ペクチンオリゴ糖連続生産のための回転環状クロマト装置の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555548
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 米本 年邦 東北大学, 工学部, 教授 (40125688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉藤 浩徳 東北大学, 工学部, 助手 (80271865) ; 櫛引 正剛 青森県産業技術開発センター, 主任研究者 ; 北川 明生 宮城工業高専, 講師 (90270199)
• Keywords: ペクチン / オリゴ糖 / 反応クロマト装置 / オリゴガラクツロン酸 / エンドポリガラクツロナーゼ

Research Abstract

糸状菌由来のエンドポリガラクツロナーゼ酵素をバイオラット社のアフィゲル10に固定化した固定化酵素充填バイオリアクターを用いて市販ポリガラクツロン酸の酵素分解反応実験を行った。そして反応速度に対する反応温度及びpHの影響を調べた。分解によって得られる重合度1〜3のオリゴ糖濃度はイオン交換カラムを用いた液体クロマトグラフィーで測定し、反応の至適温度が40℃、至適pHが4.3であることを明らかにした。
イオン交換クロマトグラフィーは重合度4以上のオリゴ糖の定量分析の信頼性が乏しいため、上述の反応実験データを直接用いて固定化酵素分解反応速度論モデルを構築することは不可能であることが分かった。そこで別に市販のエンドデキストラナーゼ酵素をアフィゲルに固定して、重合度6のイソマルトヘキサオース基質の酵素分解実験を行った。濃度分析用の液体クロマトカラムはイオン交換カラム以外にゲルろ過カラムも用いた。
酵素がエンド型であるため、分解生成物は重合性2、3、4のオリゴ糖となるが、各糖の生成量の経時変化を実測することができた。実験データは均相反応のミカエリス・メンテン型の逐次反応モデルでシミュレートできたことから、本ゲル樹脂には物質移動抵抗が実質的に無視できることがわかった。
現在は充填層型バイオリアクターを用いて反応を行うとともに、反応器の数学モデル構築を行っている。また、別にオリゴ糖のクロマト分離についても市販の樹脂の性能評価を行っている。