JPH03130085A

JPH03130085A - 分岐サイクロデキストリンの製造方法

Info

Publication number: JPH03130085A
Application number: JP24231490A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Kobayashi; 昭一小林; Keiji Kainuma; 圭二貝沼
Original assignee: National Food Research Institute
Current assignee: National Food Research Institute
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1991-06-03
Also published as: JPH042237B2

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】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
。

サイクロデキストリン（以下、ｒＣＤＪ　と略記する。

）はグルコースが６個以上α−１，４結合したオリゴ糖
であり、６個のグルコース単位からなるα−ＣＤ、７個
のグルコース単位からなるβ−ＣＤ、８個のグルコース
単位からなるγ−ＣＤが主として知られている。

ＣＤには、その構造上、分子に空洞があり、しかもこの
空洞が疎水性であるため、各種油性物質を取り込む性質
がある。

ＣＤはこのような性質を有しているために、非常に広い
用途があり、たとえば製薬工業、化粧品工業、香料工業
１食品工業などの分野において注目されている。

しかし、ＣＤの溶解度は低く、α−ＣＤで１４、β−Ｃ
Ｄで２、γ−ＣＤで２３程度である。特にβ−ＣＤの溶
解度は著しく低く、実用化の場合には不利な性質である
。

最近、本発明者らにより分岐サイクロデキストリンの研
究が推進され、その性質が明らかにされた（小林ら、澱
粉科学、３０．２３１〜２３９（１９８３））。

たとえば溶解度については、分岐ＣＤの溶解度は元のＣ
Ｄの１０倍にも達する。

そこで、でんぷんから分岐ＣＤを製造する方法が開発さ
れ、各種の分岐ＣＤが得られている。この方法はでんぷ
ん分子の核部分を巻き込んで環化反応を行なわせるもの
であり、各種の分岐ＣＤが得られるという長所がある。

しかし、この方法は単一の分岐ＣＤを得るには不利であ
る。

ＣＤとオリゴ糖を混合し、その混合物にプルラナーゼを
作用させ逆合成反応を利用して各種分岐ＣＤを生成する
ことは既にＦｒｅｎｃｈら（Ｍ、　Ａｂｄｕｌｌａｈ。

Ｄ、Ｆｒｅｎｃｈ、　Ｎａｔｕｒｅ、　２１０．　Ｎｏ
、５０５２．　ｐ、２００（１９６６））により試みら
れている。しかし、彼らの報告はベーパークロマト上で
プルラナーゼの逆合成が観察されたというものであり、
その詳細については未知であった。

本発明者らは、プルラナーゼなどの技切り酵素の逆合成
反応について鋭意検討し、実用性のある分岐サイクロデ
キストリンの製造方法を完成したのである。

すなわち、本発明は■ＣＤとマルトースの混合物にプル
ラナーゼを作用させることを特徴とする分岐ＣＤの製造
方法、■ＣＤとマルトースの混合物に、エチルアルコー
ル、プロピルアルコールおよびイソプロピルアルコール
よりなる群から選ばれたアルコールまたはエチレングリ
コールおよびプロピレングリコールよりなる群から選ば
れたグリコールを加え、次いでプルラナーゼを作用させ
ることを特徴とする分岐ＣＤの製造方法、および■ＣＤ
とマルトースの混合物にプルラナーゼを作用させて得た
反応生成物にタカアミラーゼとグルコアミラーゼの混合
酵素と酵母を作用させることを特徴とするグルコシル−
ＣＤの製造方法を提供するものである。

前記した如く、ＣＤとして各種のものが知られているが
、本発明にはこれらＣＤを任意に使用することかできる
。

また、プルラナーゼとしては通常のプルラナーゼのほか
耐熱性、耐酸性プルラナーゼなども使用することができ
る。耐熱性酵素を用いる場合は、基質の溶解度を上昇さ
せることができ、逆合成反応が容易となる。なお、酵素
は固定化酵素を用いることによりバイオリアクターとし
て連続化することも可能である。

第１の本発明ではＣＤとマルトースの混合物を用いてい
るため、プルラナーゼを単独で作用させればよく、この
反応生成物をカラムクロマトグラフィーで処理すること
により分岐ＣＤたるマルトシル−ＣＤを分離することが
できる。

第２の本発明ではアルコールまたはグリコールを用いて
いるが、これら化合物の添加により枝切り酵素による逆
合成反応を効果的に進行させることができ、分岐ＣＤの
生成率が向上する。この場合、アルコールまたはグリコ
ールの添加量は反応系におけるこれら化合物の濃度が１
０〜４ｏ９６、好ましくは２５〜３０％となるようにす
ればよい。

添加量が少なすぎると、上記した効果が十分に発現せず
、また添加量が多すぎると、相応する効果が得られない
ばかりでなく、無添加の場合よりも分岐ＣＤの生成率か
低下することがある。なお、アルコールまたはグリコー
ルを反応系に加える場合、ＣＤとマルトースをそれぞれ
高濃度（約１０〜１５％）に混合して酵素反応を行なう
ことができる。

また、第３の本発明は該反応生成物にタカアミラーゼと
グルコアミラーゼの混合酵素および酵母を作用させてグ
ルコシル−ＣＤを製造するものである。

上記した本発明の方法における技切り酵素による逆合成
反応は一般にｐＨ４，５〜６．０．温度３０〜５０°Ｃ
および時間２４〜７２時間の条件にて実施すればよい。

上記した本発明の方法によれば、主としてマルトシル−
ＣＤよりなる分岐ＣＤが得られる。第１の発明はマルト
ースを用いているため、分岐ＣＤの製造をより効率的に
行なうことができる。また、第２の発明によれば、第１
の発明よりも効果的に反応が進行し、分岐ＣＤの生成率
が向上する。

分岐ＣＤとしてグルコシル−ＣＤを得ることを望む場合
には、第３の発明の如く、上記方法による反応生成物に
タカアミラーゼおよびグルコアミラーゼよりなる混合酵
素を酵母と共に作用させればよい。この際に用いる酵母
としてはサツカロミセス・セレビシェ、サツカロミセス
・サケ、サツカロミセス・ダイアスタテイカスなどが適
当である。これらは分岐ＣＤ、ＣＤを分解することなく
共存するグルコース、マルトースを発酵して除去するこ
とができる。

次に、マルトシル−ＣＤなどの生成分岐ＣＤを未反応糖
などを含む反応系から分離するには、前述の方法のほか
に反応生成物を２〜ｌＯ°Ｃの低温で２０〜１００時間
、好ましくは２４〜７２時間放置すればよい。また、別
法としては反応生成物にトリクロルエチレン、テトラク
ロルエタン、ブロムベンゼンなどの沈でん形成剤を加え
、５〜１０℃にて１０〜２０時間程振とうすればよい。

次いで、遠心分離等の操作を行なうことにより分岐ＣＤ
を得ることができる。これらの分離方法は、マルトシル
−またはグルコシル−ＣＤ以外の分岐ＣＤと他の糖との
混合物から分岐ＣＤを分離する場合にも適用することが
でき、さらに他の分離方法、たとえばカーボン、交換樹
脂等を用いる方法、セファデックスなどの分子量の差を
利用した方法、膜による分離方法などと組合せて行なう
ことも可能である。

本発明によって得られる分岐ＣＤは精製して純品として
用いるほか、用途等により上記逆合成反応を行なった反
応生成物をそのまま製品化することもできる。これら分
岐ＣＤは医薬品、化粧品。

香料２食品等の可溶化等に広く用いることができる。

次に、試験例および実施例により本発明を説明する。

試験例１ γ−ＣＤと、グルコース（Ｇ、）からマルトヘキサオー
ス（Ｇ６）までのオリゴ糖を各２０％濃度に混合（全糖
４０％）し、この混合物に市販プルラナーゼ粗酵素を全
基質量（ｇ）当り２００ＩＵ添加し、ｐＨ５，５にて４
０°Ｃ２４８時間反応させて分岐γ−ＣＤを得た。各種
オリゴ糖による分岐γ−ＣＤの生成率（出発基質を１０
０としたときの百分率）を表−１に示す。

表−１ＧＩ　　　０２　　０２　０４　　Ｇ−Ｃｚ分岐ＣＤの
分析は高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）とペー
パークロマトグラフィーを用いて行なった。なお、ＨＰ
ＬＣの条件は日本分光ｒＴｒｉ　Ｒｏｔｏｒ　Ｊ　、　
　６０．　６５％　アセトニトリル溶出、流速２　ｍ　
ｌ　／ｍｉｎ、検出ＲＩ、　Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ８
Ｘ、カラム：プレカラム（直径：４．６ｍｍ。

長さ：５ｃｍ）と本カラム（直径：４．６ｍｍ。

長さ＋２５ｃｍ）、カラム担体：　Ｆｉｎｅ　５ｉｔ−
ＮＨｔ（１０μ）であり、この条件下での各糖の保持時
間（ｍｉｎ、　）は表−２に示したとおりである。表中
、例えばＧ、−α−ＣＤはグルコシル−α−ＣＤを、Ｇ
２−α−ＣＤはマルトシル−α−ＣＤを意味する。

表−２Ｇｌ　　　　　　　　　４．５　０！　−α−ＣＤ　　
１６．２Ｇｔ　　　　　　　　　５．２　　Ｇ１　−β
−ＣＤ　　Ｇ７．１α−ＣＤ　　　　　　　８．１　　
Ｇ、　　−β−ＣＤ　　２１．４β−ＣＤ　　　　　　
１１．０　　ＧＩ　　−γ−ＣＤ　　２４．９Ｇ、−α
−ＣＤ　　１２．８　　Ｇｘ　　−γ−ＣＤ　　２８．
６７−ＣＤ　　　　　　１４．３Ｇ１以上の技をもつ分岐ＣＤは「トヨパールＨＷ−４０
１（Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ）２．６Ｘ１００ｃｍのカラム
で分離精製した後、ペーパークロマトグラフィーとＨＰ
ＬＣで分析した。さらに、基質濃度を１％以下にしてプ
ルラナーゼに作用させて同様に分析した。なお、プルラ
ナーゼの逆合成反応生戒糖は１個の技をもつ分岐ＣＤで
ある。

試験例２ γ−ＣＤとマルトース（Ｇ２）を同量混合して濃度を上
昇させたときのマルトシル−γ−ＣＤ（７）生成率（％
）を表−３に示す。表中で、たとえば１％とはγ−ＣＤ
と０２を各１％含むことを示し、全糖として２％である
。

表−３濃度（％）１　　　２　　　５　　　１０　　　１５　　　２０　
　　４０実施例１ α−またはβ−ＣＤ２００ｍｇとマルトース（Ｇｚ　）
２００ｍｇを混合し、これに粗酵素プルラナーゼ８０ｍ
ｇ　（２１Ｕ／ｍｇ）を０．１Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ５，
５）ＩｍＩ！に溶解、遠沈して得た上澄０．５ｍｌを加
え、さらに水０．５ｍｆを加えて撹拌しながら４０°Ｃ
で４８時間反応せしめ、Ｇ、−α−またはβ−ＣＤと未
反応糖を含む反応生成物を得た。

この反応生成物を２分し、一方は４°Ｃで４８時間放置
し、他方のα−ＣＤを原料とした反応生成物にはテトラ
クロルエタンを、β−ＣＤを原料とした反応生成物には
ブロムベンゼンを各２００μｌ加え、１０°Ｃで一夜振
とうし、次いでそれぞれを遠心分離（５０００ｒｐｍ、
２０分間）して上澄を得、上澄中のＧ、−ＣＤ量を分析
した。すなわち上澄中のＣＤ全モル数を１００としたと
きの６２−ＣＤのモル％として求めた。結果を表−４に
示す。

表−４原料　反応生成物　　低温放置 α−ＣＤ　　　７．０　　　　２４．９β−ＣＤ　　　
１．６　　　　３８．６沈てん剤処理４５．３６４．２実施例２実施例１におけるα−ＣＤを原料とした反応生成物１ｍ
ｌを「トヨパールＨＷ　−４０Ｊ　　（Ｓｕｐｅｒｆｉ
ｎｅ）２．６Ｘ１００ｃｍのカラムに負荷し、５５℃で
２２ｒｎｆ／ｈｒの流速にて１０％エタノールで溶出し
、２．２ｍＡ’ずつ分画したところ、第１図に示す如く
、各成分は明確に分離された。

実施例３ α−ＣＤ１．５ｇと０２　１．５ｇとを混合し、耐熱性
、耐酸性プルラナーゼ４００ＩＵ（ｐＨ４，５〜５．５
の緩衝液７５０μｌに溶解）添加し、さらにエタノール
２５０μｌを加えて７０°Ｃで４８時間反応させた結果
、Ｇ、−α−ＣＤの生成率は４２％に達した。

実施例４ β−ＣＤ３００ｍｇと０２３００　ｍ　ｇを混合し、実
施例３の酵素液７５０μｌとエタノール２５０μｍを加
えて７０°Ｃで４８時間反応させた結果、Ｇ２−β−Ｃ
Ｄの生成率は２１％に達した。なお、エタノールの最適
濃度は２５〜３０％であり、４５％以上の添加量では無
添加よりも生成率は低下した。

実施例５実施例４の反応液１ｍｌを熱失活した後、ｐＨを４〜５
に調整し、水を加えて全糖濃度を２０％にしたのち、市
販結晶グルコアミラーゼ２ｍｇとタカアミラーゼ１ｍｇ
および酵母（サツカロミセス・セレビシェの湿潤菌体）
５０ｍｇを加えて３０°Ｃで４８時間反応させた後、遠
沈して上澄を得、これを濃縮してＧ、−β−ＣＤを得た
。本標品の純度は７８％であり、回収率は生成Ｇ２−β
−ＣＤの６５％であった。

なお、実施例４の反応液をグルコアミラーゼ。

タカアミラーゼ、酵母の固定化カラムに通してＧ、−β
−ＣＤを製造することもてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１０％エタノールによる溶出画分のクロマトグ
ラムである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）サイクロデキストリンとマルトースの混合物にプ
ルラナーゼを作用させ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）サイクロデキストリンとマルトースの混合物に、
エチルアルコール、プロピルアルコールおよびイソプロ
ピルアルコールよりなる群から選ばれたアルコールまた
はエチレングリコールおよびプロピレングリコールより
なる群から選ばれたグリコールを加え、次いでプルラナ
ーゼを作用させ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。
（３）サイクロデキストリンとマルトースの混合物にプ
ルラナーゼを作用させて得た反応生成物にタカアミラー
ゼとグルコアミラーゼの混合酵素と酵母を作用させるこ
とを特徴とするグルコシル−サイクロデキストリンの製
造方法。