JPH02211890A - Production of branched cyclodextrin - Google Patents

Production of branched cyclodextrin

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JPH02211890A
JPH02211890A JP3203389A JP3203389A JPH02211890A JP H02211890 A JPH02211890 A JP H02211890A JP 3203389 A JP3203389 A JP 3203389A JP 3203389 A JP3203389 A JP 3203389A JP H02211890 A JPH02211890 A JP H02211890A
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JP
Japan
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cyclodextrin
enzyme
branched
starch
branched cyclodextrin
Prior art date
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Application number
JP3203389A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Okada
猛 岡田
Takeshi Saiga
健 雑賀
Rikako Yoshii
吉井 理佳子
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE:To inexpensively and continuously obtain a branched cyclodextrin by reacting starch with a cyclodextrin forming enzyme to give a reaction product, treating the reaction product with a debranching enzyme and beta-amylase simultaneously and ultrafiltering the treated substance. CONSTITUTION:A cyclodextrin-containing dextrin is treated with a debranching enzyme and beta-amylase or a mixture of cyclodextrin and maltooligosaccharide is treated with the debranching enzyme by using reverse reaction of debranching enzyme to form a branched cyclodextrin, which is continuously separated by an ultrafilter to obtain the branched cyclodextrin inexpensively and in high yield.

Description

【発明の詳細な説明】 産栗上q剋朋分立 本発明は、分岐サイクロデキストリンの製造方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing branched cyclodextrin.

従氷■孜査 サイクロデキストリンは、6個以上のグルコースがα−
1,4結合して環状構造を形成しているオリゴ糖であっ
て、従来、例えば、それぞれグルコース単位が6.7及
び8であるα−1β−及びγサイクロデキストリン等が
知られている。このようなサイクロデキストリンは、水
溶液中にてその内入に種々の疎水性ゲストを取り込んで
、比較的安定なホスト・ゲスト錯体を形成するので、例
えば、医薬品工業や食品工業の分野で不安定物質の安定
化や、或いは不溶性物質の可溶化等に用いられている。
Cyclodextrin contains 6 or more glucose molecules with α-
Oligosaccharides having 1,4 bonds forming a cyclic structure are conventionally known, such as α-1β- and γ-cyclodextrins having 6.7 and 8 glucose units, respectively. Such cyclodextrins incorporate various hydrophobic guests in an aqueous solution to form relatively stable host-guest complexes, so they are used as unstable substances in the pharmaceutical and food industries, for example. It is used for stabilizing substances, solubilizing insoluble substances, etc.

しかし、サイクロデキストリンは、一般に溶解度が低く
、例えば、水に対する溶解度は、α−サイクロデキスト
リンが14.5g/d!、β−サイクロデキストリンカ
<1.85g/d!、γ−サイクロデキストリンが23
.2g/d!程度である。特に、β、サイクロデキスト
リンは、溶解度が著しく低いために、種々の用途への利
用が大きく制約されざるを得ない。
However, cyclodextrin generally has low solubility; for example, α-cyclodextrin has a solubility in water of 14.5 g/d! , β-cyclodextrinka<1.85g/d! , γ-cyclodextrin is 23
.. 2g/d! That's about it. In particular, β-cyclodextrin has extremely low solubility, which severely limits its use in various applications.

他方、分岐サイクロデキストリンは、近年、その構造や
性質に関する研究が急速に進展しつつあり、例えば、特
開昭61−70996号公報、特開昭61−19760
2号公報、特開昭61−236801号公報、特開昭6
1−287901号公報、特開昭61−287902号
公報、特開昭62−106901号公報等に構造が記載
されており、水や有機溶剤に対する溶解性や、急性毒性
、種々の親油物質に対する包接機能等が「フード・ケミ
カル」第3巻第7号第20〜60頁等に記載されている
。分岐サイクロデキストリンは、−aに、α−1β−又
はγ−サイクロデキストリンの外輪にマルトオリゴI!
(グルコースを含む、)が1〜3個α−1,6−結合し
たものである。このような分岐サイクロデキストリンは
、特に、水に対する溶解度がサイクロデキストリンに比
べて、数倍から数十倍も大きいことから、その利用性が
高い。
On the other hand, research on the structure and properties of branched cyclodextrins has been rapidly progressing in recent years;
Publication No. 2, JP-A-61-236801, JP-A-6
The structure is described in JP-A No. 1-287901, JP-A No. 61-287902, JP-A No. 62-106901, etc., and the structure is known for its solubility in water and organic solvents, acute toxicity, and resistance to various lipophilic substances. The inclusion function and the like are described in "Food Chemical", Vol. 3, No. 7, pp. 20-60. The branched cyclodextrin has malto-oligo I! at -a and the outer ring of α-1β- or γ-cyclodextrin.
(including glucose) is one to three α-1,6-linked. Such branched cyclodextrins are particularly useful because their solubility in water is several to several tens of times higher than that of cyclodextrins.

分岐サイクロデキストリンの製造方法も、従来、既に種
々知られている。例えば、Taylorらの方法(Ar
ch、  Biochei、  Biophys、、 
 113+  500  (1966))  、Fre
nchらの方法(Biochea+、 J、、 100
.6 (1966))、小林ラノ方法<is粉化学、3
0.231 (1983)、特開昭61−92592号
公Iりl1坂野らの方法(特開昭61−70996号公
報)、桧作らの方法(B粉化学、30.231 (19
83)) 、開田らの方法(澱粉化学、33.127 
(1986))等が知られている。
Various methods for producing branched cyclodextrins are already known. For example, the method of Taylor et al. (Ar
ch, Biochei, Biophys,,
113+500 (1966)), Fre
The method of nch et al. (Biochea+, J, 100
.. 6 (1966)), Kobayashi Rano Method <is Powder Chemistry, 3
0.231 (1983), JP-A No. 61-92592, method of Sakano et al.
83)), the method of Kaida et al. (Starch Chemistry, 33.127
(1986)) are known.

これらのなかでは、小林らの方法と坂野らの方法が工業
的に実施されており、これらの方法によって分岐サイク
ロデキストリンが効率よく生産されるといわれているが
、しかし、これらの方法は、いずれも、回分式であって
、分岐サイクロデキストリンを連続生産することができ
ないし、更に、酵素の逆反応を利用しているために、高
価な枝切り酵素を多量に消費し、しかも、1回の仕込み
ごとに枝切り酵素を使い捨てにせざるを得す、従って、
分岐サイクロデキストリンを低廉に製造することができ
ない。
Among these, the method of Kobayashi et al. and the method of Sakano et al. have been implemented industrially, and it is said that branched cyclodextrins can be produced efficiently by these methods. However, since it is a batch process, it is not possible to continuously produce branched cyclodextrin.Furthermore, since it uses a reverse enzyme reaction, it consumes a large amount of expensive debranching enzyme. The debranching enzyme has to be disposable for each preparation, therefore,
Branched cyclodextrins cannot be produced at low cost.

日が”・′シようとするi 本発明者らは、上記したような従来の分岐サイクロデキ
ストリンの製造における問題を解決するために鋭意研究
した結果、枝切り酵素の逆反応を利用して、サイクロデ
キストリン含有デキストリンに枝切り酵素とβ−アミラ
ーゼを作用させるか、又はサイクロデキストリンとマル
トオリゴ糖の混合物に枝切り酵素を作用させ、かくして
生成した分岐サイクロデキストリンを限外濾過膜によっ
て連続的に分離することによって、低廉に且つ高収率に
て分岐サイクロデキストリンを得ることができることを
見出して、本発明に至ったものである。
As a result of intensive research in order to solve the problems in the production of conventional branched cyclodextrins as described above, the present inventors found that by utilizing the reverse reaction of debranching enzymes, A branching enzyme and β-amylase are allowed to act on a cyclodextrin-containing dextrin, or a branching enzyme is allowed to act on a mixture of cyclodextrin and malto-oligosaccharide, and the branched cyclodextrin thus produced is continuously separated by an ultrafiltration membrane. The inventors have discovered that branched cyclodextrin can be obtained at low cost and in high yield by this method, leading to the present invention.

量   ”ンするための 本発明による分岐サイクロデキストリンの製造方法の第
1は、デンプン、デンプンの組成画分及びデンプンの分
解反応生成物から選ばれる少なくとも1種の基質にサイ
クロデキストリン生成酵素を反応させた後、その生成物
に枝切り酵素とβ−アミラーゼを同時に作用させ、生成
した分岐サイクロデキストリンを限外濾過膜にて連続的
に分離することを特徴とする。
The first method for producing branched cyclodextrin according to the present invention for the purpose of After that, the product is treated with a debranching enzyme and β-amylase at the same time, and the branched cyclodextrin produced is continuously separated using an ultrafiltration membrane.

また、本発明による分岐サイクロデキストリンの製造方
法の第2は、サイクロデキストリンとマルトオリゴ糖の
混合物に枝切り酵素を作用させ、生成した分岐サイクロ
デキストリンを限外濾過膜にて連続的に分離することを
特徴とする。
Further, the second method for producing branched cyclodextrin according to the present invention involves allowing a branching enzyme to act on a mixture of cyclodextrin and malto-oligosaccharide, and continuously separating the produced branched cyclodextrin using an ultrafiltration membrane. Features.

先ず、本発明による第1の方法について説明する。First, a first method according to the present invention will be explained.

第1の方法においては、デンプンとしては、バレイショ
、カンショ、トウモロコシ、モチトウモロコシ、大麦、
小麦、タピオカ等の任意の原料から得られるものを用い
ることができる。デンプンの組成画分としては、例えば
、アミロース、アミロペクチン等を挙げることができる
。更に、デンプンの分解反応生成物としては、例えば、
白色デキストリン、黄色デキストリン、ブリティッシュ
ガム等の焙焼デキストリン、酸化デンプン、酵素や酸で
処理し、或いは高速機械攪拌処理等によって得た低粘性
変性デンプンのような加工デンプン、リン酸デンプン、
酢酸デンプン等で代表されるデンプンエーテル、デンプ
ンエステル等のデンプン誘導体、放射線や中性子線を照
射し、或いは高周波処理や温熱処理したデンプン等の物
理的処理デンプン、α−デンプン等を挙げることができ
る。
In the first method, the starches include potato, corn, corn, waxy corn, barley,
Those obtained from arbitrary raw materials such as wheat and tapioca can be used. Examples of the starch composition fraction include amylose, amylopectin, and the like. Furthermore, as starch decomposition reaction products, for example,
White dextrin, yellow dextrin, roasted dextrin such as British gum, oxidized starch, modified starch such as low viscosity modified starch treated with enzymes or acids, or obtained by high-speed mechanical stirring, starch phosphate,
Examples include starch derivatives such as starch ethers and starch esters typified by starch acetate, physically treated starches such as starches that have been irradiated with radiation or neutron beams, or have been subjected to high frequency treatment or heat treatment, and α-starch.

これらデンプンや、その組成画分、分解反応生成物は、
2種以上の混合物として用いることができる。
These starches, their composition fractions, and decomposition reaction products are
It can be used as a mixture of two or more types.

生デンプンを基質として用いる場合は、生デンプンをα
−アミラーゼ、サイクロデキストリン生成酵素、プルラ
ナーゼ等の酵素や、酸、アルカリ等にて予め可溶化し、
酵素反応に供するのが好ましい。
When raw starch is used as a substrate, raw starch is
- Pre-solubilized with enzymes such as amylase, cyclodextrin-forming enzyme, pullulanase, acid, alkali, etc.
It is preferable to subject it to an enzymatic reaction.

本発明による第1の方法において用いるサイクロデキス
トリン生成酵素は、何ら限定されるものではないが、例
えば、バチルス・マセランスの生産する酵素・バチルス
・ステアロサーモフィラスの生産する酵素、バチルス・
メガテリウムの生産する酵素等が好ましく用いられる。
The cyclodextrin-producing enzyme used in the first method according to the present invention is not limited in any way, but includes, for example, an enzyme produced by Bacillus macerans, an enzyme produced by Bacillus stearothermophilus, and an enzyme produced by Bacillus stearothermophilus.
Enzymes produced by Megatherium are preferably used.

また、枝切り酵素としては、プルラナーゼが好ましく用
いられるが、イソアミラーゼを用いることができる。プ
ルラナーゼは、通常のプルラナーゼのほか、耐熱性や耐
酸性のプルラナーゼも用いることができる。耐熱性プル
ラナーゼを用いれば、基質の溶解度を上昇させて、逆反
応を容易に行なわせることができる利点がある。かかる
耐熱性プルラナーゼとしては、例えば、バチルス・アシ
ドプルライティカスが生産するプルラナーゼ(ノボ・イ
ンダストリー・ジャパン■製)が好ましく用いられる。
Furthermore, as the debranching enzyme, pullulanase is preferably used, but isoamylase can also be used. As the pullulanase, in addition to normal pullulanase, heat-resistant and acid-resistant pullulanase can also be used. The use of thermostable pullulanase has the advantage of increasing the solubility of the substrate and facilitating the reverse reaction. As such a thermostable pullulanase, for example, pullulanase produced by Bacillus acidoplulyticus (manufactured by Novo Industries Japan) is preferably used.

上記枝切り酵素と共に用いるβ−アミラーゼも、種々の
期限のものを用いることができる。
The β-amylase used together with the debranching enzyme can also be used with various expiration dates.

上記した酵素は、いずれも、精製品のほか、粗製品も用
いることができる。また、これら酵素は、遊離酵素とし
て用いてもよいが、適宜の支持体に固定化して、所謂バ
イオリアクターとして用いることもできる。
For all of the enzymes mentioned above, crude products as well as purified products can be used. Further, these enzymes may be used as free enzymes, but they can also be immobilized on a suitable support and used as a so-called bioreactor.

第1図に本発明による第2の方法のフロー・チャートを
示す、以下、本発明の好ましい実施の一態様を第1図に
括弧付き数字にて示す工程ごとに本発明の方法を詳細に
説明する。
FIG. 1 shows a flow chart of the second method according to the present invention.Hereinafter, one preferred embodiment of the present invention will be described in detail for each step shown in parentheses in FIG. do.

尚、以下において、酵素活性の単位は次のとおりである
。サイクロデキストリン生成酵素のITHUとは、3%
の可溶性デンプンを30分間の反応によってpurpl
e brownにする酵素単位である。
In the following, the units of enzyme activity are as follows. Cyclodextrin-generating enzyme ITHU is 3%
of soluble starch was purified by a 30 minute reaction.
This is the enzyme unit that makes e-brown.

purple brownとは、0.0.550 ns
+10.D、302 nsが0.7となる状態をいう、
枝切り酵素活性のIPUNとは、40℃、pH5,0(
0,2%プルラン)の条件下でプルランを加水分解し、
1分間に1マイクロモルのブドウ糖に相当する還元力を
有する還元糖を生じる酵素量をいう、また、β−アミラ
ーゼの活性のIUとは、60℃、pf15.0(1%可
溶性デンプン、反応時間30分)の条件下で1分間に1
マイクロモルの還元糖を生じる酵素量をいう。
purple brown is 0.0.550 ns
+10. D, refers to the state where 302 ns is 0.7,
IPUN of debranching enzyme activity is 40℃, pH 5.0 (
Hydrolyze pullulan under conditions (0.2% pullulan),
It refers to the amount of enzyme that produces reducing sugars with a reducing power equivalent to 1 micromole of glucose per minute, and IU of β-amylase activity is measured at 60°C, pf 15.0 (1% soluble starch, reaction time 1 per minute under conditions of 30 minutes)
This refers to the amount of enzyme that produces micromoles of reducing sugar.

(1)  先ず、基質である生デンプンを酵素の至適p
Hに調整し、これに液化酵素であるサイクロデキストリ
ン生成酵素をデンプン1g当りに5〜30THU、好ま
しくは、lO〜20THUの酵素単位で加えて、生デン
プンを液化する。基質の仕込み量は、例えば、約10°
Bxである。
(1) First, raw starch, which is a substrate, is adjusted to the optimum pH of the enzyme.
The raw starch is liquefied by adjusting the raw starch to 5 to 30 THU, preferably 10 to 20 THU of enzyme units per 1 g of starch, and adding a liquefaction enzyme, cyclodextrin-forming enzyme, to the raw starch. The amount of substrate charged is, for example, about 10°
It is Bx.

(2)上記液化は、通常、60〜70℃の温度にて行な
われる0反応時間は、用いるサイクロデキストリン生成
酵素の活性によるが、通常、1〜3時間である。
(2) The above liquefaction is usually carried out at a temperature of 60 to 70° C. The zero reaction time is usually 1 to 3 hours, depending on the activity of the cyclodextrin-forming enzyme used.

(3)  この生デンプンの液化の後、サイクロデキス
トリン生成反応のために、基質を約50℃まで冷却する
(3) After liquefying this raw starch, the substrate is cooled to about 50° C. for the cyclodextrin production reaction.

(4)  サイクロデキストリン生成反応のために、更
に、サイクロデキストリン生成酵素をデンプン1g当り
に2〜l0THU加え、引き続いて、50℃で15〜7
2時間反応させる。
(4) For the cyclodextrin production reaction, 2 to 10 THU of cyclodextrin production enzyme was added per 1 g of starch, and then 15 to 7 THU was added at 50°C.
Let react for 2 hours.

(5)  尚、生デンプンの液化に際して、液化酵素と
して、バチルス・ステアロサーモフィラスの生産した酵
素を用いるときは、この酵素が耐熱性を有するために、
生デンプンの液化とサイクロデキストリン生成反応を同
時に行なうことができる。液化からサイクロデキストリ
ン生成反応に要する時間は、通常、24〜72時間程度
である。
(5) When liquefying raw starch, when using an enzyme produced by Bacillus stearothermophilus as a liquefaction enzyme, since this enzyme has heat resistance,
Liquefaction of raw starch and cyclodextrin production reaction can be performed simultaneously. The time required from liquefaction to cyclodextrin production reaction is usually about 24 to 72 hours.

(6)上記(4)及び(5)の工程によって、サイクロ
デキストリンを約40〜55%程度含むデキストリンを
得ることができるので、次いで、糖化工程において、サ
イクロデキストリン以外のデキストリンをプルラナーゼ
とβ−アミラーゼを併用して、マルトースまで分解させ
、かくして、分岐サイクロデキストリン生成のための基
質を得る。
(6) By the steps (4) and (5) above, it is possible to obtain dextrin containing about 40 to 55% cyclodextrin. Next, in the saccharification step, dextrins other than cyclodextrin are combined with pullulanase and β-amylase. is used in combination to degrade maltose, thus providing a substrate for branched cyclodextrin production.

酵素の使用量は、枝切り酵素がデンプン1g当りに0.
2〜1.0PUN、β−アミラーゼがデンプン1g当り
にlO〜30Uの範囲がそれぞれ好ましい。上記糖化の
ための反応時間は、用いた酵素量によるが、通常、15
〜72時間程度である。
The amount of enzyme to be used is 0.0% debranching enzyme per 1g of starch.
Preferably, the range is 2 to 1.0 PUN, and the β-amylase is in the range of 10 to 30 U per gram of starch. The reaction time for the above saccharification depends on the amount of enzyme used, but is usually 15
~72 hours.

(7)  この糖化によって得られた糖化物を直接に分
岐サイクロデキストリン生成反応に供してもよいが、枝
切り酵素の逆反応の効率を考慮すれば、糖化物を濃縮す
ることが好ましい。この糖化物の濃縮の方法は、特に、
限定されるものではないが、逆浸透法によるのが有利で
あり、好ましくは、20〜80″Bx、特に好ましくは
、40〜70″Bxまで濃縮する。このような膜による
糖化物の濃縮に際して、β−サイクロデキストリンの析
出が起こるので、濃縮は、好ましくは、50℃以上で行
なう。
(7) The glycated product obtained by this saccharification may be directly subjected to the branched cyclodextrin production reaction, but in consideration of the efficiency of the reverse reaction of the debranching enzyme, it is preferable to concentrate the glycated product. This method of concentrating saccharides is particularly
Advantageously, but not exclusively, by reverse osmosis, the concentration is preferably from 20 to 80"Bx, particularly preferably from 40 to 70"Bx. Since β-cyclodextrin is precipitated when concentrating the glycated product using such a membrane, the concentration is preferably carried out at 50° C. or higher.

(8)次いで、得られた基質に枝切り酵素を加え、反応
させつつ、反応混合物を限外濾過膜にて処理して、反応
生成物である分岐サイクロデキストリンを含む膜透過液
を連続的に得る。枝切り酵素の使用量は、基質1g当り
に50〜150PUN、好ましくは、80〜100PU
Nの範囲である。
(8) Next, a debranching enzyme is added to the obtained substrate, and while reacting, the reaction mixture is treated with an ultrafiltration membrane, and the membrane permeate containing the branched cyclodextrin, which is the reaction product, is continuously filtered out. obtain. The amount of debranching enzyme used is 50 to 150 PUN, preferably 80 to 100 PUN per gram of substrate.
The range is N.

反応温度は50〜65℃、好ましくは約60℃である。The reaction temperature is 50-65°C, preferably about 60°C.

限外濾過の運転条件、例えば、圧力や膜面速度は、膜透
過液中の分岐サイクロデキストリン濃度によって、適宜
に設定すればよい。膜透過液中の分岐サイクロデキスト
リン濃度が低いときは、必要に応じて、膜透過液を再び
、循環液側に戻してもよい。別の方法として、得られた
膜透過液に更に枝切り酵素を加え、上記と同様にして、
限外濾過膜を介して、分岐サイクロデキストリンを得る
こともでき、かかる方法によって、分岐サイクロデキス
トリン濃度を高めることができる。更に、膜透過液中の
分岐サイクロデキストリン濃度を高めるために、膜透過
液に含まれる未反応のマルトオリゴ糖をクロマトグラフ
ィーによって分離してもよい。
The operating conditions for ultrafiltration, such as pressure and membrane surface velocity, may be appropriately set depending on the concentration of branched cyclodextrin in the membrane permeate. When the concentration of branched cyclodextrin in the membrane permeate is low, the membrane permeate may be returned to the circulating liquid side, if necessary. Alternatively, add debranching enzyme to the obtained membrane permeate and proceed in the same manner as above.
Branched cyclodextrin can also be obtained via an ultrafiltration membrane, and by such a method the concentration of branched cyclodextrin can be increased. Furthermore, in order to increase the concentration of branched cyclodextrin in the membrane permeate, unreacted maltooligosaccharides contained in the membrane permeate may be separated by chromatography.

(9)分岐サイクロデキストリン生成のための基質は、
上記分岐サイクロデキストリン生成反応において膜透過
液として得られた濃度及び液量骨に相当する量を連続的
に補給し、また、この際に、分岐サイクロデキストリン
生成反応時に枝切り酵素の失活が起こるので、この失活
骨を補うために、補給液に枝切り酵素を新たに20〜6
0PUN加えることが望ましい。
(9) The substrate for branched cyclodextrin production is
In the above branched cyclodextrin production reaction, the concentration and amount of liquid obtained as the membrane permeate are continuously replenished, and at this time, the debranching enzyme is deactivated during the branched cyclodextrin production reaction. Therefore, in order to supplement this inactivated bone, add 20 to 60% of debranching enzyme to the replenishment solution.
It is desirable to add 0PUN.

本発明による第2の方法は、第1図において、前記(7
)の工程にて得られる分岐サイクロデキストリン生成の
ための基質に代えて、市販されているサイクロデキスト
リンとマルトオリゴ糖の混合物を分岐サイクロデキスト
リン生成反応の基質として用いるものであるので、その
後の工程は、先に説明したものと同じである。
A second method according to the present invention is that in FIG.
Instead of the substrate for branched cyclodextrin production obtained in step ), a commercially available mixture of cyclodextrin and maltooligosaccharide is used as the substrate for the branched cyclodextrin production reaction, so the subsequent steps are as follows: This is the same as explained earlier.

サイクロデキストリンとマルトオリゴ糖の混合物におい
て、マルトオリゴI!/サイクロデキストリン重量比は
、1〜5、好ましくは3〜4の範囲であり、また、基質
濃度は、20〜80°Bx、好ましくは40〜70°B
xである。
In a mixture of cyclodextrin and maltooligosaccharide, maltooligo I! /cyclodextrin weight ratio ranges from 1 to 5, preferably from 3 to 4, and the substrate concentration ranges from 20 to 80°Bx, preferably from 40 to 70°B
It is x.

本発明の方法において用いる限外濾過膜は、分画分子量
が1000〜1000000の範囲である緻密層と、孔
径が数μm乃至100μmの微孔を有する多孔質層とか
らなるものが好ましいが、その形状は何ら制限されるも
のではなく、例えば、平板状、管状、中空糸状等、任意
である。有効膜面積を大きくするためには、限外濾過膜
として中空糸状膜を用いることが好ましい。
The ultrafiltration membrane used in the method of the present invention preferably consists of a dense layer with a molecular weight cut-off in the range of 1,000 to 1,000,000 and a porous layer having micropores with a pore size of several μm to 100 μm. The shape is not limited in any way and may be arbitrary, for example, flat, tubular, hollow fiber, etc. In order to increase the effective membrane area, it is preferable to use a hollow fiber membrane as the ultrafiltration membrane.

上記限外濾過膜を構成する重合体としては、例えば、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリ
イミド、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル等が好
ましく用いられるが、特に、限定されるものではない。
The polymer constituting the ultrafiltration membrane is preferably, for example, polysulfone, polyethersulfone, polyamide, polyimide, cellulose acetate, polyacrylonitrile, etc., but is not particularly limited.

しかし、上記した重合体のなかでも、食品や医薬品の製
造に要求される厳格な分画分子量を満足するものとして
、ポリスルホン、ポリアミド又はポリイミドを用いるこ
とが好ましく、特に、ポリスルホンが好適である。
However, among the above-mentioned polymers, it is preferable to use polysulfone, polyamide, or polyimide as those that satisfy the strict molecular weight cutoff required for the production of foods and pharmaceuticals, and polysulfone is particularly suitable.

本発明の方法によれば、膜透過液として、分岐サイクロ
デキストリンを15〜55%含有する無色透明の水溶液
を得ることができる。分岐このすイクロデキストリン水
溶液は、必要に応じて、適宜の濃縮手段によって濃縮す
ることができる。濃縮手段としては、例えば、加熱蒸発
法等の一般的な手段も採用し得るが、逆浸透法によって
、容易且つ効率的に濃縮することができる。
According to the method of the present invention, a colorless and transparent aqueous solution containing 15 to 55% of branched cyclodextrin can be obtained as a membrane permeate. This branched cyclodextrin aqueous solution can be concentrated by an appropriate concentration means, if necessary. As the concentration means, for example, general means such as a heating evaporation method may be employed, but concentration can be easily and efficiently carried out by a reverse osmosis method.

従って、例えば、分岐サイクロデキストリンを含有する
マルトオリゴ糖粉末を得る場合には、膜透過液を上記の
ようにして適宜に濃縮した後、噴霧乾燥等の手段によっ
て粉末化する。更に、分岐サイクロデキストリンのそれ
ぞれの単品を得る場合は、膜透過液を濃縮した後、低温
晶出法やエタノールを用いる沈殿法、カラムクロマトグ
ラフィーによる精製法等によればよい。
Therefore, for example, when obtaining a maltooligosaccharide powder containing branched cyclodextrin, the membrane permeate is appropriately concentrated as described above, and then powdered by means such as spray drying. Furthermore, in order to obtain individual branched cyclodextrins, the membrane permeate may be concentrated, and then a low-temperature crystallization method, a precipitation method using ethanol, a purification method using column chromatography, etc. may be used.

見所■蓋果 以上のように、本発明の方法によれば、枝切り酵素の逆
反応を利用して、サイクロデキストリン含有デキストリ
ンを枝切り酵素及びβ−アミラーゼにて処理するか、又
はサイクロデキストリンとマルトオリゴ糖の混合物に枝
切り酵素を作用させるかして、分岐サイクロデキストリ
ンを生成させると同時に、これを限外濾過膜によって、
連続的に分離するので、高生産性にて分岐サイクロデキ
ストリンを製造することができる。
Highlights: Fruit As described above, according to the method of the present invention, cyclodextrin-containing dextrin is treated with a debranching enzyme and β-amylase by utilizing the reverse reaction of a debranching enzyme, or it is treated with a cyclodextrin and a β-amylase. A branching enzyme is applied to the mixture of malto-oligosaccharides to produce branched cyclodextrin, which is simultaneously filtered through an ultrafiltration membrane.
Since the separation is continuous, branched cyclodextrin can be produced with high productivity.

また、本発明の方法によれば、酵素を反応のごとに消費
することがなく、繰り返して用いることができるるので
、分岐サイクロデキストリンを低度に製造することがで
きる。
Further, according to the method of the present invention, the enzyme is not consumed in each reaction and can be used repeatedly, so that branched cyclodextrin can be produced at a low level.

1施M 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

実施例1 バレイショデンプン2.5 ktrに逆浸透処理した水
22、51を加えてスラリーとした後、これにバチルス
・マセランス由来のサイクロデキストリン生成酵素37
500THU加え、66〜70℃まで加温し、約2時間
撹拌して、デンプンを液化させた。
Example 1 After adding reverse osmosis-treated water 22, 51 to potato starch 2.5 ktr to form a slurry, cyclodextrin-producing enzyme 37 derived from Bacillus macerans was added to the slurry.
500 THU was added, heated to 66-70°C, and stirred for about 2 hours to liquefy the starch.

次いで、50℃まで冷却し、更に、サイクロデキストリ
ン生成酵素7500THUを加えた後、50℃で24時
間反応させて、サイクロデキストリン含有デキストリン
を得た。反応後、プルラナーゼ12500PUN及びβ
−アミラーゼ50000Uを加え、更に、50℃で30
時間反応させた。
Next, the mixture was cooled to 50°C, 7500 THU of cyclodextrin-forming enzyme was added, and the mixture was reacted at 50°C for 24 hours to obtain a cyclodextrin-containing dextrin. After the reaction, pullulanase 12500PUN and β
- Add 50,000 U of amylase and add 30
Allowed time to react.

このようにして得られた糖化物を分岐サイクロデキスト
リン生成反応に供する前に、逆、浸透膜によって60’
Bxまで濃縮した。次いで、この濃縮液を基質として、
これにプルラナーゼ250000PUNを加えた後、6
0℃で反応させつつ、生成した分岐サイクロデキストリ
ンを限外濾過膜(日東電工■製NTU−3250CIR
)にて膜透過液として分離した。
Before the glycated product obtained in this way is subjected to the branched cyclodextrin production reaction, the 60'
It was concentrated to Bx. Next, using this concentrate as a substrate,
After adding pullulanase 250,000PUN to this, 6
While reacting at 0°C, the branched cyclodextrin produced was filtered using an ultrafiltration membrane (NTU-3250CIR manufactured by Nitto Denko ■).
) and separated as a membrane permeate.

膜透過液中の分岐サイクロデキストリンをHPLC(カ
ラム: Fine 5il−NO3、溶剤ニアセトニト
リル/水(65/35) )にて分析した結果、17.
8%であった。
As a result of analyzing the branched cyclodextrin in the membrane permeate by HPLC (column: Fine 5il-NO3, solvent niacetonitrile/water (65/35)), the result was 17.
It was 8%.

また、膜透過液中のマルトオリゴ糖をクロマトグラフィ
ーによって分離し、得られたマルトオリゴ糖を再び循環
液側に戻したところ、膜透過液中の分岐サイクロデキス
トリン含有量は48.2%に上昇した。
Furthermore, when the maltooligosaccharide in the membrane permeate was separated by chromatography and the obtained maltooligosaccharide was returned to the circulating fluid side, the content of branched cyclodextrin in the membrane permeate increased to 48.2%.

実施例2 実施例1において得られたサイクロデキストリン生成の
ための基質にプルラナーゼをデンプン1g当だ性に10
0PUN加えた後、60℃で10日間連続的に反応させ
つつ、同時に反応生成物を限外濾過膜にて分離した。補
給液中の基質濃度は、循環液のそれと同じにした。また
、補給液のプルラナーゼ活性は、デンプン1g当たり3
0PUNとなるように加えた。その結果、連続運転の間
、膜透過液中の分岐サイクロデキストリン含有量は、1
7%前後の値を示した。
Example 2 Pullulanase was added to the substrate for cyclodextrin production obtained in Example 1 at a rate of 10% per gram of starch.
After adding 0PUN, the reaction was continued at 60° C. for 10 days, and at the same time, the reaction product was separated using an ultrafiltration membrane. The substrate concentration in the replenishment fluid was the same as that in the circulating fluid. In addition, the pullulanase activity of the replenishment solution is 3 per gram of starch.
Added so that it would be 0PUN. As a result, during continuous operation, the content of branched cyclodextrin in the membrane permeate is 1
The value was around 7%.

実施例3 バレイショデンブン2.5 kgに逆浸透処理した水2
2、51を加えてスラリーとした後、これにバチルス・
ステアロサーモフィラス由来のサイクロデキストリン生
成酵素40000THUを加え、66〜70℃まで加温
し、め24時間反応させて、サイクロデキストリン含有
デキストリンを得た。
Example 3 2.5 kg of potato starch was treated with reverse osmosis water 2
After adding 2.51 to make a slurry, add Bacillus to this.
40,000 THU of a cyclodextrin-producing enzyme derived from Stearothermophilus was added, heated to 66 to 70°C, and reacted for 24 hours to obtain a cyclodextrin-containing dextrin.

この後、実施例1と同じ操作を行なって、分岐サイクロ
デキストリンを得た。
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a branched cyclodextrin.

膜透過液中の分岐サイクロデキストリン含有量は16.
3%であった。
The content of branched cyclodextrin in the membrane permeate is 16.
It was 3%.

実施例4 β−サイクロデキストリン0.75 kgとマルトース
2.75 kgを逆浸透処理した水51に溶解させ、こ
れにプルラナーゼ350000PUN加えて、60℃で
反応させつつ、且つ、膜透過液中のマルトースをクロマ
トグラフィーにて分離、得られたマルトースを再び循環
液側に戻しつつ、実施例1と同じ限外濾過膜を用いて、
反応生成物を分離した。応を行なった。その結果、膜透
過液中の分岐サイクロデキストリン含有量は51.1%
であった。
Example 4 0.75 kg of β-cyclodextrin and 2.75 kg of maltose were dissolved in reverse osmosis-treated water 51, and 350,000 PUN of pullulanase was added thereto. While reacting at 60°C, maltose in the membrane permeate was dissolved. was separated by chromatography, and while returning the obtained maltose to the circulating fluid side, using the same ultrafiltration membrane as in Example 1,
The reaction products were separated. I responded. As a result, the content of branched cyclodextrin in the membrane permeate was 51.1%.
Met.

実施例5 実施例3において、β−サイクロデキストリンに代えて
、α−サイクロデキストリンを用いた以外は、実施例3
と同様にして、分岐サイクロデキストリン50.9%を
含む膜透過液を得た。
Example 5 Example 3 except that α-cyclodextrin was used instead of β-cyclodextrin.
In the same manner as above, a membrane permeate containing 50.9% of branched cyclodextrin was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の方法を示すフロー・チャートである
FIG. 1 is a flow chart illustrating the method of the present invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)デンプン、デンプンの組成画分及びデンプンの分
解反応生成物から選ばれる少なくとも1種の基質にサイ
クロデキストリン生成酵素を反応させた後、その生成物
に枝切り酵素とβ−アミラーゼを同時に作用させ、生成
した分岐サイクロデキストリンを限外濾過膜にて連続的
に分離することを特徴とする分岐サイクロデキストリン
の製造方法。
(1) After reacting a cyclodextrin-forming enzyme with at least one substrate selected from starch, starch composition fractions, and starch decomposition reaction products, debranching enzyme and β-amylase are simultaneously applied to the product. 1. A method for producing a branched cyclodextrin, which comprises continuously separating the produced branched cyclodextrin using an ultrafiltration membrane.
(2)サイクロデキストリンとマルトオリゴ糖の混合物
に枝切り酵素を作用させ、生成した分岐サイクロデキス
トリンを限外濾過膜にて連続的に分離することを特徴と
する分岐サイクロデキストリンの製造方法。
(2) A method for producing branched cyclodextrin, which comprises applying a branching enzyme to a mixture of cyclodextrin and malto-oligosaccharide, and continuously separating the produced branched cyclodextrin using an ultrafiltration membrane.
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