JP2539216B2

JP2539216B2 - キサンタンガムの水溶液の濾過性を改良するためのキサンタンガムの酵素処理方法

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Publication number: JP2539216B2
Application number: JP62116695A
Authority: JP
Inventors: ダニエル・バレリーニ; イヴ・ブノワ; フレデリック・モノ
Original assignee: アンスティテュ・フランセ・デュ・ペトロ−ル
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: EP0286761A1; FR2597503B1; FR2597503A1; US4904586A; EP0286761B1; JPS63287494A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、キサンタンガムの水溶液の濾過性を改良す
るためのキサンタンガムの酵素処理方法に関する。

従来技術本発明の目的は、本出願人名の米国特許US-A-4,431,7
34号の方法に対する改良を記載することである。

上記特許において、原油の回収率の向上を目的とし
て、石油含有層へのキサンタンガム水溶液の圧入および
循環時におけるその圧入性および濾過性を改善するため
のキサンタンガムの酵素処理方法を記載した。この方法
は下記２つの酵素系による適当な処理から成る。第１の
型は酸性または実質的に中性pHのポリサッカラーゼ型で
あり、第２の型は塩基性、中性または酸性pHのプロテア
ーゼ型である。この方法によって、多糖類に内在する固
有の性質特にその増粘性を失うことなく、石油含有層を
通ってのキサンタン溶液の圧入性および流れを改善する
ことができる。

この特許によれば、ポリサッカラーゼ型の酵素とプロ
テアーゼ型の酵素による酵素処理を、２つの型の酵素の
十分な活性に適合したpHで同時に、あるいは各工程にお
いて選ばれた酵素の型に適当なpHを用いて相次いで実施
してもよい。最良の結果は、連続する２工程で操作を行
なう時に得られる。第１工程はポリサッカラーゼを用い
て行なわれ、ついで第２工程はプロテアーゼを用いて行
なわれる。

通常、担子菌類（Basidiomycetes）綱に属するキノコ
または例えばアスペルギルス（Aspergillus）属、フー
ザリウム（Fusarium）属、ミロセシウム（Myrotheciu
m）属、ペニシリウム（Penicillium）属、エプリコ（Po
lyporus）属、クモノスカビ（Rhizopus）属、スクレロ
テイニア（Sclerotinia）属、スポロトリカム（Sporotr
ichum）属およびトリコデルマ（Trichoderma）属等に属
するキノコの好気性菌培養により得られる、ポリサッカ
ラーゼと呼ばれる酵素抽出物がこの特許の方法において
使用されうる。多糖類を加水分解しやすいこれらの酵素
は、通常セルラーゼという名称で販売され、この特許に
よる方法においては、キサンタンガムそれ自体の特徴が
実質的に影響されないようなpH、温度および塩濃度条件
下で使用される。

この特許による方法において前記カテゴリーに補足す
るようにして使用される酵素抽出物の第２のカテゴリー
は、細菌のプロテアーゼ綱より成る。これらのプロテア
ーゼは一般にバチルス（Bacillus）属、例えばバチルス
・サブチリス（B.Subtilis）、例えばバチルス・リケニ
フオルミス（B.licheniformis）、バチルス・アミロリ
キファシアス（B.amyloliquefacius）およびバチルス・
プミリス（B.pumilis）、さらにまたストレプトマイセ
ス（Streptomyces）属例えばストレプトマイセス・フラ
ジアエ（S.fradiae）、ストレプトマイセス・グリセリ
ウス（S.griseus）およびストレプトマイセス・レクテ
イス（S.rectis）のような微生物により生産される。し
かしながら酵素源は決定的なものではない。これらのプ
ロテアーゼは弱酸性、中性または塩基性pHの値における
場合に従って最適の活性を有し、従って、それぞれ酸性
プロテアーゼ、中性プロテアーゼまたはアルカリ性プロ
テアーゼと命名される。

この方法による酵素処理は、好ましくは培養期の間す
なわちその全時間が0.5〜60時間、好ましくは４〜48時
間の間、室温（25℃）から約65℃まで、好ましくは40〜
60℃の温度で行なわれる。短い処理時間は高温と組合わ
せるかその逆が好ましい。酵素処理は、少なくとも10^-2
当量/l、好ましくは少なくとも10^-1当量/lのアルカリ金
属および／またはアルカリ土金属の溶解塩濃度の水性媒
質中で行なわれる。しかしながらこの方法において得ら
れた相対的な相乗効果は、処理水の塩度が高ければ高い
ほど一層大きい。この特許による方法の特別な側面は、
２つの酵素（調製物）の相乗活性が２価イオン例えばCa
⁺⁺またはMg⁺⁺、および特に油田水の存在下でも得られる
という事実にある。

本発明の第１の目的は、キサンタンガムの増粘力が保
持されるような、その水溶液の改良清澄化法を提供する
ことである。本発明のもうひとつの目的は、粉末の形で
処理しやすいキサンタンガムの粗醗酵液ならびに水中分
散液の清澄化の向上である。本発明の次の目的は、この
キサンタンガムの醗酵過程に由来する不溶性の細胞残屑
の除去である。本発明の今一つの目的は、石油の二次固
定回収において用いるためのキサンタンガム水溶液の圧
入性の向上である。本発明のさらに１つの目的は、マイ
クロゲルの除去、従って圧入井より一定の距離の石油含
有層の内部におけるキサンタンガム水溶液の流れ特性の
向上である。最後に、本発明のさらに１つの目的は、キ
サンタンガム水溶液の清澄性、圧入性および流れを向上
せしめ得る固体組成物の利用である。

本発明の目的は、米国特許US-A−4,431,734号による
方法において使用された酵素抽出物の第１のカテゴリー
に対して、別の酵素調製物または酵素抽出物の使用を提
案することである。

発明の構成本発明によれば、ポリサッカラーゼ型さらにはセルラ
ーゼ（その主たる酵素活性はセルロース分解活性であ
る）と呼ばれる酵素調製物の代わりに、その主活性がポ
リガラクツロナーゼ活性である酵素抽出物を用いる。従
って本発明によれば異なる型の２つの酵素抽出物、すな
わち以下に定義する抽出物PGと呼ばれる酵素抽出物と、
以下に定義する抽出物Ｐと呼ばれる酵素抽出物とを、前
記酵素抽出物の活性に適合した条件下で使用する。

本発明において使用される酵素抽出物は、一般にいく
つかのその他の活性を含んでおり、抽出物PGの場合、ポ
リガラクツロナーゼ活性が主活性であって、その他の活
性例えばセルラーゼ、酸性プロテアーゼ、キシラナーゼ
活性等は、二次活性にすぎないことが肝要である。使用
される抽出物PGは一般にほとんど、好ましくは実質的に
全くセルラーゼ活性を有しない。好ましくはエンド型の
ポリガラクツロナーゼ活性を有する酵素抽出物を使用す
る。

「主活性」とは、一般に酵素抽出物が有する多数の活
性のうちで一般に大巾に優勢な酵素活性のことである。
酵素抽出物が微生物または菌性のものである場合には、
条件、培地および産生微生物株を選択することにより、
この活性の分泌を促進する。さらにリッチ化を生じる酵
素の分離および一定の活性の獲得を目的とした精製を行
なってもよい。

米国特許US-A−4,431,734号において使用される酵素
の場合、この特許において推奨される担子菌類（Basidi
omycete）ポリア（Poria）属の培養によって得られるポ
リサッカラーゼは、調製物1gあたりカルボキシメチルセ
ルラーゼ（CMCase）約50000単位すなわちタンパク質1mg
あたり約250単位のセルラーゼ型の主活性を有する。

酵素抽出物のセルラーゼ活性を測定するCMCase活性
は、カルボキシメチルセルロースから遊離されたグルコ
ースのマイクロモル数に対応する。実験は、pH4.6で37
℃において30分行なわれる。微粉砕形および液体形の調
製物の酵素活性を比較しうるためには、特殊な活性（タ
ンパク質1mgあたり）を使用するのが好ましい。

酵素抽出物のポリガラクツロナーゼ活性は、ポリガラ
クツロン酸から遊離されたガラクツロン酸のマイクロモ
ル数に対応する。試験はpH4.0で40℃において30分間行
なわれる。

ポリア属の担子菌類から得られ、セルラーゼという名
称で販売されている上記アメリカ特許のポリサッカラー
ゼのポリガラクツロナーゼ活性は、タンパク質1mgあた
り約５単位である。

ポリガラクツロナーゼ型の酵素活性は、通常、エルウ
ィニア（Erwinia）、シュードモナス（Pseudomonas）属
のバクテリア、クルイベロマイセス（Kluyveromyces）
属の酵母菌、アスペルギルス（Aspergillus）、クモノ
スカビ（Rhizopus）、フーザリウム（Fusarium）、リゾ
クトニア（Rhizoctonia）、ペニシリウム（Penicilliu
m）、スクレロティニア（Sclerotinia）およびベルティ
シリウム（Verticillium）属のキノコの培養により産生
される。

微生物の菌株例えば黒色麹菌クロカビ（Aspergillus
niger）から、セルラーゼ型（ポリサッカラーゼ）ある
いはポリガラクツロナーゼ型の主酵素活性を有する酵素
抽出物を得ることが可能である。培地の組成内に入る炭
素源の選択は、微生物を決定された酵素活性の主な産生
の方へ向けるために重要である。従ってポリガラクツロ
ナーゼを主活性として得るためには、ペクチン（市販の
ペクチン、小麦のぬか、甜菜パルプ）を含む炭水化物を
選ぶことが必要である。さらに培地は無機塩源および窒
素源を含んでいてもよい。例えば30℃で数日間の培養
後、培地は、濾過または遠心分離によって細胞が除去さ
れ、ポリガラクツロナーゼ主活性を有する酵素抽出物と
して使用される。ついで例えば溶媒（例えばアセトン、
エタノール）または塩（例えば硫酸アンモニウム）によ
るタンパク質の限外濾過または沈澱によって抽出物をタ
ンパク質リッチにすることができる。

本発明によれば、セルラーゼ活性をわずかしか有しな
い酵素抽出物を使用する。工業用の調製物の例として
は、特にアスペルギルス（Aspergillus）属のキノコの
培養から、より詳しくは黒色麹菌クロカビ（Aspergillu
s niger）から得られたペクチナーゼと呼ばれる酵素抽
出物がある。

以下に記載するように酵素抽出物1gあたり、ANSOM単
位で測定されたPG型の酵素抽出物のプロテアーゼ活性
は、通常0.05単位以下、好ましくは0.01以下、さらに有
利には0.005以下である。タンパク質1mgあたりの抽出物
の特殊な酵素活性（単位）を測定し、かつこれらの抽出
物のセルラーゼ活性を「Ｃ」、ポリガラクツロナーゼ活
性を「PG」で示すならば、本発明において好ましくはC/
PG比が１以下、好ましくは0.5以下、最も好ましくは0.1
以下である酵素抽出物を使用する。

従って本発明によって、主活性がポリガラクツロナー
ゼ活性である酵素抽出物（抽出物PG）と、主活性がプロ
テアーゼ活性である酵素抽出物（この抽出物は抽出物Ｐ
と呼ばれる）とにより、前記抽出物の活性に適合した条
件下で、前記溶液の処理を行なうことによってキサンタ
ンガムの水溶液の濾過性を改良する。

プロテアーゼ活性はKUNITZ法により測定されうる。こ
の場合、プロテアーゼ１単位は、フォリン反応体を用い
てチロシン0.4gによって生じる光学濃度に等しい550nm
の光学濃度を有する、TCA（トリクロロ酢酸）で沈澱し
ないある量の物質を遊離する酵素抽出物の量に相当す
る。試験の温度は37℃であり、反応時間は20分である。
アルカリ性または中性プロテアーゼの場合、基質は１％
カゼインであり、酸性プロテアーゼの場合、基質は１％
牛血清アルブミンである。アルカリ性、中性および酸性
プロテアーゼ活性の測定pHは各々10、７および３であ
る。

その他のプロテアーゼ単位は、ANSON単位として使用
される。これは標準条件（25℃;pH7.5;10分）下におい
て、酵素が１分あたりある量のTCAに可溶な物質を遊離
するような当初速度でヘモグロビンを溶かす酵素の量で
ある。このTCAはフェノール反応体を用いた場合、チロ
シンのミリ当量と同じ色を生じる。

従って、例えばアルカラーゼ（ALCALASE）0.6L（Novo
Industrie A/Sの商標）は、バシルス・リケニフォルミ
ス（Bacillus licheniformis）の醗酵によって得られた
液体調製物である。このバシルス・リケニフォルミス
は、主活性（プロテアーゼ）として1gあたり0.6ANSON単
位を有し、その他の酵素活性は全く認められない。

一般的に、主活性としてプロテアーゼ活性を有するバ
シルス属のバクテリアから出た酵素抽出物は、それらの
第２活性としてポリガラクツロナーゼ活性もセルラーゼ
活性もほとんど含まない。

通常、本発明において使用される、プロテアーゼ活性
を主活性として有する酵素抽出物は、各々５以下、好ま
しくは１以下、多くの場合有利には0.5以下のタンパク
質1mgあたりの単位表示のポリガラクツロナーゼ活性お
よびセルラーゼ活性を有する。

主活性としてプロテアーゼ活性を有する酵素抽出物
は、酵素抽出物1gあたり通常少なくとも0.1単位、好ま
しくは0.2〜10単位のANSON単位で測定された活性を有す
る。

本発明のその他の利点の１つは、ポリマー溶液の中に
存在する目詰り物質の除去に特に活性な酵素調製物を選
定して、少量のタンパク質しか多糖類の溶液に入れない
ことである。主活性としてセルラーゼ活性、第２活性と
してポリガラクツロナーゼ活性を含む、米国特許US-A−
4,431,734号のような酵素調製物を用いる時、比較的多
量の酵素（従ってタンパク質）を添加することが必要で
ある。例えば担子菌類（Basidiomycete）ポリア（Pori
a）属から得られたセルラーゼの場合、この特許の実施
例１に従って、多糖類に対して酵素約30重量％を導入す
る。

ところで、多糖類の溶液が多すぎる量で存在すると、
タンパク質は多糖類の溶液中で目詰り物質としての役割
を果しうることは明らかである。従って多糖類の溶液の
濾過性を改良することを目的とする処理の場合、できる
だけ少ないタンパク質を添加することが非常に好まし
い。そのために主として凝集体のレベルで作用する酵素
調製物を用いるのがよい。このことにより、効果的な処
理を行なうために導入される活性物質（従ってタンパク
質）の割合を減じることができる。驚くべきことに、抽
出物PGと称される酵素抽出物によって、特に前記活性を
有する酵素抽出物による処理を、細菌性プロテアーゼ綱
の抽出物Ｐと称される酵素抽出物による処理と組合わせ
た時、キサンタン溶液の濾過性を強力に改善しうること
が発見された。従ってこれら２つの処理を使用して、米
国特許US-A−4,431,734号による方法において用いられ
たものより明らかに少ない量のタンパク質を用いて、多
糖類の溶液を清澄化することができる。

本発明の酵素処理は、抽出物PGと称される酵素抽出物
と、抽出物Ｐと称される酵素抽出物との同時の存在下に
おいて、２つの型の活性の十分な活性に適合しうるpHの
値において、あるいはまず上記２つの型のうちの１つの
酵素抽出物によって、選ばれた型に適当なpHで、ついで
もう１つの型の酵素抽出物によって、この別の型に適当
なpHで、例えば抽出物PGにより酸性pHで、ついで抽出物
Ｐによって、抽出物Ｐの型に従って弱酸性、中性または
塩基性pHで相次いで、あるいはその逆で行なうことがで
きる。最良の結果は、まず抽出物PGで、ついで抽出物Ｐ
で、連続する２工程で操作が行なわれる時に得られる。

本発明の酵素処理は、少なくとも10^-2当量/l、好まし
くは少なくとも10^-1当量/lのアルカリ金属および／また
はアルカリ土金属の溶解塩濃度の水性媒質中で行なわれ
る。得られた相対的相乗作用の効果は、比較的塩度に敏
感でない。約１当量/l以上の塩濃度が用いられるが、一
般に少なくとも10^-2当量/l多くともや１当量/lの濃度を
用いるのが好ましい。本発明の特別な側面は、２つの型
の酵素の相乗作用の活性もまた２価イオン例えばCa⁺⁺ま
たはMg⁺⁺の存在下、特に油田水の存在下に得られるとい
う事実にある。

本発明の同時または相次ぐ酵素処理は、好ましくは培
養期の間すなわちその全時間が0.5〜60時間、好ましく
は４〜48時間の間、約15℃から約70℃まで、好ましくは
20〜60℃の温度で行なわれる。短い処理時間は好ましく
は高温と組合わせるかその逆が好ましい。最も高い温度
における酵素処理を使用することを選ぶならば、最適な
時間は比較的短くてもよく、例えば50℃で２〜24時間、
60℃で１〜12時間である。好ましい温度は20〜60℃であ
り、好ましくは70℃を越えてはならない。この温度以上
になると酵素抽出物は顕著に不活性化しやすい。

抽出物PGは、本発明に合致する方法において、キサン
タンガムそれ自体の特徴が実質的に影響されないよう
な、上記のpH（３＜pH＜７）、温度15〜70℃）および塩
濃度（＞10^-2当量/l）の条件下において使用される。

本発明において使用される酵素抽出物の第２のカテゴ
リーは、細菌のプロテアーゼ綱より成る。これらのプロ
テアーゼは一般にバチルス（Bacillus）属、例えばバチ
ルス・サブチリス（B.Subtilis）、例えばバチルス・リ
ケニフオルミス（B.licheniformis）、バチルス・アミ
ロリキファシアス（B.amyloliquefacius）およびバチル
ス・プミリス（B.pumilis）、さらにまたストレプトマ
イセス（Streptomyces）属例えばストレプトマイセス・
フラジアエ（S.fradiae）、ストレプトマイセス・グリ
セリウス（S.griseus）およびストレプトマイセス・レ
クテイス（S.rectis）のような微生物により生産され
る。しかしながら酵素源は決定的なものではない。これ
らのプロテアーゼは弱酸性、中性または塩基性pHの値に
おける場合に従って最適の活性を有し、従って、それぞ
れ酸性プロテアーゼ、中性プロテアーゼまたはアルカリ
性プロテアーゼと命名される。

当然、抽出物PGおよび抽出物Ｐによる同時処理の場合、
pHに関してはその活性範囲が互いに重なり合う酵素の種
類を選ぶ。

本発明の共同処理は本質的には粉末の形のキサンタン
ガムの塩水中分散液に適用されるが、同様に醗酵原液に
も適用されるのは当然である。

その上さらにこのようにして処理された醗酵原液から
単離されたキサンタンガムは、もはや後で酵素処理する
必要もなく、それらの水溶液の濾過性はかなり改善され
ている。醗酵原液からのキサンタンガムの粉末状態での
単離技術は、よく知られており、例えば醗酵液と混和し
うるアルコールによる沈澱、または真空凍結乾燥法また
は溶媒の蒸発による乾燥方法より成る。

抽出物PGおよび抽出物Ｐの同時または相次ぐ処理を用
いる本発明の共同方法によって、まず第１にキサンタン
ガム溶液中に懸濁する細胞や細菌の固体の残屑を水溶性
化合物に変換してこれらを損壊し、終局的には清澄な溶
液を得ることができる。また、さらに驚くべきことであ
るが、この共同処理により圧入井より一定の距離にある
石油含有層の目詰まりの原因となる半透明のマイクロゲ
ルもまた除去することができるのである。これらのすべ
ての清澄化およびマイクロゲル除去操作において、キサ
ンタンガムの増粘力は保存されている。かつまた得られ
た清澄溶液は次に、単純な稀釈後、かつ後で濾過処理を
することもなく、石油含有層内へ圧入されうる。これら
の石油含有層を通っての前記溶液の圧入性および流れ特
性は、口径の特定されたフィルターを通しての対応する
試験によって容易に示されるように、別個になされた酵
素抽出物処理に比して明らかに改善されている。

本発明の方法による同時共同処理を行なうために、次
のように、粉末キサンタンガムの上記の必要な塩度を有
する水相中分散、または醗酵粗原液の同水相による稀釈
の開始に取りかかってもよい。必要ならば前記溶液のpH
を、２つの型の酵素抽出物の最良の活性に対応するpH値
に調整し、これら２つの酵素抽出物を加える。上記濾過
性の向上のために、種々の時間の間、温度を15〜70℃に
維持する。必要ならば溶液のpHを使用のpH値に再調整
し、その濃度と所望の粘度への稀釈後、このように処理
された溶液は使用される準備ができている。

本発明の酵素処理を２工程で行ないたい場合、次のよ
うに操作してもよい。必要ならばキサンタンガム溶液の
pHを、例えば塩酸、酢酸または硫酸によって、７以下で
３以上のpH値、有利には３〜６のpHにする。抽出物PGを
加え、上に定義した必要な時間の間、15〜70℃に温度を
維持する。この後、溶液のpHを、例えば水酸化ナトリウ
ムまたは水酸化カリウムのような塩基によって、６以上
で12以下のpH値、有利には6.5〜９のpHにする。抽出物
Ｐを加えた後、上に定義した必要な時間の間、再び温度
を15〜70℃に維持する。溶液のpHを使用のpH値に再調整
した後、およびその濃度と所望の粘度に希釈した後、こ
のように処理された溶液は使用される準備ができてい
る。

２工程における酵素処理の１変法は、まず最初に、溶
液のpHを好ましくは6.5〜９の間の値に調整し、pHを弱
酸性好ましくは３〜６の値に再調整する前に、抽出物Ｐ
による酵素処理を行ない、そして抽出物PGによる酵素処
理を行なうことである。

本発明の酵素処理に際して、キサンタンガムの割合
は、水に対して例えば0.01〜４重量％好ましくは0.04〜
1.5重量％であり、各酵素抽出物の割合は、キサンタン
重量に対して例えばタンパク質0.01〜10重量％、好まし
くは0.025〜５重量％であるが、これらの割合は限定的
なものではない。使用する酵素の抽出物の最小量は、明
らかに選んだ酵素の調製物中の活性因子の量（従ってポ
リガラクツロナーゼおよびプロテアーゼ活性）次第であ
る。

本発明の１つの付加的態様によれば、キサンタンガム
および２つの型の酵素抽出物を含む固体調製物は油田水
に直接添加してもよく、これによって酵素抽出物をキサ
ンタンガム溶液へ別々に添加する必要性がなくなる。こ
れは同時酵素処理の観点においてである。これらの固体
組成物は、酵素による清澄化が、例えば二次回収作業の
現場自体で実施しなければならない場合、特別の利点を
有している。かくて、酵素反応は多糖類の可溶化が進む
につれて行なわれ、温度および溶解水のpHを適切に選定
すれば、酵素による処理は圧入されたキサンタンガムの
通常の溶液調製期間を引延ばすことにはならない。この
ようにして、所望の粘性を有し、なんらの補足的処理、
就中濾過処理を行なわずに直接用いることができ、かつ
二次回収作業における使用のために明らかに向上した圧
入性および濾過性を示す清澄な溶液を直接に得ることが
可能である。

このような固体組成物は、例えば、酵素抽出物混合物
のタンパク質１重量部あたりキサンタンガム10〜100000
重量部、好ましくは20〜40000重量部を含んでおればよ
い。

発明の効果本発明によれば、主として凝集体のレベルで作用する
酵素調製物を用いることにより、活性物質すなわちタン
パク質の割合を減じることができる。したがってキサン
タン溶液の濾過性を強力に改善して、米国特許US-A−4,
431,734号による方法において用いられたものより明ら
かに少ない量のタンパク質を用いて、多糖類の溶液を清
澄化することができる。

実施例下記の実施例は本発明を例示するものであるが、決し
て限定的なものと考えられるべきものではない。

実施例１（比較例）この実施例は、主活性としてセルラーゼ活性（25000C
MCase単位１すなわち250CMCase単位／タンパク質mg）
とその多くの二次活性の中で弱いポリガラクツロナーゼ
活性（500ポリガラクツロナーゼ単位/lすなわち５単位
／タンパク質mg）を有する担子菌類（Basidiomycete）
ポリア（Poria）属から産出したポリサッカラーゼを介
在させる酵素処理について記載する。

制菌剤としてNaCl 1g/lおよびアジ化ナトリウム0.4g/
lを含む水中で調製された粉末多糖類Rhodopol 23（フラ
ンスのローヌ・プーラン工業社製）の10g/lの溶液を用
いる。数時間の攪拌後、溶液のpHを4.5に調整し、温度
を50℃にする。ついで担子菌類ポリア属から得られたポ
リサッカラーゼの酵素調製物500mg/lを添加する。これ
を16時間作用させておく。導入される酵素量は、タンパ
ク質100mg/lの導入に等しい（キサンタンに対してタン
パク質１重量％）。ついでpHを1N水酸化ナトリウムを用
いてpH9.0に調整する。1gあたり0.6ANSON単位のプロテ
アーゼ活性を有する、バチルス・リケニフォルミスの培
養から由来するアルカラーゼ（Alcalase）（ノボインダ
ストリ）（Novo Industri A/Sの商標）500mg/lを添加す
る。この酵素抽出物は主活性としてアルカリ性プロテア
ーゼ活性を有し、ポリガラクツロナーゼ活性もセルラー
ゼ活性もほとんど含まない。これらの活性はタンパク質
1mgあたり10^-2単位以下である。この酵素抽出物の50℃
における６時間の作用後に、この処理を止める。

酵素の添加前、ポリサッカラーゼの作用後、かつアル
カラーゼの作用後に採集された試料を、酵素処理の効率
を算定するために、原特許に記載された急速な濾過性試
験に付す。この試験は、NaCl 1g/lおよびNaN₃ 0.4g/lを
含む水によってキサンタン濃度を0.4g/lに希釈した後で
あって、かつそれらのpHを７に調整した後、10KPaの定
圧下0.8μｍ（０＝47mm）のミリポアフィルターを通過
させることから成る。濾過時間中に濾液の累積された溶
液を記録する。下記表１に結果を示す。

これらの結果は、キサンタン溶液の濾過性に対するポ
リサッカラーゼ・ノボのアルカラーゼの組合わせ処理の
効率および２つの酵素調製物間の大きな相乗効果を示し
ている。溶液の相対粘度は、この処理によりほとんど影
響されない。

実施例２（比較例）この実施例に記載された処理を、実施例１の処理No.3
と厳密に同一の条件下において実施する。ただし添加さ
れるポリサッカラーゼの量は、前実施例の500mg/lの代
りに125mg/lである（すなわちキサンタンの重量に対し
てタンパク質0.25重量％である）。導入されるセルラー
ゼ活性およびポリガラクツロナーゼ活性は、各々6250CM
Case単位/lおよび125ポリガラクツロナーゼ単位/lであ
るが、一方実施例１においてこれらは25000CMCase単位/
lおよび500ポリガラクツロナーゼ単位/lである。

この場合、ポリサッカラーゼ・ノボのアルカラーゼの
組合わせ処理の効率は、ポリサッカラーゼとノボのアル
カラーゼとの組合わせ作用後の濾液の累積容積が20分で
300mlである（実施例１における670mlの代わりに）の
で、小さい。

実施例３（比較例）この実施例は、前記のように主活性としてセルラーゼ
活性を含むが、そのポリガラクツロナーゼ活性が実施例
１において使用されるものよりさらに弱い酵素の作用を
示すためのものである。

処理を、実施例１の試験４の条件に似た条件下におい
て行なった。すなわち同じ当初溶液、ノボのアルカラー
ゼの同じ作用（しかながら２つの期間をテストした：す
なわち２時間と６時間）、急速濾過試験。

第一に使用される酵素は、トリコデルマ・レーセイ
（Trichoderma reesei）により産生された（凍結乾燥さ
れた抽出物の形態の）酵素調製物であって、強いセルラ
ーゼ活性（200単位／タンパク質mg）と非常に弱いポリ
ガラクツロナーゼ活性（１単位／タンパク質mg）を有す
るものである。この凍結乾燥抽出物のタンパク質含量は
約100％であり、この抽出物を酵素の作用の最良条件で
あるpH4.8および50℃にされたRhodopol 23の10g/l溶液
（実施例１の溶液と同じもの）に100mg/タンパク質ｌの
割合で添加する。抽出物Ｐ（Novo Alcalase）の添加前
に、セルラーゼを16時間作用させる。

実施された急速濾過試験の結果を表２に示す。

溶液の相対粘度は、これらの酵素調製物の作用によっ
てほとんど変えられない。

最終濾過性は、実施例１において得られたものより低
い。弱いポリガラクツロナーゼ活性を有するこの酵素調
製物は、多糖類の溶液中に存在する目詰まり物質の除去
にはあまり適さない。この実施例は特に、セルラーゼ活
性が濾過性の改良に大きな役割を果す主活性ではないと
いうことを示す。

実施例４この実施例において、黒色麹菌クロカビ（Aspergillu
s niger）の培養から得られる酵素調製物を使用する。
抽出物PGと称されるこの抽出物は、主活性としてポリガ
ラクツロナーゼ活性を有する。

処理を前記実施例と同様の条件下で行なう。すなわ
ち、NaCl 1g/lおよびNaN₃ 0.4g/lの水中の10g/lのRhodo
pol 23溶液の調製、pH4.0、40℃の黒色麹菌クロカビか
ら得られた抽出物PGの16時間の作用、ついでpH9.0、50
℃のバシルス・リケニフオルミスのノボ社のアルカラー
ゼの２時間または６時間の作用。

抽出物PGを添加して、100mg/タンパク質ｌを導入する
ようにする。この酵素はCMCaseをほとんど含まない。す
なわちタンパク質1mgあたり約１単位およびタンパク質1
mgあたりポリガラクツロナーゼ約60単位を含む。この後
者の活性は主活性であり、プロテアーゼ活性は、酵素1g
あたり0.01ANSON単位以下である。

採集された溶液を0.4g/ポリマーｌに希釈し、急速濾
過試験に付す。結果を表３に示す。相対粘度は、処理の
間ほとんど変らない。

この結果により、第１の酵素が多糖類の溶液の目詰ま
り物質の除去に全く適しており、アルカラーゼとの相乗
効果が著しいということがわかる。従って、主活性とし
てアルカラーゼ活性、第２活性としてポリガラクツロナ
ーゼ活性を有する酵素を、セルラーゼ活性をほとんど有
さず、主活性としてポリガラクツロナーゼを有する活性
に代えることが全く推奨される。その理由は、そこでは
キサンタン溶液の濾過性の改良がより良好であるからで
ある。

実施例５（比較例）この実施例に記載された処理を、実施例４の試験６と
同じ条件下で実施する。使用される酵素調製物もまた、
黒色麹菌クロカビの培養から生じるが、その特殊なポリ
ガラクツロナーゼ活性は、タンパク質1mgあたり0.8単位
であり、その特殊なCMCase活性はタンパク質1mgあたり1
00単位程度である。キサンタンの処理のために導入され
るタンパク質の量は、溶液１あたり100mgである。溶
液の最終濾過性は、20分後200mlである。従って、この
酵素抽出物は実施例４と同じ微生物の培養から生じるの
に、この酵素抽出物は、多糖類の溶液の濾過性の改良に
とってほとんど効果がない。

実施例６この実施例は、部分的精製によるポリガラクツロナー
ゼの非常に強力な活性を有する酵素調製物の効率を示す
ためのものである。

処理条件は、実施例４と同様なものである。ただし使
用される第１酵素抽出物が異なる。この酵素抽出物は黒
色麹菌クロカビの培養から生じる、部分的に精製された
抽出物PGである。そのポリガラクツロナーゼ活性は、タ
ンパク質1mgあたり約120単位であり、そのCMCase活性
は、10単位／タンパク質1mg程度である。この酵素抽出
物を、（前記実施例の100mg/lの代わりに）タンパク質
5.6mg/lの割合で導入する。この場合、抽出物PGのタン
パク質／キサンタン重量比は、0.056％にすぎない。実
施例１に対して、導入されるCMCase率は約450倍も低い
のに、ポリガラクツロナーの率は同じ程度である（500
の代わりに670単位/l）。ノボ社のアルカラーゼの添加
前、pH4、40℃で16時間精製されたこの抽出物PGを作用
させる。最終物を急速濾過試験に付す。結果を表４に示
す。

さらに、相対粘度は、酵素処理の間中ほとんど一定で
あることが確かめられた。

この実施例は、一部分精製された抽出物PGを使用した
場合、非常にわずかな量の酵素、従ってタンパク質を用
いて、キサンタン溶液の濾過性の非常に良好な改良を得
ることができることを示す。一部分精製された抽出物PG
を用いて組込まれたセルラーゼの量はごくわずかなもの
である。このことは、セルロース分解活性が多糖類の溶
液の清澄化に不可欠なものではないことを証明する。

同様にこの実施例は、抽出物PGの作用と、抽出物Ｐの
作用（アルカリプロテアーゼ：ノボ社のアルカラーゼ）
との間に強力な相乗作用が存在することを示す。このこ
とにより、明らかにより少ない（約18倍少ない）タンパ
ク質の割合を用いて、上記比較例１において得られた結
果とほとんど同等の結果を得ることができる。このこと
は特に有利であり、これにより多量すぎるタンパク質に
よるあらゆる目詰まりのリスクを避けることができる。

本発明の酵素処理により清澄にされたキサンタンガム
の水溶液は、石油含有層のパージ流体として、後の処理
を全く行なうことなく、場合によっては所望の濃度に希
釈後、直接使用されることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者フレデリック・モノフランス国・メニル・ル・ロワ（78600）・パルク・デュ・ブロワ９番地

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ金属および／またはアルカリ土金
属の溶解塩濃度が少なくとも10^-2当量/lであるキサンタ
ンガム水溶液の酵素処理から成る、キサンタンガム水溶
液の濾過性を改良するためのキサンタンガムの処理方法
において、酵素処理が、下記２つの異なる型の酵素抽出
物、すなわち主活性がポリガラクツロナーゼ活性である
抽出物PGと呼ばれる酵素抽出物と、主活性がプロテアー
ゼ活性である抽出物Ｐと呼ばれる酵素抽出物とを用い
て、前記酵素抽出物の活性に適合した条件下において行
なわれることを特徴とする方法。
【請求項２】２つの型の酵素抽出物が同時に活性であり
うるような条件下において、異なる型の２つの酵素抽出
物を同時に使用する、特許請求の範囲第１項記載の方
法。
【請求項３】酵素処理が、まず第１の型の酵素抽出物を
用いて、ついでもう１つの型の酵素抽出物を用いて、連
続する２工程で実施され、各工程において、選ばれる抽
出物の型が前記工程中に活性でありうるような条件が選
ばれる、特許請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項４】第１工程が抽出物PGによる処理から成り、
第２工程が抽出物Ｐによる処理から成る、特許請求の範
囲第３項記載の方法。
【請求項５】第１工程が抽出物PGを用いてpH3〜７で、
第２工程が抽出物Ｐを用いてpH6〜12でそれぞれ実施さ
れ、これら２つの工程のトータル時間が0.5〜60時間で
あり、温度が15〜70℃である、特許請求の範囲第４項記
載の方法。
【請求項６】抽出物PGが、アスペルギルス（Aspergillu
s）属に属するキノコの培養から得られる抽出物であ
り、抽出物Ｐが、バシルス（Bacillus）型の微生物の培
養から得られる、特許請求の範囲第１〜５項のいずれか
１項記載の方法。
【請求項７】抽出物PGが、黒色麹菌クロカビ（Aspergil
lusniger）の培養から得られる抽出物である、特許請求
の範囲第１〜６項のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項８】抽出物PGが、ポリガラクツロナーゼ主活性
およびセルラーゼ（Ｃ）型第２活性を、C/PG活性比が１
以下であるように有し、および抽出物PG1gあたり0.05AN
SON単位以下のプロテアーゼ活性およびタンパク質1mgあ
たり５単位以下のセルラーゼ活性およびポリガラクツロ
ナーゼ活性を有することを特徴とする、特許請求の範囲
第１〜７項のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項９】使用される抽出物の量が、各抽出物すなわ
ち抽出物PGと抽出物Ｐとの割合が各々キサンタンガム重
量に対して0.01〜10重量％のタンパク質であるようなも
のである、特許請求の範囲第１〜８項のうちのいずれか
１項記載の方法。
【請求項１０】特許請求の範囲第１〜９項のうちいずれ
か１項記載の方法により得られたキサンタンガムが粉末
または水溶液のものである、特許請求の範囲第１〜９項
のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】特許請求の範囲第１〜９項のうちいずれ
か１項記載の方法により得られたキサンタンガムが石油
の二次回収剤として使用されるものである、特許請求の
範囲第１〜９項のうちいずれか１項記載の方法。