JPH0455672B2 - - Google Patents
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- JPH0455672B2 JPH0455672B2 JP62222978A JP22297887A JPH0455672B2 JP H0455672 B2 JPH0455672 B2 JP H0455672B2 JP 62222978 A JP62222978 A JP 62222978A JP 22297887 A JP22297887 A JP 22297887A JP H0455672 B2 JPH0455672 B2 JP H0455672B2
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- Japan
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- gel
- immobilized
- aqueous solution
- fibrous
- microorganisms
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- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は全体がひも状乃至は繊維状をした固定
化ゲル及びその製造方法に関する。更に詳しく
は、本発明は、全体がひも状乃至は繊維状であつ
て、微生物、酵素、植物細胞、動物細胞、その他
生理活性体の中から選ばれた一種以上を固定化し
たゲルの外表がゲル層で覆われてなる固定化ゲル
及びその製造方法に関するものである。 本発明の固定化ゲルは、全体がひも状乃至は繊
維状をなしていて、かつ、微生物等を固定化した
ゲルの外表をゲルの層で覆つているために、長期
間培養しても固定化された微生物等を漏出するこ
とを防止できるものである。また、本発明の固定
化ゲルをひも状乃至は繊維状のまま培養等に用い
れば、生産物の分離がきわめて容易となり、発酵
工業界、製薬界等に寄与するところ大なるものが
ある。 （従来技術） 一般に微生物、酵素、植物細胞、動物細胞、そ
の他生理活性体などを固定化するには、これらの
１種もしくは２種以上をアルギン酸ナトリウムな
どのゲル化能を有する物質の水溶液に懸濁し、
Ca++などのゲル化剤中に滴下してゲル化して、
固定化することが行なわれている。 （発明が解決しようとする問題点） 従来技術によつて、微生物等を固定化する場
合、微生物等をゲル化能を有する物質の水溶液に
混合して、ゲル化剤中でゲル化しているために、
微生物等はゲルの中に均一に分散され、微生物等
の一部はゲルの表面に極く近いところに存在して
いることになる。このような固定化物を培養液で
培養すれば、表面に近い微生物は、増殖してゲル
の表面から漏出して培養液中に懸濁されることに
なる。培養液中に微生物が懸濁されれば、生産物
の分離がそのまま行なえず、まず微生物を濾過分
離しなければならなくなるのである。 また、酸素の固定化粒状物をゲルで包括する方
法も提案（特開昭59−232092）されているが、粒
状物であれば培養物との分離操作が必要となる。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、ゲル化固定化物から微生物等が
漏出するのを防止し、かつ操作のきわめて簡単な
形態を求めて鋭意研究した結果、全体をひも状乃
至は繊維状とし、固定化したゲルの外表をゲルだ
けの層で覆うことによつて解決することができた
のである。 本発明者は、全体がひも状乃至は繊維状であつ
て、微生物、酵素、植物細胞、動物細胞、その他
生理活性体の中から選ばれた一種以上を固定化し
たゲルの外表からゲルの層で覆われてなる固定化
ゲルに関するものである。 本発明で、微生物等の固定化物を固定化したゲ
ルは、全体はひも状乃至は繊維状をなし、第１の
ゲルの外表に第２のゲルの被膜を形成するもので
あつて、固定化したゲルの外表にゲルの層が形成
されていることになるために微生物等の漏出が防
止され、生産物の分離が容易かつ効率的に行なう
ことができるなどのすぐれた効果を示すものであ
る。 本発明の固定化ゲルの製法としては、微生物等
をひも状乃至は繊維状に固定化したゲルをゲル化
能を有する物質の水溶液に浸漬して、これをゲル
化剤中に投入してゲルの層を形成させる方法など
種々の方法があるが、本発明では次の方法が好ま
しい。 即ち、本発明は二重管状ノズルの内管より微生
物、酵素、植物細胞、動物細胞、その他生理活性
体の中から選ばれた一種以上とゲル化能を有する
物質の水溶液の混合懸濁液を、そして、外管より
ゲル化能を有する物質の水溶液を、同時に連続し
てゲル化剤中に流下して、ゲル化し、全体をひも
状乃至は繊維状とし、固定化ゲルの外表にゲルの
層を形成することを特徴とする固定化ゲルの製造
方法である。 本発明において、ゲル化能を有する物質の水溶
液に添加される固定化物としては、細菌、酵母、
カビ、放線菌などの微生物、プロテアーゼ、アミ
ラーゼなどの酵素、各種生理活性物質を生産する
細胞株、抗体を生産するハイブリドーマ等の動物
細胞、各種生理活性物質を生産する植物細胞、ミ
トコンドリア、ミクロソームなどの細胞内小器官
などが挙げられる。 これら固定化物はゲル化能を有する物質の水溶
液と混合し、混合懸濁液を作る。 ゲル化能を有する物質としては、アルギン酸ナ
トリウム、ペクチン、キトサン、カラギーナン、
寒天、ゼラチンなどがある。 アルギン酸ナトリウムは0.1〜10％、好ましく
は0.5〜３％の水溶液に調製し、ペクチンは１〜
10％、好ましくは３〜５％の水溶液に調製し、キ
トサンは0.1〜10％、好ましくは0.5〜3.0％の水溶
液に調製し、カラギーナンは１〜10％、好ましく
は２〜４％の水溶液に調製し、寒天、ゼラチンは
１〜10％、好ましくは２〜４％の水溶液に調製
し、カラギーナン、寒天、ゲラチンは40℃以上に
加温して使用される。 ゲル化能を有する物質の水溶液に固定化物を混
合した混合懸濁液は二重管状ノズルの内管に通ず
る容器に入れられる。 また、固定化物を含まないゲル化能を有する物
質の水溶液が二重管状ノズルの外管に通ずる容器
に入れられる。 外管に通ずる容器に入れるゲル化能を有する物
質の水溶液の物質としては、内管に通ずる容器に
入れるゲル化能を有する物質と同一でも異つても
よい。例えば、アルギン酸ソーダ（内管用）とア
ルギン酸ソーダ（外管用）の組合せ、ペクチン
（内管用）とアルギン酸ソーダ（外管用）の組合
せ、キトサン（内管用）とキトサン（外管用）の
組合せ、寒天（内管用）とアルギン酸ソーダ（外
管用）の組合せ、カラギーナン（内管用）とキト
サン（外管用）の組合せなどが挙げられる。ま
た、内管用の物質の濃度と外管用の濃度は同一で
もよく、適宜変更してもよい。要は、培養に際し
ても微生物等が漏出しないすぐれた固定化ゲルが
製造できるようにすればよい。 内管と外管から、ゲル化能を有する混合懸濁液
と水溶液は同時に連続してゲル化剤中に流下され
る。同時に連続的に糸状に落下させればひも状乃
至繊維状の固定化ゲルが生成する。 ゲル化剤としては、外管用のゲル化能を有する
物質のよつて決つてくるが、アルギン酸ソーダで
は、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化
バリウム、塩化アルミニウム、塩化鉄（２価、３
価）などの可溶性多価カチオンの0.01〜1.0M、
好ましくは0.05〜0.5M水溶液が用いられ、ペク
チンでは塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、
塩化バリウム、塩化アルミニウム、塩化鉄（２
価、３価）塩化マグネシウムなどの0.01〜1.0M、
好ましくは0.05〜0.5M水溶液が用いられ、キト
サンではメタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン
酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムなどの重合
リン酸塩、リン酸３カリウムなどの３価のリン酸
塩などの0.01〜1.0M、好ましくは0.05〜0.5M水
溶液が用いられ、カラギーナンでは塩化カリウ
ム、塩化カルシウム、塩化アンモニウムなどの
0.1〜0.5M水溶液が用いられ、寒天、ゼラチンで
は冷却水、冷却油等が用いられる。 （効果） 本発明で得られたひも状乃至は繊維状の固定化
ゲルは、固定化物を含んだゲルの外を固定化物を
含まないゲルで覆われているため、培養等に際し
て長期にわたり固定化物の漏出がなく、また、微
生物、細胞等の増殖に伴つて起るゲルの破壊も防
止できるものである。また、本発明のひも状乃至
は繊維状固定ゲルはかなり丈夫なものであり、そ
のまま培養等に使用しても破壊されないので、培
養後の分離操作が簡単であり、何度でも使用する
ことができるものである。 次に、本発明の実施例を示す。 実施例 １ 二重管の外管から２％アルギン酸ナトリウム水
溶液100ml、そして、内管から２％アルギン酸ナ
トリウム水溶液100mlに、市販パン酵母を２％
（Dry weight／alg ml）になるように添加混合
した水溶液を同時に、0.1M塩化カルシウム水溶
液中で連続的に放出し、１時間放置後、直径２mm
の繊維状の二重固定化酵母を得た。繊維状の固定
化ゲルを切断して、平均0.25mmの外層ゲルで覆わ
れているのが分る。 得られた繊維状ゲルを10％グルコースを含む倍
地中にて、繰返し回分培養を行い長期にわたり培
養中に漏出する菌体を0.D580nｍにて測定した。
結果を表１に示した。 表１から明らかなように、培養液中に漏出する
菌体はごくわずかであることが分る。また、培養
後の繊維状ゲルを調べたところ、指による引張り
に対しても、切断されない程の十分な強度をを有
していた。 別に、対照として、内管だけを用いて従来と同
様の直径２mmの繊維状固定化酵母を得た。 得られた繊維状ゲルを上記と同様に培養し、培
養中に漏出する菌体を0.D580nｍにて測定した。
結果を表１に示した。 表１から明らかなように、かなりの酵母が漏出
し、それらの酵母が培養液中で増殖をくり返すた
め培養液がこん濁するのが分る。また、培養後の
繊維状ゲルを調べたところ、指による引張りに対
して容易に切断されてしまつた。
化ゲル及びその製造方法に関する。更に詳しく
は、本発明は、全体がひも状乃至は繊維状であつ
て、微生物、酵素、植物細胞、動物細胞、その他
生理活性体の中から選ばれた一種以上を固定化し
たゲルの外表がゲル層で覆われてなる固定化ゲル
及びその製造方法に関するものである。 本発明の固定化ゲルは、全体がひも状乃至は繊
維状をなしていて、かつ、微生物等を固定化した
ゲルの外表をゲルの層で覆つているために、長期
間培養しても固定化された微生物等を漏出するこ
とを防止できるものである。また、本発明の固定
化ゲルをひも状乃至は繊維状のまま培養等に用い
れば、生産物の分離がきわめて容易となり、発酵
工業界、製薬界等に寄与するところ大なるものが
ある。 （従来技術） 一般に微生物、酵素、植物細胞、動物細胞、そ
の他生理活性体などを固定化するには、これらの
１種もしくは２種以上をアルギン酸ナトリウムな
どのゲル化能を有する物質の水溶液に懸濁し、
Ca++などのゲル化剤中に滴下してゲル化して、
固定化することが行なわれている。 （発明が解決しようとする問題点） 従来技術によつて、微生物等を固定化する場
合、微生物等をゲル化能を有する物質の水溶液に
混合して、ゲル化剤中でゲル化しているために、
微生物等はゲルの中に均一に分散され、微生物等
の一部はゲルの表面に極く近いところに存在して
いることになる。このような固定化物を培養液で
培養すれば、表面に近い微生物は、増殖してゲル
の表面から漏出して培養液中に懸濁されることに
なる。培養液中に微生物が懸濁されれば、生産物
の分離がそのまま行なえず、まず微生物を濾過分
離しなければならなくなるのである。 また、酸素の固定化粒状物をゲルで包括する方
法も提案（特開昭59−232092）されているが、粒
状物であれば培養物との分離操作が必要となる。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、ゲル化固定化物から微生物等が
漏出するのを防止し、かつ操作のきわめて簡単な
形態を求めて鋭意研究した結果、全体をひも状乃
至は繊維状とし、固定化したゲルの外表をゲルだ
けの層で覆うことによつて解決することができた
のである。 本発明者は、全体がひも状乃至は繊維状であつ
て、微生物、酵素、植物細胞、動物細胞、その他
生理活性体の中から選ばれた一種以上を固定化し
たゲルの外表からゲルの層で覆われてなる固定化
ゲルに関するものである。 本発明で、微生物等の固定化物を固定化したゲ
ルは、全体はひも状乃至は繊維状をなし、第１の
ゲルの外表に第２のゲルの被膜を形成するもので
あつて、固定化したゲルの外表にゲルの層が形成
されていることになるために微生物等の漏出が防
止され、生産物の分離が容易かつ効率的に行なう
ことができるなどのすぐれた効果を示すものであ
る。 本発明の固定化ゲルの製法としては、微生物等
をひも状乃至は繊維状に固定化したゲルをゲル化
能を有する物質の水溶液に浸漬して、これをゲル
化剤中に投入してゲルの層を形成させる方法など
種々の方法があるが、本発明では次の方法が好ま
しい。 即ち、本発明は二重管状ノズルの内管より微生
物、酵素、植物細胞、動物細胞、その他生理活性
体の中から選ばれた一種以上とゲル化能を有する
物質の水溶液の混合懸濁液を、そして、外管より
ゲル化能を有する物質の水溶液を、同時に連続し
てゲル化剤中に流下して、ゲル化し、全体をひも
状乃至は繊維状とし、固定化ゲルの外表にゲルの
層を形成することを特徴とする固定化ゲルの製造
方法である。 本発明において、ゲル化能を有する物質の水溶
液に添加される固定化物としては、細菌、酵母、
カビ、放線菌などの微生物、プロテアーゼ、アミ
ラーゼなどの酵素、各種生理活性物質を生産する
細胞株、抗体を生産するハイブリドーマ等の動物
細胞、各種生理活性物質を生産する植物細胞、ミ
トコンドリア、ミクロソームなどの細胞内小器官
などが挙げられる。 これら固定化物はゲル化能を有する物質の水溶
液と混合し、混合懸濁液を作る。 ゲル化能を有する物質としては、アルギン酸ナ
トリウム、ペクチン、キトサン、カラギーナン、
寒天、ゼラチンなどがある。 アルギン酸ナトリウムは0.1〜10％、好ましく
は0.5〜３％の水溶液に調製し、ペクチンは１〜
10％、好ましくは３〜５％の水溶液に調製し、キ
トサンは0.1〜10％、好ましくは0.5〜3.0％の水溶
液に調製し、カラギーナンは１〜10％、好ましく
は２〜４％の水溶液に調製し、寒天、ゼラチンは
１〜10％、好ましくは２〜４％の水溶液に調製
し、カラギーナン、寒天、ゲラチンは40℃以上に
加温して使用される。 ゲル化能を有する物質の水溶液に固定化物を混
合した混合懸濁液は二重管状ノズルの内管に通ず
る容器に入れられる。 また、固定化物を含まないゲル化能を有する物
質の水溶液が二重管状ノズルの外管に通ずる容器
に入れられる。 外管に通ずる容器に入れるゲル化能を有する物
質の水溶液の物質としては、内管に通ずる容器に
入れるゲル化能を有する物質と同一でも異つても
よい。例えば、アルギン酸ソーダ（内管用）とア
ルギン酸ソーダ（外管用）の組合せ、ペクチン
（内管用）とアルギン酸ソーダ（外管用）の組合
せ、キトサン（内管用）とキトサン（外管用）の
組合せ、寒天（内管用）とアルギン酸ソーダ（外
管用）の組合せ、カラギーナン（内管用）とキト
サン（外管用）の組合せなどが挙げられる。ま
た、内管用の物質の濃度と外管用の濃度は同一で
もよく、適宜変更してもよい。要は、培養に際し
ても微生物等が漏出しないすぐれた固定化ゲルが
製造できるようにすればよい。 内管と外管から、ゲル化能を有する混合懸濁液
と水溶液は同時に連続してゲル化剤中に流下され
る。同時に連続的に糸状に落下させればひも状乃
至繊維状の固定化ゲルが生成する。 ゲル化剤としては、外管用のゲル化能を有する
物質のよつて決つてくるが、アルギン酸ソーダで
は、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化
バリウム、塩化アルミニウム、塩化鉄（２価、３
価）などの可溶性多価カチオンの0.01〜1.0M、
好ましくは0.05〜0.5M水溶液が用いられ、ペク
チンでは塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、
塩化バリウム、塩化アルミニウム、塩化鉄（２
価、３価）塩化マグネシウムなどの0.01〜1.0M、
好ましくは0.05〜0.5M水溶液が用いられ、キト
サンではメタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン
酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムなどの重合
リン酸塩、リン酸３カリウムなどの３価のリン酸
塩などの0.01〜1.0M、好ましくは0.05〜0.5M水
溶液が用いられ、カラギーナンでは塩化カリウ
ム、塩化カルシウム、塩化アンモニウムなどの
0.1〜0.5M水溶液が用いられ、寒天、ゼラチンで
は冷却水、冷却油等が用いられる。 （効果） 本発明で得られたひも状乃至は繊維状の固定化
ゲルは、固定化物を含んだゲルの外を固定化物を
含まないゲルで覆われているため、培養等に際し
て長期にわたり固定化物の漏出がなく、また、微
生物、細胞等の増殖に伴つて起るゲルの破壊も防
止できるものである。また、本発明のひも状乃至
は繊維状固定ゲルはかなり丈夫なものであり、そ
のまま培養等に使用しても破壊されないので、培
養後の分離操作が簡単であり、何度でも使用する
ことができるものである。 次に、本発明の実施例を示す。 実施例 １ 二重管の外管から２％アルギン酸ナトリウム水
溶液100ml、そして、内管から２％アルギン酸ナ
トリウム水溶液100mlに、市販パン酵母を２％
（Dry weight／alg ml）になるように添加混合
した水溶液を同時に、0.1M塩化カルシウム水溶
液中で連続的に放出し、１時間放置後、直径２mm
の繊維状の二重固定化酵母を得た。繊維状の固定
化ゲルを切断して、平均0.25mmの外層ゲルで覆わ
れているのが分る。 得られた繊維状ゲルを10％グルコースを含む倍
地中にて、繰返し回分培養を行い長期にわたり培
養中に漏出する菌体を0.D580nｍにて測定した。
結果を表１に示した。 表１から明らかなように、培養液中に漏出する
菌体はごくわずかであることが分る。また、培養
後の繊維状ゲルを調べたところ、指による引張り
に対しても、切断されない程の十分な強度をを有
していた。 別に、対照として、内管だけを用いて従来と同
様の直径２mmの繊維状固定化酵母を得た。 得られた繊維状ゲルを上記と同様に培養し、培
養中に漏出する菌体を0.D580nｍにて測定した。
結果を表１に示した。 表１から明らかなように、かなりの酵母が漏出
し、それらの酵母が培養液中で増殖をくり返すた
め培養液がこん濁するのが分る。また、培養後の
繊維状ゲルを調べたところ、指による引張りに対
して容易に切断されてしまつた。
【表】
(a)：対照
(b)：二重固定化酵母
実施例 ２ 二重管の外管から４％カラギーナン水溶液100
ml、そして、内管から４％カラギーナン水溶液に
市販パン酵母を２％（Dry weight／carrageean
ml）になるように添加混合した水溶液を両者共
に45℃に加温し、10℃に冷却した0.1M塩化カリ
ウム水溶液中で連続的に放出し、１時間放置後、
繊維状の二重固定化酵母を得た。 得られた繊維状ゲルを10％グリコースを含む培
地にて振とう培養を行つた。 別に、対照としてコーテングしていない繊維状
のゲルを作成し、同様に培養したところ、菌体の
漏出が激しく培地の著しく濁つていたのに対し
て、繊維状の二重固定化酵母は、菌体の漏出が殆
んど見られず、繊維状ゲルの強度も強かつた。
(b)：二重固定化酵母
実施例 ２ 二重管の外管から４％カラギーナン水溶液100
ml、そして、内管から４％カラギーナン水溶液に
市販パン酵母を２％（Dry weight／carrageean
ml）になるように添加混合した水溶液を両者共
に45℃に加温し、10℃に冷却した0.1M塩化カリ
ウム水溶液中で連続的に放出し、１時間放置後、
繊維状の二重固定化酵母を得た。 得られた繊維状ゲルを10％グリコースを含む培
地にて振とう培養を行つた。 別に、対照としてコーテングしていない繊維状
のゲルを作成し、同様に培養したところ、菌体の
漏出が激しく培地の著しく濁つていたのに対し
て、繊維状の二重固定化酵母は、菌体の漏出が殆
んど見られず、繊維状ゲルの強度も強かつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 全体がひも状乃至は繊維状であつて、微生
物、酵素、植物細胞、動物細胞、その他生理活性
体の中から選ばれた一種以上を固定化したゲルの
外表がゲルの層で覆われてなる固定化ゲル。 ２ 二重管状ノズルの内管より微生物、酵素、植
物細胞、動物細胞、その他生理活性体の中から選
ばれた一種以上とゲル化能を有する物質の水溶液
の混合懸濁液を、そして、外管よりゲル化能を有
する物質の水溶液を、同時に連続してゲル化剤中
に流下して、ゲル化し、全体をひも状乃至は繊維
状とし、固定化ゲルの外表にゲルの層を形成する
ことを特徴とする固定化ゲルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22297887A JPS6467189A (en) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | Immobilized gel and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22297887A JPS6467189A (en) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | Immobilized gel and production thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6467189A JPS6467189A (en) | 1989-03-13 |
| JPH0455672B2 true JPH0455672B2 (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=16790876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22297887A Granted JPS6467189A (en) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | Immobilized gel and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6467189A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5636236B2 (ja) * | 2010-09-21 | 2014-12-03 | Ｄｏｗａテクノロジー株式会社 | 硝酸含有水の処理方法及び硝酸含有水の処理装置 |
| CN103222539B (zh) * | 2013-04-09 | 2015-05-06 | 思科福（北京）生物科技有限公司 | 一种微生物发酵前包被多层微胶囊的制备方法 |
| CN108998372B (zh) * | 2018-09-30 | 2023-04-11 | 兰州大学 | 一种微生物固定化球体制备装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57150385A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-17 | Takara Shuzo Co Ltd | Preparation of inclusion substance of immobilized mold |
| JPS59232092A (ja) * | 1983-06-16 | 1984-12-26 | Kikkoman Corp | 酵素の固定化法 |
-
1987
- 1987-09-08 JP JP22297887A patent/JPS6467189A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6467189A (en) | 1989-03-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |