JPH01224385A - マイクロ波照射によるキシロオリゴ糖の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は、キシラン系多糖類、キシラン系多糖類を多く
含有する植物性原料及びイネ科植物等から、キシロオリ
ゴ糖を効率よく製造する方法に係るものである。

従来技術： 種種の植物資源を分解し糖類等を得るには、予め高温・
高圧におく前処理を経て糖化処理が行われる。この糖化
処理は酸又は酵素を触媒として加水分解されるが、植物
成分中のセルロースはブドウ糖に、ヘミセルロースはブ
ドウ糖、キシロース及び他の糖類に分離又は分解される
。

上記キシロースは、特に米糖とも呼ばれるが、遊離の単
糖として天然に存在することは希であり、Ｄ−キシロー
スの形でキシラン系多糖類の構成成分となっているほか
、糖タンパク質、糖ヌクレオチド、コンドロイチン硫酸
の構成成分として天然に多く分布していることが知られ
ている。従って、キシロースは、これを構成成分とする
多糖類（キシラン系多糖）を含む原料を酸で加水分解し
た後、ブドウ糖を除き（酵母でブドウ糖が発酵すること
を利用する。）、濃縮して得られている。

キシロオリゴ糖の場合でも、これらが天然に存在するこ
とは希である。キシロオリゴ糖の調製ノためには、上記
キシロースの調製とは異９、キシラン系多糖の分解低分
子化を部分的な程度に限定する必要がある。この目的の
ため、従来はキシラナーゼや酸による部分加水分解及び
有機化学的合成が試みられてきた。しかし、キシラン系
多糖が水に不溶なため、反応が液・固反応となって進行
が困難であり、オリゴ糖の収率がきわめて低い欠点があ
った。

解決しようとする課題： キシロースは前記した製造法からも明らかなように、普
通の酵母では発酵きれず羊以外の動物はこの糖を利用し
ないと言われている。

キシロース分子がいくつか縮合した少糖であるキシロオ
リゴ糖は、甘味を呈するにも拘らず、蔗糖やブドウ糖の
ようにムシ歯の原因になったシ、入間によって消化され
利用されることがない。そのため、キシロオリゴ糖は食
品素材として注目されてきている。

しかし、キシロオリゴ糖は天然には存在せず、また重合
度の高い多糖の状態から発酵によって調製することが困
難であシ、さらに、有機化学合成による場合も多段階の
反応経路を必要とし、かつ収率もきわめて低く、現在の
ところ上記目的を充足できるほど有利な生産手段として
実用化されだものはない。

課題の解決手段： 本発明は、有用な使途が注目されるキシロオリゴ糖の新
規な生産手段を提案するもので、キシラン系多糖類及び
イネ、ムギ、竹等のイネ科植物又はその他のキシラン系
多糖を多く含有する植物性資源に、マイクロ波を照射し
、加熱処理することにより部分分解を達成し、キシロオ
リゴ糖を効率よく生産するものである。

ところで、マイクロ波照射を用いたリグノセルロース性
物質の加熱分解に関しては、特公昭５４−４８６０１号
公報において、マイクロ波加熱を利用した木材チップよ
りのセルロース繊維の離解方法が開示され、また、特開
昭５９−１４６５９４号公報により、マイクロ波加熱を
利用しだリグノセルロースの糖化法が提案されている。

しかし、前者は繊維の離解を目的としたものであシ、後
者はリグノセルロース中ノリクニント共ニセルロース、
ヘミセルロースを加水分解し、これに続く酵素糖化を容
易にさせ、さらに酸糖化を行うことによシ、単糖の調製
を目的としだものであり、オリゴ糖の調製を目的とした
本発明とは目的及び技術内容が異なっている。

発明の構成・作用： 本発明の構成は、 キシラン系多糖類、キシラン系多糖類を多く含有する植
物性原料又はイネ、ムギ、竹等のイネ科植物を、微細化
処理し又はしないで、水或いは有機酸水溶液中に懸濁し
て糖化原料となし；金属容器中に内蔵され、かつマイク
ロ波照射のために適合したセラミック管中を、上記糖化
原料を搬送しつつマイクロ波を照射し； キシラン系多糖を加熱・加圧により部分分解しキシロオ
リゴ糖を調製すること； を要旨とする。

部分分解物中に共存する他の糖を除去するだめ、酵素反
応を付加することができるが必要条件ではない。

キシロオリゴ糖を収得しようとするキシラン系多糖類又
は植物性原料等を、その状態に応じて適宜微粉砕した後
、水に懸濁して糖化原料とした被処理体が、連続式マイ
クロ波加熱装置によシマイクロ波を照射されると、キャ
リヤである母液と随伴する多糖類とは加熱されて高温と
なる。同時に蒸気圧によシ発生する圧力が高圧雰囲気を
形成する。そして、キシラン系多糖類はマイクロ波加熱
と分子に対する励起によシ部分分解され、キシロオリゴ
糖が生産される。

実施例： 以下、本発明の具体的な実施例につき説明する。

キシランとしては、脱脂した麦稈（ムギわら）を次亜塩
素酸塩法で脱リグニンして調製したホロセルロースを、
１０チと２４係の水酸化カリウム水溶液で抽出後、アル
コール沈殿により単離したアラビノキシラン〔アラビノ
ース：キシロースのモル比が１　：　１１　；　［α］
、７−７４°（旦１．ジメチルスルホキシド）〕を使用
した。

マイクロ波照射装置は、日本化学機械製造株式会社製の
［連続式マイクロ波加熱装置（２４５０ＭＨｚ、４．９
ＫＷ）Ｊを用いた。

この装置のマイクロ波照射部位である耐圧セラミック管
中に、流動し得る限度の水又は０．０５〜０．５チ　の
酢酸水溶液をキャリヤとして加えた上記キシランを、９
．４〜１２．６Ｎ／時の流速で搬送し、流通時間中マイ
クロ波加熱した。

キシランが、マイクロ波の照射を受けつつセラミック管
中を進み、マイクロ波加熱にょシ温度が上昇すると共に
、キシランはマイクロ波の励起振動により可溶化・低分
子化され、キシロオリゴ糖が遊離されてくる。

キシロオリゴ糖の存在量及びその分子量分布は、重量分
析と排除クロマトグラフィーにょシ測定した。すなわち
、加熱処理物を濾過し不溶物と可溶物に分離後、濃縮乾
固して重量を測定した。可溶物中のキシロオリゴ糖の分
子量分布を水素イオンタイプ（Ｄｏｗｅｘ　５０ｘ８　
）と酢酸タイプ（Ｄｏｗｅｘ１×８）の各イオン交換樹
脂によシ脱塩し、ＡＳＡＨＰＡＩＣＧ５−２２０　　を
用いた排除り０７トグラフイーにょシ分析し、キシロオ
リゴ糖の生成量と存在比を定量した。

その結果、第１表に示すようにマイクロ波加熱により部
分分解され、キシロオリゴ糖が遊離してくる。水を母液
とするよりも酢酸による触媒作用を利用する方がよい結
果を得た。酢酸の濃度が高まるにつれて、キシロオリゴ
糖の生成量は高くなる傾向を示した。また、生成するキ
シロオリゴ糖は２量体〜９量体まで明瞭に分離され、そ
の存在比は加熱温度（１９０〜２３０°Ｃが好ましい。

）に依存して変化し、加熱温度が高くなるに従って分解
が進行し２量体の量（比率）が増大した。これらのオリ
ゴ糖はトヨパールＨＷ４０　（スーパーファイン）のカ
ラムを用いた分取用排除ガスクロマトグラフィーにより
、その存在比に対応した量比で分離・調製された。また
、第１表に記載の加熱条件下では、随伴するアラビノー
スは単糖の形で遊離し、キシロオリゴ糖の分離・調製に
影響を及ぼさない利点が認められた。

次いで、上記のアラビノースラ／を含有する麦稈そのも
のを、前処理として８．６メツシユのフルイを通過する
ように粉砕し、上記と同様に水を母液としてマイクロ波
加熱を行った。その結果を第２表に示す。

加熱温度の上昇に伴って急激にキシロオリゴ糖が生成し
てくることが認められる。この場合は、麦稈中に酢酸が
エステルの形でキシランに結合して存在しているのが、
マイクロ波加熱にょシ遊離して触媒の作用を示すので、
キシロオリゴ糖の調製のために酢酸やその他の有機酸を
母液に添加する必要は認められない。そして、前記実施
例と同様に、加熱温度の上昇（好ましくは１９０〜２３
０’Ｃ）に伴って分解が進行し、低重合度（重合度２）
のオリゴキシロ糖の占有する割合が高くなシ、同時に高
重合度のキシロオリゴ糖の占有する割合が低くなった。

さらに、これらの各オリゴ糖はトヨパールＨＷ４０　（
スーパファイン）のカラムラ用いて前記実施例と同様に
単離された。前記実施例で単離されたキシロオリゴ糖と
あわせ、’Ｈ及Ｕ　１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを測定し
構造が同定・確認された。

発明の効果： キンラン系多糖類や麦稈のみならず、他のイネ科植物や
キシラン系多糖を多く含有する植物資源でも、マイクロ
波照射による加熱をすれば、１９０〜２３０°Ｃの加熱
温度範囲で確実にキシロオリゴ糖が生成する。

本発明方法によれば、食生活上有用なキシロオリゴ糖が
容易に得られ、産業上の利用性は大きい。

出　　願　　人　　　東　　　　　順　　−手続補正書 昭和６３年　３月３０日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿　　　　　　　　　　
　　　田１事件の表示　特願昭６３−４９１０４号発明
の名称　　マイクロ波照射によるキシロオリゴ糖の製造
法補正をする者 事件との関係　　出　願　人 住所（居所）　　　大阪市淀用区加島４丁目６番２３号
氏名（名称）　　　日本化学機械製造株式会社代表者　
高　橋　　正　　（１カ、１名代　　理　　人 補正命令の日付　　　自　　発。

明細書、発明の詳細な説明の欄、 第９頁第１２行目から第１３行目まで、「分取用Ｍ１除
ガスクロマトグラフィー」とあるを、［分収用排除クロ
マトグラフィー」ヨと補正します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　キシラン系多糖類を水又は有機酸水溶液に懸濁して
   糖化原料となし； 金属容器中に内蔵され、かつマイクロ波照射のために適
   合したセラミック管中を、上記糖化原料を搬送しつつマ
   イクロ波を照射し；キシラン分子鎖を、マイクロ波の照
   射により加熱・加圧して、部分的な低分子化を生起させ
   ること； を特徴とするマイクロ波照射によるキシロオリゴ糖の製
   造法。 ２　イネ、ムギ、竹等のイネ科植物及び／又はキシラン
   系多糖を多く含有する植物性原料を微細化して糖化原料
   を調製すること； を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のマイクロ波
   照射によるキシロオリゴ糖の製造法。 ３　糖化原料の加熱に際し、１９０〜２３０℃の温度条
   件が得られるようにマイクロ波照射を行うこと； を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   マイクロ波照射によるキシロオリゴ糖の製造法。 ４　共雑する糖類の除去に酵素反応を付加すること； を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項の
   うちの１に記載のマイクロ波照射によるキシロオリゴ糖
   の製造法。