JPS6015320B2 - 改良されたフラクト−スの製造法 - Google Patents
改良されたフラクト−スの製造法Info
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- JPS6015320B2 JPS6015320B2 JP2014677A JP2014677A JPS6015320B2 JP S6015320 B2 JPS6015320 B2 JP S6015320B2 JP 2014677 A JP2014677 A JP 2014677A JP 2014677 A JP2014677 A JP 2014677A JP S6015320 B2 JPS6015320 B2 JP S6015320B2
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- Japan
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- isomerization
- syrup
- bed
- isomerase
- fructose
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- 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
- C12P19/24—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of an isomerase, e.g. fructose
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、フラクトースの改良された製法に関する。
デキストロースをフラクトースへ酵素的に異性化するこ
とによって得られるフラクトースは、ショ糖代用品とし
て食品工業で広く用いられている。実質的なフラクトー
ス生産価格には、使用済み又は不活性化グルコースィソ
メラーゼをいましば交換する必要性がはねかえる。
とによって得られるフラクトースは、ショ糖代用品とし
て食品工業で広く用いられている。実質的なフラクトー
ス生産価格には、使用済み又は不活性化グルコースィソ
メラーゼをいましば交換する必要性がはねかえる。
グルコースイソメラーゼによるフラクトースの高い生産
性は望ましい目標である。可能な限り最少量のグルコー
スイソメラーゼを用いた最大限フラクトースの生性をあ
げることに広く研究の努力がはらわれて来た。多くの研
究者は単に安定なグルコースィソメラ−ゼを見いだすこ
とが問題の解決であると考えていた。このような努力の
中から、多数の異なったグルコースィソメラ−ゼ際品が
技術により選別され、変異議起され、製造されて来た。
これらグルコースィソメラーゼの不活性化に対する効力
及び感受性を試験するうちに、異なる微生物起源のィソ
メラーゼは異なる酵素的特性を有するという実体が技術
により明かにされた。pH及び温度のような至適異性化
条件、′Tソメラーゼ活性化剤(例えば、COH、、マ
ンガンなどのような金イオン性化剤)びその他の処理上
の変動因子は特定のグルコースィゾメラーゼの型に左右
される。一般に、異性化条件の大きな相違は異なる属か
ら誘導されたィスメラーゼ間に生じる。固定化ィソメラ
ーゼは水落性又は非結合型のィソメラーゼよりも安定で
ある。一般に、固定化グルコースィソメラーゼは老化(
exhaustion)するまで回分又は連続操作にお
いて連続使用され得るので、商業的操作により適してい
る。老化した時点でこれらのィソメラーゼは新しい固定
化ィソメラーゼと交換される。多くの異性化反応は、ィ
ソメラーゼがデキストロースをフラクトースに変える速
度を至遜化する温度及び斑で行なわれる。他の酵素と同
様に、ィソメラーゼは失活(熱失宿を含む)に対し通常
最も安定であらり、そしてィソメラーゼの適異性化pH
で用いたときに高い酵素活性度を有する。フラクトース
含有シロップの商業的製造に現在用いられているグルコ
ースイソメラーゼは、異性化工程力ミCo十十イオンの
存在下に行なわれる際に、改良された安定性及び活性度
を特徴的に有する。この目的で第一コバルト塩が供給シ
ロップにいよいよ加えられる。第一コバルトイオンの使
用を必要とせずに高い生産性を得るとが望ましい。示唆
されたグルコース異性化処理の一法として、イソメラー
ゼ活性度が減少するに従って異性化反応温度を上げる方
法である。
性は望ましい目標である。可能な限り最少量のグルコー
スイソメラーゼを用いた最大限フラクトースの生性をあ
げることに広く研究の努力がはらわれて来た。多くの研
究者は単に安定なグルコースィソメラ−ゼを見いだすこ
とが問題の解決であると考えていた。このような努力の
中から、多数の異なったグルコースィソメラ−ゼ際品が
技術により選別され、変異議起され、製造されて来た。
これらグルコースィソメラーゼの不活性化に対する効力
及び感受性を試験するうちに、異なる微生物起源のィソ
メラーゼは異なる酵素的特性を有するという実体が技術
により明かにされた。pH及び温度のような至適異性化
条件、′Tソメラーゼ活性化剤(例えば、COH、、マ
ンガンなどのような金イオン性化剤)びその他の処理上
の変動因子は特定のグルコースィゾメラーゼの型に左右
される。一般に、異性化条件の大きな相違は異なる属か
ら誘導されたィスメラーゼ間に生じる。固定化ィソメラ
ーゼは水落性又は非結合型のィソメラーゼよりも安定で
ある。一般に、固定化グルコースィソメラーゼは老化(
exhaustion)するまで回分又は連続操作にお
いて連続使用され得るので、商業的操作により適してい
る。老化した時点でこれらのィソメラーゼは新しい固定
化ィソメラーゼと交換される。多くの異性化反応は、ィ
ソメラーゼがデキストロースをフラクトースに変える速
度を至遜化する温度及び斑で行なわれる。他の酵素と同
様に、ィソメラーゼは失活(熱失宿を含む)に対し通常
最も安定であらり、そしてィソメラーゼの適異性化pH
で用いたときに高い酵素活性度を有する。フラクトース
含有シロップの商業的製造に現在用いられているグルコ
ースイソメラーゼは、異性化工程力ミCo十十イオンの
存在下に行なわれる際に、改良された安定性及び活性度
を特徴的に有する。この目的で第一コバルト塩が供給シ
ロップにいよいよ加えられる。第一コバルトイオンの使
用を必要とせずに高い生産性を得るとが望ましい。示唆
されたグルコース異性化処理の一法として、イソメラー
ゼ活性度が減少するに従って異性化反応温度を上げる方
法である。
反応装置の温度が上がると、フラクトースの生産速度と
同時にィソメラーゼが不活性化する速度も加速される。
同時にィソメラーゼが不活性化する速度も加速される。
正味の効果はィソメラーゼにより生産される全フラクト
ースの収量を下げることになる。バチルス属に属する微
生物により文献上生産されるイソメラーゼには、Bac
musstearothe‐nhophilsATCC
31265,NRRLB‐3680,NRRLB‐36
81及びNRRLB‐3682;Bacill‐船sp
.NRRLB‐5350及びNRRLB‐5351:B
8Cj11uSmegateri山mATC。
ースの収量を下げることになる。バチルス属に属する微
生物により文献上生産されるイソメラーゼには、Bac
musstearothe‐nhophilsATCC
31265,NRRLB‐3680,NRRLB‐36
81及びNRRLB‐3682;Bacill‐船sp
.NRRLB‐5350及びNRRLB‐5351:B
8Cj11uSmegateri山mATC。
15450;BaCi11uSh比tosusATCC
15451,3弦が含まれる〔例えば、ドイツ公開特許
第2164342号に基づく米国特許第総26714号
及び第3306752号、ダンノ(DanM)らによる
A乳i.Biol.Chem.,31巻3号、284〜
292ページ(1967年)を参照せよ〕。
15451,3弦が含まれる〔例えば、ドイツ公開特許
第2164342号に基づく米国特許第総26714号
及び第3306752号、ダンノ(DanM)らによる
A乳i.Biol.Chem.,31巻3号、284〜
292ページ(1967年)を参照せよ〕。
細胞内イソメラーゼを含む生細胞の熱及び化学的処理、
天然及び合成高分子との複合体化、結合剤マトリックス
内での固定化及びその他多すのイソメラーゼ固定化法が
示唆されて来た。ィソメラーゼを固定化し、そして酵素
活性度をを高める法の例は、ケント(Kent)らによ
るJ.APPI.ChemBiotech肌1.197
4,24,663〜676及びェス.ョシムラ(S.Y
oshimura)らによってA皮i.Biol.Ch
em.,3碇蓋1び号、1015〜1023ページ、1
966に開示されている(例えば、1973手9月11
日出願のオランダ特許出願簾ね−12525号、英国特
許第1274158号、米国特許第3821082号、
第3779869号、第3694314号、第37総9
45号及び英国特許第1356283号の各明細書を参
照せよ)。「スウイートザ・イムーア・ニュー・イムモ
−ビライス・ド・グルコース・イソメラーゼ・(S肥e
tZMme.ANewlmmobilisedGluc
oselsomerase」と題するディー・スタルケ
(dieSねてke)27,7号(973王)236〜
241ページに記載された最近の文献は、微生物Bac
iilluscoa■lanの固定定イは酵素を開示し
ている。この文献は、グルコースィソメラーゼの生産性
を活性及び安定性の組合せ効果として定義している。よ
り中性のpHでは、フラクトースの生産性を上げるため
にはコバルトが不可欠であると思われる。コバルト不在
下にフラクトースシロツプの至適生産性を得るには、比
較的高いアルカリ側pHで連続異性化反応を行なう必要
があると著者は結論している。ィソメラーゼとシロップ
との短い接触及び反応時間を含連続的操作(例えばカラ
ム異性化)には、Co++不在下での至適生産性は文献
上8.0を上まわるpH(例えば8.1〜8.5)、固
体分40〜45%及び6500で得られる。本発明の目
的は、バチルス起源の固定イQ酵素の有用寿命及びフラ
クース生性を延ばすことにある。
天然及び合成高分子との複合体化、結合剤マトリックス
内での固定化及びその他多すのイソメラーゼ固定化法が
示唆されて来た。ィソメラーゼを固定化し、そして酵素
活性度をを高める法の例は、ケント(Kent)らによ
るJ.APPI.ChemBiotech肌1.197
4,24,663〜676及びェス.ョシムラ(S.Y
oshimura)らによってA皮i.Biol.Ch
em.,3碇蓋1び号、1015〜1023ページ、1
966に開示されている(例えば、1973手9月11
日出願のオランダ特許出願簾ね−12525号、英国特
許第1274158号、米国特許第3821082号、
第3779869号、第3694314号、第37総9
45号及び英国特許第1356283号の各明細書を参
照せよ)。「スウイートザ・イムーア・ニュー・イムモ
−ビライス・ド・グルコース・イソメラーゼ・(S肥e
tZMme.ANewlmmobilisedGluc
oselsomerase」と題するディー・スタルケ
(dieSねてke)27,7号(973王)236〜
241ページに記載された最近の文献は、微生物Bac
iilluscoa■lanの固定定イは酵素を開示し
ている。この文献は、グルコースィソメラーゼの生産性
を活性及び安定性の組合せ効果として定義している。よ
り中性のpHでは、フラクトースの生産性を上げるため
にはコバルトが不可欠であると思われる。コバルト不在
下にフラクトースシロツプの至適生産性を得るには、比
較的高いアルカリ側pHで連続異性化反応を行なう必要
があると著者は結論している。ィソメラーゼとシロップ
との短い接触及び反応時間を含連続的操作(例えばカラ
ム異性化)には、Co++不在下での至適生産性は文献
上8.0を上まわるpH(例えば8.1〜8.5)、固
体分40〜45%及び6500で得られる。本発明の目
的は、バチルス起源の固定イQ酵素の有用寿命及びフラ
クース生性を延ばすことにある。
本発明の第二の目的は、カラム型反応装置内でグルース
をフラクトースに異性化する処理効率を改良することに
ある。
をフラクトースに異性化する処理効率を改良することに
ある。
本発明の第三の目的は、望ましくない副生成物の生成を
低減する処理条件下にデキストロースシロップをフラク
トースシロップへ連続的に異性化することにある。
低減する処理条件下にデキストロースシロップをフラク
トースシロップへ連続的に異性化することにある。
本発明によれば、グルコース異性化反応が【a}Co+
+イオンの存在下、及びtbー6000以上の温度で行
なわれる際に、デキストロースからフラクトースへの高
い異性化速度を示すバチルス属微生物起源のィソメラー
ゼの固定床内でデキストロースをフラクトースに異性化
する方法において、前記方法が下記の凶〜皿を含むこと
を特徴とするデストロースをフラクトースに異性化する
方法が提供される。
+イオンの存在下、及びtbー6000以上の温度で行
なわれる際に、デキストロースからフラクトースへの高
い異性化速度を示すバチルス属微生物起源のィソメラー
ゼの固定床内でデキストロースをフラクトースに異性化
する方法において、前記方法が下記の凶〜皿を含むこと
を特徴とするデストロースをフラクトースに異性化する
方法が提供される。
■本質的にCo++イオンを含まず、そして全乾燥重量
に基づいて少なくとも90%の単糖類を含有する、精製
したデキストロース供給シロップを用意する。
に基づいて少なくとも90%の単糖類を含有する、精製
したデキストロース供給シロップを用意する。
【Bー前記シロップを55〜6100の範囲内の異性化
温度び7.0〜7.5の異性化pHで固定化グルコース
イソメラーゼ床を通すことによってデキストロース供V
給シロップを異性化する。
温度び7.0〜7.5の異性化pHで固定化グルコース
イソメラーゼ床を通すことによってデキストロース供V
給シロップを異性化する。
‘C’異性化されたシロップを回収し、一方補充量の供
V給糖液を床に満たす。
V給糖液を床に満たす。
そして■実質的に55〜61℃の異性化温度及び7.0
〜7.5の異性化pHを保ちつつ、床のィソメラーゼ活
性が至適活性水準の20%より少なくなるまで床内での
供V給糖液の異化を続ける。
〜7.5の異性化pHを保ちつつ、床のィソメラーゼ活
性が至適活性水準の20%より少なくなるまで床内での
供V給糖液の異化を続ける。
さらに本発明は、このような方法で製造されるフラクト
ースシロツプ及びこのようなシロップから単機されるフ
ラクトースにも関する。
ースシロツプ及びこのようなシロップから単機されるフ
ラクトースにも関する。
本発明では、高い単綾類固体含量を有し、かつ本質的に
CoHイオンを含まない精製デキストロースシロツプを
用いる。
CoHイオンを含まない精製デキストロースシロツプを
用いる。
本発明は次のような工程で用いられる。すなわち、所望
の相互転化が達成されるまでシロップが高流速で反応装
置を1回通過又は循環する間に反応装置が所望のフラク
トースシロップ製品を生じるものか、又はシロップが系
列内に各反応装置を流れるとフラクトース含量が増加す
る系列に接続された複数反応装置によるものである。異
性化法の生産性は、高単糖類含量の供給シロップを用い
ることにより、一般に高められる。
の相互転化が達成されるまでシロップが高流速で反応装
置を1回通過又は循環する間に反応装置が所望のフラク
トースシロップ製品を生じるものか、又はシロップが系
列内に各反応装置を流れるとフラクトース含量が増加す
る系列に接続された複数反応装置によるものである。異
性化法の生産性は、高単糖類含量の供給シロップを用い
ることにより、一般に高められる。
(乾燥固体重量基準d.s.b.で)0%より多いデキ
ストロース又は95%もしくはそれ以上のデキストロー
ス(特に97%〜99%)を含む高デッキロース分の転
化シロップは特に有用な供給シロップである(例えば、
米国特許第378310び号及び第3897305号を
参照せよ)。異性化されたシロップの品質及びグルコー
スィソメラーゼ床の生産性は、無機及び有機系の非糠質
のシロップ混入物により悪影響を受ける。
ストロース又は95%もしくはそれ以上のデキストロー
ス(特に97%〜99%)を含む高デッキロース分の転
化シロップは特に有用な供給シロップである(例えば、
米国特許第378310び号及び第3897305号を
参照せよ)。異性化されたシロップの品質及びグルコー
スィソメラーゼ床の生産性は、無機及び有機系の非糠質
のシロップ混入物により悪影響を受ける。
徴量のある種の金属イオン、例えば、アルミニウム、銅
、スズ、亜鉛、水銀、カルシウムなどの、及びィソメラ
ーゼを失活及び/又は反応して不溶物を成する陰イオン
は、床の生産性を低下せる虞れがある。このような混入
物は慣用の腸イオン及び陰イオン樹脂の処理より、デキ
ストロース供聯合シロップから除くことができる。また
不完全なイオン交換処理は、異性化の系内に不落性凝集
塊又は沈澱を発生させて、異性化カラム反応装置内の圧
力降下をす塵れもある。この圧力降下は床の生産性を低
下させる。これらのイオン性不純物は、単一又は二重の
腸イオン及び陰イオン交換処理(例えば強陽イオン−弱
陰イオン−強腸イオン一弱陰イオン)によって、高デキ
ストロース分の供給シロップから適当に除くことができ
る。タンパク質物質、着色剤(例えばHMm)及びフレ
ーバー混入物などのような高デキストロース分の転化シ
ロップ中に典型的に存在する有機物質は、床の生産及び
フラクトースシロツプの品質に有害な影響を与える。
、スズ、亜鉛、水銀、カルシウムなどの、及びィソメラ
ーゼを失活及び/又は反応して不溶物を成する陰イオン
は、床の生産性を低下せる虞れがある。このような混入
物は慣用の腸イオン及び陰イオン樹脂の処理より、デキ
ストロース供聯合シロップから除くことができる。また
不完全なイオン交換処理は、異性化の系内に不落性凝集
塊又は沈澱を発生させて、異性化カラム反応装置内の圧
力降下をす塵れもある。この圧力降下は床の生産性を低
下させる。これらのイオン性不純物は、単一又は二重の
腸イオン及び陰イオン交換処理(例えば強陽イオン−弱
陰イオン−強腸イオン一弱陰イオン)によって、高デキ
ストロース分の供給シロップから適当に除くことができ
る。タンパク質物質、着色剤(例えばHMm)及びフレ
ーバー混入物などのような高デキストロース分の転化シ
ロップ中に典型的に存在する有機物質は、床の生産及び
フラクトースシロツプの品質に有害な影響を与える。
慣用のイオン交換処理では、供給シロップからこれらの
望ましくない有機物質をすべて除去することはできない
。このような有機物質は、粒状炭素、活性炭処理のよう
な慣用の手段により、シロップから首尾よく除くことが
できる(例えば、乾燥シロップ固体10の重量部につき
活性炭約0.5〜2.0重量部の量で用いる)。不漆性
の有機及び無機物質は、異性化反応前に供給シロップか
ら慣用の手段によって適当に除いてもよい。不顔物の除
去に続く工程でシロップを精製するには、炭素による処
理とイオン交換処理とで一般に十分である。本発明の異
性化反応は、微生物の生育に適合する温度、pH値及び
その他の操作条件で行なわれる。
望ましくない有機物質をすべて除去することはできない
。このような有機物質は、粒状炭素、活性炭処理のよう
な慣用の手段により、シロップから首尾よく除くことが
できる(例えば、乾燥シロップ固体10の重量部につき
活性炭約0.5〜2.0重量部の量で用いる)。不漆性
の有機及び無機物質は、異性化反応前に供給シロップか
ら慣用の手段によって適当に除いてもよい。不顔物の除
去に続く工程でシロップを精製するには、炭素による処
理とイオン交換処理とで一般に十分である。本発明の異
性化反応は、微生物の生育に適合する温度、pH値及び
その他の操作条件で行なわれる。
微生物の生育に対する適切な規制策なしには、異性化反
応装置は長期間使用時に微生物が増殖する。このことは
ィソメラーゼの生産性及びシロップの品質に悪影響を与
えることになる。供V給シロップの乾燥固体を45重量
%より多く、好し〈は少なくとも5の重量%に調節する
ことにより、微生物が増殖する問題は容易に抑えられる
る。60%より多い乾燥固体を含む供孫舎シロップは一
般に粘鋼であり過ぎて、異性化反応装置を効的に通過し
得ない。
応装置は長期間使用時に微生物が増殖する。このことは
ィソメラーゼの生産性及びシロップの品質に悪影響を与
えることになる。供V給シロップの乾燥固体を45重量
%より多く、好し〈は少なくとも5の重量%に調節する
ことにより、微生物が増殖する問題は容易に抑えられる
る。60%より多い乾燥固体を含む供孫舎シロップは一
般に粘鋼であり過ぎて、異性化反応装置を効的に通過し
得ない。
約50〜約55重量%の範囲に乾燥固体分を調節した供
給シロップは、一般に反応装置を適当な流速で流れ、他
方微生物の増殖を最少にする。慣用の殺菌剤による供給
シロップの周期的又は連続的処理は、微生物の増殖を少
なくするための処理上の手段として用いることができる
。本発明では、バチルス属の微生物から譲導されるイソ
メラーゼを含んだ固定床にデキストロースシロツプを通
すことによって、デキストロースがフラクトースに異性
化反応を行なうのに適した固定床には、固定化イソメラ
ーゼを異性化反応帯域内に閉じ込め、一方床を通してシ
ロップを通過せるための慣用の方法び装置が含まれる。
給シロップは、一般に反応装置を適当な流速で流れ、他
方微生物の増殖を最少にする。慣用の殺菌剤による供給
シロップの周期的又は連続的処理は、微生物の増殖を少
なくするための処理上の手段として用いることができる
。本発明では、バチルス属の微生物から譲導されるイソ
メラーゼを含んだ固定床にデキストロースシロツプを通
すことによって、デキストロースがフラクトースに異性
化反応を行なうのに適した固定床には、固定化イソメラ
ーゼを異性化反応帯域内に閉じ込め、一方床を通してシ
ロップを通過せるための慣用の方法び装置が含まれる。
1回の通過又は循環もしくは系列に連結した複数の反応
装置で操作されるカラム型反応装置系を用いて、シロッ
プをシロップ製品(例えばフラクトースのデキストロー
スに対する重量比が約2:3〜約1:1の間)を含む所
望のフラクトースに変える。
装置で操作されるカラム型反応装置系を用いて、シロッ
プをシロップ製品(例えばフラクトースのデキストロー
スに対する重量比が約2:3〜約1:1の間)を含む所
望のフラクトースに変える。
固定化グルコースイソメラーゼを含むカラム反応装置を
通してデキストロースシロップを連続的に流すことによ
って異性化工程が行なわれ、そしてグルコースイソメラ
ーゼの量及びカラムを通るシロップの流速はフラクトー
スシロップ分を(単糖類の重量に基づいて)約44〜約
47%の水準まで増すに足ることが好ましい。本発明で
用いるィソメラーゼは、次のような特性を有する。
通してデキストロースシロップを連続的に流すことによ
って異性化工程が行なわれ、そしてグルコースイソメラ
ーゼの量及びカラムを通るシロップの流速はフラクトー
スシロップ分を(単糖類の重量に基づいて)約44〜約
47%の水準まで増すに足ることが好ましい。本発明で
用いるィソメラーゼは、次のような特性を有する。
すなわち、水6雌、無水デキストロース4雌、硫酸マグ
ネシウム0.02M、塩化コバルト0.0038Mの検
定基質を用いる65℃、1時間にわたる標準的条件下に
測定した際、8.0〜8.5の範囲内の至適ィソメラー
ゼ活性を示すものである。これらの検定条件下に、PH
8.0〜8.5の間でィソメラーゼは前記範囲外で生産
するよりも多くのフラクトースを生産する。もし上記の
標準的検定温度を下げると(例えば60℃又はそれ以下
)、(これらの検定条件下で)これらのイソメラーゼは
65℃又はそれ以上で生産するよりも少ないフラクトー
スを生産する。イソメラーゼのその他の特性は次の通り
である。すなわち、標準的検定基質からコバルトが除か
れ、かつ検定が餌7.5及び60qoで1時間行なわれ
る場合、フラクトース生産は検定(assay)成分と
して0.0038Mの塩化コバルトを含む場合に生産さ
れるよりも少ないものである。本異性化法は一般にバチ
ルス属由来の固定化イソメラーゼに用いるが、本発明は
母cmuscoa‐飢lan料(例えばNRRLB‐球
05及びNRRLB‐5351)から特られ、かつ19
73王9月11日出願のオランダ特許出願第73−12
525号明細書に従って固定化されたィソメラーゼとと
もに用いるのに特に適する。これらのィソメラーゼは、
安定化量のCoHイオン(例えば0.0015〜0.0
04M)を用いる異性化工程で使用した場合失活に対し
て安定であり、そして約8.5の至通pH及び約6び0
を十分上まわる至遼異性化温度を有する。本発明を行な
うにあたり、カラム型反応装置にには(前記の標準的検
定条件で)約4001GIU/酵素g数以上の活性を典
型的に有するィソメラーゼが適当に仕込まれる。
ネシウム0.02M、塩化コバルト0.0038Mの検
定基質を用いる65℃、1時間にわたる標準的条件下に
測定した際、8.0〜8.5の範囲内の至適ィソメラー
ゼ活性を示すものである。これらの検定条件下に、PH
8.0〜8.5の間でィソメラーゼは前記範囲外で生産
するよりも多くのフラクトースを生産する。もし上記の
標準的検定温度を下げると(例えば60℃又はそれ以下
)、(これらの検定条件下で)これらのイソメラーゼは
65℃又はそれ以上で生産するよりも少ないフラクトー
スを生産する。イソメラーゼのその他の特性は次の通り
である。すなわち、標準的検定基質からコバルトが除か
れ、かつ検定が餌7.5及び60qoで1時間行なわれ
る場合、フラクトース生産は検定(assay)成分と
して0.0038Mの塩化コバルトを含む場合に生産さ
れるよりも少ないものである。本異性化法は一般にバチ
ルス属由来の固定化イソメラーゼに用いるが、本発明は
母cmuscoa‐飢lan料(例えばNRRLB‐球
05及びNRRLB‐5351)から特られ、かつ19
73王9月11日出願のオランダ特許出願第73−12
525号明細書に従って固定化されたィソメラーゼとと
もに用いるのに特に適する。これらのィソメラーゼは、
安定化量のCoHイオン(例えば0.0015〜0.0
04M)を用いる異性化工程で使用した場合失活に対し
て安定であり、そして約8.5の至通pH及び約6び0
を十分上まわる至遼異性化温度を有する。本発明を行な
うにあたり、カラム型反応装置にには(前記の標準的検
定条件で)約4001GIU/酵素g数以上の活性を典
型的に有するィソメラーゼが適当に仕込まれる。
床は有利には約3×1ぴIGIU以上、好ましくは約×
1ぴIGIU床の容量(fぜ(約0.028で))を含
む。
1ぴIGIU床の容量(fぜ(約0.028で))を含
む。
1回通過で約45%のフラクトース(単糖類基準)を製
造したい場合は、新しい床を通る最初のシロップ流速が
床の容量(ft3)あたり約0.19〜0.76そ(0
.05〜0.2ガロン)/分(通常約0.1)となるよ
うにカラムに仕込むことが一般に適している。
造したい場合は、新しい床を通る最初のシロップ流速が
床の容量(ft3)あたり約0.19〜0.76そ(0
.05〜0.2ガロン)/分(通常約0.1)となるよ
うにカラムに仕込むことが一般に適している。
異性化工程が進行するにつれて流速は比例的に低下して
床の失活を埋め合わせる。酵素的異性化は7.0から約
7.5以下のPHで行なわれる。
床の失活を埋め合わせる。酵素的異性化は7.0から約
7.5以下のPHで行なわれる。
pHが7.0の水準以下に下がると、(安定化量のCo
++の存在なしには)ィソメラーゼは永久的失活を受け
る。7.5を超えるpHでは、床の全フラクトース生産
性はィソメラーゼの失活のために同じく低下する。
++の存在なしには)ィソメラーゼは永久的失活を受け
る。7.5を超えるpHでは、床の全フラクトース生産
性はィソメラーゼの失活のために同じく低下する。
これにより中性の−範囲内で異性化工程を行なう付随的
利点は、この範囲望ましくない着香及び着色体の生成を
阻止することである。PH8.5び6500の工程と比
較すると、床のフラクトース生産性は本発明の工程のも
とで約5〜10倍に高められる。この高いフラクース生
産性は、所定量のフラクトースを製造するに要する全ィ
ソメラーゼを実質的に減じ、そして操作を中断して再仕
込みを行なうとなく長時間にわたって反応装置を操作で
きる。他の酵素と同様に、イソメラ−ゼはその至適pH
を実質的に下まわるpHで用いたときに典型的に失活を
け易い。予期に反して、安定化量のコバルト(例えば0
.001Mより多い)を用いずに、ィソメラーゼの至適
異性化餌範囲を十分に超えた餌水準で異性化反応を行な
うことにより、フラクトースの全床生産性は著しく増大
する。異性化工程の間に、デキストロースに富むシロッ
プは固定化ィソメラーゼ粒子内へ移動する。
利点は、この範囲望ましくない着香及び着色体の生成を
阻止することである。PH8.5び6500の工程と比
較すると、床のフラクトース生産性は本発明の工程のも
とで約5〜10倍に高められる。この高いフラクース生
産性は、所定量のフラクトースを製造するに要する全ィ
ソメラーゼを実質的に減じ、そして操作を中断して再仕
込みを行なうとなく長時間にわたって反応装置を操作で
きる。他の酵素と同様に、イソメラ−ゼはその至適pH
を実質的に下まわるpHで用いたときに典型的に失活を
け易い。予期に反して、安定化量のコバルト(例えば0
.001Mより多い)を用いずに、ィソメラーゼの至適
異性化餌範囲を十分に超えた餌水準で異性化反応を行な
うことにより、フラクトースの全床生産性は著しく増大
する。異性化工程の間に、デキストロースに富むシロッ
プは固定化ィソメラーゼ粒子内へ移動する。
この粒子内では、デキストロースがフラクトースに富む
シロップに異性化される。このフラクトースに富むシロ
ップは粒子から移動し、そして粒子にはしいデキストロ
ースが満たされる。従って、生体微生物における流動体
の交換と同様に、外部のシロップ相と内部の粒子相の間
に不均一性が存在する。オランダ特許出願第73−12
525号に従って製造されるようなある種の乾燥した定
化酵素標品は、潜在的酸性物質(例えば、グルタルアル
デヒドで橋かけたれた型の固定化イソメラーゼ)を含む
ことが見いだされている。これらの酸性物質は、最初は
明らかに乾燥した固定化粒子の構造内にしっかり保たれ
ている。異性化工程で用いられると、これらの酸は粒子
内に吸蔵される。この吸蔵された酸が過度に低い値の斑
を生じ、そしてィソメラーゼの失活を起こす。これらの
酸がィソメラーゼを失活するのを防ぐために、適切な処
理上の注意を払うべきである。
シロップに異性化される。このフラクトースに富むシロ
ップは粒子から移動し、そして粒子にはしいデキストロ
ースが満たされる。従って、生体微生物における流動体
の交換と同様に、外部のシロップ相と内部の粒子相の間
に不均一性が存在する。オランダ特許出願第73−12
525号に従って製造されるようなある種の乾燥した定
化酵素標品は、潜在的酸性物質(例えば、グルタルアル
デヒドで橋かけたれた型の固定化イソメラーゼ)を含む
ことが見いだされている。これらの酸性物質は、最初は
明らかに乾燥した固定化粒子の構造内にしっかり保たれ
ている。異性化工程で用いられると、これらの酸は粒子
内に吸蔵される。この吸蔵された酸が過度に低い値の斑
を生じ、そしてィソメラーゼの失活を起こす。これらの
酸がィソメラーゼを失活するのを防ぐために、適切な処
理上の注意を払うべきである。
この問題は次のようにして首尾よく緩和することができ
る。すなわち、異性化反応の開始前(例えば仕込み直後
)に、酸を含む乾燥した固定化粒子を水和し、かつ失活
しない塩基(例えば、水酸化ナトリウムの炭酸素塩及び
炭酸塩)で中和することによるか、又はィソメラーゼに
適合する水溶性塩基又は緩衝剤を、約7.0〜7.5の
pHを確保するに足る量で供給シロップに加えることに
よって行なつ。異性化の解は、失活しない塩基(例えば
、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム又は炭酸ナト
リウム)、もしくはィソメラーゼを失活しない慣用の緩
衝用(例えば、亜硫酸ナトリウム、酸性亜硫酸ナトリウ
ム又は炭酸ナトリウム)を供給シロップ又は反応装置に
加えることによって斑7.0〜07.5の範囲内に保つ
ことができる。コーンシロップ製造業者により酸化及び
着色体の形成を防ぐために慣用的に添加された非不活化
性の還元剤、例えば亜硫酸ナトリウムを供聯合シロップ
に添合してもよい。タ本方法は熱安定化量のコバルトイ
オンの下在下に行なわれるが、異性化反応は共鰯金属イ
オンのイソメラーゼ活性化剤の存在下に行なわれる。
る。すなわち、異性化反応の開始前(例えば仕込み直後
)に、酸を含む乾燥した固定化粒子を水和し、かつ失活
しない塩基(例えば、水酸化ナトリウムの炭酸素塩及び
炭酸塩)で中和することによるか、又はィソメラーゼに
適合する水溶性塩基又は緩衝剤を、約7.0〜7.5の
pHを確保するに足る量で供給シロップに加えることに
よって行なつ。異性化の解は、失活しない塩基(例えば
、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム又は炭酸ナト
リウム)、もしくはィソメラーゼを失活しない慣用の緩
衝用(例えば、亜硫酸ナトリウム、酸性亜硫酸ナトリウ
ム又は炭酸ナトリウム)を供給シロップ又は反応装置に
加えることによって斑7.0〜07.5の範囲内に保つ
ことができる。コーンシロップ製造業者により酸化及び
着色体の形成を防ぐために慣用的に添加された非不活化
性の還元剤、例えば亜硫酸ナトリウムを供聯合シロップ
に添合してもよい。タ本方法は熱安定化量のコバルトイ
オンの下在下に行なわれるが、異性化反応は共鰯金属イ
オンのイソメラーゼ活性化剤の存在下に行なわれる。
共働金属の活性の要求量は異なったィソメラーゼ(例え
ば、異種微生物源から得られたもの)の間0で応々異な
ることである。マグネシウムのような原子価2の金属イ
オンが広知であり、そして補助的属活性剤としていまい
よ用いられる。これら金属イオン補助活性化剤は、通常
塩として(例えば、マグネシウムの硫酸塩、酸性亜硫酸
塩、クェン酸塩又は酢酸塩として)異性化媒体に添合さ
れる。母cilluscoagulanから誘導された
ィソメラーゼが本方法に用いられる際、マグネシウムイ
オンの存在及びその濃度が全体的なフラクトース生産性
に影響を与える。マグネシウムイオンのモル濃度がバチ
ルスから誘導されるィソメラ−ゼの反応に対して約0.
001〜約0.01Mの範囲をとり得るものの、改良さ
れた生産性は異性化媒体が少なくとも約0.002Mの
マグネシウムイオンを含むときに得られる。0.01M
の水準より高ければ、ィソメラーゼのマグネシウムイオ
ン要求量の合致し、それ以上の量は単に製造価格(例え
ば、マグネシウム塩の価格及びイオンを除くために精製
系にかかる付随的費用)の増加にはねかえるのみである
。
ば、異種微生物源から得られたもの)の間0で応々異な
ることである。マグネシウムのような原子価2の金属イ
オンが広知であり、そして補助的属活性剤としていまい
よ用いられる。これら金属イオン補助活性化剤は、通常
塩として(例えば、マグネシウムの硫酸塩、酸性亜硫酸
塩、クェン酸塩又は酢酸塩として)異性化媒体に添合さ
れる。母cilluscoagulanから誘導された
ィソメラーゼが本方法に用いられる際、マグネシウムイ
オンの存在及びその濃度が全体的なフラクトース生産性
に影響を与える。マグネシウムイオンのモル濃度がバチ
ルスから誘導されるィソメラ−ゼの反応に対して約0.
001〜約0.01Mの範囲をとり得るものの、改良さ
れた生産性は異性化媒体が少なくとも約0.002Mの
マグネシウムイオンを含むときに得られる。0.01M
の水準より高ければ、ィソメラーゼのマグネシウムイオ
ン要求量の合致し、それ以上の量は単に製造価格(例え
ば、マグネシウム塩の価格及びイオンを除くために精製
系にかかる付随的費用)の増加にはねかえるのみである
。
約0.0仰M〜約0.01mMの間のマグネシウム含有
量は、全ィソメラーゼ生産性を高めるために特に有効で
あることが見いだされている。床の活性度が床の最大操
作活性度の20%より少ない活性度、好好ましくは15
%より少ない活性度に低下するまで床が使用される。
量は、全ィソメラーゼ生産性を高めるために特に有効で
あることが見いだされている。床の活性度が床の最大操
作活性度の20%より少ない活性度、好好ましくは15
%より少ない活性度に低下するまで床が使用される。
典型的には、新しい固定化ィソメラーゼは、(前記の標
準的検定条件のもとで)1gあたり少なくとも400の
国際グルコースィソメラーゼ単位(すなわちIGIU)
の検定活性度を有し、そして典型的にはイソメラ−ゼが
801GIU/g以下の活性度を有するようになるまで
連続工程で用いられる。カラム又は床を通る最も適した
シロップ流速は所望のフラクトース転化率、床のィソメ
ラーゼ活性、床の流れ圧力低下特性に左右される。一定
のフラクトス収率(例えば、約45%のフラクトース及
び約55%のデキストロース)を保つためには、供聯合
シロップの流速を相対的に調節して床のィソメラーゼ性
と一致するようにする。例えば、50山単位/gのイソ
メラーゼ活性を有するィソメラーゼ13.6k9/0.
028舵(301b/ft3)〔すなわち681000
0101U/fら〕を仕込み、所望収率が約45%のフ
ラクトースである床は、典型的には最初に0.1ガロン
/分(雛m)/床のft3(約0.38夕/分/約0.
028〆)の流速脈操作される。しかし、ィソメラーゼ
活性が約5010m/g(すなわち、6810001G
IU/fら)まで減少すると、同じフラクトースの収率
を得るには、より遅いシロップの流速である。
準的検定条件のもとで)1gあたり少なくとも400の
国際グルコースィソメラーゼ単位(すなわちIGIU)
の検定活性度を有し、そして典型的にはイソメラ−ゼが
801GIU/g以下の活性度を有するようになるまで
連続工程で用いられる。カラム又は床を通る最も適した
シロップ流速は所望のフラクトース転化率、床のィソメ
ラーゼ活性、床の流れ圧力低下特性に左右される。一定
のフラクトス収率(例えば、約45%のフラクトース及
び約55%のデキストロース)を保つためには、供聯合
シロップの流速を相対的に調節して床のィソメラーゼ性
と一致するようにする。例えば、50山単位/gのイソ
メラーゼ活性を有するィソメラーゼ13.6k9/0.
028舵(301b/ft3)〔すなわち681000
0101U/fら〕を仕込み、所望収率が約45%のフ
ラクトースである床は、典型的には最初に0.1ガロン
/分(雛m)/床のft3(約0.38夕/分/約0.
028〆)の流速脈操作される。しかし、ィソメラーゼ
活性が約5010m/g(すなわち、6810001G
IU/fら)まで減少すると、同じフラクトースの収率
を得るには、より遅いシロップの流速である。
0.01雛m/fら(約0.038そ/分/0.028
め)が必要とされる。
め)が必要とされる。
典型的な最終のシロップ流速は0.00舷pm′ft3
(約0.019夕/分/約0.028〆)より大きく、
最も一般的には約0.01鞘m化3(約0.038〆/
分/約0.028〆)である。できるだけ最高の流速を
用いることが望ましい。しかし、床の全活性により、シ
ロップがカラムを通過して所望のフラクトース量を得る
速度が限定される。401GIU/gの水準より少ない
と、流速が遅すぎて本方法が不経済となる。
(約0.019夕/分/約0.028〆)より大きく、
最も一般的には約0.01鞘m化3(約0.038〆/
分/約0.028〆)である。できるだけ最高の流速を
用いることが望ましい。しかし、床の全活性により、シ
ロップがカラムを通過して所望のフラクトース量を得る
速度が限定される。401GIU/gの水準より少ない
と、流速が遅すぎて本方法が不経済となる。
多くのカラム操作にとって、シロップの流速は約0.0
1〜約0.2gpm/ft3(約0.38そ〜0.76
夕/分/0.028〆)の範囲内である。本発明の異性
化条件下での固定化ィソメラーゼは、典型的には低い初
活性(例えば001GIU/g以下)を有し、そして最
初の10〜1虫時間は比較的少量のフラクトースを生じ
る。
1〜約0.2gpm/ft3(約0.38そ〜0.76
夕/分/0.028〆)の範囲内である。本発明の異性
化条件下での固定化ィソメラーゼは、典型的には低い初
活性(例えば001GIU/g以下)を有し、そして最
初の10〜1虫時間は比較的少量のフラクトースを生じ
る。
一方、特徴的にpH8.5で操作される床は、実質的に
高い活性を有し、かつより多くのフラクトースを与える
。しかし、固定化ィソメラーゼは本方法の条件下で不規
則的に約200〜40加持間使用後に実質的な活性増加
(例えば239Gm/g又はそれ以上)を示し、方、よ
り高いpH及び温度で操作されたものは順次活性が低下
する。約40畑時間後に固定化ィソメラーゼは活性が漸
減し、やがて床が老化する(典型的には350畑時間よ
り多い、好ましくは少なくとも400凪時間の連続使用
後)。これは、前記のpH値より高い、あるいは低いp
Hで操作れる固定床で見られる迅速な減少と対照的であ
る。本発明で用いる処理条件の全体的な真の効果は、よ
り長い時間にたって極めて漏水準のフラクト−ス生産性
を保つことである。前記のpH7.0〜7.5の範囲外
で行なわれるカラム操作以外で起こるィソメラーゼの永
的失活度は、pHの偏り及び接触時間に関係する。
高い活性を有し、かつより多くのフラクトースを与える
。しかし、固定化ィソメラーゼは本方法の条件下で不規
則的に約200〜40加持間使用後に実質的な活性増加
(例えば239Gm/g又はそれ以上)を示し、方、よ
り高いpH及び温度で操作されたものは順次活性が低下
する。約40畑時間後に固定化ィソメラーゼは活性が漸
減し、やがて床が老化する(典型的には350畑時間よ
り多い、好ましくは少なくとも400凪時間の連続使用
後)。これは、前記のpH値より高い、あるいは低いp
Hで操作れる固定床で見られる迅速な減少と対照的であ
る。本発明で用いる処理条件の全体的な真の効果は、よ
り長い時間にたって極めて漏水準のフラクト−ス生産性
を保つことである。前記のpH7.0〜7.5の範囲外
で行なわれるカラム操作以外で起こるィソメラーゼの永
的失活度は、pHの偏り及び接触時間に関係する。
同一時間を基準として、pH8.5より高いあるいはp
H60より低い斑でのカラム操作では、餌7.8〜8.
0又は−6.5〜7.0の範囲で行なった操作よりも著
しい永久失活及び生産性の低下を生じる。PH6.0又
はPH8.5のいずれかで短時間(例えば2独特間)行
なう操作では、一般にpH約6.5又は8.0での長時
間(例えば30m時間)操作よりも少ない失活度を生じ
る。固定化ィソメラーゼ内に含まれる吸蔵又は結合酸性
物質(例えば、グルタルアルデヒドで橋かけされた固定
化ィソメラーゼ)のために、所望のpH7.0〜7.5
の流出水準をすぐに達成することは困難である。(前記
のように異性化工程に先立った)ィソメラーゼ床の水和
及び中和は、床がpH7.0〜7.5に安定化する速度
を加速する(例えば、典型的には1日以内に安定化する
)。これに反して、未処理の床は流出液流がpH7.0
〜7.5に安定化するのに通常少なくとも2倍以上の時
間を必要とする。これとは別に、FHを前記のpH7.
0〜7.5の範囲に保つための処理助剤として緩衝剤を
用いてもよい。緩衝剤も前処理したィソメラーゼも使用
せず、かつィソメラーゼ床が比較的高水準の吸蔵された
を含む場合、流出液流のpHは千高めのpHに一時的に
調節して(例えば、pH7.5〜8.0で、より速い流
速とする)、酸性の床の物質を補強し、かつ所望のpH
7.0〜7.5の流出液流を得るようにする。カラム操
作の最初の200畑時間の間に、流出液流のpHの影響
を受けた際、ィソメラーゼ床は少なくともpH7.0か
らpH7.5までを保つことが重量である。カラムをこ
の範囲内で操作時間の少なくとも90%、最も好ましく
はpH7.0〜7.5で操作時間の95%より多い期間
操作することにより、ィソメラーゼの高生産性が達成さ
れる。一般に、本発明の処理条件下にあるィソメラーゼ
床は、典型的には連続使用200畑時間後に最初の2岬
時間の活性の40%より多い(場合によっては50%か
それ以上)の活性を保有する。ィソメラーゼ床の後半の
ライフサイクルの間に(例えば、300畑時間後に)、
pHを7.0〜7.5に保っても生産性はほとんど上ら
ない。生産性に対する上記のpHを保つ効果は、床の潜
在能力又は活性の水準が実質的に低下しているので小さ
い。本発明の好ましい具体例では、操作時間の少なくと
も90%はpHを7.0〜7.5の範囲に保ち、そして
全操作時間の5%以下の時間はpH8.0より高いかあ
るいはpH6.5より低いpHである。実質的、永久的
なィソメラーゼの失活は、pH8.0より高いかあるい
はpH6.5より低いpHで10拍時間以上にわたって
本工程が行なわれたときに生じる。PH7.0〜7.5
の範囲からpHがずれても、ィソメラーゼ活性はpHを
7.0〜7.5の水準に再調節することによって部分的
に保つことができる。しかし、この方法は、7.0〜7
.5のpH範囲外で操作することによって生じたィソメ
ラーゼの永久的分解及び生産性の損失を補足するもので
はない。温度もフラクトース生産性に同様の効果を有す
る。
H60より低い斑でのカラム操作では、餌7.8〜8.
0又は−6.5〜7.0の範囲で行なった操作よりも著
しい永久失活及び生産性の低下を生じる。PH6.0又
はPH8.5のいずれかで短時間(例えば2独特間)行
なう操作では、一般にpH約6.5又は8.0での長時
間(例えば30m時間)操作よりも少ない失活度を生じ
る。固定化ィソメラーゼ内に含まれる吸蔵又は結合酸性
物質(例えば、グルタルアルデヒドで橋かけされた固定
化ィソメラーゼ)のために、所望のpH7.0〜7.5
の流出水準をすぐに達成することは困難である。(前記
のように異性化工程に先立った)ィソメラーゼ床の水和
及び中和は、床がpH7.0〜7.5に安定化する速度
を加速する(例えば、典型的には1日以内に安定化する
)。これに反して、未処理の床は流出液流がpH7.0
〜7.5に安定化するのに通常少なくとも2倍以上の時
間を必要とする。これとは別に、FHを前記のpH7.
0〜7.5の範囲に保つための処理助剤として緩衝剤を
用いてもよい。緩衝剤も前処理したィソメラーゼも使用
せず、かつィソメラーゼ床が比較的高水準の吸蔵された
を含む場合、流出液流のpHは千高めのpHに一時的に
調節して(例えば、pH7.5〜8.0で、より速い流
速とする)、酸性の床の物質を補強し、かつ所望のpH
7.0〜7.5の流出液流を得るようにする。カラム操
作の最初の200畑時間の間に、流出液流のpHの影響
を受けた際、ィソメラーゼ床は少なくともpH7.0か
らpH7.5までを保つことが重量である。カラムをこ
の範囲内で操作時間の少なくとも90%、最も好ましく
はpH7.0〜7.5で操作時間の95%より多い期間
操作することにより、ィソメラーゼの高生産性が達成さ
れる。一般に、本発明の処理条件下にあるィソメラーゼ
床は、典型的には連続使用200畑時間後に最初の2岬
時間の活性の40%より多い(場合によっては50%か
それ以上)の活性を保有する。ィソメラーゼ床の後半の
ライフサイクルの間に(例えば、300畑時間後に)、
pHを7.0〜7.5に保っても生産性はほとんど上ら
ない。生産性に対する上記のpHを保つ効果は、床の潜
在能力又は活性の水準が実質的に低下しているので小さ
い。本発明の好ましい具体例では、操作時間の少なくと
も90%はpHを7.0〜7.5の範囲に保ち、そして
全操作時間の5%以下の時間はpH8.0より高いかあ
るいはpH6.5より低いpHである。実質的、永久的
なィソメラーゼの失活は、pH8.0より高いかあるい
はpH6.5より低いpHで10拍時間以上にわたって
本工程が行なわれたときに生じる。PH7.0〜7.5
の範囲からpHがずれても、ィソメラーゼ活性はpHを
7.0〜7.5の水準に再調節することによって部分的
に保つことができる。しかし、この方法は、7.0〜7
.5のpH範囲外で操作することによって生じたィソメ
ラーゼの永久的分解及び生産性の損失を補足するもので
はない。温度もフラクトース生産性に同様の効果を有す
る。
高められた温度は床の活性を一時的に増加させるが、全
体的生産性を低下させる。下式は本方法の生産性に与え
る温度の効果を近似的に表わすものである。I肥Yニ1
4,484一(0,10247)(X)ただし、Yはフ
ラクトース生産性であり、×は異性化温度(00)であ
る。
体的生産性を低下させる。下式は本方法の生産性に与え
る温度の効果を近似的に表わすものである。I肥Yニ1
4,484一(0,10247)(X)ただし、Yはフ
ラクトース生産性であり、×は異性化温度(00)であ
る。
高められた温度に短時間、断続的にさらされることは起
り得るが、避けた方が望ましい。60午0又はそれ以下
の温度では、65℃の工程にくらべて最初に少量のフラ
クトースしか生じない。
り得るが、避けた方が望ましい。60午0又はそれ以下
の温度では、65℃の工程にくらべて最初に少量のフラ
クトースしか生じない。
60℃の異性化温度で同等のフラク0トース生産量(す
なわち全フラクトース収量)を得ることは、連続操作1
40拍時間後まで典型的には達成されない。
なわち全フラクトース収量)を得ることは、連続操作1
40拍時間後まで典型的には達成されない。
140幼時間後には、60qoでのフラクトース生産性
が65ooの生産性に達するか、上まわり始める。
が65ooの生産性に達するか、上まわり始める。
ィソメラーゼ床は、65o0の場合よりも夕6ぴ0の方
が長時間にわたって操作上活性を保つ(例えば、168
四時間に対して405斑時間である)。カラム反応装置
を61℃より低い温度で操作時間の少なくとも90%、
好ましくは60千0又はそれ以下で操作時間の少なくと
も95%にわたって保つことによ0つて、改良された生
産性が得られる。床が老化状態に達したとき、所望によ
りカラム反応装置の温度を65℃又はそれ以上に上げて
もよい。55qoより低い温度の操作温度はィソメラー
ゼ床の生産性に悪影響を与えることはないが、反応速度
が実質的夕にくなる。
が長時間にわたって操作上活性を保つ(例えば、168
四時間に対して405斑時間である)。カラム反応装置
を61℃より低い温度で操作時間の少なくとも90%、
好ましくは60千0又はそれ以下で操作時間の少なくと
も95%にわたって保つことによ0つて、改良された生
産性が得られる。床が老化状態に達したとき、所望によ
りカラム反応装置の温度を65℃又はそれ以上に上げて
もよい。55qoより低い温度の操作温度はィソメラー
ゼ床の生産性に悪影響を与えることはないが、反応速度
が実質的夕にくなる。
操作温度が55qoの準より下がると、本発明で使用す
る高岡体分のシロップはざらに粘銃となり、流れにくく
なる。低い操作温度では、床の微生物増殖を防とも困難
となる。全工程的な見地から、異性化反応を57〜61
℃の範囲で行なうとが有利である。フラクトース分の多
い転化シロップの連続製造においては、至適操作条件を
確認するために用いられた慣用のパッチ式検定試験及び
慣用の方法は不正確であり、そして最大生産性を得るの
に要する全体的条件には時として応用できない。
る高岡体分のシロップはざらに粘銃となり、流れにくく
なる。低い操作温度では、床の微生物増殖を防とも困難
となる。全工程的な見地から、異性化反応を57〜61
℃の範囲で行なうとが有利である。フラクトース分の多
い転化シロップの連続製造においては、至適操作条件を
確認するために用いられた慣用のパッチ式検定試験及び
慣用の方法は不正確であり、そして最大生産性を得るの
に要する全体的条件には時として応用できない。
これらの慣用的検定試験はィソメラーゼの初期潜在能力
又は活性度、及び高フラクトースシロップの連続操作に
使用するための適合性を決定するには有用である。前記
の試験の後にも有意義な目安は、所定量の酵素によって
実際に生産される全フラクトース量である。高フラクト
ースシロップの連続操作では、操作中のある時点でィソ
メラーゼ床により生産されるフラクトース量(並びに生
産された全フラクトース量)は、流出液流を監視するこ
とによって容易に決定される。流出液流を周期的に監視
することにより、イソメラゼが最大の生産水準に達した
時点を確認できる。その後、工程のある段階における床
の効率を、読みとったフラクトース生産量と最大フラク
トース生産量との比較で決定することができる。本方法
では、床により生産されるフラクトース量が最大フラク
トース生産量(すなわち、読み取ったフラクトース生産
量又は活性水準)の15%より少ない値に低下するまで
、床は有益に用いられる。床の活性が最大生産量水水準
の約10〜約15%に低下した場合、反応床に新しいィ
ソメラーゼを補充するか交換することが好ましい。一般
に、本発明の異性化条件は固定化イソメラーゼの有用な
生産可能寿命を少なくとも200畑時間まで延長するこ
とができる。
又は活性度、及び高フラクトースシロップの連続操作に
使用するための適合性を決定するには有用である。前記
の試験の後にも有意義な目安は、所定量の酵素によって
実際に生産される全フラクトース量である。高フラクト
ースシロップの連続操作では、操作中のある時点でィソ
メラーゼ床により生産されるフラクトース量(並びに生
産された全フラクトース量)は、流出液流を監視するこ
とによって容易に決定される。流出液流を周期的に監視
することにより、イソメラゼが最大の生産水準に達した
時点を確認できる。その後、工程のある段階における床
の効率を、読みとったフラクトース生産量と最大フラク
トース生産量との比較で決定することができる。本方法
では、床により生産されるフラクトース量が最大フラク
トース生産量(すなわち、読み取ったフラクトース生産
量又は活性水準)の15%より少ない値に低下するまで
、床は有益に用いられる。床の活性が最大生産量水水準
の約10〜約15%に低下した場合、反応床に新しいィ
ソメラーゼを補充するか交換することが好ましい。一般
に、本発明の異性化条件は固定化イソメラーゼの有用な
生産可能寿命を少なくとも200畑時間まで延長するこ
とができる。
PHを餌7.0〜7.5の間、及び温度を61℃より低
く保つことにより、本発明は、フラクトースの製造業者
が典型的には300餌時間以上、最も典型的には400
独特間以上にわたってカラム反応装置を連続操作し、そ
して適切なフラクトースの相互転化を得ることを可能に
する。pH8.5及び65℃の工程で予想される床の有
用寿命は100畑時間以下である。本方法では高品質の
ラクトースシロツプが生産される。異性化工程から生じ
るシロップの分解は名目的であり、異臭及び異色の発現
は少ない。本発明のシロップは、さらに炭素処理及びイ
オン交換処理を必要とせずに使用可能な状態にすること
ができる。以下の例は本発明を説明するものであるが、
本発明の範囲を限定するものではない。
く保つことにより、本発明は、フラクトースの製造業者
が典型的には300餌時間以上、最も典型的には400
独特間以上にわたってカラム反応装置を連続操作し、そ
して適切なフラクトースの相互転化を得ることを可能に
する。pH8.5及び65℃の工程で予想される床の有
用寿命は100畑時間以下である。本方法では高品質の
ラクトースシロツプが生産される。異性化工程から生じ
るシロップの分解は名目的であり、異臭及び異色の発現
は少ない。本発明のシロップは、さらに炭素処理及びイ
オン交換処理を必要とせずに使用可能な状態にすること
ができる。以下の例は本発明を説明するものであるが、
本発明の範囲を限定するものではない。
例1
この例は、NoVOSP‐11班″として認定された固
定化グルコースィソメラーゼを1回通過式カラム型反応
装置中に本発明の異性化条件で用いることにより、改良
されたデキストロース生産性を説明するものである。
定化グルコースィソメラーゼを1回通過式カラム型反応
装置中に本発明の異性化条件で用いることにより、改良
されたデキストロース生産性を説明するものである。
前記ィソメラーゼは、米国ニュージャージー州1054
3、マノロネツク(NGnoroneck)、マノロネ
ツク・アベニュー(NねnoroneckAven雌)
1班uノーボ・エンザイム社(NovcEnzymeC
orporation)により販売されている。前記酵
素は、Bacilluscoagのanから誘導され、
オランダ特許出願第73−12524号に従ってグルタ
ルアルデヒドの橋かけで固定化されたものであった。乾
燥した固定化ィソメラーゼは、95〜96%の精製デキ
ストロースシロップ(乾燥固体50%)150泌中に乾
燥ィソメラーゼ2雌をラリー化することによて、PH7
.5、50℃で1時間にわたって水和及び中和した。
3、マノロネツク(NGnoroneck)、マノロネ
ツク・アベニュー(NねnoroneckAven雌)
1班uノーボ・エンザイム社(NovcEnzymeC
orporation)により販売されている。前記酵
素は、Bacilluscoagのanから誘導され、
オランダ特許出願第73−12524号に従ってグルタ
ルアルデヒドの橋かけで固定化されたものであった。乾
燥した固定化ィソメラーゼは、95〜96%の精製デキ
ストロースシロップ(乾燥固体50%)150泌中に乾
燥ィソメラーゼ2雌をラリー化することによて、PH7
.5、50℃で1時間にわたって水和及び中和した。
前記ヂキストロース糖液は、(水酸化ナトリウムで)p
H7.5に調節された0.008MのMgSo4・7日
20を含む。水酸化ナトリウム処理した高膨欄性ィソメ
ラーゼのスラリーを、次いで水ジャケット付きのカラム
反応装置(高さ3仇松、直径2.5弧)に移した。この
例では、固体分5の重量%、D.E.97.5%であり
、そしてデキストロース96%、二糠類2.5%、三礎
類0.5%及び多糖類(重合度4又はそれ以上)を含む
供給シロップを用いた。
H7.5に調節された0.008MのMgSo4・7日
20を含む。水酸化ナトリウム処理した高膨欄性ィソメ
ラーゼのスラリーを、次いで水ジャケット付きのカラム
反応装置(高さ3仇松、直径2.5弧)に移した。この
例では、固体分5の重量%、D.E.97.5%であり
、そしてデキストロース96%、二糠類2.5%、三礎
類0.5%及び多糖類(重合度4又はそれ以上)を含む
供給シロップを用いた。
シロップは次のようにして精製した。すなわち、PH4
.0〜4.5で0.5〜1.0%の粉末活性炭で処理し
、炉過より不溶物を除き、続いて連続的につないだ強腸
イオン樹脂〔ローム・アンド・ハースのアンバーライト
252(Rohm&HaasAm戊rliに252)〕
、弱塩基性陰イオン樹脂〔ダイアモンド・シャムロック
のデユオライト(Di‐amondShamrockD
肌lite)ES−561〕、強腸イオン樹脂(アンバ
ーライト252)、次いで弱塩基性陰イオン樹脂(デュ
オラィトES−561)を用いるイオン交換によって精
製した。精製したシロップは0.009MのMgS04
・740(金属イオン活性剤として)とともに(水酸化
ナトリウムで)舟7.5に調節し、そしてメチルパラベ
ン0.総、プロピルパラベン0.な及び安息香酸ナトリ
ウム1.97g(保存料として)を加えた(g数はシロ
ップ1〆についての値である)。(60℃の)精製デキ
ストロースシロツプは、供給シロップ0.6〜2.4の
【/分の範囲の流速でカラム反応装置へ連続的に送った
。流入液又はデキストロース供V給シロップの流れのp
Hを約7.5に保ち、そして流出液流のpHを周期的に
監視した。
.0〜4.5で0.5〜1.0%の粉末活性炭で処理し
、炉過より不溶物を除き、続いて連続的につないだ強腸
イオン樹脂〔ローム・アンド・ハースのアンバーライト
252(Rohm&HaasAm戊rliに252)〕
、弱塩基性陰イオン樹脂〔ダイアモンド・シャムロック
のデユオライト(Di‐amondShamrockD
肌lite)ES−561〕、強腸イオン樹脂(アンバ
ーライト252)、次いで弱塩基性陰イオン樹脂(デュ
オラィトES−561)を用いるイオン交換によって精
製した。精製したシロップは0.009MのMgS04
・740(金属イオン活性剤として)とともに(水酸化
ナトリウムで)舟7.5に調節し、そしてメチルパラベ
ン0.総、プロピルパラベン0.な及び安息香酸ナトリ
ウム1.97g(保存料として)を加えた(g数はシロ
ップ1〆についての値である)。(60℃の)精製デキ
ストロースシロツプは、供給シロップ0.6〜2.4の
【/分の範囲の流速でカラム反応装置へ連続的に送った
。流入液又はデキストロース供V給シロップの流れのp
Hを約7.5に保ち、そして流出液流のpHを周期的に
監視した。
異性化反応の初期段階(約2独時間)の間に、流出液流
の柑は6.0から所望の7.0〜7.5の範囲に漸増し
た。その後、流出液流の町は本質的に7.0〜7.5の
範囲を保ったが、ただし$6時間及び磯9時間における
読み取りM値は6.9217袖責問では8.0であり、
そして滋01時間では8.5であった。読み取った流速
、フラクトースに異性化された全デキストロースの割合
(%)、床のィソメラーゼ活性、フラクトースの全累積
収率又は生産性、及び(24±7時間に基づいた)流出
液のpH値の例を表1に示す。次いで比較する目的から
、PH8.5のデキストロース供給シロップを用いる以
外は、60ooの供給シロツプを含む本質的に同じ条件
下にカラム反応装置を操作した。
の柑は6.0から所望の7.0〜7.5の範囲に漸増し
た。その後、流出液流の町は本質的に7.0〜7.5の
範囲を保ったが、ただし$6時間及び磯9時間における
読み取りM値は6.9217袖責問では8.0であり、
そして滋01時間では8.5であった。読み取った流速
、フラクトースに異性化された全デキストロースの割合
(%)、床のィソメラーゼ活性、フラクトースの全累積
収率又は生産性、及び(24±7時間に基づいた)流出
液のpH値の例を表1に示す。次いで比較する目的から
、PH8.5のデキストロース供給シロップを用いる以
外は、60ooの供給シロツプを含む本質的に同じ条件
下にカラム反応装置を操作した。
この比較試験の結果は表2に示す。船
表2
表1に示す通り、pH7.0〜7.5での異性化反応に
対するィソメラーゼ活性及びフラクトース収率は初め低
いが、約10日間の操作後に2491単位/gの至薄ィ
ソメラーゼ活性(読み取り値)まで漸増した。
対するィソメラーゼ活性及びフラクトース収率は初め低
いが、約10日間の操作後に2491単位/gの至薄ィ
ソメラーゼ活性(読み取り値)まで漸増した。
比較例のpH8.5の反応に対するィソメラーゼ活性は
めに著しく高く、そして約1日後に至遠活性(読み取り
値)に達した。PH7.0〜7.5の方法に対する初期
生産性はpH8.5の方法よりも低いが、約5日間操業
した後には生産性がpH8.5の方法を上まわった。約
22.7日間の操業後には、餌7.0〜7.5の反応に
対するフラクトースの累積生産性は1069.7である
のに対し、pH8.5のシロップでは676.2(表2
)であった。表1のデータが示すように、ィソメラーゼ
活性及びフラクトース生性は、流出液流の柵が7.0の
水準以下に落ちると低下したが、次いで柵7.0〜7.
5に戻した時点で増加した(例えば、305336及び
35斑時間のデータを比較せよ)。
めに著しく高く、そして約1日後に至遠活性(読み取り
値)に達した。PH7.0〜7.5の方法に対する初期
生産性はpH8.5の方法よりも低いが、約5日間操業
した後には生産性がpH8.5の方法を上まわった。約
22.7日間の操業後には、餌7.0〜7.5の反応に
対するフラクトースの累積生産性は1069.7である
のに対し、pH8.5のシロップでは676.2(表2
)であった。表1のデータが示すように、ィソメラーゼ
活性及びフラクトース生性は、流出液流の柵が7.0の
水準以下に落ちると低下したが、次いで柵7.0〜7.
5に戻した時点で増加した(例えば、305336及び
35斑時間のデータを比較せよ)。
また、表1のデータは次のことも示している。すなわち
、PH8.0〜8.5の流出液はイソメラーゼ活性及び
フラクトース収率の両方を著しく低減し、そしてpH7
.0〜7.5の範囲にした時点で高いフラクトースの生
産が行なわれる(2153〜222筋時間のデータ一を
参照せよ)。これらの高過ぎるpH値は、たとえ連続工
程の後期に生じても望ましくなく、これらのPHは床の
全フラクトース生産性に悪影響を与える。pH7.5の
供給シロップを用いて300餌時間連続操業するカラム
反応装置の残留又は残余イソメラーゼ活性(17時間の
活性を100%とした値)は30%を上まわり、そして
連続操業320加時間後に28%以上であった。イソメ
ラーゼ床の読み取り最大活性度(23斑時間)を基準と
して、約250畑時間までは活性度が25%又は失活度
が75%とはならなかった。床が20%の活性度まで低
下するには、約2978時間にわたって操作する必要が
あり、そして約355母時間、392餌寿間及び43総
時間では、それぞれlyo、12.5%及び10%の計
算活性度となった。他方、解8.5で供給した反応装置
は、約99畑時間で20%の計算活性度を与え、そして
117虫時間の操業後で15%の活性度、129幼時間
で12.5%、143湖時間で10%であった。斑7で
の供聯合に関して、10%の活性度に対する全体の計算
生産性(最大カラム活性度に基づく値)は3.873で
あり、そしてPH8.5での方法については1017で
ある。表1の実験におけるィソメラーゼの平均半減寿命
は1389.64であり、これに対して表2の斑8.5
での実験では445.33時間であった。表1の実験の
フラクトースに富む流出液流は、表2の実験の流出液流
よりも透明であり、混入物が少なく、そして商業的に受
け入れられる状態にするのにほとんど精製する必要がな
かった。
、PH8.0〜8.5の流出液はイソメラーゼ活性及び
フラクトース収率の両方を著しく低減し、そしてpH7
.0〜7.5の範囲にした時点で高いフラクトースの生
産が行なわれる(2153〜222筋時間のデータ一を
参照せよ)。これらの高過ぎるpH値は、たとえ連続工
程の後期に生じても望ましくなく、これらのPHは床の
全フラクトース生産性に悪影響を与える。pH7.5の
供給シロップを用いて300餌時間連続操業するカラム
反応装置の残留又は残余イソメラーゼ活性(17時間の
活性を100%とした値)は30%を上まわり、そして
連続操業320加時間後に28%以上であった。イソメ
ラーゼ床の読み取り最大活性度(23斑時間)を基準と
して、約250畑時間までは活性度が25%又は失活度
が75%とはならなかった。床が20%の活性度まで低
下するには、約2978時間にわたって操作する必要が
あり、そして約355母時間、392餌寿間及び43総
時間では、それぞれlyo、12.5%及び10%の計
算活性度となった。他方、解8.5で供給した反応装置
は、約99畑時間で20%の計算活性度を与え、そして
117虫時間の操業後で15%の活性度、129幼時間
で12.5%、143湖時間で10%であった。斑7で
の供聯合に関して、10%の活性度に対する全体の計算
生産性(最大カラム活性度に基づく値)は3.873で
あり、そしてPH8.5での方法については1017で
ある。表1の実験におけるィソメラーゼの平均半減寿命
は1389.64であり、これに対して表2の斑8.5
での実験では445.33時間であった。表1の実験の
フラクトースに富む流出液流は、表2の実験の流出液流
よりも透明であり、混入物が少なく、そして商業的に受
け入れられる状態にするのにほとんど精製する必要がな
かった。
表4及び表2(左から右に向って)、まず連続操業時間
(時/時間)が示してある。流速は1分間あたりのびで
あり、「流速(地/分)」で表わしてある。「屈折率」
は流出シロップの(45℃での)屈折率を表わす。「旋
光度」は流出フラクト」スシロップの(25ooで2比
ネセルを通過時の)旋タ光度である。活性(u/g酵素
)は、ィソメラ−ゼ1gに基づいた単位で表わすィソメ
ラーゼの計算活性度である。生産性とは、42%のフラ
クトースシロップ(乾燥固体に基づいた値)にまで異性
化した際にカラムが生産するシ。ップ乾燥物質のZ全累
積量である。流出pHとは流出液流の柵であり、そして
右端の列には供給pHが示てある。流出液流に対するフ
ラクトースの百分比は、下*記の計算により屈折率及び
旋光度から決定した。乾燥物質の重量%(又は%d.s
.):(487.74)(屈折率)−639.72比旋
光度(又はS.R.)−(10似旋光度) 一(2.秋%d.s.) フラクトースの百分比(又は%F) =総7‐(0,筋)(S,R,) 活性(U/g酵素)は、ある時間的間隔での床のイソメ
ラーゼ活性(フラクトース活性単位/gィソメラーゼ)
を表わす。
(時/時間)が示してある。流速は1分間あたりのびで
あり、「流速(地/分)」で表わしてある。「屈折率」
は流出シロップの(45℃での)屈折率を表わす。「旋
光度」は流出フラクト」スシロップの(25ooで2比
ネセルを通過時の)旋タ光度である。活性(u/g酵素
)は、ィソメラ−ゼ1gに基づいた単位で表わすィソメ
ラーゼの計算活性度である。生産性とは、42%のフラ
クトースシロップ(乾燥固体に基づいた値)にまで異性
化した際にカラムが生産するシ。ップ乾燥物質のZ全累
積量である。流出pHとは流出液流の柵であり、そして
右端の列には供給pHが示てある。流出液流に対するフ
ラクトースの百分比は、下*記の計算により屈折率及び
旋光度から決定した。乾燥物質の重量%(又は%d.s
.):(487.74)(屈折率)−639.72比旋
光度(又はS.R.)−(10似旋光度) 一(2.秋%d.s.) フラクトースの百分比(又は%F) =総7‐(0,筋)(S,R,) 活性(U/g酵素)は、ある時間的間隔での床のイソメ
ラーゼ活性(フラクトース活性単位/gィソメラーゼ)
を表わす。
この活性は次のように計算されたものである。ィソメラ
ーゼの平衡定数(又はE.C.)(0.513)(供給
シロップ中の単糖類の乾燥物質の%r)1皿〔1)供給
シロップ中のフラクトース及びデキストロースの合計%
(乾燥物質の重量に基づく)であり、96%あった。
ーゼの平衡定数(又はE.C.)(0.513)(供給
シロップ中の単糖類の乾燥物質の%r)1皿〔1)供給
シロップ中のフラクトース及びデキストロースの合計%
(乾燥物質の重量に基づく)であり、96%あった。
〕活性(U/酵素)
(%d.s.X60Xの/分XIO)(1.2)の.C
.)g酵素E.C. Xどne〔E.c.‐%F/loa ただし、そneは自然対数であり、60(塊/分)は1
時間あたりの地で表わした供v給シロップの流速を表わ
し、そしてg酵素はカラム中の全酵素のg数である。
.)g酵素E.C. Xどne〔E.c.‐%F/loa ただし、そneは自然対数であり、60(塊/分)は1
時間あたりの地で表わした供v給シロップの流速を表わ
し、そしてg酵素はカラム中の全酵素のg数である。
上記標準アッセィ法に従って二つの例において用いられ
たけSweetzMmeE汀固定化ィソメラーゼの初活
性度は、カラム仕込み前で600グルコースイソメラー
ゼ単位/gイソメラーゼ2)であった〔2)雌/時の活
性(U/g酵素)に対してムモルノ分である〕。
たけSweetzMmeE汀固定化ィソメラーゼの初活
性度は、カラム仕込み前で600グルコースイソメラー
ゼ単位/gイソメラーゼ2)であった〔2)雌/時の活
性(U/g酵素)に対してムモルノ分である〕。
大型カラムの操作では、pH7.0〜7.5の範囲内に
pHを保つことが小型カラムの操作よりも容易である(
例えば、内部pH検査装置を用いる)。
pHを保つことが小型カラムの操作よりも容易である(
例えば、内部pH検査装置を用いる)。
同様に大型カラムの操作では、流出液流のフラクトース
分析計により一定%のフラクトースシロツプ分を容易に
調節できる。すなわち、供給シロッの流速を手動的又は
機械的に制限してフラクトース流出液流中に一定のフラ
クトース量を与えるようにきる。水和の目的、及び異性
化操作の開始前にィソメラーゼが第一コバルトイオンを
十分補えるようにする目的で、本発明に用いる乾燥した
固定化ィソメラーゼをデキストロース供給液により周囲
温度(例えば23℃)及びpH7.5で30分間前処理
してもよい。
分析計により一定%のフラクトースシロツプ分を容易に
調節できる。すなわち、供給シロッの流速を手動的又は
機械的に制限してフラクトース流出液流中に一定のフラ
クトース量を与えるようにきる。水和の目的、及び異性
化操作の開始前にィソメラーゼが第一コバルトイオンを
十分補えるようにする目的で、本発明に用いる乾燥した
固定化ィソメラーゼをデキストロース供給液により周囲
温度(例えば23℃)及びpH7.5で30分間前処理
してもよい。
前記のデキストロース供給液は、コバルトイオン(例え
ば0.001Mの硝酸第一コバルト)及び0.02Mの
亜硫酸マグネシウムを含む。この例は、供給シロップに
第一コバルトイオンを加えることなく高いフラクトース
生産性を得ることを説明したものである。
ば0.001Mの硝酸第一コバルト)及び0.02Mの
亜硫酸マグネシウムを含む。この例は、供給シロップに
第一コバルトイオンを加えることなく高いフラクトース
生産性を得ることを説明したものである。
この例中には示さなかったが、慣用の異性化操作で用い
られる程度の量の第一コバルトイオン(例えば0.00
1MのCoH)がィソメラーゼの生産性に悪影響を与え
る。所望により、低濃度の第一コバルトイオン(例えば
0.0005以下)、そして有利には0.00029M
以下(最も好ましくは0.00009M以下)のCo+
+濃度で供給シロップの流れに連続添加できる。これと
は別に、若干高濃度の第一コバルトイオン(例えば約0
.001M以下)を断続的に供給シロップに加えてもよ
い。例2 例1の精製デキストロースシロッブ及びカラム反応装置
系を用いて、2種の異なる供給シロップをグルコースイ
ソメラーゼのカラム反応装置へ連続供給した。
られる程度の量の第一コバルトイオン(例えば0.00
1MのCoH)がィソメラーゼの生産性に悪影響を与え
る。所望により、低濃度の第一コバルトイオン(例えば
0.0005以下)、そして有利には0.00029M
以下(最も好ましくは0.00009M以下)のCo+
+濃度で供給シロップの流れに連続添加できる。これと
は別に、若干高濃度の第一コバルトイオン(例えば約0
.001M以下)を断続的に供給シロップに加えてもよ
い。例2 例1の精製デキストロースシロッブ及びカラム反応装置
系を用いて、2種の異なる供給シロップをグルコースイ
ソメラーゼのカラム反応装置へ連続供給した。
ィソメラーゼ(NovoSP‐11班)はBacill
瓜coa級lanから誘導され、オランダ特許出願第7
3−12524号の開示に従ってグルタルアルデヒドの
橋かけ及び噴霧乾燥を経て固定化されたものであった。
贋霧乾燥した固定化ィソメラーゼの輪分け分析値は、2
0号輪上で69%であった。1回の操業には、pH7.
5、60℃で0.0惚けの酸性亜硫酸ナトリウム(緩衝
剤)及び0.0仰けのエプソン塩(MがQ・7日20−
金属イオン活性剤)を含むデキストロース供給シロップ
を、カラム反応装置へ1,62〜6.1&が′分の範囲
の流速で連続的に加えた。
瓜coa級lanから誘導され、オランダ特許出願第7
3−12524号の開示に従ってグルタルアルデヒドの
橋かけ及び噴霧乾燥を経て固定化されたものであった。
贋霧乾燥した固定化ィソメラーゼの輪分け分析値は、2
0号輪上で69%であった。1回の操業には、pH7.
5、60℃で0.0惚けの酸性亜硫酸ナトリウム(緩衝
剤)及び0.0仰けのエプソン塩(MがQ・7日20−
金属イオン活性剤)を含むデキストロース供給シロップ
を、カラム反応装置へ1,62〜6.1&が′分の範囲
の流速で連続的に加えた。
比較操業での供給シロップは、酸性亜硫酸緩衝剤を加え
ずにpH8.5に調節し、かつ0.80〜4.54の分
の範囲の流速を保以外は同じであった。例1と同様に、
pH7.5での操業はpH8.5の操業よりも著しく生
産性が高かった。1891時間の連続使用後に、pH7
.5での操業には床の最大イソメラ−ゼ活性の28%が
残存し、そして生産性は3011であった。
ずにpH8.5に調節し、かつ0.80〜4.54の分
の範囲の流速を保以外は同じであった。例1と同様に、
pH7.5での操業はpH8.5の操業よりも著しく生
産性が高かった。1891時間の連続使用後に、pH7
.5での操業には床の最大イソメラ−ゼ活性の28%が
残存し、そして生産性は3011であった。
pH8.5での操業では、83錨時間後に21%の活性
度に低下し、生産性はわずかに8斑であった。例3例2
のpH7.5での操業を、55〜65℃の範囲の異なる
温度でくり返した。
度に低下し、生産性はわずかに8斑であった。例3例2
のpH7.5での操業を、55〜65℃の範囲の異なる
温度でくり返した。
6yoでのィソメラーゼの初活性は6ぴ0の場合よりも
多少高かったが、長時間使用後にはィソメラーゼの生産
性性及び活性は例2の軸7.5の操業の場合より実質的
に低かった。
多少高かったが、長時間使用後にはィソメラーゼの生産
性性及び活性は例2の軸7.5の操業の場合より実質的
に低かった。
異なる操作温度で、かつイソメラーゼ床の活性が初活性
度の10%に低下するまで連続的に操作したときの生産
性の計算値は、55℃で699L5がoで629ふ57
0で5670斑℃で5110、59q0で46雌、60
q0で41$、6100で375ム62℃で3392、
63q0で306064qoで2773及び65ooで
2510であった。55〜60qoの温度でのカラム操
作により、フラクトースの全生産収率が65qoで得ら
れるものよりも179〜66%の範囲で増加する。
度の10%に低下するまで連続的に操作したときの生産
性の計算値は、55℃で699L5がoで629ふ57
0で5670斑℃で5110、59q0で46雌、60
q0で41$、6100で375ム62℃で3392、
63q0で306064qoで2773及び65ooで
2510であった。55〜60qoの温度でのカラム操
作により、フラクトースの全生産収率が65qoで得ら
れるものよりも179〜66%の範囲で増加する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 グルコース異性化反応が(a)Co^+^+イオン
の存在下、及び(b)60℃以上の温度で行なわれる際
に、デキスロースからフラクトースへ高い異性化速度を
示すバルチス属微生物起源のイソノラーゼの固定床を用
いてデキストロースをフラクトースに異性化する方法に
おいて、前記方法が下記の(A)〜(D)を含むことを
特徴とするデキストロースをフラクトースに異性化する
方法。 (A) 本質的にCo^+^+イオンを含まず、そして
全乾燥重量に基づいて少なくとも90℃の単糖類を含有
する、精製したデキストロース供給シロツプを用意する
。 (B) 前記シロツプを55〜61℃の範囲内の異性化
温度及び7.0〜7.5の異性化pHで固定化グルコー
スイソメラーゼ床を通すことによつてデキストロース供
給シロツプ異性化する。 (C) 異性化されたシロツプを回収し、一方補充量の
供給シロツプを床に満たす。 そして、(D) 実質的に55〜61℃の異性化温度及
び7.0〜7.5の異性化pHを保ちつつ、床のイソラ
ーゼ活性が至適活性水準の20℃より少なくなるまで床
内での供給シロツプの異性化を続ける。 2 床内での単糖類の異性化が3000時間より多い期
間続けられる、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 操作時間の90%より多い期間にわたつて、7.0
〜7.5のpH、58〜61℃の温度及び0.0000
5Mより少ない供給シロツプの第一コバルトイオン濃度
で異性化が行なわれる、特許請求の範囲第1項又は第2
項記載の方法。 4 供給シロツプが(乾燥物質の重量に基づいて)少な
くとも95%のデキストロース含有率及び50〜55重
量%の範囲の乾燥固体含有率を有する、特許請求の範囲
第1項〜第3項のいずれか一項に記載の方法。 5 デキストロース供給シロツプの異性化がバチルス・
コアギユランから誘導されるイソメラーゼの存在下に行
なわれる、特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか一
項に記載の方法。 6 供給シロツプの単糖類含有率が(乾燥物質の重量に
基づいて)少なとも95%であり、かつ供給シロツプが
前記床内で3500時間より多い期間にわたつて異性化
される、特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれか一項
に記載の方法。 7 供給シロツプが少なくとも0.002Mのマグネシ
ウムイオンを含む、特許請求の範囲第1項〜第6項のい
ずれか一項に記載の方法。 8 異性化pHが操作時間の少なくとも90%にわたつ
て7.0〜7.5の範囲内に保たれ、として全操作時間
の5%より少ない期間が8.0より大きい又は6.5よ
り少ないpHで行なわれる、特許請求の範囲第1項〜第
7項のいずれか一項に記載の方法。 9 供給シロツプが乾燥物質の重量に基づいて少なくと
も92%の単糖類含有率、0.003M〜0.01Mの
マグネシウムイオン含有率、45%より多く55%まで
の乾燥固体重量の含有率、及び0.00005Mより少
ない第一コバルトイオン濃度を有する、特許請求の範囲
第1項〜第8項のいずれか一項記載の方法。 10 異性化床の活性度が床の至適異性化活性度の15
%より少ない活性度に減少するまで供給シロツプの異性
化が続けられる、特許請求の範囲第1項〜第9項のいず
れか一項に記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782807656 DE2807656A1 (de) | 1977-02-25 | 1978-02-22 | Injektionsspritze fuer blutentnahmen |
| FR7805244A FR2381527A1 (fr) | 1977-02-25 | 1978-02-23 | Seringue pour prise de sang |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66219976A | 1976-02-26 | 1976-02-26 | |
| US662199 | 1976-02-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52105283A JPS52105283A (en) | 1977-09-03 |
| JPS6015320B2 true JPS6015320B2 (ja) | 1985-04-18 |
Family
ID=24656784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014677A Expired JPS6015320B2 (ja) | 1976-02-26 | 1977-02-25 | 改良されたフラクト−スの製造法 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015320B2 (ja) |
| AR (1) | AR210392A1 (ja) |
| AU (1) | AU511621B2 (ja) |
| BE (1) | BE851817A (ja) |
| CA (1) | CA1088442A (ja) |
| DE (1) | DE2707876A1 (ja) |
| DK (1) | DK147579C (ja) |
| FR (1) | FR2342301A1 (ja) |
| GB (1) | GB1563069A (ja) |
| IT (1) | IT1079484B (ja) |
| MX (1) | MX4077E (ja) |
| NL (1) | NL7702038A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5438319A (en) * | 1977-08-31 | 1979-03-22 | Matsushita Electric Works Ltd | Method of making plat tile made of asbestos cement |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1455993A (en) * | 1973-01-12 | 1976-11-17 | Novo Industri As | Glucose isomerase |
| CA1061270A (en) * | 1975-03-13 | 1979-08-28 | Lena E. Zittan | Isomerization of glucose with immobilized glucose isomerase |
-
1977
- 1977-02-22 GB GB734177A patent/GB1563069A/en not_active Expired
- 1977-02-22 MX MX545377U patent/MX4077E/es unknown
- 1977-02-23 AU AU22597/77A patent/AU511621B2/en not_active Expired
- 1977-02-23 CA CA272,505A patent/CA1088442A/en not_active Expired
- 1977-02-24 DE DE19772707876 patent/DE2707876A1/de active Granted
- 1977-02-24 FR FR7705402A patent/FR2342301A1/fr active Granted
- 1977-02-25 BE BE175247A patent/BE851817A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-02-25 IT IT4821377A patent/IT1079484B/it active
- 1977-02-25 AR AR26668877A patent/AR210392A1/es active
- 1977-02-25 NL NL7702038A patent/NL7702038A/xx not_active Application Discontinuation
- 1977-02-25 DK DK86377A patent/DK147579C/da active
- 1977-02-25 JP JP2014677A patent/JPS6015320B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1563069A (en) | 1980-03-19 |
| AU2259777A (en) | 1978-08-31 |
| MX4077E (es) | 1981-12-04 |
| BE851817A (fr) | 1977-08-25 |
| DE2707876C2 (ja) | 1987-06-25 |
| CA1088442A (en) | 1980-10-28 |
| AR210392A1 (es) | 1977-07-29 |
| DE2707876A1 (de) | 1977-09-01 |
| IT1079484B (it) | 1985-05-13 |
| AU511621B2 (en) | 1980-08-28 |
| FR2342301B1 (ja) | 1982-07-09 |
| JPS52105283A (en) | 1977-09-03 |
| DK86377A (da) | 1977-08-27 |
| DK147579B (da) | 1984-10-08 |
| DK147579C (da) | 1985-07-15 |
| FR2342301A1 (fr) | 1977-09-23 |
| NL7702038A (nl) | 1977-08-30 |
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