JPH02238880A - バイオリアクターの再生方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、酵素、微生物菌体、植物、動物細胞、細胞内
オルガネラ等の生体触媒を触媒担体に担持させたバイオ
リアクターの再生方法に関するものである． （従来の技術） 生化学反応を触媒する生体触媒を触媒担体に担持させた
バイオリアクターは、高価な生体触媒の流失を防止でき
ること、生体触媒の高密度化が図れること、反応時間及
びリアクターのコンパクト化が図れること、連続的な生
産が可能となること等の多くのメリットがあるため、種
々の生化学工業の分野で広く使用されている．ところが
このようなバイオリアクターは、時間の経過とともに触
媒担体に固定された生体触媒の活性が次第に低下するこ
とを避けることができない宿命を持つ．このような場合
には、失活した生体触媒を触媒担体から遊離させて洗い
流したうえで、新しい生体触媒を固定化し直すことが望
まれる． しかし、触媒担体としてイオン交換樹脂が使用されてい
る場合にのみ、リアクターの内部に高塩濃度液を注入し
て失活した生体触媒を洗い流す方法を取ることができる
が、セラミックスのような無機担体が使用されている場
合には触媒担体をリアクターの内部に充填したままでバ
イオリアクターを再生する方法は知られていなかった．
これは無機担体と生体触媒とは共有結合のような強固な
結合方式により結合しているため、両者を容易に開離さ
せることができないからである．このため、セラミック
スのような無機担体が使用されているバイオリアクター
を再生するには、無機担体をリアクター外に取出し、焼
成するという方法を取らざるを得なかったが、担体をリ
アクター外に取出すことは雑菌汚染の点から好ましくな
いことであった． （発明が解決しようとする課題） 本発明は上記のような従来の問題点を解決して、無機担
体が使用されているバイオリアクターの活性が低下した
際に、担体をリアクターの外部に取出すことなく再生を
行わせることができるバイオリアクターの再生方法を提
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、固定化
生体触媒を組み込んだバイオリアクターの固定化生体触
媒の活性が低下した際に、次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩
の水溶液を触媒担体に接触させて失活した固定化生体触
媒を除去し、その後新しい固定化生体触媒を触媒担体に
固定するこ々を特徴とするものである． 本発明において使用される次亜塩素酸又は次亜塩素酸ナ
トリウムのような次亜塩素酸塩は、発生機の酸素による
殺菌効果を持つものとして知られているが、次亜塩素酸
はそれ自身が生活細胞の細胞膜を破壊する効果を持ち、
失活した固定化生体触媒を触媒担体から除去することが
できる。次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩を本発明の目的で
使用するためには、その有効塩素濃度がＩ　ＰＰ？Ｉ以
上であり、かつＰｌ１が９以下の条件下で使用すること
が望ましい．これは有効塩素濃度がｌ　ＰＰＭ未満であ
ると固定化生体触媒を触媒担体から効果的に除去するこ
とができず、またＰｌ１が大きくなると次亜塩素酸イオ
ンの解離度が低下し、Ｐ｝ｌが９を越えるとその効果が
著しく低下するためである。

次の実施例に示すように、本発明では単にバイオリアク
ターの内部に次亜塩素酸又は次亜塩素酸塩の水溶液を注
入することにより失活した固定化生体触媒を触媒担体か
ら除去することができ、その後バイオリアクターの内部
を水洗し、新しい固定化生体触媒を常法により触媒担体
に固定すればよい．なお、セラミックのような無機担体
のうちでは、セピオライトは比表面積が大きく酵素固定
化量が大きいのでより好ましいものである．（実施例） 実施例ｌ ５ｍｌプノレラナーゼ／５０髄ｈ酢酸バッファ一（ＰＨ
　５．０）蛋白濃度２０ｍｇ／ｇ＋１をセピオライトを
原料とし、９００℃で焼成した固定化用セラミックス担
体く比表面積７７Ｍ／ｇ）２５ｇに添加し、室温にて１
時間静置し、固定化プルラナーゼを調製した．この固定
化プルラナーゼを５０ｍＭ酢酸バッファーで充分に洗浄
した後、第１図に示すように直径２０ａｍ、長さ１５０
■のジャケット付力ラムに充填した．次にカラムジャケ
ットに８０゜Ｃの恒温水を循環し、カラムが恒温になっ
た後、マルトースとサ゜イクロデキストリンの混合溶解
液（マルトースとサイクロデキストリンの重量比４；ｌ
、固形分濃度７０％水溶液）を２０鵬１／Ｈ『の流速で
送液した。

次にこの反応力ラム出口でのマルトシルサイク口デキス
トリンの生成量をＨＰＬＣで測定したところ、分岐化率
は５８％であった．その後分岐化率の測定を継続したと
ころ、３０日目にして分岐化率は２０％に低下した． そこで反応力ラムを蒸留水で洗浄した後、５ｇずつ５本
のカラムに充填し直した。次にこれらの各カラムに１、
ｌＯ、１００　，　１・０００，　５０００ＰＰＭの有
効塩素濃度の次亜塩素酸ナトリウム（ＰＨ　７．０）を
４１／｛１ｒで送液し、出口の洗液を１１ずつフラクシ
ョンコレクターで回収し、その蛋白量を測定した。

その結果を第２図に示す，　ＩＯＰＰＭ以上の次亜塩素
酸ナトリウムで溶出された蛋白の総量は、最初に固定化
された蛋白量の９０％に達した．また担体上に残存した
蛋白の有無を調査するため、ケルダール分解法によりセ
ラミックス担体上のケルダール窒素量を測定したところ
ＮＯであ・った。また同様にＩＰＰ−の次亜塩素酸ナト
リウムで洗浄したカラムについても蛋白量を測定したと
ころ、最初に固定化された蛋白量の３０％が検出された
．　ＩＯＰＰＭ以上の次亜塩素酸ナトリウムで洗浄した
４本のカラムについては、更に水洗を充分に施した後、
１回目と同様の操作でプルラナーゼの固定化を試みた。

その結果得られた分岐化率は５８．２％であり、最初の
状態にカラムが再生されたことが確認された．実施例２ セピオライトを主原料とし、９００’Ｃで焼成された酵
素固定化用セラミックス担体（比表面積７７Ｍ／ｇ）２
６ｇに５１インへルターゼ溶液／５０ｍＭ酢酸バッファ
一（ＰＨ　４．０）　２０傾ｇ／ｍｌを添加し室温にて
１時間静置し、固定化インベルターゼを調整した．この
インベルターゼを５０一一酢酸バッファーで充分に洗浄
した後、固定化酵素２００ｍｇを３７゜Ｃ，２％シヨ糖
／５０ｍＭ酢酸バッファ−５０■Ｈ中に加え、グルコー
スの生成量を和光製薬　グルコースＢテストで測定した
．このとき、１分間当たり１μモルのグルコースを生成
する酵素量＋１Ｕとして計算したところ、固定化インベ
ルターゼ１ｇ当たりの活性は６００　Ｕであった． この固定化インベルターゼを直径１０ｇｏ、長さ１００
閣のカラムに５ｓｇずつ充填し、それぞれＰｌｌｌｌ、
９、７、５、３に調製した有効塩素濃度０．１％の次亜
塩素酸ナトリウム水溶液を４−Ｉ／Ｈｒの流速でカラム
内に送液した．次にそれぞれのカラム出口から溶出液を
ｌａｌずつ分取し、蛋白濃度を測定したところ、第３図
のような溶出プロフィールを得た．この結果から、次亜
塩素酸ナトリウム水溶液のＰＨが９を越える・と固定化
インへルターゼを溶出量が低下することが分かる． （発明の効果） 本発明は以上に説明したように、次亜塩素酸又は次亜塩
素酸塩の水溶液を触媒担体に接触させることにより、セ
ラミックスのような無機担体を使用したバイオリアクタ
ーを再生することができるものであり、触媒担体をリア
クターの内部に置いたままで再生することができるので
雑菌による汚染の心配もないうえ、完全な再生が可能で
ある。

よって本発明は従来の問題点を解決したパイオリアクタ
ーの再生方法として、産業の発展に寄与するところは極
めて大である．

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例における固定化プルラナーゼの連
続合成装置を示す正面図、第２図は第１の実施例におけ
る有効塩素濃度による酵素溶離パターンの違いを示すグ
ラフ、第３図は第２の実施例における溶離液ＰＨの違い
による酵素溶離パターンの違いを示すグラフである． 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定化生体触媒を組み込んだバイオリアクターの固
   定化生体触媒の活性が低下した際に、次亜塩素酸又は次
   亜塩素酸塩の水溶液を触媒担体に接触させて失活した固
   定化生体触媒を除去し、その後新しい固定化生体触媒を
   触媒担体に固定することを特徴とするバイオリアクター
   の再生方法。 ２、有効塩素濃度が１ＰＰＭ以上の次亜塩素酸又は次亜
   塩素酸塩の水溶液を、ＰＨ９以下の条件下で触媒担体に
   接触させる請求項１記載のバイオリアクターの再生方法
   。