1999 Fiscal Year Annual Research Report
生体高分子によるオルガノゲル系でのリパーゼを触媒とした連続エステル合成
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10750562
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| Research Institution | Kochi National College of Technology |
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Principal Investigator |
長山 和史 高知工業高等専門学校, 物質工学科, 助手 (00270364)
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| Keywords | 生体高分子 / オルガノゲル / リパーゼ / エステル合成 |
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| Research Abstract |
本研究は,生体由来高分子であるゼラチンを添加することにより両親媒性分子AOTによるマイクロエマルション相をゲル組織化し,ゲル内に固定化したCandida rugosaリパーゼを触媒としたラウリン酸とブタノールを基質としたエステル合成をモデル系として,本法における連続合成プロセスの構築に関する基礎的指針を提示した.
1.至適反応条件
調製ゲル組織内のAOT濃度,ゼラチン濃度並びに水分量を指標としてリパーゼの反応活性を実験的に求め,反応活性が最大値を示すゲル組織条件を明らかにした.一方,異なる生体高分子によるゲル作成を試み,ゼラチン添加によるゲル組織が安定的かつ容易に調製できることが認められた.
2.速度論的解析
ゲル組織内部の基質の有効拡散係数をAOT濃度,ゼラチン濃度並びに水分量を指標として実験的に求め,有効拡散係数が最大値を示すゲル組織条件を示し,反応活性の変動と一致することを明らかにした.また,基質の有効拡散係数が自由溶液系と比較して約1/10の値であることが認められた.一方,基質の分配係数を求め,最適なゲル組織条件下におけるリパーゼの反応効率を速度論的に算出し,反応工学として展開する基礎を導出した.
3.連続エステル合成
バスケット攪拌翼型連続反応器を用いて連続エステル合成を行い,本ゲル組織に固定化したリパーゼが長時間安定的に反応活性を提示することを明らかにした.また,高濃度AOT溶液と接触させることによりリパーゼ活性の賦活化を行えることを示し,固定化ゲル組織を繰り返し再利用できることを示した.
研究成果は,学術誌,化学工学会第31回秋季大会・第64回年会並びに第8回環太平洋化学工学会議において公表した.
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[Publications] K. Nagayama et al.: "Esterification activity and stability of Candida rugosa lipase in AOT microemulsion-based organogels"Biochemical Engineering Journal. 2. 121-126 (1998)
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[Publications] 長山、植田、土居、今井: "AOT-ゼラチン複合ゲル組織を用いる脂肪酸エステル合成でのリパーゼの反応活性"化学工学会第31回秋季大会研究発表講演要旨集. 第1分冊. H116 (1998)
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[Publications] 長山、植田、土居、今井: "有機ゲル組織を用いた固定化リパーゼのエステル合成での反応活性"化学工学会第64回年会研究発表講演要旨集. 第1分冊. E115 (1999)
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[Publications] K. Nagayama et al.: "Diffusion and partition coefficients of substrates in AOT microemulsion-based organogels"Proc. Of the 8th Asia-Pacific Confederation of Chemical Engineering. Vol. 3. 1643-1646 (1999)
