| 研究課題/領域番号 |
14593001
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
生物機能・バイオプロセス
|
|---|
| 研究機関 | 筑波大学 |
|---|
研究代表者 |
向高 祐邦 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (10015662)
|
|---|
| 研究分担者 |
市川 創作 筑波大学, 応用生物化学系, 講師 (00292516)
佐藤 誠吾 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (10205924)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
|
|---|
| キーワード | キトサンオリゴ糖 / キトサナーゼ / 固定化酵素 / バイオリアクター / Damkohler数 / バイオマス / 多点結合法 / 物質移動速度 / 充填層型バイオリアクター |
|---|
| 研究概要 |
地球上に豊富に存在する天然資源キトサンの部分加水分解物であるキトサンオリゴ糖、特に5及び6糖が免疫機能亢進等の生理活性を有することが明らかとなり、これらオリゴ糖の効率的な生産技術の開発が望まれている。キトサンオリゴ糖は、キトサンを化学的に酸加水分解して得られるが、この方法では単糖であるD-グルコサミンが多量に生成し、オリゴ糖の収率は数%と極めて低い。このような背景から、本研究では反応の制御が容易な固定化酵素キトサナーゼを利用した効率的なキトサンオリゴ糖の生産プロセスの開発を目的として研究を行った。はじめに、酵素キトサナーゼの固定化技術の開発と活性評価を行なった。その結果、寒天ゲルを担体としてキトサナーゼを多点で化学結合した場合、安定な固定化酵素が得られた。固定化キトサナーゼを使ったキトサンの回分加水分解反応を行ない、目的のオリゴ糖である5糖及び6糖の収率に対する操作因子の影響を定量的に評価した。その結果、5糖と6糖の最大収率は、最大反応速度と最大物質移動速度の比として定義される無次元数Damkoler数と相関があることを明らかにした。この相関から、5糖と6糖の収率を高める最適な回分反応条件を求めることができ、収率を41%まで高めることができた。さらに、5糖と6糖を連続生産するプロセスとして固定化キトサナーゼを充填した充填層型バイオリアクターを設計・製作した。リアクターで連続反応を行い、操作因子の検討を行った結果、回分反応と同様に5糖と6糖の最大収率はDamkoler数と相関があることを明らかにした。この相関から、最適な操作条件で5糖と6糖の連続生産を行い、約37%という高い収率で5糖と6糖を1ヶ月間連続生産することに成功した。以上、本研究によりキトサンオリゴ糖を効率的に連続生産する手法を具体的に示すことができた。
|
