JPS61289886A - 酵素及び／又は微生物含有アルギン酸繊維紙の製造法 - 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 本発明は活性蛋白質含有アルギン酸の繊維及び該繊維紙
の製造法に関する。更に詳細には、活性蛋白質のアルギ
ン酸塩水溶液又はアルギン酸塩と酸性多糖類及び／又は
水溶性蛋白質の混合液を凝固液中に紡出させ、繊維状に
活性蛋白質を包括化する活性蛋白質含有アルギン酸繊維
の製造法、及び該繊維の短繊維を単独又は他の短繊維と
混抄して抄紙し、７０℃以下の温度で乾燥する活性蛋白
質含有アルギン酸繊維紙の製造法に関する。

藍超Δ斑阪 近年、酵素、微生物、生理活性物質等を種々の担体に固
定化せしめて、食品工業、生体成分の分離精製・分析、
医療への応用、公害関連分野等固定化技術は種々の分野
に利用されている。ここで用いられる担体としては、デ
ンプン、セルロース。

アガロース、デキストラン等の多糖類、コラーゲン、ゼ
ラチン、ポリアクリルアミド、ナイロン。

シリコン等の合成有機高分子、アミノ酸共重合体。

スチレン系樹脂、多孔性ガラスのアミノシラン誘導体等
がある。通常はこれらの担体に共有結合。

吸着、包括（格子、マイクロカプセル化）の方法により
固定化される。

アルギン酸に酵素又は微生物等を固定化せしめたものと
しては、不溶性のアルギン酸をビーズ状としたもの（特
開昭５８−１３３８７．特開昭５９−１１３８８９　）
、又は膜状としたもの（特開昭５８−１３３９１＞があ
る。

水溶性アルギン酸塩水溶液と金属イオンにより、アルギ
ン酸繊維を作ることに関しては既に多くの報告がある（
特開昭５６−１６９８０９　、ヨーロッパ特許出願８１
−４００４８、エリッヒ、フリーザー（Ｅｒｔｃｈ　Ｆ
ｒ１ｅｓｅｒ　）　＋レイオン、ツエルウオーレ・ニー
・ヘミエルフイセルン（ＲＡＹＯＮ　、ＺＥＬＬＷＯＬ
ＬＥ　Ｕ　　ＣＨＢＭＩＥＦＡＳＥＩ？Ｎ）第９巻、１
００〜１０２頁、　１９８１年）。しかし、水溶性アル
ギン酸塩水溶液を紡出させて得られるアルギン酸繊維に
酵素、微生物等を包括した例は知られていない。一般に
、繊維に酵素又は微生物を固定化せしめる技術は多く発
表されているが、それらは繊維表面に固定化したり、中
空繊維に結合させたり、システムに取り込んだりするも
のが殆どである。繊維中に包括した例としては酢酸セル
ロース系を用いた研究（ダブリュ・マルコニー。

エフ・パルトリ　（Ｗ、Ｍａｒｃｏｎｉ、Ｆ、Ｂａｒｔ
ｏｌｉ　）　＋アドブ・ハイオテ’）　／　ル（ＡＤＶ
、ＢＩＯＴＥＣＨＮＯＬ、　）第３巻。

３４９頁、１９８１年、デー・ダインネル（Ｄ、Ｄｉｎ
ｅｌｌｉ　）　＋プロセス・バイオケミストリー（ＰＲ
ＯＣＥＳＳ　ＢＩＯＣＩ＋ｌ！ＭＩＳＴＲＹ）　８月号
、９頁、　１９７２年）がある。しかしながら、酢酸セ
ルロースは水に不溶であり有機溶媒中で紡出しないと包
括できないことや、その包括収率も悪い。更に、有機溶
媒を用いることにより多くの活性蛋白質はその機能を失
う。一方、アルギン酸繊維をシート化する方法は既に知
られている（アメリカ特許第２６００５０４号、特開昭
４７−３５２０４）。

しかし、これらの方法においては該繊維に水素結合を持
つ官能基がなくバインダーを用いなければ繊維結合が形
成されず、使用するバインダーとしてはポリビニルアル
コールの如＜ｉ情熱融解性のものである為、たとえ活性
蛋白質をアルギン酸繊維に包括してシート化する場合で
も、活性蛋白質は熱的に失活もしくはその機能を失って
しまう。

即ち、活性蛋白質包括アルギン酸繊維のシート化技術さ
え従来にはなく、ましてやその機能を保持した該繊維の
シート化技術に至っては全く知られていない。

魚肌炙解迭しよ・うとする應乳悪 本発明では、活性蛋白質をアルギン酸繊維中に包括化し
、その活性を充分に発揮せしめる繊維並びに繊維紙の製
造法を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、従来にない効率のよいバイオリアクター
、バイオセンザーとなりうる素材及びその製造法の確立
を目的として種々検討した。即ち、担体となるものが繊
維状もしくはこれをシート化したものであれば比表面積
が増し、蛋白質に反応基質が拡散する距離が著しく小さ
くなり、優れた固定化生体触媒が得られるとの着想のも
とに鋭意検討を重ねた。その結果、アルギン酸繊維を用
いることにより活性蛋白質の機能を損なうことなく該繊
維中に包括させるか、又は得られた活性蛋白質含有アル
ギン酸繊維から繊維紙を製造することによって、所望の
目的が達成されることを見い出し、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明は従来の欠点を解決し、新規な固
定化生体触媒機能を有するアルギン酸の繊維及び該繊維
紙を製造する方法に関するものである。

以下に本発明の特徴である活性蛋白質含有アルギン酸の
繊維及び該繊維紙の製造法について詳述する。本発明に
おいては、活性蛋白質を熔解又は微細に分散した状態に
懸濁させた水溶性アルギン酸水溶液を、凝固液中にノズ
ルから紡出させた場合、ビーズ状又は膜状と比較して極
めて水溶液との接触面積が大きく、且つ接触速度も速い
のでノズルの口径によってはアルギン酸が不溶化しない
うちに活性蛋白質が水溶液に拡散して補集できない場合
もある。しかしながら、ノズルの相当直径を０．５ｍｍ
以下の孔径となして紡出速度を制御しながらノズルから
吐出せしめると、アルギン酸の凝固速度のほうが活性蛋
白質の拡散速度より大きい為、比表面積に比例して固定
化率が高まり連続的な繊維中に活性蛋白質が固定される
ことを見いだし、繊維状に活性蛋白質を効率よく固定化
する製造法を得た。水不溶性のアルギン酸塩の形成速度
によって吐出速度を変化させなければならないが、通常
用いられる範囲は０．５〜Ｌｏｏｍ／　ｍｉｎである。

０．５ｍ／ｍｉｎ以下では剪断速度が低すぎてアルギン
酸又はアルギン酸とその酸性多糖類及び／又は水溶性蛋
白質の混合物は繊維を形成し得す、ビーズ若しくは塊状
、楕円状となってしまう。逆に、１００ｍ／ｍｉｎ以上
では水不溶性の塩に変化しないうちに延伸がかかり、繊
維の形態をとりえない。

ここで用いられる水溶性アルギン酸塩としては、アルギ
ン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アン
モニウム等が挙げられ、通常は一価のアルカリ塩である
。該アルギン酸は、アルギン酸が部分的にエステル化等
置換基が導入されていても、凝固反応が妨げられなけれ
ば特に問題なく用いることができる。

更に、本発明の製造方法により得られる繊維の固さを調
整したり、風合い、外観、感触等の機能を付与する目的
で、該繊維を湿式紡糸する際に、可紡性を妨げない範囲
で酸性多糖類及び／又は水溶性蛋白質を添加することが
できる。水溶性アルギン酸塩に共存しえる酸性多糖類と
しては、カラギーナン、ペクチン、ヒアルロン酸、コン
ドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパリン等が挙げら
れ、またカルボキシメチルセルロースなどのように中性
多糖類であっても酸性基を化学修飾したものであればよ
い。又、水溶性蛋白質としてはアルブミン、ゼラチン、
カゼインが挙げられ、これらを単独又は組み合わせて用
いることができる。該蛋白質は、水溶性はもちろんのこ
とであるが、紡出を妨げない範囲であれば微細に懸濁さ
せた状態であってもよい。

上記の酸性多糖類及び／又は水溶性蛋白質を水溶性アル
ギン酸塩に添加することにより、紡糸された繊維の特性
が著しく改善されたり、特殊機能が付与できたりする。

あわせて、固定化アルギン酸繊維紙を得る為に該繊維を
水中に分散させて形成されるゲル状物内に酵素や微生物
菌体を包括さ仕た時のそれらの保持性２作用性、生長性
等好適なものとすることも出来る。

上記のアルギン酸塩又はアルギン酸塩と酸性多糖類及び
／又は水溶性蛋白質の混合物に包括する活性蛋白質とし
ては、加水分解酵素、酸化還元酵素、転移酵素３合成酵
素、異性化酵素等種々の酵素を用いることができ、これ
らは市販の酵素、細胞内に存在する小器官の複合酵素系
、更には、酵素を含む微生物そのものであってもよく、
その起源、純度は問わない。

これらを、ｌλ独又は二種以上組み合わせて用いること
ができる。

又、包括する際の凝固液としては多価金属イオンの無機
塩又は有機塩であり、例えばカルシウム（■）、アルミ
ニウム（ＩＮ　）、バリウム（■）。

鉄（ＩＴ、ＩＩＩ）、クロム（ＦＩＴ　、　ＴＶ）　、
銅（■）。

鉛（ＩＩ）等の塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩、硝酸塩である
。

更に、包括を強固とし担体からの酵素の離脱を防止する
目的で、紡出の前後にタンニン酸及び／又はグルタール
アルデヒドの蛋白凝固作用を持つ物質を添加することに
より、酵素をより確実に固定化することもできる。

紡出する際に使用されるノズルのホールの形状は、円形
以外に三角形、正方形、星形、７字形等であり又、中空
にすることもできるがあまり太いと繊維状をとる効果が
少なく、シート化成型加工も難しくなるため相当直径０
．５ｍｍ以下が望ましい。

しかるのち、活性蛋白質をアルギン酸塩に包括して得た
アルギン酸繊維の短繊維を抄紙して繊維紙を製造するが
、この製造法における工程では、つぎの要件を満たず必
要がある。まず、活性蛋白質含有アルギン酸繊維を抄紙
する時に該繊維の繊維長と繊維径の比が適当でないと、
水中に分散させたときに繊維同士が相互に交略し、結束
繊維となってしまい紙層が形成されない。この繊維長／
繊維径ば１５０以下であることが必須であり、数比が１
５０を超えると、抄紙できない。又、繊維の直径は０．
５ｍｍ以下である必要があり、０．５闘より大きな繊維
径では繊維間結合の数が少ない為、地合いの良い優れた
強度を有する紙が形成されない。

次に、抄紙の際に湿紙の乾燥は熱乾燥で行うとドライヤ
ー表面は水の蒸発潜熱で８５℃前後の温度になってしま
い、水不溶アルギン酸塩主体繊維の湿紙においてはゲル
中の水分含有量が多い為に、急激な加熱乾燥は大きな収
縮を伴い、従ってしわ。

ねじれなど変曲した乾紙を生ずると同時に活性蛋白質の
機能が損なわれる。

従って、この問題点を解決するため、張力を加えながら
７０℃以下好ましくは５０℃以下の温度で大気圧より低
い条件、即ち減圧下で行うことが好ましい。猶、この工
程に於ける湿紙の乾燥時に張力を加えるときに、平滑な
平面にてプレス圧を加えたり又は湿紙の破損を招かない
程度に周辺に張力を加えることが好ましい。本発明にお
いては、活性蛋白質含有アルギン酸繊維を単独で用いて
繊維紙となしてもよいし、他の繊維と組み合わせて抄造
することもできる。

本発明の繊維は活性蛋白質を包括したものであるが、繊
維表面の水酸基の配列を乱すことがない為、繊維間形成
を妨げることなく、繊維径、繊維長を適当に選べば水に
よく分散して地合いの良好な強度のある紙を形成するこ
とができる。又、活性蛋白質を失活させることなく且つ
繊維からの漏出も可及的に抑制することができる。

かくして、製造した活性蛋白質含有アルギン酸繊維紙は
形状が平面で薄葉性、薄膜性、多孔性。

高比表面積性においてそれぞれ優れた性能を有し、かつ
短繊維の集合体であるため易配合性、リサイクル性、更
には高次加工の容易性等活性蛋白質の機能を充分に発揮
する優れた特徴を有する。

上記のようにして得られた活性蛋白質含有アルギン酸繊
維は織布又は不織布として、もしくは該繊維紙の形で、
その生体触媒機能を利用したバイオリアクターとして、
発酵工業１食品工業、医薬農薬製造業ばかりでなく、省
エネルギー、無公害の化学工業に広く利用することが可
能である。医療への応用としては、生体機能を有する糸
或いはシートとして医療用ペーパー、診断用ナス１−紙
。

生理衛生用ペーパーに用いることができる。又、分子識
別機能を利用してバイオセンサーに活用でき、更にバイ
オチップとしてエレクトロニクスと結びバイオコンピュ
ータとすることが可能である。

以下実施例により、本発明をより明確なものとするが、
本発明はこれにより限定されるものではない。

実施例１゜ アルギン酸ナトリウム（重合度６．３Ｘ１０５ダルトン
）　１６０　ｇに、グルコアミラーゼ（大野製薬（Ａｍ
　Ｍ　。

「グルクザイム」、活性１５８００単位／　ｇ　）　５
０．６ｇ（アルギン酸ナトリウム１ｇ当り５０００型位
）を水４ρに熔解してニーダ−にて混練し、均一なドー
プを形成させた。次いで、加圧ろ過器（東洋科学産業潤
製、　ＭＳ−２９３−３型）にて２　Ｋｇ／　ｃｍ２の
圧力でろ紙（東洋科学産業製、　Ｎｏ、６０　）を用い
て懸濁物をろ別した。ろ液ドープは湿式紡糸装置の原液
供給槽中でアスピレータにて一昼夜減圧して脱泡させた
後、０．１ｍｍの口径を有する円形ホールを１０００ホ
ールから構成されるノズルから、吐出速度１５．８＋＋
＋ｆｆ／ｍｉｎ　　（２，０１ｍ　／ｍｉｎ　）で室温
中、５％の塩化カルシウム溶液中に紡出させた。紡出さ
せた繊維は、第１ゴデツトの回転速度２１ｒ、ｐ、ｍ、
、第２及び第３ゴデツトの回転速度２４ｒ、ｐ、ｍ、　
（延伸　１．１倍）で巻き取りを行った。得られた繊維
は減圧乾燥した。

乾燥繊維１００ｍｇを０．ＩＮ酢酸−酢酸ソーダ緩衝液
（ｐＨ４，５０）で押しつぶし、ゲル状とした後フェー
リング・シーマン・スクール法にてグルコアミラーゼの
全活性を測定した。活性は３９５０型位／繊維１ｇ（絶
乾）であり、添加した酵素量の６４．４％が固定されて
いた。又、繊維中の蛋白質はポービン・シーラム・アル
ブミン（Ｂｏｖｉｎｅ　　Ｓｅｒｕｍ　Ａｌｂｕｍｉｎ
）を基準に銅−フォリン法で測定した場合　１２６　ｍ
ｇ／繊維１ｇ（絶乾）、比活性は１９．７単位／ｍｇ蛋
白であり、活性は固定化された酵素のうち９５．６％が
保持されていた。

実施例２ 実施例１で作製したグルコアミラーゼを包括したアルギ
ン酸カルシウム繊維を、ギロチンカッターで繊維長３龍
に切断した。次いで、離解機（１０１）で０．２％の限
度にて３０分間離解した後、６／１０００インチのスリ
ットを有するフラットスクリーンを通して繊維結束を除
去した。スクリーン通過成分を２５０メソシユの金網で
ろ別して繊維を収集し、ＪＩＳ　Ｐ８２０９に従い手抄
きシート（繊維長／繊維径は３０）を形成した。プレス
後、乾燥リングにて風乾しバインダーを用いることなく
グルコアミラーゼを包括した繊維からなる、地合いの良
好なアルギン酸カルシウム繊維紙（秤量８０　ｇ／　ｍ
２　）を作製した。グルコアミラーゼの活性は１７．１
型位／繊維１ｇ、比活性１５．０型位／ｍｇ蛋白であり
、抄紙工程で活性は固定化された酵素のうち約８０％保
持された。又、得られた繊維紙の物性は、かさ密度０．
６７　ｇ／　ａｎ３＋裂断長３．１２ｇｍ、比破裂強さ
１．８．比引裂き強さ５５．耐折強さ２１回、伸び１．
９％１強度指数５０８であった。

実施例３ アルギン酸ナトリウム（重合度６．３Ｘ１０５ダルトン
）　２４０ｇとプロテアーゼ（天野製薬＠製、「プロザ
イム」、活性６３５００単位／ｇ）８０ｇを０．８５％
の塩化ナトリウム溶液６７！に加え、ニーダ−にて均一
になるまで混合しドープを調製した。実施例１と同様に
ろ過し、ドープ３．５βを湿式紡糸機にて０．１０ｍｍ
の孔径、　１０００ホールからなるノズルから吐比速度
１３．８ｍｆｆ　／　ｍｉｎ　　（未延伸時１．７５　
ｍ／　ｍｉｎに相当）で吐出させた。繊維状に凝固した
アルギン酸カルシウムに第１ゴゼソト１８．Ｏｒ、ｐ、
ｍ、　、第２及び第３ゴゼット２０ｒ、ｐ、ｍ、　（延
伸１．１倍）で、第１凝固浴液（５％の塩化カルシウム
水溶液）７Ｌ第２浴液（水）５１．第３浴液（水）４１
からなる液浴を通過させて巻き取った。繊維中に包括さ
れたプロテアーゼ活性は１３６０型位／繊維１ｇ、比活
性は１２０型位／ｍｇ蛋白であった。対照として、ノズ
ルから吐出させずに口金より不定状に吐出させると、プ
ロテアーゼ活性は１１５型位／繊維１ｇであり、繊維状
に固定化したもののほうが約１２倍活性が高かった。

実施例４ 実施例３で得られた繊維をギロチンカッターにて繊維長
３．Ｏｆｆに切断した。次に、０．１％塩化カルシウム
水溶液２ｊ！を入れた標準離解機に切断繊維５〜１３ｇ
（絶乾）を加え、１０分間離解した。

更に、０．１％塩化カルシウム水溶液２０ｊ＋を循環ポ
ンプで循環させながら、６／１０００インチカットのフ
ラン１−スクリーンで結束繊維を除去した。スクリーン
通過分の繊維を２５０メソシユの篩で築め、ＴＡＰＰＩ
　４Ｍ準レシートマシン０．１％塩化カルシウム水溶液
５７！を用いながら実施例２と同様に抄造した。湿紙は
、ろ紙に挟んで脱水後乾燥リングにて張力を加えながら
風乾させた。酵素活性は２３１０単位／ｇ絶乾、比活性
７９．７単位／ｍｇ蛋白で、固定化された酵素のうち比
活性の保持率は７１．２％であった。又、得られた紙の
裂断長は３．２Ｋｍであった。

実施例５ アルギン酸すトリウム（重合度６．３ＸｉＯ”ダルトン
）　２４０ｇ　（風乾、絶乾２０８ｇ）とグルコアミラ
ーゼ８５、］、ｇ　　（天野製薬側製、活性１．５８０
０単位／ｇ）を０．８５％の食塩水６７！に混合熔解し
、均一のドープを調製した。実施例１に用いたろ過機に
て８００メソシユのろ布でろ過した。ろ液ドープを湿式
紡糸機を用いて、０．１０鶴又は０．０５５　ｗの孔径
、１．０００ホールからなるノズルを通して吐出速度５
〜１７−／ｍｉｎで５％塩化カルシウム水溶液に紡糸し
た。ノズルを使用することなく無定形に凝固させた時と
のグルコアミラーゼの固定化割合を対比した結果を第１
図に示す。第１図は、無定形の時の固定化量を１．０と
して吐出量をパラメーターにしたものであるが、用出速
度を高めれば固定化率も比例し且つ繊維状に固定化する
と３倍程度も高くなっていることが判る。

実施例６ アルギン酸すトリウム（重合度６．３Ｘ］、０５ダルト
ン）　２４０ｇ　（風乾、絶乾２０６ｇ）及びベクチー
ゼ（大野製薬＠：Ｉ製、「ペクヂナーゼＧＪ、活性１２
５０単位／ｇ）を０．８５％食塩水溶液６７！に熔解し
、粘稠なドープを調製した。８００メソシユのろ布を用
いてろ過した後、実施例１に準じて円形の孔径Ｑ、ｌＱ
ｍｎ。

１０００ホールからなるノズルより、５％塩化カルシウ
ム水溶液中に紡出させて長繊維を作製した。吐出量をパ
ラメーターにした固定化率を表１に示す。

表１ 表中の括弧は不定形を基準とした時の比率を示す実施例
７ 実施例４に準じて、実施例６で得られた繊維を用いてペ
クチナーゼを固定化した紙を得た。表２から明らかなよ
うに、抄紙時にペクチナーゼが漏出されないことを示す
。又、実施例６の繊維の固定化量を対比すれば抄紙時に
失活しないことが判る。

表２ 実施例８ アルギン酸ナトリウム（重合度６．３Ｘ１．０５ダルト
ン）　１６０ｇ　（風乾、絶乾１．３９　ｇ）にに−カ
ラギーナン（和光純薬製）８０ｇ（風乾）及びグルコア
ミラーゼ（天野製薬■製、「グルクザイムＪ　）　８５
．１ｇを水６１に溶解混和して、粘稠なドープを作製し
た。

ろ布８００メソシュを用いてろ過し、そのろ液を実施例
１に準じ孔径０．１０＋＋ｍ　、１０００ホールからな
るノズルにて吐出速度１５．８ｍｅ／ｍｉｎで５％塩化
カルシウムに湿式紡糸させた。繊維中へのグルクザイム
の固定化量は、繊維１ｇ当り７１．４単位／固形分率で
あり比活性は２０．１単位／ｍｇ蛋白であった。

実施例９ グルコアミラーゼ（天１！１′製薬０１ム「グルクザイ
ムｊ　、１４１００単位／ｇ）８５．１ｇを含む水溶液
３ｐに攪拌しながらタンニン酸（シグマ製）　１．７．
０．、を含む水溶液３ρに加えた。グルコアミラーゼは
タンニン酸と反応して淡紫色のフロック状の沈澱を形成
した。この沈澱にアルギン酸ナトリウム（重合度６．３
Ｘ］、０５ダルトン）を加え、よく混合してドープを作
製した。２５０メツシユのろ布でｙ物を除去した後、ろ
液５．０βを湿式紡糸機の原液供給槽に仕込み、０．１
０ｍ又は０．０５５酊の孔径、１０００ホールからなる
ノズルから吐出速度１５．８及び１．１．２ｍＱ／ｍｉ
ｎで、５％塩化カルシウム７βからなる第１凝固液、及
びそれぞれ水５ｐからなる第２及び第３浴を通して連続
糸として巻き取った。延伸倍率ＩＪ１．２である。紡糸
前のドープ５．Ｏｒのグルコアミラーゼ活性は１７０単
位／　ｍｐであり、５．０βの紡糸終了後には第１凝固
液、第２水浴、第３水浴中にそれぞれ１１．１．６．３
，３．１単位／　ｒｎｅのグルコアミラーゼが含まれて
いた。漏出したグルコアミラーゼは、ドープ含有の同酵
素に対して１５．０％であった。従って、８５．０％が
繊維中に固定化されたことになる。

繊維状に固定化された該酵素の含有量を、同ドープから
直径２〜３ｎのビーズを形成した場合或いは剪断力を加
えずに無定形に５％塩化カルシウム水溶液に落下させ、
凝固させたときのそれと対比した結果を表３に示す。こ
れから明らかなように、タンニン酸で酵素が凝集され漏
出され■Ｖ＜なっている。このため、ビーズ、無定形は
繊維状のものとほぼ同一の含有量である。

表３ 実施例１０ 実施例９で作った繊維を用いて、繊維長３．０　ｔｍに
切断した後、実施例７に準じて離解で解繊した。

該繊維は、水分散性が極めて良好であり又５．Ｑｎｍ程
度までは繊維濃度を低くすれば繊維交絡も少なく、分散
は均一なものとなった。実施例２に準じて、タンニン酸
で凝集させたグルコアミラーゼを含んだ繊維を抄造し紙
を得た。

実施例１１ アルギン酸す１−リウム（重合度６．３Ｘ１０５ダルト
ン）　２４０ｇと乳酸菌製剤（大野製薬＠１製、　　ｒ
ＢＭＦ−１００Ｊ　）４８ｇを０．８５％の食塩水６β
に添加し、混和した。２５０メソシユのろ布でろ過後、
ろ液４１を湿式紡糸機にて吐出速度１５．８及び１７．
２ｍ（！　／　ｍｉｎで紡出させた。延伸倍率は１．４
で行った。

該繊維１．０ｇをグルコース１％、ポリペプトン０．５
％、酵母エキス０．２５％からなる培地１００ｍｅに添
加し、３７℃で２４時間培養させた。培養中、１，３，
６．２４時間経過した時点でその１０ｒｎｅをとり０．
０２Ｎ−水酸化ナトリウム溶液にてｐＨ７，２まで滴定
した。対照として、乳酸菌製剤粉末、該紡糸原液ドープ
を剪断力を加えずに５％塩化カルシウム溶液中に落下さ
せビーズ状に成形したもの（球形）、ビーズ状に成形し
たもの（不定形）を用いた。

第２図に示すように、培養３時間後から繊維状に固定化
したものは他のものに比べ顕著に乳酸の生成が高く、極
めて効率の高いバイオリアクターであることが判る。

実施例１２ 実施例１１で得られた繊維を用いて、実施例１０に準じ
て抄紙を得た。これを真空乾燥機を用いて、１　、ＯＷ
Ｉ　Ｔｏｒｒで１昼夜乾燥した。

実施例１３ アルギン酸ナトリウム（重合度６．３Ｘ１０５ダルトン
）　２４０ｇとシクロデキストリン・グリコジルトラン
スフェラーゼ（ＣＧＴａｓｅ）水溶液（大野製薬（１１
％。

ｒＣＧＴ−Ｎ　ｊ　、６００単位／’＋ｎｅ）　５００
−を水５５００＋ｎｅ中に溶解し混和した。得られたド
ープは８００メソシユのろ布でろ過し、その４４００ｍ
ｅをノズルより第１浴（５％塩化カルシウム溶液）７１
．第２浴及び第３浴（水）５Ａからなる浴を通して連続
糸状に紡糸した。紡糸中に漏出した該酵素濃度は、第１
浴。

第２浴及び第３浴それぞれ１．５９．０．２２．Ｏ，１
５単位／ｍｐであり、仕込み酵素量（２２０，０００単
位）に対して、全量で６％であった。よって、全体の９
４％が固定化されたことになる。又、繊維中のＣＧＴａ
ｓｅの固定化量は吐出速度１５．８及び１７．２ｍｆｆ
　／　ｍｉｎのときそれぞれ６５５及び６４５単位であ
った。

実施例１４ 実施例５に準じ調製したろ液ドープを、湿式紡糸機を用
いて孔径Ｑ、１Ｑｔａ又は（１，０５５ｗ　、　１．０
００ホールからなるノズルを用いて、吐出速度１３．８
ｍＥ／　ｍｉｎで種々の金属イオンの塩（５％濃度）に
より紡糸した。表４に示すように、ビーズ状に比較して
種々の金属塩により得られた繊維は約５〜１４倍も固定
化率が高いことが判る。

表４ 実施例１５ 実施例１に準じて紡糸し、アルギン酸カルシウムを第一
凝固浴液（５％塩化カルシウム水溶液）７７！、第二浴
液（１％グルタールアルデヒド溶液）５１及び第三浴液
（水）４βからなる浴液を通過させて巻き取った。これ
を実施例２に準じて紙を作製した。乾燥は、湿紙をエタ
ノールを用いて水と置換することにより行った。抄紙に
したときの固定化率は従来の１０％から５０％へと高ま
った。

実施例１６ アルギン酸ナトリウム（重合度６．３Ｘ１０５ダルトン
）　１８０ｇ、ペクチン（和光純薬製）　６０ｇ　　（
風乾）及びグルコアミラーゼ（大野製薬■製、［グルク
ザイムＪ　、１４１００単位／ｇ）８５．１ｇを０．８
５％の塩化ナトリウム溶液６βに熔解し、均一なドープ
を形成させ実施例１に従い繊維を調製した。表５に示す
ように、粒状のものに比ベベクチン合有繊維は約５倍固
定化率が高かった。

表５ 実施例１７ 実施例１６で調製した繊維を、実施例２に準じて抄紙と
なした。表６に示すように、ペクチンは酵素を保有する
効果があることが判る。

表６ 実施例１日 アルギン酸ナトリウム（重合度６．３Ｘ１０５ダルトン
）　１８０ｇ、カルボキシメチルセルロースナトリウム
（和光純薬製）　８０ｇ及びグルコアミラーゼ（大野製
薬■製、「グルクザイム」、活性１４１００単位／ｇ）
を０．８５％塩化ナトリウム溶液６１に溶解し均一なド
ープを作製した。以下、実施例１に準じ調製した繊維を
１２．５％のタンニン酸１７！に２θ分間浸漬した後、
水洗、親水した。表７から明らかなように、カルボキシ
メチルセルロースは酵素を保持する効果を有し、紡糸後
にタンニン酸処理しても酵素の固定化を高めることがで
きる。

表７ 実施例１９ 実施例１８で調製した繊維を、実施例２に準じ抄紙とな
した。表８に示すように、抄紙時における酵素の漏出が
少ないことが判る。

表８ 実施例２０ アルギン酸すｌ・リウム（重合度６．３Ｘ１０５ダルト
ン）１８０ｇ、カゼイン（メルク社Ｗ）　６０ｇ及びグ
ルコアミラーゼ（大野製薬＠ｉｌ製、「グルクザイム」
。

活性１４１００単位／ｇ　）　８５．１ｇを０．８５％
の塩化ナトリウム溶液６βに熔解し、均一なドープを作
製した。次ぎに、実施例１に準し繊維を調製した。表９
より、ビーズに対しカゼイン含有繊維のものが３へ・５
倍固定化率が高いことが判る。

表９ 実施例２１ 実施例２０で得られた繊維を、実施例２に準じ抄紙とな
した。表１０に示すように、カゼインにも酵素の保有効
果が認められた。

表１０ 実施例２２ アルギン酸ナトリウム（重合度６．３Ｘ１０５ダルトン
）　１６０ｇ、ゼラチン（和光純薬製）８０ｇ及びグル
コアミラーゼ（大野製薬（ｌｓ＋ｇ、　　ｒグルクザイ
ム」。

活性１４１００単位／ｇ　）　８５．１ｇを０．８５％
塩化ナトリウム熔液６βに熔解し、均一なドープを作製
した。

次に、実施例１に準じゼラチン含有繊維を調製した。表
１１に示すように、ゼラチン含有の繊維はビーズ状のも
のに比し、約７〜８倍固定化率が高かった。

表１１ 括弧内の数値は、得られた繊維を１２．５％タンニン酸
で２０分間処理した時の値である 実施例２３ 実施例２２で得られた繊維を、実施例２に準し抄紙とな
した。得られたゼラチン含有繊維紙の活性は、１８０単
位／ｇでありゼラチンにも抄紙時の酵素漏出防止効果が
認められた。

実施例２４ 実施例１で得られた繊維７０％にＣ，Ｓ、Ｆ、フリーネ
ス３００−まで叩解した針状樹材晒クラフトパルプ３０
％を混ぜ、実施例２に準じて抄紙した。得られた紙の裂
断長は５．２Ｋｍであった。

発明の効果 本発明は、活性蛋白質をアルギン酸繊維中に効率よく且
つ安定な状態に包括化した繊維及び該繊維をシート状と
なした繊維紙の製造方法である為、従来に見られない生
体触媒機能３分子識別機能を持った繊維及び繊維紙を得
ることが可能となった。

これは、優れたハイオリアククーやバイオセン号−等の
実用性を備えたもので、産業上の利用分野に応用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例５における吐出量と固定化比の関係を示
したものであり、Ｏ印ば孔径Ｑ、ｌＱｍ、　Ｘ印は孔径
０．０５５　ｔｍのノズルの径を表す。 第２図ば実施例１１における培養時間と酸度の関係を示
したものであり、■の繊維は吐出速度１３．８ｍｆｆ／
ｍｉｎ、■の繊維は吐出速度１７．２艷／ｍｉｎで行っ
た時のものである。 復代理人　　弁理士　　戸田親男 第　　１　　図 ａｔ　Ｌ量　（ｍｌ／ｍ１ｎ） Ｉ　　　　　　　　　　　Ｌ−−−１−１ｊキ゛ア井ぐ
５ブの目皇 手続補正書 昭和６０年１１月２６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、活性蛋白質又は活性蛋白質含有物の水溶性アルギン
   酸塩水溶液又はアルギン酸塩と酸性多糖類及び／又は水
   溶性蛋白質の混合水溶液を凝固液中に紡出せしめ、繊維
   状に活性蛋白質を固定化することを特徴とする活性蛋白
   質含有アルギン酸の繊維又は該繊維紙の製造法。 ２、活性蛋白質が酵素である特許請求の範囲第１項記載
   の活性蛋白質含有アルギン酸の繊維又は繊維紙の製造法
   。 ３、凝固液が、水不溶のアルギン酸塩を形成せしめる金
   属イオンの無機塩又は有機塩の水溶液である特許請求の
   範囲第１項記載の活性蛋白質含有アルギン酸の繊維又は
   該繊維紙の製造法。 ４、紡出の前後にタンニン酸及び／又はグルタールアル
   デヒドを添加する特許請求の範囲第１項記載の活性蛋白
   質含有アルギン酸の繊維又は該繊維紙の製造法。 ５、酸性多糖類が、カラギーナン、ペクチン、ヒアルロ
   ン酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパリン
   、カルボキシメチルセルロースよりなる群から選ばれる
   特許請求の範囲第１項記載の活性蛋白質含有アルギン酸
   の繊維又は該繊維紙の製造法。 ６、水溶性蛋白質がアルブミン、ゼラチン、カゼインよ
   りなる群から選ばれる特許請求の範囲第１項記載の活性
   蛋白質含有アルギン酸の繊維又は該繊維紙の製造法。 ７、固定化がアルギン酸繊維中に包括する方法である特
   許請求の範囲第１項記載の活性蛋白質含有アルギン酸の
   繊維又は該繊維紙の製造法。 ８、紡出の速度が０．５ｍ／ｍｉｎ以上１００ｍ／ｍｉ
   ｎ以下である特許請求の範囲第１項記載の活性蛋白質含
   有アルギン酸の繊維又は該繊維紙の製造法。 ９、紡出に相当直径０．５ｍｍ以下の孔径を有するホー
   ルからなるノズルを用いる特許請求の範囲第１項記載の
   活性蛋白質含有アルギン酸の繊維又は該繊維紙の製造法
   。 １０、活性蛋白質又は活性蛋白質含有物の水溶性アルギ
   ン酸水溶液又はアルギン酸塩と酸性多糖類及び／又は水
   溶性蛋白質の混合水溶液を凝固液中に紡出せしめ、繊維
   状に活性蛋白質を固定化し、得られた活性蛋白質含有ア
   ルギン酸繊維の短繊維を単独又は他の繊維と混抄して抄
   紙となし、７０℃以下の温度で乾燥することを特徴とす
   る活性蛋白質含有アルギン酸繊維紙の製造法。 １１、短繊維の繊維径が０．５ｍｍ以下で且つ繊維長／
   繊維径比が１５０以下である特許請求の範囲第１０項記
   載の活性蛋白質含有アルギン酸繊維紙の製造法。 １２、乾燥を減圧下又は有機溶媒置換で行う特許請求の
   範囲第１０項記載の活性蛋白質含有アルギン酸繊維紙の
   製造法。