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ナノサイズの多糖被覆磁性粒子を酵素キトサナーゼの固定化担体として固定化酵素を調製し、これを利用して高い生理活性を有するキトサンオリゴ糖の5糖と6糖を効率的に生産する手法の開発を目指した。磁性ナノ粒子を多糖で被覆することで、酵素をより高い固定化密度で磁性粒子に安定に固定化すると共に、担体のナノサイズ化により物質移動抵抗を著しく低減できると考えられる。また、固定化担体が磁性を有するため、固定化酵素を磁力により回収し、再利用できると考えられる。粒子径約200nmの酸化鉄磁性ナノ粒子をアミロースにより被覆修飾したものを酵素固定化担体とし、これに多点結合法により酵素キトサナーゼを固定化することができた。この方法で固定化キトサナーゼの調製条件について見当を行うと共に、これを用いてキトサンオリゴ糖、特に生理活性の高い5糖と6糖の効率的な生産について検討した。その結果、多点結合法により通常の多糖被覆磁性ナノ粒子を担体とし、安定で高活性な固定化キトサナーゼを調製できた。これを用いて原料キトサンの回加水分解反応を行い、目的のキトサンオリゴ糖である5糖と6糖を対原料収率40%の高い収率で効率的に生産することができた。また、反応に使用した固定化酵素を磁石により回収し、反応に再利用することができた。ナノサイズの担体に酵素を固定化することで担体近傍での物質移動抵抗が低減され、高い酵素固定化密度でも酵素反応速度が支配的な条件で反応ができることを示した本研究は、キトサンオリゴ糖のみならず、反応の中間生成物として生産される他のオリゴ糖等の生産にも応用できると考えられ、研究や産業における酵素利用の可能性を広げるものである。
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