[发明专利]纤维素酶的制造方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过将来源于丝状菌的纤维素酶成分进行膜分离·浓缩来制造纤维素酶的制造方法及其装置。

背景技术

作为生物质资源，存在淀粉、纤维素等多糖，已知通过将这样的多糖进行酶水解来制造葡萄糖、木糖等单糖的方法。通过这样的多糖的分解而得的糖液作为微生物培养的碳源而被广泛使用。特别是作为水解纤维素的酶已知纤维素酶。作为生产这样的纤维素酶的微生物已知丝状菌。丝状菌通过设定为诱导生产纤维素酶的培养条件，而作为细胞外酶产生大量的纤维素酶。作为这样的丝状菌，存在曲霉属、腐质霉属、毛霉属、木霉属和枝顶孢霉属等的丝状菌，在纤维素酶的生产中被广泛使用。

来源于丝状菌的纤维素酶中存在显示各种底物特异性的酶成分。具体地，存在作用于纤维素的结晶区域的纤维二糖水解酶、从纤维素分子链内部开始作用而降低分子量的内切葡聚糖酶、作用于水溶性寡糖或者纤维二糖的β-葡糖苷酶、和作用于半纤维素的半纤维素酶等。已知通过这样的底物特异性不同的各酶成分协同作用于纤维素纤维，而进行有效的纤维素分解(参照非专利文献1)。另外，已知作为这样的来源于丝状菌的纤维素酶的各酶成分存在分子量大小不同的成分，其范围为20～100kDa。

对于来源于丝状菌的纤维素酶，与一般的酶同样地，使用超滤膜进行膜分离·浓缩的方法是公知的。例如，已知从丝状菌等的微生物培养物或者使用了纤维素酶的纤维素水解物中，使用超滤膜将纤维素酶进行膜分离·浓缩，并分离回收的方法(参照专利文献1～3)。作为这样的通过超滤膜而进行膜分离·浓缩的前工序的处理，提出了使用例如陶瓷自旋过滤器(参照专利文献2)、20～200μm孔径的无纺布(参照专利文献3)等，从微生物培养物或者纤维素水解物中预先除去纤维素酶水溶液所含的固体物质的方法。但是，为了将纤维素酶的各成分进行膜分离·浓缩，一般使用具有足以阻挡具有与应回收的纤维素酶成分相当的分子量的细孔径·截留分子量的超滤膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:WO2007/034999号

专利文献2:日本特开2010-221136号公报

专利文献3:日本特开2009-240167号公报

非专利文献

非专利文献1:セルロースの辞典、第6章セルロースの生分解(セルロース学会编集、2000年)。

发明内容

发明要解决的课题

在现有的使用了超滤膜的丝状菌纤维素酶的膜分离·浓缩中，超滤膜的结垢和纤维素酶成分的失活或者凝集是课题。另外，该课题的结果是超滤膜的过滤处理速度变得非常慢，或者由超滤膜得到的纤维素酶活性降低。

于是，本发明的目的是鉴于上述现有技术的课题，提供使用超滤膜而将来源于木霉属菌的纤维素酶成分有效地进行膜分离·浓缩的方法、以及该方法的装置。

用于解决课题的方法

本发明者为了实现上述目的而完成了以下的[1]～[7]的发明。

[1]纤维素酶的制造方法，包括以下的工序(1)～(3)，

工序(1)：使来源于丝状菌的纤维素酶水溶液通过截留分子量100,000～200,000的超滤膜进行过滤，得到透过液，同时作为非透过液得到浓缩酶液，

工序(2)：使工序(1)所得的透过液进一步通过截留分子量5,000～50,000的第2超滤膜进行过滤，作为非透过液得到第2浓缩酶液，

工序(3)：将工序(1)和(2)所得的浓缩酶液混合，得到来源于丝状菌的纤维素酶。

[2]根据[1]所述的纤维素酶的制造方法，丝状菌是木霉属菌。

[3]根据[1]或[2]所述的纤维素酶的制造方法，在工序(1)中，将来源于丝状菌的纤维素酶水溶液调整为pH值2.6～5.4或pH值8.6～9.4。

[4]根据[1]～[3]的任一项所述的纤维素酶的制造方法，来源于丝状菌的纤维素酶水溶液是丝状菌培养液或使用了来源于丝状菌的纤维素酶的含纤维素的生物质的水解物。

[5]根据[1]～[4]的任一项所述的纤维素酶的制造方法，来源于丝状菌的纤维素酶水溶液包含选自纤维二糖水解酶、内切葡聚糖酶和木聚糖酶中的1种以上酶成分。

[6]根据[1]～[5]的任一项所述的纤维素酶的制造方法，来源于丝状菌的纤维素酶水溶液的温度为15～35℃的温度范围。