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DE2644496A1 - Verfahren zur herstellung von unloeslichen teilchen mit enzymatischer aktivitaet und die dabei erhaltenen teilchen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von unloeslichen teilchen mit enzymatischer aktivitaet und die dabei erhaltenen teilchen

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Publication number
DE2644496A1
DE2644496A1 DE19762644496 DE2644496A DE2644496A1 DE 2644496 A1 DE2644496 A1 DE 2644496A1 DE 19762644496 DE19762644496 DE 19762644496 DE 2644496 A DE2644496 A DE 2644496A DE 2644496 A1 DE2644496 A1 DE 2644496A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gelatin
production
mixture
enzymatic activity
threads
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19762644496
Other languages
English (en)
Other versions
DE2644496C2 (de
Inventor
Francis Devos
Michel Huchette
Patrick Leroy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roquette Freres SA
Original Assignee
Roquette Freres SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roquette Freres SA filed Critical Roquette Freres SA
Publication of DE2644496A1 publication Critical patent/DE2644496A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2644496C2 publication Critical patent/DE2644496C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/04Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier entrapped within the carrier, e.g. gel or hollow fibres

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
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  • Microbiology (AREA)
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  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Description

Verfallren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatiseher AktivitÀt und die dabei erhaltenen Teilchen
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatisch^ r AktivitĂ€t, der Art, wie sie zur FĂŒllung von Kolonnen, Betten und anderen EeaktionsrĂ€umen verwendet werden, in denen die Teilchen mit einem Milieu in Kontakt gebracht werden, auf das sie ihre enzymatisch^ Wirkung ausĂŒben sollen.
Die Erfindung betrifft auch die neuen unlöslichen Teilchen mit enzymatischer AktivitĂ€t, die man bei der DurchfĂŒhrung des erfindungsgemĂ€ĂŸen Verfahrens erhĂ€lt.
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Das erfindungsgemĂ€ĂŸe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man nacheinander
eine innige Hischung eines endozellulÀren Enzyms in Form eines Schlammes aus mikrobiellen Zellen und einem gelbildenden Protein, insbesondere Gelatine, bildet, und
das am Aufbau dieser Mischung beteiligte Protein durch Einbringen in kaltes Wasser geliert, bevor oder nachdem man diese Mischung zerteilt, wobei man die zerteilte Mischung mit dem gelierten Protein wĂ€hrend einer ausreichenden Zeit im Kontakt mit einer wirksamen Menge eines Vernetzungsmittels fĂŒr das gelbildende Protein hĂ€lt.
GemĂ€ĂŸ einer bevorzugten AusfĂŒhrungsform des vorstehenden Verfahrens bringt man die Mischung des mikrobiellen Zellschlammes und der Gelatine in Eiswasser ein, wobei man sie durch Durchlaufen einer SpinndĂŒse zu FĂ€den bzw. Fasern zerteilt, den so erhaltenen Faserstrang ausreichend lange in Kontakt; mit·· einer wirksamen Menge an Glutaraldehyd hĂ€lt und anschließend zu StĂŒcken mit einer unter BerĂŒcksichtigung des Durchmessers dieser FĂ€den derartigen LĂ€nge zerschneidet, daß bei der Amiendung der Teilchen keine Verstopfungen auftreten.
GemĂ€ĂŸ einer vorteilhaften DurchfĂŒhrungsform wird das vorstehende Verfahren auf die Herstellung von unlöslichen Teilchen aus endozellulĂ€rer Glukoseisomerase und Gelatine angewendet.
Das neue erfindungsgemĂ€ĂŸe Produkt ist dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer Masse von Faserteilchen in "Fadennudel"-Form mit einer mittleren LĂ€nge ĂŒber 0,2 mm, im allgemeinen unter 10 mm und vorzugsweise von etwa 1 mm und einem Durchmesser von 0,2 bis 5 mm, vorliegt, die aus einer innigen Mischung von Enzym, insbesondere endozellulĂ€rer Glukoseisomerase. mit mit einem brĂŒkkenbildenden Mittel vernetzter Gelatine gebildet werden.
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Die nachfolgende Beschreibung und die beigefĂŒgte Zeichnung dienen zum besseren VerstĂ€ndnis der Erfindung und geben vorteilhafte AusfĂŒhrungsformen der Erfindung an.
Die beigefĂŒgte Figur stellt eine schematische Ansicht der wesentlichen Elemente einer Vorrichtung zur DurchfĂŒhrung des erfindungsgemĂ€ĂŸen Verfahrens dar.
Zur erfindungsgemĂ€ĂŸen Herstellung unlöslicher Teilchen mit enzymatischer AktivitĂ€t wird wie folgt oder in dazu analoger Weise vorgegangen.
Man stellt zunÀchst ein endozellulÀres Enzym in Form eines Schlammes von mikrobiellen Zellen her.
Um dies zu erzielen, kann man, wie im folgenden beschrieben, vorgehen .
Man kultiviert in an sich bekannter Weise den gewĂ€hlten Mikroorganismenstamm zur Herstellung einer KulturbrĂŒhe.
Da die durch das erfindungsgemĂ€ĂŸe Verfahren herzustellenden Teilchen die grĂ¶ĂŸtmögliche enzymatisch^ AktivitĂ€t aufweisen sollen, isoliert man zweckmĂ€ĂŸig aus der vorstehenden KulturbrĂŒhe einen Schlamm mit dem höchstmöglichen Gehalt an Trockenmaterialien. Um dies zu erzielen, kann man zentrifugieren.
Um die Eignung der Kulturbriihe fĂŒr das Zentrifugieren grĂ¶ĂŸtmöglich zu verbessern, unterzieht man sie einer milden thermischen Behandlung bei einer Temperatur von höchstens etwa 55°C
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Vor der thermischen Behandlung siebt bzw. sichtet man die KuI-turbrĂŒhe zur Eliminierung dicker unlöslicher Teilchen.
Man zentrifugiert die gesichtete BrĂŒhe derart, daß man einen Schlamm mit einem Gehalt an Trockenmaterialien, zumindest in der GrĂ¶ĂŸenordnung von 10 %, im allgemeinen von etwa 14 %, erhĂ€lt.
Dieser Schlamm, der das Ausgangsmaterial fĂŒr das erfindungsgemĂ€ĂŸe Verfahren bildet, wird gemĂ€ĂŸ diesem Verfahren nacheinander folgenden ArbeitsgĂ€ngen unterzogen.
Er wird zunÀchst innig mit einem gelbildenden Protein vermischt. Vorzugsweise besteht dieses gelbildende Protein aus Gelatine.
Der Anteil der Gelatine, bezogen auf die Schlammenge, liegt bei 3 bis 20 Gew.-% und vorzugsweise in der GrĂ¶ĂŸenordnung von 10 Gew.-%, wobei die Gelatine in Pulverform vorliegt.
Um eine gute Dispersion des gelbildenden Proteins, der Gelatine, zu erzielen, hĂ€lt man die Temperatur des Schlammes wĂ€hrend der Zugabe des Gelatinepulvers, die unter starkem RĂŒhren erfolgt, bei dem vorstehenden Wert von etwa 55°C
Gleichzeitig mit der Gelatine fĂŒgt man vorzugsweise eine wirk- BBvxe Menge eines Stabilisators fĂŒr das Enzym zu.
Der Anteil des Stabilisators der aus der Gruppe der Magnesiumsalze und Kobaltsalze, insbesondere dem Magnesiumchlorid und -sulfat, gewĂ€hlt werden kann, liegt im allgemeinen in der GrĂ¶ĂŸen ordaung von 1 pro 1000, bezogen auf die Masse des Schlammes.
Der Proteinbestandteil der so erfindungsgemĂ€ĂŸ erhaltenen innigen Mischung wird anschließend durch Einbringen in kaltes Wasser in den Gelzustand ĂŒberfĂŒhrt, nachdem oder bevor man die Mischung zerteilt hat.
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Das Zerteilen der Mischung erfolgt vorteilhaft durch Leiten durch eine in kaltes Wasser getauchte SpinndĂŒse-derart, daß die aus der SpinndĂŒse austretenden Fasern bzw. FĂ€den sich in dem Wasser befinden.
Das erhaltene FaserbĂŒndel wird wĂ€hrend einer ausreichenden Zeit mit einer wirksamen Menge eines Vernetzungsmittels in Kontakt gehalten.
Vor dem Durchtritt durch die SpinndĂŒse wird die vorstehende Mischung vorzugsweise gesiebt bzw. gesichtet, um unlösliche Teilchen, die gegebenenfalls durch die Gelatine eingebracht werden, zu entfernen.
FĂŒr den Durchtritt durch die SpinndĂŒse, die man vorteilhaft derart wĂ€hlt, daß die erhaltenen FĂ€den einen Durchmesser in der GrĂ¶ĂŸenordnung von 0,2 bis 5 mm aufweisen, legt man an die vorstehende Mischung einen Druck an, der dazu ausreicht, daß ein gleichmĂ€ĂŸiger Durchtritt durch die öffnungen der SpinndĂŒse erfolgt und der nicht zu hoch ist, so daß ein Dispergieren in dem kalten Wasser vermieden wird. Die Praxis hat gezeigt, daß ein Druck in der GrĂ¶ĂŸenordnung von 0,2 kg/cm geeignet ist.
Die Temperatur des Eiswassers, in das die von der SpinndĂŒse kommenden FĂ€den eintreten, kann bei etwa 1 bis 2°C liegen.
Durch die plötzliche AbkĂŒhlung der FĂ€den beim Eintauchen in das Eiswasser erstarrt die Gelatine in der Masse der mikrobiellen Zellen.
WÀhrend der gesamten Zeit des Verspinnens hÀlt man vorteilhaft einen leichten aufsteigenden Strom im Eiswasser aufrecht, um ein Verfilzen der FÀden zu vermeiden.
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Es kann zweckmĂ€ĂŸig sein, das Wasser, in dem die FĂ€den gewonnen werden, zu erneuern. Dieses Wasser enthĂ€lt eine Menge Stabilisator fĂŒr das Enzym, analog zu dem Anteil an in der genannten Mischung vorhandenem Stabilisator.
Das Vernetzungsmittel fĂŒr das gelbildende Protein, bei dem es sich vorzugsweise um Glutaraldehyd handelt, kann in dem Eiswasser vorhanden sein, in das man die FĂ€den einfĂŒhrt.
Es kann auch erst zugegeben werden, wenn die gesamte Mischung versponnen ist.
Der Anteil an Vernetzungsmittel, bezogen auf die Masse des Ausgangssschlammes, liegt in der GrĂ¶ĂŸenordnung von 0,5 bis 5 °/°·> im allgemeinen bei etwa 2 %.
Man kann es in Form einer technischen 50 %-igen Lösung in Wasser einsetzen.
Der Kontakt zwischen den FÀden und der Lösung des Vernetzungsmittels wird vorzugsweise unter aufsteigender Zirkulation des Wassers wÀhrend einer Zeitdauer beibehalten, die dazu ausreicht, die vorhandene Gelatine durch Vernetzung gÀnzlich unlöslich zu machen.
Im allgemeinen betrÀgt die Kontaktzeit 10 bis 15 Stunden.
Das FaserbĂŒndel wird anschließend gewaschen, um Spuren des Vernetzungsmittels, die nicht umgesetzt wurden, zu entfernen und anschließend derart geschnitten, daß man FadenstĂŒcke mit einer LĂ€nge erhĂ€lt, die in Anbetracht des Durchmessers der FĂ€den bei ihrem Einsatz nicht zu. Verstopfungen fĂŒhrt.
Die Praxis hat gezeigt, daß man gute Ergebnisse mit FadenstĂŒcken mit einer LĂ€nge von ĂŒber 0,2 mm und unter 10 mm, und vorzugsweise
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von etwa 1 mm, erhÀlt.
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Pie Masse der zerkleinerten FĂ€den, die in Form von Fadennudeln vorliegen, die nach Entfernung von feinen Partikeln durch Aussieben direkt verwendet werden kann, oder nach dem Trocknen gelagert werden kann, stellt ein neues industrielles Produkt dar.
Diese Masse kann bis auf einen Gehalt an Trockenmaterialien von 23 bis 25 % ebgenutscht werden.
Zur Lagerung kann sie beispielsweise in einem Wirbelschichtbett von 600C bis auf einen Gehalt an Trockenmaterialien von ĂŒber 90 % getrocknet werden.
Das erfindungsgemĂ€ĂŸe verfahren kann in einer Vorrichtung der Art durchgefĂŒhrt werden, wie sie in der beigefĂŒgten schematischen Figur dargestellt wird und die umfaßt:
- ein FermentationsgefĂ€ĂŸ 1, in dem der gewĂ€hlte Mikroorganismus kultiviert wird; dieses GefĂ€ĂŸ ist mit einem RĂŒhrsystem 2 und einer ErwĂ€rmungseinrichtung 3 versehen;
- ein LagerungsgefĂ€ĂŸ 4- fĂŒr die KulturbrĂŒhe, in das die BrĂŒhe ĂŒber eine Leitung 5, ausgerĂŒstet mit einer Pumpe 6, eintritt usd en dessen Einlaß eine Siebvorrichtung 7 vorgesehen ist; dieses GefĂ€ĂŸ weist außerdem eine ErwĂ€rmungseinrichtung 8 auf, us eine thermische Behandlung der BrĂŒhe zu ermöglichen;
- eise Zentrifugiereinrichtung, die pauschal durch 9 dargestellt wird, in die die BrĂŒhe ĂŒber eine Leitung 10, ausgerĂŒstet mit einer Pumpe 11, eintritt und aus der die SchlĂ€mme ĂŒber eine Leitung 12 austreten;
- ©in LagerungsgefĂ€ĂŸ 15 fĂŒr die SchlĂ€mme und ein GefĂ€ĂŸ 14
mit einem RĂŒhrsystem 15 und einer ErwĂ€rmungseinrichtung 16, in dtr die SchlĂ€mme mit dem gelbildenden Protein und dem Stabilisierungsmittel vermischt werden, die gemĂ€ĂŸ Pfeil 18 eingebracht
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werden, wobei das GefĂ€ĂŸ ΛH- ait dem GefĂ€ĂŸ 15 ĂŒber eine Leitung 19 verbunden ist;
- ein SpinndĂŒsensystem 20a, 20b, 20c ·.., zu dem die Mischung ĂŒber eise Leitung 21 gefĂŒhrt wird, in der sich ein Sieb 22 Uöd ©ine volumetrische Pumpe 2J befindet, wobei die SpinndĂŒsen derart angeordnet sind, da3 sie unterhalb der OberflĂ€che eines Eißwasservolumens 24 mĂŒnden, das sich in einem BehĂ€lter 25 befindeten das gemĂ€ĂŸ den Pfeilen 26 ein Vernetzungsmittel und ein Stabilisator fĂŒr das Protein eingebracht werden; dieses GefĂ€ĂŸ 25 ist mit einem nicht dargestellten System ausgerĂŒstet, das einen Wasserkreislauf in eufsteigendem Strom ermöglicht;
- eine pauschal durch 27 dargestellte Einrichtung, die dazu geeignet ist, die aus dem BehĂ€lter 25 gewonnenen FadenbĂŒndel J zu gehneiden und die in ein Lagerungsgefaß fĂŒr die geschnittenen FĂ€den mĂŒndet; die aus FadenstĂŒcken bestehende Masse M bildet das erfindungsgemĂ€ĂŸe Erzeugnis,
Zum Zweck der Veranschaulichung wird das erfindungsgemĂ€ĂŸe Verfahren im folgenden bei Anwendung auf 2inen speziellen Mikroorganismus, d«h. den Streptomyces vlolacsonlger, und insbesondere den Stamm CBS Nr. 4Q9-7? dieses Mikroorganismus beschrieben; der Stamm Nr, 409-73 wurde durch die Anmelderin im "Centralbeureau Voor Schimmel Cultures" von BAARN (Niederlande) hinterlegt (vgl. die französische Patentschrift Nr. 2 225 514), Dieser Mikroorganismue erzeugt endozellulĂ€re Glukosoigomerase.
Ausgehend von einer Kultur von Streptomyces violaceoniger, Stamm OBS Nr. 409-73» die im Inneren eines Fermentors von 50 m^ nach dem in der vorstehend genannten französischen Patentschrift 22^ 514 beschriebenen Verfahren durchgefĂŒhrt wurde, entnimmt man w KulturbrĂŒhe.
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BAD ORieiNAL
Biese KulturbrĂŒhe wird an einem Eotationssieb vom Typ "LABSSON", beispielsweise dem handelsĂŒblichen der !Firma ALFA-LAVA!, ausgerĂŒstet mit einem sieb aus rostfreien DrahtfĂ€den mit einer MaschengrĂ¶ĂŸe von 200 Mikron, gesiebt, worauf auf 55°C erwĂ€rmt wird.
Anschließend zentrifugiert man die BrĂŒhe an einer automatisch den Schlamm absondernden Zentrifuge vom Typ WESTFALIA SAME 15057 mit einem Durchsatz von 3 ar/Std.. Man fĂŒhrt alle 2 Minuten 30 Sekunden eine teilweise Entschlammung von 1,4 Sekunden durch. Nach einer Stunde Zentrifugieren werden . - 200 1 Schlamm mit einem Gehalt an Trockenmaterialien von 14 % und einer enzyaatischen AktivitĂ€t von 1600 Einheiten pro Gramm Schlamm (d.h. einer LĂ€vulosebildung von 1600 mg in einer Stunde, ausgehend von einer 10 %-igen Dextroselösung bei einer Temperatur von 700C und einem pH-Wert von 8,5) gewonnen.
Diese SchlĂ€mme werden in einen 250 1-BehĂ€lter eingebracht, der mit einem RĂŒhrwerk mit einer Leistung von 3 PS,der Art wie im Handel von der Firma RAYNERI erhĂ€ltlieh, ausgerĂŒstet ist. Der BehĂ€lter ist außerdem mit einer Heizschlange ausgerĂŒstet, in der heißes Wasser zirkuliert, wodurch die SchlĂ€mme bei 55°C gehalten werden.
Zu diesen SchlĂ€mmen fĂŒgt man unter krĂ€ftigem EĂŒhren bei 55°C 20 kg Gelatinepulver, -d.h. 10 % Gelatine, berechnet unter Bezug auf das Schlammvolumen (Gelatine mit einer QualitĂ€t entsprechend 220 BLOOM-Einheiten) und 200 g Magnesiumchlorid als Stabilisator fĂŒr das Enzym.
Nach einem letzten Sieben ĂŒber ein Sieb mit einer Maschenweite von 200 Mikron spritzt man die so" hergestellte Suspension durch eine SpinndĂŒse in einen WasserbehĂ€lter mit 800 1 auf 1-2°C abgekĂŒhltem Wasser.
Pur das Spritzen verwendet man eine volumetrische Pumpe vom Typ F 2 M der Firma p-c-^*ÂŁp{^g^ ^g1JIAn)- -61S SpinndĂŒse verwendet
ORiQlNAL !MSPECTED
-JO" =
man eine Platte aus rostfreiem Stahl von 10 cm Durchmesser, perforiert mit 400 Löchern von 500 Mikron Durchmesser; der Spritzdurchsetz betrÀgt 70 1/Std., der Arbeitsdruck 0,2 kg/cm .
Am Austritt der SpinndĂŒse, beim Eintritt der gebildeten FĂ€den in das Eiswasser, erstarrt bzw. verfestigt sich die Gelatine in der Masse der Streptomyces-Zellen. WĂ€hrend der gesamten Spinndauer hĂ€lt man einen leichten aufsteigenden Strom von kaltem Wasser aufrecht, um ein zu starkes Verfilzen der erzeugten FĂ€den zu vermeiden.
Nach dreistĂŒndigem Spinnen befindet sich das gesamte in die Gelatine eingeschlossene Enzym in dem BehĂ€lter. Man erneuert in · etwa einer halben Stunde das Wasser,in das die FĂ€den aufgenommen wurden, wobei man wĂ€hrend des gesamten Verfahrens ein enthĂ€rtetes Wasser verwendet, das 1,0 g Magnesiumchlorid pro Liter enthĂ€lt.
Zur Vernetzung der Gelatine fĂŒgt man 8 kg einer 50 %-igen technischen Lösung von Glutaraldehyd, nĂ€mlich 1 Äquivalent von 2 % Glutaraldehyd, berechnet auf das Schlammvolumen, zu.
Man hĂ€lt anschließend den Kontakt wĂ€hrend 15 Stunden bei einer Temperatur von 2°C aufrecht. Man mißt das fortschreitende Verschwinden des Reagens. Man behĂ€lt eine leichte Zirkulation wĂ€hrend des gesamten Verfahrens bei, um das gesamte enzymatische PrĂ€parat dem Vernetzungsmittel zugĂ€nglich zu machen.
Nach beendeter Vernetzung und nach dem Waschen zur Entfernung von Spuren von freiem Glutaraldehyd schneidet man die BĂŒndel mittels einer Einrichtung mit rotierenden Messern vom im Handel erhĂ€ltlichen Typ der Firma HOBART, ausgerĂŒstet mit einem Gitter von 4- mm, was zu "Fadennudeln" mit einer mittleren LĂ€nge von 4 mm fĂŒhrt. Durch dieses Schneiden verbessert man den FĂŒllungskoeffizienten in den Kolonnen.
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Die geschnittenen Granulate können direkt zur kontinuierlichen Isomerisierung verwendet werden; ihre AktivitĂ€t, bezogen auf Λ g feuchtes, abgesaugtes Granulat, betrĂ€gt 600 bis 700 Einheiten/ Gramm, bei einem Trockengehalt von 23-25 %· Man trocknet dieses Granulat in einem Wirbelschichtbett von 600C und erhĂ€lt nach 2 Stunden ein Granulat mit einem Trockengehalt von ĂŒber 90 %, dessen mittlere AktivitĂ€t 2700 Einheiten/Gramm/Sekunde betrĂ€gt.
Das so erhaltene Produkt kann zur kontinuierlichen Isomerisierung von Glukose verwendet werden.
Um dies durchzufĂŒhren, kann man wie folgt vorgehen:
Man bereitet vier Isomerisierungskolonnen mit einem Durchmesser von 25 cm und einer Höhe von 200 cm. Diese Kolonnen rĂŒstet man am Boden mit einem Netz von 0,5 mm Maschenweite aus. Auf dieses Netz fĂŒgt man in Wasser vier Liter gesiebten Kies mit einem mittleren Durchmesser von 1 mm. Anschließend fĂŒgt man 70 kg der feuchten fadennudelförmigen Teilchen, entsprechend etwa °A 1 dieser Teilchen, zu, wobei man Sorge trĂ€gt, daß die Zugabe unter einem Wasserspiegel erfolgt, um den Einschluß von Luft zu vermeiden.
Man fĂŒhrt ĂŒber diese Kolonnen ein StĂ€rkehydrolysat mit 94- % echter Dextrose und einem Gehalt von 5 bis 6 % an Polyholosiden, mit einem absoluten Drehvermögen von etwa +56° und einem Gehalt an Trockenmaterialien von 42 % bei einer Temperatur von 64-65°C,
wobei der pH-Wert des Hydrolysats mit Natriumcarbonat auf einen Wert von 8,5 eingestellt wird.
Unter diesen Bedingungen konnte man eine Isomerisierung des StĂ€rkehydrolysats bis zu 4-2 % Fructose wĂ€hrend 4 Wochen durchfĂŒhren.
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Die wöchentlichen mittleren DurchsÀtze betrugen:
80 1/Std. in der ersten Woche 60 1/Std. in der zweiten Woche 40 1/Std. in der dritten Woche 20 1/Std- in der vierten Woche
was einem mittleren stĂŒndlichen Durchsatz von 50 1/Std. wĂ€hrend 4 Wochen entspricht.
Das Gesamtvolumen der behandelten Lösung betrug 35 000 1 pro Kolonne.
Der Druekverlust ĂŒberschritt unter diesen Bedingungen niemals 0,5 kg/cm .
Man behandelte demzufolge auf diese Weise
35 000 χ 1,1 χ 42
16 170 kg trockenes Hydro-
100 lysat
Dieses Ergebnis erhielt man ausgehend von 70 kg feuchtem erfindungsgemĂ€ĂŸen Granulat mit einem Trockenmaterialgehalt von 23 #, d.h.
70 χ 23
100
16,1 kg trockenem erfindungsgenfĂ€ĂŸem Granulat.
Dieses Ergebnis zeigt ein VerhÀltnis von 1000 kg trockenem zu 42 % zu Fructose isomerisiertem Hydrolysat pro 1 kg trockenes Enzym.
Durch die Erfindung werden daher unabhĂ€ngig von der gewĂ€hlten AusfĂŒhrungsform Teilchen geschaffen, die
— eine grĂ¶ĂŸtmögliche enzymatische AktivitĂ€t besitzen, wobei der
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Anteil der Zellen in dem gelbildenden Protein so hoch wie möglich ist,
~ in dem Reaktionsmilieu unter den Anwendungsbedingungen (Temperatur, pH^Wert, Pruck) unlöslich sind,
- meehanigeh widerstandsfÀhig sind, d.h. die bei ihrer Handhabung bzwp beim Transport, bei der Umbeschickung' der Kolonnen Oder im Verlauf der Behandlung zur Verhinderung der Tendenz zur Verstopfung nicht zerbröckeln.
- eine geeignete GrĂ¶ĂŸe, bezogen auf die grĂ¶ĂŸtmögliche scheinbare enzymatisehe AktivitĂ€t und die hydrodynamischen Eigenschaften der mit diesen Teilchen beschickten Reaktoren aufweisen, und
- temperaturresistent sind.
SelbstverstĂ€ndlich sollen die vorstehenden AusfĂŒhrungsformen lediglieh zur ErlĂ€uterung der Erfindung dienen, ohne eine Ein-HsehrĂ€nkung zu bedeuten.
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Claims (1)

  1. PatentansprĂŒche
    Verfahren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatischer AktivitĂ€t, dadurch gekennzeichnet, daß man nacheinander
    - eine innige Mischung eines endozellulÀren Enzyms in Form eines mikrobiellen Zellschlammes mit einem gelbildenden Protein, insbesondere mit Gelatine, bildet,
    - das zur Bildung dieser Mischung beitragende Protein durch Einbringen in kaltes Wasser in ein Gel ĂŒberfĂŒhrt, bevor oder nachdem man die Mischung aufteilt und die aufgeteilte Mischung mit dem gelierten Protein ausreichend lange in Kontakt mit einer wirksamen Menge eines Vernetzungsmittels fĂŒr das gelbildende Protein hĂ€lt.
    2. Verfahren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatischer AktivitĂ€t gemĂ€ĂŸ Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nacheinander
    - eine innige Mischung eines mikrobiellen Zellschlammes und von Gelatine bildet,
    - die so erhaltene Mischung in Eiswasser einbringt, wobei man sie durch Leiten durch eine SpinndĂŒse in FĂ€den aufteilt, das so erhaltene FadenbĂŒndel wĂ€hrend einer ausreichenden Zeit in Kontakt mit einer wirksamen Menge von Glutaraldehyd hĂ€lt und anschließend
    - die FĂ€den zu StĂŒcken schneidet, die in Bezug auf den Durchmesser der FĂ€den eine derartige LĂ€nge aufweisen, daß bei ihrer Anwendung keine Verstopfung auftritt.
    5. Verfahren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatischer AktivitĂ€t gemĂ€ĂŸ einem der AnsprĂŒche 1 oder 2, da-
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    durch gekennzeichnet, daß man es auf die Herstellung von unlöslichen Teilchen mit endozellulĂ€rer Glukoseisomerase und Gelatine anwendet.
    4. Verfahren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatischer AktivitĂ€t gemĂ€ĂŸ Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man eine innige Mischung eines Schlammes von Streptomyces-Zellen, insbesondere von Streptomyces violaceoniger mit einem Gehalt an Trockenmaterialien von mindestens etwa 10 % und mit einer Temp, von etwa 550C und von 3 "bis 20 Gew.-$ Gelatine herstellt, die so erhaltene innige Mischung durch Leiten durch eine SpinndĂŒse, die in kaltes Wasser taucht, zu FĂ€den formt, wobei man die SpinndĂŒse so wĂ€hlt, daß man FĂ€den mit einem Durchmesser von etwa 0,2 bis 5 nun erhĂ€lt, daß man das erhaltene FadenbĂŒndel 10 bis 15 Stunden in Kontakt mit einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-% Glutaraldehyd, bezogen auf die Ausgangs-Schlammasse hĂ€lt und anschließend zu StĂŒcken mit einer LĂ€nge von ĂŒber 0,2 mm und unter 10 mm zerkleinert bzw. schneidet.
    5- Verfahren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatischer AktivitĂ€t gemĂ€ĂŸ Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zellschlamm von Streptomyces violaceoniger mit einem Trockengehalt von etwa 14 Gew.-%, eine Menge an Gelatine zur Bildung der innigen Mischung von etwa 10 Gew.-%, eine Menge an Glutaraldehyd von etwa 2 Gew.-% verwendet und FĂ€den mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm und einer-LĂ€nge der FadenstĂŒckchen nach dem Schneiden von etwa 1 mm im Durchschnitt bildet.
    6. Verfahren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatischer AktivitĂ€t gemĂ€ĂŸ einem der AnsprĂŒche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man zu der innigen Mischung des endozellulĂ€ren Enzyms und der Gelatine ein Stabilisierungsmittel fĂŒr das Enzym fĂŒgt, das man vorzugsweise aus Magnesium- und Kobaltsalzen wĂ€hlt.
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    7» Verfahren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatiseher AktivitĂ€t gemĂ€ĂŸ einem der AnsprĂŒche 4- bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Eiswasser, in das die SpinndĂŒse eintaueht, Slutaraldehyd einbringt,
    8, Verfahren zur Herstellung von unlöslichen Teilchen mit enzymatischem AktivitĂ€t gemĂ€ĂŸ einem der AnsprĂŒche U- bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man wĂ€hrend man das FaserbĂŒndel in Kontakt mit Glutaraldehyd in dem kalten Wasser hĂ€lt, dieses in aufsteigender Weise zirkuliert,
    9f Neues, teilchenförmiges Produkt aus einer Masse von FadenstĂŒckehen in Form von "Fadennudeln" mit einer mittleren LĂ€nge ĂŒber 0,2 mm und im allgemeinen unter 10 mm und einem Durchmesser von 0,2 bis 5 mm, bestehend aus einer innigen Mischung eines endozellulĂ€ren Enzyms und von mit einem brĂŒekenbildenden Mittel vernetzter Gelatine.
    \Or Produkt gemĂ€ĂŸ Anspruch 9i worin die mittlere LĂ€nge der "Fadennudeln" etwa 1 mm und ihr Durchmesser etwa 0,5 mm betrĂ€gt.
    1'!t Produkt gemĂ€ĂŸ einem der AnsprĂŒche 9 Uöd 10, worin die "Faden-SUdeln", die die Masse der FadenstĂŒekehen bilden, aus einer isnigen Mischung von endozellulĂ€rer Glukoseisomerase, insbegendere von mikrQbiellen Zellen von Streptomyces violaceoniger und ays mit einem brĂŒekenbildenden Mittel vernetzter Gelatine
    709850/0635
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