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牛乳やチーズホエーを用い、食品加工や食品添加物の生産を行う際の、ラクトースの低溶解性、脱カルシウムに伴う加工上の不利の解消と、ビフィダス因子としての機能の付与等を行うために、Bacillus circulansのラクトース加水分解能の高いβーガラクトシダーゼ1(βーGal 1)とガラクトオリゴ糖生産能の高い酵素(βーGal 2)を用いて効率よくガラクトオリゴ糖を生産することを目的とし、1.βーGal 1の化学修飾によるオリゴ糖生産能の増強、2.両酵素の固定化とその特性の検討、3.連続反応中の酵素の安定性、4.PFR型、膜型反応器によるオリゴ糖の長期連続生産、5.固定化酵素カラム反応器の汚染防止、洗浄に関する検討を行った。βーGal 1を0.01〜3%のグルタールアルデヒドで処理すると、酵素表面上のアミノ基が0〜90%修飾された。修飾に伴い二〜五糖よりなるグルコース1つを含むガラクトオリゴ糖の生成能が増加し、修飾率90%でオリゴ糖収率が40%に達した。βーGal2又は1を担体に吸着後グルタールアルデヒド処理する固定化法を採用し、その特性を検討したが、Merckogelが、活性、安定性の面から最適であった。しかし、操作中可逆的に失活し、失活の速度は比活性の増大と共に大きくなった。この原因は、担体中にグルタールアルデヒド架橋によって生じた酵素の三次元的網目構造に生成オリゴ糖がトラップされるためと推察された。Merckogel SIー500固定化酵素カラム(15U/g)及び膜型反応器(Diaflo cell、UF-X50)で連続反応を行ったところ、8日間にわたって全く活性が低下せず、前者の場合、オリゴ糖収率が基質ラクトース20%のとき47.5%に維持された。ミルクタンパク質の吸・脱着挙動より、汚染防止、洗浄に適した固定化担体を検討したところ、汚染物と同符号のイオン交換樹脂が有効であり、微生物の繁殖は大粒径担体を用い、高流速操作で軽減できることがわかった。
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