(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物でなる内層、および水透過性基材を含む皮膜組成物でなる外層の２層で構成されるシームレスカプセルを水性液状物に浸漬させる工程
を包含する、外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセルの製造方法。
【請求項２】
前記２層で構成されるシームレスカプセルが、
最内側から第１ノズルおよび第２ノズルを有する同心二重ノズルを備えるカプセル製造装置を用い、
該第１ノズルから、生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物を、そして該第２ノズルから水透過性基材を含む皮膜組成物を同時に液中に押出す工程
を包含する方法により得られる、請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酵素、生細胞などの生体触媒を含有し、バイオリアクタなどとして応用可能なシームレスカプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
１９５０年以降、環境に負荷をかけないことを目的として、反応容器に、生物由来の酵素、微生物、動植物由来の細胞または組織などの生体触媒を添加して物質生産を行う、いわゆるバイオリアクタによる物質生産が増加している。このバイオリアクタには、バイオエンジニアリング分野およびバイオサイエンス分野の技術が応用されている。例えば、生体触媒を有効利用する観点から、バイオリアクタ中では、生体触媒を固定化する技術が用いられている。
【０００３】
生体触媒の固定化には、例えば、担体結合法、架橋法、包括法、およびそれらの組み合わせによる方法などが用いられる。特に、微生物、または動植物由来の細胞若しくは組織の固定化には、包括法（具体的には、寒天、カラゲナン、アルギン酸、光硬化性樹脂、ポリアクリルアマイドなどの高分子ゲルを用いる包括法）が用いられている。
【０００４】
しかし、従来の包括法は、具体的には、高分子ゲルを形成させる前のゾルに、微生物および生細胞を懸濁させ、それをゲル化させるものである。そのため、ゲル表面近傍の生細胞しか有効利用されず、生細胞あたりの反応率が低い。また、ゲルマトリックスから、生細胞が抜け出す場合もある。
【０００５】
これらの課題を解決するために、種々の包括法が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００６】
特許文献１には、中空の多孔質外殻よりなるマイクロカプセルが開示され、このマイクロカプセルに微生物などを封入することが開示されている。具体的には、酵母を包括したアルギン酸カルシウムビーズを含む有機相を水相中に分散することによってＯ／Ｗエマルションを調製し、このエマルションを乾燥してマイクロカプセルを得る（コアセルベーション法）。さらにマイクロカプセルに内包されるアルギン酸カルシウムを塩酸洗浄により溶解・除去することによって、中空のマイクロカプセル内に酵母を封入することが開示されている。しかし、このマイクロカプセルの皮膜には、主にポリスチレンが用いられるため、カプセル形成時に有害な有機溶媒を使用しなければならない場合がある。さらに、コアセルべーション法では、得られるマイクロカプセルの粒径、皮膜厚が揃わず、そのため、核における酵母による反応にばらつきが生じる場合がある。
【０００７】
特許文献２には、生細胞及び組織を封入したシームレスカプセルが開示されている。特許文献３には、光硬化性樹脂を皮膜とした３層シームレスカプセルが開示されている。これらは、いずれも水を核に含み、封入する生細胞含有液が水系であるので、コンタミネーションに留意する必要がある。また、乾燥時間が長時間となる、工程が煩雑となる、シームレスカプセルを製造するためのコストが高くなる場合がある。
【０００８】
特許文献４には、分子量３５００以上２００００以下のプレポリマーと、分子量が７１以上で且つ前記プレポリマー分子量に対する比が０．０４５以下の架橋剤と、微生物とを所定の割合で含む懸濁液を作成し、該懸濁液を重合することによって、架橋ポリマー内部に微生物を包括固定化した固定化微生物の製造方法が開示されている。この方法で得られた微生物が包括された固定化微生物（ビーズ）は、反応の進行に伴い、表面の微生物が増殖する結果、包括された微生物が反応液に移行して反応液が濁るなどの問題がある。
【０００９】
ところで、包括法とは全く関係を異にするが、特許文献５には、生菌の保存安定性の観点から、整腸作用を有する生菌を含有する乾燥粉末を油脂中に懸濁させることを特徴とする安定な生菌製剤が開示され、この生菌製剤の使用形態として軟カプセルに充填して用いることが開示されている。特許文献６には、経口摂取した腸内有用細菌を腸に到達させることを目的として、腸内有用細菌を、分散した油を直径３ｍｍ以下のカプセルに充填した２層のカプセルが開示されている。
【００１０】
上記以外にも、生体触媒が固定化されたバイオリアクタに応用可能なカプセルが求められている。
【特許文献１】特開２００３−８８７４７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４５６６０号公報
【特許文献３】特開２００３−３２５６３８号公報
【特許文献４】特開２００６−６１０９７号公報
【特許文献５】特開昭５６−２９０８号公報
【特許文献６】特開昭６２−２０１８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、バイオリアクタに応用可能なシームレスカプセルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物でなる内層、および水透過性基材を含む皮膜組成物でなる外層の２層で構成されるシームレスカプセル（図１（ａ）参照）を水性液状物に浸漬させることによって得られる、内層に水性液状物が封入された外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセル（図１（ｂ）参照）が、バイオリアクタに応用可能であることを見出した。すなわち、上記２層のシームレスカプセルの外層は水透過性であるため、例えば、微生物（生体触媒）を封入したシームレスカプセルを液体培地などの水性液状物に浸漬させることによって、微生物（生体触媒）をカプセル内部に保持しつつ、液体培地を、外層を介してカプセル内部に取り込むことが可能である。この場合、シームレスカプセルは、図１（ｂ）に示すような外層−油層−水層の偽三層構造を有することになる。このような偽三層構造のシームレスカプセル内部では、培地成分が微生物により資化され、それによって産生された代謝産物（有用成分）がカプセル内部から外部に放出され得る。
【００１３】
本発明の外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセルは、生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物でなる内層、および水透過性基材を含む皮膜組成物でなる外層の２層で構成され、該シームレスカプセルを水性液状物に浸漬させることによって得られる。
【００１４】
ある実施態様においては、上記生体触媒は、酵素、微生物、動物細胞、植物細胞、および植物組織からなる群より選択される少なくとも１種である。
【００１５】
ある実施態様においては、上記生体触媒は、微生物、動物細胞、植物細胞、および植物組織からなる群より選択される少なくとも１種であり、該生体触媒が外層−油層−水層の偽三層構造により活性化される。
【００１６】
ある実施態様においては、上記皮膜組成物は、カラギーナン、寒天、グルコマンナン、アルギン酸、アクリレート系オリゴマー、不飽和ポリエステル系オリゴマー、エポキシ系オリゴマー、ビニルエーテル系オリゴマー、ポリエン・チオール系オリゴマー、及びケイ皮酸系オリゴマーからなる群より選択される少なくとも１種を含む。
【００１７】
ある実施態様においては、上記油性物質は、オリーブ油、ホホバ油、コーン油、ナタネ油、豚脂、牛脂、鯨油、ヒマシ油、大豆油、米油、米胚芽油、ヤシ油、パーム油、カカオ油、アボガド油、マカデミアナッツ油、スクワラン、ミンク油、タートル油、炭素数が８〜３０の炭化水素類、ミツロウ、カルナウバロウ、ライスワックス、ラノリン、流動パラフィン、ワセリン、炭素数が４〜３０の脂肪酸、炭素数が４〜３０の脂肪酸とショ糖とのエステル、炭素数が４〜３０の脂肪酸とグリセロールとのエステル、炭素数が４〜３０の脂肪族アルコール、および炭素数が４〜３０の脂肪酸と炭素数が４〜３０の脂肪族アルコールとのエステルからなる群より選択される少なくとも１種である。
【００１８】
本発明はまた、バイオリアクタを提供し、該バイオリアクタは、上記外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセルからなる。
【００１９】
本発明は、外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセルの製造方法を提供し、該方法は、生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物でなる内層、および水透過性基材を含む皮膜組成物でなる外層の２層で構成されるシームレスカプセルを水性液状物に浸漬させる工程を包含する。
【００２０】
ある実施態様においては、上記２層で構成されるシームレスカプセルは、最内側から第１ノズルおよび第２ノズルを有する同心二重ノズルを備えるカプセル製造装置を用い、該第１ノズルから、生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物を、そして該第２ノズルから水透過性基材を含む皮膜組成物を同時に液中に押出す工程を包含する方法により得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のシームレスカプセルは、生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物でなる内層、および水透過性基材を含む皮膜組成物でなる外層の２層で構成されるシームレスカプセルを、水性液状物に浸漬させることによって得られる。この２層のシームレスカプセルは、内層において、生体触媒が油性物質に懸濁されているため、生体触媒が水から程よく遮断される（すなわちドライ状態にある）。そのため、生体触媒がコンタミネーションを起こすことが少なく、長期間安定である。さらに水性液状物を透過する外層により、生体触媒を外部に透過させることなく、水性液状物のみをカプセルの内外に透過させることが可能である。したがって、本発明のシームレスカプセルは、例えば、微生物（生体触媒）を封入した２層のシームレスカプセルを液体培地に浸漬させることによって、微生物をカプセル内部に固定化しつつ、液体培地をカプセル内部に取り込む結果、外層−油層−水層の偽三層構造を形成する。そして微生物が産生した代謝産物（有用成分）をカプセル内部から外部に放出することが可能である。このように、本発明の外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセルは、生体触媒固定化物としてバイオリアクタに応用できるため有用である。さらに、本発明のシームレスカプセルは、上述のように、一旦、２層のシームレスカプセルを調製した後に、液状の基質（水性液状物、例えば、液体培地など）を外層から内層に透過させるため、予め液状の基質を封入する必要がなく、そのため、従来の固定化生体触媒に比べて、生体触媒を高濃度でカプセル内部に封入した２層のシームレスカプセルとして使用するまで安定に保存できる。したがって、従来のゲル中に生体触媒を混合した固定化生体触媒を用いる場合に比べて効率的である。さらに、本発明のシームレスカプセルは、従来の３層のシームレスカプセルのように、生体触媒の失活を防止するために最内層の生体触媒を含む水性懸濁液を冷却する必要がない。また、従来の製造方法によって得られる３層構造を有するシームレスカプセルでは径を小さくすることに限界があったが、本発明の外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセルは、２層のシームレスカプセルを基礎にするため、安定してより小さい径にすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のシームレスカプセルは、特定の内層および外層を有する２層のシームレスカプセルを、水性液状物に浸漬させることによって得られる。本発明のシームレスカプセルは、外層−油層−水層の偽三層構造を有する。
【００２３】
（２層のシームレスカプセル）
本発明に用いられる２層のシームレスカプセルは、生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物でなる内層、および水透過性基材を含む皮膜組成物でなる外層で構成される。
【００２４】
（１）内層（懸濁組成物）
内層は、生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物でなる。生体触媒は特に制限されない。水性液状物の存在下、すなわち外層−油層−水層の偽三層構造において、反応が活性化されるものであればよく、例えば、バイオリアクタなどの反応素子として用いられるものが挙げられる。具体的には、酵素、微生物（乳酸菌など）、動物細胞（ランゲルハンス島、脂肪細胞など）、植物細胞（脱分化カルスなど）、植物組織（不定胚、不定芽、多芽体、茎頂、生長点、プロトコルム様体、不定根、毛状根など）などが用いられる。生体触媒は、単独で用いてもよいし、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
生体触媒は、例えば、生体触媒が粉末形態（酵素、菌体粉末など）の場合、懸濁組成物中に０．００１〜３０質量％、好ましくは０．０１〜２０質量％の割合で含まれる。生体触媒が微生物、動物細胞、植物細胞、植物組織などの生きた細胞の場合、懸濁組成物中に１cells/mL〜５×１０１１cells/mL、好ましくは１×１０３cells/mL〜１×１０１１cells/mL程度含まれる。
【００２６】
油性物質は、２層のシームレスカプセル製造時において液状のものであればよく特に制限されない。生体触媒の失活を防止する観点から、−３０℃〜６０℃の融点を有する油性物質を用いることが好ましい。このような油性物質としては、例えば、オリーブ油、ホホバ油、コーン油、ナタネ油、豚脂、牛脂、鯨油、ヒマシ油、大豆油、米油、米胚芽油、ヤシ油、パーム油、カカオ油、アボガド油、マカデミアナッツ油、スクワラン、ミンク油、タートル油、炭素数が８〜３０の炭化水素類、ミツロウ、カルナウバロウ、ライスワックス、ラノリン、流動パラフィン、ワセリン、炭素数が４〜３０の脂肪酸、炭素数が４〜３０の脂肪酸とショ糖とのエステル（ショ糖脂肪酸エステル）、炭素数が４〜３０の脂肪酸とグリセロールとのエステル（脂肪酸モノグリセリド、脂肪酸ジグリセリド、または脂肪酸トリグリセリド）、炭素数が４〜３０の脂肪族アルコール、炭素数が４〜３０の脂肪酸と炭素数が４〜３０の脂肪族アルコールとのエステルなどが挙げられる。上記炭化水素類、脂肪酸グリセリド、ショ糖脂肪酸エステル、または脂肪酸を構成する脂肪酸は、飽和脂肪酸および不飽和脂肪酸のいずれであってもよい。脂肪族アルコールを構成する炭化水素基についても飽和炭化水素基および不飽和炭化水素基のいずれであってもよい。油性物質は、単独で用いてもよいし、あるいは２種以上組合せて用いてもよい。油性物質の粘度または密度は、特に制限されず、適度に調整され得る。
【００２７】
油性物質として、炭素数が４〜３０の脂肪酸とグリセロールとのエステル（特に脂肪酸トリグリセリド）またはそれらを含む油脂類を用いる場合、２層のシームレスカプセル調製後に油脂類を分解する目的で、上記内層（懸濁組成物）中にリパーゼを加えることも可能である。２層のシームレスカプセルを水に浸漬すると、カプセルが膨潤し、それによりカプセル内部に水が透過される。この透過された水がリパーゼを活性化し、油脂類を分解する。そしてこの油脂類分解物は、透過された水に溶解してカプセル内部から外部に放出され得る。そのため、カプセル内部の油脂の体積が減少するとともに、その分、水性液状物を容易に、カプセル内部に取り込むことができ、生体触媒と水性成分（基質）との接触をより効率的にすることができる。
【００２８】
上記懸濁組成物は、上記生体触媒を上記油性物質に懸濁することによって得られる。懸濁方法は、攪拌などの当業者が通常用いる方法が用いられる。
【００２９】
（２）外層（外層組成物）
外層は、水透過性基材を含み、必要に応じて、その他の成分を含み得る皮膜組成物でなる。そのため、外層は水性液状物を透過し、かつ得られる２層のシームレスカプセルを水性液状物に浸漬した場合に、カプセル内部に水性液状物が取り込まれる程度の伸縮性を有する。水透過性基材は、好ましくはゲル化剤および光硬化性樹脂の少なくとも１種であり、これによって得られる皮膜は、水性液状物の透過性が高い。さらに、皮膜自体の水による膨潤は大きくないが、適度な伸縮性を有し、シームレスカプセル内部に水性液状物を容易に取り込むことができる。本明細書において、水性液状物とは、水または水性成分を含む水溶液を示す。水性成分とは、生体触媒の基質となり得る水溶性成分であり、生体触媒の種類に応じて適宜選択される。水性成分としては、例えば、培地成分（炭素源、窒素源、ミネラルなどを含む）が挙げられる。
【００３０】
（２−１）ゲル化剤
ゲル化剤としては、カラギーナン、寒天、グルコマンナン、アルギン酸、ゲランガム、ザンサンガム、ローカストビーンガム、ペクチン、サイリウムシードガム、グアーガム、ファーセレラン、アラビノガラクタン、アラビノキシラン、アラビアガム、デキストリン、変性デキストリン、デンプン、化工デンプン、プルラン、カルボキシメチルセルロース塩などの多糖類が挙げられる。好ましくは、カラギーナン、寒天、グルコマンナン、およびアルギン酸である。ゲル化剤は、皮膜組成物中に固形分濃度で、好ましくは０．１〜４０質量％、より好ましくは０．３〜３０質量％含有される。
【００３１】
（２−２）光硬化性樹脂
光硬化性樹脂は、光照射により引き起こされる反応により硬化する樹脂であり、通常、光重合性モノマー、光重合性オリゴマー、または光重合性モノマー若しくは光重合性オリゴマーの付加重合物が用いられる。光硬化性樹脂は、単独で用いてもよいし、あるいは２種以上組合わせて用いてもよい。光硬化性樹脂は、重合開始剤と組合わせて用いることが好ましい。
【００３２】
上記光重合性オリゴマーとしては、例えば、ラジカル重合により硬化する光重合性オリゴマーおよびカチオン重合反応により硬化する光重合性オリゴマーが挙げられる。光重合性オリゴマーの数平均分子量は、３００〜３０，０００、好ましくは５００〜２０，０００の範囲内である。
【００３３】
ラジカル重合により硬化する光重合性オリゴマーは、例えば、官能基として (メタ)アクリロイル基、ビニル基などを有する。例えば、ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレート系オリゴマー、エステル(メタ)アクリレート系オリゴマー、(メタ)アクリレート系オリゴマー、不飽和ポリエステル系オリゴマー、ポリエン・チオール系オリゴマー、およびケイ皮酸系オリゴマーが挙げられる。具体的には、ポリアルキレングリコールの両末端に光重合可能なエチレン性不飽和基を有する樹脂（ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルキル鎖の炭素数が４〜１０であるポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなど）、高酸価不飽和ポリエステル類、高酸価不飽和ポリエポキシド類、アニオン性不飽和アクリル樹脂類、カチオン性不飽和アクリル樹脂類、不飽和ポリアミド類などが挙げられる。上記用語「（メタ）アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートの少なくとも一方を示す。例えば、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートとは、ポリエチレングリコールジアクリレートおよびポリエチレングリコールジメタクリレートのうちの少なくとも一方を示す。
【００３４】
カチオン重合反応により硬化する光重合性オリゴマーは、例えば、官能基としてエポキシ基、ビニルエーテル基などを有する。例えば、エポキシ系オリゴマーおよびビニルエーテル系オリゴマーがある。
【００３５】
上記の光重合成性オリゴマーの中でも、特に、アクリレート系オリゴマー、不飽和ポリエステル系オリゴマー、ポリエン・チオール系オリゴマー、ケイ皮酸系オリゴマー、エポキシ系オリゴマー、およびビニルエーテル系オリゴマーが好ましく用いられる。
【００３６】
上記光硬化性樹脂のうち、特に水性媒体中に均一に分散するのに十分なイオン性又は非イオン性の親水性基、例えば水酸基、アミノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、エーテル結合などを含む樹脂が好適に用いられる。このような光硬化性樹脂は、例えば、特公昭５５−４０号公報、特公昭５５−２０６７６号公報、特公昭６２−１９８３７号公報などに開示されている。具体的には、１分子中に少なくとも２個のエチレン性不飽和結合を有する親水性樹脂化合物、高酸価不飽和ポリエステル類、高酸価不飽和エポキシド類、アニオン性不飽和アクリル樹脂、不飽和ポリアミドなどが好適に用いられる。これらの中でも１分子中に少なくとも２個のエチレン性不飽和結合を有する親水性樹脂化合物が好ましく用いられる。
【００３７】
上記１分子中に少なくとも２個のエチレン性不飽和結合を有する親水性樹脂化合物としては、ポリアルキレングリコールの両末端に光重合可能なエチレン性不飽和基を有する樹脂が挙げられる。例えば、（１）分子量４００〜６０００のポリエチレングリコールの両末端水酸基を、（メタ）アクリル酸２モルでエステル化したポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート類；（２）分子量２００〜４０００のポリプロピレングリコールの両末端水酸基を、（メタ）アクリル酸２モルでエステル化したポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート類；（３）分子量４００〜６０００のポリエチレングリコール１モルの両末端水酸基を、ジイソシアネート化合物（トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど）２モルでウレタン化し、さらに不飽和モノヒドロキシ化合物（（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートなど）２モルを付加した不飽和ポリエチレングリコールウレタン化物；および（４）分子量２００〜４０００のポリプロピレングリコール１モルの両末端水酸基を、ジイソシアネート化合物２モルでウレタン化し、さらに不飽和モノヒドロキシ化合物２モルを付加した不飽和ポリプロピレングリコールウレタン化物が挙げられる。
【００３８】
上記高酸価不飽和ポリエステル類としては、例えば、不飽和結合を有する多価カルボン酸と、多価アルコールとのエステル化により得られる、酸価が４０〜２００の不飽和ポリエステルの塩類などが挙げられる。
【００３９】
上記高酸価不飽和エポキシド類としては、例えば、酸価４０〜２００の不飽和エポキシ樹脂などが挙げられる。このような樹脂は、例えば、エポキシ樹脂と不飽和カルボキシル化合物（（メタ）アクリル酸など）との付加反応物を調製し、この付加反応物に残存するヒドロキシル基に、酸無水物を付加することによって得られる。
【００４０】
上記アニオン性不飽和アクリル樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル酸および（メタ）アクリル酸エステルのうちの少なくとも２種の（メタ）アクリル系モノマー由来であって、かつカルボキシル基、リン酸基および／またはスルホン酸基を有する共重合体に、光重合可能なエチレン性不飽和基を導入した樹脂などが挙げられる。
【００４１】
上記不飽和ポリアミドは、例えば、ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなど）とエチレン性不飽和ヒドロキシ化合物（アクリル酸２−ヒドロキシエチルなど）との付加物を、ゼラチンなどの水溶性ポリアミドに付加することにより得られる。
【００４２】
これらの光硬化性樹脂のうち、本発明において特に有利に使用し得るものは、ポリアルキレングリコールの両末端に重合可能なエチレン性不飽和基を有する樹脂であり、代表的には、関西ペイント株式会社からＥＮＴ−１０００、ＥＮＴ−２０００、ＥＮＴ−３４００、ＥＮＴ−４０００、ＥＮＴＧ−２０００、ＥＮＴＧ−３８００などの商品名で販売されている。
【００４３】
上記光硬化性樹脂は、皮膜組成物中に固形分として、好ましくは１０〜９９質量％、より好ましくは２０〜９０質量％、さらに好ましくは４０〜９０質量％含有される。
【００４４】
（２−３）その他の成分
皮膜組成物に含まれ得るその他の成分としては、例えば、ゲル化助剤、不飽和結合を有する水溶性化合物、重合開始剤、光増感剤、着色剤、および細孔形成剤が挙げられる。ゲル化剤を用いる場合には、ゲル化助剤を用いることが好ましい。光硬化性樹脂を用いる場合は、重合開始剤、特に光重合開始剤を用いることが好ましい。
【００４５】
ゲル化助剤は、ゲル化剤を含む皮膜の強度を高める目的で用いられる。ゲル化助剤は、ゲル化剤の種類に応じて適宜選択し得る。ゲル化助剤としては、例えば、ソルビトール、マンニトール、グリセリン、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グルコース、フルクトース、ガラクトース、アラビノース、マンノース、ラムノース、マルトース、ラフィノース、スクロース、エリスリトール、マルチトール、トレハロース、ラクトース、キシロースなどの水溶性多価アルコール、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩が挙げられる。ゲル化助剤は、単独で用いてもよく、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。特にゲル化剤として、アルギン酸、ゲランガム、ペクチン、またはカラギーナンが含まれる場合、ゲル化助剤として、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩などを併用することが好ましい。ゲル化助剤は、皮膜組成物中に固形分濃度で、好ましくは０．１〜３０質量％、好ましくは０．５〜２０質量％含有される。
【００４６】
不飽和結合を有する水溶性化合物は、光硬化性樹脂を含む皮膜の強度を高める目的で用いられる。光重合開始剤から発生する活性種に依存しない重合を抑制する観点から、特に８０℃以下で水性溶媒に溶解する物質が好ましく使用される。具体的には、イタコン酸、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロイルモルフォリン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、（メタ）アクリル酸塩などが挙げられる。不飽和結合を有する水溶性化合物は、単独で用いてもよいし、あるいは２種以上組合せて用いてもよい。不飽和結合を有する水溶性化合物は、皮膜組成物中に固形分濃度で０．０１〜３０質量％、好ましくは０．１〜２５質量％含まれる。
【００４７】
重合開始剤は特に制限されないが、光重合開始剤が好適に用いられる。光重合開始剤は、光照射によって重合開始種を発生し、重合または架橋反応を促進させる化合物である。その代表的な例としては、ベンゾイン、アセトイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、キサントン、クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ナフトール、アントラキノン、ヒドロキシアントラセン、アセトフェノンジエチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチルフェニルプロパン、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリフルオロカーボンスルホニウム塩などが挙げられる。重合開始剤は、単独で用いてもよいし、あるいは２種以上組合わせて用いてもよい。重合開始剤は、皮膜組成物中に固形分濃度で０．００１〜２０質量％、好ましくは０．１〜１０質量％含まれる。
【００４８】
光増感剤は、水透過性基材として光硬化性樹脂を用いる場合に含有される。光増感剤としては、例えば、ルテニウム錯体、ポルフィリン系化合物などが挙げられる。このような光増感剤により可視光領域に十分な感度が付与される。
【００４９】
着色剤は、特に制限されず、必要に応じて、天然着色料、合成着色料などが適宜用いられる。
【００５０】
細孔形成剤としては、例えば、澱粉、化工澱粉（アルキル化澱粉、エーテル化澱粉など）、平均分子量１０００以上のデキストリン、セルロース、タンパク質などの高分子が挙げられる。細孔形成剤は、得られるシームレスカプセルの膜透過性をさらに高める目的で用いられる。例えば、カプセル形成後、酵素処理、酸、アルカリ処理などにより細孔形成剤を皮膜から除去（例えば、高分子を切断、分解、溶解する）ことによって、カプセル皮膜に孔を形成すること、あるいは存在する孔の径を大きくすることができ、膜透過性の高いカプセルを得ることができる。
【００５１】
（３）２層のシームレスカプセルの調製
上記２層のシームレスカプセル（図１（ａ））は、例えば、同心二重ノズルを備えるカプセル製造装置を用いた液中滴下法、具体的には、最内側から第１ノズルおよび第２ノズルを有する同心二重ノズルを備えるカプセル製造装置を用い、該第１ノズルから、生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物を、そして該第２ノズルから水透過性基材を含む皮膜組成物を同時に液中に押出す工程を包含する方法などにより調製される。液としては、液状の油性物質（液状油）、例えば、０〜４０℃で液体の上述の油性物質などが用いられる。この液は、好ましくは冷却して用いられる。
【００５２】
２層のシームレスカプセルは、例えば、図２に示す製造装置を用いた液中滴下法によって製造される。この装置においては、定常速度で流下するキャリア流体２（液状油）中に、同心二重ノズル１が吐出口を下向きにして配置されている。封入すべき内容物３２（生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物）をこの同心二重ノズル１における最も内側のノズル（内側ノズル１１）から、そして外層組成物（皮膜組成物）３１を外側のノズル（外側ノズル１２）からそれぞれ同時に一定速度で液中に押出す（射出する）と、キャリア流体２と外層組成物３１との間に作用する界面張力によって、２層構造のジェットが形成される。ジェットは、その後、球状の液滴となる。得られるシームレスカプセルのサイズの均一性を高める点で、このジェット流に振動を加えてもよい。
【００５３】
次いで、液滴の表面に皮膜を形成させるために、キャリア流体２中の液滴を冷却する、あるいはキャリア流体２中で、あるいはキャリア流体２を分離した状態で液滴に光照射する。皮膜組成物中にゲル化剤を含む場合は、冷却すると、ゾルゲル転移により皮膜が形成される。他方、皮膜組成物中に光硬化性樹脂を含む場合は、光照射することにより皮膜が形成される。ゲル化剤として、アルギン酸、ゲランガム、ペクチン、またはカラギーナンを用いる場合、二価またはそれ以上の金属イオン溶液に滴下してもよい。このようにして、２層のシームレスカプセル３が得られる。
【００５４】
皮膜組成物中にゲル化剤を含む場合、固化温度を−１０〜３０℃、好ましくは０〜２０℃の範囲内に設定する。
【００５５】
皮膜組成物中に光硬化性樹脂を含む場合、光硬化性樹脂の硬化に必要な活性光線の波長は、一般に約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内であり、このような波長の光を発する光源を用いて照射を行うのが有利である。そのような光源としては、水銀灯、蛍光灯、キセノンランプ、カーボンアーク灯、メタルハライド灯などが挙げられる。上述の皮膜組成物中に光増感剤が含有されていると、可視光領域に十分な感度が付与される点で好ましい。光硬化性樹脂の種類によっては紫外領域の短波長の活性光線を用いて硬化させることもできる。照射時間は光源の強さや距離により異なるが、一般には０．０５秒間〜１０分間、好ましくは０．５秒間〜２分間の範囲である。
【００５６】
２層のシームレスカプセルの粒径範囲は、通常０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ〜８ｍｍである。調製後のカプセルは、その用途により、未乾燥でカプセル中の水分を残存させたまま使用してもよいし、あるいは常圧または真空乾燥法により乾燥させてから使用してもよい。
【００５７】
２層のシームレスカプセルは、継ぎ目がなく、サイズや皮膜の厚みが均一である。２層のシームレスカプセルは、着色剤などの種々の添加剤を含む皮膜組成物を用いることにより、従来のカプセルと同様に、所望の特徴を有するカプセルを調製することができる。
【００５８】
（本発明のシームレスカプセル）
本発明のシームレスカプセルは、上記２層のシームレスカプセルを、水性液状物に浸漬させることによって得られる。水性液状物としては、例えば、上述のような水、あるいは液体培地などの水性成分を含む水溶液が用いられる。水性液状物の量は、シームレスカプセルが浸漬できる量であればよく特に制限されない。浸漬条件についても、特に制限されない。シームレスカプセルに含まれる生体触媒の失活を防止する観点から、例えば、４〜６０℃にて１時間〜６０日間で行われる。効率的に水性液状物を封入できる点で攪拌することが好ましい。
【００５９】
本発明のシームレスカプセルの製造例として、２層のシームレスカプセルを水性液状物に浸漬させたときのカプセルの状態変化を図３に示す。図３（ａ）の乾燥した２層のシームレスカプセルを、例えば、常温（約２０℃）の水に約２０分間程度浸漬させると、図３（ｂ）のような窪みを有する球状のカプセルが形成される。これは、外層（皮膜）の一部が伸縮することによって、水性液状物がカプセル内部に取り込まれ、カプセル内で水性液状物の層が形成されていることを示す。さらに浸漬を続けると（例えば、６時間浸漬）、この外層の皮膜がさらに膨潤し、カプセルの窪みが徐々になくなり、図３（ｃ）に示すような球状のシームレスカプセルとなる。このシームレスカプセルは、例えば、内層を構成する油性物質を着色料などで着色しておくと、球状のシームレスカプセル中に、図１（ｂ）に示すような球状の着色層が形成される。したがって、本発明のシームレスカプセルが外層−油層−水層の偽三層構造を形成していることは明らかである。
【００６０】
本発明のシームレスカプセルは、生体触媒と水性液状物とが接触することによって、生体触媒が活性化し、有用物質が生産され得る。例えば、微生物などの生体触媒を封入した２層のシームレスカプセルを、液体培地に浸漬すると、カプセル内部に液体培地が取り込まれ、本発明のシームレスカプセルが得られる。このシームレスカプセル中においては、培地中の成分を微生物が資化することにより微生物が増殖し、さらに代謝産物（有用成分）が産生される。そしてこの代謝産物は外層を透過し、カプセル内部から外部に放出され得る。このように、本発明のシームレスカプセルをバイオリアクタとして用いることができる。
【００６１】
本発明のシームレスカプセルはまた、徐放性の薬剤として利用することができる。例えば、糖尿病を発症した患者に対して、ランゲルハンス島を封入したシームレスカプセルを投与すると、血糖値を長期間正常範囲に維持することが可能である。
【実施例】
【００６２】
（参考例１：皮膜（外層）の透過性の検証１）
皮膜組成物として、４０％ＥＮＴＧ−３８００（関西ペイント株式会社製）水溶液６０質量部、アセトイン０．６質量部、および０．５％ポバール（平均分子量約９，０００）水溶液２０質量部の混合物を準備した。油性物質として、大豆油１００質量部および流動パラフィン２０質量部の混合物を準備し、この油性物質に、平均分子量約１，０００のデキストリン２０質量部を懸濁し、懸濁組成物を調製した。
【００６３】
図２に示す同心二重ノズルを有するカプセル製造装置を準備し、キャリア流体として１５℃に冷却した植物油を循環させた。この装置の外側ノズルから皮膜組成物（外層組成物）を、そして内側ノズルから懸濁組成物を、形成される二層複合ジェットが一定速度（５４０ｍｍ／秒）となるように、キャリア流体中に射出し、液滴（シームレスカプセル）を得た。
【００６４】
キャリア流体中の液滴（シームレスカプセル）について、高圧水銀灯（波長３２０〜４００ｎｍ）を用いて紫外線を照射し、光硬化性樹脂（ＥＮＴＧ−３８００）を重合させた。得られたシームレスカプセルの粒径は４ｍｍであった。
【００６５】
得られたシームレスカプセル２０粒を５０ｍＬ容のビーカーに採取した。次いで、上記ビーカーに、蒸留水３０ｍＬを加えてシームレスカプセルを浸漬させ、２０℃にて２０時間攪拌し、水中のデキストリン濃度をフェノール・硫酸法を用いて経時的に測定した。結果を表１に示す。なお、攪拌終了時において、破れたシームレスカプセルはなかった。
【００６６】
【表１】
0005259253.tif 000002
【００６７】
表１の結果から明らかなように、水中のデキストリン濃度が経時的に増加していた。このことは、シームレスカプセル内部に存在する平均分子量約１，０００のデキストリンが、カプセル外部から皮膜（外層）を透過して侵入してきた水により溶解され、さらに皮膜を透過してカプセル内部から外部に拡散されたことを示す。
【００６８】
（参考例２：皮膜（外層）の透過性の検証２）
ポバールの代わりにポビドン（平均分子量約１，３００，０００）を用いて皮膜組成物を調製したこと、および平均分子量約１，０００のデキストリンの代わりに平均分子量約１２０，０００のプルランを用いて懸濁組成物を調製したこと以外は、実施例１と同様にして、粒径４ｍｍのシームレスカプセルを得た。さらに実施例１と同様にして、プルラン濃度の経時変化を測定した。結果を表２に示す。なお、攪拌終了時において、破れたシームレスカプセルはなかった。
【００６９】
【表２】
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【００７０】
表２の結果から明らかなように、水中のプルラン濃度が経時的に増加していた。このことは、シームレスカプセル内部に存在する平均分子量約１２０，０００のプルランが、カプセル外部から皮膜（外層）を透過して侵入してきた水により溶解され、さらに皮膜を透過してカプセル内部から外部に拡散されたことを示す。このような高分子であっても外層を透過することが可能である。
【００７１】
（参考例３：皮膜（外層）の透過性の検証３）
皮膜組成物として、４０％ＥＮＴ−３４００（関西ペイント株式会社製）水溶液８０質量部およびベンゾインイソブチルエーテル０．６質量部の混合物を準備した。油性物質として、大豆油１００質量部および流動パラフィン２０質量部の混合物を準備し、この油性物質に、平均分子量約１，０００のデキストリン２０質量部を懸濁し、懸濁組成物を調製した。
【００７２】
上記の皮膜組成物および懸濁組成物を、参考例１と同様にして、同心二重ノズルを有するカプセル製造装置を用いて射出し、液滴（シームレスカプセル）を得た。
【００７３】
この液滴（シームレスカプセル）について、高圧水銀灯（波長３２０〜４００ｎｍ）を用いて紫外線を照射し、光硬化性樹脂（ＥＮＴ−３４００）を重合させた。得られたシームレスカプセルの粒径は４ｍｍであった。さらにこのシームレスカプセルを乾燥させ、粒径３．５ｍｍの乾燥シームレスカプセルを得た。
【００７４】
得られた乾燥シームレスカプセル２０粒を１００ｍＬ容のビーカーに採取した。次いで、上記ビーカーに、蒸留水５０ｍＬを加えてシームレスカプセルを浸漬させ、２０℃にて６時間静置した。浸漬しているシームレスカプセル１０粒を取り出し、皮膜厚および粒径を測定し、それぞれの平均値を求めた。さらに得られた皮膜厚および粒径の測定値に基づいて皮膜体積を算出した。結果を表３に示す。
【００７５】
【表３】
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【００７６】
表３の結果から明らかなように、水浸漬後のシームレスカプセルは、水浸漬前のシームレスカプセルに比べて、皮膜厚および皮膜体積は大きく異ならないものの、粒径が大きく増加した。このことは、シームレスカプセルを水に浸漬させることによって、皮膜自体の水による膨潤が少なく、シームレスカプセル内部に水が移行していることを示す。
【００７７】
（実施例１）
乳酸菌（Lactococcus lactis subsp. lactis JCM 7638）を、大理石を含むデマン・ロゴサ・シャープ（ＭＲＳ）ブイヨン培地（オキソイド社製）を用いて３７℃にて１５時間静置培養した。得られた培養懸濁液の生菌数は、１．５×１０１０cfu／mLであった。なお、cfuは、colony forming unitの略語であり、生菌数を表す。この培養懸濁液を１０，０００ｘｇの条件下で４℃にて２０分間遠心分離し、得られた沈殿物を凍結乾燥して乳酸菌末を調製した。
【００７８】
８０℃に保持した２％寒天水溶液１８０質量部に、ＰＥＧ１０００（平均分子量約１，０００のポリエチレングリコール）２０質量部を添加して、皮膜組成物を調製した。他方、長鎖脂肪酸トリグリセリド８５質量部および蔗糖脂肪酸エステル１５質量部の混合物に、上記乳酸菌末を懸濁し、懸濁組成物を調製した。
【００７９】
図２に示す同心二重ノズルを有するカプセル製造装置を準備し、キャリア流体として９℃に冷却した植物油を循環させた。この装置の外側ノズルから皮膜組成物（外層組成物）を、そして内側ノズルから懸濁組成物を、形成される二層複合ジェットが一定速度（５５５ｍｍ／秒）となるように、キャリア流体中に射出し、粒径４ｍｍの２層のシームレスカプセルを得た。
【００８０】
キャリア流体（植物油）から分離し、滅菌生理食塩水で洗浄した２層のシームレスカプセル２０質量部を、ＭＲＳ液体培地（ｐＨ６．５、グルコース濃度０．３Ｍ）１００質量部を用いて１００ｃｐｍの条件下、３７℃にて振盪培養を行い、外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセルを得た。ＭＲＳ液体培地中の乳酸濃度およびグルコース濃度を経時的に測定した。乳酸濃度の測定には、Lactate assay kit（フナコシ社製）を用い、グルコース濃度の測定には、ソモジ・ネルソン法を用いた。結果を表４に示す。培養は最終的に４８時間行った。
【００８１】
【表４】
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【００８２】
表４の結果から明らかなように、培養が進むにつれて、ＭＲＳ液体培地中のグルコース濃度が減少し、乳酸濃度が増加した。
【００８３】
培養後、培養されたシームレスカプセル１０粒を採取し、水洗して培地を除去した後、各シームレスカプセルを破砕し、シームレスカプセル中の内容物の生菌数を、ＭＲＳ寒天培地（オキソイド社製）を用いて評価した。その結果、２．３×１０１０cfu／粒であった。この生菌数は、培養前（８．１×１０８cfu／粒）に比べて増殖していた。さらに、得られたシームレスカプセルの粒径は、４ｍｍから４．５ｍｍに増加していた。
【００８４】
他方、振盪培養に用いたＭＲＳ液体培地について、生菌数およびｐＨを測定した。その結果、生菌数は検出限界以下であり、ｐＨは４．０と培養前（ｐＨ６．５）に比べて低下していた。生菌数の結果から、乳酸菌がシームレスカプセルから漏れていないことがわかる。また、ｐＨの結果および表４の乳酸濃度の経時的な増加を考慮すると、乳酸菌により産生された乳酸がシームレスカプセルの皮膜を透過し、カプセル外部に放出されていると考えられる。
【００８５】
以上の結果から、本発明のシームレスカプセルは、バイオリアクタとして有用であることが示された。
【００８６】
（実施例２）
皮膜組成物として、４０％ＥＮＴ−３４００（関西ペイント株式会社製）水溶液６０質量部、ベンゾインイソブチルエーテル０．６質量部、および１％アクリロイルモルフォリン（株式会社興人製）水溶液２０質量部の混合物を準備した。油性物質として、大豆油１００質量部および流動パラフィン２０質量部の混合物を準備し、この油性物質に、圧搾パン酵母（オリエンタル酵母株式会社製）２０質量部を懸濁し、懸濁組成物を調製した。上記の皮膜組成物および懸濁組成物を、参考例１と同様にして、同心二重ノズルを有するカプセル製造装置を用いて射出し、液滴（２層のシームレスカプセル）を得た。
【００８７】
この液滴（２層のシームレスカプセル）について、高圧水銀灯（波長３２０〜４００ｎｍ）を用いて紫外線を照射し、光硬化性樹脂（ＥＮＴ−３４００）を重合させた。得られたシームレスカプセルの粒径は４ｍｍであった。
【００８８】
キャリア流体（植物油）から分離し、滅菌生理食塩水で洗浄した２層のシームレスカプセル２０質量部を、ＹＭ液体培地１００質量部（グルコース１０ｇ、酵母エキス２ｇ、麦芽エキス２ｇ、および大豆ペプトン２ｇを蒸留水１Ｌに溶解し、ｐＨ６．２に調整した培地）１００質量部を用いて１００ｃｐｍの条件下、３７℃にて４８時間振盪培養を行い、外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセルを得た。培養中、皮膜表面上から炭酸ガスの発生が観察された。
【００８９】
培養後、シームレスカプセル１０粒を採取し、水洗して培地を除去した後、各シームレスカプセルを破砕し、シームレスカプセル中の内容物の生菌数を、ＹＭ寒天培地（グルコース１０ｇ、酵母エキス２ｇ、麦芽エキス２ｇ、大豆ペプトン２ｇ、および寒天２０ｇを蒸留水１Ｌに懸濁してｐＨ６．２に調整し、１２１℃にて１５分間加熱後、放冷した固化した培地）を用いて評価した。その結果、９．３×１０８cfu／粒であった。この生菌数は、培養前（８．１×１０７cfu／粒）に比べて増殖していた。
【００９０】
他方、振盪培養に用いたＹＭ液体培地について、生菌数を測定した。その結果、生菌数は検出限界以下であった。
【００９１】
さらに、ＹＭ液体培地で培養されたシームレスカプセルを水洗して培地を除去した後、このシームレスカプセル５０質量部を、グルコース液体培地（グルコース５４ｇを０．１mol／Lのリン酸緩衝液（ｐＨ６．０）１Ｌに溶解して得た培地）を用いて２０ｃｐｍの条件下、３０℃にて振盪培養を行い、グルコース液体培地中のエタノール濃度およびグルコース濃度を経時的に測定した。エタノール濃度の測定は、ガスクロマトグラフィーにより以下の条件で行った。グルコース濃度の測定には、ソモジ・ネルソン法を用いた。結果を表５に示す。培養は最終的に４８時間行った。
【００９２】
（ガスクロマトグラフィーの条件）
内部標準：    アセトン
カラム：      内径３ｍｍおよび長さ２ｍのガラス製カラム
固定相：      ポリエチレングリコール１０００（１０％、６０〜８０mesh通過）
導入温度：    ２００℃
カラム温度：  １００℃
検出器：      水素炎イオン化検出器
検出器温度：  １５０℃
キャリアガス：窒素
流量：        ３０〜４０ｍＬ／分
【００９３】
【表５】
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【００９４】
表５の結果から明らかなように、培養が進むにつれて、グルコース液体培地中のグルコース濃度が減少し、エタノール濃度が増加した。酵母によりグルコースが消費され、エタノールが産生されたことがわかる。
【００９５】
（実施例３）
皮膜組成物として、４０％ノナ（エチレングリコール）ジアクリレート水溶液６０質量部、ベンゾインイソブチルエーテル０．６質量部、および３０％アクリル酸カルシウム水溶液２０質量部の混合物を準備した。これとは別に、マウスランゲルハンス島細胞をダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ）（Ｄｉｆｃｏ社製）にて８０％コンフルエントとなるまで培養し、トリプシン処理した後、５０００ｘｇの条件下４℃にて遠心分離を行った。油性物質として、大豆油６０質量部および流動パラフィン６０質量部の混合物を準備し、この油性物質に、得られたマウスランゲルハンス島細胞を５×１０３cells/mLとなるように懸濁し、懸濁組成物を調製した。上記の皮膜組成物および懸濁組成物を、参考例１と同様にして、同心二重ノズルを有するカプセル製造装置を用いて射出し、液滴（２層のシームレスカプセル）を得た。
【００９６】
この液滴（２層のシームレスカプセル）について、高圧水銀灯（波長３２０〜４００ｎｍ）を用いて紫外線を照射し、光硬化性樹脂（ノナ（エチレングリコール）ジアクリレート）を重合させた。得られたシームレスカプセルの粒径は４ｍｍであった。
【００９７】
体重２０ｇのＤＤＹ系マウス（雄、６週齢）に２００ｍｇ／ｋｇのストレプトゾトシンを腹腔内投与した。その後、マウスの血糖値を測定したところ、４２２ｍｇ／ｄＬであり、糖尿病（血糖値３００ｍｇ／ｄＬ以上）を発症していることを確認した。
【００９８】
次いで、血糖値を測定してから３日後に、糖尿病マウスの腹腔内に上記ランゲルハンス島が封入されたシームレスカプセルを移植した。所定期間ごとに血糖値を測定した。結果を表６に示す。
【００９９】
【表６】
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【０１００】
表６の結果から、糖尿病マウスにシームレスカプセルを移植すると、長期間にわたり血糖値が正常値を示しており、糖尿病の治療効果が認められた。移植されたシームレスカプセルを摘出すると、外層−油層−水層の偽三層構造を有していた。なお、試験期間において、シームレスカプセルに対する拒絶反応は観察されなかった。
【０１０１】
（比較例１）
皮膜組成物として、４０％ＥＮＴＧ−３８００（関西ペイント株式会社製）水溶液６０質量部、ベンソインイソブチルエーテル０．６質量部、１％アクリロイルモルフォリン（株式会社興人製）水溶液２０質量部、および実施例１で得られた乳酸菌凍結乾燥菌末２０質量部の混合物を準備した。
【０１０２】
図２に示す同心二重ノズルを有するカプセル製造装置を準備し、キャリア流体として９℃に冷却した植物油を循環させた。この装置の内側ノズルから皮膜組成物（外層組成物）を、ジェットが一定速度（５５５ｍｍ／秒）となるように、キャリア流体中に射出し、粒径４ｍｍのビーズを得た。
【０１０３】
キャリア流体（植物油）からビーズを分離し、滅菌生理食塩水で洗浄した。得られたビーズ１０粒を破砕し、生菌数を、ＭＲＳ寒天培地を用いて評価したところ、３．５×１０９cfu／粒であった。このビーズ２０質量部を、ＭＲＳ液体培地（ｐＨ６．５、グルコース濃度０．３Ｍ）１００質量部中にいれ、１００ｃｐｍの条件下、３７℃にて４８時間振盪培養を行った。
【０１０４】
培養後、培養されたビーズ１０粒を採取し、水洗して培地を除去した後、各ビーズを破砕し、ビーズ中の生菌数を、ＭＲＳ寒天培地を用いて評価した。その結果、生菌数は、９．１×１０９cfu／粒であり、培養前（３．５×１０９cfu／粒）に比べて増殖していた。また、倍地中の生菌数も評価したところ、５．５×１０７cfu／ｍＬであった。この結果は、ビーズ外部に乳酸菌が漏出していることを示す。
【０１０５】
以上の実施例および比較例の結果から明らかなように、本発明のシームレスカプセルは、バイオリアクタとして有用であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の外層−油層−水層の偽三層構造を有するシームレスカプセルは、酵素、生細胞などの生体触媒を油性物質に懸濁した懸濁組成物でなる内層、および水透過性基材を含む皮膜組成物でなる外層の２層で構成されるシームレスカプセルを、水性液状物で浸漬させることによって得られる。２層のシームレスカプセルは、内層において、生体触媒が油性物質に懸濁されているため、生体触媒が長期間安定である。さらに水性液状物を透過する外層により、生体触媒を外部に透過させることなく、水性液状物のみをカプセルの内外に透過させることが可能である。したがって、この２層のシームレスカプセルを水性液状物に浸漬させた場合に、水性液状物がカプセル内部（内層）に取り込まれ、水性液状物の層が形成され、その結果、外層−油層−水層の偽三層構造が形成される。そしてカプセル内部の生体触媒は、この取り込まれた水性液状物によって活性化され、有用物質を生産する。例えば、微生物（生体触媒）を封入したシームレスカプセルを液体培地に浸漬させることによって、微生物をカプセル内部に固定化しつつ、液体培地をカプセル内部に取り込み、そして微生物が産生した代謝産物（有用成分）をカプセル内部から外部に放出することが可能である。このように、本発明のシームレスカプセルは、バイオリアクタとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】シームレスカプセルの断面模式図である。
【図２】本発明のシームレスカプセルを製造するためのカプセル製造装置の一例を示す模式図である。
【図３】本発明のシームレスカプセルの製造過程におけるカプセルの状態変化を示す写真である。
【符号の説明】
【０１０８】
１    同心二重ノズル
２    キャリア流体
３    シームレスカプセル
１１    内側ノズル
１２    外側ノズル
３１    外層組成物
３２    内容物
【図１】
0005259253.tif 000008
【図２】
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【図３】
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