JPS6274279A - 微生物発酵工程中の泡止剤の除去方法 - Google Patents

微生物発酵工程中の泡止剤の除去方法

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JPS6274279A
JPS6274279A JP61222224A JP22222486A JPS6274279A JP S6274279 A JPS6274279 A JP S6274279A JP 61222224 A JP61222224 A JP 61222224A JP 22222486 A JP22222486 A JP 22222486A JP S6274279 A JPS6274279 A JP S6274279A
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enzyme
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fermentation liquid
antifoam
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カーチス・ジエリイ・モントゴメリイ
チマンブハイ・プルシヨツタムダス・パテル
ジヤヤラマ・カダンゴド・シエツテイ
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Miles Laboratories Inc
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    • C12N9/54Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from bacteria or Archaea bacteria being Bacillus
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 酵素の微生物的産生中の共通の問題は発泡であるために
、泡止剤が度々用いられる。これらの泡止剤並びに他の
望ましくない成分、例えば炭水化物及び顔料が酵素処理
中存続し、限外濾過膜を詰まらせる。本発明は酵素を含
有する全体の発酵液体培地(fermentation
 broth)または酵素溶液から、これに鉱物質粘土
の添加によって、泡止剤並びKまた度々炭水化物及び顔
料の除去を意図するものである。
泡、本例においては発泡した液体は連続液体相における
不連続相として空気または他のガスの分散体である。通
常、空気またはガスが泡の大きな容積をつくるために、
泡沫は薄い液体フィルム企てよってのみ分離される。不
必要な液体油は機械的または化学的原因による多くの非
常に小さい泡からなり、この泡は液体内に発生し、これ
らが衰えるよりも早く液体表面にたまる。泡の形成は酵
素を産生するために微生物を培養しているときに問題と
なりうる。適当に調節しない場合、泡が装置の容積を減
じ、処理時間及び費用を増加させ、他の障害、例えば生
物触媒活性の損失の原因となり得る。これらの理由のた
めに、泡止剤は、必要ではあるが、下流処理工種または
目的生成物中に存在する場合、度々望ましくないか、ま
たは有害である。
泡止剤を製造するのに利用できる種々な方法がある。例
えば[泡及びエマルジョン調節剤並びに処理J (”F
oam and Emulsion ControlA
gents and Processes″)、コルバ
ート(colbert、 J、 C,) 、/ イx−
x ・データ・コーポレイショ7 (Noyes Da
ta Corporation)、USA、(1981
,)参照。インペリアル・ケミカル・インダストリース
・リミテッド(ImperialChemical  
Industries Lim1ted、Englan
d)に委託されたジエイ・ビー・プラム(J、 B、 
Plumb)により1975竿2月11日付り米国特許
第33865.859号に記載された方法においては、
シリコーンベース重合体はオルガノクロロシランまたは
アルコキシシランをアルキレンまたはオキシアルキレン
ジーオルと反応させることKよって製造される。これら
の重合体及び多くの他のシリコーンベース重合体は表面
活性剤として、殊に水性系における泡形成の抑制に対し
て極めて有用である。
本発明は殊に酵素の工業的生産における泡形成を抑制す
るための泡止め剤の広範囲の用途に関する。酵素は生活
している生物に自然に起こる多くの化学反応を調節する
生物触媒として作用するために、単離した場合、酵素は
例えば皮なめし、洗剤及び食品工業において多くの用途
を有する。典型的な工業生産には塩、炭素源、窒素源及
び泡止剤を含む適当な培養媒質中で酵素産生微生物を培
養することが含まれる。バイオマス(biomass)
を分離した後、発泡剤が酵素を含む溶液と共に残り、こ
れを限外濾過膜面に当てた際に粘着層を形成し、濾過を
著しく遅くする。
一般に泡止剤は加温すると沈殿を生ずる傾向があること
がよく知られている。かくして、普通の酵素処理には、
度々限外濾過前に加熱工程を用いての泡止剤の除去が含
まれる。例えば全体の酵素溶液の温度を60℃に数分間
上昇させるか、或いは同様の効果を与えるために、酵素
溶液を加熱されたコイル上に通す。加熱に続いて濾過し
て、沈殿した泡止剤を除去する。この工程はエネルギー
使用の見地から不経済であるのみならず、また熱−不安
定な酵素に対して適当でない。熱処理が適当でないか、
或いは加熱する容積が著しく減少した際に、処理の後の
段階まで熱処理が遂行されない場合の処理状況において
は、酵素溶液を冷却下に保持して泡止剤を溶液中にとど
め、そして限外濾過膜に通す。しかしながら、この工程
に典型的に用いられる中空繊維膜系において起こる大き
な摩擦が通常泡止剤の沈殿を生じさせるために十分な熱
を発生させ、結果としてヂ過膜を詰まらせる。
本発明の目的は酵素含有系から泡止剤全除去することで
ある。更に詳細には、本発明は鉱物質粘土、例えばベン
トナイトを酵素全体液体培地または溶液に添加し、泡止
剤並びに度々炭水化物及び/または顔料を除去すること
を含む簡単且つ経済的な方法を提供する。
本発明は発酵液体培地に多陽イオン性泡止剤を加えた酵
素を含む発酵液体培地を準備し、酵素産生微生物の適当
な栄養増殖媒質中で培養することによる酵素を産生ずる
改善された方法を提供する。
該改善はε)発酵液体培地に鉱物質粘土を加えて、粘土
及び酵素間の反応生成物を生成させずに固体粘土/泡正
剤複合体分生成させ、一方、酵素を溶液中にとどめるp
H条件下で泡止剤との複合体を生成させ:そしてb)固
/′液分離技術によって発酵液体培地から粘土/泡止剤
複合体を分離することからなる。寸た本発明は、発酵液
体培地に多陽イオン性泡止剤を加えた酵素を含む発酵液
体培地を準備し、酵素産生微生物の適当な栄養増殖媒質
中で培養することKよる酵素を産生する方法との組合せ
において、a)発酵液体培地に鉱物質粘土を加えて、固
体粘土/泡止剤複合体及び不溶性酵素/粘土反応生成物
の双方を生ずるような粘土及び酵素間の反応生成物の生
成をもたらすpH条件下で、泡止剤との複合体を生成さ
せ:b)pi(r直を、酵素及び粘土が反応生成物を生
じ、これによって酵素が溶液中に移行する範囲外に調節
し;そしてC)固/液分離技術によって発酵液体培地か
ら粘土/泡止剤複合体を分離することからなる改善を提
供する。また該方法を、全体の発酵液体培地からバイオ
マスの除去後KX細胞を含まぬ戸液または上澄液に用い
ることもできる。
本発明は細胞内及び細胞外酵素の双方またはその混合物
に対して十分に適用される。かくして、酵素は発酵中に
分泌される細胞外タイプであることができるか、或いは
酵素はよく知られた方法、例えば高周波音による分解ま
たは洗剤を加えて細胞を崩壊させ、これによって酵素を
細胞外にすることによってb]浴化される細胞内タイプ
であることができる。成る種の微生物は適里な条件下で
双方の欅の酵素を産生ずる。
粘土と全体の発酵液体培地に直接加えることができる。
発酵液体培地とは、発酵irL後に存在する全ての生成
物、例えば酵素(複数)、バイオマス及び酵素v’l生
工程からの残存発酵栄養累を意味する。
粘土を加えた後、酵素を溶液中に残しながら、酵嵩産生
工程から残っている泡止削と共に粘土が複合体を生成す
る。この複合体は凝固し、反応容器の底に沈降する。か
くして、バイオマスを液体培地から分離する際、また粘
土/泡止剤複合体も除去されよう。粘土の添加後、いず
れかの固/液分離技術、例えば濾過または遠心分離、続
いてデカンテーションを用いて、発酵液体培地から複合
体を分離することができる。
ま走水発明は個々の微粒子からなる粘土の添加前に、酵
素含有発酵液体培地からバイオマスを分aすることを意
図する。全ての固/液分離技術、例えば濾過または遠心
分離法を用いてバイオマスを除去することができ、これ
によって1鋪胞を含1ぬ酵素含有溶液が得られる。次に
、粘土を酵素含有溶液、即ち培養F液またL丈上古液に
加え、粘土/泡止剤複合体を生成させ、このものを固/
液分離技術によって液体から分離することができる。
他の具体例においては、バイオマスを(+1」えば水溶
液中で再びスラリにすることができ、J亥スラリを遠心
分離または濾過してバイオマスを汁離し、次に第二の上
澄液または涙液シζ更に粘土を加えることができる。こ
の方法は、残存酵素を捕集するためにバイオマス中の細
胞を「すすぐ」ことによって、最終酵素収率を高めるで
あろう。この方法を全体の発酵液体培地を用いて行う限
りでは、粘土/残存泡止剤複合体を生成する。複合体が
凝固し、これを例えば濾過または遠心分離によって分離
することができる。これによって追加の酵素が回収され
る。
粘土を全体の発酵液体培地て加えることからなる具体例
によって、泡止剤の10%以上をバイオマスと共に分離
し得ることが示される。一方、発酵液体培地を例えば濾
過または遠心分離によって゛まず処理し、てドイオマス
を除去または分離する場合、実質的に全ての泡止剤、即
ち、90%またはこればトを分離することができる。従
って、細胞を含まぬ酵素含有溶液を得るため(で、発酵
液体培地と粘土の添加前(で処理することが好ましい。
酵素発酵には度々炭水化物原料、例えば糖または殿粉(
このものは酵素処理中に発酵液体培地の粘度を増加させ
る)及び顔料(このものンi9終生我物に望ましくない
色を与える)が青まれる。またこれらのものは度々粘土
とC複合体?生成し、かくして、固/′液分離技′#九
よって、このものを泡IE剤と共に分離及び除去するこ
とができる。例えばアルカリ性蛋白酵素を産生ずるため
に沼株バチルス拳リケニホルミス(Bacillus 
 licheni−formi=)を培養し7た後の炭
水化物の除去を後記の実施例1に説明する。
粘土/泡止剤複合体の生成はpH依存性でなりことに注
目すべきでちる。妙・〈シて、粘土上に固定化されるタ
イプの酵素によって本発明を実行する場合、−具体例に
おいては、粘土及び酵素間に反応生成物の生成をもたら
さぬpH条件下で粘土を添加することができる。例えば
適当なpH値で粘土はその間の不溶性反応生成物の生成
によって成る酵素を固定化する。かかる酵素はトランス
グルコシダーゼ(transglucosidase)
 Tあり、pf(値3〜5で粘土上へのその固定化はz
国特許第3. O、s 2.584号に開示されてbる
。またベントナイトはpH値4〜6で脂Q7j分解酵素
によって不溶性反応生成物を生成することが米国特許第
3゜899、395号に開示されている。従って、粘土
及び酵素間1c反応生成物を生成せぬpH条件下で粘土
を加えることができる。粘土(て固定化されるタイプの
酵素による他の具体例においては、不溶性酵素、/粘土
反応生成物の生成をもたらすpH条件下で粘土を加える
ことができる。このものは粘土/泡止剤複合体と共に反
応容器の底に沈降する。
次にpH値を、酵素及び粘土が反応生成物を生成する範
囲外に調節することができる。これにより酵素は粘土か
ら離れて、溶液中にもどる。次に固体粘土/!止剤複合
体を上記の如き固/液分離技術によって分離することが
できる。勿論、酵素(複数)が粘土とほとんどまたは全
く反応生成物を生成せぬタイプである場合、望ましくな
い程度に酵素(複数)の活性に影響を及ぼさぬようにp
H値を選ぶ限り、あらゆるpH値で粘土を加えることが
できる。更に下記の如くして、特定の酵素またはその複
数のpH感応性に従って、pH値を当咳分野に8+通せ
る者にとっては容易に決定することができる。
粘土及び泡止剤間の親和性は表面作用であると思われ、
かくして、本方法は粘土の固まり上に発酵液体培地また
は酵素含有溶液を通すことによって簡単に行うことがで
きる。しかしながら、粘土の表面積が増加するにつれて
、粘土は泡止剤を除去する際により有効となる。かくし
て、粘土は個々の微粒子からなる形態であるべきである
。望ましい具体例においては、粘土の粒径は、粘土の約
60%〜80%が約140メツシュ(106μm)乃至
230メツシュ(63μm)範囲の米国メツシュサイズ
を有するふるいを通過するものである。
最小粒径は必要でないが、実質的に全ての粒子が約27
0メツシュ(53μm)のふるいに残ることが好ましい
あらゆる鉱物質粘土を本発明に従って用いることができ
る。水和したアルミナシリケート、例えばモントモリロ
ナイト、ベントナイト、アタパルジャイト、イライト(
illite)  及びカオリンが好ましい。殊に適す
る粘土はボーク・イ■(v・1・1・y■)であり、こ
のものは−・−キイ(Skokie 、 l1lino
is) cr)7 、tリカン・コロイド・カンバニイ
(American Co11oid Com−pan
y)から市販の西洋ベントナイトである。その技術的説
明は次の通りである: 5ヤ、Vイ■ 一般的説明:高粘度スラリを必要とする場合に用いる多
産出ワイオミング・ベントナ イト−典型的にスラリ・トレンチ。
外観:   軽い淡黄色粉末。
組成:   微量の石英、石こう等を有する主としてモ
ントモリロナイトからなる。
物理特性: 水分最大10%。細かさ、最小70%が2
00メツシュ(75μm)を 通過。1%懸濁液中pH値8〜10゜ バルク密度67ボンド/立方フイー ト。
えよ:   g # pツィ■2000ヨyh”t’)
、当な粘性スラリ最大180バレル (42ガロン)。
取扱い注意:特に危険なし。粉じんの吸入は鼻及び気管
の乾燥を起こさせ得る。
包装:     100ボンド及び50ボンド多重紙包
装及びばら荷。
粘土を発酵液体培地または、細胞を含1ぬ酵素含有溶液
の容積に対して粘土的0.01〜10重量%、好ましく
は約0.1〜5重量%、更に好捷しくは約15〜3重量
%の最終itK加えるべきである。一般;て、粘土を特
定の方法または特定の温度で加える必要はない。しかし
ながら、粘土を所望の濃度に達するまで、実質的に均一
に攪拌しながら少しづつ増清しなから徐々洸加えること
が好ましい。
攪拌を均一分散体が得られるまで続けることが望ましい
。また、温度を好ましくは約5℃〜35℃に保持する。
一般に、約19℃〜28℃の温度を用いることができる
が、しかし、勿論、冷時における攪拌は、泡止剤が粘土
/泡止剤複合体を生成する前に、独力で沈殿せぬことを
確実にするための助けとして、有利である。粘土と泡止
剤並びに他の成分、例えば顔料及び炭水化物との十分な
接触を確実にするために、攪拌を3時間まで続けること
が望ましい。例えば好ましい具体例においては、粘土の
添加後、攪拌を5℃で45分間続け、泡止剤、顔料及び
/または炭水化物を粘土と接触させる。
また、特定の酵素に応じて、酵素活性を保持するために
pH値を調節することができる。活性がpH値によって
影響され得ることは酵素処理においてよく知られている
。調節のための試薬はよく知られており、特定の酵素に
従って選ばれる。典量的な試薬は塩基、例えばKOH及
びNaOH,並びに酸、例えば塩化水素酸及び酢酸であ
る。また、微生物の培養中に典型的に用いられるpH試
薬のために、pH値がすでに十分なレベルであることも
注意する。かくして、pH値が望ましくない程度に酵素
活性に影響を与えぬように、pH値を選ぶべきである。
操作するpf(値は含まれる特定のp)f感応性に依存
するが、しかし、不必要な実験を行わずに、当該分野に
精通せる者によって容易に決定することができる。
泡止剤ヲシリコーンベース重合体エマルジョン泡正剤か
ら選ぶことができる。適当な泡止剤はガーニ−(Gur
nee 、 l1linois)のメーザ−拳ケミカル
、((Mazer Chemicals Inc、)に
よって供給され、=ッ、■(MAZU■)泡止剤、並び
ょタンバリー(Danbury、 Connecttc
ut)ノユニオン・カーバイド(Union Carb
 i de )によって供給されるサツシ■(SAG■
)及びセ・ツリー[有](SENTRY@))泡□剤ア
あ、。
実施例に用いた泡止剤はMAZU DF  6000、
分子量2000〜6000のポリグロビレングリコール
ーシリコーン(PPGS)エマルジョンである。この泡
市剤に選んだ検出法はPPG5の比濁計による測定であ
る。PPG5の測定は、次の化学式によって示されるP
PG5がヨウ化水銀カリウムと複合化した際、測定可能
な沈殿物の生成に基ずく:に、HgI、+ PPG5−
+に、HgI、、PPG5PPG5は溶解及び温度間に
逆の関係を示し、そして室温に近いその曇り点(温度を
上昇させた際に、非イオン性溶液の濁り突然開始)を有
するために、試料を加熱して感度及び再現性を改善する
この方法はエム・ムツソ(M、 Musho )により
、アナリテイカル・リサーチ・プロシーデユア(Ana
lytical Re5earch Procedur
e)、No。
1−2−1−16.0に記載されている。
粘土及び泡止剤は相互に親和性を有している。
正確な機構は未公知であるが、しかし、一般に、多階イ
オン性である泡止剤が一般に陰イオン性である粘土粒子
によって静電的に保持され、その結果として、沈殿し且
つバイオマスと共に全体の発酵液体培地から、或いはす
でに処理してバイオマスを除去した酵素含有溶液から固
/液分離技術、例えば濾過によって容易に分離される複
合体を生ずるものと仮定する。
全炭水化物を測定するために、フェノール−硫酸法を用
いた〔モンコメリ−(Mon tgorne ry 。
R1)、ビオヒミカ・ビオフイジ力・アクタ(Bioc
hem、 、 Bfophys、 Acta)、48.
591(1961)]。
全蛋白質をリッチモンド(Richmond 、 Ca
l 1−fornia)のバイオ−ラッド・ラボラトリ
ーズ(Bio−Rad Laboratories)に
よる出版No。
84−0047/284に記載された如きバイオ−ラッ
ド・プロティン・アッセイ・ダイ(Bio−Rad P
rotein As5ay dye)  法を用いて測
定し、この方法は迅速蛋白質測定法である。この方法は
ブラッドフォード(Bradford)の方法、アナリ
テイカル・バイオケミストリー(Anal、Bio−c
h、em、)、第72巻、248(1976)に基ずく
蛋白質の種々な濃度に反応して染料の異なる色調変化に
基ずく染料−結合分析である。典型的な分析においては
、適当に希釈した試料0.1 dを染料試薬5.0 m
l、と混合する。青−緑色を生じ、これは分光光度計に
よって595 nmで示される。γ−グロブリン10〜
150μ2を用いて標準曲線を作図する。
色調(領料)を下記の実施例において試験する場合、適
当に希釈した試料を分光光度計において400 nmで
測定した。
本発明はあらゆる酵素を用いて行われる。以下の実施例
にはバチルス・リケニホルミス及びバチルス・アミロリ
ケファシエンス(B、 arnyloli−quefa
ciens )による酵素(複数)を用いる。
菌株バチルス・リケニホルミスからバクテリア性のアル
カリ性蛋白分解酵素(AP)を産生させる発酵は、発酵
器にしょう油媒質、塩(複数)、殿粉(ja数)、α−
アミラーゼ〔殿粉(複数)を可溶性デキストリンに加水
分解するため〕、泡止剤及び水を加え、次にこの媒質を
菌株バチルス・リケニホルミスの生活力のある細胞と共
に培養することによって行うことができる。発酵を35
〜40℃で1〜2日間続ける。次に、液体培地全体を通
常水で希釈し、pH値をやや塩基性に調節する。適当な
凝集剤を加えてバイオマスの凝集を助ける。
菌株バチルス・リケニホルミスから熱安定なバクテリア
性α−アミラーゼ(AA)を産生させる発酵は、発酵器
に大豆粉、綿実粉、塩(複数)、塘(複数)、泡止剤及
び水を加え、次にこの媒質を菌株バチルス・リケニホル
ミスの生活力のある細胞と共に培養すること釦よって行
うことができる。
発酵を40〜45℃で、pH値をほぼ中性に保持しなが
ら、3〜4日間続ける。適当な凝集剤を全体の発酵液体
培地に加えて、バイオマスの凝集を助ける。
菌株バチルス・アミロリケファシエンスからバクテリア
性の中性蛋白分解酵素(NP)を産生させる発酵は、発
酵器に適当な窒素源、塩(複数)、炭水化物(複数)、
泡止剤及び水を加え、次にこの媒質を菌株バチルス・ア
ミロリケファシェンスの生活力のある!胞と共に培養す
ることによって行うことができる。発酵を25〜35℃
で、p1■値を5.5乃至7,5間に保持しながら、2
〜4日間続ける。適当な凝集剤を全体の発酵液体培地に
加えて、バイオマスの凝集を助ける。またこの発酵は有
効レベルのα−アミラーゼ、β−グルカナーゼ、ヘミセ
ルラーゼ及びセルラーゼを産生ずることが注目に価する
以下の実施例は本発明の好ましい具体例を説明するため
のものであ抄、これによって本発明の範囲を限定するも
のではない。
実施例1 上記の如くして調製したバチルス・リケニホルミスによ
るアルカリ性の蛋白分解酵素を含む発酵液体培地を濾過
してバイオマスを除去し、これによって細胞を含まぬ培
養ろ液を得た。この培養p液から各々200 rnlの
種々な被検液を10%W/V(重f/容り水性KOHを
用いて、それぞれpH値7.7.8.5.9.0及び9
.5に調節した。被検液(pH値7.7)を対照として
保持1〜、ポルクレイ■ベントナイトを他の被検液忙一
定に攪拌しながら少しづつ増加する看で、最終濃度2%
W/Vになるまで加えた。この懸濁液を5℃で45分間
攪拌した。冷却は泡止剤が独力で沈殿せぬことを保証す
るが、しかし、むしろ溶液中にとどまり、粘土と接触し
て粘土−泡止剤複合体を生成することを保証した。凝集
した複合体を戸別した。生じた炉液を泡止剤な有量、全
炭水化物及び酵素活性について分析した。その結果はわ
ずかな酵素活性須失のみを伴って、培養炉液から泡止剤
及び炭水化物を除去する際にベントナイトが有効である
ことを示し、これを第1表に示した。活性をフィル、l
’ −5yf(ラドリース(Mi les Labor
atories 。
Inc、)、バイオテクノロジー・クオーリティ・アシ
二ランス・グロシーデュア(Biotechnolog
yQuality As5urance Proced
ure)No。
400、23 :c記載された方法を用いて測定し、こ
の方法はデルフト(Delft 、Ho1land)の
ロイヤル・ネーザーランズ・ファーメンテ−ジョン・イ
ンダストリーズ(Royal Netherlands
Fermentation  IndustriesX
Ltd、)Kよって開発されたデルフト・アッセイ法(
f、)elftAssay method)に基ずく。
活性はアルカリ性蛋白分解酵素単位/m7!とじて示し
た。1欠水化物をmq/mtとして示し、そして泡止剤
をppm  として示した。
1、AP+Q% 7.7 1000  25   84
402、AP+29イ 7.7 30 15  770
03、−起P+2% 8.5   36  −−   
 77004、AP+2% 9.0  40  −− 
  77005、 AP + 2% 9.5  53 
 −−   7700実施例2 泡止削を除去する六めに培養P液に加えるベントナイト
の最適レベルを、培養P液の被検液2009、を、H値
7.5 Tgh ) v−(■、y)−+()−0,5
%〜39/ w / vと混合することによってコII
定することを除いて、実施例1の方法をアルカリ性蛋白
分解酵素培養炉液に対してくり返し行った。その結果を
下記の第■表に示した。
第脛表 pHHI35.25℃でバチルス・リケニホルミスから
誘導されたアルカリ性蛋白分解酵素培養F液から泡止剤
の除去におけるベントナイト濃度効果 ベントナイト濃度   泡止剤残存% 対照 0         100 0.5               261.0  
       23 1.58 2.04 2.53 3.03 第「表はベントナイトのレベルが増加すれば、それだけ
泡止剤を除去することを示している。最適レベルはベン
トナイト1.5〜3%W/Vと思われ、その理由は、ベ
ントナイト1.5%W / Vレベルで培養ろ液中に残
存油止剤のレベルが10%以下に減じられ、一方、ベン
トナイト3.0%w / vの添加後、残存油止剤は3
%のみであるためである。
実施例3 前記の如くしてバチルス・リケニホルミスによって産生
じたα−アミラーゼを含む発酵液体培地をまず濾過して
バイオマスを除去し、本実施例に対する細胞を含まぬ培
養F液を得た。また2種の液体培地全体を試験した。熱
安定性α−アミラーゼ発酵培養炉液か、らの各100ゴ
の被検液に実施例1と同様にして、泡止剤及び炭水化物
における効果を測定するために2及び3にw / vの
濃度でボークレイ0ベントナイトを加え、そして全体の
液体!、1thEよ。−カよ5,2ツイ■67、カイ。
3%w / vを加えた。また液体培地全体及び培養F
液(cF)の対照試料(ベントナイトなし)をpHHI
35で試験した。泡止剤及・び炭水化物含有量を実施例
1と同様にして測定した。また試料を顔料の存在につい
て比色計で試験した。総蛋白質を上記のパイオーラッド
法を用いてチェックし、■/葱で示した。その結果を次
の第1表に集約した。
ベントナイトはAP培培養液液全く同様に、AAf@養
戸液か炉液止剤を除去する際に極めて有効であった。ま
た、ベントナイトは望ましくない着色物の一部を効果的
に除去した。しかしながら、実施例1における如(、A
P培培養液液ら残存炭水化物の除去と比較して、AA培
培養液液ら残存炭水化物を除去する際にベントナイトは
無効であると思われる。
液体培地全体に関しては、ベントナイトは泡止剤13%
以上及び一部の色素を除去するが、しかし、炭水化物を
除去するには無効であった。
実施例4 前記のバチルス・リケニホルミスのα−アミラーゼ産生
発酵を本実施例に対する全液体培地を得るために行った
。濾過の代りに、α−アミラーゼ含有液体を遠心分離、
次に上澄液のデカンテーションによってバイオマスから
分離した。実施例3と同様の方法を用いて、ボーク・イ
■べ・トナイト2%w /’ vを上澄液に加えること
Kよって油止剤の除去を調べた。油止剤20%が上澄液
中にあり、かくして、全液体培地の遠心分離後、バイオ
マスと共に油止剤80%が残ったことがわかった。
次に、バイオマスを水に再懸濁させて全液体培地の初期
容量にし、遠心分離し、続いて上澄液をデカンテーショ
ンし、残存酵素を抽出した。この第二の上澄液を同様に
してポークレイ■ベントナイト2%w/vで処理し、ま
た残存泡止剤のほとんどがバイオマスからこの第二のデ
カンテーションした上澄液中に抽出されたことがわかっ
た。
最初の上澄液のベントナイト処理は残存泡止剤の90%
より大を除去し、PPG515 ppm tDみを有す
る酵素液を生じた。第二の上澄液のベントナイト処理は
残存泡止剤のほとんどを除去し、PPG525 ppm
のみを有する酵素液を生じた。
実施例5 高レベルのα−アミラーゼ並びに有効レベルのβ−グル
カナーゼ、ヘミセルラーゼ及びセルラーゼ活性を含む上
記の如くして調製したバチルス・アミロリケファシエン
スによるバクテリア性の中性蛋白分解酵素に対する全体
の発雷液体培地を試1また。濾過によってバイオマスを
分離した後、最初のP液の被検液50.dをpH値6.
2にて種7セななレベルのポルクレイ■ベントナイトで
、そしてまた異なるpH値にでベントナイト0.5%w
 / vテ処Lffit、り。i”H’tLヲ10 %
 w / v水性KOHで調節した。ベントナイトの添
加は実施例1における如くして行った。泡止剤除去の有
効性を実施例1と同欅の方法で測定した。またpH値6
.2を有する試料を比色計で試験した。その結果を次の
第v表に示した。
第V表 実験   ベントナイト         泡 止 剤
s      vベルpHPPG5 (ppm:1.0
%     6.2    51,0002、    
  0.1%     6.2    48,0003
、      0.5%     6.2    35
,2004、      1.0%     6.2 
   30,0005、      1.5%    
 6.2     5,5006、      2.0
%     6.2     2.1007、    
  3.09イ     6.2     1,200
8、      0.5%     5.0    2
8,8009、      0.5%     6.0
    28,80010、      0.5%  
   7,0    24,00011、      
0.5%     8.0    21,25012、
     0.5%     9.0    21.2
50”無効 泡止剤   色 除去%  (400nm ) 0   0.475(XIO) 5.9  0.447(xlO) 31.0  0.436(XIO) 41.2  0.436(XIO) 89゜2  0.370(xlo) 95.9  0.368 (Xi O)97.7  0
.339(xi O) 45.6        N/A* 45.6    N/A 52.9    N/A 58.5    N/A 58.5    N/A 酸pH値6.2で中性蛋白分解酵素に対して、ベントナ
イト トの濃度で最も有効であり(被検液5、6及び7)、一
方、o.s%W / Vベントナイトの低レベルで泡止
剤の除去はアルカIJ 性pH値で明白に改善された(
被検液8〜12)。
実施例6 c − ム− 7 7ドー バー ス(Rohm an
d Haas )社提供の7ミη■(Ami c o 
n”) 7 6 、、J円板I)M−10膜を用いる限
外濾過試験は、対照の蛋白分解酵素p液と比較して、実
施例5に述べた如き1、5πw/vfヤ,ツイの、7ト
ナイト処理した中性蛋白分解酵素炉液に対しては、1時
間に捕集した透過液の量を測定した際、流速、容量/時
間においてIEぼ3倍増加を示した。その結果を次の第
4表に示した。
第4表 1、5 9(、 w / v      対照ベントナ
イト     (ベントナイトなし)出発容t   5
00ゴ     500献pH値    6, 2  
     6. 2温度     5℃       
5℃攪拌    300RPM    300RPM圧
力     3.8 4 5kg/Crn23.8 4
 5に9/z”(40p3i)      (40pS
i)1時間後に 捕集した透 過客t   24d       70n!。
特許出願人 マイルス・ラボラドリース・インフーボレ
ーテツド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、酵素産生微生物を適当な栄養増殖培地中で培養して
    、発酵液体培地に多陽イオン性泡止剤を加えた酵素を含
    む発酵液体培地を準備することにより酵素を産生する方
    法と組合せて、 a)発酵液体培地に鉱物質粘土を加えて、 粘土と酵素との間の反応生成物が生成せずに固体粘土/
    泡止剤複合体が生成し、一方、酵素は溶液中にとどまる
    pH条件下で泡止剤との複合体を生成させ;そして b)固/液分離技術によつて発酵液体培地から粘土/泡
    止剤複合体を分離することを特徴とする方法。 2、発酵液体培地に鉱物質粘土を添加する前に、バイオ
    マスを発酵液体培地から分離し、これによつて酵素含有
    溶液を準備することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の方法。 3、(a)において、粘土を実質的に均一に攪拌しなが
    ら加え、攪拌を3時間まで続け、そして(b)において
    、該分離を濾過または遠心分離、続いてデカンテーシヨ
    ンすることによつて行う特許請求の範囲第2項記載の方
    法。 4、粘土がモントモリロナイト、水和したアルミナシリ
    ケート、アタパルジヤイト、イライト、カオリンまたは
    それらの混合物であり、そして該粘土を酵素含有溶液の
    容量に対して約0.01〜10重量%の量で加える特許
    請求の範囲第3項記載の方法。 5、約60%〜80%の粘土が約140メッシュ乃至2
    30メッシュの範囲の米国メッシュサイズを有するふる
    いを通るような粒径を有する特許請求の範囲第4項記載
    の方法。 6、泡止剤がシリコーンベース重合体エマルジョンであ
    る特許請求の範囲第5項記載の方法。 7、泡止剤が分子量範囲2000〜6000を有するポ
    リプロピレングリコール−シリコーンエマルジョンであ
    る特許請求の範囲第6項記載の方法。 8、酵素が微生物によつて分泌され、従つて最初に細胞
    外である特許請求の範囲第1項記載の方法。 9、酵素が最初に細胞内であり、そして溶解し、これに
    よつて酵素を酵素産生微生物の細胞壁の外にもたらす特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 10、発酵液体培地が、粘土と複合体を生成することが
    でき、従つて粘土を加えた後に固/液分離技術によつて
    発酵液体培地から分離し得る炭水化物材料及び顔料を含
    有する特許請求の範囲第2項記載の方法。 11、(a)において、粘土を実質的に均一に攪拌しな
    がら加え、攪拌を3時間まで続け、そして(b)におい
    て、該分離を濾過または遠心分離、続いてデカンテーシ
    ヨンすることによつて行う特許請求の範囲第10項記載
    の方法。 12、粘土がモントモリロナイト、水和したアルミナシ
    リケート、アタパルジヤイト、イライト、カオリンまた
    はそれらの混合物であり、そして該粘土を酵素含有溶液
    の容量に対して約0.1〜10重量%の量で加える特許
    請求の範囲第11項記載の方法。 13、約60%〜80%の粘度が約140メッシュ乃至
    230メッシュ範囲の米国メッシュサイズを有するふる
    いを通るような粒径を有する特許請求の範囲第12項記
    載の方法。 14、泡止剤がシリコーンベース重合体エマルジョンで
    ある特許請求の範囲第13項記載の方法。 15、泡止剤が分子量範囲2000〜6000を有する
    ポリプロピレングリコール−シリコーンエマルジョンで
    ある特許請求の範囲第14項記載の方法。 16、酵素が微生物によつて分泌され、従つて最初に細
    胞外である特許請求の範囲第15項記載の方法。 17、酵素が最初に細胞内であり、そして溶解し、これ
    によつて酵素を酵素産生微生物の細胞壁の外にもたらす
    特許請求の範囲第15項記載の方法。 18、(c)該分離したバイオマスを水溶液中で再スラ
    リー化し、 (d)残存酵素の溶液を得るためにバイオマスを再分離
    し、 (e)固体粘土/残存泡止剤複合体を生成するように水
    溶液に追加の鉱物質粘土を加え、そして (f)溶液から粘土/残存泡止剤複合体を分離すること
    により追加の酵素を回収することを更に含む特許請求の
    範囲第2項記載の方法。 19、(a)において、粘土を実質的に均一に攪拌しな
    がら加え、攪拌を3時間まで続け、そして(b)におい
    て、該分離を濾過または遠心分離、続いてデカンテーシ
    ヨンすることによつて行う特許請求の範囲第1項記載の
    方法。 20、粘土がモントモリロナイト、水和したアルミナシ
    リケート、アタパルジヤイト、イライト、カオリンまた
    はそれらの混合物であり、そして該粘土を液体培地の容
    量に対して約0.01〜10重量%の量で加える特許請
    求の範囲第19項記載の方法。 21、約60%〜80%の粘土が約150メッシュ乃至
    230メッシュ範囲の米国メッシュサイズを有するふる
    いを通るような粒径を有する特許請求の範囲第20項記
    載の方法。 22、泡止剤がシリコーンベース重合体エマルジョンで
    ある特許請求の範囲第21項記載の方法。 23、泡止剤が分子量範囲2000〜6000を有する
    ポリプロピレングリコール−シリコーンエマルジョンで
    ある特許請求の範囲第22項記載の方法。 24、酵素が微生物によつて分泌され、従つて最初に細
    胞外である特許請求の範囲第23項記載の方法。 25、酵素が最初に細胞内であり、そして溶解し、これ
    によつて酵素を酵素産生微生物の細胞壁の外にもたらす
    特許請求の範囲第23項記載の方法。 26、発酵液体培地が、粘土と複合体を生成することが
    でき、従つて粘土を加えた後に、固/液分離技術によつ
    て発酵液体培地から分離し得る炭水化物材料及び顔料を
    含有する特許請求の範囲第1項記載の方法。 27、(a)において、粘土を実質的に均一に攪拌しな
    がら加え、攪拌を3時間まで続け、そして(b)におい
    て、該分離を濾過または遠心分離、続いてデカンテーシ
    ヨンすることによつて行う特許請求の範囲第26項記載
    の方法。 28、粘土がモントモリロナイト、水和したアルミナシ
    リケート、アタパルジヤイト、イライト、カオリンまた
    はそれらの混合物であり、そして該粘土を液体培地の容
    量に対して約0.01〜10重量%の量で加える特許請
    求の範囲第27項記載の方法。 29、約60%〜80%の粘土が約150メッシュ乃至
    230メッシュ範囲の米国メッシュサイズを有するふる
    いを通るような粒径を有する特許請求の範囲第28項記
    載の方法。 30、泡止剤がシリコーンベース重合体エマルジョンで
    ある特許請求の範囲第29項記載の方法。 31、泡止剤が分子量範囲2000〜6000を有する
    ポリプロピレングリコール−シリコーンエマルジョンで
    ある特許請求の範囲第30項記載の方法。 32、酵素が微生物によつて分泌され、従つて最初に細
    胞外である特許請求の範囲第31項記載の方法。 33、酵素が最初に細胞内であり、そして溶解し、これ
    によつて酵素を酵素産生微生物の細胞壁の外にもたらす
    特許請求の範囲第31項記載の方法。 34、酵素産生微生物を適当な栄養増殖培地中で培養し
    て、発酵液体培地に多陽イオン性泡止剤が加えられる酵
    素を含む発酵液体培地を準備することにより酵素を産生
    する方法と組合せて、a)発酵液体培地に鉱物質粘土を
    加えて、 固体粘土/泡止剤複合体及び不溶性酵素/粘土反応生成
    物の双方が生ずるような粘土と酵素との間の反応生成物
    を生成せしめるpH条件下で、泡止剤との複合体を生成
    させ; b)pH値を、酵素及び粘土が反応生成物を生成し、こ
    れによつて酵素が溶液中に移行する範囲外に調節し;そ
    して c)固/液分離技術によつて発酵液体培地から粘土/泡
    止剤複合体を分離することを特徴とする方法。 35、発酵液体培地に鉱物質粘土を添加する前に、バイ
    オマスを発酵液体培地から分離し、これによつて酵素を
    含む溶液を準備し、これに工程(a)において粘土を加
    える特許請求の範囲第1項記載の方法。
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