JPH0329241B2

JPH0329241B2 -

Info

Publication number: JPH0329241B2
Application number: JP60037694A
Authority: JP
Inventors: Yoshuki Sakano; Takanori Shiraishi; Hirosuke Niwa
Original assignee: Nikken Chemicals Co Ltd
Current assignee: Nikken Chemicals Co Ltd
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1991-04-23
Also published as: JPS61197602A

Description

【発明の詳細な説明】ａ産業上の利用分野本発明は新規な分岐サイクロデキストリンおよ
びその製造方法に関し、更に詳細には、マルトシ
ル−β−サイクロデキストリンおよびその製造方
法に関する。ｂ従来の技術サイクロデキストリンはグルコース残基がα−
１，４−結合により環状に結合したオリゴ糖であ
つて、グルコース残基６個からなるα−サイクロ
デキストリン、７個からなるβ−サイクロデキス
トリン、８個からなるγ−サイクロデキストリン
などが一般に知られている。サイクロデキストリンはその構造から内部に空
隙があり、この空隙内部は親油性領域となつてい
るので各種の油性物質を取り込むことができる。
そのため、このような性質を利用して不安定物
質の安定化揮発性物質の保持異臭のマスキン
グ難・不溶性物質の可溶化など、種々の用途が
考えられている。しかしながら、これらのサイク
ロデキストリンは一般的に高価であり、このこと
がこれらサイクロデキストリンの利用拡大を妨げ
ている大きな要因ともなつている。もつとも、これらのうちβ−サイクロデキスト
リンは他のサイクロデキストリンに比べて比較的
安価であり、かつ、また、抱接作用も最も強力な
ことから、利用面において有望視されているもの
である。ｃ発明が解決しようとする問題点しかしながら、このβ−サイクロデキストリン
は低温域（室温以下）での水に対する溶解度が極
めて低い（1.55％、20℃）という欠点があり、こ
の点における改良が待たれていた。既に、α−サイクロデキストリンについてはグ
ルコース残基のC₆の位置にグルコースあるいは
マルトースがα−１，６−結合により結合した分
岐サイクロデキストリンが知られており、このも
のは分岐のないものに比べて水への溶解度が高い
ことが知られている。本発明者らは、かかる点に着目し、β−サイク
ロデキストリンに分岐を導入できればその溶解性
を改善できるのではないかとの着想のもとに種々
検討した結果、プルラナーゼの縮合反応を利用す
ればβ−サイクロデキストリンとマルトースとを
結合させることができるとの着想を得、更に検討
の結果、本発明に到達したものである。ｄ問題点を解決するための手段本発明は、マルトースとβ−サイクロデキスト
リンを含む混合物にプルラナーゼを作用させてマ
ルトシル−β−サイクロデキストリンを生成さ
せ、生成したマルトシル−β−サイクロデキスト
リンを反応液から分離採取することからなる、マ
ルトシル−β−サイクロデキストリンの製造方法
およびかくして得られるマルトシル−β−サイク
ロデキストリンに関するものである。本発明により得られるマルトシル−β−サイク
ロデキストリンは、６−Ｏ−α−マルトシルシク
ロマルトヘプタオースともいい、分子式
C₅₄H₉₀O₄₅分子量1459で表わされる、下記の理化
学的性質を有する新規化合物である。１比旋光度［α］²⁰ _D＋163゜（Ｃ＝0.1，H₂O）２ペーパークロマトグラフイー移動度１−ブタノール：１−プロパノール：水＝
３：５：４の展開溶媒を使用し、55℃で３回展
開した。グルコースの移動度を1.00とした時、
本品は0.21であつた（１スポツト）。また、ヨウ素溶液を用いた発色およびグルコ
アミラーゼで前処理した後の硝酸銀を用いた発
色により呈色された。３高速液体クロマトグラフイー（条件）カラムサイズ：6φ×50mm 担体：LiChrosorb−NH₂（メルク社製）溶媒：アセトニトリル：水＝65：35 流速：2.0ml／min 検出器：示差屈折計ERC7520型（エルマ光学
株式会社製）本品は上記条件で１ピークであつた。４溶解性水に易溶（β−サイクロデキストリンと比較
した場合、20℃で100倍以上溶け、マルトシル
−α−サイクロデキストリンと比較した場合、
20℃で約３倍溶ける）、エタノールに難溶。５性状水溶液は無色であり、粉末は白色。６赤外線吸収スペクトル第１図参照７ ¹³C核磁気共鳴スペクトル第２図参照 δ（D₂O） 68.1（１−６結合のC₆） 78.7（マルトースの１−４結合のC₄） 99.7（１−６結合のC₁）８ β−サイクロデキストリンとマルトースの構
成プルラナーゼ（林原生物化学研究所製、結晶
品）によりマルトースとβ−サイクロデキストリ
ンに分解され、その構成比率をペーパークロマト
グラフイーおよび高速液体クロマトグラフイーで
求めた結果、マルトース：β−サイクロデキスト
リン＝１：１であつた。プルラナーゼ（ノボ・インダストリー・ジヤパ
ン社製）によりマルトースとβ−サイクロデキス
トリンに分解され、その構成比率をペーパークロ
マトグラフイーおよび高速液体クロマトグラフイ
ーで求めた結果、マルトース：β−サイクロデキ
ストリン＝１：１であつた。グルコアミラーゼ（生化学工業製、結晶品）に
より分解した後、ペーパークロマトグラフイーで
単離すると、グルコースとヨウ素発色で淡黄橙色
を示す糖（グルコシル−β−サイクロデキストリ
ン）が等モル得られた。本発明によれば、かかるマルトシル−β−サイ
クロデキストリンは次のごとくして製造される。即ち、マルトースとβ−サイクロデキストリン
を含む基質濃度40〜85％溶液にプルラナーゼを所
定量加え、液の温度、PHなどを酵素の好適作用範
囲に維持して、１日〜６日間反応させ、マルトシ
ル−β−サイクロデキストリンを生成し、次い
で、所望によりクロマトグラフイーなどの方法に
よつて反応液から分離採取することにより製造さ
れる。本発明において用いられるプルラナーゼは、粘
質多糖類プルランのα−１，６−グルコシド結合
を加水分解するほか、アミロペクチンやグリコー
ゲンのα−１，６−グルコシド結合をも切断する
能力を持つ酵素であり、主としてエアロバクタ
ー・エアロゲネス（Aerobacter aerogenes）、バ
シラス・sp（Bacillus sp）などの微生物より得ら
れる。これらプルラナーゼの使用量は、基質の品
質あるいは反応の実施形式などにより多少の違い
はあるが、通常の場合、β−サイクロデキストリ
ン１グラム当たり10単位以上用いられる。このプ
ルラナーゼの酵素活性は次のごとき方法により測
定される。即ち、0.5％プルラン溶液（プルラン
を50ｍＭ酢酸ナトリウム緩衝液、PH5.0に溶解し
たもの）200μlに酵素液50μl（同じ緩衝液に溶解し
たもの）を加え、10分間、50℃で酵素反応させ
る。反応後、反応液中に生成した還元糖をソモギ
イーネルソン（Somogyi−Nelson）法で測定す
る。酵素単位はこの条件で１分間に1μmoleのマ
ルトトリオースに相当する還元力を生成する酵素
量を１単位とする。本発明において原料として用いられるマルトー
スおよびβ−サイクロデキストリンは、いずれも
市販の製品をそのまま用いることができるが、生
成物の分離精製の手数を考えると純度の高いもの
を用いるのが有利である。これらマルトースおよ
びβ−サイクロデキストリンの使用量は、β−サ
イクロデキストリンに対して通常マルトース１〜
７倍量、好ましくは３〜７倍量、更に好ましくは
４〜５倍量用いられる。また、溶液の濃度は、本
発明の方法がプルラナーゼの縮合反応を利用する
ものである関係上、一般的に原料基質の濃度が高
いほど好ましく、従つて、本発明における基質濃
度は60〜85％で使用することが好ましい。本発明の方法においては、反応はプルラナーゼ
の作用条件に適合させて実施される。従つて、反
応温度、PHなどは用いられる酵素の種類（起源）
によつて差はあるが、一般に40〜80℃、PH4.0〜
6.0で行なうのが好ましい。生成したマルトシル−β−サイクロデキストリ
ンを反応液から分離するには、例えばトヨパール
HW−40Sを用いたカラムクロマトグラフイーあ
るいはワツトマン17クロムによるペーパークロマ
トグラフイーを用いることにより容易に行なうこ
とができるが、工業的には特にコスト上の理由か
らイオン交換樹脂クロマトグラフイー、大量ゲル
ろ過分離法などを用いるのが有利である。ｅ発明の効果本発明により得られる新規な分岐サイクロデキ
ストリンは、公知のβ−サイクロデキストリンと
同程度の強い抱接力を有し、かつ、その溶解性に
おいて格段に優れているので、医薬品、食品、化
粧品その他一般の化学工業分野でのサイクロデキ
ストリンの用途開発に寄与するところが大きい。ｆ実施例次に実施例を示し、本発明を更に詳細かつ具体
的に説明する。実施例１マルトース（日本澱粉工業〓製、純度99％）
2.00ｇとβ−サイクロデキストリン（日本食品化
工〓製、純度98％）0.40ｇに、PH5.0、50ｍＭ酢
酸ナトリウム緩衝液0.63mlを加え沸騰浴中加熱溶
解する。冷却後、これにバシラス・sp（Bacillus
sp）の耐熱性プルラナーゼ（ノボ・インダストリ
ー・ジヤパン社製、200単位／ｇ）400mgを加え、
70℃で２日間反応させる。終了後、この反応液をトヨパールHW−40Sを
充填したカラム（2.5×100cm×２本）によりゲル
ろ過クロマトグラフイーにかけて分離精製を行
う。試料負荷後15〜17時間後に溶出されてくるフ
ラクシヨンを集め、ロータリーエバポレータで濃
縮乾燥して、マルトシル−β−サイクロデキスト
リンの白色粉末213mgを得る。このものの元素分析値は次の通りであつた。元素分析値（C₅₄H₉₀O₄₅）計算値Ｃ＝44.45％Ｈ＝6.22％Ｏ＝49.34％実測値Ｃ＝44.27％Ｈ＝6.24％また、このものは277℃で分解した。次に、この粉末を、70％１−プロパノール21
−ブタノール：ピリジン：水＝６：４：３１−
ブタノール：１−プロパノール：水＝３：５：４
を展開剤に用いてペーパー上に展開後、ヨウ素溶
液を用いる発色およびグルコアミラーゼでペーパ
ーを一度処理した後、硝酸銀発色させたところ、
１スポツトを与え単一物質であることが確認され
た。次に、上記で得られた物質５mgを取り、これに
エアロバクター・エアロゲネス（Aerobacter
aerogenes）のプルラナーゼ（林原生物化学研究
所製、結晶品40単位／mg）１単位をPH6.0、50ｍ
Ｍ酢酸ナトリウム緩衝液500μlに溶解し、30℃で
一夜反応させたところ、マルトースとβ−サイク
ロデキストリンを１：１の割合で生成することが
ペーパークロマトグラフイーおよび高速液体クロ
マトグラフイーにより確認された。更に、上記で得られた物質５mgを取り、これに
リゾプス・デレマー（Rhizopus delemer）のグ
ルコアミラーゼ（生化学工業製、結晶品30単位／
mg）10単位をPH5.0、50ｍＭ酢酸ナトリウム緩衝
液に溶解し、30℃で一夜反応させたところ、グル
コースとグルコシル−β−サイクロデキストリン
を１：１の割合で生成することがペーパークロマ
トグラフイーおよび高速液体クロマトグラフイー
により確認された。以上の結果から、上記の物質はマルトシル−β
−サイクロデキストリンであることが確認され
た。実施例２〜12 実施例１と同様な操作手順により、但し基質濃
度、酵素量、反応温度、反応時間を種々に変えて
反応を行ない、次表の結果を得た。【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は、マルトシル−β−サイクロデキスト
リンの赤外線吸収スペクトルを示し、第２図は、
マルトシル−β−サイクロデキストリンの¹³C核
磁気共鳴スペクトルを示す。

Claims

【特許請求の範囲】１マルトシル−β−サイクロデキストリン２ β−サイクロデキストリン１重量部に対しマ
ルトースを３〜７重量部含む固形分濃度40〜85％
の溶液をプルラナーゼの存在下に反応させ、該反
応液からマルトシル−β−サイクロデキストリン
を分離、採取することを特徴とするマルトシル−
β−サイクロデキストリンの製造方法。３ β−サイクロデキストリン１重量部に対し、
マルトースを４〜５重量部含む固形分濃度60〜85
％の溶液をプルラナーゼの存在下に反応させるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の製造
方法。