JPH0118709B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はステビア甘味料の味質改良法に関する
ものであり、更に詳しくはステビオール配糖体を
主成分とするステビア甘味料に、β−１・３グル
コシル転移酵素を用いてβ−グルコシル糖化合物
よりグルコースを転移させることにより、味質の
改良されたステビオール配糖体を主成分とするス
テビア甘味料を得る方法に関するものである。砂
糖に代わる新しい甘味料が求められてからは久し
く、その間にズルチン、サイクラミン酸ソーダ、
サツカリン、アスパルチームなどの人工甘味料、
異性化糖に代表される天然甘味料などが数多く世
に問われて来ている。 それ等の目指す所は安価で健康上有益かまたは
無害であり、且つ加工適性を有する味の良い甘味
料を得る点にある。この中でズルチン、サイクラ
ミン酸ソーダ、サツカリンなどの人工甘味料は健
康上の問題があり、また糖類の２次加工製品や果
樹などの植物抽出物などの天然甘味料はコストや
加工適性、更には味質に問題があつて甘味料とし
て定着したものは少ない。これに対してステビ
ア、レバウデイアナ・ベルトニー（S.R.B）の乾
葉からの抽出物（即ちステビオール配糖体＋他の
抽出成分を以下、ステビアと総称する）は約10年
前に上市されて以来、順調な発展をしており、近
年新しい天然甘味料として、その地位を確立しつ
つある。その理由はステビアが前記要件を兼ね備
えていることに依るものであるが、このものの用
途を一層拡大するためには味質の改良を行なう必
要がある。 ステビアの甘味成分は単一でなく、ステビオサ
イドを主成分として他に５種類の天然成分が報告
されている。その中のレバウデイオサイドーＡは
比較的含有量が高く、甘味質も優れている。従つ
てレバウデイオサイドーＡを分離するか、その成
分比率を高めて質の良い甘味料を得ようとする試
みが行なわれている（日本特許第973099号など）。
しかし本来、原葉中に20％程度しか含まれていな
い成分を選択的に分取することは、残成分の価値
低下、コストアツプ、更には製品供給能力の低下
を来たし実施に当つては多くの問題を含んでい
る。 一方、ステビオサイドはα−グルコシル転移酵
素を用いてα−グルコシル糖化合物からグルコー
スを転移させると味質が改善されることが確認さ
れ（特公昭57−18779号など）、既にこのタイプの
製品が上市されている。しかしこの方法も味質が
改善される一方では甘味度が大幅に低下すると云
う欠点を有しており、通常品に対して実質的にコ
ストアツプは免れ得ない。 本発明者等は上記の諸点に着目し、これ等の点
を改善すべく鋭意研究した結果本発明に到達し
た。 ステビアの甘味成分即ちステビオール配糖体に
はステビオサイド、レバウデイオサイドーＡの他
に、レバウデイオサイドＣ、Ｄ、Ｅやズルコサイ
ドＡが含まれている事が確認されている。また、
抽出、精製工程中にレバウデイオサイドーＢ、ス
テビオールバイオサイドが副生すると云われてい
る。この中で、レバウデイオサイドーＡ、Ｄ、Ｅ
は甘味度、味質が共に優れているが、他の成分に
は何れかの欠点がある。特に主成分であるステビ
オサイドには、砂糖と比較して苦味、渋味などが
感じられ、甘味の発現が稍々遅れる上に、甘味が
後に尾を引く傾向がある。また、ステビオサイド
の純品は水に対する溶解度が低く、取扱い上問題
がある。従つてステビア原葉を抽出、精製した侭
の混合物、或いはステビオサイド単品では砂糖や
異性化糖と同様の扱いをすることが困難である。
ステビアの甘味成分はアグリコンであるステビオ
ールにグルコース若しくはラムノースがβ位に結
合したものである。味質が良いとされているレバ
ウデイオサイドーＡもステビオサイドにβ−１・
３結合でグルコースの付いたものであることから
酵素の作用でステビオサイドからレバウデイオサ
イドーＡ若しくはそれに類似したβ−１・３グル
コシル配糖体を得ようとする試みは数多く行なわ
れて来たが何れも成功していない。 本発明者等は多数の土壌からβ−グルコシル糖
化合物資化性のある菌をスクリーニングした結
果、放線菌、バクテリア、糸状菌、酵母など多数
にβ−グルコシル糖化合物資化能力を有すること
を見出した。更にこれ等の菌の産生する酵素につ
いて糖転移能力を検討した結果ストレプトマイセ
ス属に属する放線菌にβ−１・３グルコシル転移
酵素産生能のあることが認められた。β−１・３
転移酵素は次の如き手順により予めスクリーニン
グする。即ちβ−１・３結合を有するカードラ
ン、ラミナリンなどを含みペプトン、酵母エキ
ス、無機栄養源などより成る培地に土壌懸濁液を
加えて常法の様に35℃、２日間の条件で培養し培
養液を過して酵素液を得る。ステビオサイドに
酵素液を加えて反応させ（50℃、１時間）た後、
薄層クロマトグラフイー（TLC）により転移生
成物のスポツトが検出される様な土壌液（放線菌
を含む）を予備試験によりスクリーニングして使
用する。酵素液を検鏡してストレプトマイセス属
放線菌の特徴である気菌糸、胞子の認められるも
のを選択して使用する。（注：ストレプトマイセ
ス属の同定に就いては「微生物の分離と同定、長
谷川武活編著学会出版センター発行」参照。） この場合、対象となるβ−グルコシル糖化合物
はβ−１・３結合であるラミナリン、カードラン
などであることが必要である。また、ステビア甘
味成分はステビオサイドに限定することは無く通
常のステビオール配糖体を主成分とする混合物を
上記した酵素で処理した場合に他の成分にもβ−
１・３型の新しい配糖体が得られた。 本発明により得られるβ1−３グルコシルステ
ビオサイドは実施例１の確認結果に示されるよう
に、レバウデイオサイドのようなステビオールに
結合したグルコースの２位の炭素にグルコースが
付加されたものではなく、ステビオサイドのソホ
ロース部末端のグルコースにグルコースがβ1−
３結合により転移付加されたものである。 得られた新しい配糖体は混合物の侭であつて
も、その主成分のみを分離したものでも何れも反
応前の成分に比べて苦味や後引きの問題が改善さ
れ、レバウデイオサイドーＡと同等の好ましい甘
味質を備えたものであつた。 更に特筆すべきことは、α型に糖を付加した場
合には味質は改善されても甘味倍率が大幅に低下
する現象が見られるのに対して、β−１・３型に
付加した場合には甘味度に変化の無い点である。
このことは安価な糖化合物からゲルコースを得
て、これを高価なステビアに付加することによつ
て実質的にコストアツプ無しに味質を大幅に改善
出来ることを意味しており、従来求められていな
がら実現出来なかつた関係者の夢を一歩進めたと
云える。β−１・３グルコシル・ステビオール配
糖体の存在は薄層クロマトグラフイー、ガスクロ
マトグラフイー及び酵素の選択的分解性を利用す
る実験で確認された。 本発明に於いて用いられるステビアは成分を特
定する必要はなく精製の度合いについても特に限
定するものではない。実用的には主成分であるス
テビオサイドを対象とするのが妥当であるが、付
加価値を上げるという目的からすれば通常の組成
分から晶析法や樹脂への選択吸着によりステビオ
サイドやレバウデイオサイドーＡを除いた比較的
価値の低い成分、例えば工程中でグルコースが外
ずれて副生するレバウデイオサイドーＢやステビ
オールバイオサイド、更には比較的多量に含まれ
るレバウデイオサイドーＣなどを対象にした方が
有効である。 本発明に用いるβ−グルコシル糖化合物はステ
ビオール配糖体と共存し、β−グルコシル転移酵
素の作用で糖転移を行なうものであれば何でもよ
い。実用的には水に可溶若しくはそれに近い性状
を示すものの方が好ましいが、本発明はこのこと
に拘束されるものではない。 本発明に用いるβ−グルコシル転移酵素は培養
液に含まれるものをその侭用いてもよいし、菌体
を分離した液を用いてもよく、液を精製、濃縮、
固化することは自由である。菌体、酵素を固定化
して効率的な反応を行なわしめることも可能であ
る。 本発明の反応条件は、ステビオール配糖体、β
−グルコシル糖化合物、β−グルコシル転移酵素
の共存する水溶液中で反応の進行するものであれ
ばよい。ステビオール配糖体は可及的に濃度が高
い方が有利であるが、成分が単独で存在する場合
は溶解性に問題のある成分があり、溶解度の高い
混合物の方が一般的に有利である。濃度範囲は１
〜50％が可能であるが、実用的には５〜30％の方
が好ましい。 β−グルコシル糖化合物は可溶性の物は溶解度
の上限に近い点で反応させるのが好ましいが、不
溶性の物については撹拌により懸濁状態で反応を
進める必要がある。反応のPHは3.0〜7.5までの範
囲が適用出来るが、好ましくは6.0近辺である。
反応温度は30〜70℃の範囲で可能であるがより好
ましい温度範囲は50〜60℃である。 酵素添加率と反応時間は逆比例の関係にあり、
条件の設定は他の要因を加味して決めることが出
来る。この様にして得られた反応溶液は加熱して
酵素を失活させ過した後、その侭、濃縮若しく
は乾固させて甘味料として用いることも可能であ
るが、通常は例えば次の様な方法で精製してβ−
グルコシル糖付加物の純度を高くして用いる。 上記液と巨大網状構造を有する多孔性重合体
樹脂で処理してステビオール配糖体を選択的に吸
着分離する。更にこの溶離液をカチオン交換樹脂
アニオン交換樹脂で処理後、濃縮、乾固させて粉
末状甘味料とする。 本発明による甘味料は、ステビア葉から抽出、
精製した侭の混合物や単離されたステビオサイド
に比べて、味はまろやかで苦味や嫌味が無く、甘
味の後引きも少ない。従つて、従来のステビア甘
味料では砂糖や異性化糖の10〜30％程度しか置き
換えられなかつたのに対し、50〜70％程度置き換
えても元の味に大きな変化が無く、また単独で用
いても充分賞味に耐え得るものである。 また甘味度は６％砂糖水溶液ベースで砂糖の約
120倍であり、従来のステビア甘味料と甘味度の
点では同等である。このことは安価なグルコース
を付加しても甘味度が低下しないことから、反応
生成物固形量当りでは大幅にコストダウンしたこ
とを意味しており、この点に本発明の大きな意義
が存在する。 本発明品の溶解度はステビオサイド単体を原料
とする場合でも、ステビアの場合でも何れも殆ん
ど無制限に溶解し高濃度に於いてペースト状とな
る。従つて使用に際して、この面で制限を受ける
ことがない。 本発明品を使用するに際しては単独で用いても
よいが、従来のステビア甘味料の様に他の糖質甘
味料、人工甘味料或いはアミノ酸、有機酸の呈味
改善剤、デキストリン、乳糖などの増量剤、着色
料、着香料と混合して使用する事も出来る。必要
に応じてこれ等との混合物を適度に成型して用い
ることも自由である。用途は砂糖、異性化糖或い
はソルビツトなど、糖アルコールやサツカリンな
どの人工甘味料の用いられている分野で、その全
量また一部を置換える目的で用いられるが、この
物自体が良質な甘味を持つた天然の甘味料であり
実質的にカロリーが無く、また非う蝕性であるこ
とから考えて糖類の取り過ぎによる太り過ぎや成
人病、それに虫歯の発生予防に役立つ分野の食品
に用いるには極めて適している。特に従来のステ
ビア甘味料より置換率を大きく採り得ること、更
に単品でも用いられることがこの効果を大きくし
ている。 ステビア甘味料は熱や酸に対する安定性に優れ
ていると云われているが、本発明法によるβ−グ
リコシル・ステビオール配糖体も同様に安定性が
高いので、加熱加工を要する食品、酸性の強い食
品、或いは長期に保存をする食品に対しても自由
に使用することが出来る。 飲食物以外にも医薬品、化粧品、飼料などの甘
味付けに用いることも本発明品の用途範囲に含ま
れることは勿論である。 実施例 １ 酵素の調製： カードラン 1.5％、ペプトン 0.7％、酵母エ
キス 0.2％、KH₂PO₄ 1.0％、NH₄NO₃ 0.2
％、MgSO₄・7H₂O 0.05％、コーンステープ
リカー 0.5％から成る培地を用いて５ジヤ
ーフアメンターにより、35℃、PH６で２日間、
予備スクリーニングによりストレプトマイセス
属放線菌を含み糖転移能のあることが判明して
いる選択された酵素液を通気培養して後、固形
物を別して酵素液を得た。予備スクリーニン
グは、既述の様にカードラン、ペプトン、酵母
エキス、無機栄養源などより成る培地に土壌懸
濁液を加えて、常法により35℃、２日間培養し
培養液を過して酵素液を得る。酵素液のスク
リーニングはステビオサイドに酵素液を加えて
反応させ（50℃、１時間）た後、薄層クロマト
グラフイー（TLC）により転移生成物のスポ
ツトが検出されるか、どうかにより判定され
る。スポツトの検出されたものに就き検鏡によ
り、ストレプトマイセス属放線菌を含むものを
確認する。 糖付加反応： カードラン 150g、ステビオサイド結晶300g
に上記酵素液9000単位相当量と水を添加して
3.0とし、５容量の反応器で50℃、PH６、
１時間反応させた。茲でいう酵素活性１単位と
は55℃、30分の条件下で酵素１ml当り50mgのカ
ードランから10mgのグルコースに相当する還元
糖を生成させる酵素量を言う。 甘味料の調製： 反応液を加熱失活させた後、多孔性重合体樹
脂（商品名、HP−20）６を充填したカラム
にSV＝１で通液した。カラムを水洗後、含水
メタノール（90v／ｖ％）12で溶離し、溶離
液をカチオン交換樹脂（商品名、アンバーライ
トIR−120B）、アニオン交換樹脂（商品名、ア
ンバーライトIRA−94）で処理して精製製品
310gを得た。 上述の精製製品の甘味テストを行なつた。 甘味度： 水 100重量部に対して本製品 0.005重量
部、ステビオサイド 0.05重量部を溶解した試
料を夫々No.１、No.２とし18名のパネラーにより
対応砂糖濃度を求めた。その結果、No.１、No.２
共に6.0％となり、糖付加物とステビオサイド
は共に甘味度は同等で砂糖の約120倍であつた。 甘味質： ステビオサイド、レバウデイオサイドーＡ、
及び実施例１で調製した製品を夫々砂糖10％水
溶液になる様に0.1％、0.07％、0.1％に調製し
18名のパネラーにより味質テストを行なつた。
その結果、苦味と残味について本発明品が、レ
バウデイオサイドーＡと同等であるとするもの
15名、稍々劣るとするもの３名でステビオサイ
ドの味質が大幅に改善されていることが証明さ
れた。 実施例 ２ 次の処方で炭酸飲料を調製した。

【表】

【表】 各々を水に溶解し炭酸ガスを吹込んで全量を20
とした。このものを18名のパネラーで味質テス
トを行なつた所次の様な結果を得た。

【表】 β−１・３グルコシルステビオサイドの確認： 実施例１で作成した糖付加物から未反応ステ
ビオサイドを晶析除去し晶析母液を得た。糖付
加物反応生成物の一例の薄層クロマトグラフを
第１図に、第２図に実施例１における糖付加物
からステビオサイドを除去した母液の高速クロ
マトグラフを示す。 晶析母液乾固物を水に溶解し、ゲル過剤
（商品名、トヨパールHW−40、東洋曹達社製）
を用いてステビオサイドの直前に溶出する区分
を分離した。分離物は薄層クロマトグラフによ
つて第１図糖付加物の上部２点の区分に相当
し、またガスクロマトグラフイーによつてステ
ビオサイドよりグルコース結合数の１個多い物
質であることが確認された。分離物を10％
KOHで100℃１時間処理してエステル結合した
19位のグルコースを加水分解した後、HP樹脂
及びゲル過剤で精製した結果、２種類のステ
ビオール配糖体が得られた。ステビオール配糖
体の一つはステビオールバイオサイドであり、
他の成分を以下の供試料とした。 構造決定： メテル化分析は箱守法に従つた。 即ち試料約20mgに１mlのジメチルスルホキシ
ドを加え、窒素気流下に30℃で撹拌し可溶化し
た。これに別に調製したカルバニオン１mlを加
え、30℃で約２時間撹拌を続けた。これに１ml
のヨウ化メチルを加え、約１時間半撹拌してメ
チル化糖を調製した。メチル化糖をクロロホル
ム層に移し、水洗した後、クロロホルムを減圧
除去した。次にメチル化糖を４％硫酸で100℃、
約２時間加水分解した後、加水分解物を水素化
ホウ素ナトリウムで還元し、メチル化糖のアル
ジトールとした。次いでこれをアセチル化し、
メチル化物のアルジトールアセテートを調製
し、これをOV−101カラム付のガスクロマト
グラフイーに供した。この結果、生成物は１・
５−di−ｏ−acetyl−２，３，４，６−tetra−
ｏ−methyl−Ｄ−sorbitol、１，３，５−tri−
ｏ−acetyl−２，４，６−tri−ｏ−methyl−
Ｄ−sorbitol及び１，２，５−tri−ｏ−acetyl
−３，４，６−tri−ｏ−methyl−Ｄ−sorbitol
の３種類であり生成分のモル比は１：１：１で
あつた。尚メチル化分析の標準物質としては、
ステビオシド（ソホロースの原料）とラミナリ
ビオースを用い上記と同様の方法でメチル化分
析を行なつた。 一方、ベーリンガー・マンハイム社製酵素β
−グルコシダーゼ（Lot No.1152207）により
試料を加水分解した結果、生成物としてグルコ
ースが検出された。尚、この酵素によつてラミ
ナリビオースは完全に水解されたが、マルトー
スは全く水解を受けなかつた。 以上の結果、試料の構造は次の様に推定し
た。 以上により実施例１で生成した物質はステビオ
ールバイオサイドの末端のグルコースにβ−１・
３結合でグルコースの付加されたβ−１・３グル
コシルステビオサイドであることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は糖付加反応生成物の薄層クロマトグラ
フの例、第２図は実施例１に於いて糖付加物から
ステビオサイドを晶析除去した母液の高速液体ク
ロマトグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ストレプトマイセス属に属する放線菌より得
   られるβ−1.3グルコシル転移酵素を用いて、ス
   テビオサイドのソホロース部末端のグルコース
   に、β−1.3グルコシル糖化合物よりグルコース
   を転移付加させることによるステビア甘味料の味
   質改善法。