JPH0793877B2 - 二段反応法 - Google Patents
二段反応法Info
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- JPH0793877B2 JPH0793877B2 JP11247789A JP11247789A JPH0793877B2 JP H0793877 B2 JPH0793877 B2 JP H0793877B2 JP 11247789 A JP11247789 A JP 11247789A JP 11247789 A JP11247789 A JP 11247789A JP H0793877 B2 JPH0793877 B2 JP H0793877B2
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Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えばグルコースを微生物によりエタノールに
変換し、更に酵素の作用により酢酸に変換する場合等に
利用される二段反応法に関するものである。
変換し、更に酵素の作用により酢酸に変換する場合等に
利用される二段反応法に関するものである。
（従来の技術） 例えばグルコースを微生物によりエタノールに変換し、
更に酵素の作用により酢酸に変換するような場合には、
二段階の反応を行わせる必要がある。このため従来行わ
れていた方法は次の通りである。
更に酵素の作用により酢酸に変換するような場合には、
二段階の反応を行わせる必要がある。このため従来行わ
れていた方法は次の通りである。
即ち、第２図に示されるように、まず原液Ａ（グルコー
ス）を微生物又は酵素ｍの入った第１の反応槽（11）に
供給してその内部で中間生成物Ｂ（エタノール）を生成
させる。この反応液を第１の濾過膜（12）にポンプ（1
3）により送って中間生成物Ｂと微生物又は酵素ｍとを
分離し、中間生成物Ｂを第２の反応槽（14）へ供給する
とともに微生物又は酵素ｍを第１の反応槽（11）に戻
す。更に第２の反応槽（14）においては酵素Ｅにより最
終生成物Ｃ（酢酸）を生成させ、これを第２の濾過膜
（15）にポンプ（16）により送って同様に最終生成物Ｃ
と酵素Ｅとを分離し、最終生成物Ｃのみを取り出す方法
である。
ス）を微生物又は酵素ｍの入った第１の反応槽（11）に
供給してその内部で中間生成物Ｂ（エタノール）を生成
させる。この反応液を第１の濾過膜（12）にポンプ（1
3）により送って中間生成物Ｂと微生物又は酵素ｍとを
分離し、中間生成物Ｂを第２の反応槽（14）へ供給する
とともに微生物又は酵素ｍを第１の反応槽（11）に戻
す。更に第２の反応槽（14）においては酵素Ｅにより最
終生成物Ｃ（酢酸）を生成させ、これを第２の濾過膜
（15）にポンプ（16）により送って同様に最終生成物Ｃ
と酵素Ｅとを分離し、最終生成物Ｃのみを取り出す方法
である。
しかしこのような従来の二段反応法は、二つずつの反応
槽と濾過膜とが必要となりコスト高となる欠点があっ
た。
槽と濾過膜とが必要となりコスト高となる欠点があっ
た。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記したような従来の問題点を解決して、二段
反応を単一の反応槽と分離膜のみを用いて行わせること
ができる二段反応法を提供するために完成されたもので
ある。
反応を単一の反応槽と分離膜のみを用いて行わせること
ができる二段反応法を提供するために完成されたもので
ある。
（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するためになされた本発明は微生物又
は酵素の作用により第１段の反応を行わせた反応液を表
面と内部の一方又は双方に酵素を固定化した膜体に送
り、この膜体の酵素の作用により第２段の反応を行わせ
ると同時に膜体により反応液中の微生物又は酵素を分離
し、微生物又は酵素を含む不透過液を第１段の反応槽へ
還流させるとともに最終生成物を外部に取り出すことを
特徴とするものである。
は酵素の作用により第１段の反応を行わせた反応液を表
面と内部の一方又は双方に酵素を固定化した膜体に送
り、この膜体の酵素の作用により第２段の反応を行わせ
ると同時に膜体により反応液中の微生物又は酵素を分離
し、微生物又は酵素を含む不透過液を第１段の反応槽へ
還流させるとともに最終生成物を外部に取り出すことを
特徴とするものである。
以下に本発明を第１図を参照しつつ更に詳細に説明す
る。
る。
第１図において（１）は反応槽、（２）はポンプ、
（３）は分離膜である。反応槽（１）の内部には微生物
又は酵素ｍがあり、原液Ａはこの微生物又は酵素ｍとの
第１段の反応により中間生成物Ｂに変換される。この中
間生成物Ｂと原液Ａと微生物又は酵素ｍとの混じった反
応液は、ポンプ（２）によって分離膜（３）へ送られる
が、本発明においては分離膜（３）として、表面と内部
の一方又は双方に第２段の反応を行わせるための酵素Ｅ
を固定化した膜体が使用される。従って反応液がこの分
離膜（３）を通過する際に膜体の表面と内部の一方又は
双方に固定化された酵素Ｅの作用により第２段の反応が
生じ、最終生成物Ｃが生成される。またこの分離膜
（３）により反応液中の微生物又は酵素ｍ等は分離され
て不透過液側に濃縮され、再び反応槽（１）へ還流され
る。
（３）は分離膜である。反応槽（１）の内部には微生物
又は酵素ｍがあり、原液Ａはこの微生物又は酵素ｍとの
第１段の反応により中間生成物Ｂに変換される。この中
間生成物Ｂと原液Ａと微生物又は酵素ｍとの混じった反
応液は、ポンプ（２）によって分離膜（３）へ送られる
が、本発明においては分離膜（３）として、表面と内部
の一方又は双方に第２段の反応を行わせるための酵素Ｅ
を固定化した膜体が使用される。従って反応液がこの分
離膜（３）を通過する際に膜体の表面と内部の一方又は
双方に固定化された酵素Ｅの作用により第２段の反応が
生じ、最終生成物Ｃが生成される。またこの分離膜
（３）により反応液中の微生物又は酵素ｍ等は分離され
て不透過液側に濃縮され、再び反応槽（１）へ還流され
る。
このようにして、本発明によれば二段反応を単一の反応
槽と分離膜のみを用いて行わせることができる。
槽と分離膜のみを用いて行わせることができる。
なお酵素Ｅとしては目的とする反応により種々の酵素が
選択されるが、例えばエタノールから酢酸を製造する場
合には、アルコールデヒドロゲナーゼとアルデヒドデヒ
ドロゲナーゼを使用すればよい。このような反応用の酵
素を膜体に固定化させるには、膜体を化学物質で処理
後、酵素を共有結合によりその化学物質に結合させる化
学的吸着法や、膜体を酵素の水溶液に浸漬するか、膜体
に酵素の水溶液を圧入する物理的吸着法を取ることがで
きる。なお、膜体としては反応液中から微生物又は酵素
ｍ等を分離できる一般的な膜を使用することができ、例
えば市販のUF膜を使用すればよい。
選択されるが、例えばエタノールから酢酸を製造する場
合には、アルコールデヒドロゲナーゼとアルデヒドデヒ
ドロゲナーゼを使用すればよい。このような反応用の酵
素を膜体に固定化させるには、膜体を化学物質で処理
後、酵素を共有結合によりその化学物質に結合させる化
学的吸着法や、膜体を酵素の水溶液に浸漬するか、膜体
に酵素の水溶液を圧入する物理的吸着法を取ることがで
きる。なお、膜体としては反応液中から微生物又は酵素
ｍ等を分離できる一般的な膜を使用することができ、例
えば市販のUF膜を使用すればよい。
（実施例） 次にグルコースをサッカロマイセス−セレビシエ（Sacc
haromyces-cerevisiae）協会７号菌を用いてエタノール
に変換し、更にアルコールデヒドロゲナーゼとアルデヒ
ドデヒドロゲナーゼを使用して酢酸を製造する二段反応
についての実施例を示す。
haromyces-cerevisiae）協会７号菌を用いてエタノール
に変換し、更にアルコールデヒドロゲナーゼとアルデヒ
ドデヒドロゲナーゼを使用して酢酸を製造する二段反応
についての実施例を示す。
「酵素固定化膜の製造方法」 まずセラミック膜（平均孔径0.2μ、膜面積50cm2）を60
0mlのトルエンに浸漬させ、沸騰石を添加後マントルヒ
ーターを用いて還流しながら加熱した。トルエンが沸騰
後、60mlのシラン剤（信越化学社製、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン）を添加し、４時間還流を行いな
がら加熱した。反応後この溶媒を捨て、トルエン臭がな
くなるまでセラミック膜をアセトンで洗浄した。
0mlのトルエンに浸漬させ、沸騰石を添加後マントルヒ
ーターを用いて還流しながら加熱した。トルエンが沸騰
後、60mlのシラン剤（信越化学社製、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン）を添加し、４時間還流を行いな
がら加熱した。反応後この溶媒を捨て、トルエン臭がな
くなるまでセラミック膜をアセトンで洗浄した。
このように処理したセラミック膜をエタノール中に浸漬
後、真空ポンプを用いて脱気を行ない、純水で洗浄し、
１％グルタルアルデヒド150mlを添加し、室温で２時間
静置した。その後、セラミック膜を無臭になるまで純水
で洗浄し、更に10％アルコールデヒドロゲナーゼと10％
アルデヒドデヒドロゲナーゼの混合液に24時間浸漬後、
純水で洗浄した。
後、真空ポンプを用いて脱気を行ない、純水で洗浄し、
１％グルタルアルデヒド150mlを添加し、室温で２時間
静置した。その後、セラミック膜を無臭になるまで純水
で洗浄し、更に10％アルコールデヒドロゲナーゼと10％
アルデヒドデヒドロゲナーゼの混合液に24時間浸漬後、
純水で洗浄した。
「醗酵及び反応」 実容量3lの醗酵槽にグルコース18％、酵母エキス２％と
なるように調整された培地を入れ、サッカロマイセス−
セレビシエ（Saccharomyces-cerevisiae）協会７号菌を
接種し、1 VVMの空気量で４〜６日間第１段の培養を行
った。エタノール濃度が９％（W/V）以上（収率95％以
上）に達した時点よりNADを最終濃度１％以上になるよ
うに添加した。その後醗酵槽から4l/minで培養液を引き
抜き、クロスフロー式で前記した分離膜に通して反応酵
素であるアルコールデヒドロゲナーゼとアルデヒドデヒ
ドロゲナーゼによりエタノールを酢酸に変換させる第２
段の反応を行わせると同時に濾過させ、不透過液（濃縮
液）は醗酵槽に戻す連続濾過培養を滞留時間96時間で行
った。
なるように調整された培地を入れ、サッカロマイセス−
セレビシエ（Saccharomyces-cerevisiae）協会７号菌を
接種し、1 VVMの空気量で４〜６日間第１段の培養を行
った。エタノール濃度が９％（W/V）以上（収率95％以
上）に達した時点よりNADを最終濃度１％以上になるよ
うに添加した。その後醗酵槽から4l/minで培養液を引き
抜き、クロスフロー式で前記した分離膜に通して反応酵
素であるアルコールデヒドロゲナーゼとアルデヒドデヒ
ドロゲナーゼによりエタノールを酢酸に変換させる第２
段の反応を行わせると同時に濾過させ、不透過液（濃縮
液）は醗酵槽に戻す連続濾過培養を滞留時間96時間で行
った。
その結果、濾過中の生成酢酸量は培養液中のエタノール
の95％以上が変換された量となり、未反応のエタノール
濃度は培養液中のエタノール濃度の５％以下になった。
の95％以上が変換された量となり、未反応のエタノール
濃度は培養液中のエタノール濃度の５％以下になった。
（発明の効果） 本発明は以上に説明したように、第１段の反応を行わせ
た反応液を表面及び／又は内部に酵素を固定化した膜体
に送って第２段の反応と微生物又は酵素の分離とを同時
に行わせるようにしたもので、これにより単一の反応槽
及び分離膜を用いて二段反応をおこなわせることができ
る。なお、本発明は実施例の酢酸製造プロセスに限定さ
れるものではなく、その他の二段反応プロセスに広く応
用できることはいうまでもない。よって本発明は従来の
問題点を解決した二段反応法として、産業の発展に寄与
するところは極めて大きいものがある。
た反応液を表面及び／又は内部に酵素を固定化した膜体
に送って第２段の反応と微生物又は酵素の分離とを同時
に行わせるようにしたもので、これにより単一の反応槽
及び分離膜を用いて二段反応をおこなわせることができ
る。なお、本発明は実施例の酢酸製造プロセスに限定さ
れるものではなく、その他の二段反応プロセスに広く応
用できることはいうまでもない。よって本発明は従来の
問題点を解決した二段反応法として、産業の発展に寄与
するところは極めて大きいものがある。
第１図は本発明の二段反応法を説明するフローシート、
第２図は従来の二段反応法を説明するフローシートであ
る。 （１）：反応槽、（３）：分離膜
第２図は従来の二段反応法を説明するフローシートであ
る。 （１）：反応槽、（３）：分離膜
Claims (1)
- 【請求項１】微生物又は酵素の作用により第１段の反応
を行わせた反応液を表面と内部の一方又は双方に酵素を
固定化した膜体に送り、この膜体の酵素の作用により第
２段の反応を行わせると同時に膜体により反応液中の微
生物又は酵素を分離し、微生物又は酵素を含む不透過液
を第１段の反応槽へ還流させるとともに最終生成物を外
部に取り出すことを特徴とする二段反応法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11247789A JPH0793877B2 (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 二段反応法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11247789A JPH0793877B2 (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 二段反応法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02291282A JPH02291282A (ja) | 1990-12-03 |
| JPH0793877B2 true JPH0793877B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=14587616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11247789A Expired - Lifetime JPH0793877B2 (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 二段反応法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793877B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2777803B1 (fr) * | 1998-04-24 | 2000-07-28 | Univ Claude Bernard Lyon | Procede d'elimination active et selective de petites molecules par pompage enzymatique : dialyse active |
-
1989
- 1989-05-01 JP JP11247789A patent/JPH0793877B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02291282A (ja) | 1990-12-03 |
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