JP2696530B2 - オリゴ糖の少ないマルトース及びその還元物の製造方法 - Google Patents

オリゴ糖の少ないマルトース及びその還元物の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はオリゴ糖の少ないマルトースの製造方法及び
その還元物の製造方法に関するものである。
(従来の技術) マルトース、即ち4−〔α−D−グルコピラノシル〕
−D−グルコースは古くから麦芽水飴の主成分として知
られ、良質の風味を有するために広く食品に使用されて
きた。一方、その還元物であるマルチトール、即ち4−
〔α−D−グルコピラノシル〕−D−グルチトールも微
生物により醗酵されにくいことや、砂糖に近い甘味を呈
することなどの利点を有することから食品、化粧品、薬
品などの分野で広範囲の用途に使用されている。
しかし、最近食品用のマルトース又はマルチトールと
して粉末品の需要が増大しており、更に医薬品用途のマ
ルトースやマルチトールは高純度の品が要望されてお
り、一方では粉末品のなかでも吸湿性の低いものが望ま
れている。また、マルトース又はマルチトールの粉末品
はマルトース又はマルチトールの純度が高いものほど粉
末化が容易であるという技術的事情もあった。
以上の背景からマルトース又はマルチトールの粉末品
を作る場合には、その純度を高めることによって粉末化
させようとした試みが主流になり、多くの方法が紹介さ
れている。
しかしながら、それらの方法はマルトースやマルチト
ールの純度を高めるために糖化工程の管理が極めて困難
であったり、特殊な酵素を使用しているために経済的に
不利であったり、クロマト分画などの困難で手間のかか
る工程が含まれていたりなどの工業的に実施する上で不
都合な点があった。その後、これらの不都合はマルトー
ス又はマルチトールの純度を極めて高くして粉末化を容
易にしようとしたために発生したものであることに着目
し、その改善方法が検討された。その結果、たとえ単糖
又は単糖の還元物が少々増加したとしても、オリゴ糖又
はオリゴ糖アルコールを少なくしようとする試みがなさ
れた。その改善方法としては、特公昭57−3356号公報
や特公昭56−28153号公報、特公昭56−28154号公
報、更に特願昭63−101355号や特願昭63−101356号
に記載されているような方法などがあり一応の成果を見
ている。上記の改善方法、、の要点は、糖化の際
にマルトトリオース分解活性/マルトース分解活性≧2.
5である酵素等を作用させるというものであり、改善方
法及びの要点は、汎用性の高い酵素を特殊な組み合
わせで使用して特定の組成の粉末化の容易な糖液を調製
するというものであった。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら従来の方法には依然として課題が残され
ており、工業的に粉末化の容易なマルトース又はマルチ
トールを製造する方法として充分に有利な方法とはいえ
なかった。
例えば、前記、、の方法は、糖化の際に使用す
る酵素として特殊なものを使用しているために、酵素の
入手が困難であるという不都合があった。更に糖化の際
にマルトースも比較的に多く加水分解されるためにグル
コース含量が増加してマルトース収率が高まらないの
で、開示されている各種条件の中でもデキストロース当
量(DE)1前後で液化を止めて糖化し、高純度マルトー
スを製造する必要があった。つまりDE1前後で液化を止
めるという極めて困難な方法であった。
また、前記、の方法は工程が比較的長く、純度の
高いマルトース又はマルチトールを得ようとしたときは
クロマト分離等の条件が比較的正確なものを要求される
などの課題を有していた。
そのために、従来の方法は粉末化の容易な、且つオリ
ゴ糖の少ないマルトース及びその還元物を工業的に有利
に製造する方法として十分なものではなかった。
以上のような状況から工業的にオリゴ糖の少ないマル
トース及びその還元物を製造するための、より容易でし
かも有利な方法の開発が強く望まれていた。
(課題を解決するための手段) 上記諸々の課題を解決するために、本発明者等は鋭意
研究を重ねた結果、バチルス・ステアロサーモフィルス
(Bacillus stearothermophilus)の遺伝子のマルトゲ
ニック−α−アミラーゼがコードされた部分をプラスミ
ドにはめ込み、バチルス・ズブティリス(Bacillus sub
tilis)に組込んで生産されたマルトゲニック−α−ア
ミラーゼ(以下単にマルトゲニックアミラーゼというこ
とがある。)を澱粉液化物の糖化の際に特定の方法で使
用することによって、従来の方法よりも簡単な工程で、
容易に粉末化可能なオリゴ糖の少ないマルトース及びそ
の還元物を製造することに成功し、本発明を完成するに
至った。
以下に本発明の内容を詳細に説明する。
本発明の目的は簡単な工程で、入手しやすい酵素を使
用し、経済的に有利な地上澱粉をも利用可能にし、粉末
化の容易な、オリゴ糖含有量の少ないマルトース及びそ
の還元物を製造する方法を提供することにある。
即ち、第1番目の発明は濃度5〜40重量%の澱粉水
溶液に液化酵素を作用させて液化し、デキストロース当
量15以下にて液化酵素を失活させる第1工程、 上記工程で得られた液化物にβ−アミラーゼ及びプル
ラナーゼ及び/又はイソアミラーゼを作用させると同時
に又は作用開始後36時間以内にマルトゲニックアミラー
ゼを作用させて糖化する第2工程、 第2工程開始後、1〜48時間後に液化酵素を基質固形
分1gあたり1〜20単位添加して更に糖化し、糖化物のマ
ルトース含量が固形分中75〜90重量%で、且つ糖化物に
含まれるオリゴ糖の含有量が次式で計算したとき7以下
の数値の範囲に糖化する第3工程、 から構成される。
又、第2番目の発明は濃度5〜40重量%の澱粉水溶
液に液化酵素を作用させて液化し、デキストロース当量
15以下にて液化酵素を失活させる第1工程、 上記工程で得られた液化物にβ−アミラーゼ及びプル
ラナーゼ及び/又はイソアミラーゼを作用させると同時
に又は作用開始後36時間以内にマルトゲニックアミラー
ゼを作用させて糖化する第2工程、 第2工程開始後、1〜48時間後に液化酵素を基質固形
分1gあたり1〜20単位添加して更に糖化し、糖化物のマ
ルトース含量が固形分中75〜90重量%で、且つ糖化物に
含まれるオリゴ糖の含有量が次式で計算したとき7以下
の数値の範囲に糖化する第3工程、 第3工程で得られた糖化物を還元る第4工程、 により構成される。
上記各発明の工程を経由して得られたオリゴ糖の少な
いマルトース又はその還元物は、公知の方法により、精
製、濃縮、クロマト分離、結晶化(固化)、乾燥、粉末
化などの工程に供することによって容易に粉末状又は結
晶状のマルトース又はマルチトールを、更に高純度のマ
ルトース又はマルチトールを調製することができる。
以下に、本発明の内容を更に詳細に説明するが、最初
に、第1番目の発明の内容を説明する。
本発明には地上澱粉、地下澱粉の別を問わず使用可能
であるが、特に従来は粉末状又は高純度マルトース及び
その還元物を製造するうえで不都合の多かった地上澱粉
も有利に使用可能であることが、本発明の利点の一つで
ある。本発明を実施するうえでこの澱粉中のアミロース
やアミロペクチンの組成も特に気にする必要はなく、使
用可能な澱粉を具体的に例示すると、トウモロコシ澱
粉、小麦澱粉、大麦澱粉、などの地上澱粉の他に各種の
地下澱粉があげられる。
これらの澱粉を液化する際、地上澱粉を原料としたと
きは特に液化液の老化を防ぐ意味で液化時の基質濃度を
好ましく10〜30%、pHを6.0〜6.8に調整して耐熱性の液
化酵素例えばノボ社のターマミル(登録商標)などの液
化酵素を使用して液化し、デキストロース当量15以下、
更に好ましくは3〜13で液化酵素を失活させることが望
ましい。
次に、液化物にβ−アミラーゼ、プルラナーゼ及び/
又はイソアミラーゼ及びマルトゲニックアミラーゼをβ
−アミラーゼ及びプルラナーゼ及び/又はイソアミラー
ゼと同時〜36時間以内に作用させて糖化するが、その一
般的な好ましい条件は基質濃度5〜40重量%、pH5.3、
温度55℃程度である。
この糖化開始後1〜48時間後に液化酵素を基質固形分
1gあたり1〜20単位添加して更に糖化するが、この操作
により、主に四糖以上のオリゴ糖を加水分解してマルト
ース及び三糖を生成し、必要に応じてその後に行われる
工程の一層の効果発現を促す糖組成とし、ろ過性を改善
することができる。
この時に使用する酵素は、β−アミラーゼとしては長
瀬産業(株)製のβ−アミラーゼ#1500、フィンシュガ
ー社製のスペザイム(SPEZYME;登録商標)BBA 1500など
があるが、それらの中でも大豆由来のβ−アミラーゼが
本発明を実施するうえで有利な性質をそなえており、プ
ルラナーゼとしてはノボ社のプロモザイムや天野製薬
(株)製のプルラナーゼアマノCKL等が汎用性が高く、
市販されていることや酵素の性質等から有利に使用でき
る。
一方、前記の遺伝子組変えにより製造されたマルトゲ
ニックアミラーゼとしては、ノボ社のマルトゲナーゼ
(Maltogenase;登録商標)がある。
糖化のときに使用する好ましい酵素量の比率は、例え
ば前記遺伝子組変えにより製造したノボ社のマルトゲナ
ーゼを1〜20単位(このマルトゲナーゼの活性はマルト
ゲニック・アミラーゼ・ノボ・ユニットを採用して説明
する。)使用したときにβ−アミラーゼが10〜30単位、
プルラナーゼが0.6〜2.0単位である。また、この糖化工
程はマルトースの純度が平衡に達するまで(通常24〜72
時間)を目安に行う。
この第3工程で使用する液化酵素は非耐熱性でも耐熱
性でも使用可能であるが、非耐熱性の液化酵素の方が本
発明を実施するうえで一層効果的である。
以上の工程によってマルトース純度75〜90重量%で、
且つ糖化物に含まれるオリゴ糖の含有量が次式で計算し
たとき7以下の数値の範囲に糖化することができる。
この工程によって得られる糖化物は現在市販されてい
るマルトースを主成分とする製品群のなかでは比較的高
いマルトース純度を有するものであり、その成分組成は
三糖以上のオリゴ糖含有量が少ないので、市販の類似製
品に比較して粘度が低く、結晶化した場合にはマルトー
スの結晶成長速度が速いので、公知の方法で直接結晶・
粉末化することが容易である。更に、晶析やクロマト分
離工程に供して純度を高めようとした場合にも従来の方
法で製造した製品よりも一層有利に高純度のマルトース
を製造することができる。
粉末マルトースを製造する方法としては、例えば分蜜
法、噴霧造粒法、流動造粒法、ブロック粉砕法の各種方
法またはそれらの組み合わせが採用可能である。
必要に応じてマルトース純度を高めるときは、イオン
交換樹脂、イオン交換繊維、ゼオライトなどの各種イオ
ン交換体をアルカリ金属型にしてクロマト分離する方法
や適切な濃度まで濃縮した後、晶析、分蜜化する方法な
どが採用可能である。
次に、第2番目の発明の工程を説明する。
第2番目の発明は、第1番目の発明で得られた糖化物
をそのまま又は必要に応じて上記各種手段でマルトース
順序を高めた後、それ自身は公知の回分式または連続式
の方法で、ニッケル系または貴金属系などの還元触媒の
存在下で水素添加してマルチトールを主成分とする糖ア
ルコールにする。この水素添加条件はマルトースの分解
が生じない条件であれば、どのような条件でも良いが、
通常は糖液の濃度を40〜60重量%にして、水素圧20kg/c
m2以上、更に好ましくは50〜200kg/cm2で、100〜150℃
の温度で行う。
この工程によって得られるオリゴ糖含有量の少ないマ
ルチトールは、現在市販されているマルチトールを主成
分とする製品群の中では比較的高いマルチトール順度を
有するものであり、その成分組成は三糖以上のオリゴ糖
アルコール含有量が少ないので、市販の類似製品に比較
して粘度が低く、結晶化した場合にはマルチトールの結
晶成長速度が速いので、公知の方法で直接結晶・粉末化
することが容易である。
この後必要に応じてクロマト分離法や晶析分蜜化など
の公知の方法によって更にマルチトールの純度を高める
ことも容易に可能である。
(実施例) 次に実施例を掲げて本発明の内容をさらに具体的に説
明するが、本発明は以下の実施例によって限定されもの
ではない。
実施例−1 第1工程(液化工程) トウモロコシ澱粉を濃度30%、pH6.2に調整し、耐熱
液化酵素〔長瀬産業(株)製、スピターゼHS〕20u/g基
質固形分(以下DSと略する。)を添加して常法にて105
℃で液化した。加熱により液化反応をDE6.5にて停止さ
せた。
第2工程 次に、温度55℃、pH5.3に調整した後、10u/gDSの長瀬
産業(株)製β−アミラーゼ#1500及び0.67u/gDSのノ
ボ社製プロモザイムTM200Lを添加して糖化反応を進め
た。
第2工程開始後6時間目にノボ社製マルトゲナーゼ6.
5u/gDSを添加した。
第3工程 更に第2工程開始後6時間目に上記スピターゼPN−4
を20u/gDS添加して更に66時間糖化反応を継続した。
第3工程終了後の糖組成を高速液体クロマトグラフィ
ーにて測定した結果は次の通りであった。
一糖 7.0% 二糖 88.2% 三糖 1.0% 四糖以上のオリゴ糖 3.8% 実施例−2 実施例−1で得た糖化物を常法に従って脱色、脱塩、
濃縮して濃度50%の精製糖液とし、その20kgとラネーニ
ッケル触媒200gを内容積25のオートクレーブに仕込
み、水素圧を150〜120kg/cm2に保ち、120℃にて2時間
攪拌し、水素添加を行った。得られた液を触媒と分離し
た後、粒状活性炭のカラムを通して高速液体クロマトグ
ラフィーにて分析した結果は以下の通りであった。
ソルビトール 7.4% マルチトール 88.1% 三糖以上のオリゴ糖アルコール 4.5% 得られた還元物を精製処理後、濃度75%まで濃縮して
10℃に冷却後、種晶3重量%を添加混合して攪拌しなが
ら15時間かけてマスキットを調製し、噴霧乾燥機で送風
温度80℃にて噴霧結晶化し、結晶状の粉末マルチトール
を得た。
比較例−1 比較のために市販のマルトース液(糖組成=一糖1.4
%、二糖90.0%、三糖7.0%、四糖以上のオリゴ糖1.6
%)を還元し、下記の組成を有する還元物を得た。
ソルビトール 1.5% マルチトール 89.6% 三糖以上のオリゴ糖アルコール 8.9% これに実施例−2と同様に精製・濃縮冷却後マスキッ
ト調製操作を行ったが15時間後噴霧乾燥可能なマスキッ
トは得られなかった。
(発明の効果) 以上に述べたように、本発明を実施することにより、
比較的短い工程で、容易な工程管理で、経済的に有利
に、容易に粉末化可能な組成の、オリゴ糖の少ないマル
トース及びその還元物を製造することが可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 //(C12P 19/14 C12R 1:125) (C12N 15/09 C12R 1:07)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】濃度5〜40重量%の澱粉水溶液に液化酵
    素を作用させて液化し、デキストロース当量15以下にて
    液化酵素を失活させる第1工程、 上記工程で得られた液化物にβ−アミラーゼ及びプル
    ラナーゼ及び/又はイソアミラーゼを作用させると同時
    に又は作用開始後36時間以内にバチルス・ステアロサー
    モフィルス(Bacillus stearothermophilus)の遺伝子
    のマルトゲニック−α−アミラーゼがコードされた部分
    をプラスミドにはめ込み、バチルス・ズブティリス(Ba
    cillus subtilis)に組込んで生産されたマルトゲニッ
    ク−α−アミラーゼを作用させて糖化する第2工程、 第2工程開始後、1〜48時間後に液化酵素を基質固形
    分1gあたり1〜20単位添加して更に糖化し、糖化物のマ
    ルトース含量が固形分中75〜90重量%で、且つ糖化物に
    含まれるオリゴ糖の含有量が次式で計算したとき7以下
    の数値の範囲に糖化する第3工程、 上記3工程を逐次的に実施することを特徴とするオリゴ
    糖の少ないマルトースの製造方法。
  2. 【請求項2】濃度5〜40重量%の澱粉水溶液に液化酵
    素を作用させて液化し、デキストロース当量15以下にて
    液化酵素を失活させる第1工程、 上記工程で得られた液化物にβ−アミラーゼ及びプル
    ラナーゼ及び/又はイソアミラーゼを作用させると同時
    に又は作用開始後36時間以内にバチルス・ステアロサー
    モフィルス(Bacillus stearothermophilus)の遺伝子
    のマルトゲニック−α−アミラーゼがコードされた部分
    をプラスミドにはめ込み、バチルス・ズブティリス(Ba
    cillus subtilis)に組込んで生産されたマルトゲニッ
    ク−α−アミラーゼを作用させて糖化する第2工程、 第2工程開始後、1〜48時間後に液化酵素を基質固形
    分1gあたり1〜20単位添加して更に糖化し、糖化物のマ
    ルトース含量が固形分中75〜90重量%で、且つ糖化物に
    含まれるオリゴ糖の含有量が次式で計算したとき7以下
    の数値の範囲に糖化する第3工程、 第3工程で得られた糖化物を還元する第4工程、 上記4工程を逐次的に実施することを特徴とするオリゴ
    糖アルコールの少ないマルチトールの製造方法。
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US7183265B2 (en) 2001-08-22 2007-02-27 Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo Powdery product comprising crystalline β-maltose monohydrate, its preparation, and uses

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