JP3062893B2 - Enzymatic degradation of chitin-containing materials - Google Patents

Enzymatic degradation of chitin-containing materials

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JP3062893B2
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征夫 軽部
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、キチン含有材料の酵素
的分解法に関し、詳しくは、キチン含有材料を酵素反応
により効率よく分解する方法を提供するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for enzymatically decomposing a chitin-containing material, and more particularly to a method for efficiently decomposing a chitin-containing material by an enzymatic reaction.

【0002】[0002]

【従来の技術】キチンは自然界に豊富に存在する多糖類
であり、カニ、エビ等の甲殻類の殻、昆虫の外骨格、あ
るいはある種のカビの細胞壁等に含まれている。
2. Description of the Related Art Chitin is a polysaccharide that is abundant in nature and is contained in shells of crustaceans such as crabs and shrimps, exoskeletons of insects, and cell walls of certain molds.

【0003】キチンは、N−アセチルグルコサミンがβ
−1,4グリコシド結合により結ばれた長分子であり、
これを高濃度熱アルカリ溶液中で脱アセチル化するとキ
トサンが得られる。このキトサンは、金属イオンやタン
パクに対する吸着能が高く、凝集剤あるいはバイオリア
クターの担体等に利用されている。
[0003] Chitin is obtained by converting N-acetylglucosamine into β.
Long molecules connected by -1,4 glycosidic bonds,
When this is deacetylated in a high concentration hot alkaline solution, chitosan is obtained. This chitosan has a high ability to adsorb metal ions and proteins, and is used as a coagulant or a carrier for a bioreactor.

【0004】また、キチン、キトサンの成形体は生体適
合性がよく、手術用の縫合糸や人工皮膚等にも使用され
ている。
[0004] In addition, chitin and chitosan molded articles have good biocompatibility and are used for surgical sutures and artificial skin.

【0005】さらに、キチン、キトサンの分解物である
ポリマーあるいはオリゴマーは抗菌活性、抗腫瘍活性が
あることが知られている。
[0005] Furthermore, it is known that polymers or oligomers which are decomposed products of chitin and chitosan have antibacterial activity and antitumor activity.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このようにキチンを材
料として得られる物質は、産業上利用価値が高いもので
ある。しかし、従来キチン、キトサンを分解するために
行われている酸加水分解では分解の程度を調節すること
が困難であるために得られる分解物は低分子のものが多
い。
The substance obtained by using chitin as a material in this way has high industrial value. However, it is difficult to control the degree of decomposition in the acid hydrolysis conventionally performed for decomposing chitin and chitosan, so that the resulting decomposed products are often of low molecular weight.

【0007】一方、キチナーゼ等の分解酵素を用いた分
解方法では、反応の条件が穏やかであり、さらに、酵素
の種類によって反応特異性にバラエティーがあるため分
解の程度を調節し易いという利点があるが、従来知られ
ている酵素では効率よく分解できないという問題点があ
る。
On the other hand, the decomposition method using a degrading enzyme such as chitinase has the advantage that the reaction conditions are mild and the degree of decomposition is easy to adjust because the reaction specificity varies depending on the type of enzyme. However, there is a problem that conventionally known enzymes cannot be efficiently decomposed.

【0008】したがって、キチン含有材料やキトサン含
有材料を効率よく加水分解でき、かつ、分解の程度のコ
ントロールが可能な方法が望まれている。
[0008] Therefore, there is a demand for a method capable of efficiently hydrolyzing chitin-containing materials and chitosan-containing materials and controlling the degree of decomposition.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、キチン含有材料
を有機溶媒系で加熱処理し、あるいは有機溶媒系で超音
波処理することにより、分解酵素に対する反応性が高く
なることを見出し、本発明に至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that chitin-containing materials are heat-treated in an organic solvent system or ultrasonically treated in an organic solvent system. As a result, the inventors have found that the reactivity to a decomposing enzyme is increased, and have reached the present invention.

【0010】すなわち本発明は、キチン含有材料を含む
溶液に分解酵素を存在させ、酵素反応を行うことにより
キチン含有材料を分解する方法において、キチン含有材
料を有機溶媒又はこれに水を加えた溶媒中で加熱処理
し、β−1,4グリコシド分解酵素を使用することを特
徴とするキチン含有材料の酵素的分解法、さらに、キチ
ン含有材料を含む溶液に分解酵素を存在させ、酵素反応
を行うことによりキチン含有材料を分解する方法におい
て、キチン含有材料を有機溶媒又はこれに水を加えた溶
媒中で超音波処理し、β−1,4グリコシド分解酵素を
使用することを特徴とするキチン含有材料の酵素的分解
法である。
That is, the present invention provides a method for decomposing a chitin-containing material by causing an enzyme reaction in a solution containing the chitin-containing material and performing an enzymatic reaction, wherein the chitin-containing material is an organic solvent or a solvent obtained by adding water thereto. Enzymatically decomposing a chitin-containing material, wherein the enzyme is decomposed in a solution containing the chitin-containing material. A method of decomposing a chitin-containing material by sonicating the chitin-containing material in an organic solvent or a solvent obtained by adding water thereto, and using a β-1,4 glycoside degrading enzyme. It is a method of enzymatic decomposition of materials.

【0011】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0012】<1>.本発明のキチン含有材料 本発明に使用するキチン含有材料は、主としてカニ、エ
ビ、オキアミ等の甲殻類の外骨格、カビ、酵母、キノコ
を含む菌類の細胞壁等から得ることができる。
<1>. Chitin-Containing Material of the Present Invention The chitin-containing material used in the present invention can be obtained mainly from the crustacean, shrimp, krill and other crustacean exoskeletons, the fungus cell wall including fungi, yeast, and mushrooms.

【0013】これらを、例えば、希酸で脱灰し、濃アル
カリで除タンパク後、水洗することにより本発明の材料
として使用することができる。
These can be used as a material of the present invention, for example, by decalcifying them with a dilute acid, removing proteins with a concentrated alkali, and washing with water.

【0014】<2>.本発明に使用する有機溶媒 キチンは分子内あるいは分子間の水素結合あるいは疎水
結合により、強固な結晶構造をとっている。したがって
キチンを疎水性有機溶媒又はこれに水を加えた溶媒中で
加熱処理することにより、水素結合あるいは疎水結合を
弱め、酵素が作用し易くなると推定される。
<2>. The organic solvent chitin used in the present invention has a strong crystal structure due to intramolecular or intermolecular hydrogen bonds or hydrophobic bonds. Therefore, it is presumed that heat treatment of chitin in a hydrophobic organic solvent or a solvent obtained by adding water thereto weakens hydrogen bonds or hydrophobic bonds and facilitates the action of enzymes.

【0015】本発明に使用する有機溶媒としては、水と
相溶性のない疎水性有機溶媒であれば使用することがで
き、有機溶媒単独あるいは水との混合系で70℃以上の
加熱が可能なものが好ましい。
As the organic solvent used in the present invention, any hydrophobic organic solvent that is incompatible with water can be used, and heating at 70 ° C. or more is possible with the organic solvent alone or in a mixed system with water. Are preferred.

【0016】具体的には、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、2−メチルヘプタン、2,2,4−トリメチルヘプ
タン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン等の直鎖
状炭化水素、メチルシクロブタン、シクロヘキサン、メ
チルシクロヘキサン等の環状飽和炭化水素、ベンゼン、
トルエン、−キシレン、−キシレン、−キシレ
ン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素、、リ
グロイン等の石油留分として得られる溶媒、四塩化炭
素、1,2−ジクロルエタン、1,1,2,2,−テト
ラクロルエタン、トリクロルエチレン、クロルベンゼ
ン、2,6−ジクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素
等が使用でき、これらは単独もしくは混合物あるいはこ
れらと水との混合物でも使用することができる。
Specifically, linear hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, 2-methylheptane, 2,2,4-trimethylheptane, nonane, decane, undecane and dodecane, methylcyclobutane, cyclohexane, methylcyclohexane Cyclic saturated hydrocarbons such as benzene,
Toluene, o -xylene, m -xylene, p -xylene, ethylbenzene, aromatic hydrocarbons such as cumene, solvents obtained as petroleum fractions such as ligroin, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1, Halogenated hydrocarbons such as 2,2-tetrachloroethane, trichloroethylene, chlorobenzene, and 2,6-dichlorobenzene can be used, and these can be used alone or in a mixture or in a mixture of these and water. it can.

【0017】水との混合物で使用する場合は、水が少な
すぎると酵素が失活しやすく、多すぎると溶媒が基質に
及ぼす作用が少なくなることから、水の割合は3〜50
vol%であることが好ましい。
When used in a mixture with water, if the amount of water is too small, the enzyme is easily deactivated, and if the amount is too large, the effect of the solvent on the substrate is reduced.
It is preferably vol%.

【0018】上記の疎水性有機溶媒の中では直鎖状炭化
水素が好適であり、特にヘキサン、ドデカンが好まし
い。
Among the above-mentioned hydrophobic organic solvents, linear hydrocarbons are preferred, and hexane and dodecane are particularly preferred.

【0019】さらに、好ましい態様として水を10vol
%含むドデカンを挙げることができる。
Further, in a preferred embodiment, 10 vol
% Dodecane.

【0020】<3>.キチン含有材料の加熱処理の方法 キチン含有材料を加熱処理するには、例えば、上記溶媒
系中で煮沸すればよい。この際に効率よく結晶構造を破
壊するために、攪拌しながら加熱するのが望ましい。
<3>. Method of heat treatment of chitin-containing material In order to heat-treat the chitin-containing material, for example, it may be boiled in the above-mentioned solvent system. At this time, in order to efficiently destroy the crystal structure, it is desirable to heat while stirring.

【0021】キチン含有材料を溶媒中に懸濁し、オート
クレーブを用いて加熱処理を行ってもよい。
The chitin-containing material may be suspended in a solvent and subjected to a heat treatment using an autoclave.

【0022】加熱時間は特に制限はないが、溶媒自体の
温度が沸点近くまで達していれば、数分から数時間程度
で足りる。
There is no particular limitation on the heating time, but if the temperature of the solvent itself has reached a temperature close to the boiling point, several minutes to several hours are sufficient.

【0023】<4>.酵素によるキチンの分解 溶媒中で加熱処理したキチン含有材料の懸濁液に分解酵
素を加え、酵素反応させることによりキチン含有材料の
分解を行うことができる。反応は、有機溶媒と水との界
面の面積を多くするため、さらに酵素と基質との接触回
数を多くするために、攪拌しながら行うのが好ましい
が、界面活性剤を加えエマルジョンの状態にすれば、静
置で行うことも可能であり、さらに界面活性剤存在下で
攪拌しながら行ってもよい。
<4>. Decomposition of Chitin by Enzyme Decomposition of a chitin-containing material can be performed by adding a decomposing enzyme to a suspension of the chitin-containing material that has been heat-treated in a solvent and causing an enzymatic reaction. The reaction is preferably performed with stirring in order to increase the area of the interface between the organic solvent and water and to increase the number of times of contact between the enzyme and the substrate. For example, the reaction can be carried out in a stationary state, or may be carried out while stirring in the presence of a surfactant.

【0024】この界面活性剤としては、Triton
X−100(ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニル
エーテル)、Tween 20(ポリオキシエチレンソ
ルビタンモノラウレート)等を挙げることができる。
As this surfactant, Triton
X-100 (polyoxyethylene (10) octyl phenyl ether), Tween 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate) and the like.

【0025】分解酵素としては、キチンを構成するβ−
1,4グリコシド結合を切断するβ−1,4グリコシド
結合分解酵素を使用する。この酵素として、例えばリゾ
チーム(Mucopeptide N-acetylmuramyhydrolase, EC 3.
2.1.17)、キチナーゼ(EC 3.2.1.14)等の加水分解酵素を
挙げることができ、これらは市販されている。
As a degrading enzyme, β-constituting chitin is used.
A β-1,4 glycosidic bond degrading enzyme that cleaves 1,4 glycosidic bonds is used. As this enzyme, for example, lysozyme (Mucopeptide N-acetylmuramyhydrolase, EC 3.
2.1.17) and hydrolases such as chitinase (EC 3.2.1.14), which are commercially available.

【0026】これらの中では、リゾチームが入手しやす
く安価である。酵素反応を行う温度は、酵素が失活しな
い温度範囲内であればよいが、酵素活性の至適温度範囲
内で行うことが好ましい。
Among them, lysozyme is easily available and inexpensive. The temperature at which the enzyme reaction is carried out may be within a temperature range in which the enzyme is not inactivated, but is preferably carried out within an optimum temperature range for the enzyme activity.

【0027】キチン分解酵素としてリゾチームを使用す
る場合の好ましい反応条件は、温度は30〜60℃、p
Hは中性、緩衝液のイオン強度は0.1〜0.6M、酵
素濃度は2〜8(W/V)%、基質(キチン)濃度は2〜8
(W/V)%である。
When lysozyme is used as a chitinolytic enzyme, preferable reaction conditions are a temperature of 30 to 60 ° C.
H is neutral, the ionic strength of the buffer is 0.1 to 0.6 M, the enzyme concentration is 2 to 8 (W / V)%, and the substrate (chitin) concentration is 2 to 8
(W / V)%.

【0028】耐熱性の酵素を使用する場合には、キチン
含有材料の加熱処理の際に酵素を加え、加熱処理と同時
に酵素反応を行なうことも可能であり、短時間で処理す
ることができる。
When a heat-resistant enzyme is used, the enzyme can be added during the heat treatment of the chitin-containing material, and the enzyme reaction can be carried out simultaneously with the heat treatment.

【0029】酵素反応は、酵素を溶媒に溶解した状態で
行うことができるが、酵素を不溶性担体に固定化したも
のを使用することも可能である。酵素の固定化は、ポリ
アクリルアミドゲル等に包括する方法、イオン交換樹脂
に吸着させる方法等一般に酵素の固定化に使用される方
法により行うことができる。
The enzyme reaction can be carried out in a state in which the enzyme is dissolved in a solvent, but it is also possible to use the enzyme in which the enzyme is immobilized on an insoluble carrier. The enzyme can be immobilized by a method generally used for immobilizing an enzyme, such as a method of entrapping in a polyacrylamide gel or the like, or a method of adsorbing the enzyme on an ion exchange resin.

【0030】分解反応により生成するキチン含有材料の
分解物は、反応終了後に反応液を静置し、自然に有機溶
媒相と分離する水相を濃縮することにより、濃厚液とし
て得ることができる。
The decomposition product of the chitin-containing material produced by the decomposition reaction can be obtained as a concentrated liquid by leaving the reaction solution to stand after the reaction and concentrating the aqueous phase which naturally separates from the organic solvent phase.

【0031】分解物の精製は、例えば、活性炭等の吸着
剤処理により残留溶媒を除去し、液体クロマトグラフィ
ー、ゲル濾過等により行うことができる。
The decomposition product can be purified, for example, by removing the residual solvent by treatment with an adsorbent such as activated carbon, and by liquid chromatography, gel filtration or the like.

【0032】<5>.キチン含有材料の超音波処理 キチン含有材料の前処理として、有機溶媒系での加熱処
理の代わりに有機溶媒中で超音波処理を行った場合に
も、分解酵素に対して消化されやすくなる。
<5>. Ultrasonic treatment of chitin-containing material When pretreatment of chitin-containing material is performed by ultrasonic treatment in an organic solvent instead of heat treatment in an organic solvent system, digestion of the chitin-containing material is easily performed.

【0033】有機溶媒中で超音波処理を行うことによ
り、キチンの結晶構造が緩むために酵素が働きやすくな
ると推定される。
It is presumed that the ultrasonic treatment in an organic solvent loosens the crystal structure of chitin, which makes it easier for the enzyme to work.

【0034】有機溶媒は、加熱処理の場合と同様の溶媒
を使用することができ、この場合には加熱処理に不適当
な溶媒でも使用することが可能である。
As the organic solvent, the same solvent as used in the heat treatment can be used. In this case, a solvent unsuitable for the heat treatment can be used.

【0035】さらに、加熱処理と超音波処理を併用して
もよい。
Further, the heat treatment and the ultrasonic treatment may be used in combination.

【0036】<6>.本発明の応用 本発明の方法は、キチンのみならずキトサンの酵素分解
にも同様に適用できる。この場合には、酵素としてキト
サナーゼ(Chitosanase)等を使用すればよい。
<6>. Applications of the Invention The method of the invention is equally applicable to enzymatic degradation of chitosan as well as chitin. In this case, chitosanase or the like may be used as the enzyme.

【0037】また、強固な立体構造を有するために効率
的な酵素分解が困難であるセルロース、キシラン、その
他のヘミセルロース、難溶性デンプン等の多糖類、ある
いはリグニン等の難分解性高分子化合物にも同様な応用
が考えられる。
In addition, polysaccharides such as cellulose, xylan, other hemicellulose, hardly soluble starch, and the like, or hardly decomposable polymer compounds such as lignin, which have a strong three-dimensional structure and are difficult to efficiently decompose with enzymes, are also used. Similar applications are possible.

【0038】[0038]

【実施例】本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0039】[0039]

【実施例1】まず、疎水性有機溶媒を含む溶媒系でキチ
ンを加熱処理することによる、分解酵素の反応性の向上
を調べた。
Example 1 First, the improvement of the reactivity of a degrading enzyme by heating treatment of chitin in a solvent system containing a hydrophobic organic solvent was examined.

【0040】以下の5種類の条件下で前処理したキチン
(和光純薬工業(株)、生化学用)のリゾチームに対す
る反応性を調べた。 50mM酢酸緩衝液(pH5.0)10mlに0.2
gのキチンを加えたもの 50mM酢酸緩衝液(pH5.0)2ml、ドデカン
8mlを混合した液に0.04gのキチンを加えたもの 50mM酢酸緩衝液(pH5.0)10mlに0.2
gのキチンを加え、1時間攪拌しながら煮沸したもの 50mM酢酸緩衝液(pH5.0)2ml、ドデカン
8mlを混合した液に0.04gのキチンを加え、1時
間攪拌しながら煮沸したもの ドデカン8mlに0.04gのキチンを加え、1時間
攪拌しながら煮沸した後に、50mM酢酸緩衝液(pH
5.0)2mlを加えたもの これらの基質液のうち水系、すなわち、には卵白リ
ゾチーム(和光純薬工業(株)、No.122-02673)を0.
2g、有機溶媒系すなわち、、には卵白リゾチー
ムを0.04g加え、30ml容の反応容器に入れ、4
0℃の恒温槽中でマグネチックスターラーを用いて攪拌
しながら反応を行った。
The reactivity of chitin (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for biochemistry) pretreated under the following five conditions with respect to lysozyme was examined. 0.2 in 10 ml of 50 mM acetate buffer (pH 5.0)
g of chitin added 2 ml of 50 mM acetate buffer (pH 5.0) and 8 ml of dodecane and 0.04 g of chitin added 0.2 ml to 10 ml of 50 mM acetate buffer (pH 5.0)
g of chitin, and boiled for 1 hour while stirring 2 ml of 50 mM acetate buffer (pH 5.0) and 8 ml of dodecane, 0.04 g of chitin was added, and the mixture was boiled for 1 hour with stirring 8 ml of dodecane Was added with 0.04 g of chitin, and the mixture was boiled while stirring for 1 hour.
5.0) Addition of 2 ml Of these substrate solutions, an aqueous system, that is, egg white lysozyme (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., No. 122-02673) was added in an amount of 0.1 ml.
2 g of an organic solvent system, that is, 0.04 g of egg white lysozyme was added thereto, and the mixture was placed in a 30 ml reaction vessel.
The reaction was performed while stirring with a magnetic stirrer in a thermostat at 0 ° C.

【0041】反応生成物の分析は、Asahi Pak
NH2P−50カラム(旭化成工業製)またはYMC−
Pack Polyamineカラム((株)山村化学
研究所製、(株)ワイエムシィから購入)を用いた高速
液体クロマトグラフィーにより行った。
The analysis of the reaction product was performed by Asahi Pak.
NH2P-50 column (made by Asahi Kasei Kogyo) or YMC-
This was performed by high performance liquid chromatography using a Pack Polyamine column (manufactured by Yamamura Chemical Laboratory Co., Ltd., purchased from YMC).

【0042】各反応液の反応時間に対する変換率(加え
たキチンの量に対する、生成したN−アセチルグルコサ
ミンの単量体、2量体及び3量体の総量の比)を図1に
示す。尚、上記〜の条件に対して、各々○()、
□()、●()、■()、▲()で表した。
FIG. 1 shows the conversion rate (the ratio of the total amount of the produced N-acetylglucosamine monomer, dimer and trimer to the amount of chitin added) with respect to the reaction time of each reaction solution. Note that, for the above conditions (1) and (2),
□ (), ● (), ■ (), ▲ ().

【0043】この結果から、ドデカン中、特に水を含む
ドデカン中で加熱処理することにより、キチンに対して
リゾチームが作用しやすくなることがわかった。さら
に、緩衝液のみでは加熱処理を行っても効果はなく、ま
た、ドデカンを用いても加熱処理を行わない場合には効
果がないことがわかった。
From these results, it was found that lysozyme easily acts on chitin by heat treatment in dodecane, particularly in dodecane containing water. Furthermore, it was found that the heat treatment was not effective with the buffer alone, and that the heat treatment was not effective even with the use of dodecane.

【0044】[0044]

【実施例2】次に、一定のキチン濃度に対し、酵素濃度
を変えてキチンの分解効率を調べた。
Example 2 Next, the chitin decomposition efficiency was examined by changing the enzyme concentration for a constant chitin concentration.

【0045】50mM酢酸緩衝液(pH5.0)1m
l、ドデカン9mlの混合液に2〜8%のキチンを加
え、1時間攪拌しながら煮沸した後、0.5〜4%のリ
ゾチームを加え、実施例1と同様に酵素反応を行い、分
解生成物を解析した。各反応条件を表1に示す。
1 m of 50 mM acetate buffer (pH 5.0)
l, 9-8 ml of a mixture of dodecane, 2-8% of chitin was added, and the mixture was boiled while stirring for 1 hour, and then 0.5-4% of lysozyme was added. The object was analyzed. Table 1 shows the reaction conditions.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】各々の反応時間に対する分解率を図2に示
し、さらに、酵素濃度に対する分解率(キチンの濃度2
%、反応時間120時間)を図3に示した。
FIG. 2 shows the decomposition rate for each reaction time, and the decomposition rate (chitin concentration 2
%, Reaction time 120 hours) are shown in FIG.

【0048】この結果から、緩衝液とドデカンが1:9
の溶媒系では、キチン、酵素ともに2(W/V)%の場合に
最も高い分解効率が得られることがわかった。
From the results, it was found that the buffer and dodecane were 1: 9
It was found that in the case of the solvent system, the highest decomposition efficiency was obtained when both chitin and enzyme were 2 (W / V)%.

【0049】[0049]

【実施例3】溶媒系に含まれる水の割合とキチンの分解
効率との関係を調べた。
Example 3 The relationship between the ratio of water contained in the solvent system and the efficiency of chitin decomposition was examined.

【0050】種々の比率のドデカンと50mM酢酸緩衝
液(pH5.0)の混合液に、キチンを2(W/V)%にな
るように加え、加熱処理を120℃(オートクレーブ
中、1atm)で30分間行った後、リゾチームを2(W
/V)%加え、実施例1と同様に反応を行い、90時間後
の分解生成物の解析を行った結果を図4に示す。
Chitin was added to a mixture of various ratios of dodecane and 50 mM acetate buffer (pH 5.0) to a concentration of 2 (W / V)%, and heat treatment was performed at 120 ° C. (1 atm in an autoclave). After 30 minutes, lysozyme is added to 2 (W
/ V)%, the reaction was carried out in the same manner as in Example 1, and the decomposition products after 90 hours were analyzed. The results are shown in FIG.

【0051】この結果から、水の割合が分解効率に与え
る影響が非常に大きいことがわかり、水分含量が30%
以下である場合が効果的であることがわかった。
From these results, it was found that the effect of the water ratio on the decomposition efficiency was very large, and that the water content was 30%.
The following cases were found to be effective.

【0052】[0052]

【実施例4】続いて、pHが反応に与える影響について
調べた。
Example 4 Subsequently, the effect of pH on the reaction was examined.

【0053】200mM 酢酸緩衝液(pH4.0〜
8.0)、あるいは同緩衝液10%−ドデカン90%の
混合液にキチンを2(W/V)%加え、1時間攪拌しながら
煮沸した後、リゾチームを2(W/V)%加え、40℃で反
応を行った。
200 mM acetate buffer (pH 4.0 to 4.0)
8.0) Alternatively, 2 (W / V)% of chitin was added to a mixture of 10% of buffer and 90% of dodecane, and the mixture was boiled with stirring for 1 hour, and 2 (W / V)% of lysozyme was added. The reaction was performed at 40 ° C.

【0054】90時間後に、生成したN−アセチルグル
コサミンの単量体、2量体及び3量体の総量を高速液体
クロマトグラフィーで測定し、pH6における活性に対
する相対活性を図5に示した。
After 90 hours, the total amount of the produced N-acetylglucosamine monomer, dimer and trimer was measured by high performance liquid chromatography, and the relative activity to the activity at pH 6 is shown in FIG.

【0055】その結果、中性付近のpHが好適であるこ
とがわかった。
As a result, it was found that a pH around neutrality was suitable.

【0056】[0056]

【実施例5】濃度の異なる酢酸緩衝液を用い、イオン強
度が反応に与える影響について調べた。濃度の異なる酢
酸緩衝液(pH5.0)あるいは、同緩衝液10%−ド
デカン90%の混合液中で2(W/V)%のキチンを1時間
の煮沸により加熱処理し、2(W/V)%のリゾチームによ
り分解を40℃で行った。
Example 5 The effect of ionic strength on the reaction was examined using acetate buffers of different concentrations. In an acetate buffer (pH 5.0) having a different concentration or a mixture of 10% of the same buffer and 90% of dodecane, 2 (W / V)% of chitin was heated and boiled for 1 hour to give 2 (W / V). Decomposition was performed at 40 ° C. with V)% lysozyme.

【0057】90時間後の分解効率を図6に示した。こ
の結果から、緩衝液のイオン濃度は、水系では100〜
300mM、水−ドデカン系では100〜600mMが
好適であることがわかった。
FIG. 6 shows the decomposition efficiency after 90 hours. From this result, the ionic concentration of the buffer solution was 100 to 100 in the aqueous system.
It has been found that 300 mM and 100-600 mM are suitable for the water-dodecane system.

【0058】[0058]

【実施例6】疎水性有機溶媒を含む溶媒系でキチンを超
音波処理することによる、分解酵素の反応性の向上を調
べた。
Example 6 Improvement in reactivity of a degrading enzyme was investigated by sonicating chitin in a solvent system containing a hydrophobic organic solvent.

【0059】50mM酢酸緩衝液(pH5.0)あるい
は、同緩衝液10%−ドデカン90%にキチンを2(W/
V)%加え、細胞破砕用ソニケータ((株)トミー精工
製、MODEL UR−200P、発振周波数20kH
z)を用いて5分間超音波処理した後に、2(W/V)%の
リゾチームを加え、40℃で反応させた。
Chitin was added to 50 mM acetate buffer (pH 5.0) or 10% of the same buffer-90% of dodecane with 2 (W / W).
V)%, a cell crusher sonicator (manufactured by Tommy Seiko Co., Ltd., Model UR-200P, oscillation frequency 20 kHz)
After sonication for 5 minutes using z), 2 (W / V)% lysozyme was added and reacted at 40 ° C.

【0060】44時間後の変換率を、無処理のもの、1
00℃で30分加熱処理したものと比較した(図7)。
尚、各条件を表2に示した。
The conversion rate after 44 hours was as follows:
The results were compared with those subjected to heat treatment at 00 ° C. for 30 minutes (FIG. 7).
In addition, each condition was shown in Table 2.

【0061】[0061]

【表2】 [Table 2]

【0062】この結果から、有機溶媒系でキチンを超音
波処理することにより、加熱処理と同様に、加水分解酵
素により分解されやすくなることがわかった。
From these results, it was found that when ultrasonic treatment was applied to chitin in an organic solvent system, the chitin was easily decomposed by a hydrolytic enzyme as in the case of heat treatment.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上に示したように、キチン含有材料を
有機溶媒又はこれに水を加えた溶媒中で加熱処理及び/
あるいは超音波処理し、β−1,4グリコシド分解酵素
を作用させることにより、キチンを効率よく分解するこ
とができる。
As described above, the chitin-containing material is heat-treated in an organic solvent or a solvent obtained by adding water thereto, and / or
Alternatively, chitin can be efficiently degraded by sonication and the action of β-1,4 glycoside degrading enzyme.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 溶媒系の違いによるキチンの分解率を比較し
たグラフ
FIG. 1 is a graph comparing the degradation rates of chitin with different solvent systems.

【図2】 酵素濃度と基質濃度の違いによるキチンの分
解率を比較したグラフ
FIG. 2 is a graph comparing chitin degradation rates depending on the difference between an enzyme concentration and a substrate concentration.

【図3】 酵素濃度に対する、キチンの分解率を示した
グラフ
FIG. 3 is a graph showing a chitin decomposition rate with respect to an enzyme concentration.

【図4】 水分含量とキチンの分解との関係を示したグ
ラフ
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the water content and the degradation of chitin.

【図5】 pHとキチンの分解との関係を示したグラフFIG. 5 is a graph showing the relationship between pH and the degradation of chitin.

【図6】 イオン強度とキチンの分解との関係を示した
グラフ
FIG. 6 is a graph showing the relationship between ionic strength and chitin degradation.

【図7】 超音波処理がキチンの分解に与える効果を示
したグラフ
FIG. 7 is a graph showing the effect of sonication on the degradation of chitin.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 キチン含有材料を含む溶液に分解酵素を
存在させ、酵素反応を行うことによりキチン含有材料を
分解する方法において、キチン含有材料を有機溶媒又は
これに水を加えた溶媒中で加熱する工程と、キチン含有
材料とβ−1,4グリコシド分解酵素を共存させる工程
とを含むことを特徴とするキチン含有材料の酵素的分解
法。
1. A method for decomposing a chitin-containing material by causing an enzyme to be present in a solution containing the chitin-containing material and performing an enzymatic reaction, wherein the chitin-containing material is heated in an organic solvent or a solvent obtained by adding water thereto. And a step of coexisting the chitin-containing material and β-1,4 glycoside-degrading enzyme.
【請求項2】 キチン含有材料を含む溶液に分解酵素を
存在させ、酵素反応を行うことによりキチン含有材料を
分解する方法において、キチン含有材料を有機溶媒又は
これに水を加えた溶媒中で超音波印加する工程と、キチ
ン含有材料とβ−1,4グリコシド分解酵素を共存させ
る工程とを含むことを特徴とするキチン含有材料の酵素
的分解法。
2. A method for decomposing a chitin-containing material by allowing an enzyme to be present in a solution containing the chitin-containing material and performing an enzymatic reaction, wherein the chitin-containing material is dissolved in an organic solvent or a solvent obtained by adding water thereto. A method for enzymatically decomposing a chitin-containing material, comprising a step of applying a sound wave and a step of coexisting a chitin-containing material and a β-1,4 glycoside-decomposing enzyme.
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