JP6219444B2 - プルラン含有粉末とその製造方法並びに用途 - Google Patents

Description

本発明はプルラン含有粉末とその製造方法並びに用途に関するものであり、詳細には、煩雑な精製工程を経ずに廉価に製造することができ、かつ、優れた特性を示す新規なプルラン含有粉末とその製造方法、並びにその用途に関するものである。

プルランは、良く知られているとおり、真菌類の一種であるオーレオバシディウム・プルランス（Ａｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕｍ ｐｕｌｌｕｌａｎｓ）に属する微生物によって産生される無色、無臭の水溶性多糖であり、基本的にマルトトリオースがα−１，６結合により繰り返し結合した直鎖状のα−グルカンである。プルランは、通常、水飴などの糖質や澱粉を炭素源として製造される安全で可食性の多糖である。また、水溶性で、接着性が強く、造膜性に優れるなどの特性を備えているために、食品、医薬品などの結着剤やコーティング材として、また、可食性フィルム、色素などの各種成分を分散させたシート、さらには、食品や医薬品分野で使用される機能性成分を含有する顆粒を封入したカプセル等の各種成形物として、食品を始め、化粧品、医薬品などの幅広い分野で使用されている。

例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３にはプルランフィルムの製造方法が、特許文献４及び特許文献５にはプルランフィルムの食品包装への用途が、特許文献６にはプルランを主成分とする結着剤が、特許文献７にはプルランフィルム又はプルラン皮膜を用いる酸化防止方法が、特許文献８にはプルランフィルム中に甘味料を分散させたフィルム状ダイエット甘味料が、特許文献９及び特許文献１０にはプルランフィルム中に薬剤等を分散させるフィルム状製剤が、それぞれ開示されている。また、非特許文献１にはプルラン膜の製造とその利用についての概説が述べられ、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、及び非特許文献６には可食性フィルムとしてのプルランフィルムの製法や用途が紹介されている。

本出願人は、先に、特許文献１１、特許文献１２、及び特許文献１３において、炭素源として水飴などの糖質や澱粉部分分解物を含有する培地でオーレオバシディウム・プルランスに属する微生物を培養することによって、プルラン及びプルラン含有粉末を工業的規模で製造する方法を開示した。プルランは前記微生物の培養物中に産生され、プルランを含む培養物は、遠心分離又は濾過などによって微生物の菌体を除去し、必要に応じて脱色、脱塩された後、メタノールなどの有機溶媒を加えて精製される。すなわち、プルランはメタノールには不溶であるが、プルラン以外の夾雑糖質は、通常、水性メタノールに可溶であるので、上記培養物にメタノールなどの有機溶媒を加えてプルランを沈殿させ、沈殿と上清とを分離することによって、夾雑糖質を除去することができる。この有機溶媒の添加と沈殿と上清の分離という操作を繰り返すことによって、プルランは精製され、その純度を高めることができる。精製されたプルランは適宜の粉末化工程を経てプルラン含有粉末とされる。特許文献１４、特許文献１５、及び特許文献１６には、上述のようにして精製、製造されたプルランを用いるフィルム、被覆膜、シート、カプセル等の成形物の製造方法が開示されている。

しかし、プルランを含有する培養物に有機溶媒を加えてプルランを沈殿させ、これを上清と分離するという溶媒沈殿によるプルランの精製工程には、多量の有機溶媒が必要であり、使用した有機溶媒を蒸留などの手段によって回収するとしても、回収するための装置や有機溶媒に要する費用を無視できず、製品コストが上昇してしまうという不都合がある。また、有機溶媒を添加してプルランを沈殿させて分離するという精製操作自体も煩雑で手間暇が掛かり、結局のところ、得られるプルラン含有粉末の価格を上昇させる結果となる。このため、上記のような精製工程を経て製造されたプルラン含有粉末は、例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、及び特許文献１７に記載されているとおり、『試薬用プルラン』、又は分子量測定時の分子量標準となる『プルラン標準試料』、医薬品分野における『血漿増量剤』などの特殊用途に使用されるにとどまっている。因みに、プルランからなる分子量マーカーとしては、特許文献１８に、アミド結合型シリカ充填カラムを用いる順相分配モードの高速液体クロマトグラフィーによって分離、精製されたプルランが開示されている。

上記の事情に鑑み、本出願人は、特許文献１９において、培養条件を調整することによって、溶媒沈殿による精製工程を経ずに、固形物あたりのプルラン含量を約５０質量％以上、望ましくは約５５乃至９０質量％まで高めたプルラン高含有物とその製造方法並びに用途を開示した。このプルラン高含有物は、溶媒沈殿による煩雑な精製工程を経ずに製造されるので、簡便に製造でき廉価であるという利点を有している。また、本出願人は、特許文献２０において、α，α−トレハロースを含有させることで湿度変化に対する安定性を高めたプルラン高含有物とその用途を、特許文献２１において、グルコースを構成糖とする非還元性糖質を均質に含ませることによって湿度変化に対する安定性を高めたプルラン含有粉末を、特許文献２２において、プルラン分解酵素を用いてプルランを分解し、質量平均分子量／数平均分子量の比が低減されたプルランを製造する方法を、それぞれ開示している。

その後、本出願人は、上記特許文献１９で得た知見をさらに発展させ、溶媒沈殿による精製工程を経ずに、プルラン含量を９０質量％以上にまで高めたプルラン含有粉末を開発し、食品、医薬品、化粧品向けの汎用のプルラン含有粉末として、『ＰＩ−２０』（株式会社林原商事販売）、及び『ＰＦ−２０』（株式会社林原商事販売）という２種のプルラン含有粉末を製品化した（非特許文献１、非特許文献２、及び非特許文献３参照）。これら２種のプルラン含有粉末は、その後、『ＰＩ−２０』とほぼ同等品である『食品添加物プルラン』（株式会社林原商事販売）に統合され、現在ではこの『食品添加物プルラン』が市販されている。『食品添加物プルラン』は、接着力、付着力、被膜性、潤滑性に優れるとともに、安全であり、かつ、比較的廉価であるので、汎用のプルラン含有粉末として、食品用の増粘剤、接着剤、粘着剤、被膜剤としてはもとより、フィルム状に加工して、瞬時に水に溶ける無地フィルムや、可食性インキを用いて印刷する印刷フィルム、食品、香料等を練り込んだブレンドフィルムなどとして、幅広い分野に使用されている。

しかし、本発明者らが得たその後の知見によれば、上記『食品添加物プルラン』は、種々の優れた特性を有してはいるものの、これを用いて製造されたプルランフィルムは、その厚さにもよるが、折り曲げたり、湾曲させるなどして応力集中箇所が生じると、時としてその応力集中箇所からひび割れたり破断して、使用に適さなくなるという欠点がある。また、上記『食品添加物プルラン』は、プルラン含量が９０質量％以上に達しているものの、プルラン含量や含まれるプルランの分子量分布が、製造ロット毎に一定せず、溶解性や結着力などの面で一定した品質のものが得られ難いという欠点を有している。すなわち、本発明者らが確認したところによれば、『食品添加物プルラン』におけるプルラン含量は、９０質量％以上ではあるものの、通常、製造ロットごとに約９０乃至９６質量％の範囲で変動する。この変動に伴い、含まれるプルラン以外の夾雑糖質の含量も、約４乃至１０質量％程度の範囲で変動することになり、夾雑糖質の含量に２倍以上もの変動幅があると、当然のことながら、プルラン含有粉末の溶解性や結着性などにも影響が及び、溶解性や結着力などの面で一定した品質のものが得られ難いという問題がある。同様に、含まれるプルランの分子量分布に変動があると、プルラン含有粉末に含まれるプルラン自体の溶解性や結着力に影響が及び、夾雑糖質含量の変動と相俟って、プルラン含有粉末の溶解性や結着力が変動することになる。このため、『食品添加物プルラン』をフィルムをはじめとする成形物に用いた場合、得られた成形物の強度、溶解性、崩壊性などの物性が、極端な場合には、『食品添加物プルラン』の製造ロットごとに異なることになる。例えば、医薬品は、投与した後の有効成分の吸収、分布、代謝、排泄などの生体内での動態が一定していることが要求され、それに用いられる医薬品添加物は医薬品の薬理作用に影響を及ぼさず体内動態が安定に維持されるものでなければならないが、従来の『食品添加物プルラン』を医薬品添加物として、例えば医薬品の錠剤等の結着剤として用いた場合には、有効成分の溶け出す速度が製品毎に一定しなくなり、生体内での薬物動態に影響を及ぼす懸念がある。このように、『食品添加物プルラン』は、食品用としてはともかく、強度や溶解性、結着力などの物性が恒常的で薬効成分の体内動態が常に一定であることが要求される医薬品用、或いは医薬部外品用や化粧品用などの添加物としては、必ずしも十分なものとはいえない。プルランや、プルラン含有成形物の用途を、食品にとどまらず、食品以外の医薬品、医薬部外品、化粧品など、製品毎にばらつきのない恒常的で一定した品質の製品の提供が要求される分野に拡大するためには、また、食品などの従来から『食品添加物プルラン』が用いられている分野であっても、プルランフィルムなどのプルラン含有成形物により高い強度が要求される用途にさらに拡大するためには、汎用のプルラン含有粉末である『食品添加物プルラン』が有している上記の欠点を解消することが不可欠である。

特公昭５９−４２９１号公報 特開昭５９−１１１８１７号公報 特開平５−２８５９６９号公報 特開昭５７−１５５９７５号公報 特表２００９−５３９７１９号公報 特許第３３５０８２３号公報 特公昭５２−６３４６号公報 特公昭６０−１６２１７号公報 特公平７−５５３号公報 特開２００５−２１１２４号公報 特公昭５１−３６３６０号公報 特公昭５１−４２１９９号公報 特公昭５５−４２６３５号公報 特開昭４８−２１７３９号公報 特公昭５５−２７０９９号公報 特公昭５８−５０６６５号公報 特公昭６０−４９１６４号公報 特許第３０１２９１７号公報 特許第３２３２４８８号公報 特許第４２０３３２２号公報 特開２００３−９６１０３号公報 特開２００４−２６１１３２号公報

中村敏、『油化学』、第３４巻、第１０号、８６５−８７１頁、１９８５年 中村敏、『ジャパンフードサイエンス』、第２５巻、第４号、６１−６７頁、１９８６年 中村敏、『食品工業』、第３０巻、第１０号、株式会社光琳発行、３３−３９頁、１９８７年 田中良直、『包装技術』、第２９巻、第８号、８５２−８５９頁、１９９１年 竹内叶、『コンバーテック』、第２８巻、第９号、１７−１９頁、２０００年 『食の科学』、通巻２７７号、３月号、株式会社光琳発行、９６−９９頁、２００１年

本発明は、従来のプルラン含有粉末が有する上記の欠点を解消するために為されたもので、溶媒沈殿などによる煩雑な精製工程を経ずに製造され、かつ、フィルムに成形したときに従来品よりも高い破断強度を示すとともに、夾雑糖の含量が極めて少ないレベルに安定的に維持された一定の組成を有し、好ましくは、含まれるプルランの分子量分布が一定の範囲内にあるプルラン含有粉末とその製造方法、並びにそのようなプルラン含有粉末の用途を提供することを課題とするものである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、種々試行錯誤を繰り返す中で、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物から人為的に創製した変異株の中に、炭素源としてグルコース及びマルトースを含む選択培地で培養したときに、プルランの生成量は親株と同程度であるものの、プルラン以外の糖質、すなわち夾雑糖質の割合が親株よりも有意に少ない幾つかの変異株を見出した。これらの変異株のうち、夾雑糖質の割合が最も少ない変異株を選択し、これを炭素源としてグルコース及びマルトースを含有する培地中で培養して、その培養物から、有機溶媒を用いてプルランを沈殿させる溶媒沈殿による精製工程を経ることなく、常法に基づいてプルラン含有粉末を製造したところ、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の代謝産物としてのマンニトールがわずかに含有されるものの、夾雑糖質含量が上記『食品添加物プルラン』よりも有意に少ないプルラン含有粉末が得られた。このプルラン含有粉末を用いて常法によりプルランフィルムを成形したところ、その破断強度は、上記『食品添加物プルラン』を用いて得られたプルランフィルムよりも有意に高かった。さらに、このプルラン含有粉末は、製造ロットにかかわらず、夾雑糖質含量が極めて少ないレベルに安定的に維持され、糖質組成がほぼ一定であるとともに、含まれるプルランの分子量分布が安定的に一定の範囲内にあるので、上記破断強度だけでなく、水に対する溶解性や他の物質相互を結合する結着力などの点でも常に一定した品質が期待でき、例えば、フィルム、シート、錠剤、顆粒などの医薬品、医薬部外品、化粧品などに用いられる成形物に成形した場合にも、強度、溶解性、崩壊性などの物性面において一定の品質を維持することができる。従って、医薬品、医薬部外品、化粧品などに要求される一定で恒常的な物性を有する成形物を得ることができ、特に医薬品に用いても、溶解性や崩壊性のばらつきなどにより有効成分の体内動態に影響を及ぼす恐れがないことから、このプルラン含有粉末は、医薬品添加物としても用いることができる。本発明はこれらの知見に基づいて為されたものである。

すなわち、本発明は、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の変異株を、炭素源としてグルコース及びマルトースを含む培地で培養して得られる培養物から、夾雑糖質を除去する工程を経ることなく製造されたプルラン含有粉末であって、７５容積％水性メタノールに不溶のプルラン画分と可溶の夾雑糖質画分とからなり、アントロン−硫酸法に基づいて求められる、粉末全体に含まれる全糖質含量に対する夾雑糖質画分に含まれる夾雑糖質含量の割合が３質量％以下であるとともに、マンニトールを含有することを特徴とするプルラン含有粉末を提供することによって、上記の課題を解決するものである。

本発明のプルラン含有粉末は、上記のとおり、粉末全体に含まれる全糖質含量に対する夾雑糖質画分に含まれる夾雑糖質含量の割合が３質量％以下と極めて少ないことを大きな特徴としているが、前記全糖質含量及び前記夾雑糖質含量は、いずれも、アントロン−硫酸法に基づいて求められるものである。アントロン−硫酸法は、周知のとおり、アントロンによる呈色反応を利用した糖質の定量方法であり、該呈色反応による吸光度が糖質の量に比例した値として得られるので、その値に基づいて糖の量を測定することができる。なお、グルコースを構成糖とする糖質を定量する場合、Ｄ−グルコースを標準物質として用いることにより、Ｄ−グルコース換算量として求めることができる。アントロン−硫酸法は、『食品添加物公定書』（第８版）、日本食品添加物協会発行、２００７年、５７２−５７３頁（『プルラン』の項）においても、プルランの純度試験における『単糖類及び少糖類』の測定方法として採用されている。上記『食品添加物公定書』記載の方法は、斯界におけるプルラン純度の測定方法として広く認知された標準的な方法であるので、本発明においては、後述する実験２−３に示すとおり、上記『食品添加物公定書』記載の「単糖類及び少糖類」の測定方法に準じて、粉末全体に含まれる全糖質含量に対する夾雑糖質含量の割合を求めた。

ただし、糖質の中には、例えば、後述するマンニトールのように、アントロン−硫酸法では呈色せず、検出することのできない糖質が存在し、アントロン−硫酸法に基づいて求められる全糖質含量及び夾雑糖質含量は、必ずしも、厳密な意味での全糖質含量及び夾雑糖質含量に対応するものではないけれども、本明細書においては、特段の断りがない限り、アントロン−硫酸法に基づいて求められる全糖質含量を単に「全糖質含量」、アントロン−硫酸法に基づいて求められる夾雑糖質画分中の夾雑糖質含量を単に「夾雑糖質含量」と呼ぶことにする。

因みに、プルラン含有粉末におけるプルラン含量は、プルラン画分におけるプルラン含量を、夾雑糖質含量に準じて、アントロン−硫酸法に基づいて求めるようにしても良いが、本発明のプルラン含有粉末は、プルラン画分と夾雑糖質画分からなる粉末であるので、前記全糖質含量から前記夾雑糖質含量を減算することによって、より簡便に求めることができる。したがって、本発明のプルラン含有粉末において、全糖質含量に対する夾雑糖質含量の割合が３質量％以下ということは、プルラン画分におけるプルラン含量は、全糖質含量の９７質量％以上ということになる。なお、このプルラン含量には、当然のことながら、マンニトールのようなアントロン−硫酸法では検出されない糖質の量は含まれていない。このように、本発明のプルラン含有粉末においては、夾雑糖質は含まれてはいるものの、その量は最大でも全糖質含量の３質量％と極めて少量であるので、仮に、０質量％超から３質量％の範囲で夾雑糖質含量が変動したとしても、残りの９７質量％以上のプルランに対しての変動割合は小さく、全体として、本発明のプルラン含有粉末における全糖質組成はほぼ一定であるといえる。

また、本発明のプルラン含有粉末は、上記のとおり、マンニトールを含有することを他の大きな特徴としている。マンニトールは、培養に用いる炭素源の種類にもよるけれども、通常、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の代謝産物として培養物中に含まれる物質である。しかし、マンニトールは、水性メタノールに可溶であるので、培養物が有機溶媒を用いる溶媒沈殿によって精製される場合には除去されてしまう。したがって、マンニトールが除去されずに粉末中に含まれているということは、本発明のプルラン含有粉末が、有機溶媒を用いる溶媒沈殿などによって夾雑糖質を除去する工程を経ることなく製造されたプルラン含有粉末であることを示している。当該プルラン含有粉末においては、アントロン−硫酸法により呈色せず検出することのできない糖質成分が、通常、無水物換算で２質量％程度存在し、その主成分はマンニトールである。

因みに、マンニトールの量は、例えば、後述する実験４に示す高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）分析によって求めることができる。前記ＨＰＬＣ分析によるマンニトールの検出限界は、通常、０．０１質量％程度と考えられるので、本発明のプルラン含有粉末がマンニトールを含有しているとは、粉末中にマンニトールを無水物換算で０．０１質量％以上含有していることを意味する。また、培養に用いる炭素源の種類にもよるが、本発明のプルラン含有粉末に含まれるマンニトールの含量は、通常、無水物換算で２質量％を超えることはない。なお、マンニトールは、７５容積％水性メタノールには可溶であるので、通常は、夾雑糖質画分に含まれるが、前述したとおり、アントロン−硫酸法で検出されないので、前記夾雑糖質含量には含まれていない。

以上のとおり、本発明のプルラン含有粉末は、マンニトールを含有し、有機溶媒を用いる溶媒沈殿などによって夾雑糖質を除去する工程を経ることなく製造されたプルラン含有粉末であるにもかかわらず、夾雑糖質含量が全糖質含量の３質量％以下と極めて少量である。このようにマンニトールを含みつつ、かつ、夾雑糖質含量が極めて少量であるプルラン含有粉末は、本出願人の知る限り、本願出願前には存在せず、新規なプルラン含有粉末である。

本発明のプルラン含有粉末は、プルラン含有粉末を成形して得た厚さ１００μｍのフィルム、より詳細には、プルラン含有粉末の２０質量／容積％水溶液を平板上に流延した後、２５℃で乾燥し、さらに相対湿度２２％の雰囲気で調湿して得られる厚さ１００μｍのフィルムが、断面積１ｍｍ^２の突刺し試験用アダプターを用いて行われる突刺し強度試験において、２０ＭＰａ以上の突刺し破断強度を示す。この突刺し破断強度は、後述する実験で示すとおり、上記『食品添加物プルラン』を用いて得られたプルランフィルムよりも有意に高く、本発明のプルラン含有粉末が、溶媒沈殿などによるプルランの精製工程を経ることなく製造される、いわば「汎用品」であるにもかかわらず、フィルムに成形した場合、突刺し破断強度が大きいという優れた特性を有していることを示している。

また、本発明は、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の変異株を、炭素源としてグルコース及びマルトースを含む培地で培養する工程、得られた培養物を菌体除去、脱色、脱塩、濃縮、及び粉末化する工程を含み、夾雑糖質の除去工程を含まないことを特徴とするプルラン含有粉末の製造方法を提供することによって上記の課題を解決するものである。

本発明の製造方法において使用されるオーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の変異株は、夾雑糖質の除去工程を経ることなく、本発明のプルラン含有粉末を製造することができる限り、どのような変異株であっても良く、特定のものに限られるわけではないが、例えば、その好適な一例としては、後述のオーレオバシディウム・プルランス Ｓ−２株（特許生物寄託センター受託番号ＦＥＲＭ ＢＰ−１１２６１）の変異株を挙げることができる。このような変異株は、本明細書の開示に基づけば、Ｓ−２株を親株として、これに慣用の変異手法と後記の実験において述べるスクリーニング手法を適用することによって、得ることができる。すなわち、後述する実験１に示すとおり、Ｓ−２株を慣用の変異手法でランダムに変異させ、得られた変異株について、炭素源としてグルコース及びマルトースを含む培地中で培養したときに培養物中に含まれるプルラン以外の夾雑糖質の含量を指標にスクリーニングを行い、その含量が親株であるＳ−２株よりも有意に少ないものを選択すれば良い。

上記のようにして得られた変異株の中で、好適に使用できる変異株の一例としては、例えば、変異株ＭＡ４４６株（特許生物寄託センター受託番号ＦＥＲＭ ＢＰ−１１２５０）を挙げることができる。

本発明のプルラン含有粉末によれば、溶媒沈殿などの煩雑な精製工程を経ることなく製造される安価なプルラン含有粉末でありながら、フィルムに成形した場合、突刺し破断強度が大きいので、例えば、プルランフィルムとして、より広い用途に使用することができるという利点が得られる。また、本発明のプルラン含有粉末の製造方法によれば、溶媒沈殿などの煩雑な精製工程を要することなく、簡便かつ廉価に、上記のような優れた利点を備えたプルラン含有粉末を製造することができるという利点が得られる。

また、本発明は、本発明のプルラン含有粉末を少なくとも原料の一部に用いて製造されるプルラン含有成形物を提供することによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、本発明のプルラン含有粉末は、上述したとおり、溶媒沈殿などによるプルランの精製工程を経ることなく製造される、いわば「汎用品」であるにもかかわらず、フィルムに成形した場合、突刺し破断強度が大きいという優れた特性を有している。加えて、本発明のプルラン含有粉末は、夾雑糖質含量が３質量％以下と極めて低く、高いプルラン純度を有し、製造ロットが異なっても糖質組成がほぼ一定に維持されているとともに、好ましくは、含まれるプルランの分子量分布が一定の範囲内にあるので、破断強度はもとより、溶解性や結着力などの物性においても変動やばらつきが少なく、医薬品添加物として、有効成分の体内動態が常に一定であることが要求される医薬品、医薬部外品、化粧品などに用いることができる。医薬品等に用いられる形態としては、フィルムのみならず、例えば、シート、錠剤、顆粒、繊維などの成形物として、或いは、被覆剤、糖衣剤、賦形剤、粘着剤などとして、さらには、液剤として用いるための要時溶解型の固体製剤とすることができ、医薬品、医薬部外品、化粧品などに要求される一定で恒常的な物性を有する成形物を得ることができる。とりわけ、医薬品に用いた場合、本発明のプルラン含有粉末は、溶解速度や崩壊速度、破断強度などの物性面で、製品毎にばらつきがなく、溶解性や崩壊性のばらつきなどにより有効成分の体内動態に影響を及ぼす恐れがないことから、医薬品添加物として用いることができる。なお、本発明のプルラン含有粉末は、医薬品製造において一般に用いられる周知の方法によりパイロジェンフリーとすることにより、注射剤等に用いるための要時溶解型の固体製剤の原料としても用いることもできる。

本発明のプルラン含有粉末の水溶液をゲル浸透クロマトグラフィーに供して得られた溶出パターンである。 『食品添加物プルラン』の水溶液をゲル浸透クロマトグラフィーに供して得られた溶出パターンである。 本発明のプルラン含有粉末の７５容積％水性メタノール可溶の夾雑糖質画分の水溶液をゲル浸透クロマトグラフィーに供して得られた溶出パターンである。 『食品添加物プルラン』の７５容積％水性メタノール可溶の夾雑糖質画分の水溶液をゲル浸透クロマトグラフィーに供して得られた溶出パターンである。 本発明のプルラン含有粉末を成形して得たフィルムの放射光によるＸ線小角散乱分析における、散乱角２θの範囲が０．００１乃至０．１°の回折パターンである。 本発明のプルラン含有粉末を成形して得たフィルムの放射光によるＸ線小角散乱分析における、散乱角２θの範囲が０．０１乃至２°の回折パターンである。

本発明のプルラン含有粉末は、前述したとおり、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の変異株を、炭素源としてグルコース及びマルトースを含む培地で培養して得られる培養物から、夾雑糖質を除去する工程を経ることなく製造されたプルラン含有粉末であり、７５容積％水性メタノールに不溶のプルラン画分と可溶の夾雑糖質画分とからなり、粉末全体に含まれる全糖質含量に対する夾雑糖質含量の割合が３質量％以下であるとともに、マンニトールを含有することを特徴とするプルラン含有粉末である。なお、７５容積％水性メタノールとは、水とメタノールを容積比１：３で混合した混液を意味する。

オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の変異株は、その培養物から、夾雑糖質を除去する工程を経ることなく、本発明のプルラン含有粉末を製造することができる限り、どのような変異株であっても良い。用いる親株としては、例えば、「上田誠之助、『工業化学雑誌』、第６７巻、７５７−７６０頁、１９６４年」に記載されたプルラン産生菌であるプルラリア（Ｐｕｌｌｕｌａｒｉａ ｓｐ．） Ｓ−２株を用いることができる。なお、プルラリア属は、現在、オーレオバシディウム（Ａｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕｍ）属として分類されており、オーレオバシディウム属には、オーレオバシディウム・プルランス（Ａｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕｍ ｐｕｌｌｕｌａｎｓ）１種のみが知られている。Ｓ−２株は、プルランを産生し、また、後述するとおり、オーレオバシディウム・プルランスと極めてよく一致する培養性状を有することから、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物であると同定され、茨城県つくば市東１丁目１番地１ 中央第６所在の独立行政法人産業技術総合研究所、特許生物寄託センターにおいて、平成２２年６月２８日付で、受託番号ＦＥＲＭ ＢＰ−１１２６１として寄託されている。

本発明で用いるオーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の変異株を得るには、上記Ｓ−２株に、例えば、「杉山純多等編、『新版微生物化学実験法』、株式会社講談社サイエンティフィック、１９９９年３月２０日発行、１２６−１３３頁」に記載された、紫外線照射や変異剤による薬剤処理などの斯界にて通常行なわれる突然変異処理を施して変異株を得、得られた変異株について、炭素源としてグルコース及びマルトースを含む培地中で培養したときに培養物中に含まれるプルラン以外の夾雑糖質の含量を指標にスクリーニングを行い、その含量が親株であるＳ−２株よりも有意に少ないものを選択すれば良い。後述する実験１には、スクリーニングの手法の一例が詳述されている。本発明に用いる変異株としては、炭素源としてグルコース及びマルトースを含む選択培地で培養した場合に、培養物中に含まれるプルラン以外の夾雑糖質の含量が、親株であるＳ−２株を同培地で培養した場合よりも下回るものが望ましく、より好ましくは、親株であるＳ−２株を同培地で培養した場合の５０％以下となるものが望ましい。

上記のとおり、本発明のプルラン含有粉末は決して特定の変異株の培養物から製造されるものに限られるわけではないが、本発明のプルラン含有粉末を製造することができる好適な変異株の具体例としては、上記オーレオバシディウム・プルランス Ｓ−２株に突然変異を施して得られた変異株オーレオバシディウム・プルランス ＭＡ４４６株を挙げることができる。変異株ＭＡ４４６株は、親株であるＳ−２株と同様、プルランを産生し、また、後述するとおり、オーレオバシディウム・プルランスと極めてよく一致する培養性状を有することから、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物であると同定され、茨城県つくば市東１丁目１番地１ 中央第６所在の独立行政法人産業技術総合研究所、特許生物寄託センターにおいて、平成２２年４月３０日付で、受託番号ＦＥＲＭ ＢＰ−１１２５０として寄託されている。

因みに、親株であるＳ−２株及び変異株ＭＡ４４６株の培養性状は以下のとおりである。
＜Ｓ−２株及び変異株ＭＡ４４６株の培養性状＞
ポテトデキストロース寒天培地（ポテト浸出液末４．０ｇ、ブドウ糖２０．０ｇ、寒天１５．０ｇ、精製水１，０００ｍｌ、ｐＨ５．６）上で２７℃で好気的に生育し、暗黒色の色素を産生する。変形して移動する様子や子実体の形成は認められない。有性生殖は観察されず、菌糸に隔壁が認められる。生育約４日以降に、単性房状出芽型の分生子を形成し、直鎖状の菌糸先端もしくは中間から出芽型分生子を生じる。成熟した分生子は単胞として存在し、無色、滑面。

変異株の培養に用いる培地としては、基本的に、培養後に培地に含まれる夾雑糖質の含量が少なく、培養物から夾雑糖質の除去工程を経ずに、本発明のプルラン含有粉末を製造することができる限り特に制限はなく、プルラン産生のためにオーレオバシディウム・プルランスに属する微生物を培養するのに用いられる培地と同様に、炭素源、窒素源、有機栄養源、無機物質などを適宜含有した培地を使用することができる。

炭素源としては、グルコース及びマルトースを含有する糖質混合物が用いられ、望ましくは、グルコース及びマルトースを含有するデキストロース・イクイバレント（以下、「ＤＥ」と表す）５０乃至９０の糖質、さらに望ましくは、グルコース及びマルトースをそれぞれ無水物換算で１０質量％以上含有する糖質を用いるのが望ましい。炭素源としてグルコース又はマルトースのいずれか又は双方を欠く場合には、培養物の夾雑糖質の含量がそれほど低くならず、本発明のプルラン含有粉末を製造することが困難になる。また、炭素源として用いる糖質のＤＥが５０未満又は９０超である場合には、プルランの生成が少なくなって得られるプルラン含有粉末におけるプルランの含量が低下し、相対的に夾雑糖質の含量が増加するので、好ましくない。なお、培地中の炭素源の濃度は５乃至２０質量／容積％とするのが望ましい。

窒素源としては、アンモニウム塩、硝酸塩などの無機窒素源またはグルタミン酸塩、ペプトン、酵母エキス、コーンスティープリカーなどの有機窒素源などから選ばれる１種または２種以上が用いられる。他に無機物質として燐酸塩、マグネシウム塩、鉄塩などが適宜用いられる。培養は通気しながら撹拌又は振盪して好気的に行なうのが望ましい。培養温度としては、オーレオバシディウム・プルランスの生育に適する２７℃が好適である。培養時間としては、炭素源が消費されてプルランの産生量がほぼ最大となり夾雑糖質の含量が低下してほぼ一定となるまで行なうのが望ましい。また、必要により、プルランの産生量を増大させたり所望の分子量とするために、培地に適宜のｐＨ調節剤を添加したり、間歇的または連続的に培養液を抜出しつつ新鮮な栄養培地を適宜供給・補足することにより培養液の希釈速度を調整しながら連続培養を行なうことも随意である。

上記のようにして得られた培養物から、遠心分離や濾過などの慣用されている適宜の方法で菌体を除去することにより、プルランを含む培養上清を得ることができる。得られた培養上清を、常法により、脱色、脱塩、濃縮、乾燥、粉末化することによって、本発明のプルラン含有粉末を得ることができる。

脱色処理としては、通常、粉末活性炭を用いた濾過が行なわれる。また、脱塩処理には、通常、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂が用いられる。カチオン交換樹脂としては、例えば、『ダイヤイオンＰＫ２１８』（三菱化学株式会社製造）や、『ダイヤイオンＳＫ−１Ｂ』（三菱化学株式会社製造）など、アニオン交換樹脂としては、『ダイヤイオンＷＡ３０』（三菱化学株式会社製造）や、『アンバーライトＩＲＡ４１１』（オルガノ株式会社販売）などの市販のイオン交換樹脂を適宜用いることができる。

乾燥及び粉末化は、常法に基づいて行えば良く、例えば、乾燥後、得られたブロックを粉砕して粉末化しても良いし、噴霧乾燥法によって、乾燥と粉末化を同時に行うようにしても良い。

上記のようにして得られる本発明のプルラン含有粉末は、粉末全体に含まれる全糖質含量に対する夾雑糖質含量が３質量％以下、換言すれば、プルラン含量が９７質量％以上と安定しており、より好ましくは、粉末全体に含まれる全糖質含量に対する夾雑糖質含量が１質量％以下、換言すれば、プルラン含量が９９質量％以上と極めて安定しており、かつ、マンニトールを含有している。

因みに、本発明のプルラン含有粉末において、夾雑糖質画分における夾雑糖質には、グルコース重合度３乃至９０の糖質が含まれている。グルコース重合度３乃至９０の糖質とは、具体的には、後述する実験４に記載のとおり、プルラン含有粉末の７５容量％水性メタノールに可溶な夾雑糖質画分をゲル浸透クロマトグラフィー（以下、「ＧＰＣ」と略称する）に供した際に、グルコース重合度３乃至９０に相当する分子量、すなわち、ＧＰＣにより求められる平均分子量には一定の誤差が含まれることを考慮して、分子量５００乃至１５，０００ダルトンの範囲に検出される成分である。

本発明のプルラン含有粉末においては、上記のグルコース重合度３乃至９０の糖質の含量は、粉末全体に含まれる全糖質含量の２質量％以下が望ましい。グルコース重合度３乃至９０の糖質の含量が２質量％を超えると、フィルムに成形したときに、所期の突刺し破断強度が得られない場合があるので好ましくない。因みに、上記グルコース重合度３乃至９０の糖質は、これにプルラナーゼを作用させた場合に、主成分としてマルトトリオースと少量のマルトテトラオースを生成することから、基本的にマルトトリオースがα−１，６結合により重合したプルラン様の構造を有する糖質であると考えられる。ただし、この糖質はプルラン様の構造を有するものの、７５容積％水性メタノールに可溶な低分子量の糖質である。

前述したとおり、培地に用いる炭素源の種類にもよるが、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の培養物には、通常、当該微生物の代謝産物であるマンニトールが含まれている。マンニトールは７５容積％水性メタノールに可溶であり、溶媒沈殿などによって夾雑糖質の除去を行わない限り、上記培養物から製造されるプルラン含有粉末に含まれることになる。したがって、プルラン含有粉末中にマンニトールが含まれていることは、当該プルラン含有粉末が溶媒沈殿などによる夾雑糖質の除去工程を経ずに製造されたものであることを示している。前述したとおり、マンニトールはアントロン−硫酸法では検出されないが、プルラン含有粉末中のマンニトールの量は、例えば、後述する実験４で用いる高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）分析によって求めることができる。本発明のプルラン含有粉末におけるマンニトールの量は、無水物換算で、通常、プルラン含有粉末の０．０４質量％以上であり、２質量％を超えることはない。

本発明のプルラン含有粉末の主成分であるプルランの分子量は、フィルムに成形したときに所期の突刺し破断強度が得られる限りにおいて特に制限はないが、ＧＰＣ分析に基づく質量平均分子量（以下、Ｍｗと表す）として約５０，０００乃至１，０００，０００ダルトンが望ましく、約５０，０００乃至５００，０００ダルトンがより望ましい。Ｍｗが５０，０００ダルトンを下回るとフィルムに成形するのが困難となるので好ましくなく、また、１，０００，０００ダルトンを上回るとその水溶液の粘度が高くなり過ぎて取り扱い難いという問題を生じる場合がある。

また、オーレオバシディウム・プルランスに属する微生物の培養物から、脱色、脱塩、濃縮、乾燥、及び粉末化工程を経て、溶媒沈殿などの夾雑糖質の除去工程を経ることなく製造されるプルラン含有粉末においては、分子量分布の指標となるプルランの数平均分子量（以下、Ｍｎと表す）に対するＭｗの値（すなわちＭｗ／Ｍｎ）は、通常、約１０乃至７０となる。本発明のプルラン含有粉末において、Ｍｗ／Ｍｎの値は、フィルムに成形したときに所期の突刺し破断強度が得られる限りにおいて特に制限はないが、１００以下が好適であり、より好適には約１０乃至７０の範囲が良い。Ｍｗ／Ｍｎの値が１００を超えるもの、すなわち分子量分布がより広い場合は、造膜性が不安定でフィルムに成形した場合に安定して突き刺し破断強度の高いものが得られにくい。

本発明のプルラン含有粉末は、白色で粉末としての流動性に優れ、従来のプルラン含有粉末と同様、水に対して良好な溶解性を示す。本発明のプルラン含有粉末は、用途に応じて、その他の材料、例えば、プルラン以外の多糖類、増量剤、賦形剤、充填剤、増粘剤、界面活性剤、発泡剤、消泡剤、ｐＨ調節剤、安定剤、難燃剤、離形剤、抗菌剤、着色剤、着香剤、栄養物、嗜好物、呈味物、薬効物質及び生理活性物質から選ばれる１種または２種以上の、食品、医薬品、医薬部外品及び化粧品分野で一般に使用される成分と混合して使用することも随意である。また、本発明のプルラン含有粉末は成形物の具体例としてフィルムに成形した場合に突刺し破断強度に優れ、従来のプルラン含有粉末と同様の良好な溶解性を有しながらフィルムとしての使用耐性に優れたものであるので、食品、医薬品、及び化粧品等の分野において用いられるフィルム、シートやコーティングの原材料として有利に利用できる。なお、本発明のプルラン含有粉末をフィルム等に成形する場合、剥離剤としてショ糖脂肪酸エステルなどの糖脂肪酸エステルを含む界面活性剤を用いることができる。

また、本発明のプルラン含有粉末は、上記のとおり、水に対する良好な溶解性とフィルム等に成形されたときの高い強度とを併せ持ち、しかも、全糖質中の夾雑糖質含量が３質量％以下でプルラン含量が９７質量％以上とプルラン純度が高く、糖質組成がほぼ一定しており、しかも、含まれるプルラン自体の分子量分布が安定して一定の範囲内にあるので、これを成形物に用いる場合には、当該成形物に常に一定した強度や溶解速度、崩壊速度をもたらすことを期待できる。したがって、本発明のプルラン含有粉末は、食品のみならず、医薬品添加物として、有効成分の体内動態が常に一定であることが要求される医薬品、医薬部外品、化粧品などに用いることができ、フィルムはもとより、シート、ガーゼや手術糸などに用いられる繊維などの成形物として、或いは、錠剤や顆粒剤を調製する際の賦形剤、結着剤又はコーティング剤などとして、さらには、液剤として用いるための要時溶解型の固体製剤とすることができる。このようにして得られた化粧品、医薬品、及び医薬部外品においては、製品毎にばらつきのない安定的で恒常的な一定の品質を有し、特に医薬品においては、溶解性や崩壊性のばらつきなどにより有効成分の体内動態に影響を及ぼす恐れがない。

本発明のプルラン含有粉末を少なくとも原料の一部に用いて製造される成形物には、本発明のプルラン含有粉末以外に、それぞれの分野で汎用されている各種成分を適宜配合することができる。上記成形物が化粧品又はその中間製品である場合には、パック、マスク、浴用剤、口中清涼フィルムなどの形態とすることができ、例えば、パラオキシ安息香酸エステル、塩化ベンザルコニウム、ペンタンジオールなどの防腐剤、アルブチン、エラグ酸、テトラヒドロクルクミノイド、ビタミンＰなどの美白剤、グリチルリチン酸、カンゾウ抽出物などの抗炎症剤、ラクトフェリン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、感光素１０１号、感光素３０１号などの細胞賦活剤、エラスチン、ケラチン、尿素、セラミドなどの保湿剤、スクワラン、ワセリン、トリ−２−エチルヘキサン酸セチルなどの油剤、カラギーナン、カルボキシメチルセルロース、ローカストビーンガム、カルボキシビニルポリマーなどの水溶性高分子、１，３−ブチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、マルチトールなどのアルコール類などを、それぞれ１種又は２種以上、単独又は適宜組み合わせて、配合することができる。

また、上記成形物が医薬品又は医薬部外品或いはその中間製品である場合には、顆粒、錠剤、糖衣錠などの形態とすることができ、例えば、アザチオプリン、シクロスポリン、シクロフォスファミド、メソトレキサート、タクロリムス水和物、ブスルファンなどの免疫抑制剤、カペシタビン、リツキシマブ、トラスツズマブ、ベバシズマブ、ドセタキセル、イマチニブメシル酸塩、５−フルオロウラシル、アナストロゾール、タキソール、タモキシフェン、ドテタキセル、ヒドロキシカルバミドなどの抗がん剤、アバカビル硫酸塩、ザルシタビン、ジダノシン、ファムシクロビル、リバビリンなどの抗ウイルス剤、アモキシシリン、タランピシリン、セフィキシム、スルファミチゾール、レボフロキサシン水和物、セフカペンピボキシル塩酸塩水和物、セフシトレンピボキシル、クラリスロマイシンなどの抗生物質、アセトアミノフェン、アスピリン、エテンザミド、サリチル酸メチルなどの解熱鎮痛剤、プレドニゾロン、デキサメサゾン、ベタメサゾンなどのステロイド剤、インターフェロン−α、−β、インスリン、オキシトシン、ソマトロピン、などの蛋白又はペプチド、ＢＣＧワクチン、日本脳炎ワクチン、はしかワクチン、ポリオワクチン、痘苗、破傷風トキソイド、ハブ抗毒素、ヒト免疫グロブリンなどの生物学的製剤、レチノール、チアミン、リボフラビン、ピリドキシン、シアノコバラミン、Ｌ−アスコルビン酸、カロチノイド、エルゴステロール、トコフェロール、ビオチン、カルシトニン、コエンザイムＱ、α−リポ酸、ニコチン酸、メナキノン、ユビキノン、ピロロキノンキノリンなどのビタミン剤やそれらの誘導体、高麗人参エキス、アロエエキス、プロポリスエキス、カンゾウエキス、ケイヒエキス、センブリエキスなどの生薬エキスなどを、それぞれ１種又は２種以上、単独又は適宜組み合わせて、配合することができる。

上記の化粧品、医薬品、及び医薬部外品などを各種成形物又はその中間製品には、本発明の効果を逸脱しない範囲において、柔軟性や強度をさらに改善することを目的として、必要に応じて、化粧品、医薬品、及び医薬部外品などの分野で通常使用される他の高分子物質、適宜の可塑剤、又は賦形剤等の他の成分を本発明のプルラン含有粉末と併用することも随意であり、他の賦形剤を主体とする成形物においては本発明のプルラン含有粉末を結着剤として用いることも可能である。高分子物質としては、カラギーナン、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース、セルロース、ヘミセルロース、アラビアガム、グアガム、カラギナン、ペクチン、キチン、アガロース、デキストリン、アミロース及び化工澱粉を含む澱粉などの多糖類又はそれらの誘導体、ゼラチン又はカゼインなどの蛋白質などが挙げられる。可塑剤としては、ソルビトール、マルチトール、トレハロース、グリセロール、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール又はプロピレングリコールなどの多価アルコールを用いることができる。賦形剤としては、マルチトール、マンニトール、マルチトール、スクロース、マルトース、ラクトース、α，α−トレハロース、α，β−トレハロース、アラビアゴム、コーンスターチ、結晶セルロースなどの糖質、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、シリカ、ケイ酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、カオリン、タルクなどの無機物を用いることができる。とりわけ、α，α−トレハロースは、有効成分の酸化分解などによる変性を抑制し、活性を安定に保つ作用を有するので、安定化剤としても有利に利用できる。

以下、実験により本発明について詳細に説明する。

＜実験１：プルラン産生菌の変異株の取得＞
オーレオバシディウム・プルランス Ｓ−２株の分生子に紫外線照射による突然変異処理を施したものを、ポテトデキストロース寒天平板に播種し、２７℃で培養して生育したコロニーを変異株として分離した。分離した変異株及び親株であるＳ−２株を、それぞれ、酸糖化水飴（ＤＥ４８、無水物換算でグルコースを約２７％、マルトースを約１７％含有、株式会社林原商事販売）を固形分として１０．０質量／容積％、リン酸水素２カリウム０．２質量／容積％、ペプトン０．２質量／容積％、塩化ナトリウム０．２質量／容積％、硫酸マグネシウム７水和物０．０４質量／容積％、及び硫酸第一鉄７水和物０．００１質量／容積％を含有する液体選択培地（ｐＨ７．０）に植菌し、２７℃で３日間振盪培養した。それぞれの培養物から遠心分離にて菌体を除去して得た培養上清を水で１０倍希釈した。それぞれの一部をとり、それらに３倍量のメタノール（試薬特級、和光純薬工業株式会社製）を加えて７５容積％水性メタノールとし、よく混和することによりプルランを沈殿させた後、遠心分離して得た上清をさらに水で１０倍希釈したものを夾雑糖質測定用の試験液とした。なお、該試験液は、培養上清が４００倍に希釈されたものである。別途、濃度０．０１質量／容積％のグルコース水溶液を標準液として用意し、水をブランク対照として、各試験液について、『食品添加物公定書』（第８版）、日本食品添加物協会発行、２００７年、５７２−５７３頁（『プルラン』の項）に記載の方法に準じてアントロン−硫酸法に基づく呈色反応を起こさせ、分光光度計を用いて波長６２０ｎｍにおける吸光度を測定し、下記の式１により、培養上清における夾雑糖質濃度（％）を求めた。また、上記の培養上清の１０倍希釈液をさらに水で１００倍希釈したものを全糖質測定用の試験液とし、上記と同様にアントロン−硫酸法に基づく呈色反応を起こさせ、波長６２０ｎｍにおける吸光度を測定して、下記の式２により、培養上清における全糖質濃度（％）を求めた。下記の式３により、全糖質濃度から夾雑糖質濃度を減じることによりプルラン濃度（％）を求めた。

式１：
夾雑糖質濃度（％）
＝［｛（Ａｋ−Ａｏ）×４００｝／｛（Ａｓ−Ａｏ）×１００｝］×１００
ただし、Ａｋ：夾雑糖質測定用の試験液の吸光度、Ａｓ：標準液の吸光度、Ａｏ：水（対照）の吸光度。

式２：
全糖質濃度（％）
＝［｛（Ａｚ−Ａｏ）×１０００｝／｛（Ａｓ−Ａｏ）×１００｝］×１００
ただし、Ａｚ：全糖質測定用の試験液の吸光度、Ａｓ、Ａｏは式１におけると同じ。

式３：
プルラン濃度（％）＝全糖質濃度（％）−夾雑糖質濃度（％）

別途、菌体接種前の培地の全糖質濃度をアントロン−硫酸法により測定して炭素源濃度（％）を求め、培地の炭素源濃度（％）に対する夾雑糖質濃度（％）及びプルラン濃度（％）を、それぞれ、下記の式４、５に基づいて、夾雑糖質率（％）及びプルラン対糖収率（％）として求めた。

式４：
夾雑糖質率（％）
＝｛夾雑糖質濃度（％）／培地の炭素源濃度（％）｝×１００

式５：
プルラン対糖収率（％）
＝｛プルラン濃度（％）／培地の炭素源濃度（％）｝×１００

上記のようにして求めた夾雑糖質率を指標に、夾雑糖質率が親株よりも少ないと判断された変異株群（分離株のおよそ１％）を選択した。選択された変異株のうち、特に夾雑糖質率が低く、親株の半分以下となった５株を表１に示す。表１に示すとおり、これらの変異株においては、プルラン対糖収率は親株であるＳ−２株とほぼ同程度であったものの、夾雑糖質率は、いずれも３．０％以下であり、親株であるＳ−２株（夾雑糖質率６．６％）の半分より低く、プルラン対糖収率（％）に対する夾雑糖質率（％）の比率は、いずれも０．０５以下であり、この値も親株であるＳ−２株における比率（０．１０１）の半分未満となっていた。表１に示すこれらの変異株は、プルラン対糖収率が親株と同程度でありながら、夾雑糖質率が低く、それらの培養物から溶媒による沈殿分別等の精製工程を経ずにプルラン含有粉末を製造しても、従来のものと比較して夾雑糖質が少なく、安定した一定組成のプルラン含有粉末が得られることが大いに期待できる。中でも、ＭＡ４４６株が、得られた変異株のうち夾雑糖質率が最も低く、プルラン対糖収率と夾雑糖質率の比率も最も低かったので、この株を選択し、以下の実験を行なった。なお、上述した突然変異、培養、スクリーニングの手法に基づけば、少なくともＳ−２株を親株として、本発明のプルラン含有粉末を製造することができる変異株を、過度の試行錯誤を要することなく、適宜、得ることができる。

＜実験２：ＭＡ４４６株を用いたプルラン含有粉末の調製＞
＜実験２−１：プルラン産生培地に用いる炭素源の検討＞
ＭＡ４４６株を、ＤＥの異なる炭素源を用いた培地１乃至５でそれぞれ培養してプルラン含有粉末を製造し、その性質を調べた。培地１乃至５で用いた炭素源はそれぞれ以下のとおりである。なお、用いた酸糖化水飴には、無水物換算でグルコースが約２５質量％、マルトースが約１６質量％含まれている。
・培地１：「水飴」（酸糖化水飴、株式会社林原商事販売、ＤＥ約４２）
・培地２：グルコース（試薬特級、和光純薬工業株式会社製）（以下、培地３乃至５において同じ）、マルトース（「マルトースＨＨＨ」、純度９９％以上、林原生物化学研究所製）（以下、培地３乃至４において同じ）、及び水飴（酵素糖化水飴『マルトラップ』、株式会社林原商事販売、ＤＥ４７を固形分の質量比１：１：３で混合したもの（混合物のＤＥは約５８）
・培地３：グルコース、マルトース、及び水飴（酵素糖化水飴『マルトラップ』、株式会社林原商事販売、ＤＥ４７）を固形分の質量比１：１：１で混合したもの（混合物のＤＥは約６６）
・培地４：グルコース、マルトース、及び水飴（酵素糖化水飴『マルトラップ』、株式会社林原商事販売、ＤＥ４７）を固形分の質量比４：１：１で混合したもの（混合物のＤＥ約８３）
・培地５：グルコースのみ（ＤＥ約１００）

＜実験２−２：プルラン含有粉末の調製＞
ポテトデキストロース寒天スラント上で２７℃で培養したＭＡ４４６株を、スクロース１０．０質量／容積％、リン酸水素２カリウム０．２質量／容積％、ペプトン０．２質量／容積％、塩化ナトリウム０．２質量／容積％、硫酸マグネシウム７水和物０．０４質量／容積％、及び硫酸第一鉄７水和物０．００１質量／容積％を含有する液体培地（ｐＨ７．０）で２７℃、２３０ｒｐｍで４８時間回転振盪培養したものを種培養液とした。

プルラン産生培地として、上記それぞれの炭素源を無水物換算で１０．０質量／容積％含有し、リン酸水素２カリウム０．２質量／容積％、ペプトン０．２質量／容積％、塩化ナトリウム０．２質量／容積％、硫酸マグネシウム７水和物０．０４質量／容積％、及び硫酸第一鉄７水和物０．００１質量／容積％を含有する培地１乃至５を、３０Ｌ容培養槽１基あたり２０Ｌ調製し、ｐＨ７．０に調整後、１２１℃、１５分間滅菌した。上記種培養液をそれぞれ培養槽１基に対して１，０００ｍｌ接種し、通気量５．０Ｌ／分、撹拌速度４００ｒｐｍの条件で、２７℃、３日間、本培養を行なった。

それぞれの培養物を８，０００ｒｐｍで遠心分離して菌体を除去して培養上清を得、活性炭ろ過による脱色処理を行ない、次いで、カチオン交換樹脂（Ｈ^＋型）『ダイヤイオンＳＫ１Ｂ』（三菱化学株式会社製造）、及びアニオン交換樹脂（ＯＨ⁻型）『ダイヤイオンＷＡ３０』（三菱化学株式会社製造）を用いて脱塩処理を行なった。活性炭を用いて仕上げろ過を行なった後、減圧条件下で固形分濃度約２５質量％まで濃縮を行い、得られた濃縮液を噴霧乾燥し、プルラン含有粉末を得た。また、親株であるＳ−２株を培地１で上記と同様に培養し、同様に処理してプルラン含有粉末を得、これを対照のプルラン含有粉末とした。因みに、Ｓ−２株を培地１で上記と同様に培養、処理して得られるプルラン含有粉末は、前述した『食品添加物プルラン』と、プルラン含量及び夾雑糖質含量がほぼ同じであり、上記対照のプルラン含有粉末はこれに対応するものである。

＜実験２−３：プルラン含有粉末におけるプルラン含量及び夾雑糖質含量の測定＞
上記培地１乃至５を用いて製造したプルラン含有粉末、及び対照のプルラン含有粉末のそれぞれについて、前述した『食品添加物公定書（第８版）』、日本添加物協会発行、２００７年、５７２−５７３頁（『プルラン』の項）に記載の純度試験に準じた下記の方法により、夾雑糖質含量及び、プルラン含量を求めた。すなわち、各プルラン含有粉末０．８ｇを水１００ｍｌに溶解し、試料原液とした。各試料原液１ｍｌに水を加えて５０ｍｌとしたものを標準原液とした（試料原液は５０倍に希釈されている）。また、各試料原液１ｍｌに塩化カリウム飽和溶液０．１ｍｌを添加した後、メタノール３ｍｌを添加してよく混和し、４℃で１５，７００ｇ×１０分間遠心分離して得られた上清を試料液とした（試料原液は４．１倍に希釈されている）。上記のようにして調製した標準原液、試料液、及び対照の水についてアントロン−硫酸法による反応を起こさせ、６２０ｎｍにおけるそれぞれの吸光度（それぞれ、Ａｔ、Ａｓ及びＡоとする）を測定し、下記式により、夾雑糖質含量、すなわち、７５容積％水性メタノールに可溶である夾雑糖質画分中に含まれアントロン−硫酸法に基づいて求められる夾雑糖質含量、及びプルラン含量を求めた。測定結果を表２に示した。なお、本実験においては、夾雑糖質含量及びプルラン含量は、各試料液と各標準原液の吸光度の比に基づいて求められたものであり、Ｄ−グルコースを標準物質として用いることによりＤ−グルコース換算量として求められたものではないが、Ｄ−グルコース換算量として求められた値と一致するので、それぞれの含量を質量％で表記した。

式６：
夾雑糖質含量（％）
＝［｛（Ａｔ−Ａｏ）×４．１｝／｛（Ａｓ−Ａо）×５０｝］×１００
＝｛（Ａｔ−Ａｏ）／（Ａｓ−Ａо）｝×８．２
ただし、Ａｔ：試料液の吸光度、Ａｓ：標準原液の吸光度、Ａｏ：水（対照）の吸光度。

式７：
プルラン含量（％）＝１００（％）−夾雑糖質含量（％）

表２に示すとおり、ＭＡ４４６株を、培地２乃至４を用いて培養した場合には、得られたプルラン含有粉末におけるプルラン含量は、いずれも９７質量％を上回り、親株であるＳ−２株におけるプルラン含量９３．２質量％よりも顕著に高い値となった。また、夾雑糖質含量は２．２質量％以下と３質量％を下回り、Ｓ−２株における夾雑糖質含量６．８質量％よりも顕著に低い値となった。一方、培地１で培養した場合の夾雑糖質含量は６．８質量％であり、親株であるＳ−２株における夾雑糖質含量をやや下回るにとどまった。また、ＭＡ４４６株を炭素源がグルコースのみのＤＥ１００の培地５で培養した場合には、プルラン含量は９５．５質量％、夾雑糖質含量は４．５質量％となり、親株であるＳ−２株を培地１で培養した場合におけるよりもプルラン含量は増加し、夾雑糖質含量は減少したが、その差は培地２乃至４の場合ほど顕著ではなかった。

以上の結果から、ＭＡ４４６株を、炭素源としてグルコースとマルトースを含み、ＤＥが約５０乃至９０、好ましくは約５５乃至８５である培地で培養した場合に、特にプルラン含量が高く、夾雑糖質含量が顕著に低いプルラン含有粉末が得られることが判明した。

＜実験２−４：各プルラン含有粉末を成形したフィルムの強度＞
実験２−２で得られた各プルラン含有粉末及び対照のプルラン含有粉末を、それぞれ脱イオン水に溶解して２０質量／容積％の水溶液とし、６２．５℃にて静置し、脱泡した。これら脱泡した各水溶液を、それぞれ適量、塩化ビニル製の平板上に滴下して流延させ、２５℃にて相対湿度３０％の雰囲気で一夜乾燥させて、厚さ約１００μｍのフィルムを成形した。成形したフィルムを上記平板から剥離し、直径１９ｍｍの円形に切り取り、これを被験試料とし、室温で相対湿度２２％の条件下で５日間置いて調湿したのち、突刺し強度試験に供した。

突刺し強度試験は、装置に断面積１ｍｍ^２の突刺し試験用アダプターを装着した『レオメーター ＣＲ−５００ＤＸ』（サン科学社製）を用いて行ない、装置に固定した上記フィルムの中心部にアダプターを５０ｍｍ／分の速度で垂直に押し付けた時に破断を生じた時の応力を求め、突刺し破断強度とした。それぞれのプルラン含有粉末から成形されたフィルムについて、各１０枚の被験試料の突刺し破断強度を測定し、その平均値を求めた。また、破断後の被験試料について、ひび割れの有無を目視にて観察し、試験した各１０枚の被験試料に対するひび割れの生じた被験試料の枚数の割合（％）を求め、ひび割れ発生率（％）とした。結果を表３に示した。

表３に示されるとおり、ＭＡ４４６株を培地２乃至４で培養して得た培養物から製造されたプルラン含有粉末を成形して得られたフィルムは、いずれも、２０ＭＰａを超える突刺し破断強度を示した。この強度は、Ｓ−２株を培地１で培養した対照のプルラン含有粉末から成形されたフィルムの突刺し破断強度１７．１ＭＰａに比べて、有意に高い値であった。また、培地２乃至４で培養した場合のフィルムのひび割れ発生率は、いずれも０％であり、対照であるＳ−２株を培地１で培養した場合のひび割れ発生率５０％に比べて、顕著に低い値であった。なお、ひび割れ発生率が低いということは、破断が生じた場合でも、破断がその破断箇所から周辺に広がることが少ないことを意味しており、ＭＡ４４６株を培地２乃至４で培養して得た培養物から製造されたプルラン含有粉末を成形して得られたひび割れ発生率が０％であるフィルムは、強度的に優れた性質を有するものである。

一方、ＭＡ４４６株を培地１で培養した場合には、突刺し破断強度は１６．６ＭＰａ、ひび割れ発生率は４０％であり、対照であるＳ−２株を培地１で培養した場合とほぼ同程度であった。また、ＭＡ４４６株を培地５で培養した場合には、突刺し破断強度及びひび割れ発生率の双方において、対照であるＳ−２株を培地１で培養した場合に比べて若干の改善が見られたが、その差は顕著ではなかった。

以上の結果は、プルラン含量及び夾雑糖質含量を求めた表２の結果とよく整合しており、夾雑糖質含量が３質量％以下、換言すれば、プルラン含量が９７質量％以上の場合には、突刺し破断強度が、対照であるＳ−２株を培地１で培養した場合を有意に上回るとともに、ひび割れ発生率が顕著に低く、強度的に優れたフィルムを得ることができると判断された。特に、ＭＡ４４６株を培地３及び４で培養した場合に見られるとおり、夾雑糖質含量が１質量％以下、換言すれば、プルラン含量が９９質量％以上の場合には、より高い突刺し破断強度が得られ、より好ましいことが分かった。なお、上記したフィルムは、いずれも、室温において水に対して良好な溶解性を示した。

＜実験３：異なる菌株により得られたプルラン含有粉末の比較＞
実験２−３において、ＭＡ４４６株を培養したときにプルラン含量が比較的高いプルラン含有粉末が得られた培地である培地２、３、４を用い、親株であるＳ−２株、及び公知の菌株であるオーレオバシディウム・プルランス ＩＦＯ６３５３株を実験２−３におけると同様に培養し、同様に培養物を処理して、プルラン含有粉末を製造した。製造された各プルラン含有粉末におけるプルラン含量及び夾雑糖質含量を実験２−３と同様にして測定するとともに、実験２−４におけると同様にして、各プルラン含有粉末を成形して得たフィルムについて、その突刺し破断強度及びひび割れ発生率を求めた。結果を表４に示した。なお、表４におけるＭＡ４４６株についての値は、表２及び表３の対応する欄から転記したものである。

表４にみられるとおり、Ｓ−２株やＩＦＯ６３５３株を培地２乃至４で培養して得られる培養物から製造されたプルラン含有粉末は、いずれもプルラン含量が９５質量％を下回るとともに、夾雑糖質含量は約６質量％以上となり、ＭＡ４４６株を培養した培養物から製造されるプルラン含有粉末と比較して、プルラン含量は顕著に低く、夾雑糖質含量は顕著に高かった。

また、Ｓ−２株又はＩＦＯ６３５３株を培地２乃至４で培養して得たプルラン含有粉末を成形したフィルムは、突刺し強度試験において１８ＭＰａを下回る応力で破断し、その突刺し破断強度は、ＭＡ４４６株を培地２乃至４で培養して得たプルラン含有粉末を成形したフィルムの２１ＭＰａを上回る突刺し破断強度に比べて、顕著に低かった。また、Ｓ−２株又はＩＦＯ６３５３株を培地２乃至４で培養して得たプルラン含有粉末を成形したフィルムは、ひび割れ発生率が３０％以上と高く、破断が生じたときに、破断が周囲に広がり易いことを示している。

＜実験４：ＭＡ４４６株を培地３で培養して得た培養物から製造されたプルラン含有粉末の分析＞
実験２−４において、突刺し破断強度が最も高いフィルムが得られたプルラン含有粉末、すなわち、ＭＡ４４６株を培地３で培養して得た培養物から製造されたプルラン含有粉末を被験粉末とし、この被験粉末について、ＧＰＣによる分子量分布の測定を行なった。また、被験粉末について、その７５容積％水性メタノールに可溶の夾雑糖質を調製し、そのＧＰＣ分析を行なった。さらに、被験粉末に含まれるマンニトールの含量をＨＰＬＣにより測定した。併せて、市販されている汎用のプルラン含有粉末である『食品添加物プルラン』（株式会社林原商事販売）を対照粉末とし、この対照粉末について同様の測定及び分析を行った。なお、対照粉末については、プルラン含量及び夾雑糖質含量を上記実験２−３におけると同様にアントロン−硫酸法で測定し、その結果を表５に示した。表５中、被験粉末についてのプルラン含量及び夾雑糖質含量は、表２の対応する欄から転記したものである。各測定の詳細は以下のとおりである。

＜平均分子量及び分子量分布の測定＞
被験粉末及び対照粉末を、それぞれ、２質量／容積％の水溶液とし、等量の２０ｍＭリン酸緩衝液ｐＨ７．０を加え、メンブランフィルターにて濾過したものを、ＧＰＣ分析に供した。ＧＰＣ分析は、カラムにＴＳＫ−ＧＥＬ α−Ｍ（内径７．８ｍｍφ×長さ３００ｍｍ、東ソー株式会社製）を２本直列に繋いだもの、溶離液に１０ｍＭリン酸緩衝液ｐＨ７．０、検出器に示差屈折計を用いて、温度４０℃、流速０．３ｍｌ／分にて行なった。ＧＰＣ溶出パターンからプルランの質量平均分子量及び数平均分子量を算出した。分子量と溶出時間との関係は、グルコース、マルトトリオース、及び分子量測定用プルラン標準品Ｐ−２、Ｐ−３、Ｐ−５、Ｐ−１０、Ｐ−２０、Ｐ−５０、Ｐ−１００、Ｐ−２００、Ｐ−４００、Ｐ−８００、Ｐ−１６００、及びＰ−２５００（昭和電工株式会社販売）を用いて求めた。被験粉末及び対照粉末のＧＰＣ溶出パターンを、それぞれ、図１及び図２に示した。また、質量平均分子量およびＭｗ／Ｍｎの値を表５に示した。

図１にみられるとおり、被験粉末のＧＰＣ溶出パターンは、保持時間約５０分に頂点があるプルランの単一のピークからなっており、保持時間が４０分未満及び６０分超の成分は殆ど認められず、プルラン純度が高い粉末であることが分かる。これに対し、図２に示す対照粉末の溶出パターンにおいては、同様に、保持時間約５０分に頂点があるプルランのピークが認められるものの、保持時間が６０分を超えた部分にも幾つかのピークが認められ、プルラン以外に、プルランよりも低分子量の夾雑糖質が多く含まれていることが分かる。

＜夾雑糖質画分のＧＰＣ分析＞
各粉末について、７５容積％水性メタノールに可溶の夾雑糖質画分は以下のようにして調製した。すなわち、被験粉末及び対照粉末を、それぞれ１０質量／容積％の水溶液とし、それに３倍量のメタノールを加えて直ちによく撹拌し、４℃で１５，７００ｇ×１０分間の条件で遠心分離した。上清をエバポレータで乾固したのち、精製水を加えて溶解し乾固する操作を２回繰り返してメタノールを除去した後、再度精製水に溶解し、０．４５μｍのメンブランフィルターにて濾過したものを、７５容積％水性メタノール可溶の夾雑糖質画分として得た。得られた夾雑糖質画分を適宜希釈し、上記分子量分布の分析と同じ条件でＧＰＣ分析を行なった。被験粉末及び対照粉末の夾雑糖質画分のＧＰＣ溶出パターンを、それぞれ図３及び図４に示す。

図３にみられるとおり、被験粉末の夾雑糖質画分には幾つかのピークが認められるものの、いずれもその面積は小さく、量的にはわずかであった。一方、図４にみられるとおり、対照粉末の夾雑糖質画分には保持時間が約６０乃至７０分にかけてブロードで大きなピークが認められ、これが夾雑糖質の主要成分であると判断された。保持時間約６０乃至７０分は、分子量範囲としては約５００乃至１５，０００に相当し、マルトトリオースがα−１，６結合により鎖状に結合したプルラン様構造を有する糖質としては、グルコース重合度３乃至９０（マルトトリオース単位で１（分子量５０４）乃至３０（分子量１４，５９８））にほぼ相当する。

なお、図３及び図４において保持時間約７１分に認められるピークは、被験粉末及び対照粉末においてプルランの生成に用いたＭＡ４４６株及びＳ−２株の代謝生成物であるマンニトールである。このように、被験粉末及び対照粉末の夾雑糖質画分にはマンニトールが含まれ、このことは、被験粉末及び対照粉末のいずれもが、溶媒沈殿による夾雑糖質の除去工程を経ずに製造されたものであることを示している。

＜グルコース重合度３乃至９０の糖質の含量の測定＞
なお、前述のとおりマンニトールはアントロン−硫酸法により測定されないため夾雑糖質には含まれないが、夾雑糖質画分のＧＰＣ分析においては保持時間約７１分に認められるピークとして表れる。よって、図３及び図４において得られた溶出区分全体の面積からマンニトールに相当するピークの面積を除いたものを、アントロン−硫酸法により測定される夾雑糖質の面積とし、この面積に対するグルコース重合度３乃至９０の糖質に相当するピークの面積の割合を求め、アントロン−硫酸法により測定される夾雑糖質中のグルコース重合度３乃至９０の糖質の含量（「夾雑糖質中のＤＰ３−９０の糖質含量（％）」）として、表５に示した。さらに、この「夾雑糖質中のＤＰ３−９０の糖質含量（％）」に、別途、アントロン−硫酸法で求められた粉末全体に含まれる全糖質含量に対する夾雑糖質含量（％）を乗じて、「プルラン含有粉末中のＤＰ３−９０の糖質含量（％）」とし、併せて、表５に示した。すなわち、表５における「プルラン含有粉末中のＤＰ３−９０の糖質含量（％）」の値は、表５に示すＧＰＣ分析によって得られた「夾雑糖質中のＤＰ３−９０の糖質含量（％）」の値に、同じく表５に示すアントロン−硫酸法によって得られた夾雑糖質含量（％）の値を乗じることによって計算で求められた数値である。

＜プルラン含有粉末中のマンニトール含量の測定＞
被験粉末及び対照粉末を、ＨＰＬＣにより分析し、プルラン含有粉末中のマンニトールの含量を求めた。ＨＰＬＣ分析は、カラムにＭＣＩ ＧＥＬ ＣＫ０８ＥＣ（内径８ｍｍφ×長さ３００ｍｍ、三菱化学株式会社製）、溶離液に精製水、検出器に示差屈折計を用いて、温度７５℃、溶離液の流速０．６ｍｌ／分の条件にて行ない、濃度既知のマンニトールを標準とし、ピーク面積からプルラン含有粉末中のマンニトール含量を、無水物換算で求めた。結果を、表５に示す。

表５に示すとおり、ＭＡ４４６株の培養物から製造された被験粉末は、対照粉末と比較して、プルランの平均分子量や分子量分布に大きな差異は認められなかった。夾雑糖質中のグルコース重合度３乃至９０の糖質含量は、被験粉末においては２４．２質量％（プルラン含有粉末中のグルコース重合度３乃至９０の糖質含量は０．１質量％）であり、対照粉末の８５．１質量％（プルラン含有粉末中のグルコース重合度３乃至９０の糖質含量は６．５質量％）よりも低かった。プルラン含有粉末中のマンニトール含量は、無水物換算で、被験粉末では０．３５質量％、対照粉末では０．５１質量％であった。夾雑糖質含量の低い被験粉末においては、対照粉末と比較して、夾雑糖質中のグルコース重合度３乃至９０の糖質の含量も少なかった。

＜実験５：プルラン含有粉末中の夾雑糖質含量とフィルム強度との関係＞
実験４で使用した被験粉末と対照粉末とを、表６に示す割合で混合することにより、夾雑糖質含量の異なる被験試料１乃至１０を調製した。各被験試料におけるプルラン含量、夾雑糖質含量及びグルコース重合度３乃至９０の糖質の含量を、表６に示した。各被験試料を用いてフィルムを成形し、その強度を比較した。フィルムの成形、並びに突刺し破断強度の測定は、実験２−４におけると同様の方法で行なった。結果を表７に示す。

表６、表７にみられるとおり、プルラン含量が９７質量％以上であり、夾雑糖質含量が３質量％以下である被験試料１乃至４を用いて成形したフィルムは、対照粉末のみからなる被験試料１０を用いて成形したフィルムと比較して、高い突刺し破断強度を示し、２０ＭＰａの応力を加えても破断を生じなかった。これに対し、プルラン含量が９７質量％を下回り、夾雑糖質含量が３質量％を超える被験試料５乃至９では、２０ＭＰａを下回る応力により破断した。この結果は、突刺し破断強度は、夾雑糖質含量、及び夾雑糖質の主成分であるグルコース重合度３乃至９０の糖質含量が増加するにつれて低下する傾向にあることを示している。また、プルラン含量が９７質量％以上で、夾雑糖質含量が３質量％以下である被験試料１乃至４においては、フィルムの破断時にひび割れが生じなかったのに対し、プルラン含量が９７質量％を下回り、夾雑糖質含量が３質量％を超える被験試料５乃至１０のフィルムにおいては、破断箇所周辺にひび割れの発生が認められ、ひび割れが生じる割合は夾雑糖質含量が増加するとともに多くなる傾向が認められた。なお、夾雑糖質含量が２．７質量％と３質量％を下回る被験試料４において、粉末中のグルコース重合度が３乃至９０の糖質成分の含量は２質量％以下であり、高い突刺し破断強度と低いひび割れ発生率を得るには、グルコース重合度が３乃至９０の糖質成分の含量は２質量％以下であることが好ましいと判断された。

＜実験６：放射光によるプルランフィルムの分析＞
ＭＡ４４６株を実験２に記載の方法で培地３を用いて培養して得たプルラン含有粉末２ｇを、１８ｇの脱イオン水で加熱溶解し、それを平板上に流延し、３０℃で乾燥し、さらに相対湿度２２％の雰囲気下で２４時間調湿して、厚さが約５００μｍのフィルムを成形した。得られたフィルムを、シンクロトロン放射光を線源に用いたＸ線小角散乱（ＳＡＸＳ）分析を行なった。測定は、大型放射光施設「ＳＰｒｉｎｇ−８」（兵庫県佐用郡佐用町光都１−１−１）内の「兵庫県ビームライン（ＢＬ０８Ｂ２）」を用い、下記の条件で行なった。特に、散乱角が０．１°以下の散乱を観測するため、カメラ長を長くした条件でも測定した（下記の＜ＳＡＸＳ（Ｌｏｎｇ）＞）。
＜ＳＡＸＳ（Ｌｏｎｇ）＞
波長：１．５０Å
カメラ長：６１１４ｍｍ
検出器：イメージングプレート
画素サイズ：２００μｍ
測定角度：０．００１乃至０．１°
露光時間：３００秒
標準試料：コラーゲン
データ処理装置：Ｒｉｇａｋｕ Ｒ−ＡＸＩＳ
＜ＳＡＸＳ（Ｓｈｏｒｔ）＞
波長：１．００Å
カメラ長：１３４２ｍｍ
検出器：イメージングプレート
画素サイズ：２００μｍ
測定角度：０．０１乃至２°
露光時間：３００秒
標準試料：ベヘン酸銀
データ処理装置：Ｒｉｇａｋｕ Ｒ−ＡＸＩＳ

上記分析により得られた回折パターンを図５、６に示す。ＳＡＸＳ分析で得られる回折パターンにおいては、通常、回折角（２θ）の増加に伴い急峻に立ち上がった後、ゆるやかに減衰する散乱曲線が観察される。試料中に長周期構造や密度揺らぎが存在する場合、それらに起因する散乱により、散乱曲線が一様になめらかに減衰せず、試料によっては折れ曲がった形状となることが知られている。図５及び図６に見られるとおり、いずれの回折パターンにおいても、散乱曲線は折れ曲がりなどを示すことなく、滑らかに減衰していた。これらの結果は、ＭＡ４４６株を培養して得られる夾雑糖質含量が３質量％以下と低分子量の成分が極めて少ない本発明のプルラン含有粉末のフィルムにおいて、長周期構造や密度揺らぎが存在しないことを示しており、当該フィルムは、応力を加えた場合に特定の箇所の歪みが大きくなるような構造上の不均一性を有さない点でも、強度的に優れたものであることを物語っている。

＜実験７：プルラン分子中のマルトテトラオース構造の含量＞
ＭＡ４４６株を実験２に記載の方法で培地３を用いて培養して得たプルラン含有粉末、及び実験４で用いた対照のプルラン含有粉末を、それぞれ１０質量／容積％の水溶液とし、それに３倍量のメタノールを加え直ちによく撹拌し、４℃で１５，７００ｇ×１０分間遠心分離した。沈殿を再度水に溶解した後、上記操作を再度行なった。得られた沈殿を乾燥後、１質量／容積％となるように２０ｍＭ酢酸緩衝液ｐＨ５．０に溶解したものに、プルラナーゼ『アマノ ３』（アマノエンザイム製）をプルラン含有粉末１ｇ当たり５単位添加し、５３℃で４８時間反応させた。反応液を脱塩後適宜希釈し、ＨＰＬＣ分析により、マルトトリオース及びマルトテトラオースの生成量を求めた。ＨＰＬＣ分析は、カラムにＭＣＩ ＧＥＬ ＣＫ０４ＳＳ（内径８ｍｍφ×長さ３００ｍｍ、三菱化学株式会社製）、溶離液に精製水、検出器に示差屈折計を用いて、温度７５℃、流速０．６ｍｌ／分の条件にて行ない、得られたクロマトグラムにおけるマルトトリオース及びマルトテトラオースそれぞれのピーク面積からそれぞれの含量を算出し、その値からモル比を求めた。結果を表８に示した。

表８にみられるとおり、ＭＡ４４６株を培養して得たプルラン含有粉末（被検粉末）中のプルラン分子に含まれるマルトテトラオース構造の存在比率（Ｇ４／Ｇ３）は対照のプルラン含有粉末（対照粉末）中のプルラン分子と同程度であった。Ｓ−２株及びその変異株が産生するプルランにおいては、マルトトリオース構造に対し、マルトテトラオース構造がモル比で１乃至３％程度の割合で存在する。上記のとおり、ＭＡ４４６株の培養物から得たプルラン含有粉末は、対照のプルラン含有粉末と比べて、マルトトリオース構造に対するマルトテトラオース構造の割合において大差が無い。このことは、従来のプルラン含有粉末のフィルムに比べ、本発明によるプルラン含有粉末のフィルムにおいて突刺し破断強度が高くひび割れ発生率が低いということが、プルラン分子についての構造上の違いによるものではなく、夾雑糖質含量の違いによるものであることを物語っている。

以下、本発明のプルラン含有粉末の製造方法、及び、それにより得られたプルラン含有粉末、並びにそれを原料又は原料の一部として製造したプルランフィルムをはじめとする各種成形物について、実施例により具体的に説明する。なお、本発明は、下記の実施例により限定されるものではない。

＜プルラン含有粉末＞
炭素源としてグルコース５０質量部、マルトース５０質量部、水飴（酵素糖化水飴『マルトラップ』、固形分８０％、ＤＥ約４７、株式会社林原商事販売）５０質量部を含み（炭素源としてのＤＥ約６７）、リン酸水素２カリウム２質量部、ペプトン２質量部、塩化ナトリウム２質量部、硫酸マグネシウム７水和物０．４質量部、及び硫酸第一鉄７水和物０．０１質量部及び水を加えて計１，０００質量部とした培地（ｐＨ７．０）に、同培地にて２７℃で４８時間種培養したオーレオバシディウム・プルランス ＭＡ４４６株菌体を接種し、通気・撹拌しながら２７℃で７２時間培養した。炭素源として用いた糖質に対するプルラン対糖収率は７２．１質量％であった。得られた培養物から遠心分離により菌体を除去後、活性炭を用いた脱色濾過、イオン交換樹脂による脱塩により精製し、濃縮、乾燥及び粉末化を行い、白色で粉末としての流動性に優れたプルラン含有粉末を得た。

本プルラン含有粉末は、プルラン含量が９９．２質量％、夾雑糖質含量が０．８質量％であり、グルコース重合度３乃至９０の糖質の含量は０．３質量％であった。さらにプルラン含有粉末に対し無水物換算で０．２質量％のマンニトールを含んでいた。また、本プルラン含有粉末の質量平均分子量は４２８，０００ダルトンであり、Ｍｗ／Ｍｎの値は３５．３であった。当該プルラン含有粉末は、フィルムに成形することにより、破断強度に優れたプルランフィルムが得られる。また、本プルラン含有粉末は、特に夾雑糖質が少なく、分子量分布の広がりの指標となるＭｗ／Ｍｎも３５．３と１０乃至７０の範囲内にあることから、成形物の強度や溶解速度、崩壊速度などの物性面において安定した性質を示すことが期待され、食品のみならず、化粧品、医薬品、医薬部外品等に用いることができ、特に医薬品においては溶解性や崩壊性のばらつきにより有効成分の体内動態に影響を与えることがないことから、医薬品添加物として好適に用いることができる。

＜プルラン含有粉末＞
炭素源として、グルコース２０質量部、マルトース２０質量部、及び水飴（酸糖化水飴、固形分７５％、ＤＥ約４２、株式会社林原商事販売）１００質量部（炭素源としてのＤＥ約５４）を用いた以外は、実施例１と同様にして、プルラン含有粉末を得た。炭素源として用いた糖質に対するプルラン対糖収率は７０．４質量％であった。得られた培養物から遠心分離により菌体を除去後、活性炭を用いた脱色濾過、イオン交換樹脂による脱塩により精製し、濃縮、乾燥及び粉末化を行い、白色で粉末としての流動性に優れたプルラン含有粉末を得た。

本プルラン含有粉末は、プルラン含量が９７．９質量％、夾雑糖質含量が２．１質量％であり、グルコース重合度３乃至９０の糖質の含量は、０．７質量％であった。さらにプルラン含有粉末に対し無水物換算で０．６質量％のマンニトールを含んでいた。また、本プルラン含有粉末の質量平均分子量は４０１，０００ダルトンであり、Ｍｗ／Ｍｎの値は４１．１であった。当該プルラン含有粉末は、フィルムに成形することにより、破断強度に優れたプルランフィルムが得られる。また、本プルラン含有粉末は、夾雑糖質が少なく、分子量分布の広がりの指標となるＭｗ／Ｍｎも４１．１と１０乃至７０の範囲内にあることから、成形物の強度や溶解速度、崩壊速度などの物性面において安定した性質を示すことが期待され、食品のみならず、化粧品、医薬品、医薬部外品等に用いることができ、特に医薬品においては溶解性や崩壊性のばらつきにより有効成分の体内動態に影響を与えることがないことから、医薬品添加物として好適に用いることができる。

＜プルランフィルム＞
脱イオン水７５０質量部に、実施例１で調製したプルラン含有粉末を２５０質量部、剥離剤として界面活性剤（ショ糖モノラウレート）を０．５質量部溶解してプルランフィルム原料水溶液を作製し、減圧脱泡した。この原料水溶液を合成プラスチックフィルム上に流延し、温度３５℃、相対湿度３３％の環境下で乾燥させ、厚さ５０μｍのプルランフィルムを得た。得られたプルランフィルムは、３．５質量％の水分を含有していた。

本プルランフィルムは、破断応力に対する耐性に優れた高い強度を有するとともに、水に対する溶解性も良好で、製造ロットごとにばらつきの少ない安定した溶解速度を示すので、食品、化粧品、医薬品等に有利に利用できる。

＜口中清涼フィルム＞
常法にしたがって、脱イオン水６９．２５質量部に、実施例１の方法で調製したプルラン含有粉末２２質量部、カラギーナン１質量部、キサンタンガム０．１５質量部、ローカストビーンガム０．１５質量部、マルチトール０．８質量部、糖転移ヘスペリジン（林原生物化学研究所株式会社販売、商品名「αＧヘスペリジン」）３質量部、乳化ミントオイル２．６質量部、プロポリスエキス０．５質量部、スクラロース０．３質量部、及びクエン酸０．２５質量部を加え、９０℃で３時間撹拌して溶解し、２×１０ｍのステンレス板上に均質に流延し、６０℃で４時間乾燥して、厚さ約２００μｍ、幅約２００ｃｍ、長さ１０ｍ、水分含量約８％、１００ｃｍ^２当たりの質量が約２．２ｇのフィルム状成形物を得た。このフィルムを１×２ｃｍに裁断して、２０枚ずつ携帯用の容器に充填して、口中清涼フィルムを調製した。

本品は、適度な強度を有すると共に口中で速やかに溶解する可食性のフィルムであり、糖転移ヘスペリジン、プロポリスエキスを含有することから、口腔の健康の維持・増進を目的に使用することができる口中清涼フィルムである。また、本品は、製造ロットごとのばらつきの少ない糖質組成のほぼ一定した本発明のプルラン含有粉末を原料に用いて製造された可食性フィルムであるので、口中での溶解速度がほぼ一定しており、糖転移ヘスペリジンなどの有効成分の溶け出す速度が常に安定した可食性フィルムである。

＜プルランシート＞
実施例２で調製したプルラン含有粉末を３００質量部、カルボキシメチールセルロースを３０質量部、Ｌ−アスコルビン酸２−グルコシドを１０質量部、感光素４０１号を０．１質量部、α−グルコシルルチンを３質量部、１，２−ペンタンジオールを５質量部、Ｎ−ヤシ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸ナトリウムを２．５質量部、水酸化カリウムを１質量部、エデト酸三ナトリウムを０．３質量部、クエン酸三ナトリウムを０．３質量部、クエン酸を０．２質量部、イオン交換水１０００質量部を含むプルランシート原料水溶液を調製し、起泡した。この原料水溶液を合成プラスチックフィルム上に連続して流延し、５０℃の熱風中を通して乾燥し、厚さ１００μｍのプルランシートを調製した。

本プルランシートは、製造ロットごとのばらつきの少ない糖質組成のほぼ一定した本発明のプルラン含有粉末を原料に用いて製造されているので、破断強度に優れ取り扱いが容易であるとともに、製品ごとにばらつきのない一定の溶解速度が期待でき、Ｌ−アスコルビン酸２−グルコシドやα−グルコシルルチンなどの有効成分を安定した速度で肌へ作用させることのできる化粧用パックの加工原材料などとして好適に利用できる。

＜被覆膜＞
実施例１の方法で製造したプルラン含有粉末１質量部及びアラビアガム０．２質量部を水１００質量部に溶解した水溶液を調製した。このプルラン含有水溶液に産卵後１０時間以内の新鮮な鶏卵を３０秒間浸漬した後、取り出して、３０℃の温度で２時間乾燥して卵殻表面上にプルランの被覆膜を形成させた。

この被覆膜を形成させた鶏卵を、室温（１５〜２５℃）で保存して、その可食期間を対照の無処理鶏卵（プルラン被覆膜無し）と比較したところ、プルラン被覆膜を形成させた鶏卵の可食期間は、無処理鶏卵（プルラン被覆膜無し）の約５〜１０倍にも延長された。このプルラン被覆膜は、食品工業などの原材料に用いるための鶏卵を保存するのに有利に利用できる。

＜糖衣錠＞
質量１５０ｍｇの素錠を芯剤とし、これに結晶マルチトール５０質量部、実施例２の方法で製造したプルラン含有粉末を濃度１０ｗ／ｗ％水溶液としたもの２０質量部、水１５質量部、タルク２５質量部および酸化チタン３質量部からなる下掛け液を用いて錠剤質量が約２３０ｍｇになるまで糖衣し、次いで、同じ結晶マルチトール６５質量部、同じ１０ｗ／ｗ％濃度のプルラン水溶液１０質量部および水２５質量部からなる上掛け液を用いて、糖衣し、更に、ロウ液で艶出しして光沢のある外観の優れた糖衣錠を得た。

本品は、プルランを含む糖衣によって被覆された糖衣錠であり、耐破壊強度に優れ、搬送や包装時の損傷が少なく、芯剤に含まれる有効成分の品質を長期間維持することができる糖衣錠である。また、本品は、製造ロットごとのばらつきの少ない糖質組成のほぼ一定した本発明のプルラン含有粉末を原料に用いて製造されているので、摂取後の溶解速度や芯剤との結着力がほぼ一定しており、素錠に含まれる有効成分を安定した速度で吸収させることのできる糖衣錠である。

＜錠剤＞
実施例１の方法で調製したプルラン含有粉末５質量部、プロポリスエキス粉末３０質量部、ラクトスクロース含有粉末（商品名『乳果オリゴ』ＬＳ−５５Ｐ 株式会社林原商事販売）２０質量部、乳酸カルシウム１０質量部、Ｌ−アスコルビン酸５質量部、α−グリコシルルチン１質量部、第三リン酸カルシウム１質量部、ショ糖脂肪酸エステル１質量部及び適量の粉末香料を均一に混合した後、直径６ｍｍの杵を装着した打錠機により打錠して錠剤（約３００ｍｇ／錠）を得た。

本品は、打錠時のひび割れもなく、適度な強度を有するとともに水に対する良好な溶解性を示す飲み易い錠剤であり、α−グリコシルルチン、プロポリスエキスに加えて、ラクトスクロース及びプルランを含有していることから、健康増進のための経口摂取物として好適である。また、本品は、製造ロットごとのばらつきの少ない糖質組成のほぼ一定した本発明のプルラン含有粉末を原料に用いて製造されているので、プルラン含有粉末によってもたらされる結着力がほぼ一定しており、一定の成分を一定の条件で打錠することによって、常に安定した形状及び強度の錠剤とすることができる優れた錠剤である。さらに、本品は、摂取後の溶解速度や崩壊性がほぼ一定しており、投与した場合、有効成分を安定した速度で吸収させることのできる錠剤である。

＜錠剤＞
常法に従って、マルトース６８質量部、α，α−トレハロース１５質量部、実施例２の方法により調製したプルラン含有粉末５質量部、パルミチン酸レチノール５質量部、エルゴカルシフェロール５質量部、塩酸フルスルチアミン１０質量部、リボフラビン５質量部、塩酸ピリドキシン１０質量部、酢酸トコフェロール１０質量部、ニコチン酸アミド３０質量部、シアノコバラミン０．０１質量部、パントテン酸カルシウム４０質量、アスコルビン酸２−グルコシド（商品名『ＡＡ２Ｇ』 株式会社林原生物化学研究所販売）６０質量部、香料１質量部、及びモノフルオロリン酸ナトリウム１質量部を均一に混合した後、混合物を打錠して錠剤（２００ｍｇ／１錠）を得た。

本品は、打錠時のひび割れもなく、適度な強度を有するとともに水に対する良好な溶解性を示し、ビタミン剤として有用な錠剤である。また、本品は、製造ロットごとのばらつきの少ない糖質組成のほぼ一定した本発明のプルラン含有粉末を原料に用いて製造されているので、プルラン含有粉末によってもたらされる結着力がほぼ一定しており、一定の成分を一定の条件で打錠することによって、常に安定した形状及び強度の錠剤とすることができる優れた錠剤である。さらに、本品は、溶解速度や崩壊性がほぼ一定しており、投与した場合に有効成分であるビタミンを安定して吸収させることのできる錠剤である。

＜錠剤＞
常法により、エテンザミド４５０質量部、アセトアミノフェン３００質量部、カフェイン５０質量部、マルチトール２５質量部、α，α−トレハロース２５質量部、スクロース２００質量部、キシリトール４００質量部、コーンスターチ５００質量部、ポリエチレングリコール２０質量部、実施例１の方法で調製したプルラン含有粉末６質量部、アラビアガム６質量部、α−グルコシルステビオシド（商品名「αＧ−スイート」 東洋精糖株式会社販売）１質量部を混合した後、水を４０ｍｌ加えて混練し、打錠機により打錠して錠剤（約３００ｍｇ／錠）を得た。

本品は、打錠時のひび割れもなく、適度な強度を有するとともに水に対する良好な溶解性を示し、口腔内で溶解させながら摂取することができる舌下剤型の風邪薬として用いることができる。また、本品は、製造ロットごとのばらつきの少ない糖質組成のほぼ一定した本発明のプルラン含有粉末を原料に用いて製造されているので、プルラン含有粉末によってもたらされる結着力がほぼ一定しており、一定の成分を一定の条件で打錠することによって、常に安定した形状及び強度の錠剤とすることができる優れた錠剤である。さらに、本品は、口腔内での溶解速度がほぼ一定しており、エテンザミドやアセトアミノフェンなどの有効成分の溶け出す速度が安定し、それらを高効率で作用させることができる錠剤である。

＜顆粒剤＞
ラクトスクロース含有糖質（商品名「ＬＳ−９０Ｐ」 塩水港精糖株式会社販売。固形物換算でラクトスクロース約９０質量％含有）１質量部、実施例２の方法で調製したプルラン含有粉末０．１質量部、糖転移ヘスペリジン（商品名「αＧヘスペリジン」 林原生物化学研究所株式会社販売）０．５質量部、α−グルコシルステビオシド（商品名「αＧ−スイート」 東洋精糖株式会社販売）０．２質量部を均一に混合し、顆粒成形機にかけて、顆粒状の散剤を得た。

本品は、プルランを含んでいるため顆粒としてのまとまりが良く、安全で、溶解性に優れた飲み易い顆粒剤であり、さらに糖転移ヘスペリジンを含有することから、健康の維持・増進のための健康食品として有用である。また、本品は、製造ロットごとのばらつきの少ない糖質組成のほぼ一定した本発明のプルラン含有粉末を原料に用いて製造されているので、プルラン含有粉末によってもたらされる結着力がほぼ一定しており、一定の成分を一定の条件で顆粒成形機にかけることによって、常に安定した形状及び強度の顆粒とすることができる優れた顆粒剤である。さらに、本品は、溶解速度がほぼ一定しており、投与した場合に、糖転移ヘスペリジンなどの有効成分を安定して吸収させることのできる顆粒剤である。

＜繊維＞
実施例１の方法で製造したプルラン含有粉末を水に溶解して濃度４０ｗ／ｗ％とし、これに固形物当り１．５ｗ／ｗ％のアルギン酸及び０．０２ｗ／ｗ％のローカストビーンガムを溶解して紡糸原液とし、これを液温６０℃に調整して、直径０．３ｍｍ、長さ１ｍｍの円筒状ノズルより圧力３ｋｇ／ｃｍ^２をかけて室温の空気中にストランドを押し出し、水分を蒸散乾燥させつつ、巻取機にて巻き取った。

得られた繊維の太さは、約２５μｍで、この繊維は撚ることも、編むことも、織ることもできる。しかも、適度の強度と親水性を有すると共に、プルランを原料としているので基本的に無毒であり、皮膚への刺激がないという特徴を有しており、例えば、手術糸、ガーゼ等にも好適である。また、本品は、製造ロットごとのばらつきの少ない糖質組成のほぼ一定した本発明のプルラン含有粉末を原料に用いて製造されているので、プルラン含有粉末によってもたらされる結着力や溶解性がほぼ一定しており、一定の紡糸条件下で、強度や溶解性等の品質の揃った繊維状成形物とすることができるという優れた利点を備えた繊維である。

濃度約０．０１ｗ／ｖ％、比活性約１．５×１０^８単位のインターフェロン−α溶液１質量部に、実施例１の方法で得たプルラン含有粉末を１００質量部加え、無菌濾過した後、常法によりパイロジェンフリーとし、２ｍｌ容バイアルに３，０００，０００単位ずつ分注し、常法により凍結乾燥を行なった。

本品は、室温下においても長期に安定であり、製造ロットごとのばらつきの少ない糖質組成のほぼ一定した本発明のプルラン含有粉末を含んでいるので、水に対して速やかに溶解し、有効成分であるインターフェロン−αの体内動態にも影響を及ぼすことがなく一定したものとなることから、注射薬、検査用試薬などとして有利に使用できる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、オーレオバシディウム・プルランスの変異株を培養して得た培養物から、溶媒沈殿などの煩雑な精製工程を経ることなく、優れた特性を有するプルラン含有粉末を製造することができる。本発明のプルラン含有粉末は、煩雑な精製工程を経ることなく製造することができ、全糖質中の夾雑糖質含量が極めて低く、高いプルラン純度と安定した組成を備え、さらには含まれるプルランの分子量分布が一定の範囲内にある。本発明のプルラン含有粉末を用いて成形したフィルム等の成形物は、良好である上に製造ロットごとにばらつきの少ない安定した一定の強度や溶解性、崩壊性を有しているので、本発明のプルラン含有粉末は、比較的廉価で良質なプルラン含有粉末として、食品はもとより、医薬品、医薬部外品、及び化粧品等の分野におけるプルランの用途拡大に大きく貢献するものであり、その産業上の利用可能性は極めて大きい。

Claims (6)

1. 水；及び水溶液の２０質量％以上２５質量％以下のプルラン含有粉末を含むことを特徴とする、成形物の製造のためのプルラン含有水溶液であって、ここで前記プルラン含有粉末が、７５容積％水性メタノールに不溶のプルラン画分と可溶の夾雑糖質画分とからなり、アントロン−硫酸法に基づいて求められる全糖質含量に対し、９９質量％以上のプルランと１質量％以下の夾雑糖質を含み、さらに、マンニトールを含有するプルラン含有粉末である、プルラン含有水溶液。
2. 前記プルラン含有粉末に含まれるマンニトールの含量が、無水物換算で、粉末全体の０．０４質量％以上であることを特徴とする請求項１記載のプルラン含有水溶液。
3. 前記プルラン含有粉末に含まれるプルランの質量平均分子量が、５０，０００乃至１，０００，０００ダルトンであることを特徴とする請求項１又は２記載のプルラン含有水溶液。
4. さらに、カラギーナン、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース、及びアラビアガムから選ばれる１種又は２種以上の多糖類を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプルラン含有水溶液。
5. さらに、水酸化カリウムを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプルラン含有水溶液。
6. さらに、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、又は塩基性炭酸マグネシウムを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプルラン含有水溶液。

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