JPH03266996A - Ｄ―ソルボースの製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、Ｄ−ソルボースの１造方法に関するものであ
り、更に詳細には、シュードモナス属に属し、Ｄ−ガラ
クチトールおよびＤ−タガトースから選ばれる糖質から
Ｄ−ソルボース産生能を有する細菌を用いて、Ｄ−ガラ
クチトールおよびＤタガトースから選ばれる糖質からＤ
−ソルボースを製造する方法に関するものである。

［従来の方法］ Ｄ−ソルボースは、ケトヘキソースに分類される単糖類
で、自然界には殆ど存在しない希少糖質である。その製
造方法としては、原理的には、有機化学的手法によりＤ
−グロースまたはＤ−イドースをカセイソーダ、ピリジ
ンなどのアルカリ性薬剤の共存下で異性化させ、Ｄ−ソ
ルボースを製造することが可能である。しかし、実際に
は、原料となるＤ−グロースまたはＤ−イドースを得る
ことが困難である。また、モチラム・アール・ダウェル
（Ｍｏｔｉｒａｍ、Ｒ，Ｄｈａｗａｌｅ）等は、カーボ
ハイドレイト・リサーチ（Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　
Ｒｅ５ｅａｒｃｈ）、第１５５巻、第２６２乃至２６５
頁（１９８６年）で、未同定の細菌を用いてＬ−グルシ
トールからＤ−ソルボースを合成したことを報告してい
る。しがし、この場合の原料Ｌ−グルシトールは、多量
に得ることのできないＬ−グルコースを還元して調製さ
れている。このように、Ｄ−ソルボースを充分量製造す
る適当な方法は現在までに報告されていない。

［発明が解決しようとする課題］ 近年、生化学工業が急速に発達し、糖質化学の分野にお
いても、新たな糖質の開発が望まれている。Ｄ−ソルボ
ースは、試薬として少量市販きれているものの、その大
量製造方法が確立されておらず、未だ、食品工業、医薬
品工業、化学工業などの工業原料として使用されるに至
っていない。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、Ｄ−ソルボースを生化学的手段により大
量、安価に製造することを目的に鋭意研究した。

その結果、シュードモナス属に属し、Ｄ−ガラクチトー
ルおよびＤ−タガトースから選ばれる糖質からＤ−ソル
ボース産生能を有する細菌が、水溶液中のＤ−ガラクチ
トールおよびＤ−タガトースから選ばれる糖質を、容易
にＤ−ソルボースに変換することを見い出し、これを採
取することにより、Ｄ−ソルボースが高収率で製造され
ることを確認して、本発明を完成した。

すなわち、本発明において、Ｄ−ガラクチトールおよび
Ｄ−タガトースから選ばれる糖質からＤ−ソルボースを
製造するのに使用される細菌は、シュードモナス属に属
し、Ｄ−ガラクチトールおよびＤ−タガトースから選ば
れる一方または双方の糖質からＤ−ソルボース産生能を
有する細菌である。その−例としては、後に説明するシ
ュードモナス・チコリ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｃｉ
ｃｈｏｒｉｉ）　ＳＴ−２４または、これの変異株など
が有利に利用できる。

シュードモナス畳チコリ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｃ
ｉｃｈｏｒｉｉ）ＳＴ−２４は、平成２年１月１９日付
で、工業技術院微生物工業技術研究所に、微生物受託番
号ＦＥＲＮ　ＢＰ２７３６　として寄託きれている。

このシュードモナス・チコリＳＴ−２４（ＦＥＲＮ　Ｂ
Ｐ２７３６　）の蘭学的性質を以下に記載する。

Ａ、採集地及び分離源 採集地　香川県木田郡三木町 分離源　土壌 Ｂ、細胞の形態 （１）細胞の形及び大きざ 短桿菌 ０．６乃至１．ＯＸｏ、９乃至１．６　ｇ　ｍ（２）細
胞の多形性の有無　　　　　　　無（３）運動性の有無
　　　　　　　　　　有（４）鞭毛の有無　　　　　　
　　　　　有（５）胞子の有無　　　　　　　　　　　
無（６）ダラム染色性　　　　　　　　　陰性（７）抗
酸性　　　　　　　　　　　　　無Ｃ８各培地における
生育状況 （１）肉汁寒天平板培養（２８℃、２日）コロニーは、
不透明な混光を帯びた黄白色の円形で、表面は平滑であ
り、半レンズ状の隆起をしている。周縁は金縁で内容は
均質である。色素は形成しない。

（２）肉汁ゼラチン穿刺培養（２０℃および２８℃、５
日）培地表面に穿刺部を中心にコロニーが形成され、液
化しない。

Ｄ、生理学的性質 （１）硝酸塩の還元 （２）脱窒反応 （３）ＭＲテスト （４）ＶＰテスト （５）インドールの生成 （６）硫化水素の生成 （７）デンプンの加水分解 （８）クエン酸の利用 （９）色素の生成 （１０）ウレアーゼ （１１）オキシダーゼ （１２）カタラーゼ （１３）生育の範囲 陽性 陰性 陰性 陰性 陰性 陰性 陰性 陽性 生成せず 陽性 陽性 陽性 生育ｐＨ５乃至８ 生育温度　２０乃至３７℃ 好気性 （１４）酸素に対する態度 （１５）　Ｏ−Ｆテスト 糖（グルコース） 化する。

（１６）糖類から酸の生成 し−アラビノース を好気的条件下でのみ酸 ６ Ｄ−キシロース Ｄ−グルコース Ｄ−マンノース Ｄ−フラクトース Ｄ−ガラクトース マルトース ショ糖 乳糖 トレハロース Ｄ−ソルビトール Ｄ−マンニトール Ｄ−ガラクチトール イノシトール グリセロール （１７）炭素源の資化性 Ｄ−グルコース Ｄ−キシロース Ｄ−ソルビトール Ｄ−フラクトース 酢酸 ＋ ＋ ＋ 本菌株は、上述の菌学的性質から、ウィリアムス・アン
ド・ウィルキンズＣＷｉｌｌｉａｍｓ　＆　Ｗｉｌｋｉ
ｎｓ）社、′バーシーズ・マニュアル・オブ・システマ
ティック・バクテリオロジー（Ｂｅｒｇｅｙ’ｓ　Ｍａ
ｎｕａｌ　ｏｆＳｙｓｔｅｍａｔ４ｃ　Ｂａｃｔｅｒｉ
ｏｌｏｇｙ）」、第１巻（１９８４年）に準じて分類す
れば、ダラム陰性、好気性の短桿菌であり、カタラーゼ
およびオキシダーゼがともに陽性で、Ｄ−グルコースか
ら酸を生成することからシュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏ
ｍｏｎａｓ）属に属する細菌と同定された。更に、オキ
シダーゼ陽性であることよりシュードモナス・チコリ（
Ｐｓｅｕｄｏ＋１ｏｎａｓ　ｃｉｃｈｏｒｉｉ）と同定
され、シュードモナス・チコリＳＴ−２４と命名された
。

本発明でいう、シュードモナス属に属し、Ｄ−ガラクチ
トールおよびＤ−タガトースから選ばれる糖質からＤ−
ソルボース産生能を有する細菌を、Ｄ−ガラクチトール
およびＤ−タガトースがら選ばれる糖質を含有する水溶
液に接触きせてＤ−ソルボースを生成せしめ、これを採
取するとは、ＤガラクチトールおよびＤ−タガトースか
ら選ばれる糖質からＤ−ソルボース産生能を有する、例
えば、シュードモナス・チコリＳＴ−２４（ＦＥＲＮ　
ＢＰ−２７３６）、または、この変異株などの細菌をＤ
−ガラクチトールおよびＤ−タガトースから選ばれる糖
質を含有する栄養培地で培養し、望ましくは、振盪、通
気撹拌などの好気的条件下で培養し、培養液中にＤ−ソ
ルボースを生成せしめ、これを採取すればよい。更に、
このように培養し、得られる細菌（生菌体）を用いて、
水溶液中のＤ−ガラクチトールおよびＤ−タガトースか
ら選ばれる糖質をＤ−ソルボースに変換させて、生成す
るＤ−ソルボースを採取することもできる。

培養方法としては、シュードモナス属に属する細菌が必
要とする栄養源、例えば、炭素源、窒素源、無機塩など
を含有する培地、望ましくは、微酸性乃至微アルカリ性
の液体培地に、Ｄ−ガラクチトールおよびＤ−タガトー
スから選ばれる糖質からＤ−ソルボース産生能を有する
細菌を植菌し、温度約２０乃至３５℃で、１乃至１５日
間好気的条件下で培養すればよい。とりわけ、炭素源と
して、例えば、Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−タガトース、
Ｄ−ソルビトール、Ｄ−ガラクトース、Ｄ−グルコース
およびＤ−フラクトースなどの一種または二種以上の糖
質とともに他の各種栄養源を含有する液体培地で好気的
に培養するのが望ましい。

前述のような培養方法によって得られた細菌（生菌体）
を、Ｄ−ガラクチトールおよびＤ−タガトースから選ば
れる糖質を含有する水溶液と接触、望ましくは、振盪、
通気撹拌、酸素の圧入なとの好気的条件下で接触きせ、
その糖質を、Ｄ−ソルボースに変換きせることかできる
。また、この際、比較的安価なり一ガラクチトールを原
料としてもＤ−タガトースを経てＤ−ソルボースに変換
されるので好都合である。

この変換に用いられる細菌は、培養液から分離きれた生
菌体そのままの状態に限る必要はなく、例えば、生菌体
を半透膜製のホローファイバーに封入した細菌、寒天、
ゼラチン、アルギン酸塩などで包括し、ビーズ状、シー
ト状などの各種形状に固定化した細菌などとして、Ｄ−
ガラクチト−０ ルおよびＤ−タガトースから選ばれる糖質からＤ−ソル
ボースへの変換に、繰り返し利用することも好都合であ
る。

以上述べた各種の方法により生成、蓄積したＤ−ソルボ
ースを含有する水溶液は、適当な分離方法、例えば、遠
心分離、濾過などの方法によって細菌と分離され、採取
きれる。

得られたＤ−ソルボース水溶液は、必要により、例えば
、硫安塩析、水酸化亜鉛吸着などによる除蛋白、活性炭
吸着による脱色、Ｈ型、ＯＨ型イオン交換樹脂による脱
塩などの方法で精製し、濃縮してシラツブ状のＤ−ソル
ボース製品を採取することができる。また、更に、イオ
ン交換樹脂を用いるカラムクロマトグラフィー、例えば
ダウケミカル社製造の商品名ダウエックス５０Ｗ−Ｘ４
、ダウエックスＷＧＲ、東京有機化学工業株式会社製造
の商品名’ＦンバーライトＸＴ−１００８，７’　ンハ
−ライトＩＲＡ４７、三菱化成工業株式会社製造の商品
名ダイヤイオン５Ｋ１０６　、ダイヤイオンＷＡＩＩな
どを用いるカラムクロマトグラフィーで分画、精製、濃
縮することにより結晶化することができ、９９％以上の
高純度の結晶標品も容易に得ることができる。

このようにして製造されるＤ−ソルボースは、通常、Ｄ
−ガラクチトールおよびＤ−タガトースから選ばれる原
料糖質に対し約３０ｖ／υ％以上の高収率で得られ、大
量、安価に供給する工業的製造方法として好適である。

従って、Ｄ−ソルボースは、食品工業、医薬品工業、化
学工業などの原料、中間体などとして自由に利用できる
。

以下、実施例について述べる。

実施例　１ 硫酸アンモニウム０．２Ｗ／Ｖ％、リン酸−カリウム０
．２４Ｗ／Ｖ％、リン酸二カリウム０．５６Ｗ／Ｖ％、
硫酸マグネシウム・７水塩０．ＯＩＷ／Ｖ％、酵母エキ
ス０．５１１／Ｖ％、Ｄ−ソルビトール２ν／Ｖ％及び
脱イオン水からなる培養液１００ｍＬずつを５００ｍＬ
容振盪フラスコ２０本にとり、１２０℃で２０分間オー
トクレーブした後、シュードモナス・チコリＳＴ−２４
（ＦＥＲＭ　ＢＰ−２７３６）を１白金耳ずつ植菌し、
３０℃で２日間振盪培養した。

培養後、遠心分離により集菌し、得られた生菌体約２０
ｇをＤ−ガラクチトール０．５Ｗ／Ｖ％を含有する０、
０５Ｍリン酸塩緩衝液（ｐ　Ｈ７，０）ＩＬに加え混合
し、この混合液約１００社ずつを５００ｍＬ容振盪フラ
スコに分注し、３０℃３日間振盪し、Ｄ−ガラクチトー
ルをＤ−ソルボースに変換させた。次いで遠心分離して
細菌を除去した。

得られた上清に２５Ｗ／Ｖ％硫酸亜鉛を１／１０容加え
ｐ　Ｈ７，６に調整し、遠心分離して上清を採取した。

この上清を、常法に従って、活性炭を用いて脱色し、次
いで、ダイヤイオン５ＫＩＢ（Ｈ型、三菱化成工業株式
会社製造の商品名）およびダイヤイオンＷＡ３０（ＯＨ
型、三菱化成工業株式会社製造の商品名）を用いて脱塩
し、減圧濃縮して中間体のＤ−タガトースを不純物とし
て含む濃度的６０％の透明なシラツブを得た。

これをダウエックス５０Ｗ−Ｘ４　（カルシウム型のカ
チオン交換樹脂、ダウケミカル社製造の商品名）を用い
るカラムクロマトグラフィーにより精製、濃縮し、Ｄ−
ソルボースを結晶化させ分蜜してＤ−ソルボース結晶を
採取した。

Ｄ−ソルボースのＤ−ガラクチトールに対する収率は、
固形物当り約４０％であった。

このようにして得られた製品を同定するため、実験によ
り理化学的性質を調べ、その性質を文献値と比較、また
は、Ｓｉｇｍａ社が市販している試薬Ｄ−ソルボースま
たは試薬Ｌ−ソルボースの値と比較した。この実験にお
いては、本発明の方法で得られた製品を本物質と呼び、
Ｓｉｇｍａ社の試薬Ｄ−ソルボースまたは試薬Ｌ−ソル
ボースを標準Ｄ−ソルボースまたは標準Ｌ−ソルボース
と呼ぶ。

（１）融点 本物質　　　　　　　　　　１６４乃至１６５℃Ｄ−ソ
ルボース文献値　　　１６５℃ Ｌ−ソルボース文献値　　　１６５℃ 文献：チャップマン・アンド・ホール（Ｃｈａｐｍａｎ
ａｎｄ　Ｈａｌｌ）社、′ディクショナリー・オブ・オ
ーガニック・コンパウンズ（Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ　１
３− １４ ｏｆ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）」、第５
０２０および５０２１頁（１９８２年） （２）比旋光度の測定 本製品値　　　　　　　［α１２０＝＋４５．０　（Ｃ
＝１０％、Ｈ２Ｃ）Ｄ−ソルボースの文献値［α１２０
＝＋４２．９　（Ｃ＝１０％、Ｈ２Ｃ）Ｌ−ソルボース
の文献値［α１２０＝＋４３．２　（Ｃ＝１０％、Ｈ２
Ｃ）文献：（１）融点の場合と同じ （３）赤外線吸収スペクトル ＫＢｒ錠剤法で測定した本物質の赤外線吸収スペクトル
を図面に示した。このスペクトルは、別に測定した標準
Ｄ−ソルボースまたは標準Ｌソルボースの赤外線吸収ス
ペクトルともよく一致した。

（４）　１３Ｃ−ＮＭＲによる無定 本物質の１３ｃｍＮＭＲによる測定を、バイオケミスト
リー（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、第１３巻、第１４
６乃至１５３頁（１９７４年）に記載している方法に準
じて、１．４−ジオキサンを内部標準として行ったとこ
ろ、そのケミカルシフトは、全てのシグナルについて、
標準Ｄ−ソルボースまたは標準Ｌ−ソルボースのそれと
よく一致した。また、そのケミカルシフトは、下記の表
に示すごとく、前記文献の値ともよい一致を見た。

表 （５）高速液体クロマトグラフィーによる分析本物質を
高速液体クロマトグラフィー（日本分光工業社製８８０
−ＰＬＩ　ｉカラム、日立製作所ＧＬ−Ｃ６１１；Ｌｌ
液、１０−４　Ｍ水酸化ナトリウム、６０℃；流速、１
ｍＬ／ｍｉｎ　；検出、島原製作所ＲＩＤ−６Ａ）で分
析したところ、その溶出位置は、標準のＤ−プシコース
、Ｄ−フラクトース、Ｄ−タガトースなどのケトヘキソ
ースとは異り、標準Ｄ−ソルボースまたは標準Ｌ−ソル
ボースと同一の１６．８分であった。

以上の結果から明らかなように、融点、赤外線吸収スペ
クトル、１３ｃｍＮＭＲ，高速液体クロマトグラフィー
については、Ｄ−ソＪレボースおよびＬ−ソルボースの
文献値また【よそれら標準物質の値とよく一致し、比旋
光度むこつＬｌてＬよ、Ｄ−ソルボースの文献値とよく
一致するもののし一ソルボースの文献値とは＋、−逆で
あったことから、本発明の方法で得られた製品は、Ｄソ
ルボースであると判断される。

本製品は、希少糖質としての試薬用途のみならず、食品
工業、医薬品工業、化学工業などの原料、中間体などと
しても有利に利用できる。

実施例　２ 実施例１の培養液のうち、Ｄ−ツルピトーＪしをＤ−ガ
ラクチトールに置き換えた以外器よ、実施例１と同組成
の培養液１５Ｌを３ＯＬ容ジャーファーメンタ−２基に
とり、１２０℃で２０分間滅菌した後、３０℃に冷却し
、これに、同組成の培養液に３０℃で１日間振盪培養し
たシュードモナス・チコリＳＴ−２４（ＦＥＲＮ　ＢＰ
−２７３６）の種培養液をＩＷ／Ｖ％植菌し、３０℃で
５日間通気撹拌培養して、Ｄ−ガラクチトールをＤ−ソ
ルボースに変換きせ、次いで遠心分離して菌体と上清と
に分離し、得られた上清を実施例１の方法に準じて、活
性炭処理後、イオン交換樹脂を用いて脱塩し、濃縮した
後、カラムクロマトグラフィーによって精製、濃縮して
Ｄ−ソルボース結晶を採取した。Ｄ−ソルボースのＤ−
ガラクチトールに対する収率は、固形物当り約３０％で
あった。

本製品は、実施例１の場合と同様に、Ｄ−ソルボースの
理化学的性質を示した。

本製品は、希少糖質としての試薬用途のみならず、食品
工業、医薬品工業、化学工業などの原料、中間体などと
しても有利に利用できる。

実施例　３ 実施例１の方法で得た生菌体的２０ｇを、Ｄ−タガトー
ス０．５Ｗ／Ｖ％を含有する０、０５Ｍリン酸塩緩　７ ＝　１８− 衝液（ｐ　Ｈ７，０）ＩＬに加えて混合し、以後、実施
例１と同様に、Ｄ−ソルボースに変換せしめ、精製、濃
縮して、Ｄ−ソルボース結晶をＤ−タガトースに対して
、固形物当り約５０％の収率で得た。

本製品は、食品工業、医薬品工業、化学工業などの原料
、中間体などとして有利に利用できる。

［発明の効果］ 上記したことから明らかなように、本発明は、従来得る
ことの極めて困難であったＤ−ソルボースを、生化学的
方法により容易に製造する方法を確立するものである。

特に、シュードモナス属に属する微生物を用いて、Ｄ−
ガラクチトールという安価な糖アルコールを原料として
もＤ−タガトースを経てＤ−ソルボースを生産できるこ
とを見出したことは、Ｄ−ソルボースの製造方法にとっ
て、極めて有利である。

従って、本発明の方法は、Ｄ−ソルボースの工業的製造
方法として好適であり、大量、安価な供給を容易にし、
希少糖質としての試薬用途のみならず、従来予想すらで
きなかった食品工業、医薬品工業、化学工業などの原料
、中間体などへの利用の道を拓（ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の方法で得たＤ−ソルボースの赤外線吸
収スペクトルを示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シュードモナス属に属し、Ｄ−ガラクチトールお
   よびＤ−タガトースから選ばれる糖質からＤ−ソルボー
   ス産生能を有する細菌を、Ｄ−ガラクチトールおよびＤ
   −タガトースから選ばれる糖質を含有する水溶液に接触
   させてＤ−ソルボースを生成せしめ、これを採取するこ
   とを特徴とするＤ−ソルボースの製造方法。
2. （２）シュードモナス属に属する細菌が、シュードモナ
   ス・チコリＳＴ−２４（ＦＥＲＭＢＰ−２７３６）であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のＤ
   −ソルボースの製造方法。