JPH0369921B2 - - Google Patents
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- JPH0369921B2 JPH0369921B2 JP56150864A JP15086481A JPH0369921B2 JP H0369921 B2 JPH0369921 B2 JP H0369921B2 JP 56150864 A JP56150864 A JP 56150864A JP 15086481 A JP15086481 A JP 15086481A JP H0369921 B2 JPH0369921 B2 JP H0369921B2
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- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/90—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose
- C09K8/905—Biopolymers
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
- C08B37/0033—Xanthan, i.e. D-glucose, D-mannose and D-glucuronic acid units, saubstituted with acetate and pyruvate, with a main chain of (beta-1,4)-D-glucose units; Derivatives thereof
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- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
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- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
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Description
本発明は、石油の二次採収に使用し得る多糖類
含有溶液の濃縮方法に関する。微生物を使用して
炭水化物を発酵させてつくられる多糖類、たとえ
ば、キサントモナス型のバクテリアでつくられる
キサンタンガムは公知であり、粉体または希薄水
溶液の状態で入手できる。粉体は輸送の観点か
ら、希薄溶液の輸送よりはるかに好ましいが、粉
体には、高吸湿性および特に、水中での（再）溶
解が困難であるという取扱上の固有の不利益があ
る。また、製品品質も、乾燥工程中の酸化により
生じた製品の構造上の損傷のため、貯蔵の間に低
下することがある。これらの不利益および、希薄
溶液の輸送上の不利益は、濃縮水溶液の使用によ
り最小限にすることができ、そして、本発明に従
つて、今や、適当な濃縮溶液が限外過により製
造できることがわかつた。 キサントモナスによりつくられる多糖類の粘度
は非常に高く（たとえば、２重量％／重量水溶液
で約7000cPまたはそれ以上）、このため、多糖類
は限外過技術にかけるには非常に困難な物質と
なつている。さらに、微生物によりつくられる生
成物は通常、細胞破片のような物質を含み、これ
がよく過膜を塞ぎ、エネルギー消費を高めてポ
ンプ装置の交換を早め、また、流量を非常に低く
する原因となる。驚くべきことに、細胞破片を含
有している場合でさえ、多糖類含有強粘希薄溶液
を、実質的に膜を詰らせることなく、そして許容
できる流量で、限外過により濃縮できることが
判明した。 したがつて、本発明は、少なくとも1900cPの
粘度（25℃、剪断速度6.28sec-1で測定）を有す
る水溶性多糖類の強度で疑似塑性の水溶液の濃縮
方法において、該溶液を、２〜20バールの範囲の
正圧の下で最大65000の遮断分子量を有する多孔
性膜に接触せしめ、そして該膜を透過した液体を
抜き取ることにより、該溶液を限界過すること
を包含する該方法に関する。いかなる特定の理論
に拘束されることなく、限外過により達成し得
る濃度／粘度が意外に高いことは少なくとも一部
は疑似塑性、すなわち剪断減粘度性を有するため
であると考えられ、したがつて、本発明の方法
は、この特性をもつた多糖類に特に適用できる。 本発明の方法により濃縮され得る多糖類水溶液
は、適当な水溶性多糖類を水に溶解することによ
り得ることができる。または、そしてしばしばよ
り好都合には、多糖類生成微生物、たとえばキサ
ントモナス種による発酵から得られる実用肉汁と
することができる。適当な栄養媒質（同化性炭素
源、たとえば、でんぷん、グリコース、または小
麦のふすま、および同化性窒素源、たとえばアン
モニウム塩、酵母抽出物または脱脂大豆ミールを
含有する）を、微生物（たとえば通常のコリネバ
クテリアまたはキサントモナスバクテリア、たと
えばキサントモナスカンペストリスATCC／
395／またはＢ／459、またはプソイドモナス種、
たとえばNCIB／1264または／1592）で発酵させ
た直接生成物が、多糖類、これをつくつた微生
物、および、そのほかの、リン酸塩、硝酸塩、カ
リウムおよびマグネシウムなどの各種無機イオン
を含む物質を含有する発酵肉汁である。粘度が少
なくとも1900cPの発酵肉汁を限外過すること
により、濃縮を有効に行なうことができ、そして
初期粘度が4000cPもの発酵肉汁もなお満足に処
理することができる。 本発明の限外過濃縮法は当業者に公知の限外
過技術および装置を用いて行なうことができ、
もちろん、多糖類の通過を阻止するのに十分小さ
い細孔を有する多孔性膜を使用することが条件で
ある。適当な膜材料には、商業的に入手可能なポ
リスルホンおよびポリフツ化ビニリデンが含ま
れ、遮断分子量（すなわち、膜を通過し得る生成
物の最高分子量）が最大60000、好ましくは20000
以下のものである。膜は、もちろん、裏当て板上
に支持され、この板は、限外過操作により与え
られる物理的歪から膜を保護する。通常は、限外
過工程は２〜20バールの範囲、好ましくは４〜
10バールの範囲の正圧の下で行なわれる。強粘多
糖類溶液を限外過にかけても、圧力低下はわず
かに過ぎず、すなわち、高い流量が得られ、そし
て維持することができる。適当な限外過装置に
は管状膜、螺旋巻き膜および枠付き板状膜が含ま
れ、一般的には、最後のものが全体的に最良の結
果を与えるが、いずれの特定例における好適装置
も、被処理物質の容積と必要な膜面積とに関連し
た機械的要件および空間の制約により決定される
ことが多い。 前記の通り、多糖類溶液が実用発酵肉汁の場
合、その溶液は一般に細胞破片および生育しない
バクテリアを含有し、これらは、沈降物と圧入水
のフイルターに目詰りを起こすという点で、ポリ
マー添加水攻法の野外適用が困難となる。細胞破
片を含有する多糖類水溶液を清澄にする方法は既
に文献に示唆されている。たとえば、固体ケイ酸
質物質に吸着させること（米国特許第4119491号）
と組合せることができる酵素処理（米国特許第
3966610号）、または苛性もしくは擬集技術であ
る。発酵肉汁を清澄にするいずれの方法も、多糖
類含有肉汁の限外過濃縮と共に有利に使用する
ことができる。このような技術の組合せにより、
透明な濃縮多糖類溶液が得られる。 限外過と酵素処理の組合わせにより、良好な
濃縮と清澄が同時に可能となることが判明した。
したがつて、水溶性多糖類の強粘水溶液を限外
過およびさらに細胞溶解性酵素の作用にかけるこ
とにより、この溶液を濃縮し、かつ清澄にする方
法は、本発明の好適な具体例である。酵素は限外
過処理の前か後に添加することができる。後で
より詳細に記載する１つの適切な具体例では、酵
素は限外過の残留物中に存在し、この残留物は
UF装置を再循環し、このため、酵素により分解
された生成物は膜を通過するのに十分な低分子量
となり、透過液中に入つて除去される。 酵素処理に使用される酵素は、多糖類溶液を、
その粘度を実質的に低下させることなく清澄にす
る程度に微生物の細胞または細胞破片を崩壊し得
るものでなければならない。この処理に使用でき
る適当な酵素は、なかでも、「アルカラーゼ」
（“Alcalase”）と「エスペラーゼ」（“Esperase”）
（NOVO製）、「マキサチム」（“Maxazyme”）と
「マキサターゼ」（“Maxatase”）（Gist−
Brocades製）および「キタラーゼ」
（“Kitalase”）（Kumiai製）である。細胞溶解活
性を有する酵素としてエスペラーゼを用いると特
に良好な結果を得ることができる。 酵素処理は当業界で公知の方法により行なうこ
とができる。たとえば、酵素または酵素含有溶液
を少量、多糖類と細胞破片を含有する水性発酵肉
汁に加え、この混合物を、撹拌しながら、または
撹拌せずに、十分な時間放置して酵素作用を行な
わせて、細胞物質を十分に崩壊し、溶解せしめる
ことができる。使用する酵素の濃度は、使用され
る多糖類の濃度と、不溶性細胞破片による汚染の
程度によつて異なる。通常、酵素は約10〜
500ppm、好ましくは50〜250ppmの範囲の量で使
用される。濃度はまた、アンソン単位
（Ansonunit）で測定された、有効プロテアーゼ
活性により表わすことができ、その場合、適当な
濃度は、肉汁１Kg当り0.5または1Auである。酵
素処理は撹拌せずに行なうことができるが、時間
を最小にし、かつ固形物の沈降を防止するために
発酵肉汁を撹拌することが好ましい。酵素処理は
周囲温度、またはそれよりわずかに高い温度で都
合よく行なうことができる。酵素処理は多くの場
合、中程度に高められた温度、すなわち、70℃ま
での温度で行なうと一層効果的である。特に、酵
素としてエスペラーゼを使用する場合、酵素処理
は、50℃と70℃の間、好ましくは60℃と65℃の間
の温度で有利に行なうことができる。70℃以上の
温度は、細胞溶解性酵素の急速な崩壊が起こるお
それがあるので、避けるべきである。最適な細胞
崩壊活性のために、多糖類水溶液は約２と約11の
間のPH、好ましくは４と10の間のPHに保つのが適
切である。酵素としてエスペラーゼとマキサター
ゼを、それぞれPH約９および約７で用いて良好な
結果が得られた。 本発明の方法は回分式または連続式に行なうこ
とができる。限外過を酵素処理と組合わせた場
合、全体の工程を連続式に行なうのが好ましく、
その場合、工程は、多糖類水溶液、たとえば希釈
した、または未希釈の発酵肉汁、または所望なら
ば、市販の未清澄多糖類または単離多糖類、たと
えばキサンタンガムからつくつた水溶液を入れた
溜め、すなわちタンクに、酵素含有溶液を添加す
ることにより好都合に行なうことができる。反応
容器は十分な大きさとし、酵素と多糖類の添加
は、固形細胞破片を含有する水溶液が適当な酵素
の存在下に十分な時間滞留して所望程度の細胞崩
壊が起こるような割合にすべきである。反応時間
が終了したら、酵素処理した多糖類溶液を限外
過装置へ移送して、濃縮製品とし、これはそのま
まで使用できるが、所望なら、たとえば、後で記
載するように、少なくとも製品の一部を固形ケイ
酸質物質に接触させることにより、さらに清澄処
理を行なうことができる。また、限外過の任意
の段階で得られた濃縮溶液の少なくとも一部を容
器に再循環させて酵素処理を行なうことができ
る。この利点は、未崩壊の細胞破片が、既に存在
する、または、細胞破片の滞留時間の間に添加さ
れた酵素で再び処理されることである。 前記の説明から明らかなように、本発明の方法
で製造された多糖類濃縮水溶液の利点は輸送面
と、坑口（well−head）での使い易さにある。
しかし当業者には容易に明らかなように、濃縮物
はそのままで、ポリマー助剤を使用する水攻法に
は使用することができず、必要な水攻系の粘度に
よつて、適当な濃度に希釈せねばならない。通
常、適当な濃度は200〜1500ppm、特に500〜
1250ppmである。本発明で製造された水性濃縮物
は、従来入手可能な多糖類粉末よりはるかに容易
に実用濃度に希釈できるが、しかし、多くの場
合、増分希釈することにより、濃縮物の有効かつ
均一な希釈が容易になる。この手順の好適な具体
例によれば、水性濃縮物の流れが、保留タンクへ
再循環する水の流れに計り入れられる。濃縮物と
水を循環ポンプに通すことにより、大低は十分な
混合効果が得られるが、必要なら、混合流は、保
留タンクに入る前に、さらにスタチツク・ミキサ
ーに通すことができる。 希釈された多糖類濃縮物は、たとえば水攻作業
において、透過性地下地質層への圧入に直接使用
することができるが、多くの場合、希釈した溶液
に、けいそう土のような材を用いた過によ
り、最終清澄処理を行なうことが望ましい。所望
なら、このような清澄段階は濃縮物の製造工程に
含めることができる。すなわち、初期希釈肉汁
は、酵素法細胞破壊、けいそう土を通す過およ
び限外過濃縮を組み入れた複合工程にかけるこ
とができる。別法として、いずれの残留細胞破片
も、ミクロ過により、すなわち、細孔径が0.2
〜0.8ミクロンの多孔膜を通すことにより、除去
することができる。膜の目詰りを最小限にするた
めに、流体流は、「ペリコン」（“Pellicon”）ミリ
ポアー・フイルター・カセツトの場合のように、
膜に対して平行でなければならない。この系は限
外過に使用されるものと幾分似ているが、主な
相違は、−本明細書の文脈において−ミクロ過
からの所望製品は細胞を含まない透過物（すなわ
ち、液）であり、一方、限外過工程において
は、所望製品は濃縮残留物で、透過物はほとんど
水である。しかし、このような複合工程で得られ
る製品は、坑口における必要処理を最小にする
（たとえば、希釈だけでよい）が、一般に、限外
過の残留物を濃縮するに従つて粘土が上昇し
て、床、すなわち、膜を通過する流量を有効に
維持するのが困難となる。 本発明を以下の実施例により例証する： 実施例 １ 多糖類溶液に対する酵素処理の効果を示すため
に、発酵肉汁（TNO製）そのもの、および52℃、
PH9.4でエスペラーゼ（200mg／Kg肉汁）による処
理後のものについて、光学濃度を測定した（一緒
に、25℃、剪断速度6.28sec-1で測定したブルツ
クフイールド粘度も測定した）。未処理溶液の光
学濃度は2.7（吸光度／cm）で、一方、エスペラー
ゼ処理溶液の光学濃度は、１時間後で0.13であ
り、この値は少なくとも次の１時間の間は一定で
あつた。同じ発酵肉汁の別の試料をマキサターゼ
（402mg／Kg肉汁）で52℃、PH7.25で処理すると、
１時間後の光学濃度は2.1、そして２時間後では
1.8であつた。未処理発酵肉汁の粘度（1900〜
2200cP）は観測中はほとんど変化しなかつた。 実施例 ２ 組合せ酵素／濃縮処理後の生体ポリマー中の窒
素（細胞破片に基因する）の減少量を示すため
に、限外過の間に得られた生体ポリマーと各種
透過物の両方の試料を用いて窒素分析を行なつ
た。実験は、ブルツクフイールド粘度が約
3700cP（25℃、剪断速度6.28sec-1で測定）で、光
学濃度が2.6（吸光度／cm）の発酵肉汁（TNO製）
を用いて行なつた。窒素分析の結果、未酵素処理
発酵肉汁から得られた生体ポリマーの窒素含量は
6.8重量％であり、一方、エスペラーゼ処理発酵
肉汁では５重量％で、元の窒素量が著しく低下し
たことがわかつた。各種透過物の窒素含量は急速
に0.01重量％以下の値に低下した。エスペラーゼ
処理発酵肉汁の粘度はなおも3300cP程度で、光
学濃度は0.17（吸光度／cm）になつていた。同様
な効果は、マキサチム処理肉汁を用いた場合にも
観察された。この酵素処理発酵肉汁の粘度は出発
発酵肉汁のそれより高くさえあつた。窒素含量と
光学濃度は、エスペラーゼ処理発酵肉汁について
観察されたと同じ状況を示した。 実施例 ３ 数種の発酵肉汁の過性を、限外過および／
または酵素処理を行なつた場合と行なわない場合
とについて、圧力シリンダーを用いて正圧１バー
ルで測定した。それぞれ、1.2μｍと0.45μｍのミ
リポア・フイルターを用いた。限外過後に得ら
れた多糖類濃縮物を透過物で1.4重量％に希釈し、
次いで蒸留水で1000ppmの濃度に希釈した。比較
のために、キサンフラツド（Xanflood）溶液(A)、
発酵肉汁（TNO製）(B)（いずれも濃縮処理を行
なつていない）、および限外過（UF）処理を行
なつていない、エスペラーゼ処理発酵肉汁
（TNO製）(C)を用いて過試験を行なつた。過
性のデータを、使用細孔径において、所定時間後
に得られた全液量として表わして次の表１に示
した。
含有溶液の濃縮方法に関する。微生物を使用して
炭水化物を発酵させてつくられる多糖類、たとえ
ば、キサントモナス型のバクテリアでつくられる
キサンタンガムは公知であり、粉体または希薄水
溶液の状態で入手できる。粉体は輸送の観点か
ら、希薄溶液の輸送よりはるかに好ましいが、粉
体には、高吸湿性および特に、水中での（再）溶
解が困難であるという取扱上の固有の不利益があ
る。また、製品品質も、乾燥工程中の酸化により
生じた製品の構造上の損傷のため、貯蔵の間に低
下することがある。これらの不利益および、希薄
溶液の輸送上の不利益は、濃縮水溶液の使用によ
り最小限にすることができ、そして、本発明に従
つて、今や、適当な濃縮溶液が限外過により製
造できることがわかつた。 キサントモナスによりつくられる多糖類の粘度
は非常に高く（たとえば、２重量％／重量水溶液
で約7000cPまたはそれ以上）、このため、多糖類
は限外過技術にかけるには非常に困難な物質と
なつている。さらに、微生物によりつくられる生
成物は通常、細胞破片のような物質を含み、これ
がよく過膜を塞ぎ、エネルギー消費を高めてポ
ンプ装置の交換を早め、また、流量を非常に低く
する原因となる。驚くべきことに、細胞破片を含
有している場合でさえ、多糖類含有強粘希薄溶液
を、実質的に膜を詰らせることなく、そして許容
できる流量で、限外過により濃縮できることが
判明した。 したがつて、本発明は、少なくとも1900cPの
粘度（25℃、剪断速度6.28sec-1で測定）を有す
る水溶性多糖類の強度で疑似塑性の水溶液の濃縮
方法において、該溶液を、２〜20バールの範囲の
正圧の下で最大65000の遮断分子量を有する多孔
性膜に接触せしめ、そして該膜を透過した液体を
抜き取ることにより、該溶液を限界過すること
を包含する該方法に関する。いかなる特定の理論
に拘束されることなく、限外過により達成し得
る濃度／粘度が意外に高いことは少なくとも一部
は疑似塑性、すなわち剪断減粘度性を有するため
であると考えられ、したがつて、本発明の方法
は、この特性をもつた多糖類に特に適用できる。 本発明の方法により濃縮され得る多糖類水溶液
は、適当な水溶性多糖類を水に溶解することによ
り得ることができる。または、そしてしばしばよ
り好都合には、多糖類生成微生物、たとえばキサ
ントモナス種による発酵から得られる実用肉汁と
することができる。適当な栄養媒質（同化性炭素
源、たとえば、でんぷん、グリコース、または小
麦のふすま、および同化性窒素源、たとえばアン
モニウム塩、酵母抽出物または脱脂大豆ミールを
含有する）を、微生物（たとえば通常のコリネバ
クテリアまたはキサントモナスバクテリア、たと
えばキサントモナスカンペストリスATCC／
395／またはＢ／459、またはプソイドモナス種、
たとえばNCIB／1264または／1592）で発酵させ
た直接生成物が、多糖類、これをつくつた微生
物、および、そのほかの、リン酸塩、硝酸塩、カ
リウムおよびマグネシウムなどの各種無機イオン
を含む物質を含有する発酵肉汁である。粘度が少
なくとも1900cPの発酵肉汁を限外過すること
により、濃縮を有効に行なうことができ、そして
初期粘度が4000cPもの発酵肉汁もなお満足に処
理することができる。 本発明の限外過濃縮法は当業者に公知の限外
過技術および装置を用いて行なうことができ、
もちろん、多糖類の通過を阻止するのに十分小さ
い細孔を有する多孔性膜を使用することが条件で
ある。適当な膜材料には、商業的に入手可能なポ
リスルホンおよびポリフツ化ビニリデンが含ま
れ、遮断分子量（すなわち、膜を通過し得る生成
物の最高分子量）が最大60000、好ましくは20000
以下のものである。膜は、もちろん、裏当て板上
に支持され、この板は、限外過操作により与え
られる物理的歪から膜を保護する。通常は、限外
過工程は２〜20バールの範囲、好ましくは４〜
10バールの範囲の正圧の下で行なわれる。強粘多
糖類溶液を限外過にかけても、圧力低下はわず
かに過ぎず、すなわち、高い流量が得られ、そし
て維持することができる。適当な限外過装置に
は管状膜、螺旋巻き膜および枠付き板状膜が含ま
れ、一般的には、最後のものが全体的に最良の結
果を与えるが、いずれの特定例における好適装置
も、被処理物質の容積と必要な膜面積とに関連し
た機械的要件および空間の制約により決定される
ことが多い。 前記の通り、多糖類溶液が実用発酵肉汁の場
合、その溶液は一般に細胞破片および生育しない
バクテリアを含有し、これらは、沈降物と圧入水
のフイルターに目詰りを起こすという点で、ポリ
マー添加水攻法の野外適用が困難となる。細胞破
片を含有する多糖類水溶液を清澄にする方法は既
に文献に示唆されている。たとえば、固体ケイ酸
質物質に吸着させること（米国特許第4119491号）
と組合せることができる酵素処理（米国特許第
3966610号）、または苛性もしくは擬集技術であ
る。発酵肉汁を清澄にするいずれの方法も、多糖
類含有肉汁の限外過濃縮と共に有利に使用する
ことができる。このような技術の組合せにより、
透明な濃縮多糖類溶液が得られる。 限外過と酵素処理の組合わせにより、良好な
濃縮と清澄が同時に可能となることが判明した。
したがつて、水溶性多糖類の強粘水溶液を限外
過およびさらに細胞溶解性酵素の作用にかけるこ
とにより、この溶液を濃縮し、かつ清澄にする方
法は、本発明の好適な具体例である。酵素は限外
過処理の前か後に添加することができる。後で
より詳細に記載する１つの適切な具体例では、酵
素は限外過の残留物中に存在し、この残留物は
UF装置を再循環し、このため、酵素により分解
された生成物は膜を通過するのに十分な低分子量
となり、透過液中に入つて除去される。 酵素処理に使用される酵素は、多糖類溶液を、
その粘度を実質的に低下させることなく清澄にす
る程度に微生物の細胞または細胞破片を崩壊し得
るものでなければならない。この処理に使用でき
る適当な酵素は、なかでも、「アルカラーゼ」
（“Alcalase”）と「エスペラーゼ」（“Esperase”）
（NOVO製）、「マキサチム」（“Maxazyme”）と
「マキサターゼ」（“Maxatase”）（Gist−
Brocades製）および「キタラーゼ」
（“Kitalase”）（Kumiai製）である。細胞溶解活
性を有する酵素としてエスペラーゼを用いると特
に良好な結果を得ることができる。 酵素処理は当業界で公知の方法により行なうこ
とができる。たとえば、酵素または酵素含有溶液
を少量、多糖類と細胞破片を含有する水性発酵肉
汁に加え、この混合物を、撹拌しながら、または
撹拌せずに、十分な時間放置して酵素作用を行な
わせて、細胞物質を十分に崩壊し、溶解せしめる
ことができる。使用する酵素の濃度は、使用され
る多糖類の濃度と、不溶性細胞破片による汚染の
程度によつて異なる。通常、酵素は約10〜
500ppm、好ましくは50〜250ppmの範囲の量で使
用される。濃度はまた、アンソン単位
（Ansonunit）で測定された、有効プロテアーゼ
活性により表わすことができ、その場合、適当な
濃度は、肉汁１Kg当り0.5または1Auである。酵
素処理は撹拌せずに行なうことができるが、時間
を最小にし、かつ固形物の沈降を防止するために
発酵肉汁を撹拌することが好ましい。酵素処理は
周囲温度、またはそれよりわずかに高い温度で都
合よく行なうことができる。酵素処理は多くの場
合、中程度に高められた温度、すなわち、70℃ま
での温度で行なうと一層効果的である。特に、酵
素としてエスペラーゼを使用する場合、酵素処理
は、50℃と70℃の間、好ましくは60℃と65℃の間
の温度で有利に行なうことができる。70℃以上の
温度は、細胞溶解性酵素の急速な崩壊が起こるお
それがあるので、避けるべきである。最適な細胞
崩壊活性のために、多糖類水溶液は約２と約11の
間のPH、好ましくは４と10の間のPHに保つのが適
切である。酵素としてエスペラーゼとマキサター
ゼを、それぞれPH約９および約７で用いて良好な
結果が得られた。 本発明の方法は回分式または連続式に行なうこ
とができる。限外過を酵素処理と組合わせた場
合、全体の工程を連続式に行なうのが好ましく、
その場合、工程は、多糖類水溶液、たとえば希釈
した、または未希釈の発酵肉汁、または所望なら
ば、市販の未清澄多糖類または単離多糖類、たと
えばキサンタンガムからつくつた水溶液を入れた
溜め、すなわちタンクに、酵素含有溶液を添加す
ることにより好都合に行なうことができる。反応
容器は十分な大きさとし、酵素と多糖類の添加
は、固形細胞破片を含有する水溶液が適当な酵素
の存在下に十分な時間滞留して所望程度の細胞崩
壊が起こるような割合にすべきである。反応時間
が終了したら、酵素処理した多糖類溶液を限外
過装置へ移送して、濃縮製品とし、これはそのま
まで使用できるが、所望なら、たとえば、後で記
載するように、少なくとも製品の一部を固形ケイ
酸質物質に接触させることにより、さらに清澄処
理を行なうことができる。また、限外過の任意
の段階で得られた濃縮溶液の少なくとも一部を容
器に再循環させて酵素処理を行なうことができ
る。この利点は、未崩壊の細胞破片が、既に存在
する、または、細胞破片の滞留時間の間に添加さ
れた酵素で再び処理されることである。 前記の説明から明らかなように、本発明の方法
で製造された多糖類濃縮水溶液の利点は輸送面
と、坑口（well−head）での使い易さにある。
しかし当業者には容易に明らかなように、濃縮物
はそのままで、ポリマー助剤を使用する水攻法に
は使用することができず、必要な水攻系の粘度に
よつて、適当な濃度に希釈せねばならない。通
常、適当な濃度は200〜1500ppm、特に500〜
1250ppmである。本発明で製造された水性濃縮物
は、従来入手可能な多糖類粉末よりはるかに容易
に実用濃度に希釈できるが、しかし、多くの場
合、増分希釈することにより、濃縮物の有効かつ
均一な希釈が容易になる。この手順の好適な具体
例によれば、水性濃縮物の流れが、保留タンクへ
再循環する水の流れに計り入れられる。濃縮物と
水を循環ポンプに通すことにより、大低は十分な
混合効果が得られるが、必要なら、混合流は、保
留タンクに入る前に、さらにスタチツク・ミキサ
ーに通すことができる。 希釈された多糖類濃縮物は、たとえば水攻作業
において、透過性地下地質層への圧入に直接使用
することができるが、多くの場合、希釈した溶液
に、けいそう土のような材を用いた過によ
り、最終清澄処理を行なうことが望ましい。所望
なら、このような清澄段階は濃縮物の製造工程に
含めることができる。すなわち、初期希釈肉汁
は、酵素法細胞破壊、けいそう土を通す過およ
び限外過濃縮を組み入れた複合工程にかけるこ
とができる。別法として、いずれの残留細胞破片
も、ミクロ過により、すなわち、細孔径が0.2
〜0.8ミクロンの多孔膜を通すことにより、除去
することができる。膜の目詰りを最小限にするた
めに、流体流は、「ペリコン」（“Pellicon”）ミリ
ポアー・フイルター・カセツトの場合のように、
膜に対して平行でなければならない。この系は限
外過に使用されるものと幾分似ているが、主な
相違は、−本明細書の文脈において−ミクロ過
からの所望製品は細胞を含まない透過物（すなわ
ち、液）であり、一方、限外過工程において
は、所望製品は濃縮残留物で、透過物はほとんど
水である。しかし、このような複合工程で得られ
る製品は、坑口における必要処理を最小にする
（たとえば、希釈だけでよい）が、一般に、限外
過の残留物を濃縮するに従つて粘土が上昇し
て、床、すなわち、膜を通過する流量を有効に
維持するのが困難となる。 本発明を以下の実施例により例証する： 実施例 １ 多糖類溶液に対する酵素処理の効果を示すため
に、発酵肉汁（TNO製）そのもの、および52℃、
PH9.4でエスペラーゼ（200mg／Kg肉汁）による処
理後のものについて、光学濃度を測定した（一緒
に、25℃、剪断速度6.28sec-1で測定したブルツ
クフイールド粘度も測定した）。未処理溶液の光
学濃度は2.7（吸光度／cm）で、一方、エスペラー
ゼ処理溶液の光学濃度は、１時間後で0.13であ
り、この値は少なくとも次の１時間の間は一定で
あつた。同じ発酵肉汁の別の試料をマキサターゼ
（402mg／Kg肉汁）で52℃、PH7.25で処理すると、
１時間後の光学濃度は2.1、そして２時間後では
1.8であつた。未処理発酵肉汁の粘度（1900〜
2200cP）は観測中はほとんど変化しなかつた。 実施例 ２ 組合せ酵素／濃縮処理後の生体ポリマー中の窒
素（細胞破片に基因する）の減少量を示すため
に、限外過の間に得られた生体ポリマーと各種
透過物の両方の試料を用いて窒素分析を行なつ
た。実験は、ブルツクフイールド粘度が約
3700cP（25℃、剪断速度6.28sec-1で測定）で、光
学濃度が2.6（吸光度／cm）の発酵肉汁（TNO製）
を用いて行なつた。窒素分析の結果、未酵素処理
発酵肉汁から得られた生体ポリマーの窒素含量は
6.8重量％であり、一方、エスペラーゼ処理発酵
肉汁では５重量％で、元の窒素量が著しく低下し
たことがわかつた。各種透過物の窒素含量は急速
に0.01重量％以下の値に低下した。エスペラーゼ
処理発酵肉汁の粘度はなおも3300cP程度で、光
学濃度は0.17（吸光度／cm）になつていた。同様
な効果は、マキサチム処理肉汁を用いた場合にも
観察された。この酵素処理発酵肉汁の粘度は出発
発酵肉汁のそれより高くさえあつた。窒素含量と
光学濃度は、エスペラーゼ処理発酵肉汁について
観察されたと同じ状況を示した。 実施例 ３ 数種の発酵肉汁の過性を、限外過および／
または酵素処理を行なつた場合と行なわない場合
とについて、圧力シリンダーを用いて正圧１バー
ルで測定した。それぞれ、1.2μｍと0.45μｍのミ
リポア・フイルターを用いた。限外過後に得ら
れた多糖類濃縮物を透過物で1.4重量％に希釈し、
次いで蒸留水で1000ppmの濃度に希釈した。比較
のために、キサンフラツド（Xanflood）溶液(A)、
発酵肉汁（TNO製）(B)（いずれも濃縮処理を行
なつていない）、および限外過（UF）処理を行
なつていない、エスペラーゼ処理発酵肉汁
（TNO製）(C)を用いて過試験を行なつた。過
性のデータを、使用細孔径において、所定時間後
に得られた全液量として表わして次の表１に示
した。
【表】
実施例 ４
De Danske Sukkerfabrikker（DDS）Lab.
Moduleの限外過装置とポンプを、呼び遮断
（nominal cut−off）分子量が65000のGR50P型
膜を用いて、メーカーの指示通りに組立てた。商
業的キサンタン製品「ケルザン」（“Kelzan”）
MFの１％水溶液をこの装置に再循環させ、流量
は、入口圧力を７〜15バール（ゲージ）に保つの
に十分なものとした。透過物中と再循環残留物の
両方のキサンタン濃度を測定した。キサンタン濃
度は透過物中では無視できる程度であり、一方、
残留物中では初期値の１％から最終値の18％まで
増加した。 実施例 ５ キサントモナス種による発酵から得られるキサ
ンタン含有水性肉汁を各種の源から得て、これ
に、200の試験循環路に設置したDDSモジユー
ル（タイプ35−２，25）を用いて限外過濃縮を
行なつた。このモジユールは、並列に連結した７
枚の膜をもち、膜の合計面積は1.05m2であつた。
各種は記号GR5としてDDSから供給されたもの
で、遮断分子量60000のポリスルホン膜であつた。
ある例では、細胞溶解性酵素を発酵肉汁に加え
て、細胞破片を分解した。濃縮が進むにしたがつ
て膜上の差圧が増大し、ポンプ送り速度が低下し
た。得られた結果を次の表２に示した。この表か
らわかるように、多糖類濃度は10重量％以上まで
も増加し得る。
Moduleの限外過装置とポンプを、呼び遮断
（nominal cut−off）分子量が65000のGR50P型
膜を用いて、メーカーの指示通りに組立てた。商
業的キサンタン製品「ケルザン」（“Kelzan”）
MFの１％水溶液をこの装置に再循環させ、流量
は、入口圧力を７〜15バール（ゲージ）に保つの
に十分なものとした。透過物中と再循環残留物の
両方のキサンタン濃度を測定した。キサンタン濃
度は透過物中では無視できる程度であり、一方、
残留物中では初期値の１％から最終値の18％まで
増加した。 実施例 ５ キサントモナス種による発酵から得られるキサ
ンタン含有水性肉汁を各種の源から得て、これ
に、200の試験循環路に設置したDDSモジユー
ル（タイプ35−２，25）を用いて限外過濃縮を
行なつた。このモジユールは、並列に連結した７
枚の膜をもち、膜の合計面積は1.05m2であつた。
各種は記号GR5としてDDSから供給されたもの
で、遮断分子量60000のポリスルホン膜であつた。
ある例では、細胞溶解性酵素を発酵肉汁に加え
て、細胞破片を分解した。濃縮が進むにしたがつ
て膜上の差圧が増大し、ポンプ送り速度が低下し
た。得られた結果を次の表２に示した。この表か
らわかるように、多糖類濃度は10重量％以上まで
も増加し得る。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも1900cPの粘度（25℃、剪断速度
6.28sec-1で測定）を有する水溶性多糖類の強粘
で疑似塑性の水溶液の濃縮方法において、該溶液
を、２〜20バールの範囲の正圧の下で最大65000
の遮断分子量を有する多孔性膜に接触せしめ、そ
して該膜を透過した液体を抜き取ることにより、
該溶液を限外過することを包含する該方法。 ２ 多糖類溶液を該多孔性膜上を、該膜の面に平
行な方向に再循環させる、特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ３ 膜の細孔が分子量60000以上の高分子の通過
を阻止する、特許請求の範囲第１項または第２項
記載の方法。 ４ 多糖類水溶液が、多糖類生成微生物による発
酵により得られた肉汁である、特許請求の範囲第
１〜３項のいずれか一つの項記載の方法。 ５ 限外過の前または後に、発酵肉汁に細胞溶
解性酵素を添加する、特許請求の範囲第４項記載
の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8031404 | 1980-09-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5786296A JPS5786296A (en) | 1982-05-29 |
| JPH0369921B2 true JPH0369921B2 (ja) | 1991-11-05 |
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ID=10516362
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56150864A Granted JPS5786296A (en) | 1980-09-29 | 1981-09-25 | Treatment of polysaccharide solution |
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| JP (1) | JPS5786296A (ja) |
| KR (1) | KR880002534B1 (ja) |
| AU (1) | AU552082B2 (ja) |
| BR (1) | BR8106153A (ja) |
| CA (1) | CA1173769A (ja) |
| DE (1) | DE3172841D1 (ja) |
| DK (1) | DK161188C (ja) |
| FI (1) | FI69084C (ja) |
| HU (1) | HU191222B (ja) |
| IE (1) | IE51749B1 (ja) |
| IL (1) | IL63939A (ja) |
| NO (1) | NO157898B (ja) |
| NZ (1) | NZ198465A (ja) |
| RO (1) | RO85215B (ja) |
| ZA (1) | ZA816672B (ja) |
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| US4010071A (en) * | 1974-10-10 | 1977-03-01 | Merck & Co., Inc. | Clarification of xanthan gum |
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| US4135979A (en) * | 1976-08-24 | 1979-01-23 | Merck & Co., Inc. | Treatment of xanthan gum to improve clarity |
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| US4119491A (en) * | 1977-05-16 | 1978-10-10 | Shell Oil Company | Enzyme-filtration clarification of xanthan gum polymer solution |
| US4299825A (en) * | 1980-07-03 | 1981-11-10 | Celanese Corporation | Concentrated xanthan gum solutions |
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