161526. lajstromszámú szabadalom • Enzimtartalmú készítmény és eljárás előállításukra
161526 ián u^ranis várható volt, hogy emulgált enzimkészítményeket tartalmazó polimerek csak nehézségek árán fonhatok meg, sőt ezek megfonása megvalósíthatatlan műszaki feladatot jelent, vagy olyan szálak előállítását eredményezi, amelyek mechanikai szempontból még az itt megkívánt célra is alkalmatlanok. Várható volt továbbá, hogy ipari méretben történő előállításnál speciális berendezésekre vagy műveletekre van szükség. Ezzel ellentétben a gyakorlatban bebizonyosodott az, hogy magas koncentrációban enzimkészítményeket tartalmazó emulziók jó fonási tulajdonságokkal szálakká átalakíthatók, és így valamivel gyengébb mechanikai tulajdonságokkal rendelkező műszálakat lehetett előállítani, mint enzimkészítményeket nem tartalmazó polimeroldatok megfonása esetén. A találmány szerinti eljárásban felhasználható polimerekkel szemben különböző követelményeket támasztunk. Ezek a követelmények a következők: Első alapfelvétel az, hogy a polimereknek az enzim stabilitását biztosító hőmérsékleten oldott állapotban kell lennie olyan oldószerben, amelyik az enzim feloldására vagy diszpergálására használt oldószerrel egyáltaSán nem elegyedik. Mivé az enzimet általában vizes oldatban használjuk, így az oldószereket előnyösen a vízzel aem elegyedő oldószerek közül választjuk emulzió képzése céljából. A polimer oldószerének az enzimmel szemben inersnek kell lenni, vagyis az enzimre kedvezőtlen hatást nem gyakorolhat. A felhasznált polimer továbbá az enzimre dezaktiváló hatást nem fejthet ki. Nedves megfonás esetén a felhasznált koagulálószert is az enzim feloldására vagy diszpergálására használt oldószerrel szemben előnyösen nem elegyedőnek választjuk, ezenkívül a koagulálószer az enzim stabilitását nem ronthatja. A koaguláló fürdő összetétele tág határok között változtatható, mindenképpen előnyös azonban, hogyha a polimer oldószeres oldatának koncentrációját a koaguláló fürdőben 50% alatti értékre állítjuk be. A koaguláló fürdő hőmérséklete nincs korlátok közé szorítva, előnyösen azonban 0 °C és 80 °C közötti hőmérsékleten dolgozunk. Ha a száraz megfonási eljárást választjuk, akkor a tapasztalatok szerint az enzim inaktiválási hőmérsékleténél magasabb megfonási hőmérsékletet is beállíthatunk. Ez főként annak a ténynek tudható be, hogy az enzimtartalmú szálkészítménynek magas hőmérsékleten való tartózkodása rendkívül rövid. A találmány szerinti szálas vagy szálszerű szerkezetek tetszés szerinti alakban, előnyösen pedig motring vagy elemi szálköteg alakjában használhatók fel. Az enzimek beépítésére használt polimerek közül a következőket említjük: nitrált, észterezett vagy éterezett cellulózpolimerek, hutadién, izoprén, akrilnitril, akritátok, metakrilátok. vinilészterek, vinilklorid, vinilidénklorid, sztirol, polimerjei és kopolimerjei, továbbá poliamidok, polivinil butirál és hasonló polimerek, valamint az említett polimerek keverékei. A szál alakú polimerbe tetszés szerinti enzim beépíthető, ezek közül a következőket említjük! s ureáz, invertáz, laktáz, ribonukleáz, transzaiul* názok, glukóz-oxidáz, kataláz, argináz, papain, karboxi-peptidáz, glukoamiláz stb. Az enzimeket általában vizes oldatban használjuk, így a polimer oldószereként előnyösen víz-IQ zel nem elegyedő típusokat választunk. így pl; polimerek oldószereként halogénezett szénhidrogének, pl. metilénklorid, széntetraklorid, kloroform, aiifás szénhidrogének mint pentán, hexán, heptán, izooktán, aromás szénhidrogének mint 15 benzol, toluol, xilol, szénhidrogénkeverékek mint petroléter, éterek, mint dietiléter vagy izo.butil-és izopropil-éter, észterek mint n-butilacetát, izobutil-acetát, izoamil-acetát, metilpropionát., izobuti£propionát,izoamilformiát, végül ketonok 20 mint ciklohexanon használhatók. A szálakba beépített enzimek a találmány szerint szakaszos vagy folyamatos eljárásokkal végzett enzimatikus reakciók katalizátoraként használhatók fel. 25 Lehetséges olyan eljárásmód, hogy a szálakba két vagy több különböző,! egymással ellentétes hatású enzimet építünk be a kívánt reakció lefolytatása céljából. Másfelől egyes reakciókban két vagy több különböző enzimet tartalmazó szá-3" lat használunk, ezek a szálak egyidejűleg vagy különböző egymást követő műveletekben használhatók fel, így az első lépésben képzett reakciótermékek a következő lépésekben további átalakításoknak vethetők alá. A találmány szerinti új készítmények előnye abban is mutatkozik, hogy a kívánt mértékű konverzió valósítható meg és a reak"; " h'H-p 1 en megszakítható azáltal, ha az enzimtartalmú szerkezetet a reakciótérből eltávolítjuk. A találmány szerinti készítmények további előnye, hogy ez a rendszer alkalmas a beépített enzim védelmére a mikroorganizmusok elbontó hatásával szemben, amelyek a reakciótérben fej.- lödnek ki vagy már eleve jelen lehetnek, továbbá ha a szálas szerkezet használat közben mikroorganizmusokkal szennyeződik, akkor a szenynyeződés megfelelő mosás és sterilező műveletek segítségével eltávolítható. 50 A találmány szerinti emulziók megfonás előtti szerkezetét és az előállított szálak szerkezetét a csatolt ábrákon szemléltetjük. Az 1. ábra cellulóz-triacetát és ureáz vizes oldatának emulzióját nagyított méretben ábrá-55 zolja. A 2. és 3. ábra nagyított méretben a szálak hossz- és keresztmetszetét mutatja. Az 1', 2' és 3' ábra az 1, 2 és 3 ábrához hasonlóan a cellulóz-triacetátból és invertázból ka-60 pott terméket ábrázolja. A k'sérleti tapasztalatok alapján, ha a találmány szerinti szálas szerkezetek felhasználásával folyamatos enzimatikus reakciókat végzünk, akkor a szálak felületén baktériumtelepek és 65 különböző típusú lerakódások (szervetlen sók,, 40 3
