JP2003048901A - Long-chain xylooligosaccharide composition and method for producing the same - Google Patents

Long-chain xylooligosaccharide composition and method for producing the same

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JP2003048901A
JP2003048901A JP2001242906A JP2001242906A JP2003048901A JP 2003048901 A JP2003048901 A JP 2003048901A JP 2001242906 A JP2001242906 A JP 2001242906A JP 2001242906 A JP2001242906 A JP 2001242906A JP 2003048901 A JP2003048901 A JP 2003048901A
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xylooligosaccharide
chain
composition
long
xylose
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Yoshinari Izumi
可也 泉
Atsushi Kojo
敦 古城
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Oji Paper Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a xylooligosaccharide composition having high effects of intestinal function controlling actions due to arrival at the intestines without being decomposed and having not only characteristics of an oligosaccharide but also dietary fiberlike actions due to a long chain length. SOLUTION: (1) This xylooligosaccharide composition is a mixed composition of xylose polymers and consists essentially of a pentamer to an eicosamer of xylose. (2) The method for producing the long-chain xylooligosaccharide composition which is the mixed composition of the xylose polymers and consists essentially of the pentamer or a higher oligomer of xylose comprises enzymically or physicochemically treating a lignocellulose material as a raw material. The method is characterized by subjecting a complex comprising the xylooligosaccharide as a constituent component as an intermediate to a decomposition treatment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、健康食品、食品添
加物、薬品・化粧品添加物などとして利用されるキシロ
オリゴ糖に関する。特には、キシロースの重合体混合物
であるキシロオリゴ糖組成物とその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a xylooligosaccharide used as a health food, a food additive, a drug / cosmetic additive, and the like. In particular, it relates to a xylooligosaccharide composition which is a polymer mixture of xylose and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】国民の健康に対する関心の高まりから、
毎日摂取する食物を通して健康を維持する試みが注目を
集めている。特に食物繊維やオリゴ糖といった多糖や、
それらの分解生成物はそれらが消化器官で発揮する生理
活性が注目され近年非常に研究されている分野でもあ
る。食物繊維は従来から糖質代謝や脂質代謝といった生
体の基本的代謝に関わるフードファクターとして重要視
されてきた経緯がある。機能性食品のなかにもこの食物
繊維の作用をうたったものは少なくない。
2. Description of the Related Art Due to the growing interest in public health,
Attempts to maintain good health through the foods eaten daily have received much attention. Especially polysaccharides such as dietary fiber and oligosaccharides,
These decomposition products are also fields that have been very researched in recent years because of their physiological activity exerted in digestive organs. Dietary fiber has historically been regarded as important as a food factor related to basic metabolism of the living body such as carbohydrate metabolism and lipid metabolism. Among functional foods, there are many that claim the action of this dietary fiber.

【0003】食物繊維は便性の改善や発ガン物質を吸着
することで腸内における発ガン物質の希釈を行うといっ
た機能があり、近年ではヒトのフードファクターとして
重要視されている。また従来の食物繊維の中には血液の
高脂血症を改善したり、糖代謝を制御することでヒトの
健康を制御しうる可能性を有するものも存在している。
特にアルギン酸ナトリウムやペクチン、タマリンド種子
ガムやグアーガムといった酸性糖を多く含む食物繊維は
血液中の総コレステロールやリン脂質、トリグリセライ
ドの量を低下させ高脂血症を改善すると報告されてい
る。(Rotenberg,S. and Jakobsen,P,E.:The effect of
dietary pectin on lipid composition of blood, ske
letal muscle and internal organs of rats. J.Nutr.,
108,1384(1978)) しかし、これらの食物繊維は大腸菌の生育を抑え、ビフ
ィズス菌の選択的増殖性を促す働きを持つ糖類ではな
い。むしろ小腸の粘膜細胞を物理的にこそぎ落とし、栄
養吸収に対して負の影響を与えることも少なくない。
(Cassidy,M.M.,Lightfood,F.G.,Grau,L.E et al.:Effe
ct of chronic intake of dietary fibers on the ultr
asutractual topography of rat jejunum and colon :
a scanning electron microscopy study.Am.J.Cli.Nut
r.,112.6(1982) )
Dietary fiber has the function of improving fecality and adsorbing a carcinogen to dilute the carcinogen in the intestine, and has recently been regarded as an important human food factor. In addition, some conventional dietary fibers have the potential to improve blood hyperlipidemia and control human health by controlling glucose metabolism.
In particular, dietary fiber containing a large amount of acidic sugars such as sodium alginate, pectin, tamarind seed gum and guar gum is reported to reduce the amount of total cholesterol, phospholipids and triglyceride in blood and improve hyperlipidemia. (Rotenberg, S. And Jakobsen, P, E.: The effect of
dietary pectin on lipid composition of blood, ske
letal muscle and internal organs of rats. J. Nutr.,
108, 1384 (1978)) However, these dietary fibers are not sugars that suppress the growth of Escherichia coli and promote selective growth of Bifidobacteria. Rather, the mucosal cells of the small intestine are physically scraped off, often negatively affecting nutrient absorption.
(Cassidy, MM, Lightfood, FG, Grau, LE et al.:Effe
ct of chronic intake of dietary fibers on the ultr
asutractual topography of rat jejunum and colon:
a scanning electron microscopy study.Am.J.Cli.Nut
r., 112.6 (1982))

【0004】一方、オリゴ糖類は腸内有用細菌の選択的
な増殖促進効果を通して、おなかの調子を良好に保つ機
能を有し、特定保健用食品として認定された乳酸菌飲料
に利用され、チョコレートなどの菓子類にも利用されて
いる有用な糖類である。また、ヒトの食品用途だけでは
なく家畜の飼料としての用途もある。さらに、医薬、サ
ニタリー製品の分野でも乳化剤、皮膚の保湿成分として
の用途がある。
On the other hand, oligosaccharides have the function of maintaining a good condition of the stomach through the selective growth promoting effect of useful bacteria in the intestine, and are used in lactic acid bacteria drinks certified as foods for specified health use, such as chocolate. It is a useful sugar that is also used in confectioneries. In addition to human food applications, it also has applications as livestock feed. Further, it is also used as an emulsifier and a skin moisturizing component in the fields of medicine and sanitary products.

【0005】一般に、特定保健食品用に用いられるオリ
ゴ糖類はその殆どが整腸作用、即ち腸内悪玉菌である大
腸菌や腸内腐敗発酵菌であるクロストリジウム属の菌の
数を減らし、相対的に腸内善玉菌といわれるビフィズス
菌を増加させる作用を持っている。いろいろあるオリゴ
糖類のなかでも、例えば、小麦フスマに由来するキシロ
オリゴ糖は有名である。小麦フスマ由来のキシロオリゴ
糖の作用についても、腸内善玉菌のビフィズス菌の選択
的増殖を促す一方で、腸内悪玉菌である大腸菌の数を相
対的に低下させると言われている。大腸菌や腸内腐敗発
酵菌は腸内で増殖しながら発ガン性物質を生産すること
が知られている(金沢ら:大腸細菌叢-とくに胆汁酸代
謝と大腸発癌について-.総合臨床,26,1042〜1050(197
7))ことから、大腸菌や腸内腐敗発酵菌の数を腸内で減
らすことは長期にわたる健康を考えた場合に重要であ
る。
In general, most of oligosaccharides used for specified health foods have an intestinal regulating action, that is, the number of Escherichia coli which is an intestinal bad bacterium and the number of bacteria of the genus Clostridium which is an intestinal spoilage fermentative bacterium are reduced and the oligosaccharides are relatively reduced. It has the effect of increasing bifidobacteria, which are known as intestinal beneficial bacteria. Among various oligosaccharides, for example, xylooligosaccharide derived from wheat bran is famous. Regarding the action of xylooligosaccharides derived from wheat bran, it is said that while promoting the selective growth of Bifidobacterium, which is a favorable enterobacteria, the number of Escherichia coli, which is an intestinal bad bacterium, is relatively decreased. Escherichia coli and intestinal spoilage fermenters are known to produce carcinogens while growing in the intestine (Kanazawa et al .: Colonic bacterial flora-particularly on bile acid metabolism and colon carcinogenesis-. General Clinic, 26, 1042 ~ 1050 (197
7)) Therefore, it is important to reduce the number of Escherichia coli and intestinal spoilage-fermenting bacteria in the intestine when considering long-term health.

【0006】整腸作用を期待し、経口でオリゴ糖類を摂
取した場合に関しては、胃酸や消化液中の酵素による酸
加水分解からくるオリゴ糖の重合度の低下が大きな問題
である。オリゴ糖は酸や酵素による加水分解により徐々
に低分子化し最終的には大腸菌やクロストリジウム属に
属する腐敗性嫌気性菌でも資化することが可能な単糖に
まで分解されることが知られている。しかし、2量体や
3量体を主成分とするキシロオリゴ糖組成物はオリゴ糖
の中でも胃酸に対する抵抗性が他のオリゴ糖に比べて比
較的高く(特許第2549638号公報)、それほど分解され
ずに腸内に届けられる可能性が高い。実際にキシロオリ
ゴ糖をヒトに投与した場合、生体内での整腸効果が確認
されている。
When an oligosaccharide is taken orally in anticipation of an intestinal regulating action, the decrease in the degree of polymerization of the oligosaccharide due to acid hydrolysis by gastric acid or an enzyme in the digestive juice is a serious problem. It is known that oligosaccharides are gradually reduced to a low molecular weight by hydrolysis with acids or enzymes and eventually decomposed into monosaccharides that can be assimilated even by Escherichia coli and putrefactive anaerobes belonging to the genus Clostridium. There is. However, the xylooligosaccharide composition containing a dimer or a trimer as a main component has relatively higher resistance to gastric acid than other oligosaccharides among oligosaccharides (Patent No. 2549638) and is not degraded so much. Is likely to be delivered to the intestines. When xylooligosaccharides are actually administered to humans, an intestinal regulating effect in vivo has been confirmed.

【0007】現在上市されているキシロオリゴ糖は、小
麦フスマやコーンコブといった草本類を原料として作ら
れているが、これらの草本植物中のキシラン主鎖にはグ
ルクロン酸など他の糖が側鎖に分枝している。側鎖が多
いキシランからはキシロースのみを構成糖とするオリゴ
糖は重合度が比較的小さいものしか生成することができ
ない。それは側鎖を除く作業過程により主鎖であるキシ
ラン鎖も徐々に低分子化していくからである。現状では
上市されているキシロオリゴ糖を構成するオリゴ糖は2
量体や3量体を主成分とするものがほとんどである。
[0007] The xylooligosaccharides currently on the market are made from herbs such as wheat bran and corncob as raw materials, and the xylan main chain in these herbaceous plants has other sugars such as glucuronic acid as side chains. It has branches. From xylan having many side chains, oligosaccharides having only xylose as a constituent sugar can produce only those having a relatively low degree of polymerization. This is because the xylan chain, which is the main chain, is gradually reduced in molecular weight in the work process of removing the side chain. Currently there are 2 oligosaccharides that make up xylooligosaccharides on the market.
Most of them are mainly composed of a trimer or a trimer.

【0008】天然物に由来するヘミセルロース材料中の
キシランを酵素的に分解処理する場合、使用する酵素で
あるキシラナーゼの違いにより分解生成物に大きな違い
が現れる。一般に真菌類であるカビやキノコに由来する
キシラナーゼは基質特異性が比較的にルーズであり、ま
た糖化力がバクテリア由来のキシラナーゼに比べ非常に
高いという特徴がある。このため酵素として真菌類に由
来する酵素液を用いてキシロオリゴ糖組成物を生成させ
た場合、基質であるキシランを一気に分解してしまい、
キシロオリゴ糖組成物中のキシロビオースの存在比が7
0%以上であるようなキシロオリゴ糖組成物を作ってし
まう。
When xylan in a hemicellulose material derived from a natural product is enzymatically decomposed, a large difference appears in the decomposition products due to the difference in the xylanase which is the enzyme used. In general, xylanase derived from fungi such as mold and mushroom has relatively loose substrate specificity, and has a characteristic that the saccharification power is much higher than that of xylanase derived from bacteria. Therefore, when a xylo-oligosaccharide composition is produced using an enzyme solution derived from fungi as an enzyme, xylan, which is a substrate, is decomposed at once,
The abundance ratio of xylobiose in the xylooligosaccharide composition is 7
It makes a xylooligosaccharide composition such that it is 0% or more.

【0009】一方、バクテリアが生産するようなキシラ
ナーゼを用いてキシロオリゴ糖を生成させた場合、酵素
の基質特異性が真菌類のキシラナーゼと大きく異なるた
め、生成するキシロオリゴマーの組成比が2量体である
キシロビオースから5量体までの分布でキシロオリゴ糖
を生成することが知られている(特開平1−25228
0号公報)。
On the other hand, when a xylanase is produced using a xylanase produced by bacteria, the substrate specificity of the enzyme is greatly different from that of a fungal xylanase. It is known to produce xylo-oligosaccharides with a distribution from a certain xylobiose to a pentamer (Japanese Patent Laid-Open No. 1-25228).
No. 0).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、現状で
は上市されているキシロオリゴ糖を構成するオリゴ糖は
2量体や3量体を主成分とするものがほとんどであり、
食物繊維とは異なる物質であると認知されている。本発
明は、キシロオリゴ糖の鎖長が長く、分解されずに腸ま
で届くことで整腸作用の効果が高く、尚かつ鎖長が長い
ためにオリゴ糖の特徴ばかりでなく食物繊維様の作用を
有するキシロオリゴ糖を提供することを課題とするもの
である。
As described above, most of the oligosaccharides constituting xylo-oligosaccharides currently on the market are mainly composed of dimers and trimers.
It is recognized as a substance different from dietary fiber. The present invention has a long chain length of xylo-oligosaccharide, which has a high effect of controlling the intestine by reaching the intestine without being decomposed, and since the chain length is long, not only the characteristics of oligosaccharide but also the action of dietary fiber-like action. It is an object of the present invention to provide a xylo-oligosaccharide having the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下の構成を採用する。即ち、本発明は下
記(1)〜(2)のキシロオリゴ糖組成物であり、ま
た、本発明は下記(3)〜(9)のキシロオリゴ糖組成
物の製造方法である。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configurations. That is, the present invention is the xylooligosaccharide composition of the following (1) to (2), and the present invention is a method for producing the xylooligosaccharide composition of the following (3) to (9).

【0012】(1)キシロース重合体の混合組成物であ
るキシロオリゴ糖組成物において、キシロースの5量体
〜20量体を主成分とするキシロオリゴ糖組成物。 (2)上記(1)において、キシロースの平均重合度が
7〜20であるキシロオリゴ糖組成物。
(1) A xylooligosaccharide composition which is a mixed composition of xylose polymers, wherein the xylooligosaccharide composition comprises xylose pentamer to 20mer as a main component. (2) The xylooligosaccharide composition according to the above (1), wherein the average degree of polymerization of xylose is 7 to 20.

【0013】(3)キシロース重合体の混合組成物であ
り、かつキシロースの5量体以上を主成分とする長鎖キ
シロオリゴ糖組成物を製造する方法であり、リグノセル
ロース材料を原料とし、それを酵素的にもしくは物理化
学的に処理してキシロオリゴ糖組成物を製造する方法に
おいて、キシロオリゴ糖を構成成分とする複合体を中間
体とし、該中間体を分解処理することを特徴とする長鎖
キシロオリゴ糖組成物の製造方法。
(3) A method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition which is a mixed composition of xylose polymers and which contains xylose pentamer or more as a main component, which is prepared by using a lignocellulosic material as a raw material. In a method for producing a xylooligosaccharide composition by enzymatically or physicochemical treatment, a long-chain xylooligo characterized in that a complex having xylooligosaccharide as a constituent is used as an intermediate and the intermediate is decomposed. A method for producing a sugar composition.

【0014】(4)上記(3)の方法において、リグノ
セルロースが化学パルプであることを特徴とする長鎖キ
シロオリゴ糖組成物の製造方法。 (5)上記(3)または(4)の方法において、リグノ
セルロースの酵素処理もしくは物理化学的がヘミセルラ
ーゼ処理であることを特徴とする長鎖キシロオリゴ糖組
成物の製造方法。 (6)上記(5)の方法において、前記ヘミセルラーゼ
がキシラナーゼであることを特徴とする長鎖キシロオリ
ゴ糖組成物の製造方法。 (7)上記(3)〜(6)のいずれかの方法において、
前記キシロオリゴ糖を構成成分とする複合体がキシロオ
リゴ糖とリグニンの複合体であることを特徴とする長鎖
キシロオリゴ糖組成物の製造方法。 (8)上記(7)の方法において、前記キシロオリゴ糖
を構成成分とする複合体がキシロオリゴ糖とリグニンの
間に被加水分解性を有する化学結合により結合された複
合体であることを特徴とする長鎖キシロオリゴ糖組成物
の製造方法。 (9)上記(3)〜(8)のいずれかの方法において、
前記分解処理が酸加水分解処理であることを特徴とする
長鎖キシロオリゴ糖組成物の製造方法。
(4) A method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition characterized in that the lignocellulose is a chemical pulp in the method (3). (5) The method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition according to the method (3) or (4), wherein the lignocellulose is treated with an enzyme or physicochemically is a hemicellulase. (6) The method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition according to the method (5), wherein the hemicellulase is a xylanase. (7) In the method according to any one of (3) to (6) above,
A method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition, wherein the complex containing the xylooligosaccharide as a constituent is a complex of xylooligosaccharide and lignin. (8) The method according to (7) above, wherein the complex having the xylooligosaccharide as a constituent component is a complex in which the xylooligosaccharide and the lignin are bound by a hydrolyzable chemical bond. A method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition. (9) In the method according to any one of (3) to (8) above,
The method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition, wherein the decomposition treatment is acid hydrolysis treatment.

【0015】本発明の好ましい態様は、更に下記(1
0)〜(15)に列記する方法である。 (10)上記(8)の方法において、複合体は、キシロ
ースの2〜20量体とリグニンが化学結合した複合体で
あることを特徴とする長鎖キシロオリゴ糖組成物の製造
方法。
A preferred embodiment of the present invention is as follows.
0) to (15). (10) The method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition according to the above (8), wherein the complex is a complex in which a 2 to 20-mer of xylose and lignin are chemically bonded.

【0016】(11)上記(5)の酵素処理工程におい
てキシラン及び/又はヘミセルロースをヘミセルラーゼ
を用いて処理し、得られる糖溶液を加水分解処理工程に
おいて酸加水分解処理し、次いで精製・分離工程におい
て該加水分解処理工程から得られる処理液からキシロオ
リゴ糖成分を分離・回収することを特徴とする、重合度
が5以下のキシロオリゴ糖含有率が5%以下でありかつ
平均重合度が7以上、好ましくは10以上である長鎖キ
シロオリゴ糖組成物の製造方法。
(11) In the enzyme treatment step of the above (5), xylan and / or hemicellulose is treated with hemicellulase, and the resulting sugar solution is subjected to acid hydrolysis treatment in the hydrolysis treatment step, followed by purification / separation step. In which the xylooligosaccharide component is separated and recovered from the treatment liquid obtained from the hydrolysis treatment step, the content of xylooligosaccharide having a degree of polymerization of 5 or less is 5% or less, and the average degree of polymerization is 7 or more, A method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition, which is preferably 10 or more.

【0017】(13)前記加水分解処理工程は、前記酵
素処理工程から得られる糖溶液を濃縮した糖溶液につい
て行われる工程であることを特徴とする、(12)記載
の長鎖キシロオリゴ糖組成物の製造方法。
(13) The long chain xylooligosaccharide composition according to (12), wherein the hydrolysis treatment step is a step performed on a sugar solution obtained by concentrating the sugar solution obtained from the enzyme treatment step. Manufacturing method.

【0018】(14)前記酵素処理工程は、pH3〜1
0、好ましくは5〜9の範囲に調整した糖溶液を、10
℃〜90℃、好ましくは30℃〜60℃の温度で酵素処
理する工程であることを特徴とする、(5)に記載の長
鎖キシロオリゴ糖組成物の製造方法。 (15)前記加水分解処理工程は、pHを約3.5以
下、又はそれ以下の値に調整した糖溶液を、105℃〜
150℃、好ましくは110℃〜121℃の温度で、1
5分以上、好ましくは30分〜60分間加熱して酸加水
分解処理を行う工程であることを特徴とする、(9)に
記載の長鎖キシロオリゴ糖組成物の製造方法。
(14) The enzyme treatment step has a pH of 3 to 1.
The sugar solution adjusted to 0, preferably 5 to 9 is added to 10
The method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition according to (5), which comprises a step of enzymatically treating at a temperature of from 90 ° C to 90 ° C, preferably from 30 ° C to 60 ° C. (15) In the hydrolysis treatment step, a sugar solution whose pH is adjusted to a value of about 3.5 or less, or a value of 105 ° C to
At a temperature of 150 ° C, preferably 110 ° C to 121 ° C, 1
The method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition according to (9), which comprises a step of performing an acid hydrolysis treatment by heating for 5 minutes or more, preferably 30 minutes to 60 minutes.

【0019】(14)前記精製・分離工程は、前記酸加
水分解処理工程から得られる糖溶液を、陽イオン交換樹
脂カラム−陰イオン交換樹脂カラム-溶解度の差による
分別沈殿を利用して精製する工程を含むことを特徴とす
る、(11)に記載のキシロオリゴ糖組成物の製造方
法。
(14) In the purification / separation step, the sugar solution obtained in the acid hydrolysis treatment step is purified by utilizing cation exchange resin column-anion exchange resin column-separated precipitation due to difference in solubility. The method for producing a xylo-oligosaccharide composition according to (11), which comprises a step.

【0020】本発明者らは、今回、使用する酵素がバチ
ルス属に由来する中性好熱キシラナーゼで、なおかつ原
材料が広葉樹化学パルプであるようなリグノセルロース
材料を用いた場合、キシロースの2量体から20量体に
わたるキシロオリゴ糖の分布を有するキシロオリゴ糖組
成物を得ることができること、このキシロオリゴ糖組成
物中では分子量が大きな5量体から20量体が比較的多
く含まれ、さらにはこのキシロオリゴ糖の組成物中での
キシロビオースの存在比はキシロオリゴ糖組成物中の全
糖量の約10%以下であることを見いだした。キシロビ
オースが酸加水分解した場合、大腸菌等腸内有害菌が容
易に資化し得るキシロースに変換されることを考える
と、一般的にキシロオリゴ糖は酸加水分解に対する抵抗
力が強いとはいえ、キシロビオースの存在比が低いこと
は機能性を保持する上で重要である。
The present inventors used xylose dimers when the enzyme used was a neutral thermophilic xylanase derived from the genus Bacillus and the raw material was a hardwood chemical pulp. To obtain a xylooligosaccharide composition having a distribution of xylooligosaccharides ranging from 20 to 20-mer, wherein the xylooligosaccharide composition contains a relatively large amount of pentamers to 20-mers having a large molecular weight, and further, this xylooligosaccharide It was found that the abundance ratio of xylobiose in the composition was about 10% or less of the total sugar amount in the xylooligosaccharide composition. Considering that when xylobiose is acid-hydrolyzed, intestinal harmful bacteria such as Escherichia coli are easily converted to xylose that can be assimilated, xylooligosaccharides generally have strong resistance to acid hydrolysis. A low abundance ratio is important for maintaining functionality.

【0021】化学パルプ由来のリグノセルロースを材料
として製造された長鎖キシロオリゴ糖組成物はコーンコ
ブや綿実殻を原料として製造されたキシロオリゴ糖より
も平均重合度が高いという特徴がある。リグノセルロー
スを材料とした場合、使用する酵素を調整することで平
均重合度が2から平均重合度が5までの任意の比率で新
規なキシロオリゴ糖を作ることがある程度は可能であ
る。しかし、今回見いだした新たな知見としては、長鎖
キシロオリゴ糖を製造する場合の最も大きな特徴は「キ
シロオリゴ糖−リグニン複合体」を中間体として使用す
る点にある。
The long-chain xylooligosaccharide composition produced by using lignocellulose derived from chemical pulp as a material is characterized by having a higher average degree of polymerization than xylooligosaccharide produced by using corncob or cottonseed shell as a raw material. When lignocellulose is used as a material, it is possible to some extent to prepare a new xylooligosaccharide at an arbitrary ratio of an average degree of polymerization of 2 to 5 by adjusting the enzyme used. However, as a new finding discovered this time, the most significant feature in producing a long-chain xylooligosaccharide is that "xylooligosaccharide-lignin complex" is used as an intermediate.

【0022】キシロオリゴ糖−リグニン複合体は広葉
樹、針葉樹クラフトパルプを酵素もしくは物理化学的処
理にて処理した場合その処理液中に見いだされる新規な
化合物である。この化合物は2量体から20量体のキシ
ロオリゴ糖鎖にリグニンが結合した物質である。キシロ
オリゴ糖に対してリグニンの分子量は圧倒的に大きいた
めそれが立体的に邪魔になりキシラナーゼやキシロシダ
ーゼはキシロオリゴ糖−リグニン複合体を分解できな
い。そのため酵素処理をおこなってもキシロオリゴ糖−
リグニン複合体におけるキシロオリゴ糖は分解され残
り、比較的長鎖のキシロオリゴ糖がリグニンと結合した
状態で溶液中に存在する。しかし、このキシロオリゴ糖
−リグニン複合体は希酸による酸処理でキシロオリゴ糖
とリグニンの間は容易に開裂させることができ、この性
質を利用することで重合度が5〜20量体のキシロオリ
ゴ糖組成物を容易に製造することができるのである。
The xylooligosaccharide-lignin complex is a novel compound found in the treatment liquid of hardwood and softwood kraft pulps treated with an enzyme or a physicochemical treatment. This compound is a substance in which lignin is bound to a dimer to 20-mer xylooligosaccharide chain. Since lignin has an overwhelmingly large molecular weight with respect to xylooligosaccharide, it is sterically hindered and xylanase and xylosidase cannot decompose the xylooligosaccharide-lignin complex. Therefore, xylooligosaccharide-
The xylooligosaccharide in the lignin complex remains undegraded, and the relatively long chain xylooligosaccharide is present in the solution in a state of being bound to lignin. However, this xylooligosaccharide-lignin complex can be easily cleaved between the xylooligosaccharide and lignin by acid treatment with a dilute acid, and by utilizing this property, a xylooligosaccharide composition having a polymerization degree of 5 to 20 mer is formed. The thing can be easily manufactured.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明で言う長鎖キシロオリゴ糖組成物とは、その
オリゴ糖組成物中の比較的重合度の大きなキシロオリゴ
糖含有率が高いものである。具体的には、組成物中の全
糖重量に対して、キシロースの5量体以上のキシロオリ
ゴ糖が80重量%以上であるものを言う。本発明の長鎖
キシロオリゴ糖組成物の平均重合度を測定した場合、平
均重合度は5以上であり、好ましくは7以上、更に好ま
しくは10以上である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. The long-chain xylooligosaccharide composition referred to in the present invention has a high content of xylooligosaccharide having a relatively high degree of polymerization in the oligosaccharide composition. Specifically, it means that the amount of xylooligosaccharide, which is a pentamer of xylose, is 80% by weight or more based on the total weight of sugar in the composition. When the average degree of polymerization of the long-chain xylooligosaccharide composition of the present invention is measured, the average degree of polymerization is 5 or more, preferably 7 or more, and more preferably 10 or more.

【0024】中でも、キシロオリゴ糖組成物として製造
し易く、性能的にも優れているのは、キシロースの5量
体〜20量体を主成分とするものであり、好ましくは7
量体〜20量体を主成分とするもの、更に好ましくは、
10量体〜20量体を主成分とするものである。ここで
「5量体〜20量体を主成分とする」という表現は、全
糖重量に対して、5量体〜20量体の合計重量が50重
量%以上であることを意味し、ある量体が存在していな
くても良い。もちろん使用する酵素や酸処理の条件を変
更することで平均重合度がさらに高い値のキシロオリゴ
糖組成物を自由に設計製造することが可能なことは言う
までもない。
Among them, the xylooligosaccharide composition that is easy to produce and has excellent performance is mainly composed of a pentamer to a 20mer of xylose, preferably 7
Those whose main component is a monomer to a 20mer, more preferably,
The main component is a 10-mer to a 20-mer. Here, the expression "having a pentamer to a 20mer as a main component" means that the total weight of the pentamer to the 20mer is 50% by weight or more with respect to the total sugar weight. The quantity does not have to exist. Needless to say, it is possible to freely design and manufacture a xylooligosaccharide composition having a higher average degree of polymerization by changing the conditions of the enzyme used and the acid treatment.

【0025】本発明の長鎖キシロオリゴ糖組成物は、リ
グノセルロース材料をヘミセルラーゼ処理した後に、希
酸によりキシロオリゴ糖−リグニン複合体を酸加水分解
することによって重合度の大きなキシロオリゴ糖を含む
液体として得ることができる。リグノセルロースとして
のパルプをヘミセルラーゼ処理する際のパルプ濃度は1
〜30重量%、好ましくは2〜15重量%の範囲で行わ
れるが、広葉樹クラフトパルプ以外のリグノセルロース
を製造原料に用いる場合はこの限りではない。たとえ
ば、リグノセルロースに由来するキシランについて、処
理時のパルプ濃度を例示すると、小麦フスマ由来キシラ
ンでは0.5〜5%、好ましくは2%前後、コーンコブ
由来キシランでは1〜10%、好ましくは5%前後、綿
実殼由来キシランでは1〜10%、好ましくは5%前
後、粉砕コーンパイプでは0.2〜5%、好ましくは1
%前後、カラスムギ由来キシランでは0.2〜5%、好
ましくは1%前後などである。
The long-chain xylooligosaccharide composition of the present invention is a liquid containing a xylooligosaccharide having a large degree of polymerization by subjecting a lignocellulosic material to hemicellulase treatment and then acid-hydrolyzing the xylooligosaccharide-lignin complex with a dilute acid. Obtainable. When the pulp as lignocellulose is treated with hemicellulase, the pulp concentration is 1
It is carried out in the range of -30% by weight, preferably 2-15% by weight, but this is not the case when lignocellulose other than hardwood kraft pulp is used as a raw material for production. For example, regarding the xylan derived from lignocellulose, when the pulp concentration at the time of treatment is illustrated, wheat bran-derived xylan is 0.5 to 5%, preferably around 2%, and corncob-derived xylan is 1 to 10%, preferably 5%. Before and after, 1 to 10%, preferably around 5% for xylan derived from cottonseed shell, 0.2 to 5% for crushed corn pipe, preferably 1
%, For oat-derived xylan, it is 0.2 to 5%, preferably around 1%.

【0026】本発明のキシロオリゴ糖組成物を得ること
ができる原料リグノセルロース物質としては針葉樹や広
葉樹のような木材が好ましく用いられるが、ケナフ、
麻、バガス、イネ等の非木本性の植物であってもよく、
特に限定されるものではない。本発明に使用されるパル
プは、化学パルプ、機械パルプ、脱墨パルプ等何でもよ
いが、広葉樹化学パルプが好ましい。化学パルプを得る
ための蒸解法としては、クラフト蒸解、ポリサルファイ
ド蒸解、ソーダ蒸解、アルカリサルファイト蒸解等の公
知の蒸解法を用いることができるが、パルプ品質、エネ
ルギー効率等を考慮するとクラフト蒸解法が好適に用い
られる。
As a raw material lignocellulosic material from which the xylooligosaccharide composition of the present invention can be obtained, woods such as conifers and hardwoods are preferably used.
It may be a non-woody plant such as hemp, bagasse or rice,
It is not particularly limited. The pulp used in the present invention may be any of chemical pulp, mechanical pulp, deinking pulp, etc., but hardwood chemical pulp is preferable. As the cooking method for obtaining chemical pulp, kraft cooking, polysulfide cooking, soda cooking, known cooking methods such as alkaline sulphite cooking can be used, but considering pulp quality, energy efficiency, etc., kraft cooking method It is preferably used.

【0027】リグノセルロース材料として広葉樹クラフ
トパルプを用いる場合、まずアルカリ酸素漂白工程で漂
白したパルプをヘミセルラーゼで処理することが望まし
いが、蒸解後のパルプや、機械パルプをそのままヘミセ
ルラーゼ処理原料として用いても良い。
When a hardwood kraft pulp is used as the lignocellulosic material, it is desirable to first treat the pulp bleached in the alkaline oxygen bleaching step with hemicellulase, but the pulp after cooking or mechanical pulp is used as it is as a hemicellulase treatment raw material. May be.

【0028】クラフト蒸解で得られたパルプ表面には蒸
解工程でパルプ繊維内より溶出されたヘミセルロースが
再吸着されていることは周知である。この再吸着したヘ
ミセルロースはその90%以上がD−キシロースがβ1
→4結合することによって構成されたキシランである。
広葉樹クラフトパルプではヘミセルロース中の側鎖であ
るアラビノースやグルクロン酸はそのほとんどが分解除
去されている。また側鎖の中の4−O−メチルグルクロ
ン酸は側鎖として残存するがアルカリ条件下でヘキセン
ウロン酸へと変換される。このヘキセンウロン酸は酸性
条件下で加熱すると容易に分解除去されるのでキシロオ
リゴ糖の製造にはあまり問題にならない。化学パルプ表
面の再吸着キシランは、通常の植物中の細胞壁内に存在
するキシランと違ってパルプの蒸解工程において抽出さ
れた際に、その主鎖であるキシランに結合している側鎖
の大部分は分解除去されている。そのため再吸着キシラ
ンは通常の細胞壁中のキシランと比べて側鎖の保有率が
非常に低い。しかし、後述するキシロオリゴ糖−リグニ
ン複合体を形成しているため再吸着キシランをキシラナ
ーゼで分解、除去するとパルプスラリーにこのキシロオ
リゴ糖−リグニン複合体が溶出してくるため反応液が茶
色になる。この茶色の反応液中には280nmの吸収を持つ
物質が存在するがこれはリグニンの芳香環に由来する吸
収であると考えられている。
It is well known that hemicellulose eluted from the pulp fibers in the cooking process is re-adsorbed on the surface of the pulp obtained by kraft cooking. 90% or more of the re-adsorbed hemicellulose has β1 of D-xylose.
→ It is a xylan composed of 4 bonds.
In hardwood kraft pulp, most of the side chains arabinose and glucuronic acid in hemicellulose are decomposed and removed. Further, 4-O-methylglucuronic acid in the side chain remains as a side chain, but is converted to hexenuronic acid under alkaline conditions. Since this hexenuronic acid is easily decomposed and removed by heating under acidic conditions, it does not pose a problem in the production of xylooligosaccharides. Unlike the xylan existing in the cell wall of normal plants, most of the side chains attached to xylan, which is the main chain of xylan, are extracted from the pulp during the pulp cooking process. Has been decomposed and removed. Therefore, readsorbed xylan has a much lower side chain retention rate than xylan in normal cell walls. However, since the xylo-oligosaccharide-lignin complex described below is formed, when the re-adsorbed xylan is decomposed and removed with xylanase, the xylo-oligosaccharide-lignin complex elutes into the pulp slurry, so that the reaction liquid becomes brown. A substance having an absorption of 280 nm exists in this brown reaction solution, which is considered to be the absorption derived from the aromatic ring of lignin.

【0029】再吸着分を含めたキシラン含量は広葉樹ク
ラフトパルプ絶乾重量の約20%を占める。ヘミセルラ
ーゼ処理においては、酵素が広葉樹クラフトパルプに作
用し、再吸着分を含むキシラン全般に作用してこれを低
分子化する。例えばバチルス・エスピ−S−2113株
のキシラナーゼ(特開平8−224081号公報参照)
を利用する場合、処理反応液中に生じるキシロース及び
キシロオリゴ糖の構成糖の割合は、3〜5量体が最も多
く、単量体が少ない組成比のオリゴ糖を生成する。
The xylan content including the re-adsorbed portion accounts for about 20% of the absolute dry weight of hardwood kraft pulp. In the hemicellulase treatment, the enzyme acts on the hardwood kraft pulp and acts on all xylan including re-adsorbed components to lower the molecular weight thereof. For example, xylanase of Bacillus espi-S-2113 strain (see JP-A-8-224081)
In the case of using, the ratio of the constituent sugars of xylose and xylooligosaccharide produced in the treatment reaction solution is the largest in the range of 3 to 5 mer, and the oligosaccharide having a composition ratio of a small amount of monomers is produced.

【0030】本発明者らは、すでに、広葉樹クラフトパ
ルプのヘミセルラーゼ処理工程より得られる排水中にキ
シロオリゴ糖とリグニン様物質が結合したキシロオリゴ
糖複合体が存在することを見いだしている。更にはキシ
ロオリゴ糖複合体は比較的重合度の大きなオリゴ糖にリ
グニン様の物質が結合していることを見いだしている。
このキシロオリゴ糖複合体は希酸処理により容易にキシ
ロオリゴ糖とリグニン様物質を分離除去し得るので重合
度の大きなキシロオリゴ糖を大量安価に製造できる。
The present inventors have already found that the xylooligosaccharide complex in which the xylooligosaccharide and the lignin-like substance are bound is present in the waste water obtained from the hemicellulase treatment step of hardwood kraft pulp. Furthermore, the xylooligosaccharide complex has found that a lignin-like substance is bound to an oligosaccharide having a relatively high degree of polymerization.
In this xylooligosaccharide complex, the xylooligosaccharide and the lignin-like substance can be easily separated and removed by treatment with a dilute acid, so that a xylooligosaccharide having a large degree of polymerization can be produced in large quantities at low cost.

【0031】現在のところ、大規模な酵素処理工程で利
用されている酵素はそのほとんどがヘミセルラーゼであ
るが、市販のヘミセルラーゼのいずれも本発明のキシロ
オリゴ糖の製造方法における酵素処理工程に用いること
ができる。例えば商品名カルタザイム(クラリアント社
製)、商品名エコパルプ(ローム・エンザイム社製)、
商品名スミチーム(新日本化学工業社製)、パルプザイ
ム(ノボノルディクス社製)などの市販の酵素製剤や、
トリコデルマ属、テルモミセス属、オウレオバシヂウム
属、ストレプトミセス属、アスペルギルス属、クロスト
リジウム属、バチルス属、テルモトガ属、テルモアスク
ス属、カルドセラム属、テルモモノスポラ属などの微生
物により生産されるキシラナーゼを使用することができ
る。
At present, most of the enzymes used in large-scale enzyme treatment steps are hemicellulases, but any commercially available hemicellulases are used in the enzyme treatment step in the method for producing a xylooligosaccharide of the present invention. be able to. For example, trade name Cartazyme (made by Clariant), trade name Ecopulp (made by Rohm Enzyme),
Commercially available enzyme preparations such as product names Sumiteam (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) and pulpzyme (manufactured by Novo Nordix),
Uses xylanase produced by microorganisms such as Trichoderma spp., Thermomyces spp., Aureobasidium spp., Streptomyces spp., Aspergillus spp., Clostridium spp., Bacillus spp., Thermotoga spp., Thermoacus spp., Caldoceram spp. And Thermomomonospora spp. be able to.

【0032】酵素処理温度は、10〜90℃、好ましく
は30〜60℃の範囲であるが、酵素の至適温度に近い
処理温度がより好ましい。一般的な酵素の場合、処理温
度が10℃未満では反応が不十分となる上、そのような
温度を得ること自体に多大のコストを要するので適さな
い。一方、温度が90℃を超えて高くなると、処理系を
密閉化しないと熱ロスが大きくなる上、一般的な酵素の
場合、酵素自体が変性し、不活性になるので適さない。
処理時の溶液pHは3〜10、好ましくは5〜9の範囲
であるが、酵素の至適pHに近いpHがより好ましい。
広葉樹クラフトパルプをアルカリ酸素漂白して得られる
パルプを酵素処理して糖液を得る場合、パルプのpHが
アルカリ側に傾いているため、酵素の至適pHがアルカ
リ側に近い酵素の方がpHを調整する際のコストも低く
優位性がある。もしpHの調整が必要な場合は、任意の
酸性溶液又はアルカリ性溶液を添加して調整し、酵素処
理を行えばよいことは言うまでもない。
The enzyme treatment temperature is in the range of 10 to 90 ° C., preferably 30 to 60 ° C., but a treatment temperature close to the optimum temperature of the enzyme is more preferable. In the case of a general enzyme, if the treatment temperature is lower than 10 ° C., the reaction becomes insufficient, and obtaining such a temperature itself requires a large cost, which is not suitable. On the other hand, if the temperature is higher than 90 ° C., the heat loss becomes large unless the treatment system is sealed, and in the case of a general enzyme, the enzyme itself is denatured and becomes inactive, which is not suitable.
The solution pH during the treatment is in the range of 3 to 10, preferably 5 to 9, but a pH close to the optimum pH of the enzyme is more preferable.
When a pulp obtained by bleaching hardwood kraft pulp with oxygen is treated with an enzyme to obtain a sugar solution, the optimum pH of the enzyme is closer to the alkaline side because the pH of the pulp tends to the alkaline side. The cost when adjusting is low and has an advantage. If it is necessary to adjust the pH, it goes without saying that the acid treatment may be carried out by adding an arbitrary acidic solution or alkaline solution for adjustment.

【0033】酵素処理により得られた糖液中にはキシロ
オリゴ糖(2〜20量体)とキシロオリゴ糖複合体が含
まれる。酵素処理液中の糖濃度は、バチルス・エスピー
2113株(独立行政法人産業技術総合研究所 特許生
物寄託センター寄託菌株FERM BP−5264)の
生産するキシラナーゼを対パルプ絶乾重当たり1ユニッ
ト(1ユニットは1分間に1マイクロモルのキシロース
を遊離させる酵素力)で使用し、10%濃度のパルプス
ラリー中に添加して処理した場合、約3000μg/m
l(キシロース換算)である。
The sugar solution obtained by the enzyme treatment contains xylooligosaccharide (2 to 20 mer) and xylooligosaccharide complex. The sugar concentration in the enzyme-treated solution was 1 unit (1 unit) of xylanase produced by Bacillus sp. 2113 strain (incorporated administrative agency National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Organism Depositary Center strain FERM BP-5264) per pulp dry weight. Is an enzyme that releases 1 micromole of xylose per minute), and when added to a 10% strength pulp slurry and treated, about 3000 μg / m
1 (xylose conversion).

【0034】この糖溶液は、後段の製造工程を考慮に入
れた場合、荷電NF膜やその他の限外ろ過膜、逆浸透膜
などの膜分離技術を用いて濃縮したり、エバポレーショ
ン等の濃縮作業により糖濃度を上昇させる作業を行うこ
とも可能である。実際に糖液のボリュームを減らすこと
は大量の糖液を後段の精製工程で処理する際のハンドリ
ングを容易にする。加えて言うならば、膜濃縮における
作業より得られた透過液は糖濃度が酵素処理液より低
く、リグニン等着色性の有機物含量が少ない特徴を持
つ。このため、膜濃縮工程より得られる透過液はパルプ
製造工程における工業用水として再利用できる。
This sugar solution is concentrated using a membrane separation technique such as a charged NF membrane, other ultrafiltration membranes, reverse osmosis membranes, or concentration such as evaporation in consideration of the subsequent production process. It is also possible to perform the work of increasing the sugar concentration by the work. In fact, reducing the volume of sugar solution facilitates handling when processing a large amount of sugar solution in the subsequent purification step. In addition, the permeated liquid obtained by the operation of concentrating the membrane has a lower sugar concentration than the enzyme-treated liquid and is characterized by a small content of coloring organic matter such as lignin. Therefore, the permeate obtained in the membrane concentration step can be reused as industrial water in the pulp manufacturing step.

【0035】糖溶液もしくは濃縮処理工程後の糖溶液に
ついては、希酸による酸加水分解処理を行ってキシロオ
リゴ糖複合体をキシロオリゴ糖とリグニン様物質とに分
離する。糖液のpHの調整方法としては、糖液に対して
鉱酸もしくは有機酸を適宜添加して糖液のpHを3.5
付近に調整することが一般的であるが、アンバーライト
200C(商品名、ローム・アンド・ハース社製)とい
ったカチオン交換樹脂で糖液を処理してイオン交換によ
りpHを下げることも可能である。次いでpH調整の終
わった糖溶液を105℃〜150℃、好ましくは110
℃〜121℃の範囲で加熱し、酸加水分解の処理を行
う。処理時間は15分以上であるが好ましくは30分か
ら60分である。加熱処理時間を90分以上に設定する
とオリゴ糖の単糖への分解が進み好ましくはない。糖液
のpHが3.5付近である場合、キシロオリゴ糖複合体
とリグニン様物質、キシロオリゴ糖と側鎖の一種である
ヘキセンウロン酸は分離除去可能であるが、キシロオリ
ゴ糖自身はほとんど分解することはない。
The sugar solution or the sugar solution after the concentration treatment step is subjected to acid hydrolysis treatment with a dilute acid to separate the xylooligosaccharide complex into a xylooligosaccharide and a lignin-like substance. As a method for adjusting the pH of the sugar solution, the pH of the sugar solution is adjusted to 3.5 by appropriately adding a mineral acid or an organic acid to the sugar solution.
Although it is generally adjusted to the vicinity, it is also possible to lower the pH by ion exchange by treating the sugar solution with a cation exchange resin such as Amberlite 200C (trade name, manufactured by Rohm and Haas Co.). Next, the sugar solution whose pH has been adjusted is heated to 105 ° C to 150 ° C, preferably 110 ° C.
The acid hydrolysis treatment is performed by heating in the range of ℃ to 121 ℃. The treatment time is 15 minutes or more, preferably 30 minutes to 60 minutes. When the heat treatment time is set to 90 minutes or longer, the decomposition of oligosaccharides into monosaccharides proceeds, which is not preferable. When the pH of the sugar solution is around 3.5, the xylooligosaccharide complex and the lignin-like substance, the xylooligosaccharide and hexenuronic acid, which is one of the side chains, can be separated and removed, but the xylooligosaccharide itself is hardly decomposed. Absent.

【0036】この処理でキシロオリゴ糖複合体からはリ
グニン様の有機物が分解除去され、キシロオリゴ糖へと
変換される。pH3.5、121℃、60分の処理条件
の時のキシロオリゴ糖複合体からキシロオリゴ糖への変
換効率は約95%である。このとき単糖の一部は加水分
解が進みフルフラール様物質となり更に縮合して沈殿す
る。キシロオリゴ糖複合体から切り離されたリグニン様
物質も同様に酸性下で縮合し不溶化して沈殿する。この
不溶化した沈殿物は濾紙や珪藻土によるろ過はもちろん
のことUF膜やMF膜そしてセラミックフィルター等に
よる分離除去が可能である。
By this treatment, the lignin-like organic matter is decomposed and removed from the xylooligosaccharide complex and converted into xylooligosaccharide. The conversion efficiency from the xylooligosaccharide complex to the xylooligosaccharide under the treatment conditions of pH 3.5, 121 ° C., and 60 minutes is about 95%. At this time, a part of the monosaccharide is hydrolyzed and becomes a furfural-like substance, which is further condensed and precipitated. The lignin-like substance separated from the xylooligosaccharide complex similarly condenses under acidic conditions, becomes insoluble and precipitates. This insolubilized precipitate can be separated and removed not only by filtration with filter paper or diatomaceous earth but also by UF membrane, MF membrane, ceramic filter or the like.

【0037】上記のようにしてキシロオリゴ糖複合体か
ら得られたキシロオリゴ糖組成物は、比較的鎖長が長い
重合度が5〜9程度のキシロオリゴ糖を高い割合で含ん
でいる新規なキシロオリゴ糖組成物である。また、10
量体〜20量体程度のものも少量含んでいる。重合度が
比較的高いキシロオリゴ糖が得られる理由としては、酵
素処理により得られた糖液中のキシロオリゴ糖複合体は
2量体から20量体程度の鎖長のキシロオリゴ糖にリグ
ニン様物質が結合しているためヘミセルラーゼによる必
要以上の消化を免れていることに起因している。そのよ
うな状態から希酸による酸加水分解でリグニン様物質と
分離すると、比較的長い鎖長のキシロオリゴ糖が得られ
る。
The xylooligosaccharide composition obtained from the xylooligosaccharide complex as described above contains a novel xylooligosaccharide composition containing a high proportion of xylooligosaccharides having a relatively long chain length and a degree of polymerization of about 5-9. It is a thing. Also, 10
It also contains a small amount of monomers to 20-mers. The reason why xylooligosaccharides with a relatively high degree of polymerization are obtained is that xylooligosaccharide conjugates in the sugar solution obtained by enzyme treatment bind lignin-like substances to xylooligosaccharides with a chain length of about dimer to 20mer. Therefore, it is caused by avoiding unnecessary digestion by hemicellulase. When such a state is separated from the lignin-like substance by acid hydrolysis with a dilute acid, a xylooligosaccharide having a relatively long chain length is obtained.

【0038】酸加水分解して得られた糖液中には、キシ
ロオリゴ糖の他にキシロース、グルコースといった単糖
類やリグニン、フラン化合物、フルフラールといった有
機物も含有する。これらの有機物の混合物からキシロオ
リゴ糖のみを分離、精製する工程としては、イオン交
換、分子ふるい、エタノール分画、膜処理などの従来の
いかなる精製方法を組み合わせて用いても良い。例え
ば、陽イオン交換樹脂→陰イオン交換樹脂→活性炭とい
った順序でカラムを用いる精製方法では出発原料である
酸処理糖液を100%とした場合、精製キシロオリゴ糖
の回収率は約70%である。
The sugar solution obtained by acid hydrolysis contains, in addition to xylooligosaccharides, monosaccharides such as xylose and glucose, and organic substances such as lignin, furan compounds and furfural. In the step of separating and purifying only the xylooligosaccharide from the mixture of these organic substances, any conventional purification method such as ion exchange, molecular sieving, ethanol fractionation and membrane treatment may be used in combination. For example, in the purification method using a column in the order of cation exchange resin → anion exchange resin → activated carbon, the recovery rate of the purified xylooligosaccharide is about 70% when the acid-treated sugar solution as the starting material is 100%.

【0039】この精製されたキシロオリゴ糖組成物を用
いて、長鎖キシロオリゴ糖組成物を作る方法は以下のよ
うにして行う。まず、キシロオリゴ糖を水に溶解する。
この時の濃度は特に限定されない。しかし、好ましくは
0.5%から50%、更に好ましくは5%から10%の
キシロオリゴ糖水溶液が望ましい。溶解するときの温度
は限定されないが、好ましくは10℃から100℃、更
に好ましくは40℃から60℃である。キシロオリゴ糖
の水溶液を静置し、長鎖キシロオリゴ糖を沈殿として分
別回収する時の静置時間も特に限定されない。十分な沈
殿が得られるように静置すればよいが、好ましくは12
時間以上である。静置の際の温度も特に限定されない
が、好ましくは10℃から40℃、更に好ましくは20
℃から30℃である。例えば、温度60℃にてキシロオ
リゴ糖濃度7%の水溶液を作製し、次いで室温まで冷却
後、24時間静置して得られた長鎖キシロオリゴ糖組成
物は分別回収後の平均重合度が12.3であった。沈殿
として回収された長鎖キシロオリゴ糖組成物は濃縮し、
粉体とすることも可能であるし、再度水に溶解し水溶液
とすることも可能である。溶解度の差を利用して分別精
製された長鎖キシロオリゴ糖組成物の回収率は出発原料
であるキシロオリゴ糖組成物を100%とした場合約3
%である。
A method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition using this purified xylooligosaccharide composition is carried out as follows. First, xylooligosaccharide is dissolved in water.
The concentration at this time is not particularly limited. However, preferably 0.5% to 50%, more preferably 5% to 10% xylooligosaccharide aqueous solution is desirable. The temperature for dissolution is not limited, but is preferably 10 ° C to 100 ° C, more preferably 40 ° C to 60 ° C. The standing time when the aqueous solution of xylooligosaccharide is allowed to stand and the long-chain xylooligosaccharide is separately collected as a precipitate is not particularly limited. It may be allowed to stand so as to obtain a sufficient precipitate, but preferably 12
More than time. The temperature during standing is not particularly limited, but is preferably 10 ° C to 40 ° C, more preferably 20 ° C.
The temperature is from 30 ° C to 30 ° C. For example, a long-chain xylooligosaccharide composition obtained by preparing an aqueous solution having a xylooligosaccharide concentration of 7% at a temperature of 60 ° C., then cooling to room temperature and then allowing it to stand for 24 hours has an average degree of polymerization of 12. It was 3. The long chain xylooligosaccharide composition recovered as a precipitate is concentrated,
It can be made into a powder, or can be dissolved again in water to give an aqueous solution. The recovery rate of the long-chain xylooligosaccharide composition that has been separately purified by utilizing the difference in solubility is about 3 when the starting material xylooligosaccharide composition is 100%.
%.

【0040】精製された長鎖キシロオリゴ糖を含む糖溶
液をイオンクロマトグラフィー(ダイオネクス社)を用
いて分析したところ2量体ないし少なくとも20量体以
上のキシロオリゴ糖を含む糖液であることが判明した。
このときの有機分重量を分析したところ絶乾重量中の全
糖量は99%以上であった。また、秤量されたるつぼを
用いての灰分の測定では精製糖液中の灰分は事実上認め
られなかった。
When the sugar solution containing the purified long-chain xylooligosaccharide was analyzed by ion chromatography (Dionex), it was found to be a sugar solution containing a dimer or at least a 20-mer or more xylooligosaccharide. .
When the weight of the organic component at this time was analyzed, the total amount of sugar in the absolute dry weight was 99% or more. In addition, ash content in the refined sugar solution was practically not detected by the measurement of ash content using a weighed crucible.

【0041】前述したように、本発明の新規な長鎖キシ
ロオリゴ糖組成物は、リグノセルロース材料を出発原料
とし、それをヘミセルラーゼ処理した反応ろ液から分
離、精製して得られる重合度の大きなキシロオリゴ糖含
有組成物である。また、この重合度の大きな長鎖キシロ
オリゴ糖組成物は、酵素や爆砕などの物理化学的手法を
用いることで従来からあるキシロース、キシロースの2
量体を主成分とするキシロオリゴ糖などに容易に変換す
ることもできるため、本方法を利用してキシロース、キ
シロビオースを製造する方法も本発明に含まれる。
As described above, the novel long-chain xylooligosaccharide composition of the present invention has a large degree of polymerization obtained by separating and purifying a lignocellulosic material as a starting material from a reaction filtrate treated with hemicellulase. It is a xylooligosaccharide-containing composition. In addition, this long-chain xylooligosaccharide composition having a large degree of polymerization can be prepared from conventional xylose and xylose by using a physicochemical method such as enzyme or blasting.
The present invention also includes a method for producing xylose or xylobiose using this method, since it can be easily converted into xylooligosaccharides containing a monomer as a main component.

【0042】[0042]

【実施例】以下に、実施例、比較例を挙げて本発明を具
体的に説明するが、もちろん本発明はこれら実施例に限
定されるものではない。以下に示す%は特に断らない限
りすべて重量によるものであり、対パルプの添加率はパ
ルプの絶乾重量に対する容量の比率である。なお、各測
定法は以下のとおりである。
The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. All percentages shown below are by weight unless otherwise specified, and the ratio of addition of pulp to pulp is the ratio of volume to absolutely dry weight of pulp. In addition, each measuring method is as follows.

【0043】(1) 全糖量の定量:全糖量は検量線をD−
キシロース(和光純薬工業)を用いて作製し、フェノー
ル硫酸法(「還元糖の定量法」学会出版センター 発
行)にて定量した。 (2) 還元糖量の定量:還元糖量は検量線をD−キシロー
ス(和光純薬工業)を用いて作製、ソモジ−ネルソン法
(「還元糖の定量法」学会出版センター 発行)にて定
量した。 (3) 平均重合度の決定法:サンプル糖液を50℃に保ち
15000rpmにて15分遠心分離し不溶物を除去し
上清液の全糖量を還元糖量(共にキシロース換算)で割
って平均重合度を求めた。
(1) Quantification of total sugar amount: The total sugar amount was measured by the analytical curve D-
It was prepared by using xylose (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and quantified by the phenol-sulfuric acid method (published by the "Quantitative method for reducing sugars" published by the Academic Press Center). (2) Quantification of reducing sugar amount: The reducing sugar amount was quantified by the Somogy-Nelson method ("Quantitative method for reducing sugar" published by the Academic Publishing Center) using a calibration curve prepared using D-xylose (Wako Pure Chemical Industries). did. (3) Determination of average degree of polymerization: Sample sugar solution was kept at 50 ° C. and centrifuged at 15,000 rpm for 15 minutes to remove insoluble matter, and the total sugar amount in the supernatant liquid was divided by the reducing sugar amount (both converted to xylose). The average degree of polymerization was determined.

【0044】(4) 新規キシロオリゴ糖の定量方法:オリ
ゴ糖の定量方法はイオンクロマトグラフ(ダイオネクス
社製)を用い、分析用カラムも同様にダイオネクス社の
Carbo Pac PA−10を用いて分析した。分
離溶媒には100mM NaOH溶液を用い、溶出溶媒
には前述の分離溶媒に酢酸ナトリウムを500nMとな
るように添加し、溶液比で、分離溶媒:溶出溶媒=4:
6となるような直線勾配を組み分離した。
(4) New xylooligosaccharide quantification method: The quantification method of oligosaccharide was performed by using an ion chromatograph (manufactured by Dionex), and the analytical column was also analyzed by using Carbo Pac PA-10 manufactured by Dionex. A 100 mM NaOH solution was used as the separation solvent, and sodium acetate was added to the above-mentioned separation solvent so that the concentration was 500 nM, and the solution ratio was as follows: separation solvent: elution solvent = 4:
A linear gradient of 6 was set and separated.

【0045】<検量線の作製>検量線の作成用には、標
品としてキシロース(X)、キシロビオース(X2)、
キシロトリオース(X3)、キシロテトラオース(X
4)を用いた。これらオリゴ糖類は前述の分析メソッド
では単位重量あたり(今回は1μg当たり)のピーク面
積がキシロースから順にキシロビオース、キシロトリオ
ース、キシロテトラオースの順に小さくなる。以下標品
が存在しない場合のキシロオリゴ糖の定量のために既存
の単位重量当たりの面積をもとに検量線を作成したとこ
ろ、 Y=4×107×(X-0.6709) という式を得た。この場合Yは1μg当たりのオリゴ糖
のピーク面積を示し、Xはオリゴ糖の重合度である。
(図1参照)
<Preparation of calibration curve> For preparation of the calibration curve, xylose (X), xylobiose (X2),
Xylotriose (X3), Xylotetraose (X
4) was used. In the above-mentioned analytical method, the peak area of these oligosaccharides per unit weight (this time, per 1 μg) becomes smaller in the order of xylobiose, xylotriose, and xylotetraose from xylose. Below, when a calibration curve was created based on the existing area per unit weight for the quantification of xylooligosaccharides in the absence of the standard product, the formula Y = 4 × 10 7 × (X −0.6709 ) was obtained. . In this case, Y indicates the peak area of oligosaccharide per 1 μg, and X is the degree of polymerization of oligosaccharide.
(See Figure 1)

【0046】この式をもとにオリゴ糖の標品が存在しな
いキシロペンタオース(X5)、キシロヘキサオース
(X6)、以下キシロオリゴ糖として20量体(X2
0)までの1μg当たりの面積を計算上求めて検量シー
トを作製し表1に示した。
On the basis of this formula, xylopentaose (X5), xylohexaose (X6), in which no oligosaccharide standard is present, is hereinafter referred to as a 20-mer (X2) as xylooligosaccharide.
The area per 1 μg up to 0) was calculated and a calibration sheet was prepared and shown in Table 1.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】以下、キシロオリゴ糖の濃度の定量にはこ
の検量シートを用いて計算した。キシロオリゴ糖を中性
糖としてフェノール硫酸法で定量した時に34mg/m
lであったサンプルをこの計算シートで計算すると3
6.5mg/mlであった。この計算シートを用いると
標品が存在しないキシロオリゴ糖の濃度も計算できる。
また、この計算シートで得られた値は比較的誤差が少な
く非常に有用である。
In the following, the calibration sheet was used to calculate the concentration of xylooligosaccharide. 34 mg / m2 when xylo-oligosaccharide was determined as a neutral sugar by the phenol-sulfuric acid method
When the sample which was 1 was calculated with this calculation sheet, it was 3
It was 6.5 mg / ml. By using this calculation sheet, the concentration of xylooligosaccharide in which no preparation exists can also be calculated.
Also, the values obtained from this calculation sheet are very useful with relatively few errors.

【0049】(5) 酵素力価の定義:酵素として用いたキ
シラナーゼの活性測定にはカバキシラン(シグマ社製)
を用いた。酵素力価の定義はキシラナーゼがキシランを
分解することで得られる還元糖の還元力をDNS法
(「還元糖の定量法」学会出版センター 発行)を用い
て測定し、1分間に1マイクロモルのキシロースに相当
する還元力を生成させる酵素量を1ユニットとした。
(5) Definition of enzyme titer: The activity of xylanase used as an enzyme was measured by hippo xylan (manufactured by Sigma).
Was used. The enzyme titer is defined by measuring the reducing power of reducing sugars obtained by degrading xylan by xylanase, using the DNS method (“Quantitative method for reducing sugars” published by the Society Publishing Center), and The amount of enzyme that produces reducing power corresponding to xylose was set to 1 unit.

【0050】(6) イオンクロマトグラフによる分析:キ
シロオリゴ糖の分析にはイオンクロマトグラフ(ダイオ
ネクス社)を用いた。分析には糖類の分析に適したカラ
ムとしてCarbo Pac PA−10(ダイオネク
ス社)を用いた。
(6) Ion chromatograph analysis: An ion chromatograph (Dionex) was used for the analysis of xylooligosaccharides. Carbo Pac PA-10 (Dionex) was used for the analysis as a column suitable for sugar analysis.

【0051】実施例1 <酵素処理工程>国内産広葉樹チップ70%、ユーカリ
材30%からなる混合広葉樹チップを原料として、クラ
フト蒸解によりカッパー価20.1、パルプ粘度41c
psの工場製の未晒パルプを得た。次いで、酸素脱リグ
ニンを行い、カッパー価9.6、パルプ粘度25.1c
psの酸素脱リグニンパルプを得た。このパルプを10
0メッシュのろ布にてろ別、洗浄後、パルプ濃度を10
%に調整し、希硫酸を加えてpH8に調整し、ついでバ
チルス・エスピーS−2113株(独立行政法人産業技
術総合研究所 特許生物寄託センター寄託菌株FERM
BP−5264)の生産するキシラナーゼを対パルプ
1ユニット/gとなるように添加し、60℃で120分
処理した。処理後、100メッシュのろ布でろ過してパ
ルプ残渣などを分離し、全糖濃度3700mg/lを含
む1050リッター(全糖量として3900g)の処理
液を得た。続いてNF膜(日東電工製:NTR−745
0、膜質:スルホン化ポリエーテルスルホン系、食塩阻
止率50%)を用いて容量比で40倍に濃縮した。この
濃縮液は全糖量を2700g含み、全糖回収率は70%
であった。濃縮液中の糖分析をイオンクロマトグラフィ
ーを用いて分析した結果、溶出時間24分以降にキシロ
オリゴ糖複合体のピークがみとめられた。これを図2に
示す。
Example 1 <Enzyme treatment step> A mixed hardwood chip consisting of 70% domestic hardwood chips and 30% eucalyptus wood was used as a raw material, and a kappa number of 20.1 and a pulp viscosity of 41c were obtained by kraft cooking.
A ps factory unbleached pulp was obtained. Next, oxygen delignification is performed to obtain a Kappa number of 9.6 and a pulp viscosity of 25.1c.
An oxygen delignified pulp of ps was obtained. 10 of this pulp
After filtering with a 0 mesh filter cloth and washing, the pulp concentration is 10
%, Adjusted to pH 8 by adding dilute sulfuric acid, and then Bacillus sp. S-2113 strain (Institute of Industrial Science and Technology, Patent Biological Depository Center, deposited strain FERM
Xylanase produced by BP-5264) was added so that the amount of xylanase was 1 unit / g of pulp, and the mixture was treated at 60 ° C. for 120 minutes. After the treatment, the residue was filtered through a 100-mesh filter cloth to separate pulp residue and the like, and a treatment liquid of 1050 liters (total sugar amount 3900 g) containing a total sugar concentration of 3700 mg / l was obtained. Then, NF membrane (Nitto Denko: NTR-745
0, membrane quality: sulfonated polyethersulfone system, salt inhibition rate 50%) and concentrated 40 times in volume ratio. This concentrate contains 2700 g of total sugar, and the total sugar recovery is 70%.
Met. As a result of analyzing the sugar in the concentrated solution by ion chromatography, a peak of the xylooligosaccharide complex was found after elution time of 24 minutes. This is shown in FIG.

【0052】<酸加水分解処理工程>酵素処理工程で得
られた濃縮糖液1,000mlに対して硫酸を添加して
pHを3.5に調製した後、この濃縮糖液を121℃に
て1時間反応させた。反応生成物をイオンクロマト用カ
ラム(ダイオネクス社:Carbo Pac PA−1
0)を用いたイオンクロマトグラフィーで分析した結
果、高濃度のキシロオリゴ糖(2量体〜20量体)を含
むことが判明した。
<Acid hydrolysis treatment step> After adding sulfuric acid to 1,000 ml of the concentrated sugar solution obtained in the enzyme treatment step to adjust the pH to 3.5, the concentrated sugar solution was heated at 121 ° C. The reaction was carried out for 1 hour. The reaction product was used as a column for ion chromatography (Dionex: Carbo Pac PA-1).
As a result of analysis by ion chromatography using 0), it was found to contain a high concentration of xylooligosaccharide (dimer to 20mer).

【0053】<キシロオリゴ糖の精製・分離工程>酸加
水分解処理工程で調製したキシロオリゴ糖の糖溶液(1
17mg/ml)10ml、全糖量として1.2gを強
酸性イオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製:ア
ンバーライト200C)を充填したカラム(内径36m
m、長さ150mm)に負荷した。カラムを通過したキ
シロオリゴ糖を回収した後に、弱塩基性イオン交換樹脂
(ローム・アンド・ハース社製:IRA67)を充填し
た同様のカラムに負荷した。カラムを通過し得られたキ
シロオリゴ糖は、濃縮後、80mgの活性炭(和光純薬
製:品番037−02115)をキシロオリゴ糖溶液に
添加して60℃にて1時間攪拌し、脱色を行った。攪拌
後は0.22μmのメンブレンフィルターで活性炭をろ
過し、精製したキシロオリゴ糖溶液を得た。精製したキ
シロオリゴ糖溶液には280nm及び250nmの波長
の吸収は認められず、酸処理後のキシロオリゴ糖溶液に
含まれる紫外吸収物質は除去されていた。灰分の残存率
も出発原料である酸処理後のキシロオリゴ糖溶液に対し
て0.1%以下であった。また、キシロオリゴ糖の回収
率は70.2%であった。この精製キシロオリゴ糖のイ
オンクロマトフィーの結果は図3に示してある。
<Purification / separation step of xylooligosaccharide> A sugar solution of xylooligosaccharide prepared in the acid hydrolysis treatment step (1
A column (inner diameter 36 m) filled with 10 ml of 17 mg / ml) and 1.2 g as the total sugar amount with a strongly acidic ion exchange resin (Amberlite 200C manufactured by Rohm and Haas).
m, length 150 mm). After collecting the xylooligosaccharides that passed through the column, the column was loaded on the same column filled with a weakly basic ion exchange resin (IRA67 manufactured by Rohm and Haas). The xylo-oligosaccharide obtained after passing through the column was decolorized by concentrating it and adding 80 mg of activated carbon (manufactured by Wako Pure Chemical Industries: product number 037-02115) to the xylo-oligosaccharide solution and stirring at 60 ° C. for 1 hour. After stirring, activated carbon was filtered through a 0.22 μm membrane filter to obtain a purified xylooligosaccharide solution. Absorption at wavelengths of 280 nm and 250 nm was not observed in the purified xylooligosaccharide solution, and the ultraviolet absorbing substance contained in the xylooligosaccharide solution after the acid treatment was removed. The residual rate of ash was also 0.1% or less based on the acid-treated xylooligosaccharide solution as the starting material. The recovery rate of xylooligosaccharide was 70.2%. The result of ion chromatography of this purified xylooligosaccharide is shown in FIG.

【0054】<長鎖キシロオリゴ糖の調製>原材料とし
て特開2000−333692号公報に記載の方法で調
整した平均重合が5.2である中性キシロオリゴ糖を出発
原料とした。出発原料70gを1000mlの超純水に分散さ
せ、良く攪拌する。出発原料は1000mlの純水に完全溶解
することはなく、見た目は白濁した液体が提供される。
この白濁液はゆっくりと60℃にまで加温すると完全に
溶解する。この完全溶解後の水溶液を室温で24時間静
置すると不溶性の長鎖オリゴ糖のみ沈殿してくる。そこ
で上澄みを静かにペリスタポンプで除去すると白色の長
鎖キシロオリゴ糖のみ回収される。この白色沈殿は糖含
量として497mgであった。白色沈殿は60℃、50mlの超純
水に懸濁すると完全溶解し無色透明な液体となる。この
透明な液体をスプレードライすることで乾燥した粉末化
した長鎖キシロオリゴ糖を得ることができた。この時の
長鎖キシロオリゴ糖の重量は455mgであった。長鎖キシ
ロオリゴ糖のイオンクロマトでの分析結果を図4に示
す。縦軸は酸化還元電位(nC)であり、横軸は溶出時間
である。溶出時間17分前後に長鎖キシロオリゴ糖が溶
出されてくることがわかる。
<Preparation of long-chain xylooligosaccharide> As a starting material, a neutral xylooligosaccharide having an average polymerization of 5.2 adjusted by the method described in JP 2000-333692 A was used as a starting material. 70 g of the starting material is dispersed in 1000 ml of ultrapure water and stirred well. The starting material does not completely dissolve in 1000 ml of pure water, and an apparently cloudy liquid is provided.
The cloudy liquid is completely dissolved when slowly heated to 60 ° C. When this completely dissolved aqueous solution is allowed to stand at room temperature for 24 hours, only insoluble long-chain oligosaccharides are precipitated. Therefore, when the supernatant is gently removed by a perista pump, only white long-chain xylooligosaccharides are recovered. The white precipitate had a sugar content of 497 mg. The white precipitate is completely dissolved when suspended in 50 ml of ultrapure water at 60 ° C and becomes a colorless and transparent liquid. By spray-drying this transparent liquid, a dry powdered long-chain xylooligosaccharide could be obtained. The weight of the long-chain xylooligosaccharide at this time was 455 mg. The analysis result of the long-chain xylooligosaccharide by ion chromatography is shown in FIG. The vertical axis represents the redox potential (nC), and the horizontal axis represents the elution time. It can be seen that the long-chain xylooligosaccharides are eluted around 17 minutes after the elution.

【0055】<長鎖キシロオリゴ糖の重合度>得られた
長鎖キシロオリゴ糖の粉末を超純水に溶解し1%水溶液
を作製した。平均重合度は全糖量をフェノール硫酸法で
測定し、その後1%水溶液の還元糖量をソモジーネルソ
ン法で測定した。いずれの測定においても検量線はD-キ
シロースを用いて作製した。平均重合度は1ml当たりの
全糖量を1ml当たりの還元糖量で割ることで求めた。そ
の結果上記方法で作製された長鎖キシロオリゴ糖の重合
度は12.3であった。これは出発原料の重合度5.2のキシ
ロオリゴ糖に比べ重合度が大きな長鎖キシロオリゴ糖で
ある。
<Polymerization degree of long-chain xylooligosaccharide> The obtained long-chain xylooligosaccharide powder was dissolved in ultrapure water to prepare a 1% aqueous solution. The average degree of polymerization was determined by measuring the total sugar amount by the phenol-sulfuric acid method, and then measuring the reducing sugar amount in a 1% aqueous solution by the Somogene Nelson method. A calibration curve was prepared using D-xylose in all measurements. The average degree of polymerization was determined by dividing the total sugar amount per 1 ml by the reducing sugar amount per 1 ml. As a result, the degree of polymerization of the long-chain xylooligosaccharide produced by the above method was 12.3. This is a long-chain xylooligosaccharide having a higher degree of polymerization than the starting material having a degree of polymerization of 5.2.

【0056】実施例2 実施例1の手法により精製された長鎖キシロオリゴ糖組
成物(平均重合度=12.3)を用いて整腸作用について実
験した。2%長鎖キシロオリゴ糖添加食を4週間にわた
って投与し続けたSD系ラットは長鎖キシロオリゴ糖を全
く含まない食餌を投与した場合と比較して腸内でビフィ
ズス菌が選択的に増殖したため盲腸内容物のpHが低下
し、実際に盲腸内容物1g当たりのビフィズス菌数も増
加していた。この結果を図5に示す。
Example 2 The long-chain xylooligosaccharide composition purified by the method of Example 1 (average degree of polymerization = 12.3) was used to test the intestinal function. SD rats, which had been on a diet containing 2% long-chain xylooligosaccharides for 4 weeks, showed selective growth of bifidobacteria in the intestine compared to the administration of a diet containing no long-chain xylooligosaccharides. The pH of the product was lowered, and the number of Bifidobacterium per 1 g of the cecal contents was actually increased. The result is shown in FIG.

【0057】一方で投与するキシロオリゴ糖を鎖長別に
変化させて、その鎖長別にキシロオリゴ糖の食物繊維様
の作用を調べてみた。この時キシロビオースが70%以
上からなるオリゴ糖を2%添加した食餌を4週間にわた
って投与したSD系ラット群と長鎖キシロオリゴ糖を2%
添加した食餌を4週間にわたって投与したSD系ラット群
とを比較した。各群のラットの血液性状を比較した場合
において、総コレステロール、リン脂質、トリグリセラ
イド量は長鎖キシロオリゴ糖を投与し続けたラットの方
が優位に低下していた。トリグリセライド量に関する結
果を図6に示す。図中のCはオリゴ糖無添加区のラット
を示し、以下XBはキシロビオース投与群、XNは平均
重合度5.2のキシロオリゴ糖投与群、XN10は長鎖
キシロオリゴ糖投与群を示す。
On the other hand, the xylooligosaccharides to be administered were changed for each chain length, and the dietary fiber-like action of the xylooligosaccharides was examined for each chain length. At this time, SD rats containing 2% of oligosaccharides containing 70% or more xylobiose were administered for 4 weeks and 2% of long-chain xylooligosaccharides.
A comparison was made with a group of SD rats in which the added diet was administered for 4 weeks. When the blood characteristics of the rats in each group were compared, the total cholesterol, phospholipid, and triglyceride levels were significantly lower in the rats continuously administered with the long-chain xylooligosaccharide. The results regarding the amount of triglyceride are shown in FIG. In the figure, C indicates a rat in the oligosaccharide-free group, XB indicates a xylobiose administration group, XN indicates a xylooligosaccharide administration group having an average polymerization degree of 5.2, and XN10 indicates a long-chain xylooligosaccharide administration group.

【0058】この結果から長鎖キシロオリゴ糖は通常の
キシロオリゴ糖の生理活性の1つであるビフィズス菌の
選択的増殖性の亢進以外に高脂血症を防止する作用のあ
ることを見いだした。
From these results, it was found that long-chain xylooligosaccharides have an action of preventing hyperlipidemia in addition to the enhancement of selective growth of bifidobacteria, which is one of the physiological activities of ordinary xylooligosaccharides.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明により、整腸作用だけではなく高
脂血症防止効果がある長鎖キシロオリゴ糖組成物が安
価、かつ大量に供給される。この新規キシロオリゴ糖組
成物は酸加水分解、酵素消化などの処理により容易にキ
シロビオース、キシロースに変換できる。またキシロオ
リゴ糖自体はもともとビフィズス菌の選択的増殖性があ
り機能性食品の材料にも使用されていることからもわか
るように、人体への安全性が高い材料であることから、
本発明のキシロオリゴ糖組成物も、整腸作用、コレステ
ロール低下作用等が期待される機能性食品用材料として
の適用が十分に可能な組成物である。さらに、家畜用や
栽培漁業用の餌等への添加剤としても有用である。更に
注目すべき点としては、平均重合度が高い新規な長鎖キ
シロオリゴ糖はそれをSD系オスのラットに投与した場
合、驚くべきことに血液性状の変化が認められる点であ
る。特に総コレステロール、リン脂質、トリグリセライ
ドといった脂質代謝に関する指標は長鎖キシロオリゴ糖
を投与しなかった場合に比べて軒並み低下していた。こ
れは食物繊維が有する特徴でありキシロオリゴ糖の鎖長
が長くなったため食物繊維様の作用を示すと推定され
る。即ち、「従来の低分子量キシロオリゴ糖と食物繊維
の機能を併せ持つ」機能を有する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a long-chain xylooligosaccharide composition having not only an intestinal regulating effect but also a hyperlipidemia-preventing effect is inexpensively supplied in a large amount. This novel xylooligosaccharide composition can be easily converted into xylobiose and xylose by treatment such as acid hydrolysis and enzymatic digestion. Also, as can be seen from the fact that xylooligosaccharides themselves have selective growth properties for bifidobacteria and are also used as materials for functional foods, they are highly safe for humans,
The xylooligosaccharide composition of the present invention is also a composition that can be sufficiently applied as a functional food material that is expected to have an intestinal regulating action, a cholesterol lowering action, and the like. Further, it is also useful as an additive to feed for livestock and cultivated fisheries. It should be further noted that the novel long-chain xylooligosaccharide having a high average degree of polymerization, when administered to SD male rats, has a surprising change in blood properties. In particular, the indices related to lipid metabolism such as total cholesterol, phospholipids, and triglycerides were reduced as compared with those when long-chain xylooligosaccharides were not administered. This is a characteristic of dietary fiber, and it is presumed that it exhibits a dietary fiber-like action because the chain length of xylooligosaccharides became longer. That is, it has the function of “having the functions of conventional low molecular weight xylooligosaccharides and dietary fiber”.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 キシロオリゴ糖を定量するための検量線を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing a calibration curve for quantifying xylooligosaccharides.

【図2】 濃縮液中のキシロオリゴ糖複合体を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a xylooligosaccharide complex in a concentrated solution.

【図3】 キシロオリゴ糖−リグニン複合体から精製さ
れたキシロオリゴ糖を示す図。
FIG. 3 is a view showing xylooligosaccharide purified from a xylooligosaccharide-lignin complex.

【図4】 キシロオリゴ糖組成物より溶解度の差を利用
して新規に調製された長鎖キシロオリゴ糖を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a long-chain xylooligosaccharide newly prepared from a xylooligosaccharide composition by utilizing the difference in solubility.

【図5】 長鎖キシロオリゴ糖が有する整腸作用を示す
図。
FIG. 5 is a view showing the intestinal regulating action of long-chain xylooligosaccharides.

【図6】 長鎖キシロオリゴ糖の有する高脂血症予防効
果のうち血液性状の変化を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing changes in blood properties among the effects of long-chain xylooligosaccharides for preventing hyperlipidemia.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 47/48 A61K 47/48 4C090 A61P 1/00 A61P 1/00 3/00 3/00 3/06 3/06 43/00 111 43/00 111 C07H 3/06 C07H 3/06 C12P 19/22 C12P 19/22 Fターム(参考) 4B064 AF04 AF11 CA21 CB01 CE11 DA10 4C057 AA02 BB04 4C076 BB01 CC16 CC21 CC40 EE58A EE59A 4C083 AD011 AD012 AD191 AD192 AD211 AD212 4C086 AA01 AA02 AA03 AA04 EA01 EA20 MA01 MA02 MA04 MA05 MA52 NA05 NA14 ZA69 ZC19 ZC33 4C090 AA01 AA04 BA04 BA51 BB10 BD41 CA43 DA09 DA23 DA27─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) A61K 47/48 A61K 47/48 4C090 A61P 1/00 A61P 1/00 3/00 3/00 3/06 3 / 06 43/00 111 43/00 111 C07H 3/06 C07H 3/06 C12P 19/22 C12P 19/22 F term (reference) 4B064 AF04 AF11 CA21 CB01 CE11 DA10 4C057 AA02 BB04 4C076 BB01 CC16 CC21 CC40 EE58A EE59A 4C083 AD01 AD012 AD191 AD192 AD211 AD212 4C086 AA01 AA02 AA03 AA04 EA01 EA20 MA01 MA02 MA04 MA05 MA52 NA05 NA14 ZA69 ZC19 ZC33 4C090 AA01 AA04 BA04 BA51 BB10 BD41 CA43 DA09 DA23 DA27

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キシロース重合体の混合組成物であるキ
シロオリゴ糖組成物において、キシロースの5量体〜2
0量体を主成分とするキシロオリゴ糖組成物。
1. A xylooligosaccharide composition, which is a mixed composition of xylose polymers, wherein xylose pentamer to 2
A xylo-oligosaccharide composition mainly composed of a 0-mer.
【請求項2】 キシロース重合体の平均重合度が7〜2
0である請求項1に記載のキシロオリゴ糖組成物。
2. The average degree of polymerization of the xylose polymer is 7 to 2.
The xylo-oligosaccharide composition according to claim 1, which is 0.
【請求項3】 キシロース重合体の混合組成物であり、
かつキシロースの5量体以上を主成分とする長鎖キシロ
オリゴ糖組成物を製造する方法であり、リグノセルロー
ス材料を原料とし、それを酵素的にもしくは物理化学的
に処理してキシロオリゴ糖組成物を製造する方法におい
て、キシロオリゴ糖を構成成分とする複合体を中間体と
し、該中間体を分解処理することを特徴とする長鎖キシ
ロオリゴ糖組成物の製造方法。
3. A mixed composition of xylose polymers,
And a method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition mainly composed of a pentamer or more of xylose, which is a lignocellulosic material as a raw material and is enzymatically or physicochemically treated to obtain a xylooligosaccharide composition. A method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition, which comprises using a complex having xylooligosaccharide as a constituent component as an intermediate and subjecting the intermediate to a decomposition treatment.
【請求項4】 リグノセルロースが化学パルプであるこ
とを特徴とする請求項3に記載の長鎖キシロオリゴ糖組
成物の製造方法。
4. The method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition according to claim 3, wherein the lignocellulose is a chemical pulp.
【請求項5】 リグノセルロースの酵素処理もしくは物
理化学的がヘミセルラーゼ処理であることを特徴とする
請求項3または4に記載の長鎖キシロオリゴ糖組成物の
製造方法。
5. The method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition according to claim 3, wherein the enzymatic treatment or physicochemical treatment of lignocellulose is a hemicellulase treatment.
【請求項6】 前記ヘミセルラーゼがキシラナーゼであ
ることを特徴とする請求項5に記載の長鎖キシロオリゴ
糖組成物の製造方法。
6. The method for producing a long-chain xylooligosaccharide composition according to claim 5, wherein the hemicellulase is xylanase.
【請求項7】 前記キシロオリゴ糖を構成成分とする複
合体がキシロオリゴ糖とリグニンの複合体であることを
特徴とする請求項3〜請求項6のいずれかに記載の長鎖
キシロオリゴ糖組成物の製造方法。
7. The long-chain xylooligosaccharide composition according to any one of claims 3 to 6, wherein the complex having the xylooligosaccharide as a constituent is a complex of xylooligosaccharide and lignin. Production method.
【請求項8】 前記キシロオリゴ糖を構成成分とする複
合体がキシロオリゴ糖とリグニンの間に被加水分解性を
有する化学結合により結合された複合体であることを特
徴とする請求項7記載の長鎖キシロオリゴ糖組成物の製
造方法。
8. The length according to claim 7, wherein the complex having the xylooligosaccharide as a constituent component is a complex in which the xylooligosaccharide and the lignin are bonded by a chemical bond having hydrolyzability. A method for producing a chain xylooligosaccharide composition.
【請求項9】 前記分解処理が酸加水分解処理であるこ
とを特徴とする請求項3〜請求項8のいずれかに記載の
長鎖キシロオリゴ糖組成物の製造方法。
9. The method for producing a long chain xylooligosaccharide composition according to claim 3, wherein the decomposition treatment is acid hydrolysis treatment.
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