能動輸送膜型リアクターによる微水系酵素反応システムの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555235
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 米本 年邦 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40125688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中嶋 光敏 農林水産省, 食品総合研究所・食品工学部・反応分離工学研究室, 室長 ; 北川 尚美 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00261503) ; 川勝 孝博 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40282107)
• Keywords: 能動輸送膜 / 膜型リアクター / 微水系 / 酵素反応 / 酢酸セルロース / ヘキサン / 脂肪酸 / リパーゼ

Research Abstract

本年度は、まず、酢酸セルロース膜の作製を行った。イ-ストマンケミカル社の酢酸セルロース(CA398-3)、ホルムアミド、アセトンを5:8:12の割合で混合し、ドープ液(高粘性調製液)を調製した。このドープ液をガラス板上に厚さ300〜500μmになるようにキャストし、30秒間放置して溶媒を蒸発させた。その後、氷水にガラス板ごと浸してゲル化させ、そのまま水中でゆっくりと溶媒を除去し、酢酸セルロース膜を形成させた。酢酸セルロース膜は、熱処理を施すことによってさらに緻密化するため、80℃、および85℃で10分間熱処理したものも作製した。従って、濾過実験には、熱処理を施していない未処理膜、80℃熱処理膜、および80℃熱処理膜の3種類を使用した。
濾過実験は、液容量300mlのバッチ式撹拌型テストセルを用いて、窒素ガスで加圧する方式で行った。有効膜面積は35cm^2である。酢酸セルロース膜は親水性であるため、まず水を透過させた後、極性溶媒であるエタノールを透過させた。急激な溶媒置換による膜の破損を防ぐため、エタノールの濃度は、20%、50%、80%、100%と段階的に変化させた。3種の膜のいずれの場合も、エタノール透過流束は10^<-6>m^3・m^<-2>・s^<-1>のオーダーであった。最終的に100%エタノールからヘキサンへと溶媒置換を行ったが、透過流束は大きく減少し、未処理膜、80℃熱処理膜、および85℃熱処理膜において、それぞれ、1.4x10^<-7>、5x10^<-8>、4x10^<-8>m^3・m^<-2>・s^<-1>となった。80℃熱処理膜を用いて、0.1wt%のミリスチン酸のヘキサン溶液の濾過実験を行った。原液と保持液のミリスチン酸濃度から透過液濃度を算出したところ、阻止率が負の値となり、透過側で濃縮されていることが分かった。

Research Products

• [Publications] Mitsutoshi Nakajima et al.: "Integration of Charged Membrane into Perstraction System for Separation of Amino Acid Derivatives" Biotechnology and Bioengineering. 56・2. 162-167 (1997)
• [Publications] Mitsutoshi Nakajima et al.: "Evaluation of Lipid Modified Lipase for Interesterification and Hydrolysis Reactions in n-Hexane" Food Sci. Technol. Int. Tokyo. 3・4. 357-361 (1997)