JPS6212996B2 - - Google Patents
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- JPS6212996B2 JPS6212996B2 JP12318280A JP12318280A JPS6212996B2 JP S6212996 B2 JPS6212996 B2 JP S6212996B2 JP 12318280 A JP12318280 A JP 12318280A JP 12318280 A JP12318280 A JP 12318280A JP S6212996 B2 JPS6212996 B2 JP S6212996B2
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Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
本発明は固体状水不溶性基質を酵素処理する方
法に関し、詳しくは非イオン界面活性剤の存在下
で酵素を固体状水不溶性基質に作用させて所望の
分解生成物を得ることを目的とする水不溶性基質
の酵素処理方法に関する。 酵素反応は酵素の活性を発現するために一般に
水溶媒中で行われる。一方、酵素作用を受ける基
質が固体状水不溶性であることはしばしば見受け
られることである。例えば、加水分解酵素で生で
んぷん、セルロース、ヘミセルロース等を加水分
解する場合である。これらの場合、反応速度が遅
いとか、到達反応率（最終反応率）が低いといつ
たことがしばしば認められることも良く知られて
いる。前記酵素反応にみられる問題を解決するた
めに、例えばセルロースをセルラーゼを用いて糖
化する方法において、基質であるセルロースをボ
ールミルで長時間粉砕して非常に細かい粒子にし
て酵素と接触する界面の総面積を大きくする方法
や、出発原料が稲藁である場合、予めアルカリに
よる化学処理を行つてから高濃度のセルラーゼを
用いるという方法等が提案されている。しかし乍
ら、セルロース質物質を長時間かけて粉砕するに
は多くの電力を必要とし、又高濃度のセルラーゼ
を用いる場合、セルラーゼそのものの製造に多大
の原料と労役を必要とする等々の問題があり、前
記提案の方法は未ば実用化していないのが現状で
ある。 本発明者らは、固体状水不溶性基質の酵素反応
について鋭意研究した結果、何らかの理由により
固体状水不溶性基質に対して使用した酵素が実質
上有効に作用していなく、これに対し界面活性剤
の存在下で酵素反応を行わせると酵素が上記基質
に極めて有効に作用するようになることの知見を
得て本発明に到達した。 本発明は、固体状水不溶性基質に対し有効に酵
素を作用させるための酵素処理方法を提供するこ
とを目的とし、水不溶性基質の酵素処理に際し、
非イオン界面活性剤の存在下で酵素を該基質に作
用させることを特徴とするものである。 以下本発明を詳述する。 本発明における固体状水不溶性基質に酵素を作
用させる態様として、例えばセルロースのセルラ
ーゼ処理；キシランのキシラナーゼ処理；でんぷ
んのアミラーゼ処理；イヌリンのイヌラーゼ処理
等がある。 一般に、原料に使用する固体状水不溶性基質は
極度に純粋であることはまれである。通常、上記
原料としては、例えば、セルロース原料ではセル
ロース粉末、紙、パルプ粕、都市ゴミ中の繊維
質物、鋸くず、バガス、段ボール紙、新聞紙、稲
藁、もみがら等；キシラン原料では樹皮、トウモ
ロコシの穂軸、綿実殻等；イヌリン原料では菊い
も等が用いられているが本発明の酵素処理方法を
適用すれば、上記原料でも有効に処理し得る。 本発明における酵素反応の反応条件、例えば
PH、温度、基質及び酵素の濃度等は使用する酵素
に最適な状態で行えばよい。 一方、酵素反応を行う際に共存させる界面活性
剤として非イオン界面活性剤を使用する。例え
ば、脂肪酸多価アルコールポリオキシエチレン、
脂肪酸多価アルコールエステル、ｐ―アルキルフ
エニルポリオキシエチレンエーテル、アルキルポ
リオキシエチレンエーテル、アルキルカルボニル
オキシポリオキシエチレン、脂肪酸シヨ糖エステ
ル等を用いることができる。界面活性剤の濃度
は、下限が酵素濃度の1/10程度であり、上限が反
応系に存在する固体状不溶性基質の1/10程度であ
る。界面活性剤の反応系への添加は固体状水不溶
性基質に酵素を作用させると同時に行うか若しく
は作用させる以前に行うことが好ましい。 本発明は、通常の酵素反応以外にも、同時併行
酵素反応、同時併行発酵の如く反応過程中に酵素
を固体状水不溶性基質に作用させる工程があれば
適用し得る。例えば、セルロースにセルラーゼと
酵母とを同時に作用させてセルロースから一段階
でエタノールを製造する方法等であり、反応系に
非イオン性界面活性剤を添加することにより酵素
作用を促進する現象が発現し、結果としてエタノ
ールの生成速度並びに最終生成量の増大が認めら
れる。 上述したごとき固体状水不溶性基質の酵素処理
に際して存在させる界面活性剤の効果は、適用さ
れる酵素反応の種類、用いられる固体状水不溶性
基質の種類と濃度などにより異るが、最も好まし
い条件下では反応の50％以上の促進が観察され
る。 以下に実施例を例示して本発明の作用効果を具
体的に説明する。 実施例 １ 固体状水不溶性基質としてパルプフロツク（山
陽国策パルプ社製）を使用した。セルラーゼ生産
菌トリコデルマ リーセイ ATCC26921を培養
し（日本発酵工学会誌54巻（1976年）267頁参
照）、培養物から過、塩析、脱塩の操作により
調製したセルラーゼを酵素として使用し、非イオ
ン界面活性剤として脂肪酸多価アルコールポリオ
キシエチレン（市販品Tween80：花王アトラス
社製）を使用した。 乾燥重量2.0ｇのパルプフロツクを0.1M―酢酸
緩衝液（PH4.75）10mlに懸濁し、0.1M―酢酸緩
衝液（PH4.75）で濃度0.8％にしたTween80溶液
５mlを添加し、混合した。次に、0.1M―酢酸緩
衝液（PH4.75）で濃度0.2％にしたセルラーゼ溶
液５mlをさらに添加し、液温45℃で反応を開始し
た。反応開始から一定時間毎に反応液中の還元糖
濃度を測定した。還元糖濃度はジニトロサリチル
酸法を用いてグルコースを標準物質として測定し
た。対照としてTween80溶液５mlの代りに0.1M
―酢酸緩衝液（PH4.75）を５ml添加したものを使
用した。生成した還元糖の濃度の表１に示す。
法に関し、詳しくは非イオン界面活性剤の存在下
で酵素を固体状水不溶性基質に作用させて所望の
分解生成物を得ることを目的とする水不溶性基質
の酵素処理方法に関する。 酵素反応は酵素の活性を発現するために一般に
水溶媒中で行われる。一方、酵素作用を受ける基
質が固体状水不溶性であることはしばしば見受け
られることである。例えば、加水分解酵素で生で
んぷん、セルロース、ヘミセルロース等を加水分
解する場合である。これらの場合、反応速度が遅
いとか、到達反応率（最終反応率）が低いといつ
たことがしばしば認められることも良く知られて
いる。前記酵素反応にみられる問題を解決するた
めに、例えばセルロースをセルラーゼを用いて糖
化する方法において、基質であるセルロースをボ
ールミルで長時間粉砕して非常に細かい粒子にし
て酵素と接触する界面の総面積を大きくする方法
や、出発原料が稲藁である場合、予めアルカリに
よる化学処理を行つてから高濃度のセルラーゼを
用いるという方法等が提案されている。しかし乍
ら、セルロース質物質を長時間かけて粉砕するに
は多くの電力を必要とし、又高濃度のセルラーゼ
を用いる場合、セルラーゼそのものの製造に多大
の原料と労役を必要とする等々の問題があり、前
記提案の方法は未ば実用化していないのが現状で
ある。 本発明者らは、固体状水不溶性基質の酵素反応
について鋭意研究した結果、何らかの理由により
固体状水不溶性基質に対して使用した酵素が実質
上有効に作用していなく、これに対し界面活性剤
の存在下で酵素反応を行わせると酵素が上記基質
に極めて有効に作用するようになることの知見を
得て本発明に到達した。 本発明は、固体状水不溶性基質に対し有効に酵
素を作用させるための酵素処理方法を提供するこ
とを目的とし、水不溶性基質の酵素処理に際し、
非イオン界面活性剤の存在下で酵素を該基質に作
用させることを特徴とするものである。 以下本発明を詳述する。 本発明における固体状水不溶性基質に酵素を作
用させる態様として、例えばセルロースのセルラ
ーゼ処理；キシランのキシラナーゼ処理；でんぷ
んのアミラーゼ処理；イヌリンのイヌラーゼ処理
等がある。 一般に、原料に使用する固体状水不溶性基質は
極度に純粋であることはまれである。通常、上記
原料としては、例えば、セルロース原料ではセル
ロース粉末、紙、パルプ粕、都市ゴミ中の繊維
質物、鋸くず、バガス、段ボール紙、新聞紙、稲
藁、もみがら等；キシラン原料では樹皮、トウモ
ロコシの穂軸、綿実殻等；イヌリン原料では菊い
も等が用いられているが本発明の酵素処理方法を
適用すれば、上記原料でも有効に処理し得る。 本発明における酵素反応の反応条件、例えば
PH、温度、基質及び酵素の濃度等は使用する酵素
に最適な状態で行えばよい。 一方、酵素反応を行う際に共存させる界面活性
剤として非イオン界面活性剤を使用する。例え
ば、脂肪酸多価アルコールポリオキシエチレン、
脂肪酸多価アルコールエステル、ｐ―アルキルフ
エニルポリオキシエチレンエーテル、アルキルポ
リオキシエチレンエーテル、アルキルカルボニル
オキシポリオキシエチレン、脂肪酸シヨ糖エステ
ル等を用いることができる。界面活性剤の濃度
は、下限が酵素濃度の1/10程度であり、上限が反
応系に存在する固体状不溶性基質の1/10程度であ
る。界面活性剤の反応系への添加は固体状水不溶
性基質に酵素を作用させると同時に行うか若しく
は作用させる以前に行うことが好ましい。 本発明は、通常の酵素反応以外にも、同時併行
酵素反応、同時併行発酵の如く反応過程中に酵素
を固体状水不溶性基質に作用させる工程があれば
適用し得る。例えば、セルロースにセルラーゼと
酵母とを同時に作用させてセルロースから一段階
でエタノールを製造する方法等であり、反応系に
非イオン性界面活性剤を添加することにより酵素
作用を促進する現象が発現し、結果としてエタノ
ールの生成速度並びに最終生成量の増大が認めら
れる。 上述したごとき固体状水不溶性基質の酵素処理
に際して存在させる界面活性剤の効果は、適用さ
れる酵素反応の種類、用いられる固体状水不溶性
基質の種類と濃度などにより異るが、最も好まし
い条件下では反応の50％以上の促進が観察され
る。 以下に実施例を例示して本発明の作用効果を具
体的に説明する。 実施例 １ 固体状水不溶性基質としてパルプフロツク（山
陽国策パルプ社製）を使用した。セルラーゼ生産
菌トリコデルマ リーセイ ATCC26921を培養
し（日本発酵工学会誌54巻（1976年）267頁参
照）、培養物から過、塩析、脱塩の操作により
調製したセルラーゼを酵素として使用し、非イオ
ン界面活性剤として脂肪酸多価アルコールポリオ
キシエチレン（市販品Tween80：花王アトラス
社製）を使用した。 乾燥重量2.0ｇのパルプフロツクを0.1M―酢酸
緩衝液（PH4.75）10mlに懸濁し、0.1M―酢酸緩
衝液（PH4.75）で濃度0.8％にしたTween80溶液
５mlを添加し、混合した。次に、0.1M―酢酸緩
衝液（PH4.75）で濃度0.2％にしたセルラーゼ溶
液５mlをさらに添加し、液温45℃で反応を開始し
た。反応開始から一定時間毎に反応液中の還元糖
濃度を測定した。還元糖濃度はジニトロサリチル
酸法を用いてグルコースを標準物質として測定し
た。対照としてTween80溶液５mlの代りに0.1M
―酢酸緩衝液（PH4.75）を５ml添加したものを使
用した。生成した還元糖の濃度の表１に示す。
【表】
表１から理解し得る如く、Tween80無添加の
場合と比較して本発明の場合は約2/3の時間で同
量の還元糖を生成する。 実施例 ２ 乾燥し、ウイレーミルで粉砕したバガス２ｇ
と、実施例１で用いたセルラーゼ酵素20mgと、ｐ
―アルキルフエニルポリオキシエチレンエーテル
（市販品ノニオンNS215：日本油脂社製）20mgと
を0.05M―酢酸緩衝液（PH4.5）10mlに添加し、
液温45℃で反応を開始した。反応開始８時間後の
反応液中のグルコース濃度を高速液体クロマトグ
ラフイーで定量した。液中14mg／mlのグルコース
を検出した。ノニオンNS215を添加しなかつた比
較反応系では９ｇ／mlのグルコースしか検出しな
かつた。すなわち、ノニオンNS215の添加により
グルコースの収量は50％以上向上した。 実施例 ３ KH2PO40.22ｇ、KCl0.17ｇ、MgSO4・
7H2O0.05ｇ、CaCl2・2H2O0.025ｇ、クエン酸カ
リ0.4ｇ、クエン酸0.08ｇ、尿素0.26ｇ、酵母エキ
ス0.05ｇ、FeCl30.001ｇ、MnSO4・４〜
5H2O0.001ｇ、ZnSO4・7H2O0.001ｇ、および
CuSO40.0001ｇを含有する水溶液65mlに、新聞紙
をウイレーミルで粉砕したもの10ｇを添加して懸
濁し、PH5.0に調整したのちに120℃で10分間スチ
ーム殺菌した。次に下記成分：
場合と比較して本発明の場合は約2/3の時間で同
量の還元糖を生成する。 実施例 ２ 乾燥し、ウイレーミルで粉砕したバガス２ｇ
と、実施例１で用いたセルラーゼ酵素20mgと、ｐ
―アルキルフエニルポリオキシエチレンエーテル
（市販品ノニオンNS215：日本油脂社製）20mgと
を0.05M―酢酸緩衝液（PH4.5）10mlに添加し、
液温45℃で反応を開始した。反応開始８時間後の
反応液中のグルコース濃度を高速液体クロマトグ
ラフイーで定量した。液中14mg／mlのグルコース
を検出した。ノニオンNS215を添加しなかつた比
較反応系では９ｇ／mlのグルコースしか検出しな
かつた。すなわち、ノニオンNS215の添加により
グルコースの収量は50％以上向上した。 実施例 ３ KH2PO40.22ｇ、KCl0.17ｇ、MgSO4・
7H2O0.05ｇ、CaCl2・2H2O0.025ｇ、クエン酸カ
リ0.4ｇ、クエン酸0.08ｇ、尿素0.26ｇ、酵母エキ
ス0.05ｇ、FeCl30.001ｇ、MnSO4・４〜
5H2O0.001ｇ、ZnSO4・7H2O0.001ｇ、および
CuSO40.0001ｇを含有する水溶液65mlに、新聞紙
をウイレーミルで粉砕したもの10ｇを添加して懸
濁し、PH5.0に調整したのちに120℃で10分間スチ
ーム殺菌した。次に下記成分：
【表】
菌したもの 〓
を上記スチーム殺菌した懸濁液に添加し、液温40
℃で、嫌気性発酵を行つた。48時間の発酵ののち
に生成エタノール濃度をガスクロマトグラフイー
で定量したところ13mg／mlであつた。 比較のために界面活性剤ノニオンＥ―230溶液
の代りに水を添加した反応系で嫌気性発酵を行わ
せた場合のエタノールの生成濃度は９mg／mlであ
つた。
を上記スチーム殺菌した懸濁液に添加し、液温40
℃で、嫌気性発酵を行つた。48時間の発酵ののち
に生成エタノール濃度をガスクロマトグラフイー
で定量したところ13mg／mlであつた。 比較のために界面活性剤ノニオンＥ―230溶液
の代りに水を添加した反応系で嫌気性発酵を行わ
せた場合のエタノールの生成濃度は９mg／mlであ
つた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非イオン界面活性剤の存在下で酵素を固体状
水不溶性基質に作用させることを特徴とする水不
溶性基質の酵素処理方法。 ２ 固体状水不溶性基質が多糖類もしくは多糖類
含有物質であり且つ酵素が加水分解酵素であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の酵
素処理方法。 ３ 固体状水不溶性基質がセルロース又はセルロ
ース含有物質であり且つ酵素がセルラーゼである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
酵素処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12318280A JPS5747481A (en) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | Method of treating water-insoluble substrate with an enzyme |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12318280A JPS5747481A (en) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | Method of treating water-insoluble substrate with an enzyme |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5747481A JPS5747481A (en) | 1982-03-18 |
| JPS6212996B2 true JPS6212996B2 (ja) | 1987-03-23 |
Family
ID=14854213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12318280A Granted JPS5747481A (en) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | Method of treating water-insoluble substrate with an enzyme |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5747481A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63128793U (ja) * | 1987-02-14 | 1988-08-23 | ||
| JPS63305597A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-13 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 電磁波吸収パネル |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59154999A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-04 | Shoichi Shimizu | 生物化学反応方法および生物化学反応装置 |
| DD282822A7 (de) * | 1988-05-06 | 1990-09-26 | Univ Halle Wittenberg | Verfahren zur biokatalytischen umsetzung schlecht wasserloeslicher substanzen |
| JP2001231590A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-28 | Fuji Oil Co Ltd | 改質コプラミールの製造法 |
-
1980
- 1980-09-05 JP JP12318280A patent/JPS5747481A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63128793U (ja) * | 1987-02-14 | 1988-08-23 | ||
| JPS63305597A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-13 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 電磁波吸収パネル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5747481A (en) | 1982-03-18 |
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