JP2010100583A - Lipid metabolism improver - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lipid metabolism improver which is safe even when ingested for a long period. <P>SOLUTION: This lipid metabolism improver, being α-glucan which comprises glucose as sugar of constituent, contains branched α-glucan having the following characteristics in a methylation analysis: (1) a ratio of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetyl glucitol to 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetyl glucitol is in the range of 1:0.6 to 1:4; (2) the sum total of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetyl glucitol and 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetyl glucitol accounts for 60% or more of partially methylated glucitol acetate; (3) 2,4,6-trimethyl-1,3,5-triacetyl glucitol is in the range of from more than 0.5% to less than 10% of partially methylated glucitol acetate; and (4) 2,4-dimethyl-1,3,5,6-tetraacetyl glucitol accounts for 0.5% or more of partially methylated glucitol acetate. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、分岐α−グルカンを有効成分とする脂質代謝改善剤に関し、詳細には、グルコースを構成糖とするα−グルカンであって、メチル化分析において、
(1)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールの比が1:0.6乃至1:4の範囲にある;
(2)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールとの合計が部分メチル化グルシトールアセテートの60%以上を占める;
(3)2,4,6−トリメチル−1,3,5−トリアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上10%未満である;及び
(4)2,4−ジメチル−1,3,5,6−テトラアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上である;
ことを特徴とする分岐α−グルカン、及び、マルトース及びグルコース重合度が3以上のα−1,4グルカンに作用し、α−グルコシル転移することによって、当該分岐α−グルカンを生成する分岐α−グルカンを含んでなる脂質代謝改善剤に関する。
The present invention relates to an agent for improving lipid metabolism comprising a branched α-glucan as an active ingredient, and in particular, α-glucan containing glucose as a constituent sugar,
(1) The ratio of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol to 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is 1: 0.6 To 1: 4.
(2) The sum of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol and 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is a partially methylated group. Occupies more than 60% of the citrate acetate;
(3) 2,4,6-trimethyl-1,3,5-triacetylglucitol is 0.5% or more and less than 10% of partially methylated glucitol acetate; and (4) 2,4- Dimethyl-1,3,5,6-tetraacetylglucitol is 0.5% or more of partially methylated glucitol acetate;
A branched α-glucan that acts on an α-1,4 glucan having a degree of polymerization of maltose and glucose of 3 or more and undergoes α-glucosyl transfer to produce the branched α-glucan. The present invention relates to a lipid metabolism improving agent comprising glucan.

近年、食生活や生活習慣の洋風化に伴い、高カロリー、高脂肪食を摂取する機会が増えて、高脂血症、さらには、肥満乃至標準体重を超過した過体重のヒトが増加している。肥満や過体重に加えて、高血圧や高脂血症などの生活習慣病の因子を有する場合は、メタボリックシンドロームと呼ばれ、その状態が継続すると、心筋梗塞、脳卒中、II型糖尿病などの心血管性疾患を発症するリスクが増大するといわれており、これらを回避するためにも、脂質代謝をコントロールすることは、ますます重要になってきている。脂質代謝を改善して、体重の超過を抑制及び/又は予防するために一般に栄養士によって提唱されている方法としては、低カロリーまたは低脂肪養生法が知られている。また、脂質代謝改善に訴求した食品も市販されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、低カロリー食は風味が単調であるために長期間経つとその人によって拒絶される場合がある。また、健康補助食品にあっても、その味質や食感などに問題があり、これらを長期間継続することはできない場合などには、そのリバウンドがおこり、これらの療法を開始前するよりも脂質代謝が増悪する結果となったり、健康に障害がでる場合すら認められる。   In recent years, with the westernization of dietary habits and lifestyle habits, the chances of ingesting high-calorie, high-fat diets have increased, and hyperlipidemia, and overweight people who have exceeded obese or overweight have increased. Yes. In addition to obesity and overweight, when there are factors of lifestyle-related diseases such as hypertension and hyperlipidemia, it is called metabolic syndrome, and if the condition continues, cardiovascular such as myocardial infarction, stroke, type II diabetes It is said that there is an increased risk of developing sexually transmitted diseases, and it is increasingly important to control lipid metabolism to avoid these. Low calorie or low fat regimens are known as methods generally proposed by dietitians to improve lipid metabolism and prevent and / or prevent overweight. In addition, foods appealing for lipid metabolism improvement are also commercially available (see, for example, Patent Document 1). However, a low-calorie diet may be rejected by the person over a long period of time due to its monotonous flavor. In addition, even if there are health supplements, there are problems with their taste and texture, and when these cannot be continued for a long period of time, the rebound will occur, rather than before starting these therapies. It can even be observed if lipid metabolism is aggravated or health is impaired.

近年、高脂血症やメタボリックシンドロームの予防乃至改善用の食品素材として、食物繊維が注目されている。食物繊維とは、本来、動物が消化し難いセルロース、リグニン、ヘミセルロース、ペクチンなど植物細胞成分を意味するものの、広義には、アミラーゼで消化されない難消化性の水溶性多糖類も含まれ、これらは水溶性食物繊維と呼ばれている。近年、食物繊維は、その本来の機能としての整腸作用、血中コレステロール低下作用、血糖調節作用などに加えて、腸内フローラを改善するプレバイオティクスとしての機能も注目されつつある。しかしながら、食物繊維はカルシウムと並んで日本人の食生活で不足している栄養素と言われており、現在の日本人の平均的な食物繊維摂取量は、平成6年に出された第5次改定「日本人の栄養所要量」において示された食物繊維の目標摂取量20〜25g/日に対し、目標の5〜8割にしか達していないことが指摘されている(例えば、非特許文献1などを参照)。このような状況下、各種飲食物の原料として利用でき、且つ、水溶性食物繊維として有用な難消化性の多糖類が種々提案されている。   In recent years, dietary fiber has attracted attention as a food material for preventing or improving hyperlipidemia and metabolic syndrome. Dietary fiber originally means plant cell components such as cellulose, lignin, hemicellulose, pectin that are difficult for animals to digest, but in a broad sense also includes indigestible water-soluble polysaccharides that are not digested by amylase. It is called water-soluble dietary fiber. In recent years, dietary fiber has been attracting attention as a prebiotic function for improving intestinal flora, in addition to the intestinal regulating action, blood cholesterol lowering action, blood sugar regulating action and the like as its original functions. However, dietary fiber is said to be a nutrient lacking in the Japanese diet along with calcium, and the current average dietary fiber intake of Japanese is the 5th issue published in 1994. It has been pointed out that the target intake of 20 to 25 g / day of dietary fiber shown in the revised “Japanese nutritional requirements” has reached only 50 to 80% of the target (for example, non-patent literature) 1 etc.). Under such circumstances, various indigestible polysaccharides that can be used as raw materials for various foods and drinks and are useful as water-soluble dietary fibers have been proposed.

例えば、水溶性食物繊維として、難消化澱粉(湿熱処理ハイアミロースコーンスターチ)、グァーガム分解物、グルコマンナン、低分子アルギン酸など、自然界に存在する多糖を原料とするものが市場に流通している。しかしながら、これらはいずれも粘性が高く、食品に添加した場合、風味・食感を損なうなどの欠点を有することから、その利用は一部に限定されている。一方、低粘度の水溶性食物繊維として、ポリデキストロース(米国ファイザー社が開発)や難消化性デキストリンが食品分野で広く利用されている。ポリデキストロースは、グルコースとソルビトール及びクエン酸を高真空下で加熱し、化学的な反応により重合させて得られる合成多糖であり、グルコースが1,2、1,3、1,4、1,6、1,2,6、1,4,6位などでグルコシド結合した複雑な分岐を有することが知られている。また、難消化性デキストリンは、化学的な反応により澱粉を分解すると同時に転移や逆合成反応を起こさせ、澱粉が本来有さない、1,2、1,3、1,2,4、1,3,4の各グルコシド結合を導入することにより消化性を低減させた合成多糖である。この難消化性デキストリンは、澱粉に少量の塩酸を添加し、粉末の状態で加熱して得た焙焼デキストリンを水に溶解し、α−アミラーゼを添加して加水分解して得られた低粘度溶液を精製し、濃縮、噴霧乾燥して製造されている。難消化性デキストリンには、さらに消化性を低減させる目的で、グルコアミラーゼを添加して可消化部分をグルコースにまで分解し、グルコースを分離除去して同様に精製、噴霧乾燥して製造した製品もある。これらポリデキストロースや難消化性デキストリンに導入された新たなグルコシド結合はα−及びβ−の両アノマー型が共に含まれ、さらに還元末端グルコース残基は部分的に1,6−アンヒドロ−グルコースに変化していると言われている(例えば、非特許文献2などを参照)。しかしながら、難消化性デキストリンは、原料澱粉からの収率が低く、加えて、着色し易く、工業生産する上で大きな欠点となっている。また、ポリデキストロースや難消化性デキストリンも、これら単独では、十分な脂質代謝改善効果が得られない場合もある。   For example, water-soluble dietary fibers that are made from naturally occurring polysaccharides such as resistant starch (wet heat-treated high amylose corn starch), guar gum degradation products, glucomannan, and low-molecular alginic acid are on the market. However, since these are all highly viscous and have disadvantages such as the loss of flavor and texture when added to foods, their use is limited to a part. On the other hand, as a low-viscosity water-soluble dietary fiber, polydextrose (developed by Pfizer, USA) and indigestible dextrin are widely used in the food field. Polydextrose is a synthetic polysaccharide obtained by heating glucose, sorbitol and citric acid under high vacuum and polymerizing them by chemical reaction, and glucose is 1, 2, 1, 3, 1, 4, 1, 6 , 1, 2, 6, 1, 4, 6 and the like are known to have complex branches with glucoside bonds. Indigestible dextrin decomposes starch by a chemical reaction, and at the same time causes a transfer or reverse synthesis reaction. 1,2,1,3,1,2,4,1, It is a synthetic polysaccharide with reduced digestibility by introducing 3,4 glucoside bonds. This indigestible dextrin has a low viscosity obtained by adding a small amount of hydrochloric acid to starch, dissolving roasted dextrin obtained by heating in a powdered state in water, and adding α-amylase to hydrolyze. Manufactured by purifying, concentrating and spray drying the solution. For indigestible dextrin, for the purpose of further reducing digestibility, glucoamylase is added to break down the digestible part into glucose, and glucose is separated and removed in the same way. is there. The new glucoside bond introduced into these polydextrose and indigestible dextrin includes both α- and β-anomeric forms, and the reducing terminal glucose residue is partially changed to 1,6-anhydro-glucose. (For example, refer nonpatent literature 2 etc.). However, indigestible dextrin has a low yield from the raw material starch and, in addition, is easily colored, which is a major drawback in industrial production. In addition, polydextrose and indigestible dextrin may not be able to obtain a sufficient lipid metabolism improving effect by themselves.

グルカンにおけるグルコースの結合様式であるグルコシド結合(以下、本明細書では「グルコシド結合」を単に「結合」と略称する。)の内、α−1,6結合はα−1,4結合に比べてアミラーゼで分解され難いことから、α−1,6結合を多く含むグルカンにも水溶性食物繊維としての用途が期待できる。例えば、乳酸菌に属するロイコノストック・メセンテロイデス(Leuconostoc mesenteroides)由来のデキストランスクラーゼ(EC 2.4.1.5)によりスクロースを原料として製造されるデキストランは、グルコースが主にα−1,6結合で重合したグルカンであって、α−1,2結合及びα−1,3結合の分岐を有する場合もある。ロイコノストック・メセンテロイデス B−512F株由来のデキストランスクラーゼを用いた場合、得られるデキストランにおける結合のα−1,6結合の含量は90%以上にもなり、難消化性であることが期待される。しかしながら、デキストランは、スクロースからの収率が低く、また、粘性が高いため精製操作が煩雑で、コスト高になることから、水溶性食物繊維として利用しようとする試みはほとんど行われていない。   Of the glucoside bonds (hereinafter referred to as “glucoside bonds” in the present specification, which are simply referred to as “bonds”), the α-1,6 bonds are compared to the α-1,4 bonds. Since it is difficult to be decomposed by amylase, a glucan containing a lot of α-1,6 bonds can be expected to be used as a water-soluble dietary fiber. For example, dextran produced from sucrose as a raw material by dextransclase (EC 2.4.1.5) derived from Leuconostoc mesenteroides belonging to lactic acid bacteria is mainly composed of α-1,6 glucose. It may be a polymerized glucan and may have α-1,2 bond and α-1,3 bond branches. When the dextransclase derived from Leuconostoc mesenteroides B-512F strain is used, the content of α-1,6 linkages in the obtained dextran is 90% or more, which is expected to be indigestible. . However, since dextran has a low yield from sucrose and has a high viscosity, the purification operation is complicated and the cost is high, so that attempts to use it as a water-soluble dietary fiber have hardly been made.

また、安価な澱粉にアミラーゼを作用させ、主としてα−1,4結合を分解することによりα−1,6結合の含量を高めて水溶性食物繊維を調製しようとする試みも為されている。特許文献2には、澱粉液化液に、α−アミラーゼとβ−アミラーゼの混合物を作用させた後、残存するデキストリン部を回収することにより、α−1,4結合に対するα−1,6結合の割合を10〜20%に高めた分岐デキストリンを調製する方法が提案されている。しかしながら、この分岐デキストリンは、澱粉が本来持つ分岐(α−1,6結合)を保持しつつ、グルコースがα−1,4結合で連なった直鎖部分を取り除くことでα−1,6結合の割合を高めるという方法で製造されるため、原料澱粉からの収率が低く、また、大幅な消化性の低減が期待できないなどの課題がある。また、澱粉部分分解物(デキストリン)に作用しα−1,6結合を導入する酵素として、デキストリンデキストラナーゼ(EC 2.1.1.2)が知られている(例えば、非特許文献3を参照)。デキストリンデキストラナーゼは、澱粉部分分解物に作用し、主としてα−1,6グルコシル転移反応を触媒することにより、デキストラン構造(グルコースがα−1,6結合で連なった構造)を生成する酵素であるものの、従来から知られている、酢酸菌に属するアセトバクター・カプスラタム(Acetobacter capsulatum)由来のデキストリンデキストラナーゼは、α−1,6結合の導入割合が少ない(例えば、非特許文献4などを参照)こと、また、酵素自体の安定性が低いことなどの問題点があり、現実に使用されるに至っていない。このような状況下、従来の難消化性グルカンの持つ上記のごとき物性的な問題を解決でき、且つ、脂質代謝改善作用に優れた新規難消化性グルカン(食物繊維)を含有する脂質代謝改善剤の提供が強く望まれている。   Attempts have also been made to prepare water-soluble dietary fiber by increasing the content of α-1,6 bonds by allowing amylase to act on inexpensive starch and mainly breaking down α-1,4 bonds. In Patent Document 2, a mixture of α-amylase and β-amylase is allowed to act on a starch liquefaction liquid, and then the remaining dextrin part is recovered, whereby α-1,6 bonds to α-1,4 bonds are recovered. A method for preparing a branched dextrin with a proportion increased to 10 to 20% has been proposed. However, this branched dextrin retains the original branch (α-1,6 bond) of starch while removing α-1,6 bond by removing the linear part where glucose is linked by α-1,4 bond. Since it is manufactured by a method of increasing the ratio, there are problems that the yield from the raw starch is low and a significant reduction in digestibility cannot be expected. In addition, dextrin dextranase (EC 2.1.1.2) is known as an enzyme that acts on a partially degraded starch (dextrin) and introduces α-1,6 bonds (for example, Non-Patent Document 3). See). Dextrin dextranase is an enzyme that acts on a partial degradation product of starch and generates a dextran structure (structure in which glucose is linked by α-1,6 bonds) mainly by catalyzing the α-1,6 glucosyl transfer reaction. However, conventionally known dextrin dextranase derived from Acetobacter capsultatum belonging to acetic acid bacteria has a low introduction ratio of α-1,6 bond (for example, Non-Patent Document 4) And the stability of the enzyme itself is low, and it has not been used in practice. Under such circumstances, a lipid metabolism-improving agent comprising a novel indigestible glucan (dietary fiber) that can solve the above-mentioned physical problems of conventional indigestible glucan and has an excellent lipid metabolism improving action. The provision of is strongly desired.

特開2004−315379号公報JP 2004-315379 A 特開2001−11101号公報JP 2001-11101 A 『食物繊維の市場動向を探る』、「食品と開発」、第34巻、第2号、第24乃至27頁(1999年)“Exploring dietary fiber market trends”, “Food and Development”, Vol. 34, No. 2, pp. 24 to 27 (1999) 『低分子水溶性食物繊維』、食品成分シリーズ「食物繊維の科学」、第116頁乃至131頁、朝倉書店(1997年)“Low-molecular water-soluble dietary fiber”, food ingredient series “Science of dietary fiber”, pages 116 to 131, Asakura Shoten (1997) 山本一也ら、『バイオサイエンス・バイオテクノロジー・バイオケミストリー』、第56巻、(1992年)、第169頁乃至173頁Kazuya Yamamoto et al., “Bioscience / Biotechnology / Biochemistry”, Volume 56 (1992), pp. 169 to 173 鈴木雅之ら、「ジャーナル・オブ・アプライド・グリコサイエンス(Journal of Applied Glycoscience)」、第48巻、第2号、第143頁乃至151頁(2001年)Masayuki Suzuki et al., “Journal of Applied Glycoscience”, Vol. 48, No. 2, pages 143 to 151 (2001)

本発明は、長期間摂取しても安全な、食物繊維を含有する脂質代謝改善剤を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a lipid metabolism improving agent containing dietary fiber that is safe even if ingested for a long period of time.

上記課題を解決するために、本発明者らは、マルトース及び/又はグルコース重合度3以上のα−1,4グルカンを原料(基質)とし、分岐(本明細書において、「分岐」とは、グルカンにおけるグルコースの結合様式の内、α−1,4結合以外のグルコースの結合様式を意味する)を比較的多く有する分岐α−グルカンを広く探索した。その結果、土壌から単離した微生物、PP710株及びPP349株が産生する新規なα−グルコシル転移酵素を、マルトース及び/又はグルコース重合度3以上のα−1,4グルカンに作用させたときに生成する下記に示す特徴を有するα−1,4、α−1,6、α−1,3、α−1,4,6及びα−1,3,6結合を有する分岐α−グルカンが、原料α−1,4グルカンに比べて、α−1,6結合の割合が大幅に増加しており、且つ、α−1,3及びα−1,3,6結合を有し、顕著な難消化性を示す水溶性食物繊維であり、これを配合した組成物が、脂質代謝改善剤として有用であることを見出した。さらに、当該分岐α−グルカンは、意外にも、固状の組成物の形態で摂取するよりも液状の組成物の形態で摂取する方が、分岐α−グルカンの配合割合を少なくしても、その生理機能を効果的に発揮できることを見出して本発明を完成した。   In order to solve the above problems, the present inventors use maltose and / or α-1,4 glucan having a degree of glucose polymerization of 3 or more as a raw material (substrate), and branch (in the present specification, “branch” means: A branched α-glucan having a relatively large number of glucose binding modes other than α-1,4 bonds among glucose binding modes in glucan was widely searched. As a result, when a novel α-glucosyltransferase produced by microorganisms isolated from soil, PP710 strain and PP349 strain is allowed to act on maltose and / or α-1,4 glucan having a glucose polymerization degree of 3 or more A branched α-glucan having α-1,4, α-1,6, α-1,3, α-1,4,6 and α-1,3,6 bonds having the following characteristics: Compared with α-1,4 glucan, the proportion of α-1,6 bonds is greatly increased, and α-1,3 and α-1,3,6 bonds are present. It has been found that a water-soluble dietary fiber exhibiting properties and a composition containing the same is useful as an agent for improving lipid metabolism. Furthermore, the branched α-glucan is unexpectedly taken in the form of a liquid composition rather than in the form of a solid composition, even if the blending ratio of the branched α-glucan is reduced, The present invention was completed by finding that the physiological function can be effectively exhibited.

当該分岐α−グルカンの特徴:
メチル化分析において、
(1)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールの比が1:0.6乃至1:4の範囲にある;
(2)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールとの合計が部分メチル化グルシトールアセテートの60%以上を占める;
(3)2,4,6−トリメチル−1,3,5−トリアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上10%未満である;及び
(4)2,4−ジメチル−1,3,5,6−テトラアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上である。
Features of the branched α-glucan:
In methylation analysis,
(1) The ratio of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol to 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is 1: 0.6 To 1: 4.
(2) The sum of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol and 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is a partially methylated group. Occupies more than 60% of the citrate acetate;
(3) 2,4,6-trimethyl-1,3,5-triacetylglucitol is 0.5% or more and less than 10% of partially methylated glucitol acetate; and (4) 2,4- Dimethyl-1,3,5,6-tetraacetylglucitol is 0.5% or more of partially methylated glucitol acetate.

すなわち、本発明は、グルコースを構成糖とするα−グルカンであって、メチル化分析において、
(1)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールの比が1:0.6乃至1:4の範囲にある;
(2)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールとの合計が部分メチル化グルシトールアセテートの60%以上を占める;
(3)2,4,6−トリメチル−1,3,5−トリアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上10%未満である;及び
(4)2,4−ジメチル−1,3,5,6−テトラアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上である;
ことを特徴とする分岐α−グルカンを配合した脂質代謝改善剤、とりわけ、液液の形態の脂質代謝改善剤を提供することによって上記課題を解決するものである。
That is, the present invention is an α-glucan having glucose as a constituent sugar, and in methylation analysis,
(1) The ratio of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol to 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is 1: 0.6 To 1: 4.
(2) The sum of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol and 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is a partially methylated group. Occupies more than 60% of the citrate acetate;
(3) 2,4,6-trimethyl-1,3,5-triacetylglucitol is 0.5% or more and less than 10% of partially methylated glucitol acetate; and (4) 2,4- Dimethyl-1,3,5,6-tetraacetylglucitol is 0.5% or more of partially methylated glucitol acetate;
The above-mentioned problems are solved by providing a lipid metabolism improving agent containing a branched α-glucan characterized by the above, particularly a lipid metabolism improving agent in the form of a liquid.

本発明によれば、脂質代謝を効果的に改善することができるので、血中インスリンの上昇、血中脂質の増加、内臓脂肪の蓄積などを効果的に抑制乃至予防することができる。また、本発明の脂質代謝改善剤は、長期間摂取しても副作用の心配がなく安心して使用することができる。   According to the present invention, lipid metabolism can be effectively improved, so that an increase in blood insulin, an increase in blood lipid, accumulation of visceral fat, and the like can be effectively suppressed or prevented. Moreover, the lipid metabolism improving agent of the present invention can be used safely without worrying about side effects even when taken for a long time.

本発明で言うグルカンとは、グルコースを構成糖とするグルコース重合度3以上のオリゴ糖ないしは多糖を意味する。本発明で使用する分岐α−グルカンは、グルコースを構成糖とするα−グルカンであって、メチル化分析において、
(1)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールの比が1:0.6乃至1:4の範囲にある;
(2)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールとの合計が部分メチル化グルシトールアセテートの60%以上を占める;
(3)2,4,6−トリメチル−1,3,5−トリアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上10%未満である;及び
(4)2,4−ジメチル−1,3,5,6−テトラアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上である;
ことを特徴とする。
The glucan referred to in the present invention means an oligosaccharide or a polysaccharide having a glucose polymerization degree of 3 or more with glucose as a constituent sugar. The branched α-glucan used in the present invention is an α-glucan having glucose as a constituent sugar, and in methylation analysis,
(1) The ratio of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol to 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is 1: 0.6 To 1: 4.
(2) The sum of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol and 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is a partially methylated group. Occupies more than 60% of the citrate acetate;
(3) 2,4,6-trimethyl-1,3,5-triacetylglucitol is 0.5% or more and less than 10% of partially methylated glucitol acetate; and (4) 2,4- Dimethyl-1,3,5,6-tetraacetylglucitol is 0.5% or more of partially methylated glucitol acetate;
It is characterized by that.

本発明でいうメチル化分析とは、多糖又はオリゴ糖においてこれを構成する単糖の結合様式を決定する方法として一般的に知られている方法である。メチル化分析をグルカンにおけるグルコースの結合様式の分析に用いる場合、まず、グルカンを構成するグルコース残基における全ての遊離の水酸基をメチル化し、次いで、完全メチル化したグルカンを加水分解する。次いで、加水分解により得られたメチル化グルコースを還元してアノマー型を消去したメチル化グルシトールとし、さらに、このメチル化グルシトールにおける遊離の水酸基をアセチル化することにより部分メチル化グルシトールアセテート(以下、本明細書では、「部分メチル化グルシトールアセテート」におけるアセチル化された部位と「グルシトールアセテート」の表記を省略して、「部分メチル化物」と略称する場合がある。)を得る。得られる部分メチル化物を、ガスクロマトグラフィーで分析することにより、グルカンにおいて結合様式がそれぞれ異なるグルコース残基に由来する各種部分メチル化物は、ガスクロマトグラムにおける全ての部分メチル化物のピーク面積に占めるピーク面積の百分率(%)で表すことができる。そして、このピーク面積%から当該グルカンにおける結合様式の異なるグルコース残基の存在比、すなわち、各グルコシド結合の存在比率を決定することができる。本願明細書においては、部分メチル化物についての「比」は、メチル化分析のガスクロマトグラムにおけるピーク面積の比を意味し、部分メチル化物についての「%」はメチル化分析のガスクロマトグラムにおける「面積%」を意味するものとする。   The methylation analysis referred to in the present invention is a method generally known as a method for determining the binding mode of monosaccharides constituting the polysaccharide or oligosaccharide. When methylation analysis is used for analyzing the binding mode of glucose in glucan, first, all free hydroxyl groups in glucose residues constituting glucan are methylated, and then fully methylated glucan is hydrolyzed. Next, the methylated glucose obtained by hydrolysis is reduced to give methylated glucitol from which the anomeric form has been eliminated, and further, a free hydroxyl group in this methylated glucitol is acetylated to give partially methylated glucitol acetate (hereinafter referred to as “methylated glucitol acetate”). In this specification, acetylated sites in “partially methylated glucitol acetate” and “glucitol acetate” may be omitted and abbreviated as “partially methylated product” in some cases. . By analyzing the resulting partially methylated product by gas chromatography, various partially methylated products derived from glucose residues that have different binding modes in glucan have a peak area that occupies the peak area of all partially methylated products in the gas chromatogram. % (%). And the abundance ratio of glucose residues having different binding modes in the glucan, that is, the abundance ratio of each glucoside bond can be determined from the peak area%. In the present specification, “ratio” for a partially methylated product means a ratio of peak areas in the gas chromatogram of the methylation analysis, and “%” for the partially methylated product means “area% in the gas chromatogram of the methylated analysis”. ".

上述した(1)における、2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトール(以下、「2,3,6−トリメチル化物」と略称する)とはC−4位が1,4結合にあずかるグルコース残基を意味し、2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトール(以下、「2,3,4−トリメチル化物」と略称する)はC−6位が1,6結合にあずかるグルコース残基を意味する。そして、「2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物の比が1:0.6乃至1:4の範囲にある」とは、すなわちメチル化分析における部分メチル化グルシトールアセテートのガスクロマトグラムにおいて、本発明で使用する分岐α−グルカンは、C−1位以外にC−4位のみが結合にあずかるグルコース残基とC−1位以外にC−6位のみが結合にあずかるグルコース残基の合計に対するC−1位以外にC−6位のみが結合にあずかるグルコース残基の割合が37.5乃至80.0%の範囲を示すことを意味する。   In the above (1), 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol (hereinafter abbreviated as “2,3,6-trimethylated product”) is C-4 position. 1,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol (hereinafter abbreviated as “2,3,4-trimethylated product”) It means a glucose residue in which the C-6 position is associated with a 1,6 bond. “The ratio of 2,3,6-trimethylated product to 2,3,4-trimethylated product is in the range of 1: 0.6 to 1: 4” means that partially methylated glycids in methylation analysis are used. In the gas chromatogram of tall acetate, the branched α-glucan used in the present invention binds only to the C-6 position in addition to the glucose residue and the C-1 position in addition to the C-1 position in addition to the C-1 position. It means that the ratio of the glucose residue in which only the C-6 position is involved in the binding other than the C-1 position relative to the total of the glucose residues involved is in the range of 37.5 to 80.0%.

上述した(2)における、「2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物との合計が部分メチル化物の60%以上を占める」とは、本発明で使用する分岐α−グルカンは、C−1位以外にC−4位のみが結合にあずかるグルコース残基とC−1位以外にC−6位のみが結合にあずかるグルコース残基の合計がグルカンを構成する全グルコース残基の60%以上を占めることを意味する。   In the above (2), “the total of 2,3,6-trimethylated product and 2,3,4-trimethylated product accounts for 60% or more of the partially methylated product” means that the branched α- used in the present invention. The glucan is composed of a total of glucose residues in which a total of glucose residues other than the C-1 position and only the C-4 position participates in binding and glucose residues other than the C-1 position that participate only in the C-6 position constitute a glucan. It means to occupy 60% or more of the group.

同様に、上述した(3)における、「2,4,6−トリメチル−1,3,5−トリアセチルグルシトール」(以下、「2,4,6−トリメチル化物」と略称する)とは、C−3位が1,3結合にあずかるグルコース残基を意味し、「2,4,6−トリメチル化物が部分メチル化物の0.5%以上10%未満である」とは、本発明で使用する分岐α−グルカンは、C−1位以外にC−3位のみが結合にあずかるグルコース残基がグルカンを構成する全グルコース残基の0.5%以上10%未満存在することを意味する。   Similarly, “2,4,6-trimethyl-1,3,5-triacetylglucitol” (hereinafter abbreviated as “2,4,6-trimethylated product”) in the above (3) , C-3 means a glucose residue that participates in a 1,3 bond, and “2,4,6-trimethylated product is 0.5% or more and less than 10% of partially methylated product” in the present invention. The branched α-glucan used means that there are 0.5% or more and less than 10% of all glucose residues constituting the glucan in which only the C-3 position other than the C-1 position participates in binding. .

さらに同様に、上述した(4)における「2,4−ジメチル−1,3,5,6−テトラアセチルグルシトール」(以下、「2,4−ジメチル化物と略称する」)とは、C−3位及びC−6位の両方がそれぞれ1,3結合と1,6結合にあずかるグルコース残基を意味し、「2,4−ジメチル化物が部分メチル化物の0.5%以上である」とは、本発明で使用する分岐α−グルカンは、C−1位以外にC−3位とC−6位が結合にあずかるグルコース残基がグルカンを構成する全グルコース残基の0.5%以上存在することを意味する。   Similarly, “2,4-dimethyl-1,3,5,6-tetraacetylglucitol” in the above (4) (hereinafter abbreviated as “2,4-dimethylated product”) is C Both the −3 position and the C−6 position mean glucose residues that participate in the 1,3 bond and the 1,6 bond, respectively, and “2,4-dimethylated product is 0.5% or more of the partially methylated product”. The branched α-glucan used in the present invention is 0.5% of the total glucose residues in which glucose residues other than the C-1 position and the C-3 position and the C-6 position form a bond constitute the glucan. That means it exists.

上記の(1)乃至(4)の条件を全て充足する本発明で使用する分岐α−グルカンは、これまで知られていない新規なグルカンである。本発明で使用する分岐α−グルカンは、メチル化分析において、上記(1)乃至(4)の条件を充足する限り、グルコース残基の結合順序は特に限定されない。   The branched α-glucan used in the present invention that satisfies all the above conditions (1) to (4) is a novel glucan that has not been known so far. In the branched α-glucan used in the present invention, the order of binding of glucose residues is not particularly limited as long as the conditions (1) to (4) are satisfied in the methylation analysis.

本発明で使用する分岐α−グルカンは、通常、様々なグルコース重合度を有する分岐α−グルカンの混合物の形態にあり、そのグルコース重合度は、通常、10以上である。また、本発明で使用する分岐α−グルカンにおいて、その重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)は、通常、20未満である。   The branched α-glucan used in the present invention is usually in the form of a mixture of branched α-glucan having various degrees of glucose polymerization, and the degree of glucose polymerization is usually 10 or more. In the branched α-glucan used in the present invention, the value (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) by the number average molecular weight (Mn) is usually less than 20.

さらに、本発明で使用する分岐α−グルカンは、グルカンにおけるイソマルトース構造の還元末端側に隣接するα−1,2、α−1,3、α−1,4及びα−1,6結合のいずれの結合であっても加水分解する特徴を有するイソマルトデキストラナーゼ(EC 3.2.1.94)を作用させると、消化物の固形物当たりイソマルトースを、通常、25質量%以上50質量%以下生成する。   Furthermore, the branched α-glucan used in the present invention has α-1,2, α-1,3, α-1,4 and α-1,6 bonds adjacent to the reducing end side of the isomaltose structure in glucan. When isomalt dextranase (EC 3.2.1.94), which has a characteristic of hydrolyzing any bond, isomaltose is usually 25% by mass to 50% by mass of the digested solid. Less than mass% is produced.

また、本発明で使用する分岐α−グルカンは、平成8年5月厚生省告示第146号の栄養表示基準、「栄養成分等の分析方法等(栄養表示基準別表第1の第3欄に掲げる方法)」における第8項、「食物繊維」に記載された、「高速液体クロマトグラフ法(酵素−HPLC法)」に準じて水溶性食物繊維含量を求めると、水溶性食物繊維を、通常、40質量%以上含有する。上記高速液体クロマトグラフ法(以下、本明細書では「酵素−HPLC法」と略称する)の概略を説明するならば、試料を熱安定α−アミラーゼ、プロテアーゼ及びアミログルコシダーゼ(グルコアミラーゼ)による一連の酵素処理により分解処理し、イオン交換樹脂により処理液から蛋白質、有機酸、無機塩類を除去することにより高速液体クロマトグラフィー(HPLC)用の試料溶液を調製する。次いで、ゲル濾過HPLCに供し、クロマトグラムにおける、未消化グルカンとグルコースのピーク面積を求め、それぞれのピーク面積と、別途、常法のグルコース・オキシダーゼ法により求めておいた試料溶液中のグルコース量を用いて、試料の水溶性食物繊維含量を算出する方法である。本法の詳細については後述の実験の項で説明する。   The branched α-glucan used in the present invention is the nutrition labeling standard of the Ministry of Health, Labor and Welfare Notification No. 146, “Analytical Methods for Nutritional Components, etc. The water-soluble dietary fiber content is determined according to the “high-performance liquid chromatographic method (enzyme-HPLC method)” described in item 8, “dietary fiber” in “ Contains at least mass%. If the outline of the high performance liquid chromatographic method (hereinafter abbreviated as “enzyme-HPLC method”) is described, a sample is subjected to a series of heat stable α-amylase, protease and amyloglucosidase (glucoamylase). A sample solution for high-performance liquid chromatography (HPLC) is prepared by decomposing by enzyme treatment and removing proteins, organic acids, and inorganic salts from the treatment solution with an ion exchange resin. Next, it is subjected to gel filtration HPLC, and the peak areas of undigested glucan and glucose in the chromatogram are obtained, and the respective peak areas and the glucose amount in the sample solution obtained separately by the usual glucose oxidase method are calculated. This is a method for calculating the water-soluble dietary fiber content of a sample. Details of this method will be described in the experimental section below.

本発明で使用する分岐α−グルカンは、後述する実験19−2乃至19−4に示すように、経口摂取しても唾液α−アミラーゼ、膵液α−アミラーゼや小腸粘膜酵素(小腸粘膜α−グルコシダーゼ)による分解を受け難いことから、消化吸収されにくく、血糖を急激に上昇させたり、インスリンの分泌を刺激することの少ない、低カロリーの水溶性食物繊維として利用することができる。また、当該分岐α−グルカンは、口腔内の微生物によって、酸発酵を起こし難く、スクロースと併用した場合にも歯垢の原因となる不溶性デキストランの生成を抑制する作用を有しているので、低う蝕性又は抗う蝕性糖質としても有利に利用できる。さらに、実験15−5に示すように、当該分岐α−グルカンは、マウスを用いた急性毒性試験において、何ら毒性を示さないグルカンである。   The branched α-glucan used in the present invention, as shown in Experiments 19-2 to 19-4 described later, is saliva α-amylase, pancreatic juice α-amylase or small intestinal mucosal enzyme (small intestinal mucosal α-glucosidase) even when taken orally. ), It is difficult to be digested and absorbed, and can be used as a low-calorie water-soluble dietary fiber that hardly raises blood sugar or stimulates insulin secretion. In addition, the branched α-glucan is less prone to acid fermentation by microorganisms in the oral cavity and has the effect of suppressing the production of insoluble dextran that causes plaque even when used in combination with sucrose. It can also be advantageously used as a carious or anti-cariogenic carbohydrate. Furthermore, as shown in Experiment 15-5, the branched α-glucan is a glucan that exhibits no toxicity in an acute toxicity test using mice.

さらに、当該分岐α−グルカンは、後述する実験20及び21に示すように、通常の澱粉質とともに摂取すると、澱粉質のみを摂取した場合に比べ、血糖値やインスリンの上昇を抑制する生理作用を有していることから、血糖上昇抑制剤として使用することもできる。   Furthermore, as shown in Experiments 20 and 21, which will be described later, the branched α-glucan has a physiological effect of suppressing an increase in blood sugar level and insulin when ingested together with normal starch as compared with the case of ingesting only starch. Since it has, it can also be used as a blood glucose rise inhibitor.

またさらに、上記生理作用に加えて、当該分岐α−グルカンは、後述する実験22に示すように、摂取することにより、血中の中性脂肪やコレステロールの上昇を抑制する作用を有していることから、脂質代謝改善剤として使用することができる。さらに、当該分岐α−グルカンは、内臓脂肪の蓄積を抑制する作用を有していることから、内臓脂肪蓄積抑制剤、さらには、腹囲の増加抑制剤、メタボリツクシンドロームの予防剤乃至治療剤としても有利に利用できる。   Furthermore, in addition to the physiological action, the branched α-glucan has an action of suppressing the increase of neutral fat and cholesterol in the blood by ingestion as shown in Experiment 22 described later. Therefore, it can be used as an agent for improving lipid metabolism. Furthermore, since the branched α-glucan has an action of suppressing the accumulation of visceral fat, it is used as an inhibitor of visceral fat accumulation, further an inhibitor of increase in abdominal circumference, a preventive agent or a therapeutic agent of metabolic syndrome. Can also be used advantageously.

当該分岐α−グルカンを脂質代謝改善剤の有効成分として用いる場合、分岐α−グルカンは、水溶性食物繊維含量が高いものほど作用効果に優れていることから、水溶性食物繊維として、通常、40質量%以上、望ましくは、50質量%以上、さらに望ましくは、60質量%以上含有するものが好適に利用できる。   When the branched α-glucan is used as an active ingredient of a lipid metabolism improving agent, the higher the water-soluble dietary fiber content, the better the action and effect of the branched α-glucan. Those containing at least 50% by mass, preferably at least 50% by mass, more preferably at least 60% by mass can be suitably used.

本発明で使用する分岐α−グルカンの調製に使用するα−グルコシル転移酵素とは、マルトース及び/又はグルコース重合度が3以上のα−1,4グルカンに作用し、実質的に加水分解することなくα−グルコシル転移を触媒することにより、本発明で使用する分岐α−グルカンを生成する酵素を意味する。当該α−グルコシル転移酵素は、加水分解活性が弱い点、低濃度から高濃度まで基質溶液の濃度に依存せず効率の良い転移活性を有する点、及び、α−1,3及びα−1,3,6結合をも生成する点で、従来公知の真菌由来α−グルコシダーゼや酢酸菌由来デキストリンデキストラナーゼとは異なる酵素である。   The α-glucosyltransferase used in the preparation of the branched α-glucan used in the present invention acts on α-1,4 glucan having a maltose and / or glucose polymerization degree of 3 or more and substantially hydrolyzing. It means an enzyme that produces a branched α-glucan used in the present invention by catalyzing α-glucosyl transfer. The α-glucosyltransferase has a weak hydrolytic activity, has an efficient transfer activity independent of the concentration of the substrate solution from a low concentration to a high concentration, and α-1,3 and α-1, It is an enzyme different from conventionally known fungal-derived α-glucosidase and acetic acid-derived dextrin dextranase in that it also produces 3,6 bonds.

α−グルコシル転移酵素の酵素活性は、次のようにして測定することができる。マルトースを最終濃度1w/v%となるように20mM酢酸緩衝液(pH6.0)に溶解させて基質液とし、その基質液5mlに、酵素液0.5mlを加え40℃で30分間酵素反応させ、その反応液0.5mlと5mlの20mMリン酸緩衝液(pH7.0)とを混合し、沸騰水浴中で10分間加熱することにより反応停止させた後、反応液中のグルコース量を、常法に従ってグルコース・オキシダーゼ法で測定し、反応によって生成したグルコース量を算出する。α−グルコシル転移酵素の活性1単位は、上記の条件下で1分間に1μモルのグルコースを生成する酵素量と定義する。   The enzyme activity of α-glucosyltransferase can be measured as follows. Maltose is dissolved in 20 mM acetate buffer (pH 6.0) to a final concentration of 1 w / v% to form a substrate solution. 0.5 ml of the enzyme solution is added to 5 ml of the substrate solution, and the enzyme reaction is carried out at 40 ° C. for 30 minutes. Then, 0.5 ml of the reaction solution was mixed with 5 ml of 20 mM phosphate buffer (pH 7.0), and the reaction was stopped by heating in a boiling water bath for 10 minutes. According to the method, the glucose oxidase method is used to calculate the amount of glucose produced by the reaction. One unit of α-glucosyltransferase activity is defined as the amount of enzyme that produces 1 μmol of glucose per minute under the above conditions.

本発明で使用するα−グルコシル転移酵素の1つの具体例としては、例えば、下記の理化学的性質を有するα−グルコシル転移酵素が挙げられる。
(1)分子量
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法において、90,000±10,000ダルトン;
(2)至適温度
pH6.0、30分間反応の条件下で、50乃至55℃;
(3)至適pH
40℃、30分間反応の条件下で5.0乃至6.3;
(4)温度安定性
pH6.0、60分間保持の条件下で40℃まで安定;及び
(5)pH安定性
4℃、24時間保持の条件下でpH3.5乃至8.4の範囲で安定;
As a specific example of the α-glucosyltransferase used in the present invention, for example, α-glucosyltransferase having the following physicochemical properties can be mentioned.
(1) Molecular weight In SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, 90,000 ± 10,000 daltons;
(2) Optimal temperature 50 to 55 ° C. under reaction conditions of pH 6.0 and 30 minutes;
(3) Optimum pH
5.0-6.3 under conditions of reaction at 40 ° C. for 30 minutes;
(4) Temperature stability pH 6.0, stable to 40 ° C under 60 minutes holding condition; and (5) pH stability, stable at pH 3.5 to 8.4 under 4 ° C, 24 hour holding condition. ;

また、このα−グルコシル転移酵素の別の具体例としては、下記の理化学的性質を有するα−グルコシル転移酵素が挙げられる。
(1)分子量
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法において、90,000±10,000ダルトン;
(2)至適温度
pH6.0、30分間反応の条件下で、約50℃;
(3)至適pH
40℃、30分間反応の条件下で約6.0;
(4)温度安定性
pH6.0、60分間保持の条件下で40℃まで安定;及び
(5)pH安定性
4℃、24時間保持の条件下でpH4.0乃至8.0の範囲で安定;
Another specific example of this α-glucosyltransferase is α-glucosyltransferase having the following physicochemical properties.
(1) Molecular weight In SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, 90,000 ± 10,000 daltons;
(2) Optimum temperature pH of about 50 ° C. under reaction conditions for 30 minutes;
(3) Optimum pH
About 6.0 under reaction conditions at 40 ° C. for 30 minutes;
(4) Temperature stability pH 6.0, stable to 40 ° C under 60 minutes holding condition; and (5) pH stability, pH 4.0 to 8.0 stable under 24 ° C holding condition. ;

これらのα−グルコシル転移酵素はその給源によって制限されないものの、好ましい給源として微生物が挙げられ、とりわけ、本発明者らが土壌より単離した微生物PP710株又はPP349株が好適に用いられる。以下、本発明で使用するα−グルコシル転移酵素の産生能を有する微生物PP710株及びPP349株の同定試験において判明した菌学的諸性質を表1及び2にそれぞれ示す。なお、同定試験は、『微生物の分類と同定』(長谷川武治編、学会出版センター、1985年)に準じて行った。   Although these α-glucosyltransferases are not limited by their sources, microorganisms may be mentioned as preferred sources, and in particular, microorganisms PP710 or PP349 strains isolated from soil by the present inventors are preferably used. Tables 1 and 2 show the mycological properties found in the identification test of the microorganisms PP710 and PP349 having the ability to produce α-glucosyltransferase used in the present invention. The identification test was conducted according to “Classification and Identification of Microorganisms” (Takeharu Hasegawa, Society Publishing Center, 1985).

以上の菌学的性質に基づき、『バージーズ・マニュアル・オブ・システマティック・バクテリオロジー』(Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology)、第2巻(1986年)、及び、『リボソーマルデータベース』(URL:http://rdp.cme.msu.edu/index.jsp)を参考にして、微生物PP710株及びPP349株と公知菌との異同をそれぞれ検討した。その結果、微生物PP710株は、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)に属する微生物であり、微生物PP349株は、アルスロバクター・グロビホルミス(Arthrobacter globiformis)に属する微生物であることが判明した。本発明者等は、これら2菌株をそれぞれ、新規微生物バチルス・サーキュランス PP710及びアルスロバクター・グロビホルミス PP349と命名し、いずれも平成18年2月1日付で日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6所在の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に寄託し、それぞれ受託番号 FERM BP−10771及びFERM BP−10770として受託された。本発明で使用するα−グルコシル転移酵素産生能を有する微生物には、上記菌株はもとより、上記菌株に突然変異を誘発し、選抜して得られる酵素高産生変異株なども包含される。   Based on the above bacteriological properties, “Bergey's Manual of Systematic Bacteriology”, Volume 2 (1986), and “Rebosomal Database” (URL: http://rdp.cme.msu.edu/index.jsp), the differences between the microorganisms PP710 and PP349 and known bacteria were examined. As a result, the microorganism PP710 strain was found to be a microorganism belonging to Bacillus circulans, and the microorganism PP349 strain was found to be a microorganism belonging to Arthrobacter globiformis. The present inventors named these two strains, respectively, as the novel microorganisms Bacillus circulans PP710 and Arthrobacter globiformis PP349, both of which are as of 1 February 2006, 1st East, Tsukuba, Ibaraki, Japan 1 Deposited at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) located in the sixth central location, and were deposited under the accession numbers FERM BP-10771 and FERM BP-10770, respectively. The microorganisms having the ability to produce α-glucosyltransferase used in the present invention include not only the above strains but also high enzyme-producing mutant strains obtained by inducing mutations in the strains and selecting them.

α−グルコシル転移酵素産生能を有する微生物の培養に用いる培地は、微生物が生育でき、本発明で使用するα−グルコシル転移酵素を産生しうる栄養培地であればよく、合成培地および天然培地のいずれでもよい。炭素源としては、微生物が生育に利用できる物であればよく、例えば、植物由来の澱粉やフィトグリコーゲン、動物や微生物由来のグリコーゲンやプルラン、また、これらの部分分解物やグルコース、フラクトース、ラクトース、スクロース、マンニトール、ソルビトール、糖蜜などの糖質、また、クエン酸、コハク酸などの有機酸も使用することができる。培地におけるこれらの炭素源の濃度は炭素源の種類により適宜選択できる。窒素源としては、例えば、アンモニウム塩、硝酸塩などの無機窒素化合物および、例えば、尿素、コーン・スティープ・リカー、カゼイン、ペプトン、酵母エキス、肉エキスなどの有機窒素含有物を適宜用いることができる。また、無機成分としては、例えば、カルシウム塩、マグネシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、リン酸塩、マンガン塩、亜鉛塩、鉄塩、銅塩、モリブデン塩、コバルト塩などの塩類を適宜用いることができる。更に、必要に応じて、アミノ酸、ビタミンなども適宜用いることができる。   The medium used for culturing microorganisms capable of producing α-glucosyltransferase may be any nutrient medium that can grow microorganisms and can produce α-glucosyltransferase used in the present invention. But you can. Any carbon source may be used as long as microorganisms can be used for growth. For example, plant-derived starch and phytoglycogen, animal and microorganism-derived glycogen and pullulan, and partial decomposition products thereof, glucose, fructose, lactose Carbohydrates such as sucrose, mannitol, sorbitol and molasses, and organic acids such as citric acid and succinic acid can also be used. The concentration of these carbon sources in the medium can be appropriately selected depending on the type of carbon source. As the nitrogen source, for example, inorganic nitrogen compounds such as ammonium salts and nitrates and organic nitrogen-containing materials such as urea, corn steep liquor, casein, peptone, yeast extract and meat extract can be used as appropriate. In addition, as the inorganic component, for example, salts such as calcium salt, magnesium salt, potassium salt, sodium salt, phosphate, manganese salt, zinc salt, iron salt, copper salt, molybdenum salt, and cobalt salt are appropriately used. it can. Furthermore, amino acids, vitamins, and the like can be used as necessary.

α−グルコシル転移酵素産生能を有する微生物の培養は、通常、温度15乃至37℃でpH5.5乃至10の範囲、好ましくは温度20乃至34℃でpH5.5乃至8.5の範囲から選ばれる条件で好気的に行われる。培養時間は当該微生物が増殖し得る時間であればよく、好ましくは10時間乃至150時間である。また、培養条件における培養液の溶存酸素濃度には特に制限はないが、通常は、0.5乃至20ppmが好ましい。そのために、通気量を調節したり、攪拌したりするなどの手段を適宜採用する。また、培養方式は、回分培養、半連続培養又は連続培養のいずれでもよい。   Culture of microorganisms capable of producing α-glucosyltransferase is usually selected from the range of pH 5.5 to 10 at a temperature of 15 to 37 ° C., preferably from the range of pH 5.5 to 8.5 at a temperature of 20 to 34 ° C. Done aerobically under conditions. The culture time may be a time during which the microorganism can grow, and is preferably 10 hours to 150 hours. Further, the dissolved oxygen concentration of the culture solution under the culture conditions is not particularly limited, but usually 0.5 to 20 ppm is preferable. For this purpose, means such as adjusting the air flow rate and stirring are appropriately employed. The culture method may be any of batch culture, semi-continuous culture, or continuous culture.

このようにしてα−グルコシル転移酵素産生能を有する微生物を培養した後、α−グルコシル転移酵素を含む培養物を回収する。α−グルコシル転移酵素活性は、培養微生物がバチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)及びアルスロバクター・グロビホルミス PP349(FERM BP−10770)のいずれの場合も、主に培養物の除菌液に認められ、除菌液を粗酵素液として採取することも、培養物全体を粗酵素液として用いることもできる。培養物から菌体を除去するには常法の固液分離法が採用される。例えば、培養物そのものを遠心分離する方法、あるいは、プレコートフィルターなどを用いて濾過分離する方法、平膜、中空糸膜などの膜濾過により分離する方法などが適宜採用される。除菌液はそのまま粗酵素液として用いることができるものの、一般的には、濃縮して用いられる。濃縮法としては、硫安塩析法、アセトン及びアルコール沈殿法、平膜、中空膜などを用いた膜濃縮法などを採用することができる。   After culturing a microorganism having the ability to produce α-glucosyltransferase in this manner, a culture containing α-glucosyltransferase is recovered. α-Glucosyltransferase activity is mainly observed in the sterilization solution of the culture when the microorganism is a Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771) or an Arthrobacter globiformis PP349 (FERM BP-10770). The sterilization solution can be collected as a crude enzyme solution, or the entire culture can be used as a crude enzyme solution. In order to remove the cells from the culture, a conventional solid-liquid separation method is employed. For example, a method of centrifuging the culture itself, a method of separating by filtration using a precoat filter or the like, a method of separating by membrane filtration such as a flat membrane or a hollow fiber membrane, etc. are appropriately employed. Although the sterilization solution can be used as a crude enzyme solution as it is, it is generally used after being concentrated. As the concentration method, an ammonium sulfate salting-out method, an acetone and alcohol precipitation method, a membrane concentration method using a flat membrane, a hollow membrane, or the like can be employed.

さらに、α−グルコシル転移酵素活性を有する除菌液及びその濃縮液を用いて、α−グルコシル転移酵素を斯界において常用されている適宜の方法により固定化することもできる。固定化の方法としては、例えば、イオン交換体への結合法、樹脂及び膜などとの共有結合法・吸着法、高分子物質を用いた包括法などを適宜採用できる。   Furthermore, α-glucosyltransferase can be immobilized by an appropriate method commonly used in the art, using a sterilizing solution having α-glucosyltransferase activity and a concentrated solution thereof. As the immobilization method, for example, a method of binding to an ion exchanger, a method of covalent bonding / adsorption with a resin and a membrane, a comprehensive method using a polymer substance, and the like can be appropriately employed.

上記のように本発明で使用するα−グルコシル転移酵素は、粗酵素液をそのまま又は濃縮して用いることができるものの、必要に応じて、斯界において常用されている適宜の方法、例えば、塩析、イオン交換クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、調製用電気泳動などの方法によって、さらに分離・精製して利用することもできる。   As described above, the α-glucosyltransferase used in the present invention can be used as it is or after concentrating the crude enzyme solution, but if necessary, an appropriate method commonly used in the art, for example, salting out. Further, separation and purification can be used by methods such as ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel filtration chromatography, affinity chromatography, and preparative electrophoresis.

α−グルコシル転移酵素の基質となるグルコース重合度3以上のα−1,4グルカンとしては、澱粉、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲンなどや、それらをアミラーゼまたは酸などによって部分的に加水分解して得られるアミロデキストリン、マルトデキストリン、及びマルトース以上のマルトオリゴ糖などの澱粉部分分解物が挙げられる。アミラーゼで分解した部分分解物としては、例えば、『ハンドブック・オブ・アミレーシズ・アンド・リレーテッド・エンザイム(Handbook of Amylases and Related Enzymes)(1988年)パーガモン・プレス社(東京)に記載されている、α−アミラーゼ(EC 3.2.1.1)、β−アミラーゼ(EC 3.2.1.2)、マルトテトラオース生成アミラーゼ(EC 3.2.1.60)、マルトペンタオース生成アミラーゼ、マルトヘキサオース生成アミラーゼ(EC 3.2.1.98)、シクロマルトデキストリングルカノトランスフェラーゼ(EC 2.4.1.19、以下、本明細書では「CGTase」と略称する)などのアミラーゼを用いて澱粉、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲンなどを分解して得られる部分分解物を用いることができる。さらには、部分分解物を調製する際、プルラナーゼ(EC 3.2.1.41)、イソアミラーゼ(EC 3.2.1.68)などの澱粉枝切酵素を作用させることも随意である。澱粉は、例えば、とうもろこし、小麦、米など由来の地上澱粉であっても、また、馬鈴薯、さつまいも、タピオカなど由来の地下澱粉であってもよい。澱粉から本発明で使用する分岐α−グルカンを製造するに際しては、上記のような原料澱粉を、通常、糊化及び/又は液化して用いるのが好適である。澱粉の糊化・液化の方法自体は、公知の方法を採用することができる。さらに、本発明で使用するα−グルコシル転移酵素の基質は、エーテル化澱粉(ヒドロキシプロピル澱粉、カルボキシメチル澱粉、酢酸澱粉など)、エステル化澱粉(リン酸化澱粉、オクテニルコハク酸澱粉など)及び架橋澱粉(アセチル化アジピン酸架橋澱粉、リン酸架橋澱粉、ヒドロキシプロピル化リン酸架橋澱粉など)など、澱粉の一部を化学的方法により誘導体化した化工澱粉であってもよい。   α-1,4 glucan having a degree of glucose polymerization of 3 or more, which is a substrate for α-glucosyltransferase, can be obtained by partially hydrolyzing starch, amylose, amylopectin, glycogen, etc., or partially with amylase or acid, etc. Examples include partial degradation products of starch such as amylodextrin, maltodextrin, and malto-oligosaccharides higher than maltose. Examples of the partially decomposed product decomposed with amylase are described in, for example, “Handbook of Amylases and Related Enzymes” (1988) Pergamon Press (Tokyo), α-amylase (EC 3.2.1.1), β-amylase (EC 3.2.1.2), maltotetraose producing amylase (EC 3.2.1.60), maltopentaose producing amylase, An amylase such as maltohexaose-producing amylase (EC 3.2.1.98) or cyclomaltodextrin glucanotransferase (EC 2.4.1.19, hereinafter abbreviated as “CGTase”) is used. Starch, amylose, amylopectin, Or the like can be used partially decomposed product obtained by decomposing Rikogen. Furthermore, when preparing a partial degradation product, it is also optional to allow starch debranching enzymes such as pullulanase (EC 3.2.1.41) and isoamylase (EC 3.2.1.68) to act. The starch may be, for example, ground starch derived from corn, wheat, rice or the like, or may be ground starch derived from potato, sweet potato, tapioca or the like. In producing the branched α-glucan used in the present invention from starch, it is preferable to use the above-mentioned raw material starch after gelatinization and / or liquefaction. A known method can be adopted as the starch gelatinization / liquefaction method itself. Furthermore, the substrate of α-glucosyltransferase used in the present invention includes etherified starch (hydroxypropyl starch, carboxymethyl starch, acetate starch, etc.), esterified starch (phosphorylated starch, octenyl succinate starch, etc.) and crosslinked starch ( It may be a modified starch obtained by derivatizing a part of starch by a chemical method, such as acetylated adipic acid cross-linked starch, phosphoric acid cross-linked starch, and hydroxypropylated phosphoric acid cross-linked starch.

α−グルコシル転移酵素を基質に作用させるに際し、その基質濃度は特に限定されず、例えば、基質濃度0.5%(w/v)の比較的低濃度の溶液を用いた場合でも、本発明で使用するα−グルコシル転移酵素の反応は進行して分岐α−グルカンを生成する。工業的には、基質濃度は1%(w/v)以上、望ましくは5乃至60%(w/v)、更に望ましくは、10乃至50%(w/v)の範囲から選ばれる濃度が好適であり、この条件下で、本発明で使用する分岐α−グルカンを有利に生成させることができる。反応温度は反応が進行する温度、すなわち60℃付近までの温度で行えばよい。好ましくは30乃至50℃付近の温度を用いる。反応pHは、通常、4乃至8の範囲、好ましくはpH5乃至7の範囲に調整するのがよい。酵素の使用量と反応時間とは密接に関係しており、目的とする酵素反応の進行により適宜選択すればよい。   When α-glucosyltransferase is allowed to act on a substrate, the substrate concentration is not particularly limited. For example, even when a relatively low concentration solution having a substrate concentration of 0.5% (w / v) is used, The reaction of the α-glucosyltransferase used proceeds to produce branched α-glucan. Industrially, the substrate concentration is preferably 1% (w / v) or higher, preferably 5 to 60% (w / v), more preferably 10 to 50% (w / v). Under these conditions, the branched α-glucan used in the present invention can be advantageously produced. The reaction temperature may be a temperature at which the reaction proceeds, that is, a temperature up to around 60 ° C. Preferably a temperature around 30 to 50 ° C. is used. The reaction pH is usually adjusted to a range of 4 to 8, preferably a pH of 5 to 7. The amount of enzyme used and the reaction time are closely related and may be appropriately selected depending on the progress of the target enzyme reaction.

例えば、澱粉又はその部分分解物やアミロースの水溶液に、α−グルコシル転移酵素を作用させた場合の分岐α−グルカンの生成メカニズムは、以下のように推察される。
1)本酵素は、基質としてマルトース及び/又はグルコース重合度が3以上のα−1,4グルカンに作用し、非還元末端グルコース残基を他のα−1,4グルカンの非還元末端グルコース残基に主としてα−1,4又はα−1,6グルコシル転移することにより、非還元末端グルコース残基の4位又は6位水酸基にグルコースがα−結合したα−1,4グルカン(グルコース重合度が1増加したα−グルカン)と、グルコース重合度が1減じたα−1,4グルカンを生成する。
2)本酵素はさらに、1)で生じたグルコース重合度が1減じたα−1,4グルカンに作用し、1)で生じたグルコース重合度が1増加したα−グルカンに対して、1)と同様に分子間α−1,4又はα−1,6グルコシル転移することにより、1)で生成したグルコース重合度が1増加したα−グルカンの非還元末端グルコース残基の4又は6位水酸基にグルコースをさらに転移し、鎖長を伸長する。
3)上記1)及び2)の反応を繰り返すことにより、マルトース及び/又はグルコース重合度3以上のα−1,4グルカンからα−1,4及びα−1,6結合を有するグルカンを生成する。
4)本酵素は、さらに、頻度は低いながらも、α−1,3グルコシル転移やグルカンの内部にあるα−1,6結合したグルコース残基に対するα−1,4又はα−1,3グルコシル転移を触媒することにより、α−1,3結合、α−1,4,6結合及びα−1,3,6結合をも有するグルカンを生成する。
5)上記1)乃至4)の反応が繰り返される結果として、グルコースが主としてα−1,4結合及びα−1,6結合で結合し、僅かながらα−1,3結合、α−1,4,6結合及びα−1,3,6結合を有する本発明で使用する分岐α−グルカンを生成する。
For example, the production mechanism of branched α-glucan when α-glucosyltransferase is allowed to act on an aqueous solution of starch or a partially decomposed product thereof or amylose is presumed as follows.
1) This enzyme acts as a substrate on maltose and / or α-1,4 glucan having a degree of polymerization of glucose of 3 or more, and converts non-reducing terminal glucose residues to non-reducing terminal glucose residues of other α-1,4 glucans. Α-1,4 glucan (glucose polymerization degree) in which glucose is α-bonded to the 4-position or 6-position hydroxyl group of the non-reducing terminal glucose residue mainly by α-1,4 or α-1,6 glucosyl transfer to the group. Is α-glucan increased by 1), and α-1,4-glucan having a glucose polymerization degree decreased by 1.
2) The enzyme further acts on α-1,4 glucan having a 1-decrease degree of glucose polymerization generated in 1), and 1) in contrast to α-glucan having an increased glucose polymerization degree in 1) of 1). 4 or 6-position hydroxyl group of the non-reducing terminal glucose residue of α-glucan having an increased glucose polymerization degree of 1 produced in 1) by the intermolecular α-1,4 or α-1,6 glucosyl transfer as in Glucose is further transferred to and the chain length is extended.
3) By repeating the reactions 1) and 2) above, a glucan having α-1,4 and α-1,6 bonds is generated from maltose and / or α-1,4 glucan having a glucose polymerization degree of 3 or more. .
4) This enzyme is also less frequent, α-1,3 or α-1,3 glucosyl for α-1,3 glucosyl transfer and α-1,6 linked glucose residues in the glucan. By catalyzing the transfer, a glucan having α-1,3 bonds, α-1,4,6 bonds and α-1,3,6 bonds is also produced.
5) As a result of the above reactions 1) to 4) being repeated, glucose is bound mainly by α-1,4 bonds and α-1,6 bonds, and slightly α-1,3 bonds, α-1,4. , 6 bonds and α-1,3,6 bonds are used to produce branched α-glucans used in the present invention.

また、α−グルコシル転移酵素産生能を有するバチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)は、その培養物中に本発明で使用するα−グルコシル転移酵素のみならず、ある種のアミラーゼをも同時に産生し、意外にも、α−グルコシル転移酵素とこのアミラーゼを併用してマルトース及び/又はグルコース重合度が3以上のα−1,4グルカンに作用させると、α−グルコシル転移酵素を単独で作用させた場合よりも水溶性食物繊維含量を更に高めた分岐α−グルカンを製造できることが判明した。   Further, Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771) having the ability to produce α-glucosyltransferase simultaneously contains not only α-glucosyltransferase used in the present invention but also certain amylases in the culture. And, surprisingly, when α-glucosyltransferase and this amylase are used in combination to act on maltose and / or α-1,4 glucan having a glucose polymerization degree of 3 or more, α-glucosyltransferase acts alone. It was found that a branched α-glucan having a higher water-soluble dietary fiber content than that produced by the method can be produced.

バチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)が産生するアミラーゼとしては、下記の理化学的性質を有するものが挙げられる。
(1)作用
澱粉を加水分解するとともにグリコシル基の転移を触媒し、シクロデキストリンをも生成する。プルランを加水分解しパノースを生成する;
(2)分子量
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法において、58,000±10,000ダルトン;
(3)至適温度
pH6.0、30分間反応の条件下で、55℃;
(4)至適pH
35℃、30分間反応の条件下で6乃至7;
(5)温度安定性
pH6.0、60分間保持の条件下で40℃まで安定、
pH6.0、1mM Ca2+イオン存在下で50℃まで安定;及び
(6)pH安定性
4℃、24時間保持の条件下でpH6.0〜8.0の範囲で安定;
Examples of the amylase produced by Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771) include those having the following physicochemical properties.
(1) Action It hydrolyzes starch and catalyzes the transfer of glycosyl groups to produce cyclodextrin. Hydrolyze pullulan to produce panose;
(2) Molecular weight In SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, 58,000 ± 10,000 daltons;
(3) Optimal temperature 55 ° C. under reaction conditions of pH 6.0 for 30 minutes;
(4) Optimum pH
6-7 under conditions of reaction at 35 ° C. for 30 minutes;
(5) Temperature stability Stable up to 40 ° C. under conditions of pH 6.0 and holding for 60 minutes,
stable at pH 6.0 in the presence of 1 mM Ca 2+ ions up to 50 ° C .; and (6) pH stability stable at pH 6.0-8.0 at 4 ° C. for 24 hours;

本発明で使用する分岐α−グルカンを調製する際に、α−グルコシル転移酵素とこのアミラーゼを併用して澱粉部分分解物に作用させた場合に得られる分岐α−グルカンの水溶性食物繊維含量が、α−グルコシル転移酵素のみを用いて調製した分岐α−グルカンの場合よりも高い理由としては、α−グルコシル転移酵素の作用で生成する分岐α−グルカンに対し、アミラーゼがさらにグリコシル基を転移し、グルカンにおける分岐の程度(頻度)をさらに高めたものと推察される。   When the branched α-glucan used in the present invention is prepared, the water-soluble dietary fiber content of the branched α-glucan obtained when α-glucosyltransferase and this amylase are used in combination with a partially degraded starch is obtained. The reason for this is higher than that of the branched α-glucan prepared using only α-glucosyltransferase, and amylase further transfers the glycosyl group to the branched α-glucan produced by the action of α-glucosyltransferase. It is presumed that the degree (frequency) of branching in glucan was further increased.

また、酵素反応によって当該分岐α−グルカンを調製する際、他の公知のアミラーゼを併用して反応させることにより、分岐α−グルカンの分子量分布を調節することも、また、消化性をさらに低減した分岐α−グルカンにすることも、さらには還元力を低減することも有利に実施できる。例えば、澱粉液化液に、α−グルコシル転移酵素とともに、α−アミラーゼやCGTaseなど、澱粉の内部のα−1,4結合を加水分解し、新たな非還元末端グルコース残基を生じさせる酵素を併用して作用させることにより、分子量分布の幅を狭め、粘度を低減させ消化性の低減に寄与するα−1,3、α−1,6及びα−1,3,6結合の割合をさらに増加させることも有利に実施できる。また、イソアミラーゼなどの澱粉枝切り酵素を併用することにより、分子量分布の幅を狭め、粘度を低減させたり、特開平7−143876号公報などに開示された非還元性糖質生成酵素(別名:マルトオリゴシルトレハロース生成酵素(EC 5.4.99.15))を併用することにより、還元末端部分を部分的にトレハロース構造に変換して還元力を低減させることも有利に実施できる。   In addition, when preparing the branched α-glucan by an enzymatic reaction, adjusting the molecular weight distribution of the branched α-glucan by reacting with other known amylases also reduces digestibility. A branched α-glucan can also be advantageously implemented, and furthermore, the reducing power can be reduced. For example, together with α-glucosyltransferase, an enzyme that hydrolyzes α-1,4 bonds inside starch, such as α-glucosyltransferase, and generates a new non-reducing terminal glucose residue is used in the starch liquefaction solution. In this way, the molecular weight distribution is narrowed, the viscosity is reduced, and the proportion of α-1,3, α-1,6 and α-1,3,6 bonds contributing to the reduction of digestibility is further increased. It can also be advantageously carried out. In addition, by using a starch debranching enzyme such as isoamylase in combination, the molecular weight distribution is narrowed to reduce the viscosity, or a non-reducing saccharide-forming enzyme (also known as Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-143876) or the like. : Malto-oligosyl trehalose-producing enzyme (EC 5.4.99.15)) can also be advantageously used to reduce the reducing power by partially converting the reducing end portion into a trehalose structure.

また、本発明で使用する分岐α−グルカンは、マルトース及び/又はグルコース重合度3以上のα−1,4グルカンを含有する栄養培地で、α−グルコシル転移酵素産生能を有する微生物を培養し、培養液中に生成する分岐α−グルカンを採取することによっても製造することができる。   The branched α-glucan used in the present invention is a nutrient medium containing maltose and / or α-1,4 glucan having a glucose polymerization degree of 3 or more, and a microorganism having α-glucosyltransferase production ability is cultured. It can also be produced by collecting branched α-glucan produced in the culture solution.

上記の反応又は培養によって得られた分岐α−グルカンは、そのまま分岐α−グルカン製品とすることもできる。また、必要に応じて、反応液に、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、グルコアミラーゼ及びα−グルコシダーゼから選ばれる1種又は2種以上を作用させて、可消化部分を加水分解した後、非消化部分を分画により回収したり、酵母などを用いた発酵処理によりグルコースをはじめとする分解物を除去したりすることにより、消化性のさらに低減した分岐α−グルカンを調製することもできる。一般的には、分岐α−グルカンを含有する反応液はさらに精製して用いられる。精製方法としては、糖の精製に用いられる通常の方法を適宜採用すればよく、例えば、活性炭による脱色、H型、OH型イオン交換樹脂による脱塩、アルコールおよびアセトンなど有機溶媒による分別、適度な分離性能を有する膜による分離などの1種または2種以上の精製方法が適宜採用できる。   The branched α-glucan obtained by the above reaction or culture can be directly used as a branched α-glucan product. If necessary, the reaction solution is allowed to act on one or more selected from α-amylase, β-amylase, glucoamylase and α-glucosidase to hydrolyze the digestible part, and then non-digested A branched α-glucan with further reduced digestibility can be prepared by recovering a portion by fractionation or removing a degradation product such as glucose by fermentation using yeast or the like. In general, a reaction solution containing a branched α-glucan is used after further purification. As a purification method, a normal method used for sugar purification may be appropriately employed. For example, decolorization with activated carbon, desalting with H-type or OH-type ion exchange resin, fractionation with an organic solvent such as alcohol and acetone, and the like. One or more purification methods such as separation by a membrane having separation performance can be appropriately employed.

α−グルコシル転移酵素を、糊化澱粉や比較的低DE(Dextrose Equivalent)、好ましくはDE20未満の澱粉部分分解物に作用さて、本発明で使用する分岐α−グルカンを調製する場合、グルコースやマルトースなどの低分子オリゴ糖をほとんど生成しないので、得られる反応生成物をカラムクロマトグラフィーなどの精製手段で精製する必要は特にないものの、用途など目的に応じてさらに分画することも随意である。この分画にイオン交換クロマトグラフィーを採用する場合、例えば、特開昭58−23799号公報、特開昭58−72598号公報などに開示されている強酸性カチオン交換樹脂を用いるカラムクロマトグラフィーを有利に用いることができる。この際、固定床方式、移動床方式、疑似移動床方式のいずれの方式を採用することも随意である。   When α-glucosyltransferase is acted on gelatinized starch or a partially degraded starch having a relatively low DE (Dextrose Equivalent), preferably less than DE20, to prepare a branched α-glucan used in the present invention, glucose or maltose is used. The resulting reaction product need not be purified by a purification means such as column chromatography, but may be further fractionated according to the purpose such as use. When ion exchange chromatography is employed for this fractionation, for example, column chromatography using a strongly acidic cation exchange resin disclosed in JP-A-58-23799 and JP-A-58-72598 is advantageous. Can be used. At this time, it is optional to adopt any of a fixed floor method, a moving floor method, and a simulated moving floor method.

また、マルトース及び/又はグルコース重合度が3以上のα−1,4グルカンにα−グルコシル転移酵素を作用させても当該分岐α−グルカンを調製することができるが、さらに当該分岐α−グルカンをイソマルトデキストラナーゼ(EC 3.2.1.9)で消化することにより、食物繊維成分の含量を増やすことも有利に実施できる。ちなみに、マルトース及び/又はグルコース重合度が3以上のα−1,4グルカンにα−グルコシル転移酵素を作用させて調製した該分岐α−グルカンに、イソマルトデキストラナーゼ(EC 3.2.1.9)を作用させると、イソマルトースが基質固形物当たり25質量%以上50質量%以下生成する。   In addition, the branched α-glucan can also be prepared by allowing α-glucosyltransferase to act on α-1,4 glucan having a maltose and / or glucose polymerization degree of 3 or more. Increasing the content of dietary fiber components can also be advantageously performed by digesting with isomalt dextranase (EC 3.2.1.9). Incidentally, to this branched α-glucan prepared by allowing α-glucosyltransferase to act on α-1,4 glucan having a maltose and / or glucose polymerization degree of 3 or more, isomaltdextranase (EC 3.2.1). .9) produces isomaltose in an amount of 25% by mass or more and 50% by mass or less per substrate solid.

このようにして得られた本発明で使用する分岐α−グルカンは溶液のまま利用できるものの、保存に有利で、且つ、用途によっては利用しやすいように、乾燥し、粉末品とするのが望ましい。乾燥には、通常、凍結乾燥、或いは噴霧乾燥やドラム乾燥などの方法を用いることができる。乾燥物は、必要に応じて、粉砕し粉末化することも、篩別又は造粒して、特定粒度の範囲に整えることも有利に実施できる。   Although the branched α-glucan used in the present invention thus obtained can be used as it is in a solution, it is desirable to dry it into a powder product so that it is advantageous for storage and easy to use depending on the application. . For drying, freeze drying, spray drying, drum drying, or the like can be used. If necessary, the dried product can be pulverized and powdered, or sieved or granulated to adjust to a specific particle size range.

また、当該分岐α−グルカンは、難消化性であり、経口摂取すると食物繊維作用により優れた脂質代謝改善作用を発揮することができるので、脂質代謝改善剤としてはもとより、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤、乃至、予防剤、腹囲の増加抑制剤、メタボリツクシンドロームの予防剤乃至治療剤などとしても有利に利用できる。また、当該分岐α−グルカンを有効成分として配合した本発明の脂質代謝改善剤は、固状よりも液状の形態の方が、組成物における配合割合が低くても優れた脂質代謝改善作用をはじめとする生理機能を発揮するという特徴を有している。   In addition, the branched α-glucan is indigestible and, when taken orally, can exert an excellent lipid metabolism improving action due to the action of dietary fiber. Therefore, it is not only a lipid metabolism improving agent, but also blood insulin and medium. It can also be advantageously used as an inhibitor or preventive agent for the increase in sex fat, an inhibitor for visceral fat accumulation, a preventive agent, an inhibitor for increase in abdominal circumference, a preventive agent or a therapeutic agent for metabolic syndrome, and the like. In addition, the lipid metabolism improving agent of the present invention formulated with the branched α-glucan as an active ingredient has an excellent lipid metabolism improving action in a liquid form rather than a solid form even if the blending ratio in the composition is low. It has the feature of exerting its physiological function.

本発明の脂質代謝改善剤の投与剤型としては、各種の形態が利用目的に応じて選択でき、その代表的なものとして錠剤、丸剤、顆粒剤、カプセル剤、散剤、シロップ剤等の経口剤、座剤、液剤、懸濁剤、乳剤等の非経口剤が挙げられる。   As the dosage form of the lipid metabolism improving agent of the present invention, various forms can be selected according to the purpose of use, and representative examples thereof include tablets, pills, granules, capsules, powders, syrups and the like. And parenterals such as suppositories, suppositories, solutions, suspensions, and emulsions.

上記本発明の脂質代謝改善剤は、分岐α−グルカンを、そのまま製剤として単独で使用してもよいが、必要に応じて、製剤学的に許容される食品素材や、食品添加物、医薬品、医薬品添加物、医薬部外品添加物などの添加剤と組み合わせた経口用製剤又は高カロリー輸液剤などとするか、若しくは輸液製剤などに添加して非経口用の製剤とすることもできる。具体的には、例えば、界面活性剤、防腐剤(抗菌剤)、保湿剤、増粘剤、水溶性高分子、抗酸化剤、キレート剤、色素、香料、pH調整剤、ビタミン類、各種アミノ酸、電解質、水、アルコール類、有機溶媒、動物や植物のエキス等と組み合わせて、公知の方法により製剤化すればよい。より具体的には、経口剤の製造に際しては、例えば、通常用いられる乳糖、白糖、マルトース、トレハロース、環状四糖、デキストリン、澱粉、結晶セルロース、コーンスターチ等の賦形剤、カルボキシメチルセルロース、寒天、ゼラチン末等の崩壊剤、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等の結合剤、シリカ、ステアリン酸マグネシウム、タルク等の滑沢剤、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、白糖等のコーティング剤等を使用すればよい。また、溶液剤、懸濁剤、シロップ剤等の経口液剤、注射剤の製造に際しては、注射用蒸留水、生理食塩水等に溶解ないし、懸濁し、例えば、無機又は有機の酸あるいは塩基等のpH調整剤、等張化剤、安定化剤、希釈剤等を必要により添加すればよい。   As the lipid metabolism improving agent of the present invention, branched α-glucan may be used alone as a preparation as it is, but if necessary, pharmaceutically acceptable food materials, food additives, pharmaceuticals, Oral preparations or high-calorie infusions combined with additives such as pharmaceutical additives and quasi-drug additives can be used, or can be added to infusion preparations to make parenteral preparations. Specifically, for example, surfactants, preservatives (antibacterial agents), moisturizers, thickeners, water-soluble polymers, antioxidants, chelating agents, dyes, fragrances, pH adjusters, vitamins, various amino acids In combination with electrolytes, water, alcohols, organic solvents, animal or plant extracts, etc., they may be formulated by known methods. More specifically, in the production of oral preparations, for example, commonly used excipients such as lactose, sucrose, maltose, trehalose, cyclic tetrasaccharide, dextrin, starch, crystalline cellulose, corn starch, carboxymethylcellulose, agar, gelatin A disintegrating agent such as powder, a binder such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose, a lubricant such as silica, magnesium stearate, and talc, and a coating agent such as hydroxypropyl methylcellulose and sucrose may be used. Also, in the production of oral solutions such as solutions, suspensions, syrups, and injections, they can be dissolved or suspended in distilled water for injection, physiological saline, etc., for example, inorganic or organic acids or bases, etc. What is necessary is just to add a pH adjuster, an isotonic agent, a stabilizer, a diluent, etc. as needed.

また、本発明の脂質代謝改善剤は、そのままで、あるいは、他の糖質、甘味料、増量剤、賦形剤、結合剤と混合して、既存の飲食品に配合して利用することも随意である。具体的には、例えば、粉飴、ブドウ糖、果糖、異性化糖、砂糖、麦芽糖、トレハロース、蜂蜜、メープルシュガー、ソルビトール、マルチトール、ジヒドロカルコン、ステビオシド、α−グリコシルステビオシド、ラカンカ甘味物、グリチルリチン、ソーマチン、スクラロース、L−アスパラチルフェニルアラニンメチルエステル、サッカリン、グリシン、アラニンなどのような甘味料と、また、デキストリン、澱粉、デキストラン、乳糖などのような増量剤と混合して、粉末、顆粒、球状、短棒状、板状、立方体など各種形状に成形して、飲食品に配合することもできる。   Further, the lipid metabolism improving agent of the present invention can be used as it is or mixed with other saccharides, sweeteners, bulking agents, excipients, binders and blended with existing foods and drinks. Is voluntary. Specifically, for example, flour, glucose, fructose, isomerized sugar, sugar, maltose, trehalose, honey, maple sugar, sorbitol, maltitol, dihydrochalcone, stevioside, α-glycosyl stevioside, lacanka sweet, glycyrrhizin, Mixed with sweeteners such as thaumatin, sucralose, L-aspartylphenylalanine methyl ester, saccharin, glycine, alanine, etc., and with bulking agents such as dextrin, starch, dextran, lactose, etc. Further, it can be formed into various shapes such as a short bar shape, a plate shape, and a cube, and can be blended in food and drink.

また、本発明の脂質代謝改善剤は飲食品に配合した場合でも、有効成分の分岐α−グルカンは消化され難いので、脂質代謝改善効果を発揮することができる。具体的には、例えば、醤油、粉末醤油、味噌、粉末味噌、もろみ、ひしお、フリカケ、マヨネーズ、ドレッシング、食酢、三杯酢、粉末すし酢、中華の素、天つゆ、麺つゆ、ソース、ケチャップ、焼き肉のタレ、カレールウ、シチューの素、スープの素、ダシの素、複合調味料、みりん、新みりん、テーブルシュガー、コーヒーシュガーなどの各種調味料への品質改良剤などとして使用することも有利に実施できる。また、例えば、せんべい、あられ、おこし、求肥、餅類、まんじゅう、ういろう、餡類、羊羹、水羊羹、錦玉、ゼリー、カステラ、飴玉などの各種和菓子、パン、ビスケット、クラッカー、クッキー、パイ、プリン、バタークリーム、カスタードクリーム、シュークリーム、ワッフル、スポンジケーキ、ドーナツ、チョコレート、チューインガム、キャラメル、ヌガー、キャンディーなどの各種洋菓子、アイスクリーム、シャーベットなどの氷菓、果実のシロップ漬、氷蜜などのシロップ類、フラワーペースト、ピーナッツペースト、フルーツペーストなどのペースト類、ジャム、マーマレード、シロップ漬、糖果などの果実、野菜の加工食品類、福神漬け、べったら漬、千枚漬などの漬物類、たくわん漬の素、白菜漬の素などの漬物の素、ハム、ソーセージなどの畜肉製品類、魚肉ハム、魚肉ソーセージ、カマボコ、チクワ、天ぷらなどの魚肉製品、ウニ、イカの塩辛、酢コンブ、さきするめ、タラ、タイ、エビなどの田麩などの各種珍味類、海苔、山菜、するめ、小魚、貝などで製造される佃煮類、煮豆、ポテトサラダ、コンブ巻などの惣菜食品、乳製品、魚肉、畜肉、果実、野菜の瓶詰、缶詰類、合成酒、増醸酒、清酒、果実酒、発泡酒、ビールなどの酒類、珈琲、ココア、ジュース、ミネラルウオーター、炭酸飲料、乳酸飲料、乳酸菌飲料、茶飲料などの清涼飲料水、プリンミックス、ホットケーキミックス、即席ジュース、即席コーヒー、即席汁粉、即席スープなどの即席食品、更には、離乳食、治療食、ドリンク剤、ペプチド食品、冷凍食品などの各種飲食物に配合すればよい。また、本発明の脂質代謝改善剤は液状形態の方が固状より、組成物への配合割合が低くても、脂質代謝改善作用などの生理機能を効果的に発揮できるので、清涼飲料、アルコール飲料、スープ、ドリンク剤などの液状形態で使用するのが特に望ましい。   Moreover, even when the lipid metabolism improving agent of the present invention is blended in a food or drink, the branched α-glucan, which is an active ingredient, is difficult to digest, so that it can exert an effect of improving lipid metabolism. Specifically, for example, soy sauce, powdered soy sauce, miso, powdered miso, moromi, horsetail, fried potato, mayonnaise, dressing, vinegar, three cups of vinegar, powdered sushi vinegar, Chinese soup, tempura soup, noodle soup, sauce, ketchup, grilled meat It can also be advantageously used as a quality improver for various seasonings such as sauces, curry roux, stew ingredients, soup ingredients, dashi ingredients, compound seasonings, mirin, new mirin, table sugar, coffee sugar, etc. . Also, for example, various Japanese sweets such as rice crackers, hail, rice cakes, fertilizers, potatoes, manju, owls, cocoons, sheepskin, water sheepskin, brocade, jelly, castella, candy balls, bread, biscuits, crackers, cookies, pie , Pudding, butter cream, custard cream, cream puff, waffle, sponge cake, donut, chocolate, chewing gum, caramel, nougat, candy and other Western confectionery, ice cream, sorbet and other ice confectionery, fruit syrup pickles, syrup Fruit, paste such as peanut paste, fruit paste, jam, marmalade, syrup pickles, fruits such as sugar cane, processed foods of vegetables, pickles such as Fukujin pickles, bedara pickles, thousand pickles, takuwan pickles, Pickles such as Chinese cabbage Livestock products such as mums and sausages, fish meat ham, fish sausages, fish products such as sea cucumbers, chikuwa and tempura, various delicacies such as sea urchin, salted squid, vinegar comb, sakisume, cod, Thai and shrimp Foods such as seafood, seaweed, wild vegetables, sea bream, small fish, shellfish, boiled beans, potato salad, side dish foods such as kombu rolls, dairy products, fish meat, livestock meat, fruit, vegetable bottling, canned foods, synthetic sake , Brewed sake, sake, fruit wine, sparkling liquor, beer and other alcoholic beverages, coffee, cocoa, juice, mineral water, carbonated beverages, lactic acid beverages, lactic acid bacteria beverages, tea beverages and other soft drinks, pudding mix, hot cake mix, Instant foods such as instant juice, instant coffee, instant juice powder, and instant soup, as well as various foods such as baby food, therapeutic foods, drinks, peptide foods, and frozen foods Bayoi. In addition, the lipid metabolism improving agent of the present invention can effectively exert physiological functions such as lipid metabolism improving effect even if the liquid form is solid rather than solid, and even if the blending ratio to the composition is low. It is particularly desirable to use it in a liquid form such as beverages, soups and drinks.

また、本発明の脂質代謝改善剤は、家畜、家禽などの飼育動物のための飼料、餌料などとして脂質代謝改善の目的で使用することができる。   Moreover, the lipid metabolism improving agent of the present invention can be used for the purpose of improving lipid metabolism as a feed, a feed or the like for domestic animals such as domestic animals and poultry.

以上、本発明の脂質代謝改善剤に有効成分の分岐α−グルカンを含有させる方法としては、その製品が完成するまでの工程において含有せしめればよく、例えば、混和、混捏、溶解、融解、浸漬、浸透、散布、塗布、被覆、噴霧、注入、固化など公知の方法が適宜選ばれる。その量は、組成物の、通常、0.1質量%以上、望ましくは、1質量%以上含有せしめるのが好適である。組成物が固状の場合には、1質量%以上配合するのが望ましく2%以上が特に望ましい。液状の場合には、0.5質量%以上配合するのが望ましく1%以上が特に望ましい。配合量が0.1質量%未満では、脂質代謝改善効果が発揮されない場合がある。   As described above, as a method for containing the active ingredient branched α-glucan in the lipid metabolism improving agent of the present invention, it may be contained in the process until the product is completed, for example, mixing, kneading, dissolution, melting, immersion Well-known methods such as permeation, spraying, coating, coating, spraying, pouring and solidification are appropriately selected. The amount is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more of the composition. When the composition is solid, it is desirable to blend 1% by mass or more, and particularly desirably 2% or more. In the case of a liquid, 0.5% by mass or more is desirably blended, and 1% or more is particularly desirable. If the blending amount is less than 0.1% by mass, the effect of improving lipid metabolism may not be exhibited.

以下、実験により本発明で使用する分岐α−グルカンとその分岐α−グルカンの調製に使用するα−グルコシル転移酵素、及び、当該分岐α−グルカンの持つ生理作用を詳細に説明する。   Hereinafter, the branched α-glucan used in the present invention, α-glucosyltransferase used for the preparation of the branched α-glucan, and physiological functions of the branched α-glucan will be described in detail by experiments.

<実験1:バチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)由来α−グルコシル転移酵素を用いたグルカンの調製>
<実験1−1:バチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)由来α−グルコシル転移酵素の調製>
澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#4』、松谷化学工業株式会社販売)1.5w/v%、酵母抽出物(商品名『ポリペプトン』、日本製薬株式会社販売)0.5w/v%、酵母抽出物(商品名『酵母エキスS』、日本製薬株式会社販売)0.1w/v%、リン酸二カリウム0.1w/v%、リン酸一ナトリウム・2水和物0.06w/v%、硫酸マグネシウム・7水和物0.05w/v%、硫酸マンガン・5水和物0.001w/v%、硫酸第一鉄・7水和物0.001w/v%及び水からなる液体培地を、500ml容三角フラスコ1本に100ml入れ、オートクレーブで121℃、20分間滅菌し、冷却して、バチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)を接種し、27℃、230rpmで48時間回転振盪培養したものを種培養とした。
<Experiment 1: Preparation of glucan using α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771)>
<Experiment 1-1: Preparation of α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771)>
Partially decomposed starch (trade name “Paindex # 4”, sold by Matsutani Chemical Co., Ltd.) 1.5 w / v%, yeast extract (trade name “Polypeptone”, sold by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.) 0.5 w / v% Yeast extract (trade name “Yeast Extract S”, sold by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.) 0.1 w / v%, dipotassium phosphate 0.1 w / v%, monosodium phosphate dihydrate 0.06 w / v%, magnesium sulfate heptahydrate 0.05 w / v%, manganese sulfate pentahydrate 0.001 w / v%, ferrous sulfate heptahydrate 0.001 w / v% and water. 100 ml of liquid medium is put into one 500 ml Erlenmeyer flask, sterilized by autoclave at 121 ° C. for 20 minutes, cooled, inoculated with Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771), and incubated at 27 ° C. and 230 rpm for 48 hours. A material obtained by rolling shaking culture was a seed culture.

500ml容三角フラスコ12本に種培養と同じ組成の液体培地を100mlずつ入れて、加熱滅菌、冷却して温度27℃とした後、種培養液約1mlずつを接種し、温度27℃、24時間回転振盪培養した。培養後、三角フラスコから培養液を抜き出し、遠心分離(8,000rpm、20分間)して菌体を除去し、得られた培養上清のα−グルコシル転移酵素活性を測定したところ、2.8単位/mlであった。この培養上清約1Lに、80%飽和となるように硫安を添加、溶解し、4℃、24時間放置することにより塩析した。沈殿した塩析物を遠心分離(11,000rpm、30分間)にて回収し、これを20mM酢酸緩衝液(pH4.5)に溶解後、同緩衝液に対して透析し、粗酵素液約20mlを得た。この粗酵素液を20mM酢酸緩衝液(pH4.5)で平衡化した東ソー株式会社製『CM−トヨパール 650S』ゲルを用いた陽イオン交換カラムクロマトグラフィー(ゲル容量20ml)に供した。非吸着タンパク質を溶出後、食塩濃度0Mから0.5Mのリニアグラジエントで溶出させ、食塩濃度約0.18M付近から0.45M付近に溶出した画分を回収し、20mM酢酸緩衝液(pH6.0)に対して透析した。得られた透析液をα−グルコシル転移酵素標品とした。   100 ml each of liquid culture medium with the same composition as the seed culture is put into 12 500 ml Erlenmeyer flasks, heat-sterilized and cooled to a temperature of 27 ° C., then inoculated with about 1 ml of the seed culture solution at a temperature of 27 ° C. for 24 hours. Rotating and shaking culture. After culturing, the culture solution was extracted from the Erlenmeyer flask, centrifuged (8,000 rpm, 20 minutes) to remove the cells, and the α-glucosyltransferase activity of the obtained culture supernatant was measured. Unit / ml. To about 1 L of the culture supernatant, ammonium sulfate was added and dissolved so as to be 80% saturation, and salted out by leaving it at 4 ° C. for 24 hours. The precipitated salted-out product was collected by centrifugation (11,000 rpm, 30 minutes), dissolved in 20 mM acetate buffer (pH 4.5), dialyzed against the same buffer, and about 20 ml of crude enzyme solution. Got. This crude enzyme solution was subjected to cation exchange column chromatography (gel capacity 20 ml) using a “CM-Toyopearl 650S” gel manufactured by Tosoh Corporation equilibrated with 20 mM acetate buffer (pH 4.5). After elution of non-adsorbed protein, it was eluted with a linear gradient from 0 M to 0.5 M salt concentration, and the fraction eluted from about 0.18 M salt concentration to about 0.45 M salt was collected, and 20 mM acetate buffer (pH 6.0) was collected. ) Was dialyzed against. The obtained dialysate was used as an α-glucosyltransferase preparation.

<実験1−2:α−グルコシル転移酵素を用いた分岐α−グルカンの調製>
実験1−1で得たα−グルコシル転移酵素標品100mlを酵素液として用いて、これに終濃度30w/v%になるように澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#100』、松谷化学工業株式会社販売)を添加し、72時間、40℃で反応させた後、約100℃で10分間、熱処理することによって反応を停止した。不溶物を濾過して除去した後、三菱化学製イオン交換樹脂『ダイヤイオンSK−1B』と『ダイヤイオンWA30』及びオルガノ製アニオン交換樹脂『IRA411』を用いて脱色、脱塩し、精密濾過した後、エバポレーターで濃縮し、固形分濃度30質量%のグルカン溶液を、基質として用いた澱粉部分分解物から固形物当り85.8%の収率で得た。
<Experiment 1-2: Preparation of branched α-glucan using α-glucosyltransferase>
Using 100 ml of the α-glucosyltransferase preparation obtained in Experiment 1-1 as the enzyme solution, a partial starch degradation product (trade name “Paindex # 100”, Matsutani Chemical Co., Ltd.) so that the final concentration is 30 w / v%. Kogyo Co., Ltd.) was added and reacted at 40 ° C. for 72 hours, and then the reaction was stopped by heat treatment at about 100 ° C. for 10 minutes. After removing the insoluble matter by filtration, it was decolored and desalted using the ion exchange resins “Diaion SK-1B” and “Diaion WA30” manufactured by Mitsubishi Chemical and the anion exchange resin “IRA411” manufactured by Organo, followed by precise filtration. Thereafter, the resultant was concentrated by an evaporator, and a glucan solution having a solid content concentration of 30% by mass was obtained in a yield of 85.8% per solid from the partially decomposed starch used as a substrate.

<実験2:アルスロバクター・グロビホルミス PP349(FERM BP−10770)由来α−グルコシル転移酵素を用いたグルカンの調製> <Experiment 2: Preparation of glucan using α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349 (FERM BP-10770)>

<実験2−1:アルスロバクター・グロビホルミス PP349(FERM BP−10770)由来α−グルコシル転移酵素の調製>
バチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)に替えてアルスロバクター・グロビホルミス PP349(FERM BP−10770)を接種した以外は実験1−1と同様に培養したものを種培養とした。
<Experiment 2-1: Preparation of α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349 (FERM BP-10770)>
A seed culture was used in the same manner as in Experiment 1-1 except that Arthrobacter globiformis PP349 (FERM BP-10770) was inoculated instead of Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771).

500ml容三角フラスコ12本に種培養と同じ組成の液体培地を100mlずつ入れて、加熱滅菌、冷却して温度27℃とした後、種培養液約1mlずつを接種し、温度27℃、24時間回転振盪培養した。培養後、三角フラスコから培養液を抜き出し、遠心分離(8,000rpm、20分間)して菌体を除き、得られた培養上清のα−グルコシル転移酵素活性を測定したところ、0.53単位/mlであった。この培養上清約1Lに、80%飽和となるように硫安を添加、溶解し、4℃、24時間放置することにより塩析した。沈殿した塩析物を遠心分離(11,000rpm、30分間)にて回収し、これを20mM酢酸緩衝液(pH6.0)に溶解後、同緩衝液に対して透析した。この粗酵素液を20mM酢酸緩衝液(pH6.0)で平衡化した東ソー株式会社製『DEAE−トヨパール 650S』ゲルを用いた陰イオン交換カラムクロマトグラフィー(ゲル容量20ml)に供した。非吸着タンパク質を溶出後、食塩濃度0Mから0.5Mのリニアグラジエントで溶出させ、食塩濃度約0.05M付近から0.2M付近に溶出した画分を回収し、20mM酢酸緩衝液(pH6.0)に対して透析した。得られた透析液をα−グルコシル転移酵素標品とした。   100 ml each of liquid culture medium with the same composition as the seed culture is put into 12 500 ml Erlenmeyer flasks, heat-sterilized and cooled to a temperature of 27 ° C., then inoculated with about 1 ml of the seed culture solution at a temperature of 27 ° C. for 24 hours. Rotating and shaking culture. After culturing, the culture solution was extracted from the Erlenmeyer flask, centrifuged (8,000 rpm, 20 minutes) to remove the cells, and the α-glucosyltransferase activity of the obtained culture supernatant was measured to find 0.53 units. / Ml. To about 1 L of the culture supernatant, ammonium sulfate was added and dissolved so as to be 80% saturation, and salted out by leaving it at 4 ° C. for 24 hours. The precipitated salted-out product was collected by centrifugation (11,000 rpm, 30 minutes), dissolved in 20 mM acetate buffer (pH 6.0), and dialyzed against the same buffer. This crude enzyme solution was subjected to anion exchange column chromatography (gel volume: 20 ml) using “DEAE-Toyopearl 650S” gel manufactured by Tosoh Corporation equilibrated with 20 mM acetate buffer (pH 6.0). After elution of the non-adsorbed protein, it was eluted with a linear gradient with a salt concentration of 0 to 0.5 M, and the fraction eluted with a salt concentration of about 0.05 M to about 0.2 M was collected, and 20 mM acetate buffer (pH 6.0) was collected. ) Was dialyzed against. The obtained dialysate was used as an α-glucosyltransferase preparation.

<実験2−2:α−グルコシル転移酵素を用いたグルカンの調製>
実験2−1で得たα−グルコシル転移酵素標品20mlを酵素液として用いて、これに終濃度30w/v%になるように澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#100』、松谷化学工業株式会社販売)を添加し、72時間、40℃で反応させた後、約100℃で10分間、熱処理することによって反応を停止した。不溶物を濾過して除去した後、三菱化学製イオン交換樹脂『ダイヤイオンSK−1B』と『ダイヤイオンWA30』及びオルガノ製アニオン交換樹脂『IRA411』を用いて脱色、脱塩し、精密濾過した後、エバポレーターで濃縮し、固形分濃度30質量%のグルカン溶液を、基質として用いた澱粉部分分解物から固形物当り83.6%の収率で得た。
<Experiment 2-2: Preparation of glucan using α-glucosyltransferase>
Using 20 ml of the α-glucosyltransferase preparation obtained in Experiment 2-1 as an enzyme solution, a partial starch degradation product (trade name “Paindex # 100”, Matsutani Chemical Co., Ltd.) to a final concentration of 30 w / v%. Kogyo Co., Ltd.) was added and reacted at 40 ° C. for 72 hours, and then the reaction was stopped by heat treatment at about 100 ° C. for 10 minutes. After insoluble matter was removed by filtration, it was decolorized and desalted using ion exchange resins “Diaion SK-1B” and “Diaion WA30” made by Mitsubishi Chemical and anion exchange resin “IRA411” made by Organo, and then finely filtered. Thereafter, the resultant was concentrated by an evaporator, and a glucan solution having a solid content of 30% by mass was obtained in a yield of 83.6% per solid from the partially decomposed starch used as a substrate.

以下の実験3及び4では、実験1−2で得たグルカンと実験2−2で得たグルカンを区別する目的で、それぞれを「グルカンA」及び「グルカンB」と呼称する。   In the following Experiments 3 and 4, the glucan obtained in Experiment 1-2 and the glucan obtained in Experiment 2-2 are referred to as “glucan A” and “glucan B”, respectively, for the purpose of distinguishing them.

<実験3:グルカンA及びBの水溶性食物繊維としての評価>
得られたグルカンの水溶性食物繊維含量を、栄養表示基準(平成8年5月厚生省告示第146号)における栄養成分等の分析方法等(栄養表示基準別表第1の第3欄に掲げる方法)、8.食物繊維、(2)高速液体クロマトグラフ法(酵素−HPLC法)記載の方法に準じて下記の方法により調べた。酵素処理用のキットとして、総食物繊維測定キット(Dietary Fiber,Total,Assay,Control Kit、シグマ社製)を用いた。また、グルカンA及びBの調製に用いた基質である澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#100』、松谷化学工業株式会社販売)を対照1とし、市販の難消化性グルカン(商品名『パインファイバー』、松谷化学工業株式会社販売)を対照2として、同様にそれぞれの水溶性食物繊維含量を調べた。
<Experiment 3: Evaluation of Glucan A and B as Water-soluble Dietary Fiber>
Analyzing the nutritional components in the nutrition labeling standards (Ministry of Health and Welfare Notification No. 146, May 1996), etc. of the water-soluble dietary fiber content of the glucan obtained (methods listed in the third column of the separate table of the nutrition labeling standards) , 8. According to the method described in Dietary fiber, (2) High-performance liquid chromatographic method (enzyme-HPLC method), the following method was used. As a kit for enzyme treatment, a total dietary fiber measurement kit (Dietary Fiber, Total, Assay, Control Kit, manufactured by Sigma) was used. In addition, a starch partially decomposed product (trade name “Paindex # 100”, sold by Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), which is a substrate used for the preparation of glucan A and B, was used as control 1, and commercially available indigestible glucan (trade name “ Pine fiber ”, sold by Matsutani Chemical Co., Ltd.) was used as a control 2, and the water-soluble dietary fiber content was similarly examined.

<分析用試料溶液の調製>
被験試料として固形分0.1gのグルカンを試験管にとり、0.08Mリン酸緩衝液5mlを添加しpHを6.0に調整した。これに、食物繊維測定キット付属の熱安定α−アミラーゼ(バチルス・リケニホルミス由来耐熱性α−アミラーゼ、シグマ社製)溶液0.01mlを加え、アルミ箔で覆い、沸騰水浴中で5分毎に攪拌しつつ30分間反応させ、冷却した。得られた反応液に、0.275M水酸化ナトリウム溶液約1mlを添加しpHを7.5に調整した後、キット付属のプロテアーゼ(バチルス・リケニホルミス由来、シグマ社製)溶液0.01mlを加え、アルミ箔で覆い、60℃の水浴中で振盪しつつ30分間反応させ、冷却した。得られたプロテアーゼ処理液に0.325M塩酸を約1ml添加し、pHを4.3に調整した後、キット付属のアミログルコシダーゼ(アスペルギルス・ニガー由来、シグマ社製)溶液0.01mlを加え、アルミ箔で覆い、60℃の水浴中で振盪しつつ30分間反応させ、冷却した。次いで、得られた反応液約7mlを、イオン交換樹脂(オルガノ株式会社販売のアンバーライトIRA−67(OH型)とアンバーライト200CT(H型)を1:1で混合)にSV1.0で通液することにより脱塩し、さらに約3倍量の脱イオン水にて溶出し、溶出液の総量を約28mlとした。得られた溶出液をエバポレーターにて濃縮し、孔径0.45μmのメンブランフィルターにて濾過した後、メスフラスコで25mlに定容したものを分析用試料溶液とした。
<Preparation of sample solution for analysis>
As a test sample, glucan having a solid content of 0.1 g was placed in a test tube, and 5 ml of 0.08 M phosphate buffer was added to adjust the pH to 6.0. To this was added 0.01 ml of a heat stable α-amylase (heat-resistant α-amylase derived from Bacillus licheniformis, Sigma) attached to the dietary fiber measurement kit, covered with aluminum foil, and stirred in a boiling water bath every 5 minutes. The reaction was allowed to proceed for 30 minutes while cooling. After adding about 1 ml of 0.275M sodium hydroxide solution to the obtained reaction solution and adjusting pH to 7.5, 0.01 ml of protease solution (derived from Bacillus licheniformis, Sigma) attached to the kit was added, It covered with the aluminum foil, it was made to react for 30 minutes, shaking in a 60 degreeC water bath, and it cooled. About 1 ml of 0.325M hydrochloric acid was added to the resulting protease treatment solution to adjust the pH to 4.3, and then 0.01 ml of an amyloglucosidase (derived from Aspergillus niger, Sigma) solution attached to the kit was added. Covered with foil, reacted for 30 minutes with shaking in a 60 ° C. water bath and cooled. Next, about 7 ml of the obtained reaction solution was passed through an ion exchange resin (mixed 1: 1 with Amberlite IRA-67 (OH type) and Amberlite 200CT (H type) sold by Organo Corporation) at SV 1.0. The solution was desalted by leaching, and further eluted with about 3 times the amount of deionized water to make the total amount of the eluate about 28 ml. The obtained eluate was concentrated by an evaporator, filtered through a membrane filter having a pore size of 0.45 μm, and then the volume was adjusted to 25 ml with a volumetric flask was used as a sample solution for analysis.

<高速液体クロマトグラフィー条件>
上記で得られた分析用試料溶液は、下記の条件による高速液体クロマトグラフィーに供した。
カラム :TGKgel G2500PWXL(内径7.8mm×長さ300mm,株式会社東ソー製)2本を直列に連結したもの
溶離液 :脱イオン水
試料糖濃度:0.8質量%
カラム温度:80℃
流 速 :0.5ml/分
検 出 :示差屈折計
注入量 :20μl
分析時間:50分
<High performance liquid chromatography conditions>
The analytical sample solution obtained above was subjected to high performance liquid chromatography under the following conditions.
Column: TGKgel G2500PWXL (inner diameter 7.8 mm × length 300 mm, manufactured by Tosoh Corporation) connected in series Eluent: deionized water Sample sugar concentration: 0.8% by mass
Column temperature: 80 ° C
Flow rate: 0.5 ml / min Detection: Differential refractometer Injection volume: 20 μl
Analysis time: 50 minutes

<被験試料の水溶性食物繊維含量の算出>
上記で得られたクロマトグラムにおいて、酵素処理によっても分解されずに残存する未消化グルカンを水溶性食物繊維とした。この水溶性食物繊維と分解されて生成したグルコースのピーク面積をそれぞれ求め、別途、常法のグルコース・オキシダーゼ法にて定量した分析用試料溶液中のグルコース量を用いて、下記の式1により水溶性食物繊維量を求めた。さらに、下記の式2により被験試料の水溶性食物繊維含量を求めた。
<Calculation of water-soluble dietary fiber content of test sample>
In the chromatogram obtained above, the undigested glucan remaining without being decomposed by the enzyme treatment was used as water-soluble dietary fiber. The peak areas of the water-soluble dietary fiber and the glucose produced by decomposition are determined, respectively, and separately, using the amount of glucose in the sample solution for analysis quantified by a conventional glucose oxidase method, The amount of sexual dietary fiber was determined. Furthermore, the water-soluble dietary fiber content of the test sample was determined by the following formula 2.

式1:
Formula 1:

式2:
Formula 2:

上記の酵素−HPLC法により求めたグルカンA及びグルカンBの水溶性食物繊維含量はそれぞれ42.1質量%及び41.8質量%であった。一方、対照1の澱粉部分分解物は酵素処理により全てグルコースにまで分解され、水溶性食物繊維含量は0質量%と評価された。また、対照2の市販の難消化性デキストリン(商品名『パインファイバー』、松谷化学工業株式会社販売)のそれは48.7質量%であった。これらの結果は、水溶性食物繊維を含まない澱粉部分分解物を基質としてα−グルコシル転移酵素を作用させることにより、市販の難消化性デキストリンとほぼ同等の水溶性食物繊維含量を示すグルカンを容易に調製できることを示している。   The water-soluble dietary fiber contents of glucan A and glucan B determined by the enzyme-HPLC method were 42.1% by mass and 41.8% by mass, respectively. On the other hand, the partially decomposed starch of Control 1 was completely degraded to glucose by the enzyme treatment, and the water-soluble dietary fiber content was evaluated as 0% by mass. Further, it was 48.7% by mass of Control 2 commercially available indigestible dextrin (trade name “Pine Fiber”, sold by Matsutani Chemical Co., Ltd.). These results show that glucan that has almost the same water-soluble dietary fiber content as commercially available indigestible dextrins can be easily obtained by using α-glucosyltransferase to act on a partially degraded starch that does not contain water-soluble dietary fiber as a substrate. It is shown that it can be prepared.

<実験4:グルカンA及びBの構造解析>
<実験4−1:メチル化分析>
実験1−2及び2−2の方法で得たグルカンA及びBについて、常法に従って、メチル化分析を行い、下記の条件によるガスクロマトグラフィー法で部分メチル化物を調べた。結果を表3にまとめた。
<ガスクロマトグラフィー条件>
カラム :DB−5 キャピラリーカラム(内径0.25mm×長さ30m×膜厚1μm,J&W Scientific社製)
キャリアーガス :ヘリウム
カラム温度:130℃で2分間保持した後、250℃まで5℃/分で昇温し、250℃で20分間保持
流 速 :1.0ml/分
検 出 :FID
注入量 :3μl(スプリット1/30)
分析時間:46分
<Experiment 4: Structural analysis of glucan A and B>
<Experiment 4-1: Methylation analysis>
About glucan A and B obtained by the method of Experiment 1-2 and 2-2, methylation analysis was performed according to the conventional method, and the partial methylation thing was investigated by the gas chromatography method by the following conditions. The results are summarized in Table 3.
<Gas chromatography conditions>
Column: DB-5 capillary column (inner diameter 0.25 mm × length 30 m × film thickness 1 μm, manufactured by J & W Scientific)
Carrier gas: helium Column temperature: held at 130 ° C for 2 minutes, then heated to 250 ° C at 5 ° C / minute and held at 250 ° C for 20 minutes Flow rate: 1.0 ml / minute Detection: FID
Injection volume: 3 μl (split 1/30)
Analysis time: 46 minutes

表3の結果から明らかなように、バチルス・サーキュランス PP710由来及びアルスロバクター・グロビホルミス PP349由来α−グルコシル転移酵素によりそれぞれ調製したグルカンA及びBのメチル化分析の結果を、基質である澱粉部分分解物のそれと比較すると、いずれのグルカンの場合も、2,3,6−トリメチル化物が著しく減少しており、一方、2,3,4−トリメチル化物が30%以上まで著しく増加していた。このことは、バチルス・サーキュランス PP710及びアルスロバクター・グロビホルミス PP349由来α−グルコシル転移酵素の反応によって、グルコースが主としてα−1,4結合によって重合した構造を有する澱粉部分分解物が、α−1,6結合を30%以上含む分岐α−グルカンに変換されたことを物語っている。また、2,3,4,6−テトラメチル化物、2,4,6−トリメチル化物及び2,4−ジメチル化物が増加していることから、非還元末端グルコース、α−1,3結合及びα−1,3,6結合が新たに生成していることも判明した。グルカンAの部分メチル化物における2,4,6−トリメチル化物及び2,4−ジメチル化物の含量は、それぞれ1.1%及び0.8%であり、グルカンBの部分メチル化物における2,4,6−トリメチル化物及び2,4−ジメチル化物の含量は、それぞれ0.9%及び1.1%であった。さらに、グルカンA及びBにおいて、2,3−ジメチル化物の存在比は基質とほとんど差がないことから、基質に元々存在する分岐であるα−1,4,6結合に大きな変化はないと考えられた。この結果から、グルカンA及びBは、基質である澱粉部分分解物とは大きく異なり、グルコースの結合様式がα−1,4結合及びα−1,6結合を主体とし、α−1,3結合及びα−1,3,6結合をも僅かに有する分岐グルカン(分岐α−グルカン)であることが判明した。なお、分岐α−グルカンA及びBを構成するグルコースの1位のアノマー型は、核磁気共鳴(NMR)分析において、H−NMRスペクトルから、全てα型であることが判明した。 As is clear from the results in Table 3, the results of methylation analysis of glucan A and B prepared by α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 and Arthrobacter globiformis PP349, respectively. Compared to that of the degradation product, 2,3,6-trimethylated product was significantly decreased in all glucans, while 2,3,4-trimethylated product was significantly increased to 30% or more. This is because a partially decomposed starch having a structure in which glucose is polymerized mainly by α-1,4 bonds by the reaction of α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 and Arthrobacter globiformis PP349, α-1 , 6 has been converted to branched α-glucan containing 30% or more. Further, since 2,3,4,6-tetramethylated product, 2,4,6-trimethylated product and 2,4-dimethylated product are increased, non-reducing terminal glucose, α-1,3 bond and α It was also found that -1,3,6 bonds were newly generated. The contents of 2,4,6-trimethylated product and 2,4-dimethylated product in the partially methylated product of glucan A are 1.1% and 0.8%, respectively, and 2,4,4 in the partially methylated product of glucan B The contents of 6-trimethylated product and 2,4-dimethylated product were 0.9% and 1.1%, respectively. Furthermore, in glucan A and B, since the abundance ratio of 2,3-dimethylated compound is almost the same as that of the substrate, it is considered that there is no significant change in the α-1,4,6 bond that is a branch originally present in the substrate. It was. From this result, glucan A and B are significantly different from the partial starch degradation product as a substrate, and the glucose binding mode is mainly α-1,4 bond and α-1,6 bond, and α-1,3 bond. And a branched glucan having a slight amount of α-1,3,6 bonds (branched α-glucan). The 1-position anomeric form of glucose composing the branched α-glucans A and B was all found to be α-form from 1 H-NMR spectrum in nuclear magnetic resonance (NMR) analysis.

<実験4−2:分岐α−グルカンA及びBのイソマルトデキストラナーゼ消化試験>
分岐α−グルカンA及びBの構造を特徴づける目的で、イソマルトデキストラナーゼ消化試験を行った。分岐α−グルカンA及びBの水溶液(最終濃度1w/v%)にアルスロバクター・グロビホルミス由来のイソマルトデキストラナーゼ(株式会社林原生物化学研究所内にて調製)を基質固形物1グラム当たり100単位加え、50℃、pH5.0で16時間作用させ、100℃で10分間保持して反応を停止した後、その反応液中の糖組成を高速液体クロマトグラフィー(以下、「HPLC」と略称する。)及びガスクロマトグラフィー(以下、「GC」と略称する)を用いて調べた。HPLCは、カラムに『MCI GEL CK04SS』(株式会社三菱化学製造)2本を用い、溶離液に水を用いて、カラム温度80℃、流速0.4ml/分の条件で行い、検出は示差屈折計RID−10A(株式会社島津製作所製造)を用いて行った。GCは、常法に従って糖質をトリメチルシリル化(TMS化)した後、カラムに『2%シリコンOV−17 Chromosorb W/AW−DMS』(株式会社ジー・エル・サイエンス製造)を用い、1分間当たり7.5℃の昇温速度で温度160℃から320℃まで昇温した。キャリアーガスとして窒素ガスを用い、検出はFID法にて行った。イソマルトデキストラナーゼ消化において、分岐α−グルカンの調製に用いた基質である澱粉部分分解物からはイソマルトースが全く生成しなかったのに対し、分岐α−グルカンAからは糖組成として28.4質量%のイソマルトースが、また、分岐α−グルカンBからは糖組成として27.2質量%のイソマルトースが、それぞれ生成した。この結果は、分岐α−グルカンA及びBがイソマルトース構造をそれぞれ、少なくとも28.4質量%及び27.2質量%程度含んでいることを示しており、分岐α−グルカンではα−1,6結合の割合が増加していることを示した実験4−1におけるメチル化分析の結果を支持するものである。なお、イソマルトデキストラナーゼは、グルカンにおけるイソマルトース構造の還元末端側に隣接するα−グルコシド結合であれば、それがα−1,3、α−1,4及びα−1,6結合のいずれであっても加水分解する特異性を有していることから、得られたイソマルトースが分岐α−グルカンA及びBにおいてどのような結合様式で結合しているのか、その詳細は不明である。
<Experiment 4-2: Isomaltdextranase Digestion Test of Branched α-Glucans A and B>
In order to characterize the structures of branched α-glucans A and B, an isomalt dextranase digestion test was performed. Isomaltodextranase derived from Arthrobacter globiformis (prepared in Hayashibara Biochemical Laboratories Co., Ltd.) in an aqueous solution of branched α-glucan A and B (final concentration 1 w / v%) per 100 g of solid substrate After adding the unit and acting at 50 ° C. and pH 5.0 for 16 hours and holding at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction, the sugar composition in the reaction solution is abbreviated as high performance liquid chromatography (hereinafter “HPLC”). And gas chromatography (hereinafter abbreviated as “GC”). HPLC is performed using two “MCI GEL CK04SS” (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) as the column, using water as the eluent, at a column temperature of 80 ° C., and a flow rate of 0.4 ml / min. The total RID-10A (manufactured by Shimadzu Corporation) was used. After GC trimethylsilylation (TMS conversion) according to a conventional method, GC uses “2% Silicon OV-17 Chromosorb W / AW-DMS” (manufactured by GL Sciences Inc.) per minute. The temperature was raised from 160 ° C. to 320 ° C. at a temperature raising rate of 7.5 ° C. Nitrogen gas was used as a carrier gas, and detection was performed by the FID method. In the digestion with isomalt dextranase, no isomaltose was produced from the partially decomposed starch as a substrate used for the preparation of the branched α-glucan, whereas from the branched α-glucan A, the sugar composition was 28. 4% by mass of isomaltose was produced, and 27.2% by mass of isomaltose was produced from the branched α-glucan B as a sugar composition. This result shows that branched α-glucans A and B contain isomaltose structures at least about 28.4% by mass and 27.2% by mass, respectively. In branched α-glucan, α-1,6 This supports the result of methylation analysis in Experiment 4-1, which showed that the proportion of binding increased. In addition, if isomaltdextranase is an α-glucoside bond adjacent to the reducing end of the isomaltose structure in glucan, it is an α-1,3, α-1,4 and α-1,6 bond. In any case, since it has the specificity of hydrolysis, the details of how the obtained isomaltose is bound in the branched α-glucans A and B are unknown. .

<実験4−3:分岐α−グルカンA及びBのα−グルコシダーゼ及びグルコアミラーゼ消化試験>
分岐α−グルカンA又はBの水溶液(最終濃度1w/v%)にアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)由来α−グルコシダーゼ(商品名『トランスグルコシダーゼアマノL』、天野エンザイム製)及びリゾプス属(Rhizopus sp.)由来グルコアミラーゼを同時に作用させ消化試験を行った。基質固形物1グラム当たりα−グルコシダーゼを5,000単位とグルコアミラーゼを100単位加え、50℃、pH5.0で16時間作用させ、100℃で10分間保持して反応を停止した後、その酵素反応液の糖組成を実験4−2と同じ条件でHPLCを用いて調べた。その結果、グルカンA及びBはいずれも、基質である澱粉部分分解物の場合と同様に、実質的に全てグルコースにまで分解された。この結果は、分岐α−グルカンA及びBがいずれもグルコースを構成糖とするα−グルカンであることを示すものである。
<Experiment 4-3: Digestion test of α-glucosidase and glucoamylase of branched α-glucan A and B>
Aspergillus niger-derived α-glucosidase (trade name “Transglucosidase Amano L”, manufactured by Amano Enzyme) and Rhizopus sp. ) Origin glucoamylase was allowed to act simultaneously to conduct a digestion test. After adding 5,000 units of α-glucosidase and 100 units of glucoamylase per gram of substrate solids, reacting at 50 ° C. and pH 5.0 for 16 hours, holding at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction, the enzyme The sugar composition of the reaction solution was examined using HPLC under the same conditions as in Experiment 4-2. As a result, both glucan A and B were substantially completely decomposed into glucose as in the case of the partially decomposed starch as a substrate. This result indicates that both branched α-glucans A and B are α-glucans having glucose as a constituent sugar.

<実験4−4:分子量分布分析>
分岐α−グルカンA及びBについて、分子量分布を常法のゲル濾過HPLC法にて分析した。ゲル濾過HPLCは、カラムに『TSK GEL α−M』(株式会社東ソー製)を2本連結したものを用い、溶離液に10mMリン酸緩衝液(pH7.0)を用いて、カラム温度40℃、流速0.3ml/分の条件で行い、検出は示差屈折計RID−10A(株式会社島津製作所製造)を用いて行った。なお、試料中のグルカンの分子量は、分子量測定用プルラン標準品(株式会社林原生物化学研究所販売)を同様にゲル濾過分析に供して作成した分子量の検量線に基づき算出した。図1に分岐α−グルカンA及びBのゲル濾過HPLCクロマトグラム(図1における符号b及びc)を、基質として用いた澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#100』)のそれ(図1における符号a)と比較しつつ、それぞれ示した。なお、図1における符号イ、ロ、ハ、ニ及びホは、それぞれ、分子量1,000,000、100,000、10,000、1,000及び100ダルトンに相当する溶出位置を意味する(後述する図15乃至19においても同様)。また、ゲル濾過HPLCで得たクロマトグラムに基づき各試料の分子量分布を分析した結果を表4に示した。
<Experiment 4-4: Molecular Weight Distribution Analysis>
For branched α-glucans A and B, the molecular weight distribution was analyzed by a conventional gel filtration HPLC method. Gel filtration HPLC uses a column in which two “TSK GEL α-M” (manufactured by Tosoh Corporation) are connected, and 10 mM phosphate buffer (pH 7.0) is used as an eluent, and column temperature is 40 ° C. The detection was carried out using a differential refractometer RID-10A (manufactured by Shimadzu Corporation). The molecular weight of glucan in the sample was calculated based on a molecular weight calibration curve prepared by subjecting a pullulan standard for molecular weight measurement (sales by Hayashibara Biochemical Laboratories, Inc.) to gel filtration analysis. FIG. 1 shows the gel filtration HPLC chromatogram (symbols b and c in FIG. 1) of branched α-glucans A and B, which is a partially decomposed starch (trade name “Paindex # 100”) used as a substrate (FIG. 1). Each of them is shown in comparison with the symbol a). In FIG. 1, symbols a, b, c, d, and ho mean elution positions corresponding to molecular weights of 1,000,000, 100,000, 10,000, 1,000, and 100 daltons, respectively (described later). The same applies to FIGS. 15 to 19). Table 4 shows the results of analyzing the molecular weight distribution of each sample based on the chromatogram obtained by gel filtration HPLC.

基質として用いた澱粉部分分解物が、分子量分布分析においてグルコース重合度499及び6.3に相当する位置に2つのピーク(図1のクロマトグラムaにおける符号1及び2)を有する糖質混合物であるのに対して、分岐α−グルカンAは、グルコース重合度384、22.2、10.9及び1に相当する位置に4つのピーク(図1のクロマトグラムbにおける符号3、4、5及び6)を有する糖質の混合物、また、分岐α−グルカンBは、グルコース重合度433、22.8、10.9及び1に相当する位置に4つのピーク(図1のクロマトグラムcにおける符号7、8、9及び10)を有する糖質の混合物であった。符号6及び10のピークはグルコースに相当するものの、その含量はごく僅かであることから、バチルス・サーキュランス PP710及びアルスロバクター・グロビホルミス PP349由来酵素の加水分解作用は僅かであることがわかる。表4から明らかなように、基質である澱粉部分分解物に比べ、グルカンA及びBの数平均分子量及び重量平均分子量は共に60%程度に減少しており、全体として低分子化していた。また、分子量分布の拡がりの指標である重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)が澱粉部分分解物とグルカンA及びB間でそれほど変化していないことから、バチルス・サーキュランス PP710及びアルスロバクター・グロビホルミス PP349由来α−グルコシル転移酵素は、澱粉部分分解物の非還元末端にのみ作用していると考えられた。   The partially decomposed starch used as a substrate is a carbohydrate mixture having two peaks (reference numerals 1 and 2 in chromatogram a in FIG. 1) at positions corresponding to glucose polymerization degrees 499 and 6.3 in the molecular weight distribution analysis. On the other hand, branched α-glucan A has four peaks at the positions corresponding to glucose polymerization degrees 384, 22.2, 10.9 and 1 (reference numerals 3, 4, 5 and 6 in chromatogram b in FIG. 1). ), And branched α-glucan B has four peaks at positions corresponding to glucose polymerization degrees 433, 22.8, 10.9, and 1 (symbol 7, in chromatogram c in FIG. 1). It was a mixture of carbohydrates with 8, 9 and 10). Although the peaks at 6 and 10 correspond to glucose, but the content thereof is very small, it can be seen that the hydrolysis action of Bacillus circulans PP710 and Arthrobacter globiformis PP349-derived enzymes is slight. As apparent from Table 4, the number average molecular weight and the weight average molecular weight of glucan A and B were both reduced to about 60% as compared with the partially decomposed starch as a substrate, and the molecular weight was lowered as a whole. In addition, since the value (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight, which is an index of the spread of the molecular weight distribution, by the number average molecular weight does not change so much between the partially decomposed starch and glucan A and B, PP710 and Arthrobacter globiformis PP349-derived α-glucosyltransferase were considered to act only on the non-reducing end of the partially degraded starch.

以上の結果から、基質として用いた澱粉部分分解物においてはグルコースの結合様式の約90%がα−1,4結合であり、わずかにα−1,4,6結合を有しているのに対し、グルカンA及びBは、α−1,4結合に対するα−1,6結合の割合が極めて高く、α−1,4,6結合に加えて、α−1,3結合及びα−1,3,6結合をも有する分岐を有するグルカンであることが判明した。このような構造を有する分岐α−グルカンはこれまで全く知られていない。   From the above results, in the partially decomposed starch used as a substrate, about 90% of the glucose binding mode is α-1,4 bonds, and has only α-1,4,6 bonds. On the other hand, glucans A and B have a very high ratio of α-1,6 bonds to α-1,4 bonds, and in addition to α-1,4,6 bonds, α-1,3 bonds and α-1,4 bonds It was found to be a glucan having a branch also having 3,6 bonds. A branched α-glucan having such a structure has never been known.

メチル化分析の結果に基づいて分岐α−グルカンの構造を推定し、その構造を模式的に示した図を基質である澱粉部分分解物のそれとともに図2に示した。図2中、符号1及び2は、それぞれ原料澱粉部分分解物及び分岐α−グルカンの模式図である。なお、図2において、符号a、b、c、d、e及びfはそれぞれ、澱粉部分分解物または分岐α−グルカンにおける、非還元末端グルコース残基、α−1,3結合しているグルコース残基、α−1,4結合しているグルコース残基、α−1,6結合しているグルコース残基、α−1,3,6結合しているグルコース残基及びα−1,4,6結合しているグルコース残基を意味している。また、同模式図におけるグルコース間の斜め破線、横実線及び縦実線はそれぞれ、α−1,3結合、α−1,4結合及びα−1,6結合を意味している。   The structure of the branched α-glucan was estimated based on the result of the methylation analysis, and a diagram schematically showing the structure is shown in FIG. 2 together with that of the partially decomposed starch as a substrate. In FIG. 2, the codes | symbols 1 and 2 are the schematic diagrams of a raw material starch partial decomposition product and branched alpha-glucan, respectively. In FIG. 2, the symbols a, b, c, d, e, and f represent the non-reducing terminal glucose residue and the α-1,3-linked glucose residue in the partially decomposed starch or branched α-glucan, respectively. Groups, α-1,4 linked glucose residues, α-1,6 linked glucose residues, α-1,3,6 linked glucose residues and α-1,4,6 Means a bound glucose residue. In addition, the oblique broken line, the horizontal solid line, and the vertical solid line between glucose in the schematic diagram mean α-1,3 bond, α-1,4 bond, and α-1,6 bond, respectively.

<実験5:バチルス・サーキュランス PP710株由来α−グルコシル転移酵素の生産>
澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#4』、松谷化学工業株式会社製造)1.5w/v%、酵母抽出物(商品名『ポリペプトン』、日本製薬株式会社製造)0.5w/v%、酵母抽出物(商品名『酵母エキスS』、日本製薬株式会社製造)0.1w/v%、リン酸二カリウム0.1w/v%、リン酸一ナトリウム・2水和物0.06w/v%、硫酸マグネシウム・7水和物0.05w/v%、硫酸マンガン・5水和物0.001w/v%、硫酸第一鉄・7水和物0.001w/v%及び水からなる液体培地を、500ml容三角フラスコ2本に100mlずつ入れ、オートクレーブで121℃、20分間滅菌し、冷却して、バチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)を接種し、27℃、230rpmで48時間回転振盪培養したものを種培養とした。
<Experiment 5: Production of α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 strain>
Partially decomposed starch (trade name “Paindex # 4”, manufactured by Matsutani Chemical Co., Ltd.) 1.5 w / v%, yeast extract (trade name “Polypeptone”, manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.) 0.5 w / v% Yeast extract (trade name “Yeast Extract S”, manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.) 0.1 w / v%, dipotassium phosphate 0.1 w / v%, monosodium phosphate dihydrate 0.06 w / v%, magnesium sulfate heptahydrate 0.05 w / v%, manganese sulfate pentahydrate 0.001 w / v%, ferrous sulfate heptahydrate 0.001 w / v% and water. 100 ml each of the liquid medium was put into two 500 ml Erlenmeyer flasks, sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 20 minutes, cooled, inoculated with Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771), 48 at 27 ° C. and 230 rpm. What was between rotary shaking culture was a seed culture.

容量30Lのファーメンターに種培養と同じ組成の液体培地を約20L入れて、加熱滅菌、冷却して温度27℃とした後、種培養液約200mlを接種し、温度27℃、pH5.5乃至8.0に保ちつつ、24時間通気攪拌培養した。培養後、ファーメンターから培養液を抜き出し、遠心分離(8,000rpm、20分間)して菌体を除き、培養上清約18Lを得た。培養液及び培養上清について、α−グルコシル転移酵素活性を測定したところ、培養液の該酵素活性は約2.7単位/ml、培養上清の該酵素活性は約2.6単位/mlであった。バチルス・サーキュランス PP710によって生産される−グルコシル転移酵素はその大部分が菌体外に存在することが判明した。   About 20 L of a liquid medium having the same composition as the seed culture is placed in a fermenter having a capacity of 30 L, heat-sterilized and cooled to a temperature of 27 ° C. The culture was aerated and stirred for 24 hours while maintaining 8.0. After culturing, the culture solution was extracted from the fermenter, centrifuged (8,000 rpm, 20 minutes) to remove the cells, and about 18 L of culture supernatant was obtained. When the α-glucosyltransferase activity was measured for the culture broth and the culture supernatant, the enzyme activity of the culture broth was about 2.7 units / ml, and the enzyme activity of the culture supernatant was about 2.6 units / ml. there were. It has been found that most of the glucosyltransferase produced by Bacillus circulans PP710 exists outside the cells.

<実験6:バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の精製>
実験5で得た培養上清のうち、約4L(総活性約10,400単位)に、80%飽和となるように硫安を添加、溶解し、4℃、24時間放置することにより塩析した。沈殿した塩析物を遠心分離(11,000rpm、30分間)にて回収し、これを20mM酢酸緩衝液(pH4.5)に溶解後、同緩衝液に対して透析し、粗酵素液約65mlを得た。粗酵素液中のα−グルコシル転移酵素活性は約74単位/mlであった(総活性約4,780単位)。この粗酵素液を東ソー株式会社製『CM−トヨパール 650S』ゲルを用いた陽イオン交換カラムクロマトグラフィー(ゲル容量70ml)に供した。α−グルコシル転移酵素活性は、20mM酢酸緩衝液(pH4.5)で平衡化した『CM−トヨパール 650S』ゲルに吸着し、食塩濃度0Mから0.5Mのリニアグラジエントで溶出させたところ、食塩濃度約0.4M付近に溶出した。この活性画分を回収し、終濃度1Mとなるように硫安を添加して4℃、24時間放置した後、遠心分離して不溶物を除き、東ソー株式会社製『ブチル−トヨパール 650M』ゲルを用いた疎水カラムクロマトグラフィー(ゲル容量9ml)に供した。α−グルコシル転移酵素活性は、1M硫安を含む20mM酢酸緩衝液(pH6.0)で平衡化した『ブチル−トヨパール 650M』ゲルに吸着し、硫安濃度1Mから0Mのリニアグラジエントで溶出させたところ、硫安濃度約0.2M付近に溶出した。この活性画分を回収し、これを20mM酢酸緩衝液(pH4.5)に対して透析後、東ソー株式会社製『CM−5PW』ゲルを用いた陽イオン交換カラムクロマトグラフィー(ゲル容量3.3ml)に供した。α−グルコシル転移酵素活性は、20mM酢酸緩衝液(pH4.5)で平衡化した『CM−5PW』ゲルに吸着し、食塩濃度0Mから0.5Mのリニアグラジエントで溶出させたところ、食塩濃度約0.4M付近に溶出した。この活性画分を回収し、これを20mM酢酸緩衝液(pH6.0)に対して透析した。各精製の各工程におけるα−グルコシル転移酵素活性、α−グルコシル転移酵素の比活性及び収率を表5に示す。
<Experiment 6: Purification of α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710>
Of the culture supernatant obtained in Experiment 5, about 4 L (total activity of about 10,400 units) was added with ammonium sulfate so as to be 80% saturated, dissolved, and left to stand at 4 ° C. for 24 hours for salting out. . The precipitated salted-out product was collected by centrifugation (11,000 rpm, 30 minutes), dissolved in 20 mM acetate buffer (pH 4.5), dialyzed against the same buffer, and about 65 ml of crude enzyme solution. Got. The α-glucosyltransferase activity in the crude enzyme solution was about 74 units / ml (total activity about 4,780 units). This crude enzyme solution was subjected to cation exchange column chromatography (gel capacity: 70 ml) using “CM-Toyopearl 650S” gel manufactured by Tosoh Corporation. The α-glucosyltransferase activity was adsorbed on a “CM-Toyopearl 650S” gel equilibrated with 20 mM acetate buffer (pH 4.5) and eluted with a linear gradient from 0 M to 0.5 M at a salt concentration. It eluted at around 0.4M. This active fraction was collected, ammonium sulfate was added to a final concentration of 1 M, and the mixture was allowed to stand at 4 ° C. for 24 hours, and then centrifuged to remove insoluble materials. It used for the used hydrophobic column chromatography (gel volume 9ml). The α-glucosyltransferase activity was adsorbed on a “butyl-toyopearl 650M” gel equilibrated with 20 mM acetate buffer (pH 6.0) containing 1M ammonium sulfate, and eluted with a linear gradient from 1M to 0M ammonium sulfate. It eluted at an ammonium sulfate concentration of about 0.2M. This active fraction was collected, dialyzed against 20 mM acetate buffer (pH 4.5), and then subjected to cation exchange column chromatography (gel volume: 3.3 ml) using a “CM-5PW” gel manufactured by Tosoh Corporation. ). The α-glucosyltransferase activity was adsorbed on a “CM-5PW” gel equilibrated with 20 mM acetate buffer (pH 4.5) and eluted with a linear gradient from 0 M to 0.5 M. It eluted at around 0.4M. This active fraction was collected and dialyzed against 20 mM acetate buffer (pH 6.0). Table 5 shows the α-glucosyltransferase activity, the specific activity and yield of α-glucosyltransferase in each step of each purification.

精製したα−グルコシル転移酵素標品を5乃至20w/v%濃度勾配ポリアクリルアミドゲル電気泳動により酵素標品の純度を検定したところ、蛋白バンドは単一であり、純度の高い標品であった。   When the purity of the enzyme preparation was tested by 5 to 20 w / v% concentration gradient polyacrylamide gel electrophoresis of the purified α-glucosyltransferase preparation, the protein band was single and the purity was high. .

<実験7:バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の性質>
<実験7−1:分子量>
実験6の方法で得たバチルス・サーキュランス PP710由来のα−グルコシル転移酵素精製標品をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(5乃至20w/v%濃度勾配)に供し、同時に泳動した分子量マーカー(日本バイオ・ラッド・ラボラトリーズ株式会社製)と比較して分子量を測定したところ、本α−グルコシル転移酵素の分子量は90,000±10,000ダルトンであることが判明した。
<Experiment 7: Properties of Bacillus circulans PP710-derived α-glucosyltransferase>
<Experiment 7-1: Molecular weight>
The purified molecular weight marker (5-20 w / v% concentration gradient) of the α-glucosyltransferase purified from Bacillus circulans PP710 obtained by the method of Experiment 6 was subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (5 to 20 w / v% concentration gradient). The molecular weight of this α-glucosyltransferase was found to be 90,000 ± 10,000 daltons when measured for molecular weight in comparison with Japan Bio-Rad Laboratories Co., Ltd.).

<実験7−2:酵素反応の至適温度及び至適pH>
実験6の方法で得たバチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製標品を用いて、酵素活性に及ぼす温度、pHの影響を活性測定の方法に準じて調べた。これらの結果を図3(至適温度)及び図4(至適pH)に示した。本α−グルコシル転移酵素の至適温度はpH6.0、30分間反応の条件下で50乃至55℃であり、至適pHは40℃、30分間反応の条件下で5.0乃至6.3であることが判明した。
<Experiment 7-2: Optimum temperature and pH of enzyme reaction>
Using the Bacillus circulans PP710-derived α-glucosyltransferase purified preparation obtained by the method of Experiment 6, the effects of temperature and pH on enzyme activity were examined according to the activity measurement method. These results are shown in FIG. 3 (optimum temperature) and FIG. 4 (optimum pH). The optimum temperature of the α-glucosyltransferase is 50 to 55 ° C. under a reaction condition of pH 6.0 for 30 minutes, and the optimum pH is 5.0 to 6.3 under a reaction condition of 40 ° C. for 30 minutes. It turned out to be.

<実験7−3:酵素の温度安定性及びpH安定性>
実験6の方法で得たα−グルコシル転移酵素精製標品を用いて、本酵素の温度安定性及びpH安定性を調べた。温度安定性は、酵素溶液(20mM酢酸緩衝液、pH6.0)を各温度に60分間保持し、水冷した後、残存する酵素活性を測定することにより求めた。pH安定性は、本酵素を各pHの20mM緩衝液中で4℃、24時間保持した後、pHを6.0に調整し、残存する酵素活性を測定することにより求めた。これらの結果を図5(温度安定性)及び図6(pH安定性)に示した。図5及び図6から明らかなように、本α−グルコシル転移酵素は40℃まで安定であり、また、pH3.5乃至8.4の範囲で安定であった。
<Experiment 7-3: Temperature stability and pH stability of enzyme>
Using the α-glucosyltransferase purified preparation obtained by the method of Experiment 6, the temperature stability and pH stability of the enzyme were examined. The temperature stability was determined by measuring the remaining enzyme activity after holding the enzyme solution (20 mM acetate buffer, pH 6.0) at each temperature for 60 minutes, cooling with water. The pH stability was determined by maintaining the enzyme in 20 mM buffer at each pH at 4 ° C. for 24 hours, adjusting the pH to 6.0, and measuring the remaining enzyme activity. These results are shown in FIG. 5 (temperature stability) and FIG. 6 (pH stability). As is apparent from FIGS. 5 and 6, the α-glucosyltransferase is stable up to 40 ° C. and stable in the range of pH 3.5 to 8.4.

<実験7−4:酵素活性に及ぼす金属塩の影響>
実験6の方法で得たα−グルコシル転移酵素精製標品を用いて、酵素活性に及ぼす金属塩の影響を濃度1mMの各種金属塩存在下で活性測定の方法に準じて調べた。結果を表6に示す。
<Experiment 7-4: Effect of metal salt on enzyme activity>
Using the α-glucosyltransferase purified preparation obtained by the method of Experiment 6, the influence of the metal salt on the enzyme activity was examined in the presence of various metal salts at a concentration of 1 mM according to the method of activity measurement. The results are shown in Table 6.

表6の結果から明らかなように、本α−グルコシル転移酵素の活性は、Hg2+イオンで著しく阻害され、Cu2+イオンで阻害されることが判明した。 As is apparent from the results in Table 6, it was found that the activity of the α-glucosyltransferase is significantly inhibited by Hg 2+ ions and inhibited by Cu 2+ ions.

<実験8:アルスロバクター・グロビホルミス PP349(FERM BP−10770)由来α−グルコシル転移酵素の調製>
バチルス・サーキュランス PP710に替えてアルスロバクター・グロビホルミス PP349(FERM BP−10770)を接種した以外は実験5と同様に培養して種培養とした。
<Experiment 8: Preparation of α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349 (FERM BP-10770)>
The culture was carried out in the same manner as in Experiment 5 except that it was inoculated with Arthrobacter globiformis PP349 (FERM BP-10770) instead of Bacillus circulans PP710.

容量30Lのファーメンターに種培養と同じ組成の液体培地を約20L入れて、加熱滅菌、冷却して温度27℃とした後、種培養液約200mlを接種し、温度27℃、pH5.5乃至7.0に保ちつつ、24時間通気攪拌培養した。培養後、ファーメンターから培養液を抜き出し、遠心分離(8,000rpm、20分間)して菌体を除き、培養上清約18Lを得た。培養液及び培養上清について、α−グルコシル転移酵素活性を測定したところ、培養液の該酵素活性は約0.36単位/ml、培養上清の該酵素活性は約0.42単位/mlであった。アルスロバクター・グロビホルミス PP349によって生産される本α−グルコシル転移酵素はその大部分が菌体外に存在することが判明した。   About 20 L of a liquid medium having the same composition as the seed culture is placed in a fermenter having a capacity of 30 L, heat-sterilized and cooled to a temperature of 27 ° C., then inoculated with about 200 ml of the seed culture solution, temperature 27 ° C., pH 5.5 to While maintaining 7.0, the culture was aerated and stirred for 24 hours. After culturing, the culture solution was extracted from the fermenter, centrifuged (8,000 rpm, 20 minutes) to remove the cells, and about 18 L of culture supernatant was obtained. When the α-glucosyltransferase activity was measured for the culture solution and the culture supernatant, the enzyme activity of the culture solution was about 0.36 unit / ml, and the enzyme activity of the culture supernatant was about 0.42 unit / ml. there were. It was found that most of the α-glucosyltransferase produced by Arthrobacter globiformis PP349 exists outside the cells.

<実験9:アルスロバクター・グロビホルミス PP349由来α−グルコシル転移酵素の精製>
実験8で得た培養上清約18L(総活性約7,560単位)に、80%飽和となるように硫安を添加、溶解し、4℃、24時間放置することにより塩析した。沈殿した塩析物を遠心分離(11,000rpm、30分間)にて回収し、これを20mM酢酸緩衝液(pH6.0)に溶解後、同緩衝液に対して透析し、遠心分離して不溶物を除き、粗酵素液約500mlを得た。粗酵素液中のα−グルコシル転移酵素活性は約14単位/mlであった(総活性約7,000単位)。この粗酵素液に終濃度2Mとなるように硫安を添加し、遠心分離して不溶物を除き、2M硫安を含む20mM酢酸緩衝液(pH6.0)で平衡化した東ソー株式会社製『フェニル−トヨパール 650M』ゲルを用いた疎水カラムクロマトグラフィー(ゲル容量300ml)に供した。α−グルコシル転移酵素活性は、ゲルに吸着し、硫安濃度2Mから0Mのリニアグラジエントで溶出させたところ、硫安濃度約0.6M付近に溶出した。この活性画分を回収し、20mM酢酸緩衝液(pH6.0)に対して透析後、東ソー株式会社製『DEAE−トヨパール 650S』ゲルを用いた陰イオン交換カラムクロマトグラフィー(ゲル容量100ml)に供した。α−グルコシル転移酵素活性は、20mM酢酸緩衝液(pH6.0)で平衡化した『DEAE−トヨパール 650S』ゲルに吸着し、食塩濃度0Mから0.5Mのリニアグラジエントで溶出させたところ、食塩濃度約0.1M付近に溶出した。各精製の各工程におけるα−グルコシル転移酵素活性、α−グルコシル転移酵素の比活性及び収率を表7に示す。
<Experiment 9: Purification of α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349>
About 18 L of the culture supernatant obtained in Experiment 8 (total activity of about 7,560 units) was added with ammonium sulfate so as to be 80% saturated, dissolved, and left to stand at 4 ° C. for 24 hours for salting out. The precipitated salted-out product is collected by centrifugation (11,000 rpm, 30 minutes), dissolved in 20 mM acetate buffer (pH 6.0), dialyzed against the same buffer, centrifuged and insoluble. The product was removed to obtain about 500 ml of a crude enzyme solution. The α-glucosyltransferase activity in the crude enzyme solution was about 14 units / ml (total activity about 7,000 units). To this crude enzyme solution, ammonium sulfate was added to a final concentration of 2M, centrifuged to remove insoluble matters, and equilibrated with 20 mM acetate buffer (pH 6.0) containing 2M ammonium sulfate. The sample was subjected to hydrophobic column chromatography (gel volume: 300 ml) using Toyopearl 650M gel. The α-glucosyltransferase activity was adsorbed on the gel and eluted with a linear gradient from 2M to 0M ammonium sulfate concentration. This active fraction was collected, dialyzed against 20 mM acetate buffer (pH 6.0), and then subjected to anion exchange column chromatography (gel volume 100 ml) using “DEAE-Toyopearl 650S” gel manufactured by Tosoh Corporation. did. α-Glucosyltransferase activity was adsorbed on a “DEAE-Toyopearl 650S” gel equilibrated with 20 mM acetate buffer (pH 6.0) and eluted with a linear gradient from 0 M to 0.5 M in salt concentration. It eluted at around 0.1M. Table 7 shows α-glucosyltransferase activity, specific activity and yield of α-glucosyltransferase in each step of each purification.

精製したα−グルコシル転移酵素標品を5乃至20w/v%濃度勾配ポリアクリルアミドゲル電気泳動により酵素標品の純度を検定したところ、蛋白バンドは単一であり、純度の高い標品であった。   When the purity of the enzyme preparation was tested by 5 to 20 w / v% concentration gradient polyacrylamide gel electrophoresis of the purified α-glucosyltransferase preparation, the protein band was single and the purity was high. .

<実験10:アルスロバクター・グロビホルミス PP349由来α−グルコシル転移酵素の性質>
<実験10−1:分子量>
実験9の方法で得たアルスロバクター・グロビホルミス PP349由来のα−グルコシル転移酵素精製標品をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(5乃至20w/v%濃度勾配)に供し、同時に泳動した分子量マーカー(日本バイオ・ラッド・ラボラトリーズ株式会社製)と比較して分子量を測定したところ、本α−グルコシル転移酵素の分子量は90,000±10,000ダルトンであることが判明した。
<Experiment 10: Properties of α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349>
<Experiment 10-1: Molecular weight>
Molecular weight marker that was subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (concentration gradient of 5 to 20 w / v%) using the α-glucosyltransferase purified preparation derived from Arthrobacter globiformis PP349 obtained by the method of Experiment 9 and simultaneously migrated When the molecular weight was measured in comparison with (manufactured by Nippon Bio-Rad Laboratories Co., Ltd.), it was found that the molecular weight of the α-glucosyltransferase was 90,000 ± 10,000 daltons.

<実験10−2:酵素反応の至適温度及び至適pH>
実験9の方法で得たアルスロバクター・グロビホルミス PP349由来のα−グルコシル転移酵素精製標品を用いて、酵素活性に及ぼす温度、pHの影響を活性測定の方法に準じて調べた。これらの結果を図7(至適温度)及び図8(至適pH)に示した。本α−グルコシル転移酵素の至適温度はpH6.0、30分間反応の条件下で約50℃であり、至適pHは40℃、30分間反応の条件下で約6.0であることが判明した。
<Experiment 10-2: Optimum temperature and pH of enzyme reaction>
Using the α-glucosyltransferase purified preparation derived from Arthrobacter globiformis PP349 obtained by the method of Experiment 9, the effects of temperature and pH on enzyme activity were examined according to the method of activity measurement. These results are shown in FIG. 7 (optimum temperature) and FIG. 8 (optimum pH). The optimal temperature of the α-glucosyltransferase is about 6.0 ° C. under a reaction condition of pH 6.0 for 30 minutes, and the optimal pH is about 6.0 under a reaction condition of 40 ° C. for 30 minutes. found.

<実験10−3:酵素の温度安定性及びpH安定性>
実験9方法で得たα−グルコシル転移酵素精製標品を用いて、本酵素の温度安定性及びpH安定性を調べた。温度安定性は、酵素溶液(20mM酢酸緩衝液、pH6.0)を各温度に60分間保持し、水冷した後、残存する酵素活性を測定することにより求めた。pH安定性は、本酵素を各pHの20mM緩衝液中で4℃、24時間保持した後、pHを6.0に調整し、残存する酵素活性を測定することにより求めた。これらの結果を図9(温度安定性)及び図10(pH安定性)に示した。図9及び図10から明らかなように、本発明のアルスロバクター・グロビホルミス由来α−グルコシル転移酵素は、40℃まで安定であり、pH4.0乃至8.0の範囲で安定であった。
<Experiment 10-3: Temperature stability and pH stability of enzyme>
Using the α-glucosyltransferase purified preparation obtained in Experiment 9, the temperature stability and pH stability of the enzyme were examined. The temperature stability was determined by measuring the remaining enzyme activity after holding the enzyme solution (20 mM acetate buffer, pH 6.0) at each temperature for 60 minutes, cooling with water. The pH stability was determined by maintaining the enzyme in 20 mM buffer at each pH at 4 ° C. for 24 hours, adjusting the pH to 6.0, and measuring the remaining enzyme activity. These results are shown in FIG. 9 (temperature stability) and FIG. 10 (pH stability). As is clear from FIGS. 9 and 10, the Arthrobacter globiformis-derived α-glucosyltransferase of the present invention was stable up to 40 ° C. and stable in the range of pH 4.0 to 8.0.

<実験10−4:酵素活性に及ぼす金属塩の影響>
実験9の方法で得たα−グルコシル転移酵素精製標品を用いて、酵素活性に及ぼす金属塩の影響を濃度1mMの各種金属塩存在下で活性測定の方法に準じて調べた。結果を表8に示す。
<Experiment 10-4: Effect of metal salt on enzyme activity>
Using the α-glucosyltransferase purified preparation obtained by the method of Experiment 9, the influence of the metal salt on the enzyme activity was examined in the presence of various metal salts at a concentration of 1 mM according to the method of activity measurement. The results are shown in Table 8.

表8の結果から明らかなように、本α−グルコシル転移酵素の活性は、Hg2+イオンで著しく阻害され、Cu2+イオンで阻害されることが判明した。 As is apparent from the results in Table 8, it was found that the activity of the α-glucosyltransferase is significantly inhibited by Hg 2+ ions and inhibited by Cu 2+ ions.

<実験11:各種糖質への作用>
各種糖質を用いて、α−グルコシル転移酵素の基質特異性を調べた。メチル−α−グルコシド、メチル−β−グルコシド、パラニトロフェニル−α−グルコシド、パラニトロフェニル−β−グルコシド、グルコース、スクロース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、コージビオース、ニゲロース、ネオトレハロース、セロビオース、ラクトース、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサオース、マルトヘプタオース、イソマルトトリオース又はイソパノースを含む水溶液を調製した。これらの基質溶液に、最終濃度20mM酢酸緩衝液(pH6.0)を加えた後、実験6の方法で得たバチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製標品を基質固形物1グラム当たりそれぞれ10単位ずつ加え、基質濃度を1w/v%になるように調製し、これを40℃、pH6.0で24時間作用させた。酵素反応前後の反応液の糖質を調べるため、展開溶媒としてn−ブタノール、ピリジン、水混液(容量比6:4:1)を、また、薄層プレートとしてメルク社製『キーゼルゲル60』(アルミプレート、10×20cm)を用い、2回展開するシリカゲル薄層クロマトグラフィー(以下、TLCと略す)を行い、10%硫酸−メタノール溶液を噴霧した後、加熱することにより糖質を検出した。TLCにおける基質糖質以外の反応生成物の生成の有無を調べ、それぞれの糖質に対する酵素作用の有無又は強さの程度を確認した。結果を表9に示す。なお、アルスロバクター・グロビホルミス PP349由来のα−グルコシル転移酵素についても基質特異性を同様にして調べた結果、バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素と同様であった。
<Experiment 11: Effects on various carbohydrates>
The substrate specificity of α-glucosyltransferase was examined using various carbohydrates. Methyl-α-glucoside, methyl-β-glucoside, paranitrophenyl-α-glucoside, paranitrophenyl-β-glucoside, glucose, sucrose, maltose, isomaltose, trehalose, cordobiose, nigerose, neotrehalose, cellobiose, lactose, An aqueous solution containing maltotriose, maltotetraose, maltopentaose, maltohexaose, maltoheptaose, isomaltotriose or isopanose was prepared. The final concentration of 20 mM acetate buffer (pH 6.0) was added to these substrate solutions, and then the Bacillus circulans PP710-derived α-glucosyltransferase purified preparation obtained by the method of Experiment 6 was used per gram of substrate solids. 10 units each were added to prepare a substrate concentration of 1 w / v%, and this was allowed to act at 40 ° C. and pH 6.0 for 24 hours. In order to examine the sugar in the reaction solution before and after the enzyme reaction, a mixed solution of n-butanol, pyridine and water (volume ratio 6: 4: 1) was used as a developing solvent, and “Kieselgel 60” (aluminum) manufactured by Merck as a thin layer plate. Using a plate, 10 × 20 cm), silica gel thin layer chromatography (hereinafter abbreviated as TLC) developed twice was performed, and after spraying with a 10% sulfuric acid-methanol solution, saccharides were detected by heating. The presence or absence of the production of reaction products other than the substrate carbohydrate in TLC was examined, and the presence or absence of the enzyme action on each carbohydrate was confirmed. The results are shown in Table 9. The substrate specificity of the α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349 was also examined in the same manner. As a result, it was the same as that of the Bacillus circulans PP710-derived α-glucosyltransferase.

表9の結果から明らかなように、このα−グルコシル転移酵素は、試験した糖質のうち、マルトース、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサオース、マルトヘプタオースによく作用し、また、ニゲロース、イソマルトース、ネオトレハロース、イソマルトトリオース、イソパノースに作用した。さらに、コージビオースにも僅かに作用した。作用した糖質からは、いずれも分解生成物と共に、糖転移生成物も認められた。一方、このα−グルコシル転移酵素は、メチル−α−グルコシド、メチル−β−グルコシド、パラニトロフェニル−α−グルコシド、パラニトロフェニル−β−グルコシド、トレハロース、セロビオース、スクロース、ラクトースなどには作用が認められなかった。これらの結果及び本α−グルコシル転移酵素が澱粉部分分解物に作用し分岐α−グルカンを生成することより、本酵素はマルトース及びグルコース重合度3以上のα−1,4グルカン又はグルコースから構成されるα−グルコオリゴ糖に幅広く作用することが判明した。   As is apparent from the results in Table 9, this α-glucosyltransferase acts well on maltose, maltotriose, maltotetraose, maltopentaose, maltohexaose and maltoheptaose among the tested carbohydrates. In addition, it acted on nigerose, isomaltose, neotrehalose, isomalttriose, and isopanose. In addition, it slightly affected Kojibiose. From the saccharides that acted, in addition to degradation products, glycosyl transfer products were also observed. On the other hand, this α-glucosyltransferase has an effect on methyl-α-glucoside, methyl-β-glucoside, paranitrophenyl-α-glucoside, paranitrophenyl-β-glucoside, trehalose, cellobiose, sucrose, lactose and the like. I was not able to admit. As a result of these results and the α-glucosyltransferase acting on the partial degradation product of starch to produce branched α-glucan, the enzyme is composed of maltose and α-1,4 glucan having a degree of glucose polymerization of 3 or more or glucose. It has been found to act widely on α-glucooligosaccharides.

<実験12:作用メカニズム>
α−グルコシル転移酵素の作用メカニズムを検討するため、最小の基質であるマルトースに作用させた場合の生成糖の構造を調べた。なお、バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素を用いた場合と、アルスロバクター・グロビホルミス PP349由来のα−グルコシル転移酵素を用いた場合の結果は同等であった。本実験では、バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製標品を用いた結果を示す。
<Experiment 12: Mechanism of Action>
In order to investigate the mechanism of action of α-glucosyltransferase, the structure of the produced sugar was examined when it was allowed to act on maltose, the smallest substrate. In addition, the result when using the α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 and the α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349 were the same. In this experiment, the result using the Bacillus circulans PP710-derived α-glucosyltransferase purified preparation is shown.

<実験12−1:マルトースからの生成物>
最終濃度1w/v%のマルトース水溶液に、最終濃度10mM酢酸緩衝液(pH6.0)を加えた後、実験6の方法で得たα−グルコシル転移酵素精製標品を、基質固形分1グラム当たり10単位加え、40℃、pH6.0で作用させ、経時的にサンプリングを行い、100℃で10分間保持して反応を停止した。その酵素反応液の糖組成をHPLC及びGCを用いて測定した。HPLC及びGCは、実験4−2に記載の条件を用いて行った。結果を表10に示す。
<Experiment 12-1: Product from Maltose>
After adding a final concentration of 10 mM acetate buffer (pH 6.0) to a maltose aqueous solution having a final concentration of 1 w / v%, the purified α-glucosyltransferase obtained by the method of Experiment 6 was added per gram of substrate solid content. Ten units were added, the mixture was allowed to act at 40 ° C. and pH 6.0, sampling was performed over time, and the reaction was stopped by holding at 100 ° C. for 10 minutes. The sugar composition of the enzyme reaction solution was measured using HPLC and GC. HPLC and GC were performed using the conditions described in Experiment 4-2. The results are shown in Table 10.

表10の結果から明らかなように、反応初期(反応1時間)において、α−グルコシル転移酵素の作用により、基質マルトースから、主としてグルコース、マルトトリオース及びパノースが生成した。さらに反応2時間及び4時間からグルコース重合度4及び5のオリゴ糖が生成した。反応が進むと、マルトトリオースは反応2時間(14.4%)をピークに、また、パノースは反応4時間(29.3%)をピークに減少し、その減少とともにイソマルトースの増加が認められた。さらに、反応48時間までイソマルトース及び重合度4以上のオリゴ糖の増加が認められた。   As is apparent from the results in Table 10, mainly glucose, maltotriose and panose were produced from the substrate maltose by the action of α-glucosyltransferase in the initial reaction (1 hour of reaction). Furthermore, oligosaccharides having glucose polymerization degrees of 4 and 5 were produced from the reaction of 2 hours and 4 hours. As the reaction proceeds, maltotriose peaked at 2 hours (14.4%) and panose peaked at 4 hours (29.3%), and an increase in isomaltose was observed. It was. Further, isomaltose and oligosaccharides having a polymerization degree of 4 or more were observed until 48 hours after the reaction.

これらの結果から推察すると、α−グルコシル転移酵素はマルトースに作用し、反応初期において、α−1,4グルコシル転移とα−1,6グルコシル転移の両グルコシル転移を触媒することにより、グルコース、マルトトリオース及びパノースを生成し、反応の進行にともない、グルコースにα−1,6グルコシル転移したイソマルトースや、そのイソマルトースにα−1,4グルコシル転移及びα−1,6グルコシル転移したイソパノース及びイソマルトトリオースが生成することがわかった。本実験においては、多種類存在する重合度4以上のオリゴ糖を同定することは困難であることから、実験12−2において、マルトースより重合度の高いマルトペンタオースを基質として、さらに反応メカニズムを解析した。   Inferring from these results, α-glucosyltransferase acts on maltose, and catalyzes both glucosyl transfer of α-1,4 glucosyl transfer and α-1,6 glucosyl transfer at the initial stage of the reaction, thereby producing glucose, malto Isomaltose that produced triose and panose and α-1,6-glucosyl transferred to glucose as the reaction progressed, and α-1,4 glucosyl transfer and α-1,6 glucosyl transfer isopanose transferred to the isomaltose and It was found that isomaltotriose was formed. In this experiment, it is difficult to identify many kinds of oligosaccharides having a polymerization degree of 4 or more. Therefore, in Experiment 12-2, maltopentaose having a polymerization degree higher than that of maltose was used as a substrate, and the reaction mechanism was further improved. Analyzed.

<実験12−2:マルトペンタオースからの生成物>
最終濃度1w/v%のマルトペンタオース水溶液に、最終濃度10mM酢酸緩衝液(pH6.0)を加えた後、実験6の方法で得たα−グルコシル転移酵素精製標品を、基質固形分1グラム当たり10単位加え、40℃、pH6.0で作用させ、経時的にサンプリングを行い、100℃で10分間保持して反応を停止した。その酵素反応液の糖組成を、HPLCを用いて測定した。HPLCは、実験4−2に記載の条件を用いて行った。また、酵素反応液について、常法に従って、メチル化分析を行いガスクロマトグラフィー法で部分メチル化物を調べた。生成する部分メチル化物の組成からグルコースの結合様式における各グルコシド結合の存在比を求めた。また、実験4−2と同様にイソマルトデキストラナーゼ消化試験も行った。反応中の糖組成の変化を表11に、反応生成物のメチル化分析とイソマルトデキストラナーゼ消化試験の結果を表12に示す。
<Experiment 12-2: Product from Maltopentaose>
After adding a final concentration of 10 mM acetate buffer (pH 6.0) to an aqueous maltopentaose solution having a final concentration of 1 w / v%, the α-glucosyltransferase purified preparation obtained by the method of Experiment 6 was treated with a substrate solid content of 1 10 units were added per gram, the mixture was allowed to act at 40 ° C. and pH 6.0, sampling was performed over time, and the reaction was stopped by holding at 100 ° C. for 10 minutes. The sugar composition of the enzyme reaction solution was measured using HPLC. HPLC was performed using the conditions described in Experiment 4-2. The enzyme reaction solution was subjected to methylation analysis according to a conventional method, and the partially methylated product was examined by gas chromatography. The abundance ratio of each glucoside bond in the glucose binding mode was determined from the composition of the resulting partially methylated product. In addition, an isomalt dextranase digestion test was also conducted as in Experiment 4-2. Table 11 shows changes in the sugar composition during the reaction, and Table 12 shows the results of methylation analysis of the reaction product and isomalt dextranase digestion test.

表11及び12の結果から明らかなように、反応初期(反応1時間)において、基質マルトペンタオースから、基質よりグルコース重合度が1小さいオリゴ糖とグルコース重合度が1大きいオリゴ糖が優先的に生成したことから、本酵素がグルコシル転移を触媒していることが確認された。さらに反応が進むと、種々のグルコース重合度を有する反応生成物が生成し、反応24時間後には、グルコース重合度9以上のグルカンが21.1%にも達した。メチル化分析の結果から、反応が進行するにつれて、反応生成物においては1,4結合したグルコース残基が減少するとともに、1,6結合したグルコース残基が顕著に増加し、また、1,3結合したグルコース残基、1,4,6結合したグルコース残基及び1,3,6結合したグルコース残基が徐々に増加することが判明した。また、イソマルトデキストラナーゼ消化後の糖組成におけるイソマルトース含量もまた、反応の進行とともに顕著に増加することが判明した。なお、アルスロバクター・グロビホルミス PP349由来のα−グルコシル転移酵素を用いて同様に試験した場合も、ほぼ同様な結果が得られた。   As is clear from the results of Tables 11 and 12, in the initial reaction (1 hour of reaction), oligosaccharide having a glucose polymerization degree 1 smaller than that of the substrate and oligosaccharide having a glucose polymerization degree 1 higher than the substrate are preferentially selected from the substrate maltopentaose. From this, it was confirmed that this enzyme catalyzes glucosyl transfer. When the reaction further progressed, reaction products having various degrees of glucose polymerization were produced, and after 24 hours of reaction, glucans having a degree of glucose polymerization of 9 or more reached 21.1%. As a result of methylation analysis, as the reaction proceeds, 1,4-bonded glucose residues are decreased and 1,6-bonded glucose residues are significantly increased in the reaction product. It was found that bound glucose residues, 1,4,6 linked glucose residues and 1,3,6 linked glucose residues increased gradually. It was also found that the isomaltose content in the sugar composition after digestion with isomaltodextranase also increases markedly with the progress of the reaction. In addition, when the same test was performed using α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349, almost the same result was obtained.

実験12−1及び12−2の結果から、α−グルコシル転移酵素の反応メカニズムは以下のように考えられた。
1)本酵素は、基質としてマルトース及び/又はグルコース重合度が3以上のα−1,4グルカンに作用し、非還元末端グルコース残基を他のα−1,4グルカンの非還元末端グルコース残基に主としてα−1,4又はα−1,6グルコシル転移することにより、非還元末端グルコース残基の4位又は6位水酸基にグルコースがα−結合したα−1,4グルカン(グルコース重合度が1増加したα−グルカン)と、グルコース重合度が1減じたα−1,4グルカンを生成する。
2)本酵素はさらに、1)で生じたグルコース重合度が1減じたα−1,4グルカンに作用し、1)で生じたグルコース重合度が1増加したα−グルカンに対して、1)と同様に分子間α−1,4又はα−1,6グルコシル転移することにより、1)で生成したグルコース重合度が1増加したα−グルカンの非還元末端グルコース残基の4又は6位水酸基にグルコースをさらに転移し、鎖長を伸長する。
3)上記1)及び2)の反応を繰り返すことにより、マルトース及び/又はグルコース重合度3以上のα−1,4グルカンからα−1,4及びα−1,6結合を有するグルカンを生成する。
4)本酵素は、さらに、頻度は低いながらもα−1,3グルコシル転移やグルカンの内部にあるα−1,6結合したグルコース残基に対するα−1,4又はα−1,3グルコシル転移を触媒することにより、α−1,3結合、α−1,4,6結合及びα−1,3,6結合をも有するグルカンを生成する。
5)上記1)乃至4)の反応が繰り返される結果として、グルコースが主としてα−1,4結合及びα−1,6結合で結合し、僅かながらα−1,3結合、α−1,4,6結合及びα−1,3,6結合を有する分岐α−グルカンを生成する。
From the results of Experiments 12-1 and 12-2, the reaction mechanism of α-glucosyltransferase was considered as follows.
1) This enzyme acts as a substrate on maltose and / or α-1,4 glucan having a degree of polymerization of glucose of 3 or more, and converts non-reducing terminal glucose residues to non-reducing terminal glucose residues of other α-1,4 glucans. Α-1,4 glucan (glucose polymerization degree) in which glucose is α-bonded to the 4-position or 6-position hydroxyl group of the non-reducing terminal glucose residue mainly by α-1,4 or α-1,6 glucosyl transfer to the group. Is α-glucan increased by 1), and α-1,4-glucan having a glucose polymerization degree decreased by 1.
2) The enzyme further acts on α-1,4 glucan having a 1-decrease degree of glucose polymerization generated in 1), and 1) in contrast to α-glucan having an increased glucose polymerization degree in 1) of 1). 4 or 6-position hydroxyl group of the non-reducing terminal glucose residue of α-glucan having an increased glucose polymerization degree of 1 produced in 1) by the intermolecular α-1,4 or α-1,6 glucosyl transfer as in Glucose is further transferred to and the chain length is extended.
3) By repeating the reactions 1) and 2) above, a glucan having α-1,4 and α-1,6 bonds is generated from maltose and / or α-1,4 glucan having a glucose polymerization degree of 3 or more. .
4) This enzyme is also α-1,3 glucosyl transfer or α-1,4 or α-1,3 glucosyl transfer to α-1,6 linked glucose residues in the glucan, although the frequency is low. To produce a glucan having α-1,3 bonds, α-1,4,6 bonds and α-1,3,6 bonds.
5) As a result of the above reactions 1) to 4) being repeated, glucose is bound mainly by α-1,4 bonds and α-1,6 bonds, and slightly α-1,3 bonds, α-1,4. , 6 bonds and α-1,3,6 bonds are produced.

<実験13:α−グルコシル転移反応と反応液の還元力の変化>
マルトース水溶液(最終濃度1又は30w/v%)に、最終濃度20mM酢酸緩衝液(pH6.0)を加えた後、実験6の方法で得たバチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製標品を、基質固形物1グラム当たり4単位加え、40℃、pH6.0で作用させ、経時的にサンプリングを行い、100℃で10分間保持して反応を停止した。反応液中に残存するマルトース量を実験4−2に記載のHPLC法及びGC法で定量した。また、酵素反応液の還元糖量をソモギー・ネルソン法で、全糖量をアンスロン法で定量し、次式、 還元力=(還元糖量/全糖量)×100 で還元力を算出した。結果を表13に示す。
<Experiment 13: α-Glucosyl transfer reaction and change in reducing power of reaction solution>
After adding a final concentration of 20 mM acetate buffer (pH 6.0) to an aqueous maltose solution (final concentration of 1 or 30 w / v%), a purified α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 obtained by the method of Experiment 6 The product was added 4 units per gram of substrate solids, allowed to act at 40 ° C., pH 6.0, sampled over time, and held at 100 ° C. for 10 minutes to stop the reaction. The amount of maltose remaining in the reaction solution was quantified by the HPLC method and the GC method described in Experiment 4-2. In addition, the amount of reducing sugar in the enzyme reaction solution was quantified by the Somogy-Nelson method and the amount of all sugars was quantified by the Anthrone method, and the reducing power was calculated by the following formula: reducing power = (reducing sugar content / total sugar content) × 100. The results are shown in Table 13.

表13の結果から明らかなように、このα−グルコシル転移酵素をマルトースに作用させたところ、マルトース濃度が1w/v%と比較的低い場合には、ごく僅かな還元力の増加が認められ、また、マルトース濃度が30w/v%と比較的高い場合には、ほとんど反応液の還元力の増加は認められなかった。マルトース濃度が1w/v%と比較的低く、且つ、マルトースの残存量が10%以下の場合においても反応液の還元力の増加がごく僅かであることは、このα−グルコシル転移酵素は本質的に転移反応を触媒する酵素であり、反応に際してほとんど加水分解を行わないことを意味している。このα−グルコシル転移酵素は効率良くα−グルコシル転移を行う酵素であることがわかった。なお、アルスロバクター・グロビホルミス PP349由来のα−グルコシル転移酵素を用いて同様に試験した場合も、ほぼ同様な結果が得られた。   As is apparent from the results in Table 13, when this α-glucosyltransferase was allowed to act on maltose, a slight increase in reducing power was observed when the maltose concentration was relatively low at 1 w / v%. Further, when the maltose concentration was relatively high at 30 w / v%, almost no increase in the reducing power of the reaction solution was observed. This α-glucosyltransferase is essential in that even when the maltose concentration is relatively low at 1 w / v% and the residual amount of maltose is 10% or less, the reduction power of the reaction solution is only slightly increased. It is an enzyme that catalyzes a transfer reaction, and means that hydrolysis is hardly performed during the reaction. This α-glucosyltransferase was found to be an enzyme that efficiently performs α-glucosyltransferase. In addition, when the same test was performed using α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349, almost the same result was obtained.

<実験14:分岐α−グルカンの生成における精製α−グルコシル転移酵素と粗酵素の比較>
分岐α−グルカンの工業的生産を考慮した場合、α−グルコシル転移酵素の粗酵素が使用できれば酵素を精製する手間と労力が省けることとなり、より好適である。そこで、バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の粗酵素を用いて、実験1−2で調製したグルカンAと同等の分岐α−グルカンが得られるか否かを検討した。実験1−1に記載した方法でバチルス・サーキュランス PP710を培養し、培養上清を硫安塩析し、20mM酢酸緩衝液(pH4.5)に対して透析したものをα−グルコシル転移酵素の粗酵素液とした。この粗酵素液を実験1−2に記載した方法で澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#100』、松谷化学工業株式会社販売)に作用させ、固形分濃度30%のグルカン溶液を、基質として用いた澱粉部分分解物から固形物当り88.2%の収率で得た。得られた分岐α−グルカンを「グルカンC」と名付け、そのメチル化分析を行った結果を表14に、また、実験4及び実験3に記載した方法によって分子量分布及び水溶性食物繊維含量を測定した結果を表15にそれぞれ示す。なお、表14及び表15には、比較のため表3及び表4より調製の原料とした澱粉部分分解物と部分精製α−グルコシル転移酵素を用いて調製したグルカンAのデータをそれぞれ再掲した。
<Experiment 14: Comparison of purified α-glucosyltransferase and crude enzyme in production of branched α-glucan>
In consideration of the industrial production of branched α-glucan, it is more preferable that a crude enzyme of α-glucosyltransferase can be used because it saves labor and labor for purifying the enzyme. Therefore, it was examined whether a branched α-glucan equivalent to glucan A prepared in Experiment 1-2 was obtained using a crude enzyme of α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710. Bacillus circulans PP710 was cultured by the method described in Experiment 1-1, and the culture supernatant was salted out with ammonium sulfate and dialyzed against 20 mM acetate buffer (pH 4.5) to obtain a crude α-glucosyltransferase. The enzyme solution was used. This crude enzyme solution was allowed to act on a partially decomposed starch (trade name “Paindex # 100”, sold by Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.) by the method described in Experiment 1-2, and a glucan solution with a solid concentration of 30% was used as a substrate. It was obtained in a yield of 88.2% per solid from the partially decomposed starch. The obtained branched α-glucan was named “glucan C”, and the result of methylation analysis was measured in Table 14 and the molecular weight distribution and water-soluble dietary fiber content were measured by the methods described in Experiment 4 and Experiment 3. Table 15 shows the results. In Tables 14 and 15, data of glucan A prepared using partially degraded starch and partially purified α-glucosyltransferase as raw materials prepared from Tables 3 and 4 are shown again for comparison.

表14に示すように、バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の粗酵素を用いて調製したグルカンCは、意外にも、メチル化分析において、非還元末端グルコース残基に相当する2,3,4,6−テトラメチル化物と、α−1,6結合したグルコース残基に相当する2,3,4−トリメチル化物の含量がグルカンAに比べ増加していた。この結果は、グルカンCにはグルカンAに比べて非還元末端が多く、また、α−1,6結合がより多く存在することを物語っている。さらに、グルカンCでは2,4−ジメチル化物が4.8%と、グルカンAの0.8%に比べ増加していた。この結果は、1,3結合と1,6結合の両方にあずかるグルコース残基が増加していることを示している。   As shown in Table 14, the glucan C prepared using a crude enzyme of α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 surprisingly has a 2, The contents of 3,4,6-tetramethylated product and 2,3,4-trimethylated product corresponding to α-1,6-linked glucose residues were increased compared to glucan A. This result indicates that glucan C has more non-reducing ends and more α-1,6 bonds than glucan A. Further, in glucan C, 2,4-dimethylated product was 4.8%, which was higher than 0.8% of glucan A. This result shows that the glucose residues responsible for both 1,3 and 1,6 bonds are increasing.

また、表15から明らかなように、グルカンCは、グルカンAに比べ数平均分子量及び重量平均分子量がいずれも小さく(グルコース重合度が小さく)、遙かに高い水溶性食物繊維含量を示した。この結果は、バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の粗酵素には、α−グルコシル転移酵素とは相違する他の酵素が混在しており、その混在酵素が分岐α−グルカンにおけるα−1,6結合の増加、1,3結合と1,6結合の両方にあずかるグルコース残基の増加、低分子化、及び、水溶性食物繊維含量の増加に寄与していることを示唆するものである。   Further, as is apparent from Table 15, glucan C had a number average molecular weight and a weight average molecular weight both smaller than that of glucan A (the degree of glucose polymerization was small), and showed a much higher water-soluble dietary fiber content. This result shows that the crude enzyme of Bacillus circulans PP710-derived α-glucosyltransferase is mixed with other enzymes different from α-glucosyltransferase, and the mixed enzyme is α-glycan in branched α-glucan. This suggests that it contributes to an increase in 1,6 bonds, an increase in glucose residues in both 1,3 bonds and 1,6 bonds, a decrease in molecular weight, and an increase in water-soluble dietary fiber content. is there.

<実験15:バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の粗酵素に混在する酵素の同定と単離・精製>
バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の粗酵素に混在し、分岐α−グルカンにおけるα−1,6結合の増加、1,3結合と1,6結合の両方にあずかるグルコース残基の増加、低分子化、及び、水溶性食物繊維含量の増加に関与する酵素を同定し、単離・精製する実験を行った。
<Experiment 15: Identification, Isolation, and Purification of Enzyme Mixed with Crude Enzyme of α-Glucosyltransferase Derived from Bacillus Circus PP710>
Increased α-1,6 bond in branched α-glucan, increased glucose residues in both 1,3 bond and 1,6 bond, mixed in crude enzyme of α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 Experiments were conducted to identify, isolate and purify enzymes involved in lowering the molecular weight and increasing the water-soluble dietary fiber content.

<実験15−1:混在する酵素の同定と活性測定>
実験1−1と同じ方法でバチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)を培養し、得られた培養上清約3Lを硫安塩析した後、1mMの塩化カルシウムを含む20mMトリス−塩酸緩衝液に対して透析して得た透析液約40mlを粗酵素液とした。この粗酵素液を、2w/v%可溶性澱粉溶液又は2w/v%プルラン溶液にpH6.0、40℃で16時間作用させ、100℃、10分間加熱して反応を停止させた後、縦10cm、横20cmのシリカゲル60F254(メルク社製)TLCプレートを用いたTLCに供した。展開溶媒としてn−ブタノール:ピリジン:水(容量比6:4:1)を用いて2回展開を行い、20%硫酸−メタノール溶液を噴霧した後、100℃で5分間加熱して生成物のスポットを検出した。その結果、可溶性澱粉からは、マルトース及びグルコース重合度3以上のマルトオリゴ糖の生成が、また、プルランからは僅かなイソマルトースとパノースの生成が認められた。バチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)のα−グルコシル転移酵素の粗酵素には澱粉を分解し、さらにプルランをも分解するアミラーゼが混在していることが判明した。
<Experiment 15-1: Identification of mixed enzyme and activity measurement>
Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771) was cultured in the same manner as in Experiment 1-1, and about 3 L of the obtained culture supernatant was salted out with ammonium sulfate, and then 20 mM Tris-HCl buffer containing 1 mM calcium chloride. About 40 ml of the dialyzed solution obtained by dialysis was used as a crude enzyme solution. This crude enzyme solution was allowed to act on a 2 w / v% soluble starch solution or 2 w / v% pullulan solution at pH 6.0, 40 ° C. for 16 hours, and the reaction was stopped by heating at 100 ° C. for 10 minutes. , And subjected to TLC using a 20 cm wide silica gel 60F 254 (Merck) TLC plate. Development was performed twice using n-butanol: pyridine: water (volume ratio 6: 4: 1) as a developing solvent, and after spraying with a 20% sulfuric acid-methanol solution, the product was heated at 100 ° C. for 5 minutes. Spot detected. As a result, malto-oligosaccharides having a maltose and a glucose polymerization degree of 3 or more were produced from soluble starch, and slight isomaltose and panose were produced from pullulan. It was found that the crude enzyme of α-glucosyltransferase of Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771) is mixed with amylase that decomposes starch and also pullulan.

混在するアミラーゼの活性は、以下のようにして測定した。すなわち、短鎖アミロース(商品名「アミロースEX−I」、株式会社林原生物化学研究所販売、平均重合度17)を最終濃度1w/v%となるように1mMの塩化カルシウムを含む50mM酢酸緩衝液(pH6.0)に溶解させて基質液とし、その基質液2mlに、酵素液0.2mlを加え35℃で30分間酵素反応させ、その反応液0.2mlを8mlの0.02N硫酸溶液に混合し、反応停止させた後、0.2mlの0.1Nヨウ素溶液を添加し、25℃で15分間保持した後に660nmの吸光度を測定する。別途反応0時間の反応液について同様に測定し、反応時間当たりのヨウ素呈色の減少を測定する。アミラーゼの活性1単位は、上記の条件下で20mgの短鎖アミロースの660nmにおける吸光度(ヨウ素呈色)を10%低下させる酵素量の10倍量と定義した。   The activity of mixed amylase was measured as follows. That is, short-chain amylose (trade name “Amylose EX-I”, sold by Hayashibara Biochemical Laboratories, Inc., average polymerization degree 17) is 50 mM acetate buffer containing 1 mM calcium chloride so that the final concentration is 1 w / v%. Dissolve in (pH 6.0) to make a substrate solution, add 0.2 ml of the enzyme solution to 2 ml of the substrate solution, and allow the enzyme reaction at 35 ° C. for 30 minutes, and then add 0.2 ml of the reaction solution to 8 ml of 0.02N sulfuric acid solution. After mixing and stopping the reaction, 0.2 ml of 0.1N iodine solution is added, and after maintaining at 25 ° C. for 15 minutes, the absorbance at 660 nm is measured. Separately, the reaction solution at 0 hour reaction is measured in the same manner, and the decrease in iodine coloration per reaction time is measured. One unit of amylase activity was defined as 10 times the amount of enzyme that reduces the absorbance (iodine coloration) at 660 nm of 20 mg of short-chain amylose by 10% under the above conditions.

<実験15−2:混在アミラーゼの単離・精製>
実験15−1で調製した粗酵素液を東ソー株式会社製『DEAE−トヨパール 650S』ゲルを用いた陰イオン交換カラムクロマトグラフィー(ゲル容量70ml)に供した。アミラーゼは、1mMの塩化カルシウム20mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)で平衡化した『DEAE−トヨパール 650S』ゲルに吸着せず、非吸着画分に溶出した。この活性画分を回収し、終濃度1.5Mとなるように硫安を添加して4℃、24時間放置した後、遠心分離して不溶物を除き、ファルマシアバイオテク製『リソース PHE』ゲルを用いた疎水カラムクロマトグラフィー(ゲル容量1ml)に供した。目的のアミラーゼは、1.5M硫安、1mM塩化カルシウムを含む20mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)で平衡化した『リソース PHE』ゲルに吸着し、硫安濃度1.5Mから0Mのリニアグラジエントで溶出させたところ、硫安濃度約0.3M付近に溶出した。この活性画分を回収し、濃縮した後、ファルマシアバイオテク製『スーパーデックス 200pg』ゲルを用いたゲル濾過カラムクロマトグラフィー(ゲル容量118ml)に供し、0.2M食塩、1mM塩化カルシウムを含む20mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)にて溶出した。活性画分を回収し、ファルマシアバイオテク製『リソース Q』ゲルを用いた陰イオン交換カラムクロマトグラフィー(ゲル容量1ml)に供した。アミラーゼは、1mMの塩化カルシウム20mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)で平衡化した『リソース Q』ゲルに吸着せず、非吸着画分に溶出した。得られた活性画分をアミラーゼ精製標品とした。各精製の各工程におけるアミラーゼ活性、アミラーゼの比活性及び収率を表16に示す。
<Experiment 15-2: Isolation and purification of mixed amylase>
The crude enzyme solution prepared in Experiment 15-1 was subjected to anion exchange column chromatography (gel capacity 70 ml) using “DEAE-Toyopearl 650S” gel manufactured by Tosoh Corporation. Amylase did not adsorb on the “DEAE-Toyopearl 650S” gel equilibrated with 1 mM calcium chloride 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), but eluted in the non-adsorbed fraction. Collect this active fraction, add ammonium sulfate to a final concentration of 1.5M, leave it at 4 ° C for 24 hours, centrifuge to remove insolubles, and use Pharmacia Biotech's "Resource PHE" gel. Was subjected to hydrophobic column chromatography (gel volume: 1 ml). The target amylase is adsorbed on the “Resource PHE” gel equilibrated with 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing 1.5 M ammonium sulfate and 1 mM calcium chloride, and has a linear gradient from 1.5 M to 0 M ammonium sulfate concentration. When it was eluted, it was eluted at an ammonium sulfate concentration of about 0.3M. This active fraction was collected and concentrated, and then subjected to gel filtration column chromatography (gel capacity 118 ml) using “Superdex 200 pg” gel manufactured by Pharmacia Biotech, and 20 mM Tris-containing 0.2 M sodium chloride and 1 mM calcium chloride. Elution was performed with a hydrochloric acid buffer (pH 7.5). The active fraction was collected and subjected to anion exchange column chromatography (gel volume 1 ml) using “Resource Q” gel manufactured by Pharmacia Biotech. Amylase did not adsorb on the “Resource Q” gel equilibrated with 1 mM calcium chloride 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), but eluted in the non-adsorbed fraction. The obtained active fraction was used as an amylase purified sample. Table 16 shows the amylase activity, the specific activity of amylase and the yield in each step of each purification.

精製したアミラーゼ標品を5乃至20w/v%濃度勾配ポリアクリルアミドゲル電気泳動により酵素標品の純度を検定したところ、蛋白バンドは単一であり、純度の高い標品であった。   When the purity of the enzyme preparation was tested by 5-20 w / v% concentration gradient polyacrylamide gel electrophoresis of the purified amylase preparation, the protein band was single and the purity was high.

<実験16:バチルス・サーキュランス PP710由来アミラーゼの性質>
<実験16−1:分子量>
実験15−2の方法で得たアミラーゼ精製標品をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(5乃至20w/v%濃度勾配)に供し、同時に泳動した分子量マーカー(日本バイオ・ラッド・ラボラトリーズ株式会社製)と比較して分子量を測定したところ、当該アミラーゼの分子量は58,000±10,000ダルトンであることが判明した。
<Experiment 16: Properties of amylase derived from Bacillus circulans PP710>
<Experiment 16-1: Molecular Weight>
The purified amylase sample obtained by the method of Experiment 15-2 was subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (5 to 20 w / v% concentration gradient) and simultaneously migrated molecular weight marker (manufactured by Nippon Bio-Rad Laboratories, Inc.) ), The molecular weight of the amylase was found to be 58,000 ± 10,000 daltons.

<実験16−2:アミラーゼの至適温度及び至適pH>
実験15−2の方法で得たバチルス・サーキュランス PP710由来アミラーゼ精製標品を用いて、アミラーゼ活性に及ぼす温度、pHの影響を活性測定の方法に準じて調べた。これらの結果を図11(至適温度)及び図12(至適pH)に示した。当該アミラーゼの至適温度はpH6.0、30分間反応の条件下で55℃であり、至適pHは35℃、30分間反応の条件下で6.0乃至7.0であることが判明した。
<Experiment 16-2: Optimum temperature and pH of amylase>
Using the Bacillus circulans PP710-derived purified amylase preparation obtained by the method of Experiment 15-2, the effects of temperature and pH on amylase activity were examined according to the activity measurement method. These results are shown in FIG. 11 (optimum temperature) and FIG. 12 (optimum pH). The optimum temperature of the amylase was found to be 55 ° C. under the reaction condition of pH 6.0 for 30 minutes, and the optimum pH was 6.0 to 7.0 under the reaction condition of 35 ° C. for 30 minutes. .

<実験16−3:アミラーゼの温度安定性及びpH安定性>
実験15−2の方法で得たアミラーゼ精製標品を用いて、温度安定性及びpH安定性を調べた。温度安定性は、酵素溶液(20mM酢酸緩衝液、pH6.0又は1mM塩化カルシウムを含む同緩衝液)を各温度に60分間保持し、水冷した後、残存する酵素活性を測定することにより求めた。pH安定性は、本酵素を各pHの20mM緩衝液中で4℃、24時間保持した後、pHを6.0に調整し、残存する酵素活性を測定することにより求めた。これらの結果を図13(温度安定性)及び図14(pH安定性)に示した。図13及び図14から明らかなように、当該アミラーゼはカルシウムイオン非存在下では40℃まで安定であり、1mMカルシウムイオン存在下では50℃まで安定であった。また、当該アミラーゼはpH6.0乃至8.0の範囲で安定であった。
<Experiment 16-3: Temperature stability and pH stability of amylase>
Using the amylase purified sample obtained by the method of Experiment 15-2, the temperature stability and pH stability were examined. The temperature stability was determined by measuring the remaining enzyme activity after holding the enzyme solution (20 mM acetate buffer, the same buffer containing pH 6.0 or 1 mM calcium chloride) at each temperature for 60 minutes, cooling with water. . The pH stability was determined by maintaining the enzyme in 20 mM buffer at each pH at 4 ° C. for 24 hours, adjusting the pH to 6.0, and measuring the remaining enzyme activity. These results are shown in FIG. 13 (temperature stability) and FIG. 14 (pH stability). As apparent from FIGS. 13 and 14, the amylase was stable up to 40 ° C. in the absence of calcium ions, and stable up to 50 ° C. in the presence of 1 mM calcium ions. The amylase was stable in the range of pH 6.0 to 8.0.

<実験16−5:アミラーゼの基質特異性>
実験15−2の方法で得たアミラーゼ精製標品を用いて、当該アミラーゼの各種基質への作用を調べたところ、当該アミラーゼは、澱粉、マルトース及びグルコース重合度3以上のα−1,4グルカンを加水分解するとともに、グリコシル転移をも触媒することが判明した。また、当該アミラーゼは、澱粉からシクロデキストリンを生成し、プルランを加水分解してパノースを生成する作用を有することも判明した。
<Experiment 16-5: Substrate specificity of amylase>
Using the purified amylase preparation obtained by the method of Experiment 15-2, when the action of the amylase on various substrates was examined, the amylase was starch, maltose, and α-1,4 glucan having a glucose polymerization degree of 3 or more. Was hydrolyzed and also catalyzed glycosyl transfer. It has also been found that the amylase has the action of producing cyclodextrin from starch and hydrolyzing pullulan to produce panose.

<実験17:α−グルコシル転移酵素とアミラーゼを併用した分岐α−グルカンの調製>
実験6の方法で得たバチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製標品と実験15−2の方法で得たアミラーゼ精製標品を用いて、実験14に記載したバチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の粗酵素を用いたグルカンCの調製が再現できるか否かを検討した。すなわち、澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#100』、松谷化学株式会社販売)を濃度30質量%になるよう水に溶解し、これをpH6.0に調整し、実験6の方法で得たバチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製標品を固形物1グラム当たり10単位加え、さらに、実験15―2の方法で得たアミラーゼを固形物1グラム当たり0、0.1、0.2、0.5又は1.0単位加え、40℃、pH6.0で72時間作用させた後、その反応液を10分間煮沸して反応を停止させた。各反応条件によりそれぞれ得た分岐α−グルカンを実験4−4記載のゲル濾過HPLC法に供して得たクロマトグラムを、基質として用いた澱粉部分分解物のそれとともに図15に示した。図15において、符号aは基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラムであり、符号b、c、d及びeは、それぞれ、α−グルコシル転移酵素をいずれも10単位とし、アミラーゼを0.1単位、0.2単位、0.5単位及び1.0単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラムである(α−グルコシル転移酵素のみ10単位作用させた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラムは図1に示したグルカンAのクロマトグラムとほぼ同様であり、図15では省略した。後述する図17〜20についても同様)。これらゲル濾過HPLCで得たクロマトグラムに基づく各分岐α−グルカンの分子量分布分析の結果と、実験3記載の酵素−HPLC法にて調べた水溶性食物繊維含量を併せて表17に示す。また、基質として用いた澱粉部分分解物について調べた分子量分布分析と水溶性食物繊維含量の結果(α−グルコシル転移酵素0単位、アミラーゼ0単位)を表17に併記した。
<Experiment 17: Preparation of branched α-glucan using α-glucosyltransferase and amylase>
Using the Bacillus circulans PP710-derived α-glucosyltransferase purified preparation obtained by the method of Experiment 6 and the amylase purified preparation obtained by the method of Experiment 15-2, derived from the Bacillus circulans PP710 described in Experiment 14 It was investigated whether the preparation of glucan C using a crude enzyme of α-glucosyltransferase could be reproduced. That is, a starch partial decomposition product (trade name “Paindex # 100”, sold by Matsutani Chemical Co., Ltd.) was dissolved in water to a concentration of 30% by mass, adjusted to pH 6.0, and obtained by the method of Experiment 6. Bacillus circulans PP710-derived α-glucosyltransferase purified preparation was added at 10 units per gram of solid, and amylase obtained by the method of Experiment 15-2 was added at 0, 0.1, 0 per gram of solid. .2, 0.5, or 1.0 unit was added and allowed to act at 40 ° C. and pH 6.0 for 72 hours, and then the reaction solution was boiled for 10 minutes to stop the reaction. A chromatogram obtained by subjecting the branched α-glucan obtained under each reaction condition to the gel filtration HPLC method described in Experiment 4-4 is shown in FIG. 15 together with that of the partially decomposed starch used as a substrate. In FIG. 15, symbol a is a gel filtration HPLC chromatogram of a partially degraded starch as a substrate, and symbols b, c, d, and e are each 10 units of α-glucosyltransferase and 0 of amylase. . Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by acting 1 unit, 0.2 unit, 0.5 unit and 1.0 unit (branched α in which 10 units of α-glucosyltransferase were allowed to act) -The gel filtration HPLC chromatogram of glucan is almost the same as the chromatogram of glucan A shown in Fig. 1 and omitted in Fig. 15. The same applies to Figs. The results of molecular weight distribution analysis of each branched α-glucan based on the chromatogram obtained by gel filtration HPLC and the water-soluble dietary fiber content examined by the enzyme-HPLC method described in Experiment 3 are shown in Table 17. Table 17 also shows the results of molecular weight distribution analysis and water-soluble dietary fiber content (α-glucosyltransferase 0 unit, amylase 0 unit) examined for the partially degraded starch used as a substrate.

表17の結果から明らかなように、このα−グルコシル転移酵素にアミラーゼを併用すると、得られる分岐α−グルカンの分子量は低下し、水溶性食物繊維含量は飛躍的に増加した。また、アミラーゼの作用量が多くなるにつれて、得られる分岐α−グルカンの数平均分子量及び重量平均分子量は共に低下し、さらに重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)も低下したことから、分子量分布の幅が狭くなることが判明した。アミラーゼの作用量が固形物1グラム当たり0.5単位の場合、Mw/Mnは2.1まで低下した。さらに、得られた分岐α−グルカンにおける水溶性食物繊維の含量は、アミラーゼの作用量が固形物1グラム当たり0.5単位以上で約76質量%にまで達した。   As is clear from the results in Table 17, when amylase was used in combination with this α-glucosyltransferase, the molecular weight of the obtained branched α-glucan decreased and the water-soluble dietary fiber content increased dramatically. Further, as the amount of amylase acting increased, both the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the obtained branched α-glucan decreased, and the value obtained by dividing the weight average molecular weight by the number average molecular weight (Mw / Mn) also decreased. From this, it was found that the width of the molecular weight distribution was narrowed. When the amount of amylase acting was 0.5 units per gram of solid, Mw / Mn was reduced to 2.1. Further, the content of water-soluble dietary fiber in the obtained branched α-glucan reached about 76% by mass when the amount of amylase acting was 0.5 units or more per gram of solid.

この結果から、実験14においてバチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の粗酵素を用いて得られたグルカンCにおいて、分子量が小さく、食物繊維含量が高くなったのは、粗酵素に混在するアミラーゼに起因することが確認された。混在するアミラーゼが、基質である澱粉部分分解物およびα−グルコシル転移酵素の産物である分岐α−グルカンを部分的に加水分解することにより分岐α−グルカンの分子量を低下させ、また、グリコシル基をさらに分岐α−グルカンに転移することにより、結果的に食物繊維含量を高めるよう作用しているものと推察される。さらに、この結果は、アミラーゼをこのα−グルコシル転移酵素と組み合わせることにより分子量が小さく、水溶性食物繊維含量を高めた分岐α−グルカンを製造できることを示している。   From this result, it was found in Experiment 14 that the glucan C obtained by using the crude enzyme of α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 had a low molecular weight and a high dietary fiber content. It was confirmed that it was caused by amylase. The mixed amylase lowers the molecular weight of the branched α-glucan by partially hydrolyzing the branched starch-glucan that is a product of the partial starch degradation product and α-glucosyltransferase as a substrate. Further, it is presumed that by transferring to branched α-glucan, it acts to increase the dietary fiber content as a result. Furthermore, this result shows that a branched α-glucan having a low molecular weight and an increased water-soluble dietary fiber content can be produced by combining amylase with this α-glucosyltransferase.

<実験18:α−グルコシル転移酵素と他の公知のアミラーゼを併用した分岐α−グルカンの調製>
本発明で使用するα−グルコシル転移酵素と他の公知のアミラーゼを併用して、澱粉部分分解物に作用させて分岐α−グルカンを調製し、その構造的な特徴及び水溶性食物繊維含量を検討した。なお、バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素を用いた場合と、アルスロバクター・グロビホルミス PP349由来のα−グルコシル転移酵素を用いた場合の結果は同等であったことから、本実験では、バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製標品を用いた結果を示す。
<Experiment 18: Preparation of branched α-glucan using α-glucosyltransferase in combination with other known amylase>
Using the α-glucosyltransferase used in the present invention in combination with other known amylases to act on the partially degraded starch, a branched α-glucan is prepared, and its structural characteristics and water-soluble dietary fiber content are examined. did. In addition, in this experiment, the results when using the α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 and the α-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349 were equivalent. The result using the Bacillus circulans PP710 origin alpha-glucosyltransferase purified sample is shown.

<実験18−1:α−グルコシル転移酵素とイソアミラーゼを併用した分岐α−グルカンの調製と得られた分岐α−グルカンの分子量分布と水溶性食物繊維含量>
バチルス・サーキュランス PP710由来アミラーゼに変えて、シュードモナス・アミロデラモサ(Pseudomonas amyloderamosa)由来のイソアミラーゼ(株式会社林原生物化学研究所製)を固形物1グラム当たり0、50、200、500又は1,000単位加えた以外は実験17と同様に反応させた。各反応条件によりそれぞれ得た分岐α−グルカンを実験4−4記載のゲル濾過HPLC法に供して得たクロマトグラムを、基質として用いた澱粉部分分解物のそれとともに図16に示した。図16において、符号aは基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラムであり、符号b、c、d及びeは、それぞれ、α−グルコシル転移酵素をいずれも10単位とし、イソアミラーゼを50単位、200単位、500単位及び1,000単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラムである。また、これらゲル濾過HPLCで得たクロマトグラムに基づく各分岐α−グルカンの分子量分布分析の結果と、実験3記載の酵素−HPLC法にて調べた水溶性食物繊維含量を併せて表18に示す。
<Experiment 18-1: Preparation of Branched α-Glucan Combined with α-Glucosyltransferase and Isoamylase, Molecular Weight Distribution and Water-soluble Dietary Fiber Content of Branched α-Glucan Obtained>
Instead of Bacillus circulans PP710-derived amylase, Pseudomonas amyloderamosa-derived isoamylase (manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories Co., Ltd.) 0, 50, 200, 500 or 1,000 units per gram of solid The reaction was carried out in the same manner as in Experiment 17 except that it was added. A chromatogram obtained by subjecting the branched α-glucan obtained under each reaction condition to the gel filtration HPLC method described in Experiment 4-4 is shown in FIG. 16 together with that of the partially degraded starch used as a substrate. In FIG. 16, symbol a is a gel filtration HPLC chromatogram of a partially decomposed starch as a substrate, and symbols b, c, d, and e each have 10 units of α-glucosyltransferase and isoamylase. It is a gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by acting 50 units, 200 units, 500 units and 1,000 units. Table 18 shows the results of molecular weight distribution analysis of each branched α-glucan based on the chromatogram obtained by gel filtration HPLC and the water-soluble dietary fiber content examined by the enzyme-HPLC method described in Experiment 3. .

表18のα−グルコシル転移酵素のみを澱粉部分分解物に作用させた場合の結果から明らかなように、α−グルコシル転移酵素のみでは分子量分布に大きな影響を及ぼさないものの、表18及び図16の結果から明らかなように、イソアミラーゼの作用量が多くなるにつれて、得られる分岐α−グルカンの数平均分子量及び重量平均分子量は共に低下し、さらに重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)も低下したことから、分子量分布の幅が狭くなることが判明した。イソアミラーゼの作用量が固形物1グラム当たり1000単位の場合、Mw/Mnは1.9まで低下し、分岐α−グルカンは、グルコース重合度20.6にピークを有する分子量分布を示した。一方、各反応条件により得られた分岐α−グルカンにおける水溶性食物繊維の含量は、イソアミラーゼの作用量にあまり影響されず、40乃至44質量%程度であった。   As is apparent from the results obtained when only the α-glucosyltransferase of Table 18 was allowed to act on the partial degradation product of starch, α-glucosyltransferase alone did not significantly affect the molecular weight distribution, but Table 18 and FIG. As is apparent from the results, the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the resulting branched α-glucan both decrease as the amount of isoamylase acting increases, and the value obtained by dividing the weight average molecular weight by the number average molecular weight (Mw / Mn) also decreased, and it was found that the molecular weight distribution narrowed. When the acting amount of isoamylase was 1000 units per gram of the solid, Mw / Mn decreased to 1.9, and the branched α-glucan showed a molecular weight distribution having a peak at a glucose polymerization degree of 20.6. On the other hand, the content of water-soluble dietary fiber in the branched α-glucan obtained under each reaction condition was about 40 to 44% by mass without being significantly affected by the amount of isoamylase acting.

この結果から、このα−グルコシル転移酵素にさらにイソアミラーゼを併用して澱粉部分分解物に作用させることにより、水溶性食物繊維含量をほとんど変化させることなく、分子量が低下した分岐α−グルカンを製造できることが判明した。   From this result, branched α-glucan with a reduced molecular weight is produced with almost no change in the content of water-soluble dietary fiber by using this α-glucosyltransferase in combination with isoamylase and acting on the partially degraded starch. It turns out that you can.

<実験18−2:α−グルコシル転移酵素にα−アミラーゼを併用した分岐α−グルカンの調製と得られた分岐α−グルカンの分子量分布と水溶性食物繊維含量>
シュードモナス・アミロデラモサ由来のイソアミラーゼに変えて市販のα−アミラーゼ(商品名「ネオスピターゼPK2」、ナガセ生化学工業株式会社製)を固形物1グラム当たり0、0.1、0.2、0.5又は1.0単位加えた以外は実験18−1と同様に反応させた。各反応条件によりそれぞれ得た分岐α−グルカンを実験4−4記載のゲル濾過HPLC法に供して得たクロマトグラムを、基質として用いた澱粉部分分解物のそれとともに図17に示した。図17において、符号aは基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラムであり、符号b、c、d及びeは、それぞれ、α−グルコシル転移酵素をいずれも10単位とし、α−アミラーゼを0.1単位、0.2単位、0.5単位及び1.0単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラムである。また、これらゲル濾過HPLCで得たクロマトグラムに基づく各分岐α−グルカンの分子量分布分析の結果と、実験3記載の酵素−HPLC法にて調べた水溶性食物繊維含量を併せて表19に示す。
<Experiment 18-2: Preparation of branched α-glucan using α-glucosyltransferase in combination with α-amylase and molecular weight distribution and water-soluble dietary fiber content of the obtained branched α-glucan>
Instead of Pseudomonas amyloderamosa-derived isoamylase, a commercially available α-amylase (trade name “Neospirase PK2”, manufactured by Nagase Seikagaku Corporation) is 0, 0.1, 0.2, 0.5 per gram of solid. Or it was made to react like experiment 18-1 except having added 1.0 unit. A chromatogram obtained by subjecting the branched α-glucan obtained under each reaction condition to the gel filtration HPLC method described in Experiment 4-4 is shown in FIG. 17 together with that of the partially decomposed starch used as a substrate. In FIG. 17, symbol a is a gel filtration HPLC chromatogram of a partially decomposed starch as a substrate, and symbols b, c, d, and e each have 10 units of α-glucosyltransferase and α-amylase. Is a gel filtration HPLC chromatogram of a branched α-glucan obtained by allowing 0.1 unit, 0.2 unit, 0.5 unit and 1.0 unit to act. The results of molecular weight distribution analysis of each branched α-glucan based on the chromatogram obtained by gel filtration HPLC and the water-soluble dietary fiber content examined by the enzyme-HPLC method described in Experiment 3 are shown in Table 19. .

図17及び表19の結果から明らかなように、α−アミラーゼの作用量が多くなるにつれて得られる分岐α−グルカンの数平均分子量及び重量平均分子量が共に低下し、さらに重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)も低下したことから、分子量分布の幅が狭くなることが判明した。α−アミラーゼの作用量が固形物1グラム当たり1.0単位(図17の符号e)の場合、Mw/Mnは2.4まで低下し、分岐α−グルカンは、グルコース重合度11.8にピークを有する分子量分布を示した。一方、各反応条件により得られた分岐α−グルカンにおける水溶性食物繊維の含量は、α−アミラーゼの作用量が多くなるほど増加する傾向が認められた。   As apparent from the results of FIG. 17 and Table 19, both the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the branched α-glucan obtained as the amount of action of α-amylase increases, and the weight average molecular weight is further reduced to the number average molecular weight. Since the value divided by (Mw / Mn) also decreased, it was found that the width of the molecular weight distribution was narrowed. When the amount of α-amylase acting is 1.0 unit per gram of solid (reference symbol e in FIG. 17), Mw / Mn decreases to 2.4, and the branched α-glucan has a glucose polymerization degree of 11.8. A molecular weight distribution with a peak was shown. On the other hand, the water-soluble dietary fiber content in the branched α-glucan obtained under each reaction condition tended to increase as the amount of α-amylase acting increased.

この結果から、このα−グルコシル転移酵素にα−アミラーゼを併用して澱粉部分分解物に作用させることにより、水溶性食物繊維含量が増加し、分子量が低下した分岐α−グルカンを製造できることが判明した。   From this result, it was found that by using α-amylase in combination with α-amylase and acting on a partially degraded starch, a branched α-glucan having an increased water-soluble dietary fiber content and a reduced molecular weight can be produced. did.

<実験18−3:α−グルコシル転移酵素とCGTaseを併用した分岐α−グルカンの調製と得られた分岐α−グルカンの分子量分布と水溶性食物繊維含量>
シュードモナス・アミロデラモサ由来のイソアミラーゼに変えてバチルス・ステアロサーモフィラス(Bacillus thermophilus)由来のCGTase(株式会社林原生物化学研究所製)を固形物1グラム当たり0、0.1、0.2、0.5又は1.0単位加えた以外は実験18−1と同様に反応させた。各反応条件によりそれぞれ得た分岐α−グルカンを実験4−4記載のゲル濾過HPLC法に供して得たクロマトグラムを、基質として用いた澱粉部分分解物のそれとともに図18に示した。図18において、符号aは基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラムであり、符号b、c、d及びeは、それぞれ、α−グルコシル転移酵素をいずれも10単位とし、CGTaseを0.1単位、0.2単位、0.5単位及び1.0単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラムである。また、これらゲル濾過HPLCで得たクロマトグラムに基づく各分岐α−グルカンの分子量分布分析の結果と、実験3記載の酵素−HPLC法にて調べた水溶性食物繊維含量を併せて表20に示す。
<Experiment 18-3: Preparation of branched α-glucan using α-glucosyltransferase and CGTase together, molecular weight distribution of the obtained branched α-glucan and water-soluble dietary fiber content>
CGTase derived from Bacillus thermophilus (manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories Co., Ltd.) instead of Pseudomonas amyloderamosa-derived isoamylase is 0, 0.1, 0.2, The reaction was conducted in the same manner as in Experiment 18-1, except that 0.5 or 1.0 unit was added. A chromatogram obtained by subjecting the branched α-glucan obtained under each reaction condition to the gel filtration HPLC method described in Experiment 4-4 is shown in FIG. 18 together with that of the partially degraded starch used as a substrate. In FIG. 18, symbol a is a gel filtration HPLC chromatogram of a partially degraded starch as a substrate, and symbols b, c, d and e each have 10 units of α-glucosyltransferase and 0 of CGTase. It is a gel filtration HPLC chromatogram of a branched α-glucan obtained by acting 1 unit, 0.2 unit, 0.5 unit and 1.0 unit. Table 20 shows the results of molecular weight distribution analysis of each branched α-glucan based on the chromatogram obtained by gel filtration HPLC and the water-soluble dietary fiber content examined by the enzyme-HPLC method described in Experiment 3. .

図18及び表20の結果から明らかなように、CGTaseの作用量が多くなるにつれて、数平均分子量及び重量平均分子量が共に低下し、さらに重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)も低下したことから、分子量分布の幅が狭くなることが判明した。CGTaseの作用量が固形物1グラム当たり1.0単位(図18の符号e)の場合、Mw/Mnは3.2まで低下し、分岐α−グルカンは、グルコース重合度79.1にピークを有する分子量分布を示した。一方、分岐α−グルカンにおける水溶性食物繊維の含量は、CGTaseの作用量が多くなるほど増加する傾向が認められ、実験18−2のα−アミラーゼを併用した場合よりも顕著に増加し、CGTaseを固形物1グラム当たり1.0単位用いた場合では、水溶性食物繊維含量は70.5質量%に達した。   As apparent from the results of FIG. 18 and Table 20, as the acting amount of CGTase increases, both the number average molecular weight and the weight average molecular weight decrease, and the value obtained by dividing the weight average molecular weight by the number average molecular weight (Mw / Mn ) Also decreased, and the width of the molecular weight distribution was found to be narrow. When the amount of action of CGTase is 1.0 unit per gram of solids (reference symbol e in FIG. 18), Mw / Mn decreases to 3.2, and branched α-glucan peaks at a glucose polymerization degree of 79.1. The molecular weight distribution was shown. On the other hand, the content of the water-soluble dietary fiber in the branched α-glucan tended to increase as the amount of action of CGTase increased. When 1.0 unit per gram of solid was used, the water-soluble dietary fiber content reached 70.5% by mass.

この結果から、このα−グルコシル転移酵素にCGTaseを併用して澱粉部分分解物に作用させることで、分子量が低下し、水溶性食物繊維含量が顕著に増加した分岐α−グルカンが調製できることが判明した。CGTaseはα−1,4結合の加水分解作用と共に転移作用をも有していることから、α−アミラーゼと比較して極端に分子量を低下させることなく、非還元末端グルコシル残基を生成するため、α−グルコシル転移酵素の作用頻度が高くなり、α−アミラーゼ添加よりも水溶性食物繊維含量が増加した分岐α−グルカンが得られたものと推察される。   From this result, it was found that by using CGTase in combination with this α-glucosyltransferase and acting on a partially degraded starch, a branched α-glucan having a reduced molecular weight and a significantly increased water-soluble dietary fiber content can be prepared. did. CGTase generates a non-reducing terminal glucosyl residue without drastically reducing the molecular weight compared to α-amylase because CGTase has both a hydrolysis action of α-1,4 bonds and a transfer action. It is speculated that a branched α-glucan having a higher frequency of action of α-glucosyltransferase and having a higher water-soluble dietary fiber content than the addition of α-amylase was obtained.

<実験18−4:α−グルコシル転移酵素とイソアミラーゼ及びCGTaseを併用した分岐α−グルカンの調製と得られた分岐α−グルカンの分子量分布と水溶性食物繊維含量>
実験18−1に記載した実験において、さらにバチルス・ステアロサーモフィラス由来のCGTaseを固形物1グラム当たり0又は1.0単位を加えた以外は実験18−1と同様にして反応させた。各反応条件によりそれぞれ得た分岐α−グルカンを実験4−4記載のゲル濾過HPLC法に供して得たクロマトグラムを、基質として用いた澱粉部分分解物のそれとともに図19に示した。図19において、符号aは基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラムであり、符号b、c、d及びeは、いずれもα−グルコシル転移酵素とCGTaseをそれぞれ10単位及び1単位とし、イソアミラーゼを50単位、200単位、500単位及び1,000単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラムである。また、これらゲル濾過HPLCで得たクロマトグラムに基づく各分岐α−グルカンの分子量分布分析の結果と、実験3記載の酵素−HPLC法にて調べた水溶性食物繊維含量を併せて表21に示す。
<Experiment 18-4: Preparation of Branched α-Glucan Using α-Glucosyltransferase, Isoamylase, and CGTase, Molecular Weight Distribution of the Branched α-Glucan Obtained, and Water-soluble Dietary Fiber Content>
In the experiment described in Experiment 18-1, CGTase derived from Bacillus stearothermophilus was further reacted in the same manner as in Experiment 18-1, except that 0 or 1.0 unit was added per gram of the solid. A chromatogram obtained by subjecting the branched α-glucan obtained under each reaction condition to the gel filtration HPLC method described in Experiment 4-4 is shown in FIG. 19 together with that of the partially degraded starch used as a substrate. In FIG. 19, symbol a is a gel filtration HPLC chromatogram of a partially decomposed starch as a substrate, and symbols b, c, d and e are 10 units and 1 unit respectively for α-glucosyltransferase and CGTase. It is a gel filtration HPLC chromatogram of a branched α-glucan obtained by reacting isoamylase with 50 units, 200 units, 500 units and 1,000 units. The results of molecular weight distribution analysis of each branched α-glucan based on the chromatogram obtained by gel filtration HPLC and the water-soluble dietary fiber content examined by the enzyme-HPLC method described in Experiment 3 are shown in Table 21. .

図19及び表21の結果から明らかなように、このα−グルコシル転移酵素と固形物1グラム当たり1単位のCGTaseを併用して調製した分岐α−グルカンの重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)は3.2まで低下し、さらに固形物1グラム当たり1000単位のイソアミラーゼを併用した場合(図19の符号e)には1.9まで低下した。α−グルコシル転移酵素とCGTaseを組み合わせて調製した分岐α−グルカンの水溶性食物繊維含量は約70質量%にまで増加し、さらにイソアミラーゼを併用した場合にも低下することなく、高い含量を維持していた。   As is clear from the results of FIG. 19 and Table 21, the weight average molecular weight of the branched α-glucan prepared by using this α-glucosyltransferase and 1 unit of CGTase per gram of the solid was divided by the number average molecular weight. The value (Mw / Mn) decreased to 3.2, and further decreased to 1.9 when 1000 units of isoamylase was used in combination with 1 gram of the solid (sign e in FIG. 19). The water-soluble dietary fiber content of the branched α-glucan prepared by combining α-glucosyltransferase and CGTase is increased to about 70% by mass, and even when isoamylase is used in combination, it remains high without being reduced. Was.

この結果から、このα−グルコシル転移酵素とイソアミラーゼ及びCGTaseを併用して澱粉部分分解物に作用させることにより、分子量が顕著に低下すると共に水溶性食物繊維含量が顕著に増加した分岐α−グルカンを調製できることが判明した。   From this result, by using this α-glucosyltransferase, isoamylase and CGTase in combination and acting on a partially degraded starch, branched α-glucan having a markedly decreased molecular weight and a significantly increased water-soluble dietary fiber content. It was found that can be prepared.

<実験19:分岐α−グルカンの機能性>
水溶性食物繊維含量が最も高く、分子量が比較的小さい分岐α−グルカンとして、実験18−4において固形物1グラム当たり10単位のα−グルコシル転移酵素、50単位のイソアミラーゼ、及び1単位CGTaseを組み合わせて調製した分岐α−グルカンを選択し、当該分岐α−グルカンの消化性及び構造的な特徴及び機能性を検討した。
<Experiment 19: Functionality of branched α-glucan>
As a branched α-glucan having the highest water-soluble dietary fiber content and relatively low molecular weight, in Experiment 18-4, 10 units of α-glucosyltransferase, 50 units of isoamylase, and 1 unit of CGTase were added per gram of solid. The branched α-glucan prepared in combination was selected, and the digestibility and structural characteristics and functionality of the branched α-glucan were examined.

<実験19−1:α−グルコシル転移酵素とイソアミラーゼ及びCGTaseを併用した分岐α−グルカンの精製>
固形物1グラム当たり10単位のα−グルコシル転移酵素、50単位のイソアミラーゼ、及び1単位のCGTaseを用い、実験18−4と同様に反応させて得た分岐α−グルカンの反応液を、濾過して不溶物を除去した後、三菱化学製イオン交換樹脂『ダイヤイオンSK−1B』と『ダイヤイオンWA30』及びオルガノ製アニオン交換樹脂『IRA411』を用いて脱色、脱塩し、精密濾過した後、エバポレーターで濃縮し、固形分濃度30%の分岐α−グルカン含有液を、用いた澱粉から固形物当り85.8%の収率で得た。得られた分岐α−グルカンのメチル化分析を実験4−1記載の方法で行った結果を表22に示した。また、実験4−4記載のゲル濾過HPLC法で行った分子量分布分析、実験3記載の酵素−HPLC法で求めた水溶性食物繊維含量、実験4−2記載のイソマルトデキストラナーゼ消化試験の結果を表23にまとめた。
<Experiment 19-1: Purification of branched α-glucan using α-glucosyltransferase, isoamylase and CGTase in combination>
Filter the branched α-glucan reaction solution obtained by reacting in the same manner as in Experiment 18-4 using 10 units of α-glucosyltransferase, 50 units of isoamylase, and 1 unit of CGTase per gram of solid matter. After removing insoluble matter, decolorizing and desalting using ion exchange resins “Diaion SK-1B” and “Diaion WA30” made by Mitsubishi Chemical and anion exchange resin “IRA411” made by Organo, followed by fine filtration Then, the solution was concentrated by an evaporator, and a branched α-glucan-containing liquid having a solid content concentration of 30% was obtained from the starch used in a yield of 85.8% per solid matter. Table 22 shows the results of methylation analysis of the obtained branched α-glucan performed by the method described in Experiment 4-1. Moreover, the molecular weight distribution analysis performed by the gel filtration HPLC method described in Experiment 4-4, the water-soluble dietary fiber content determined by the enzyme-HPLC method described in Experiment 3, and the isomaltdextranase digestion test described in Experiment 4-2 The results are summarized in Table 23.

表22及び23の結果から明らかなように、得られた分岐α−グルカンは、メチル化分析において、部分メチル化物である2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物を1対2.4の比で含有し、2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物の合計は部分メチル化物の77.5%を占めていた。また、本分岐α−グルカンにおいて、2,4,6−トリメチル化物及び2,4−ジメチル化物は、それぞれ部分メチル化物の1.6%及び2.4%を示した。また、本分岐α−グルカンは、重量平均分子量5,480ダルトン、Mw/Mn2.3を示し、酵素−HPLC法により求めた水溶性食物繊維含量が68.6質量%、イソマルトデキストラナーゼ消化により、糖組成当たりイソマルトースを36.4質量%生成するグルカンであった。   As is apparent from the results in Tables 22 and 23, the obtained branched α-glucan was obtained by converting the partially methylated 2,3,6-trimethylated and 2,3,4-trimethylated compounds to 1 in the methylation analysis. The ratio of 2,3,6-trimethylated product and 2,3,4-trimethylated product accounted for 77.5% of the partially methylated product. In this branched α-glucan, 2,4,6-trimethylated product and 2,4-dimethylated product showed 1.6% and 2.4% of partially methylated product, respectively. The branched α-glucan has a weight average molecular weight of 5,480 daltons, Mw / Mn 2.3, a water-soluble dietary fiber content determined by enzyme-HPLC method of 68.6% by mass, and isomalt-dextranase digestion. Thus, it was a glucan that produced 36.4% by mass of isomaltose per saccharide composition.

当該分岐α−グルカンの有用性を評価する目的で、実験19−1で調製した分岐α−グルカンを用いて、う蝕原性、消化性、血糖値とインスリン量に及ぼす影響、及び急性毒性を実験19−2乃至19−7で調べた。   For the purpose of evaluating the usefulness of the branched α-glucan, using the branched α-glucan prepared in Experiment 19-1, It investigated in experiment 19-2 thru | or 19-7.

<実験19−2:分岐α−グルカンのう蝕原性菌による酸発酵性試験>
実験19−1の方法で得た分岐α−グルカンを用い、『インフェクション・アンド・イムニティー(Infection and Immunity)』、第39巻、43乃至49頁(1983年)に記載の大島らの方法に準じて、う蝕原性菌を用いた酸発酵性試験を行った。う蝕原性菌として、ストレプトコッカス・ソブリナス(Streptococcus sobrinus)6715株及びストレプトコッカス・ミュータンス(Streptococcus mutans)OMZ−176株の2株を用いた。対照として、スクロースを用いて同様に操作した。結果を表24に示す。
<Experiment 19-2: Acid fermentability test by cariogenic bacteria of branched α-glucan>
Using the branched α-glucan obtained by the method of Experiment 19-1, according to the method of Oshima et al. Described in “Infection and Immunity”, Vol. 39, pages 43 to 49 (1983). Then, an acid fermentation test using cariogenic bacteria was performed. Two strains, Streptococcus sobrinus 6715 and Streptococcus mutans OMZ-176, were used as cariogenic bacteria. As a control, the same operation was performed using sucrose. The results are shown in Table 24.

表24の結果から明らかなように、酸発酵を受けるスクロースの場合はpH約4にまで低下するのに対して、当該分岐α−グルカンは、ストレプトコッカス・ソブリナス及びストレプトコッカス・ミュータンスによる酸発酵をほとんど受けず、pHは約6を維持しており、歯のエナメル質が脱灰する臨界pHである5.5より高いpHであった。当該分岐α−グルカンは、う蝕原性が極めて低いことが確認された。   As is apparent from the results in Table 24, in the case of sucrose subjected to acid fermentation, the pH is lowered to about 4, whereas the branched α-glucan hardly causes acid fermentation by Streptococcus sobrinus and Streptococcus mutans. The pH was maintained at about 6, and was higher than 5.5, which is the critical pH at which tooth enamel is decalcified. The branched α-glucan was confirmed to have extremely low cariogenicity.

<実験19−3:分岐α−グルカンの消化性試験>
実験19−1の方法で得た分岐α−グルカンを用いて、日本栄養食糧学会誌、第43巻、第23乃至29頁(1990)に記載の岡田らの方法に準じて、試験管内において唾液アミラーゼ、人工胃液、膵液アミラーゼ及び小腸粘膜酵素による分岐α−グルカンの消化性を調べた。対照として、市販の難消化性デキストリン(商品名『パインファイバー』、松谷化学工業株式会社製造)を用いた。結果を表25に示す。
<Experiment 19-3: Digestibility test of branched α-glucan>
Using the branched α-glucan obtained by the method of Experiment 19-1, saliva was obtained in a test tube in accordance with the method of Okada et al. The digestibility of branched α-glucan by amylase, artificial gastric juice, pancreatic juice amylase and small intestinal mucosal enzyme was examined. As a control, commercially available indigestible dextrin (trade name “Pine Fiber”, manufactured by Matsutani Chemical Co., Ltd.) was used. The results are shown in Table 25.

表25の結果から明らかなように、当該分岐α−グルカンは、唾液アミラーゼ、人工胃液によっては全く消化されず、膵液アミラーゼでごく僅か分解された。また、対照の難消化性デキストリンの小腸粘膜酵素による分解率が41.1%であるのに対して、分岐α−グルカンの分解率は16.4%と低く、当該分岐α−グルカンは市販の難消化性デキストリンよりもさらに消化され難いことが判明した。   As is apparent from the results in Table 25, the branched α-glucan was not digested at all by salivary amylase and artificial gastric juice, but was slightly degraded by pancreatic juice amylase. The degradation rate of the indigestible dextrin of the control by the small intestinal mucosal enzyme is 41.1%, whereas the degradation rate of the branched α-glucan is as low as 16.4%, and the branched α-glucan is commercially available. It was found that it was less digestible than indigestible dextrin.

<実験19−4:分岐α−グルカンの摂取が血糖値及びインスリン量に与える影響>
実験19−1の方法で得た分岐α−グルカンを用いて、血糖値の上昇及びインスリンの上昇を調べた。7週齢のウィスター系雄ラット各群5匹を用いて、1日絶食後、胃ゾンデにて分岐α−グルカンの水溶液を経口投与した。投与量はラット体重1kg当り固形物として1.5gとした。血液を、経口投与直前、経口投与15分後、30分後、60分後、120分後に尾静脈から採血した。それぞれの血液を、ヘパリン処理済採血管に採取し、遠心分離(2,000rpm、10分間)して、血漿を得た。血糖値はグルコース・オキシダーゼ法で測定し、インスリン量はラットインスリン測定キット(株式会社森永生科学研究所製造)を用いて測定した。対照1としてグルコースを、また、対照2として市販の難消化性デキストリン(商品名『パインファイバー』、松谷化学工業株式会社製造)を用いた。それぞれの試験系における血糖値及びインスリン量の結果をそれぞれ表26及び表27に示す。
<Experiment 19-4: Effect of intake of branched α-glucan on blood glucose level and insulin amount>
Using the branched α-glucan obtained by the method of Experiment 19-1, an increase in blood glucose level and an increase in insulin were examined. A group of five 7-week-old male male Wistar rats was fasted for 1 day, and an aqueous solution of branched α-glucan was orally administered using a stomach tube. The dose was 1.5 g as a solid per kg body weight of the rat. Blood was collected from the tail vein immediately before oral administration, 15 minutes, 30 minutes, 60 minutes, and 120 minutes after oral administration. Each blood was collected in a heparinized blood collection tube and centrifuged (2,000 rpm, 10 minutes) to obtain plasma. The blood glucose level was measured by a glucose oxidase method, and the amount of insulin was measured using a rat insulin measurement kit (manufactured by Morinaga Bioscience Research Institute). Glucose was used as control 1, and commercially available indigestible dextrin (trade name “Pine Fiber” manufactured by Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.) was used as control 2. The results of blood glucose level and insulin amount in each test system are shown in Table 26 and Table 27, respectively.

表26及び表27の結果から明らかなように、当該分岐α−グルカンは、市販の難消化性デキストリンと同様に、血糖値の上昇及びインスリン量の上昇が、グルコースに比べ低いことが判明した。   As is clear from the results in Table 26 and Table 27, it was found that the branched α-glucan had lower blood glucose level and higher insulin level than glucose, as with commercially available indigestible dextrin.

<実験19−5:急性毒性試験>
マウスを使用して、実験19−1の方法で得た分岐α−グルカンを経口投与して急性毒性試験を行った。その結果、当該分岐α−グルカンは無毒性であり、投与可能な最大量においても死亡例は認められず、そのLD50値は、5g/kg−マウス体重以上であった。
<Experiment 19-5: Acute toxicity test>
Using mice, the branched α-glucan obtained by the method of Experiment 19-1 was orally administered to conduct an acute toxicity test. As a result, the branch α- glucan is non-toxic, death even in the maximum amount that can be administered is not observed, its LD 50 value was 5 g / kg-mouse weight or higher.

<実験20:分岐α−グルカンの血糖上昇抑制作用>
実験19−4において、分岐α−グルカンの摂取により、血糖値及びインスリン量の上昇が、グルコースに比べて低いことが判明したので、後述する実施例5の方法で得た分岐α−グルカンを用いて、分岐α−グルカンの摂取が血糖上昇に与える影響をさらに詳細に検討した。
<Experiment 20: Blood sugar elevation inhibitory action of branched α-glucan>
In Experiment 19-4, it was found that the increase in the blood glucose level and the amount of insulin was lower than that of glucose due to the intake of branched α-glucan. Thus, the effect of intake of branched α-glucan on the increase in blood glucose was examined in more detail.

<実験20−1:分岐α−グルカンの摂取が澱粉部分分解物摂取時の血糖値及びインスリン量に与える影響>
分岐α−グルカンが、澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#1』、松谷化学工業株式会社販売)摂取後の血糖上昇に与える影響を検討した。ラット飼育用飼料(株式会社林原生物化学研究所調製、「AIN−93G」;ジャーナル・オブ・ニュートリッション(Journal of Nutrition)、第123巻、第1939−1951頁(1993)参照、以下「精製飼料」という。後述の表33に示す配合組成を参照)で、1週間予備飼育した7週齢のウィスター系雄性ラット(日本チャールスリバー株式会社販売)3群各群5匹を用いて、1日絶食後、胃ゾンデにて、澱粉部分分解物(固形物として1.5g/kg・体重)と分岐α−グルカンとを溶解した水溶液を経口投与した。分岐α−グルカンの投与量はラット体重1kg当り固形物として、0.15g、0.30g又は0.75gとした。ラットの血液を、経口投与直前、経口投与15分後、30分後、60分後、120分後、180分後、240分後に尾静脈から採血した。それぞれの血液を、ヘパリン処理済採血管に採取し、遠心分離(2,000rpm、10分間)して、血漿を得た。血糖値とインスリン量とを実験19−4と同じ方法で測定した。対照1として、1群5匹のラットに澱粉部分分解物のみを固形物として1.5g/kg・体重経口投与した。また、対照2として、分岐α−グルカンに換えて、市販の難消化性デキストリン(商品名『ファイバーソル2』、松谷化学工業株式会社製造)を、澱粉部分分解物と同時に、2群各群5匹のラットに、体重1kg当り固形物として0.15g又は0.75gの何れかを経口投与した。それぞれの試験系における血糖値の変化、血糖値のAUC値(血中濃度−時間曲線下面積)、インスリン量及びインスリン量のAUC値の測定結果をそれぞれ表28、表29、表30及び表31に示す。
<Experiment 20-1: Effect of ingestion of branched α-glucan on blood sugar level and insulin amount when ingesting partially decomposed starch>
The effect of branched α-glucan on the increase in blood glucose after ingestion of a partially decomposed starch (trade name “Paindex # 1”, sold by Matsutani Chemical Co., Ltd.) was examined. Feed for rearing rats (prepared by Hayashibara Biochemical Laboratories, Inc., “AIN-93G”; Journal of Nutrition, Vol. 123, pages 1939-951 (1993), hereinafter “Purification” It is referred to as “feed” (see the composition shown in Table 33 below), and a 7-week-old Wistar male rat (sold by Nihon Charles River Co., Ltd.), 3 weeks, preliminarily raised for 1 week, is used for 5 days in each group. After fasting, an aqueous solution in which a starch partial decomposition product (1.5 g / kg / body weight as a solid) and a branched α-glucan were dissolved was orally administered through a stomach tube. The dosage of branched α-glucan was 0.15 g, 0.30 g, or 0.75 g as a solid per kg body weight of the rat. Rat blood was collected from the tail vein immediately before oral administration, 15 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 120 minutes, 180 minutes, and 240 minutes after oral administration. Each blood was collected in a heparinized blood collection tube and centrifuged (2,000 rpm, 10 minutes) to obtain plasma. The blood glucose level and the amount of insulin were measured by the same method as in Experiment 19-4. As a control 1, 1.5 g / kg / body weight was orally administered as a solid only to a partially degraded starch to 5 rats per group. In addition, as control 2, instead of branched α-glucan, commercially available indigestible dextrin (trade name “Fibersol 2”, manufactured by Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.) was used together with partially decomposed products of starch, group 2 and group 5 each. One rat was orally administered either 0.15 g or 0.75 g as a solid per kg body weight. Table 28, Table 29, Table 30, and Table 31 show the blood glucose level change, blood glucose AUC value (area under the blood concentration-time curve), insulin amount, and AUC value of insulin amount in each test system, respectively. Shown in

表28乃至表31の結果から明らかなように、当該分岐α−グルカンは、市販の難消化性デキストリン(対照2)と同様に、用量依存的に、糖質(澱粉部分分解物)負荷時の、血糖値、血糖値のAUC値、インスリン量及びインスリン量のAUC値の上昇を、澱粉部分分解物を単独で摂取させた場合(対照1)に比べ抑制することが判明した。また、これらの上昇抑制効果の程度を比較すると、測定した何れの指標においても、当該分岐α−グルカンの方が市販の難消化性デキストリンよりも強い抑制効果を示した。   As is clear from the results of Tables 28 to 31, the branched α-glucan is dose-dependently subjected to carbohydrate (starch degradation product) in a dose-dependent manner, similar to the commercially available indigestible dextrin (Control 2). It was found that blood glucose level, AUC level of blood glucose level, insulin level, and increase in AUC level of insulin level were suppressed as compared with the case where the partial starch degradation product was ingested alone (control 1). Moreover, when comparing the degree of the inhibitory effect, the branched α-glucan showed a stronger inhibitory effect than the commercially available indigestible dextrin in any of the measured indices.

<実験20−2:澱粉部分分解物摂取時の血糖値及びインスリン量への分岐α−グルカンの分子量の影響>
実験20−1において、分岐α−グルカンが、糖質(澱粉部分分解物)負荷時の血糖値、血糖値のAUC値、インスリン量及びインスリン量のAUCの上昇を何れも抑制することが判明したので、この分岐α−グルカンの分子量の違いが、糖質負荷時の血糖値及びインスリン量の上昇抑制作用に及ぼす影響を検討した。すなわち、原料澱粉部分分解物、α−グルコシル転移酵素、アミラーゼの使用量等を調整して、表32に示す重量平均分子量の分岐α−グルカンを調製した。実験20−1と同様に、精製飼料で1週間予備飼育した7週齢のウィスター系雄性ラット(日本チャールスリバー株式会社販売)9群各群5匹を用いて、1日絶食後、8群各群5匹のラットには、胃ゾンデにて、澱粉部分分解物(固形物として1.5g/kg・体重)又は表32に示す分岐α−グルカンの何れかを溶解した水溶液を経口投与した。分岐α−グルカンの投与量はラット体重1kg当り固形物として0.75gとした。残りの1群5匹のラットには、澱粉部分分解物のみをラット体重1kg当り固形物として1.5g経口投与し、対照群とした。これらのラットの血液を、経口投与直前及び投与30分後に尾静脈から採血した。それぞれの血液をヘパリン処理済採血管に採取し、遠心分離(2,000rpm、10分間)して血漿を得た。各群における血糖値及びインスリン量の測定結果を表32に併せて示す。なお、投与後の採血時間は、澱粉部分分解物のみを投与した場合に、血糖値及び血中インスリン量がピークとなる投与30分後とした。
<Experiment 20-2: Influence of molecular weight of branched α-glucan on blood glucose level and insulin amount when ingesting partially decomposed starch>
In Experiment 20-1, it was found that the branched α-glucan suppresses the increase in blood sugar level, sugar level AUC value, insulin level, and insulin level AUC at the time of carbohydrate (partially decomposed starch) load. Therefore, the influence of the difference in the molecular weight of the branched α-glucan on the blood glucose level and the insulin level increase inhibitory action when the carbohydrate was loaded was examined. That is, a branched α-glucan having a weight average molecular weight shown in Table 32 was prepared by adjusting the amounts of raw material starch partial decomposition products, α-glucosyltransferase, and amylase. As in Experiment 20-1, 7 7-week-old male male Wistar rats (sold by Nippon Charles River Co., Ltd.) pre-bred for 1 week with purified feed were used for each group of 8 groups after 5 days of fasting. A group of 5 rats were orally administered with an aqueous solution in which either a partially decomposed starch (1.5 g / kg / body weight as a solid) or a branched α-glucan shown in Table 32 was dissolved in a stomach tube. The dosage of branched α-glucan was 0.75 g as a solid per kg body weight of the rat. The remaining 5 rats in 1 group were orally administered with 1.5 g of a starch partial degradation product as a solid per 1 kg of rat body weight, and used as a control group. Blood from these rats was collected from the tail vein immediately before oral administration and 30 minutes after administration. Each blood was collected in a heparinized blood collection tube and centrifuged (2,000 rpm, 10 minutes) to obtain plasma. The measurement results of blood glucose level and insulin amount in each group are also shown in Table 32. The blood collection time after administration was 30 minutes after administration when blood sugar level and blood insulin amount peaked when only the partial starch degradation product was administered.

表32の結果から明らかなように、重量平均分子量が1,168乃至200,000の範囲にある分岐α−グルカンは、何れも澱粉部分分解物を経口投与した後の血糖値及びインスリン量の上昇を抑制した。また、この血糖値及びインスリン量の上昇抑制効果の強さの程度で比較すると、分岐α−グルカンの分子量が1,168乃至60,000(水溶性食物繊維含量が58.1乃至80.4質量%)の場合に抑制効果が顕著となり、2,670乃至44,151(水溶性食物繊維含量が64.2乃至80.4質量%)の場合に特に強い抑制効果が認められた。   As is apparent from the results in Table 32, the branched α-glucan having a weight average molecular weight in the range of 1,168 to 200,000 is increased in blood glucose level and insulin amount after oral administration of a partially degraded starch. Was suppressed. Further, when compared with the degree of the blood glucose level and the strength of the increase in insulin, the molecular weight of the branched α-glucan is 1,168 to 60,000 (the water-soluble dietary fiber content is 58.1 to 80.4 mass). %), The inhibitory effect was remarkable, and a particularly strong inhibitory effect was observed in the case of 2,670 to 44,151 (water-soluble dietary fiber content was 64.2 to 80.4% by mass).

<実験20−3:分岐α−グルカンの長期摂取が澱粉部分分解物摂取時の血糖値及びインスリン量に与える影響>
実験20−1において、分岐α−グルカンの摂取により、糖質負荷時の血糖値、血糖値のAUC値、インスリン量及びインスリン量のAUC値の上昇が抑制されることが判明したので、当該分岐α−グルカンを長期摂取後(8週間)に、糖質負荷時の血糖値、血糖値AUC値、インスリン量及びインスリン量のAUC値の上昇抑制作用を検討した。精製飼料で1週間予備飼育した7週齢のウィスター系雄性ラット(日本チャールスリバー株式会社販売)5群各群5匹を使用した。3群各群5匹のラットを、各々表33に示す分岐α−グルカン(固形物換算)を1、2又は5質量%配合した3種類の試験飼料の何れかで8週間飼育した。飼育期間中の餌及び水は自由摂取とした。試験飼料での飼育4週間と8週間で、1日絶食後、胃ゾンデにて、澱粉部分分解物の水溶液を固形物として1.5g/kg・体重となるように経口投与した。ラットの血液を、投与直前、投与15分後、30分後、60分後、120分後、180分後、240分後に尾静脈から採血した。それぞれの血液を、ヘパリン処理済採血管に採取し、遠心分離(2,000rpm、10分間)して血漿を得た。血糖値とインスリン量とを実験19−4と同じ方法で測定した。対照1として、1群5匹のラットを精製飼料のみで飼育した。また、残りの1群5匹のラットは、対照2として、精製飼料のコーンスターチの一部を、市販の難消化性デキストリン(商品名『ファイバーソル2』、松谷化学工業株式会社販売)で置き換えた表33に示す配合組成の飼料で飼育した。飼育4週間と8週間とはほぼ同じ結果となったので、試験飼料で飼育4週間における、それぞれの試験系における血糖値、血糖値のAUC値、インスリン量及びインスリン量のAUC値の測定結果をそれぞれ表34、表35、表36及び表37に示す。
<Experiment 20-3: Effect of long-term intake of branched α-glucan on blood sugar level and insulin amount during partial starch decomposition product intake>
In Experiment 20-1, it was found that the intake of branched α-glucan suppressed the increase in blood glucose level at the time of carbohydrate loading, AUC value of blood glucose level, insulin amount, and AUC value of insulin amount. After long-term intake of α-glucan (8 weeks), the blood glucose level at the time of carbohydrate loading, the blood glucose level AUC value, the insulin amount, and the inhibitory effect on the AUC value of the insulin amount were examined. Seven 7-week-old Wistar male rats (sold by Nippon Charles River Co., Ltd.), 5 groups, 5 per group, preliminarily raised on purified feed for 1 week, were used. Three rats in each of the three groups were reared for 8 weeks in any of three kinds of test feeds containing 1, 2 or 5% by mass of branched α-glucan (converted to solid matter) shown in Table 33. Food and water were freely consumed during the breeding period. After 4 days and 8 weeks of breeding with the test feed, after fasting for one day, an aqueous solution of a partially degraded starch was orally administered as a solid to 1.5 g / kg · body weight with a stomach tube. Rat blood was collected from the tail vein immediately before administration, 15 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 120 minutes, 180 minutes, and 240 minutes after administration. Each blood was collected in a heparinized blood collection tube and centrifuged (2,000 rpm, 10 minutes) to obtain plasma. The blood glucose level and the amount of insulin were measured by the same method as in Experiment 19-4. As a control 1, 5 rats per group were raised with purified feed alone. The remaining 5 rats in 1 group were replaced with a commercially available indigestible dextrin (trade name “Fibersol 2”, sold by Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.) as a control 2 for a portion of the purified corn starch. The animals were reared with feed having the composition shown in Table 33. Since the results were almost the same for 4 weeks and 8 weeks of breeding, the measurement results of blood glucose level, blood glucose level AUC value, insulin level and insulin level AUC level in each test system for 4 weeks in the test feed They are shown in Table 34, Table 35, Table 36 and Table 37, respectively.

表34乃至37の結果から明らかなように当該分岐α−グルカンは、市販の難消化性デキストリン(対照2)と同様に、糖質(澱粉部分分解物)負荷時の、血糖値、血糖値のAUC値、インスリン量及びインスリン量のAUCの上昇を、精製飼料のみで飼育した場合(対照1)に比べ抑制することが判明した。また、これらの数値上昇の抑制は、飼料に配合した分岐α−グルカンの濃度に依存しており、その効果は固形物として、分岐α−グルカンを2質量%配合した場合に顕著となり、5質量%では特に強い抑制が認められた。また、市販の難消化性デキストリンを、固形物として5質量%配合した飼料で飼育したラットにおける、これらの指標の抑制の程度は、固形分として分岐α−グルカンを1質量%配合した飼料と同程度の抑制が認められたことから、当該分岐α−グルカンは、当該難消化性デキストリンよりも、糖質(澱粉部分分解物)負荷時の、血糖値、血糖値のAUC値、インスリン量及びインスリン量のAUCの上昇抑制効果に優れていることが確認された。更に、澱粉部分分解物投与前の血糖値及びインスリン量を比較すると、分岐α−グルカンを固形物として2質量%又は5質量%配合した飼料を摂取させた群では、精製飼料のみ或いは難消化性デキストリンを固形物として5質量%含む飼料を摂取させた群よりも低く、当該当該分岐α−グルカンは、長期摂取により空腹時血糖値及び血中インスリン量を、市販の難消化性デキストリンよりも効果的に抑制する作用を有していることも明らかになった。なお、試験飼料又は対照飼料で飼育4週間及び8週間で、ラットの体重を比較したところ、何れの群間でも、平均体重に差は認められなかったので、本実験で確認された分岐α−グルカンによる血糖値及びインスリン量の上昇抑制作用は、ラットの健康状態には何ら影響を与えないと判断した。   As is apparent from the results in Tables 34 to 37, the branched α-glucan is similar to the commercially available indigestible dextrin (Control 2), and is a blood glucose level and a blood glucose level when loaded with a saccharide (partially degraded starch). It was found that the AUC value, the amount of insulin, and the increase in AUC of the amount of insulin were suppressed as compared with the case of breeding with purified feed alone (control 1). In addition, the suppression of these numerical increases depends on the concentration of the branched α-glucan blended in the feed, and the effect becomes remarkable when 2% by weight of the branched α-glucan is blended as a solid substance. % Showed a particularly strong suppression. In addition, the degree of suppression of these indices in rats fed with a diet containing 5% by mass of a commercially indigestible dextrin as a solid is the same as that of a diet containing 1% by mass of branched α-glucan as a solid content. Since the degree of inhibition was observed, the branched α-glucan was more blood sugar, AUC of blood sugar, insulin amount and insulin when loaded with carbohydrate (starch degradation product) than the indigestible dextrin. It was confirmed that the amount of AUC was excellent in an increase suppressing effect. Furthermore, when comparing the blood glucose level and the amount of insulin before administration of the partially degraded starch, in the group fed with 2% or 5% by weight of branched α-glucan as a solid, the purified feed alone or indigestible The branched α-glucan is lower than the group ingested feed containing 5% by mass of dextrin as a solid substance, and the branched α-glucan is more effective than the commercially resistant indigestible dextrin in fasting blood glucose level and blood insulin level by long-term intake. It also became clear that it has an inhibitory effect. In addition, when the body weights of the rats were compared between the test diet and the control diet for 4 weeks and 8 weeks, no difference in the average body weight was observed between any groups. Therefore, the branched α− confirmed in this experiment It was determined that the effect of suppressing the increase in blood glucose level and insulin level by glucan had no effect on the health of rats.

<実験21:分岐α−グルカンの摂取がヒトの血糖値及びインスリン量に与える影響>
分岐α−グルカンをラットに摂取させると澱粉部分分解物を摂取させた場合に比べて、血糖値及びインスリン量の増加が抑制されることが明らかになったので、分岐α−グルカンの摂取がヒトの血糖値及び血中のインスリン量に与える影響を調べる試験を行った。市販の澱粉部分分解物(松谷化学工業株式会社販売、商品名「パインデックス#1」)及び後述する実施例5の方法に準じて調製した分岐α−グルカンを用いて、ヒトでの血糖値及びインスリンの上昇を調べた。健康なボランティアの男性12名(年齢26乃至54歳、平均41±7歳)を被験者として、試験前日の21時以降、翌日の試験開始時(9時頃)までの間、水以外の飲食物の摂取を禁止した。この被験者に、まず澱粉部分分解物50g(固形物換算)を水に溶解して全量200mlとした試験標品を、摂取開始から2分以内に摂取させた。血液を、経口投与直前、経口投与15分後、30分後、45分後、60分後、90分後、120分後に採血した。次いで、1週間以上の間隔をあけて、同じ被験者に分岐α−グルカン50g(固形物換算)を水に溶解して全量200mlとした試験標品を用いた以外は澱粉部分分解物の場合と同様にして試験し、採血した。それぞれの血液の血糖値及びインスリン量を、民間の臨床検査機関(社団法人岡山市医師会総合メディカルセンター)に委託して測定した。試験標品摂取時の血糖値及びインスリン量の経時的な変化、及び、その数値に基づき計算した、摂取直後乃至摂取120分間血糖値のAUC値(血中濃度−時間曲線下面積:AUC0−2hr(mg・hr/dl))及びインスリン量のAUC0−2hr(μU・hr/dl)値、摂取直後乃至摂取120分間の血糖値のAUC値の増加量及びインスリン量のAUC値の増加量(ΔAUC0−2hr)を、表38にまとめて示す。
<Experiment 21: Effect of branched α-glucan intake on human blood glucose level and insulin level>
It has been clarified that when the branched α-glucan is ingested by the rat, the increase in blood glucose level and insulin amount is suppressed compared to the case where the partial starch degradation product is ingested. The test which investigates the influence which it has on the blood glucose level and the amount of insulin in blood was conducted. By using a commercially available starch partial decomposition product (Matsutani Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Paindex # 1”) and a branched α-glucan prepared according to the method of Example 5 described later, The increase in insulin was examined. Twelve healthy volunteer males (age 26 to 54 years old, average 41 ± 7 years old) as subjects, food and drink other than water from 21:00 on the day before the test until the start of the next day (around 9:00) Was prohibited. First, a test preparation in which 50 g (converted to a solid substance) of a starch partial decomposition product was dissolved in water to make a total amount of 200 ml was ingested within 2 minutes from the start of ingestion. Blood was collected immediately before oral administration, 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, 60 minutes, 90 minutes, and 120 minutes after oral administration. Subsequently, the same test subject was used as in the case of the partially decomposed starch product except that a test sample was prepared by dissolving 50 g of branched α-glucan (in terms of solids) in water and making a total volume of 200 ml with an interval of one week or longer. Tested and collected blood. The blood glucose level and insulin level of each blood were measured by entrusting to a private clinical laboratory (Okayama City Medical Association General Medical Center). Changes in blood glucose level and insulin amount over time when the test sample was ingested, and AUC value (area under the blood concentration-time curve: AUC 0- 2hr (mg · hr / dl)) and AUC 0-2hr (μU · hr / dl) value of insulin amount, increase amount of AUC value of blood glucose level and increase amount of AUC value of insulin amount immediately after intake to 120 minutes (ΔAUC 0-2hr ) is summarized in Table 38.

表38の結果から明らかなように、当該分岐α−グルカンをヒトが摂取した場合には、ラットを用いた実験(実験20)と同様に、血糖値、血糖値のAUC値、インスリン量及びインスリン量のAUC値が、澱粉部分分解物を摂取させた場合に比べ有意に低いことが判明した。   As is apparent from the results of Table 38, when the branched α-glucan is ingested by humans, the blood glucose level, the AUC value of the blood glucose level, the amount of insulin, and insulin, as in the experiment using rats (Experiment 20) It was found that the amount of AUC value was significantly lower than when the starch partial decomposition product was ingested.

<実験22:分岐α−グルカンの生体内脂質低減作用>
実験19−4、実験21において、分岐α−グルカンを摂取することにより、血糖値及び血中のインスリン量の上昇が低くなることが判明したので、当該分岐α−グルカンの摂取が生体内脂質に及ぼす影響についても検討した。
<Experiment 22: In vivo lipid reducing action of branched α-glucan>
In Experiment 19-4 and Experiment 21, it was found that the intake of branched α-glucan decreased the increase in blood glucose level and the amount of insulin in the blood. The effects were also examined.

<実験22−1:分岐α−グルカンの摂取が脂肪吸収に与える影響>
後述する実施例5の方法で調製した分岐α−グルカンを用いて、7週齢のウィスター系雄性ラット(日本チャールスリバー株式会社販売)を、無作為に4群各群15匹に分けて、1週間、表33に示す精製飼料で予備飼育後、2群各15匹は、同表に示す分岐α−グルカンを固形物として5質量%配合した組成の飼料(試験飼料)で、週間または8週間飼育した。残りの2群各15匹は、対照として、精製飼料で同様に4週間または8週間飼育した。分岐α−グルカン配合飼料で飼育した1群15匹を飼育開始4週間で、及び、残り1群15匹を8週間で、各々、エーテル麻酔下で下大静脈より採血後屠殺し、解剖して、内臓蓄積脂肪量、血清脂質、腸粘膜湿質量および盲腸内容物などを調べた。対照のラットも同様に処理した。その結果を表39に示す。なお、ラットの飼育は、試験期間中を通じて、2又は3日おきに体重と摂餌量を測定しながら、実験20−1と同様に餌及び水は飼育期間中を通じて自由摂取とした。また、解剖前は一晩絶食とした。分岐α−グルカン配合飼料飼育4週間及び8週間の体重増加量、摂餌量、飼料利用効率(体重増加量/摂餌量)、解剖時の、体重、臓器等の質量、腸粘膜質量、内臓脂肪質量、盲腸内の内容物の質量、水分、pHを表39に示す。また、血清脂質の測定結果も表39に併せて示す。なお、血清脂質のうち、中性脂肪、総コレステロール及びHDL−コレステロールの測定は、それぞれ市販の中性脂肪トリグリセライド測定用キット(商品名「トリグリセライド E−テスト ワコー」、和光純薬工業株式会社販売)、総コレステロール測定用キット(商品名「コレステロール E−テスト ワコー」、和光純薬工業株式会社販売、)及びHDL−コレステロール測定用キット(商品名「HDL−コレステロール E−テスト ワコー」、和光純薬工業株式会社販売)を使用した。また、総コレステロール値からHDL−コレステロール値を減じてLDL−コレステロール値とした。
<Experiment 22-1: Effect of intake of branched α-glucan on fat absorption>
Using the branched α-glucan prepared by the method of Example 5 described later, 7-week-old Wistar male rats (sold by Nippon Charles River Co., Ltd.) were randomly divided into 15 groups of 4 groups. Weekly, after preliminary breeding with the purified feed shown in Table 33, 15 mice in each of the 2 groups are feeds (test feeds) having a composition containing 5% by mass of the branched α-glucan shown in the same table as solids. Raised. Each of the remaining 2 groups, 15 animals, was raised on purified feed as a control in the same manner for 4 or 8 weeks. One group of 15 animals fed with a branched α-glucan mixed feed was cultivated for 4 weeks, and the remaining 1 group of 15 animals was collected for 8 weeks under ether anesthesia after blood collection from the inferior vena cava and sacrificed and dissected. Visceral accumulated fat mass, serum lipids, intestinal mucosal wet mass, caecal contents, etc. were examined. Control rats were treated similarly. The results are shown in Table 39. Rats were kept free of food and water throughout the breeding period as in Experiment 20-1, while measuring body weight and food intake every 2 or 3 days throughout the test period. In addition, overnight fasting was performed before dissection. Weight gain, food intake, feed utilization efficiency (weight gain / food intake) for 4 weeks and 8 weeks of feed fed with branched α-glucan, weight at the time of dissection, organ mass, intestinal mucosa mass, viscera Table 39 shows the fat mass, the mass of the contents in the cecum, moisture, and pH. Moreover, the measurement results of serum lipids are also shown in Table 39. Among serum lipids, neutral fat, total cholesterol, and HDL-cholesterol are measured by commercially available neutral fat triglyceride measurement kits (trade name “Triglyceride E-Test Wako”, sold by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). , Kit for measuring total cholesterol (trade name “Cholesterol E-Test Wako”, sold by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and kit for measuring HDL-cholesterol (trade name “HDL-cholesterol E-Test Wako”, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Used). Further, the HDL-cholesterol value was subtracted from the total cholesterol value to obtain an LDL-cholesterol value.

表39の結果から明らかなように、分岐α−グルカンを、固形物として5質量%配合した飼料を摂取させると、精製飼料のみで飼育した場合に比して、摂取4週間では、腎臓周囲および睾丸周囲脂肪質量が低値を示し、摂取8週間では、腎臓周囲及び睾丸周囲脂肪のいずれも有意に低値を示し、その低下は、特に睾丸周囲脂肪で顕著であった。また、摂取4週間及び8週間で腸粘膜質量が有意に増加し、その増加は摂取8週間で顕著となった。また、摂取8週間で盲腸内pHが有意に低下した。さらに、血清脂質についてみると、中性脂肪値が摂取8週間で、総コレステロールが摂取4週間及び8週間で、何れも低下傾向を示し、LDL−コレステロールも低下した。これら以外の測定値は、対照と差は認められなかった。なお、具体的なデータは示さないが、盲腸内の有機酸濃度は、対照と差は認められなかった。この結果は、分岐α−グルカンが、生体内脂質の低減作用を有することを物語っている。また、腸粘膜の質量増加が認められることから、分岐α−グルカンによる脂質の過剰蓄積の抑制や実験20乃至21で確認された耐糖性の増強には、この試験で確認されたムチン分泌の増大を伴う小腸粘膜層の肥厚に起因する消化酵素の作用性低下や消化されたグルコースや脂肪の消化・吸収阻害、遅延が、重要な役割を果たしていると推察される。   As is apparent from the results in Table 39, when a diet containing 5% by mass of branched α-glucan as a solid substance was ingested, compared with the case where the diet was fed with purified feed alone, in the intake period of 4 weeks, The testicular fat mass showed a low value, and at 8 weeks of intake, both the perirenal and testicular fat showed a significantly low value, and the decrease was particularly remarkable in the testicular fat. Intestinal mucosa mass increased significantly at 4 weeks and 8 weeks after ingestion, and the increase became significant at 8 weeks after ingestion. In addition, the pH in the cecum significantly decreased after 8 weeks of ingestion. Further, regarding serum lipids, the neutral fat level was 8 weeks after ingestion, the total cholesterol was at 4 weeks and 8 weeks after ingestion, and both showed a tendency to decrease, and LDL-cholesterol also decreased. The measured values other than these were not different from the control. Although specific data is not shown, the organic acid concentration in the cecum was not different from the control. This result indicates that branched α-glucan has an action of reducing in vivo lipids. Moreover, since an increase in the mass of the intestinal mucosa was observed, the suppression of excessive lipid accumulation by branched α-glucan and the enhancement of glucose tolerance confirmed in Experiments 20 to 21 were accompanied by an increase in mucin secretion confirmed in this test. It is presumed that the reduced activity of digestive enzymes due to the thickening of the small intestinal mucosal layer accompanied by the action, inhibition of digestion and absorption of digested glucose and fat, and delay play important roles.

<実験22−2:生体内脂質の過剰蓄積抑制に与える分岐α−グルカンの分子量の影響>
実験22−1において、分岐α−グルカンの摂取により、生体内脂質の過剰蓄積が抑制されることが判明したので、当該分岐α−グルカンの重量平均分子量の違いによる作用を検討した。すなわち、精製飼料に、実験20−2で使用したものと同じ重量平均分子量の異なる8種類の分岐α−グルカンを、それぞれ固形物として5質量%配合した8種類の試験飼料を調製した。ウィスター系ラット雌性7週齢(日本チャールスリバー株式会社販売)45匹を、無作為に9群各群5匹に分けて、1週間、精製飼料で予備飼育した。このラットのうち、8群については、表40に示す重量平均分子量の異なる分岐α−グルカンの何れかを配合した試験飼料(試験飼料1乃至8)で8週間飼育した。残りの1群5匹のラットは、精製飼料でそのまま8週間飼育し、対照群とした。分岐α−グルカンを配合した飼料を摂取して8週間経過したラット及び精製飼料を摂取して8週間経過した対照群のラットを、それぞれエーテル麻酔下で採血後、屠殺して、その腸間膜周囲、腎臓周囲及び睾丸周囲の脂肪質量(湿質量)、並びに、血清中の中性脂肪及び総コレステロールを、実験22−1と同じ方法で測定した。結果を表40に示す。
<Experiment 22-2: Effect of Molecular Weight of Branched α-Glucan on Suppression of Excess Accumulation of Lipids in Living Body>
In Experiment 22-1, since it was found that excessive accumulation of lipids in the living body was suppressed by ingestion of branched α-glucan, the effect of the difference in weight average molecular weight of the branched α-glucan was examined. That is, 8 types of test feeds were prepared by mixing 5% by mass of 8 types of branched α-glucans having different weight average molecular weights as those used in Experiment 20-2 with the purified feed as solids. Forty-five Wistar rats female 7-week-old (available from Nippon Charles River Co., Ltd.) were randomly divided into 9 groups and 5 animals in each group, and preliminarily raised on purified feed for 1 week. Among these rats, group 8 was reared for 8 weeks on test diets (test diets 1 to 8) containing any of the branched α-glucans having different weight average molecular weights shown in Table 40. The remaining 5 rats per group were kept on the purified feed for 8 weeks and used as a control group. Rats that had been ingested for 8 weeks after ingesting a diet containing a branched α-glucan and rats in a control group that had ingested purified diet for 8 weeks were blood-collected under ether anesthesia, and then sacrificed, and their mesentery The fat mass (wet mass) around the periphery, around the kidney, and around the testicles, and neutral fat and total cholesterol in the serum were measured in the same manner as in Experiment 22-1. The results are shown in Table 40.

表40の結果から明らかなように、重量平均分子量が異なる分岐α−グルカンを摂取させた場合、何れの群においても内臓脂肪質量及び血清脂質量が、対照群よりも低値となり、当該分岐α−グルカンが内臓脂肪質量及び血清脂質量の上昇を抑制することが分かった。また、この抑制効果の程度で比較すると、分岐α−グルカンの重量平均分子量が2,670乃至44,151のもので効果が顕著となり、2,670乃至25,618の場合に特に強い効果が認められた。   As is clear from the results of Table 40, when a branched α-glucan having a different weight average molecular weight was ingested, the visceral fat mass and the serum lipid amount were lower in both groups than in the control group, and the branched α -It was found that glucan suppresses increases in visceral fat mass and serum lipid content. Further, when compared with the degree of the suppression effect, the effect is remarkable when the weight-average molecular weight of the branched α-glucan is 2,670 to 44,151, and the particularly strong effect is recognized when it is 2,670 to 25,618. It was.

<実験22−3:分岐α−グルカンの摂取量の違いが内臓蓄積脂肪に与える影響>
7週齢のウィスター系雄性ラット(日本チャールスリバー株式会社販売)を、無作為に5群各群5匹に分けて、1週間、市販の固形飼料で予備飼育後、3群各5匹は、分岐α−グルカンを1、2又は5質量%配合した表33に示す配合の精製飼料(各々、試験飼料1、試験飼料2又は試験飼料3)で4週間飼育した。残りの2群各5匹の内、1群5匹は、市販の難消化性デキストリン(松谷化学販売、商品類「ファイバーソルII」)を5質量%配合した表33に示す精製飼料で4週間飼育した(対照1)。また、残りの1群5匹は、表33に示す精製飼料で4週間飼育した(対照2)。分岐α−グルカンを配合した精製飼料で4週間飼育後、各群のラットを、各々、屠殺し、解剖して、内臓蓄積脂肪量を測定した。対照1及び2のラットも同様に処理した。その結果を表41に示す。なお、ラットの飼育は、試験期間中を通じて、2又は3日おきに体重と摂餌量を測定しながら、実験22−1と同様に餌及び水は飼育期間中を通じて自由摂取とした。なお、解剖前のラットは一晩絶食とした。また、分岐α−グルカン或いは難消化性デキストリンを配合した精製飼料で4週間飼育したときの、飼育期間中の餌の総摂取量に分岐α−グルカン又は難消化性デキストリンの配合割合(%)を乗じ、100で除して、当該飼料で飼育した期間中の分岐α−グルカン又は難消化性デキストリンの総摂取量を計算し、さらに、飼育期間(28日)で、除して、1日当たりの分岐α−グルカン又は難消化性デキストリンの摂取量を計算して、表41に併せて示す。
<Experiment 22-3: Effect of difference in intake of branched α-glucan on visceral accumulated fat>
Seven-week-old Wistar male rats (sold by Nippon Charles River Co., Ltd.) were randomly divided into 5 groups of 5 animals each, and after 1 week pre-breeding with commercially available solid feed, 5 animals of 3 groups were They were bred for 4 weeks on purified feed (Table Feed 1, Test Feed 2 or Test Feed 3) having the composition shown in Table 33 containing 1, 2 or 5% by weight of branched α-glucan. Of the remaining 2 groups, 5 animals each, 5 animals per group are 4 weeks with the purified feed shown in Table 33 containing 5% by mass of commercially available indigestible dextrin (Matsutani Chemical Sales, product “Fibersol II”). Reared (Control 1). In addition, the remaining 5 animals per group were bred for 4 weeks on the purified feed shown in Table 33 (Control 2). After raising for 4 weeks on a purified feed containing a branched α-glucan, each group of rats was sacrificed and dissected, and the visceral accumulated fat mass was measured. Control 1 and 2 rats were treated similarly. The results are shown in Table 41. Rats were kept free of food and water throughout the breeding period as in Experiment 22-1, while measuring body weight and food intake every two or three days throughout the test period. The rats before dissection were fasted overnight. In addition, the proportion of branched α-glucan or indigestible dextrin (%) is added to the total intake of the feed during the breeding period when it is raised for 4 weeks in a purified feed containing branched α-glucan or indigestible dextrin. Multiplied by 100 and calculated the total intake of branched α-glucan or indigestible dextrin during the period of breeding with the feed, and further divided by the breeding period (28 days). The intake amount of branched α-glucan or indigestible dextrin is calculated and shown together in Table 41.

表41の結果から明らかなように、分岐α−グルカンを、固形物として1質量%配合した精製飼料(試験飼料1)を4週間摂取させると、精製飼料のみで飼育した場合(対照2)に比して、睾丸周囲の内臓脂肪質量が低値を示し、2又は5質量%配合した精製飼料(試験飼料2又は試験飼料3)を4週間摂取させると、腎臓周囲および睾丸周囲脂肪質量が低値を示し、睾丸周囲脂肪質量は有意に低値を示した。腸間膜周囲脂肪質量は、分岐α−グルカンを、固形物として1又は2質量%配合した精製飼料(試験飼料1又は試験飼料2)で飼育した場合には、精製飼料のみで飼育した場合(対照2)に比して増加し、5質量%配合した精製飼料(試験飼料3)で飼育した場合には、精製飼料で飼育した場合(対照2)と差は認められなかった。また、5質量%市販難消化性デキストリンを配合した精製飼料を4週間摂取させた場合(対照1)には、精製飼料のみで飼育した場合(対照2)に比して、腸間膜周囲脂肪質量に差は認められず、腎臓周囲および睾丸周囲脂肪質量が低値を示したものの、個体間の脂肪質量の変動幅が大きく、有意な差は認められなかった。分岐α−グルカンと市販難消化性デキストリンとを摂取させた場合の、内臓脂肪蓄積に対する抑制効果の強さを比較すると、分岐α−グルカンの方が強く、その効果は、睾丸周囲脂肪について顕著であった。この結果は、当該分岐α−グルカンが、内臓脂肪、とりわけ、睾丸周囲脂肪の蓄積抑制作用を有することを物語っている。なお、具体的なデータは示さないが、各群間で、体重の増加量、摂餌量に有意の差は認められなかった。   As is clear from the results in Table 41, when a purified feed (test feed 1) containing 1% by mass of a branched α-glucan as a solid was ingested for 4 weeks, when it was raised with only the purified feed (control 2) In comparison, the visceral fat mass around the testicles was low, and when the purified feed (test feed 2 or test feed 3) containing 2 or 5% by mass was ingested for 4 weeks, the fat mass around the kidneys and testicles was low. Value, and testicular fat mass was significantly lower. The mass around the mesentery fat is the case where the branched α-glucan is bred with a refined feed (test feed 1 or test feed 2) containing 1 or 2% by mass as a solid, when bred only with the purified feed ( When compared with the control 2), the difference was not observed between the case of breeding with the refined feed (test feed 3) containing 5% by mass and the case of breeding with the purified feed (control 2). In addition, when the purified feed containing 5% by mass of commercially indigestible dextrin was ingested for 4 weeks (control 1), the fat around the mesentery was compared with the case of raising only the purified feed (control 2). There was no difference in mass, and although the fat mass around the kidneys and testicles was low, the range of fat mass variation between individuals was large, and no significant difference was observed. Comparing the strength of the inhibitory effect on visceral fat accumulation when the branched α-glucan and the commercially indigestible dextrin are ingested, the branched α-glucan is stronger, and the effect is remarkable for the testicular periphery fat. there were. This result indicates that the branched α-glucan has an action of suppressing the accumulation of visceral fat, particularly, testicular fat. In addition, although specific data are not shown, there was no significant difference in body weight gain or food intake between groups.

<実験22−4:分岐α−グルカンの摂取形態の違いが内臓蓄積脂肪に与える影響>
7週齢のウィスター系雄性ラット(日本チャールスリバー株式会社販売)を、無作為に5群各11匹に分けて、1週間、市販の固形飼料で飼育後、3群各11匹は、後述する実施例5の方法で調製した分岐α−グルカンを、0.5、1又は2質量%含む脱イオン水(各々、試験飲水1、試験飲水2又は試験飲水3)を飲水として与えながら、市販のラット用固形飼料で4週間飼育した。残りの2群各11匹の内、1群11匹は、市販の難消化性デキストリン(松谷化学販売、商品類「ファイバーソルII」)を2質量%含む脱イオン水を飲水として与えながら、市販のラット用固形飼料で4週間飼育した(対照1)。また、残りの1群11匹は、脱イオン水を飲水として与えながら、市販のラット用固形飼料で同様に4週間飼育した(対照2)。分岐α−グルカンを含む飲水で4週間飼育後の各群のラットを、屠殺し、解剖して、内臓蓄積脂肪質量を測定した。対照1及び2のラットも同様に処理した。その結果を表42に示す。なお、ラットの飼育は、試験期間中を通じて、2又は3日おきに体重、摂餌量と飲水の摂取量を測定しながら、実験22−1と同様に餌及び水は飼育期間中を通じて自由摂取とした。また、分岐α−グルカン或いは難消化性デキストリンを含む飲水で4週間飼育したときの、飼育期間中の飲水の総摂取量に分岐α−グルカン又は難消化性デキストリンの含有割合(%)を乗じ、100で除して、当該飲水で飼育した期間中の分岐α−グルカン又は難消化性デキストリンの総摂取量を計算し、さらに、飼育期間(28日)で、除して、1日当たりの分岐α−グルカン又は難消化性デキストリンの摂取量を計算して、表42に併せて示す。
<Experiment 22-4: Effect of difference in intake form of branched α-glucan on visceral accumulated fat>
Seven-week-old Wistar male rats (marketed by Nippon Charles River Co., Ltd.) were randomly divided into 11 groups of 5 groups, and were raised on a commercially available solid feed for 1 week. While giving deionized water (test drinking water 1, test drinking water 2 or test drinking water 3) containing 0.5, 1 or 2% by mass of the branched α-glucan prepared by the method of Example 5 as drinking water, The rats were bred for 4 weeks on rat chow. Of the remaining 2 groups of 11 animals, 1 group of 11 animals was marketed while giving deionized water containing 2% by mass of commercially available indigestible dextrin (Matsutani Chemical Sales, product “Fibersol II”) as drinking water. Of rats were fed for 4 weeks (control 1). The remaining 11 animals per group were similarly raised for 4 weeks on a commercial rat chow while giving deionized water as drinking water (Control 2). Each group of rats after 4 weeks of feeding with water containing branched α-glucan was sacrificed and dissected to measure visceral accumulated fat mass. Control 1 and 2 rats were treated similarly. The results are shown in Table 42. Rats are fed freely throughout the test period, while the body weight, food intake, and drinking water intake are measured every 2 or 3 days. It was. Moreover, when it was raised for 4 weeks in drinking water containing branched α-glucan or indigestible dextrin, the content of branched α-glucan or indigestible dextrin (%) was multiplied by the total intake of drinking water during the breeding period, Divide by 100, calculate the total intake of branched α-glucan or indigestible dextrin during the period of breeding with the drinking water, and further divided by the breeding period (28 days). -The intake of glucan or indigestible dextrin is calculated and shown together in Table 42.

表42の結果から明らかなように、分岐α−グルカンを、固形物として0.5、1又は2質量%含む飲水(試験飲水1、試験飲水2又は試験飲水3)を与えて4週間飼育すると、脱イオン水のみで飼育した場合(対照2)に比して、腸間膜周囲、腎臓周囲および睾丸周囲脂肪質量が何れも有意に低値を示した。また市販難消化性デキストリンを5質量%含む飲水を与えて4週間飼育した場合(対照1)にも、腸間膜周囲、腎臓周囲および睾丸周囲脂肪質量が何れも有意に低値を示した。分岐α−グルカンと市販難消化性デキストリンとを飲水摂取させた場合の、内臓脂肪蓄積に対する抑制効果の強さを比較すると、分岐α−グルカンの方が強く、その効果の差は、腸間膜周囲、腎臓周囲および睾丸周囲脂肪の何れの部位について顕著であった。また、飼育条件は違うものの、分岐α−グルカンを混餌摂取させた場合(実験22−3)と飲水に溶解して摂取させた場合との内臓脂肪質量を比較すると、例えば、2質量%分岐α−グルカン配合精製飼料(試験飼料2)と0.5質量%含有飲水(試験飲水1)で4週間飼育した場合には、1日あたりの分岐α−グルカン摂取量は、各々0.71g及び0.34gと、0.5質量%分岐α−グルカン含有飲水で飼育した場合の方が、分岐α−グルカンの1日あたり摂取量は少ないにも拘わらず、腸間膜周囲、腎臓周囲および睾丸周囲脂肪の何れの部位について、飲水摂取の方が脂肪質量の増加の抑制が顕著であった。具体的には、2質量%分岐α−グルカン配合精製飼料(試験飼料2)で飼育した場合には睾丸周囲脂肪質量のみが対照2と有意の差が認められただけで、腸間膜周囲脂肪質量は対照2に比して増加したのに対して、0.5質量%含有飲水(試験飲水1)で飼育した場合には、腸間膜周囲、腎臓周囲および睾丸周囲の脂肪質量が何れも有意に低値を示した。この結果は、当該分岐α−グルカンが、優れた内臓脂肪の蓄積抑制作用を有することを物語っている。また、当該分岐α−グルカンは、混餌摂取よりも飲水に溶解して摂取する方が、摂取量が同じ場合、内臓脂肪蓄積抑制効果に優れていることを物語っている。なお、具体的なデータは示さないが、各群間で、体重の増加量、摂餌量及び飲水の摂取量に有意の差は認められなかった。   As is clear from the results of Table 42, when drinking water containing 0.5%, 1 or 2% by mass of branched α-glucan as a solid (test drinking water 1, test drinking water 2 or testing drinking water 3) and fed for 4 weeks, As compared with the case of breeding with only deionized water (control 2), the fat masses around the mesentery, around the kidney, and around the testicle were all significantly lower. In addition, even when fed with drinking water containing 5% by mass of commercially available indigestible dextrin and raised for 4 weeks (Control 1), the fat masses around the mesentery, around the kidney and around the testicle all showed significantly low values. Comparing the strength of the inhibitory effect on visceral fat accumulation when the branched α-glucan and the commercially indigestible dextrin were ingested with water, the branched α-glucan was stronger and the difference in the effect was It was prominent for any of the surrounding, peri-renal, and testicular fat. In addition, although the breeding conditions are different, when the visceral fat mass is compared between the case where the branched α-glucan is ingested with food (Experiment 22-3) and the case where the ingested water is dissolved in drinking water, for example, 2% by mass of branched α -When the glucan-containing purified feed (test feed 2) and 0.5% by weight of drinking water (test drinking water 1) were raised for 4 weeks, the branched α-glucan intake per day was 0.71 g and 0, respectively. .34 g and 0.5% by mass of branched α-glucan-containing drinking water, although the amount of daily intake of branched α-glucan is small, the mesentery, the kidney, and the testicles For any part of the fat, the suppression of the increase in fat mass was more pronounced when drinking water. Specifically, when the 2% by weight branched α-glucan-mixed purified feed (test feed 2) was bred, only the pericardial fat mass was significantly different from that of control 2, and the mesenteric fat was The mass increased compared to Control 2, whereas when bred with drinking water containing 0.5% by mass (test drinking water 1), the fat masses around the mesentery, around the kidney, and around the testicle were all The value was significantly low. This result indicates that the branched α-glucan has an excellent action of suppressing the accumulation of visceral fat. In addition, the branched α-glucan is more excellent in visceral fat accumulation-inhibiting effect when the amount of intake is the same when dissolved in drinking water than when mixed with food. In addition, although specific data are not shown, there was no significant difference in body weight gain, food intake, or water intake between the groups.

以上の実験の結果から、当該分岐α−グルカンは、炭水化物や脂質摂取後の血中インスリン上昇抑制剤、内臓脂肪蓄積抑制剤及び脂質代謝改善剤として利用できることが判明した。さらに、実験22の結果から、分岐α−グルカンは、固状の形態で摂取するよりも、溶液の形態で摂取する方が、摂取量が同じ場合には、その生理機能を効果的に発揮でき、また、その生理作用は市販の難消化性デキストリンよりも強いことも判明した。   From the results of the above experiments, it was found that the branched α-glucan can be used as a blood insulin increase inhibitor, a visceral fat accumulation inhibitor and a lipid metabolism improver after intake of carbohydrates and lipids. Furthermore, from the results of Experiment 22, branched α-glucan can effectively exert its physiological function when ingested in the form of a solution rather than ingested in a solid form when the intake is the same. It was also found that its physiological action is stronger than that of commercially available indigestible dextrin.

以下、本発明で使用するα−グルコシル転移酵素の製造例を実施例1及び2に、本発明の脂質代謝改善剤の有効成分である分岐α−グルカンの製造例を実施例3乃至6に示す。また、本発明の脂質代謝改善剤の有効成分である分岐α−グルカンの物理化学的性質を実施例7に例示する。本発明の脂質代謝改善剤である分岐α−グルカンを含有せしめた脂質代謝改善剤を実施例8乃至15に示す。   Examples of production of α-glucosyltransferase used in the present invention are shown in Examples 1 and 2, and examples of production of branched α-glucan which is an active ingredient of the lipid metabolism improving agent of the present invention are shown in Examples 3 to 6. . Further, Example 7 illustrates the physicochemical properties of branched α-glucan which is an active ingredient of the lipid metabolism improving agent of the present invention. Examples 8 to 15 show lipid metabolism improving agents containing a branched α-glucan that is the lipid metabolism improving agent of the present invention.

バチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)を実験5の方法に準じて、ファーメンターで約24時間培養した。培養後、遠心分離して培養液上清を回収し、80%飽和となるように硫安を添加して4℃、24時間放置することにより塩析した。塩析物を遠心分離して回収し、これに20mM酢酸緩衝液(pH6.0)に溶解後、同緩衝液に対して透析し、膜濃縮して濃縮粗酵素液を調製した。本濃縮粗酵素液のα−グルコシル転移酵素活性は200単位/mlであった。また、本濃縮酵素液には約25単位/mlのアミラーゼ活性も認められた。本品は、澱粉質の基質を用いた本発明で使用するα−グルカンの製造に有利に利用できる。   According to the method of Experiment 5, Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771) was cultured with a fermenter for about 24 hours. After culturing, the culture supernatant was collected by centrifugation, added with ammonium sulfate so as to be 80% saturated, and allowed to stand at 4 ° C. for 24 hours for salting out. The salted-out product was collected by centrifugation, dissolved in 20 mM acetate buffer (pH 6.0), dialyzed against the same buffer, and concentrated to prepare a concentrated crude enzyme solution. The α-glucosyltransferase activity of this concentrated crude enzyme solution was 200 units / ml. In addition, about 25 units / ml amylase activity was also observed in this concentrated enzyme solution. This product can be advantageously used for the production of α-glucan used in the present invention using a starchy substrate.

アルスロバクター・グロビホルミス PP349(FERM BP−10770)を実験8の方法に準じて、ファーメンターで約24時間培養した。培養後、遠心分離して培養液上清を回収し、80%飽和となるように硫安を添加して4℃、24時間放置することにより塩析した。塩析物を遠心分離して回収し、これに20mM酢酸緩衝液(pH6.0)に溶解後、同緩衝液に対して透析し、膜濃縮して濃縮酵素液を調製した。本濃縮酵素液のα−グルコシル転移酵素活性は50単位/mlであった。本品は、澱粉質の基質を用いた本発明で使用する分岐α−グルカンの製造に有利に利用できる。   Arthrobacter globiformis PP349 (FERM BP-10770) was cultured in a fermenter for about 24 hours according to the method of Experiment 8. After culturing, the culture supernatant was collected by centrifugation, added with ammonium sulfate so as to be 80% saturated, and allowed to stand at 4 ° C. for 24 hours for salting out. The salted-out product was collected by centrifugation, dissolved in 20 mM acetate buffer (pH 6.0), dialyzed against the same buffer, and concentrated to prepare a concentrated enzyme solution. The α-glucosyltransferase activity of this concentrated enzyme solution was 50 units / ml. This product can be advantageously used for the production of branched α-glucan used in the present invention using a starchy substrate.

澱粉部分分解物(商品名『パインデックス#100』、松谷化学株式会社販売)を濃度30質量%になるよう水に溶解し、これをpH6.0に調整し、実施例1の方法で得た濃縮粗酵素液を、α−グルコシル転移酵素活性として基質固形物1グラム当たり10単位加え、40℃、48時間作用させた。反応終了後、反応液を95℃に加熱し、10分間保った後、冷却し、濾過して得られる濾液を常法に従って、活性炭で脱色し、H型及びOH型イオン樹脂により脱塩して精製し、更に濃縮して濃度50質量%の分岐α−グルカン溶液を得た。本分岐α−グルカンは、メチル化分析における2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物との比が1対1.3を示し、2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物の合計は部分メチル化物の70.3%を占めていた。また、2,4,6−トリメチル化物及び2,4−ジメチル化物は、それぞれ部分メチル化物の3.0%及び4.8%であった。また、本分岐α−グルカンは、重量平均分子量6,220ダルトンであり、重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)は2.2であった。さらに、本分岐α−グルカンは、イソマルトデキストラナーゼ消化により、消化物の固形物当たりイソマルトースを35.1質量%生成し、酵素−HPLC法により求めた水溶性食物繊維含量は75.8質量%であった。本品は、脂質代謝改善剤として、そのままで、部分精製して、分画して、さらには、これらを配合した組成物の形態で利用できる。また本品は、そのままで、部分精製して、分画して、さらには、これらを配合した組成物の形態で血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。   A starch partial decomposition product (trade name “Paindex # 100”, sold by Matsutani Chemical Co., Ltd.) was dissolved in water to a concentration of 30% by mass, adjusted to pH 6.0, and obtained by the method of Example 1. The concentrated crude enzyme solution was added as an α-glucosyltransferase activity at 10 units per gram of substrate solid, and allowed to act at 40 ° C. for 48 hours. After completion of the reaction, the reaction solution is heated to 95 ° C., kept for 10 minutes, then cooled, and the filtrate obtained by filtration is decolorized with activated carbon and desalted with H-type and OH-type ion resins according to a conventional method. Purified and further concentrated to obtain a branched α-glucan solution having a concentration of 50% by mass. This branched α-glucan has a ratio of 2,3,6-trimethylated to 2,3,4-trimethylated in methylation analysis of 1 to 1.3, and 2,3,6-trimethylated and 2 , 3,4-trimethylated product accounted for 70.3% of the partially methylated product. Further, 2,4,6-trimethylated product and 2,4-dimethylated product were 3.0% and 4.8% of partially methylated product, respectively. The branched α-glucan had a weight average molecular weight of 6,220 daltons and a value (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight by the number average molecular weight was 2.2. Further, this branched α-glucan produced 35.1% by mass of isomaltose per solid of digested product by digestion with isomalt dextranase, and the water-soluble dietary fiber content determined by the enzyme-HPLC method was 75.8. It was mass%. This product can be used as a lipid metabolism improving agent as it is, partially purified, fractionated, and further in the form of a composition containing these. In addition, this product is used as it is, partially purified, fractionated, and further in the form of a composition containing these, an inhibitor or preventive agent for blood insulin and neutral fat, and a visceral fat accumulation inhibitor. It can also be used as an agent or preventive agent.

30%タピオカ澱粉乳に最終濃度0.1質量%となるように炭酸カルシウムを加えた後、pH6.5に調整し、これにα−アミラーゼ(ノボ社製造、商品名ターマミール60L)を澱粉グラム当たり0.2質量%になるように加え、95℃で15分間反応させた。その反応液を、オートクレーブ(120℃)を10分間行った後、40℃に冷却し、これに実施例2の方法で調製したα−グルコシル転移酵素の濃縮粗酵素液を、α−グルコシル転移酵素活性として基質固形物1グラム当たり10単位加え、さらに、バチルス・ステアロサーモフィラス由来のCGTase(株式会社林原生物化学研究所製)を固形物1グラム当たり1単位加え、40℃、pH6.0で72時間作用させた。その反応液を95℃で10分間保った後、冷却し、濾過して得られる濾液を常法に従って、活性炭で脱色し、H型及びOH型イオン樹脂により脱塩して精製し、更に濃縮、噴霧乾燥して分岐α−グルカン粉末を得た。本分岐α−グルカンは、メチル化分析において、2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物との比が1:1.6を示し、2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物の合計は部分メチル化物の80.0%を占めていた。また、2,4,6−トリメチル化物及び2,4−ジメチル化物は、それぞれ部分メチル化物の1.4及び1.7%を示した。また、本分岐α−グルカンは、重量平均分子量10,330ダルトンであり、重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)は2.9であった。さらに、本分岐α−グルカンは、イソマルトデキストラナーゼ消化において、消化物の固形物当たりイソマルトースを40.7質量%生成し、酵素−HPLC法により求めた水溶性食物繊維含量は68.6質量%であった。本分岐α−グルカンは、本品は、脂質代謝改善剤として、そのままで、部分精製して、分画して、さらには、これらを配合した組成物の形態で利用できる。また本品は、そのままで、部分精製して、分画して、さらには、これらを配合した組成物の形態で血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。   After adding calcium carbonate to 30% tapioca starch milk to a final concentration of 0.1% by mass, the pH was adjusted to 6.5, and α-amylase (manufactured by Novo, trade name Termamir 60 L) was added per gram starch. It added so that it might become 0.2 mass%, and it was made to react at 95 degreeC for 15 minutes. The reaction solution was autoclaved (120 ° C.) for 10 minutes, then cooled to 40 ° C., and the concentrated crude enzyme solution of α-glucosyltransferase prepared by the method of Example 2 was added to the α-glucosyltransferase. 10 units are added per gram of substrate solid as activity, and 1 unit of CGTase derived from Bacillus stearothermophilus (manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories Co., Ltd.) is added at 40 ° C., pH 6.0. For 72 hours. The reaction solution is kept at 95 ° C. for 10 minutes, then cooled and filtered, and the filtrate obtained is decolorized with activated carbon, purified by desalting with H-type and OH-type ion resins, and concentrated. Spray-dried to obtain branched α-glucan powder. This branched α-glucan showed a ratio of 2,3,6-trimethylated to 2,3,4-trimethylated 1: 1.6 in methylation analysis, The total of 2,3,4-trimethylated product accounted for 80.0% of the partially methylated product. In addition, 2,4,6-trimethylated product and 2,4-dimethylated product showed 1.4 and 1.7% of partially methylated product, respectively. The branched α-glucan had a weight average molecular weight of 10,330 daltons and a value (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight by the number average molecular weight was 2.9. Furthermore, this branched α-glucan produced 40.7% by mass of isomaltose per digested solid in isomalt-dextranase digestion, and the water-soluble dietary fiber content determined by the enzyme-HPLC method was 68.6. It was mass%. This branched α-glucan can be used as a lipid metabolism improving agent as it is, partially purified, fractionated, and further in the form of a composition containing these. In addition, this product is used as it is, partially purified, fractionated, and further in the form of a composition containing these, an inhibitor or preventive agent for blood insulin and neutral fat, and a visceral fat accumulation inhibitor. It can also be used as an agent or preventive agent.

27.1質量%トウモロコシ澱粉液化液(加水分解率3.6%)に、最終濃度0.3質量%となるように亜硫酸水素ナトリウムを、また、最終濃度1mMとなるように塩化カルシウムを加えた後、50℃に冷却し、これに実施例1の方法で調製した濃縮粗酵素液を、α−グルコシル転移酵素活性として基質固形物1グラム当たり11.1単位加え、さらに、50℃、pH6.0で68時間作用させた。その反応液を80℃で60分間保った後、冷却し、濾過して得られる濾液を常法に従って、活性炭で脱色し、H型及びOH型イオン樹脂により脱塩して精製し、更に濃縮、噴霧乾燥して分岐α−グルカン粉末を得た。本分岐α−グルカンは、メチル化分析において、部分メチル化物である2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物の比が1:2.5を示し、2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物の合計は部分メチル化物の68.4%を占めていた。また、2,4,6−トリメチル化物及び2,4−ジメチル化物は、それぞれ部分メチル化物の2.6及び6.8%を示した。また、本分岐α−グルカンは、重量平均分子量4,097ダルトンであり、重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)は2.1であった。さらに、本分岐α−グルカンは、イソマルトデキストラナーゼ消化において、消化物の固形物当たりイソマルトースを35.6質量%生成し、酵素−HPLC法により求めた水溶性食物繊維含量は79.4質量%であった。本分岐α−グルカンは、本品は、脂質代謝改善剤として、そのままで、部分精製して、分画して、さらには、これらを配合した組成物の形態で利用できる。また本品は、そのままで、部分精製して、分画して、さらには、これらを配合した組成物の形態で血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。   Sodium bisulfite was added to a 27.1 mass% corn starch liquor (hydrolysis rate 3.6%) to a final concentration of 0.3 mass%, and calcium chloride was added to a final concentration of 1 mM. Thereafter, the mixture was cooled to 50 ° C., and 11.1 units of the concentrated crude enzyme solution prepared by the method of Example 1 was added as α-glucosyltransferase activity per gram of substrate solid, and further, 50 ° C., pH 6. It was allowed to act at 0 for 68 hours. The reaction solution is kept at 80 ° C. for 60 minutes, then cooled and filtered, and the filtrate obtained is decolorized with activated carbon, purified by desalting with H-type and OH-type ion resins, and concentrated. Spray-dried to obtain branched α-glucan powder. In this branched α-glucan, in the methylation analysis, the ratio of 2,3,6-trimethylated product to 2,3,4-trimethylated product, which is a partially methylated product, was 1: 2.5, and 2,3,6 -The sum of trimethylated and 2,3,4-trimethylated accounted for 68.4% of partially methylated. Further, 2,4,6-trimethylated product and 2,4-dimethylated product showed 2.6 and 6.8% of partially methylated product, respectively. The branched α-glucan had a weight average molecular weight of 4,097 daltons and a value (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight by the number average molecular weight was 2.1. Furthermore, this branched α-glucan produced 35.6% by mass of isomaltose per solid of the digest in digestion with isomaltodextranase, and the water-soluble dietary fiber content determined by the enzyme-HPLC method was 79.4. It was mass%. This branched α-glucan can be used as a lipid metabolism improving agent as it is, partially purified, fractionated, and further in the form of a composition containing these. In addition, this product is used as it is, partially purified, fractionated, and further in the form of a composition containing these, an inhibitor or preventive agent for blood insulin and neutral fat, and a visceral fat accumulation inhibitor. It can also be used as an agent or preventive agent.

濃縮粗酵素液に替えて実験6の方法で調製したバチルス・サーキュランス PP710(FERM BP−10771)由来の精製α−グルコシル転移酵素を用い、シュードモナス・アミロデラモサ由来のイソアミラーゼ(株式会社林原生物化学研究所製)を基質固形物1グラム当たり1,000単位加えた以外は実施例5と同様にして分岐α−グルカン粉末を得た。本分岐α−グルカンは、メチル化分析において、部分メチル化物である2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物の比は1:4を示し、2,3,6−トリメチル化物と2,3,4−トリメチル化物の合計は部分メチル化物の67.9%を占めていた。また、2,4,6−トリメチル化物及び2,4−ジメチル化物は、それぞれ部分メチル化物の2.3及び5.3%を示した。また、本分岐α−グルカンは、重量平均分子量2,979ダルトンであり、重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn)は2.0であった。さらに、本分岐α−グルカンはイソマルトデキストラナーゼ消化において、消化物の固形物当たりイソマルトースを40.6質量%生成し、酵素−HPLC法により求めた水溶性食物繊維含量は77質量%であった。本分岐α−グルカンは、本品は、脂質代謝改善剤として、そのままで、部分精製して、分画して、さらには、これらを配合した組成物の形態で利用できる。また本品は、そのままで、部分精製して、分画して、さらには、これらを配合した組成物の形態で血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。   Using purified α-glucosyltransferase derived from Bacillus circulans PP710 (FERM BP-10771) prepared by the method of Experiment 6 in place of the concentrated crude enzyme solution, an isoamylase derived from Pseudomonas amylodelamosa (Hayashibara Biochemical Research Co., Ltd.) A branched α-glucan powder was obtained in the same manner as in Example 5 except that 1,000 units were added per gram of substrate solid. This branched α-glucan showed a ratio of 2,3,6-trimethylated and 2,3,4-trimethylated, which is a partially methylated product, to 1: 4 in methylation analysis. The sum of the chloride and 2,3,4-trimethylated accounted for 67.9% of the partially methylated. In addition, 2,4,6-trimethylated product and 2,4-dimethylated product showed 2.3% and 5.3% of partially methylated product, respectively. The branched α-glucan had a weight average molecular weight of 2,979 daltons and a value (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight by the number average molecular weight was 2.0. Furthermore, this branched α-glucan produced 40.6% by mass of isomaltose per digested solid in digestion with isomaltodextranase, and the water-soluble dietary fiber content determined by the enzyme-HPLC method was 77% by mass. there were. This branched α-glucan can be used as a lipid metabolism improving agent as it is, partially purified, fractionated, and further in the form of a composition containing these. In addition, this product is used as it is, partially purified, fractionated, and further in the form of a composition containing these, an inhibitor or preventive agent for blood insulin and neutral fat, and a visceral fat accumulation inhibitor. It can also be used as an agent or preventive agent.

実施例5で調製した分岐α−グルカンについて、常法に従って物理化学的性質を調べ、本発明で使用する分岐α−グルカンの性質の一例として表43にまとめた。   The branched α-glucan prepared in Example 5 was examined for physicochemical properties according to a conventional method, and is summarized in Table 43 as an example of the properties of the branched α-glucan used in the present invention.

<脂質代謝改善剤>
原乳100質量部に実施例3の方法で得た分岐α−グルカン溶液2質量部及び蔗糖3重量を溶解し、プレートヒーターで加熱殺菌し、次いで濃度70%に濃縮し、無菌状態で缶詰して、加糖練乳形態の脂質代謝改善剤を得た。本品を使用したスイーツや料理を摂取すれば、効果的に脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
Dissolve 2 parts by weight of the branched α-glucan solution obtained by the method of Example 3 and 3 parts by weight of sucrose in 100 parts by weight of raw milk, sterilize by heating with a plate heater, then concentrate to a concentration of 70%, and canned under aseptic conditions. Thus, a lipid metabolism improving agent in the form of sweetened condensed milk was obtained. If you eat sweets and dishes that use this product, you can effectively improve lipid metabolism. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
脱脂粉乳175質量部、実施例4の方法で得た分岐α−グルカン粉末50質量部及びラクトスクロース高含有粉末(株式会社林原商事販売、登録商標『乳果オリゴ』)50質量部を水1、500質量部に溶解し、65℃で30分間殺菌し、40℃に冷却後、これに、常法に従って、乳酸菌のスターターを30質量部植菌し、37℃で8時間培養して乳酸菌飲料形態の脂質代謝改善剤を得た。本品は液状なので、摂取すれば、同量の分岐α−グルカンを固状の組成物の形態で摂取するよりも効果的に脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
175 parts by weight of skim milk powder, 50 parts by weight of a branched α-glucan powder obtained by the method of Example 4 and 50 parts by weight of a lactosucrose-rich powder (Hayashibara Shoji Co., Ltd., registered trademark “milk fruit oligo”) Dissolved in 500 parts by mass, sterilized at 65 ° C. for 30 minutes, cooled to 40 ° C., inoculated with 30 parts by mass of a starter of lactic acid bacteria, and cultured at 37 ° C. for 8 hours according to a conventional method. A lipid metabolism improving agent was obtained. Since this product is liquid, if it is ingested, it can improve lipid metabolism more effectively than ingesting the same amount of branched α-glucan in the form of a solid composition. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
噴霧乾燥により製造したオレンジ果汁粉末33質量部に対して、実施例4の方法で得た分岐α−グルカン粉末10質量部、含水結晶トレハロース20質量部、無水結晶マルチトール20質量部、無水クエン酸0.65質量部、リンゴ酸0.1質量部、2−O−α−グルコシル−L−アスコルビン酸0.2質量部、クエン酸ソーダ0.1質量部、及び粉末香料の適量をよく混合攪拌し、粉砕し微粉末にして、これを流動層造粒機に仕込み、排風温度40℃とし、これに実施例3の方法で得た分岐α−グルカン溶液をバインダーとして適量スプレーし、30分間造粒し、計量し、包装して粉末ジュース形態の脂質代謝改善剤を得た。本品を水に溶解してジュースとして摂取すれば、同量の分岐α−グルカンを固状の組成物の形態で摂取するよりも効果的に脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
10 parts by mass of branched α-glucan powder obtained by the method of Example 4, 20 parts by mass of hydrous crystal trehalose, 20 parts by mass of anhydrous crystalline maltitol, anhydrous citric acid with respect to 33 parts by mass of orange juice powder produced by spray drying. 0.65 parts by mass, 0.1 parts by mass of malic acid, 0.2 parts by mass of 2-O-α-glucosyl-L-ascorbic acid, 0.1 parts by mass of sodium citrate, and appropriate amounts of powdered fragrance are mixed and stirred well. Then, it is pulverized into a fine powder, which is charged into a fluidized bed granulator, the exhaust temperature is 40 ° C., and an appropriate amount of the branched α-glucan solution obtained by the method of Example 3 is sprayed as a binder for 30 minutes. Granulated, weighed and packaged to obtain a lipid metabolism improving agent in the form of powdered juice. If this product is dissolved in water and ingested as a juice, lipid metabolism can be improved more effectively than ingesting the same amount of branched α-glucan in the form of a solid composition. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
コーンスターチ100質量部、実施例3の方法で得た分岐α−グルカン溶液30質量部、トレハロース含水結晶70質量部、蔗糖40質量部、および食塩1質量部を充分に混合し、鶏卵280質量部を加えて攪拌し、これに沸騰した牛乳1、000質量部を徐々に加え、更に火にかけて攪拌を続け、コーンスターチが完全に糊化して全体が半透明になった時に火を止め、これを冷却して適量のバニラ香料を加え、計量、充填、包装してカスタードクリーム形態の脂質代謝改善剤を得た。本品を、シューに詰めるなどして、摂取すれば、脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
100 parts by mass of corn starch, 30 parts by mass of the branched α-glucan solution obtained by the method of Example 3, 70 parts by mass of water-containing trehalose crystal, 40 parts by mass of sucrose, and 1 part by mass of sodium chloride were mixed thoroughly, and 280 parts by mass of chicken egg In addition, gradually add 1,000 parts by weight of boiled milk to this, and continue to stir over fire. When the corn starch is completely gelatinized and the whole becomes translucent, stop the fire and cool it. An appropriate amount of vanilla flavor was added, and weighed, filled and packaged to obtain a lipid metabolism improving agent in the form of custard cream. Lipid metabolism can be improved by ingesting this product by packing it in a shoe. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
原料小豆10質量部に、常法に従って、水を加えて煮沸し、渋切り、あく抜きし、水溶性夾雑物を除去して、小豆粒餡約21質量部を得た。この生あんに蔗糖14質量部、実施例3の方法で得た分岐α−グルカン溶液5質量部と水4質量部を加えて煮沸し、これに少量のサラダオイルを加えて粒餡を壊さないように練り上げ、餡形態の脂質代謝改善剤を約35質量部得た。本品を使用して餡パン、まんじゅう、団子、最中、氷菓などを製造し、摂取すれば脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
In accordance with a conventional method, water was added to 10 parts by mass of the raw red beans, boiled, astringent and extracted, and water-soluble impurities were removed to obtain about 21 parts by mass of red bean granule cake. Add 14 parts by weight of sucrose, 5 parts by weight of the branched α-glucan solution obtained by the method of Example 3 and 4 parts by weight of water to this boiled oil, and boil it. As a result, about 35 parts by mass of a lipid metabolism improving agent in the form of cocoon was obtained. Lipid metabolism can be improved if this product is used to make and ingest strawberry bread, manju, dumpling, mid-career, ice confectionery, etc. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
小麦粉100質量部、イースト菌2質量部、蔗糖5質量部、実施例4の方法で得た分岐α−グルカン粉末1質量部および無機フード0.1質量部を、常法に従って、水でこね、中種を26℃で2時間発酵させ、その後30分間熟成、焼き上げて、パン形態の脂質代謝改善剤を得た。本品を摂取すれば脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
100 parts by weight of wheat flour, 2 parts by weight of yeast, 5 parts by weight of sucrose, 1 part by weight of branched α-glucan powder obtained by the method of Example 4 and 0.1 part by weight of inorganic food are kneaded with water according to a conventional method. The seeds were fermented at 26 ° C. for 2 hours, then ripened and baked for 30 minutes to obtain a bread-form lipid metabolism improving agent. Ingestion of this product can improve lipid metabolism. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
40質量%食品用大豆ペプチド溶液(不二製油株式会社販売、商品名『ハイニュートS』)1質量部に、実施例4の方法で得た分岐α−グルカン粉末2質量部を混合し、プラスチック製バットに入れ、50℃で減圧乾燥し、粉砕して粉末形態の脂質代謝改善剤を得た。本品を水に溶解して摂取すれば、同量の分岐α−グルカンを固状の組成物の形態で摂取するよりも効果的に脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
40 parts by weight of a soy peptide solution for food (Fuji Oil Co., Ltd., trade name “Hynewt S”) is mixed with 2 parts by weight of the branched α-glucan powder obtained by the method of Example 4 to give a plastic. The product was placed in a vat, dried under reduced pressure at 50 ° C., and pulverized to obtain a lipid metabolism improving agent in powder form. If this product is taken in water and taken, water metabolism can be improved more effectively than the same amount of branched α-glucan in the form of a solid composition. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
実施例4の方法で得た分岐α−グルカン粉末100質量部、トレハロース含水結晶200質量部、マルトテトラオース高含有粉末200質量部、粉末卵黄270質量部、脱脂粉乳209質量部、塩化ナトリウム4.4質量部、塩化カリウム1.8質量部、硫酸マグネシウム4質量部、チアミン0.01質量部、L−アスコルビン酸ナトリウム0.1質量部、ビタミンEアセテート0.6質量部およびニコチン酸アミド0.04質量部からなる配合物を調製し、この配合物を25グラムずつ防湿性ラミネート小袋に充填し、ヒートシールして、流動食形態の脂質代謝改善剤を得た。本品を摂取すれば、同量の分岐α−グルカンを固状の組成物の形態で摂取するよりも効果的に脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
100 parts by mass of branched α-glucan powder obtained by the method of Example 4, 200 parts by mass of hydrous crystals of trehalose, 200 parts by mass of powder containing high maltotetraose, 270 parts by mass of powdered egg yolk, 209 parts by mass of skim milk powder, sodium chloride 4 parts by mass, 1.8 parts by mass of potassium chloride, 4 parts by mass of magnesium sulfate, 0.01 parts by mass of thiamine, 0.1 parts by mass of sodium L-ascorbate, 0.6 parts by mass of vitamin E acetate and 0. A formulation consisting of 04 parts by mass was prepared, and this formulation was filled into a moisture-proof laminated sachet by 25 grams and heat sealed to obtain a lipid metabolism improving agent in a liquid food form. Ingesting this product can improve lipid metabolism more effectively than ingesting the same amount of branched α-glucan in the form of a solid composition. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
実施例4の方法で得た分岐α−グルカン粉末30質量部、茶抽出物0.1質量部、グァバ葉抽出物0.01質量部、L−カルニチン酒石酸塩0.02質量部、蔗糖糖1質量部、α、α−トレハロース2質量部、チアミン0.001質量部に水を加えて、全量を500質量部とし、350mlずつペットボトルに充填して、清涼飲料形態の脂質代謝改善剤を調製した。本品を摂取すれば、同量の分岐α−グルカンを固状の組成物の形態で摂取するよりも効果的に脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
30 parts by mass of branched α-glucan powder obtained by the method of Example 4, 0.1 part by mass of tea extract, 0.01 part by mass of guava leaf extract, 0.02 part by mass of L-carnitine tartrate, sucrose 1 Add water to 2 parts by mass, 2 parts by mass of α, α-trehalose and 0.001 part by mass of thiamine to make a total of 500 parts by mass and fill 350 ml each with a plastic bottle to prepare a lipid metabolism improving agent in the form of a soft drink. did. Ingesting this product can improve lipid metabolism more effectively than ingesting the same amount of branched α-glucan in the form of a solid composition. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
焙煎され、挽かれたレギュラーコーヒー用の豆を、常法により、沸騰水道水を用いて、90℃で、5分間ネルドリップして、コーヒー抽出液を得た。このコーヒー抽出液50質量部、実施例6の方法で調製した分岐α−グルカン4質量部、牛乳3.5質量部、グラニュー糖6質量部を混合し、全体として100質量部になるように沸騰水道水を加えた。次に、5質量%炭酸水素ナトリウム水溶液を用いて、pHを6.5に調整し、250mlずつスチール缶に充填して、湯浴中で、93℃になるまで予備加熱した後、密封し、123℃で、15分間殺菌し、次いで、流水中で、1時間急冷して、缶コーヒー形態の脂質代謝改善剤を調製した。本品を摂取すれば、同量の分岐α−グルカンを固状の組成物の形態で摂取するよりも効果的に脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
The roasted and ground regular coffee beans were subjected to noodle drip using boiling tap water at 90 ° C. for 5 minutes by a conventional method to obtain a coffee extract. 50 parts by mass of this coffee extract, 4 parts by mass of branched α-glucan prepared by the method of Example 6, 3.5 parts by mass of milk, and 6 parts by mass of granulated sugar are mixed and boiled to 100 parts by mass as a whole. Tap water was added. Next, the pH is adjusted to 6.5 using a 5% by mass aqueous sodium hydrogen carbonate solution, 250 ml each is filled into a steel can, preheated to 93 ° C. in a hot water bath, sealed, Sterilized at 123 ° C. for 15 minutes and then quenched in running water for 1 hour to prepare a canned coffee form lipid metabolism improving agent. Ingesting this product can improve lipid metabolism more effectively than ingesting the same amount of branched α-glucan in the form of a solid composition. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

<脂質代謝改善剤>
実施例6の方法で調製した分岐α−グルカン粉末3質量部、フマル酸第一鉄0.06質量部、イノシトール0.1質量部、塩化カルニチン0.2質量部、硝酸チアミン0.01質量部、リン酸リボフラビンナトリウム0.01質量部、塩酸ピリドキシン0.01質量部、2−O−α−グルコシル−L−アスコルビン酸1質量部、アミノエチルスルホン酸2質量部、キシリトール4質量部、α,α−トレハロース5質量部、エリスリトール5、クエン酸0.8質量部、安息香酸ナトリウム0.06質量部、ミックスフルーツフレーバー0.1質量部に適量のクエン酸ナトリウムを加え、精製水に溶解した後、pHを3.0に調整し、精製水を加えて全量を100質量部とした。この液をろ紙でろ過し、滅菌装置を用いて、ろ液を80℃で25分間加熱滅菌した後、100mlずつ、ガラス瓶に充填しキャップを施して内服液形態の脂質代謝改善剤を調製した。本品を摂取すれば、同量の分岐α−グルカンを固状の組成物の形態で摂取するよりも効果的に脂質代謝の改善をはかることができる。また、本品は、血中のインスリンや中性脂肪の上昇抑制剤乃至予防剤、内臓脂肪蓄積抑制剤乃至予防剤として利用することもできる。
<Lipid metabolism improving agent>
Branched α-glucan powder prepared by the method of Example 6 3 parts by mass, ferrous fumarate 0.06 parts by mass, inositol 0.1 parts by mass, carnitine chloride 0.2 parts by mass, thiamine nitrate 0.01 parts by mass , 0.01 parts by weight of riboflavin sodium phosphate, 0.01 parts by weight of pyridoxine hydrochloride, 1 part by weight of 2-O-α-glucosyl-L-ascorbic acid, 2 parts by weight of aminoethylsulfonic acid, 4 parts by weight of xylitol, α, After adding an appropriate amount of sodium citrate to 5 parts by weight of α-trehalose, 5 parts by weight of erythritol, 0.8 parts by weight of citric acid, 0.06 parts by weight of sodium benzoate and 0.1 parts by weight of mixed fruit flavor, and then dissolving in purified water. The pH was adjusted to 3.0, and purified water was added to make the total amount 100 parts by mass. This solution was filtered with filter paper, and the filtrate was sterilized by heating at 80 ° C. for 25 minutes using a sterilizer, and then 100 ml each was filled into a glass bottle and capped to prepare a lipid metabolism improving agent in the form of an internal solution. Ingesting this product can improve lipid metabolism more effectively than ingesting the same amount of branched α-glucan in the form of a solid composition. The product can also be used as an inhibitor or preventive agent for blood insulin or neutral fat, and as an inhibitor or preventive agent for visceral fat accumulation.

本発明の脂質代謝改善剤は、有効成分である分岐α−グルカンの安全性が高く、消化性も市販の難消化性デキストリンと遜色がなく、しかも、優れた脂質代謝改善作用を備えている。また、本発明の脂質代謝改善剤は、長期間摂取しても副作用がなく、安心して使用することができ。本発明は、斯くも顕著な作用効果を奏する発明であり、斯界に多大の貢献をする、誠に意義のある発明である。   The lipid metabolism-improving agent of the present invention has high safety of branched α-glucan as an active ingredient, is not inferior to commercially available indigestible dextrin, and has an excellent lipid metabolism-improving action. In addition, the lipid metabolism improving agent of the present invention has no side effects even when taken for a long time, and can be used with confidence. The present invention is an invention that exhibits such remarkable effects, and is a truly significant invention that contributes greatly to the world.

バチルス・サーキュランス PP710由来及びアルスロバクター・グロビホルミス PP349由来のα−グルコシル転移酵素標品をそれぞれ用いて澱粉部分分解物より調製したグルカンA及びBのゲル濾過HPLCのクロマトグラムを基質である澱粉部分分解物のそれと比較した図である。Starch part which is a substrate of the gel filtration HPLC chromatograms of glucan A and B prepared from partially decomposed starches using α-glucosyltransferase preparations derived from Bacillus circulans PP710 and Arthrobacter globiformis PP349, respectively. It is the figure compared with that of the decomposition product. 澱粉部分分解物及び本発明で使用する分岐α−グルカンの構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the starch partial decomposition product and the branched alpha-glucan used by this invention. バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の至適温度を示す図である。It is a figure which shows the optimal temperature of a Bacillus circulans PP710 origin alpha-glucosyltransferase. バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の至適pHを示す図である。It is a figure which shows the optimal pH of a Bacillus circulans PP710 origin alpha-glucosyltransferase. バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素の温度安定性を示す図である。It is a figure which shows the temperature stability of a Bacillus circulans PP710 origin alpha-glucosyltransferase. バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素のpH安定性を示す図である。It is a figure which shows the pH stability of a Bacillus circulans PP710 origin alpha-glucosyltransferase. アルスロバクター・グロビホルミスPP349由来α−グルコシル転移酵素の至適温度を示す図である。It is a figure which shows the optimal temperature of the alpha-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349. アルスロバクター・グロビホルミスPP349由来α−グルコシル転移酵素の至適pHを示す図である。It is a figure which shows the optimal pH of the alpha-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349. アルスロバクター・グロビホルミスPP349由来α−グルコシル転移酵素の温度安定性を示す図である。It is a figure which shows the temperature stability of alpha-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349. アルスロバクター・グロビホルミスPP349由来α−グルコシル転移酵素のpH安定性を示す図である。It is a figure which shows the pH stability of alpha-glucosyltransferase derived from Arthrobacter globiformis PP349. バチルス・サーキュランス PP710由来アミラーゼの至適温度を示す図である。It is a figure which shows the optimal temperature of a Bacillus circulans PP710 origin amylase. バチルス・サーキュランス PP710由来アミラーゼの至適pHを示す図である。It is a figure which shows the optimal pH of a Bacillus circulans PP710 origin amylase. バチルス・サーキュランス PP710由来アミラーゼの温度安定性を示す図である。It is a figure which shows the temperature stability of Bacillus circulans PP710 origin amylase. バチルス・サーキュランス PP710由来アミラーゼのpH安定性を示す図である。It is a figure which shows the pH stability of Bacillus circulans PP710 origin amylase. バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製品とアミラーゼ精製品とを併用して調製した分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCのクロマトグラムを基質である澱粉部分分解物のそれと比較した図である。It is the figure which compared the chromatogram of the gel filtration HPLC of the branched alpha-glucan prepared using the alpha-glucosyltransferase purified product and the amylase purified product derived from Bacillus circulans PP710 together with that of the partial starch degradation product as a substrate. . バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製品とイソアミラーゼとを併用して調製した分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCのクロマトグラムを基質である澱粉部分分解物のそれと比較した図である。It is the figure which compared the chromatogram of the gel filtration HPLC of the branched alpha-glucan prepared using Bacillus circulans PP710 origin alpha-glucosyltransferase purified product and isoamylase together with that of the starch partial decomposition product which is a substrate. バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製品とα−アミラーゼとを併用して調製した分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCのクロマトグラムを基質である澱粉部分分解物のそれと比較した図である。It is the figure which compared the chromatogram of the gel filtration HPLC of the branched alpha-glucan prepared combining the alpha-glucosyltransferase purified product derived from Bacillus circus PP710, and alpha-amylase with that of the starch partial decomposition product which is a substrate. . バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製品とCGTaseとを併用して調製した分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCのクロマトグラムを基質である澱粉部分分解物のそれと比較した図である。It is the figure which compared the chromatogram of the gel filtration HPLC of the branched alpha-glucan prepared using Bacillus circulans PP710 origin alpha-glucosyltransferase purified product and CGTase together with that of the starch partial decomposition product which is a substrate. バチルス・サーキュランス PP710由来α−グルコシル転移酵素精製品と、イソアミラーゼ及びCGTaseを併用して調製した分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCのクロマトグラムを基質である澱粉部分分解物のそれと比較した図である。It is the figure which compared the chromatogram of gel filtration HPLC of the α-glucosyltransferase purified product derived from Bacillus circulans PP710 and the branched α-glucan prepared by using isoamylase and CGTase together with that of the partial starch degradation product as a substrate. is there.

符号の説明Explanation of symbols

図1及び図15〜19において、
イ:分子量1000,000ダルトンに相当する溶出位置
ロ:分子量100,000ダルトンに相当する溶出位置
ハ:分子量10,000ダルトンに相当する溶出位置
ニ:分子量1,000ダルトンに相当する溶出位置
ホ:分子量100ダルトンに相当する溶出位置
図1において、
a:基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラム
b:グルカンAのゲル濾過HPLCクロマトグラム
c:グルカンBのゲル濾過HPLCクロマトグラム
1:グルコース重合度499に相当する位置
2:グルコース重合度6.3に相当する位置
3:グルコース重合度384に相当する位置
4:グルコース重合度22.2に相当する位置
5:グルコース重合度10.9に相当する位置
6:グルコース重合度1に相当する位置
7:グルコース重合度433に相当する位置
8:グルコース重合度22.8に相当する位置
9:グルコース重合度10.9に相当する位置
10:グルコース重合度1に相当する位置
図2において、
1:澱粉部分分解物の模式図
2:本発明で使用する分岐α−グルカンの模式図
a:非還元末端グルコース残基
b:α−1,3結合しているグルコース残基
c:α−1,4結合しているグルコース残基
d:α−1,6結合しているグルコース残基
e:α−1,3,6結合しているグルコース残基
f:α−1,4,6結合しているグルコース残基
斜め向き破線:α−1,3結合
横向き実線:α−1,4結合
縦向き実線:α−1,6結合
図13において、
●:カルシウムイオン非存在下
○:1mMカルシウムイオン存在下
図15において、
a:基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラム
b:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、アミラーゼを0.1単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
c:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、アミラーゼを0.2単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
d:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、アミラーゼを0.5単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
e:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、アミラーゼを1単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
図16において、
a:基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラム
b:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、イソアミラーゼを50単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
c:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、イソアミラーゼを200単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
d:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、イソアミラーゼを500単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
e:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、イソアミラーゼを1000単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
図17において、
a:基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラム
b:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、α−アミラーゼを0.1単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
c:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、α−アミラーゼを0.2単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
d:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、α−アミラーゼを0.5単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
e:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、α−アミラーゼを1.0単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
図18において、
a:基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラム
b:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、CGTaseを0.1単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
c:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、CGTaseを0.2単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
d:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、CGTaseを0.5単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
e:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、CGTaseを1.0単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
図19において、
a:基質とした澱粉部分分解物のゲル濾過HPLCクロマトグラム
b:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、イソアミラーゼを50単位、CGTaseを1単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
c:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、イソアミラーゼを200単位、CGTaseを1単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
d:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、イソアミラーゼを500単位、CGTaseを1単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
e:基質1グラム当たりα−グルコシル転移酵素を10単位、イソアミラーゼを1000単位、CGTaseを1単位作用させて得られた分岐α−グルカンのゲル濾過HPLCクロマトグラム
1 and 15-19,
B: Elution position corresponding to a molecular weight of 1,000,000 Daltons B: Elution position corresponding to a molecular weight of 100,000 Daltons C: Elution positions corresponding to a molecular weight of 10,000 Daltons D: Elution positions corresponding to a molecular weight of 1,000 Daltons Elution position corresponding to a molecular weight of 100 Daltons In FIG.
a: Gel filtration HPLC chromatogram of partially decomposed starch as a substrate b: Gel filtration HPLC chromatogram of glucan A c: Gel filtration HPLC chromatogram of glucan B 1: Position corresponding to glucose polymerization degree 499 2: Glucose polymerization degree Position corresponding to 6.3: Position corresponding to the degree of glucose polymerization 384 4: Position corresponding to the degree of glucose polymerization 22.2: Position corresponding to the degree of glucose polymerization 10.9 6: Corresponding to the degree of glucose polymerization 1 Position 7: Position corresponding to glucose polymerization degree 433 8: Position corresponding to glucose polymerization degree 22.8 9: Position corresponding to glucose polymerization degree 10.9 10: Position corresponding to glucose polymerization degree 1 In FIG.
1: Schematic diagram of partial starch degradation product 2: Schematic diagram of branched α-glucan used in the present invention a: Non-reducing terminal glucose residue b: α-1,3-linked glucose residue c: α-1 , 4 glucose residues d: α-1, 6 glucose residues e: α-1, 3, 6 glucose residues f: α-1, 4, 6 bonds Glucose residues diagonally broken line: α-1,3 bond horizontal solid line: α-1,4 bond vertical solid line: α-1,6 bond
●: in the absence of calcium ions ○: in the presence of 1 mM calcium ions in FIG.
a: Gel filtration HPLC chromatogram of partially decomposed starch as a substrate b: Gel filtration HPLC of branched α-glucan obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase and 0.1 unit of amylase per gram of substrate Chromatogram c: Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase and 0.2 unit of amylase per gram of substrate d: α-glucosyltransferase per gram of substrate Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by acting 10 units of amylase and 0.5 unit of amylase e: obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase and 1 unit of amylase per gram of substrate Gel filtration HPLC chromatogram of the branched α-glucan in FIG.
a: Gel filtration HPLC chromatogram of partially decomposed starch as a substrate b: Gel filtration HPLC chromatography of branched α-glucan obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase and 50 units of isoamylase per gram of substrate Gram c: Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by reacting 10 units of α-glucosyltransferase and 200 units of isoamylase per gram of substrate d: 10 α-glucosyltransferase per gram of substrate Gel filtration HPLC chromatogram e of branched α-glucan obtained by acting 500 units of unit and isoamylase e: Branch obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase and 1000 units of isoamylase per gram of substrate Gel filtration HPLC chromatogram of α-glucan
a: Gel filtration HPLC chromatogram of partially decomposed starch as a substrate b: Gel of branched α-glucan obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase and 0.1 unit of α-amylase per gram of substrate Filtration HPLC chromatogram c: Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase and 0.2 unit of α-amylase per gram of substrate d: α per gram of substrate -Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by acting 10 units of glucosyltransferase and 0.5 unit of α-amylase e: 10 units of α-glucosyltransferase per gram of substrate, α-amylase Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by allowing 1.0 unit to act in FIG.
a: Gel filtration HPLC chromatogram of partially decomposed starch as a substrate b: Gel filtration HPLC of branched α-glucan obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase and 0.1 unit of CGTase per gram of substrate Chromatogram c: Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase and 0.2 unit of CGTase per gram of substrate d: α-glucosyltransferase per gram of substrate Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by acting 10 units of CGTase and 0.5 units of CGTase: 10 units of α-glucosyltransferase and 1.0 unit of CGTase per gram of substrate Gel filtration HPLC chromatogram of the obtained branched α-glucan
a: Gel filtration HPLC chromatogram of partially decomposed starch as a substrate b: Branched α-glucan obtained by allowing 10 units of α-glucosyltransferase, 50 units of isoamylase, and 1 unit of CGTase per gram of substrate Gel filtration HPLC chromatogram c: Gel filtration HPLC chromatogram of branched α-glucan obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase, 200 units of isoamylase, and 1 unit of CGTase per gram of substrate d: substrate Gel filtration HPLC chromatogram e of branched α-glucan obtained by acting 10 units of α-glucosyltransferase per gram, 500 units of isoamylase and 1 unit of CGTase: α-glucosyltransferase per gram of substrate 10 units, isoamylase 1000 units, CGTase 1 Gel filtration HPLC chromatogram of the resulting branched α- glucan position to act

Claims (8)

グルコースを構成糖とするα−グルカンであって、メチル化分析において、下記の特徴を有する分岐α−グルカンを含有する脂質代謝改善剤。
(1)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールの比が1:0.6乃至1:4の範囲にある;
(2)2,3,6−トリメチル−1,4,5−トリアセチルグルシトールと2,3,4−トリメチル−1,5,6−トリアセチルグルシトールとの合計が部分メチル化グルシトールアセテートの60%以上を占める;
(3)2,4,6−トリメチル−1,3,5−トリアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上10%未満である;及び
(4)2,4−ジメチル−1,3,5,6−テトラアセチルグルシトールが部分メチル化グルシトールアセテートの0.5%以上である。
A lipid metabolism improving agent comprising a branched α-glucan having glucose as a constituent sugar and having the following characteristics in methylation analysis.
(1) The ratio of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol to 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is 1: 0.6 To 1: 4.
(2) The sum of 2,3,6-trimethyl-1,4,5-triacetylglucitol and 2,3,4-trimethyl-1,5,6-triacetylglucitol is a partially methylated group. Occupies more than 60% of the citrate acetate;
(3) 2,4,6-trimethyl-1,3,5-triacetylglucitol is 0.5% or more and less than 10% of partially methylated glucitol acetate; and (4) 2,4- Dimethyl-1,3,5,6-tetraacetylglucitol is 0.5% or more of partially methylated glucitol acetate.
分岐α−グルカンのグルコース重合度が10以上であって、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)が20未満である請求項1記載の脂質代謝改善剤。   The lipid metabolism improvement according to claim 1, wherein the branched α-glucan has a glucose polymerization degree of 10 or more, and a value (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) by the number average molecular weight (Mn) is less than 20. Agent. 分岐α−グルカンが、イソマルトデキストラナーゼ(EC 3.2.1.94)消化により、消化物の固形物当たりイソマルトースを25質量%以上50質量%以下生成することを特徴とする請求項1又は2記載の脂質代謝改善剤。   The branched α-glucan produces isomaltose in an amount of 25% by mass or more and 50% by mass or less per solid of the digested product by digestion with isomalt dextranase (EC 3.2.1.94). The lipid metabolism improving agent according to 1 or 2. 分岐α−グルカンが、高速液体クロマトグラフ法(酵素−HPLC法)により求めた水溶性食物繊維含量が40質量%以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の脂質代謝改善剤。   The lipid metabolism according to any one of claims 1 to 3, wherein the branched α-glucan has a water-soluble dietary fiber content of 40 mass% or more determined by high performance liquid chromatography (enzyme-HPLC method). Improver. 分岐α−グルカンと共に食品素材、食品添加物、医薬品、医薬品添加物、医薬部外品添加物から選ばれる1種または2種以上を配合してなる請求項1乃至4の何れかに記載の脂質代謝改善剤。   The lipid according to any one of claims 1 to 4, comprising one or more selected from food materials, food additives, pharmaceuticals, pharmaceutical additives, and quasi-drug additives together with branched α-glucan. Metabolic improver. 液状の形態であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の脂質代謝改善剤。   The lipid metabolism improving agent according to any one of claims 1 to 5, wherein the lipid metabolism improving agent is in a liquid form. 脂質代謝改善作用を有することを標榜してなる請求項1乃至6のいずれかに記載の脂質代謝改善剤。   The lipid metabolism improving agent according to any one of claims 1 to 6, which is characterized by having an action of improving lipid metabolism. 請求項1乃至7の何れかに記載の脂質代謝改善剤の、血中インスリン上昇抑制剤又は予防剤、血中中性脂肪上昇制剤又は予防剤、乃至、内臓脂肪蓄積抑制剤又は予防剤としての使用。   The lipid metabolism improving agent according to any one of claims 1 to 7, as a blood insulin increase inhibitor or preventive agent, a blood neutral fat increase inhibitor or preventive agent, or a visceral fat accumulation inhibitor or preventive agent Use of.
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