JP3905141B2 - Method for producing oligosaccharide - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はオリゴ糖の製造に関するものである。本発明で得られるオリゴ糖は、テアンデロース、分枝オリゴ糖等である。テアンデロースは、蔗糖のグルコース残基の６位にグルコシル基の１位がα−グルコシド結合した３糖類である。低カロリー、抗う触性であり、食品の補湿剤、甘味剤に利用されている。分枝オリゴ糖は、イソマルトース、パノース、イソマルトトリオース、イソマルトテトラオースなどの分子内にα−１，６グルコシド結合を有し、他にα−１，４結合を有するか、または有しないグルコースよりなるオリゴ糖である。非発酵性糖質として日本酒やみりんのコク味をつけるためのボディ補強剤や、低粘度の物性と難結晶性、難老化性を有するため、菓子などの食品の物性改良材として利用されている。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テアンデロースは、蔗糖と可溶性澱粉または澱粉分解物にα−グルコシダーゼ、またはグルコシル基を転移させる能力を有する微生物菌体を作用させ、製造している。（例えば、特開平２−１２８６９５号、特開平４−１４８６９３号）
分枝オリゴ糖は、澱粉分解物や、マルトース、マルトトリオース等にα−グルコシダーゼを作用させ、製造している。（例えば、特開平３−１８７３９０号、特開平６−１４８７２号）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
テアンデロースを製造するために、α−アミラーゼによる澱粉分解物を使用するに際し、澱粉分解物の分解度が低いと、α−グルコシダーゼの作用が遅くなり、また分解度が高いものや、マルトースを使用すると、分解物中のグルコースや副生物のグルコースが高濃度となるという欠点がある。グルコースは発酵性の糖でありまた、加熱により着色し易く好ましくない。グルコースを除くため、膜やクロマトグラフにより分画するとコストが高くなる。
澱粉分解物やマルトースにα−グルコシダーゼを作用させた場合、テアンデロースは製造できない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討の結果、マルトトリオースを主成分として生成するアミラーゼまたはマルトテトラオースを主成分として生成するアミラーゼを作用させた澱粉分解物が、分解度が高いにもかかわらず、グルコースとマルトース含量が少なくこの澱粉分解物と蔗糖に、α−グルコシダーゼを作用させることにより、グルコース含量の少ないオリゴ糖のシロップが製造できることを発見し、本発明を完成した。マルトトリオースまたはマルトテトラオースを主成分として生成するアミラーゼを作用させた澱粉分解物と蔗糖に、α−グルコシダーゼを作用させるテアンデロースの製造方法は、これまで試みられていなかった。
【０００５】
本発明に使用できるマルトトリオースを主成分として生成するアミラーゼは、例えば、ストレプトマイセス属のアミラーゼやバチルス属のアミラーゼ、ミクロバクテリウム属のアミラーゼが挙げられる。また、マルトテトラオースを主成分として生成するアミラーゼとしては、シュードモナス属のアミラーゼやバチルス属のアミラーゼが挙げられる。また同時に、プルラナーゼ、イソアミラーゼを作用させても良い。
【０００６】
本発明に使用する澱粉は、コーンスターチ、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、タピオカ澱粉等が使用でき、通常、α−アミラーゼや酸により、ＤＥ５〜２５の範囲に分解したものを使用する。
α−グルコシダーゼはアスペルギルス属やムコール属のものが使用できる。また、グルコシル基を転移する能力を有するムコール属の菌体や菌体抽出液も使用できる。
マルトトリオースまたはマルトテトラオースを主成分として生成するアミラーゼと、α−グルコシダーゼは同時に作用させても良いが、アミラーゼを作用させた後に、α−グルコシダーゼを作用させても良い。
【０００７】
基質濃度は、澱粉分解物５〜２０％、蔗糖５〜２０％の範囲が良く、これよりも低濃度では、効率が悪くなり、高濃度では反応時間が長くなる。アミラーゼの濃度は澱粉１ｇあたり１〜１０ｕ、α−グルコシダーゼは５０〜５００ｕの範囲で添加すれば良い。反応温度は４０〜６０℃、ｐＨは４〜９の範囲が好ましい。反応時間は酵素量によって変わるが、５〜４８時間反応させればよい。反応後のシロップは、加熱等による酵素失活後、活性炭処理、脱塩などの通常の方法によりさらに精製しても良い。以上の方法により、グルコース含有量の少ない、テアンデロースや分岐オリゴ糖を高濃度に含むシロップを得ることができる。
【０００８】
【作用】
マルトトリオースを主成分として生成するアミラーゼ、またはマルトテトラオースを主成分として生成するアミラーゼを澱粉に作用させると、マルトトリオース、マルトテトラオース含量が高く、マルトース、グルコース含量の少ない、分解度の高い澱粉分解物を得ることができる。この澱粉分解物と蔗糖に、α−グルコシダーゼを作用させると、グルコース含量の少ないテアンデロース、分岐オリゴ糖を高濃度に含むシロップを得ることができる。
【０００９】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
実施例１
３０％のＤＥ１５の澱粉液化液（コーンスターチ使用）に、ＨＭＴ（ミクロバクテリウム属のマルトトリオースを主成分として生成するアミラーゼ、天野製薬（株）製）を澱粉１ｇ当たり５ｕと、プルラナーゼ「アマノ」（クレブシイエラ属のプルラナーゼ、天野製薬（株）製）を澱粉１ｇ当たり２ｕ添加し、温度５０℃、ｐＨ７．０で４８時間反応した。ＤＥは３２となった。加熱失活後、水と蔗糖を添加し、蔗糖濃度１０％、澱粉分解物濃度１０％になるように調製し、トランスグルコシダーゼＬ「アマノ」（アスペルギルス属のα−グルコシダーゼ、天野製薬（株）製）を澱粉分解物１ｇ当たり４００ｕ添加し、温度５５℃、ｐＨ５．５で８時間反応させた。加熱失活し、テアンデロース、分岐オリゴ糖を高含量に含むシロップを得た。この組成を表１に示す。
【００１０】
比較例１
実施例１の澱粉分解物に変えて、クライスターゼ（バチルス属の液化型α−アミラーゼ、大和化成（株）製）のみにより、ＤＥ３２まで分解した澱粉（コーンスターチ使用）を使用し、同様の操作を行った。この組成を表１に示す。
【００１１】
比較例２
実施例１の澱粉分解物に変えて、マルトースを使用し、同様の操作を行った。この組成を表１に示す。
【表１】
Ｇ１はグルコース、Ｇ２はマルトース、Ｇ３はマルトトリオース、Ｇ４はマルトテトラオース、Ｇ５以上は重合度５以上のマルトオリゴ糖、ＧＦは蔗糖、Ｇ２Ｆはテアンデロース、Ｇ３Ｆはテアンデロースにグルコースが１つ付加した４糖類、分枝Ｇ２はイソマルトース、分枝Ｇ３はパノース、分枝Ｇ４はイソマルトテトラオースを示す。
以上の結果より明らかに、マルトトリオースを主成分として生成するアミラーゼを作用させた澱粉分解物を使用した実施例１は比較例１、２に比べて、グルコース含量が少なく、かつテアンデロース、重合度４以上の分岐オリゴ糖の含量が多い組成となっている。
【００１２】
実施例２
実施例２のマルトトリオースを主成分として生成するアミラーゼに代えて、シュードモナス属のマルトテトラオースを主成分として生成するアミラーゼを使用して澱粉分解物を得た。これを使用し、実施例１と同様の操作を行った。この組成を表２に示す。
【表２】
Ｇ１はグルコース、Ｇ２はマルトース、Ｇ３はマルトトリオース、Ｇ４はマルトテトラオース、Ｇ５以上は重合度５以上のマルトオリゴ糖、ＧＦは蔗糖、Ｇ２Ｆはテアンデロース、Ｇ３Ｆはテアンデロースにグルコースが１つ付加した４糖類、分枝Ｇ２はイソマルトース、分技Ｇ３はパノース、分枝Ｇ４はイソマルトテトラオースを示す。
この結果より明らかに、比較例１、２に比べて、グルコース含量が少ない組成となっている。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は以上のように、構成されているので、グルコース含量の少ない、テアンデロース、分岐オリゴ糖の含量の高いシロップを得ることができる。また、分岐オリゴ糖も４糖以上の分岐オリゴ糖の含量が高くなる。グルコース含量が少ないため、食品に使用する際、加熱による着色が少ない。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to the production of oligosaccharides. The oligosaccharide obtained by the present invention is theandelose, branched oligosaccharide or the like. Theandelose is a trisaccharide in which the 1-position of the glucosyl group is α-glucoside-bonded to the 6-position of the glucose residue of sucrose. It is low calorie and anti-tactile and is used as a food moisturizer and sweetener. Branched oligosaccharides have an α-1,6 glucoside bond in the molecule such as isomaltose, panose, isomaltotriose, isomalttetraose, and other α-1,4 bonds. It is an oligosaccharide composed of glucose. As a non-fermentable saccharide, it is used as a body reinforcing agent to add sake and mirin rich taste, and as a physical property improver for foods such as confectionery because it has low viscosity properties, poor crystallinity, and aging resistance. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, theandelose is produced by the action of microbial cells having the ability to transfer α-glucosidase or glucosyl group to sucrose and soluble starch or starch degradation products. (For example, JP-A-2-128695, JP-A-4-148893)
Branched oligosaccharides are produced by allowing α-glucosidase to act on starch degradation products, maltose, maltotriose or the like. (For example, JP-A-3-187390, JP-A-6-14872)
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When using a starch degradation product by α-amylase to produce theandelose, if the degradation rate of the starch degradation product is low, the action of α-glucosidase becomes slow, and if the degradation rate is high or maltose is used However, there is a disadvantage that the glucose in the decomposition product and the by-product glucose become high concentration. Glucose is a fermentable sugar and is not preferred because it is easily colored by heating. In order to remove glucose, fractionation with a membrane or chromatograph increases the cost.
Theandelose cannot be produced when α-glucosidase is allowed to act on a starch degradation product or maltose.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied, and as a result, an amylase that produces maltotriose as a main component or an amylase that produces maltotetraose as a main component acts on a starch degradation product. In spite of its high glucose content, it has been found that oligosaccharide syrup with low glucose content can be produced by allowing α-glucosidase to act on this starch degradation product and sucrose with low glucose and maltose content. . A method for producing theandelose in which α-glucosidase is allowed to act on a starch degradation product and sucrose in which amylase that produces malttriose or maltotetraose as a main component is allowed to act has not been attempted.
[0005]
Examples of the amylase that produces maltotriose as a main component that can be used in the present invention include Streptomyces amylase, Bacillus amylase, and Microbacterium amylase. Examples of the amylase that produces maltotetraose as a main component include Pseudomonas amylase and Bacillus amylase. At the same time, pullulanase or isoamylase may be allowed to act.
[0006]
As the starch used in the present invention, corn starch, potato starch, sweet potato starch, tapioca starch and the like can be used, and those which are decomposed into a range of DE5 to 25 by α-amylase or acid are usually used.
As α-glucosidase, those of the genus Aspergillus or Mucor can be used. In addition, cells of the genus Mucor having the ability to transfer a glucosyl group and cell extracts can also be used.
An amylase that produces maltotriose or maltotetraose as a main component and α-glucosidase may be allowed to act simultaneously, but α-glucosidase may be allowed to act after amylase is allowed to act.
[0007]
The substrate concentration is preferably in the range of 5 to 20% starch degradation product and 5 to 20% sucrose. The lower the concentration, the lower the efficiency, and the higher the reaction time. The concentration of amylase may be added in the range of 1 to 10 u per gram of starch, and α-glucosidase in the range of 50 to 500 u. The reaction temperature is preferably 40 to 60 ° C. and the pH is preferably 4 to 9. The reaction time varies depending on the amount of enzyme, but it may be reacted for 5 to 48 hours. The syrup after the reaction may be further purified by an ordinary method such as activated carbon treatment or desalting after enzyme deactivation by heating or the like. By the above method, it is possible to obtain a syrup having a low glucose content and containing theandelose and branched oligosaccharides at a high concentration.
[0008]
[Action]
When amylase produced mainly from maltotriose or amylase produced mainly from maltotetraose is allowed to act on starch, the content of maltotriose and maltotetraose is high, maltose and glucose are low, and the degree of degradation is low. A high starch degradation product can be obtained. When α-glucosidase is allowed to act on the starch degradation product and sucrose, a syrup containing a high concentration of theandelose and branched oligosaccharides having a low glucose content can be obtained.
[0009]
【Example】
Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to such examples.
Example 1
30% DE15 starch liquefied liquid (using corn starch), HMT (amylase produced from maltotriose of microbacterium genus, manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.) as 5u per 1g starch, pullulanase "Amano" (Kurebsiella pullulanase, Amano Pharmaceutical Co., Ltd.) was added in an amount of 2 u per 1 g of starch, and reacted at a temperature of 50 ° C. and a pH of 7.0 for 48 hours. DE was 32. After heat inactivation, water and sucrose are added to prepare a sucrose concentration of 10% and a starch degradation product concentration of 10%. Transglucosidase L “Amano” ) Was added in an amount of 400 u per 1 g of the starch decomposition product and reacted at a temperature of 55 ° C. and a pH of 5.5 for 8 hours. The mixture was inactivated by heating to obtain a syrup containing a high content of theandelose and branched oligosaccharides. This composition is shown in Table 1.
[0010]
Comparative Example 1
In place of the starch degradation product of Example 1, starch (decomposed using corn starch) that had been degraded to DE32 only with Christase (a liquefied α-amylase of Bacillus genus, manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.) was used, and the same operation was performed. went. This composition is shown in Table 1.
[0011]
Comparative Example 2
The same operation was performed using maltose instead of the starch degradation product of Example 1. This composition is shown in Table 1.
[Table 1]
G1 is glucose, G2 is maltose, G3 is maltotriose, G4 is maltotetraose, G5 or higher is a malto-oligosaccharide with a degree of polymerization of 5 or higher, GF is sucrose, G2F is theandelose, and G3F is a glucose added to theandelose 4 Sugar, branch G2 is isomaltose, branch G3 is panose, branch G4 is isomalttetraose.
Obviously from the above results, Example 1 using a starch degradation product in which an amylase produced with maltotriose as a main component was used had a lower glucose content than that of Comparative Examples 1 and 2, and theandelose and degree of polymerization. The composition has a high content of 4 or more branched oligosaccharides.
[0012]
Example 2
Instead of the amylase that produces maltotriose as the main component in Example 2, an amylase that produces malttetraose of the genus Pseudomonas as the main component was used to obtain a starch degradation product. Using this, the same operation as in Example 1 was performed. This composition is shown in Table 2.
[Table 2]
G1 is glucose, G2 is maltose, G3 is maltotriose, G4 is maltotetraose, G5 or higher is a malto-oligosaccharide with a degree of polymerization of 5 or higher, GF is sucrose, G2F is theandelose, and G3F is a glucose added to theandelose 4 Sugars, branch G2 is isomaltose, branch G3 is panose, branch G4 is isomalttetraose.
Clearly from this result, it has a composition with less glucose content than Comparative Examples 1 and 2.
[0013]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, a syrup having a low glucose content and a high content of theandelose and branched oligosaccharides can be obtained. In addition, the content of branched oligosaccharides having 4 or more sugars also increases. Since it has a low glucose content, it is less colored by heating when used in foods.
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