JP2000270890A - マンノース又はマンノース含有飼料の製造方法 - Google Patents

マンノース又はマンノース含有飼料の製造方法

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JP2000270890A
JP2000270890A JP11077602A JP7760299A JP2000270890A JP 2000270890 A JP2000270890 A JP 2000270890A JP 11077602 A JP11077602 A JP 11077602A JP 7760299 A JP7760299 A JP 7760299A JP 2000270890 A JP2000270890 A JP 2000270890A
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mannose
mannan
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Junya Tanaka
順也 田中
Genichi Yoshikawa
源一 吉川
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マンノースを容易かつ安価に製造することの
できるマンノースの製造方法及びマンノース含有飼料の
製造方法を提供する。 【解決手段】 マンナンを含有する培地でマンナン分解
酵素産生能を有する微生物を培養してマンナン分解酵素
を発現させた後、培養物の温度を制御して、発現させた
マンナン分解酵素の作用によって培地中のマンナンから
マンノースを遊離させることを特徴とするマンノースの
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はマンノース又はマン
ノース含有飼料の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】マンノースは、飼料へ有害細菌の感染を
防止するために添加されたり、食品に用いられたり、あ
るいはマンニトールなどの医薬品合成原料などとして多
岐にわたって用いられている。
【0003】従来マンノースは、モリブデン酸を触媒と
してグルコースから製造する方法や、フラクトースにマ
ンノースイソメラーゼを作用させることにより製造する
方法が知られている。また、木材、こんにゃく等に含ま
れるグルコマンナンやグァーガムなどに含まれるガラク
トマンナンを酸分解や酵素分解することにより製造され
ている。
【0004】これらの方法のうち、モリブデン酸を触媒
とする方法では、操作が煩雑であるうえ、有機合成法で
あるので、合成したマンノースを食品等の用途に利用す
るのは安全性の観点から難しいという問題点がある。ま
た、マンノースイソメラーゼを作用させる方法では、安
価なフラクトースを原料としているものの、マンノース
の収量が低いという欠点があり、マンノースを安価に製
造するという観点からも、十分な製造方法とは言えない
のが現状である。一方、マンナンを酸分解する方法で
は、その特有の反応条件によって生じる高いコストがマ
ンノースを安価に製造する上での大きな問題点であり、
マンナンを酵素分解する方法は、製造に必要なマンナン
分解酵素の生産とマンノース遊離の酵素反応が別々の系
で行われているため、それに伴うコストといった点にお
いて更なる改善の余地がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マンノース
をより安価かつ容易に製造することのできるマンノース
又はマンノース含有飼料の製造方法を提供することを目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討の結果、マンナンを含有する
培地で微生物を培養することにより、温度制御のみで、
マンノースを製造することができることを見出し、本発
明を完成するに至った。
【0007】すなわち第1の発明は、マンナンを含有す
る培地でマンナン分解酵素産生能を有する微生物を培養
してマンナン分解酵素を発現させた後、培養物の温度を
制御して、発現させたマンナン分解酵素の作用によって
培地中のマンナンからマンノースを遊離させることを特
徴とするマンノースの製造方法を要旨とするものであ
る。また、第2の発明は、マンナンを含有する培地でマ
ンナン分解酵素産生能を有する微生物を培養してマンナ
ン分解酵素を発現させた後、培養物の温度を制御して、
発現させたマンナン分解酵素の作用によって培地中のマ
ンナンからマンノースを遊離させ、得られた処理物を乾
燥させることを特徴とするマンノース含有飼料の製造方
法を要旨とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられるマンナン分解酵素産生能を有する微
生物としては、マンナナーゼ(マンナーゼ)、マンノシ
ダーゼ等のマンナンを分解してマンノースを遊離する酵
素を産生する微生物であれば特に限定されるものではな
く、枯草菌(バチルス・サブチルス)、糸状菌(アスペ
ルギルス・アキュレエイタンス、アスペルギルス・アワ
モリ、アスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・ウサ
ミ、フミコラ・インソレンス、トリコデルラ・ハルジア
ヌム、トリコデルラ・コニンギ、トリコデルラ・ロンギ
ブラキアツム、トリコデルラ・ビリデ)、担子菌(コル
チキウム、ピクノポルス・コッキネウム)等が挙げられ
る。これらの微生物の中でもアスペルギルス属の菌はマ
ンナン分解酵素産生能が高いために好ましく、特にアス
ペルギルス・ニガー(IFO6661、IFO4417、IFO31012、IF
O8541、IFO31125)が好ましい。
【0009】また、このような微生物の培養及びマンノ
ースの遊離反応に用いられる培地としては、マンナンを
含有するものであれば特に限定されるものではなく、マ
ンナンとしては、特に精製されたものである必要はな
い。具体的にマンナンとしては、椰子油抽出残さ粉砕物
であるコプラミール、ツクネイモマンナン、ヤマイモマ
ンナン、ローカストビーンガム、ソイビーンフル、タム
ソンガム、グァーガム、コンニャクイモなどが挙げられ
る。培地中のマンナンは、微生物の培養(酵素製造)段
階には、炭素源として、マンノースの遊離反応の段階に
は、反応の基質となる。
【0010】培地中のその他の成分としては、窒素源
(酵母エキス、ペプトン、肉エキス、コーンスティープ
リカー、大豆粕などの有機窒素源;硫安、尿素、硝酸ア
ンモニウムなどの無機窒素源)の他、無機塩(鉄、マグ
ネシウム、カルシウム、カリウムなどの硫酸塩、リン酸
塩、塩酸塩など)などを添加してもよい。また、培地
は、液体、固体どちらであってもよい。培地中のマンナ
ンの含有量としては、0.2〜80重量%が好ましく、
特に1〜60重量%が好ましい。
【0011】本発明においては、このような培地に、マ
ンナン分解酵素産生能を有する微生物を接種して、ま
ず、微生物の至適生育温度付近にて、好気的に培養する
ことにより、培地中にマンナン分解酵素を発現させ、次
に、培養温度をマンナン分解酵素の至適温度付近に設定
することで、マンナンからマンノースを遊離させる。
【0012】酵素を発現させるときの温度としては、用
いた微生物の至適温度付近であることが好ましく、20
〜40℃が好ましい。また、培養時間としては、24〜
96時間が好ましい。また、マンノースを遊離させる際
の温度としては、酵素の作用適温であることが好まし
く、さらに、酵素が失活しない温度であって、微生物の
増殖を抑制する温度とすることが望ましい。具体的に
は、45〜90℃、好ましくは50〜80℃、さらに好
ましくは65〜70℃がよい。反応時間は菌体から発現
した酵素量に依存するが、通常3〜24時間に設定する
のが作業上好ましい。
【0013】また、マンノースの生成量を増大させるた
めに、酵素反応の温度設定に切り替える際に、pH調整
のために酸を添加することや固体培地を使用している場
合には水を添加することも可能である。このように本発
明によれば、培養物の温度を制御する以外には特別の作
業をしなくてもマンノースを製造することができる。特
にマンナンとしてコプラミールを用いた場合には、培地
中に特に他の成分を添加しなくても、例えば水分含量を
40〜70重量%とすることで、マンノース製造のため
の固体培地として用いることが可能であり、コプラミー
ルに水と微生物を添加後、温度を制御するだけでマンノ
ースを製造することが可能である。
【0014】このようにして得られたマンノースは、さ
らに活性炭やイオン交換樹脂を用いた各種クロマトグラ
フィーを用いて精製することができる。また、噴霧乾燥
によって粉末状にしたり、エタノールを添加することに
よって結晶化させることができる。
【0015】また、本発明においては、このようにして
得られたマンノースを含有する処理物を、真空乾燥機、
真空撹拌乾燥機、ドラム乾燥機、バンド乾燥機等を用い
て乾燥させることにより、マンノース含有飼料を製造す
ることができる。この場合、乾燥のコストを抑えるため
に、培地として固体培地を用いることが好ましい。乾燥
の際の温度としては、雑菌の生育を抑え、さらにマンノ
ースを分解させないためにも50〜100℃、好ましく
は70〜90℃がよい。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例1 コプラミール100g(脂肪分10重量%、水分7.2
重量%)に水100mLを添加した固体培地に、Asperg
illus niger(IFO 6661)を植菌し、37℃で48時間
静置培養した。次いで、培養温度を65℃に上げ、16
時間培養を続けた。培養終了後、培養物を1Lの水に懸
濁し、上澄みを濾過することにより、マンノースを含む
清澄な溶液1Lを得た。この溶液中の糖の分析を高速液
体カラムクロマトグラフィーにより行った。分析用カラ
ムはバイオラッド社製アミネックスHPX−87Pを用
いた。カラム温度は85℃、流速0.6mL/minと
し、水で溶出を行った。糖の検出は示唆屈折計を用い、
標準品の定量値からマンノースの含有量を求めた。上記
の反応後の溶液を分析した結果、1L中に22gのマン
ノースが蓄積していた。
【0017】次いで、この溶液をエチルエーテルで脱脂
した後、アニオン交換樹脂(室町化学社製ダウエックス
SAR、OH-型、ベットボリューム50mL)、カチ
オン交換樹脂(室町化学製ダウエックスHCRW2、H
+型、ベットボリューム50mL)、活性炭(三菱化学
社製ダイアホープS80、ベットボリューム50mL)
にこの順序で通液し、マンノースを含む糖液を回収し
た。回収した糖液をブリックス70となるまでエバポレ
ーターで濃縮し、マンノースを含む糖液を得た。この糖
液中のマンノースの純度は87%(水分は除く)であっ
た。
【0018】実施例2 コプラミール100g(脂肪分10重量%、水分7.2
重量%)に水100mlを添加した固体培地に、Asperg
illus niger(IFO 6661)を植菌し、実施例1と同様に
してマンノースを含有する処理物を得た。この処理物を
真空乾燥機(ヤマト社製、Vaccum Drying Oven DP32)
にて90℃、5時間真空乾燥し、水分含量約7.0%の
マンノース含有飼料を得た。
【0019】実施例3 ローカストビーンガムを含有する液体培地(ローカスト
ビーンガム2重量%、KH2PO4 1%、MgSO4・7
2O0.5%、酵母エキス0.2%、コーンスティー
プリカー0.5%、pH5.5)500mLにAspergil
lus niger(IFO8541)を植菌し、30℃で48時間12
0rpmで振とう培養を行った。次いで、培養温度を6
5℃に上げ、16時間培養を続けた。反応終了後、0℃
で15分間、1200rpmで遠心分離を行い、培養上
澄を分離した。得られた培養上澄を濾過することによ
り、マンノースを含む清澄な溶液475mLを得た。こ
の溶液中の糖の分析を高速液体カラムクロマトグラフィ
ーにより行った。分析用カラムはバイオラッド社製アミ
ネックスHPX−87Pを用いた。カラム温度は85
℃、流速0.6mL/minとし、水で溶出を行った。
糖の検出は示唆屈折計を用い、標準品の定量値からマン
ノースの含有量を求めた。上記の反応後の溶液を分析し
た結果、1L中に4.1gのマンノースが蓄積してい
た。
【0020】次いで、この溶液をエチルエーテルで脱脂
した後、アニオン交換樹脂(室町化学社製ダウエックス
SAR、OH-型、ベットボリューム50mL)、カチ
オン交換樹脂(室町化学製ダウエックスHCRW2、H
+型、ベットボリューム50mL)、活性炭(三菱化学
社製ダイアホープS80,ベットボリューム50mL)
にこの順序で通液し、マンノースを含む糖液を回収し
た。回収した糖液をブリックス70となるまでエバポレ
ーターで濃縮した後、熱エタノールを最終濃度85容量
%となるように添加し、少量のD−マンノースを添加
し、4℃で放置した。この溶液を濾過することにより、
2.8gの結晶マンノースを得た。得られたマンノース
の融点は131.5〜132.5℃であった。
【0021】実施例4 グァーガムを含有する液体培地(グァーガム2重量%、
KH2PO4 1重量%、MgSO4・7H2O0.5%、
酵母エキス0.2%、コーンスティープリカー0.5
%、pH5.5)500mLにAspergillus niger(IFO
4417)を植菌し、30℃で48時間120rpmで振
とう培養を行った。次いで、培養温度を65℃に上げ、
16時間培養を続けた。培養終了後、0℃で15分間、
1200rpmで遠心分離を行い、培養上澄を分離し
た。得られた培養上澄を濾過することにより、マンノー
スを含む清澄な溶液490mLを得た。この溶液中の糖
の分析を高速液体カラムクロマトグラフィーにより行っ
た。分析用カラムはバイオラッド社製アミネックスHP
X−87Pを用いた。カラム温度は85℃、流速0.6
mL/minとし、水で溶出を行った。糖の検出は示唆
屈折計を用い、標準品の定量値からマンノースの含有量
を求めた。上記の反応後の溶液を分析した結果、1L中
に3.1gのマンノースが蓄積していた。
【0022】次いで、この溶液をエチルエーテルで脱脂
した後、アニオン交換樹脂(室町化学社製ダウエックス
SAR、OH-型、ベットボリューム50mL)、カチ
オン交換樹脂(室町化学製ダウエックスHCRW2、H
+型、ベットボリューム50mL)、活性炭(三菱化学
社製ダイアホープS80、ベットボリューム50mL)
にこの順序で通液し、マンノースを含む糖液を回収し
た。回収した糖液をブリックス70となるまでエバポレ
ーターで濃縮し、マンノースを含む糖液を得た。この糖
液中のマンノースの純度は89%(水分は除く)であっ
た。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、酵素生産からマンノー
ス生産までを温度制御のみで行うことが可能となり、従
来よりも容易にかつ安価にマンノース及びマンノース含
有飼料を製造することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マンナンを含有する培地でマンナン分解
    酵素産生能を有する微生物を培養してマンナン分解酵素
    を発現させた後、培養物の温度を制御して、発現させた
    マンナン分解酵素の作用によって培地中のマンナンから
    マンノースを遊離させることを特徴とするマンノースの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 マンナンを含有する培地でマンナン分解
    酵素産生能を有する微生物を培養してマンナン分解酵素
    を発現させた後、培養物の温度を制御して、発現させた
    マンナン分解酵素の作用によって培地中のマンナンから
    マンノースを遊離させ、得られた処理物を乾燥させるこ
    とを特徴とするマンノース含有飼料の製造方法。
JP11077602A 1999-03-23 1999-03-23 マンノース又はマンノース含有飼料の製造方法 Pending JP2000270890A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002052947A1 (en) * 2000-12-27 2002-07-11 Fuji Oil Co., Ltd. Method for producing meal containing mannnose
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