JP2019213533A - イソマルツロース含有組成物を製造するための、最適化された方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)スクロース含有基質を、担体固定化された粒子状スクロースイソメラーゼバイオマスと接触させる工程、及び
b)イソマルツロース含有組成物を取得する工程
を含む本発明による方法において、担体固定化された粒子状スクロースイソメラーゼバイオマスが、100〜1300μm、とりわけ100〜900μmの粒径dpを有することを特徴とする方法に関する。
Mastersizer 2000(MALVERN社)を用いた、レーザ回折による、固定化生体触媒の粒子サイズ分布の算定(乾燥測定)
レーザ回折測定を用いて、本発明により製造された生体触媒(固定化物)の粒子サイズ分布を算出する。サイズ分布の記載には、パラメータd0.1、d0.5、d0.9、及び均一性を示す。
測定原理は、ISO 13320に準拠する、散光/レーザ回折分光法に基づく。散乱粒子を、低濃度において、レーザ光線中に導入する。粒子の導入は、乾燥生体触媒サンプルを測定セルへと吸い込むことによって行う(「乾燥測定」)。粒子の直径に依存して、レーザ光の回折が起こり、それが、散乱放射線として検出器によって捕捉される。測定結果は、まず、検出器で測定された光強度の形態で存在し、粒子サイズ分布に換算されなくてはならない。換算は、ここで与えられている粒子>1μmを対象とした、通常の評価ソフトウェアを用いて、Joseph von Fraunhoferの近似(1814)により行う。
- メッシュサイズが1.25mmのDIN ISO 3310-1に準拠する、直径が200mmの分析用篩
- 分析用篩の受け皿(Auffangboden)及び蓋
- 乾燥分散ユニットScirocco 2000 (A)を装備したMalvern Mastersizer 2000(付属の制御・評価ソフトウェア込み)、Malvern Instruments Ltd社
- すべての考量は、±0.01g(読み取り精度)で行う。
- 篩及び受け皿の空重量(Tara)を算出する
- 受け皿と篩とを組み立てる
- それぞれの生体触媒バッチの(通常は250mL小瓶中の)生体触媒サンプル全体の重量を算出する
- サンプルを定量的に篩上に移し、蓋を載せて、手で篩う
- 篩った後に、残渣を含む篩も、通過物を含む受け皿も重さを量る(総計)
- 評価/算出:篩残渣から、生体触媒サンプルの百分率での粗部分を算出する
- 篩残渣を捨て、受け皿中の通過物をオリジナルサンプル瓶に戻す
[サンプルの配量/供給]
サンプルの配量は、スリット幅が調整可能な振動溝を介して行う。篩の中子として、複数の球を装備した粗い篩を挿入する。
分散媒体としては、特定圧力の空気を使用する。
A.生体触媒の製造
プロタミノバクター・ルブルム(CBS 574.77)株の継代培養からの細胞を、製糖工場由来の濃厚汁8kg(固形分含有量=65%)、コーンスティープリカー2kg、(NH4)2HPO40.1kg、及び蒸留水89.9kgからなる無菌栄養基質(必要に応じてpH7.2に調整)10mlを用いて洗浄した。この懸濁液を、前記の組成の栄養溶液200mlを含む1リットルフラスコ中の振とう機前培養用の植え付け物として利用する。
Aで得られたような固定化細胞を、調温可能なカラム反応器に充填し、25〜30℃に調温し、TS含有量が35〜45%のスクロース溶液を連続的に貫流させた。その際、流速は、使用されるスクロースの少なくとも97%が転位されるように調整する。
それぞれ、残りのスクロースを除去した、イソマルツロース含有組成物の調合を、ラネーニッケルで、80℃におき、水素ガスを用いておよそ10MPaの圧力下に連続的に水素化した。ニッケルを分離し、イオン交換により精製すると、中性条件下に水素化されたイソマルツロース含有組成物の調合は、およそ以下の組成物を有した。
この生体触媒を製造する目的で、シュードモナス・メソアシドフィラMX-45(FERM 11808)株の継代培養からの細胞を、製糖工場由来の濃厚汁8kg(固形分含有量=65%)、コーンスティープリカー2kg、(NH4)2HPO40.1kg、及び蒸留水89.9kgからなる、pH7.2に調整した無菌栄養基質10mlを用いて洗浄した。この懸濁液を、栄養溶液200mlを含む1リットルフラスコ中の振とう機前培養用の植え付け物として利用する。
本発明の実施形態として例えば以下を挙げることができる。
[実施形態1]
スクロース含有基質からイソマルツロース含有組成物を製造するための、以下の工程段階:
a)スクロース含有基質を、担体固定化された粒子状スクロースイソメラーゼバイオマスと接触させる工程と
b)イソマルツロース含有組成物を取得する工程
とを含む方法において、担体固定化されたスクロースイソメラーゼバイオマスが、100〜900μmの粒径dpを有することを特徴とする方法。
[実施形態2]
担体固定化された粒子状スクロースイソメラーゼバイオマスが、100〜400μmの粒径dpを有する、実施形態1に記載の方法。
[実施形態3]
担体固定化された粒子状スクロースイソメラーゼバイオマスが球状である、実施形態1又は2に記載の方法。
[実施形態4]
スクロースイソメラーゼバイオマス対担体の重量比が、10〜6部のスクロースイソメラーゼバイオマス対6〜2部の担体である(それぞれ乾重量)、実施形態1から3のいずれかに記載の方法。
[実施形態5]
イソマルツロース含有組成物がトレハルロースを含有する、実施形態1から4のいずれかに記載の方法。
[実施形態6]
スクロースイソメラーゼバイオマスが、結合、架橋、又は封入固定化によって、担体固定化されている、実施形態1から5のいずれかに記載の方法。
[実施形態7]
担体が、アルギネート担体又はポリビニルアルコール担体である、実施形態1から6のいずれかに記載の方法。
[実施形態8]
スクロースイソメラーゼバイオマスが、スクロースイソメラーゼ、スクロースイソメラーゼ活性を有する微生物細胞、又はスクロースイソメラーゼ活性を有する細胞抽出物である、実施形態1から7のいずれかに記載の方法。
[実施形態9]
スクロースイソメラーゼバイオマスが、大腸菌(Escherichia)属、サルモネラ(Salmonella)属、セラチア(Serratia)属、エルウィニア(Erwinia)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、ラオウルテラ(Raoultella)属、ペクトバクテリウム(Pectobacterium)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、アゾトバクター(Azotobacter)属、パントエア(Pantoea)属、ロイカネア(Leucanea)属、プロタミノバクター(Protaminobacter)属、又はバチルス(Bacillus sp.)属種の微生物に由来する、実施形態1から8のいずれかに記載の方法。
[実施形態10]
スクロースイソメラーゼバイオマスが、プロタミノバクター・ルブルム(Protaminobacter rubrum)、クレブシエラ属種、特にLX3株又はNK33-98-8株、クレブシエラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)、特に342株、エンテロバクター属種、特にSZ62株又はFMB1株、エルウィニア・タスマニエンシス(Erwinia tasmaniensis)、特にEt1/99株、ペクトバクテリウム・アトロセプティカム(Pectobacterium atrosepticum)、特にSCRI 1043株、ペクトバクテリウム・カロトボラム(Pectobacterium carovotum)、特に亜種ブラシリエンシス(brasiliensis)、特にPBR 1692株、アゾトバクター・ビネランディ(Azotobacter vinelandii)、ロイカネア・ロイコセファリア(Leucanea leucocephalia)、エルウィニア・ラポンティシ(Erwinia rhapontici)、ラオウルテラ・プランティコーラ(Raoultella planticola)、シュードモナス・メソアシドフィラ(Pseudomonas mesoacidophila)、ロイコノストク・メセンテロイデス(Leuconostoc mesenteroides)、パントエア・ディスパーサ(Pantoea dispersa)、セラチア・プリムチカ(Serratia plymuthica)、セラチア・マルセッセンス(Serratia marcescens)、又はアグロバクテリウム・ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)に由来する、実施形態1から9のいずれかに記載の方法。
[実施形態11]
工程段階a)及びb)が、固定床又は撹拌槽反応器中で行われる、実施形態1から10のいずれかに記載の方法。
[実施形態12]
得られたイソマルツロース含有組成物が接触水素化される、実施形態1から11のいずれかに記載の方法。
[実施形態13]
実施形態1から12のいずれかに記載の方法、続いて、得られたイソマルツロース含有組成物の接触水素化を行い、糖アルコール含有組成物が得られる、糖アルコール含有組成物を製造するための方法。
[実施形態14]
糖アルコール含有組成物がイソマルト又はイソマルト変種である、実施形態13に記載の方法。
Claims (14)
- スクロース含有基質からイソマルツロース含有組成物を製造するための、以下の工程段階:
a)スクロース含有基質を、担体固定化された粒子状スクロースイソメラーゼバイオマスと接触させる工程と
b)イソマルツロース含有組成物を取得する工程
とを含む方法において、担体固定化されたスクロースイソメラーゼバイオマスが、100〜900μmの粒径dpを有することを特徴とする方法。 - 担体固定化された粒子状スクロースイソメラーゼバイオマスが、100〜400μmの粒径dpを有する、請求項1に記載の方法。
- 担体固定化された粒子状スクロースイソメラーゼバイオマスが球状である、請求項1又は2に記載の方法。
- スクロースイソメラーゼバイオマス対担体の重量比が、10〜6部のスクロースイソメラーゼバイオマス対6〜2部の担体である(それぞれ乾重量)、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- イソマルツロース含有組成物がトレハルロースを含有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- スクロースイソメラーゼバイオマスが、結合、架橋、又は封入固定化によって、担体固定化されている、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 担体が、アルギン酸塩担体又はポリビニルアルコール担体である、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- スクロースイソメラーゼバイオマスが、スクロースイソメラーゼ、スクロースイソメラーゼ活性を有する微生物細胞、又はスクロースイソメラーゼ活性を有する細胞抽出物である、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- スクロースイソメラーゼバイオマスが、大腸菌(Escherichia)属、サルモネラ(Salmonella)属、セラチア(Serratia)属、エルウィニア(Erwinia)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、ラオウルテラ(Raoultella)属、ペクトバクテリウム(Pectobacterium)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、アゾトバクター(Azotobacter)属、パントエア(Pantoea)属、ロイカネア(Leucanea)属、プロタミノバクター(Protaminobacter)属、又はバチルス(Bacillus sp.)属種の微生物に由来する、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- スクロースイソメラーゼバイオマスが、プロタミノバクター・ルブルム(Protaminobacter rubrum)、クレブシエラ属種、特にLX3株又はNK33-98-8株、クレブシエラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)、特に342株、エンテロバクター属種、特にSZ62株又はFMB1株、エルウィニア・タスマニエンシス(Erwinia tasmaniensis)、特にEt1/99株、ペクトバクテリウム・アトロセプティカム(Pectobacterium atrosepticum)、特にSCRI 1043株、ペクトバクテリウム・カロトボラム(Pectobacterium carovotum)、特に亜種ブラシリエンシス(brasiliensis)、特にPBR 1692株、アゾトバクター・ビネランディ(Azotobacter vinelandii)、ロイカネア・ロイコセファリア(Leucanea leucocephalia)、エルウィニア・ラポンティシ(Erwinia rhapontici)、ラオウルテラ・プランティコーラ(Raoultella planticola)、シュードモナス・メソアシドフィラ(Pseudomonas mesoacidophila)、ロイコノストク・メセンテロイデス(Leuconostoc mesenteroides)、パントエア・ディスパーサ(Pantoea dispersa)、セラチア・プリムチカ(Serratia plymuthica)、セラチア・マルセッセンス(Serratia marcescens)、又はアグロバクテリウム・ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)に由来する、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 工程段階a)及びb)が、固定床又は撹拌槽反応器中で行われる、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 得られたイソマルツロース含有組成物が接触水素化される、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から12のいずれか一項に記載の方法、続いて、得られたイソマルツロース含有組成物の接触水素化を行い、糖アルコール含有組成物が得られる、糖アルコール含有組成物を製造するための方法。
- 糖アルコール含有組成物がイソマルト又はイソマルト変種である、請求項13に記載の方法。
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