JPS6219155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は極細のアミノアセタール化ポリビニル
アルコール系合成繊維を担体とするすぐれた酵素
活性を示す菌体固定化繊維及びその製法に関する
ものである。

近年、酵素を適当な担体に固定化した、いわゆ
る固定化酵素が各種有機酸、糖類の連続製造に応
用され始めており、品質、コスト、省エネルギー
などの面でその有利性が注目されている。

酵素を固定化する方法は、包括性、架橋法、担
体結合法に大きく分類され、担体結合法はさらに
共有結合法、イオン結合法、及び物理的吸着法に
細分類することができる。これらの方法で得られ
る固定化酵素は通常ゲル状、粒状もしくはフイル
ム状であり、カラムなどの反応容器に充てんされ
て用いられている。

しかしながら、このように酵素を担体に固定化
する場合には、所要の酵素を生産する微生物の培
養液からはん雑な手段で酵素を単離、精製しなけ
ればならず、工業的に実施するには必ずしも有利
な方法とはいえない。

他方において、塩基性アニオン交換繊維に微生
物菌体を直接結合させた固定化繊維が知られてい
る（特開昭54―11288号公報）。しかしながら、こ
こで用いられる塩基性アニオン交換繊維は強度に
欠けるため補強用ポリマーを併用しなければなら
ない上に、固定化繊維の活性持続性が不十分であ
るという欠点があり、実用上、満足しうるものと
はいえない。

本発明者らは、このような実情に鑑み、簡単な
方法で製造することができ、しかも優れた性質を
もつ菌体固定化繊維を開発すべく鋭意研究を重ね
た結果、特殊な方法で得られるアミノアセタール
化ポリビニルアルコールの極細繊維を担体として
用いることにより、その目的を達成しうることを
見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至つ
た。

すなわち本発明は、アミノアセタール化ポリビ
ニルアルコールよりなる径0.05〜１μの極細繊維
に微生物菌体を吸着固定化してなる菌体固定化繊
維及びその製造方法を提供するものである。

本発明に使用する極細のアミノアセタール化ポ
リビニルアルコール系繊維は繊度で８×10^-5〜８
×10^-3den／ｆである。この合成繊維は、例えば
アミノアセタール化ポリビニルアルコール及び水
溶性非晶質重合体を含む原液を乾式紡糸してフイ
ラメントとし、これを水洗して繊維構成成分の１
つの水溶性非晶質重合体をフイラメントから溶解
除去することによつて製造することができる。こ
のような極細のアミノアセタール化ポリビニルア
ルコール系繊維は、通常の繊維に比較すると、単
位重量当りの表面積が非常に大きく、約10〜100
倍の値を示す。

このアミノアセタール化ポリビニルアルコール
系合成繊維のアミノアセタール基含量は、0.5〜
10モル％の範囲が適当である。アミノアセタール
基含量が0.5モル％未満では酵素との親和性が不
足し、また10モル％を越えると繊維の耐水性が不
足するなどの問題を生じ実用性が乏しくなる。

アミノアセタール化したポリビニルアルコール
繊維は、ポリビニルアルコールを均一系又は不均
一系でアミノアセタール化し、これを乾式紡糸し
て容易に得られるが、ポリビニルアルコール極細
繊維としたのち、これをアミノアセタール化する
方法によつても調製することができる。

このアミノアセタール化ポリビニルアルコール
系合成繊維の調製に対し、アミノアセタール化に
使用されるアルデヒド類としては、例えば、アミ
ノアセトアルデヒド、モノメチルアミノアセトア
ルデヒド、ジメチルアミノアセトアルデヒド、ト
リメチルモノホルミルエチルアンモニウムハライ
ド、モノエチルアミノアセトアルデヒド、ジエチ
ルアミノアセトアルデヒド、トリエチルモノホル
ミルエチルアンモニウムハライド、３―アミノプ
ロピオンアルデヒド、３―モノメチルアミノプロ
ピオンアルデヒド、アミノベンズアルデヒド、モ
ノメチルアミノベンズアルデヒド、ジメチルアミ
ノベンズアルデヒド及びこれらのアセタールなど
をあげることができる。

このアミノアセタール化剤とポリビニルアルコ
ール又はポリビニルアルコール系合成繊維との反
応は、硫酸や塩酸のような鉱散を触媒とし、必要
に応じてボウ硝あるいは食塩などを膨潤抑制剤と
して用いれば有利に使うことができる。

本発明において、アミノアセタール化ポリビニ
ルアルコール極細繊維の膨潤比は、固定化した菌
体の吸着量、発現活性に著しく影響するので、菌
体の種類、使用条件などを考慮して適宜調整する
のが好ましい。望ましい膨潤比は30℃における水
中平衡膨潤比で1.5〜5.0であり、これは繊維の延
伸倍率、熱処理温度を適宜選択し、さらに必要に
よりホルムアルデヒド、グルタルアルデヒドなど
でアセタール化して調節できる。

次に、このようにして得た繊維と菌体とを吸着
固定化させるには、例えばその繊維を凍結乾燥し
たのち、所望の微生物菌体含有水溶液中に浸せき
し、必要に応じ振りまぜ又はかきまぜながら十分
に接触させる。この処理により、繊維中のアミノ
基と菌体構成成分分子のイオン結合ないしは電子
の局在化に基づく電気的結合が形成され、菌体が
繊維に固定される。

本発明において固定化されうる微生物菌体とし
ては、例えば、パン酵母、グルコースイソメラー
ゼ放線菌、アミノラクタムラセマーゼ生産菌、ペ
ニシリン生産菌、ストレプトマイシン生産菌、メ
ルビアーゼ生産菌、グルコースオキシダーゼ生産
菌、コウジカビ、クロカビのような酵母類、カビ
類、細菌、放線菌などを挙げることができる。

このようにして得られた本発明の菌体を固定化
した繊維は、製編、製織が可能な十分な強度を有
しているので、取り扱いやすい編織品あるいはこ
れを裁断したろ紙状として使用することができ
る。

本発明の固定化繊維は、通常の繊維に比較し
て、表面積が10〜100倍の値である極細のアミノ
アセタール化ポリビニルアルコール繊維を担体と
して用いるものであるから菌体の吸着速度、吸着
活性がきわめて高い。また、菌体の固定化率がき
わめて高く、菌体の発現活性も非常に高い。した
がつて酵素反応を工業的に実施する際に特に好適
である。

次に本発明を実施例及び参考例に基づきさらに
詳細に説明する。

参考例 ジメチルアミノアセトアルデヒドにより不均一
系でアミノアセタール化したアミノアセタール基
含量6.5モル％のアミノアセタール化ポリビニル
アルコール15.4重量部と平均重合度1200の完全ケ
ン化ポリビニルアルコール84.6重量部とを混合し
て、平均アミノアセタール基含量1.0モル％の混
合ポリビニルアルコールを調製した。これに水を
加えて加熱溶解し、濃度34重量％の紡糸原液を調
製した。この原液と平均分子量40万のポリエチレ
ンオキシド水溶液（濃度32重量％）をスタテイツ
クミキサーによりノズル直前で、ポリビニルアル
コール成分とポリエチレンオキシドとが重量比で
45：55となるように混合し、乾式紡糸法によりフ
イラメントとなし、4.5倍に延伸し、230℃で熱処
理を施して繊度150den／30fのポリビニルアルコ
ール／ポリエチレンオキシド混合熱処理糸とし
た。次いで水洗によりフイラメント中のポリエチ
レンオキシド成分を溶解除去して直径0.05〜１μ
の極細のアミノアセタール化ポリビニルアルコー
ル繊維とした。これを浴組成が重量％で、
H₂SO₄20％、Na₂SO₄20％、HCHO2％、水58％か
らなるホルマール化浴中で40℃で１時間アセター
ル化処理した。

実施例 １ 市販パン酵母（東洋醸造株式会社製）10.0ｇを
水50mlに懸濁し、この中に参考例で得た極細繊維
の凍結乾燥したもの161.8mgを加え、30℃におい
て１時間かきまぜた。次いで極細繊維を取り出
し、凍結乾燥した。このようにして得た酵母固定
化繊維は、乾燥重量に基づき、繊維１ｇ当り
343.3mgのパン酵母を結合していた。

実施例 ２ 市販グルコースイソメラーゼ生産放線菌（長瀬
産業株式会社製グルコースイソメラーゼ生産放線
菌「ストレプトマイセス・フエオクロモゲネ
ス」）を、炭酸水素ナトリウム0.05モル、塩化マ
グネシウム0.01モルの割合で含有するPH8.2の水
溶液に懸濁させ、この中へ凍結乾燥した参考例で
得た極細繊維を浸せきし、30℃で３時間かきまぜ
ることにより、繊維１ｇ当り菌体265.2mgを結合
した固定化繊維が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アミノアセタール化ポリビニルアルコールよ
   りなる0.05〜１μｍの極細繊維に微生物菌体を吸
   着固定化させたことを特徴とする菌体固定化繊
   維。 ２ アミノアセタール化ポリビニルアルコール及
   び水溶性非晶質重合体を含む原液を乾式紡糸し、
   得られるフイラメントを水洗して前記水溶性非晶
   質重合体のみを選択的に溶出することにより極細
   繊維を形成させ、次いでこの極細繊維を凍結乾燥
   したのち、微生物菌体含有水溶液中に浸せきし、
   微生物菌体を極細繊維に吸着固定化させることを
   特徴とする菌体固定化繊維の製造方法。