JP2013059327A - METHOD OF PRODUCING OLIGOSACCHARIDE HAVING ALDONIC ACID RESIDUE AT REDUCING TERMINAL AND HAVING α1→6 GLUCOSIDE BOND OR β1→6 GLUCOSIDE BOND - Google Patents

METHOD OF PRODUCING OLIGOSACCHARIDE HAVING ALDONIC ACID RESIDUE AT REDUCING TERMINAL AND HAVING α1→6 GLUCOSIDE BOND OR β1→6 GLUCOSIDE BOND Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which safely and easily oxidizes a hemiacetal hydroxyl group of oligosaccharides having an α1→6 glucoside bond or a β1→6 glucoside bond using highly safe microorganism cells to efficiently produce oligosaccharides having aldonic acid at the corresponding reducing terminal.SOLUTION: Cells of a microorganism belonging to acetic acid bacteria are brought into contact with oligosaccharides having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1→6 glucoside bond or a β1→6 glucoside bond, whereby oligosaccharides having aldonic acid at the corresponding reducing terminal can be safely and efficiently produced.

Description

本発明は、酢酸菌に属する微生物の菌体を用いた還元末端にアルドン酸残基を有しα1→6グルコシド結合またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end and having an α1 → 6 glucoside bond or a β1 → 6 glucoside bond using a microbial cell belonging to an acetic acid bacterium.

従来から、還元末端にアルドン酸残基を有する二糖類であるラクトビオン酸はビフィズス菌選択増殖活性を有することや(特許文献1)、ミネラル吸収促進効果を有すること(特許文献2)が知られている。一方、イソマルトビオン酸(α-D-glucopyranosyl-(1→6)-D-gluconic acid)、イソマルトトリオン酸(α-D-glucopyranosyl-(1→6)-α-D-glucopyranosyl-(1→6)-D-gluconic acid)、パノトリオン酸α-D-glucopyranosyl-(1→6)-α-D-glucopyranosyl-(1→4)-D-gluconic acid)、ゲンチオビオン酸(β-D-glucopyranosyl-(1→6)-D-gluconic acid)などの、還元末端にアルドン酸残基をもち1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類も知られており、食品、医薬、香粧品、飼料等の分野で使用される添加剤として有用であることが分かっている。   Conventionally, it is known that lactobionic acid, which is a disaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end, has bifidobacteria selective growth activity (Patent Document 1) and has a mineral absorption promoting effect (Patent Document 2). Yes. On the other hand, isomaltobionic acid (α-D-glucopyranosyl- (1 → 6) -D-gluconic acid), isomaltoronic acid (α-D-glucopyranosyl- (1 → 6) -α-D-glucopyranosyl- (1 → 6) -D-gluconic acid), panotrionic acid α-D-glucopyranosyl- (1 → 6) -α-D-glucopyranosyl- (1 → 4) -D-gluconic acid), gentiobionic acid (β-D-glucopyranosyl) -(1 → 6) -D-gluconic acid) and other oligosaccharides having an aldonic acid residue at the reducing end and having a 1 → 6 glucoside bond are also known, such as food, medicine, cosmetics and feed Has been found to be useful as an additive used in

イソマルトビオン酸などの、還元末端にアルドン酸残基をもちα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖を得るための具体的な方法としては、ヘミアセタール性水酸基を有するオリゴ糖を臭化ナトリウムとともに電気印加する方法や、臭素水(臭化水素酸)を用いた化学的酸化法などが知られている。また、シュードモナス属に属する微生物の菌体を用いることにより、ラクトースやマルトースなどの二糖類を酸化して得られることが報告されており(非特許文献1)、更に、シュードモナス・ティートレンスの休止菌体を用いることにより、イソマルトースよりイソマルトビオン酸を生産できることも報告されている(非特許文献2)。   As a specific method for obtaining an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond, such as isomaltobionic acid, an oligosaccharide having a hemiacetal hydroxyl group is odorized. A method of applying electricity together with sodium bromide and a chemical oxidation method using bromine water (hydrobromic acid) are known. In addition, it has been reported that by using the cells of microorganisms belonging to the genus Pseudomonas, it can be obtained by oxidizing disaccharides such as lactose and maltose (Non-patent Document 1). It has also been reported that isomaltobionic acid can be produced from isomaltose by using the body (Non-patent Document 2).

しかしながら、化学合成によって得られた、あるいは、病原菌であるシュードモナス属に属する微生物の菌体により調製された、還元末端にアルドン酸残基をもちα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖は、食品や飼料用途に使用することができないものであった。   However, an oligosaccharide obtained by chemical synthesis or prepared by a microorganism belonging to the genus Pseudomonas, which is a pathogen, has an aldonic acid residue at the reducing end and has an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond. It could not be used for food or feed applications.

一方、糖質を酸化する菌として知られているアセトバクター(Acetobacter)属、グルコノバクター(Gluconobacter)属およびグルコンアセトバクター(Gluconacetobacter)属などに属する微生物の菌体である酢酸菌は、食酢やナタデココ等、食品生産に広く使用されていることから、食品や飼料用途の還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の生産に適していると考えられる。しかしながら、これら酢酸菌類は、単糖類を比較的効率よく酸化することができるものの、ラクトースやマルトース等の二糖類を酸化することが困難であることが知られている。または、酸化したとしても、酸化されうる基質としてはβ1→4グルコシド結合を有する二糖類のみが知られている。さらに、その反応効率(反応速度)はグルコースの10%程度以下と、低いものであることが報告されている(非特許文献3、4)。   On the other hand, acetic acid bacteria, which are microorganisms belonging to the genus Acetobacter, Gluconobacter, and Gluconacetobacter, which are known as bacteria that oxidize carbohydrates, include vinegar, Since it is widely used for food production such as Nata de Coco, it is considered suitable for the production of oligosaccharides having an aldonic acid residue at the reducing end for food and feed applications. However, although these acetic acid bacteria can oxidize monosaccharides relatively efficiently, it is known that it is difficult to oxidize disaccharides such as lactose and maltose. Or, even if oxidized, only disaccharides having a β1 → 4 glucoside bond are known as substrates that can be oxidized. Furthermore, it has been reported that the reaction efficiency (reaction rate) is as low as about 10% or less of glucose (Non-Patent Documents 3 and 4).

また、酢酸菌を用いてラクトースなどの二糖類のヘミアセタール性水酸基を酸化させることにより、ラクトビオン酸をはじめとする還元末端にアルドン酸残基を有する二糖類を生成する方法が知られている(例えば、特許文献3、4参照)。これらの方法で調製された還元末端にアルドン酸残基を有する二糖類は、酢酸菌を用いて生成されているため、食品や飼料用途への使用に適している。   In addition, a method is known in which acetic acid bacteria are used to oxidize a hemiacetal hydroxyl group of a disaccharide such as lactose to produce a disaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end, such as lactobionic acid ( For example, see Patent Documents 3 and 4). Since the disaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end prepared by these methods is produced using acetic acid bacteria, it is suitable for use in food and feed applications.

しかしながら、特許文献3および4の場合は、生成可能な還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖としては、α1→4またはβ1→4グルコシド結合を有する、ラクトビオン酸、セロビオン酸、マルトビオン酸、マルトトリオン酸、マルトテトラオン酸、マルトペンタオン酸、メリビオン酸のみしか記載されていない。さらに、従来、還元末端にアルドン酸残基を有しα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖の、酢酸菌を用いた製造に関する報告は一切ない。α1→4またはβ1→4グルコシド結合を有するオリゴ糖と、α1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖では、立体構造が大きく異なり、それに伴って酵素による反応性も大きく相違する。そのため、酢酸菌が、α1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖のヘミアセタール性水酸基を酸化できるかについては、全く類推できないのが現状である。   However, in the case of Patent Documents 3 and 4, oligosaccharides having an aldonic acid residue at the reducing end that can be produced include lactobionic acid, cellobionic acid, maltobionic acid, malto having α1 → 4 or β1 → 4 glucoside bond. Only triionic acid, maltotetraionic acid, maltopentanoic acid, and melionic acid are described. Furthermore, there are no reports on the production of oligosaccharides having an aldonic acid residue at the reducing end and an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond using acetic acid bacteria. The oligosaccharide having an α1 → 4 or β1 → 4 glucoside bond and the oligosaccharide having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond are greatly different in steric structure, and accordingly, the reactivity by the enzyme is also greatly different. Therefore, at present, it cannot be inferred at all whether acetic acid bacteria can oxidize the hemiacetal hydroxyl group of an oligosaccharide having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond.

このように、安全性の高い微生物を利用して、還元末端にアルドン酸残基を有しα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖を効率よく製造する技術の開発が望まれているものの、その具体的手法については従来技術からは見当すらできていないのが実情である。   Thus, development of a technique for efficiently producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond is desired using a highly safe microorganism. However, the actual situation is that even the specific method has not been found from the prior art.

特許第3559063号公報Japanese Patent No. 3559063 特許第3501237号公報Japanese Patent No. 3501237 特開2007−28917号公報JP 2007-28917 A 特開2008−173065号公報JP 2008-173065 A

Agric. Biol. Chem. 44(7), 1505-1512頁 (1980)Agric. Biol. Chem. 44 (7), 1505-1512 (1980) Journal of Bacteriol. Vol99, 623頁 (1969)Journal of Bacteriol. Vol99, p.623 (1969) Agric. Biol. Chem. 45(4), 851-861頁 (1981)Agric. Biol. Chem. 45 (4), 851-861 (1981) J. Dairy Sci. 92, 25-34頁 (2009)J. Dairy Sci. 92, 25-34 (2009)

そこで本発明の目的は、これらの問題に鑑み、α1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類のヘミアセタール性水酸基を、安全性が高い微生物の菌体を用い、安全かつ容易に酸化することにより、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖を効率よく生産する方法を提供することである。   Therefore, in view of these problems, an object of the present invention is to oxidize hemiacetal hydroxyl groups of oligosaccharides having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond safely and easily using a highly safe microorganism. Thus, it is to provide a method for efficiently producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類に、安全性が担保された菌体である酢酸菌に属する微生物の菌体を接触させることにより、安全にかつ効率的に、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖を製造できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have confirmed that safety is ensured by oligosaccharides having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond. It was found that an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end can be produced safely and efficiently by contacting cells of a microorganism belonging to acetic acid bacteria.

さらに、従来技術からは、特許文献3および4の実施例にて挙げられている糖の中でも、ラクトースは、酢酸菌に属する微生物の菌体により、最も効率的に酸化されるオリゴ糖類のひとつであると考えられている。本発明者らは、このラクトースに対しての酢酸菌の作用と、イソマルトースおよびゲンチオビオースに対しての酢酸菌の作用の比較を行った。その結果、イソマルトースおよびゲンチオビオースの酸化反応効率は、ラクトースの酸化反応効率の15〜240倍以上であることがわかった。そして、イソマルトビオン酸およびゲンチオビオン酸は、ラクトビオン酸をはじめ、特許文献3および4に記載されているどの糖よりも、酢酸菌に属する微生物の菌体により、効率よく生産可能であることを見出した。   Furthermore, from the prior art, among the sugars listed in the examples of Patent Documents 3 and 4, lactose is one of the oligosaccharides that are most efficiently oxidized by the cells of microorganisms belonging to acetic acid bacteria. It is thought that there is. The present inventors compared the action of acetic acid bacteria on this lactose and the action of acetic acid bacteria on isomaltose and gentiobiose. As a result, it was found that the oxidation reaction efficiency of isomaltose and gentiobiose was 15 to 240 times or more that of lactose. And it is found that isomaltobionic acid and gentiobionic acid can be produced more efficiently by the cells of microorganisms belonging to acetic acid bacteria than any sugar described in Patent Documents 3 and 4, including lactobionic acid. It was.

本発明は、これらの知見に基づいて更に検討を重ねることにより完成したものである。即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
(1)ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類に、酢酸菌に属する微生物の菌体を接触させ、該オリゴ糖類のヘミアセタール性水酸基を酸化することを特徴とする、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の製造方法。
(2)酢酸菌に属する微生物が、アセトバクター属、グルコノバクター属またはグルコンアセトバクター属に属する微生物である、(1)の製造方法。
(3)前記オリゴ糖に対する前記菌体の接触が、D-グルコース濃度が3質量%以下の条件下で行われる、(1)または(2)の製造方法。
(4)前記オリゴ糖類が、イソマルトースおよび/またはイソマルトトリオースである、(1)〜(3)いずれかの製造方法。
(5)前記オリゴ糖類が、イソマルトース、イソマルトトリオース、およびイソマルトテトラオース、イソマルトペンタオースよりなる群から選択される2種以上を含有するイソマルトオリゴ糖である、(1)〜(3)いずれかの製造方法。
(6)前記オリゴ糖類が、ゲンチオビオースおよび/またはゲンチオトリオースである、(1)〜(3)いずれかの製造方法。
(7)前記オリゴ糖類が、パノースである、(1)〜(3)いずれかの製造方法。
(8)ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類と、エタノールを含有する発酵原料に、酢酸菌を添加して酢酸発酵を行うことにより得られることを特徴とする、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖を含有する醸造酢。
(9)ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類と、エタノールを含有する発酵原料に、酢酸菌を添加して酢酸発酵を行うことを特徴とする、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖を含有する醸造酢の製造方法。
The present invention has been completed by further studies based on these findings. That is, this invention provides the invention of the aspect hung up below.
(1) A microbial cell belonging to acetic acid bacteria is brought into contact with an oligosaccharide having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond, and the hemiacetal hydroxyl group of the oligosaccharide is oxidized. A method for producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end.
(2) The method according to (1), wherein the microorganism belonging to the acetic acid bacterium is a microorganism belonging to the genus Acetobacter, Gluconobacter or Glucon acetobacter.
(3) The production method of (1) or (2), wherein the contact of the bacterial cells with the oligosaccharide is performed under a condition where the D-glucose concentration is 3% by mass or less.
(4) The production method according to any one of (1) to (3), wherein the oligosaccharide is isomaltose and / or isomaltotriose.
(5) The oligosaccharide is an isomaltoligosaccharide containing 2 or more types selected from the group consisting of isomaltose, isomaltotriose, isomalttetraose, and isomaltopentose. 3) Any manufacturing method.
(6) The production method of any one of (1) to (3), wherein the oligosaccharide is gentiobiose and / or gentiotriose.
(7) The method according to any one of (1) to (3), wherein the oligosaccharide is panose.
(8) Obtained by performing acetic acid fermentation by adding acetic acid bacteria to a fermentation raw material containing an oligosaccharide having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond and ethanol. A brewed vinegar containing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end.
(9) Acetic acid fermentation is performed by adding acetic acid bacteria to a fermentation raw material containing an oligosaccharide having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond and ethanol. And a method for producing a brewed vinegar containing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end.

本発明によれば、α1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類に、古くから食品製造に使用され安全性の担保された酢酸菌に属する微生物の菌体を用いることにより、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖を安全にかつ効率よく製造することができる。   According to the present invention, the oligosaccharide having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond is used at the reducing end by using a microbial cell belonging to an acetic acid bacterium that has been used for food production and has been secured for a long time. An oligosaccharide having an aldonic acid residue can be produced safely and efficiently.

さらに、原料として用いるα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類に対して、酢酸菌に属する微生物の菌体を接触させる際に、D-グルコース濃度を、十分に低減させた場合には、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の生成効率を飛躍的に増大させることが可能である。   Furthermore, when the D-glucose concentration is sufficiently reduced when contacting the cells of microorganisms belonging to acetic acid bacteria to an oligosaccharide having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond used as a raw material, It is possible to dramatically increase the production efficiency of oligosaccharides having an aldonic acid residue at the reducing end.

イソマルトース、イソマルトトリオース、パノース、ゲンチビオースおよびゲンチトリオースが、ヘミアセタール性水酸基が酸化されることにより、それぞれ、イソマルトビオン酸、イソマルトトリオン酸、パノトリオン酸、ゲンチオビオン酸およびゲンチオトリオン酸が生成されることを示す図である。Isomaltose, isomaltotriose, panose, gentibiose and gentitriose are oxidized by the oxidation of the hemiacetal hydroxyl group, respectively, and isomaltobionic acid, isomaltorionic acid, panotriionic acid, gentiobionic acid and gentiotriionic acid, respectively. It is a figure which shows that is produced | generated. 実施例3において、アセトバクター・オリエンタリスFERM P-21150を用いた反応液をTLCに供して、イソマルトビオン酸およびラクトビオン酸の生成の有無を確認した結果である。In Example 3, the reaction liquid using Acetobacter orientalis FERM P-21150 was subjected to TLC to confirm the presence or absence of isomaltobionic acid and lactobionic acid. 実施例7において、ルコノバクター・セリヌスNBRC3267を用いた反応液をTLCに供して、パノトリオン酸、イソマルトビオン酸およびラクトビオン酸の生成の有無を確認した結果である。In Example 7, it is the result of having confirmed the presence or absence of the production | generation of panotrionic acid, isomaltobionic acid, and lactobionic acid by using for TLC the reaction liquid using Luconobacter cerinus NBRC3267. 実施例5において、酢酸菌の菌体の調製において得られたグルコノバクター・フラテウリ IFO3285の反応液を、質量分析計で分析した結果である。In Example 5, it is the result of having analyzed the reaction liquid of Gluconobacter fratauri IFO3285 obtained in the preparation of the acetic acid microbial cell with a mass spectrometer. 実施例12において、各グルコース濃度の存在下、グルコノバクター・フラテウリIFO3285をイソマルトース接触させた場合に、生成するイソマルトビオン酸量を測定した結果である。In Example 12, it is the result of measuring the amount of isomaltobionic acid produced | generated when Gluconobacter fratauri IFO3285 is made to contact with isomaltose in presence of each glucose density | concentration.

本発明の還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の製造方法は、ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類に、酢酸菌に属する微生物の菌体を接触させ、該オリゴ糖類のヘミアセタール性水酸基を酸化することを特徴とする。以下、本発明を詳細に説明する。なお、以下、本明細書において、「ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類」を「原料オリゴ糖類」と略記し、「還元末端にアルドン酸残基を有し、且つα1→6グルコシド結合またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖」を「目的オリゴ糖」と略記することもある。   The method for producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end according to the present invention comprises a method for producing a microorganism belonging to acetic acid bacteria to an oligosaccharide having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond. It is characterized by contacting the body and oxidizing the hemiacetal hydroxyl group of the oligosaccharide. Hereinafter, the present invention will be described in detail. Hereinafter, in the present specification, “oligosaccharide having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond” is abbreviated as “raw oligosaccharide” and “residual end of aldonic acid residue”. The “oligosaccharide having a group and having an α1 → 6 glucoside bond or β1 → 6 glucoside bond” may be abbreviated as “target oligosaccharide”.

原料オリゴ糖類及び目的オリゴ糖
本発明においては、原料として、ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類(原料オリゴ糖類)が用いられる。該原料オリゴ糖類を構成する単糖の数(モノマー数)については、特に制限されないが、例えば2〜5、好ましくは2〜3が挙げられる。α1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類としては、例えば、イソマルトース、イソマルトトリオース、イソマルトテトラオース、イソマルトペンタオース、イソマルトオリゴ糖、パノースなどが挙げられる。β1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類としては、例えば、ゲンチオビオース、ゲンチオトリオースなどが挙げられる。なお、パノースは、D−グルコースの3分子が、α1→4グルコシド結合およびα1→6グルコシド結合1個ずつで結合した三糖類である。これらの原料オリゴ糖類の中でも、一層効率的に目的オリゴ糖を製造するという観点から、好ましくは、イソマルトース、ゲンチオビオースが挙げられる。これらのオリゴ糖類は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
Raw material oligosaccharide and target oligosaccharide In the present invention, an oligosaccharide (raw material oligosaccharide) having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond is used as a raw material. Although it does not restrict | limit especially about the number of monosaccharides (monomer number) which comprises this raw material oligosaccharide, For example, 2-5, Preferably 2-3 are mentioned. Examples of the oligosaccharide having an α1 → 6 glucoside bond include isomaltose, isomaltotriose, isomalttetraose, isomaltopentose, isomaltoligosaccharide, panose and the like. Examples of the oligosaccharide having a β1 → 6 glucoside bond include gentiobiose and gentiotriose. Panose is a trisaccharide in which three molecules of D-glucose are bound by one α1 → 4 glucoside bond and one α1 → 6 glucoside bond. Among these raw material oligosaccharides, isomaltose and gentiobiose are preferable from the viewpoint of more efficiently producing the target oligosaccharide. These oligosaccharides may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

ここで、イソマルトオリゴ糖とは、イソマルトース、イソマルトトリオースおよびイソマルトテトラオース、イソマルトペンタオースから選択される2種以上を成分として含むものであり、それらより鎖長の長いイソマルトオリゴ糖が含まれていてもよい。該イソマルトオリゴ糖を用いることにより生産される目的オリゴ糖は、該イソマルトオリゴ糖に対応する還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖であり、イソマルトビオン酸、イソマルトトリオン酸、およびイソマルトテトラオン酸、イソマルトペンタオン酸から選ばれる2種以上を含有するものである。なお、原料となるイソマルトオリゴ糖の生産方法は、α-グルコシダーゼの転移反応、デキストリン・デキストラナーゼでの加水分解反応、または、デキストラン・スクラーゼによる転移反応などがあるが、これらの調製方法に限定されるものではない。   Here, the isomalt-oligosaccharide includes two or more kinds selected from isomaltose, isomalttriose, isomalttetraose and isomaltopentose as components, and isomaltoligosaccharide having a longer chain length than those. May be included. The target oligosaccharide produced by using the isomaltoligosaccharide is an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end corresponding to the isomaltoligosaccharide, and isomaltobionic acid, isomalttrionic acid, and isomalt It contains two or more selected from tetraonic acid and isomaltopentanic acid. The production method of isomalto-oligosaccharide used as a raw material includes α-glucosidase transfer reaction, dextrin / dextranase hydrolysis reaction, or dextran sucrase transfer reaction. Is not to be done.

本発明では、原料として使用される原料オリゴ糖類のヘミアセタール水酸基が酸化され、該ヘミアセタール水酸基が結合している炭素原子がカルボキシル基に変換されて、該原料オリゴ糖類に対応する目的オリゴ糖が生成する。具体的には、本発明によって、図1にて示されるように、例えば、イソマルトース、イソマルトトリオース、イソマルトオリゴ糖、パノースまたはゲンチオビオースに代表されるα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類のヘミアセタール性水酸基が酸化されることにより、それぞれイソマルトビオン酸、イソマルトトリオン酸、イソマルトオリゴアルドン酸、パノトリオン酸またはゲンチオビオン酸を生成することができる。   In the present invention, the hemiacetal hydroxyl group of the raw oligosaccharide used as the raw material is oxidized, and the carbon atom to which the hemiacetal hydroxy group is bonded is converted to a carboxyl group, and the target oligosaccharide corresponding to the raw oligosaccharide is obtained. Generate. Specifically, according to the present invention, as shown in FIG. 1, for example, it has an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond represented by isomaltose, isomaltotriose, isomaltoligosaccharide, panose or gentiobiose. By oxidizing the hemiacetal hydroxyl group of the oligosaccharide, it is possible to produce isomaltobionic acid, isomaltrionic acid, isomaltoligoaldonic acid, panotrionic acid, or gentiobionic acid, respectively.

本発明によって、酢酸菌の作用を受けて、前記原料オリゴ糖類から目的オリゴ糖が遊離の状態で生成するが、生成した目的オリゴ糖のアルドン酸残基は、反応条件によっては、塩の形態になったり、カルボキシル基と水酸基が脱水縮合してラクトンの形態になることもある。即ち、本発明によって製造される目的オリゴ糖には、イソマルトビオン酸、イソマルトトリオン酸、イソマルトオリゴアルドン酸、パノトリオン酸、ゲンチオビオン酸などの遊離の還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖のみならず、イソマルトビオン酸塩、イソマルトトリオン酸塩、イソマルトオリゴアルドン酸塩、パノトリオン酸塩、ゲンチオビオン酸塩などの還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の塩、またはイソマルトビオノラクトン、イソマルトトリオノラクトン、イソマルトオリゴアルドノラクトン、パノトリオノラクトン、ゲンチオビオノラクトンなどのラクトンが含まれ得る。   According to the present invention, the target oligosaccharide is produced from the raw oligosaccharide under the action of acetic acid bacteria, and the aldonic acid residue of the produced oligosaccharide is converted into a salt form depending on the reaction conditions. Or a carboxyl group and a hydroxyl group may be dehydrated and condensed to form a lactone. That is, the target oligosaccharide produced by the present invention includes only oligosaccharides having an aldonic acid residue at the free reducing end, such as isomaltobionic acid, isomaltrionic acid, isomaltoligoaldonic acid, panotrionic acid, and gentiobionic acid. Or a salt of an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end, such as isomaltobionate, isomalttrionate, isomaltoligoaldonate, panotrionate, gentiobionate, or isomaltobionolactone Lactones such as isomaltrionolactone, isomaltoligoaldonolactone, panotrionolactone, gentiobionolactone, and the like.

酢酸菌に属する微生物の菌体
本発明においては、酢酸菌に属する微生物の菌体を用いることを必須とする。なお、従来技術においては、酢酸菌に属する微生物の菌体が、α1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類(原料オリゴ糖類)を酸化させることについては知られていなかった。酢酸菌に属する微生物の菌体としては、例えば、アセトバクター属、グルコノバクター属、グルコンアセトバクター属、アディシフィラム属、アシドモナム属に属する微生物の菌体や、該微生物の突然変異体及び変異株などが挙げられる。
In the present invention, it is essential to use a microbial cell belonging to an acetic acid bacterium. In the prior art, it has not been known that the cells of microorganisms belonging to acetic acid bacteria oxidize oligosaccharides (raw oligosaccharides) having α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bonds. Examples of the microorganisms belonging to the acetic acid bacteria include, for example, microorganisms belonging to the genus Acetobacter, Gluconobacter, Gluconacetobacter, Adiciphyllum, Acidmonam, and mutants and mutants of the microorganisms. Is mentioned.

アセトバクター属に属する微生物としては、具体的には、アセトバクター・パステリアヌス(Acetobacter pasteurianus)、アセトバクター・アセチ(Acetobacter aceti)、アセトバクター・オリエンタリス(Acetobacter orientalis)、アセトバクター・インドネシエンシス(Acetobacter indonesiensis)、アセトバクター・シンビノゲンシス(Acetobacter cibinongensis)などが挙げられる。これらのアセトバクター属のなかでも、好ましくはアセトバクター・パステリアヌス、アセトバクター・アセチ、アセトバクター・インドネシエンシスが挙げられる。   As the microorganisms belonging to the genus Acetobacter, specifically, Acetobacter pasteurianus, Acetobacter aceti, Acetobacter orientalis, Acetobacter indonesiensis Acetobacter cibinongensis and the like. Among these Acetobacter genera, Acetobacter pasterianus, Acetobacter aceti, and Acetobacter indonesiensis are preferable.

グルコノバクター属に属する微生物としては、具体的には、グルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxydance)、グルコノバクター・スファエリカス(Gluconobacter sphaericus)、グルコノバクター・フラテウリ(Gluconobacter frateurii)、グルコノバクター・セリヌス(Gluconobacter cerinus)、グルコノバクター・アサイ(Gluconobacter asaii)、グルコノバクター・タイランディカス(Gluconobacter thailandicus)、グルコノバクター・ロセウス(Gluconobacter roseus)、グルコノバクター・アルビダズ(Gluconobacter albidus)などが挙げられる。これらのグルコノバクター属のなかでも、好ましくは、グルコノバクター・オキシダンス、グルコノバクター・スファエリカス、グルコノバクター・フラテウリ、グルコノバクター・アサイ、グルコノバクター・セリヌス、グルコノバクター・アルビダズ;更に好ましくはグルコノバクター・オキシダンス、グルコノバクター・スファエリカス、グルコノバクター・アサイが挙げられる。   Specific examples of microorganisms belonging to the genus Gluconobacter include Gluconobacter oxydance, Gluconobacter sphaericus, Gluconobacter frateurii, Gluconobacter frateurii, Gluconobacter frateurii, Selinus (Gluconobacter cerinus), Gluconobacter asaii, Gluconobacter thailandicus, Gluconobacter roseus, Gluconobacter roseus (Gluconobacter albidus) It is done. Among these genus Gluconobacter, preferably Gluconobacter oxydans, Gluconobacter sphaericus, Gluconobacter frateuri, Gluconobacter acai, Gluconobacter selinus, Gluconobacter albidas; More preferred are Gluconobacter oxydans, Gluconobacter sphaericus, and Gluconobacter acai.

グルコンアセトバクター属に属する微生物としては、具体的には、グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus)、グルコンアセトバクター・ハンセニ(Gluconacetobacter hansenii)、グルコンアセトバクター・リクエファシエンス(Gluconacetobacter liquefacience)などが挙げられる。これらのグルコンアセトバクター属のなかでも、好ましくは、グルコンアセトバクター・ハンセニ、グルコンアセトバクター・キシリヌスが挙げられる。   Specific examples of microorganisms belonging to the genus Gluconacetobacter include Gluconacetobacter xylinus, Gluconacetobacter hansenii, Gluconacetobacter liquefacience, and the like. . Of these genus Gluconacetobacter, Gluconacetobacter hanseni and Gluconacetobacter xylinus are preferable.

アディシフィラム属に属する微生物としては、具体的には、アディシフィラム・アングスタム(Acidiphilium angustum)、アディシフィラム・オルガノボラム(Acidiphilium organovorum)、アディシフィラム・クリプタム(Acidiphilium cryptum)、アディシフィラム・ルブラム(Acidiphilium rubrum)、アディシフィラム・マルチボラム(Acidiphilium multivorum)などが挙げられる。   Specific examples of microorganisms belonging to the genus Adisiphilum include Acidiphilium angustum, Acidiphilium organovorum, Acidiphilium cryptum, Acidiphilum rubrum, and Acidiphilium rubrum multivorum).

アシドモナム属に属する微生物としては、具体的には、アシドモナス・メタノリカス(Acidomonas methanolicus)などが挙げられる。   Specific examples of microorganisms belonging to the genus Acidmonam include Acidomonas methanolicus.

これらの酢酸菌に属する微生物のなかでも、目的オリゴ糖を一層効率的に製造させるという観点から、好ましくはアセトバクター属、グルコノバクター属、グルコンアセトバクター属;更に好ましくはグルコノバクター属、グルコンアセトバクター属;より好ましくはグルコノバクター・オキシダンス、グルコノバクター・スファエリカス、グルコノバクター・フラテウリ、グルコノバクター・アサイ、グルコノバクター・フラテウリ、グルコノバクター・セリヌス、グルコンアセトバクター・ハンセニ、グルコンアセトバクター・キシリヌス;特に好ましくはグルコノバクター・オキシダンス、グルコノバクター・スファエリカス、グルコノバクター・アサイ、グルコノバクター・セリヌス、グルコンアセトバクター・ハンセニ、グルコンアセトバクター・キシリヌスが挙げられる。   Among these microorganisms belonging to acetic acid bacteria, from the viewpoint of more efficiently producing the target oligosaccharide, preferably Acetobacter, Gluconobacter, Gluconacetobacter; more preferably Gluconobacter, Glucon Acetobacter genus; more preferably Gluconobacter oxydans, Gluconobacter sphaericus, Gluconobacter frateuri, Gluconobacter acai, Gluconobacter frateuri, Gluconobacter serinus, Gluconacetobacter Hanseni, Glucon Acetobacter xylinus; Gluconobacter oxydans, Gluconobacter sphaericus, Gluconobacter acai, Gluconobacter serinus, Gluconacetobacter Hanseni, Glucon Setobakuta-Kishirinusu and the like.

これらの酢酸菌に属する微生物は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。   These microorganisms belonging to acetic acid bacteria may be used singly or in combination of two or more.

上記酢酸菌に属する微生物の菌体を得るための菌株としては、自然界および酢酸菌を使用する食品やその生産現場から分離した酢酸菌を用いることができる。また、東京大学・分子細胞生物学研究所、独立行政法人製品評価技術基盤機構や独立行政法人・理化学研究所 バイオリソースセンターなどの様に、いずれの人の要求に対しても分譲できるような、公的な寄託機関によって保存されている菌株を使用することもできる。   As a strain for obtaining the cells of microorganisms belonging to the above-mentioned acetic acid bacteria, there can be used foods using the natural world and acetic acid bacteria, and acetic acid bacteria isolated from production sites thereof. In addition, the University of Tokyo, Institute for Molecular Cell Biology, the National Institute for Product Evaluation Technology, the Independent Administrative Agency, RIKEN BioResource Center, etc. It is also possible to use strains conserved by traditional depository institutions.

グルコノバクター属の属する微生物の内、公的な寄託機関によって保存されている菌株としては、例えば、グルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxydance)IFO 3292、グルコノバクター・オキシダンスIFO 3293、グルコノバクター・オキシダンスIFO 3189、グルコノバクター・オキシダンスIFO 3244、グルコノバクター・オキシダンスIFO 3294、グルコノバクター・オキシダンスIFO 3462、グルコノバクター・オキシダンスIFO 3130、グルコノバクター・オキシダンスNBRC 3287、グルコノバクター・スファエリカス(Gluconobacter sphaericus) NBRC 12467、グルコノバクター・フラテウリ(Gluconobacter frateurii)IFO 3285、グルコノバクター・フラテウリNBRC 3171、グルコノバクター・セリヌス(Gluconobacter cerinus)NBRC 3267、グルコノバクター・セリヌIAM 1829、グルコノバクター・アサイ(Gluconobacter asaii)IAM 14721、グルコノバクター・タイランディカス(Gluconobacter thailandicus)NBRC 3256、グルコノバクター・ロセウス(Gluconobacter roseus)NBRC 3990、グルコノバクター・アルビダズ(Gluconobacter albidus)NBRC 3250などが挙げられる。これらの菌株のなかでも、好ましくは、グルコノバクター・オキシダンス IFO 3292、グルコノバクター・オキシダンス IFO 3244、グルコノバクター・スファエリカス NBRC 12467、グルコノバクター・アサイ IAM 14721が挙げられる。   Among the microorganisms belonging to the genus Gluconobacter, the strains preserved by the official depository include, for example, Gluconobacter oxydance IFO 3292, Gluconobacter oxydance IFO 3293, Gluconobacter Bacter Oxydance IFO 3189, Gluconobacter Oxydance IFO 3244, Gluconobacter Oxydance IFO 3294, Gluconobacter Oxydance IFO 3462, Gluconobacter Oxydance IFO 3130, Gluconobacter Oxydance NBRC 3287 Gluconobacter sphaericus NBRC 12467 Gluconobacter frateurii IFO 3285 Gluconobacter NBRC 3171 Gluconobacter cerinus NBRC 3267 Serine IAM 1829, Gluconobacter Acai Gluconobacter asaii) IAM 14721, Gluconobacter, Thailand Randy dregs (Gluconobacter thailandicus) NBRC 3256, Gluconobacter roseus (Gluconobacter roseus) NBRC 3990, such as Gluconobacter-Arubidazu (Gluconobacter albidus) NBRC 3250, and the like. Among these strains, Gluconobacter oxydans IFO 3292, Gluconobacter oxydans IFO 3244, Gluconobacter sphaericus NBRC 12467, and Gluconobacter acai IAM 14721 are preferable.

アセトバクター属の内、公的な寄託機関によって保存されている菌株としては、例えば、アセトバクター パステリアヌス(Acetobacter pasteurianus) NBRC 3283、アセトバクター・アセチ(Acetobacter aceti) NBRC 3281、アセトバクター・オリエンタリス(Acetobacter orientalis) KYG-22( FERM P-21150)、アセトバクター・インドネシエンシス(Acetobacter indonesiensis)NBRC 16471、アセトバクター・シンビノゲンシス(Acetobacter cibinongensis)NBRC16605などが挙げられる。これらの菌株のなかでも、好ましくは、アセトバクター パステリアヌスNBRC 3283、アセトバクター・アセチNBRC 3281、アセトバクター・インドネシエンシスNBRC 16471が挙げられる。   Among the strains of the genus Acetobacter, the strains conserved by the official depository include, for example, Acetobacter pasteurianus NBRC 3283, Acetobacter aceti NBRC 3281, Acetobacter orientalis (Acetobacter orientalis) ) KYG-22 (FERM P-21150), Acetobacter indonesiensis NBRC 16471, Acetobacter cibinongensis NBRC16605 and the like. Among these strains, Acetobacter pasterianus NBRC 3283, Acetobacter aceti NBRC 3281, and Acetobacter indonesiensis NBRC 16471 are preferable.

グルコンアセトバクター属の内、公的な寄託機関によって保存されている菌株としては、例えば、グルコンアセトバクター・キシリヌス(Gluconacetobacter xylinus) NBRC 3288、グルコンアセトバクター・キシリヌスNBRC 13693、グルコンアセトバクター・ハンセニ(Gluconacetobacter hansenii)NBRC 14816、グルコンアセトバクター・リクエファシエンス(Gluconacetobacter liquefacience)IAM 1836などが挙げられる。これらの菌株のなかでも、好ましくは、グルコンアセトバクター・ハンセニ NBRC 14816、グルコンアセトバクター・キシリヌス NBRC 3288、グルコンアセトバクター・キシリヌスNBRC 13693が挙げられる。   Among the genus Gluconacetobacter, strains that are conserved by public depositories include, for example, Gluconacetobacter xylinus NBRC 3288, Gluconacetobacter xylinus NBRC 13693, Gluconaacetobacter Hanseni (Gluconacetobacter hansenii) NBRC 14816, Gluconacetobacter liquefacience IAM 1836, and the like. Among these strains, Gluconacetobacter hanseni NBRC 14816, Gluconacetobacter xylinus NBRC 3288, and Glucon acetobacter xylinus NBRC 13693 are preferable.

なお、酢酸菌に属する微生物により、ヘミアセタール性水酸基を酸化する際には、該微生物の菌体が作用する環境中に、一定濃度以上のD-グルコースが含有されている場合は、目的オリゴ糖の生成を阻害し、生成反応が遅延するという問題を引き起こす場合があることが、本発明者よって明らかにされている。   When a hemiacetal hydroxyl group is oxidized by a microorganism belonging to an acetic acid bacterium, if the D-glucose of a certain concentration or more is contained in the environment where the microbial cells of the microorganism act, the target oligosaccharide It has been clarified by the present inventor that the production reaction may be inhibited and the production reaction may be delayed.

これを防いで効率的に目的オリゴ糖を生成させるためには、酢酸菌に属する微生物の菌体を作用させる環境中のD-グルコースを除去、または低減させることが好ましい。詳しくは、後述する。また、D-グルコースが混在する、またはD-グルコースが混在する惧れがある環境中で、前記原料オリゴ糖に酢酸菌に属する微生物を接触させる場合には、該微生物として、D-グルコースの存在下でも原料オリゴ糖の還元末端の酸化が可能な酢酸菌を選択して使用することが望ましい。このような酢酸菌としては、例えば、グルコノバクター属、グルコンアセトバクター属;好ましくはグルコノバクター・アサイ、グルコノバクター・フラテウリ、グルコンアセトバクター・キシリヌス;更に好ましくはグルコノバクター・アサイが挙げられる。このような酢酸菌の具体例としては、グルコノバクター・アサイIAM 14721、グルコノバクター・フラテウリIFO 3285、グルコンアセトバクター・キシリヌスNBRC 3288;好ましくはグルコノバクター・アサイIAM 14721が挙げられる。   In order to prevent this and efficiently produce the target oligosaccharide, it is preferable to remove or reduce D-glucose in the environment where the cells of microorganisms belonging to acetic acid bacteria act. Details will be described later. Further, in the case where D-glucose is mixed or there is a possibility that D-glucose may be mixed, when microorganisms belonging to acetic acid bacteria are brought into contact with the raw material oligosaccharide, D-glucose is present as the microorganism. It is desirable to select and use an acetic acid bacterium that can oxidize the reducing end of the raw oligosaccharide even under. Examples of such acetic acid bacteria include Gluconobacter genus, Gluconacetobacter genus; preferably Gluconobacter acai, Gluconobacter fratauri, Gluconacetobacter xylinus; More preferably, Gluconobacter acai It is done. Specific examples of such acetic acid bacteria include Gluconobacter acai IAM 14721, Gluconobacter frateuri IFO 3285, Gluconacetobacter xylinus NBRC 3288; preferably Gluconobacter acai IAM 14721.

反応条件
本発明の還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の製造方法は、前記原料オリゴ糖類に対して、前記酢酸菌に属する微生物の菌体を接触させることにより行われる。前記オリゴ糖が前記酢酸菌に属する微生物の菌体と接触すると、該原料オリゴ糖類のヘミアセタール性水酸基が酸化され、目的物である還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖(目的オリゴ糖)が生成する。
Reaction conditions The method for producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end of the present invention is carried out by bringing the raw material oligosaccharide into contact with the cells of a microorganism belonging to the acetic acid bacterium. When the oligosaccharide comes into contact with the cells of a microorganism belonging to the acetic acid bacterium, the hemiacetal hydroxyl group of the raw oligosaccharide is oxidized, and the oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end, which is the target product (target oligosaccharide) Produces.

前記原料オリゴ糖類に対して、前記酢酸菌に属する微生物の菌体を接触させる方法については、特に制限されないが、例えば、休止菌体法、発酵生産法が挙げられる。以下、休止菌体法と発酵生産法に分けて、その具体的手法について説明する。   The method of bringing the microorganisms belonging to the acetic acid bacteria into contact with the raw oligosaccharide is not particularly limited, and examples thereof include a resting cell method and a fermentation production method. Hereinafter, the specific method will be described by dividing into the resting cell method and the fermentation production method.

<休止菌体法>
休止菌体法は、原料である前記原料オリゴ糖類に酢酸菌の菌体を接触させ、菌体中または細胞膜上の酵素によってそれぞれの原料オリゴ糖類のヘミアセタール性水酸基を酸化し、それぞれ対応する目的オリゴ糖を生成する方法であり、酢酸菌に属する微生物の菌体の培養と、ヘミアセタール性水酸基の酸化を別々に行なうものである。
<Pause cell method>
The resting cell method is a method in which acetic acid bacterial cells are brought into contact with the raw material oligosaccharide, which is a raw material, and the hemiacetal hydroxyl group of each raw material oligosaccharide is oxidized by an enzyme in the bacterial cell or on the cell membrane. This is a method for producing an oligosaccharide, in which cells of microorganisms belonging to acetic acid bacteria are cultured separately and oxidation of hemiacetal hydroxyl groups is performed separately.

休止菌体法で用いられる酢酸菌に属する微生物の菌体としては、酢酸菌の生菌体そのまま、あるいは菌体処理物又はそれらを担体に固定化したものが挙げられる。   Examples of the microbial cells belonging to acetic acid bacteria used in the resting cell method include live microbial cells of acetic acid bacteria, or processed microbial cells or those immobilized on a carrier.

酢酸菌の菌体の培養について、以下に述べる。
培養基としては、通常の微生物と同様に培養しうるものであれば、特に限定されず、微生物が通常資化しうる炭素源、窒素源、ビタミン、ミネラルなどの成分を適宜配合したものが用いられる。炭素源としては、グルコース、果糖などの単糖類、ショ糖、麦芽糖などのオリゴ糖類、多糖類、糖アルコール、グリセロールなどが挙げられ、一般的な炭水化物としては、トウモロコシ澱粉、モルトなどがあり、さらには、オリーブ油、コーン油などの植物油も炭素源に含められる。また、CSL(コーンスティーブリカー)や、大豆フレークを用いてもよい。その他、アルコール、有機酸、アルカンの様な炭素化合物でもよい。
The culture of acetic acid bacteria is described below.
The culture medium is not particularly limited as long as it can be cultivated in the same manner as normal microorganisms, and those in which components such as a carbon source, a nitrogen source, vitamins, and minerals that can be assimilated by microorganisms are appropriately blended are used. Examples of carbon sources include monosaccharides such as glucose and fructose, oligosaccharides such as sucrose and maltose, polysaccharides, sugar alcohols, and glycerol. Common carbohydrates include corn starch and malt. Vegetable oils such as olive oil and corn oil are also included in the carbon source. Also, CSL (corn steep liquor) or soybean flakes may be used. In addition, carbon compounds such as alcohol, organic acid, and alkane may be used.

窒素源としては、無機、有機どちらの窒素も利用できる。無機態の窒素としては、通常、アンモニア塩、硝酸体などが用いられる。有機窒素は、通常、アミノ酸、たんぱく質または尿素の形で与えられる。その他にも、天然の有機窒素複合体として、CSL、大豆や、大豆フレーク、ピーナッツミール、綿花ミール、ディスティラーズソルブル(Distillers' solubles)、カゼイン水解物、屠殺場廃棄物、魚粉、酵母エキスなどを使用することもできる。   As the nitrogen source, both inorganic and organic nitrogen can be used. As the inorganic nitrogen, ammonia salts, nitric acid bodies and the like are usually used. Organic nitrogen is usually given in the form of amino acids, proteins or urea. Other natural organic nitrogen complexes include CSL, soybeans, soybean flakes, peanut meal, cotton meal, distillers' solves, casein hydrolyzate, slaughterhouse waste, fish meal, yeast extract, etc. Can also be used.

ビタミンに関して、天然の炭素源、窒素源を用いることで微生物の生育にとって必要なビタミン類は十分に補給できるが、パントテン酸カルシウムや、ビオチン、ビタミンB1などを必要に応じて添加してもよい。   Regarding vitamins, vitamins necessary for the growth of microorganisms can be sufficiently supplied by using natural carbon sources and nitrogen sources, but calcium pantothenate, biotin, vitamin B1 and the like may be added as necessary.

ミネラルとしては、マグネシウム、カリウム、カルシウム、コバルト、銅、鉄、マンガン、モリブデン、亜鉛などが挙げられる。   Examples of the mineral include magnesium, potassium, calcium, cobalt, copper, iron, manganese, molybdenum, and zinc.

その他の成分として、pHのコントロールのために、培養液中に炭酸カルシウムを添加したり、緩衝作用を持たせるために、リン酸塩などを加えたりしてもよい。また、培養系のpHを制御するために、アンモニアや、苛性ソーダ、塩酸、硫酸などを添加してよい。   As other components, calcium carbonate may be added to the culture solution for pH control, or phosphate may be added to provide a buffering action. In order to control the pH of the culture system, ammonia, caustic soda, hydrochloric acid, sulfuric acid or the like may be added.

培養条件は、使用する菌株の種類にもよるが、一般的に、20〜35℃の温度で、pH4〜8の条件が好ましい。pHを調整するためには、塩酸、水酸化ナトリウム水溶液や炭酸カルシウムなどが用いられる。   Although culture conditions depend on the type of strain used, generally, a temperature of 20 to 35 ° C. and a pH of 4 to 8 are preferable. In order to adjust pH, hydrochloric acid, sodium hydroxide aqueous solution, calcium carbonate, or the like is used.

休止菌体法における培養方法としては静置培養、振とう培養、深部通気撹拌培養などが挙げられる。なかでも、酢酸菌の菌体を大量に培養しうる観点から、深部通気撹拌培養が好ましい。深部通気撹拌培養としては、回分法、逐次添加培養法、連続培養法が挙げられる。このような条件で培養を行うと、培養から15〜168時間で十分な量の生菌体が得られる。   Examples of the culture method in the resting cell method include stationary culture, shaking culture, and deep aeration and agitation culture. Of these, deep aeration and agitation culture is preferred from the viewpoint of culturing acetic acid bacteria in large quantities. Examples of the deep aeration stirring culture include a batch method, a sequential addition culture method, and a continuous culture method. When the culture is performed under such conditions, a sufficient amount of viable cells can be obtained in 15 to 168 hours after the culture.

上記のようにして得られた酢酸菌の生菌体を、回収、洗浄した後、そのまま用いることができる。   The viable cells of acetic acid bacteria obtained as described above can be used as they are after being collected and washed.

酢酸菌の菌体を、菌体処理物として用いることもできる。すなわち、アセトン、第四アンモニウム化合物、硫酸ラウリルソーダ、Tweenまたは、微生物の細胞壁の特異的な結合を分解する酵素などで処理した菌体;凍結した菌体を減圧下で水分を昇華することで得られる凍結乾燥菌体;ホモジナイザーやガラスビーズを用い、物理的に破砕した菌体破砕物や菌体膜画分;さらには菌体破砕物の上清である無細胞抽出物やこれらから酵素を抽出した粗酵素液などを用いることができる。   Acetobacter cells can also be used as the treated cells. That is, cells treated with acetone, quaternary ammonium compounds, lauryl soda sulfate, Tween, or an enzyme that breaks down the specific binding of the cell walls of microorganisms; obtained by sublimating moisture under reduced pressure Freeze-dried microbial cells; crushed cells and cell membrane fractions physically crushed using a homogenizer and glass beads; and cell-free extracts that are supernatants of the crushed cells and enzymes extracted from these The crude enzyme solution etc. which were made can be used.

酢酸菌の菌体あるいは処理物を担体に固定化するには、セルロース担体、セラミック担体、ガラスビーズ担体のような物質に吸着させる方法;格子構造を持つゲル状物質(たとえば、寒天、アルギン酸カルシウム、カラギーナンや、公知のポリマー)に包括する方法などが挙げられる。これらの方法により、糖酸化活性を有する酢酸菌の菌体や菌体処理物を繰り返し使用することができる。   In order to immobilize acetic acid bacterial cells or treated products on a carrier, a method of adsorbing to a substance such as a cellulose carrier, a ceramic carrier or a glass bead carrier; a gel-like substance having a lattice structure (for example, agar, calcium alginate, And carrageenan and a known method). By these methods, bacterial cells or treated bacterial cells of acetic acid bacteria having sugar oxidation activity can be repeatedly used.

前記原料オリゴ糖類を反応溶媒に溶解し、上記のように培養して得られた酢酸菌に属する微生物の菌体を加え、必要により反応温度、反応液のpHを制御しながら反応させて、該オリゴ糖類のヘミアセタール性水酸基を酸化し、それぞれ対応する目的オリゴ糖を生成させる。   The raw oligosaccharide is dissolved in a reaction solvent, and the cells of microorganisms belonging to acetic acid bacteria obtained by culturing as described above are added, and if necessary, the reaction is performed while controlling the reaction temperature and the pH of the reaction solution, The hemiacetal hydroxyl group of the oligosaccharide is oxidized to produce the corresponding target oligosaccharide.

休止菌体法による目的オリゴ糖の生成は、前記原料オリゴ糖類のヘミアセタール性水酸基の酸化反応が可能な溶媒中で行われる。休止菌体法に使用可能な溶媒としては、水、緩衝液等の水性溶媒が挙げられる。   The production of the target oligosaccharide by the resting cell method is performed in a solvent capable of oxidizing the hemiacetal hydroxyl group of the raw oligosaccharide. Examples of solvents that can be used in the resting cell method include aqueous solvents such as water and buffer solutions.

また、休止菌体法により目的オリゴ糖を生成させる際のpH条件については、使用するオリゴ糖や菌体の種類等に応じて適宜設定されるが、例えばpH3〜9、好ましくは4〜6が挙げられる。   In addition, the pH condition for producing the target oligosaccharide by the resting cell method is appropriately set according to the type of oligosaccharide or fungus used, for example, pH 3-9, preferably 4-6. Can be mentioned.

休止菌体法により目的オリゴ糖を生成させる際の反応条件については、使用する前記原料オリゴ糖類や菌体の種類等に応じて適宜設定すればよい。該反応条件として、例えば、前記原料オリゴ糖が、0.5質量%以上が好ましく、10〜60質量%がより好ましく、さら好ましくは20〜50質量%であり、前記酢酸菌の菌体は、OD660nm換算で、0.1以上が好ましく、1〜500がより好ましく、10〜100がさらに好ましい条件で、通常20〜60℃、好ましくは25〜45℃で、3〜120時間、好ましくは12〜96時間、さらに好ましくは24〜72時間が挙げられる。   What is necessary is just to set suitably about the reaction conditions at the time of producing | generating a target oligosaccharide by the resting cell method according to the said raw material oligosaccharide to be used, the kind of microbial cell, etc. As the reaction conditions, for example, the raw material oligosaccharide is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 10 to 60% by mass, and still more preferably 20 to 50% by mass. In terms of OD660 nm, 0.1 or more is preferable, 1 to 500 is more preferable, and 10 to 100 is more preferable. Usually, 20 to 60 ° C., preferably 25 to 45 ° C., 3 to 120 hours, preferably 12 to 96 hours, more preferably 24 to 72 hours.

上述のように、酢酸菌の菌体を用いてヘミアセタール性水酸基を酸化する際には、反応効率の観点から、これらの反応液中にD−グルコースを含まない、または含んでもできるだけ少量に抑えることが望ましい。反応液中にD−グルコースなどの単糖類が混在すると、これらの単糖類が酸化反応を阻害し、反応速度が遅くなることがあるからである。   As mentioned above, when oxidizing hemiacetal hydroxyl groups using bacterial cells of acetic acid bacteria, from the viewpoint of reaction efficiency, these reaction liquids do not contain D-glucose, or even if they contain it, they are suppressed to as little as possible. It is desirable. This is because when monosaccharides such as D-glucose are mixed in the reaction solution, these monosaccharides may inhibit the oxidation reaction and slow the reaction rate.

特に、食品として流通しているイソマルトオリゴ糖は、グルコースを40質量%程度含む場合が多い。上述のように、グルコースの存在はイソマルトオリゴ糖の酸化反応を阻害することから、グルコースを含まない、もしくはグルコース含量の少ないイソマルトオリゴ糖を選択し、基質(原料オリゴ糖類)として使用することが好ましい。   In particular, isomaltoligosaccharides distributed as food often contain about 40% by mass of glucose. As described above, since the presence of glucose inhibits the oxidation reaction of isomaltooligosaccharide, it is preferable to select an isomaltooligosaccharide that does not contain glucose or has a low glucose content and use it as a substrate (raw oligosaccharide). .

上記の観点から、前記原料オリゴ糖に対する前記酢酸菌の菌体の接触は、D−グルコース濃度が3質量%以下の環境下で(即ち、反応液中のD−グルコース濃度が3質量%以下)行われることが好ましく、D-グルコースが含まれない環境下で行われることが最も好ましい。   From the above viewpoint, contact of the bacterial body of the acetic acid bacterium with the raw oligosaccharide is performed in an environment where the D-glucose concentration is 3% by mass or less (that is, the D-glucose concentration in the reaction solution is 3% by mass or less). Preferably, it is carried out, and most preferably in an environment free from D-glucose.

原料に含まれるD-グルコースを除去したり低減させたりするためには、該原料にクロマトグラフィー等の物理的処理を行って精製してもよいし、あるいは酵母、酢酸菌、乳酸菌などの微生物を接触させることでD-グルコースのみを資化させ、その濃度を低減させてもよい。   In order to remove or reduce D-glucose contained in the raw material, the raw material may be purified by subjecting the raw material to physical treatment such as chromatography, or microorganisms such as yeast, acetic acid bacteria, and lactic acid bacteria may be used. By contacting, only D-glucose may be assimilated and the concentration thereof may be reduced.

さらに、グルコースを除去する方法の他に、予めD-グルコース含量が低減されている原料を使用してもよい。例えば、前記原料オリゴ糖類としてイソマルトオリゴ糖を使用する場合であれば、デキストランのデキストリン・デキストラナーゼによる加水分解、またはデキストラン・スクラーゼによる転移反応などの、グルコースが生成しにくい条件で調製したイソマルトオリゴ糖を用いればよい。   Furthermore, in addition to the method for removing glucose, a raw material whose D-glucose content has been reduced in advance may be used. For example, if isomaltoligosaccharide is used as the raw material oligosaccharide, isomaltoligo prepared under conditions where glucose is difficult to be produced, such as hydrolysis of dextran with dextrin / dextranase or transfer reaction with dextran / sucrase. Sugar may be used.

なお、D-グルコースの除去・低減の工程は、ヘミアセタール性水酸基の酸化反応前に、あらかじめ行ってもよいし、酸化反応と同時に行ってもよい。   The step of removing and reducing D-glucose may be performed in advance before the oxidation reaction of the hemiacetal hydroxyl group, or may be performed simultaneously with the oxidation reaction.

また、前記酢酸菌の菌体による前記原料オリゴ糖類の酸化は、アルコール存在下(例えば、7質量%程度以下のエタノール濃度の条件下)でも進行するので、アルコール発酵後に得られた発酵物に前記原料オリゴ糖類と前記酢酸菌の菌体を添加して目的オリゴ糖の生成を行うことができ、またアルコール発酵前またはアルコール発酵中に前記原料オリゴ糖類と前記酢酸菌の菌体を添加することにより、アルコール発酵の進行と同時に目的オリゴ糖を生成させることもできる。斯してアルコール発酵物中で目的オリゴ糖を生成させることにより、目的オリゴ糖含有発酵物を製造することができる。このように目的オリゴ糖を含有させ得るアルコール発酵物としては、例えば、ビール、焼酎、日本酒、ワイン、ウイスキーなどが挙げられる。   In addition, since the oxidation of the raw oligosaccharides by the bacterial cells of the acetic acid bacteria proceeds even in the presence of alcohol (for example, under the condition of ethanol concentration of about 7% by mass or less), The target oligosaccharide can be produced by adding the raw material oligosaccharide and the bacterial cell of the acetic acid bacterium, and by adding the raw material oligosaccharide and the bacterial cell of the acetic acid bacterium before or during the alcoholic fermentation. The target oligosaccharide can also be produced simultaneously with the progress of alcohol fermentation. Thus, the target oligosaccharide-containing fermented product can be produced by producing the target oligosaccharide in the alcohol fermented product. Examples of the alcohol fermented product that can contain the target oligosaccharide include beer, shochu, sake, wine, and whiskey.

<発酵生産法>
発酵生産法について、以下に述べる。
発酵生産法は、酸化反応に用いる微生物である酢酸菌の培養を行いながら、同時に酸化を行うことで、目的オリゴ糖を製造する方法である。発酵生産法を用いると、培養時にD-グルコースが、酢酸菌の作用により代謝分解されるため、D-グルコースの低減・除去と、酸化触媒として働く酢酸菌の菌体の調製を、一段階、同一培養槽で行うことが可能である。その結果、製造工程の簡略化・効率化が可能である。
<Fermentation production method>
The fermentation production method is described below.
The fermentation production method is a method for producing a target oligosaccharide by simultaneously oxidizing while culturing an acetic acid bacterium which is a microorganism used for an oxidation reaction. When fermentative production method is used, D-glucose is metabolized and decomposed by the action of acetic acid bacteria at the time of culturing. Therefore, reduction and removal of D-glucose and preparation of acetic acid bacteria that act as an oxidation catalyst, It is possible to carry out in the same culture tank. As a result, the manufacturing process can be simplified and made more efficient.

また、発酵生産法は、炭素源、窒素源などの栄養源を添加した培養基中で還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の生成が行われる。該培養基に添加される栄養源の種類等については、前記休止菌体法において酢酸菌の菌体の培養に使用されるものと同様である。発酵生産法で使用される培養基は、液状、固体状のいずれであってもよいが、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖を効率的に製造するという観点から、好ましくは液状が挙げられる。   In the fermentation production method, oligosaccharides having an aldonic acid residue at the reducing end are produced in a culture medium to which a nutrient source such as a carbon source or nitrogen source is added. About the kind etc. of the nutrient source added to this culture medium, it is the same as that used for culture | cultivation of the cell of an acetic acid bacterium in the said resting cell method. The culture medium used in the fermentation production method may be either liquid or solid. From the viewpoint of efficiently producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end, a liquid is preferable. .

発酵生産法は、前記原料オリゴ糖類を添加し培養基に、前記酢酸菌の種菌又は前培養物の適量を添加して培養することにより行われる。   The fermentation production method is carried out by adding the raw material oligosaccharide and adding an appropriate amount of the inoculum of the acetic acid bacterium or the preculture to the culture medium and culturing.

発酵生産法において、培養基に添加される前記原料オリゴ糖類の濃度は、特に制限されないが、生産性などを考慮すると、通常0.5質量%以上、好ましくは10〜60質量%、更に好ましくは20〜50質量%が挙げられる。   In the fermentation production method, the concentration of the raw material oligosaccharide added to the culture medium is not particularly limited. However, considering productivity and the like, it is usually 0.5% by mass or more, preferably 10 to 60% by mass, and more preferably 20%. -50 mass% is mentioned.

発酵生産法において、その培養条件としては、特に限定されないが、好気的に反応でき目的オリゴ糖の収量を上げる観点から、静置、振とう、深部通気撹拌が好ましい。発酵生産法において、その反応時間に特に制限はないが、通常6〜24時間、好ましくは6〜12時間で反応が終了する条件を選択することが好ましい。また、培養時のpHとしては、用いられる酢酸菌の酵素に適するpHを適宜選択すればよいが、一般的には、pH4〜8の範囲であることが好ましく、特に5〜7が好ましい。また、培養温度は酢酸菌の酵素が失活しない条件であれば特に制限されないが、20〜60℃が好ましく、25〜45℃がより好ましい。このような条件で反応を行うと、6〜24時間で十分な量の生産物が得られる。   In the fermentation production method, the culture conditions are not particularly limited, but standing, shaking and deep aeration stirring are preferable from the viewpoint of aerobic reaction and increasing the yield of the target oligosaccharide. In the fermentation production method, the reaction time is not particularly limited, but it is preferable to select conditions under which the reaction is usually completed in 6 to 24 hours, preferably 6 to 12 hours. Moreover, as pH at the time of culture | cultivation, what is necessary is just to select suitably the pH suitable for the enzyme of the acetic acid bacterium used, but generally it is preferable to be the range of pH 4-8, and 5-7 are especially preferable. The culture temperature is not particularly limited as long as the enzyme of acetic acid bacteria is not inactivated, but is preferably 20 to 60 ° C, more preferably 25 to 45 ° C. When the reaction is performed under such conditions, a sufficient amount of product can be obtained in 6 to 24 hours.

また、本発明で使用される酢酸菌は、酢酸発酵を行うこともできることに加えて、エタノール存在下でも、目的オリゴ糖を生成させることできるので、醸造酢の製造工程に、本発明の還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の製造方法(発酵生産法)を組み込むことにより、目的オリゴ糖を含有する醸造酢を製造することが可能になる。すなわち、エタノール及び前記原料オリゴ糖類を含有する発酵原料に酢酸菌を添加して酢酸発酵を行うことにより、目的オリゴ糖含有醸造酢を製造することができる。   The acetic acid bacterium used in the present invention can produce acetic acid fermentation in the presence of ethanol, so that the target oligosaccharide can be produced in the presence of ethanol. By incorporating a method for producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue (fermentation production method) into a brewed product, it becomes possible to produce a brewed vinegar containing the target oligosaccharide. That is, the target oligosaccharide-containing brewed vinegar can be produced by adding acetic acid bacteria to a fermentation raw material containing ethanol and the raw material oligosaccharide and performing acetic acid fermentation.

前記発酵原料におけるエタノールの含有量は、特に制限されないが、例えば、1〜10質量%、好ましくは3〜7質量%が挙げられる。   Although content in particular of the ethanol in the said fermentation raw material is not restrict | limited, For example, 1-10 mass%, Preferably 3-7 mass% is mentioned.

また、前記発酵原料における前記原料オリゴ糖類の含有量は、特に制限されないが、例えば、0.5質量%以上、好ましくは10〜60質量%、更に好ましくは20〜50質量%が挙げられる。醸造酢は、通常、糖化工程、アルコール発酵工程、酢酸発酵工程を経て製造されるので、目的オリゴ糖含有醸造酢を製造する場合、糖化工程の前、糖化工程中、アルコール発酵工程の前、アルコール発酵工程中、酢酸発酵工程の前、酢酸発酵工程中のいずれかのタイミングで、前記原料オリゴ糖類を原料中に添加すればよい。   Moreover, the content of the raw material oligosaccharide in the fermentation raw material is not particularly limited, and for example, 0.5% by mass or more, preferably 10 to 60% by mass, and more preferably 20 to 50% by mass. Since brewed vinegar is usually produced through a saccharification process, an alcohol fermentation process, and an acetic acid fermentation process, when producing the objective oligosaccharide-containing brewed vinegar, before the saccharification process, during the saccharification process, before the alcohol fermentation process, alcohol What is necessary is just to add the said raw material oligosaccharide in a raw material at any timing in an acetic acid fermentation process before an acetic acid fermentation process during a fermentation process.

また、該酢酸発酵の条件などについては、通常の醸造酢の製造で採用されている酢酸発酵と同様に設定すればよい。   Moreover, what is necessary is just to set similarly to the acetic acid fermentation currently employ | adopted by manufacture of normal brewing vinegar about the conditions of this acetic acid fermentation.

このように目的オリゴ糖を含有させ得る醸造酢としては、例えば、各種の穀物酢や果実酢が挙げられる。また、該醸造酢中の目的オリゴ糖の濃度については、発酵原料中の前記原料オリゴ糖類の濃度、酢酸発酵の条件などにより変わり得るため、一律に規定することはできないが、例えば、0.25質量%以上、好ましくは1〜55質量%、更に好ましくは5〜45質量%が挙げられる。   Examples of the brewed vinegar that can contain the target oligosaccharide include various grain vinegars and fruit vinegars. Further, the concentration of the target oligosaccharide in the brewed vinegar can vary depending on the concentration of the raw material oligosaccharide in the fermentation raw material, the condition of acetic acid fermentation, etc., and thus cannot be uniformly defined. The mass% or more, Preferably it is 1-55 mass%, More preferably, 5-45 mass% is mentioned.

目的オリゴ糖の分離、回収
前記原料オリゴ糖類に前記酢酸菌の菌体を接触させることにより生成した目的オリゴ糖は、必要に応じて、分離、精製処理に供される。分離、回収は、公知の方法に従って行うことができる。具体的には、目的オリゴ糖の生成後に、必要に応じて、遠心分離、濾過等により、酢酸菌の菌体の除去工程に供し、更に必要に応じて、目的オリゴ糖を沈殿回収する方法、活性炭や多孔性有機樹脂粒子を用いた吸着クロマトグラフィー、ゲルろ過、イオン交換樹脂クロマトグラフィーなどの精製工程に供することにより、目的オリゴ糖が回収される。
Separation and Recovery of Target Oligosaccharide The target oligosaccharide produced by bringing the acetic acid bacteria into contact with the raw material oligosaccharide is subjected to separation and purification treatment as necessary. Separation and recovery can be performed according to known methods. Specifically, after the production of the target oligosaccharide, if necessary, it is subjected to a step of removing bacterial cells of acetic acid bacteria by centrifugation, filtration, etc., and if necessary, a method for precipitating and collecting the target oligosaccharide, The target oligosaccharide is recovered by subjecting it to purification steps such as adsorption chromatography using activated carbon or porous organic resin particles, gel filtration, ion exchange resin chromatography and the like.

目的オリゴ糖の用途
本発明の製造方法により製造された還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖(目的オリゴ糖)は、医薬品、飲食品や、飼料として有用である。上記の目的オリゴ糖、なかでもイソマルトビオン酸を医薬品として用いる場合は、当該分野で常套的に用いられている賦形剤、潤沢剤、希釈剤、pH調節剤、防腐剤、甘味剤、芳香剤、乳化分散剤などを用いて錠剤、粉剤、水和剤、乳化剤の形態として、経口的にまたは非経口的に投与することができる。また、イソマルトビオン酸を飲食品や、飼料として用いる場合、そのままで、または他の飲食品や飼料に添加もしくは混合して使用することができる。
Uses of target oligosaccharides Oligosaccharides (target oligosaccharides) having an aldonic acid residue at the reducing end produced by the production method of the present invention are useful as pharmaceuticals, foods and drinks, and feeds. When the above-mentioned oligosaccharides, especially isomaltobionic acid, are used as pharmaceuticals, excipients, lubricants, diluents, pH regulators, preservatives, sweeteners, aromatics conventionally used in the field It can be administered orally or parenterally in the form of tablets, powders, wettable powders, emulsifiers using an agent, emulsifying dispersant and the like. Further, when isomaltobionic acid is used as a food or drink or feed, it can be used as it is, or added or mixed with other food or drink or feed.

また、醸造酢の製造工程に本発明の還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の製造方法(発酵生産法)を組み込むことにより製造された目的オリゴ糖含有醸造酢は、目的オリゴ糖により機能性が高められているので、調味料や食品添加剤などとして有用である。   In addition, the target oligosaccharide-containing vinegar produced by incorporating the method for producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end of the present invention (fermentation production method) into the brewing vinegar manufacturing process functions according to the target oligosaccharide. Since the property is enhanced, it is useful as a seasoning or food additive.

次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中、%は、質量%を表す。
本発明の分析、同定方法について、以下に述べる。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples,% represents mass%.
The analysis and identification method of the present invention will be described below.

電気化学検出器付高速陰イオン交換クロマトグラフィー(HPAEC-PAD)
実施例において、イソマルトビオン酸、イソマルトトリオン酸、パノトリオン酸およびゲンチオビオン酸、ラクトビオン酸の定量は、HPAEC-PADを用い以下の条件により行なった。イソマルトビオン酸、イソマルトトリオン酸、パノトリオン酸およびゲンチオビオン酸生成量はラクトビオン酸量から換算して表記した。
High speed anion exchange chromatography with electrochemical detector (HPAEC-PAD)
In Examples, isomaltobionic acid, isomaltrionic acid, panotrionic acid, gentiobionic acid, and lactobionic acid were quantified using HPAEC-PAD under the following conditions. The amounts of isomaltobionic acid, isomaltrionic acid, panotrionic acid and gentiobionic acid produced are expressed in terms of the amount of lactobionic acid.

(HPAEC-PAD分析条件)
システム:ダイオネックス DX−500(ダイオネックス社製)
カラム :Carbopac PA−1(ダイオネックス社製)
溶離液 :100mMの水酸化ナトリウムと1.0M酢酸ナトリウムを含む100mMの水酸化ナトリウムの直線的濃度勾配法
条件 :温度:35℃
流速 :1.0mL/分
検出器 :ダイオネックス モデル PADII 電気化学検出器 (ダイオネックス社製)
(HPAEC-PAD analysis conditions)
System: Dionex DX-500 (manufactured by Dionex)
Column: Carbopac PA-1 (Dionex)
Eluent: Linear concentration gradient method of 100 mM sodium hydroxide containing 100 mM sodium hydroxide and 1.0 M sodium acetate Conditions: Temperature: 35 ° C.
Flow rate: 1.0 mL / min Detector: Dionex model PADII electrochemical detector (Dionex)

実施例において、生成物の同定は、薄層クロマトグラフィー、質量分析計および核磁気共鳴装置を用い、下記の条件で行った。   In the examples, the product was identified using thin layer chromatography, a mass spectrometer and a nuclear magnetic resonance apparatus under the following conditions.

〔質量分析計〕
質量分析計 :API 2000 質量分析計(アプライドバイオシステム社製)
イオン化法 :ESI(Electoron−spray ionization)法
イオンスプレー電圧:5,000V
検出 :ネガティブイオンモード
[Mass spectrometer]
Mass spectrometer: API 2000 mass spectrometer (Applied Biosystems)
Ionization method: ESI (Electron-spray ionization) method Ion spray voltage: 5,000V
Detection: Negative ion mode

〔核磁気共鳴装置(NMR)〕
核磁気共鳴装置: AL-FT NMR装置(日本電子社製)
溶媒 : D2
[Nuclear magnetic resonance apparatus (NMR)]
Nuclear magnetic resonance apparatus: AL-FT NMR apparatus (manufactured by JEOL Ltd.)
Solvent: D 2 O

〔薄層クロマトグラフィー〕
プレート:シリカゲル60(メルク社製)
展開溶媒:酢酸エチル:酢酸:水=3:1:1またはピリジン:酢酸:酢酸エチル:水=5:5:1:3
発色 :硫酸:メタノール=1:1
[Thin layer chromatography]
Plate: Silica gel 60 (Merck)
Developing solvent: ethyl acetate: acetic acid: water = 3: 1: 1 or pyridine: acetic acid: ethyl acetate: water = 5: 5: 1: 3
Color development: sulfuric acid: methanol = 1: 1

酢酸菌の菌体の調製−1
実施例1、2、4−6、8、10において、酢酸菌の菌体は以下に示す方法で調製した。試験管(18mm×200mm)に、ラクトース0.5質量%、D−グルコース0.5質量%、粉末酵母エキスD−3(日本製薬社製、和光コードNo.390−00531)0.5質量%、ポリペプトン(日本製薬社製、和光コードNo.394−00115)0.5質量%、硫酸マグネシウム・無水和物0.1質量%を含む培地A10mLを分注し、121℃で20分間殺菌した。その試験管に酢酸菌(財団法人発酵研究所、独立行政法人製品評価技術基盤機構や東京大学分子細胞生物学研究所などから入手)の一白金耳を植菌し、27℃で3日間振とう培養(240往復/分)した。その後、培養液を遠心分離することにより菌体を回収した。なお、培地AのpHは6.0−7.0とした。培地Aの組成を表1に示す。
Preparation of acetic acid bacteria-1
In Examples 1, 2, 4-6, 8, and 10, acetic acid bacteria were prepared by the following method. In a test tube (18 mm × 200 mm), lactose 0.5% by mass, D-glucose 0.5% by mass, powdered yeast extract D-3 (Nippon Pharmaceutical Co., Ltd., Wako Code No. 390-00531) 0.5% by mass Polypeptone (manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd., Wako Code No. 394-00115) 0.5% by mass and 10 mL of medium A containing 0.1% by mass of magnesium sulfate / anhydride were dispensed and sterilized at 121 ° C. for 20 minutes. Inoculate a platinum loop of acetic acid bacteria (obtained from Fermentation Research Institute, National Institute of Technology and Evaluation of Molecular Cell Biology, University of Tokyo, etc.) into the test tube and shake at 27 ° C for 3 days. Culture was performed (240 reciprocations / min). Thereafter, the cells were collected by centrifuging the culture solution. The pH of the medium A was 6.0 to 7.0. The composition of medium A is shown in Table 1.

酢酸菌の菌体の調製−2
実施例3において、アセトバクター・オリエンタリスの菌体は以下に示す方法で調製した。試験管(18mm×200mm)に、下記組成の培地C10mlを分注し、121℃で20分間殺菌した。その試験管にアセトバクター・オリエンタリス FERM P-21150の一白金耳を植菌し、27℃、240往復/分で3日間振とう培養した(前培養)。次いで、500ml容の坂口フラスコに培地C100mlを入れ、これに前記で得られた前培養液1.0mlを添加し、27℃、120往復/分で3日間振とう培養した。培養後、遠心分離にて菌体を回収し、滅菌した生理食塩水で2回洗浄後、菌体(湿菌体)を回収した。
Preparation of acetic acid bacteria-2
In Example 3, Acetobacter orientalis cells were prepared by the method shown below. To a test tube (18 mm × 200 mm), 10 ml of medium C having the following composition was dispensed and sterilized at 121 ° C. for 20 minutes. One platinum loop of Acetobacter orientalis FERM P-21150 was inoculated into the test tube, and cultured with shaking at 27 ° C. and 240 reciprocations / min for 3 days (pre-culture). Next, 100 ml of medium C was placed in a 500 ml Sakaguchi flask, and 1.0 ml of the preculture solution obtained above was added thereto, and cultured with shaking at 27 ° C. and 120 reciprocations / min for 3 days. After cultivation, the cells were collected by centrifugation, washed twice with sterilized physiological saline, and the cells (wet cells) were collected.

酢酸菌の菌体の調製−3
実施例7において、グルコノバクター・セリヌスの菌体は以下に示す方法で調製した。試験管(18mm×200mm)に、前記組成の培地C10mlを分注し、121℃で20分間殺菌した。その試験管にグルコノバクター・セリヌス NBRC3267の一白金耳を植菌し、27℃、240往復/分で2日間振とう培養した(前培養)。次いで、500ml容の坂口フラスコに培地C100mlを入れ、これに前記で得られた前培養液1.0mlを添加し、27℃、120往復/分で2日間振とう培養した。培養後、遠心分離にて菌体を回収し、滅菌した生理食塩水で2回洗浄後、菌体(湿菌体)を回収した。
Preparation of acetic acid bacteria-3
In Example 7, Gluconobacter cerinus cells were prepared by the method shown below. To a test tube (18 mm × 200 mm), 10 ml of medium C having the above composition was dispensed and sterilized at 121 ° C. for 20 minutes. One platinum loop of Gluconobacter cerinus NBRC3267 was inoculated into the test tube, and cultured with shaking at 27 ° C. and 240 reciprocations / min for 2 days (pre-culture). Next, 100 ml of the medium C was put into a 500 ml Sakaguchi flask, and 1.0 ml of the preculture solution obtained above was added thereto, and cultured with shaking at 27 ° C. and 120 reciprocations / min for 2 days. After cultivation, the cells were collected by centrifugation, washed twice with sterilized physiological saline, and the cells (wet cells) were collected.

酢酸菌の菌体の調製−4
実施例9、11、12において、各酢酸菌の菌体は以下に示す方法で調製した。試験管(18mm×200mm)に、前記組成の培地A10mlを分注し、121℃で20分間殺菌した。その試験管に酢酸菌(財団法人発酵研究所、独立行政法人製品評価技術基盤機構や東京大学分子細胞生物学研究所などから入手)の一白金耳を植菌し、27℃で3日間振とう培養(240往復/分)した(前培養)。次いで、別途、試験管(18mm×200mm)に前記組成の培地A10mLを入れ、これらに前記で得られた前培養液1.0mlを添加し、27℃、240往復/分で3日間振とう培養した。培養後、遠心分離にて菌体を回収し、滅菌した生理食塩水で2回洗浄後、菌体を回収した。
Preparation of acetic acid bacteria 4
In Examples 9, 11, and 12, cells of each acetic acid bacterium were prepared by the following method. In a test tube (18 mm × 200 mm), 10 ml of the medium A having the above composition was dispensed and sterilized at 121 ° C. for 20 minutes. Inoculate a platinum loop of acetic acid bacteria (obtained from Fermentation Research Institute, National Institute of Technology and Evaluation of Molecular Cell Biology, University of Tokyo, etc.) into the test tube and shake at 27 ° C for 3 days. Culture was performed (240 reciprocations / min) (preculture). Next, separately, 10 mL of the medium A having the above composition was put into a test tube (18 mm × 200 mm), and 1.0 ml of the preculture solution obtained above was added thereto, and cultured with shaking at 27 ° C. and 240 reciprocations / min for 3 days. . After cultivation, the cells were collected by centrifugation, washed twice with sterilized physiological saline, and then collected.

イソマルトビオン酸、イソマルトトリオン酸、パノトリオン酸およびゲンチオビオン酸の同定
培養したアセトバクター・オリエンタリス FERM P−21150の培養液10mLから遠心分離により菌体を回収した。該菌体を、14mgの炭酸カルシウムを含む滅菌水4.5mlに懸濁した、さらに、基質として、それぞれ10%イソマルトース、10%イソマルトトリオース、10%パノース、10%ゲンチオビオースを0.5ml加え、27℃で3日間振とう(240往復/分)し、次いで、5分間煮沸した。この反応液を、弱イオン交換樹脂であるIRA−93ZU(オレガノ社製)(1N塩酸で平衡化)を充填したカラムに供し、生成物をカラムに吸着させた。該カラムを十分に脱イオン水で洗浄したのち、0−500mMの塩化ナトリウムの直線濃度勾配法で溶出し、それぞれイソマルトビオン酸、イソマルトトリオン酸、パノトリオン酸およびゲンチオビオン酸を精製した。精製したオリゴアルドン酸をTLC分析や質量分析に付することにより、それぞれイソマルトビオン酸、イソマルトトリオン酸、パノトリオン酸およびゲンチオビオン酸であることを確認した。
Identification of isomaltobionic acid, isomaltrionic acid, panotrionic acid, and gentiobionic acid The cells were collected by centrifugation from 10 mL of the cultured solution of Acetobacter orientalis FERM P-21150. The bacterial cells were suspended in 4.5 ml of sterilized water containing 14 mg of calcium carbonate, and 0.5 ml of 10% isomaltose, 10% isomaltotriose, 10% panose, 10% gentiobiose was used as a substrate, respectively. In addition, the mixture was shaken at 27 ° C. for 3 days (240 reciprocations / minute) and then boiled for 5 minutes. This reaction solution was applied to a column packed with IRA-93ZU (Oregano) (equilibrium with 1N hydrochloric acid) which is a weak ion exchange resin, and the product was adsorbed on the column. The column was sufficiently washed with deionized water and then eluted with a linear concentration gradient method of 0-500 mM sodium chloride to purify isomaltionic acid, isomaltrionic acid, panotrionic acid and gentiobionic acid, respectively. By subjecting the purified oligoaldonic acid to TLC analysis and mass spectrometry, it was confirmed that they were isomaltobionic acid, isomaltrionic acid, panotrionic acid, and gentiobionic acid, respectively.

得られたイソマルトース酸化生成物の核磁気共鳴分析結果(13C-および1H-NMR)から、炭素原子の帰属を行った。この結果から、イソマルトース酸化物がイソマルトビオン酸であることを確認した。イソマルトビオン酸のグルコース残基(C-1〜C-6)およびグルコン酸残基(C'-1〜C'-6)を、13C−NMR(D20, δ in ppm) 179.2(C'-1)、98.7(C-1)、74.7(C'-2)、73.7(C-3)、72.6(C'-4)、72.4(C−5)、72.2(C-2)、71.6(C'-3)、70.2(C-4)、70.0(C'-5)、68.7(C'-6)、61.1(C-6)と同定した。 From the nuclear magnetic resonance analysis results ( 13 C- and 1 H-NMR) of the obtained isomaltose oxidation product, carbon atoms were assigned. From this result, it was confirmed that the isomaltose oxide was isomaltobionic acid. The glucose residues (C-1 to C-6) and gluconic acid residues (C′-1 to C′-6) of isomaltobionic acid are converted into 13 C-NMR (D 2 0, δ in ppm) 179. 2 (C′-1), 98.7 (C-1), 74.7 (C′-2), 73.7 (C-3), 72.6 (C′-4), 72.4 ( C-5), 72.2 (C-2), 71.6 (C'-3), 70.2 (C-4), 70.0 (C'-5), 68.7 (C'- 6) and 61.1 (C-6).

実施例1
〔様々な酢酸菌を用いたイソマルトビオン酸およびラクトビオン酸の生産〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−1」で得られたそれぞれの菌体(アセトバクター・アセチ NBRC3281、アセトバクター・パステリアヌス NBRC3283、アセトバクター・オリエンタリス FERM P-21150、グルコノバクター・オキシダンス IFO3292、グルコノバクター・オキシダンス IFO3293、グルコノバクター・オキシダンス IFO3189、グルコノバクター・オキシダンス IFO3244、グルコノバクター・オキシダンス IFO3294、グルコノバクター・オキシダンス IFO3462、グルコノバクター・スファエリカス NBRC12467、グルコノバクター・ロセウス NBRC3990、グルコノバクター・アサイ IAM14721、グルコノバクター・フラテウリ NBRC3171、グルコノバクター・フラテウリ IFO3285、グルコノバクター・タイランディカス NBRC3256、グルコノバクター・アルビダス NBRC3250、グルコノバクター・セリヌス NBRC3267、グルコンアセトバクター・ハンセニ NBRC14816、グルコンアセトバクター・キシリヌス NBRC3288、グルコンアセトバクター・リクエファシエンス IAM1836)の1/10量を、1.0mlの1%イソマルトース(東京化成社製、「Code No.I0231)、または1%ラクトース(和光純薬工業社製、試薬特級Code No.128-00095)を含む100mMの酢酸バッファー(pH5.5)に再懸濁し、240往復/分、27℃で反応させた。イソマルトビオン酸については24時間振とう後の、ラクトビオン酸については72時間振とう後の反応液中の生成量を、HPAEC-PADを用いてそれぞれ測定した。反応24時間後のイソマルトビオン酸生成量を表3に示す。この結果から、酢酸菌の菌体を使用することにより、イソマルトースを原料としてイソマルトビオン酸を製造できることが明らかとなった。
Example 1
[Production of isomaltobionic acid and lactobionic acid using various acetic acid bacteria]
The respective cells obtained in the above-mentioned “Preparation of bacterial cells of acetic acid-1” (Acetobacter aceti NBRC3281, Acetobacter pasterianus NBRC3283, Acetobacter orientalis FERM P-21150, Gluconobacter oxydans IFO3292 , Gluconobacter oxydance IFO3293, Gluconobacter oxydance IFO3189, Gluconobacter oxydance IFO3244, Gluconobacter oxydance IFO3294, Gluconobacter oxydance IFO3462, Gluconobacter sphaericus NBRC12467, Glucono Bacter Roseus NBRC3990, Gluconobacter acai IAM14721, Gluconobacter frateuri NBRC3171, Gluconobacter frateuri IFO3285, Gluconobacter tylandicas NBRC3256, Gluconobacter albidas NBRC3250, Gluconobacter se 1/10 amount of Linus NBRC3267, Glucon Acetobacter Hanseni NBRC14816, Glucon Acetobacter xylinus NBRC3288, Glucon Acetobacter liquefaciens IAM1836) is 1.0 ml of 1% isomaltose (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., “Code No. .I0231), or resuspended in 100 mM acetate buffer (pH 5.5) containing 1% lactose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, reagent special code No.128-00095), reacted at 27 ° C. for 240 reciprocations / minute The production amount in the reaction solution after shaking for isomaltobionic acid after 24 hours and after shaking for 72 hours for lactobionic acid was measured using HPAEC-PAD, respectively. The amount of maltobionic acid produced is shown in Table 3. From this result, by using bacterial cells of acetic acid bacteria, isomaltose is used as a raw material. It became clear that tobionic acid could be produced.

なお、上述のうち一部の酢酸菌(アセトバクター・アセチ NBRC3281、アセトバクター・パステリアヌス NBRC3283、グルコノバクター・オキシダンス IFO3292、グルコノバクター・アサイ IAM14721、グルコノバクター・フラテウリ IFO3285、グルコノバクター・セリヌス NBRC3267、グルコンアセトバクター・ハンセニ NBRC14816、グルコンアセトバクター・キシリヌス NBRC3288)については反応24時間後のイソマルトビオン酸生成量と、反応72時間後のラクトビオン酸生成量との比較を行った。その結果を表4に示す。表4から明らかなように、酢酸菌によるイソマルトビオン酸の生成量は、同一条件下でのラクトビオン酸の生成量に比べて格段に高いことが分かった。   Some of the above mentioned acetic acid bacteria (Acetobacter aceti NBRC3281, Acetobacter pasterianus NBRC3283, Gluconobacter oxydans IFO3292, Gluconobacter acai IAM14721, Gluconobacter frateuri IFO3285, Gluconobacter cerinus NBRC3267, Gluconacetobacter hanseni NBRC14816, Gluconacetobacter xylinus NBRC3288) were compared with the amount of isomaltobionic acid produced after 24 hours of reaction and the amount of lactobionic acid produced after 72 hours of reaction. The results are shown in Table 4. As is clear from Table 4, it was found that the amount of isomaltobionic acid produced by acetic acid bacteria was much higher than the amount of lactobionic acid produced under the same conditions.

さらに、上記の一部の酢酸菌において、反応72時間後のラクトビオン酸生成量から24時間当たりのラクトビオン酸生成量を計算し、反応24時間後のイソマルトビオン酸生成量と比較したところ、試験した酢酸菌は、ラクトビオン酸と比較すると、イソマルトビオン酸を15倍〜240倍以上の効率で生成することが分かった。その結果を表5に示す。すなわち、本酢酸菌を用いた単位時間当たりのイソマルトビオン酸の生成効率は、同一条件下でのラクトビオン酸の生成効率に比べて格段に優れていた。   Furthermore, in some of the acetic acid bacteria described above, the amount of lactobionic acid produced per 24 hours was calculated from the amount of lactobionic acid produced after 72 hours of reaction, and compared with the amount of isomaltobionic acid produced after 24 hours of reaction. It was found that the acetic acid bacteria produced isomaltobionic acid with an efficiency of 15 to 240 times or more compared with lactobionic acid. The results are shown in Table 5. That is, the production efficiency of isomaltobionic acid per unit time using this acetic acid bacterium was significantly superior to the production efficiency of lactobionic acid under the same conditions.

さらに、グルコノバクター属やグルコンアセトバクター属よりイソマルトビオン酸の生産量の少ないアセトバクター属において、菌体の調製時の培地Aを培地Bに代えて、上記の一部の酢酸菌を培養した。上記と同様の方法で1%イソマルトースの酸化を行うと、アセトバクター・アセチ NBRC3281では0.1g/L、アセトバクター・パステリアヌス NBRC3283では0.4g/Lだったイソマルトビオン酸生産量が、それぞれ1.8g/Lと4.4g/Lに増加した。つまり、培地中のグルコースをグリセリンに代え、グルコースの含有量を低減させると、生成効率が向上した。なお、培地Bの組成は表1に示す通りであり、そのpHは6.0−7.0とした。   Furthermore, in the acetobacter genus that produces less isomaltobionic acid than the gluconobacter genus or the gluconoacetobacter genus, the medium A at the time of preparation of the cells is replaced with the medium B, and some of the above acetic acid bacteria are cultured did. Oxidation of 1% isomaltose by the same method as above, the production of isomaltobionic acid was 0.1 g / L for Acetobacter aceti NBRC3281 and 0.4 g / L for Acetobacter pasteria NBRC3283, respectively. Increased to 1.8 g / L and 4.4 g / L. That is, when the glucose in the medium was replaced with glycerin and the glucose content was reduced, the production efficiency was improved. The composition of the medium B is as shown in Table 1, and the pH was 6.0-7.0.

実施例2
〔様々な酢酸菌を用いたイソマルトビオン酸およびラクトビオン酸の生産〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−1」で得られたそれぞれの菌体(アセトバクター・オリエンタリス FERM P-21150、アセトバクター・インドネシエンシス NBRC16471、アセトバクター・シンビノンゲンシス NBRC16605、グルコノバクター・オキシダンス IFO3130、グルコノバクター・オキシダンス NBRC3287、グルコノバクター・オキシダンス IFO 3292、グルコノバクター・フラウテウリ IFO3171、グルコノバクター・セリヌ IAM1829、グルコノバクター・アルビダス NBRC3250、グルコノバクター・ロセウス NBRC 3990、グルコンアセトバクター・キシリヌス NBRC13693、グルコンアセトバクター・リウエファシエンス IAM1836)の1/50量を、1%イソマルトースまたは1%ラクトースを含む100mM酢酸バッファー(pH5.5)200μlに再懸濁し、240往復/分、27℃で反応させた。反応24時間後に、反応液を煮沸し、反応を停止させた。反応液をTLCプレート(シリカゲル60、メルク社製)にスポットし、酢酸エチル:酢酸:水=3:1:1の展開溶媒で展開させた。その後、TLCプレートを乾燥し、硫酸とメタノールの混合液(硫酸:メタノール=1:1)を噴霧し、150℃で加熱して発色させ、イソマルトビオン酸およびラクトビオン酸の生成の有無を目視により確認した。
Example 2
[Production of isomaltobionic acid and lactobionic acid using various acetic acid bacteria]
The respective cells obtained in the above-mentioned “Preparation of bacterial cells of acetic acid-1” (Acetobacter orientalis FERM P-21150, Acetobacter indonesiensis NBRC16471, Acetobacter symbionogensis NBRC16605, Gluconobacter・ Oxydance IFO3130, Gluconobacter oxydans NBRC3287, Gluconobacter oxydance IFO 3292, Gluconobacter frauteuri IFO3171, Gluconobacter celine IAM1829, Gluconobacter albidas NBRC3250, Gluconobacter Roseus NBRC 3990 , Glucon Acetobacter xylinus NBRC13693, Glucon Acetobacter rewefaciens IAM1836) is resuspended in 200 μl of 100 mM acetate buffer (pH 5.5) containing 1% isomaltose or 1% lactose. Round trip / minute, 2 It was allowed to react at ℃. After 24 hours of reaction, the reaction solution was boiled to stop the reaction. The reaction solution was spotted on a TLC plate (silica gel 60, manufactured by Merck & Co., Inc.) and developed with a developing solvent of ethyl acetate: acetic acid: water = 3: 1: 1. After that, the TLC plate is dried, sprayed with a mixed solution of sulfuric acid and methanol (sulfuric acid: methanol = 1: 1), heated at 150 ° C. to cause color development, and visually checked for the presence of isomaltobionic acid and lactobionic acid. confirmed.

得られた結果を表6に示す。この結果からも、酢酸菌を使用することにより、イソマルトースからイソマルトビオン酸を生成できることが確認され、また、前記実施例1の場合と同様、イソマルトビオン酸の生成量は、同一条件下でのラクトビオン酸の生成量に比べて明らかに高いことが確認された。   The results obtained are shown in Table 6. Also from this result, it was confirmed that isomaltobionic acid can be produced from isomaltose by using acetic acid bacteria. Similarly to the case of Example 1, the amount of isomaltobionic acid produced under the same conditions It was confirmed that it was clearly higher than the amount of lactobionic acid produced in the plant.

実施例3
〔アセトバクター・オリエンタリスを用いたイソマルトビオン酸およびラクトビオン酸の生産〕
1%イソマルトースまたは1%ラクトースを含む100mMの酢酸バッファー(pH5.5)1mlに、上記の「酢酸菌の菌体の調製−2」で上記培地Cを用いた方法で得られたアセトバクター・オリエンタリス FERM P-21150の菌体101.9mg(湿重量)を無菌的に添加し、240往復/分、27℃で24時間振とうし、反応を行った。反応開始から5、24、29および48時間後に反応液の一部をサンプリングした。サンプリングした反応液は、5分間の煮沸処理に供して反応を停止させた。その後、各反応液をTLCプレート(シリカゲル60、メルク社製)にスポットし、酢酸エチル:酢酸:水=3:1:1の展開溶媒で展開させた。その後、TLCプレートを乾燥し、硫酸とメタノールの混合液(硫酸:メタノール=1:1)を噴霧し、150℃で加熱して発色させ、イソマルトビオン酸およびラクトビオン酸の生成の有無を確認した。
Example 3
[Production of isomaltobionic acid and lactobionic acid using Acetobacter orientalis]
Acetobacter * obtained by the method using the above-mentioned medium C in “Preparation of bacterial cells of acetic acid bacteria-2” in 1 ml of 100 mM acetate buffer (pH 5.5) containing 1% isomaltose or 1% lactose 101.9 mg (wet weight) of cells of Orientalis FERM P-21150 was aseptically added, and the reaction was performed by shaking at 240 reciprocations / min at 27 ° C. for 24 hours. A part of the reaction solution was sampled 5, 24, 29 and 48 hours after the start of the reaction. The sampled reaction solution was subjected to boiling treatment for 5 minutes to stop the reaction. Thereafter, each reaction solution was spotted on a TLC plate (silica gel 60, manufactured by Merck & Co., Inc.) and developed with a developing solvent of ethyl acetate: acetic acid: water = 3: 1: 1. Thereafter, the TLC plate was dried, and a mixed solution of sulfuric acid and methanol (sulfuric acid: methanol = 1: 1) was sprayed, and the color was developed by heating at 150 ° C. to confirm the presence or absence of isomaltobionic acid and lactobionic acid. .

得られた結果を図2に示す。図2中、Isoはイソマルトース、IsoAはイソマルトビオン酸、Lacはラクトース、LacAはラクトビオン酸と推測されるスポットを示す。この結果からも、アセトバクター・オリエンタリスには、イソマルトースを酸化してイソマルトビオン酸を生成する作用があることが確認された。また、実施例1の結果と同様に、イソマルトビオン酸の生成量は、同一条件下でのラクトビオン酸の生成量に比べて明らかに高いことも確認された。   The obtained results are shown in FIG. In FIG. 2, Iso is isomaltose, Isoa is isomaltobionic acid, Lac is lactose, and LacA is a spot presumed to be lactobionic acid. From this result, it was confirmed that Acetobacter orientalis has an action of oxidizing isomaltose to produce isomaltobionic acid. Further, similar to the results of Example 1, it was also confirmed that the amount of isomaltionic acid produced was clearly higher than the amount of lactobionic acid produced under the same conditions.

実施例4
〔様々な酢酸菌を用いたイソマルトリオン酸の生産〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−1」で得られた一部の菌体の、それぞれ1/10量を、1.0mlの1%イソマルトトリオース(生化学工業社製、Code No.400473)を含む100mMの酢酸バッファー(pH5.5)に再懸濁し、240往復/分、27℃で24時間振とう後、反応液中のイソマルトトリオン酸をHPAEC-PADを用いて測定した。結果を表7に示す。この結果から、酢酸菌の菌体を使用することにより、イソマルトトリオースを原料としてイソマルトトリオン酸を製造できることが確認された。
Example 4
[Production of isomaltrionic acid using various acetic acid bacteria]
Each 1/10 amount of some of the bacterial cells obtained in the above-mentioned “Preparation of bacterial cells of acetic acid bacteria-1” was replaced with 1.0 ml of 1% isomaltotriose (Seikagaku Corporation, Code No. .400473) in 100 mM acetate buffer (pH 5.5), and after shaking for 24 hours at 27 ° C. at 240 reciprocations / minute, isomaltrionic acid in the reaction solution was measured using HPAEC-PAD. . The results are shown in Table 7. From this result, it was confirmed that isomaltriotrionic acid can be produced using isomaltotriose as a raw material by using bacterial cells of acetic acid bacteria.

実施例5
〔様々な酢酸菌の菌体を接触させることによるイソマルトオリゴ糖混合物の酸化〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−1」で得られた一部の菌体の、それぞれ1/10量を、1.0mlの3%イソマルトオリゴ糖(和光純薬工業社製、生化学用試薬Code No.090-03485を含む100mMの酢酸バッファー(pH5.5)に再懸濁し、27℃で24時間振とう後、反応液中のイソマルトビオン酸およびイソマルトトリオン酸量をHPAEC-PADで定量した。結果を表8に示す。この結果から、酢酸菌の菌体は、イソマルトオリゴ糖に含まれるイソマルトースとイソマルトトリオースを酸化して、イソマルトビオン酸とイソマルトトリオン酸に変換できることが確認された。
Example 5
[Oxidation of isomaltooligosaccharide mixture by contacting cells of various acetic acid bacteria]
Each 1/10 amount of some of the bacterial cells obtained in the above-mentioned “Preparation of bacterial cells of acetic acid bacteria-1” was added to 1.0 ml of 3% isomaltooligosaccharide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Biochemistry). After resuspending in 100 mM acetate buffer (pH 5.5) containing reagent No. 090-03485 and shaking at 27 ° C. for 24 hours, the amounts of isomaltobionic acid and isomalttrionic acid in the reaction mixture were measured using HPAEC- The results are shown in Table 8. From this result, the bacterial cells of acetic acid bacteria oxidize isomaltose and isomaltotriose contained in isomaltoligosaccharides to produce isomaltobionic acid and isomalttrionic acid. It was confirmed that it can be converted to.

実施例6
〔様々な酢酸菌を用いたパノトリオン酸の生産〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−1」で得られた一部の菌体の、それぞれ1/10量を、1.0mlの1%パノース(林原生物化学研究所製、試薬)を含む100mMの酢酸バッファー(pH5.5)に再懸濁し、27℃で振とう反応を行った。反応72時間後の反応液中のパノトリオン酸の量をHPAEC-PADを用いて測定した。パノトリオン酸生成量を表9に示す。この結果から、酢酸菌の菌体は、パノースを酸化して、パノトリオン酸に変換できることが確認された。
Example 6
[Production of panotrionic acid using various acetic acid bacteria]
Each 1/10 amount of some of the cells obtained in the above-mentioned “Preparation of bacterial cells of acetic acid bacteria-1” contains 1.0 ml of 1% panose (manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratory, reagent). The suspension was resuspended in 100 mM acetate buffer (pH 5.5) and shaken at 27 ° C. The amount of panotrionic acid in the reaction solution 72 hours after the reaction was measured using HPAEC-PAD. Table 9 shows the amount of panotrionic acid produced. From this result, it was confirmed that the cells of acetic acid bacteria can oxidize panose and convert it into panotrionic acid.

実施例7
〔グルコノバクター・セリヌスを用いた各種糖カルボン酸の生産〕
1%パノース、1%イソマルトース、または1%ラクトースを含む100mMの酢酸バッファー(pH5.5)0.5mlに、上記の「酢酸菌の菌体の調製−3」で得られたグルコノバクター・セリヌス NBRC3267の菌体8.6mg(湿重量)を無菌的に添加し、240往復/分、27℃で24時間振とうし、反応を行った。反応開始から8、24、48、72および92時間後に反応液の一部をサンプリングした。サンプリングした反応液は、5分間の煮沸処理に供して反応を停止させた。その後、各反応液をTLCプレート(シリカゲル60、メルク社製)にスポットし、酢酸エチル:酢酸:水=3:1:1の展開溶媒で展開させた。その後、TLCプレートを乾燥し、硫酸とメタノールの混合液(硫酸:メタノール=1:1)を噴霧し、150℃で加熱して発色させ、パノトリオン酸、イソマルトビオン酸およびラクトビオン酸の生成の有無を確認した。
Example 7
[Production of various sugar carboxylic acids using Gluconobacter cerinus]
Gluconobacter obtained in “Preparation of bacterial cells of acetic acid bacteria-3” in 0.5 ml of 100 mM acetate buffer (pH 5.5) containing 1% panose, 1% isomaltose, or 1% lactose 8.6 mg (wet weight) of cells of Serinus NBRC3267 was aseptically added, and the reaction was performed by shaking at 240 reciprocations / min at 27 ° C. for 24 hours. A part of the reaction solution was sampled at 8, 24, 48, 72 and 92 hours after the start of the reaction. The sampled reaction solution was subjected to boiling treatment for 5 minutes to stop the reaction. Thereafter, each reaction solution was spotted on a TLC plate (silica gel 60, manufactured by Merck & Co., Inc.) and developed with a developing solvent of ethyl acetate: acetic acid: water = 3: 1: 1. Then, the TLC plate is dried, sprayed with a mixed solution of sulfuric acid and methanol (sulfuric acid: methanol = 1: 1), heated at 150 ° C. to develop color, and whether or not panotrionic acid, isomaltobionic acid and lactobionic acid are generated. It was confirmed.

得られた結果を図3に示す。図3中、Paはパノース、PaAはパノトリオン酸、Isoはイソマルトース、IsoAはイソマルトビオン酸、Lacはラクトース、LacAはラクトビオン酸と推測されるスポットを示す。この結果からも、グルコノバクター・セリヌスには、パノース、イソマルトースなどのオリゴ糖を酸化してパノトリオン酸、イソマルトビオン酸などの糖カルボン酸を生成する作用があることが確認された。また、図3からは、パノトリオン酸とイソマルトビオン酸の生成量は、同一条件下でのラクトビオン酸の生成量に比べて明らかに高いことも確認された。   The obtained results are shown in FIG. In FIG. 3, Pa is panose, PaA is panotrionic acid, Iso is isomaltose, IsoA is isomaltobionic acid, Lac is lactose, and LacA is a spot presumed to be lactobionic acid. From these results, it was confirmed that Gluconobacter cerinus has an action of oxidizing oligosaccharides such as panose and isomaltose to produce sugar carboxylic acids such as panotrionic acid and isomaltobionic acid. Moreover, from FIG. 3, it was also confirmed that the production amount of panotrionic acid and isomaltobionic acid is clearly higher than the production amount of lactobionic acid under the same conditions.

実施例8
〔様々な酢酸菌を用いたゲンチオビオン酸の生産〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−1」で得られた一部の菌体の、それぞれ1/10量を、1.0mlの3%ゲンチオオリゴ糖(和光純薬工業社製、生化学用Code No.079-03791)を含む100mMの酢酸バッファー(pH5.5)に再懸濁し、27℃で振とう反応を行った。反応24時間後の反応液のゲンチオビオン酸量をHPAEC-PADを用いて測定した。ゲンチオビオン酸生成量を表10に示す。この結果から、酢酸菌の菌体は、ゲンチオビオースを酸化して、ゲンチオビオン酸に変換できることが確認された。
Example 8
[Production of gentiobionic acid using various acetic acid bacteria]
Each 1/10 amount of some of the bacterial cells obtained in the above-mentioned “Preparation of bacterial cells of acetic acid bacteria-1” was added to 1.0 ml of 3% gentio-oligosaccharide (Wako Pure Chemical Industries, Biochemical) The sample was resuspended in 100 mM acetate buffer (pH 5.5) containing Code No. 079-03791) and subjected to a shaking reaction at 27 ° C. The amount of gentiobionic acid in the reaction solution 24 hours after the reaction was measured using HPAEC-PAD. Table 10 shows the amount of gentiobionic acid produced. From this result, it was confirmed that the cells of acetic acid bacteria can oxidize gentiobiose and convert it into gentiobionic acid.

さらに、前述の酢酸菌の菌体の調製において得られたグルコノバクター・フラテウリ IFO3285の反応液を、質量分析計で分析した結果を図4に示す。図4にて示されるように、ゲンチオビオン酸由来のシグナル〔m/z=357〕の他に、ゲンチオトリオン酸由来のシグナル〔m/z=519〕が確認された。さらに、グルコノバクター・フラテウリ IFO3285以外の表10に示した菌株の反応液についても、同様に質量分析計で分析した。その結果、アセトバクター・アセチ NBRC3281を除くすべての菌株の反応液中にゲンチオトリオン酸由来のシグナル〔m/z=519〕が確認された。なお、アセトバクター・アセチ NBRC3281でも、ゲンチオビオン酸の生成が認められていることから、反応時間の延長、使用菌体濃度の増加等により、ゲンチオトリオン酸も生成し得ると考えられる。   Furthermore, FIG. 4 shows the result of analyzing the reaction solution of Gluconobacter frateuri IFO3285 obtained in the above-mentioned preparation of acetic acid bacteria with a mass spectrometer. As shown in FIG. 4, in addition to the signal derived from gentiobionic acid [m / z = 357], a signal derived from gentiotriionic acid [m / z = 519] was confirmed. Furthermore, the reaction solutions of the strains shown in Table 10 other than Gluconobacter frateuri IFO3285 were similarly analyzed with a mass spectrometer. As a result, a signal [m / z = 519] derived from gentiotrionic acid was confirmed in the reaction solutions of all strains except Acetobacter aceti NBRC3281. In addition, since Acetobacter aceti NBRC3281 also produces gentiobionic acid, it is thought that gentiotrionic acid can also be produced by extending the reaction time, increasing the concentration of cells used, and the like.

実施例9
〔様々な酢酸菌を用いた還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖生産における反応特異性〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−4」で得られた菌体(グルコノバクター・フラテウリ IFO3285、グルコノバクター・オキシダンス IFO3292、グルコノバクター・アサイ IAM14721、アセトバクター・オリエンタリス FERM P-21150、グルコノバクター・タイランディカス IFO3172)を、生理食塩水0.5mlに懸濁した。この酢酸菌懸濁液を1〜10倍に生理食塩水で希釈し、その希釈液5μlと、0.5Mの糖質溶液(D−グルコース、イソマルトース、イソマルトトリオース、イソマルトテトラオース、イソマルトペンタオース、ゲンチオビオース、ラクトース)20μlを、表11に示す組成の反応液Aに添加し、40℃で反応させた。なお、反応時間は、菌体毎に2〜10分の間で統一した。反応後、フォトメーターUV−160A(島津製作所社製)で530nmの吸収を測定し、各糖質の酸化により還元される2,6−ジクロロフェノールインドフェノール(ε530=7500M-1cm-1)の減少量を測定した。吸収の減少値から各酢酸菌の各基質に各糖質に対する酸化活性を算出した後に、その値からD−グルコースに対する酸化活性を100として、各糖質の酸化活性の相対値を算出した。
Example 9
[Reactivity specificity in the production of oligosaccharides having aldonic acid residues at the reducing end using various acetic acid bacteria]
Cells obtained in the above-mentioned "Preparation of bacterial cells of acetic acid bacteria-4" (Gluconobacter frateuri IFO3285, Gluconobacter oxydans IFO3292, Gluconobacter acai IAM14721, Acetobacter orientalis FERM P-21150 Gluconobacter tylandicus IFO3172) was suspended in 0.5 ml of physiological saline. The acetic acid bacteria suspension was diluted 1 to 10 times with physiological saline, 5 μl of the diluted solution, and 0.5 M carbohydrate solution (D-glucose, isomaltose, isomaltotriose, isomalttetraose, 20 μl of isomaltopentaose, gentiobiose, lactose) was added to the reaction solution A having the composition shown in Table 11 and reacted at 40 ° C. In addition, reaction time was unified between 2-10 minutes for every microbial cell. After the reaction, absorption at 530 nm is measured with a photometer UV-160A (manufactured by Shimadzu Corporation), and 2,6-dichlorophenolindophenol (ε 530 = 7500 M −1 cm −1 ) reduced by oxidation of each carbohydrate. The amount of decrease was measured. After calculating the oxidative activity for each saccharide on each substrate of each acetic acid bacterium from the decrease in absorption, the oxidative activity for D-glucose was calculated from the value as 100, and the relative value of the oxidative activity for each saccharide was calculated.

得られた結果を表12に示す。この結果から、酢酸菌は、α1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類の中でも、イソマルトース及びゲンチオビオースに対する、酸化する活性が強いことが明らかとなった。また、この結果からも、酢酸菌は、ラクトースを酸化する作用が微弱であることも確認された。   The results obtained are shown in Table 12. From this result, it was clarified that acetic acid bacteria have strong oxidizing activity against isomaltose and gentiobiose among oligosaccharides having α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bonds. Also from these results, it was confirmed that acetic acid bacteria had a weak effect of oxidizing lactose.

実施例10〔様々な酢酸菌を用いたイソマルトビオン酸生産におけるグルコースの影響〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−1」で得られた菌体(アセトバクター・アセチ NBRC3281、グルコノバクター・オキシダンス IFO3292、グルコンアセトバクター・キシリヌス NBRC3288)の、それぞれ1/10量を、1.0mlの3質量%イソマルトオリゴ糖(和光純薬工業社製、生化学用試薬Code No.090-03485)を含む100mMの酢酸バッファー(pH5.5)に再懸濁した。さらにD−グルコースを、終濃度が0質量%、3質量%、5質量%、10質量%または20質量%になるように添加し、27℃で24時間振とう後、反応液中のイソマルトビオン酸量をHPAEC-PADで定量した。結果を表13に示す。表13から明らかなように、D-グルコース濃度が増加すると、イソマルトビオン酸の生成は抑制されるものであった。なお、D−グルコースが含有されていない場合、およびD−グルコースの含有量が3質量%である場合は、いずれの菌株においてもイソマルトビオン酸の生成が確認された。一方、D-グルコース濃度が5質量%、10質量%および20質量%の場合は、いずれの菌株でもイソマルトビオン酸の生成は確認できなかった。
Example 10 [Effect of glucose on isomaltobionic acid production using various acetic acid bacteria]
1/10 amount of each of the cells (Acetobacter aceti NBRC3281, Gluconobacter oxydans IFO3292, Gluconacetobacter xylinus NBRC3288) obtained in the above-mentioned "Preparation of acetic acid bacteria-1" It was resuspended in 100 mM acetate buffer (pH 5.5) containing 1.0 ml of 3% by mass isomaltoligosaccharide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Biochemical reagent Code No.090-03485). Further, D-glucose was added so that the final concentration was 0% by mass, 3% by mass, 5% by mass, 10% by mass or 20% by mass, shaken at 27 ° C. for 24 hours, and then isomalt in the reaction solution. The amount of bioacid was quantified by HPAEC-PAD. The results are shown in Table 13. As apparent from Table 13, when the D-glucose concentration increased, the production of isomaltobionic acid was suppressed. In addition, when D-glucose was not contained, and when the content of D-glucose was 3% by mass, generation of isomaltobionic acid was confirmed in any strain. On the other hand, when the D-glucose concentration was 5% by mass, 10% by mass, and 20% by mass, the generation of isomaltobionic acid could not be confirmed in any strain.

実施例11
〔様々な酢酸菌を用いたイソマルトビオン酸生産におけるグルコースの影響〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−4」で得られた菌体(グルコノバクター・フラテウリ IFO3285、グルコノバクター・オキシダンス IFO3292、グルコノバクター・アサイ IAM14721、グルコンアセトバクター・キシリヌス NBRC3288)を、生理食塩水0.5mlに懸濁し、酢酸菌懸濁液(×20)を調製した。次いで、得られた酢酸菌懸濁液(×20)が最終的に10倍希釈された状態で含まれ、且つ1質量%のイソマルトースまたは1質量%のイソマルトトリオースと、0質量%、1質量%、3質量%、または5質量%のD−グルコースを含む100mM酢酸バッファー(pH5.5)(反応液)を調製し、240往復/分、27℃で6時間振とうした。振とう後、反応液中のイソマルトビオン酸またはイソマルトトリオン酸量をHPAEC-PADで定量した。
Example 11
[Influence of glucose on isomaltobionic acid production using various acetic acid bacteria]
The cells obtained in the above “Preparation of bacterial cells of acetic acid bacteria-4” (Gluconobacter frateuri IFO3285, Gluconobacter oxydans IFO3292, Gluconobacter acai IAM14721, Gluconacetobacter xylinus NBRC3288) The suspension was suspended in 0.5 ml of physiological saline to prepare an acetic acid bacteria suspension (× 20). Then, the obtained acetic acid bacteria suspension (x20) was finally contained in a 10-fold diluted state, and 1% by mass of isomaltose or 1% by mass of isomaltotriose, 0% by mass, A 100 mM acetate buffer (pH 5.5) (reaction solution) containing 1% by mass, 3% by mass, or 5% by mass of D-glucose was prepared, and shaken at 27 ° C. for 6 hours at 240 reciprocations / min. After shaking, the amount of isomaltobionic acid or isomaltorionic acid in the reaction solution was quantified by HPAEC-PAD.

得られた結果を表14に示す。この結果から、グルコノバクター・フラテウリ、グルコノバクター・オキシダンス、グルコノバクター・アサイ、およびグルコンアセトバクター・キシリヌスでは、D-グルコース濃度が増加するとイソマルトビオン酸またはイソマルトトリオン酸の生成量は減少する傾向を示すものの、イソマルトビオン酸またはイソマルトトリオン酸の生成は認められた。とりわけ、グルコノバクター・アサイ、グルコノバクター・フラテウリおよびグルコンアセトバクター・キシリヌスでは、D-グルコース存在下でも、イソマルトビオン酸またはイソマルトトリオン酸の生成量が比較的高い値を維持できていた。   The obtained results are shown in Table 14. From this result, in Gluconobacter frateuri, Gluconobacter oxydans, Gluconobacter acai, and Gluconacetobacter xylinus, the amount of isomaltobionic acid or isomaltriotrionic acid produced as the D-glucose concentration increased However, the formation of isomaltobionic acid or isomaltriotrionic acid was observed. In particular, in Gluconobacter acai, Gluconobacter frateuri and Gluconacetobacter xylinus, the production amount of isomaltobionic acid or isomalttrionic acid was maintained at a relatively high value even in the presence of D-glucose. .

実施例12
〔グルコノバクター・フラテウリを用いたイソマルトビオン酸生産におけるグルコースの影響〕
上記の「酢酸菌の菌体の調製−4」で得られたグルコノバクター・フラテウリ IFO3285の菌体を、生理食塩水0.5mlに懸濁し、酢酸菌懸濁液(×20)を調製した。次いで、得られた酢酸菌懸濁液(×20)が最終的に10倍希釈された状態で含まれ、且つ1質量%のイソマルトースと、0質量%、1質量%、3質量%、または5質量%のD−グルコースを含む500mM酢酸バッファー(pH5.5)(反応液)を調製し、240往復/分、27℃で1時間振とうした。振とう後、反応液中のイソマルトビオン酸量をHPAEC-PADで定量した。また、各反応後の反応液のpHについても測定した。
Example 12
[Effect of glucose on isomaltobionic acid production using Gluconobacter frateuri]
The cell body of Gluconobacter frateuri IFO3285 obtained in the above-mentioned “Preparation of bacterial cells of acetic acid bacteria-4” was suspended in 0.5 ml of physiological saline to prepare an acetic acid bacteria suspension (× 20). . The resulting acetic acid bacteria suspension (x20) is then included in a final 10-fold diluted state, and 1 wt% isomaltose and 0 wt%, 1 wt%, 3 wt%, or A 500 mM acetate buffer (pH 5.5) (reaction solution) containing 5% by mass of D-glucose was prepared and shaken at 27 ° C. for 1 hour at 240 reciprocations / min. After shaking, the amount of isomaltobionic acid in the reaction solution was quantified by HPAEC-PAD. Moreover, it measured also about the pH of the reaction liquid after each reaction.

得られた結果を図5に示す。各反応後の反応液のpHは、いずれも5.5であり、反応前からは変化していなかった。図5に示されるように、実施例11の場合と同様に、D−グルコースの濃度が高まるに伴って、生成するイソマルトビオン酸量が減少していた。つまり、本試験結果から、D−グルコースの存在によって生じるイソマルトビオン酸の生成阻害は、pHが影響していないことが分かった。   The obtained results are shown in FIG. The pH of the reaction solution after each reaction was 5.5, which was unchanged from before the reaction. As shown in FIG. 5, as in Example 11, as the concentration of D-glucose increased, the amount of isomaltobionic acid produced decreased. That is, from the results of this test, it was found that pH is not affecting the production inhibition of isomaltobionic acid caused by the presence of D-glucose.

実施例13
〔様々な酢酸菌を用いた発酵生産法によるイソマルトビオン酸生産〕
イソマルトオリゴ糖(和光純薬工業社製、生化学用試薬Code No.090-03485)2.0質量%、ラクトース0.5質量%、D−グルコース0.5質量%、粉末酵母エキスD−3(日本製薬社製、和光Code No.390−00531)0.5質量%、ポリペプトン(日本製薬社製、和光Code No.394−00115)0.5質量%、硫酸マグネシウム・無水和物0.1質量%に、グリセロールストックで凍結保存した酢酸菌(アセトバクター・アセチ NBRC3281、アセトバクター・オリエンタリス FERM P-21150、グルコノバクター・オキシダンス IFO3292、グルコノバクター・アサイ IAM14721、グルコノバクター・フラテウリ IFO3285、グルコンアセトバクター・ハンセニ NBRC14816)の一白金耳を接種した。接種後27℃で振とう培養(240往復/分)で培養した。発酵3日目および7日目の発酵液中のイソマルトビオン酸濃度をHPAEC-PADで測定した。それぞれの酢酸菌のイソマルトビオン酸量を表15に示す。
Example 13
[Isomaltobionic acid production by fermentation production method using various acetic acid bacteria]
Isomaltoligosaccharide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Biochemical reagent Code No.090-03485) 2.0% by mass, lactose 0.5% by mass, D-glucose 0.5% by mass, powdered yeast extract D-3 (Nippon Pharmaceutical Co., Ltd., Wako Code No. 390-00531) 0.5% by mass, polypeptone (Nippon Pharmaceutical Co., Ltd., Wako Code No. 394-00115) 0.5% by mass, magnesium sulfate / anhydrous 0.1 Acetic acid bacteria (Acetobacter aceti NBRC3281, Acetobacter orientalis FERM P-21150, Gluconobacter oxydans IFO3292, Gluconobacter acai IAM14721, Gluconobacter frateuri IFO3285, Gluconacetobacter Hanseni NBRC14816) was inoculated with one platinum ear. After inoculation, the cells were cultured at 27 ° C. with shaking culture (240 reciprocations / minute). The isomaltobionic acid concentration in the fermentation liquid on the 3rd and 7th days of fermentation was measured by HPAEC-PAD. Table 15 shows the amount of isomaltobionic acid of each acetic acid bacterium.

実施例14
〔酢酸発酵によるイソマルトビオン酸生産〕
粉末酵母エキスD−3(日本製薬社製、和光Code No.390−00531)1質量%、ポリペプトン(日本製薬社製、和光Code No.394−00115)1質量%、およびエタノール2質量%を含む液体培地10mlに、グリセロールストックで凍結保存した酢酸菌(アセトバクター・アセチ NBRC3281、アセトバクター・パステリアヌス NBRC3283)の一白金耳を接種し、27℃で3日間静置し、前々培養を行った。更に、得られた前々培養液1mlを、粉末酵母エキスD−3(日本製薬社製、和光Code No.390−00531)0.2質量%、ポリペプトン(日本製薬社製、和光Code No.394−00115)0.2質量%、D−グルコース0.2質量%、エタノール6質量%、および酢酸1質量%を含む液体培地10mlに植菌し、27℃で31時間振とう培養(240往復/分)し、前培養を行った。次いで、得られた前培養液50μlを、イソマルトース2質量%、D−グルコース0.2質量%、エタノール5質量%、及び酢酸1質量%を含む液体培地に植菌し、27℃で12日間、静置し、酢酸発酵を行った。12日間の酢酸発酵で得られた発酵液中のイソマルトビオン酸濃度をHPAEC-PADで測定した。
Example 14
[Isomaltobionic acid production by acetic acid fermentation]
1% by mass of powdered yeast extract D-3 (Nippon Pharmaceutical Co., Ltd., Wako Code No. 390-00531), 1% by mass of polypeptone (Nippon Pharmaceutical Co., Ltd., Wako Code No. 394-00115), and 2% by mass of ethanol A platinum loop of acetic acid bacteria (Acetobacter aceti NBRC3281, Acetobacter pasterianus NBRC3283) cryopreserved in a glycerol stock was inoculated into 10 ml of a liquid medium, and allowed to stand at 27 ° C. for 3 days, followed by culture. Further, 1 ml of the obtained pre-culture solution was added to 0.2% by mass of powdered yeast extract D-3 (Nippon Pharmaceutical Co., Ltd., Wako Code No. 390-00531), polypeptone (Nippon Pharmaceutical Co., Ltd., Wako Code No. 394). -00115) Inoculated into 10 ml of a liquid medium containing 0.2% by mass, 0.2% by mass of D-glucose, 6% by mass of ethanol, and 1% by mass of acetic acid, and cultured with shaking at 27 ° C. for 31 hours (240 reciprocations / Min) and pre-cultured. Next, 50 μl of the obtained preculture solution was inoculated into a liquid medium containing 2% by mass of isomaltose, 0.2% by mass of D-glucose, 5% by mass of ethanol, and 1% by mass of acetic acid, and was treated at 27 ° C. for 12 days. Then, it was allowed to stand and subjected to acetic acid fermentation. The isomaltobionic acid concentration in the fermentation broth obtained by acetic acid fermentation for 12 days was measured by HPAEC-PAD.

その結果、アセトバクター・アセチ NBRC3281を使用した場合には、発酵液中に0.0044質量%のイソマルトビオン酸が生成しており、アセトバクター・パステリアヌス NBRC3283を使用した場合には、発酵液中に0.0033質量%のイソマルトビオン酸が生成していることが確認された。この結果から、アルコールの存在下でも、酢酸菌は、イソマルトビオン酸の生成が可能であることが明らかとなった。即ち、酢酸発酵などの発酵工程中に、本発明の糖アルドン酸の製造方法を行うこともでき、これによって、イソマルトビオン酸含有発酵製品を直接的に製造可能になることも明らかとなった。   As a result, when Acetobacter aceti NBRC3281 was used, 0.0044% by mass of isomaltobionic acid was produced in the fermentation broth, and when Acetobacter pasterianus NBRC3283 was used, It was confirmed that 0.0033% by mass of isomaltobionic acid was produced. From this result, it was revealed that acetic acid bacteria can produce isomaltobionic acid even in the presence of alcohol. That is, during the fermentation process such as acetic acid fermentation, it is also possible to carry out the sugar aldonic acid production method of the present invention, which makes it possible to directly produce a fermented product containing isomaltobionic acid. .

Claims (9)

ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類に、酢酸菌に属する微生物の菌体を接触させ、該オリゴ糖類のヘミアセタール性水酸基を酸化することを特徴とする、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖の製造方法。   It is characterized by contacting a microbial cell belonging to acetic acid bacteria with an oligosaccharide having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond, and oxidizing the hemiacetal hydroxyl group of the oligosaccharide. A method for producing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end. 酢酸菌に属する微生物が、アセトバクター属、グルコノバクター属またはグルコンアセトバクター属に属する微生物である、請求項1記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the microorganism belonging to the acetic acid bacterium is a microorganism belonging to the genus Acetobacter, Gluconobacter or Glucon acetobacter. 前記オリゴ糖に対する前記菌体の接触が、D-グルコース濃度が3質量%以下の条件下で行われる、請求項1または2記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein the contact of the microbial cells with the oligosaccharide is performed under a condition where the D-glucose concentration is 3% by mass or less. 前記オリゴ糖類が、イソマルトースおよび/またはイソマルトトリオースである、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the oligosaccharide is isomaltose and / or isomaltotriose. 前記オリゴ糖類が、イソマルトース、イソマルトトリオース、およびイソマルトテトラオースよりなる群から選択される2種以上を含有するイソマルトオリゴ糖である、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the oligosaccharide is an isomaltoligosaccharide containing two or more selected from the group consisting of isomaltose, isomalttriose, and isomalttetraose. . 前記オリゴ糖類が、ゲンチオビオースおよび/またはゲンチオトリオースである、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claims 1-3 whose said oligosaccharide is a gentiobiose and / or a gentiotriose. 前記オリゴ糖類が、パノースである、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the oligosaccharide is panose. ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類と、エタノールを含有する発酵原料に、酢酸菌を添加して酢酸発酵を行うことにより得られることを特徴とする、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖を含有する醸造酢。   It is obtained by performing acetic acid fermentation by adding acetic acid bacteria to a fermentation raw material containing an oligosaccharide having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond and ethanol. A brewed vinegar containing an oligosaccharide having an aldonic acid residue at the reducing end. ヘミアセタール性水酸基を有し、且つα1→6またはβ1→6グルコシド結合を有するオリゴ糖類と、エタノールを含有する発酵原料に、酢酸菌を添加して酢酸発酵を行うことを特徴とする、還元末端にアルドン酸残基を有するオリゴ糖を含有する醸造酢の製造方法。   A reducing terminal, characterized in that acetic acid fermentation is performed by adding acetic acid bacteria to a fermentation raw material containing an oligosaccharide having a hemiacetal hydroxyl group and having an α1 → 6 or β1 → 6 glucoside bond and ethanol. A method for producing brewed vinegar containing an oligosaccharide having an aldonic acid residue.
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