JPH0412706B2 - - Google Patents
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、固定化酵素を用いるバイオリアクタ
ーに関するものであり、油脂工業、医薬品工業、
食品工業等に広い応用が期待されるものである。 〔従来の技術〕 固定化酵素を用いたバイオリアクターとして
は、光架橋性ゲルに包括固定化リパーゼをカラム
に充填し、予め水と油を撹拌して、エマルジヨン
状態になつた油水混合物を充填塔に還流させる方
法（Y.Kimura et.al.Eur.J.Appl.Microl.
Biotechnol.，17，107（1983））が知られている
他、本発明者らが先に開発した塔型固定化リパー
ゼカラムを用いて、中上段より高比重の水溶性基
質、中下段より低比重の油状基質を連続的に供給
し、上端より低比重の油状生産物、下端より高比
重の水溶性生産物を連続的に採取する方法（小杉
等、特開昭61−85195号）、及び多段反応槽におい
て、固定化リパーゼを用いて反応させるに際し、
固定化リパーゼ、油状基質、及び水溶性基質のそ
れぞれの分離と混合を反復し、固定化リパーゼに
油状基質と水溶性基質を向流的に接触させる方法
が提案されている（小杉ら 特願昭61−205588
号） 〔発明が解決しようとする問題点〕 既に報告されている固定化酵素を充填したカラ
ムに予めエマルジヨン状態にした混合物を通す方
法は、エマルジヨン粒子の固定化担体内に拡散す
る移動速度が著しく遅いため、固定化酵素充填カ
ラムに何回も反応液を循環させる必要があり連続
化が困難である。また油状生産物と、水溶性生産
物を連続的に分別採取することもできない。 塔型の固定化酵素を充填カラムを用いて低比重
の油状基質と高比重の水溶性基質を向流的に供給
する方法では、カラム内の油状基質と水溶性基質
の通路が完全に分かれてしまうチヤネリング現象
を防ぐために最初に油状基質と水溶性基質が混じ
り合いながら流れる流路を確保しなければなら
ず、またその処理速度は充填カラム内の油水分離
速度に依存しているため太くかつ短いカラムを使
う等の工夫が必要で、運転条件の制約も多く固定
化酵素の活性度を充分に発揮させることが困難で
ある。 多段反応槽で固定化酵素を用いて反応させ、固
定化酵素、油状基質、水溶性基質のそれぞれの分
離と混合を反復し、固定化酵素に低比重の油状基
質と高比重の水溶性基質を向流的に接触させる方
法は、多段の反応槽によるバツチ式であり、これ
を連続反応化するとともに、低比重の油状生産物
と高比重の水溶性生産物を連続採取するには、複
雑なパイプラインを必要とし、その制御操作も複
雑になる。また混合すると微細なエマルジヨンの
発生があり二相分離が悪くなるため分離と混合を
別々の反応槽で行うと反応時間の他に分離時間も
必要となり、効率的方法とは言い難い。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、従来のバイオリアクターの諸欠
点を改良すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を
完成したものである。 すなわち、本発明によれば、上端及び下端に静
置槽を有し、中間部に交互に配設された撹拌槽及
び静置槽を有するとともに、それら各槽を固定化
酵素を実質的に透過させない通液性の仕切板で仕
切り、かつ該撹拌槽には固定化酵素を収容させ、
さらに該上端の静置槽にはその下部に高比重基質
供給管及びその上部に低比重生産物排出管を配設
し、該下端の静置槽にはその下部に高比重生産物
排出管及びその上部に低比重基質供給管を配設し
たことを特徴とするバイオリアクターが提供され
る。 以下、本発明の好ましい一例について、図面に
より本発明を説明する。図中、１は低比重生産物
排出管、２は上端の静置槽、３は高比重基質供給
管、４は撹拌羽根、５は静置槽、６は撹拌槽、７
は低比重基質供給管、８は下端の静置槽、９は高
比重生産物排出管、１０は撹拌軸、１１は仕切
板、１２は撹拌軸カバーを示す。 上端の静置槽２と下端の静置槽８は望ましくは
円錐状のものが用いられる。その理由は微細なエ
マルジヨンが発生しても、低比重生産物排出管１
あるいは高比重生産物排出管９に達するまでに器
壁にあたつてエマルジヨン粒子の破壊がおこり、
二相分離がしやすくなるためである。二相分離が
しにくい反応液の場合、あるいは上層中に懸濁し
ている下層液が長時間運転していると低比重生産
物の輸送路に凝縮して下層液滴として蓄積するこ
とがあるので、グラスビーズ等を充填したエマル
ジヨン破壊槽を設けると二相分離がほぼ完全にな
る。また静置を完全にするためには撹拌軸部分は
撹拌軸カバー１２を設けてその影響を除去したも
のが望ましい。上端の静置槽２の上部には低比重
生産物排出管１、下部には高比重基質供給管３が
設けられている。また下端の静置槽８の下部には
高比重生産物排出管９、上部には低比重基質供給
管７が設けられている。静置槽の温度は50℃以上
が二相分離を行うのに適当であり、雑菌汚染防止
効果もあるので外套管等により50℃以上の温度に
設定できるようになつていることが望ましい。 本発明で中間部に設ける撹拌槽６は、静置槽５
に隣接した撹拌装置で撹拌できる通常円筒状の反
応槽である。この反応槽には固定化酵素を存在さ
せる。撹拌装置は角度付パドル羽根等の大きなも
のでゆるやかに撹拌し固定化酵素の物理的破壊を
すくなくする。撹拌方向は固定化酵素を浮遊させ
る方向に撹拌する。中間部も所定の温度に設定で
きるようにする。また静置槽５と撹拌槽６を仕切
る仕切板１１は通液性のもので、固定化酵素が通
過できない網目を持つステンレススチールのふる
い板や多孔板等を用いることが望ましい。長時間
運転しているとこの仕切板１１の下に気泡がたま
り反応器の二相分離がうまくいかなくなることが
あるので、物理的刺激もしくは気泡抜き装置をつ
けて気泡を抜かなければならない。 本発明で中間部に設ける静置槽５は、二相分離
が出来るのに必要なだけの高さを持つた通常円筒
状の分離槽である。静置槽５の高さが必要以上に
高いと二相分離に時間がかかる上に、反応器全体
の体積が増加する。したがつて撹拌槽６と接する
断面積に対して高さは低い方が望ましい。また静
置を完全にするために撹拌軸部分は撹拌軸カバー
１２を設けてその影響を除去したものが望まし
い。中間部に設ける撹拌槽６と静置槽５は、多段
化することにより長時間の撹拌による微細なエマ
ルジヨンの発生をおさえるのに有効である。 本発明における低比重基質とは、固定化酵素反
応の基質となるもので、油脂、ワツクス、リン脂
質、各種のエステル、モノグリセライド、ジグリ
セライド、脂肪酸等の水に溶けにくい物質で、そ
の比重は水の比重より軽く、イソオクタン、ヘキ
サン、ヘプタン等の非極性溶媒に可溶な物質で上
相を形成するものである。二相分離しやすくした
り可溶化するために上記の非極性溶媒を添加した
場合は、それも低比重基質として扱われる。また
高比重基質とは、水、グリセリン、グリセロリン
酸、アルコール等の水溶性有機物又はその水溶液
等である。 本発明に使用される酵素は、エステル結合に作
用し、加水分解、エステル合成あるいはエステル
交換能を持つリパーゼ等である。一般のリパーゼ
はこれらの機能を合わせ持つているが、目的に合
致した最適のリパーゼを選択することが望まし
い。酵素の固定化法としては、担体結合法や包括
固定化法等の酵素の固定化に知られているいずれ
の技術も採用しうる。しかし本発明の反応器は撹
拌をともなう流動床型リアクターなので摩耗しに
くいものが望ましい固定化担体である。固定化酵
素は通常撹拌槽６に入れて反応させるが、上端の
静置槽２に多少存在しても高比重基質を多く含ん
で比重が重くなつているので低比重生産物と一緒
に溶出されることは少ない。また下端の静置槽８
に存在しても低比重基質を含んで比重が軽くなつ
ているので高比重生産物と一緒に溶出されること
も少なくなる。 本発明のバイオリアクターの運転例としては、
下端静置槽の低比重基質供給管７より高酸価油を
供給し、上端静置槽の高比重基質供給管３よりグ
リセリンを供給すると、上端の低比重生産物排出
管１よりモノグリセライドやトリグリセライド等
の混合物が得られ、下端の高比重生産物排出管９
より未反応のグリセリンが得られる（小杉ら、特
公開昭61−257192号）。あるいは実施例にあるよ
うに低比重基質供給排出管７より油脂を供給し、
高比重基質供給管３より水を供給すると、低比重
生産物管１より脂肪酸やグリセライド、高比重生
産物排出管９よりグリセリン及び水が回収され
る。高比重基質の供給速度を低比重基質である油
脂の供給速度より遅くすると、高比重生産物であ
るグリセリンの濃縮回収が可能となる（小杉ら
特願昭61−205588号）。 〔作用〕 本発明のバイオリアクターの特徴は、低比重基
質と高比重基質の反応と、低比重生産物と高比重
生産物の分離回収を同時に行う反応システムを提
供することである。低比重基質と高比重基質を固
定化酵素の外部拡散抵抗を少なくするように反応
させるためには、固定化酵素表面の両物質の移動
速度を速くしなければならない。そのために固定
化酵素、低比重基質及び高比重基質を撹拌しなけ
ればならない。しかしあまり撹拌しつづけると低
比重基質と高比重基質がエマルジヨンになつてし
まうため、エマルジヨン粒子が固定化粒子内に入
りにくくなり、内部拡散抵抗が大きくなる（小杉
等、日本発酵工学会大会要旨集P58（1984））。従
つて撹拌によりエマルジヨン状態になつたものを
破壊させて再び連続相としての低比重基質にする
必要がある。この必要性を満たすために静置槽５
と撹拌槽６を上下に分けて配置し、撹拌により微
細エマルジヨンが生じても仕切板及び静置槽５で
エマルジヨンの破壊及び二相分離が容易に起り、
次の撹拌槽へ連続相の基質を提供することができ
る。この静置槽５と撹拌槽６を仕切る仕切板１１
の材質は金属ふるいが好適であり、プラスチツク
フイルター等を用いるとあまり旨くいかない。ま
た低比重生産物及び高比重生産物の回収のために
上端及び下端に静置槽２，８があるが、必要なら
ばここにエマルジヨン破壊槽を設けることにより
二相分離をほぼ完全に行つた生産物が得られる。
二相分離はエマルジヨン粒子の破壊によつて進行
する。エマルジヨン粒子の破壊はクリーミング、
凝集及び合一によつて進行する（春沢文則、油化
学第35巻１号（1986）50〜51ページ）。二相分離
速度はストークスの法則で支配されることが多い
ので、エマルジヨン粒子の直径を大きくしたり、
二相の密度差（比重差）を大きくしたり、分散媒
の粘度を下げたり、あるいは遠心力等をかけて重
力加速度を大きくして二相分離を促進することも
好ましい方法である。 〔実施例〕 次に実施例を示す。 シユウドモナス・フルオレセンス・バイオタイ
プ（微工研菌寄5495号）のリパーゼをDowex
MWA−１（20〜50メツシユ）に担体ｇあたり
1185単位のリパーゼを吸着させ、グルタールアル
デハイドで処理して強固に結合させたものを水洗
し、ガラスフイルタ上で吸引ロ過しながら乾燥さ
せ、固定化酵素とした。 次に図面に示すような反応器を用意した。撹拌
槽６と静置槽５は100メツシユのステンレス・ス
チールの仕切板１１で仕切つてある。図面には示
してないが反応槽は外套管により囲まれていて温
度が一定に保たれるようになつている。 上端と下端に円錐状の静置槽を設け、上端の静
置槽２には高比重基質供給管３及び低比重生産物
排出管１があり、下端の静置槽８には低比重基質
供給管７及び高比重生産物排出管９がある。中間
の各槽の直径は100mm、高さは30〜31mmで静置槽
５と撹拌槽６が交互に設けてある。各撹拌槽には
上述の固定化酵素を乾燥重量で35ｇ入れ、固定化
酵素を浮遊させるような方向に77秒間で10回転す
る、45度の角度のついたパドル型撹拌羽根４で撹
拌するようになつている。静置槽２，５，８の撹
拌軸１０は撹拌軸カバー１２でおおつてある。 最初撹拌せずに下端の高比重生産物の排出管９
をとじて高比重基質供給管３から水及び低比重基
質供給管７からオリーブオイルを約10ml／時間の
速さで供給した。反応槽に水及びオリーブオイル
が満たされた後、水の供給を毎時2.5ml、オリー
ブ油の供給を毎時５ml、下端の高比重生産物排出
管９より高比重生産物の回収を毎時2.5mlに調整
すると、上端の低比重生産物排出管１より毎時約
５mlで低比重生産物が回収された。 反応後10日間は、反応温度27℃で運転した。そ
の時の低比重生産物について測定した油脂分解率
は第１表のように変化した。
ーに関するものであり、油脂工業、医薬品工業、
食品工業等に広い応用が期待されるものである。 〔従来の技術〕 固定化酵素を用いたバイオリアクターとして
は、光架橋性ゲルに包括固定化リパーゼをカラム
に充填し、予め水と油を撹拌して、エマルジヨン
状態になつた油水混合物を充填塔に還流させる方
法（Y.Kimura et.al.Eur.J.Appl.Microl.
Biotechnol.，17，107（1983））が知られている
他、本発明者らが先に開発した塔型固定化リパー
ゼカラムを用いて、中上段より高比重の水溶性基
質、中下段より低比重の油状基質を連続的に供給
し、上端より低比重の油状生産物、下端より高比
重の水溶性生産物を連続的に採取する方法（小杉
等、特開昭61−85195号）、及び多段反応槽におい
て、固定化リパーゼを用いて反応させるに際し、
固定化リパーゼ、油状基質、及び水溶性基質のそ
れぞれの分離と混合を反復し、固定化リパーゼに
油状基質と水溶性基質を向流的に接触させる方法
が提案されている（小杉ら 特願昭61−205588
号） 〔発明が解決しようとする問題点〕 既に報告されている固定化酵素を充填したカラ
ムに予めエマルジヨン状態にした混合物を通す方
法は、エマルジヨン粒子の固定化担体内に拡散す
る移動速度が著しく遅いため、固定化酵素充填カ
ラムに何回も反応液を循環させる必要があり連続
化が困難である。また油状生産物と、水溶性生産
物を連続的に分別採取することもできない。 塔型の固定化酵素を充填カラムを用いて低比重
の油状基質と高比重の水溶性基質を向流的に供給
する方法では、カラム内の油状基質と水溶性基質
の通路が完全に分かれてしまうチヤネリング現象
を防ぐために最初に油状基質と水溶性基質が混じ
り合いながら流れる流路を確保しなければなら
ず、またその処理速度は充填カラム内の油水分離
速度に依存しているため太くかつ短いカラムを使
う等の工夫が必要で、運転条件の制約も多く固定
化酵素の活性度を充分に発揮させることが困難で
ある。 多段反応槽で固定化酵素を用いて反応させ、固
定化酵素、油状基質、水溶性基質のそれぞれの分
離と混合を反復し、固定化酵素に低比重の油状基
質と高比重の水溶性基質を向流的に接触させる方
法は、多段の反応槽によるバツチ式であり、これ
を連続反応化するとともに、低比重の油状生産物
と高比重の水溶性生産物を連続採取するには、複
雑なパイプラインを必要とし、その制御操作も複
雑になる。また混合すると微細なエマルジヨンの
発生があり二相分離が悪くなるため分離と混合を
別々の反応槽で行うと反応時間の他に分離時間も
必要となり、効率的方法とは言い難い。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、従来のバイオリアクターの諸欠
点を改良すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を
完成したものである。 すなわち、本発明によれば、上端及び下端に静
置槽を有し、中間部に交互に配設された撹拌槽及
び静置槽を有するとともに、それら各槽を固定化
酵素を実質的に透過させない通液性の仕切板で仕
切り、かつ該撹拌槽には固定化酵素を収容させ、
さらに該上端の静置槽にはその下部に高比重基質
供給管及びその上部に低比重生産物排出管を配設
し、該下端の静置槽にはその下部に高比重生産物
排出管及びその上部に低比重基質供給管を配設し
たことを特徴とするバイオリアクターが提供され
る。 以下、本発明の好ましい一例について、図面に
より本発明を説明する。図中、１は低比重生産物
排出管、２は上端の静置槽、３は高比重基質供給
管、４は撹拌羽根、５は静置槽、６は撹拌槽、７
は低比重基質供給管、８は下端の静置槽、９は高
比重生産物排出管、１０は撹拌軸、１１は仕切
板、１２は撹拌軸カバーを示す。 上端の静置槽２と下端の静置槽８は望ましくは
円錐状のものが用いられる。その理由は微細なエ
マルジヨンが発生しても、低比重生産物排出管１
あるいは高比重生産物排出管９に達するまでに器
壁にあたつてエマルジヨン粒子の破壊がおこり、
二相分離がしやすくなるためである。二相分離が
しにくい反応液の場合、あるいは上層中に懸濁し
ている下層液が長時間運転していると低比重生産
物の輸送路に凝縮して下層液滴として蓄積するこ
とがあるので、グラスビーズ等を充填したエマル
ジヨン破壊槽を設けると二相分離がほぼ完全にな
る。また静置を完全にするためには撹拌軸部分は
撹拌軸カバー１２を設けてその影響を除去したも
のが望ましい。上端の静置槽２の上部には低比重
生産物排出管１、下部には高比重基質供給管３が
設けられている。また下端の静置槽８の下部には
高比重生産物排出管９、上部には低比重基質供給
管７が設けられている。静置槽の温度は50℃以上
が二相分離を行うのに適当であり、雑菌汚染防止
効果もあるので外套管等により50℃以上の温度に
設定できるようになつていることが望ましい。 本発明で中間部に設ける撹拌槽６は、静置槽５
に隣接した撹拌装置で撹拌できる通常円筒状の反
応槽である。この反応槽には固定化酵素を存在さ
せる。撹拌装置は角度付パドル羽根等の大きなも
のでゆるやかに撹拌し固定化酵素の物理的破壊を
すくなくする。撹拌方向は固定化酵素を浮遊させ
る方向に撹拌する。中間部も所定の温度に設定で
きるようにする。また静置槽５と撹拌槽６を仕切
る仕切板１１は通液性のもので、固定化酵素が通
過できない網目を持つステンレススチールのふる
い板や多孔板等を用いることが望ましい。長時間
運転しているとこの仕切板１１の下に気泡がたま
り反応器の二相分離がうまくいかなくなることが
あるので、物理的刺激もしくは気泡抜き装置をつ
けて気泡を抜かなければならない。 本発明で中間部に設ける静置槽５は、二相分離
が出来るのに必要なだけの高さを持つた通常円筒
状の分離槽である。静置槽５の高さが必要以上に
高いと二相分離に時間がかかる上に、反応器全体
の体積が増加する。したがつて撹拌槽６と接する
断面積に対して高さは低い方が望ましい。また静
置を完全にするために撹拌軸部分は撹拌軸カバー
１２を設けてその影響を除去したものが望まし
い。中間部に設ける撹拌槽６と静置槽５は、多段
化することにより長時間の撹拌による微細なエマ
ルジヨンの発生をおさえるのに有効である。 本発明における低比重基質とは、固定化酵素反
応の基質となるもので、油脂、ワツクス、リン脂
質、各種のエステル、モノグリセライド、ジグリ
セライド、脂肪酸等の水に溶けにくい物質で、そ
の比重は水の比重より軽く、イソオクタン、ヘキ
サン、ヘプタン等の非極性溶媒に可溶な物質で上
相を形成するものである。二相分離しやすくした
り可溶化するために上記の非極性溶媒を添加した
場合は、それも低比重基質として扱われる。また
高比重基質とは、水、グリセリン、グリセロリン
酸、アルコール等の水溶性有機物又はその水溶液
等である。 本発明に使用される酵素は、エステル結合に作
用し、加水分解、エステル合成あるいはエステル
交換能を持つリパーゼ等である。一般のリパーゼ
はこれらの機能を合わせ持つているが、目的に合
致した最適のリパーゼを選択することが望まし
い。酵素の固定化法としては、担体結合法や包括
固定化法等の酵素の固定化に知られているいずれ
の技術も採用しうる。しかし本発明の反応器は撹
拌をともなう流動床型リアクターなので摩耗しに
くいものが望ましい固定化担体である。固定化酵
素は通常撹拌槽６に入れて反応させるが、上端の
静置槽２に多少存在しても高比重基質を多く含ん
で比重が重くなつているので低比重生産物と一緒
に溶出されることは少ない。また下端の静置槽８
に存在しても低比重基質を含んで比重が軽くなつ
ているので高比重生産物と一緒に溶出されること
も少なくなる。 本発明のバイオリアクターの運転例としては、
下端静置槽の低比重基質供給管７より高酸価油を
供給し、上端静置槽の高比重基質供給管３よりグ
リセリンを供給すると、上端の低比重生産物排出
管１よりモノグリセライドやトリグリセライド等
の混合物が得られ、下端の高比重生産物排出管９
より未反応のグリセリンが得られる（小杉ら、特
公開昭61−257192号）。あるいは実施例にあるよ
うに低比重基質供給排出管７より油脂を供給し、
高比重基質供給管３より水を供給すると、低比重
生産物管１より脂肪酸やグリセライド、高比重生
産物排出管９よりグリセリン及び水が回収され
る。高比重基質の供給速度を低比重基質である油
脂の供給速度より遅くすると、高比重生産物であ
るグリセリンの濃縮回収が可能となる（小杉ら
特願昭61−205588号）。 〔作用〕 本発明のバイオリアクターの特徴は、低比重基
質と高比重基質の反応と、低比重生産物と高比重
生産物の分離回収を同時に行う反応システムを提
供することである。低比重基質と高比重基質を固
定化酵素の外部拡散抵抗を少なくするように反応
させるためには、固定化酵素表面の両物質の移動
速度を速くしなければならない。そのために固定
化酵素、低比重基質及び高比重基質を撹拌しなけ
ればならない。しかしあまり撹拌しつづけると低
比重基質と高比重基質がエマルジヨンになつてし
まうため、エマルジヨン粒子が固定化粒子内に入
りにくくなり、内部拡散抵抗が大きくなる（小杉
等、日本発酵工学会大会要旨集P58（1984））。従
つて撹拌によりエマルジヨン状態になつたものを
破壊させて再び連続相としての低比重基質にする
必要がある。この必要性を満たすために静置槽５
と撹拌槽６を上下に分けて配置し、撹拌により微
細エマルジヨンが生じても仕切板及び静置槽５で
エマルジヨンの破壊及び二相分離が容易に起り、
次の撹拌槽へ連続相の基質を提供することができ
る。この静置槽５と撹拌槽６を仕切る仕切板１１
の材質は金属ふるいが好適であり、プラスチツク
フイルター等を用いるとあまり旨くいかない。ま
た低比重生産物及び高比重生産物の回収のために
上端及び下端に静置槽２，８があるが、必要なら
ばここにエマルジヨン破壊槽を設けることにより
二相分離をほぼ完全に行つた生産物が得られる。
二相分離はエマルジヨン粒子の破壊によつて進行
する。エマルジヨン粒子の破壊はクリーミング、
凝集及び合一によつて進行する（春沢文則、油化
学第35巻１号（1986）50〜51ページ）。二相分離
速度はストークスの法則で支配されることが多い
ので、エマルジヨン粒子の直径を大きくしたり、
二相の密度差（比重差）を大きくしたり、分散媒
の粘度を下げたり、あるいは遠心力等をかけて重
力加速度を大きくして二相分離を促進することも
好ましい方法である。 〔実施例〕 次に実施例を示す。 シユウドモナス・フルオレセンス・バイオタイ
プ（微工研菌寄5495号）のリパーゼをDowex
MWA−１（20〜50メツシユ）に担体ｇあたり
1185単位のリパーゼを吸着させ、グルタールアル
デハイドで処理して強固に結合させたものを水洗
し、ガラスフイルタ上で吸引ロ過しながら乾燥さ
せ、固定化酵素とした。 次に図面に示すような反応器を用意した。撹拌
槽６と静置槽５は100メツシユのステンレス・ス
チールの仕切板１１で仕切つてある。図面には示
してないが反応槽は外套管により囲まれていて温
度が一定に保たれるようになつている。 上端と下端に円錐状の静置槽を設け、上端の静
置槽２には高比重基質供給管３及び低比重生産物
排出管１があり、下端の静置槽８には低比重基質
供給管７及び高比重生産物排出管９がある。中間
の各槽の直径は100mm、高さは30〜31mmで静置槽
５と撹拌槽６が交互に設けてある。各撹拌槽には
上述の固定化酵素を乾燥重量で35ｇ入れ、固定化
酵素を浮遊させるような方向に77秒間で10回転す
る、45度の角度のついたパドル型撹拌羽根４で撹
拌するようになつている。静置槽２，５，８の撹
拌軸１０は撹拌軸カバー１２でおおつてある。 最初撹拌せずに下端の高比重生産物の排出管９
をとじて高比重基質供給管３から水及び低比重基
質供給管７からオリーブオイルを約10ml／時間の
速さで供給した。反応槽に水及びオリーブオイル
が満たされた後、水の供給を毎時2.5ml、オリー
ブ油の供給を毎時５ml、下端の高比重生産物排出
管９より高比重生産物の回収を毎時2.5mlに調整
すると、上端の低比重生産物排出管１より毎時約
５mlで低比重生産物が回収された。 反応後10日間は、反応温度27℃で運転した。そ
の時の低比重生産物について測定した油脂分解率
は第１表のように変化した。
【表】
なお反応日数６日目の高比重生産物のグリセリ
ン濃度は3.7mg／mlであつた。 次に反応温度を45℃に上昇させ、反応を続ける
と第２表のような結果を得た。
ン濃度は3.7mg／mlであつた。 次に反応温度を45℃に上昇させ、反応を続ける
と第２表のような結果を得た。
【表】
なお反応日数18日目の高比重生産物のグリセリ
ン濃度は77.4mg／mlであつた。 更に反応温度を60℃に上昇させ、反応を続ける
と第３表のような結果を得た。
ン濃度は77.4mg／mlであつた。 更に反応温度を60℃に上昇させ、反応を続ける
と第３表のような結果を得た。
本発明は低比重基質と高比重基質の二相からな
る反応系に固定化酵素を反応させる反応システム
を提供する。二相系反応の物質移動を改善するた
めには撹拌と静置という全く異質の処理を一つの
反応器に組み込まなければならず、しかも微細な
エマルジヨンが発生して二相分離が困難になる事
態の対策を考慮しなければならない。本発明によ
りこれらの要求に応えるシステムが提供される。
リパーゼはエステル分解、エステル合成、エステ
ル交換等を触媒する酵素であるので本発明はそれ
らの反応に好適に応用されるものであり、更に二
相系の固定化酵素反応用のバイオリアクターとし
て広く応用されるものである。
る反応系に固定化酵素を反応させる反応システム
を提供する。二相系反応の物質移動を改善するた
めには撹拌と静置という全く異質の処理を一つの
反応器に組み込まなければならず、しかも微細な
エマルジヨンが発生して二相分離が困難になる事
態の対策を考慮しなければならない。本発明によ
りこれらの要求に応えるシステムが提供される。
リパーゼはエステル分解、エステル合成、エステ
ル交換等を触媒する酵素であるので本発明はそれ
らの反応に好適に応用されるものであり、更に二
相系の固定化酵素反応用のバイオリアクターとし
て広く応用されるものである。
図面は、本発明のバイオリアクターの説明断面
図である。 １……低比重生産物排出管、２……上端の静置
槽、３……高比重基質供給管、４……撹拌羽根、
５……静置槽、６……撹拌槽、７……低比重基質
供給管、８……下端の静置槽、９……高比重生産
物排出管、１０……撹拌軸、１１……仕切板、１
２……撹拌軸カバー。
図である。 １……低比重生産物排出管、２……上端の静置
槽、３……高比重基質供給管、４……撹拌羽根、
５……静置槽、６……撹拌槽、７……低比重基質
供給管、８……下端の静置槽、９……高比重生産
物排出管、１０……撹拌軸、１１……仕切板、１
２……撹拌軸カバー。
Claims (1)
- １ 上端及び下端に静置槽を有し、中間部に交互
に配設された撹拌槽及び静置槽を有するととも
に、それら各槽を固定化酵素を実質的に通過させ
ない微小透孔を有する通液性の仕切板で仕切り、
かつ該撹拌槽には固定化酵素を収容させ、さらに
該上端の静置槽にはその下部に高比重基質供給管
及びその上部に低比重生産物排出管を配設し、該
下端の静置槽にはその下部に高比重生産物排出管
及びその上部に低比重基質供給管を配設したこと
を特徴とするバイオリアクター。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62255057A JPH0198494A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | バイオリアクター |
| US07/255,599 US5010004A (en) | 1987-10-09 | 1988-10-11 | Method for continuous reaction with fluidized immobilized lipase |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62255057A JPH0198494A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | バイオリアクター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0198494A JPH0198494A (ja) | 1989-04-17 |
| JPH0412706B2 true JPH0412706B2 (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=17273548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62255057A Granted JPH0198494A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | バイオリアクター |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5010004A (ja) |
| JP (1) | JPH0198494A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5674745A (en) * | 1989-08-31 | 1997-10-07 | Bush Boake Allen Limited | Biotransformation of fatty substrates |
| GB8919671D0 (en) * | 1989-08-31 | 1989-10-11 | Bush Boake Allen Ltd | Biotransformation of fatty substrates |
| AU6785490A (en) * | 1989-12-18 | 1991-06-20 | Kraft General Foods, Inc. | Low-saturate edible oils and transesterification methods for production thereof |
| JPH0659211B2 (ja) * | 1990-02-28 | 1994-08-10 | 工業技術院長 | 二相系バイオリアクター |
| US5209826A (en) * | 1990-03-27 | 1993-05-11 | Takemoto Yushi Kabushiki Kaisha | Method of separating sesamin and episesamin |
| CH683695A5 (fr) * | 1992-04-09 | 1994-04-29 | Nestle Sa | Hydrolyse enzymatique. |
| US6054319A (en) * | 1998-02-03 | 2000-04-25 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Method and apparatus for growing cells using gas or liquid aphrons |
| US6258575B1 (en) | 1998-11-26 | 2001-07-10 | Kao Corporation | Hydrolyzing fats and oils using an immobilized enzyme column and substrate-feeding chamber that separates phases |
| CN100460513C (zh) | 2000-01-19 | 2009-02-11 | 马泰克生物科学公司 | 无溶剂的提取方法 |
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| US20020188023A1 (en) * | 2000-12-12 | 2002-12-12 | Michael Jorgensen | Compound |
| DE102004019472A1 (de) * | 2004-04-22 | 2005-11-17 | Bayer Healthcare Ag | Phenylacetamide |
| JP4849967B2 (ja) | 2005-06-21 | 2012-01-11 | 花王株式会社 | 脂肪酸類の製造方法 |
| US8377664B2 (en) | 2005-10-05 | 2013-02-19 | Kao Corporation | Method for producing a useful substance by use of an immobilized enzyme |
| UA97127C2 (uk) * | 2006-12-06 | 2012-01-10 | Бандж Ойлз, Инк. | Спосіб безперервної ферментативної обробки композиції, що містить ліпід, та система для його здійснення |
| KR20090097870A (ko) | 2006-12-15 | 2009-09-16 | 카오카부시키가이샤 | 고정화 효소를 사용한 유용 물질의 제조 방법 |
| JP4915732B2 (ja) | 2006-12-15 | 2012-04-11 | 花王株式会社 | 固定化酵素を用いた有用物質の製造方法 |
| EP2576801B1 (en) | 2010-06-01 | 2019-10-02 | DSM IP Assets B.V. | Extraction of lipid from cells and products therefrom |
| CN108112999B (zh) | 2012-02-17 | 2022-12-27 | 阿尔克雷斯塔股份有限公司 | 用于供应饮食脂肪酸需要的方法、组合物和装置 |
| KR102426987B1 (ko) | 2013-12-20 | 2022-07-28 | 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. | 미생물 세포로부터의 미생물 오일의 수득 방법 |
| TWI698520B (zh) | 2013-12-20 | 2020-07-11 | 荷蘭商Ｄｓｍ智慧財產有限公司 | 用於從微生物細胞獲得微生物油之方法（三） |
| AU2014369040B2 (en) | 2013-12-20 | 2019-12-05 | Dsm Ip Assets B.V. | Processes for obtaining microbial oil from microbial cells |
| SG11201605033UA (en) | 2013-12-20 | 2016-07-28 | Dsm Ip Assets Bv | Processes for obtaining microbial oil from microbial cells |
| US10258590B2 (en) | 2015-10-14 | 2019-04-16 | Alcresta Therapeutics, Inc. | Enteral feeding device and related methods of use |
| US11045396B2 (en) | 2017-08-17 | 2021-06-29 | Alcresta Therapeutics, Inc. | Devices and methods for the supplementation of a nutritional formula |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6185195A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 脂質の連続加水分解法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1987
- 1987-10-09 JP JP62255057A patent/JPH0198494A/ja active Granted
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| JPS6185195A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 脂質の連続加水分解法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0198494A (ja) | 1989-04-17 |
| US5010004A (en) | 1991-04-23 |
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