JP3028856B2 - 紅藻類アマノリ属海藻オリゴ糖の製造法 - Google Patents

紅藻類アマノリ属海藻オリゴ糖の製造法

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  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紅藻類アマノリ属海藻
オリゴ糖 (以下、海苔オリゴ糖と言う) の製造方法に関
し、詳しくは微生物の生産する多糖類分解酵素を用いて
紅藻類アマノリ属海藻 (以下、単に海苔と言う) 由来の
多糖類を分解し海苔オリゴ糖を製造する方法に関するも
のである。さらに、本発明は上記多糖類分解酵素の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、健康食品に対する志向が高くなっ
てきたことに伴い、ミネラルやビタミン類を豊富に含ん
でいる海藻類由来のオリゴ糖、例えば海苔オリゴ糖など
を健康食品として利用することが注目され始めている。
しかし、海苔オリゴ糖の製造法については特に確立され
た方法はなく、従来の海苔オリゴ糖の生産は、海苔を熱
水およびエタノールで処理することにより、炭水化物の
主要成分であるポルフィランなどの硫酸多糖を抽出し、
これを酸加水分解してオリゴ糖としていた。しかしなが
ら、海苔からの多糖抽出は時間がかかる割には収量が少
なく、海苔オリゴ糖を生産するうえで、かならずしも経
済的な方法とは言えないものである。
【0003】また、海苔から分離した菌の培養において
は、一般に炭素源に海苔もしくは海苔から抽出した多糖
類を用いている。しかし、この場合海苔は乾燥および粉
末化に煩雑な処理が必要であり、しかもジャーファメン
ターや連続遠心機等の管に海苔粉末が詰まり、大量培養
を行うためには非常に困難をきたしている。また、海苔
多糖類においても抽出に多大な時間を要し、収量も少な
いことなどから、目的の菌株を大量培養することは困難
であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは紅藻類ア
マノリ属に属する海藻を直接酵素的に分解し、紅藻類ア
マノリ属海藻オリゴ糖を製造すべく鋭意研究し、そのよ
うな目的に合致する酵素を効率的に産生する微生物を海
水より新たにスクリーニングし、その微生物を用いて紅
藻類アマノリ属海藻オリゴ糖を容易に且つ経済的に製造
する方法を完成した。
【0005】また、海苔から分離した微生物の培養にお
いては、一般に炭素源として海苔またはそれから抽出し
た多糖類を使用しているが、これらの炭素源は前述の通
り種々の欠点を有しているので本発明者らは、上記新た
にスクリーニングした微生物を培養して多糖類分解酵素
を製造するに当たって上記欠点を有しない培養方法を開
発し、本発明を完成した。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、紅藻類アマノ
リ属に属する海藻にビブリオ属に属する微生物の産生す
る多糖類分解酵素を作用させて紅藻類アマノリ属海藻オ
リゴ糖を製造することを特徴とする紅藻類アマノリ属海
藻オリゴ糖の製造方法である。さらに、本発明は、ビブ
リオ属に属し多糖類分解酵素生産能を有する微生物を炭
素源として寒天を含有する培地に培養し、培養物から多
糖類分解酵素を採取することを特徴とする多糖類分解酵
素の製造方法である。
【0007】以下に、本発明を詳細に説明する。先ず、
本発明の海苔オリゴ糖の製造方法で用いる微生物につい
て説明すると、その形態学的性質及び生理学的性質は下
記に示す通りである。 菌株の菌学的性質 形態学的性質 1) グラム染色性 ---------- 陰性 2) 細胞の形状 ------------ 桿菌 3) コロニーの色調 -------- 乳白色 4) 運動性の有無 ---------- 有り 5) 鞭毛の有無 ------------ 極鞭毛 6) 発光の有無 ------------ 無し 生理学的性質 1) O−Fテスト ---------- 発酵型 2) オキシダーゼテスト ---- 陽性 3) ゼラチンの分解 -------- 陽性 4) DNAの分解 ---------- 陽性 5) 好塩性 ---------------- 陽性 GC含量 -------------------- 49.4mol% 上記表1に示す菌株の性質に基づいて清水らの方法[海
洋微生物研究法、学会出版センター、 228〜239 (198
5)]に従って同定を行った結果、上記微生物は発酵型、
好塩型、非発光性のグラム陰性菌であるなどの理由によ
りビブリオ属に属るものであることが判明し、そして、
この微生物をビブリオ・エスピー (Vibriosp.)No.6380
と命名した。この菌株は工業技術院生命工学工業技術研
究所に、FERM P-11948として寄託している。
【0008】次に、このようにして分離した微生物を培
地中で培養し、培地中に多糖類分解酵素を蓄積させこれ
を培養物から回収すことにより多糖類分解酵素を製造す
る。この微生物の培養に用いられる培地は炭素源、窒素
源及び無機塩類を含有する培地であるが、炭素源として
は、従来この分野の微生物に使用している海苔又は海苔
由来の多糖類に代えて、海苔の構成多糖であるポルフィ
ラと似た構造 (ガラクトースとアンヒドロガラクトース
の繰り返し構造) を有している寒天を使用する。これに
よりジャーファメンターや連続遠心機の管に詰まること
もなく、酵素の製造が容易に且つ良好に行うことができ
る。窒素源としては、クエン酸鉄アンモニウム、塩化ア
ンモニウム等が使用される。無機塩類としては、NaCl,K
Cl,MgSO4・7H2O,CaCl2・2H2O,K2HPO4,等が使用され、緩
衝液としてはトリス- 塩酸緩衝液(pH7.8 )等が使用され
る。また、微生物の培養条件は、温度19〜20℃、pH7.5
〜8.0 である。
【0009】このようにして得られる粗酵素状態の多糖
類分解酵素は、上記の培養法等により培養して得られる
もので、その最適酵素反応条件は次の通りである。 (1) 至適pH:図1に本酵素の各pHにおける相対活性量を
示す。この図から明らかなように、pH6.0〜7.5の範囲
で相対活性量が高く相対活性量が最大になるpHは7.0で
ある。従って、至適pHは7.0である。
【0010】(2) 至適温度 : 図2に本酵素の各温度に
おける相対活性量を示す。この図から明らかなように、
温度35℃相対活性量が最大となる。従って、至適温度は
35℃である。 次に、多糖類
分解酵素を紅藻類アマノリ属に属する海藻に作用させて
海藻オリゴ糖を製造する。
【0011】上記酵素反応は、0.05M リン酸ナトリウム
緩衝液中で行われ、pH6.0 〜7.5 、温度30℃〜40℃の範
囲で行われる。上記紅藻類アマノリ属に属する海藻とし
ては、スサビノリ、コスジノリ、オニマノリ、クロノ
リ、ウップルイノリ、マルバアサクサノリ、アサクサノ
リ、チシマクロノリ等が用いられ、その使用量は反応液
に対し10g/Lである。そして、上記酵素の使用量は反応
液に対し200 unit/Lである。
【0012】酵素処理液からの海苔オリゴ糖の分離、回
収は遠心分離法及び限外濾過法により行った。以下、本
発明を実施例により具体的に説明する。但し、これら実
施例により本発明の技術的範囲が限定されるものではな
い。
【0013】
【実施例1】この実施例ではビブリオ・エスピー (Vibr
io sp.) No.6380 を培養して多糖類分解酵素を製造する
方法について説明する。 〔微生物の培養〕 (注) 1)人工海水:塩化ナトリウム 300mM 塩化カリウム 10mM 硫酸マグネシウム (7水和物) 50mM 塩化カルシウム (2水塩) 10mM 2)Fe stock:クエン酸鉄アンモニウム 10g/100ml 脱
塩水 3)Pi stock:リン酸水素二カリウム (3水和物) 7.5g/100ml 脱塩水 4)NH4 stock:塩化アンモニウム 20g/100ml 脱塩水 上記組成の培地200mlに、凍結乾燥保存菌体ビブリオ・
エスピー No.6380株(FERM P-11948)を接種し、pH7.8
、温度20℃で2日間振とう培養した。 〔酵素液の調整〕 上述の培養液200 mlを4℃の温度で10,000rpm にて10分
間遠心分離して、上澄液190mlを得た。この上澄液を多
糖類分解酵素とした。 〔多糖類分解酵素の活性〕 上記酵素液 100μl と基質であるスサビノリ5mgおよび
0.05Mリン酸ナトリウム緩衝液 (pH7.0) 500μl をエッ
ペンドルフチュウブに入れ、30℃で30分間反応させた
後、沸騰水浴中で10分間加熱して酵素反応を停止させ、
ついで急冷後反応物を遠心分離し、その上澄液中の遊離
全糖量をフェノール硫酸法で比色定量し、ガラクトース
量として酵素活性を示した。その結果、培養液1mlあた
り1.0単位の多糖類分解酵素が生産されていることがわ
かった。なお、酵素活性は30℃、1分間に 100μg の糖
をスサビノリから溶出する酵素量を1単位と定義してい
る。
【0014】 反応液の組成 ─────────────────────────────────── スサビノリ粉末1.0%を含む0.05Mのリン酸ナトリウム緩衝液 (pH7.0) ------------------------------------- 0.5ml ・酵 素 液 ------------------------------------- 0.1ml ───────────────────────────────────
【0015】
【実施例2】スサビノリ粉末10gを 1,000mlの0.05Mリ
ン酸ナトリウム緩衝液 (pH7.0) に溶解後、これに実施
例1で得られた多糖類分解酵素 200ml(200単位) を加
え、35℃で2時間攪拌しながら反応させた。反応液を4
℃の温度で10,000rpm にて10分間遠心分離して、その上
澄液を担体としてBio-gel P-2 (日本バイオラット ラ
ボラトリーズ(株)の商品名) 〔オリゴ糖分画 (分画範囲
100〜1800ダルトン) ゲル濾過担体〕を充填したカラム
に加えた。このカラムを0.1M酢酸ナトリウム緩衝液
(pH4.0) で溶出し、オリゴ糖の溶出パターンを得た。
この結果、図3に示すように4種類の大きさの異なる海
苔オリゴ糖混合物 (全糖量の55〜65%) を得た。
【0016】
【実施例3】実施例1の培地組成の炭素源をスサビノリ
の代わりに寒天6g/Lを用いる以外は、実施例1の記載と
同様の手順で培養を行い、得られた培養液から酵素液19
0mlを調製した。この酵素液について実施例1と同様に
酵素活性試験を行った結果、図4に示すように炭素源に
寒天を用いた場合も、スサビノリを用いた場合の8割以
上の多糖類分解酵素を生産することができた。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、海苔から多糖 (ポルフ
ィラン) を抽出することなく、海苔に直接微生物の産生
する多糖類分解酵素を作用させてオリゴ糖を直接得るこ
とができる。また、前記多糖類分解酵素を市販の寒天を
炭素源として用いて容易に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】多糖類分解酵素の各pHにおける相対活性量及び
至適pHを示す図である。
【図2】多糖類分解酵素の各温度における相対活性量及
び至適温度を示す図である。
【図3】海苔オリゴ糖のカラムクロマトにおける溶出パ
ターンを示す図である。
【図4】炭素源としてスサビノリおよび寒天を用いた場
合の多糖類分解酵素の相対活性量を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12N 1/20 C12R 1:63) (C12N 9/24 C12R 1:63) (C12P 19/00 C12R 1:63) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 1/00 - 1/38 C12N 9/00 - 9/99 C12P 19/00 - 19/64 A23L 1/30 C07H 3/06 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 紅藻類の多糖類分解能を有するビブリオ
    ・エスピー (Vibriosp.) No.6380 。
  2. 【請求項2】 紅藻類アマノリ属に属する海藻にビブリ
    オ属に属する微生物の産生する多糖類分解酵素を作用さ
    せて紅藻類アマノリ属海藻オリゴ糖を製造することを特
    徴とする紅藻類アマノリ属海藻オリゴ糖の製造方法。
  3. 【請求項3】 ビブリオ属に属する微生物が、ビブリオ
    ・エスピー (Vibriosp.) No.6380 である請求項2記載
    の紅藻類アマノリ属海藻オリゴ糖の製造方法。
  4. 【請求項4】 ビブリオ属に属し多糖類分解酵素生産能
    を有する微生物を炭素源として寒天を含有する培地に培
    養し、培養物から多糖類分解酵素を採取することを特徴
    とする多糖類分解酵素の製造方法。
  5. 【請求項5】 ビブリオ属に属する微生物が、ビブリオ
    ・エスピー (Vibriosp.) No.6380 である請求項4記載
    の紅藻類アマノリ属海藻オリゴ糖の製造方法。
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