JPH02109986A - 酵素固定膜を用いる酵素反応方法および装置 - 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】 く産業との利用分野〉 本発明は酵素固定膜を用いる酵素反１１１５方法ｐよび
装置に関し、詳しくは連続酵素反応において。

膜透過液の透過流束を効果的に回（Ｘさせつつ、酵素活
性を高く維持して、長期間にゎ几って高い生産性にて酵
素反応全行なうことができる酵素反応方法および装置に
関する。

く従来の技術〉 従来、工業的規模にて＃未反応ｙｃよって有用物を生産
する方法が医薬品ｆｊＩＬ品製遭に訃いて広く行なわれ
ている。しかし、酵素自体が高価でめることｆ、　ｆｎ
液状態にて酵素を用いた場合１反応後の生成物と酵素と
の分離や回収が容易でないことから、近年、所ｌ１１１
１ｉ！１定化酵素を用いる酵素反応が実用化されるに至
っている。

酵素を固定化する担体は、既に種々のものが知らルてい
るが、なかでも２表面に分画機能を有する緻密ｊ−を備
え、これを一体に多孔質／＃が支持している異方性構造
ｔ−有する限外濾過膜のように。

分画機能を備えた膜体に酵素を固定化してなる所′ｓ酵
素固定膜は、自体、酵素を固定化し、担持していると共
に、−ｔの分画性を適当に選択することによって０反応
生成・吻を酵素から直ちに分離し得るのみならず、場合
ｉｃ工っては、基質からも分離し得るので、高注能酵素
編リアクターとして注目を集めて−る。

このような膜リアクターとして１例えば特開昭５９−２
５６８６号公報には、酵素を多孔質層に閉じ込めて被覆
ｔ−ｍしてなる換りアクタ−が記＠されてお９．１九特
公１１８５７−４１２３８号公報には。

多孔質層に酵素をゲルと共に封入包括しＣなる膜リアク
ターが記載されている。しかし、このような膜リアクタ
ーによれば、いずれも酵素が安定に保持されず、ｇリア
クターの酵素活性が経時的に着しく低下する。

そこで、従来の膜リアクターにおける上記し友問題点を
解決する九めに１例えば特開昭６２−８３８８５号公報
には、異方性限外濾過膜の多孔質層に架橋高分子ｔ−保
持させ、この架橋高分子に共有結合にて酵素を固定化し
てなる模りアクタ−が提案されている、 このような貞すアクターＩＣ工ｎば、ｆｓ索活゛注を比
較的高く維持しつつ、酵素反応全行なうことができるが
、しかし酵素反応を長期間にわたって連続して行なう場
合は、酵素活性の低下を免れることができず、更に膜面
への付着物によって、膜透過液の透過流束が経時的に低
下し、その結果として目的とする生産物の生産性が低下
する。更に酵素反応によっては、酵素反応阻害が起こり
たりする。上記屓リアクターの酵素活性の低下は、酵素
反応の条件ｔ−最適に設定することによって、ある程度
は回避することができるものの、経時的な属の目詰まり
は防止することが困瘤でめる。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は膜リアクターを用いる酵素反応における上記問
題点ｔ？解決すべくなされ比ものでめり。

模りアクタ−の連続運転を行なｉながら膜透過液のｉ！
ｉ通流束を効果的に回復させ、酵素反応を高い生産性に
て長期間にわ九って行なうことがでさる酵素反応装置お
よび該方法に用いる酵素反応装置を提供すること金目的
とする。

く課題を解決する九めの手段〉 本発明の酵素反応方法は表面層としての緻′ａＪＩｍと
、これを一体的に支持する多孔質層とｔ−備え比異方性
限外濾過膜の多孔質層に酵素上固定化してなる酵素（ロ
）電膜を用いる酵素反応方法において。

基質溶液と上記ＩＩｌ索固定膜の多孔質層側に所定の圧
力下に鋪環供給して連続的に酵素反応を行なうと共に、
得られ交編透過液を所定時間毎に前記基質溶液への力ロ
圧圧力以上の圧力にて、前記酵素固定膜の緻密ｍ　ｉｌ
ｌから多孔質層側に逆流透過させることを特徴とする。

ま之１本発明のｄ酵素反応装置は、に、記酵素反応を行
なうためのものであり１表ｄｉＪｌ−としての緻密ｌ−
と、これを一体的に支持する多孔質層とを１．を次異方
注限外濾過膜の多孔質層に酵素を固定化してなる酵素固
定編二ニットと、旦記酵素固定膜を膜透過液にて逆流洗
浄する之めの逆洗ユニットを義媚してなるものである。

本発明ＶＣＪ？いては、模りアクタ−として多数の微孔
を有する緻密で分ａｍ機能を有する所謂緻密ｌ−又は活
性層と、これを一体的に支持する比較的大きい孔径の微
孔を多数有する多孔質層とからなる異方性構造金有する
限外は４膜の多孔質層に酵素が固定化されている模りア
クタ−が用いられる。

酵素担体としてのこのような異方性構造を有する限外濾
過膜は、ａに知られており、市販品として入手すること
ができる。

と記異方性構造ｔ−有する限外蓚１ｉＡ膜の多孔質Ｊ−
に酵素を固定化する方法は２特に限定されるものではな
く１例えば一般に酵素固定化の技術分野においてよく知
られているように、酵素は物理吸１法、共有結合法、架
橋法等にて固定化されていてもよい。しかし、酵素が安
定であると共に、酵素がその担体である限外濾過膜から
容易には脱離しないように、共有結合法にて固定化され
ていることが好ましい。

特に好ましい方法は１例えば特開昭６２−８３８８５号
公報に記載されているように、分子内に少なくとも２個
の官能基ｔＭする水ｍ性高分子の水溶液を０．１　”　
Ｉ　Ｋ９／ｃ４の加圧条件ドに限外濾過膜の多孔質層か
ら、透過、含浸させ、洗浄し７ｔｉ、上記水浴性高分子
の架橋剤、即ち、上記水ｍ在高分子の育する官能基と反
応し得る官能基ｔ−分子内に２個以に、有する化合物の
水Ｉ＠液を前記加圧条件内にて多孔′Ｒ１ｌ１ｌｌから
透過、含浸させて、上記水溶゛注高分子を架橋させ、限
外濾過膜の緻密、−側からの膜洗浄によって、未架橋の
水溶性高分子を１臭から除去し１次いで、酵素溶液ｔ−
膜の多孔質側から前記加圧条件内で透過させて、前記架
橋高分子の有する官能基金倉して、共有結合にて酵素を
架橋高分子に結合させ、かくして、酵素を固定化した限
外濾過膜を得る方法である。

上述し九方法において用いる限外濾過膜は１分画分子量
が１，０００〜１，０００，０００（Ｑ［囲である緻密
ノーと、孔径が数μ溝乃至１００μ溝の微孔ｔ−有する
多孔Ｅ１ｍとからなるものが好ましいが、その形状は何
ら制限されるものではなく１例えば平板状。

管状、中空糸状等任意である。有効膜面積が大きく、且
つ、０！１定化された酵素と基質との接触面積が大きい
膜リアクターを得るためには、限外濾過膜として中壁糸
状ｄｋ用いることが好ましい。

上記限外濾過膜ｔ”構成する重合体としては０例えばポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリ
イミド、酢酸セルロース　ポリアクリロニトリル等が好
ましく用いられる。こルら直合体は後述する水ｍ性高分
子と反応する官能基金特に有する必要は４＜、異方性構
造を有する限外濾過膜に！ｌ！膜し得るものであれば、
特に限定されるものではない。しかし２上記し之直合体
のなかでも１度品−？医薬品の製造に要求される厳格な
分画分子量を満足するものとして、ポリスルホンポリア
ミド又はポリイミドを用いることが好ましく、特にポリ
スルホンが好適である口 上記し几ような異方性構造を有する限外濾過膜は、既に
知られている方法によって製造することができる。例え
ば、上記直合体′ｔ−そのｍ解性に応じて、水混和性の
有機ｍ剤４例えばジメチルスルホキシド、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、フェノール、クレゾ
ール　エチレンクロルヒドリン、エチレングリコール　
グロビレンｆ　ＩＪコール　セロソルブ、グリセリン　
メタノール　エタノール　グロパノール　ブタノール　
アセトン、ジオー？テン、テトラヒドロフラン等のｌ橿
又は２ｍ以上の混合物に浴解させて製膜溶液をＡＩＭし
０次いで、この製ｇ＃ｉ液を主として水からなる凝固浴
剤に接層させることによって、接触界面に緻密ノーを有
する種々の形状の限外濾過膜を得ることができる。

前記水浴′注高分子としては１例えばポリエチレンイミ
ノ　ボリグロピＶンイミン、ポリブチレンイミン等のポ
リアルキレンイオン。ポリエチレングリコール　ポリプ
ロピレングリコール等のポリアルキレングリコール　ポ
リリジン、ポリアルギニン等のポリアミノ酸、ボリアリ
ールアミン等を挙げることができる。これら水浴性高分
子は通常。

その直置平均分子量が約１，０００〜２００，０００の
範囲にあり、官能基金分子内に数十乃至数汀イするもの
が好ましい。特に、丘記し之水溶性高分子のなかでは１
分子当りの官能基数の！ｌｉ１節が容易であると共に、
官能基の反応性が高いポリエチレンイミンやポリアリ−
ルアばンが好適に用いられる。

と配水ｍ注高分子の水ｍ銭金異方性限外ｄは過膜の多孔
質層に含浸させるに際しては、−ｆ：のａ度は通常、ｌ
砿ｔ％以下であり、特にＯ，ＯＳ〜０．２５直量％の範
囲が好ましい。−度がｌ直ｔ％金超えるときは溶液粘度
が高く、言浸しｔ層液が限外濾過膜を閉基して、ｍ透過
液の透過流束？低ドさせ。

延いては酵素反応相Ｉ！Ｉ２物の生産速度を低ドさせる
からである。

ま几、ｍ記水躊°注高分子の溶液を限外濾過膜の多孔質
層に含浸するｖｃ際しては、限外濾過膜の多孔質層鋤と
緻密層側との闇の圧力差が０．１〜ｌ々／ｄ、好ましく
は０．１〜０．５Ｋｇ／ｅ４となる工うにするのが好ま
しいう余りに高い圧力にて水ｍ性高分子溶液を限外濾２
Ｉｉ−の多孔質７ｍ側から膜透過させるときは、多孔質
層内部、特に、緻密７ｍ側に水ｍ′注注封分子圧密化が
起こって、膜を閉塞することがあるからである。しかし
、圧力が余りに低いときは、水浴′注高分子の多孔質層
への含浸に長時間を要し几り、或いは多孔質層全体に均
一に含浸させ離〈１表１一部のみが含浸され九〇して、
酵素の同定化量の低下を招くこととなる。

このようにして限外ａ鑞過漠の多孔１ｊ＋−に水ｍ８：
高分子を含浸させ友後、膜全適宜回数洗浄して不純物質
ヤ極度に低分子量の水ｍ在高分子金膜から除去する。こ
の後、前配水ｍ注高分子の限外濾過膜への含浸と同じ圧
力範囲内で１通常は同じ圧力にて、多孔・質重側から架
橋剤ｄ液を通液して、前記水浴性高分子と接触させこれ
を架橋する。このような架橋によって、水溶性高分子は
多孔質層内で三次元化して不溶化し、分子の嵩張り千立
体障害が大きくなるので、限外謹過編目体に化学的に結
合されずとも、多孔質層に保持されるので、後述するよ
うに架橋高分子に酵素全固定化し比後の膜の逆洗Ｐｐ−
？、ま７を酵素反応時の膜リアクターの膜洗浄によって
も、限外濾過膜から離脱し几り溶出しないものとなる。

上記！ｉ橋剤としては１例えばグリオキサールグルタル
アルデヒド、アジピンアルデヒド、マロンジアルデヒド
、ジアルデヒドデンプン等のようなジアルデヒド類、ヘ
キサメチレンジインシアネート、トルエンジイソシアネ
ート等のようなジインシアネート類、ヘキサメチレンジ
イソチオシアネート等のようなジインチオシアネート類
を挙げることができる。水溶性高分子が官能基としてア
ミノ基を有するときは、水ｍ注カルボジイミド等のよつ
な縮合試薬ヤシアルデヒドのような架橋試薬を用いるこ
とができる、これらのうち、持にジアルデヒド類ｆシイ
、ツクアネート類は水溶液中で比較的安定であり２反応
性も高い九めに１本発明において架橋剤として好適に用
いられる。

このような架橋剤は１１／ｌｉとして膜透過させて。

水溶性高分子を架橋させ、他方、この架橋ｄｋ％に架橋
高分子が分子内に遊離の官能基金有するように。

用いる水溶液のｍ度−？［透過量を適宜に選定すること
が好ましい。造゛帛は、水溶性高分子中の′１能基童と
架橋剤中の官能基量とのモル濃度比ｔ−２〜５０、好ま
しくは６〜２０とすることによつ′Ｃ１水醪往高分子に
酵素と結合する之めの官能基を充分に残存させることが
できる。

このように限外濾過膜の多孔質層にて水溶性高分子を架
橋させた後、緻密層側から通°帛の洗浄処理である膜洗
浄を行なって、多孔質層に残存゛する未架橋の水溶性高
分子を砿去し、この後、所定のｆｌＩ素を含む溶液を限
外濾過膜の多孔質層側から通液して、前記架橋高分子の
有する官能基を介して＃Ｘを架橋高分子に共有結合させ
る。

即ち、このような方法によれば、前記架橋高分子がその
分子末端−？Ｎｄにアミノ基、カルボキシル基、ヒドロ
キシル基等の官能基をＭしているので、従来から固定化
酵素の役所分野において知らｎている方法によって、酵
素の有する官ｎｇ基を直接に、又は前ｄｄ架橋剤’？縮
合剤を用いて間接的に。

酵素を共有結合にて架橋高分子に結合させることができ
る。固定化ｒＩＩ累の町動性紫大きくシ、酵素の反応性
を高める之めに、所謂スペー？を介して酵素を架橋高分
子に結合させることもできる。

本発明においては、上記したようにして酵素を限外濾過
膜に固定化してなる膜リアクターが用いられ、基質′溶
液金上記膜リアクターの多孔質層側に所定の圧力下に循
環供給して連続的に酵素反応を行なうと共に、得られｔ
膜透過液を所定時間毎に前記基質溶液への加圧圧力風と
の圧力にて、前記膜リアクターの緻ｍ　１ｍ　Ｉｌｌか
ら多孔質ｊ−側に逆流透過させる。従って１本発明の酵
素反応装置は酵素固定膜ユニットと逆洗ユニット金具備
してなるものである。

本発明において、酵素は特に限定されるものではないが
、ｈ述し之ように分画機能を有する限外濾過膜を担体と
し、これに酵素を固定化してなる膜リアクターによる酵
素反応において、その特性を充分に活かす九めには、多
糖類ｆタンパク質の加水分解反応に用いることが有利で
るる。このような＃未反応の几めの酵素として６例えば
α−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、ペクチナーゼ、セ
ルラーゼ、ム２ミダーゼ等のような多ＩＩ類加水分解酵
素、パパイン、ペプシン、トリプシン、キモトリプシン
、７０メライン、グロテアーゼ等のようなタンパク質加
水分解酵素等金挙げることができる。このような酵素は
高分子基′Ｒを加水分解して、低分子の反応生成物を与
える。

本発明においては、用いる基質も特に限定されるもので
はないが、好ましくは前記酵素に対応する基質が用いら
れる。従って１例えば多ｔｓｉ加水分解酵素に対しては
、液化デングン、ｏＴｆｅｊ性デンプン、デキストリン
のような多ｍ類が用いられる。

液化デンプンの製造には、α−アミラーゼにてデンプン
を比較的高分子量のものに分解したもののほか、サイク
ロデキストリン生成１１［、更には。

酸、アルカリヤ物理的方法にてＯＴ＃化したものも用い
られる。

本発明に２いては、基質溶液は前記水ｆ＃性性分分子架
橋剤ｔ′富有する水溶液を膜透過させ之ときと同じ（，
０，１−ＩＫｇ／ｃ４の範囲であって、且つ。

前記水＃１１！１：高分子の限外濾過への含浸時の圧力
以丁の圧力にて膜を透過させることが好ましい。即ち、
基質溶液を前記水溶性高分子の限外濾過１漠への含浸時
の圧力よりも高（Ｌ７ｔＪ！ＩＩ合は、限外濾過膜の多
孔質Ｉ−に保持されている酵素の担体としての前記架橋
高分子が圧密化する几めに、基′Ｒ溶液ｔ？膜透過させ
て酵素反応を行なう場合に、基質の透過が困難となって
酵素反応が妨げられるからである。

また、基質溶液のｐＨは用いる酵素にもよるが。

その＃未反応の至適ＰＨ［Ａｍ整することが好ましく１
本発明においては１通常、４〜８の範囲のｐＨが好まし
い。反応温度も用いる酵素の種類にもよるが１通常４０
〜７０℃の範囲でめシ、好ましくは５０〜５５℃の範囲
である。

本発明の方法に２いては、基質溶液金上ｄピの工うに、
上記酵素固定膜の多孔質４１１１側に所定の圧力下に循
環供給し、所定時間毎に膜透過液ｔ＃記基質溶液への加
圧圧力以上に加圧して、酵素固定漠の緻密層側から多孔
質１Ｉ４ｉｉｌｌｌに逆流：ｉ！！遇させて、酵−Ｊｇ
固定膜を逆洗する。逆洗は５〜１２０分間の酵素反応時
間当９５〜３０秒間程度に設定することが生産性の点か
ら好ましい。

このように、基質溶液の酵１ｇ［１８ｉｉ定膜への循環
供給を停止することなく、換りアクタ−を逆１５５／＝
Ｉ）することは、膜面への付着物の除去の容易性のみな
らず、膜洗浄による酵素反応の中断による生産注の低下
は最小限に抑えられ、酵素反応生産物を高生産性にて得
る几めに極めて１要である。

即ち、前記基′Ｒ浴漱の循環供給が１２０分間ｔ″越え
る毎に、膜リアクターを膜洗浄するときは、所定の期間
にわ几って行なわｎる＃未反応に２いて。

膜洗浄の間の酵素反応の時間が長く、換言すれば。

膜洗浄の頻度が小さく、かくして、膜面に付着物が強固
に且つ多量に付着することになって、膜洗浄によってＰ
Ａｌｆｒへの付着物を十分に除去することができず、そ
の結果として１ｇ透過液の透過流束の経時低下が着しく
、酵素反応に２いて高い生産性′ｔ″確保しがたい。他
方、前記基質溶液の循環供給が５分間より短い時間毎に
、膜リアクターを迎洗浄すると＠は、Ｐ！洗浄の頻度が
看しく高くなるので、透過流束を高く維持し得ても、所
定の期間内の＃未反応の時間が短く、膜洗浄に用いられ
る膜透過液が減量して、Ｊ：、記と同様に酵素反応にｐ
いて、高い生産性を確保しがたくなる。

上記膜洗浄に２いて、膜透過液は酵素反応における基質
ｍ／ｆｃへの加圧圧力以上であって、＃未反応における
＆ｉｉ！ｊｒ４ｉ液への力Ｕ圧圧力との差圧が２．０Ｋ
Ｉ９／ｃ４以下のカロ圧下に、限外濾過膜の繊密ｊ−側
から透過させる必要かめる。膜透過液の加圧圧力が＃未
反応における基′Ｒ溶液への加圧圧力よりも低いときは
、基質７）循環供給中に膜洗浄を行うことはできず、他
方、差圧が２．０ｋｃｌｌ／ｃｊよりも高い場合は、架
橋高分子が限外濾過膜の多孔質層から離脱し几り、ある
いは限外濾ｔｌｌａ目体が破損する恐れがあるからであ
る。

更に、好ましくは、逆洗側により重環液中に流出する不
ｍ物ｔ−除去する几めに、基質溶液の＃Ｉ環供給ラうン
中に、孔径的０．１−１ｔ）μ畷のメンブレンフィルタ
ーを設置して、不ｍ物の除去を行ないコク。酵素反応を
連続的に行なうのが望ましい。

本発明の酵素反応装置は丘記反応方法を行なう九めのも
のであって、酵素−電膜ユニットと逆洗ユニットを具備
するものである。これらのユニットは連結されているが
、所定時１ｉ！１毎の逆洗を自動的に行なうために０両
ユニット間にタイマーによって弁の開閉が設定時間毎に
生じる電磁弁を設置することが好ましい。

〈発明の効果〉 以上のように６本発明によれば、膜リアクターを透過す
る膜透過液金用い、所定時間毎に所定の条件にて逆洗側
するので、膜面への付着物を効果的に除去することがで
き、他方、逆洗側の間の酵素反応の中断による生産性の
低下を最小限に抑えつつ、酵素反応を連続的に行なうこ
とができる。

従って１本発明によれば膜リアクター上用いる長期間に
わたる酵素反応に２いて、高い透過流束と高い酵素活性
を維持しつつ、酵素反に６を行なうことができるので、
高い生産性にて目的とする酵素反応生産物全得ることが
できる。

〈実施例〉 以下に実施例を挙げて挟体的に説明するが１本発明はこ
れらの実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１ （限外濾過膜への酵素の一定化） ポリスルホンからなる酵ｇＩａ定化用中空糸状限外１過
膜（日東電工四裂ＮＴＥ−３７１３．分画分子量２０．
０００）を庸えた膜モジュール（中空糸状瞑径３．５１
１１．長さ３２α１元４４故１１５本、膜面積０．１−
）金用いた。

先ず、限外濾過膜の多孔質ノ１１側から室温にて０．１
重電％のボリニチ（し、・ン・イミン水杉液を０．３ゆ
／−の加圧下に３０分間透過させ、ポリエチレンイミン
全長孔貞ノーに扱者保持させ友。次いで、０．１重量％
濃度のグルタルアルデヒド水ｍｇ１．ｒｃ膜の多孔質層
側から温度４０℃で０．３　ｋｙ／ｃ４の加圧下に４時
間強制通液し、ポリエチレンイミンを架橋させ比。この
後、室温にて膜の緻密層側から水を逆通欣し。

膜の多孔質層に残留する木架橋のポリエチレンイミンを
洗浄除去し九仮、再び多孔質層側から２．５直重％濃度
のグルタルアルデヒド水溶液を温度４０゛ＣでＯ−３に
９７ｃｄの力ロ圧下に４時間通液して、ポリエチレンイ
ミンのアミノ基を活性化させ友。この後。

室温にて水を多孔質側から強制通液して膜を洗浄し友。

このように処理した限外濾過膜にその多孔質ｊ−側から
２．Ｏｉｎｇ７ｒｘｔ濃度のα−アミラーゼ溶液（三基
■装コクラーゼ、酢ａｌｌ緩衝液Ｐ）Ｉ　６．υ）を温
度２℃で０．２に！？／ｅ４の加圧下に１５時間通液し
て、共Ｍ結合にてα−アミラーゼ茫限外濾過膜の多孔質
ｊ−の保持する架橋ポリエチレンイミンに一定化し友。

このようにして得らｎ７ｔｍリアクターにおけるα−ア
ミラーゼの固定化量は０ｇ面積１ｃ１１当りに０．４＃
でめった。

（編リアクターによるグルコースのｌ！ａ）上記獲りア
クタ−に１重量％＃度の町ｄ注デンプン浴ｇ（酢酸緩衝
液Ｐ）Ｉ６．０）を０．５４／−の加圧下に４０℃の一
度で供給し、第１図に示す如く接続され之逆洗浄装置を
稼動させながら連続的に酵素反応を行ない、透過流束お
よび膜透過液中の還元糖の量を測定し比。

第１図に示す逆洗側装置は、タイマーによって４５分間
毎に三方電磁弁４が１０秒間開き、弁開放中に小型空気
圧ｍ礪２（ｆ４’Ｊ１日立製作所裂スーパーオイルフリ
ーベビコン、蹟高圧カフ　Ｋｌｌ　ｆ　／ｃ４　Ｕ’）
　。

吐出′！！！気虚４５　ｇ／ｍｉｎ　）によって１．５
　Ｋｌｌ（Ｕ　ＶＣ刀口圧して、膜透過液タンク５から
透過液を膜リアクター１に強制的に逆流洗浄させるもの
である。尚。

本実施例では基質循環供給ラインにメンブレンフィルタ
ー（アトパンチツク東洋■製コンパクトカプセルフィル
ターＣＣＦタイプ、孔径０．２μ溝　有効濾過面積２，
２ＵＯｃ４）を設けて、逆洗側によって流出し之不ｍ物
ｔ？除去しつつ連続酵素反応を行なった。

反応時間と透過流束、および反応時間と透過液中の還元
糖量との関係を第２図に示した。

比較例１ 実施例１において膜洗浄を行なわない、即ち膜リアクタ
ーを洗浄しない以外は、実施例１と同様にして酵素反応
を連続的に行ない、結果を第３図に示した。

実施例２ 実施例１ｖｃｐいて３時間毎ｖｃ電磁弁を開き、１０秒
間逆洗ｌｐを行なり次項外は、実施例１と同様にして酵
素反応を連続的に行ない、結果を第４図に示した。

上記各実施例ｐよび比較例の結果から明らかなように、
所定時間毎の膜洗浄によって透過流束および透過液中の
還元糖量の低下が効果的に抑制されていることが判る口 また膜透過液を膜洗浄に用いても還元糖量などの値に悪
影＃金及ぼさないことが判る。

実施例３ 実施例１において固定化する酵素溶液として。

０．０２１ｉ％グルコアミラーゼ（酢酸緩衝液ｐｆ（６
１１）金用い急以外は実施例１と同様にして膜リアクタ
ーを炸裂し友。

と配属りアクタ−に５１ｉ量％のデングン液化液（６ｍ
４１繭液ｐＨ６，０）　金０．５１Ｃ１ｌ／ｄｉｅ）１
Ｍ圧下に４０’ｔ：：の、、遥、１で供給し、実施例と
同様の膜洗浄ＩＲＩｍを用い、５分間毎に１０秒間逆洗
浄（１，５Ｘ’／Ｉ４加圧ン金行な匹、酵素反応を連続
的に行なった。

反応時間と透過流束、および反応時間と透過液中の生成
グルコース盪との関係１？ｉ＠５図に示し次。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の酵素反応装置ｎ示す簡略図であり、第
２図〜第５図は本発明の実施例ｐよび比較例によって得
られた結果を示すグラフである。 ｌ・・・膜リアクタ−２・・・小型空気圧縮機。 ３・・・フィルター付レギュレータ、４・・・三方ｔａ
弁、５・・・膜透過液タンク、６・・・圧力計時＃ｆ出
願人 日東電工株式会社 代表、ｆ　嫌　居　五　朗 第２図 第１図 第３図 反んＦＪ’ＰＭ　（Ｅ） （自発） 手続補正書 第 ≠ 図 昭和６３年１２月１２ 日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面層としての緻密層と、これを一体的に支持す
   る多孔質層とを備えた異方性限外濾過膜の多孔質層に酵
   素を固定化してなる酵素固定膜を用いる酵素反応方法に
   おいて、基質溶液を上記酵素固定膜の多孔質層側に所定
   の圧力下に循環供給して連続的に酵素反応を行なうと共
   に、得られた膜透過液を所定時間毎に前記基質溶液への
   加圧圧力以上の圧力にて、前記酵素固定膜の緻密層側か
   ら多孔質層側に逆流透過させることを特徴とする酵素反
   応方法。
2. （２）酵素固定膜が限外濾過膜の多孔質層に架橋された
   高分子重合体を保持し、この重合体に酵素が共有結合に
   て固定化されている請求項（１）記載の酵素反応方法。
3. （３）表面層としての緻密層と、これを一体的に支持す
   る多孔質層とを備えた異方性限外濾過膜の多孔質層に酵
   素を固定化してなる酵素固定膜ユニットと、上記酵素固
   定膜を膜透過液にて逆流洗浄するための逆洗ユニットを
   具備し、請求項（１）記載の酵素反応方法を行なうため
   の酵素反応装置。
4. （４）酵素固定膜が限外濾過膜の多孔質層に架橋された
   高分子重合体を保持し、この重合体に酵素が共有結合に
   て固定化されている請求項（３）記載の酵素反応装置。