JPH02218702A - 枝分かれしたβ―シクロデキストリンの分離精製法 - 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） 本発明はシクロデキストリンに関し、さらに詳細には、
β−シクロデキストリンを分離精製するためのクロマト
グラフィー法に関するものである。本発明に用いられる
クロマトグラフィー物質は抱接化合物が接合された母体
である。

（従来の技術） シクロデキストリンはシャルディンガーのデキストリン
、シクロアミロース、シクロマルトースおよびシクログ
ルカンとも呼ばれており、無水グルコースのオリゴ糖類
であり、α−１，４結合によって結合されて環状化合物
を形成する。六員環はα−シクロデキストリン、七員環
はβ−シクロデキストリン、六員環はγ−シクロデキス
トリンと呼ばれている。

シクロデキストリンを製造するための無水グルコース源
として典型的なものは澱粉である。

澱粉は天然に、とうもろこし、じゃがいも、もろこし等
、様々な植物中に見出だされ、澱粉を植物から分離する
粉砕処理によって植物の一部から抽出される。物理的に
は澱粉は顆粒状であり、典型的にはアミロースおよびア
ミロペクチンの双方からなる。

アミロースは無水グルコースユニットがα−１゜４結合
によって結合された直鎖状のポリマーであり、アミロペ
クチンはα−１，４無水グルコースポリマーの側鎖が結
合したα−１，４無水グルコースの直鎖からなるポリマ
ーである。アミロペクチンにおいては直鎖と側鎖との間
の結合はα−１，６結合である。澱粉顆粒中のアミロー
スとアミロペクチンの量は澱粉源によって変化する。例
えば、高アミロースとうもろこしから得た澱粉では両者
の含有量は約５０：５０であるのに対し、麗質とうもろ
こしではから得た澱粉ではアミロペクチン：アミロース
の比が約９９＝１である。

枝分かれしたシクロデキストリンについては既に１９６
５年にフレンチと彼の共同研究者らによる記載がある（
Ｆｒｅｎｃｈ　ｅｔ　ａｌ、、　Ａｒｃｈｌｖｅｓ　ｏ
ｆ’　Ｂｌｏｃｈｅｍ。

ａｎｄ　Ｂｉｏｐｈｙｓ、　Ｖｏｌ、　ｍ、　ｐ、１５
３−１６０．１９６５　）が、近年までほとんど研究さ
れていなかった。枝分かれしたシクロデキストリンは、
その名が示唆するように、枝が゛環状構造から延びるよ
うに環状構造に結合している１つ以上の無水グルコース
ユニットを有している。

従来、シクロデキストリンは、澱粉スラリーを酵素もし
くは酸で処理し、ＤＥが１〜５の間にあるゲル化および
液化したスラリーを形成することによって製造されてい
る。次いで、ゲル化および液化したスラリーはシクロデ
キストリングリコジルトランスフェラーゼ（ＣＧ　Ｔ）
により、そのＣＧＴに適したｐＨ１温度および時間で処
理される。この酵素、すなわちＣＧＴはバチルスマセラ
ンス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　５ａｃｅｒａｎｓ　）　、バ
チルスマガテリウム（Ｂ、　ｍａｇａｔｅｒｌｕＩＩｌ
）、バチルスシルクランス（Ｂ、　ｃｉｒｃｕｌａｎｓ
）　、バチルスステアロテルモフィルス（Ｂ、ｓｔｅａ
ｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｌｌｕＳ）、（親アルカリ性）バ
チルス種（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ、）およびその他の
微生物から得られる。ゲル化および液化したスラリーを
ＣＧＴ処理して得た消化物は非環状デキストリンと、枝
分かれしたシクロデキストリンおよび枝分かれしないシ
クロデキストリンのような環状デキストリンとを含有し
ている。枝分かれしたシクロデキストリンを製造するに
は、臘状澱粉のようにアミロペクチン含有量の高い澱粉
を原料に用いることが好ましい。

枝分かれしたシクロデキストリンを製造するための他の
２つの方法を開示するものには、枝分かれしたシクロデ
キストリンを製造するための酵素的な方法を開示する１
９８７年５月２６日に発行された米国特許第４１３８８
８２６号およびシクロデキストリンの熱分解による技分
かれしたシクロデキストリンを製造する方法を開示する
本願対応の米国出願と同日に出願された米国出願がある
。

また、枝分かれしたシクロデキストリンの分離精製法は
１９８７年７月８日に出願された米国特許出願第０７１
０９７号に教示されている。この出願は多段式の液体分
離精製技術を教示するものである。

（発明の概要） 本出願人は、技分かれしたβ−シクロデキストリンを含
をした溶液を、抱接化合物を結合した母体に通すことに
より、枝分かれしたβ−シクロデキストリンが分離精製
されることを見出だした。

本発明の方法は、枝分かれしたβ−シクロデキストリン
を含有した溶液を、抱接化合物を結合した母体に通し、
次いで該β−シクロデキストリンを溶離することからな
る。

本発明に用いられる好ましいクロマトグラフィー物質は
１９８６年１２月８日に出願された米国特許出願第９３
８８２１号により教示される。

上記出願は、そのクロマトグラフィー物質が、抱接化合
物を結合した母体からなることを教示している。母体自
体は水不溶性であって、動的流れ条件に耐えるような安
定した粒子形成を呈するものである。

さらに、母体は純度が高く、殺菌可能である。これら純
度および殺菌に関する特性は、食品、化粧品および薬品
に用いられるシクロデキストリンに関して特に適用され
るものである。また、母体は抱接化合物を結合すること
が可能でなければならないという点において改変しなけ
ればならない。

上記出願に教示される母体の例には、上記の特性を有す
るシリカ、セルロース、ポリアクリルアミドゲル、スチ
レンジビニルベンゼンビーズ、ポリアクリレートビーズ
、ポリスチレンビーズおよびそれらの誘導体がある。こ
れらの母体の市販の商品には、ＤＯＷＥＸ　　１および
ＩＮＤＩＯＮ　　Ａ３がある。

本発明においては、メツシュサイズが約１００〜４００
の間にあるＤＯＷＥＸ　　１ｘ２で良好な結果が得られ
た。

上記出願の教示するところによれば、抱接化合物とは技
分かれしたβ−シクロデキストリンの水溶液と抱接化合
物との間に主客関係を形成するものである。異なった化
合物は宿主のシクロデキストリン内における外来物とし
てシクロデキストリンに対して異なった親和性を示す。

抱接化合物といかなるシクロデキストリンとの間の親和
性もシクロデキストリンを母体から溶離させるほど大き
いものであってはならない。本発明において抱接化合物
は好ましくは、安息香酸塩、β−ナフトールもしくはフ
ェノールフタレインである。本発明においては安息香酸
ナトリウムから得た安息香酸ラジカルで良好な結果が得
られた。

上記出願は抱接化合物を母体の実際の表面から離して配
置することが好ましく、その距離は好ましくは飽和脂肪
族炭素化合物の典型的な鎖中に結合した単結合炭素の約
４〜１２個にほぼ等しいことを教示している。この距離
によって抱接化合物は母体に干渉されることなく機能す
ることが可能になる。この距離は６〜１８人に対応し、
最良の結果は約９人において得られる。距離を長くして
も顕著な利点は得られないが、鎖が自分の方に曲がって
しまう不利益はない。

抱接化合物を母体から離すために用いられる化合物はブ
リ・ｌジング化合物と呼ばれる。上記出願の教示すると
ころによれば、ブリッジング化合物は、母体および抱接
化合物の双方に接合可能であれば、いかなる有機化合物
であってもよい。一般に、このようなブリッジング化合
物は二基作用性の脂肪族または芳香族化合物である。こ
のようなブリッジング化合物にはグリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、グリシドキシプロピルジメチルク
ロロシラン、グリシドキシプロビルトリエトキシシラン
、ブチルジェトキシルアミノエチル、ブチルトリエチル
アミンおよび３−フェニルプロピルジメチルクロロシラ
ンがある。本発明においては、二基作用性であって、母
体と抱接化合物の双方と共Ｈ結合を形成する脂肪族およ
び芳香族化合物が好ましい。

抱接化合物を結合した母体を形成するための化学的方法
は公知であり、選択された母体、ブリッジング化合物お
よび抱接化合物によって変化する。

枝分かれしたβ−シクロデキストリンの溶液を母体に通
すためには、母体を固定化しかつシクロデキストリンの
溶液の通過を可能にするような容器中に母体を配置する
ことが好ましい。好ましくはカラムが使用される。他の
適当な方法には、固定床法、移動床法および疑似移動床
法が含まれる。長さ７０〜９０（至）、内径２．５４〜
７．６２ｃｍ（１〜３インチ）のカラムを用いると良好
な結果が得られた。個々の成分を分離するには深めのカ
ラムが好ましい。

澱粉をＣＧＴ処理して得た消化物には技分かれしたβ−
シクロデキストリンのみならず、他のシクロデキストリ
ン、未反応の澱粉顆粒、デキストリン、還元糖等も含ま
れている。

枝分かれしたβ−シクロデキストリンの溶液が未反応の
澱粉顆粒および不溶性のデキストリンを含んでいる場合
にはこれらの粒子を濾過除去することが好ましい。好ま
しくは、公知の方法によって試料を炭素漂白およびイオ
ン交換してカラム上への色素吸着および抱接化合物の損
失を防止する。

枝分かれしたβ−シクロデキストリンの溶液は、母体に
通す前に、技分かれしないβ−シクロデキストリンを除
去することが好ましい。一般に、技分かれしないβ−シ
クロデキストリンは沈殿によって除去される。枝分かれ
しないβ−シクロデキストリンを溶液から沈殿させる方
法は文献より公知である。

本発明の方法は常圧常温で溶液の温度を好ましくは中性
域として行われる。ｐＨは３より低くするべきではない
。

投入物の固形分および量は変化し得る。好ましくは、固
形分は約５〜４０重量％の間にある。固形分が２０〜約
４０重量％の間にあると良好な結果が得られた。

溶離剤として脱イオン水を用いると良好な結果が得られ
た。溶離を加速するためにアルコールと水との混合物を
用いることもできる。

（実　施　例） 以下、実施例により、本発明の詳細な説明する。

実施例１ 枝分かれしたβ−シクロデキストリンを溶媒沈殿により
分離し、同量の水で洗浄して沈殿物から非環状物質を除
去した。これを固形分３５％の溶液とし、ＤＯＷＥＸ　
　１、強塩基、２００〜４００メツシユの安息香酸塩形
のイオン交換樹脂を含有する２、５ｃｍＸ９０印のクロ
マトグラフィーカラムに供給した。溶離剤は脱イオン水
であり、約１．２２ｍ　（４フイート）の静水頭から供
給し、カラム通過速度は３〜４ｍ１／分であった。回収
した最初のフラクションは約４５０　ｍｌであり、続く
フラクションは各々約３５０　ｍｌであった。

これらはスチームテーブルで濃縮し、オーブン内におい
て１１０℃で乾燥した。次いで、各試料をβ−ナフトー
ル置換支持体上の高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬ
Ｃ）によって分析した。また、ＬＫ６Ｄプレート上でｎ
−プロパツール：水：エチルアセテート：アンモニア（
６：　３　：　１　：　１）を用いて薄膜クロマトグラ
フィー（ＴＬＣ）も行った。３つの上昇または連続オー
バーナイトＴＬＣを用いてプレートを現像した。通常の
適用量は１％溶液でｌＯμｇであった。スポットはメタ
ノリック硫酸を用いて視覚化した。

最初のフラクション°（４５０ｍｌ）はほとんど全ての
非環状糖類を含有していた。続くフラクションは次第に
分子寸法が減少する（溶離体積が増加する）枝分かれし
たβ−シクロデキストリンを含有していた。

枝分かれしないβ−シクロデキストリンは溶離体積が３
〜４ｆ！に達した後、最後に溶離した。

７回のクロマトグラフィー試験からＴＬＣによって判定
された対応するフラクションを８つのフラクションに複
合した。最初の複合フラクションはほとんど非環状物質
からなり、最後（第８）のフラクションはほとんどβ−
シクロデキストリンからなるものであった。これらはほ
ぼ廃棄した。中間の６つのフラクションの総量は２７．
２ｇであり、２４．２ｇ　（８８，７％）の枝分かれし
たシクロデキストリンを含有していた。フラクション２
および３の総量は９．９８．であり、その中の８４３ｇ
　（８３，５％）は７グルコースユニツトよりも大きな
分枝を有する枝分かれしたシクロデキストリン（および
痕跡量のＧ５ｃＧ７およびＧ６ｃＧ７）を含有していた
。このように、分離された技分かれしたβ−シクロデキ
ストリンの中の３４．４％は巨大な分枝を有していた。

実施例２ 約６８％の枝分かれしたβ−シクロデキストリン＝（５
５，５ｇ）を有する、８１．６ｇの非環状物質と技分か
れしたβ−シクロデキストリンとシクロデキストリンと
を含む固形分的１７％の水溶液を本発明のカラムに供給
した。カラム床は７．８ｃｍＸ６９ｃｍで約２．５ｋｇ
のＤＯＷＥＸ　　１ｘ２．２００〜４００メツシユ樹脂
に約３３２ｇの安息香酸イオンを取り付けたものであっ
た。

試料は環境条件下において２４ｍ１／分の流速で溶離し
た。３３．Ｑを回収した後、元の固形分の９４．７％を
回収した。β−シクロデキストリンのピークは２８Ｎに
おいて認められた。最初の５ｇの後、１ｇのフラクショ
ンを回収した。１ｇフラクションＮｏ、６〜２２の分析
結果を以下の表Ｉに示す。各フラクション中に得られた
技分かれしたβ−シクロデキストリンの分子量を概算し
、以下の表１に示した。特記するもの以外はＨＰＬＣ分
析から計算し、必要に応じてＴＬＣクロマトグラムで補
助した。β−シクロデキストリン核あたりの技分かれし
たグルコースユニットをプロットして第１図に示す。

実施例３ 本願対応の米国特許出願と同時に出願された米国特許出
願に教示されるように、β−シクロデキストリン（結晶
性、純度９８％）を１８０〜２２０℃の範囲で加熱し、
技分かれしたβ−シクロデキストリンを形成した。デキ
ストリン化したβ−シクロデキストリンの一部は水に溶
解して固形公約１０％の溶液を得た。

トルエンを添加し、溶液を２０時間攪拌し、次いで濾過
してβ−シクロデキストリンを除去した。得られた濾液
を７５℃において２０分間、活性炭で処理し、次いで濾
過して活性炭を除去した。活性炭処理した濾液はアンバ
ーライトＭＢ−３イオン交換器の１．５　ｃｍＸ　４０
ｃｍの床に通した。２３１．７　ｇの固形分を含んだ２
０．７％溶液を回収した。これを実施例２記載のカラム
にポンプを用いて供給した。流速は１４ｍ１／分であっ
たが、試料がカラムを満たすにつれてｌｏｍｌ／分まで
低下した。ｌｆｔのフラクションを回収すると、５ｇ目
から技分かれしたβ−シクロデキストリンが現れ、２４
１目まで継続した。各フラクションについて平均分子量
を概算し、分子あたりの技分かれしたグルコースユニッ
トの平均数として表■に示した。これらは第１図にプロ
ットしである。これらの分析は標や的な方法でＨＰＬＣ
およびＴＬＣを用いて行った。

実施例４ ５１．２ｇ　（５，８％）の技分かれしたβ−シクロデ
キストリンを含む８８２．８　ｇの試料を従来の炭素処
理およびイオン交換処理の後に実施例２記載のカラムに
供給した。

枝分かれしたβ−シクロデキストリンは７〜２５１の溶
離液の間で得られた。７〜ｌＯΩフラクシヨンは５．４
ｇの枝分かれしたβ−シクロデキストリンを含んでおり
、１０〜２５Ｊフラクシヨンは３１．７５　ｇの技分か
れしたβ−シクロデキストリンを含んでいた。全体で３
７．１５　ｇの枝分かれしたβ−シクロデキストリンを
回収した。これは、技分かれしたβ−シクロデキストリ
ンの純度の低い配合物における本発明の方法の効果を示
すものである。極めて重いカラム負荷を伴って純度８４
．９％において回収率７２．６％を達成した。

なお、本発明は上記の好ましい実施例に限定されること
なく、その精神および範鴫を逸脱しない限りにおいて様
々な変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は分枝中のグルコースユニットの数を実施例２お
よび３の溶離した溶液のフラクションに対してプロット
したグラフである。 手続補正； １．　事件の表示 平成０１年特許願 ２、　発用の名称 第２１０．５５９　　号 枝分かれしたλ−シクロデキストリンの分離端製法補正
をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 名　称　アメリカン　メイズ−プロダクツ　カンパニー
４、代理人 住　所　東京都港区六本木５−２−１ はうらいやビル７階 ５、　補正命令の日付 なし ６、補正の対象 願書、委任状、明細書の「特許請求の範囲」、「発明の
詳細な説明」の欄および図面 ７、補正の内容 ■）願書を添付の通り補正する。 ２）委任状を補充する。 ３）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 ４）明細書第１９頁第１９行と第２０頁第１行の間に以
下の文章を挿入する。 「以下、本発明の実施態様を項に分けて記載する。 ■）枝分かれしたβ−シクロデキストリンを含有した溶
液を、抱接化合物を結合した母体に通し、該β−シクロ
デキストリンを溶離することからなる枝分かれしたβ−
シクロデキストリンの分離精製法。 ２）前記抱接化合物が前記母体の表面から約６〜１８人
の所に位置していることを特徴とする実施態様１記載の
分離精製法。 ３）前記枝分かれしたβ−シクロデキストリンを含有し
た溶液を前記母体に通す前に加熱することを特徴とする
実施態様１記載の分離精製法。 ４）前記枝分かれしたβ−シクロデキストリンを含有し
た溶液を加熱し、前記母体に通す間も加熱状態に保持す
ることを特徴とする実施態様１記載の分離精製法。」図
面を添付の通り訂正する。 添付書類 訂正願書　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１通
委任状および同訳文　　　　　　　　　　　　　各１通
図面　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１通特
許請求の範囲 枝分かれしたβ−シクロデキストリンを含有した溶液を
、抱接化合物を結合した母体に通し、該β−シクロデキ
ストリンを溶離することからなる枝分かれしたβ−シク
ロデキストリンの分離精製法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）枝分かれしたβ−シクロデキストリンを含有した溶
   液を、抱接化合物を結合した母体に通し、該β−シクロ
   デキストリンを溶離することからなる枝分かれしたβ−
   シクロデキストリンの分離精製法。 ２）前記抱接化合物が前記母体の表面から約６〜１８Å
   の所に位置していることを特徴とする請求項１記載の分
   離精製法。 ３）前記枝分かれしたβ−シクロデキストリンを含有し
   た溶液を前記母体に通す前に加熱することを特徴とする
   請求項１記載の分離精製法。 ４）前記枝分かれしたβ−シクロデキストリンを含有し
   た溶液を加熱し、前記母体に通す間も加熱状態に保持す
   ることを特徴とする請求項１記載の分離精製法。