JP3028258B2 - α−ガラクトオリゴ糖組成物 - Google Patents
α−ガラクトオリゴ糖組成物Info
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Description
促進活性を持ったα−ガラクトオリゴ糖組成物に関する
ものである。本発明のα−ガラクトオリゴ糖組成物は飲
食品や医薬品等、あるいは、それらの原料として利用可
能である。
ス、ラフィノース、スターキオースなどの末端にα−ガ
ラクトシル基を有するオリゴ糖、すなわち、α−ガラク
トオリゴ糖が腸内有用細菌であるビフィズス菌の増殖因
子として有効であると認められ、飲食品や医薬品等、あ
るいは、その原料として注目を浴びている。ラフィノー
スの供給源としては、ビート、大豆オリゴ糖が、スタキ
オースの供給源としては大豆オリゴ糖が知られている。
しかしながら、上記の大豆オリゴ糖は量的に少ないため
大量供給が難しく、また、価格も高い。ビート中のラフ
ィノースも、供給時期が10月〜3月と限定されること、
および、現在のところ価格が高いという欠点をもってい
る。メリビオース、マンニノトリオースは大豆オリゴ糖
中に少量存在し、それぞれ、ラフィノースとスタキオー
スのフラクトース部分が除去された構造をもっている。
人為的にはラフィノース、スタキオースの分解によって
合成されているが、原料ラフィノースやスタキオースが
高価なため、非常に高価である。これらのα−ガラクト
オリゴ糖はどれも、有害な腸内細菌に利用されにくく強
いビフィズス菌増殖活性を有しているが、人体に有用と
考えられるビフィズス菌の一種ビフィドバクテリウム
ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)には、メリビ
オースが若干資化されるのみであった。このより優れた
ビフィズス菌増殖活性を有するメリビオースは、構造的
にフラクトシル残基を持たないため強い耐酸性、耐熱性
を有していた。さらに、制癌効果やナチュラルキラー細
胞活性化作用が報告されており非常に有用なオリゴ糖で
あると考えられる。
を持つα−ガラクトオリゴ糖、特に、メリビオースは前
述のごとく大量にかつ安価な供給がなされておらず、ビ
フィズス菌増殖因子としてはビフィドバクテリウム ビ
フィダムに資化されにくいという欠点を有していた。本
発明は、メリビオースと同等の耐酸性、耐熱性を有し、
溶解性とビフィドバクテリウム ビフィダムに対する資
化性に関してメリビオースに勝るα−ガラクトオリゴ糖
組成物を提供しようというものである。
的を達成するため鋭意研究した結果、高濃度のガラクト
ース、あるいは、ガラクトースとグルコースの混合物、
あるいは、乳糖加水分解物に高濃度のα−ガラクトシダ
ーゼを作用させると、メリビオースと同等の耐酸性、耐
熱性を有し、溶解性とビフィドバクテリウム ビフィダ
ムに対する資化性に関してメリビオースに勝るα−ガラ
クトオリゴ糖組成物が得られる事実を発見し、本発明を
完成するに至った。
ガラクトースを含む物質を原料としてα−ガラクトシダ
ーゼの脱水縮合反応によって合成される、以下の性質: 1)腸内細菌であるビフィドバクテリウム ビフィダム
(Bifidobacterium bifidum)による資化試験の結果、
終濃度 0.5%の当該オリゴ糖組成物を含むPepton-Yeast
-Fildes solution(PYF)培地のpHが 5.5以下となる
資化性強度を示す、 2)溶解性として、80%(W/W)の水溶液を25℃24時
間以上放置しても結晶の析出が見られない、を有するα
−ガラクトオリゴ糖組成物に関するものである。
成法としては糖転移酵素または加水分解酵素による脱水
縮合反応や糖転移反応を利用する方法が開発されてい
る。本発明では、加水分解酵素であるα−ガラクトシダ
ーゼの脱水縮合反応を利用し、α−ガラクトオリゴ糖組
成物を合成する。この脱水縮合反応は、加水分解反応の
逆反応であるが、反応が進むにつれ、脱水縮合反応によ
って合成されたα−ガラクトオリゴ糖が再度α−ガラク
トシダーゼによって分解され糖転移反応も平行して起こ
る。そのため、糖転移反応もα−ガラクトオリゴ糖組成
物の合成に寄与している。以下に本発明について詳述す
る。
する原料としては、少なくともガラクトースを含む物質
を用いることができるが、通常ガラクトースあるいは、
ガラクトースとグルコースの混合物を用いる。ガラクト
ースとしては、市販のガラクトースはもちろん、α−ガ
ラクトシル基あるいはβ−ガラクトシル基を含む天然の
オリゴ糖、配糖体あるいは多糖から酵素(β−ガラクタ
ナーゼ、β−ガラクトシダーゼ、α−ガラクトシダーゼ
など)あるいは酸を使用して加水分解することにより調
製したガラクトースが使用できる。ガラクトースとの結
合の相手となるグルコースは、市販のグルコースはもち
ろん、α−グルコシル基あるいはβ−グルコシル基を含
む天然のオリゴ糖、配糖体あるいは多糖から酵素(アミ
ラーゼ、グルコアミラーゼ、セルラーゼ、α−グルコシ
ダーゼ、β−グルコシダーゼなど)あるいは酸を使用し
て加水分解することにより調製したグルコースが使用で
きる。
は、上記のガラクトースとグルコースを適当な比率に混
合して利用できるが、安価な乳糖をβ−ガラクトシダー
ゼあるいは酸によって加水分解した乳糖加水分解物をそ
のまま利用することが望ましい。ガラクトースとグルコ
ースの比率は限定されずガラクトースが含まれておれば
よい。そこで、乳糖加水分解物に上記のガラクトースと
グルコースを添加したり、イオン交換クロマトグラフィ
ーや活性炭カラム等を用いてガラクトースとグルコース
の組成比を変更して用いても良い。
であるが、原料のガラクトース濃度を高めると加水分解
反応の逆反応として脱水縮合反応も触媒するようにな
る。従って、高濃度のガラクトース(Gal)にα−ガ
ラクトシダーゼを作用させた場合、α−1,6結合を主
体とした(Gal)n(nは通常1〜6の数を示す。)
の構造式をもつオリゴ糖を生成する。この場合、反応系
にグルコース(Glc)が存在すれば、α−1,6結合
を主体とした(Gal)nの構造式をもつオリゴ糖以外
に、ガラクトースとグルコースがα−1,6結合を主体
に結合した(Gal)n−Glc(nは通常1〜5の数
を示す。)の構造をもつオリゴ糖も合成される。この生
成した化合物のガラクトースの結合位置、結合数、ある
いは、これらの化合物の比率は、原料のガラクトースと
グルコースの組成、用いた酵素の由来や反応形式により
影響を受ける。
成するには原料のガラクトースの濃度は高い程良く、通
常5%以上の濃度を用いる。また、溶解度の点から反応
温度は高い方が望ましい。α−ガラクトシダーゼの作用
条件は用いる酵素によって異なるが、pH 3.0〜10.0、好
ましくは 4.0〜8.0 の範囲で、反応温度は20〜90℃、好
ましくは40〜70℃の範囲である。反応時間は、酵素の使
用量によって異なるが、通常1〜240 時間である。しか
しながら、本発明は以上の条件、あるいは反応形態のみ
に限定されるものではない。
ガラクトースあるいはガラクトースとグルコースを含む
溶液に作用させた場合、脱水縮合反応によってα−ガラ
クトシル基を含むオリゴ糖を合成するものであれば良
い。この酵素は、起源・種類に限定されない。例えば、
ピクノポラス・シナバリヌス(Pycnoporus cinnabarin
us)、ストレプトコッカス・ボビス(Streptococcus b
ovis)、デプロコッカス・ニューモニア(Diplococcus
pneumoniae)、モルティエレラ・ビナセ(Mortierella
vinacea)、シュードモナス・フルオレッセンス(Pseu
domonas fluorescens)H-601 株(寄託番号 FERM P-1
1027)やキャンディダ・ギリエルモンディー(Candida
guilliermondii)H-404 株(寄託番号 FERM P-11026)
などの微生物やビシア・サティバ(Vicia sativa)、緑
色コーヒー豆(Green coffee bean)などの植物が生産
するα−ガラクトシダーゼが使用できる。
を生産する方法は、通常液体培養もしくは固体培養が用
いられる。液体培養の場合はその培養上澄液を、固体培
養の場合はその抽出液を、そのまま酵素剤として利用で
きる。また、場合によっては菌体をそのまま酵素剤とし
て利用することも可能である。また、必要に応じて既知
の方法で精製した酵素も使用できる。これら酵素あるい
は酵素を生産する菌体は固定化してカラムに詰めたり膜
に固定化して連続式で、あるいはバッチ式で繰り返し反
応に利用することも可能である。
クトースとグルコース、あるいは、乳糖加水分解物を原
料にα−ガラクトシダーゼの縮合反応によって合成され
たα−ガラクトオリゴ糖組成物は、メリビオースと同等
の耐酸性、耐熱性を有し、溶解性とビフィドバクテリウ
ム ビフィダムに対する資化性に関してメリビオースに
勝っており、抗う蝕性も有している。そのため、本発明
のα−ガラクトオリゴ糖組成物は、これまで知られてい
るα−ガラクトオリゴ糖と比較して、ビフィズス菌増殖
活性が高く、耐熱性、耐酸性、溶解性等の利用能におい
て勝っている。ガラクトースとグルコースから合成され
るα−ガラクトオリゴ糖はメリビオースも含むため、メ
リビオースにおいて報告されている制癌効果やナチュラ
ルキラー細胞活性化作用も期待できる。次に本発明の詳
細を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。
mM緩衝液(pHは酵素の至適pHに準ずる) 0.2mlにα−ガ
ラクトシダーゼ溶液0.05mlを加えて,40℃にて10分間反
応させる。反応後、 0.2M Na2CO3 0.5mlを加えて反応を
止め、遊離してくるパラニトロフェノール量を分光光度
計にて 400nmの吸光度を計ることにより測定した。酵素
活性1単位(U)は、この条件下で1分間に1μmoleの
パラニトロフェノールを生成する酵素量と定義した。
クトオリゴ糖組成物の作成 ガラクトース50gとCandida guilliermondiiH-404株の
生産するα−ガラクトシダーゼ2000Uを含むpH4.5 の酢
酸緩衝液 100ml(ガラクトース濃度50%(W/V)、酵
素濃度40U/g−ガラクトース)を調製し、50℃にて60
時間反応させた。反応液を活性炭カラムクロマトグラフ
ィーにかけ、オリゴ糖類を吸着させた後、エチルアルコ
ール0%〜30%の濃度勾配により溶出させた。溶出液を
濃縮乾燥してα−ガラクトオリゴ糖組成物(a)を12g
得た。この組成物は、酸で加水分解するとガラクトース
のみを生成した。このα−ガラクトオリゴ糖組成物
(a)は、高速液体クロマトグラフィーによる分析結果
から、ガラクトテトラオース以上のオリゴ糖2%、ガラ
クトトリオース16%、ガラクトビオース82%から構成さ
れていた。
ラクトオリゴ糖組成物の作成 ラクトース2kgを市販のβ−ガラクトシダーゼ(ノボ
社:ラクトザイム)によって加水分解し、ガラクトース
とグルコースの等量混合物を得た。このガラクトースと
グルコースの等量混合物とCandida guilliermondii H
-404株の生産するα−ガラクトシダーゼ 59000Uを含む
pH4.5 の酢酸緩衝液2300mlを調製し、50℃にて80時間反
応させた。反応液から活性炭カラムクロマトグラフィー
によりα−ガラクトオリゴ糖組成物(b)を 390g得
た。この組成物は、酸で加水分解するとガラクトースと
グルコースのみを生成し、ガラクトースとグルコースの
組成は約7:3であった。また、このα−ガラクトオリ
ゴ糖組成物(b)は、高速液体クロマトグラフィーによ
る分析結果から、3糖以上のオリゴ糖15%、2糖85%か
ら構成されていた。
原料に用いたα−ガラクトオリゴ糖組成物の合成 ガラクトース1gとグルコース10gに市販のモルティエ
レラ・ビナセ由来のα−ガラクトシダーゼ(生化学工業
(株))30Uを含むpH5.5 の酢酸緩衝液18mlを調製し、
50℃で 140時間反応させた。活性炭カラムクロマトグラ
フィーによりα−ガラクトオリゴ糖組成物(c)を 0.3
g得た。この組成物は、酸で加水分解するとガラクトー
スとグルコースのみを生成し、ガラクトースとグルコー
スの組成は約1:1であった。また、このα−ガラクト
オリゴ糖組成物(c)は、高速液体クロマトグラフィー
による分析結果から、3糖以上のオリゴ糖10%、2糖90
%から構成されていた。
験 Pepton-Yeast-Fildes solution(PYF)培地に各種糖
質を 0.5%になるように添加した滅菌培地(pH 7.2)
1.5mlを調製し、あらかじめFildes solution加GAM
ブイヨン培地(GAMブイヨン(日水製薬製)にFildes
solution 0.4%を添加)で前培養しておいた供試菌液
0.03mlを接種し、37℃で4日間(96時間)嫌気培養後、
pHを測定し資化性を判定した。結果を下表に示す。判定
は、pHについては、−:≧ 6.0、±: 6.0〜5.5 、+:
5.5〜5.0 、++: 5.0〜4.5 、+++:<4.5 とし
た。表中の略号は、対照区(炭水化物無添加)、Glc :
グルコース、M−P:メイオリゴP(明治製菓製)、
A:α−ガラクトオリゴ糖組成物(a)、B:α−ガラ
クトオリゴ糖組成物(b)、Mlb :メリビオースを示
す。
α−ガラクトオリゴ糖組成物はpHが5.5以下となる資化
性強度を示す。
(a)、実施例2のα−ガラクトオリゴ糖組成物
(b)、実施例3のα−ガラクトオリゴ糖組成物(c)
に各種濃度(W/W)になるように水を添加し、沸騰水
浴中で完全に溶解した。その後、25℃に2週間放置し、
結晶の析出を経時的に検鏡によって観察した。メリビオ
ースは70%(W/W)では結晶の析出は見られなかった
が、72%(W/W)では明瞭な結晶の析出が観察され
た。α−ガラクトオリゴ糖組成物(a)、(b)、
(c)は82%(W/W)の濃度においても全く結晶の析
出が見られなかった。
Claims (5)
- 【請求項1】 ガラクトースまたはガラクトースを含む
物質を原料としてα−ガラクトシダーゼの脱水縮合反応
によって合成される、以下の性質をもつα−ガラクトオ
リゴ糖組成物。 1)腸内細菌であるビフィドバクテリウム ビフィダム
(Bifidobacterium bifidum)による資化試験の結果、
終濃度 0.5%の当該オリゴ糖組成物を含むPepton-Yeast
-Fildes solution(PYF)培地のpHが 5.5以下となる
資化性強度を示す。 2)80%(W/W)の水溶液を25℃24時間以上放置して
も結晶の析出が見られない。 - 【請求項2】 ガラクトースを原料にα−ガラクトシダ
ーゼの脱水縮合反応によって合成される請求項第1項に
記載のα−ガラクトオリゴ糖組成物。 - 【請求項3】 乳糖加水分解物を原料にα−ガラクトシ
ダーゼの脱水縮合反応によって合成される請求項第1項
に記載のα−ガラクトオリゴ糖組成物。 - 【請求項4】 ガラクトースとグルコースの混合物を原
料にα−ガラクトシダーゼの脱水縮合反応によって合成
される請求項第1項に記載のα−ガラクトオリゴ糖組成
物。 - 【請求項5】 反応条件がガラクトース濃度5%(W/
V)以上、α−ガラクトシダーゼ濃度5U/g−ガラク
トース以上の条件でα−ガラクトシダーゼの脱水縮合反
応によって合成される請求項第1項に記載のα−ガラク
トオリゴ糖組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03336227A JP3028258B2 (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | α−ガラクトオリゴ糖組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03336227A JP3028258B2 (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | α−ガラクトオリゴ糖組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05140178A JPH05140178A (ja) | 1993-06-08 |
JP3028258B2 true JP3028258B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=18296955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03336227A Expired - Lifetime JP3028258B2 (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | α−ガラクトオリゴ糖組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR100993978B1 (ko) | 2002-04-26 | 2010-11-11 | 니혼 텐사이 세이토 가부시키가이샤 | 변통개선제 |
EP2027863A1 (en) * | 2006-05-30 | 2009-02-25 | Ensuiko Sugar Refining Co.Ltd. | Intestinal eosinophil-suppressing composition |
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-
1991
- 1991-11-26 JP JP03336227A patent/JP3028258B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH05140178A (ja) | 1993-06-08 |
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