(57)【要約】【課題】アルギン酸ナトリウム等の固定化担体の濃度を上げることなく、任意の大きさの固定化包括体を得ることが可能な固定化包括体の製造方法の提供。【解決手段】酵素、微生物等の被包括体を混合したアルギン酸ナトリウム溶液２を入れた容器１に、２〜３価の金属イオンを含有する塩化カルシウム溶液３をアルギン酸ナトリウム溶液２に混合しないように入れた後、緩やかに攪拌する。この緩やかな攪拌によって、アルギン酸ナトリウム溶液２の表面はゲル化する。そして、表面のすべてがゲル化された楕円状のボール４を、別の塩化カルシウム溶液６中に浮遊させると、被包括体を含むボール４表面のゲル化が進行し、球状の固定化包括体７が得られる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被包括体を混合した固定化担体溶液を入れた容器に、化学ゲル化剤を含有する溶液を前記固定化担体溶液に混合しないように入れた後、緩やかに攪拌し、表面がゲル化した前記固定化担体を、前記化学ゲル化剤を含有する別の溶液中に浮遊させることを特徴とする固定化包括体の製造方法。
【請求項２】
前記化学ゲル化剤を含有する溶液を入れる前に、前記固定化担体溶液に水溶性物質を混合することを特徴とする請求項１記載の固定化包括体の製造方法。
【請求項３】
前記化学ゲル化剤を含有する溶液は、前記容器中の固定化担体溶液上をすべて覆うまで入れることを特徴とする請求項１または２に記載の固定化包括体の製造方法。
【請求項４】
前記攪拌は、前記容器自体を緩やかに攪拌することにより行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の固定化包括体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酵素、微生物その他の被包括体を固定化担体により固定化した固定化包括体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌微生物の特性を利用してこれを脱臭剤として使用する場合、土壌微生物の利用を容易にするため、土壌微生物を内部に留めたビーズ状固定化包括体を作るのが一般的である。例えば、特許文献１に記載のように、土壌微生物を混入したアルギン酸ナトリウム溶液を、塩化カルシウム水溶液中へ滴下し、その表面をゲル化させることによって、土壌微生物を内部に留めた直径２〜３ｍｍ程度のビーズ状固定化包括体を得る。
【０００３】
同様に固定化包括体を製造する技術として、特許文献２には、アルギン酸ナトリウムを含む粒子を、塩化カルシウム溶液中に滴下し、粒子の外側よりゲル化させることにより、人工魚卵を得る方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−１０２２９号公報（段落番号００１８−００２０）
【特許文献２】
特開平５−１７６７２４号公報（段落番号００３６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１，２に記載のように、アルギン酸ナトリウム溶液を塩化カルシウム水溶液に滴下する従来の方法では、直径２〜３ｍｍ程度の小さなビーズ状固定化包括体しか作ることができない。滴下するアルギン酸ナトリウム溶液の濃度を上げても、表面張力の関係上、直径８〜９ｍｍ程度の大きさのビーズ状固定化包括体しか作ることができない。
【０００６】
また、土壌微生物等を内部に留めたビーズ状固定化包括体を、リアクター（反応器）により溶解させて利用する場合、溶解中に直径の小さなビーズ状固定化包括体が破壊しないように、またリアクターから流出しないように、リアクターには詳細な設計が必要である。また、ビーズ状固定化包括体は主に表面から溶解し増殖反応するため、直径の小さなビーズ状固定化包括体では長時間の使用が難しい。
【０００７】
そこで、本発明においては、アルギン酸ナトリウム等の固定化担体の濃度を上げることなく、任意の大きさの固定化包括体を得ることが可能な固定化包括体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の固定化包括体の製造方法は、被包括体を混合した固定化担体溶液を入れた容器に、化学ゲル化剤を含有する溶液を固定化担体溶液に混合しないように入れた後、緩やかに攪拌し、表面がゲル化した固定化担体を、化学ゲル化剤を含有する別の溶液中に浮遊させることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、容器中に被包括体を混合した固定化担体溶液と化学ゲル化剤を含有する溶液とを混ざり合わないように入れ、緩やかに攪拌することで、固定化担体溶液と容器との間に化学ゲル剤を含有する溶液が隙間なく入り込み、固定化担体溶液の周囲の表面がゲル化されていく。そして、この表面がゲル化した被包括体を含む固定化担体を、別に用意した化学ゲル化剤を含有する溶液中に浮遊させることにより、被包括体を含む固定化担体表面のゲル化が進行し、球状の固定化包括体が得られる。
【００１０】
なお、固定化包括体の大きさは、被包括体を混合した固定化担体溶液と化学ゲル化剤を含有する溶液とを攪拌する容器の大きさと、この容器中に入れる被包括体を混合した固定化担体溶液の量に依存するため、これらのパラメータを調整することで任意の大きさの球状の固定化包括体を得ることができる。
【００１１】
また、得られた固定化包括体に溶解性が必要となる場合、化学ゲル化剤を含有する溶液を入れる前に、固定化担体溶液に水溶性物質を混合することで、製造する固定化包括体の溶解速度を制御し、任意の溶解時間を設定することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における固定化包括体の製造工程図である。以下、図１の（ａ）〜（ｅ）に従って、本実施形態における固定化包括体の製造方法について説明する。
【００１３】
（ａ）酵素、微生物その他の被包括体を予め混合して製作しておいた固定化担体溶液としての２％アルギン酸ナトリウム溶液２を１０ｍｌ容器１に５ｍｌ投入する。
【００１４】
（ｂ）アルギン酸ナトリウム溶液２に混合しないように、例えば、容器１の内側壁面を沿うようにして、化学ゲル化剤としての２〜３価の金属イオンを含有する溶液（本実施形態においては、塩化カルシウム溶液３）を、アルギン酸ナトリウム溶液２上をすべて覆うまで投入する。なお、上記（ａ）においてアルギン酸ナトリウム溶液２を投入する前に、予め容器１に極少量の２％程度の濃度の塩化カルシウム溶液３を投入し、容器１の内側壁面を浸しておくと、本（ｂ）工程における作業が容易となる。
【００１５】
（ｃ）容器１自体を緩やかに攪拌する。この緩やかな攪拌によって、塩化カルシウム溶液３は、容器１とアルギン酸ナトリウム溶液２との間に隙間なく入り込み、アルギン酸ナトリウム溶液２の周囲からアルギン酸ナトリウム溶液２に含まれるアルギン酸ナトリウムと反応し、その周囲の表面のみをゲル化していく。
【００１６】
（ｄ）アルギン酸ナトリウムの表面のすべてがゲル化された楕円状のボール４が得られる。
【００１７】
（ｅ）予め別の容器５に用意していた化学ゲル化剤としての２〜３価の金属イオンを有する溶液（本実施形態においては、塩化カルシウム溶液６）中に、（ｄ）で得られた楕円状のボール４を浮遊させる。これにより、ボール４表面のゲル化が進行し、直径約３０ｍｍのボール状に包括化された固定化包括体７が得られる。
【００１８】
なお、固定化包括体７に溶解性が必要となる場合、所望の溶解性が得られる水溶性の物質（例えばゼラチン等）を（ａ）において容器１に投入するアルギン酸ナトリウム溶液２に混合しておく。これにより、製造する固定化包括体７の溶解速度を制御し、任意の溶解時間を設定することが可能となる。
【００１９】
上記のように、本実施形態における固定化包括体の製造方法では、従来のようにアルギン酸ナトリウム溶液２を塩化カルシウム溶液３に滴下させるのではなく、製作したい固定化包括体７の大きさに対応する大きさのビーカーや試験管等の容器１に、製作した固定化包括体７の大きさに対応する量のアルギン酸ナトリウム溶液２を投入し、このアルギン酸ナトリウム溶液２と混合しないように容器１に塩化カルシウム溶液３を添加して、緩やかに攪拌することにより楕円状のボール４を製作し、さらに別の容器５に用意した塩化カルシウム溶液３中に浮遊させることで球状の固定化包括体７を得るものである。
【００２０】
本実施形態における固定化包括体の製造方法では、容器１のアルギン酸ナトリウム溶液２と混合しないように容器１に塩化カルシウム溶液３を添加して、緩やかに攪拌することで、アルギン酸ナトリウム溶液２と容器１との間に塩化カルシウム溶液３が隙間なく入り込み、容器１中のアルギン酸ナトリウム溶液２の周囲表面のみをゲル化して楕円状のボール４を生成するため、この楕円状のボール４は従来のビーズよりも大きなものとすることができる。そして、この楕円状のボール４を別容器５の塩化カルシウム溶液３中に浮遊させることで直径約３０ｍｍの球状の固定化包括体７が得られるのである。
【００２１】
なお、本実施形態においては、固定化担体としてアルギン酸ナトリウムを用いた例について説明したが、その他一般的に用いられる、例えばカラギーナン、キトサン、ゼラチンなどを用いることも可能である。
【００２２】
また、化学ゲル化剤としては、ゾルをゲル化させるものであればよく、例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、鉄などの２〜３価の多価金属の有機および無機塩（酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化アルミニウム、塩化鉄等）を用いることが可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏することができる。
【００２４】
（１）被包括体を混合した固定化担体溶液を入れた容器に、化学ゲル化剤を含有する溶液を固定化担体溶液に混合しないように入れた後、緩やかに攪拌し、表面がゲル化した固定化担体を、化学ゲル化剤を含有する別の溶液中に浮遊させることで、固定化担体溶液の濃度を上げることなく、低濃度の固定化担体溶液であっても、任意の大きさ、例えば直径３０ｍｍ程度の大きな固定化包括体を得ることが可能となる。
【００２５】
（２）得られた大きな固定化包括体は、従来の直径の小さなビーズ状固定化包括体と比べて破壊しにくく、またリアクターから流出しにくいため、リアクターによる利用が容易であり、リアクターに詳細な設計は不要である。また、大きな固定化包括体は、長時間使用することが可能である。
【００２６】
（３）溶解性が必要となる場合には、水溶性物質を混合することで、製造する固定化包括体の溶解速度を制御し、任意の溶解時間を設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における固定化包括体の製造工程図である。
【符号の説明】
１，５，６  容器
２  アルギン酸ナトリウム溶液
３，６  塩化カルシウム溶液
４  ボール
７  固定化包括体
【図１】
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