JPH0661265B2 - Method for producing granular fixed molded article of enzyme or microbial cell - Google Patents
Method for producing granular fixed molded article of enzyme or microbial cellInfo
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- JPH0661265B2 JPH0661265B2 JP61006815A JP681586A JPH0661265B2 JP H0661265 B2 JPH0661265 B2 JP H0661265B2 JP 61006815 A JP61006815 A JP 61006815A JP 681586 A JP681586 A JP 681586A JP H0661265 B2 JPH0661265 B2 JP H0661265B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は酵素又は微生物菌体の固定化法に関し、さらに
詳しくは酵素又は微生物菌体を粒状固定化成形物として
固定化する方法に関する。The present invention relates to a method for immobilizing an enzyme or a microbial cell, and more particularly to a method for immobilizing an enzyme or a microbial cell as a granular immobilization molding.
酵素又は微生物の固定化法としては、従来から、包括
法、物理的吸着法、共有結合法等多くの方法が得られて
いる。これらの方法によって得られる塊状あるいはシー
ト状の固定化物は、微生物反応や酵素反応に使用する場
合には、細かく切断したり磨砕したりした後カラムに充
填するのが普通である。しかしその場合固定化物は面同
志で密着することが多く、微生物反応や、酵素反応の効
率が悪くなり、たびたびチャネリング現象を起こしてカ
ラムを閉塞する等の欠点もある。As an enzyme or microorganism immobilization method, many methods such as entrapment method, physical adsorption method, covalent bond method and the like have been conventionally obtained. When used in a microbial reaction or an enzymatic reaction, the lump-shaped or sheet-shaped immobilized product obtained by these methods is usually cut into fine pieces or ground and then packed in a column. However, in that case, the immobilized product often adheres to each other face-to-face, and the efficiency of microbial reaction and enzyme reaction becomes poor, and there are drawbacks such that the channeling phenomenon frequently occurs and the column is blocked.
本発明者らは先に酵素又は微生物菌体を粒状成形物とし
て固定化することができれば、流動しやすくカラムへの
充填作業が容易で、粒子同志の接触面積も少なく微生物
反応や酵素反応の効率をアップすることができると考
え、親水性光硬化性樹脂と水溶性高分子多糖類とよりな
る混合物を用いて、これを多価金属イオンを含有する水
性媒体中に滴下して粒状化した後、光硬化せしめること
により酵素又は菌体を固定した粒状物を容易に得ること
に成功した(特開昭59−11182号公報参照)。し
かしながら、疎水性光硬化性樹脂を用いて上記の方法に
よって粒状固定化物を得ることは困難であり従来はシー
ト状や塊状にして使用されていた。If the present inventors were able to immobilize the enzyme or microbial cell as a granular molded product, the flowability and the filling work into the column would be easy, and the contact area between the particles would be small and the efficiency of microbial reaction and enzyme reaction would be small. It is believed that the mixture of hydrophilic photocurable resin and water-soluble polymer polysaccharide is used, and the mixture is added dropwise to an aqueous medium containing polyvalent metal ions and granulated. The present inventors have succeeded in easily obtaining a granular material on which an enzyme or a bacterium has been fixed by photocuring (see JP-A-59-11182). However, it is difficult to obtain a particulate immobilization product by the above method using a hydrophobic photocurable resin, and it has been conventionally used in the form of a sheet or a lump.
そこで、本発明者らは疎水性樹脂を用いて粒状固定化物
を得ることについて、さらに研究を進めた結果、固定化
担体として或る種の疎水性光硬化性樹脂を、界面活性剤
を含有する水性媒体中に滴下することにより樹脂の表面
張力及び樹脂表面へのミセルの形成等により、安定な粒
状固定化物を製造することができることを見出し本発明
を完成させるに至った。Therefore, as a result of further research on obtaining a granular immobilizate using a hydrophobic resin, the present inventors have found that a certain kind of hydrophobic photocurable resin as an immobilization carrier and a surfactant are contained. It has been found that a stable granular immobilization product can be produced by dropping the resin in an aqueous medium and forming the micelle on the surface of the resin, and the present invention has been completed.
しかして、本発明によれば、 (a)1分子中に少なくとも2個のエチレン性不飽和結
合を有する疎水性光硬化性樹脂 (b)光重合開始剤 (c)疎水性光硬化性樹脂を希釈することのできる溶媒
および (d)酵素、又は微生物菌体 を含んでなる液状組成物を、界面活性剤を含有する水性
媒体中に滴下して該組成物を粒状にさせ、次いで得られ
る粒状物に活性光線を照射して該粒状物中の光硬化性樹
脂を硬化させることを特徴とする酵素又は微生物菌体の
粒状固定化成形物の製造方法が提供される。Therefore, according to the present invention, (a) a hydrophobic photocurable resin having at least two ethylenically unsaturated bonds in one molecule (b) a photopolymerization initiator (c) a hydrophobic photocurable resin A liquid composition comprising a solvent that can be diluted and (d) an enzyme or a microbial cell is dropped into an aqueous medium containing a surfactant to granulate the composition, and then the resulting granules are obtained. There is provided a method for producing a granular fixed molded article of an enzyme or a microbial cell, which comprises irradiating an actinic ray to the article to cure the photocurable resin in the particulate matter.
以下本発明の方法についてさらに詳しく説明する。Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail.
(a)疎水性光硬化性樹脂 (i)無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン
酸、無水イタコン酸などの不飽和多価カルボン酸の少な
くとも一種とまたはこれらとトリメリット酸、無水トリ
メリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸など
の飽和多価カルボン酸の少なくとも1種とから成る多価
カルボン酸成分と、多価アルコールとのエステル化によ
って得られる酸価が約40未満の不飽和ポリエステル
(数平均分子量は約1000以上、好ましくは約300
0以上)。(A) Hydrophobic photocurable resin (i) At least one kind of unsaturated polycarboxylic acid such as maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and itaconic anhydride, or these and trimellitic acid, trimellitic anhydride Unsaturated acid having an acid value of less than about 40 obtained by esterification of a polyvalent carboxylic acid component composed of at least one saturated polycarboxylic acid such as acid, pyromellitic acid and pyromellitic dianhydride, and a polyhydric alcohol Polyester (number average molecular weight is about 1000 or more, preferably about 300
0 or more).
(ii)無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン
酸、無水イタコン酸などの不飽和多価カルボン酸の少な
くとも1種と1分子中に3個より多いヒドロキシル基を
有する多価アルコールを少なくとも5重量%含む多価ア
ルコールとのエステル化物またはこのエステル化物中の
ヒドロキシル基に酸無水物を反応させた酸価40未満の
不飽和ポリエステル類(数平均分子量約1000以上、
好ましくは約3000以上)。(ii) at least one unsaturated polyvalent carboxylic acid such as maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and itaconic anhydride, and at least 5 polyhydric alcohols having more than 3 hydroxyl groups in one molecule. An unsaturated polyester having an acid value of less than 40 (number average molecular weight of about 1000 or more, which is obtained by reacting an acid anhydride with a hydroxyl group in the esterified product or a polyhydric alcohol containing 50% by weight,
Preferably about 3000 or more).
(iii)不飽和エポキシド類;nモルのグリシジル基を有
するエピコート828,1001,1004(シェルケ
ミカル社製、商品名)などの多価グリシジル化合物と
(n−2)モルのカルボキシル基を有するマレイン酸、
アジピン酸、トリメリット酸などの多価カルボン酸と2
モルの(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボキシル化
合物との付加反応物またはこれらに残存するヒドロキシ
ル基に酸無水物を付加した酸価40未満の不飽和エポキ
シド類;nモルのグリシジル基を有する該多価グリシジ
ル化合物と(n+2)モルのカルボキシル基を有する該
多価カルボン酸との付加反応物に残存するヒドロキシル
基に酸無水物を付加させた化合物に(メタ)アクリル酸
グリシジルなどの不飽和グリシジル化合物を反応させた
酸価40未満の不飽和エポキシド類など。(iii) Unsaturated epoxides; polyvalent glycidyl compounds such as Epicoat 828,1001,1004 (trade name, manufactured by Shell Chemical Co.) having n moles of glycidyl group, and maleic acid having (n-2) moles of carboxyl group. ,
Polycarboxylic acids such as adipic acid and trimellitic acid and 2
Moles of an addition reaction product with an unsaturated carboxyl compound such as (meth) acrylic acid or unsaturated epoxides having an acid value of less than 40 in which an acid anhydride is added to the residual hydroxyl group; An unsaturated glycidyl compound such as glycidyl (meth) acrylate is added to a compound obtained by adding an acid anhydride to a hydroxyl group remaining in an addition reaction product of a polyvalent glycidyl compound and the polyvalent carboxylic acid having (n + 2) moles of a carboxyl group. Unsaturated epoxides having an acid value of less than 40 reacted with a compound.
(iv)アニオン製不飽和アクリル樹脂類;ここでいうアニ
オン性不飽和アクリル樹脂とは、(メタ)アクリル酸お
よび(メタ)アクリル酸エステルの共重合体であり、 C+5P+10S=A……(1) [ここでCは樹脂中のカルボキシル基の濃度(mol/kg)、
Pは樹脂中のリン酸基濃度(mol/kg)、Sは樹脂中のスル
ホン酸基濃度(mol/kg)である。] 前記(1)式のAが0.8未満(mol/kg)であり、樹脂中の
光重合可能なエチレン性不飽和基の濃度が0.1〜5(m
ol/kg)である樹脂である。該(メタ)アクリル酸および
(メタ)アクリル酸エステルの共重合体は公知の方法で
合成される。樹脂中にカルボキシル基を導入するには、
(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボキシル化合物
を、リン酸基を導入するにはホスマーM、ホスマーC1
(両者との油脂製品社製、商品名)などの不飽和リン酸
エステルを、スルホン酸基を導入するためには(メタ)
アクリル酸−2−スルホエチル、(メタ)アクリル酸−
3−スルホプロピルなどの不飽和スルホン酸エステル
を、共重合可能なエチレン性不飽和基を導入するために
は共重合体中に存在するカルボキシル基、リン酸基、あ
るいはスルホン酸基に(メタ)アクリル酸グリシジルな
どの不飽和グリシジル化合物を反応させることにより可
能となる。(iv) Anionic unsaturated acrylic resin; the anionic unsaturated acrylic resin here is a copolymer of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester, and C + 5P + 10S = A (1) [Where C is the concentration of carboxyl groups in the resin (mol / kg),
P is the concentration of phosphoric acid groups in the resin (mol / kg), and S is the concentration of sulfonic acid groups in the resin (mol / kg). ] In the above formula (1), A is less than 0.8 (mol / kg), and the concentration of the photopolymerizable ethylenically unsaturated group in the resin is 0.1 to 5 (m
ol / kg). The copolymer of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester is synthesized by a known method. To introduce a carboxyl group into the resin,
To introduce an unsaturated carboxyl compound such as (meth) acrylic acid into a phosphoric acid group, phosmer M and phosmer C1
In order to introduce a sulfonic acid group into an unsaturated phosphoric acid ester (trade name, manufactured by Oil and Fat Products Co., Ltd. with both) (meta)
2-Sulfoethyl acrylate, (meth) acrylic acid-
In order to introduce an ethylenically unsaturated group capable of copolymerizing an unsaturated sulfonic acid ester such as 3-sulfopropyl, the (meth) carboxyl group, phosphoric acid group or sulfonic acid group present in the copolymer is introduced. It is possible by reacting an unsaturated glycidyl compound such as glycidyl acrylate.
(v)カチオン性不飽和アクリル樹脂類;(メタ)アクリ
ル酸−2−ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸
−tert−ブチルアミノエチル、ビニルピリジンなど
の不飽和アミノ化合物を5重量%より少ない量を含む
(メタ)アクリル酸エステルの共重合体に(メタ)アク
リル酸グリシジルなどの不飽和グリシジル化合物を反応
させた不飽和アクリル樹脂、ポリスチレンをクロロメチ
ル化後、不飽和アミノ化合物で4級化した不飽和アクリ
ル樹脂、ポリエチレンイミンと不飽和グリシジル化合物
との付加物などがあげられる。(v) Cationic unsaturated acrylic resins; an unsaturated amino compound such as 2-diethylaminoethyl (meth) acrylate, -tert-butylaminoethyl (meth) acrylate, vinylpyridine or the like in an amount of less than 5% by weight. Unsaturated acrylic resin obtained by reacting an unsaturated glycidyl compound such as glycidyl (meth) acrylate with a copolymer of (meth) acrylic acid ester containing, chloromethylated polystyrene, and then quaternized with an unsaturated amino compound. Examples thereof include saturated acrylic resins and adducts of polyethyleneimine with unsaturated glycidyl compounds.
(vi)ポリプロピレングリコールと(メタ)アクリル酸と
のポリエステル類;分子量400〜10000で30重
量%未満のエチレンオキサイド基を含むポリプロピレン
グリコールの(メタ)アクリル酸などの不飽和モノカル
ボン酸とのジエステル。(vi) Polyesters of polypropylene glycol and (meth) acrylic acid; diesters of polypropylene glycol having a molecular weight of 400 to 10,000 and containing less than 30% by weight of ethylene oxide groups with unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid.
(vii)ポリプロピレングリコールと(メタ)アクリル酸
2−ヒドロキシエチルとのウレタン化付加物;nモルの
トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネートなどのジイソシアネート、n−1モルのポ
リプロピレングリコールおよび2モルの(メタ)アクリ
ル酸2−ヒドロキシエチルなどの不飽和モノヒドロキシ
化合物とのウレタン化物;1モルのトリメチロールプロ
パンなどの3官ヒドロキシ化合物と4モルのジイソシア
ネート、2モルのポリプロピレングリコールおよび2モ
ルの(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルなどの不
飽和モノヒドロキシ化合物とのウレタン化物に無水マレ
イン酸、無水コハク酸などの酸無水物を反応さたカルボ
キシル化ウレタン化物などがあげられる。(vii) Urethane adduct of polypropylene glycol and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate; diisocyanates such as n mol tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, n-1 mol polypropylene glycol. And a urethane compound with 2 mol of an unsaturated monohydroxy compound such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate; 1 mol of a trifunctional hydroxy compound such as trimethylolpropane and 4 mol of diisocyanate, 2 mol of polypropylene glycol and 2 Carboxylated urethanization by reacting a mole of a urethane compound with an unsaturated monohydroxy compound such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate with an acid anhydride such as maleic anhydride or succinic anhydride And the like.
以上に例示した如き疎水性光硬化性樹脂はそれぞれ単独
で使用することができ、或いは2種以上組み合わせて使
用してもよい。これらの光硬化性樹脂のうち、本発明に
おいて特に有利に使用しうるものとしては、前記(vii)
のポリプロピレングリコールと(メタ)アクリル酸2−
ヒドロキシエチルとのウレタン化付加物をあげることが
できる。The hydrophobic photocurable resins as exemplified above can be used alone or in combination of two or more kinds. Among these photocurable resins, those which can be particularly advantageously used in the present invention include the above (vii)
Polypropylene glycol and (meth) acrylic acid 2-
The urethane addition product with hydroxyethyl can be mentioned.
(b)光重合開始剤 上記(a)に述べた光硬化性樹脂の光重合反応を促進す
る目的で、本発明に従う液状組成物には光重合開始剤
(光増感剤)を含ませる。使用しうる光重合開始剤は光
照射により分解してラジカルを生成し、このものが重合
開始種となって重合性不飽和基を有する樹脂間に橋かけ
反応を起こさせるもので、例えばベンゾイン、アセトイ
ン、α−ヒドロキシイソブチルフェノンなどのα−カル
ボニルアルコール類;ベンゾインメチルエーテル、ベン
ゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、
アニソインエチルエーテル、ピパロインエチルエーテル
等のアシロインエーテル類;ナフトール、ヒドロキシア
ントラセンなどの多環芳香族化合物類;メチルベンゾイ
ン、α−メトキシベンゾインなどのα−置換アシロイン
類;2−シアノ−2−ブチルアゾホルムアミドなどのア
ゾアミド化合物類;硝酸ラウニル、塩化第2鉄などの金
属塩類;メルカプタン類;ジスルフィド類;ハロゲン化
合物類;染料類等をあげることができる。(B) Photopolymerization initiator For the purpose of promoting the photopolymerization reaction of the photocurable resin described in (a) above, the liquid composition according to the present invention contains a photopolymerization initiator (photosensitizer). The photopolymerization initiator that can be used is one that decomposes upon irradiation with light to generate a radical, which acts as a polymerization initiation species to cause a crosslinking reaction between resins having a polymerizable unsaturated group, such as benzoin, Α-Carbonyl alcohols such as acetoin and α-hydroxyisobutylphenone; benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether,
Acryloin ethers such as anisoin ethyl ether and piparoin ethyl ether; polycyclic aromatic compounds such as naphthol and hydroxyanthracene; α-substituted acylloins such as methylbenzoin and α-methoxybenzoin; 2-cyano-2- Azoamide compounds such as butylazoformamide; metal salts such as lauryl nitrate and ferric chloride; mercaptans; disulfides; halogen compounds; dyes and the like.
これらの光重合開始剤は単独又は2種以上組合せて通常
0.01〜10PHR(重量部/樹脂100重量部)の
割合で使用できる。These photopolymerization initiators can be used singly or in combination of two or more kinds at a ratio of usually 0.01 to 10 PHR (parts by weight / 100 parts by weight of resin).
(c)疎水性光硬化性樹脂を希釈することのできる溶媒 疎水性光硬化性樹脂の中で粘度の高いもの(10poise
以上)は、粒状化することは可能であるが、粒状化操作
がしにくい。そこで、疎水性光硬化性樹脂を溶解するこ
とができるが、固定化重合物を溶解しないような溶媒を
用いて希釈することによりたやすく粒状化することがで
きる。この溶剤としては例えば、石油ベンジン、ヘキサ
ン、ヘプタン、ベンゼン、石油エーテル、トルエン、酢
酸エチル、アセトン、アルコール、ジオキサン、エチレ
ングリコール、ホルムアミド、ピリジン、テトラヒドロ
フラン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド
などの有機溶剤;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸
などの脂肪酸類;オリーブ油、パーム油、ヤシ油などの
油脂類;などが使用でき、これらは、1種で用いても良
いし、2種以上の混合液として用いても良い。好ましく
は、反応における基質で希釈することが望ましい。例え
ば、オリーブ油の加水分解反応を行なう際、オリーブ油
で疎水性光硬化性樹脂を希釈して粘度を下げる。(C) Solvent capable of diluting hydrophobic photocurable resin Among hydrophobic photocurable resins, those having high viscosity (10 poise
The above) can be granulated, but the granulation operation is difficult. Therefore, the hydrophobic photocurable resin can be dissolved, but it can be easily granulated by diluting with a solvent that does not dissolve the immobilized polymer. Examples of the solvent include organic solvents such as petroleum benzine, hexane, heptane, benzene, petroleum ether, toluene, ethyl acetate, acetone, alcohol, dioxane, ethylene glycol, formamide, pyridine, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide; oleic acid. , Fatty acids such as linoleic acid and linolenic acid; fats and oils such as olive oil, palm oil, and coconut oil; and the like can be used. These may be used alone or as a mixed solution of two or more kinds. good. Preferably, it is desirable to dilute with the substrate in the reaction. For example, when the hydrolysis reaction of olive oil is performed, the hydrophobic photocurable resin is diluted with olive oil to reduce the viscosity.
(d)酵素又は微生物菌体 本発明の方法により固定化しうる酵素又は微生物菌体は
多種多様であり、その種類には特に制約はない。本発明
の方法によれば、どのような種類の酵素又は微生物菌体
でも、その酵素活性を実質的に失活させることなく固定
化することができる。本発明の方法を適用しうる酵素お
よび微生物菌体を以下に示すがこれはごく一例にすぎな
い。(D) Enzymes or microbial cells There are various types of enzymes or microbial cells that can be immobilized by the method of the present invention, and the types are not particularly limited. According to the method of the present invention, any type of enzyme or microbial cell can be immobilized without substantially deactivating the enzyme activity. Enzymes and microbial cells to which the method of the present invention can be applied are shown below, but this is only one example.
微生物菌体の例としては、 ラクトバチルス・ブルガリス (Lactobacillus bulgaris) アエロバクター・アエロゲネス (Aerobactor aerogenes) バチルス・ズブチルス(Bacillus subtillis) アゾトバクター・ビランディ (Azotobacter vinelandii) プロテウス・ブルガリス(Proteus vulgaris) アースロバクター・シンプレックス (Arthrobacter simplex) ノカルディア・ロドクラス (Nocardia rhodocrous) カルバラリア・ルナタ(Curvularia lunata) キャンディダ・シリンドレシア (Candida cylindracea) アスパラギルス・ニガア(Aspergills niger) リゾパス・デレマア(Rhizopus delemar) ゲオトリカム・キャンディダム (Geotrichum candidum) ペニシリウム・シクロピウム (Penicillium cyclopium) などをあげることができる。Examples of microbial organisms are Lactobacillus bulgaris Aerobactor aerogenes Bacillus subtillis Azotobacter vinelandii Proteus vulgaris Proteus vulgaris・ Simplex (Arthrobacter simplex) Nocardia rhodocrous (Curvularia lunata) Candida cylindracea (Aspergills niger) Rhizopus o candidum) Penicillium cyclopium etc. can be mentioned.
また、酵素の例としては、 グルコースオキシターゼ(1、1、3、4) アルデヒドオキシターゼ(1、2、3、1) L−アミノ酸オキシターゼ(1、4、3、2) D−アミノ酸オキシターゼ(1、4、3、3) カタラーゼ(1、11、1、6) グルコキナーゼ(2、7、1、2) カルボキシエステラーゼ(3、1、1、1) アリールエステラーゼ(3、1、1、2) リパーゼ(3、1、1、3) ホスホリパーゼA(3、1、1、4) リソレクチンアシルヒドラーゼ(3、1、1、5) アセチルエステラーゼ(3、1、1、6) ペクチンエステラーゼ(3、1、1、11) コレステロールエステラーゼ(3、1、1、13) グルコアミラーゼ(3、2、1、3) α−ガラクトシターゼ(3、2、1、22) β−ガラクトシターゼ(3、2、1、23) インベルターゼ(3、2、1、26) ペプシン(3、4、4、1) トリプシン(3、4、4、4) キモトリプシンA(3、4、4、5) カテプシンA(3、4) パパイン(3、4、4、10) トロンビン(3、4、4、13) アミターゼ(3、5、1、4) ウレアーゼ(3、5、1、5) ペニシリンアシターゼ(3、5、1、11) アミノアシラーゼ(3、5、1、14) アルドラーゼ(4、1、2、13) アスペルターゼ(4、3、1、1) グリコール−6−リン酸イソメラーゼ(5、3、1、
9) ステロイドΔ−イソメラーゼ(5、3、3、1) など、をあげることができる。Examples of enzymes include glucose oxidase (1, 1, 3, 4) aldehyde oxidase (1, 2, 3, 1) L-amino acid oxidase (1, 4, 3, 2) D-amino acid oxidase (1, 4, 3, 3) Catalase (1, 11, 1, 6) Glucokinase (2, 7, 1, 2) Carboxysterase (3, 1, 1, 1) Aryl esterase (3, 1, 1, 2) lipase (3,1,1,3) Phospholipase A (3,1,1,4) Lysolectin acylhydrase (3,1,1,5) Acetylesterase (3,1,1,6) Pectinesterase (3, 1,1,11) Cholesterol esterase (3,1,1,13) Glucoamylase (3,2,1,3) α-galactosidase (3,2,1,22) β-galactosidase (3 2, 1, 23) Invertase (3, 2, 1, 26) Pepsin (3, 4, 4, 1) Trypsin (3, 4, 4, 4) Chymotrypsin A (3, 4, 4, 5) Cathepsin A ( 3, 4) Papain (3, 4, 4, 10) Thrombin (3, 4, 4, 13) Amitase (3, 5, 1, 4) Urease (3, 5, 1, 5) Penicillin acitase (3, 5, 1, 11) aminoacylase (3, 5, 1, 14) aldolase (4, 1, 2, 13) aspertase (4, 3, 1, 1) glycol-6-phosphate isomerase (5, 3, 1,
9) Steroid Δ-isomerase (5, 3, 3, 1) and the like can be mentioned.
液状組成物の調製 以上の述べた(a)、(b)、(c)及び(d)の各成
分は、相互に充分混合することにより液状組成物にする
ことができる。(d)の酵素又は微生物菌体は、原末あ
るいは乾燥菌体として分散しても良いし、酵素溶液ある
いは微生物懸濁液として、エマルジョン状にして用いて
も良い。また、酵素又は微生物をあらかじめ吸着したも
の;たとえば、セライト、石英砂、白土、活性炭、コロ
イダルシリカ、アルミナなどを分散して用いても良い。Preparation of Liquid Composition The components (a), (b), (c) and (d) described above can be made into a liquid composition by sufficiently mixing them. The enzyme or microbial cell of (d) may be dispersed as a bulk powder or a dried microbial cell, or may be used as an enzyme solution or a microbial suspension in the form of an emulsion. In addition, an enzyme or a microorganism adsorbed in advance; for example, Celite, quartz sand, clay, activated carbon, colloidal silica, alumina or the like may be dispersed and used.
上記(a)、(b)、(c)及び(d)の各成分の相互
の使用割合は厳密に制限されるものではなく、各成分の
種類等に応じて広範にわたって変えることができるが、
一般には、(a)成分の疎水性光硬化性樹脂100重量
部に対し、下記の割合で使用するのが適当である(カッ
コ内は好適範囲である)。The mutual use ratios of the respective components (a), (b), (c) and (d) are not strictly limited and can be widely varied depending on the type of each component,
In general, it is appropriate to use the following proportions with respect to 100 parts by weight of the hydrophobic photocurable resin as the component (a) (the preferred range is in parentheses).
(b)光重合開始剤:0.1〜5重量部 (0.5〜2重量部) (c)疎水性光硬化性樹脂を希釈することのできる溶
媒:0〜1000重量部 (10〜200重量部) (d)酵素又は微生物菌体:0.001〜50重量部 (0.01〜20重量部) 粒状化 上記の如くして調製された液状組成物は次いで界面活性
剤を含有する水性媒体中に滴下して粒状化する。水性媒
体中に界面活性剤を加えなくても粒状化は可能である
が、界面活性剤を加えないと大部分は水性媒体中で広が
ってしまい粒状化は非常に困難である。また、粒状化し
たものでも粒状化物どおしで融合してしまったりする。
ところが、水性媒体中に界面活性剤を加えると、滴下さ
れた液状組成物の表面張力及び液状組成物表面へのミセ
ルの形成などの作用により安定な粒状化物を形成する。
すなわち、水性媒体中に界面活性剤を加えることによ
り、液状組成物が水性媒体中で粒状化しなかったり、粒
状化物同志が融合したりすることは起こらず、たやすく
粒状化できる。(B) Photopolymerization initiator: 0.1 to 5 parts by weight (0.5 to 2 parts by weight) (c) Solvent capable of diluting the hydrophobic photocurable resin: 0 to 1000 parts by weight (10 to 200) (Parts by weight) (d) Enzyme or microbial cells: 0.001 to 50 parts by weight (0.01 to 20 parts by weight) Granulation The liquid composition prepared as described above is then an aqueous solution containing a surfactant. Granulate by dropping into the medium. Granulation is possible without adding a surfactant to the aqueous medium, but if the surfactant is not added, most of it spreads in the aqueous medium and granulation is extremely difficult. In addition, even granulated materials may be fused with each other.
However, when a surfactant is added to the aqueous medium, stable granules are formed due to the surface tension of the dropped liquid composition and the action of forming micelles on the surface of the liquid composition.
That is, by adding the surfactant to the aqueous medium, neither the liquid composition is granulated in the aqueous medium nor the granulation products are fused together, and the liquid composition can be easily granulated.
界面活性剤は、特に制限なく使用することができる。た
とえば、ラウリル硫酸ナトリウム、グリセリン脂肪酸エ
ステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エス
テル、大豆リン脂質、プロピレングリコール脂肪酸エス
テル、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキ
ルエーテル硫酸エステルナトリウム、ポリエチレングリ
コールオクチルフェニルエーテルなどがあげられる。The surfactant can be used without particular limitation. Examples thereof include sodium lauryl sulfate, glycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, soybean phospholipid, propylene glycol fatty acid ester, sodium alkylbenzene sulfonate, sodium alkyl ether sulfate, and polyethylene glycol octyl phenyl ether.
この際、水性媒体中の界面活性剤の濃度は、一般に0.
0001〜10重量%、好ましくは0.01〜3重量%
の範囲である。At this time, the concentration of the surfactant in the aqueous medium is generally 0.
0001 to 10% by weight, preferably 0.01 to 3% by weight
Is the range.
かかる界面活性剤を含有する水性媒体中への前記液状組
成物の滴下は、例えば、注射針のような先の細い管の先
端から該液状組成物を滴下する方法。スプレーノズル先
端から、該液状組成物を霧化して粒状として滴下する方
法などの方法により行なうことができる。滴下する液滴
の大きさは最終の粒状固定化物に望まれる粒径に応じて
自由に変えることができるが、通常は直径が約0.1〜
約5mm、好ましくは約0.5〜約3mmの液滴として滴下
させるのが好都合である。The dropping of the liquid composition into the aqueous medium containing the surfactant is a method of dropping the liquid composition from the tip of a thin tube such as an injection needle. It can be carried out by a method such as a method of atomizing the liquid composition and dropping it in the form of particles from the tip of the spray nozzle. The size of the droplets to be dropped can be freely changed according to the desired particle size of the final particulate immobilized product, but usually the diameter is about 0.1
Conveniently it is applied as a droplet of about 5 mm, preferably about 0.5 to about 3 mm.
滴下した液状組成物は界面活性剤を含有する水性媒体中
に滴下すると直ちに粒状化する。この粒状化における温
度は通常室温で充分であるが、必要により、酵素又は微
生物菌体が失活しない程度の加温下に粒状化を行なって
もよく、或いは冷却下に行なってもよい。The dropped liquid composition is immediately granulated when dropped in an aqueous medium containing a surfactant. The temperature in this granulation is usually room temperature, but if necessary, the granulation may be carried out under heating to such an extent that the enzyme or microbial cell is not inactivated, or may be carried out under cooling.
光硬化 上記の如くして生成せしめた粒状化物は、そのまま水性
媒体中に分散させた状態で活性光線を照射することによ
り、該粒状化物中の疎水性光硬化性樹脂を硬化、粒状ゲ
ル化せしめる。これにより機械的強度の大きい酵素又は
微生物菌体の粒状固定化物が得られる。Photocuring The granular product produced as described above is irradiated with an actinic ray in a state of being dispersed in an aqueous medium as it is, thereby curing the hydrophobic photocurable resin in the granular product to form a granular gel. . As a result, a granular immobilized product of an enzyme or microbial cell having high mechanical strength can be obtained.
上記の光硬化に使用しうる活性光線の波長は該粒状化物
中に含まれる光硬化性樹脂の種類等に応じて異なるが、
一般に約250〜約600nmの範囲内の波長の光を発す
る光源を照射に使用するのが有利である。そのような光
源の例としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、蛍光灯、キ
セノンランプ、カーボンアーク灯、太陽光等が挙げられ
る。The wavelength of the actinic ray that can be used for the photo-curing varies depending on the type of the photo-curable resin contained in the granular material,
It is generally advantageous to use a light source which emits light with a wavelength in the range from about 250 to about 600 nm for irradiation. Examples of such a light source include a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a fluorescent lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, and sunlight.
照射時間は光源の光の強さ、光源からの距離等に応じて
変える必要があるが、一般には約0.5〜約10分間の
範囲内とすることができる。なお、照射を不活性ガス雰
囲気中で行なうと、照射時間が短縮されることがある。
照射は生成せしめた全粒状化物に活性光線が出来るだけ
満遍無く行きわたるようにすべきである。The irradiation time needs to be changed according to the light intensity of the light source, the distance from the light source, etc., but it can generally be within the range of about 0.5 to about 10 minutes. If the irradiation is performed in an inert gas atmosphere, the irradiation time may be shortened.
Irradiation should be such that the actinic rays are distributed as evenly as possible over all the granules produced.
このように照射処理が終った粒状固定化物は水性媒体か
ら分離採取し、水、緩衝水溶液あるいは粒状固定化物を
溶解しない有機溶媒等で洗浄し、そのまま保存したりあ
るいは粒状化物を凍結乾燥して保存することができる。In this way, the particulate immobilization product after the irradiation treatment is separated and collected from the aqueous medium, washed with water, an aqueous buffer solution or an organic solvent that does not dissolve the granular immobilization product, and stored as it is, or the granular product is freeze-dried and stored. can do.
かくして本発明により粒径が約0.1〜約5mmの酵素又
は微生物菌体の粒状固定化物が、極めて簡単な操作で製
造することができ、連続的生産も可能である。Thus, according to the present invention, a granular immobilization product of enzyme or microbial cells having a particle size of about 0.1 to about 5 mm can be produced by an extremely simple operation, and continuous production is also possible.
本発明の方法によればこれまで困難であった疎水性光硬
化性樹脂担体による酵素又は微生物菌体の粒状固定化が
容易にでき得られた粒状固定化物は疎水性条件下での酵
素又は微生物菌体反応における基質の透過拡散性の増大
に基づく反応速度の向上を達成できるものであり、特に
反応装置規模が余り大きくないリアクター、流動床型の
リアクターなどに簡便に用いることができる。According to the method of the present invention, it is possible to easily carry out the granular immobilization of the enzyme or the microbial cell by the hydrophobic photocurable resin carrier, which has been difficult so far. It is possible to achieve an improvement in reaction rate based on an increase in the permeation / diffusion property of the substrate in the microbial cell reaction, and it can be conveniently used particularly in a reactor in which the scale of the reaction apparatus is not so large, a fluidized bed reactor, and the like.
次に実施例により本発明をさらに説明する。The present invention will be further described with reference to examples.
実施例1 数平均分子量約4000のポリプロピレングリコール2
000gとイソホロンジイソシアネート1モル(222
g)およびメタクリル酸2−ヒドロキシエチル1モル
(130g)の混合物からなる光硬化性(樹脂)プレポ
リマー100重量部と、α−ヒドロキシイソブチルフェ
ノン0.5重量部およびヤシ油60重量部をよく混合す
る。これに酵素リパーゼ5重量部(原末のまま)を加え
てよく分散し、得られる光硬化性樹脂−酵素混合液を1
重量%−ラウリル硫酸ナトリウム水溶液中に、注射器先
端の注射針から液面高さ10cmより連続的に滴下したと
ころ、粒径約2mmの粒状化物が得られた。Example 1 Polypropylene glycol 2 having a number average molecular weight of about 4000
000 g and 1 mol of isophorone diisocyanate (222
g) and 100 parts by weight of a photocurable (resin) prepolymer consisting of a mixture of 1 mol (130 g) of 2-hydroxyethyl methacrylate, 0.5 parts by weight of α-hydroxyisobutylphenone and 60 parts by weight of coconut oil. To do. To this, 5 parts by weight of enzyme lipase (as a raw powder) was added and well dispersed, and the resulting photocurable resin-enzyme mixture solution was added to 1 part.
When the mixture was continuously dripped into a wt% -sodium lauryl sulfate aqueous solution from a syringe needle at the tip of the syringe from a liquid surface height of 10 cm, a granule having a particle diameter of about 2 mm was obtained.
この粒状化物を上面及び下面から波長300〜400nm
の活性光線を5分間照射したところ圧縮強度50kg/cm2
の粒状固定化酵素が得られた。Wavelength 300-400 nm from top and bottom
When irradiated with the actinic rays of 5 minutes, the compressive strength is 50 kg / cm 2
The granular immobilized enzyme was obtained.
ヤシ油80重量部、水20重量部の混合液中に上記粒状
固定化物5重量部を加え、30℃、600rpmで7時間
後に、95%のヤシ油が加水分解した。In a mixed solution of 80 parts by weight of coconut oil and 20 parts by weight of water, 5 parts by weight of the particulate immobilized product was added, and after 7 hours at 30 ° C. and 600 rpm, 95% of coconut oil was hydrolyzed.
実施例2 アクリル酸n−ブチル619重量部、アクリル酸136
重量部およびスチレン103重量部からなる共重合体に
メタクリル酸グリシジル142重量部を反応させた樹脂
酸価45、不飽和度10、数平均分子量30000の光
硬化性樹脂10重量部をとりベンゾインエチルエーテル
0.1重量部を添加した後、アンモニア水で1.0当量
中和し、これにベンゼン3重量部、n−ヘプタン3重量
部を加え、良く攪拌した。これに0.1Mリン酸緩衝液
に懸濁させたノカルディア・ロドクラスを1.5重量部
加え良く攪拌し、光硬化性樹脂−微生物菌体混合液を得
た。この混合液を0.5重量%ポリエチレングリコール
オクチルフェニルエーテル水溶液中に、注射器先端の注
射針から液面高さ10cmより滴下したところ、粒径約2
mmの粒状化物が得られた。Example 2 n-Butyl acrylate 619 parts by weight, acrylic acid 136
A copolymer of 1 part by weight and 103 parts by weight of styrene was reacted with 142 parts by weight of glycidyl methacrylate to obtain 10 parts by weight of a photocurable resin having a resin acid value of 45, a degree of unsaturation of 10 and a number average molecular weight of 30,000, and benzoin ethyl ether. After adding 0.1 part by weight, the solution was neutralized with 1.0 equivalent of aqueous ammonia, to which 3 parts by weight of benzene and 3 parts by weight of n-heptane were added and well stirred. To this, 1.5 parts by weight of Nocardia rhodoclass suspended in 0.1 M phosphate buffer was added and well stirred to obtain a photocurable resin-microbial cell mixture. When this mixed solution was dropped into a 0.5% by weight polyethylene glycol octylphenyl ether aqueous solution from an injection needle at the tip of a syringe from a liquid level of 10 cm, the particle size was about 2
Granules of mm were obtained.
この粒状化物を上面及び下面から波長300〜400nm
の活性光線を5分間照射したところ圧縮強度30kg/cm2
の粒状固定化微生物が得られた。Wavelength 300-400 nm from top and bottom
When irradiated with active light for 5 minutes, the compressive strength is 30kg / cm 2
Granules of immobilized microorganisms were obtained.
Claims (1)
ン性不飽和結合を有する疎水性光硬化性樹脂 (b)光重合開始剤 (c)疎水性光硬化性樹脂を希釈することのできる溶媒
および (d)酵素又は微生物菌体、 を含んでなる液状組成物を、界面活性剤を含有する水性
媒体中に滴下して該組成物を粒状にさせ、次いで得られ
る粒状物に活性光線を照射して該粒状物中の光硬化性樹
脂を硬化させることを特徴とする酵素又は微生物菌体の
粒状固定化成形物の製造方法。1. A method of diluting (a) a hydrophobic photocurable resin having at least two ethylenically unsaturated bonds in one molecule, (b) a photopolymerization initiator, and (c) a hydrophobic photocurable resin. A liquid composition comprising a solvent capable of (d) an enzyme or microbial cells is dropped into an aqueous medium containing a surfactant to make the composition into particles, and then the resulting particles are provided with an actinic ray. To cure the photocurable resin in the particulate matter by irradiating with the enzyme.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006815A JPH0661265B2 (en) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Method for producing granular fixed molded article of enzyme or microbial cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006815A JPH0661265B2 (en) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Method for producing granular fixed molded article of enzyme or microbial cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62166886A JPS62166886A (en) | 1987-07-23 |
| JPH0661265B2 true JPH0661265B2 (en) | 1994-08-17 |
Family
ID=11648699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP61006815A Expired - Lifetime JPH0661265B2 (en) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Method for producing granular fixed molded article of enzyme or microbial cell |
Country Status (1)
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5911182A (en) * | 1982-07-09 | 1984-01-20 | Kansai Paint Co Ltd | Preparation of granule of immobilized enzyme or microbial cell |
| JPS5917988A (en) * | 1982-07-23 | 1984-01-30 | Res Assoc Petroleum Alternat Dev<Rapad> | Preparation of granular immobilized molded material of yeast having fermenting ability of alcohol |
-
1986
- 1986-01-16 JP JP61006815A patent/JPH0661265B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS62166886A (en) | 1987-07-23 |
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