JPH02163093A

JPH02163093A - スコプラリオプシス属微生物およびそれを用いるケストースの製造法

Info

Publication number: JPH02163093A
Application number: JP31394388A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takeda; 博幸竹田; Atsushi Inoue; 敦井上; Takeshi Sugawara; 健菅原; Kazuo Yamamoto; 和夫山本
Original assignee: HOKUREN FEDERATION OF AGRICULT COOP
Current assignee: HOKUREN FEDERATION OF AGRICULT COOP
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1990-06-22
Also published as: JPH0441600B2

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］本発明スコブラリオブシス属微生物およびそれを用いる
ゲスドースの製造法に関し、詳しくはシュークロースの
存在下でゲスト−久を生産し、かつグルコースを資化す
る微生物および当該微生物をシュークロースを含む培地
に培養してケストースを生産せしめ、培養物からケスト
ースを採取することを特徴とするケストースの製造法に
関する。ケストースは人間が摂取したとき、胃で消化さ
れることなく腸に達し、ビフィズス菌の生育促進効果を
示す食品素材などとして有用である。

なお、ケストースとはシュークロースのフラクトシル基
の１位の炭素原子にフラクトースが１個転位した分子構
造を有する３糖類、いわゆる１−ケストースを意味する
。このものはフラクトースが２個転位したニスドース、
３個転位したフラクトシルニスドースと共に低う触性、
難消化性、ビフィズス菌生育促進効果などの特性を有し
ていることが知られている。

［従来の技術１発明が解決しようとする課題］ケストー
ス生産菌としては、従来よりアスペルギルス・ニガー（
ＦＥＲＭ　Ｐ−５８８６）　、オウレオバシジュウム・
プルランス（ＡＩ（Ｕ　９５４９）などやフザリウム属
、ペニシリウム属などに属する微生物が知られている。

しかし、これら既知の糸状菌はケストース（以下、ＧＦ
２と略記することがある。）の他にニスドース　（以下
、ＧＦ３と略記することがある。）。

フラクトシルニスドース（以下、ＧＦ４と略記すること
がある。）なども同程度に生産し、いわゆるフラクトオ
リゴ糖生産菌と称されるものであり、厳密にはケストー
ス生産菌とは云い難く、かつ現状でのＧＦ２はフラクト
オリゴ糖の１成分として製造されているにすぎない。

さらに、これら微生物を酵素（フラクトース転位酵素）
としてシュークロースを含む反応系に加えると、多量の
グルコースと少量のフラクトースが生じると共に、酵素
の性質上未反応のシュークロースが残存し、フラクトオ
リゴ糖のみを効率よく生産することが困難であった。純
粋品を得たい場合には、カーボンカラムにフラクトオリ
ゴ糖を吸着させてアルコールと水の混合溶媒で溶出する
方法を適用できるが、この方法は多量の溶媒を必要とす
る上に収率が低い等の問題があり、工業的方法としては
不利な点が多い。

単糖とシュークロースを除去する方法（特開昭１ｉ１−
９２６６号）、転位反応と同時あるいは後に単糖および
シュークロースを資化する微生物あるいは分・解する酵
素を添加する方法（特開昭６２−１４７９２号）などが
提案されている。

しかしながら、これらの方法によってもＧＦ２の含有率
は固形分あたり５０％以下で、ＧＦ３゜ＧＦ４を含んだ
フラクトオリゴ糖混合物として９０％以上の含有率を示
すにすぎない。ＧＦ２を高率で得るためには、さらに煩
雑な操作を必要とする。しかも、前者の方法によりオリ
ゴ糖の純度を上げようとすれば、収率が極端に悪くなり
、かつカラム通液中に液が希釈されるという欠点が生じ
る。また、後者の方法は、微生物の環境上、反応温度を
４０℃以下としなければならず、閉鎖系の反応器を用い
ない限り雑菌汚染の問題があり、微生物管理が困難であ
る。

そこで、本発明者らは前記方法と発想を異にし、これら
フラクトオリゴ糖の中でも最も基本的なものであるケス
トースを特異的に生産する微生物を自然界より探索し、
ケストースの効率的な製造法の確立を試みた。

［課題を解決するための手段］本発明は、スコブラリオブシス属に属し、シュークロー
スの存在下でケストースを生産し、かつグルコースを資
化する微生物および当該微生物をシュークロースを含む
培地に培養してケストースを生成せしめ、培養物からケ
ストースを採取することを特徴とするケストースの製造
法を提供するものである。

本発明の特色は、フラクトオリゴ糖の中でもＧＦ２のみ
を高率に生産し、かつ副生ずるグルコースを資化して目
的とするＧＦ２の生産を１段の発酵で完結せしめる糸状
菌を検索したことにある。

本発明のスコブラリオブシス属に属する微生物は本発明
者らによって北海道斜里郡斜里町の土壌より単離された
もので、木菌の菌学的性質を以下に示す。

（１）ツアペック寒天培地で２０℃、１４日間培養した
コロニーは大きく広がり直径４−５　ｃｍに達スる。

菌叢は比較的薄く、はじめは白色で膜状、次第にビロー
ド状となる。コロニーの中心部は分生胞子の形成に伴い
淡黄色からうすい茶色あるいは黄褐色になる。裏面は明
るい黄褐色である。麦芽エキス寒天培地上のコロニーは
通常薄く、大きく拡がり、直径が４−５　ｃｍに達する
。最初、灰白色であるが、その後黄褐色になる。また、
裏面は黄褐色である。

（２）上記２ｆ！類の培地上における菌体の検鏡下の特
徴は同一であり、分生胞子柄は短く、通常長さ１０〜３
０μｍ、巾２．５〜３．０μｍであり、基底菌糸から直
接生じ１段または２段に輪生状に分岐している。

（３）梗子はしばしば分生胞子柄と連続しており、長さ
２０μｍまで、巾３〜５μｍである。ときどき分生胞子
の着生する先端部までの間が細い管状になっている。

（４）分生胞子はアレウロ型で、基端は明らかに切り株
のように平たくなっており、時に頂端はとがつぎみ。表
面はいぼ状である。長さ５〜９μｍ。

巾５〜７．５μｍ。

（５）試験したいずれの培地でも子嚢殻や菌核は形成さ
れなかった。

（６）最適生育温度条件としては２０〜３０℃であり、
５℃以下、４０℃以上では生育しない。また、最適ｐＨ
は６．５〜７．５であり、比較的高ｐ）Ｉでも生育でき
る。

上記した菌学的性質を有することより、木菌はスコブラ
リオブシス・ブレビカウクス（Ｓｃｏ　ｕｌａｒｉｏ　
ｓｌｓ　ｂｒｅｖｉｃａｕｌｌｓ）と同定された。しか
しながら、既知の菌株にはシュークロース存在下でケス
トースを生産し、かつグルコースを資化するものは知ら
れていない。そこで、本菌はスコブラリオプシス・エス
ピーＨＳ−０００２と命名され、工業技術院微生物工業
技術研究所にＦＥＲＭ　Ｐ−１０４３８として寄託され
ている。本発明においては、本菌を自然にもしくは人工
的手段によって変異させて得られるものであっても、上
記能力を有する菌株はすべて包含される。

次にで本菌を用いてＧＦ２を高率で製造するための培養
方法について説明する。培地としては炭素源、窒素源、
無機塩類などを含むものが用いられる。炭素源としてシ
ュークロースが用いられ、培地中の濃度は５〜５０％、
好ましくは１０〜２０％が適当である。シュークロース
としては、製糖工程中のジュース、たとえば粗糖汁の脱
タンパク後のジュースまたはショ糖の結晶化工程で生じ
る糖密などを用いることもできる。窒素源としては酵母
エキス、肉エキス、コーンスチーブリカー、ペプトンな
どの有機または無機の窒素化合物が用いられ、その濃度
は１〜４％、好ましくは１．５〜２．５％が適当である
。さらに、リン酸塩類、マグネシウム塩、鉄塩なと、た
とえばリン酸カリウム、硫酸マグネシウムなどの無機塩
類を０．１〜１．０％、好ましくは０．２〜０，５％加
える。培地のｐＨは５．０〜８．０、好ましくは６．５
〜７．０に調節する。

本菌の培養は、あらかじめ２４〜４８時間振どう培養し
た本菌を上記培地に接種し、２４〜４０℃、好ましくは
２８〜３０℃で２４〜１２０時間、好ましくは７２〜９
０時間通気攪拌培養することにより行う、なお、炭素源
のシュークロースは培養開始時にすべてを添加するほか
、培養開始時の添加量を抑え培養中に１乃至数回に分割
して加えてもよい。

本発明の方法【２より得られる培養液中の糖組成の１例
を示すと、初発シュークロース濃度１５％のとき、全糖
質量は１１．５％であり、全’ＩＩＮあたりＧＦ２は７
８．０％、ＧＦ３は３．０％、フラクトースハ１２．３
％、マンニトールは３．０％、シュークロースは３．７
％であり、グルコースは認められなかった。

１５％のシュークロース溶液から生成するＧＦ２は理論
上１１％であるから、上記の場合のＧＦ２収率は約８０
％となり、極めて高率でＧＦ２が得られていることが判
る。なお、本件の主成分である１−ケストースを単離精
製し、諸性質を調べたところ、下表の様になり１−ケス
トースの理論値および文献値の性質に一致することが確
められた。

１−ケストース精製試料　（理論値、　献値）分　　子　　量　　　　　　　５０４　　　　　　　　
　５０４フラクトース）ａ）水野卓、西沢−俊著；糖質化学便覧、共立出版、Ｐ
８３〜８４．　（１９７１）ｂ）中村道徳、貝沼圭二編　澱粉関連′ｍｘ実験法、学
会出版センター、１１２６６、　（１９８６）ｃ）　　
Ｇｒｏｓｓ　Ｄ、　　Ｍｅｔｈｏｄｓ　　ｉｎ　Ｃａｒ
ｂｏｈｙｄｒａｔｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｖｏｌ、Ｉ　
（Ｗｈｉｓｔｌｅｒ、　Ｒ，Ｌ、　＆　Ｗｏｌｆｒｏｍ
。

Ｍ、　Ｌ、、ｅｄｓ）、　Ａｃａｄｅｍｉｃ　ｐｒｅｓ
ｓ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　ａｎｄＬｏｎｄｏｎ、　ｐ３
６０．（１９６２）なお、薄層クロマトグラフィーによ
る相対移動率、ガスクロマトグラフィー、液体クロマト
グラフィーによる保持降間も１−ケストースに一致する
ことを確めた。

したがフて、本菌によるＧＦ２含有物質の製造法として
は、上記の培養液から当該物質を採取し、必要に応じて
適宜精製すればよい。以下に、その方法の１例を示す。

培養液から通常のろ過により菌体を分離し、培養液を６
０〜８０℃に加温した後、０．１〜０．３％の酸化カル
シウムまたは酸化マグネシウムを加え５〜ｌＯ分間静か
に攪拌する。これにより本培養液中のコロイド物質はほ
とんど沈殿する。

その後、液温を７５〜９０℃に上げ酸化カルシウムまた
は酸化マグネシウムをさらに０．５〜２．０％添加する
。３〜８分間静かに攪拌し、この条件下で還元′ｍ類を
分解する。この条件下ではｐＨ１２，０〜１２．５トな
り、多量のカルシウムイオンまたはマグネシウムイオン
が溶けた状況であるので、炭酸ガスを導入することによ
りｐＨを下げると共に過剰のカルシウムイオンまたはマ
グネシウムイオンを炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシ
ウムとして沈殿させる。

ｐＨが８．０〜９．０になったところで炭酸ガスの導入
をやめ沈殿を成長させる。通常のろ過の後に、カチオン
およびアニオンイオン交換樹脂を用いる冷脱塩法により
脱塩を行い、その後活性炭処理を行う。これにより無色
透明かつ無臭のＢＸｌｏ、５の液体を得ることが出来る
。これを濃縮することによってＢＸ７０で１１組成がＧ
Ｆ２：８０〜９０％、ＧＦ３：２〜５％、マンニトール
：３〜８％、シュークロース：２〜１２％の高ＧＦ２含
有シラツブを得ることができる。このシラツブ中のいわ
ゆるフラクトオリゴ糖含量は８１〜９５％であり、難消
化性粘質としてはマンニトールを加えて８８〜９８％の
組成を有する。

［実施例］次に、本発明を実施例により詳しく説明する。

実施例１１ｉジャーファーメンタ−にシュークロース１５％、コ
ーンステーブリカー２％。リン酸カリウム０．５％、尿
素０．０２％、硫酸マグネシウム０．０３％を含む培地
５１を入れｐＨ７に調整後、炭酸カルシウム１５ｇを入
れ、１２０℃で６０分間殺菌したものに、スコプラリオ
プシス・エスピー１（Ｓ−０００２、ＦＥＢＭ　Ｐ−１
０４３８を坂ロフラスコ中でシュークロース１５％、コ
ーンステーブリカー２％。リン酸カリウム０．２％を含
む培地に接種し２４時間培養したものを種菌として無菌
的に接種し、３０℃で９０時間培養した。その後、菌体
をろ過により分離した。

得られた培養液中の糖組成は以下の通りであった。

Ｇ　　Ｆ　　２　　　　　　　　　　７８％ＧＦ３　　
　　　　　　　　　３％フラクトース　　　　　１２％マンニトール　　　　　３％シュークロース　　　　　　４％実施例２実施例１で用いたシュークロース溶液の代わりに製糖工
程中の脱タンパク工程後のジュースであるシンジュース
（シュークロース濃度１６％）を用いて実施した。

シンジュースを８×１５に調整し、コーンスチーブリカ
ー２．０％、リン酸カリウム０．Ｚ％、尿素０．０２％
、硫酸マグネシウム０．０３％を加えたものを培地とし
、実施例１で用いたものと同じ種菌を同量用い本培養を
３０℃で９０時間行った。得られた培養液の糖組成は以
下のとおりであった。

Ｇ　Ｆ　２　　　　　７８％ＧＦ３　　　　　　　　　　　５％フラクトース　　　　　　９％マンニトール　　　　　５％シュークロース　　　　　　２％ラフィノース　　　　　　１％ラフィノースはビートを原料とする製糖工場において、
ビートに由来する三糖類であり、フラクトオリゴ糖同様
ビフィズス菌ム繋促進効果を示すことが知られている。

［発明の効果］本発明によって、シェークロースの存在下ケストースを
高率で生産し、かつ副生ずるグルコースを資化する糸状
菌が見出され、本菌を用いて培養することにより、他の
微生物や酵素を用いることなくケストース含量の極めて
高い糖液を得ることができる。このものはビフィズス菌
の生育促進効果を有し、かつ低う触性、難消化性という
特色を有しており、食品素材としての利用が期待される
。

特許出願人　　ホクレン農業共同組合連合会代　理　人
　　弁理士　久保１）藤　部手続ネ甫正四（自発）平成１年３月２４日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スコプラリオプシス属に属し、シュークロースの
存在下でケストースを生産し、かつグルコースを資化す
る微生物をシュークロースを含む培地に培養してケスト
ースを生成せしめ、培養物からケストースを採取するこ
とを特徴とするケストースの製造法。
（２）スコプラリオプシス属に属し、シュークロースの
存在下でケストースを生産し、かつグルコースを資化す
る微生物。