Structurally stable gel bead containing entrapped enzyme and method for manufacture thereof
JP2735458B2 (ja) * 1993-06-18 1998-04-02 日本碍子株式会社 生体触媒用担体
NZ510838A (en) 1998-10-27 2003-03-28 Genencor Int Matrix granule containing a protein and a starch admixture layered over an inert particle
US7166451B1 (en) * 2003-02-24 2007-01-23 The Ohio State University Immobilization of enzyme on a fibrous matrix
US20050009158A1 (en) * 2003-03-07 2005-01-13 Arindam Roy Process for enzymatically resolving an enantiomeric mixture of alpha-hydroxy acids
KR100645019B1 (ko) * 2004-06-03 2006-11-14 주식회사 리젠 바이오텍 비수용성 무기화합물이 포집되어 있는 고분자 비드, 이의제조방법 및 용도
US20100323945A1 (en) * 2007-01-11 2010-12-23 Novozymes A/S Particles Comprising Active Compounds
JP5455244B2 (ja) * 2008-03-12 2014-03-26 タタ ケミカルズ リミテッド 遊離細胞によるガラクトオリゴ糖の製造方法
CN111378643A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 丰益(上海)生物技术研发中心有限公司 固定化酶组合物及其制备方法和用途
CN110357248B (zh) * 2019-07-12 2021-10-22 吉林建筑大学 一种水处理填料及其制备方法
CN114196663B (zh) * 2021-12-14 2024-01-23 中国科学院合肥物质科学研究院 一种土壤激发菌剂固定化微球及其制备方法
CN117305614A (zh) * 2023-09-27 2023-12-29 浙江大学 一种利用生物吸附剂从电子废弃物中选择性回收金的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0014003B1 (de) * 1979-01-12 1982-12-15 SOLVAY & Cie (Société Anonyme) Komplexe Körnchen, die aktive Proteinsubstanzen enthalten, und Verfahren zu ihrer Herstellung, Verwendung und Regeneration

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1362365A (en) * 1970-07-28 1974-08-07 Novo Terapeutisk Labor As Production of enzyme preparations
US3873521A (en) * 1970-09-17 1975-03-25 Astra Laekemedel Ab Esters of {60 -amino penicillins
US4141857A (en) * 1976-04-30 1979-02-27 Uop Inc. Support matrices for immobilized enzymes
GB1571987A (en) * 1976-07-02 1980-07-23 Novo Industri As Enzyme products
US4116771A (en) * 1976-07-02 1978-09-26 Novo Industri A/S Immobilized saccharifying enzyme product and process for preparation thereof
GB1590432A (en) * 1976-07-07 1981-06-03 Novo Industri As Process for the production of an enzyme granulate and the enzyme granuate thus produced
JPS5312992A (en) * 1976-07-21 1978-02-06 Mitsubishi Monsanto Chem Co Preparation of polyphenylene oxides
JPS6015317B2 (ja) * 1976-10-05 1985-04-18 アボツク ラボラトリ−ズ 生体重合体とカップリングさせて使用するための組成物
US4110164A (en) * 1977-04-19 1978-08-29 Standard Brands Incorporated Agglomerated fibrous cellulose
DK146481C (da) * 1978-08-14 1984-03-26 Novo Industri As Fremgangsmaade til fremstilling af et immobiliseret enzymprodukt
JPS5836959B2 (ja) * 1980-08-21 1983-08-12 三井製糖株式会社 固定化α−グルコシルトランスフエラ−ゼによるパラチノ−スの製造法
DK149079C (da) * 1982-10-06 1986-06-23 Novo Industri As Fremgangsmaade til fremstilling af et immobiliseret enzympraeparat

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0014003B1 (de) * 1979-01-12 1982-12-15 SOLVAY & Cie (Société Anonyme) Komplexe Körnchen, die aktive Proteinsubstanzen enthalten, und Verfahren zu ihrer Herstellung, Verwendung und Regeneration

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Biotechnology and Bioengineering, Vol. XVI, S. 1393-1398, 1974 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4572897A (en) * 1982-10-06 1986-02-25 Novo Industri A/S Carrier for immobilizing enzymes

Also Published As

Publication number Publication date
FI85283B (fi) 1991-12-13
DK442783A (da) 1984-04-07
JPS5985291A (ja) 1984-05-17
DK149079C (da) 1986-06-23
CA1209936A (en) 1986-08-19
IE832346L (en) 1984-04-06
IT8323148A0 (it) 1983-10-05
ES526246A0 (es) 1985-10-01
AR241793A1 (es) 1992-12-30
FI833614A (fi) 1984-04-07
IE56080B1 (en) 1991-04-10
DK149079B (da) 1986-01-13
NL8303414A (nl) 1984-05-01
FR2541305B1 (fr) 1987-04-10
DK442783D0 (da) 1983-09-28
FI85283C (fi) 1992-03-25
IT1163946B (it) 1987-04-08
ES8600392A1 (es) 1985-10-01
US4572897A (en) 1986-02-25
BE897925A (fr) 1984-04-05
FR2541305A1 (fr) 1984-08-24
DE3336235C2 (de) 1992-01-30
FI833614A0 (fi) 1983-10-05
KR840006366A (ko) 1984-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3336235C2 (de)
DE2705377C2 (de)
CH654328A5 (de) Verfahren zur herstellung von durch lebende zellen erzeugten substanzen.
CH651579A5 (de) Verfahren zum selektiven zerstoeren einer permeablen membran.
DE3520001A1 (de) Verfahren zur herstellung immobilisierter mikroorganismen oder enzyme
DE4018430A1 (de) Kugelfoermige koernchen aus oxiden der seltenen erden und verfahren zu deren herstellung
DE2727143A1 (de) Verfahren zur herstellung poroeser stoffe
DE3616486C2 (de)
EP0017176B1 (de) Verfahren zur Immobilisierung von enzymatisch aktiven Präparaten
EP0937685B1 (de) Verfahren zurHerstellung eines bioaktiven Verbundprodukt auf der Basis von Zeolithmehl
GB2128620A (en) Method for production of an immobilized enzyme preparation
DE2605797C3 (de) Verfahren zur Herstellung von immobilisierten Enzymen
EP0097281A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines unlöslichen Biokatalysators
DE2349464A1 (de) Verfahren zur herstellung laevulosehaltiger sirupe
DE3602822C2 (de)
DE4408132A1 (de) Hydrierter körniger Träger für eine Vorrichtung zur biologischen Behandlung und Verfahren zur Herstellung desselben
DE2941881C2 (de) Organisch-anorganisches Matrixmaterial für immobilisierte Enzyme und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19531801C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines porösen Trägermaterials für die mikrobiologische Technik
DE2714629C2 (de) Verfahren zur Herstellung immobilisierter Enzymmischungen
DE19918953C2 (de) Teilchenförmiges Konstrukt mit Biomasse und dessen Verwendung
JPH0327196B2 (de)
DD249921A1 (de) Verfahren zur herstellung immonilisierter enzyme an silikatischen traegermaterialien
DE2601930A1 (de) Verfahren und mittel zum abtrennen von molekuelen
DE4037241C2 (de) Verfahren zur Herstellung von offenporigen Trägerkörpern
EP0033397A1 (de) Verfahren zur Herstellung von mechanisch und chemisch stabilen porösen Biokatalysatoren mit hoher enzymatischer Aktivität

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: C12N 11/00

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee