JP2002209597A - L−アラビノースの精製方法 - Google Patents
L−アラビノースの精製方法Info
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Abstract
便な操作でしかも安価に取得する方法を提供する。 【解決手段】 L−アラビノースとL−アラビノース以
外の単糖が1種類以上混在するL−アラビノース含有糖
混合物に、L−アラビノース資化能のない微生物を作用
させてL−アラビノース以外の単糖を1種類以上資化さ
せることによりL−アラビノースの含有率を高めること
を特徴とするL−アラビノースの精製方法。
Description
の精製方法に関するものであり、さらに詳しくは、L−
アラビノースを含有する糖混合物から高純度のL−アラ
ビノースを取得することができるL−アラビノースの精
製方法に関するものである。
持ち、難吸収性のノンカロリーな糖質である。また蔗糖
やマルトースなどの二糖が体内に吸収される際に作用す
る二糖水解酵素を阻害することが知られており、ダイエ
ット用甘味料や糖尿病患者用甘味料としての利用が期待
されている。また、L−アラビノースは医薬品の合成原
料としても有用な糖である。
形ではほとんど存在せず、高等植物のヘミセルロース中
にアラビナン、アラビノキシラン、アラビノガラクタン
などの形で存在している。例えば柑橘類やリンゴ、甜
菜、大豆、とうもろこし、コメ、麦、アラビアガムなど
のほか、これらの加工食品あるいは加工の際の副産物で
あるアップルファイバー、ビートパルプ、大豆かす、コ
ーンファイバーや落花生油かす、ミカン果汁絞りかす、
コメ糠等に存在することが知られている。最近では、コ
ーンファイバーやアラビアガム、ビートパルプなどに酵
素や酸を作用させるL−アラビノースの製造法が開発さ
れている。
は、L−アラビノース含有糖液中のキシロースおよびオ
リゴ糖と目的のL−アラビノースをイオン交換樹脂によ
るクロマトグラフィーで分画する方法が提案されている
(特開2000−201700号参照)。
水分解処理によって得られた糖液中のL−アラビノース
の割合は原料や調製方法により様々であるが、通常、L
−アラビノースの他にグルコース、ガラクトース、フル
クトース、キシロース、マンノース、ラムノース等の単
糖が含まれており、これらの糖質の存在はノンカロリ
ー、ダイエット甘味料というL−アラビノースの本来の
特性を発揮する妨げになるという問題があった。
は、上記したようにクロマトグラフィーで分画する方法
が提案されているが、多量の単糖が不純物として混在す
る糖液から、目的のL−アラビノースを分離するために
は、複雑な工程が必要であり、簡便な方法で混在する不
必要な糖質を除去し、L−アラビノースの含有量を高め
る技術開発が望まれていた。
ビノース含有物を簡便な操作でしかも安価に取得するこ
とができるL−アラビノースの精製方法を提供すること
を目的としている。
的を達成するために鋭意検討の結果、L−アラビノース
以外の単糖が1種類以上混在するL−アラビノース含有
糖混合物に、L−アラビノース資化能のない微生物を作
用させることにより、L−アラビノースの含有率を高め
ることが可能であることを見出し、本発明を完成するに
至った。
L−アラビノース以外の単糖が1種類以上混在するL−
アラビノース含有糖混合物に、L−アラビノース資化能
のない微生物を作用させてL−アラビノース以外の単糖
を1種類以上資化させることによりL−アラビノースの
含有率を高めることを特徴とするL−アラビノースの精
製方法を要旨とするものであり、特に好ましくはL−ア
ラビノース以外の単糖が、グルコース、ガラクトース、
マンノース、フルクトースまたはキシロースである。ま
た、L−アラビノース資化能のない微生物が、好ましく
は酵母または乳酸菌であることを特徴とするL−アラビ
ノースの精製方法を要旨とするものである。
含有糖混合物に混在する単糖としては、グルコース、ガ
ラクトース、フルクトース、キシロース、マンノースの
他、ラムノース、ソルボース、リボース、タガトース、
タロース、リキソース等が挙げられる。
的にL−アラビノース資化能のない微生物であることが
必要であり、ここでいう実質的にL−アラビノース資化
能のない微生物には、本願発明の目的を達成するために
支障のない範囲で、わずかにL−アラビノースを資化す
る微生物も含まれる。実質的にL−アラビノース資化能
のない微生物の具体例としては、酵母あるいは乳酸菌が
挙げられる。酵母ではサッカロミセス(Saccharomyce
s)属、クルベロミセス(Kluyveromyces)属、キャンデ
ィダ(Candida)属の酵母が本目的を達成するために最
適である。
cch.carlsbergensis、Sacch.aceti、Sacch.amurcae、Sa
cch.bailii、Sacch.bayanus、Sacch.bisporus、Sacch.c
apensis、Sacch.chevalieri、Sacch.cidri、Sacch.core
anus、Sacch.dairensis、Sacch.delbrueckii、Sacch.di
astaticus、Sacch.eupagycus、Sacch.exiguus、Sacch.f
ermentati、Sacch.florentinus、Sacch.globosus、Sacc
h.heterogenicus、Sacch.hienipiensis、Sacch.inconsp
icuus、Sacch.inusitatus、Sacch.italicus、Sacch.klo
eckerianus、Sacch.kluyveri、Sacch.microellipsode
s、Sacch.montanus、Sacch.mrakii、Sacch.norbensis、
Sacch.oleaceus、Sacch.oleaginosis、Sacch.pretorien
sis、Sacch.prostoserdovii、Sacch.rosei、Sacch.roux
ii、Sacch.saitoanus、Sacch.telluris、Sacch.transva
alensis、Sacch.unisporus、Sacch.uvarum、Sacch.vafe
r、Kluyveromyces aestuarii、K.africanus、K.bulgari
cus、K.delphensis、K.dobzhanskii、K.drosophilaru
m、K.lactis、K.lodderi、K.phaffii、K.phaseolosporu
s、K.phaseolosporus、K.polysporus、K.vanudenii、K.
veronae、K.wickerhamii、K.wikenii、Candida salmant
icensis、C.beechii、C.cacaoi、C.capsuligena、C.cat
enulata、C.claussenii、C.diversa、C.freyschussii、
C.intermedia、C.kefyr、C.krusei、C.lambica、C.lisi
taniae、C.norvegensis、C.maritima、C.melibiosica、
C.mogii、C.obtusa、C.oregonensis、C.parapsilosis、
C.pulcherrima、C.rhagii、C.salmonicola、C.ravauti
i、C.reukauffii、C.sake、C.santamariae、C.solani、
C.sorbosa、C.slooffii、C.stellatoidea、C.tenuis、
C.tropicalis、C.viswanathii、等を用いることができ
る。
s、Lodderomyces elongisporus、Hanseniaspora osmoph
ila、Debaryomyces tamarii、Dekkera intermedia、End
omycopsis platypodis、Hanseniaspora osmophila、Lip
omyces kononenkoae、Hansenula anomala、Metschnikow
ia pulcherrima、Nadsonia fulvescens、Nematosporaco
ryli、Pichia farinosa、Saccharomycodes ludwigii、S
accharomycopsis guttulata、Schwanniomyces occident
alis、Wickerhamia fluorescens、Leucosporidium caps
uligenum、Brettanomyces anomalus、Kloeckera javani
ca、Torulopsis holmii、Trichosporon penicillatum等
のL−アラビノース資化能のない酵母を用いることも可
能である。
ctobacillus)属、ロイコノストック(Leuconostoc)
属、ペディオコッカス(Pediococcus)属等のL−アラ
ビノース資化能のない乳酸菌が好適に使用できる。
actobacillus brebis, Lactobacillus kefir, Lactobac
illus delbrueckii, Lactobacillus acidophilus, Lact
obacillus amylophilus, Lactobacillus animalis, Lac
tobacillus gasseri, Leuconostoc mesenteroides, Leu
conostoc lactis, Leuconostoc oenos, Leuconostocpar
amesenteroides, Leuconostoc dextranicum, Pediococc
us pentosaceus, Pediococcus acidilactici, Pediococ
cus parvulus, Pediococcus inopinatus, Pediococcus
damnosus, Pediococcus dextrinicus, Pediococcus hal
ophilus, Pediococcus urinaeequiなどを使用すること
ができる。
ない微生物は、L−アラビノース含有糖液の組成、すな
わち混在する単糖の種類やその割合によって、単独また
は数種類の微生物を組合わせて作用させることも可能で
ある。また、市販のパン酵母、ビール酵母、乳酸菌製剤
を使用することも可能である。
合物は、L−アラビノースとL−アラビノース以外の単
糖が1種類以上混在するL−アラビノース含有糖混合物
であり、その製造法は特に限定されないが、より安価に
L−アラビノース含有糖混合物を得るためには、食品産
業廃棄物であるビートパルプ、りんご、オレンジ等のジ
ュース搾りかす、とうもろこし穂軸等を原料として酸加
水分解または酵素分解することで達成される。このよう
な廃棄物や副産物などを原料として用いることは、安価
に製造する目的に則するだけでなく、廃棄物の有効利用
という環境保護的側面から見ても、非常に望ましい方法
であるといえる。
ス搾り粕、りんごジュース搾り粕、とうもろこしの穂軸
等は、L−アラビノースを含んでいるものであれば特に
制限はなく、酸加水分解または酵素分解によりL−アラ
ビノースが遊離し、それ以外に1種類以上の単糖が混在
するものであれば、どのようなものにでも使用すること
ができる。
般的に知られている条件を適用すればよい。一般的には
鉱酸あるいは有機酸の存在下で、60〜120℃、2〜
30時間処理すればよい。加水分解に使用する酸の濃度
は0.05〜6Nが適当であり、塩酸、硫酸、シュウ酸
等の酸が使用できる。また、加水分解の後、必要に応じ
て水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウ
ム、水酸化バリウムなどの塩基を加え中和するか、イオ
ン交換樹脂などによる脱イオン処理を行っても差し支え
ない。
般的に知られている条件を適用すればよい。使用する酵
素としては、アラビナン、アラビノキシラン又はアラビ
ノガラクタンに作用してL−アラビノースを遊離する活
性を有する酵素、例えばアラビナーゼ(アラバナー
ゼ)、アラビノフラノシダーゼ等のアラビナン分解酵素
が挙げられる。また、セルラーゼ、及びキシラナーゼ、
ペクチナーゼ、ガラクタナーゼなどのヘミセルラーゼ酵
素剤もまた、アラビナン、アラビノキシラン、アラビノ
ガラクタン含有物に作用させるとL−アラビノースを遊
離する活性を示す場合がある。さらに、これら異なる活
性を有する2種類以上の酵素を混合したり、植物細胞壁
を破壊させるマセレイションエンザイムを添加すること
によりL−アラビノース収量を上げることができる。ま
た、使用する酵素は起源の菌株の培養物のうち、L−ア
ラビノースを遊離する活性を有するいかなる画分を用い
てもよく、また必要に応じてこれらの酵素を含有する画
分を常法により精製あるいは部分精製して使用すること
もできる。
糖混合物にL−アラビノース資化能のない微生物を作用
させるが、作用させる手段は特に限定されない。最適な
方法は、L−アラビノース含有糖混合物にL−アラビノ
ース資化能のない微生物菌体を添加すればよい。L−ア
ラビノース資化能のない微生物菌体の添加濃度は、糖液
1mL当たり1白金耳〜2g(乾燥重量)程度が適当で
あり、菌体を添加した糖混合物を処理する条件、例えば
温度、時間などについては、不純物として混在する糖質
が効率よく消失する条件を適用すればよい。一般的な処
理温度としては5〜70℃、好ましくは10〜60℃、
さらに好ましくは20〜50℃が用いられる。一般的な
処理時間としては1〜48時間、好ましくは2〜24時
間、さらに好ましくは3〜12時間が好適である。
とするために、L−アラビノース含有糖混合物を希釈、
濃縮、脱塩等の操作により糖濃度や塩濃度の調節を行な
うことができる。さらに、微生物を作用させる際には通
気は必ずしも必要ではないが、必要に応じて通気を行
い、撹拌、超音波、振盪などの方法により菌体を均一に
分散させても差し支えない。なお、酵母を使用する際に
は消費された糖質がエタノールに変換されることから、
嫌気条件で作用させることが好ましい。生成したエタノ
ールは容易に除去できる。
混在するL−アラビノース含有糖混合物をL−アラビノ
ース資化能のない微生物で処理することにより得られる
L−アラビノース含有量を高めた糖液は、必要に応じて
各種の樹脂、膜、クロマトグラフィー、結晶化等の一般
的な方法を用いてL−アラビノース含有量をさらに高め
ることが可能である。
る。 参考例1(ビートパルプを用いたL−アラビノース含有
糖混合物の調製) ビートパルプ100gに酵素スミチームPX(新日本化
学工業株式会社製 ペクチナーゼ)2mLおよび水10
00mLを加え、55℃で24時間反応させた。遠心上
清の糖成分をHPLCにより分析した結果、L−アラビ
ノースが10.2g/L、グルコースが5.4g/L、
ガラクトースが1.4g/L、キシロースが0.15g
/L、フルクトースが2.1g/L及びマンノースが
0.10g/Lが含まれており、これら糖質中のL−ア
ラビノース含量は53%であった。なお、HPLCによ
る糖成分分析の条件は以下に示す条件で行なった。
RAD製)、移動相:水、流速:0.6mL/min、カ
ラム温度:80℃、検出:示差屈折計(RI) 以下の実施例に記載の分析についても同じ分析条件で行
なった。
ae)ATCC 7754をYM培地にて28℃、12時間培養し
た後、遠心分離にて集菌した。乾燥菌体量として250
mgを参考例1で得た反応物550gに添加し、よく撹
拌して均一にした後30℃で6時間処理を行った。遠心
分離(5000rpm、15min)により、反応物の
残さ及び酵母を除去した。得られた遠心上清の糖成分を
分析したところ、HPLC分析においてL−アラビノー
ス純度は100%となり、そのL−アラビノース濃度は
9.9g/Lであった。さらに、この溶液を限外ろ過膜
(分画分子量:6000)で処理し、その透過液につい
てイオン交換樹脂(DiaionSK1B、Diaion SA21A)精製を
行い、Brix.75まで減圧濃縮を行なった。減圧状態で
震盪することにより結晶を析出させ、これをろ取、減圧
乾燥して結晶L−アラビノースを得た。
をYM培地にて28℃、12時間培養した後、遠心分離
にて集菌した。乾燥菌体量として500mgを参考例1
で得た反応物550gに添加し、よく撹拌して均一にし
た後30℃で8時間処理を行った。遠心分離(5000
rpm、15min)により、反応物の残さ及び菌を除
去した。得られた遠心上清の糖成分を分析したところ、
HPLC分析においてL−アラビノース純度は100%
となり、そのL−アラビノース濃度は9.8g/Lであ
った。
ン酵母であるカネカイースト レッド(鐘淵化学工業
(株)製)を0.5g添加し、よく撹拌して均一にした
後30℃で8時間処理した。遠心分離後に得られた上清
の糖成分を分析した結果、単糖でのL−アラビノース純
度は100%となり、そのL−アラビノース濃度は9.
9g/Lであった。
ces carlsbergensis)ATCC 9080をYM培地にて30
℃、12時間培養した後、遠心分離にて集菌した。乾燥
菌体量として500mgを参考例1で得た反応物550
gに添加し、よく撹拌して均一にした後30℃で8時間
処理を行った。遠心分離(5000rpm、15mi
n)により、反応物の残さ及び菌を除去した。得られた
遠心上清の糖成分を分析したところ、HPLC分析にお
いてL−アラビノース純度は98%となり、そのL−ア
ラビノース濃度は9.8g/Lであった。
アラビノース含有糖混合物の調製) とうもろこし外皮20gに72%硫酸を100mL加え
て室温で1時間撹拌後、水1500mLを加え100℃
で2時間保温した。水酸化ナトリウムを用いて中和を行
ない、電気透析により脱塩を行なった後、2000mL
にメスアップした。この時の糖成分をHPLCにより分
析した結果、L−アラビノースが1.2g/L、グルコ
ースが3.0g/L及びキシロースが1.4g/L含ま
れており、これら糖質中のL−アラビノース含量は2
1.4%であった。
ianus) var. lactisATCC 8563をYM培地培地にて28
℃、12時間培養した後、遠心分離にて集菌した。参考
例2で得た遠心上清10mLに、乾燥菌体量100mg
を添加し、よく撹拌して均一にした後30℃で8時間処
理を行った。遠心分離後に得られた上清の糖成分を分析
した結果、単糖でのL−アラビノース純度は100%と
なっていた。
メリヤドライイースト(日清製粉(株)製)を0.1g
添加し、よく撹拌して均一にした後30℃で6時間処理
した。遠心分離後に得られた上清の糖成分を分析した結
果、単糖でのL−アラビノース純度は100%となり、
そのL−アラビノース濃度は1.2g/Lであった。
イヤイースト(協和発酵工業(株)製)を0.1g添加
し、よく撹拌して均一にした後30℃で6時間処理し
た。遠心分離後に得られた上清の糖成分を分析した結
果、単糖でのL−アラビノース純度は100%となり、
そのL−アラビノース濃度は1.1g/Lであった。
s)NRRL B-736を乳酸菌接種用培地(日水製薬社製)に
て30℃、12時間培養した後、遠心分離にて集菌し
た。参考例2で得た遠心上清10mLに、乾燥菌体量1
00mgを添加し、よく撹拌して均一にした後30℃で
8時間処理を行った。遠心分離後に得られた上清の糖成
分を分析した結果、単糖でのL−アラビノース純度は1
00%となっていた。
senteroides)ATCC 9135を乳酸菌接種用培地(日水製薬
社製)にて30℃、12時間培養した後、遠心分離にて
集菌した。参考例2で得た遠心上清10mLに、乾燥菌
体量100mgを添加し、よく撹拌して均一にした後3
0℃で8時間処理を行った。遠心分離後に得られた上清
の糖成分を分析した結果、単糖でのL−アラビノース純
度は100%となっていた。
acidilactici)ATCC 8042を乳酸菌接種用培地(日水製
薬社製)にて30℃、12時間培養した後、遠心分離に
て集菌した。参考例2で得た遠心上清10mLに、乾燥
菌体量100mgを添加し、よく撹拌して均一にした後
30℃で8時間処理を行った。遠心分離後に得られた上
清の糖成分を分析した結果、単糖でのL−アラビノース
純度は100%となっていた。
ース、マンノース、フルクトース、キシロースのうち少
なくとも1種類の糖とL−アラビノースを含有する糖混
合物に酵母、乳酸菌などの微生物を作用させることによ
り、高純度のL−アラビノースを取得することが可能で
あり、本発明の方法は、従来の精製方法と比較し操作性
やコスト面において極めて有効である。
Claims (4)
- 【請求項1】 L−アラビノースとL−アラビノース以
外の単糖が1種類以上混在するL−アラビノース含有糖
混合物に、L−アラビノース資化能のない微生物を作用
させてL−アラビノース以外の単糖を1種類以上資化さ
せることによりL−アラビノースの含有率を高めること
を特徴とするL−アラビノースの精製方法。 - 【請求項2】 L−アラビノース以外の単糖が、グルコ
ース、ガラクトース、マンノース、フルクトースまたは
キシロースである請求項1記載のL−アラビノースの精
製方法。 - 【請求項3】 L−アラビノース資化能のない微生物
が、酵母である請求項1または2記載の精製方法。 - 【請求項4】 L−アラビノース資化能のない微生物
が、乳酸菌である請求項1または2記載の精製方法。
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JP2001006392A JP2002209597A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | L−アラビノースの精製方法 |
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