JPS58193690A - 生触媒濾過器およびその製造方法 - Google Patents
生触媒濾過器およびその製造方法Info
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- JPS58193690A JPS58193690A JP58017303A JP1730383A JPS58193690A JP S58193690 A JPS58193690 A JP S58193690A JP 58017303 A JP58017303 A JP 58017303A JP 1730383 A JP1730383 A JP 1730383A JP S58193690 A JPS58193690 A JP S58193690A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
- C12N11/08—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
- C12N11/089—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/14—Dynamic membranes
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- B01D69/142—Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes with "carriers"
- B01D69/144—Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes with "carriers" containing embedded or bound biomolecules
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- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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- C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
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- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、限外濾過、逆浸透、透析などに用いる濾過器
に関し、その濾過要素は、透過性を付与され酵素活性が
完全に維持された微生物細胞を固定化した、重合体物質
の半透膜より成る毛細管より成る。
に関し、その濾過要素は、透過性を付与され酵素活性が
完全に維持された微生物細胞を固定化した、重合体物質
の半透膜より成る毛細管より成る。
本発明はまた上記濾過器の製造方法に関し、上記酵素膜
中を通過中に、生物触媒変換を受けた分子棟の製造への
応用に関する。
中を通過中に、生物触媒変換を受けた分子棟の製造への
応用に関する。
そのエネルイー消費が少ないことおよび用途の多用性の
ために、たとえば逆浸透および限外濾過などの、人工重
合体膜を用いる分離方法が、工業的にますます重要にな
ってきている。
ために、たとえば逆浸透および限外濾過などの、人工重
合体膜を用いる分離方法が、工業的にますます重要にな
ってきている。
これらの分離方法の工業的規模での実現の可能性は、輸
送に適し機械的性質がすぐれ、また化学耐性および耐熱
性にすぐれた半透膜の存在に、特に関係している。実際
には、現在市販されている膜はすべて重合体より成る。
送に適し機械的性質がすぐれ、また化学耐性および耐熱
性にすぐれた半透膜の存在に、特に関係している。実際
には、現在市販されている膜はすべて重合体より成る。
この種の膜を調製する方法はふつう転相法として知られ
ており、この技術は、適当な溶媒と均一な溶液を調製し
、つぎにそこから連続相型で沈澱させられるようなすべ
ての重合体から膜を製造するのに使用することができる
。
ており、この技術は、適当な溶媒と均一な溶液を調製し
、つぎにそこから連続相型で沈澱させられるようなすべ
ての重合体から膜を製造するのに使用することができる
。
膜形成は、均一の重合体溶液が、膜の構造を形成する重
合体に富む固相と、膜の孔を形成する重合体の少ない液
相の２相糸に変換される、相分離過程と考えることがで
きる（たとえばＨ，８ｔｒａｔｈｍａｎｎ、Ｋ、Ｋｏｃ
ｈ ［Ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓ
ｍ ｏｆ ｐｈａｓｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｍｅｍｂｒ
ａｎｅｓ Ｊの脱塩（１９７７）を参照）。
合体に富む固相と、膜の孔を形成する重合体の少ない液
相の２相糸に変換される、相分離過程と考えることがで
きる（たとえばＨ，８ｔｒａｔｈｍａｎｎ、Ｋ、Ｋｏｃ
ｈ ［Ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓ
ｍ ｏｆ ｐｈａｓｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｍｅｍｂｒ
ａｎｅｓ Ｊの脱塩（１９７７）を参照）。
半透膜はいろいろな形状で濾過器にのせることができる
。現在は、平面形、管形、そして中空毛細管形（または
中空糸形）の５種類の形が知られている。
。現在は、平面形、管形、そして中空毛細管形（または
中空糸形）の５種類の形が知られている。
中空糸形の膜はふつう平面形または管形の膜よりも透過
性が低い。この透過性の低さからくる不便を補うのに充
分なだけ、充填密度は高い。中空糸は外径４５μ、内径
２４μ程度の特徴的な太きさを有している。大きな外圧
に耐えるようにするため、外径と壁の厚さとの比率は充
分小さい。
性が低い。この透過性の低さからくる不便を補うのに充
分なだけ、充填密度は高い。中空糸は外径４５μ、内径
２４μ程度の特徴的な太きさを有している。大きな外圧
に耐えるようにするため、外径と壁の厚さとの比率は充
分小さい。
中空糸すなわち中空毛細管は乾湿式紡糸法によって製造
する。
する。
この方法では、重合体溶液は押出し機より押出され、出
口で空気と接触すると転相がおきる。押出された物質は
つぎに、回転している凝固洛中に移され、繊維の形成中
に、繊維は延伸緊張を与えられる。形成中に繊維が詰ま
るのを防ぐため、繊維すなわち毛細管の内孔は別の凝固
物質を含んでいる。濾過器は円筒形容器の中にきちんと
はまっている一束の毛細管より成っており、その両端で
中空糸はおたがいに結合しており、容器の壁に結合して
いる。限外濾過すべき溶液は圧力をかけながら濾過器に
導入され、透過された液は、容器の内側にある毛細管の
外表面のまわりの空間に回収される。
口で空気と接触すると転相がおきる。押出された物質は
つぎに、回転している凝固洛中に移され、繊維の形成中
に、繊維は延伸緊張を与えられる。形成中に繊維が詰ま
るのを防ぐため、繊維すなわち毛細管の内孔は別の凝固
物質を含んでいる。濾過器は円筒形容器の中にきちんと
はまっている一束の毛細管より成っており、その両端で
中空糸はおたがいに結合しており、容器の壁に結合して
いる。限外濾過すべき溶液は圧力をかけながら濾過器に
導入され、透過された液は、容器の内側にある毛細管の
外表面のまわりの空間に回収される。
この特殊な形が、きわめて大きな表面積を持った小型の
濾過装置の形成を可能にし、工業的関心を集めている。
濾過装置の形成を可能にし、工業的関心を集めている。
多酵素触媒すなわち膜面に固定された触媒系はすでに多
くの生体構造中に存在しているため、毛細管形の半透膜
を用いて分離する工程にこれを応用することはきわめて
興味深いと思われる。
くの生体構造中に存在しているため、毛細管形の半透膜
を用いて分離する工程にこれを応用することはきわめて
興味深いと思われる。
限外濾過や逆浸透法に用いられるような膜に固定化され
た生物触媒系に対する大きな要求が広範囲の使用者の中
にあるが、これらの合成膜を作るときの変性作用的条件
のために、酵素、多ｌ素糸、細菌細胞、細胞器官などを
捕捉することはまだ実現していない。実際にこの条件は
無水の有機溶媒を使用したり、６０−７０℃以上の熱処
理をしたりする。
た生物触媒系に対する大きな要求が広範囲の使用者の中
にあるが、これらの合成膜を作るときの変性作用的条件
のために、酵素、多ｌ素糸、細菌細胞、細胞器官などを
捕捉することはまだ実現していない。実際にこの条件は
無水の有機溶媒を使用したり、６０−７０℃以上の熱処
理をしたりする。
本発明の目的は、有機溶媒や温度に対して安定な生物触
媒活性を捕捉した、中空毛細管形の合成膜を製造するこ
とでおる。
媒活性を捕捉した、中空毛細管形の合成膜を製造するこ
とでおる。
重合体層に捕捉された酵素が存在するために、こうして
限外濾過法と平行して、透過した分子のレベルで一連の
化学反応を実施できる。
限外濾過法と平行して、透過した分子のレベルで一連の
化学反応を実施できる。
転相装置を持つ乾湿式紡糸法より製造さｉする中空毛細
管形の重合体膜には、−々の酵素ばかりでなく、細菌細
胞全体を捕捉できることが知られている。
管形の重合体膜には、−々の酵素ばかりでなく、細菌細
胞全体を捕捉できることが知られている。
この後者の方法は生物触媒の製造コストを大はばに低下
させることができるため、非常に重要であるＯ 微生物細胞全体を固定化するということは、微生物の壁
の内側に区分化されている１００いくつもの異なる酵素
を合成膜に捕捉することを意味する。
させることができるため、非常に重要であるＯ 微生物細胞全体を固定化するということは、微生物の壁
の内側に区分化されている１００いくつもの異なる酵素
を合成膜に捕捉することを意味する。
この条件下である酵素活性が発現するためには、下記の
点に注意しなければならない。
点に注意しなければならない。
ａ）基質や生成物が酵素のところへ行ったり離れたりす
る流れを細菌の壁が妨げてはならない。
る流れを細菌の壁が妨げてはならない。
ｂ）同時に存在する別の生物触媒系がさらに変換されて
好ましくない副反応を起こしたり、基質や生成物を生成
したりしてはならない。
好ましくない副反応を起こしたり、基質や生成物を生成
したりしてはならない。
これらの条件が満たされれば、細胞全体の固定は麹雑で
コストの高い精製操作を必要としないばかりでなく、酵
素は最適の「自然コな微小環境に存在できることになる
ため、細胞全体の固定は個個の精製した酵素の固定より
も有利である。
コストの高い精製操作を必要としないばかりでなく、酵
素は最適の「自然コな微小環境に存在できることになる
ため、細胞全体の固定は個個の精製した酵素の固定より
も有利である。
したがって本発明では、合成膜の製造中に重合体溶液は
、耐熱性および耐有機溶媒性の微生物のある量の脱水し
た細胞を重合体溶液に加える。
、耐熱性および耐有機溶媒性の微生物のある量の脱水し
た細胞を重合体溶液に加える。
この製造方法に適した重合体の例としてはポリスルホン
、芳香族ポリアミド、セルロースアセテート、アクリロ
ニトリルがある。
、芳香族ポリアミド、セルロースアセテート、アクリロ
ニトリルがある。
膜に結合させるのに適した微生物はカルダリエラアシド
フイラ（０ａ１４ａｒｉｅｌｌａ ａｃｉｄｏｐｈｌｌ
ａ ） であり、きわめて耐熱性の高い細菌で、最適
増殖温度は８７℃に達する（この細菌は、最近スルホロ
パスツル７アタリカス（８ｕｘｆｏｌｏｂｕｓ ５ｏｌ
ｆａｔａｒｉｃｕａ）という系統名で再分類された（文
献４を参照））。
フイラ（０ａ１４ａｒｉｅｌｌａ ａｃｉｄｏｐｈｌｌ
ａ ） であり、きわめて耐熱性の高い細菌で、最適
増殖温度は８７℃に達する（この細菌は、最近スルホロ
パスツル７アタリカス（８ｕｘｆｏｌｏｂｕｓ ５ｏｌ
ｆａｔａｒｉｃｕａ）という系統名で再分類された（文
献４を参照））。
この細菌の一種で最適温度が７５℃のＭＴ−３が、１９
７４年に英国ＡｂｅｒｄｅｅｎのｔｂＪ ＴＯｒｒ７
Ｒθ６ｅａｒＣｈＳｔａｔｉｏｎに寄託された（文献１
を参照）。
７４年に英国ＡｂｅｒｄｅｅｎのｔｂＪ ＴＯｒｒ７
Ｒθ６ｅａｒＣｈＳｔａｔｉｏｎに寄託された（文献１
を参照）。
本発明に関する最も耐熱性の高い（８７℃）カルテリエ
ラアシドフイラ（Ｏａｌｄａｒｉｓｌｌａ ａｃｉｄｏ
ｐｈｉ’ｌａ ）のＭＴ−４と指定されている菌株が、
１９８０年以来Ｄｅｕｔｃｈｅ ８ａｍｍｌｕｎｇ ｖ
ｏｎ Ｍｉｋｒｏ−ｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ（ＤＳＭ）（
Ｇｒｌｓ＋ｅｂａｃｈ ８ｔｒａｔｓ＋ｅ ８、Ｄ−３
４００Ｇｏｔｔｉｎｇｅｎ（Ｗｅｓｔ Ｇｅｒｍａｎｙ
） ）から、スルホロパスツル７アタリカス（８ｕｌ
ｆｏｌｏｂｕｓ ５ｏｌｆａｔａｒｉｃｕｓ ）という
名前でおよび寄託番号ＤＥＩＭ−１６１７で手にはいる
。
ラアシドフイラ（Ｏａｌｄａｒｉｓｌｌａ ａｃｉｄｏ
ｐｈｉ’ｌａ ）のＭＴ−４と指定されている菌株が、
１９８０年以来Ｄｅｕｔｃｈｅ ８ａｍｍｌｕｎｇ ｖ
ｏｎ Ｍｉｋｒｏ−ｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ（ＤＳＭ）（
Ｇｒｌｓ＋ｅｂａｃｈ ８ｔｒａｔｓ＋ｅ ８、Ｄ−３
４００Ｇｏｔｔｉｎｇｅｎ（Ｗｅｓｔ Ｇｅｒｍａｎｙ
） ）から、スルホロパスツル７アタリカス（８ｕｌ
ｆｏｌｏｂｕｓ ５ｏｌｆａｔａｒｉｃｕｓ ）という
名前でおよび寄託番号ＤＥＩＭ−１６１７で手にはいる
。
この細菌はボツウオーリ（ＰＯＨＩｕＯｌｌ ） （ナ
ポリ）の硫気孔の近くの火山環境から分離され、その生
理学的および形態学的特徴は下記の文献に報告されてい
る。
ポリ）の硫気孔の近くの火山環境から分離され、その生
理学的および形態学的特徴は下記の文献に報告されてい
る。
１） Ｍ、ＤｅＲｏｇａ、ム、Ｇａｍｂａｃｏｒｔａ
ａｎｄ Ｊ、Ｄ、Ｂｕ’Ｌｏｃｋ。
ａｎｄ Ｊ、Ｄ、Ｂｕ’Ｌｏｃｋ。
「ｌｚｔｒｅｍｓｌｙ ｔｈ・ｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ａ
ｃｉａｏｐｈｉｌｉｃｂａｃｔｅｒｉａ ｃｏｎｖｅｒ
ｇｅｎｔ ｗｉｔｈ ８ｕｌｆｏｌｏｂｕｓａｃｌｏｃ
ａ１ｄａｒｉｕｓ＋ Ｊ 、 Ｊ、Ｇｅｎ、Ｍｉｃｒｏ
’ｂｉｏ１． 、８６ 。
ｃｉａｏｐｈｉｌｉｃｂａｃｔｅｒｉａ ｃｏｎｖｅｒ
ｇｅｎｔ ｗｉｔｈ ８ｕｌｆｏｌｏｂｕｓａｃｌｏｃ
ａ１ｄａｒｉｕｓ＋ Ｊ 、 Ｊ、Ｇｅｎ、Ｍｉｃｒｏ
’ｂｉｏ１． 、８６ 。
１５６−１６４ （１９７５，） ；
２） Ｇ、Ｍｉｌｌｏｎｉｇ、 Ｍ、ＤｅＲｏｇａ、
ム、Ｇａｍｂａｃｏｒｔａ ａｎｄＪ、Ｄ、 Ｂｕ’１
ｏｃｋ、 ｒ Ｕｌｔｒａａｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ
ａｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｔｈｅｒｍｏｐｈｌｌｌｃ
ａｃｌｏｐｈｉｌｉｃｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ Ｊ
、Ｊ、Ｇｅｎ、Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ、、 ｆ３６゜１
６５−１７！１（１９７５）； ６） Ｍ＠ＤｅＲｏｓａ、ム、Ｇａｍｂａｃｏｒｔａ
、 Ｇ、Ｍｉｌｌｏｎｉｂ。
ム、Ｇａｍｂａｃｏｒｔａ ａｎｄＪ、Ｄ、 Ｂｕ’１
ｏｃｋ、 ｒ Ｕｌｔｒａａｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ
ａｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｔｈｅｒｍｏｐｈｌｌｌｃ
ａｃｌｏｐｈｉｌｉｃｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ Ｊ
、Ｊ、Ｇｅｎ、Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ、、 ｆ３６゜１
６５−１７！１（１９７５）； ６） Ｍ＠ＤｅＲｏｓａ、ム、Ｇａｍｂａｃｏｒｔａ
、 Ｇ、Ｍｉｌｌｏｎｉｂ。
Ｊ、Ｄ、Ｂｕ’ｌＯＣ’に、 ｒ ｃｏｎｖｅｒｇｅ
ｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｇ ｏｒｅｘｔｒｅｍｅｌｙ
ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ａｃｌｏｐｈｉｌｉａ
’ｂａｃｔ＠ｒｉａＪ。
ｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｇ ｏｒｅｘｔｒｅｍｅｌｙ
ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ａｃｌｏｐｈｉｌｉａ
’ｂａｃｔ＠ｒｉａＪ。
Ｉｘｐｅｒｓｎｔｉａ ３０．８６６−８６８ （１９
７４）＊４） Ｗ、Ｚｉｌｌｉｇ、 Ｋ、０．８ｔｅ
ｔｔｅｒ、 Ｓ、Ｗｕｎｄｅｒｌ、 Ｗ、５ｃｈｕｌ。
７４）＊４） Ｗ、Ｚｉｌｌｉｇ、 Ｋ、０．８ｔｅ
ｔｔｅｒ、 Ｓ、Ｗｕｎｄｅｒｌ、 Ｗ、５ｃｈｕｌ。
、Ｈ，ｐｒｉ＠＠ ａｎｄ工、ｓｃｈｏｌｇ、 ｒＴ
ｈｅ ８０１ｆＯ１０ｂｕｓｔ−Ｏａｌｄａｒｉｅｌｌ
ａ Ｇｒｏｕｐ ： Ｔａｘｏｎｏｍｙ ｏｎ ｔ
ｈｅ ｂａｓｉｓｏｆ ｔｈ＠ ５ｔｒｕｏｔｕｒｅ
ｏｆ ＤＩム−ａｅｐ＠ｎｄｅｎｔ ＲＮムｐｅｌｙ
ｍ＠ｒａｓｅｓ Ｊ 、ムｒｃｈ、 Ｍｉｃｒｏｂｉ
ｏｌ、 １２５ ｅ２５９（１９８０）。
ｈｅ ８０１ｆＯ１０ｂｕｓｔ−Ｏａｌｄａｒｉｅｌｌ
ａ Ｇｒｏｕｐ ： Ｔａｘｏｎｏｍｙ ｏｎ ｔ
ｈｅ ｂａｓｉｓｏｆ ｔｈ＠ ５ｔｒｕｏｔｕｒｅ
ｏｆ ＤＩム−ａｅｐ＠ｎｄｅｎｔ ＲＮムｐｅｌｙ
ｍ＠ｒａｓｅｓ Ｊ 、ムｒｃｈ、 Ｍｉｃｒｏｂｉ
ｏｌ、 １２５ ｅ２５９（１９８０）。
透過性を付与され限外ろ適用の膜に捕捉されたカルダリ
エラアシドフィラ（Ｃａｌｄａｒｉｅｌｌａａ６１ｄｏ
ｐｈｉｌａ ） の細胞質酵素のうち、下記のものの
活性を調べた。
エラアシドフィラ（Ｃａｌｄａｒｉｅｌｌａａ６１ｄｏ
ｐｈｉｌａ ） の細胞質酵素のうち、下記のものの
活性を調べた。
Ｃａ−ガラクトシダーゼ（ｘｃ３．２．１．２３）；メ
チルチオアデノシンホスホリラーゼ（Ｋ Ｏ２，４，２
，１）；グルコキナーゼ（ｉｏ２．７．１．２）；グル
コフラクトースイソメラーゼ（ｇａ５．３．１．９）；
キシｐ−スイソメラーゼ（ＩＣ！５．３＋、１．５）；
リポースイソメラーゼ（ｚ ｃ ５．３．１．６ ）
；マルトースデヒドロデナーゼ（ＦｉＣ！ｔｔ１．５９
）セルロースアセテートの中空糸についてその挙動は詳
細に解析され、応用の可能性が評価された。
チルチオアデノシンホスホリラーゼ（Ｋ Ｏ２，４，２
，１）；グルコキナーゼ（ｉｏ２．７．１．２）；グル
コフラクトースイソメラーゼ（ｇａ５．３．１．９）；
キシｐ−スイソメラーゼ（ＩＣ！５．３＋、１．５）；
リポースイソメラーゼ（ｚ ｃ ５．３．１．６ ）
；マルトースデヒドロデナーゼ（ＦｉＣ！ｔｔ１．５９
）セルロースアセテートの中空糸についてその挙動は詳
細に解析され、応用の可能性が評価された。
４リスルホンは重合体相に、乳糖を加水分解してブドウ
糖とガラクトースにできるカルダリエラアシドフイラ（
０ａｌｄａｒｉｅｌｌａ ａｃｉｌｏｐｈｉｌａ ）
の細胞を含有していた。
糖とガラクトースにできるカルダリエラアシドフイラ（
０ａｌｄａｒｉｅｌｌａ ａｃｉｌｏｐｈｉｌａ ）
の細胞を含有していた。
これらの膜は高温（６０−８５℃）で長期間使用しても
生物触媒能力を保持しており、特別な処置をせずに保存
しても安定である。
生物触媒能力を保持しており、特別な処置をせずに保存
しても安定である。
研究の結釆次のことがわかった。
峠 充填物すなわち細菌の量をかえることにより、＃素
話性の異なる膜を作ることができる。
話性の異なる膜を作ることができる。
ｂ）重合体中への細菌細胞の捕捉操作は細菌壁に投過性
を付与し、乳糖、ブドウ糖、ガラクトースの細胞質膜中
の通過を促進する。したがってＣ）乳糖を膜に透過させ
たときの透過液中の生成物はおもにブドウ糖とがラクト
ースである。
を付与し、乳糖、ブドウ糖、ガラクトースの細胞質膜中
の通過を促進する。したがってＣ）乳糖を膜に透過させ
たときの透過液中の生成物はおもにブドウ糖とがラクト
ースである。
この種の中空毛細管糸は単一の酵素だけを含有するので
はなく、微生物の全生物触媒活性を有しており、したが
って使用する基質をかえることにより異なる反応を実施
することができるため、その可能性はかなり高いもので
ある。２つまたはそれ以上の酵素系を別々にまたは連続
的に生物触媒として使用する方法も考えられる。これは
大量の酵素反応を実施するＯＫ必要な補酵素や共同因子
をその場ですぐ再生できるという観点からきわめて興味
深い。
はなく、微生物の全生物触媒活性を有しており、したが
って使用する基質をかえることにより異なる反応を実施
することができるため、その可能性はかなり高いもので
ある。２つまたはそれ以上の酵素系を別々にまたは連続
的に生物触媒として使用する方法も考えられる。これは
大量の酵素反応を実施するＯＫ必要な補酵素や共同因子
をその場ですぐ再生できるという観点からきわめて興味
深い。
毛細管構造の膜の壁を構成する重合体については、特に
ポリスルホンを用いれば、この方法を過Ｍす条件（６０
−８５℃）で長期間使用しても安定な系が得られる。
ポリスルホンを用いれば、この方法を過Ｍす条件（６０
−８５℃）で長期間使用しても安定な系が得られる。
繊維の調勢には極度に無水の溶媒系を用いる。
充填物となる細菌細胞は内部（細胞質中の水）Ｋも外部
（細胞外の水）にもかなり多量の水分を含有するため、
これをまずアセトンで繰返し処理することにより乾燥し
なければならない。アセトンは水分を除去するのみなら
ず、細菌の構造的安定 □性をそこなうことなく細菌
壁に透過性を付与し、ブドウ糖、ガラクトース、乳糖（
これらは本研死の対象である細胞質酵素β−ガラクトシ
ダーゼのそれぞれ生成物と基質である）などの低分子種
は完全に透過できるようになる。
（細胞外の水）にもかなり多量の水分を含有するため、
これをまずアセトンで繰返し処理することにより乾燥し
なければならない。アセトンは水分を除去するのみなら
ず、細菌の構造的安定 □性をそこなうことなく細菌
壁に透過性を付与し、ブドウ糖、ガラクトース、乳糖（
これらは本研死の対象である細胞質酵素β−ガラクトシ
ダーゼのそれぞれ生成物と基質である）などの低分子種
は完全に透過できるようになる。
こうして処理した細胞を次に重合体溶液で洗い、この重
合体溶液に加える。この重合体溶液中の細菌細胞浮遊液
を、中空毛細管糸を製造できる乾湿式紡糸装置に導く。
合体溶液に加える。この重合体溶液中の細菌細胞浮遊液
を、中空毛細管糸を製造できる乾湿式紡糸装置に導く。
こうして調製した毛細管を水で何度も洗い、円筒形反応
槽の中にたばねてとりつける。
槽の中にたばねてとりつける。
例１
細菌の調製
カルダリエラアシドフイラ（０ａｌｄａｒｉｅ’１ｌｌ
ａａｃｉｄｏｐｈｉ１ａ ） のＭＴ−４株を、８７
℃で発酵槽中でゆっくり機械的かく拌を行ないながら、
通気量２．４−５ ’４で増殖させた。培地は酵母エキ
ス−１１！／ カブミノ酸１ ’／１ 、 ＫＨ２
ＰＯ番５．１１１／ｌ 。
ａａｃｉｄｏｐｈｉ１ａ ） のＭＴ−４株を、８７
℃で発酵槽中でゆっくり機械的かく拌を行ないながら、
通気量２．４−５ ’４で増殖させた。培地は酵母エキ
ス−１１！／ カブミノ酸１ ’／１ 、 ＫＨ２
ＰＯ番５．１１１／ｌ 。
５
（Ｎ１（、）２８０４２．５り Ｍｇ８０．・７Ｈｔａ
ＯＯ，２０’／１、１ ０ａＯ１ｇ・２ＨｇＯＯ，２５’／Ｊを含有する。０．
Ｉ Ｎ）Ｉ、ＥＩＯ４で−を６．０に調整した。ム’１
ｆａ−ＬａｖａｌモデルＬＡＢ１０２Ｎ）−２０分離機
による連続遠心分離により、対数増殖期の細胞を培地１
１あたり乾燥細胞０．５９の濃度で集めた。ペレットを
１０ ｍＭ ）リス−ＨＱＩ （ｐＨ７，５）テ２＠洗
浄後、１００ Ｃｌ Ｏｒｐｍで６０分遠心分離して集
めた。細菌は、酵素活性を失うことなく一２０℃で何か
月も保存できた。
ＯＯ，２０’／１、１ ０ａＯ１ｇ・２ＨｇＯＯ，２５’／Ｊを含有する。０．
Ｉ Ｎ）Ｉ、ＥＩＯ４で−を６．０に調整した。ム’１
ｆａ−ＬａｖａｌモデルＬＡＢ１０２Ｎ）−２０分離機
による連続遠心分離により、対数増殖期の細胞を培地１
１あたり乾燥細胞０．５９の濃度で集めた。ペレットを
１０ ｍＭ ）リス−ＨＱＩ （ｐＨ７，５）テ２＠洗
浄後、１００ Ｃｌ Ｏｒｐｍで６０分遠心分離して集
めた。細菌は、酵素活性を失うことなく一２０℃で何か
月も保存できた。
水分を完全に除去するため、細胞を純粋のアセトン（５
０％ｗ／ｖ浮遊液）で少なくとも３ｏ分間２回洗浄し、
遠心分離して細胞を回収した。このように処理した物質
はその生物触媒活性を保持している。
０％ｗ／ｖ浮遊液）で少なくとも３ｏ分間２回洗浄し、
遠心分離して細胞を回収した。このように処理した物質
はその生物触媒活性を保持している。
下記の組成（重量％による）を持つ重合体溶液を調製し
た。
た。
ＰＢホリスルホン、ユニオンカーパイ）”３５００２０
％ ＰＶＰ＆ｌ’−ルビａｖトン、メルク２５，０００−３
０．０００１０％ ＤＭＡ０ジメチルアセトアミド、カルロエルバ ７０
％前述したように調製し脱水したカルダリエラアシドフ
イラ（ｏａｘａａｒｌｅｘｌａ ａｃｔａｏｐｈｔｌａ
） ５０１を５０１１のジメチルアセトアミドに浮
遊し、前述したように６００９の重合体溶液に加えた。
％ ＰＶＰ＆ｌ’−ルビａｖトン、メルク２５，０００−３
０．０００１０％ ＤＭＡ０ジメチルアセトアミド、カルロエルバ ７０
％前述したように調製し脱水したカルダリエラアシドフ
イラ（ｏａｘａａｒｌｅｘｌａ ａｃｔａｏｐｈｔｌａ
） ５０１を５０１１のジメチルアセトアミドに浮
遊し、前述したように６００９の重合体溶液に加えた。
ここで使用した比率は細Ｈ３対重合体の比が１：２に相
当する。
当する。
次にこの浮遊液を乾湿式紡糸装置に導き、中空毛細管を
作った。
作った。
例２
基本的に例１に述べた方法と同じ方法を用いて、グルコ
ース１単位あたりアセチル化水酸基２．３−２．７のア
セチル化度を持つセルロースジアセテートを重合体とし
て使用した。次の組成を持つ重合体溶液を調製した（重
量％）：セルロースアセテート６６％、Ｎ、Ｍ−ジメチ
ルホルムアミド４６％、アセトン２１％。
ース１単位あたりアセチル化水酸基２．３−２．７のア
セチル化度を持つセルロースジアセテートを重合体とし
て使用した。次の組成を持つ重合体溶液を調製した（重
量％）：セルロースアセテート６６％、Ｎ、Ｍ−ジメチ
ルホルムアミド４６％、アセトン２１％。
例１の第１段落で記載した方法により調製したカルダリ
エラアシドフイラ（Ｃａ１ｄａｒｉｅｌａａｃｉｄｏｐ
ｈｉｌａ ） １２ Ｊｉ’をアセトンで脱水し、上
記溶媒５０１に浮遊させた。得られた浮遊液を、約１０
分間連続的にかく拌しながら７０＆の重合体中に添加し
安定で均一な浮遊液を調製して、乾湿式紡糸装置に導入
できるようにした。
エラアシドフイラ（Ｃａ１ｄａｒｉｅｌａａｃｉｄｏｐ
ｈｉｌａ ） １２ Ｊｉ’をアセトンで脱水し、上
記溶媒５０１に浮遊させた。得られた浮遊液を、約１０
分間連続的にかく拌しながら７０＆の重合体中に添加し
安定で均一な浮遊液を調製して、乾湿式紡糸装置に導入
できるようにした。
同様にして芳香族ポリアミドまたはポリアクリロニ）
！Ｊ ／Ｌ／重合体を用いて、カルダリエラアシドフイ
ラ（０ａｌａｒｉｅｌｌａ ａｃｊ４０ｐｈｉ’ｌａ
） 細胞を固定化させた中空毛細管を調製できる。
！Ｊ ／Ｌ／重合体を用いて、カルダリエラアシドフイ
ラ（０ａｌａｒｉｅｌｌａ ａｃｊ４０ｐｈｉ’ｌａ
） 細胞を固定化させた中空毛細管を調製できる。
これまでの例で記載したように調製した毛細管を、限外
ろ適用の半透膜としての効果と生物触媒としての変換活
性について試験を行なった。
ろ適用の半透膜としての効果と生物触媒としての変換活
性について試験を行なった。
中空糸中に捕捉されたβ−ガラクトシダーゼの海産
カルダリエラアシドフイラ（（！ａｌｄａｒｉｅｌｌａ
ａｃｉｄｏｐｈｉｌａ ） ５ Ｑ ｌを捕捉した（例
１）毛細管９０ＣＩＩから、細菌５０ｍｇを含有する毛
細管１５αをとった。この毛細管を切って０．５Ｍの５
０ｍＭ酢酸緩衝液、ＦＪ′（５、乳糖１００ｍＭＫ＃遊
させた。
ａｃｉｄｏｐｈｉｌａ ） ５ Ｑ ｌを捕捉した（例
１）毛細管９０ＣＩＩから、細菌５０ｍｇを含有する毛
細管１５αをとった。この毛細管を切って０．５Ｍの５
０ｍＭ酢酸緩衝液、ＦＪ′（５、乳糖１００ｍＭＫ＃遊
させた。
８０℃で５分間インキュベートして＃素反応を行なった
。次に氷で反応を止め、２００７とりベーリンガーのグ
ルコース−オキシダーゼ−パーオキシダーゼ法を用いて
測定した。
。次に氷で反応を止め、２００７とりベーリンガーのグ
ルコース−オキシダーゼ−パーオキシダーゼ法を用いて
測定した。
この試験の結果、毛細管中の細菌は、透過性の処理およ
び捕捉前の新鮮な細胞の２倍の酵素活性を有することが
わかった。
び捕捉前の新鮮な細胞の２倍の酵素活性を有することが
わかった。
透過性試験
前述の試験に記載した乳糖溶液を用い、および例１に述
べた方法により作った毛細管を用いて、溶液を毛細管中
の軸方向の流速を２５０ ’１５）で流して７６℃で透
過性の試験を行なった。
べた方法により作った毛細管を用いて、溶液を毛細管中
の軸方向の流速を２５０ ’１５）で流して７６℃で透
過性の試験を行なった。
得られた透過速度は２４ Ｉｌｌ ／ ｈｏｕｒ で
あった。
あった。
時間の関数としての変換の程度
例１に従って調製した毛細管について、７０ ’Ｃ１２
気圧で、乳糖溶液の軸方向の流速５００ ”／で、分 その加水分解物ブドウ糖とガラクトースへの変換の程度
を測定した。細菌を加えないで限外ろ過の実験条件に対
応して、同様の時間と温度条件で測定した自然加水分解
の分を、この酵素的加水分解について補正した。測定し
た自然加水分解は決して０．６％を超えなかった。
気圧で、乳糖溶液の軸方向の流速５００ ”／で、分 その加水分解物ブドウ糖とガラクトースへの変換の程度
を測定した。細菌を加えないで限外ろ過の実験条件に対
応して、同様の時間と温度条件で測定した自然加水分解
の分を、この酵素的加水分解について補正した。測定し
た自然加水分解は決して０．６％を超えなかった。
これらの条件で行なった試験において最初の純変換効率
は約１８％であり、時間と共に低下して２５０時間後に
は５％になった。
は約１８％であり、時間と共に低下して２５０時間後に
は５％になった。
圧力の関数としての定常状態における変換の程度前記試
験においた記載した条件と同じ条件下で試験した結果、
変換の程度は基本的に加えた圧力に逆比例していた。有
意な値として変換の程良は０．５気圧で１１％、２気圧
で６％そして６気圧で６％であった。
験においた記載した条件と同じ条件下で試験した結果、
変換の程度は基本的に加えた圧力に逆比例していた。有
意な値として変換の程良は０．５気圧で１１％、２気圧
で６％そして６気圧で６％であった。
結 論
試験の結果は、β−ガラクトシダーゼは細胞に透過性を
付与する操作および毛細管中に細胞を捕捉する操作によ
る影響は受けないことがわかった。
付与する操作および毛細管中に細胞を捕捉する操作によ
る影響は受けないことがわかった。
特ニカルダリエラアシドフイラ（Ｏａｌ＋１ａｒｉｅｌ
ｌａａｃｉｄｏｐｈｉ１ａ ）をアセトン処理して脱水
し、細胞質壁に透過性を付与する操作は、新鮮な細胞に
比較して酵素活性を５０倍から１００倍上昇させる。
ｌａａｃｉｄｏｐｈｉ１ａ ）をアセトン処理して脱水
し、細胞質壁に透過性を付与する操作は、新鮮な細胞に
比較して酵素活性を５０倍から１００倍上昇させる。
カルダリエラアシドフイラ（Ｃａ１ｄａｒｉｅｌｌａａ
ｃｉｄｏｐｈｉｌａ ） の他の酵素についても、β
−ガラクトシダーゼの場合と同様の結果が得られた。最
後に一般的に、中空毛細管形の膜の形成に用いられる処
理条件に耐えられる物質である限り、遊離の酵素または
カルダリエラアシドフイラ（Ｃａ１ｄａｒｉｅｌｌａ
ａｃｉｄｏｐｈｉｌａ）以外の微生物を用いても、生物
触媒作用を有する限外濾過装置を作成することができる
。
ｃｉｄｏｐｈｉｌａ ） の他の酵素についても、β
−ガラクトシダーゼの場合と同様の結果が得られた。最
後に一般的に、中空毛細管形の膜の形成に用いられる処
理条件に耐えられる物質である限り、遊離の酵素または
カルダリエラアシドフイラ（Ｃａ１ｄａｒｉｅｌｌａ
ａｃｉｄｏｐｈｉｌａ）以外の微生物を用いても、生物
触媒作用を有する限外濾過装置を作成することができる
。
代理人 浅 村 皓
外４名
第１頁の続き
０発 明 者 アルフレド・プンッオ
イタリア国ナポリ・ｌルティン
・ビア・ジョバンニ・アメンド
ラ６
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）酵素系に損傷を与えることな（まずアセトンで脱
水し透過性を付与した、有機有媒に耐性の耐熱性微生物
細胞を捕捉した、転相法により調熱した重合体基質より
形成された半透性の酵素膜より成る、生物触媒毛細管濾
過器。 ＋２１ ＠生物が、アセトンで脱水し透過性を付与し
たカルダリエラアシドフイラ（ｃａｌｄａｒｉｅｌｌａ
ａｃｌｏｐｈｉｌａ ） ＭＴ −４である、特許請
求の範囲第１項に記載の濾過器。 （３１重合体がポリスルホン、セルリースアセテート、
芳香族ポリアミド、アクリロニトリルより成る群から選
ばれる、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の濾
過器。 （４）ａ生物細胞量と重合体の重量比が１；１に達する
、特許請求の範囲第１項に記載の濾過器。 （５） 無水有機溶媒中で重合体溶液を調製し；脱水
し透過性を付与しても酵素系を維持している、有機溶媒
に耐性の耐熱性微生物細胞を該重合体溶液に浮遊させ；
生成する浮遊液を乾湿式紡糸し、半透膜の壁を有する中
空毛細管を作成し；該毛細管を濾過装置にとりつける（
毛細管が濾過壁となる）操作より成る、特許請求の範囲
第１項に記載の濾過器の製造方法。 （６） 重合体がポリスルホン、芳香族ポリアミド、
セル四−スアセテート、アクリロニトリルより選ばれる
、特許請求の範囲第５項に記載の方法。 （７） 微生物がＭＴ−４カルダリエラアシドフイラ
（ｃａｌｄａｒｉｅｌｌａ ａｃｌｄｏｐｈｉｌａ ）
であり、該微生物がアセトンの繰返し処理により脱
水される、特許請求の範囲第５項に記載の方法。 （８）重合体がポリスルホンであり、溶媒がジメチルア
セトアミドである、特許請求の範囲第５項に記載の方法
。 （９） 乳糖を含有する基質を６０から９０℃の温度
で、特許請求の範囲第１項に記載の濾過器に透過させ、
ブドウ糖とガラクトースを含有する透過液全回収するこ
とを特徴とする、乳糖のブドウ糖とがラクトースへの加
水分解方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT47720A82 | 1982-02-04 | ||
| IT47720/82A IT1189217B (it) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | Filtro a capillari costituiti da membrana semipermeabile ad attivita' enzimatica,procedimento per fabbricarlo e sue applicazioni |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58193690A true JPS58193690A (ja) | 1983-11-11 |
Family
ID=11262089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58017303A Pending JPS58193690A (ja) | 1982-02-04 | 1983-02-04 | 生触媒濾過器およびその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0086179B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58193690A (ja) |
| BE (1) | BE896549A (ja) |
| DE (1) | DE3376847D1 (ja) |
| IL (1) | IL67781A (ja) |
| IT (1) | IT1189217B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63258484A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Ensuikou Seito Kk | マルトオリゴ糖の製造法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0233524A3 (en) * | 1986-02-06 | 1989-04-05 | The Dow Chemical Company | Process for enzyme immobilization and products obtained thereby |
| DE3617399A1 (de) * | 1986-05-23 | 1987-11-26 | Siegel Rolf | Unterlage fuer zellkulturen |
| FI900871A0 (fi) * | 1989-02-24 | 1990-02-21 | Gist Brocades Nv | Patoeriseringsbestaendigt medel foer eliminering av syre. |
| DE102012013385B4 (de) | 2012-07-05 | 2014-10-09 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Modifizierte poröse Membran, Verfahren und Vorrichtung dafür |
| EP4158045A1 (en) * | 2020-05-25 | 2023-04-05 | Danmarks Tekniske Universitet | Permeabilized microbial cell catalysts |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925128A (ja) * | 1972-04-26 | 1974-03-06 |
-
1982
- 1982-02-04 IT IT47720/82A patent/IT1189217B/it active
-
1983
- 1983-01-30 IL IL67781A patent/IL67781A/xx unknown
- 1983-02-02 EP EP83830022A patent/EP0086179B1/en not_active Expired
- 1983-02-02 DE DE8383830022T patent/DE3376847D1/de not_active Expired
- 1983-02-04 JP JP58017303A patent/JPS58193690A/ja active Pending
- 1983-04-22 BE BE0/210618A patent/BE896549A/fr not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925128A (ja) * | 1972-04-26 | 1974-03-06 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63258484A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Ensuikou Seito Kk | マルトオリゴ糖の製造法 |
| JP2611951B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1997-05-21 | 塩水港精糖株式会社 | マルトオリゴ糖の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0086179A3 (en) | 1984-08-29 |
| IL67781A0 (en) | 1983-05-15 |
| EP0086179B1 (en) | 1988-06-01 |
| IL67781A (en) | 1986-01-31 |
| IT8247720A0 (it) | 1982-02-04 |
| DE3376847D1 (en) | 1988-07-07 |
| IT1189217B (it) | 1988-01-28 |
| BE896549A (fr) | 1983-08-16 |
| EP0086179A2 (en) | 1983-08-17 |
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