JP3238192B2 - 動植物中の有用成分を濃縮し精製する方法 - Google Patents

動植物中の有用成分を濃縮し精製する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、動植物中の有用な配糖体成分を
効率的に濃縮分離し精製する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】動植物中には、種々の有用成分が存在す
る。例えば、漢方薬等のように古くから経験的にその薬
理効果が知られ、利用されているものがある。近年、種
々の研究により、漢方薬等の有用成分の多くは配糖体で
あることが明らかにされてきた。例えば、甘草中のグリ
チルリチン、柴胡中のサイコサポニン、薬用人参中のジ
ンセノサイド、黄ごん中のバイカリン、アロエ中のバイ
カリン、梔中のゲニポサイド等である。動物由来のもの
としては、海参中のホロトキシンAおよびB、五倍子中
のペンタ−ω−ジガロイル−β−グルコース、蟾酥中の
カルデノライドの配糖体等が知られている。
【0003】そして、従来、これら動植物中の有用成分
(例えば、漢方薬においては薬効成分)を利用する場
合、一般的には熱水抽出し(煎じて)、それをそのまま
服用してきた。しかしながら、この熱水抽出物中には薬
効成分以外のものも含まれ、それらが不快なにおいや苦
味、渋味等を発現し、漢方薬等を服用しにくいものにし
てきた。また、薬効成分の抽出効率も十分に高いとは言
えず、その効果を期待するためには多量に服用する必要
があった。さらに、濃縮方法も加熱濃縮、凍結乾燥等の
方法に頼っており、薬効成分のみならず、不要な成分ま
で濃縮されるという欠点があった。
【0004】そのため、従来の方法で薬効成分のみを得
ようとすると、種々の精製手段を用いねばならず、多大
な設備と技術と労力が必要である。例えば、味覚変換物
質および糖質吸収抑制物質として最近注目されているギ
ムネマ酸の場合、ギムネマの葉をノーマルヘキサン抽
出、次いで温水抽出を繰り返し、酸沈澱したものをアル
コールに溶解し、これを濃縮して粗ギムネマ酸とする。
これをRP−2カラムクロマトグラフィーにかけ、その
活性画分を逆相疎水(ODS)カラムクロマトグラフィ
ーを繰り返すことにより精製している。粗ギムネマ酸以
降の精製方法は実験室レベルのもので、大量の精製ギム
ネマ酸を得ようとすると、極めて困難である。また、動
植物由来の色素等を利用する際も、薬効成分の場合と同
様に抽出効率、濃縮方法等に種々問題がある。したがっ
て、その精製にも多大な設備と技術と労力が必要であ
る。
【0005】よって、動植物中の有用な配糖体成分のみ
を選択的に効率よく濃縮分離し精製する方法を開発する
ことを目的とした。
【0006】本発明は、酵素の糖転移反応を利用し、有
用成分である配糖体に糖鎖を付加し、高分子化すること
により選択的に配糖体を水に不溶性化して濃縮分離し、
次いで、この水不溶性区分の糖鎖を加水分解することに
より、容易に有用成分である配糖体を分離・精製しよう
とするものである。本発明にいう動植物とは、海参、五
倍子、蟾酥、黄ごん、アロエ、地黄、薬用人参、梔、甘
草、芍草、柴胡、大黄等をいう。本発明にいう有用成分
の配糖体(以下、アクセプターという)とは、グリチル
リチン、ゲニポサイド、ステビオサイド、サリシン、ホ
ロトキシンAおよびホロトキシンBからなる群より選ば
れる配糖体である
【0007】本発明において、糖転移反応を行わせるに
は、1,4−α−D−グルカン:4−α−D−(1,4
−α−D−グルカノ)−トランスフェラーゼ(E.C.2.4.
1.19) (以下、CGTアーゼという)、または、1,4
−α−D−グルカン:1,4−α−D−グルカン 4−
α−D−グリコシルトランスフェラーゼ(E.C.2.4.1.2
5) (以下、D−酵素という)を使用する。
【0008】これらの酵素反応の条件は、常法による。
好ましくは温度20〜75℃、ドナーの濃度は0.1〜
30%好ましくは1〜20%、アクセプターの濃度は
0.1〜30%好ましくは1〜20%、酵素の濃度は2
〜100単位/mlとなるようにして反応を開始させ
る。反応時間は1〜数10時間、好ましくは2〜24時
間程度が適している。反応は100℃、5分間加熱する
ことにより停止する。その後4℃に2時間以上放置し、
目的糖化合物の高分子区分を沈澱させる。また、その上
清の低分子区分は、さらにドナーと酵素を加えて反応を
継続し沈澱として回収する。ここでいうドナーとは、オ
リゴ糖、アミロース、アミロペクチン、可溶性でんぷ
ん、サイクロデキストリン(環状デキストリン、以下C
Dという)等をいう。アミロースおよびアミロペクチン
は、でんぷんの構成成分である。サイクロデキストリン
(CD)は、グルコースが6〜8個α−1,4結合で環
状に結合した物質で、グルコースが6、7、8個のもの
をそれぞれα−CD、β−CD、γ−CDという。オリ
ゴ糖とは、シュークロース、マルトース、イソマルトー
ス、セロビオースゲンチオビオース、マルトトリオー
ス、パノース、スタキオース等、数個の単糖がグリコシ
ド結合によって脱水縮合したもので、通常10糖程度ま
でをいう。
【0009】加水分解反応には、1,4−α−D−グル
カン グルコヒドロラーゼ(E.C.3.2.1.3)
(以下、グルコアミラーゼという)、もしくは、α−D
−グルコシド グルコヒドロラーゼ(E.C.3.2.
1.20)(以下、α−グルコシダーゼという)を使用
する。または、1,4−α−D−グルカン グルカノヒ
ドロラーゼ(E.C.3.2.1.1)(以下、α−ア
ミラーゼという)、もしくは、1,4−α−D−グルカ
ン マルトヒドロラーゼ(E.C.3.2.1.2)
(以下、β−アミラーゼという)を、上記のグルコアミ
ラーゼもしくはα−グルコシダーゼと共存させて使用す
る。これらの酵素反応の条件は、常法による。分離した
水不溶性区分を20〜80℃の温水、より好ましくは3
0〜75℃の温水に懸濁せしめ、、酵素の濃度は1〜1
00単位/mlとなるようにして反応を開始させる。反
応時間は1〜数10時間、好ましくは2〜24時間程度
が適している。反応は100℃、5分間加熱することに
より停止する。
【0010】
【作用】動植物からの粗抽出液にα−CD、可溶性でん
ぷん等のドナーを加え、CGTアーゼまたはD−酵素を
作用させ、抽出液中の配糖体に糖鎖を付加して選択的に
析出させる。この析出物を回収し、グルコアミラーゼ、
α−アミラーゼ等の加水分解酵素で糖鎖を分解する。一
般に、天然の配糖体のアグリコン(非糖質部)と糖との
結合はβ−グルコシド結合である。一方、CGTアー
ゼ、または、D−酵素などで付加した糖鎖はα−グルコ
シド結合である。それゆえ、α−グルコシド結合のみを
分解する加水分解酵素を用いれば、目的の配糖体を得る
ことができる。そして、この加水分解酵素による分解物
を活性炭等で処理すれば、目的の配糖体と分解された糖
鎖は容易に分別できる。すなわち、従来、単離精製が極
めて困難であった配糖体でも、例えば、CGTアーゼ
の反応、グルコアミラーゼの反応、活性炭による分
別の3段階のステップで精製することができる。
【0011】各酵素の作用は以下のとおりである。CG
Tアーゼは、でんぷんに作用してグルコース6〜8個か
らなる環状デキストリン(サイクロデキストリン、C
D)を生成する酵素として知られているが、CD及びで
んぷんの存在下で適当なアクセプターに作用させると、
CD及びでんぷんをドナーとして、アクセプターにグル
コース基をα−1,4結合で転移させる。そして、該グ
ルコース鎖をα−1,4結合で伸長させ、高分子の水不
溶性の物質を生成する。D−酵素は、例えば、マルトト
ライオースに作用し、グルコースのほか各種マルトオリ
ゴ糖を生成する酵素として知られているが、高濃度オリ
ゴ糖をドナーとし、適当なアクセプターがあれば、これ
にグルコース基をα−1,4結合で転移させ、該グルコ
ース鎖をα−1,4結合で伸長させて高分子の水不溶性
の物質を生成する。グルコアミラーゼおよびα−グルコ
シダーゼは、両者ともα−1,4−グルコシド鎖を非還
元末端から加水分解する酵素である。α−アミラーゼ
は、α−1,4−グルカンをエンド型で加水分解する酵
素であり、β−アミラーゼは、α−1,4−グルカンの
非還元末端から順次マルトース単位で加水分解する酵素
である。α−アミラーゼまたはβ−アミラーゼをグルコ
アミラーゼもしくはα−グルコシダーゼと共存させて使
用することにより、付加した糖鎖をより効率的に分解す
ることができる。
【0012】
【実施例】
〔実施例1〕甘草根2gに100mlの50%エタノー
ルを加え、ホモジナイズし抽出した。該抽出液からエタ
ノールを除去し、これにドナーとしてα−CDを10%
(W/W)になるように加え、30℃の恒温とした。次
いで、CGTアーゼを8単位/mlとなるように加えて
反応を開始させた。16時間後、100℃、5分間の加
熱により反応を停止させた。これを4℃に3時間放置
し、反応生成物を析出させた。この析出物を収集し、高
速液体クロマトグラフィー(HPLC)や薄層クロマト
グラフィー(TLC)を用いて分析したところ、分子量
2000〜20000の物質であった。また、該物質の
グルコアミラーゼ処理(37℃で3時間反応)によりグ
リチルリチンとグルコースを生じた。これらのことか
ら、該物質はグリチルリチンにグルコースが10〜42
個結合した化合物であると確認された。さらに、グリチ
ルリチンに対してドナーのα−CDの添加量が多くなれ
ばなるほど、グリチルリチンに糖鎖が付加された該物質
の分子量が大きくなり反応液中に析出し易いものが増加
した。また、該物質は唾液中のアミラーゼ等により容易
に分解され、グリチルリチンを放出した。すなわち、該
物質を摂取した際にはグリチルリチンの生理作用が発現
され得る。
【0013】〔実施例2〕梔の果実10gに200ml
の50%エタノールを加え、ホモジナイズし抽出した。
該抽出液からエタノールを除去し、これにドナーとして
可溶性でんぷんを20%(W/W)になるように加え、
40℃の恒温とした。次いで、CGTアーゼを20単位
/mlとなるように加えて反応を開始させた。以下、上
記実施例1と同様の操作を行い、反応生成物を分析した
ところ、該物質はゲニポサイドにグルコースが10〜4
0数個結合した化合物であることが確認できた。この時
のゲニポサイドの回収率は43.4%であった。また、
反応溶液上清を同様に分析したところ、ゲニポサイドに
グルコースが1〜9個結合した化合物が存在することが
分かった。そこで、反応溶液上清に可溶性でんぷんを追
添加して酵素反応を継続させ、上記と同様に、析出物と
してさらにゲニポサイドの糖付加物を回収することがで
きた。これらの析出物を合わせ水洗し、再び温水に分散
し、グルコアミラーゼを作用させた。その結果、該析出
物はゲニポサイドとグルコースとに分解された。この分
解液に活性炭を加えるとゲニポサイドのみが吸着される
ので、グルコースを水で洗い流し、次いでメタノールで
ゲニポサイドを溶出した。溶出されたゲニポサイドはH
PLC的に単一なものであった。
【0014】〔実施例3〕ステビア葉2gに100ml
の50%エタノールを加え、ホモジナイズし抽出した。
該抽出液からエタノールを除去し、これにドナーとして
α−CDを6.7%(W/W)になるように加え、37
℃の恒温とした。次いで、CGTアーゼを8単位/ml
となるように加えて反応を開始させた。以下、上記実施
例2と同様の操作を行い、反応生成物を分析したとこ
ろ、ステビオサイドにグルコースが1〜40数個結合し
た化合物であった。このうち、グルコースが10数個以
上結合したものは、4℃に3時間静置すると沈澱した。
該沈澱物を温水に溶解し、β−アミラーゼを作用させる
ことによりステビオサイドを回収した。この時のステビ
オサイドの回収率は79.2%であった。また、ステビ
オサイドにグルコースが10個以下結合したものは、4
℃に3時間静置後その上清に残存したが、実施例2と同
様にして回収することができた。
【0015】〔実施例4〕モデル実験としてステビア葉
2gにサリシンを200mg加え、実施例3と同様の操
作を行ったところ、サリシンにグルコースが10〜40
数個結合した化合物が得られた。この時のサリシンの回
収率は72.8%であった。
【0016】〔実施例5〕実施例2の抽出物上清にドナ
ーとしてマルトトライオースを5%(W/W)になるよ
うに加え、40℃の恒温とした。次いで、D−酵素を1
0単位/mlとなるように加えて反応を開始させた。以
下、上記実施例2と同様の操作を行い、反応生成物を分
析したところ、実施例2とほぼ同様の結果がえられた。
【0017】〔実施例6〕海参10gについて実施例1
と同様に処理し、海参中のホロトキシンAおよびBを単
離した。この時のホロトキシンAおよびBの回収率は、
それぞれ52.3%と48.6%であった。
【0018】以上説明したように、本発明の方法を用い
ることにより、動植物中の有用な前記特定の配糖体成分
を選択的に効率よく濃縮し分離回収し、さらには精製
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 隆久 大阪市阿倍野区昭和町1丁目18−1 301 (56)参考文献 特開 平2−131592(JP,A) 特開 平3−27293(JP,A) 特開 昭63−196297(JP,A) 特開 平3−58791(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12P 19/00 - 19/64

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動植物から抽出された水溶液であって、
    グリチルリチン、ゲニポサイド、ステビオサイド、サリ
    シン、ホロトキシンAおよびホロトキシンBからなる群
    より選ばれる配糖体を含有する水溶液に、グルコース基
    のドナーと糖転移酵素を加えて前記配糖体とグルコース
    基のドナーとを反応させて、配糖体にグルコースが10
    個以上40数個以下付加した水不溶性の配糖体糖鎖付加
    物を生成させ、該配糖体糖鎖付加物のみを分離回収する
    ことを特徴とする動植物中の配糖体成分の濃縮分離方
    法。
  2. 【請求項2】 前記糖転移酵素が、1,4−α−D−グ
    ルカン:4−α−D−(1,4−α−D−グルカノ)−
    トランスフェラーゼ(EC2.4.1.19)、また
    は、1,4−α−D−グルカン:1,4−α−D−グル
    カン 4−α−D−グコシルトランスフェラーゼ(E
    C2.4.1.25)であることを特徴とする請求項1
    記載の動植物中の配糖体成分の濃縮分離方法。
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