JP2009207462A - Method for producing sugar for synthetic raw material - Google Patents

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貴博 小野
Takeyoshi Funako
丈由 船公
Hideki Yamamoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively provide high-purity L-arabinose for a synthetic raw material scarcely comprising D-xylose. <P>SOLUTION: A method for producing a sugar for the synthetic raw material is characterized by subjecting a plant body comprising arabinan as a raw material to following steps (a) to (e), and thereby affording the sugar for the synthetic raw material comprising ≥97 mass% of the L-arabinose, and ≤0.1 mass% of the D-xylose: (a) hydrolysis with an acid or an enzyme; (b) removal of a monosaccharide other than the L-arabinose; (c) deproteinization and/or removal of polysaccharides; (d) desalination; and (e) crystallization. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、医薬品、食品添加物、その他の化学品の合成に用いる高純度L−アラビノースである合成原料用糖の製造方法及びその製造方法により得られた合成原料用糖に関するものであり、この合成原料用糖は、合成反応において不純物生成の原因となりうるキシロースなどの不純物をほとんど含有しないという特徴を有する。   The present invention relates to a method for producing a sugar for synthetic raw material, which is high-purity L-arabinose used in the synthesis of pharmaceuticals, food additives, and other chemicals, and a sugar for synthetic raw material obtained by the production method. The sugar for synthetic raw materials has a feature that it hardly contains impurities such as xylose that can cause impurities in the synthesis reaction.

L−アラビノースは、高等植物のヘミセルロース中にアラビナン等の構成糖として存在している五単糖である。シュクロースに近い味質を持ち、難吸収性を示すノンカロリーの糖質である上に二糖加水分解酵素阻害作用を有することから、糖尿病患者向け又はダイエット向けの甘味料として利用されている。また、L−アラビノースは天然には希少なL型の単糖であり、L−型化合物の合成の際の合成原料としても利用されている。特に医薬品等の分野では光学異性体の混入が大きな問題となる為に純度の高いL−アラビノースが求められていた。   L-arabinose is a pentasaccharide existing as a constituent sugar such as arabinan in hemicellulose of higher plants. It has a taste similar to sucrose, is a non-caloric saccharide showing poor absorbability, and has a disaccharide hydrolase inhibitory action, so it is used as a sweetener for diabetics or diets. L-arabinose is a rare L-type monosaccharide in nature and is also used as a raw material for the synthesis of L-type compounds. In particular, in the field of pharmaceuticals and the like, mixing of optical isomers becomes a big problem, so that high purity L-arabinose has been demanded.

例えば、特許文献1には、L−チミジンの合成にL−アラビノースを用いる方法が開示されており、特許文献2には、L−2−デオキシリボースの合成にL−アラビノースを用いる方法が開示されている。いずれもL型糖であるL−アラビノースを原料とすることで工程数が少なくなる利点が挙げられる。また、非特許文献1にはL−アラビノースからエリトロン酸を合成する方法が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a method using L-arabinose for the synthesis of L-thymidine, and Patent Document 2 discloses a method using L-arabinose for the synthesis of L-2-deoxyribose. ing. All have the advantage that the number of steps is reduced by using L-arabinose, which is an L-type sugar, as a raw material. Non-Patent Document 1 discloses a method for synthesizing erythronic acid from L-arabinose.

L−アラビノースは、L−アラビノースをヘミセルロースの構成糖として含有する植物体よりアルカリ抽出により得られたヘミセルロースを酸加水分解あるいは酵素分解することにより(例えば、特許文献3参照)、またはL−アラビノースをヘミセルロースの構成糖として含有する植物体を直接酸加水分解(例えば、特許文献4参照)、あるいは酵素分解(例えば、特許文献5、6参照)することにより遊離されてくるものを、脱塩、精製、結晶化等の工程を経て得ている。   L-arabinose is obtained by acid hydrolysis or enzymatic degradation of hemicellulose obtained by alkaline extraction from a plant containing L-arabinose as a constituent sugar of hemicellulose (see, for example, Patent Document 3), or L-arabinose. What is liberated by direct acid hydrolysis (for example, see Patent Document 4) or enzymatic degradation (for example, see Patent Documents 5 and 6) of a plant body contained as a constituent sugar of hemicellulose is desalted and purified It is obtained through a process such as crystallization.

しかしながら、合成原料として使用するL−アラビノースには不純物の生成を抑制するために高純度のものが必要であり、特に光学異性体の合成原料として使用する場合には他の単糖類の混入を出来る限り低減させなければならない問題があった。一般的に他の単糖類は酵母などの微生物によって資化させる方法やクロマト分離を行う方法が知られているが、D−キシロースに関しては酵母が消費できず、またL−アラビノースと類似の構造を有するためにクロマト分離は厳密に行う必要がありコスト高の要因となっていた。   However, L-arabinose used as a raw material for synthesis requires high purity in order to suppress the formation of impurities, and in particular when used as a raw material for the synthesis of optical isomers, other monosaccharides can be mixed. There was a problem that had to be reduced as much as possible. In general, other monosaccharides are known to be assimilated by microorganisms such as yeast and chromatographic separation methods. However, D-xylose cannot be consumed by yeast and has a structure similar to that of L-arabinose. Therefore, the chromatographic separation must be performed strictly, which is a factor of high cost.

D−キシロースは、木材や穀類、豆類、トウモロコシなどの植物の芯部分や皮に多糖の状態で多く含まれる糖であり、これらを原料としたL−アラビノースの製造方法では、酸加水分解、酵素分解いずれの方法をとってもL−アラビノースと同等かそれ以上に遊離するために、除去精製が非常に困難になる。   D-xylose is a sugar that is abundant in polysaccharides in the core and skin of plants such as wood, cereals, beans, and corn. In the method for producing L-arabinose using these as raw materials, acid hydrolysis, enzyme Any of the degradation methods makes it very difficult to remove and purify because it is released to the same level or higher than L-arabinose.

例えば、特許文献7には小麦ふすま及びコーンファイバーを原料として加水分解法で水溶性糖類を得る方法が開示されているが、ここでもD−キシロースがL−アラビノースとほぼ同量遊離していた。特許文献8には、トウモロコシ外皮を種々の酸を用いて種々の濃度で加水分解した時の溶液の組成が開示されているが、D−キシロース濃度が低い低濃度の酸を用いたときでもL−アラビノースに対して10質量%以上のD−キシロースが遊離していた。さらに、特許文献9には、L−アラビノースとD−キシロースを含有する糖液を擬似移動床クロマトグラフィーによって分離する方法が開示されているが、L−アラビノース画分にD−キシロースが4%以上残存しており、擬似移動床クロマトグラフィーを用いてもD−キシロースの除去が困難であることがわかる。特許文献10には、トウモロコシ繊維及び大麦繊維を原料とするL−アラビノースの分離について開示されているが、酸加水分解後にD−キシロースがL−アラビノースより多く遊離しており、2段階のクロマト分離を経てもL−アラビノース画分にD−キシロースが2%以上残存していた。また、工程が複雑であり、実用的ではなかった。特許文献11には、L−アラビノースとD−キシロースを含む糖液をD−キシロースを選択的に資化する酵母で処理する方法が開示されており、トウモロコシ外皮由来の糖液を酵母で4日間処理してD−キシロースが処理前の1.1質量%にまで低減されたが、依然L−アラビノースに対して0.8質量%のD−キシロースが残存する結果であった。特許文献12には、ビートパルプを原料とする高純度L−アラビノース結晶の製造方法が開示されているが、強アルカリ中で粗アラバンとして溶出させ、高温で酸処理を行い、中和ろ過し、カチオン交換樹脂でクロマトグラフィー分離し、カチオン、アニオン交換体及び吸着樹脂で精製し、結晶化するという多くの工程を経る方法であり実用的ではなかった。   For example, Patent Document 7 discloses a method of obtaining water-soluble saccharides by hydrolysis using wheat bran and corn fiber as raw materials. Here, D-xylose was released in substantially the same amount as L-arabinose. Patent Document 8 discloses a composition of a solution obtained by hydrolyzing corn hulls at various concentrations using various acids. However, even when a low concentration acid having a low D-xylose concentration is used, L -10% by mass or more of D-xylose was liberated with respect to arabinose. Furthermore, Patent Document 9 discloses a method for separating a sugar solution containing L-arabinose and D-xylose by simulated moving bed chromatography, but the L-arabinose fraction contains 4% or more of D-xylose. It can be seen that it is difficult to remove D-xylose using simulated moving bed chromatography. Patent Document 10 discloses separation of L-arabinose using corn fiber and barley fiber as raw materials, but D-xylose is liberated more than L-arabinose after acid hydrolysis, and two-stage chromatographic separation is performed. 2% or more of D-xylose remained in the L-arabinose fraction. Further, the process is complicated and not practical. Patent Document 11 discloses a method of treating a sugar solution containing L-arabinose and D-xylose with a yeast that selectively assimilate D-xylose. A sugar solution derived from corn hulls is treated with yeast for 4 days. Although D-xylose was reduced to 1.1% by mass before the treatment, 0.8% by mass of D-xylose still remained with respect to L-arabinose. Patent Document 12 discloses a method for producing high-purity L-arabinose crystals using beet pulp as a raw material, but it is eluted as crude araban in a strong alkali, subjected to acid treatment at high temperature, neutralized and filtered, This method is not practical because it involves many steps of chromatographic separation with a cation exchange resin, purification with a cation, an anion exchanger and an adsorption resin, and crystallization.

以上のように、合成原料としてのL−アラビノースには不純物、特にD−キシロースの出来る限りの低減が望まれているにもかかわらず、そのようなL−アラビノースが入手困難であり、たとえ入手できたとしても非常に高価なものである問題があった。
特開2002−241390号公報 特開2006−232861号公報 特許第3031534号公報 特開平11−313700号公報 特開2001−286294号公報 特開2002−95491号公報 Carbohydrate Res.,4,157−164(1967) 特開平11−113600号公報 特開平11−313700号公報 特開2000−201700号公報 特開2000−157300号公報 特開2002−262899号公報 特表2001−514018号公報
As described above, although L-arabinose as a synthetic raw material is desired to reduce impurities, particularly D-xylose, as much as possible, such L-arabinose is difficult to obtain and can be obtained. There was a problem that it was very expensive.
JP 2002-241390 A JP 2006-232861 A Japanese Patent No. 3031534 JP-A-11-313700 JP 2001-286294 A JP 2002-95491 A Carbohydrate Res. , 4, 157-164 (1967) Japanese Patent Laid-Open No. 11-113600 JP-A-11-313700 JP 2000-201700 A JP 2000-157300 A JP 2002-262899 A JP-T-2001-514018

本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであり、その目的は、高純度であり、D−キシロースをほとんど含有しない合成原料用のL−アラビノースを安価に提供することにある。   This invention is made | formed in view of the above problems, The objective is to provide the L-arabinose for synthetic raw materials which is highly purified and hardly contains D-xylose at low cost.

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、D−キシロース遊離量が比較的少ない植物構造体を原料とし、少なくとも除タンパク及び/又は除多糖、他の単糖の除去、脱塩、結晶化の工程で精製することによって合成原料として好適に使用できる高純度L−アラビノースが得られることを見出し本発明に至った。   As a result of intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used plant structures having a relatively small amount of D-xylose release as a raw material, and have at least protein-free and / or polysaccharide-removed polysaccharides and other monosaccharides. It has been found that high-purity L-arabinose that can be suitably used as a synthetic raw material can be obtained by purification in the steps of removal, desalting and crystallization.

すなわち、本発明の第一は、アラビナンを含有する植物体を原料とし、以下の(a)〜(e)の工程を行なうことで、L−アラビノースを97質量%以上含有し、且つD−キシロースが0.1質量%以下である合成原料用糖を得ることを特徴とする合成原料糖の製造方法を要旨とするものであり、好ましくは、アラビナンを含有する植物体が、ビートパルプ、ビートファイバー、リンゴ粕、アップルファイバー及び柑橘粕からなる群より選ばれる1以上であるものである。
(a)酸又は酵素による加水分解、(b)L−アラビノース以外の単糖の除去、(c)除タンパク及び/又は除多糖、(d)脱塩、(e)結晶化
本発明の第二は、前記した製造方法により得られた合成原料用糖を要旨とするものである。
That is, in the first aspect of the present invention, a plant body containing arabinan is used as a raw material, and the following steps (a) to (e) are performed to contain 97% by mass or more of L-arabinose and D-xylose. Is a synthetic raw material sugar production method characterized in that a sugar for synthetic raw material is obtained, wherein the plant body containing arabinan is preferably beet pulp, beet fiber And at least one selected from the group consisting of apple candy, apple fiber and citrus candy.
(a) hydrolysis by acid or enzyme, (b) removal of monosaccharides other than L-arabinose, (c) deproteinization and / or polysaccharide removal, (d) desalting, (e) crystallization of the present invention Is based on the sugar for synthetic raw material obtained by the above-described production method.

本発明によれば、医薬品原料などの合成において好適に使用できる、D−キシロースをほとんど含有しない高純度のL−アラビノースを低コストで得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the highly purified L-arabinose which hardly contains D-xylose which can be used conveniently in the synthesis | combination of a pharmaceutical raw material etc. can be obtained at low cost.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明で原料として使用する植物体は、本発明の効果を損なわない限りはいかなるものでも使用することができるが、ヘミセルロースを多く含むもので特にアラビナンを多く含むものが好ましく、アラビノキシラン、キシラン、マンナン、ガラクトマンナン、ラムノガラクツロナン等のL−アラビノース以外の糖が多く含まれているものの含有量が少ないものが好ましい。   Any plant can be used as a raw material in the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired, but those containing a large amount of hemicellulose, particularly those containing a large amount of arabinan are preferred, and arabinoxylan, xylan, mannan. Those containing a large amount of sugars other than L-arabinose, such as galactomannan and rhamnogalacturonan, are preferred.

かかる例としては、柑橘類、リンゴ、ビート(甜菜)、大豆、落花生などのほか、これらの残さである柑橘粕のオレンジファイバー、みかんジュース粕、リンゴ粕のアップルファイバー、りんごジュース粕、ビートファイバー、ビートパルプ、大豆粕、落花生粕、落花生油かす等の副産物が挙げられる。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、産業廃棄物の有効利用という環境保護的側面から見ても、非常に好ましい方法であるといえる。オレンジファイバーやみかんジュース粕は、みかんやオレンジからジュースを搾取した後の残さであり、約3〜10質量%のL−アラビノースをアラビナンなどの形で含んでいる。アップルファイバーはリンゴからリンゴ汁を搾取した後の残さであり、約4〜7質量%のL−アラビノースをアラビナンなどの形で含んでいる。ビートパルプはビートからビート糖液を搾取した後の残さであり、約12〜18質量%のL−アラビノースをアラビナンなどの形で含んでいる。落花生粕は落花生のからなどであり、約5質量%のL−アラビノースをアラビナンなどの形で含んでいる。   Examples include citrus fruits, apples, beets (bean sugar beet), soybeans, peanuts, etc., as well as citrus fruits orange juice, orange juice fruits, apple fruits apple juice, apple juice fruits, beet fiber, beets. By-products such as pulp, soybean meal, peanut ginger, peanut oil cake and the like. The use of wastes and by-products as raw materials is a very preferable method not only for the purpose of manufacturing at low cost but also from the environmental protection aspect of effective use of industrial waste. Orange fiber and tangerine juice lees are residues after squeezing juice from tangerines and oranges, and contain about 3 to 10% by mass of L-arabinose in the form of arabinan. Apple fiber is a residue after squeezing apple juice from an apple, and contains about 4 to 7% by mass of L-arabinose in the form of arabinan or the like. Beet pulp is a residue after beet sugar liquid is extracted from beet, and contains about 12 to 18% by mass of L-arabinose in the form of arabinan or the like. Peanut pods are from peanuts and the like, and contain about 5% by mass of L-arabinose in the form of arabinan.

これらに含まれるアラビナンはL−アラビノースが連なった直鎖構造を有することを特徴としており、酵素によるL−アラビノース生成が比較的容易に起こる。その点L−アラビノースが遊離しやすいビートパルプ、ビートファイバー、アップルファイバー、リンゴ粕、オレンジファイバー、柑橘粕などはよい原料であるといえ、特にビートパルプはL−アラビノースが遊離しやすく作業性も良く最も好ましい。一方でアラビノキシランを多く含む米、小麦、コーン、及びこれらの残渣である米糠、小麦ふすま、コーンファイバー、コーンコブ等は原料としてやや劣る。   The arabinan contained therein is characterized by having a linear structure in which L-arabinose is linked, and L-arabinose production by an enzyme occurs relatively easily. In that respect, beet pulp, beet fiber, apple fiber, apple koji, orange fiber, citrus koji, etc., which easily release L-arabinose are good raw materials, and especially beet pulp is easy to release L-arabinose and has good workability. Most preferred. On the other hand, rice, wheat, corn containing a large amount of arabinoxylan, and rice bran, wheat bran, corn fiber, corn cob and the like, which are residues thereof, are slightly inferior as raw materials.

これらの植物体を加水分解するに当たっては、そのまま、あるいは、それら植物体よりアルカリ抽出して得られたヘミセルロースを使用することができるが、工程が煩雑になることからそのまま加水分解を行うことが好ましい。   In hydrolyzing these plants, hemicellulose obtained by alkali extraction from these plants can be used as it is, but it is preferable to perform hydrolysis as it is because the process becomes complicated. .

本発明の上記したアラビナンを含有する植物体を原料とし、以下に示す(a)〜(e)の工程を施すことを特徴とするものである。なお、(b)、(c)、(d)の工程の順序はこれに限定されるものではない。   A plant body containing the above-described arabinan of the present invention is used as a raw material, and the following steps (a) to (e) are performed. Note that the order of the steps (b), (c), and (d) is not limited to this.

(a)加水分解の工程
本発明においては最初に加水分解の工程を行う。加水分解の方法は、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されず、酸による加水分解及び/又は酵素を使った加水分解を行うことができる。
(A) Step of hydrolysis In the present invention, the step of hydrolysis is first performed. The method of hydrolysis is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and acid hydrolysis and / or hydrolysis using an enzyme can be performed.

酸による加水分解で使用する酸としては、特に限定されないが、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸等が挙げられる。使用する酸の濃度は特に限定されないが、0.01規定〜2.5規定が好ましく、0.1規定〜2.0規定がより好ましく、0.16規定〜1.5規定が最も好ましい。これより低い濃度では効率が悪く、これより高い濃度ではもはやL−アラビノースの遊離量の増加は望めない。   Although it does not specifically limit as an acid used by the hydrolysis by an acid, Hydrochloric acid, a sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, an acetic acid, an oxalic acid, a citric acid, malic acid etc. are mentioned. The concentration of the acid to be used is not particularly limited, but is preferably 0.01 N to 2.5 N, more preferably 0.1 N to 2.0 N, and most preferably 0.16 N to 1.5 N. At lower concentrations, the efficiency is poor, and at higher concentrations, it is no longer possible to increase the amount of L-arabinose released.

使用する酸の量は、原料の乾燥重量に対して2倍量〜30倍量が好ましく、3倍量〜20倍量がより好ましく、5倍量〜10倍量が最も好ましい。この範囲より少なければ充分に均一に行き渡らなかったり、遊離量が低下する可能性があり、この範囲より多くてももはや更なる遊離量の増加は望めない。   The amount of acid used is preferably 2 to 30 times, more preferably 3 to 20 times, and most preferably 5 to 10 times the dry weight of the raw material. If it is less than this range, it may not be sufficiently uniform, or the amount of liberation may decrease, and if it is more than this range, no further increase in the amount of liberation can be expected.

酸による加水分解を行う温度は、50℃〜160℃が好ましく、70℃〜130℃がより好ましく、80℃〜110℃が最も好ましい。温度がこの範囲より低いと効率が悪く、この範囲より高ければ危険性があるとともに不純物の増加、L−アラビノースの分解の可能性がある。酸による加水分解を行う時間は特に限定されないが、30分〜18時間が好ましく、1時間〜10時間がより好ましく、4時間〜8時間が最も好ましい。この範囲より短ければL−アラビノース遊離量は低くなり、この範囲より長くてももはや遊離量の大幅な増加は望めない。   The temperature at which hydrolysis with an acid is performed is preferably 50 ° C to 160 ° C, more preferably 70 ° C to 130 ° C, and most preferably 80 ° C to 110 ° C. If the temperature is lower than this range, the efficiency is poor. If the temperature is higher than this range, there is a danger and there is a possibility of an increase in impurities and decomposition of L-arabinose. Although the time for performing hydrolysis with an acid is not particularly limited, it is preferably 30 minutes to 18 hours, more preferably 1 hour to 10 hours, and most preferably 4 hours to 8 hours. If it is shorter than this range, the liberated amount of L-arabinose will be low, and if it is longer than this range, a significant increase in the liberated amount can no longer be expected.

酸による加水分解を行った後は、強い酸性を示すためアルカリにより中和することが好ましい。中和に使用するアルカリは特に限定されず、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、アンモニア水などを使用することができるが、比較的安価な水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カルシウムを使用することが好ましい。特に水酸化カルシウムは硫酸などカルシウム塩が水に不要となる酸を使用したときに塩を沈殿として簡単に除去できることから好ましい。   After hydrolyzing with an acid, neutralization with an alkali is preferable to show strong acidity. The alkali used for neutralization is not particularly limited, and sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium bicarbonate, barium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aqueous ammonia, etc. can be used, but they are relatively inexpensive. It is preferable to use sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate or calcium hydroxide. In particular, calcium hydroxide is preferable because it can be easily removed as a precipitate when an acid that does not require calcium salt such as sulfuric acid is used in water.

酵素による加水分解で使用する酵素は、原料の植物体に含まれるアラビナンに作用してL−アラビノースを遊離する活性を有する限り特に限定されないが、そのようなものとしてアラビナーゼ(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。アラビナン分解酵素の起源としては、細菌(バチルス・サチルス、ストレプトマイセス属)、酵母(ロドトルラ属)、糸状菌(アスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・オリゼ、アスペルギルス・プルベルレンタス、アスペルギルス・テレウス、アスペルギルス・ジャポニカス、アスペルギルス・フラバス、トリコダーマ・レセイ、トリコダーマ・ビリデ、トリコスポロン・ペニシラタム、リゾプス属)などが挙げられるが、アスペルギルス属由来の酵素が好適である。特にアスペルギルス・ニガー由来の酵素が好ましい。   The enzyme used in the hydrolysis by the enzyme is not particularly limited as long as it has an activity of acting on arabinan contained in the plant body as a raw material to release L-arabinose, and examples thereof include arabinase (arabanase) and arabinofurano. Examples include arabinan degrading enzymes such as sidases. The origins of arabinan-degrading enzymes include bacteria (Bacillus subtilis, Streptomyces spp.), Yeasts (Rodtorula spp.), Filamentous fungi (Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus pleurentas, Aspergillus tereus, Aspergillus japonicas, Aspergillus flavus, Trichoderma reesei, Trichoderma viride, Trichosporon penicillatum, Rhizopus genus) and the like. Enzymes derived from Aspergillus are preferred. In particular, an enzyme derived from Aspergillus niger is preferable.

これらの酵素は、上記の菌株を従来知られている方法により培養して得られた培養上清もしくは菌体中に生産されるが、本発明においては、これらの酵素を含有するいかなる画分を用いてもよい。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。また、市販の酵素を使用してもよい。   These enzymes are produced in the culture supernatant or cells obtained by culturing the above-mentioned strains by a conventionally known method. In the present invention, any fraction containing these enzymes is used. It may be used. Moreover, the fractions containing these enzymes can be used after purification or partial purification by a conventional method, if necessary. Moreover, you may use a commercially available enzyme.

かかる市販の酵素として好ましい例としては、スミチームPX(新日本化学工業株式会社製)、スミチームAP2(新日本化学工業株式会社製)、スミチームARS(新日本化学工業株式会社製)、スミチームSPC(新日本化学工業株式会社製)、スミチームMC(新日本化学工業株式会社製)、スミチームPMAC(新日本化学工業株式会社製)、スミチームCXC(新日本化学工業株式会社製)、スミチームPTE(新日本化学工業株式会社製)、スミチームLC(新日本化学工業株式会社製)、中性ペクチナーゼ(新日本化学工業株式会社製)、ペクチナーゼPL「アマノ」(天野エンザイム株式会社製)、ペクチナーゼG「アマノ」(天野エンザイム株式会社製)、ペクチナーゼGL「アマノ」(天野エンザイム株式会社製)、ペクチナーゼA「アマノ」(天野エンザイム株式会社製)、セルロシンPC5(HBI株式会社製)、セルロシンPE60(HBI株式会社製)、セルロシンPEL(HBI株式会社製)、可溶性ペクチナーゼT(HBI株式会社製)、セルロシンME(HBI株式会社製)、ペクチナーゼSS(ヤクルト薬品工業株式会社製)、ペクチナーゼ3S(ヤクルト薬品工業株式会社製)、ペクチナーゼHL(ヤクルト薬品工業株式会社製)、マセロチームA(ヤクルト薬品工業株式会社製)、ROHAPECT D5L(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT D5S(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT MA PLUS(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT MAX(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT PTE(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT PL(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT B1(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT VR−C(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT 7104(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT DA6L(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT 10L(株式会社樋口商会製)、ROHAPECT AP1(株式会社樋口商会製)、スクラーゼN(三共株式会社製)、スクラーゼS(三共株式会社製)、ペクチネックス(ノボザイムズジャパン株式会社製)、ペクチネックスウルトラSP−L(ノボザイムズジャパン株式会社製)、ウルトラザイム(ノボザイムズジャパン株式会社製)、ビノザイム(ノボザイムズジャパン株式会社製)、ピールザイム(ノボザイムズジャパン株式会社製)、シトロザイム(ノボザイムズジャパン株式会社製)、オリベックス(ノボザイムズジャパン株式会社製)、ノボファーム12(ノボザイムズジャパン株式会社製)、ビノフロー(ノボザイムズジャパン株式会社製)、ビールザイム(ノボザイムズジャパン株式会社製)、ペクチナーゼナガセ(ナガセケムテックス株式会社製)、ペクチナーゼXP−534(ナガセケムテックス株式会社製)などが挙げられ、特に好ましい例としては、スミチームPX(新日本化学工業株式会社製)、スミチームARS(新日本化学工業株式会社製)、セルロシンPE60(HBI株式会社製)、ペクチネックスウルトラSP−L(ノボザイムズジャパン株式会社製)が挙げられる。   Preferred examples of such commercially available enzymes include Sumiteam PX (manufactured by Shinnippon Chemical Co., Ltd.), Sumiteam AP2 (manufactured by Shinnippon Chemical Co., Ltd.), Sumiteam ARS (manufactured by Shinnippon Chemical Co., Ltd.), and Sumiteam SPC (new NIPPON CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD., Sumiteam MC (manufactured by Shinnippon Chemical Industry Co., Ltd.), Sumiteam PMAC (manufactured by Shinnippon Chemical Industry Co., Ltd.), Sumiteam CXC (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), Sumiteam PTE (Nippon Chemical Co., Ltd.) Industrial Co., Ltd.), Sumiteam LC (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), neutral pectinase (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), pectinase PL “Amano” (manufactured by Amano Enzyme Co., Ltd.), pectinase G “Amano” ( Amano Enzyme), Pectinase GL “Amano” (Amano Enzyme), Pe Tinase A “Amano” (manufactured by Amano Enzyme), cellulosin PC5 (manufactured by HBI), cellulosin PE60 (manufactured by HBI), cellulosin PEL (manufactured by HBI), soluble pectinase T (manufactured by HBI), Cellulosin ME (HBI Co., Ltd.), Pectinase SS (Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.), Pectinase 3S (Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.), Pectinase HL (Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.), Macero Team A (Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.) ), ROHAPECT D5L (manufactured by Higuchi Shokai Co., Ltd.), ROHAPECT D5S (manufactured by Higuchi Shokai Co., Ltd.), ROHAPECT MA PLUS (manufactured by Higuchi Shokai Co., Ltd.), ROHAPECT MAX (manufactured by Higuchi Shokai Co., Ltd.), ROHAPECT PTE (manufactured by Higuchi Co., Ltd.) ), ROHAPECT PL (manufactured by Higuchi Shokai), ROHAPECT B1 (manufactured by Higuchi Shokai), ROCAPECT VR-C (manufactured by Higuchi Shokai), ROHAPECT 7104 (manufactured by Higuchi Shokai), ROHAPECT DA6L (stock) Company Higuchi Shokai), ROHAPECT 10L (Higuchi Shokai Co., Ltd.), ROAPECT AP1 (Higuchi Shokai Co., Ltd.), Sucrase N (Sankyo Co., Ltd.), Sucrase S (Sankyo Co., Ltd.), Pectinex (Novozymes Japan) Pecchinex Ultra SP-L (manufactured by Novozymes Japan), Ultrazyme (manufactured by Novozymes Japan), Vinozyme (manufactured by Novozymes Japan), Peelzyme (Novozymes Japan) SIT) Zyme (Novozymes Japan), Olivex (Novozymes Japan), Novo Farm 12 (Novozymes Japan), Vinoflow (Novozymes Japan), Beerzyme (Novozyme) Zymes Japan Co., Ltd.), pectinase Nagase (manufactured by Nagase ChemteX Corp.), pectinase XP-534 (manufactured by Nagase ChemteX Corp.), and the like. Company-made), Sumiteam ARS (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), cellulosin PE60 (manufactured by HBI Co., Ltd.), Pectinex Ultra SP-L (manufactured by Novozymes Japan Co., Ltd.).

本発明において、作用させるL−アラビノース遊離活性を有する酵素の量は、原料1kg当り、アラビナーゼ(アラバナーゼ)の場合、10〜100,000ユニット、好ましくは、100〜50,000ユニット、さらに好ましくは、500〜10,000ユニットである。アラビノフラノシダーゼの場合、10〜100,000ユニット、好ましくは、100〜50,000ユニット、さらに好ましくは、100〜10,000ユニットである。この範囲より少なければL−アラビノースが充分遊離しない可能性があり、この範囲より多くてももはやL−アラビノースの遊離量の増加は望めない。   In the present invention, the amount of the enzyme having L-arabinose releasing activity to act is 10 to 100,000 units, preferably 100 to 50,000 units, more preferably, in the case of arabinase (arabanase) per 1 kg of the raw material. 500 to 10,000 units. In the case of arabinofuranosidase, it is 10 to 100,000 units, preferably 100 to 50,000 units, and more preferably 100 to 10,000 units. If it is less than this range, L-arabinose may not be sufficiently liberated, and if it is more than this range, an increase in the amount of L-arabinose released can no longer be expected.

酵素反応の際に添加する水量は特に限定されないが、原料の乾燥重量に対して2倍量〜30倍量が好ましく、3倍量〜20倍量がより好ましく、5倍量〜15倍量が最も好ましい。この範囲より少なければ充分に均一に行き渡らなかったり遊離量が低下する可能性があり、この範囲より多くてももはや更なる遊離量の増加は望めない。   The amount of water added during the enzyme reaction is not particularly limited, but is preferably 2 to 30 times, more preferably 3 to 20 times, and more preferably 5 to 15 times the dry weight of the raw material. Most preferred. If the amount is less than this range, it may not be evenly distributed or the release amount may decrease, and if it is more than this range, no further increase in the release amount can be expected.

酵素反応を行う温度は使用する酵素の至適温度で行うことが好ましいが、例えばアスペルギルス・ニガー由来の酵素を使用する場合には35℃〜65℃が好ましく、45〜55℃がさらに好ましい。反応液のpHは酵素の至適条件下に調整するのが好ましいが、そのまま反応しても良い。調整する場合はpH2〜7が好ましく、pH3〜6がさらに好ましい。これらの範囲を外れると酵素が効果的に働かない問題がある。反応時間は使用する基質と酵素の量に依存するが、通常1〜72時間が好ましく、8〜48時間がさらに好ましく、15〜24時間が最も好ましい。この範囲より短ければL−アラビノース遊離量は少なくなり、この範囲より長くてももはや遊離量の大幅な増加は望めない。   The temperature at which the enzyme reaction is carried out is preferably carried out at the optimum temperature of the enzyme to be used. For example, when an enzyme derived from Aspergillus niger is used, it is preferably 35 ° C to 65 ° C, more preferably 45 to 55 ° C. The pH of the reaction solution is preferably adjusted under the optimum conditions for the enzyme, but may be reacted as it is. When adjusting, pH 2-7 is preferable and pH 3-6 is more preferable. Outside these ranges, there is a problem that the enzyme does not work effectively. While the reaction time depends on the amount of substrate and enzyme used, it is usually preferably 1 to 72 hours, more preferably 8 to 48 hours, and most preferably 15 to 24 hours. If it is shorter than this range, the amount of liberated L-arabinose decreases, and if it is longer than this range, a significant increase in the amount of liberation can no longer be expected.

上記のように酸による加水分解及び/又は酵素による加水分解によってL−アラビノースを遊離させたものは、そのまま次の精製工程に移すことができる。ここで、次の精製工程にもよるが、必ずしも固液分離を必要としない。例えば次に行う作業が中和、後述する炭酸飽充法による除タンパク、除多糖、微生物による他の単糖の除去等の場合には加水分解後の植物体の残渣を存在せしめたままで行うことができる。このことで、固液分離工程が1回省略できより安価に製造することができる。しかしながら、限外ろ過膜による除タンパク、除多糖、クロマトグラフィー分離などを行う場合には固液分離を行うことが好ましい。   What liberated L-arabinose by acid hydrolysis and / or enzymatic hydrolysis as described above can be transferred to the next purification step as it is. Here, although depending on the next purification step, solid-liquid separation is not necessarily required. For example, if the next work is neutralization, deproteinization by carbonation saturation method, which will be described later, removal of polysaccharides, removal of other monosaccharides by microorganisms, etc., it should be carried out with the residue of the plant after hydrolysis present. Can do. As a result, the solid-liquid separation step can be omitted once and the production can be performed at a lower cost. However, it is preferable to perform solid-liquid separation when performing deproteinization, polysaccharide removal, chromatographic separation, and the like using an ultrafiltration membrane.

本発明において行う固液分離は従来公知の装置や方法で行うことができる。例えば、フィルタープレス、スクリュープレス、減圧濾過機、遠心分離機、スクリューデカンタ等の装置を使用して行うことが好ましい。また、必要に応じて珪藻土、セルロース等の従来公知のろ過助剤を使用することもできる。   The solid-liquid separation performed in the present invention can be performed by a conventionally known apparatus or method. For example, it is preferable to use a device such as a filter press, a screw press, a vacuum filter, a centrifuge, or a screw decanter. Moreover, conventionally well-known filter aids, such as diatomaceous earth and a cellulose, can also be used as needed.

(b)L−アラビノース以外の単糖除去の工程
本発明においては、次にL−アラビノース以外の単糖を除去する工程を行う。L−アラビノース以外の他の単糖を除去する方法としては、本発明の効果を損なわない限りいかなる方法で行うこともできるが、好ましい例としては、L−アラビノースを資化せず、D−キシロース、D−グルコース、D−フルクトース、D−ガラクトース、D−ラムノース等のその他の単糖をすべて資化する微生物を作用させる方法、L−アラビノースのみ、又はその他の糖に作用して分離しやすい物質に変換する酵素を使用する方法、クロマトグラフィーによるL−アラビノース画分の分離などが挙げられ、特に好ましい例としてはL−アラビノースを資化せず、その他の単糖をすべて資化する微生物を作用させる方法が挙げられる。
(B) Step of removing monosaccharides other than L-arabinose In the present invention, a step of removing monosaccharides other than L-arabinose is then performed. As a method for removing other monosaccharides other than L-arabinose, any method can be used as long as the effects of the present invention are not impaired. As a preferred example, L-arabinose is not assimilated and D-xylose is used. , D-glucose, D-fructose, D-galactose, D-rhamnose and other monosaccharide-assimilating microorganisms, L-arabinose alone, or other sugars that are easily separated And a method using an enzyme that converts to L-arabinose, and separation of L-arabinose fractions by chromatography. Particularly preferred examples include the action of microorganisms that assimilate all other monosaccharides without assimilating L-arabinose. The method of letting it be mentioned.

かかる微生物の例としては、乳酸菌、枯草菌、酵母、カビなどが挙げられ、特に好ましい例として酵母が挙げられる。酵母の中でも一般的にパン酵母として使用されているサッカロマイセス・セレビジエは入手しやすく安価な上、高い糖濃度、広いpH域で働き、温度をかけることで簡単に失活できるために好ましい。微生物は従来公知の培地で前培養したものを添加することもできるし、市販の生酵母や乾燥酵母、乳酸菌飲料、ヨーグルト、乾燥菌体をそのまま添加することもできる。   Examples of such microorganisms include lactic acid bacteria, Bacillus subtilis, yeasts and molds, and particularly preferred examples include yeasts. Among yeast, Saccharomyces cerevisiae, which is generally used as baker's yeast, is preferable because it is easily available and inexpensive, operates at a high sugar concentration and a wide pH range, and can be easily deactivated by applying temperature. Microorganisms can be added from those that have been pre-cultured in a conventionally known medium, or commercially available live yeast, dry yeast, lactic acid bacteria beverages, yogurt, and dry cells can be added as they are.

(c)除タンパク及び/又は除多糖の工程
本発明においては、上記の加水分解の工程又はL−アラビノース以外の単糖除去の工程を経た処理物をそのまま、あるいは必要に応じて固液分離し得られた上澄液について除タンパク及び/又は除多糖の工程を行なう。その方法としては、好ましくは、限外ろ過膜、逆浸透膜などを使用した膜ろ過、クロマトグラフィーやゲルろ過による分離、凝集剤を使用した沈殿化、水酸化カルシウムと炭酸ガス吹き込みによる炭酸飽充が挙げられ、より好ましい例としては限外ろ過膜を使用した膜ろ過、炭酸飽充法が挙げられる。限外ろ過膜は分画分子量が3000〜10000の範囲にあるものが好ましい。炭酸飽充はpHを好ましくは7〜10、より好ましくは8〜9.5に保持しながら、炭酸ガスの吹き込みと水酸化カルシウムの添加とを同時に行って炭酸カルシウムの沈殿とともにタンパク質や多糖を沈降させる方法であり、詳しくは特開2004−59475号公報に記載されている。
(C) Deproteinization and / or polysaccharide removal process In the present invention, the processed product that has been subjected to the hydrolysis process or the monosaccharide removal process other than L-arabinose is subjected to solid-liquid separation as it is or as necessary. The obtained supernatant is subjected to a deproteinization and / or polysaccharide removal step. The method is preferably membrane filtration using an ultrafiltration membrane or reverse osmosis membrane, separation by chromatography or gel filtration, precipitation using a flocculant, carbonation saturation by blowing calcium hydroxide and carbon dioxide. More preferred examples include membrane filtration using an ultrafiltration membrane and a carbonic acid saturation method. The ultrafiltration membrane preferably has a fractional molecular weight in the range of 3000 to 10,000. Carbonation satisfactorily precipitates proteins and polysaccharides together with calcium carbonate precipitation by simultaneously blowing carbon dioxide and adding calcium hydroxide while maintaining the pH at preferably 7 to 10, more preferably 8 to 9.5. This method is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-59475.

(d)脱塩の工程
本発明においては、脱塩の工程を行なう。脱塩の方法としては、本発明の効果を損なわない限りいかなる方法で行うこともできるが、好ましい例としては、陽イオン・陰イオン交換樹脂、イオン交換膜、電気透析、逆浸透膜等を用いる方法及び沈降する塩を形成させて沈降させて除去する方法が挙げられる。これらは単独で行ってもよいし2つ以上の方法を組み合わせて行ってもよい。これらの中で特に好ましい例としてはイオン交換樹脂による方法が挙げられる。使用するイオン交換樹脂の種類は特に限定されず、例えば三菱化学(株)のダイヤイオンシリーズ、オルガノ(株)のアンバーライトシリーズ、室町ケミカル(株)のダウエックスシリーズ等の樹脂を使用することができる。樹脂のサイズも特に限定されないが、クロマトグラフィー分離用の粒子の細かい高価なものを使用する必要は特に無く、一般的な脱塩用樹脂を使用すればよい。樹脂の種類も特に限定されないが、細孔を持ったポーラスタイプのものは同時に脱色や高分子成分の吸着除去ができるために特に好ましい。
(D) Desalting step In the present invention, a desalting step is performed. As a desalting method, any method can be used as long as the effects of the present invention are not impaired. Preferred examples include a cation / anion exchange resin, an ion exchange membrane, electrodialysis, and a reverse osmosis membrane. Examples thereof include a method and a method in which a precipitated salt is formed and then precipitated and removed. These may be performed alone or in combination of two or more methods. Among these, a method using an ion exchange resin is particularly preferable. The type of ion exchange resin to be used is not particularly limited. For example, a resin such as Diaion Series from Mitsubishi Chemical Corporation, Amberlite Series from Organo Corporation, Dowex Series from Muromachi Chemical Co., Ltd. may be used. it can. The size of the resin is not particularly limited, but it is not particularly necessary to use an expensive one having fine particles for chromatographic separation, and a general desalting resin may be used. The type of the resin is not particularly limited, but a porous type having pores is particularly preferable because it can simultaneously perform decolorization and adsorption removal of a polymer component.

(e)結晶化の工程
本発明においては、最後に結晶化の工程を行う。結晶化の方法は従来公知の方法が採用できる。上記した(a)〜(d)の工程により高純度のL−アラビノース糖液が得られているが、例えば、この糖液を固形分濃度50質量%〜80質量%、好ましくは55質量%〜70質量%、さらに好ましくは57質量%〜65質量%にまで濃縮し、5〜48時間、好ましくは8〜35時間、さらに好ましくは15〜24時間、0℃〜35℃、好ましくは2℃〜25℃で放冷し、結晶を析出させることができる。種結晶は添加することにより結晶化が促進されるが、特に添加しなくても良い。結晶化の前に使用する糖液のL−アラビノース純度は70%〜100%であることが好ましく、80%〜100%であることがより好ましい。この範囲より低い純度であれば、回収した結晶の純度が低くなる、回収量が低減するなどの問題がある。
(E) Crystallization Step In the present invention, a crystallization step is finally performed. As a crystallization method, a conventionally known method can be adopted. A high-purity L-arabinose sugar solution is obtained by the steps (a) to (d) described above. For example, the sugar solution is obtained at a solid content concentration of 50% by mass to 80% by mass, preferably 55% by mass to Concentrate to 70% by weight, more preferably 57% to 65% by weight, 5 to 48 hours, preferably 8 to 35 hours, more preferably 15 to 24 hours, 0 ° C. to 35 ° C., preferably 2 ° C. to The crystals can be precipitated by cooling at 25 ° C. Addition of the seed crystal promotes crystallization, but it does not have to be added. The L-arabinose purity of the sugar solution used before crystallization is preferably 70% to 100%, and more preferably 80% to 100%. If the purity is lower than this range, there are problems such as the purity of the recovered crystals being lowered and the recovery amount being reduced.

析出した結晶は従来公知の方法で回収することができる。例えば、遠心ろ過機、減圧濾過機、加圧ろ過機等が好ましく、遠心ろ過機が特に好ましい。結晶は回収してそのまま乾燥しても良いが、少量のエタノールで洗浄することでさらに高純度化することができる。エタノールは無水エタノールでも良いし、50容量%以下、好ましくは30容量%以下、さらに好ましくは13容量%以下の水を含有していても良い。   The precipitated crystals can be collected by a conventionally known method. For example, a centrifugal filter, a vacuum filter, a pressure filter and the like are preferable, and a centrifugal filter is particularly preferable. The crystals may be recovered and dried as they are, but can be further purified by washing with a small amount of ethanol. Ethanol may be absolute ethanol, or may contain 50% by volume or less, preferably 30% by volume or less, and more preferably 13% by volume or less of water.

以上のような本発明の製造方法により得られる白色の粉末又は水溶液は、固形分に占めるL−アラビノースの割合が97質量%以上であり、好ましくは98質量%以上であり、さらに好ましくは99質量%以上である。残りの不純物としてはオリゴ糖類、有機酸類、D−グルコース、D−ガラクトース、グリセリン、エタノール、糖アルコール類がそれぞれ多くとも1質量%以下であり、好ましくは0.5質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下であり、D−キシロースが多くとも0.1質量%以下、好ましくは0.05質量%以下、さらに好ましくは0.01質量%以下である。   In the white powder or aqueous solution obtained by the production method of the present invention as described above, the proportion of L-arabinose in the solid content is 97% by mass or more, preferably 98% by mass or more, and more preferably 99% by mass. % Or more. As the remaining impurities, oligosaccharides, organic acids, D-glucose, D-galactose, glycerin, ethanol, and sugar alcohols are each at most 1% by mass, preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0 0.1 mass% or less, and D-xylose is at most 0.1 mass%, preferably 0.05 mass% or less, more preferably 0.01 mass% or less.

このような白色の粉末又は水溶液は、医薬品、食品添加物、その他の化学品の合成用原料として好適に用いられるものである。   Such a white powder or aqueous solution is suitably used as a raw material for the synthesis of pharmaceuticals, food additives, and other chemicals.

以下、本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明の内容を限定するものではない。
ここで示す参考例、比較例、実施例において、各糖質の分析には、高速液体クロマトグラフ法(カラム;バイオラッド社製アミネックスHPX−87P、カラム温度;60℃、移動相;イオン交換水、検出;示差屈折率計)を用いた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, the content of this invention is not limited.
In the reference examples, comparative examples, and examples shown here, each carbohydrate is analyzed by high performance liquid chromatography (column: Aminex HPX-87P manufactured by Bio-Rad, column temperature: 60 ° C., mobile phase: ion-exchanged water. , Detection; differential refractometer).

実施例1
ビートパルプ1Kgに0.2規定硫酸10Lを添加し、攪拌しながら95℃で3時間の加熱処理を行い、酸加水分解を行った。反応後、液を圧搾ろ過機で固液分離し、水酸化カルシウムを徐々に加えながらpHを4.5に調整した。生成した沈殿は珪藻土にラヂオライト#700(昭和化学工業製)を使用して珪藻土ろ過を行った。このろ液を35℃で保持しながらパン酵母:カネカイーストRED(カネカ食品製)を30g添加し、12時間攪拌、通気をし、L−アラビノース以外の単糖を除去した。反応後、パン酵母は珪藻土ろ過で除去し、分画分子量6000の限外ろ過膜に通し、透過液を回収することで除タンパク及び除多糖を行った。透過液は固形分濃度30質量%まで濃縮し、粉末活性炭太閤SA1000(二村化学製)を10g添加して60分間攪拌し、珪藻土ろ過した。ろ液はイオン交換樹脂ダイヤイオンPK216、ダイヤイオンWA30(三菱化学製)それぞれ5Lに順次通液して脱塩し、得られた液を固形分濃度60質量%まで濃縮し、攪拌しながら室温まで放冷したところ、白色結晶が析出した。白色結晶を遠心ろ過機で分離し、99%エタノール5mlでリンスし、50℃17時間減圧乾燥した。得られた結晶は48gであり、L−アラビノース純度は99.9%、D−キシロースはHPLCにおいて検出されず少なくとも0.01%未満であった。
Example 1
10 L of 0.2 N sulfuric acid was added to 1 kg of beet pulp, and heat treatment was performed at 95 ° C. for 3 hours with stirring to perform acid hydrolysis. After the reaction, the liquid was subjected to solid-liquid separation with a press filter, and the pH was adjusted to 4.5 while gradually adding calcium hydroxide. The produced precipitate was subjected to diatomaceous earth filtration using Radiolite # 700 (manufactured by Showa Kagaku Kogyo) on diatomaceous earth. While maintaining this filtrate at 35 ° C., 30 g of baker's yeast: Kaneka yeast RED (manufactured by Kaneka Foods) was added, and the mixture was stirred and aerated for 12 hours to remove monosaccharides other than L-arabinose. After the reaction, baker's yeast was removed by diatomaceous earth filtration, passed through an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut off of 6000, and the permeate was recovered to remove proteins and polysaccharides. The permeate was concentrated to a solid content concentration of 30% by mass, 10 g of powdered activated carbon Dazai SA1000 (manufactured by Nimura Chemical) was added, stirred for 60 minutes, and filtered through diatomaceous earth. The filtrate was passed through 5 L each of ion-exchange resin Diaion PK216 and Diaion WA30 (Mitsubishi Chemical) for desalting, and the resulting liquid was concentrated to a solid concentration of 60% by mass and stirred to room temperature. When allowed to cool, white crystals were precipitated. White crystals were separated with a centrifugal filter, rinsed with 5 ml of 99% ethanol, and dried under reduced pressure at 50 ° C. for 17 hours. The obtained crystals were 48 g, L-arabinose purity was 99.9%, and D-xylose was not detected by HPLC and was at least less than 0.01%.

実施例2
実施例1において、0.2規定硫酸に代えて0.2規定硝酸を使用して酸加水分解を行い、反応後の中和を水酸化ナトリウムで行ったこと以外は同様にしてL−アラビノースを製造した。得られた結晶は白色で48gであり、L-アラビノース純度は99.8%、D−キシロースはHPLCにおいて検出されず少なくとも0.01%未満であった。
Example 2
In Example 1, L-arabinose was similarly used except that acid hydrolysis was performed using 0.2N nitric acid instead of 0.2N sulfuric acid, and neutralization after the reaction was performed with sodium hydroxide. Manufactured. The obtained crystals were white and 48 g, L-arabinose purity was 99.8%, and D-xylose was not detected by HPLC and was at least less than 0.01%.

実施例3
ビートパルプ1kgに水9Lを加え、50℃に保持した後、スミチームPX(新日本化学工業製)15gを1Lの水に溶解したものを添加して攪拌しながら50℃で24時間酵素による加水分解反応を行った。反応後、水酸化ナトリウムでpH4.5に調整し、35℃を保持しながらパン酵母:カネカイーストRED(カネカ食品製)を30g添加し、12時間攪拌・通気をしてL−アラビノース以外の単糖を除去した。酵母処理液は圧搾ろ過機で固液分離し、さらに珪藻土にラヂオライト#700(昭和化学工業製)を使用して珪藻土ろ過を行った。得られた液は分画分子量6000の限外ろ過膜に通し、透過液を回収することで除タンパク及び除多糖を行った。透過液の濃縮以降の処理は実施例1に記載の通りに行い、白色結晶を得た。得られた結晶は42gであり、L−アラビノース純度は99.9%、D−キシロースはHPLCにおいて検出されず少なくとも0.01%未満であった。
Example 3
Add 9L of water to 1kg of beet pulp and keep it at 50 ° C, then add 15g of Sumiteam PX (manufactured by Shinnippon Chemical Co., Ltd.) dissolved in 1L of water and hydrolyze with enzyme at 50 ° C for 24 hours with stirring. Reaction was performed. After the reaction, the pH is adjusted to 4.5 with sodium hydroxide, and 30 g of baker's yeast: Kaneka Yeast RED (manufactured by Kaneka Foods) is added while maintaining 35 ° C., and agitation and aeration are performed for 12 hours. Sugar was removed. The yeast treatment liquid was subjected to solid-liquid separation with a press filter and further subjected to diatomaceous earth filtration using Radiolite # 700 (manufactured by Showa Chemical Industry) as diatomaceous earth. The obtained liquid was passed through an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 6000, and the permeate was collected to remove proteins and polysaccharides. The treatment after concentration of the permeate was performed as described in Example 1 to obtain white crystals. The obtained crystal was 42 g, L-arabinose purity was 99.9%, and D-xylose was not detected by HPLC, and was at least less than 0.01%.

実施例4
アップルファイバー(ニチロ製)2kgに水18Lを加え、50℃に保持した後、スミチームPX(新日本化学工業製)30gを2Lの水に溶解したものを添加して攪拌しながら50℃で24時間酵素による加水分解反応を行った。反応後、水酸化ナトリウムでpH4.5に調整し、35℃を保持しながらパン酵母:カネカイーストRED(カネカ食品製)を30g添加し、12時間攪拌・通気をしてL−アラビノース以外の単糖を除去した。酵母処理液は圧搾ろ過機で固液分離し、さらに珪藻土にラヂオライト#700(昭和化学工業製)を使用して珪藻土ろ過を行った。得られた液は分画分子量6000の限外ろ過膜に通し、透過液を回収した。透過液の濃縮以降の処理は実施例1に記載の通りに行い、白色結晶を得た。得られた結晶は43gであり、L−アラビノース純度は98.7%、D−キシロースは0.32%であった。
Example 4
Add 18L of water to 2kg of Apple fiber (manufactured by Nichiro) and keep it at 50 ° C, then add 30g of Sumiteam PX (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry) dissolved in 2L of water and stir at 50 ° C for 24 hours. An enzymatic hydrolysis reaction was performed. After the reaction, the pH is adjusted to 4.5 with sodium hydroxide, and 30 g of baker's yeast: Kaneka Yeast RED (manufactured by Kaneka Foods) is added while maintaining 35 ° C., and agitation and aeration are performed for 12 hours. Sugar was removed. The yeast treatment liquid was subjected to solid-liquid separation with a press filter and further subjected to diatomaceous earth filtration using Radiolite # 700 (manufactured by Showa Chemical Industry) as diatomaceous earth. The obtained liquid was passed through an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 6000, and the permeate was collected. The treatment after concentration of the permeate was performed as described in Example 1 to obtain white crystals. The obtained crystal was 43 g, L-arabinose purity was 98.7%, and D-xylose was 0.32%.

実施例5
温州みかんの外皮の乾燥粉砕物2kgに水18Lを加え、50℃に保持した後、スミチームPX(新日本化学工業製)30gを2Lの水に溶解したものを添加して攪拌しながら50℃で24時間酵素反応を行った。反応後、水酸化ナトリウムでpH4.5に調整し、35℃を保持しながらパン酵母:カネカイーストRED(カネカ食品製)を30g添加し、12時間攪拌・通気をした。酵母処理液は圧搾ろ過機で固液分離し、さらに珪藻土にラヂオライト#700(昭和化学工業製)を使用して珪藻土ろ過を行った。得られた液は分画分子量6000の限外ろ過膜に通し、透過液を回収することで除タンパク及び除多糖を行った。透過液の濃縮以降の処理は実施例1に記載の通りに行い、白色結晶を得た。得られた結晶は43gであり、L−アラビノース純度は99.1%、D−キシロースは0.15%であった。
Example 5
After adding 18 L of water to 2 kg of dried crushed citrus peel of Unshu orange and keeping it at 50 ° C, a solution of 30 g of Sumiteam PX (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry) dissolved in 2 L of water was added and stirred at 50 ° C. The enzyme reaction was performed for 24 hours. After the reaction, the pH was adjusted to 4.5 with sodium hydroxide, 30 g of baker's yeast: Kaneka Yeast RED (manufactured by Kaneka Foods) was added while maintaining 35 ° C., and the mixture was stirred and aerated for 12 hours. The yeast treatment liquid was subjected to solid-liquid separation with a press filter and further subjected to diatomaceous earth filtration using Radiolite # 700 (manufactured by Showa Chemical Industry) as diatomaceous earth. The obtained liquid was passed through an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 6000, and the permeate was collected to remove proteins and polysaccharides. The treatment after concentration of the permeate was performed as described in Example 1 to obtain white crystals. The obtained crystals were 43 g, L-arabinose purity was 99.1%, and D-xylose was 0.15%.

比較例1
大豆種皮乾燥物2kgに水18Lを加え、50℃に保持した後、スミチームPX(新日本化学工業製)30gを2Lの水に溶解したものを添加して攪拌しながら50℃で24時間酵素による加水分解反応を行った。反応後、水酸化ナトリウムでpH4.5に調整し、35℃を保持しながらパン酵母:カネカイーストRED(カネカ食品製)を30g添加し、12時間攪拌・通気をしてL−アラビノース以外の単糖の除去を試みた。酵母処理液は圧搾ろ過機で固液分離し、さらに珪藻土にラヂオライト#700(昭和化学工業製)を使用して珪藻土ろ過を行った。得られた液は分画分子量6000の限外ろ過膜に通し、透過液を回収することで除タンパク及び除多糖を行った。透過液の濃縮以降の処理は実施例1に記載の通りに行い、白色結晶を得た。得られた結晶は14gであり、L−アラビノース純度は58.7%、D−キシロースは41.2%であった。
Comparative Example 1
18L of water is added to 2kg of dried soybean seed coat and kept at 50 ° C. Then, 30g of Sumiteam PX (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry) dissolved in 2L of water is added and stirred for 24 hours at 50 ° C with stirring. Hydrolysis reaction was performed. After the reaction, the pH is adjusted to 4.5 with sodium hydroxide, and 30 g of baker's yeast: Kaneka Yeast RED (manufactured by Kaneka Foods) is added while maintaining 35 ° C., and agitation and aeration are performed for 12 hours. An attempt was made to remove sugar. The yeast treatment liquid was subjected to solid-liquid separation with a press filter and further subjected to diatomaceous earth filtration using Radiolite # 700 (manufactured by Showa Chemical Industry) as diatomaceous earth. The obtained liquid was passed through an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 6000, and the permeate was collected to remove proteins and polysaccharides. The treatment after concentration of the permeate was performed as described in Example 1 to obtain white crystals. The obtained crystal was 14 g, L-arabinose purity was 58.7%, and D-xylose was 41.2%.

比較例2
トウモロコシ外皮乾燥物2kgに水18Lを加え、50℃に保持した後、スミチームPX(新日本化学工業製)30gを2Lの水に溶解したものを添加して攪拌しながら50℃で24時間酵素による加水分解反応を行った。反応後、水酸化ナトリウムでpH4.5に調整し35℃を保持しながらパン酵母:カネカイーストRED(カネカ食品製)を30g添加し、12時間攪拌・通気をしてL−アラビノース以外の単糖の除去を試みた。酵母処理液は圧搾ろ過機で固液分離し、さらに珪藻土にラヂオライト#700(昭和化学工業製)を使用して珪藻土ろ過を行った。得られた液は分画分子量6000の限外ろ過膜に通し、透過液を回収することで除タンパク及び除多糖を行った。透過液の濃縮以降の処理は実施例1に記載の通りに行い、白色結晶を得た。得られた結晶は72gであり、L−アラビノース純度は92.1%、D−キシロースは7.8%であった。
Comparative Example 2
Add 18L of water to 2kg of dried maize husk and hold at 50 ° C, then add 30g of Sumiteam PX (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry) in 2L of water and stir with stirring at 50 ° C for 24 hours. Hydrolysis reaction was performed. After the reaction, while adjusting the pH to 4.5 with sodium hydroxide and maintaining 35 ° C., 30 g of baker's yeast: Kaneka yeast RED (manufactured by Kaneka Foods) was added, stirred and aerated for 12 hours, and a monosaccharide other than L-arabinose Tried to remove. The yeast treatment liquid was subjected to solid-liquid separation with a press filter and further subjected to diatomaceous earth filtration using Radiolite # 700 (manufactured by Showa Chemical Industry) as diatomaceous earth. The obtained liquid was passed through an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 6000, and the permeate was collected to remove proteins and polysaccharides. The treatment after concentration of the permeate was performed as described in Example 1 to obtain white crystals. The obtained crystals were 72 g, L-arabinose purity was 92.1%, and D-xylose was 7.8%.

上記した実施例1〜5、比較例1、2について、用いた原料、加水分解の工程及び得られた結晶のL−アラビノース、L−キシロースの純度を表1にまとめた。   Table 1 summarizes the raw materials used, the hydrolysis step, and the purity of the obtained crystals of L-arabinose and L-xylose for Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 described above.


Claims (4)

アラビナンを含有する植物体を原料とし、以下の(a)〜(e)の工程を行なうことで、L−アラビノースを97質量%以上含有し、且つD−キシロースが0.1質量%以下である合成原料用糖を得ることを特徴とする合成原料糖の製造方法。
(a)酸又は酵素による加水分解、(b)L−アラビノース以外の単糖の除去、(c)除タンパク及び/又は除多糖、(d)脱塩、(e)結晶化
A plant body containing arabinan is used as a raw material, and the following steps (a) to (e) are performed to contain 97% by mass or more of L-arabinose and 0.1% by mass or less of D-xylose. A method for producing a synthetic raw material sugar, characterized by obtaining a synthetic raw material sugar.
(a) hydrolysis by acid or enzyme, (b) removal of monosaccharides other than L-arabinose, (c) deproteinization and / or depolysaccharide, (d) desalting, (e) crystallization
原料から合成原料用糖を得るための精製工程において、クロマトグラフィーによる精製工程又は2回以上の晶析操作による精製工程を含まないことを特徴とする請求項1記載の合成原料用糖の製造方法。   The method for producing a sugar for a synthetic raw material according to claim 1, wherein the purification step for obtaining the synthetic raw material sugar from the raw material does not include a purification step by chromatography or a purification step by two or more crystallization operations. . アラビナンを含有する植物体が、ビートパルプ、ビートファイバー、リンゴ粕、アップルファイバー及び柑橘粕からなる群より選ばれる1以上である請求項1又は2記載の合成原料用糖の製造方法。   The method for producing a sugar for synthetic raw material according to claim 1 or 2, wherein the plant containing arabinan is at least one selected from the group consisting of beet pulp, beet fiber, apple koji, apple fiber, and citrus koji. 請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法により得られた合成原料用糖。
The sugar for synthetic raw materials obtained by the manufacturing method in any one of Claims 1-3.
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