JPH0387189A - 酵素により製造可能な生成物の溶液を連続的に製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、管状反応器中で基質−生成物の変換のために
酵素活性を有する固定化生物触媒を用いて基質溶液を反
応させることにより、製造すべき生成物の溶液を得るよ
うな酵素反応を連続的に実施するｌ：めの新規方法に関
する。

従来の技術 固定化生物触媒を有する反応器に基質溶液を貫流させる
ような基質の酵素変換のための疑似連続的に実施可能な
工業的方法は、既に公知である。しかし、この公知方法
の場合には、問題が存在する。それというのも、生物触
媒の酵素活性は、一般に反応器の運転時間か進行するに
つれて多少とも急速に減少するからである。

従って、活性の損失を補償するためには、基質溶液の空
間速度（毎時の必要な触媒によって取られる反応器容量
当りの基質溶液の容量−■／　ｖ　ｈ　）を減少させか
つそれによって減少する酵素活性に適合させることによ
り、基質溶液に対する固定化生物触媒の作用時間を上昇
させなければならない。

しかし、基質溶液の空間速度は、工業的および経済的な
視点から任意に遥かに減少させることができるのではな
く、実地に即した最小速度によって下限値に向かって制
限される。このことは、反応器中に導入された全酵素活
性を利用することができることを意味する。最小空間速
度が遠戚された場合には、使用される固定化生物触媒は
、必ずしも完全には使用されず（すなわち、既に活性な
しに）、一般には、初期活性の約２０％のそれ自体なお
注目すべき残存活性を有する。この公知方法によれば利
用不可能な残存活性は、一般に廃棄される。従って、さ
らに処理技術的視点から前記方法は、不利でもある。そ
れというのも、この方法は、不規則な生成物の流れを定
め、この流れを補償するために、数多くの反応器が必要
とされる。

発明が解決しようとする課題 従って、基質溶液の本質的に不変の空間速度で作業し、
ひいては酵素による変換生成物を含有する溶液の本質的
に均一の流れを本質的に不変の変換率で可能にする、基
質を固定化生物触媒（以下、酵素活性を有する触媒また
は略して触媒とも称する）で酵素変換するための連続的
方法を提供するという課題が課された。

課題を解決するための手段 この課題は、本発明方法によって解決される本発明は、
管状反応器中で基質−生成物の変換のために酵素活性を
有する固定化生物触媒を用いて基質溶液を反応させるこ
とによって、酵素により製造可能な生成物の溶液を連続
的に製造する方法に関し、この方法の場合、固定化生物
触媒は、基質溶液が貫流する管状反応器に沿って、管状
反応器に沿って時間的に本質的に不変の活性プロフィー
ルが維持されたままであるように移動される。

公知技術水準の方法の場合には、触媒は移動しない不動
相として反応器中に存在し、かつ基質／生成物の流れの
みは可動用として反応器を貫流するけれども、本発明方
法の場合には、酵素活性を有する固定化生物触媒は、反
応器を通して移動する。すなわち、本発明による方法は
、相対的に互いに反応器を通して移動する２個の可動用
を用いて作業する。この場合、基質／生成物の流れは、
原理的に、酵素活性を有する可動触媒に対して向流でも
対流でも導くことかできる。２つの可動用の運搬は、自
体公知の方法によって生じさぜることかできる。触媒の
可動の固体相に対して、運搬は、例えば重力の作用、水
力の圧力の作用によるか、または常用の機械的運搬要素
によって実現させることができる。

本発明の方法は、管状反応器に沿って時間的に本質的に
不変の活性プロフィールによって公知技術の方法と区別
される。この場合、活性プロフィールは、それぞれ方法
を実施する時点での反応器に沿っての固定化生物触媒の
活性の空間的経過である。公知技術による方法の場合に
は、活性プロフィールは、処理時間か増大するにつれて
減少する酵素活性を有する反応器の全ての部分それ自体
に基づいて変化する。公知方法の場合には、時間的に不
変でない活性プロフィールおよび反応器中での全酵素活
性の減少か存在し、この場合には、基質溶液の空間速度
を絶えず減少させることによって基質溶液の空間速度に
適合させることが強制される。

実際に、個々の触媒粒子の酵素活性は、本発明による方
法の場合にも減少するが、触媒粒子は、その活性減少に
相応して反応器を通して移動され、したがってこの触媒
粒子は、それぞれ高い活性を有する反応器の帯域から低
い活性を有する隣接した帯域中に供給される。それによ
って、それぞれの帯域中で定義された定常の酵素活性が
調節され、ひいては反応器に沿って時間的に本質的に不
変の活性プロフィールか維持される。反応器の全酵素活
性は、本質的に不変のままであり、それに応してこの方
法は、基質溶液の十分の不変の空間速度で実施すること
かできる。

本発明による方法の１つの変法の場合、活性プロフィー
ルは、常に新しく固定された生物触媒を供給しかつ不活
性の触媒を導出することにより維持される。このために
、管状反応器は、１つの端部で、所定の速度で管状反応
器を通して移動する固定化された新しい生物触媒で絶え
ず充填され、最後に反応器のもう１つの端部で等量の容
量の固定化された不活性生物触媒は除去される。供給お
よび導出は、木質的に同期的に行なわれ、かつ自体公知
の方法で実現することができる。

本発明による方法の別の有利な変法の場合、活性プロフ
ィールは、間歇的に新しく固定された生物触媒を供給し
かつ不活性の触媒を導出することにより維持される。こ
のために、例えば管状反応器は、時間間隔の開始時に１
つの端部で、間歇的に管状反応器を通して移動する固定
化された新しい生物触媒の定義された容量で充填され、
最後に反応器のもう１つの端部で等量の容量の不活性生
物触媒は除去される。この場合、供給および導出は、本
質的に同じ時点で行なうことができ、かつ自体公知の方
法で実現することができる。また、間歇的に供給および
導出を異なる時点で実施することも可能である。

この場合、１つまたは若干の順次の時間間隔の開始時に
差当たり固定化された新しい生物触媒のみが供給される
が、なお不活性の触媒は導出されない。不活性触媒の導
出は、後の時間間隔の開始時に初めて行なわれ、この場
合には、不活性触媒の相応して大きい容量は、反応器か
ら取り出される。種々の時点での触媒の供給および導出
は、活性プロフィールの形および定数に対して効果を全
く示さず、但し、不活性の触媒栓（Ｋａｔａｌｙｓａｔ
ｏｒｐｆｒｏｐｆｅｎ）が反応器の端部で構成されるか
またはこれか除去されるような程度に全部が反応器に沿
ってのみ相応して移動することに限定される。この非同
期的方法は、処理技術的に、場合によっては運転進行中
での反応器からの不活性触媒の頻繁の僅かな取り出しを
設計に入れることができ、かつ反応器の充填位置が運転
要件に十分に適合することができるという利点を有する
。また、この方法の間歇的実施の変法の場合には、不活
性の触媒のみを間歇的に導出し、これに対して固定化さ
れた新しい生物触媒を絶えず供給する」：うに行なうこ
とかできる。この場合、不活性の触媒の導出は、所定の
時点で行なうことができるが、しかし遅くともそれぞれ
反応器の最大の充填位置か遠戚されることにより行なう
ことができる。

前記の間歇的方法の場合には、反応器の全ての帯域中で
酵素活性は、確定した時間間隔内でまず間隔の開始時の
初期値から間隔の終結時の低い最終値へ減少される。し
かし、全ての新しい時間間隔の開始時に触媒粒子は、そ
の活性減少に相応してそれぞれ高い活性を有する反応器
の１つの帯域から低い活性を有する隣接した帯域中に供
給されるので、全ての帯域で平均で準定常の定義された
酵素活性が調節される。この場合、この中位の酵素活性
により反応器に沿って時間的に本質的に不変の活性プロ
フィールが定義される。それに応して、この間歇的方法
は、反応器の平均で本質的に不変の全酵素活性に適合し
ている基質溶液の平均で不変の空間速度で実施すること
ができる。空間速度は、間隔の開始時に初期の値からよ
り低い最終値に減少し、かつ直ぐ次の間隔の開始時に再
び初期の値に上昇される。

原理的に固定化された生物触媒および基質溶液は、向流
でも直流でも互いに反応器を通して移動することができ
る。本発明による方法の１つの好ましい変法の場合、触
媒は、基質溶液との直流で管状反応器を導通する。

原則的に管状反応器は、任意に配置することができるが
、しかし本発明による方法の１つの好ましい変法の場合
には、固定化された生物触媒は、垂直に配置された管状
反応器に沿って移動される。触媒の輸送は、重量の作用
によって生じさせることができるか、または例えば触媒
粒子を触媒床の高さを越えて反応器カラムの上端から反
応器カラムの下端へ輸送する輸送要素によって生しさせ
ることができ、この場合この触媒粒子は、最終的に機械
的搬出要素に到達し、かつ反応器カラムから除去される
。有利には、触媒粒子の輸送は、重量の作用によって行
なわれる。この場合このように運転される反応器は、１
つの触媒床を有し、この触媒床の上端には、絶えず約１
００％の初期活性を有する固定化された新しい生物触媒
か存在する。その下に存在する触媒床層の場合、活性は
、触媒床の下端にまで絶えず減少する。反応器の出口で
本質目 的になお触媒のみは活性なしに存在する。

本発明方法を垂直に配置された反応器中で実施する場合
、方法の開始時に時間的に本質的に不変の活性プロフィ
ールは、初期段階で差出たり固定化された生物触媒から
なる基本堆積物との反応を反応器カラム中で自体公知の
方法で開始し、次いでこの基本堆積物の酵素活性が下限
値に減少したら直ちに、絶えずまたは間歇的に固定化さ
れた新しい生物触媒を堆積物の望ましい高さまたは最大
の高さが達成されるまで添加することにより、構成され
る。この場合、実際に反応器カラムの上端で固定化され
た新しい生物触媒を有利に直流で基質流中に供給するか
または直接に反応器中に装入するようにして行なわれる
。この場合、酵素活性を有する供給された触媒は、初期
床上で沈澱し、この場合触媒床は、徐々に高められる。

反応器の高い容量利用に関連して、活性が初期活性に対
して９５％以下の値、特に７０〜９０％の値に減少した
ら直ちに、固定化された新しい生物触媒の供給を既１２ に開始するのが有利である。この場合、新たに供給され
る固定化された生物触媒の量は、その中に含有された活
性量が不活性化されているものと等量であるように定め
られる。不活性化の損失を固定化された新しい生物触媒
によって補償することにより、基質溶液の空間速度の公
知技術水準による方法で必要とされる減少は、本発明に
よる方法で十分に回避される。すなわ、ち、反応器カラ
ムは、本質的に一定の空間速度および不変の変換度で実
施される。触媒供給に基づいて触媒が堆積することによ
り反応器カラムの所定の充填高さまたは最大の充填高さ
か達成されたら直ちに、活性プロフィールの構成を有す
る初期段階は反応器カラム中で終結される。

次に、この方法は、本発明による連続的運転に移行する
。また、固定化された新しい生物触媒を絶えず供給する
かまたは間歇的に供給しなから、既に不活性の触媒の不
断のまたは間歇的な除去は、反応器カラムの下端部で開
始される。

反応器は、完全な容量を利用することなしに、例えば少
ない製品需要の際に実施することもできる。更に、初期
段階で固定化された新しい生物触媒の供給は、反応器の
活性が容量負荷に対して完全に上記された場合よりも低
い値の初期活性に減少する場合に初めて開始される。こ
の場合、それぞれの生物触媒に依存する、工業的および
経済的になお重要な下限にまで初期活性の任意の百分率
の値を反応器中で調節することができ、かつ上記の方法
と同様に、固定化された生物触媒の不断のまたは間歇的
な供給および導出を維持することができる。

従って、本発明方法によって、反応器の作業点、すなわ
ち活性水準を製品需要に広範な範囲内で正確に適合させ
ることかできる。

所定の活性水準の調節を活性プロフィールを構成するた
めの前記の初期段階の間だけでなく、反応器の本発明に
よる連続的運転段階の時点でも行なうことができること
は、自明のことである。すなわち、固定化された新しい
生物触媒の供給の相応する遅延または中断によって高い
活性水準から低い活性水準へ移行することかできるか、
または反対の場合には、固定化された新しい生物触媒の
付加的な供給によって、低い活性水準から高い活性水準
へ交換することもできる。

固定化された生物触媒によって変換すべき基質は、本発
明による方法で澄明な溶液の形で、例えば一般に常法で
使用する場合であっても反応器中に導入される。基質に
対する溶剤として水を使用することができ、かつそれ自
体それぞれの生物触媒と認容性で、場合によってはむし
ろ活性および／または安定性の全ての有機溶剤を使用す
ることができる。適当な有機溶剤は、例えば直鎖状また
は分枝鎖状の脂肪族Ｃ１〜ＣＩＯアルコール、特にＣ１
〜Ｃ５アルコール、例えばメタノール、エタノール、イ
ンプロパツール、ブタノールまたはペンタノールおよび
別の有機溶剤、例えばエーテル、ジオキサン、ジメチル
スルホキシド、ジメグールホルムアミド、ピリジン等で
ある。特に好適なのは、水でありかつ水と完全にまたは
少なくとも部分的に混合可能な有機溶剤である。また、
適当な溶剤の混合物を使用するもできることは、自明の
ことである。

本発明による方法の場合には、それ自体任意の固定化さ
れた生物触媒を使用するができる。

この場合、固定化された生物触媒は、固定化された酵素
ならびに固定化された微生物である。

しかし、特殊な場合には、本方法は、液状の澄明な基質
もしくは適当な溶剤もしくは溶剤混合物中の基質の澄明
な溶液を要求するような酵素が適当である。この場合、
本発明方法の利点は、殊に失活を促進する傾向にありか
つそれに応じて常法の際に不利に反応器充填の制限され
た利用時間のみを許容する酵素の場合に支持される。本
発明方法で使用可能な酵素の例は、セルラーゼ、グルコ
アミラーゼ、α−アミラーゼ、グルコシダーゼ、グルコ
ースオキシダーゼ、グルコースイソメラーゼ、ラクター
ゼ、インベルターゼ、リパーゼ、エステラーゼ、アシラ
ーゼプロテアーゼ等である。これに対して、微生物を生
物触媒として使用する場合には、これは、殊に前記酵素
を有し、ひいては相応する酵素反応を実施することがで
きる酵母、菌類または細菌類であることかできる。

本発明方法の１つの特殊な形成の場合には、グルコース
含有基質溶液を他の上記の反応器カラムによって、すな
わち方向を定めて移動する酵素キャリヤー粒子および時
間的に本質的に不変の活性プロフィールを有する移動床
上に導くことにより、例えば固定化されたグルコースイ
ソメラーゼは、酵素活性を有する触媒としてグルコース
からフルクトースへの変換のために使用される。

本方法を実施する場合には、使用されるグルコースイソ
メラーゼの種類に応して、公知技術水準で自体公知の反
応条件、例えば基質溶液の温度、ｐＨ値、空間速度また
はその他のパラメーター等は維持され、その上、必要に
応して、公知技術水準で公知の他の手段、例えは基質溶
液への一定のイオンもしくは共ファクターの添加、基質
溶液への酸化防止剤の安定量の添加または基質溶液の自
体公知の別の前処理手段を包括することができる。これ
に関連して、具体的な条件は、殊に西ドイツ国特許第３
４０５０３５号明細書および同第３１４８６０３号明細
書から認めることができる。

本発明による方法をグルコースイソメラーゼを用いて実
施するために、反応器の所定の活性水準には、基質溶液
の空間速度は有利に、基質溶液および触媒が常法で反応
器の比較可能な活性水準の際に基質溶液の空間速度に相
応する相対的速度で互いに移動するような程度に触媒の
速度に定められる。この場合、この相対的空間速度は、
進行する生成物溶液が乾燥物質に対して、例えば４２．
５±０．５重量％のフルクトスの含量を有するように調
節されている。

本発明による方法の前記形成の場合に、無機または有機
キャリヤーに対して吸着結合したかまたは共有結合した
全てのグルコースイソメラゼそれ自体は使用することが
できる。有利には、グルコースイソメラーゼを多孔質の
二酸化珪素または多孔質の酸化アルミニウム上で固定化
して存在させるようなグルコースイソメラーゼ性を有す
る自体公知の触媒が使用される。

この種の適当な触媒は、例えば西ドイツ国特許第２７２
６１８８号明細書の記載によりグルコスイソメラーゼの
固定化によって取得することができかつ例えば西ドイツ
国特許第３１４８６０３号明細書および同第３４０５０
３５号明細書に記載の公知方法の場合にも使用されるも
のである。

本発明方法により得られるグルコース−フルクトース溶
液は、自体公知の方法で、有利な使用に供給することか
できる。例えば、処理の間に導入されたが例えば味覚を
損なうイオン性戊分を陽イオン／陰イオン交換によって
生成物から除去することは、推奨することができるし、
望ましくもある。場合によっては、溶液は、なおシロッ
プ（イソシロップまたはイソグルコ９ ス）に蒸発濃縮することができるか、または４２重量％
よりも僅かであるかまたは高いフルクトース含量を有す
る溶液に加工することができる。

本発明方法の根本的な利点は、固定化された生物触媒の
活性を完全に利用することができることにある。

これに対して、公知技術水準の方法の場合には、残留活
性は、初期活性に対して約２０％利用されないままであ
る。

その上、本発明による方法は、基質／生成物流の本質的
に不変の空間速度の場合に基質の完全に連続的な変換、
ひいては単位時間当りの反応器の一定の生産性を可能に
する。この場合、一定の空間速度により反応器中での敏
感な基質／生成物混合物の一定の短い滞留時間も可能に
なることは、極めて有利である。それによって、例えば
、ヒドロキシメチルフルフラール（ＨＭＦ）　、アセ］
・アルデヒドまたはプシコースのような望ましくない副
生成物の形成ならびに基０ 質／生成物溶液の望ましくな０）変色は、阻止される。

反応器は、好ましい変法の場合に一定の通過量で高い活
性水準および空間速度水準で実施することができ、それ
によって微生物による汚染に対する系の安全性は、著し
く向上される。更に、反応器は、生物触媒の活性の全て
の工業的経済的に重要な水準の際Ｉこ実施することがで
きこの場合活性の種々の水準の間での交換は直ちに可能
である。反応器に屡々十分に固定化された新しい生物触
媒を供給する場合には、所定の活性水準は、狭い範囲内
で維持することができる。例えば、反応器に固定化され
た新しい生物触媒を１週間当たり約２回供給する場合に
は１００時間で約３％の失活速度で十分であるまた、更
に著しい処理技術的利点および装置的利点が存在する。

すなわち、本発明による方法は、反応の間に反応器の完
全に連続的な負荷および負荷解除を可能にする。公知技
術水準と比較して、充填および充填解除に対する停止は
、問題にならない。必要とされる反応器の数（公知技術
水準の場合通常６〜１０）は、むしろ１個の反応器にま
で減少させることができる。

従って、投資費用および維持費は、極めて減少され、か
つ運転による対照の分析は、著しく簡易化される。

次に、本発明を実施例につきさらに詳説するが、本発明
は、この範囲内に限定されるものではない。

実施例 １、−最内な条件および物質 １．１　　試験反応器として、内径０．７ｍｍの熱処理
可能なガラスカラムを垂直に下流に向いた流れ方向で運
転した。

１．２　　本方法を実施するために、（空間速度として
表わされた）　７．４　ｖ／ｖ　ｈ　（６０°Ｃ）であ
る初期活性を有する型式オプティス　ウ　ィ　−　ト　
　（ＯｐＬｉｓｗｅｅｔ）Ｈ（Ｍｉｌｅｓ　　Ｋａｌｉ
−Ｃｈｅｍｉｅ　ＧｍｂＨ＆　Ｃｏ、ＫＧ）のグルコー
スイソメ３ ラーゼ活性を有する固定化された生物触媒を使用した。

１．３ 使用した基質は、次の組成を有してい ｌこニ ゲルコース：　　　　　　　４５重量％マグネシウム：
　　　　　　１２０ｐｐｍＳＯ２：　　　　　　　　　
６００ｐｐｍｐＨ値ニア、５ マグネシウムを硫酸マグ不ソウムの形 で添加し、かつＳＯ２を亜硫酸すトリウムの形で添加し
た。

、４　本発明による方法を代替できる時間範囲内で証明
し得るために、６０°Ｃのそれ自体常用の処理温度で作
業するのではなく、７５°Ｃの高めた温度で作業した。

７５°Ｃでの触媒の初期活性は、６０’Ｃｉの場合より
も２．５倍高く、この場合７５°Ｃで意識的に努力され
た高い失活速度は、６０°Ｃの場合よりも約１０倍大き
い。すなわち、次の測定結果は、代替できる時間空間で
得ることができた。

２、方法の実施 グルコースイソメラーゼ活性および１゜２に記載の性質
を有する触媒２ｍＱを基礎堆積物として反応器中に導入
した（充填高さ５．２　ｃ　ｍ）。この反応器に配量ポ
ンプを用いて前熱処理された（７５°Ｃ）基質溶液を導
通し、この場合には、通過量を、異性化度か全運転時間
に亘って不変に４６゜５％である（不変の異性化率の場
合の作業）ような程度に調節しかつ場合によっては後制
御した；初期速度−１８，５ｖ／ｖｈ。次に、所定の時
間間隔の後（゛′間隔方法″）にそれぞれグルコースイ
ソメラーゼ活性を有する新しい触媒の一定量を反応器中
に装入した堆積物上に反応器の最大の充填量が達成され
るまで添加した（構成段階の終了および完全に連続的な
運転の開始）。

触媒の添加は、それぞれ残留活性に対して７５％〜５０
％の値で行なわれ、この場合供給された量によりそれぞ
れ例えば酵素活性の初期水準（１００％）が再び得られ
た（より大型に設計された反応器の場合には、供給され
る触媒量の本質的に小さい段階付けが技術的に可能であ
る。本例の反応器の寸法の場合には、精度の理由からよ
り細かな段階付けは選択することがてきなかった。それ
というのも、この場合そのつと供給すべき触媒量は僅か
すぎる結果になろうからである。）供給される触媒量は
、ｍａで定められ、かつ精度を向上させるために活性の
増大により正確にグラムで計算された。総括的に言えは
、試験の進行中に８回固定化された新しい生物触媒を後
充填しＩこ。

反応器の流出口での不活性触媒の取出しは、完全に連続
的な運転段階の間に全部で２回それぞれ４回の後充填の
後に４１０時間（取出しｉｌｇ）および７００時間（取
出し量１．４８３ｇ）の時点で行なわれた３ ７００時間の運転時間の後の最後の触媒の取出しに続い
て、固定化された新しい生物触媒の添加を調節し、反応
器を２０％の残分活性か達成されるまでさらに運転した
。この最後の段階は、反応器中での酵素活性の運転水準
を下げる方法に相応する。この段階の間に２０％を上廻
る活性水準で再び固定化された新しい生物触媒の添加と
ともに開始される場合には、反応器を２０％を上廻る活
性の自由に選択可能な運転水準でさらに実施することが
できる。

この例の結果は、運転時間に亘っての初期活性に対する
％での反応器中の酵素活性の経過として記載されている
。運転データおよび運転結果は、詳細には第１表ならび
に第１図および第２図に記載されている。

、運転時間および結果 、ｌ第１表 運転時間および供給されたかまたは取出された触媒に依
存する活性の経過ならびに通過量および生産性 （後充填区間に亘って の組込み１回につき測定した） 運転　　　活性度　　ＨＦ５−ＴＳの 時間　　　間隔　　　りでの通過量 （ｈ） （％）　　　　ｇ／Δｔ　ｇ／Σを 触媒 後充填量および　反応器　取出 後充填時間　　　内容量　量 ｇ　ｔ（ｈ）　　　　（ｇ）　　（ｇ）０ ０〜７３ ７３〜１７１ １７１〜２６５ ２６５〜３３９ ３３９〜４１０ １０ ００ １００　〜７３．１１２５４．０１２５４１０１．５〜
６１．５１５６６．９２８２０．９１１２．２〜６０．
９１５８＋、９４４０２．０１０４．６〜６５．４１２
３６．３５６３８．３１０３．５〜７１．５１２１３．
０６８５１．３０．２５３８ ０．４４８８ ０．４１８４ ０．３６２３ ０．３４６８ ４１０〜５０６ ５０６〜５７８ ５７８〜７００ ００ １０６．７〜５８．０１５０３．６８３５４．９　０．
４６１３　５０６１０２．５〜６６．０１１９５．５９
５５０．４　０．３３４６　５７８９５．６〜４７．５
１７４８．４１１２９８．８０．５８０８　７００７０
０〜９４０　１０５．６〜１７．８２３６２．６１３６
６１．４■ １　、２５３８ １．７０２６ ２．１２１０ ２．４８３３ ２．８３０１ １．８３０１１．００ １） ２．２９１４ ２．６２６０ ３．２０６８ １．７２３８１．４８３ ２〕 １．７２３８ ＨＦＳ−高フルクトース含有ンロソプ ＴＳ　　−乾燥物質 ｔ）　　　　ｔｏ時に装入された量 ２）　　　　１回目ないし４回目の後充填量ｇ／Σを欄
に記載の通過量は、測定量が次の関係式に当てはまる生
産性Ｐ、に相当する：Ｄ　ｔ　−Ｄ。

ｐｔ＝ ［ｇ］ ［Ｄｏ−ｔｏ時のｇ／ｈでの通過量；Ｄ、＝を時のｇ／
ｈでの通過量；に＝（ｉｎ　　Ｄｏ　　ｉｎ　　Ｄ、）
／　（ｔｏ　　ｔ）］、２第１図 反応器の運転時間に亘っての触媒活性の経過 （１）ｔ＝ｏ（ｈ）時点での反応器中の基本堆積物 （２）〜（５）、（７）および（８）反応器の頭部での
グルコースイソメラーゼ活性を有 する固定化された新しい生物触媒の添 加 （６）および（９）反応器の頭部でのグルコースイソメ
ラーゼ活性を有する固定化さ れた新しい生物触媒の添加および同時 に反応器の脚部での不活性触媒の取出 ８ し に−触媒活性 第１段階：反応器の運転開始および反応器カラムに沿っ
ての活性プロフィ ールの構成；（１）〜（５）。

第■段階：高い活性水準の場合の連続的運転段階；（５
）〜（９）。

第■段階：酵素活性を僅かな水準に調節するためないし
は外部運転のため の反応器の運転停止；（９）から ３．３第２図 使用した触媒量および反応器の生産性 （ａ）ＨＦＳ−ＴＳ　　ｋｇでの生産 （ｂ）触媒、使用量９ ４、常法での生産性と比較した本発明による方法での生
産性 固定化されたグルコースイソメラーゼからなる触媒床を
用いてとにかく上記の木発明による実施例と同し条件下
（７５°Ｃ；定の異性化率４６．５％）で１００％の初
期活性から２０％の残留活性になるまで運転される常用
の反応器に対しては、使用した触媒１ｇ当たりＨＦ５−
ＴＳ３．１１ｋｇの生産性が生じる。

本発明による方法の場合、完全に連続的な運転段階■（
この場合、例えば３４０〜７００ｈ）、すなわち反応器
系の平衡状態に関しては、この段階で生産される量のＨ
Ｆ５−ＴＳ　　　１１．６〜５．７＝５．９ｋｇおよび
この段階の間に供給される触媒量４．１５〜２．５５＝
１．６ｇから系の平衡状態について使用した触媒１ｇ当
たりＨＦ５−ＴＳ３．６９ｋｇの生産性が明らかになる
。

本発明による方法の生産性の値と、常法の生産性の値と
の比較から、本発明による方法の場合の生産性は、１９
％（１００％の場合の常法の生産性に対して）だけ高く
生じることが判明する。すなわち、本発明方法での生物
触媒の活性は、完全に利用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、運転時間に亘っての初期活性に対する％での
反応器中の酵素活性の経過を示す線図であり、第２図は
、（ａ）運転時間に亘ってのＨＦ５−ＴＳのｋｇでの生
産性および（ｂ）触媒の９での使用量を示す線図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管状反応器中で基質−生成物の変換のために酵素活
   性を有する固定化生物触媒を用いて基質溶液を反応させ
   ることによって、酵素により製造可能な生成物の溶液を
   連続的に製造する方法において、固定化生物触媒を基質
   溶液が貫流する管状反応器に沿って、管状反応器に沿っ
   て時間的に本質的に不変の活性プロフィールが維持され
   たままであるように移動させることを特徴とする、酵素
   により製造可能な生成物の溶液を連続的に製造する方法
   。 ２、活性プロフィールを新しい固定化生物触媒の不断の
   供給および不活性の固定化生物触媒の導出によって維持
   したままにする、請求項１記載の方法。 ３、活性プロフィールを新しい固定化生物触媒の間歇的
   な供給および不活性の固定化生物触媒の導出によって維
   持したままにする、請求項１記載の方法。 ４、固定化生物触媒を基質溶液との向流で管状反応器を
   通して移動させる、請求項１から３までのいずれか１項
   に記載の方法。 ５、固定化生物触媒を垂直に配置された管状反応器に沿
   って、すなわち反応カラムに沿って重力の使用下に移動
   させる、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方
   法。 ６、活性プロフィールを反応の初期段階で、固定化生物
   触媒からなる基本堆積物との反応を反応器カラム中で自
   体公知の方法で開始させることにより、構成させ、酵素
   活性が初期活性の予め定めた下限値に減少したら直ちに
   、不断にまたは間歇的に新しい固定化生物触媒を、堆積
   物の望ましい高さまたは最大の高さが達成されるまで添
   加する、請求項５記載の方法。 ７、酵素により製造可能な生成物としてグルコースおよ
   びフルクトースを含有する溶液を、グルコースを含有す
   る基質溶液をグルコースイソメラーゼ活性を有する固定
   化生物触媒を用いて反応させることによって得る、請求
   項１から６までのいずれか１項に記載の方法。 ８、固定化生物触媒として多孔質の二酸化珪素または多
   孔質の酸化アルミニウム上に固定化されたグルコースイ
   ソメラーゼを使用する、請求項７記載の方法。