JP2807575B2 - Arabinoxylo-oligosaccharide - Google Patents

Arabinoxylo-oligosaccharide

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JP2807575B2
JP2807575B2 JP9970991A JP9970991A JP2807575B2 JP 2807575 B2 JP2807575 B2 JP 2807575B2 JP 9970991 A JP9970991 A JP 9970991A JP 9970991 A JP9970991 A JP 9970991A JP 2807575 B2 JP2807575 B2 JP 2807575B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規なアラビノキシロオ
リゴ糖に関する。
The present invention relates to a novel arabinoxylo-oligosaccharide.

【0002】[0002]

【発明の内容】機能性食品素材の1つとして、近年オリ
ゴ糖が注目されており、種々のオリゴ糖が開発され商品
化されている。
Description of the Invention Oligosaccharides have recently attracted attention as one of the functional food materials, and various oligosaccharides have been developed and commercialized.

【0003】このような状況下で、本発明者らは小麦フ
スマ由来ヘミセルロースの酵素処理について研究を行っ
てきた。その結果、該ヘミセルロースをエンドキシラナ
ーゼで加水分解処理すると種々のオリゴ糖を含有するオ
リゴ糖混合物を生成すること、そしてそのオリゴ糖混合
物中に4個のキシロース分子と2個のアラビノース分子
が特定位置で結合した新規なアラビノキシロオリゴ糖が
含まれることを発見し、それを単離した。
Under such circumstances, the present inventors have studied on enzymatic treatment of hemicellulose derived from wheat bran. As a result, when the hemicellulose is hydrolyzed with endoxylanase, an oligosaccharide mixture containing various oligosaccharides is produced, and in the oligosaccharide mixture, four xylose molecules and two arabinose molecules are located at specific positions. We discovered that a novel arabinoxylo-oligosaccharide attached was involved and isolated it.

【0004】したがって、本発明は、下記の式;Accordingly, the present invention provides the following formula:

【化2】 で表されるアラビノキシロオリゴ糖である。Embedded image Is an arabinoxylo-oligosaccharide represented by

【0005】上記の式から明らかなように、本発明のア
ラビノキシロオリゴ糖は、6員環構造を有するキシロー
ス分子が4個鎖状に結合して主鎖を形成し、該主鎖の還
元末端から3番目のキシロースに5員環構造を有するア
ラビノース分子が2個隣接して結合した構造を有してい
る。
As is apparent from the above formula, the arabinoxylo-oligosaccharide of the present invention comprises a xylose molecule having a 6-membered ring structure bonded to four chains to form a main chain, and the reducing end of the main chain. Has a structure in which two arabinose molecules having a 5-membered ring structure are adjacently bonded to the third xylose.

【0006】本発明のアラビノキシロオリゴ糖は、小麦
フスマ由来のヘミセルロースをエンドキシラナーゼで加
水分解してオリゴ糖混合物を製造し、該オリゴ糖混合物
から上記のアラビノキシロオリゴ糖を単離することによ
り製造できる。その場合にエンドキシラナーゼ処理を施
すフスマ由来ヘミセルロースとしては、水不溶性ヘミセ
ルロース、水溶性で60%エタノール不溶性のヘミセル
ロースおよび水溶性で陰イオン交換体非吸着性のヘミセ
ルロースのうちの少なくとも1つを含むものを使用する
のがよく、60%エタノール可溶性ヘミセルロースに対
してエンドキシラナーゼを作用させても加水分解が円滑
に行われず本発明のアラビノキシロオリゴ糖をも含めて
オリゴ糖が効率よく生成しない。上記水不溶性ヘミセル
ロース、水可溶性で60%エタノール不溶性のヘミセル
ロース(以後、単に「60%エタノール不溶ヘミセルロ
ース」という)および水可溶性で陰イオン交換体非吸着
性のヘミセルロース(以後、「陰イオン交換体非吸着ヘ
ミセルロース」という)としては、いずれのものも使用で
き、その調製法等は特に問わないが、それらのヘミセル
ロースは、例えば以下の方法で調製できる。
The arabinoxylo-oligosaccharide of the present invention is produced by hydrolyzing hemicellulose derived from wheat bran with endoxylanase to produce an oligosaccharide mixture, and isolating the arabinoxylo-oligosaccharide from the oligosaccharide mixture. it can. In this case, the bran-derived hemicellulose subjected to the endoxylanase treatment includes at least one of water-insoluble hemicellulose, water-soluble 60% ethanol-insoluble hemicellulose, and water-soluble anion exchanger non-adsorbable hemicellulose. It is preferable to use it. Even if endoxylanase is allowed to act on 60% ethanol-soluble hemicellulose, hydrolysis is not performed smoothly and oligosaccharides including the arabinoxylo-oligosaccharide of the present invention are not efficiently produced. The above-mentioned water-insoluble hemicellulose, water-soluble 60% ethanol-insoluble hemicellulose (hereinafter simply referred to as “60% ethanol-insoluble hemicellulose”) and water-soluble anion exchanger non-adsorbable hemicellulose (hereinafter “anion exchanger non-adsorbent”) Any of these can be used as the “hemicellulose”, and its preparation method and the like are not particularly limited, but those hemicelluloses can be prepared, for example, by the following method.

【0007】(i) 水不溶性ヘミセルロース: 小麦
フスマをアルカリ水溶液で抽出処理し、次いで該アルカ
リ水溶液を酸で中和し、その際に沈澱した区分を水不溶
性ヘミセルロースとして分離回収する。この場合、温度
約40〜70℃で約0.15〜0.30規定のアルカリ水
溶液を使用して小麦フスマの抽出処理を行った後、それ
を塩酸等で中和した際に沈澱してくる水不溶性ヘミセル
ロースを回収するのがよい。
(I) Water-insoluble hemicellulose: Wheat bran is subjected to an extraction treatment with an aqueous alkali solution, the aqueous alkali solution is neutralized with an acid, and the precipitated fraction is separated and recovered as water-insoluble hemicellulose. In this case, after the wheat bran is extracted using an alkaline aqueous solution of about 0.15 to 0.30 at a temperature of about 40 to 70 ° C., it is precipitated when neutralized with hydrochloric acid or the like. Preferably, the water-insoluble hemicellulose is recovered.

【0008】 小麦フスマからアルカリ抽出等により
得られたヘミセルロースを一旦固形分として回収し、こ
れを水に溶解させてその水不溶区分を水不溶性ヘミセル
ロースとして分離回収する。この場合、フスマ由来ヘミ
セルロースの約25〜35重量%が水不溶性ヘミセルロ
ースとして回収される。
[0008] Hemicellulose obtained from wheat bran by alkali extraction or the like is once recovered as a solid content, dissolved in water, and its water-insoluble fraction is separated and recovered as water-insoluble hemicellulose. In this case, about 25 to 35% by weight of the bran-derived hemicellulose is recovered as water-insoluble hemicellulose.

【0009】(ii) 60%エタノール不溶ヘミセルロー
ス:任意の方法で調製された水溶性ヘミセルロースを6
0%エタノール水溶液に溶解させて、不溶性の区分を分
離回収する。
(Ii) 60% ethanol-insoluble hemicellulose: water-soluble hemicellulose prepared by an arbitrary method
Dissolve in 0% ethanol aqueous solution and separate and collect insoluble fraction.

【0010】(iii) 陰イオン交換体非吸着ヘミセルロー
ス:水溶性ヘミセルロースを緩衝液に溶解した溶液を陰
イオン交換体に通し、その非吸着性の区分を含有する液
を回収し、この液を限外濾過膜で濃縮後、凍結乾燥して
目的とする陰イオン交換体非吸着ヘミセルロースを得
る。この場合、緩衝液としてはpH約7.5〜8.5のト
リス−塩酸緩衝液またはリン酸緩衝液等を使用し、該緩
衝液20mlに対して水溶性ヘミセルロース約150〜2
50mlを溶解させた溶液を、セルロースにジエチルアミ
ノエチル基(以後「DEAE」という)を結合させた陰
イオン交換体に0.5〜1.5ml/分の流速で通し、陰イ
オン交換体の下部から非吸着ヘミセルロースを含有する
液を回収する。
(Iii) Anion exchanger non-adsorbed hemicellulose: A solution obtained by dissolving water-soluble hemicellulose in a buffer is passed through an anion exchanger, and a liquid containing the non-adsorbable fraction is recovered. After concentrating with an outer filtration membrane, freeze-drying is performed to obtain the desired anion exchanger-free adsorbed hemicellulose. In this case, a Tris-HCl buffer or a phosphate buffer having a pH of about 7.5 to 8.5 is used as a buffer, and a water-soluble hemicellulose of about 150 to 2 is used for 20 ml of the buffer.
The solution in which 50 ml is dissolved is passed at a flow rate of 0.5 to 1.5 ml / min through an anion exchanger in which a diethylaminoethyl group (hereinafter referred to as "DEAE") is bonded to cellulose, and the solution is passed from the bottom of the anion exchanger. The liquid containing non-adsorbed hemicellulose is recovered.

【0011】そして、本発明のアラビノキシロオリゴ糖
を得るに当たっては、まず、例えば上記のようにして調
製された小麦フスマ由来の水不溶性ヘミセルロース、6
0%エタノール不溶ヘミセルロースおよび陰イオン交換
体非吸着ヘミセルロースのうちの少なくとも1つ、また
は小麦フスマをアルカリ等で抽出処理することにより得
られたヘミセルロースをエンドキシラナーゼで加水分解
処理してオリゴ糖混合物を生成させる。
In order to obtain the arabinoxylo-oligosaccharide of the present invention, first, for example, a water-insoluble hemicellulose derived from wheat bran prepared as described above, 6
At least one of 0% ethanol-insoluble hemicellulose and anion exchanger non-adsorbed hemicellulose, or hemicellulose obtained by extracting wheat bran with alkali or the like is hydrolyzed with endoxylanase to produce an oligosaccharide mixture. Let it.

【0012】その際に使用するエンドキシラナーゼは、
別名β−キシラナーゼとも称されるが、エンドキシラナ
ーゼであればいずれのものも使用できる。市販の酵素を
使用する場合、エンドキシラナーゼ単品では入手し難い
ため細胞壁分解酵素等に含まれるエンドキシラナーゼを
使用してもよい。その例としては、ヤクルト社製の“セ
ルラーゼ オノズカ”、盛進製薬社製の“ペクトリアー
ゼY−23”、三光純薬社製の“メイセラーゼ”等に含ま
れるエンドキシラナーゼを挙げることができる。それら
のうちでも特にヤクルト社製の“セルラーゼ オノズ
カ”に含まれるエンドキシラナーゼが酵素活性が高く、
オリゴ糖混合物を高収率で得ることができる点で好まし
い。
The endoxylanase used at that time is as follows:
Although it is also called β-xylanase, any endoxylanase can be used. When a commercially available enzyme is used, endoxylanase contained in a cell wall degrading enzyme or the like may be used because it is difficult to obtain an endoxylanase alone. Examples thereof include endoxylanase contained in "Cellulase Onozuka" manufactured by Yakult, "Pectlase Y-23" manufactured by Seishin Pharmaceutical Co., Ltd., "Mecerase" manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd. Among them, the endoxylanase contained in Yakult's "Cellulase Onozuka" has high enzyme activity,
This is preferable because an oligosaccharide mixture can be obtained in a high yield.

【0013】そして、エンドキシラナーゼは、遊離の状
態で使用しても担体に固定化して使用してもよく、更に
エンドキシラナーゼによる加水分解処理は連続法で行っ
てもバッチ法で行ってもよい。エンドキシラナーゼの起
源、その使用量、処理時の温度、圧力、pH、時間等の
諸条件を適宜選んで処理を行う。
[0013] Endoxylanase may be used in a free state or immobilized on a carrier, and the hydrolysis treatment with endoxylanase may be performed by a continuous method or a batch method. The treatment is carried out by appropriately selecting various conditions such as the origin of endoxylanase, the amount used, temperature, pressure, pH, time and the like during the treatment.

【0014】本発明において、エンドキシラナーゼによ
るヘミセルロースの加水分解処理の終了の目安として
は、ヘミセルロース含有水溶液の粘度が当初急激に低下
しその後徐々に低下してゆく適当な時点で酵素を失活さ
せる。
In the present invention, the end of the hydrolysis treatment of hemicellulose with endoxylanase is terminated at an appropriate time when the viscosity of the aqueous solution containing hemicellulose sharply decreases at first and then gradually decreases.

【0015】例えば、上記のヘミセルロースを濃度約20
mg/ml溶液、pH約5〜6の水溶液とし、これに約0.
2units/mlのエンドキシラナーゼを加えて約50℃の
温度で約8時間加水分解処理すると、種々のオリゴ糖含
有する加水分解液を得ることができる。
For example, the above-mentioned hemicellulose is added at a concentration of about 20%.
mg / ml solution, aqueous solution of pH about 5-6,
When 2 units / ml of endoxylanase is added and hydrolyzed at a temperature of about 50 ° C. for about 8 hours, hydrolyzed solutions containing various oligosaccharides can be obtained.

【0016】上記により製造されたオリゴ糖混合物は、
キシロースのみが結合したキシロオリゴ糖と、キシロー
スとアラビノースとが結合したアラビノ キシロオリゴ
糖との混合物(混合オリゴ糖)であり、通常、キシロオ
リゴ糖とアラビノキシロオリゴ糖とをほぼ同じ割合で含
有している。該混合オリゴ糖は、キシロースまたはキシ
ロースとアラビノースとが2〜6個結合しており、組成
式Xnm(式中、X:キシロース、A:アラビノース、
n:キシロースの結合数、m:アラビノースの結合数で
あり、通常、n=2〜4、m=0〜2)で表わされる混
合物であり、本発明のアラビノキシロオリゴ糖はX42
で示されるオリゴ糖の1種として得られる。
The oligosaccharide mixture produced as described above is
It is a mixture (mixed oligosaccharide) of a xylooligosaccharide to which only xylose is bound and an arabinoxyloligosaccharide to which xylose and arabinose are bound, and usually contains xylooligosaccharide and arabinoxyloligosaccharide in almost the same ratio. The mixture oligosaccharide, xylose or xylose and arabinose are bonded 2-6, formula X n A m (wherein, X: xylose, A: arabinose,
n is the number of bonds of xylose, m is the number of bonds of arabinose, and is usually a mixture represented by n = 2 to 4, m = 0 to 2), and the arabinoxylo-oligosaccharide of the present invention is X 4 A 2
Is obtained as one kind of oligosaccharide represented by

【0017】本発明のアラビノキシロオリゴ糖は、上記
により製造された種々のオリゴ糖や単糖を含有するエン
ドキシラナーゼによる加水分解液を直接そのまま処理し
て単離しても、または該加水分解液から一旦オリゴ糖や
単糖の混合物を分離回収し、それから単離してもよい。
The arabinoxylo-oligosaccharides of the present invention can be isolated by directly treating the hydrolyzed solutions of endoxylanase containing various oligosaccharides and monosaccharides produced as described above as they are, or from the hydrolyzed solutions. The mixture of oligosaccharides and monosaccharides may be once separated and recovered, and then isolated.

【0018】エンドキシラナーゼによる加水分解液を直
接処理して本発明のアラビノキシロオリゴ糖を単離する
には、例えば次の(a)〜(g)の工程からなる方法が採用
できる。
In order to directly treat the hydrolyzed solution with endoxylanase to isolate the arabinoxylo-oligosaccharide of the present invention, for example, a method comprising the following steps (a) to (g) can be employed.

【0019】アラビノキシロオリゴ糖の単離法 (a) 種々のオリゴ糖等を含有する加水分解液をイオ
ン交換樹脂(例えばオルガノ工業株式会社製のアンバー
ライトMB−3)に通して脱塩する; (b) 脱塩した液を濾過した後、遠心分離する; (c) 上澄液を孔径が0.45μmのミクロフィルターを
使用して濾過した後、エバポレーターにより濃縮して濃
縮液を形成させる; (d) 濃縮液をゲル濾過クロマトグラフィー(例えば、
カラム直径2.6cm、カラム長さ90cm;カラム充填剤
東ソー株式会社製 Toyopearl HW-40s)にかける; (e) 高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にかけ
特定の条件下で分離を行う; (f) 目的とする画分の単一性が確認されるまで(d)〜
(e)の操作を繰り返す; (g) 単一性が確認された段階でその物質の構造決定を
行って、目的物が得られたことを確認する。
[0019]Isolation of arabinoxylo-oligosaccharides  (a) Hydrolyzing solution containing various oligosaccharides and the like
Exchange resin (for example, Amber manufactured by Organo Kogyo Co., Ltd.)
Desalting through a light MB-3); (b) the desalted liquid is filtered and centrifuged;
And then concentrated by an evaporator to concentrate.
(D) forming the concentrate into a gel permeation chromatography (eg,
Column diameter 2.6cm, column length 90cm; column packing material
(Tosoh Corporation Toyopearl HW-40s); (e) High performance liquid chromatography (HPLC)
Separation under specific conditions; (f) until the identity of the desired fraction is confirmed (d)-
(e) Repeat the operation; (g) When the identity is confirmed, determine the structure of the substance
Go and confirm that the desired product is obtained.

【0020】また、エンドキシラナーゼによる加水分解
液からのオリゴ糖混合物の分離回収は、例えば次の〜
の方法により行うことができる。
The separation and recovery of the oligosaccharide mixture from the hydrolyzed solution by endoxylanase can be performed, for example, by the following methods:
It can be performed by the method of.

【0021】 オリゴ糖含有加水分解液をイオン交換
樹脂(例えばアンバーライトMB−3)に通して脱塩し
た後、遠心分離し、その上澄液を孔径0.45μmのミク
ロフィルターで濾過し、次いで活性炭カラムに通して活
性炭吸着区分と非吸着区分とに分け、そして活性炭吸着
区分を70%エタノールで溶離すると、少量の単糖類を
含むオリゴ糖混合物の溶離液が回収されるので、これを
乾燥して少量の単糖類を含むオリゴ糖混合物を得る方
法。
The oligosaccharide-containing hydrolyzate is desalted by passing it through an ion exchange resin (eg, Amberlite MB-3), centrifuged, and the supernatant is filtered through a microfilter having a pore size of 0.45 μm. When the activated carbon adsorption section is separated into an activated carbon adsorption section and a non-adsorption section through an activated carbon column, and the activated carbon adsorption section is eluted with 70% ethanol, an eluate of an oligosaccharide mixture containing a small amount of monosaccharides is recovered. To obtain an oligosaccharide mixture containing a small amount of monosaccharides.

【0022】この方法の場合に、活性炭吸着区分を70
%エタノールで溶離するに先立って該活性炭吸着区分を
5%エタノールで処理して単糖類を予め溶離除去してお
くと、該70%エタノールによる溶離溶液からは単糖類
を含まない高純度のオリゴ糖が得られる。
In the case of this method, the activated carbon adsorption classification is 70
Before the elution with 5% ethanol, the activated carbon adsorption section is treated with 5% ethanol to elute and remove monosaccharides in advance. Is obtained.

【0023】 オリゴ糖含有加水分解液を遠心分離し
た後、上澄液を限外濾過膜で処理して得た流出液を乾燥
して、少量の単糖類が含まれるオリゴ糖混合物を回収す
る方法。
A method of centrifuging an oligosaccharide-containing hydrolyzate, drying an effluent obtained by treating a supernatant with an ultrafiltration membrane, and collecting an oligosaccharide mixture containing a small amount of monosaccharides .

【0024】 オリゴ糖含有加水分解液をイオン交換
樹脂(例えばアンバーライトMB−3)に通して脱塩し
た後、遠心分離し、その上澄液をミクロフィルター(孔
径:0.45μm)に通す。濾液をエバポレーターで約5
mlに濃縮しゲル濾過クロマトグラフィー(例えばToyope
arl HW-40S)にかける。溶出液のうち、分子量約200
0以上の高分子画分を除いて、それ以降に現れるオリゴ
糖画分を分取し、凍結乾燥等によって固体のオリゴ糖を
回収する。また、ゲル濾過クロマトグラフィーからの溶
出液を細かく分取することによって、単一のオリゴ糖を
得ることもできる。
The oligosaccharide-containing hydrolyzate is desalted through an ion exchange resin (eg, Amberlite MB-3), centrifuged, and the supernatant is passed through a microfilter (pore size: 0.45 μm). The filtrate was evaporated with an evaporator for about 5
and gel filtration chromatography (eg Toyope
arl HW-40S). Of the eluate, a molecular weight of about 200
The oligosaccharide fraction appearing thereafter is removed except for the high molecular fraction of 0 or more, and the solid oligosaccharide is recovered by freeze-drying or the like. A single oligosaccharide can also be obtained by finely separating the eluate from gel filtration chromatography.

【0025】上記方法のうち特にの方法は、原料とし
て水不溶性ヘミセルロース、60%エタノール不溶ヘミ
セルロースおよび陰イオン交換体非吸着ヘミセルロース
を使用した場合に有効であり、純度の高いオリゴ糖を高
収率で得ることができる。
The above method is particularly effective when water-insoluble hemicellulose, 60% ethanol-insoluble hemicellulose and anion exchanger non-adsorbed hemicellulose are used as raw materials, and high-purity oligosaccharides can be obtained in high yield. Obtainable.

【0026】またの方法は、原料として小麦フスマ由
来のヘミセルロースをそのまま使用した場合に有効であ
り、活性炭処理によりエンドキシラナーゼで加水分解さ
れない高分子量の水溶性ヘミセルロース等が活性炭非吸
着区分として円滑に分離される。
The above method is effective when hemicellulose derived from wheat bran is used as a raw material as it is, and high-molecular-weight water-soluble hemicellulose which is not hydrolyzed by endoxylanase by activated carbon treatment can be separated smoothly as a non-adsorbed section of activated carbon. Is done.

【0027】そして、例えば上記〜の方法によって
分離回収されたオリゴ糖混合物から本発明のアラビノキ
シロオリゴ糖を単離するには、オリゴ糖混合物を水に溶
解して水溶液を形成し、この水溶液を使用して上記した
(c)〜(g)の工程を行えばよい。
For example, in order to isolate the arabinoxylo-oligosaccharide of the present invention from the oligosaccharide mixture separated and recovered by the above-mentioned methods, the oligosaccharide mixture is dissolved in water to form an aqueous solution. Use above
The steps (c) to (g) may be performed.

【0028】本発明のアラビノキシロオリゴ糖は小麦フ
スマ由来のヘミセルロースから調製されたものであるた
め、その一方の構成単位であるアラビノースは小麦フス
マ由来ヘミセルロース中におけるのと同様にL−アラビ
ノースである。
Since the arabinoxylo-oligosaccharide of the present invention is prepared from hemicellulose derived from wheat bran, one of its constituent units, arabinose, is L-arabinose as in hemicellulose derived from wheat bran.

【0029】本発明のアラビノキシロオリゴ糖は、白色
固体であり、吸湿性が高く、水に対する溶解度も高く、
しかも甘味をほとんど示さないという諸特性を有してお
り、そのような特性に基づいて機能性食品やその他の用
途に有効に利用できる。
The arabinoxylo-oligosaccharide of the present invention is a white solid, has high hygroscopicity, high solubility in water,
In addition, it has various properties of showing almost no sweetness, and based on such properties, can be effectively used for functional foods and other uses.

【0030】以下に、本発明を例を挙げて具体的に説明
するが本発明はそれらによって限定されない。下記の例
中の%はすべて重量による。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. All percentages in the examples below are by weight.

【0031】参考例 1 精選小麦フスマ2kgを50℃の温水20lに分散させ5
分間撹拌する。その後遠心濾過機(田辺鉄工所製)で濾
過して固形分を回収し、得られた固形分3kgを70℃の
0.2N水酸化ナトリウム水溶液20lに入れて90分
間撹拌し溶解させる。放冷後、0.8N塩酸水溶液5l
を撹拌下に徐々に加えて中和する。中和溶液を5,00
0Gで10分間遠心分離し、次いで上澄液と沈澱物を回
収し水不溶性ヘミセルロース(全糖量32.1%、蛋白
質含有量10.0%、その他の成分57.9%)190g
を得た。
REFERENCE EXAMPLE 1 Selected wheat bran (2 kg) was dispersed in 20 l of warm water at 50 ° C.
Stir for minutes. Thereafter, the solid content was recovered by filtration with a centrifugal filter (manufactured by Tanabe Iron Works), and 3 kg of the obtained solid content was added to 20 l of a 0.2N aqueous sodium hydroxide solution at 70 ° C. and stirred for 90 minutes to dissolve. After cooling, 5 l of 0.8N hydrochloric acid aqueous solution
Is added slowly under stirring to neutralize. Neutralization solution 5,000
The mixture was centrifuged at 0 G for 10 minutes, and then the supernatant and the precipitate were recovered, and 190 g of water-insoluble hemicellulose (total sugar content: 32.1%, protein content: 10.0%, other components: 57.9%)
I got

【0032】参考例 2 上記参考例1で得た上澄液20lに水20lを加えて希
釈し、その溶液温度を50℃に保ちながら、日東電工製
の管状限外濾過膜NTU 3520(P−18型、膜面積
0.76m2、内径11.5mm)の管内を通し圧力8kg・f/
cm2、流速13l/minの条件下で3時間処理する。この
時、膜透過溶液と同量の水を常に管内に補給し膜処理液
量を一定とする。3時間後に水の供給をとめ、前記と同
様の条件(圧力8kg・f/cm2、流速13l/min)で濃縮
を開始しフラックスの低下を考慮することなく濃縮を行
い、水溶液の糖濃度が約10mg/mlになるまで行う。処
理液をオルガノ社製陽イオン交換樹脂(IR−120
E)500ccに1時間当たりイオン交換樹脂容量の10
倍の流速で溶出し、次いで同社製の陰イオン交換樹脂
(IRA−93)に同流速で流す。イオン交換処理後得
られた水溶液を温度30℃、真空度0.1Torr以下の条
件下で真空凍結乾燥して、水溶性ヘミセルロース約15
0gを得た。
REFERENCE EXAMPLE 2 20 l of the supernatant liquid obtained in the above reference example 1 was diluted by adding 20 l of water, and while maintaining the solution temperature at 50 ° C, a tubular ultrafiltration membrane NTU 3520 (P- 18 kg, membrane pressure 0.78 m 2 , inner diameter 11.5 mm)
The treatment is performed for 3 hours under the conditions of cm 2 and a flow rate of 13 l / min. At this time, the same amount of water as the membrane permeating solution is always replenished into the tube, and the amount of the membrane treatment solution is kept constant. After 3 hours, supply of water was stopped, and concentration was started under the same conditions as above (pressure: 8 kg · f / cm 2 , flow rate: 13 l / min), and concentration was performed without considering a decrease in flux. Perform until about 10 mg / ml. The treated solution was treated with a cation exchange resin (IR-120, manufactured by Organo Corporation).
E) Ion exchange resin capacity of 10 per hour to 500 cc
Elution is performed at twice the flow rate, and then the mixture is flown at the same flow rate over an anion exchange resin (IRA-93) manufactured by the company. The aqueous solution obtained after the ion exchange treatment was freeze-dried under vacuum at a temperature of 30 ° C. and a degree of vacuum of 0.1 Torr or less to obtain about 15 water-soluble hemicellulose.
0 g was obtained.

【0033】この水溶性ヘミセルロースの50gを水
0.7lに溶解した溶液にエタノールを加えて、該溶液
のエタノール濃度を60%に調整し、そのまま約20分
間撹拌後静置した。生成した沈澱物を60%エタノール
で洗浄し、凍結真空乾燥して60%エタノール不溶ヘミ
セルロース20gを得た。
Ethanol was added to a solution prepared by dissolving 50 g of this water-soluble hemicellulose in 0.7 l of water to adjust the ethanol concentration of the solution to 60%. The solution was stirred for about 20 minutes and allowed to stand. The resulting precipitate was washed with 60% ethanol and freeze-dried under vacuum to obtain 20 g of 60% ethanol-insoluble hemicellulose.

【0034】参考例 3上記参考例2で調製した水溶性
ヘミセルロース50gを20ミリモル(mM)のト リス−塩酸緩衝液(pH8.5)5lに溶解し、この液を
陰イオン交換体(DEAE−Sepharose CL-6B:ファル
マシア社製)0.2lを充填したカラムに通して、非吸
着区分を含有する液を回収した。この液を乾燥して陰イ
オン交換体非吸着ヘミセルロース20gを得た。
Reference Example 3 50 g of the water-soluble hemicellulose prepared in Reference Example 2 was dissolved in 5 l of 20 mM (mM) Tris-HCl buffer (pH 8.5), and this solution was anion-exchanged (DEAE- Sepharose CL-6B (manufactured by Pharmacia) was passed through a column packed with 0.2 l to recover the liquid containing the non-adsorbed fraction. The liquid was dried to obtain 20 g of hemicellulose without adsorbing anion exchanger.

【0035】実施例 1 上記の参考例1で調製した水不溶性ヘミセルロース0.
5gをリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)50mlに
加えて水不溶性ヘミセルロースの1%溶液を調製した。
Example 1 The water-insoluble hemicellulose prepared in Reference Example 1 was used in an amount of 0.1%.
5 g was added to 50 ml of a sodium phosphate buffer (pH 6.0) to prepare a 1% solution of water-insoluble hemicellulose.

【0036】次いで、この溶液を予め50℃に加温した
後、セルラーゼ“オノズカRS”(ヤクルト社製)を6
mg(キシラナーゼとして50units)添加し、同温度に保
って加水分解を4時間行なった。その後煮沸して酵素を
失活させ、溶液の2mlを採取して3000rpmで10分
間遠心分離した。上澄液1mlを管状の限外濾過ユニット
(モルカットII LCC型:膜面積1.3cm2、内径17m
m:日本ミリポア株式会社製)の管内を加圧状態(2kg
/cm2)で通して、得られる流出液を下記の条件下でH
PLC分析を行った。
Next, the solution was preliminarily heated to 50 ° C., and then cellulase “Onozuka RS” (manufactured by Yakult) was added to the solution.
mg (50 units as xylanase) was added, and hydrolysis was carried out for 4 hours while maintaining the same temperature. Thereafter, the enzyme was inactivated by boiling, and 2 ml of the solution was collected and centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes. 1 ml of the supernatant is applied to a tubular ultrafiltration unit (Molcut II LCC type: membrane area 1.3 cm 2 , inner diameter 17 m)
m: Pressurized inside the pipe of Nippon Millipore Co., Ltd. (2kg)
/ Cm 2 ) and the resulting effluent is filtered under H 2 under the following conditions:
PLC analysis was performed.

【0037】HPLC 分析 注入量 : 20μl カラムの種類 : Shodex KS-802 + KS-801 溶離液 : 純水 流 速 : 0.7ml/min 温 度 : 80℃ 検出装置 : 示差屈折計 その結果、図1に示すようなクロマトグラムを得た。図
1のピーク1〜8の各フラクションを酸加水分解してか
ら再度HPLCに供して構成糖の組成を調べた。またフ
ェノール硫酸法により全糖量を調べ、且つソモギーネル
ソン法で還元糖量を調べて各ピークの重合度を調べた。
[0037]HPLC analysis  Injection volume: 20 μl Column type: Shodex KS-802 + KS-801 Eluent: pure water Flow rate: 0.7 ml / min Temperature: 80 ° C. Detector: differential refractometer Grams were obtained. Figure
Acid hydrolysis of each fraction of peaks 1 to 8 of 1
Was again subjected to HPLC to examine the composition of the constituent sugars. Also
Check total sugar content by enol sulfuric acid method
The amount of reducing sugars was determined by the Son method and the degree of polymerization of each peak was determined.

【0038】その結果を、下記の表1に示す。The results are shown in Table 1 below.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】次に、上記のピーク1の画分を分取して単
一性が確認されるまで上記のゲル濾過クロマトグラフィ
ー処理とHPLC分析を繰返したところ、ゲル濾過クロ
マトグラフィー処理とHPLC分析を2回繰り返した時
点で単一性が確認された。
Next, the above fraction of peak 1 was collected and the above gel filtration chromatography and HPLC analysis were repeated until unity was confirmed. The gel filtration chromatography and HPLC analysis were repeated. Unity was confirmed after two repetitions.

【0041】ここで該単一性の確認は、化合物サンプル
10mgを1.0mlの純水に溶解して1%溶液を調製し、
これを下記の〜に示したHPLCおよびペーパーク
ロマトグラフィーにかけて行った。
Here, the unity was confirmed by dissolving 10 mg of the compound sample in 1.0 ml of pure water to prepare a 1% solution.
This was performed by HPLC and paper chromatography shown in the following.

【0042】 HPLC−1 注入液量 : 20μl カラムの種類 : Shodex KS-801(昭和電工株式会社
製) 溶出液 : 純水 流 速 : 0.7ml/min 温 度 : 80℃ 検出装置 : 示差屈折計 原 理 : ゲル濾過+配位子交換 この結果、リテンションタイム7.5分のところに単一
なピークを得た。
HPLC-1 Injection volume: 20 μl Column type: Shodex KS-801 (manufactured by Showa Denko KK) Eluent: pure water Flow rate: 0.7 ml / min Temperature: 80 ° C. Detector: differential refractometer Principle: Gel filtration + ligand exchange As a result, a single peak was obtained at a retention time of 7.5 minutes.

【0043】 HPLC−2 注入液量 : 20μl カラムの種類 : Senshu Pack-NH2(株式会社センシュー
科学製) 溶出液 : アセトニトリル:水=65:35 流 速 : 1.0ml/min 温 度 : 室温 検出装置 : 示差屈折計 原 理 : 分配 この結果、リテンションタイム12.6分のところに単
一なピークを得た。
HPLC-2 Injection volume: 20 μl Column type: Senshu Pack-NH 2 (manufactured by Senshu Kagaku) Eluent: acetonitrile: water = 65: 35 Flow rate: 1.0 ml / min Temperature: room temperature detection Apparatus: differential refractometer Principle: distribution As a result, a single peak was obtained at a retention time of 12.6 minutes.

【0044】 ペーパークロマトグラフィー ペーパー : 東洋濾紙 No.50 使用液量 : 1μl 分離液 : ブタノール:ピリジン:水=6:4:4 発色剤 : 硝酸銀 この結果、Rf値0.24付近に単一なスポットを得
た。
Paper Chromatography Paper: Toyo Filter Paper No. 50 Amount of liquid used: 1 μl Separation liquid: butanol: pyridine: water = 6: 4: 4 Color former: silver nitrate As a result, a single spot was obtained near an Rf value of 0.24.

【0045】次いで上記において単一性が確認された化
合物を、下記に示した(1)重合度の測定、(2)強酸によ
る完全加水分解、(3)希酸による部分加水分解、(4)メ
チル化分析、および(5)13C−NMR分析法の5つの方
法を使用して構造決定した。
Next, the compound whose unity was confirmed as described above was subjected to the following (1) measurement of the degree of polymerization, (2) complete hydrolysis with a strong acid, (3) partial hydrolysis with a dilute acid, and (4) The structure was determined using five methods, methylation analysis and (5) 13 C-NMR analysis.

【0046】(1) 重合度の測定:化合物サンプル10m
gを1.0mlの純水に溶解して1%溶液を調製し、この溶
液の全糖量をフェノール硫酸法で求め、また還元糖量を
ソモギーネルソン法で求めたところ、各々9.6mg/ml
および1.6mg/mlであった。そしてこれらの値から該
化合物は6糖類であることがわかった。
(1) Measurement of degree of polymerization: 10 m of a compound sample
g was dissolved in 1.0 ml of pure water to prepare a 1% solution. The total sugar content of this solution was determined by the phenol-sulfuric acid method, and the amount of reducing sugar was determined by the Somogyi-Nelson method. / Ml
And 1.6 mg / ml. From these values, it was found that the compound was a hexasaccharide.

【0047】(2) 強酸による完全加水分解:化合物サ
ンプル5mgを2規定のトリフルオロ酢酸1mlに溶解し、
100℃で2時間加水分解した。放冷却後、トリフルオ
ロ酢酸をエバポレーターで除去し、得られた乾燥物に純
水0.5mlを加えて溶解し、上記したHPLC−1の方
法によって分析した。その結果、化合物の構成糖はキシ
ロースとアラビノースのみであり、且つキシロースとア
ラビノースの面積比は約2:1であった。この結果を上
記(1)の結果と合わせると、化合物はキシロース4分子
およびアラビノース2分子からなるオリゴ糖であること
がわかる。
(2) Complete hydrolysis with a strong acid: 5 mg of a compound sample was dissolved in 1 ml of 2N trifluoroacetic acid.
Hydrolysis at 100 ° C. for 2 hours. After cooling, trifluoroacetic acid was removed by an evaporator, and the obtained dried product was dissolved by adding 0.5 ml of pure water, and analyzed by the above-described HPLC-1 method. As a result, the constituent sugars of the compound were only xylose and arabinose, and the area ratio between xylose and arabinose was about 2: 1. When this result is combined with the result of the above (1), it is understood that the compound is an oligosaccharide composed of 4 molecules of xylose and 2 molecules of arabinose.

【0048】(3) 希酸による部分加水分解:化合物サ
ンプル5mgを0.1規定の硫酸1mlに溶解し、100℃
で2時間加水分解した後、炭酸バリウムで中和した。次
いで、遠心分離し、その上澄液を孔径0.45μmのミク
ロフィルターに通し、濾液を上記したHPLC−1の方
法で分析したところ、リテンションタイム8.5分のと
ころにキシロテトラオースのピークが現れることを確認
した。このことから、上記(1)および(2)により確認さ
れたキシロース4分子およびアラビノース2分子からな
る該オリゴ糖が、キシロテトラオースにアラビノース2
分子が結合したオリゴ糖であることがわかった。
(3) Partial hydrolysis with dilute acid: 5 mg of a compound sample was dissolved in 1 ml of 0.1 N sulfuric acid,
And then neutralized with barium carbonate. Subsequently, the mixture was centrifuged, the supernatant was passed through a microfilter having a pore size of 0.45 μm, and the filtrate was analyzed by the above-mentioned HPLC-1 method. A xylotetraose peak was observed at a retention time of 8.5 minutes. I confirmed that it would appear. From this, the oligosaccharide consisting of 4 molecules of xylose and 2 molecules of arabinose confirmed by the above (1) and (2) was added to xyltetratetraose by arabinose 2
The molecule was found to be an attached oligosaccharide.

【0049】(4) メチル化分析:化合物サンプル2mg
を箱守法でメチル化した後、エバポレーターで濃縮乾固
した。生成した乾燥物を88%ギ酸および1規定のトリ
フルオロ酢酸を使用して加水分解した。これをエバポレ
ーターで濃縮乾固した後、水素化ホウ素ナトリウムで還
元し、次いでアセチル化してガスクロマトグラフィー分
析した。その結果、2,3,4−トリメチルキシリトール
モノアセテート、2,3,5−トリメチルアラビニトール
モノアセテート、2,3−ジメチルキシリトールジアセ
テートおよびキシリトールテトラアセテートを得た。
(4) Methylation analysis: Compound sample 2 mg
Was methylated by the Hakomori method and concentrated to dryness by an evaporator. The resulting dried product was hydrolyzed using 88% formic acid and 1N trifluoroacetic acid. This was concentrated to dryness by an evaporator, reduced with sodium borohydride, then acetylated, and analyzed by gas chromatography. As a result, 2,3,4-trimethylxylitol monoacetate, 2,3,5-trimethylarabinitol monoacetate, 2,3-dimethylxylitol diacetate and xylitol tetraacetate were obtained.

【0050】更に、上記化合物サンプルを水素化ホウ素
ナトリウムで還元して還元サンプルを調製し、この還元
サンプル2mgを使用して、上記と同様にしてメチル化、
加水分解、還元およびガスクロマトグラフィー分析を行
った。その結果、1,2,3−トリメチルキシリトールモ
ノアセテート、2,3,4−トリメチルキシリトールモノ
アセテート、2,3,5−トリメチルアラビニトールモノ
アセテート、2,3−ジメチルキシリトールジアセテー
トおよびキシリトールテトラアセテートを得た。
Further, the compound sample was reduced with sodium borohydride to prepare a reduced sample. Using 2 mg of the reduced sample, methylation was performed in the same manner as described above.
Hydrolysis, reduction and gas chromatography analysis were performed. As a result, 1,2,3-trimethylxylitol monoacetate, 2,3,4-trimethylxylitol monoacetate, 2,3,5-trimethylarabinitol monoacetate, 2,3-dimethylxylitol diacetate and xylitoltetraacetate I got

【0051】以上のことから、還元末端および非還元末
端のキシロースのいずれにもアラビノースが結合してい
ないこと、キシロースの2位および3位にアラビノース
が結合していることがわかった。
From the above, it was found that arabinose was not bound to either the reducing end or the non-reducing end of xylose, and that arabinose was bound to the 2- and 3-positions of xylose.

【0052】(5) 13C−NMR分析:上記化合物中の
アラビノースが結合したキシロースの位置を決定するた
めに、キシロテトラオースと上記化合物の13C−NMR
スペクトルを測定し、両スペクトルを比較した。
[0052] (5) 13 C-NMR analysis: To determine the position of the xylose arabinose in said compound is bound, 13 C-NMR of xylotetraose and the compound
The spectra were measured and both spectra were compared.

【0053】すなわち、90mgのキシロテトラオースと
30mgの上記化合物の夫々を0.6mlの重水に溶かした
のち、内部標準として、ジオキサンを加えた。これを、
直径5mmの試料管に入れて、NMR分析計(JEOL G
SX−270W;日本電子株式会社製)を用いて、共鳴
周波数67.9MHz、磁場強度6.3T、温度27℃の条
件で分析を行った。
That is, 90 mg of xylotetraose and 30 mg of each of the above compounds were dissolved in 0.6 ml of heavy water, and dioxane was added as an internal standard. this,
The sample was placed in a sample tube having a diameter of 5 mm, and an NMR analyzer (JEOL G
(SX-270W; manufactured by JEOL Ltd.) under the conditions of a resonance frequency of 67.9 MHz, a magnetic field strength of 6.3 T and a temperature of 27 ° C.

【0054】その結果、キシロテトラオースについて図
2の13C−NMRスペクトルを、上記化合物について図
3の13C−NMRスペクトルを得た。
[0054] As a result, the 13 C-NMR spectrum of FIG. 2 for xylotetraose, was obtained a 13 C-NMR spectrum of Figure 3 for the compound.

【0055】この13C−NMRスペクトルについて、キ
シロテトラオースの還元末端から1番目のキシロースの
1位の炭素(−C1と表記する)、同2番目のキシロ
ースの1位の炭素(−C1と表記する)、同3番目の
キシロースの1位の炭素(−C1と表記する)、およ
び同4番目のキシロースの1位の炭素(−C1と表記
する)についてのNMRシグナルと、対応する上記化合
物のキシロースの夫々の1位の炭素についてNMRシグ
ナルとを比較すると表2のとおりである。
With respect to the 13 C-NMR spectrum, the 1st carbon of xylose (denoted by -C1) and the 1st carbon of xylose (denoted by -C1) of the first xylose from the reducing end of xylotetraose ), The first position carbon of the third xylose (denoted by -C1) and the first position carbon of the fourth xylose (denoted by -C1), and the corresponding NMR signal of the above compound Table 2 shows a comparison of the NMR signal for each carbon at position 1 of xylose.

【0056】[0056]

【表2】 [Table 2]

【0057】差の絶対値の大きい順番に並べると、>
>>>になるが、これは、アラビノースが還元末
端から3番目のキシロースに結合していることを示して
いる。
When arranged in the order of the absolute value of the difference,>
>>>, which indicates that arabinose is bound to the third xylose from the reducing end.

【0058】上記の(1)〜(5)の結果を総合すると、図
1におけるピーク1として単離された化合物は下記の構
造を有する新規なアラビノキシロオリゴ糖であることが
わかった。
From the results of the above (1) to (5), it was found that the compound isolated as the peak 1 in FIG. 1 was a novel arabinoxylo-oligosaccharide having the following structure.

【0059】[0059]

【化3】 Embedded image

【0060】また、該アラビノキシロオリゴ糖の収率
は、原料として用いた水不溶性ヘミセルロースの重量に
基づいて4%であった。
The yield of the arabinoxylo-oligosaccharide was 4% based on the weight of the water-insoluble hemicellulose used as the raw material.

【0061】実施例2 水不溶性ヘミセルロースの代わりに上記の参考例2で調
製した60%エタノール不溶ヘミセルロースを使用した
以外は実施例1と同様にして処理、分析および構造決定
を行ったところ、実施例1で得たのと同じキシロテトラ
オース主鎖の還元末端から3番目のキシロースにアラビ
ノース分子が2個結合した上記アラビノキシロオリゴ糖
を得た。
Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that the water-insoluble hemicellulose was replaced with the 60% ethanol-insoluble hemicellulose prepared in Reference Example 2 above. The above arabinoxylo-oligosaccharide having two arabinose molecules bound to the third xylose from the reducing end of the same xylotetraose main chain as obtained in 1 was obtained.

【0062】このアラビノキシロオリゴ糖の収率は原料
として用いた60%エタノール不溶ヘミセルロースの重
量に基づいて約3%であった。
The yield of the arabinoxylo-oligosaccharide was about 3% based on the weight of the 60% ethanol-insoluble hemicellulose used as the raw material.

【0063】実施例3 水不溶性ヘミセルロースの代わりに上記の参考例3で調
製した陰イオン交換体非吸着ヘミセルロースを使用した
以外は実施例1と同様にして処理、分析および構造決定
を行ったところ、やはり実施例1で得たのと同じキシロ
テトラオース主鎖の還元末端から3番目のキシロースに
アラビノース分子が2個結合したアラビノキシロオリゴ
糖を得た。
Example 3 Processing, analysis and structure determination were carried out in the same manner as in Example 1 except that the anion exchanger non-adsorbed hemicellulose prepared in Reference Example 3 was used instead of the water-insoluble hemicellulose. An arabinoxylo-oligosaccharide in which two arabinose molecules were bonded to the third xylose from the reducing end of the xylotetraose main chain, which was also obtained in Example 1, was obtained.

【0064】このアラビノキシロオリゴ糖の収率は原料
として用いた陰イオン交換体非吸着ヘミセルロースの重
量に基づいて約3%であった。
The yield of the arabinoxylo-oligosaccharide was about 3% based on the weight of the anion exchanger-free adsorbed hemicellulose used as the raw material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で製造されるオリゴ糖混合物のHLP
C分析により得られる各フラクションのクロマトグラム
を示す図である。
FIG. 1 shows the HLP of the oligosaccharide mixture produced in Example 1.
It is a figure which shows the chromatogram of each fraction obtained by C analysis.

【図2】キシロテトラオースの13C−NMRスペクトル
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of xylotetraose.

【図3】実施例1で製造されるオリゴ糖混合物フラクシ
ョンのうちピーク1の画分を精製して単一性が確認され
た化合物の13C−NMRスペクトルを示す図である。
FIG. 3 is a view showing a 13 C-NMR spectrum of a compound of which identity was confirmed by purifying the fraction of peak 1 in the oligosaccharide mixture fraction produced in Example 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椎葉 究 埼玉県川越市下新河岸78番地6 (72)発明者 原 博嘉 埼玉県富士見市東みずほ台2丁目10番地 29 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08B 37/00────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kaoru Shiiba 78-6 Shimoshingashi, Kawagoe-shi, Saitama Prefecture (72) Inventor Hiroyoshi Hara 2-10-10 Higashi-Mizuhodai, Fujimi-shi, Saitama 29 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C08B 37/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記の式; 【化1】 で表されるアラビノキシロオリゴ糖。1. The following formula: An arabinoxylo-oligosaccharide represented by:
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