JP3031534B2 - How to make arabinose from beet arabinan - Google Patents

How to make arabinose from beet arabinan

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JP3031534B2
JP3031534B2 JP14362496A JP14362496A JP3031534B2 JP 3031534 B2 JP3031534 B2 JP 3031534B2 JP 14362496 A JP14362496 A JP 14362496A JP 14362496 A JP14362496 A JP 14362496A JP 3031534 B2 JP3031534 B2 JP 3031534B2
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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】この発明は、ビートアラビナンを
高分解限度で分解して、高い収率でアラビノースを製造
する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing arabinose in a high yield by decomposing beet arabinan at a high decomposition limit.

【0002】[0002]

【従来の技術】アラビノースは蔗糖(砂糖)の8割程の
甘味強度を持つ、上品な甘味質の糖質であり、殆ど脹管
粘膜からは吸収されず、また僅かに吸収されても大部分
は尿中へ排泄され、代謝系へ取り込まれてエネルギー源
とはならないことが知られているが、特に最近アラビノ
ースの機能として蔗糖やマルトース等の二糖類と共に摂
取すると、蔗糖やマルトースはアラビノースによって消
化吸収が妨げられ、単に甘味物質として味蕾に作用する
だけでエネルギー源とはならない、即ち二糖水解酵素阻
害活性が存在することが明らかとなった。
2. Description of the Related Art Arabinose is an elegant sweet saccharide having a sweetness of about 80% of that of sucrose (sugar), and is hardly absorbed from the mucous membrane of the intestinal tract. It is known that sucrose and maltose are digested by arabinose when excreted in the urine and taken up by metabolic system and do not become an energy source. It was found that absorption was hindered, and it merely acted on the taste buds as a sweet substance and did not become an energy source, that is, it had disaccharide hydrolase inhibitory activity.

【0003】このため、アラビノースは糖質食品として
大いに注目されており、その工業的な製造方法の開発が
望まれている。
[0003] For this reason, arabinose has attracted much attention as a carbohydrate food, and development of an industrial production method thereof has been desired.

【0004】L−アラビノースはヘミセルロース中にア
ラビナン、アラビノキシラン、ガムアラビック、アラビ
ノガラクタムとして高濃度に存在している。
[0004] L-arabinose is present in hemicellulose at high concentrations as arabinan, arabinoxylan, gum arabic and arabinogalactam.

【0005】一方、ビートから蔗糖を回収した後に排出
されるパルプ中には、乾物重量当たりアラビノースが12
〜13% 程度存在するが、これらビートパルプ中における
アラビノースはその多数が鎖状に結合した多糖類である
アラビナンとして存在する。
[0005] On the other hand, pulp discharged after collecting sucrose from beet contains 12% arabinose per dry weight of the pulp.
Arabinose in these beet pulp exists as arabinan, which is a polysaccharide in which many of them are linked in a chain, although about 13% is present.

【0006】これらアラビナンのうちその3割はその主
成分がアラビノースの1,5 結合の主鎖に一分子おきに別
のアラビノースが一分子だけ1,3 結合している、所謂
「櫛の歯状」の形状を持つL−アラビノースであり、他
の7割は構造未同定のアラビナンである。
[0006] Of these arabinans, 30% of the arabinans have a main chain of 1,5 bonds of arabinose, and every other molecule has another 1,3 bonds of another arabinose, a so-called "comb tooth shape". L-arabinose having the shape of "", and the other 70% are unidentified arabinans.

【0007】これらビートパルプからアラビノースを回
収可能な方法としては、多糖類をアルカリ抽出し、抽出
された多糖類を酸で分解する、所謂「アルカリ抽出−酸
分解法」と多糖類をアルカリ抽出し、抽出された多糖類
を酵素で分解する、所謂「アルカリ抽出−酵素分解法」
が考えられる。
[0007] As a method capable of recovering arabinose from beet pulp, a so-called "alkali extraction-acid decomposition method" in which a polysaccharide is extracted with an alkali and the extracted polysaccharide is decomposed with an acid, is called an alkali extraction of the polysaccharide. So-called "alkaline extraction-enzymatic decomposition method" in which the extracted polysaccharide is decomposed with an enzyme
Can be considered.

【0008】「アルカリ抽出−酸分解法」は一般に構造
解析などの研究目的のために多糖類からオリゴ糖や単糖
類を製造する際に用いられている。
The "alkali extraction-acid decomposition method" is generally used for producing oligosaccharides and monosaccharides from polysaccharides for research purposes such as structural analysis.

【0009】「アルカリ抽出−酵素分解法」としてはビ
ートパルプ中のアラビナンを酵素で分解する研究につい
てA.Kaji,H.Taki,A.Shimazaki,T.Shinkai(Tech.Bull.Fa
c.Aga.Kagawa Univ.,15,34(1963)または日下部、安井、
小林(日本農芸化学会誌,49,295(1975)) 、L.Weinstei
n,P.Albersheim(Plant Physiol 63,425(1979))等による
報告がなされている。
Regarding the "alkaline extraction-enzymatic decomposition method", a study on the decomposition of arabinan in beet pulp with an enzyme is carried out by A. Kaji, H. Taki, A. Shimazaki, T. Shinkai (Tech. Bull. Fa.
c.Aga.Kagawa Univ., 15, 34 (1963) or Kusakabe, Yasui,
Kobayashi (Journal of the Japanese Society of Agricultural Chemistry, 49,295 (1975)), L.Weinstei
n, P. Albersheim (Plant Physiol 63, 425 (1979)).

【0010】上記二方法のうち、「アルカリ抽出−酸分
解法」は極pH,高温等の強い条件が必要であり、装置
的、または取扱操作上において反応条件の設定が難し
く、従って工業的規模において行うには難点がある。
Of the above two methods, the "alkali extraction-acid decomposition method" requires strong conditions such as extreme pH and high temperature, and it is difficult to set reaction conditions in terms of equipment or handling operation, and therefore, industrial scale There are difficulties in doing so.

【0011】また、回収されたアラビナン中に、用いた
多量の酸やアルカリが残留し、そのために精製工程にお
いて大きなコストアップとなる等の難点もある。
There is also a problem that a large amount of the used acid or alkali remains in the recovered arabinan, which greatly increases the cost in the purification step.

【0012】一方、「アルカリ抽出−酵素分解法」はp
Hが中性近傍、温度が室温付近での穏和な反応が可能で
工業的に条件の設定が容易であり、精製負荷が軽いなど
ビートパルプを原料とするアラビノース抽出には最適で
あると考えられる。
On the other hand, the "alkali extraction-enzymatic decomposition method"
It is considered that it is most suitable for extracting arabinose from beet pulp as a raw material because H can perform a mild reaction in the vicinity of neutral and the temperature is around room temperature, the industrial conditions can be easily set, and the purification load is light. .

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】これら「アルカリ抽出
−酵素分解法」では各種の微生物から得られた酵素が使
用されている。
In the "alkaline extraction-enzymatic decomposition method", enzymes obtained from various microorganisms are used.

【0014】例えば、A.Kajiら(Tech.Bull.Fac.Aga.Kag
awa Univ.,15,34(1963))はアスペルギルス・ニガー(Asp
ergillus niger) の酵素を用いた反応について報告して
いるが、ビートアラビナンの分解率が53% と低い。
For example, A. Kaji et al. (Tech. Bull. Fac. Aga. Kag
awa Univ., 15, 34 (1963)) is Aspergillus niger (Asp.
ergillus niger), but the degradation rate of beet arabinan is as low as 53%.

【0015】またA.Kajiら(Biochica et Biophysica Ac
ta,410,354(1945)) 、或はS.Kanekoら(Appl.Environ.Mi
crobiol.,60,3425(1994)) はバチルス・サブリス(Bacil
lussubtilis) の酵素を用いて反応について報告してい
るが、ビートアラビナンの分解率がそれぞれ3.3%又は15
% と低い。
A. Kaji et al. (Biochica et Biophysica Ac
ta, 410, 354 (1945)) or S. Kaneko et al. (Appl.Environ.Mi
crobiol., 60, 3425 (1994)) is Bacillus subris
lussubtilis), the degradation rate of beet arabinan was 3.3% or 15%, respectively.
% And low.

【0016】他方、日下部ら( 日本農芸化学会誌,49,29
5(1975))はアスペルギルス・ニガー(Aspergillus nige
r) の酵素を用いた反応で100%の分解限度に達したと報
告されている。
On the other hand, Kusakabe et al. (Journal of the Japanese Society of Agricultural Chemistry, 49, 29)
5 (1975)) is Aspergillus nige
It has been reported that the 100% degradation limit was reached in the reaction using the enzyme of r).

【0017】しかし、この酵素は分解限度が高いもの
の、酵素活性が8mg アラヒ゛ノース/5ml酵素液・30min反応であ
り、1分間に1マイクロモルのアラビノースを生成する
酵素量を1単位と定義すると、0.3 単位/ml に換算さ
れ、非常に低い。
However, although this enzyme has a high decomposition limit, the enzyme activity is 8 mg arabinose / 5 ml enzyme solution / 30 min reaction, and the amount of the enzyme that produces 1 micromol of arabinose per minute is defined as 0.3 unit. Very low, converted to units / ml.

【0018】このように、従来知られている酵素は、ビ
ートパルプを原料とする総アラビナンから工業的にアラ
ビノースを回収するためには分解限度、或は酵素活性に
おいて満足できるものではなかった。
As described above, the conventionally known enzymes are not satisfactory in terms of decomposition limit or enzyme activity for industrially recovering arabinose from total arabinan using beet pulp as a raw material.

【0019】これに対して、本願発明者はビートアラビ
ナンを高分解限度で分解するビートアラビナン分解酵素
を高力価で生産する菌株を広く自然界より検索を行った
結果、北海道常呂郡置戸町常元地区の原生林から採取さ
れた土壌中から分離されたバチラス・サブチリス(Bacil
lus subtilis) H−4と同定された菌株及び微生物分類
学的に同族、同種に属するバチラス・サブチリス種菌株
が目的に適うことを見出した。
On the other hand, the present inventor has conducted a broad search from nature for strains producing beet arabinan-degrading enzyme with a high titer, which degrades beet arabinan at a high decomposition limit. Bacillus subtilis (Bacil subtilis) isolated from soil collected from the primeval forest in the Tsugenmoto area
lus subtilis) H-4 and a Bacillus subtilis sp. strain belonging to homologous and homologous taxonomic classification were found to be suitable.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】そこで、この発明では上
記知見に基づいてビートアラビナンを高分解限度で分解
するビートアラビナン分解酵素を高力価で生産するバチ
ルス・サブチリス種菌を培養してビートアラビナン分解
酵素を得、該酵素を用いてビートアラビノンを分解して
アラビノースを得る方法を提案するものである。
Accordingly, the present invention has been developed based on the above findings by culturing a Bacillus subtilis spp. That produces a high titer of a beet arabinanase that degrades beet arabinan at a high decomposition limit. The present invention proposes a method of obtaining an arabinan-decomposing enzyme and degrading beet arabinone using the enzyme to obtain arabinose.

【0021】この発明で使用するバチルス・サブチリス
種菌の代表例として挙げられるH−4菌株は、次のよう
な菌学的性質を有する。なお菌学的性質の試験及び分類
は「バージェーズ マニュアル オブ システマティッ
ク バクテリオロジー(Bergey's Manual of Systematic
Bacteriology)(1986)」に基づいて行った。
The H-4 strain, which is a representative example of the Bacillus subtilis species used in the present invention, has the following mycological properties. The test and classification of mycological properties are described in "Bergey's Manual of Systematic Bacteriology".
Bacteriology) (1986) ".

【0022】A.形態 1.細胞の形 桿菌 2.細胞の大きさ 0.8×1.9 μm 3.運動性の有無 + 4.胞子の有無 + 5.グラム染色 +A. Form 1. 1. Cell shape Bacillus 2. Cell size 0.8 × 1.9 μm Mobility +4. Presence of spores +5. Gram stain +

【0023】B.生理学的性質 1.カゼイン分解性 + 2.澱粉分解性 + 3.DNAse分解性 − 4.尿素分解性 − 5.ゼラチン +B. Physiological properties Casein degradability +2. Starch degradability +3. DNAse degradability -4. Urea decomposability -5. Gelatin +

【0024】C.酸生成 1.デキストロース + 2.セロビオース + 3.ガラクトース − 4.マンノース + 5.メリビオース + 6.ラフィノース − 7.サリシン + 8.キシロース + 9.ONPG +C. Acid generation Dextrose +2. Cellobiose +3. Galactose-4. Mannose +5. Melibiose + 6. Raffinose-7. Salicin + 8. Xylose + 9. ONPG +

【0025】 D.10% 食塩中での生育 − E.嫌気状態下での生育 − F.Voges-Proskauer test + G.酸化反応 − H.NGKG培地での生育 − I.馬尿酸塩の分解 + J.50℃での生育 +D. Growth in 10% saline -E. Growth under anaerobic conditions -F. Voges-Proskauer test + G. Oxidation reaction -H. Growth on NGKG medium-I. Decomposition of hippurate + J. Growth at 50 ℃ +

【0026】K.炭水化物の代謝 1.グリセリン + 2.エリスリトール − 3.D−アラビノース − 4.L−アラビノース + 5.リボース + 6.D−キシロース + 7.L−リキソース − 8.アドニトール − 9.β−メチル−D−キシロシド − 10.ガラクトース − 11.グルコース + 12.フラクトース + 13.マンノース + 14.ソルボース − 15.ラムノース − 16.ダルシトール − 17.イノシトール + 18.マンニトール + 19.ソルビトール + 20.α−メチル−D−マンノシド − 21.α−メチル−D−グルコシド + 22.N−アセチルグルコサミン − 23.アミグダリン + 24.アルブチン + 25.エスクリン + 26.サリシン + 27.セロビオース + 28.マルトース + 29.ラクトース − 30.メリビオース + 31.シュークロース + 32.トレハロース + 33.イヌリン + 34.メレチトース − 35.ラフィノース + 36.澱粉 + 37.グリコゲン + 38.キシリトール − 39.ゲンチオビオース + 40.D−ツラノース + 41.D−リキソース − 42.D−タガトース − 43.D−フコース − 44.L−フコース − 45.D−アラビトール − 46.L−アラビトール − 47.グルコンサン塩 − 48.2−ケト−グルコンサン塩 − 49.5−ケト−グルコンサン塩 −K. Carbohydrate metabolism Glycerin + 2. Erythritol-3. D-arabinose-4. L-arabinose + 5. Ribose + 6. D-xylose + 7. L-lyxose-8. Adonitol-9. β-methyl-D-xyloside-10. Galactose-11. Glucose +12. Fructose + 13. Mannose + 14. Sorbose-15. Rhamnose-16. Darcitol-17. Inositol +18. Mannitol + 19. Sorbitol + 20. α-methyl-D-mannoside-21. α-methyl-D-glucoside + 22. N-acetylglucosamine-23. Amygdalin + 24. Arbutin + 25. Esculin + 26. Salicin + 27. Cellobiose + 28. Maltose + 29. Lactose-30. Melibiose +31. Sucrose +32. Trehalose + 33. Inulin +34. Meletitose-35. Raffinose + 36. Starch +37. Glycogen + 38. Xylitol-39. Gentiobiose + 40. D-Turanose + 41. D-lyxose-42. D-tagatose-43. D-fucose -44. L-fucose-45. D-arabitol-46. L-arabitol -47. Gluconsan Salt-48.2-Keto-Gluconsan Salt-49.5-Keto-Gluconsan Salt-

【0027】生物学的性状 1.β−ガラクトシダーゼ + 2.アルギニンジヒドラーゼ − 3.リジンデカルボキシラーゼ − 4.オルニチンデカルボキシラーゼ − 5.硫化水素産性 − 6.ウレアーゼ − 7.トリプトファンデアミナーゼ − 8.インドール産性 − 9.VP反応 +Biological properties β-galactosidase +2. Arginine dihydrolase-3. Lysine decarboxylase-4. Ornithine decarboxylase-5. Hydrogen sulfide productivity-6. Urease-7. Tryptophan deaminase-8. Indole productivity-9. VP reaction +

【0028】以上の菌学的な性質より上記菌株はバチラ
ス・サブチリス(Bacillus subtilis) H−4と同定さ
れ、この菌株は工業技術院生命工学工業技術研究所に寄
託し、その寄託番号はバチルス・サブチリスH−4(FER
M P-15482 ) であった。
Based on the above bacteriological properties, the above strain was identified as Bacillus subtilis H-4, and this strain was deposited with the National Institute of Bioscience and Human-Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. Subtilis H-4 (FER
M P-15482).

【0029】なお、この発明に使用するに適するビート
アラビナンを高分解限度で分解するビートアラビナン分
解酵素を高力価で生産するバチルス・サブチリス種菌と
しては上記H−4菌株が最も好ましいが、これ以外同
族、同種に属する、IFO(財団法人 発酵研究所, 以下同
じ)3007、IFO3108、IFO3134、IFO3335、IFO3336、IFO14140
またはATCC( アメリカンタイプカルチャーコレクショ
ン,以下同じ)6633、ATCC6984、ATCC7003、ATCC7058、ATCC
7060、ATCC7067 等のバチルス・サブチリス種菌株を使用
することができる。
The above H-4 strain is most preferred as the Bacillus subtilis spp. That produces a high-titer beet arabinan-degrading enzyme that degrades beet arabinan at a high decomposition limit suitable for use in the present invention. IFO (fermentation research institute, same hereafter) 3007, IFO3108, IFO3134, IFO3335, IFO3336, IFO14140
Or ATCC (American Type Culture Collection, same hereafter) 6633, ATCC6984, ATCC7003, ATCC7058, ATCC
Bacillus subtilis strains such as 7060 and ATCC 7067 can be used.

【0030】また、この発明では高い分解限度でビート
アラビナンを分解する酵素を高活性で産生する能力を有
する上記菌株以外のバチルス・サブチリス種菌株及びこ
れらの菌株の天然または人為的変異法によって得られた
変異菌株を使用することができる。
The present invention also provides a Bacillus subtilis strain other than the above strain having the ability to produce an enzyme capable of degrading beet arabinan at a high decomposition limit with high activity, and a natural or artificial mutation of these strains. The resulting mutant strain can be used.

【0031】上記微生物の培養にあたっては、通常用い
られる固体培地あるいは液体培地の何れを用いてもよい
が、液体培地の方が好ましい。微生物の培養に使用され
る培地は、炭素源としては微生物が利用できる炭素源を
用いることができるが、好ましくはアラバン、澱粉、シ
ュークロース、またはグルコースであり、窒素源として
は酵母エキス、カゼイン、コーンスチープリカー、ペプ
トン、肉エキスなどの天然窒素源や硫安、塩安、尿素あ
るいは硝酸ナトリウム等の無機窒素化合物を用いること
ができる。
In culturing the above microorganisms, any of a commonly used solid medium and liquid medium may be used, but a liquid medium is preferred. The medium used for culturing the microorganism can use a carbon source that can be used by the microorganism as the carbon source, but is preferably araban, starch, sucrose, or glucose, and as the nitrogen source, yeast extract, casein, Natural nitrogen sources such as corn steep liquor, peptone, meat extract and the like and inorganic nitrogen compounds such as ammonium sulfate, ammonium salt, urea and sodium nitrate can be used.

【0032】炭素源の濃度は1 〜20% 、窒素源は1 〜5%
の範囲で、培養温度は20〜35℃、培養時間は24〜72時間
程度であり、通気撹拌培養あるいは振盪培養、何れの方
法でも行うことができる。
The concentration of the carbon source is 1 to 20%, and the concentration of the nitrogen source is 1 to 5%.
The culture temperature is 20 to 35 ° C., the culture time is about 24 to 72 hours, and the culture can be carried out by aeration stirring culture or shaking culture.

【0033】以下、この発明を実施例について具体的に
説明するが、この発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0034】実施例1 (A)総アラビナンの調製 ビートパルプ3.7Kg に2.5%水酸化カルシウム溶液12L を
加えて90〜100 ℃で12時間加熱し、冷却後酢酸でpH6.0
に調製してから濾布で濾過する。得られた濾液にエタノ
ールを加えて沈殿を生成させ、この沈殿を濾集した後、
水に溶解させてから再度エタノール沈殿を行い、粗アラ
ビナンを得た。粗アラビナンは陽イオン交換樹脂ダイヤ
イオンPK216と陰イオン交換樹脂ダイヤイオンWA
30を用いて脱塩した後乾燥して、総アラビナン55g を
得た。
Example 1 (A) Preparation of total arabinan To 3.7 kg of beet pulp, 12 L of 2.5% calcium hydroxide solution was added, heated at 90-100 ° C. for 12 hours, cooled, and adjusted to pH 6.0 with acetic acid.
And then filter with a filter cloth. Ethanol was added to the obtained filtrate to generate a precipitate, and the precipitate was collected by filtration.
After dissolving in water, ethanol precipitation was performed again to obtain crude arabinan. Crude arabinan consists of cation exchange resin Diaion PK216 and anion exchange resin Diaion WA
After desalting using No. 30 and drying, 55 g of total arabinan was obtained.

【0035】(B)培養 培地 総アラビナン 10g ペプトン 10g 酵母エキス 5g 硝酸ナトリウム 5g リン酸二カリウム 1g 硫酸マグネシウム七水塩 0.5g 水道水 1000ml pH 7.0(B) Culture medium Total arabinan 10 g Peptone 10 g Yeast extract 5 g Sodium nitrate 5 g Dipotassium phosphate 1 g Magnesium sulfate heptahydrate 0.5 g Tap water 1000 ml pH 7.0

【0036】500ml 容三角フラスコに上記組成の培地を
それぞれ100ml 取り、予め同培地で前培養しておいたバ
チルス・サブチリスH−4の培養液2ml を接種し、30℃
で72時間、220 回転で振盪培養を行った。培養終了後、
培養液を遠心分離(1000RPM)して菌体を除去し、酵素液
とした。2%総アラビナン溶液450 μl(pH6.5,0.1Mリン酸
バッファー)を基質とし、これに酵素液50μl を添加し
て40℃で10分間反応を行って酵素活性を測定したところ
10u /ml であった。ここで酵素活性1uとは、基質の総ア
ラビナンを分解して、1分間に1 μM のアラビノースを
生成する酵素量をいう。
In a 500 ml Erlenmeyer flask, 100 ml of the medium having the above composition was taken, and 2 ml of a culture solution of Bacillus subtilis H-4, which had been pre-cultured in the same medium, was inoculated at 30 ° C.
For 72 hours at 220 rpm. After cultivation,
The culture was centrifuged (1000 RPM) to remove the cells and used as an enzyme solution. Using 450 μl of a 2% total arabinan solution (pH 6.5, 0.1 M phosphate buffer) as a substrate, adding 50 μl of the enzyme solution to it, and performing a reaction at 40 ° C. for 10 minutes to measure the enzyme activity
It was 10 u / ml. Here, the enzyme activity 1u refers to the amount of the enzyme which decomposes the total arabinan of the substrate to produce 1 μM arabinose per minute.

【0037】(C)アラビナンの分解例1 2%総アラビナン液(アラビノース純度72%,0.1Mリン酸バ
ッファー、pH6.5)1.0ml に酵素0.08U を添加して40℃で
18Hr反応後、更に酵素を0.08U 再添加して74Hrまで反応
を継続した。反応液を高速液体クロマトグラフィーで分
析したところ、総アラビノースの83.3% が遊離生成して
いた。
(C) Decomposition example of arabinan 1 0.08 U of the enzyme was added to 1.0 ml of 2% total arabinan solution (arabinose purity 72%, 0.1 M phosphate buffer, pH 6.5), and the mixture was added at 40 ° C.
After the 18Hr reaction, 0.08U of the enzyme was added again, and the reaction was continued until 74Hr. When the reaction solution was analyzed by high performance liquid chromatography, 83.3% of the total arabinose was released.

【0038】(D)アラビナンの分解例2 2.5%総アラビナン液(アラビノース純度71.8%,0.1Mリン
酸バッファー,pH6.5)1.0ml に酵素0.1Uを添加して40℃
で18Hr反応後、更に酵素を0.1U再添加して74Hrまで反応
を継続した。反応液を高速液体クロマトグラフィーで分
析したところ、総アラビノースの74.5% が遊離生成して
いた。
(D) Decomposition example of arabinan 2 0.1 U of the enzyme was added to 1.0 ml of 2.5% total arabinan solution (arabinose purity 71.8%, 0.1 M phosphate buffer, pH 6.5) and the mixture was heated at 40 ° C.
After the reaction for 18 hours, the enzyme was further added again by 0.1 U, and the reaction was continued until 74 hours. Analysis of the reaction solution by high performance liquid chromatography revealed that 74.5% of the total arabinose was released.

【0039】実施例2 実施例1と同様に培養・除菌して得た培養上澄みに75%
飽和になるように硫安を添加し、4 ℃で一夜放置した
後、生じた沈殿を遠心分離して集めた。この沈殿画分を
pH6.5,0.1Mリン酸バッファーに溶解し、更に同バッファ
ーに対して透析脱塩して粗酵素液を得た。粗酵素液は同
バッファーで酵素活性が15u /ml になるように希釈、調
整した。
Example 2 75% of the culture supernatant obtained by culturing and removing bacteria in the same manner as in Example 1
Ammonium sulfate was added to reach saturation, and the mixture was allowed to stand at 4 ° C. overnight, and the resulting precipitate was collected by centrifugation. This precipitate fraction is
It was dissolved in a phosphate buffer of pH 6.5 and 0.1 M and further dialyzed against the same buffer to obtain a crude enzyme solution. The crude enzyme solution was diluted and adjusted with the same buffer so that the enzyme activity became 15 u / ml.

【0040】(E)アラビナンの分解例3 2%総アラビナン液(アラビノース純度72%,0.1Mリン酸バ
ッファー,pH6.5)1.0ml に実施例2で調整した粗酵素0.
08U を添加して40℃で18Hr反応後、更に酵素を0.08U 再
添加して74Hrまで反応を継続した。反応液を高速液体ク
ロマトグラフィーで分析したところ、総アラビナン中の
アラビノースの80.2% が遊離生成した。
(E) Decomposition example 3 of arabinan Crude enzyme prepared in Example 2 in 1.0 ml of 2% total arabinan solution (arabinose purity 72%, 0.1 M phosphate buffer, pH 6.5) was added.
After adding 08 U and reacting at 40 ° C. for 18 hours, the enzyme was further added again with 0.08 U to continue the reaction until 74 hours. When the reaction solution was analyzed by high performance liquid chromatography, 80.2% of arabinose in total arabinan was liberated and produced.

【0041】比較例1 (G)酵素液の調製 財団法人 発酵研究所より購入したIF03007株を
実施例1の(B)と同じ方法で培養し、酵素液を調製
し、実施例1の方法で酵素活性を測定したところ5.3u/
mlであった。
Comparative Example 1 (G) Preparation of Enzyme Solution The IF03007 strain purchased from the Fermentation Research Institute was cultured by the same method as in (B) of Example 1, and an enzyme solution was prepared. When the enzyme activity was measured, 5.3u /
ml.

【0042】(H)アラビナンの分解例4 2%アラビナン液450 μL(アラビノース純度72%,0.1Mリ
ン酸バッファー,pH6.5)に酵素0.07u を添加して45時間
反応後、反応液を高速液体クロマトグラフィーで分析し
たところ、総アラビノースの82% が遊離生成した。
(H) Example 4 of decomposition of arabinan 0.07 u of the enzyme was added to 450 μL of 2% arabinan solution (arabinose purity 72%, 0.1 M phosphate buffer, pH 6.5), and the reaction was carried out for 45 hours. Analysis by liquid chromatography revealed that 82% of the total arabinose was released.

【0043】比較例2 (I)酵素液の調製 財団法人 発酵研究所より購入したIF03108株を
比較例1の(G)と同様に酵素液を調製した。酵素活性
は4.7u/mlであった。
Comparative Example 2 (I) Preparation of Enzyme Solution An enzyme solution was prepared from the IF03108 strain purchased from the Fermentation Research Institute, in the same manner as in (G) of Comparative Example 1. The enzyme activity was 4.7u / ml.

【0044】(J)アラビナンの分解例5比較例1 の(H)と同様に2%アラビナン液450μLに酵素
0.06uを添加して45時間反応後、反応液を高速液体クロ
マトグラフィーで分析したところ、総アラビノースの81
%が遊離生成した。
(J) Decomposition example 5 of arabinan As in (H) of Comparative Example 1 , the enzyme was added to 450 μL of a 2% arabinan solution.
After adding 0.06 u and reacting for 45 hours, the reaction mixture was analyzed by high performance liquid chromatography to find that 81% of total arabinose was present.
% Was liberated.

【0045】比較例3 (I)酵素液の調製 財団法人 発酵研究所より購入したIF014140株
比較例1の(G)と同様に酵素液を調製した。酵素活
性は1.8u/mであった。
Comparative Example 3 (I) Preparation of Enzyme Solution An enzyme solution was prepared from the IF014140 strain purchased from the Fermentation Research Institute, in the same manner as in (G) of Comparative Example 1 . The enzyme activity was 1.8 u / m.

【0046】(J)アラビナンの分解例5比較例1 の(H)と同様に2%アラビナン液450μLに酵素
0.06uを添加して68時間反応後、反応液を高速液体クロ
マトグラフィーで分析したところ、総アラビノースの81
%が遊離生成した。
(J) Decomposition of Arabinan 5 In the same manner as in (H) of Comparative Example 1 , the enzyme was added to 450 μL of a 2% arabinan solution.
After reacting for 68 hours after adding 0.06 u, the reaction mixture was analyzed by high performance liquid chromatography to find that the total arabinose was 81%.
% Was liberated.

【0047】比較例4 (I)酵素液の調製 アメリカタイプカルチャーコレクションより購入したAT
CC6633株を比較例1の(G)と同様に酵素液を調製した。
酵素活性は1.7u/mlであった。
Comparative Example 4 (I) Preparation of Enzyme Solution AT purchased from American Type Culture Collection
An enzyme solution was prepared for the CC6633 strain in the same manner as in (G) of Comparative Example 1 .
The enzyme activity was 1.7u / ml.

【0048】(J)アラビナンの分解例5比較例1 の(H)と同様に2%アラビナン液450μLに酵素
0.06uを添加して72時間反応後、反応液を高速液体クロ
マトグラフィーで分析したところ、総アラビノースの82
%が遊離生成した。
(J) Decomposition of arabinan 5 In the same manner as in (H) of Comparative Example 1 , the enzyme was added to 450 μL of a 2% arabinan solution.
After reacting for 72 hours after adding 0.06 u, the reaction mixture was analyzed by high performance liquid chromatography to find that 82% of the total arabinose was present.
% Was liberated.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上要するに、この発明はバチルス・サ
ブチリス種菌から得られたビートアラビナン分解酵素を
用いて、ビートパルプ中の総アラビナンを高い分解限度
で分解するものであり、その工業的有用性は大きい。
In summary, the present invention is to decompose total arabinan in beet pulp at a high decomposition limit using beet arabinan degrading enzyme obtained from Bacillus subtilis spp. Is big.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Agric.Biol.Chem.54 [4](1990)p.879−889 農芸化学会誌 54[7](1980)p. 561−567 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12P 19/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (56) References Agric. Biol. Chem. 54 [4] (1990) p. 879-889 Journal of the Japanese Society of Agricultural Chemistry 54 [7] (1980) p. 561-567 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C12P 19/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バチルス・サブチリウス(Bacillus sub
tilis)H−4(FERM P−15482)を培養してビートアラ
ビナン分解酵素を得、該酵素を用いてビートパルプ中の
総ビートアラビナンを分解してアラビノースを得ること
を特徴とするビートアラビナンよりアラビノースを製造
する方法。
1. Bacillus subtilius (Bacillus subtilius)
tilis) H-4 (FERM P-15482) is cultured to obtain beet arabinan-degrading enzyme, and the enzyme is used in beet pulp.
A method for producing arabinose from beet arabinan, comprising decomposing total beet arabinan to obtain arabinose.
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