| 研究課題/領域番号 |
08650955
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物・生体工学
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| 研究機関 | 北九州工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
畑中 千秋 北九州工業高等専門学校, 化学工学科, 教授 (80180884)
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| 研究分担者 |
後藤 宗治 北九州工業高等専門学校, 化学工学科, 助手 (40259966)
井出 俊輔 北九州工業高等専門学校, 総合科学科, 教授 (10041550)
原口 俊秀 北九州工業高等専門学校, 化学工学科, 教授 (00038598)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| キーワード | 食品化学工学 / 酵素的エステル化 / リパーゼ / 糖脂肪酸エステル / 脂肪酸 / 糖アルコール |
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| 研究概要 |
アスペルギルス由来のリパーゼを用い、糖としてエリスリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、イノシトール、リボース、グルコース等を用い、これらとオレイン酸とのエステル合成反応を行い、その転化率を比較した。また、反応系の水分濃度を減圧濃縮および窒素バブリング法によって制御し、微水反応系におけるエステル合成反応を行った。その結果、反応系の水分濃度を3000〜4000ppm程度に制御することによってキシリトール、ソルビトールでは80%以上の転化率が得られた。DSCによる反応系の水についての解析の結果、酵素反応はオレイン酸と糖水溶液との油水界面において進行し、反応系の水分濃度を減少させることによって糖の界面濃度が高まり、反応速度が大きくなると同時に平衡がエステル側に傾き、高い反応率が得られることがわかった。また、イノシトール、リボース、グルコース等の環状構造を有する糖ではエステル化が困難であった。これらのことから反応率は油水界面の糖吸着量に依存し、この吸着量は界面の糖濃度と糖の種類によって定まる吸着平衡定数に密接に相関することがわかった。
リパーゼによるエステル合成を連続で効率よく行うためにはリパーゼを水不溶性担体に固定化し、バイオリアクターによる合成を行う必要がある。リパーゼはN-イソプロピルアクリルアミドの懸濁重合によって得られる高分子ゲル中に効率よく包括固定化されることを見いだした。更に、接触面積を飛躍的に増大したリアクターを開発するため中空糸膜表面へのリパーゼの固定化を試みた。ポリエチレン、ポリサルフォン中空糸の疎水性表面はアンモニアプラズマによって親水性に改質され、この表面に親水性高分子を媒介としてリパーゼが薄膜状に包括固定化されること見いだした。
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