JPH0366701A - α―シクロデキストリンの吸着材およびその用途 - Google Patents
α―シクロデキストリンの吸着材およびその用途Info
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- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
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Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
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。
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α−シクロデキストリン吸着材およびその用途
に関し、さらに詳しくはα−シクロデキストリン含有水
性液、例えば未反応原料および各種の副産物を含有する
α−シクロデキストリンの生成反応混合物からα−シク
ロデキストリンを高効率かつ高選択性をもって吸着でき
る吸着材およびその用途に関する。
に関し、さらに詳しくはα−シクロデキストリン含有水
性液、例えば未反応原料および各種の副産物を含有する
α−シクロデキストリンの生成反応混合物からα−シク
ロデキストリンを高効率かつ高選択性をもって吸着でき
る吸着材およびその用途に関する。
[従来の技術]
α−シクロデキストリンは、通常澱粉または澱粉分解物
にバチルス・マセランス(Baa i 1 ]us
macerans)等の微生物が生産するシクロデキス
トリン生産酵素であるシクロデキストリングリコシルト
ランスフェラーゼ(以下CGTaseという〉を作用さ
せることによって得られる。この生成反応混合物中には
目的生成物であるα−シクロデキストリンの他に未反応
の澱粉および澱粉の各種分解生成物、例えばβ−シクロ
デキストリン、γ−シクロデキストリン、オリゴデキス
トリン、グルコース、さらには使用酵素等が混在してい
るため高純度のα−シクロデキストリンを得るためには
繁雑な分W!操作を行う必要があつた9 このような未反応原料および各種の副生物を含有するα
−シクロデキストリンの生成反応混合物からα−シクロ
デキストリンを回収する方法ヒして、各種の方法が提案
されてきた、 例えば、特公昭第60−25118号公報はCGTas
eを用いてα−シクロデキストリンを製造する工程にお
いて、その工程中にエタノールを加え、α−シクロデキ
ストリンの生成量を増加させて結果的にα−シクロデキ
ストリンの回収を容易にする方法を開示している。特開
昭第62−296640号公報はシクロデキストリンに
より包接されうる大きさのリガンドを結合した吸着材を
シクロデキストリンの生成反応混合物と接触させて該シ
クロデキストリンを吸着材に吸着せしめ、ついで該吸着
材をシフロブキスI・リンの脱着処理に付してシクロデ
キストリンを回収する方法を開示している。特開昭第6
3−137901号公報はシクロデキストリンの内部空
孔に侵入するのに適する共有結合したリガンドを含む所
望のシクロデキストリンと包接複合体を形成する吸着材
を開示している。この中でα−シクロデキストリン用の
好ましい吸着材としてドデシルアミン誘導セルロースを
挙げている。特開昭第63−1.54701号公報はシ
クロデキストリン相互の分離方法とし7て、シクロデキ
ストリン類を化学修飾したシリカ担体に吸着さぜついで
吸着されたシクロデキストリン類をエタノール水溶液に
より分別溶出させる方法を開示している。
にバチルス・マセランス(Baa i 1 ]us
macerans)等の微生物が生産するシクロデキス
トリン生産酵素であるシクロデキストリングリコシルト
ランスフェラーゼ(以下CGTaseという〉を作用さ
せることによって得られる。この生成反応混合物中には
目的生成物であるα−シクロデキストリンの他に未反応
の澱粉および澱粉の各種分解生成物、例えばβ−シクロ
デキストリン、γ−シクロデキストリン、オリゴデキス
トリン、グルコース、さらには使用酵素等が混在してい
るため高純度のα−シクロデキストリンを得るためには
繁雑な分W!操作を行う必要があつた9 このような未反応原料および各種の副生物を含有するα
−シクロデキストリンの生成反応混合物からα−シクロ
デキストリンを回収する方法ヒして、各種の方法が提案
されてきた、 例えば、特公昭第60−25118号公報はCGTas
eを用いてα−シクロデキストリンを製造する工程にお
いて、その工程中にエタノールを加え、α−シクロデキ
ストリンの生成量を増加させて結果的にα−シクロデキ
ストリンの回収を容易にする方法を開示している。特開
昭第62−296640号公報はシクロデキストリンに
より包接されうる大きさのリガンドを結合した吸着材を
シクロデキストリンの生成反応混合物と接触させて該シ
クロデキストリンを吸着材に吸着せしめ、ついで該吸着
材をシフロブキスI・リンの脱着処理に付してシクロデ
キストリンを回収する方法を開示している。特開昭第6
3−137901号公報はシクロデキストリンの内部空
孔に侵入するのに適する共有結合したリガンドを含む所
望のシクロデキストリンと包接複合体を形成する吸着材
を開示している。この中でα−シクロデキストリン用の
好ましい吸着材としてドデシルアミン誘導セルロースを
挙げている。特開昭第63−1.54701号公報はシ
クロデキストリン相互の分離方法とし7て、シクロデキ
ストリン類を化学修飾したシリカ担体に吸着さぜついで
吸着されたシクロデキストリン類をエタノール水溶液に
より分別溶出させる方法を開示している。
[発明が解決しようとする課IIF
α−シクロデキストリンの製造工程中にエタノールを添
加する特公昭第60−25118号公報の方法は、α−
シクロデキストリンの収率は上がるが、反応液に未反応
の澱粉、澱粉の各種分解産物、使用酵素等が混在してい
る点に変わりはなく、高純度のα−シクロデキストリン
を容易に得るという問題を解決するものではない、シク
ロデキストリンにより包接されうる大きさのリガンドを
結合した吸着材によりシクロデキストリンを分離する特
開昭第62−296640号公報の方法は、反応液中か
らのα−シクロデキストリンの選択的分離については未
だ十分なものとは言えない。α−シクロデキストリン用
の好ましい吸着材としてヘキシルアミン誘導セルロース
等を上げている特開昭第63−137901号公報の方
法は、α−シクロデキストリンを高純度で回収分離する
方法としては、不十分である。化学修飾したシリカ担体
を吸着材として用いる特開閲第63−154701月公
報の方法は、シクロデキストリン混合物中のα−シクロ
デキストリンを吸着材に選択的に吸着する4二とができ
ないので、α−シクロデキストリンの収率が低く、また
その吸着量も少ないので、工業的に満足できる方法では
ない。
加する特公昭第60−25118号公報の方法は、α−
シクロデキストリンの収率は上がるが、反応液に未反応
の澱粉、澱粉の各種分解産物、使用酵素等が混在してい
る点に変わりはなく、高純度のα−シクロデキストリン
を容易に得るという問題を解決するものではない、シク
ロデキストリンにより包接されうる大きさのリガンドを
結合した吸着材によりシクロデキストリンを分離する特
開昭第62−296640号公報の方法は、反応液中か
らのα−シクロデキストリンの選択的分離については未
だ十分なものとは言えない。α−シクロデキストリン用
の好ましい吸着材としてヘキシルアミン誘導セルロース
等を上げている特開昭第63−137901号公報の方
法は、α−シクロデキストリンを高純度で回収分離する
方法としては、不十分である。化学修飾したシリカ担体
を吸着材として用いる特開閲第63−154701月公
報の方法は、シクロデキストリン混合物中のα−シクロ
デキストリンを吸着材に選択的に吸着する4二とができ
ないので、α−シクロデキストリンの収率が低く、また
その吸着量も少ないので、工業的に満足できる方法では
ない。
上記したように、α−シクロデキストリン含有反応混合
物から、α−シクロデキストリンを高純度にかつ高収量
で回収分離できる吸着材もしくは回収分離方法として上
記の従来技術はいずれも不十分であり、また工業的に満
足できるものではない 本発明は上記の課題を解決し、α−シクロデキストリン
を選択的にかつその吸着能に優九、しがも溶離操作が容
易な吸着材の提供、およびα−シクロデキストリン含有
反応混合物から容易にα−シクロデキストリンを高純度
で回収分離できる方法の提供を目的とする。
物から、α−シクロデキストリンを高純度にかつ高収量
で回収分離できる吸着材もしくは回収分離方法として上
記の従来技術はいずれも不十分であり、また工業的に満
足できるものではない 本発明は上記の課題を解決し、α−シクロデキストリン
を選択的にかつその吸着能に優九、しがも溶離操作が容
易な吸着材の提供、およびα−シクロデキストリン含有
反応混合物から容易にα−シクロデキストリンを高純度
で回収分離できる方法の提供を目的とする。
[課題を解決するための手段および作用]本発明は、炭
素数13〜29の脂肪族炭化水素基が共有結合により結
合されている親水性の水不溶性樹脂基体からなるα−シ
クロデキストリンの吸着材を提供する。
素数13〜29の脂肪族炭化水素基が共有結合により結
合されている親水性の水不溶性樹脂基体からなるα−シ
クロデキストリンの吸着材を提供する。
さらに本発明は、該吸着材にα−シクロデキストリン含
有水性液を接触させて該吸着材に吸着せしめた後、該吸
着材を脱着処理に付してα−シクロデキストリンを回収
するα−シクロデキストリンの分離、M裏方法を提供す
る。
有水性液を接触させて該吸着材に吸着せしめた後、該吸
着材を脱着処理に付してα−シクロデキストリンを回収
するα−シクロデキストリンの分離、M裏方法を提供す
る。
本発明はさらに、酵素法によるα−シクロデキストリン
の生成反応を上記吸着材の存在下に行わしめて、α−シ
クロデキストリンの収量を増加する方法を提供する。
の生成反応を上記吸着材の存在下に行わしめて、α−シ
クロデキストリンの収量を増加する方法を提供する。
リガンド:
本発明においてリガンドとして使用できる脂肪族炭化水
素基は、直鎖状、分岐状のいずれでもよいが好ましくは
直鎖状であり、その炭素数は13〜29、好ましくは1
3〜23である。炭素数が上記範囲の下限よりも少ない
とα−シクロデキストリンの選択的吸着能が劣るため好
ましくない。
素基は、直鎖状、分岐状のいずれでもよいが好ましくは
直鎖状であり、その炭素数は13〜29、好ましくは1
3〜23である。炭素数が上記範囲の下限よりも少ない
とα−シクロデキストリンの選択的吸着能が劣るため好
ましくない。
また炭素数が上記範囲の上限を超えるとα−シクロデキ
ストリンの吸着量が減少するので好ましくない、脂肪族
炭化水素基は、分岐状であってもよいが、直鎖状部分が
末端の炭素から数えて少なくとも13個以上あることが
必要である。
ストリンの吸着量が減少するので好ましくない、脂肪族
炭化水素基は、分岐状であってもよいが、直鎖状部分が
末端の炭素から数えて少なくとも13個以上あることが
必要である。
水不溶性樹脂基体:
本発明において吸着材の基体として使用できる樹脂は、
実質的に水不溶性であり、かつ後述する方法でリガンド
を導入できるものであれば、とくに制限はなく任意に選
択使用できる。その中でとくに多糖類系化合物およびポ
リアクリルアミド系樹脂を基体樹脂として用いたものは
、単位体積当たりのα−シクロデキストリンの吸着量が
大きいので好適である。
実質的に水不溶性であり、かつ後述する方法でリガンド
を導入できるものであれば、とくに制限はなく任意に選
択使用できる。その中でとくに多糖類系化合物およびポ
リアクリルアミド系樹脂を基体樹脂として用いたものは
、単位体積当たりのα−シクロデキストリンの吸着量が
大きいので好適である。
なお、本明IiI書において樹脂基体とは樹脂の主体を
なす骨格構造部分をいい、該樹脂がリガンドを導入する
ための官能基含有側鎖を有する場合にはその側鎖を除い
た部分である。
なす骨格構造部分をいい、該樹脂がリガンドを導入する
ための官能基含有側鎖を有する場合にはその側鎖を除い
た部分である。
以下、本発明において好ましく用いられる多糖類系化合
物、ポリアクリルアミド系樹脂等の樹脂基体を例示する
が、樹脂基体にリガンドを導入するための官能基含有側
鎖が既に導入されているものをも含めて開示する。
物、ポリアクリルアミド系樹脂等の樹脂基体を例示する
が、樹脂基体にリガンドを導入するための官能基含有側
鎖が既に導入されているものをも含めて開示する。
(1)多糖類系化合物およびその誘導体多糖類系化合物
としてはセルロース、デキストラン、アガロース、キチ
ン、キトサン等を例示でき、その誘導体としては該多糖
類系化合物の架橋物または該多糖類系化合物に存在する
水酸基を利用してアミノ基、活性化カルボキシル基、ハ
ロアセチル基等の官能基を含む側鎖を導入したものを例
示できる。
としてはセルロース、デキストラン、アガロース、キチ
ン、キトサン等を例示でき、その誘導体としては該多糖
類系化合物の架橋物または該多糖類系化合物に存在する
水酸基を利用してアミノ基、活性化カルボキシル基、ハ
ロアセチル基等の官能基を含む側鎖を導入したものを例
示できる。
このような多糖類系化合物およびその誘導体としては、
AH−セファロース4B、CH−セファロース4B、エ
ポキシ−活性化セファロース6B、ジエチルアミノエチ
ル−セファデックス、第4級アミノエチル−セファデッ
クス1.スルホプロピル−セファデックス等の商品名で
ファルマシア・ファインケミカル社から市販されている
もの、キトバール、キトビーズ等の商品名で富士紡績社
から市販されているもの等を例示できる。
AH−セファロース4B、CH−セファロース4B、エ
ポキシ−活性化セファロース6B、ジエチルアミノエチ
ル−セファデックス、第4級アミノエチル−セファデッ
クス1.スルホプロピル−セファデックス等の商品名で
ファルマシア・ファインケミカル社から市販されている
もの、キトバール、キトビーズ等の商品名で富士紡績社
から市販されているもの等を例示できる。
(2〉 ポリアクリルアミド系樹脂およびそれらの誘導
体 ポリアクリルアミド系樹脂およびそれらの誘導体として
はアクリルアミド系樹脂またはアクリルアミドを主体と
する共重合体、あるいはこれら重合体のアミド塩を介し
てアミノアルキル基、第4級アミノフェニル基等を導入
したものを例示できる。
体 ポリアクリルアミド系樹脂およびそれらの誘導体として
はアクリルアミド系樹脂またはアクリルアミドを主体と
する共重合体、あるいはこれら重合体のアミド塩を介し
てアミノアルキル基、第4級アミノフェニル基等を導入
したものを例示できる。
具体的には、例えばパイオーゲル(Bio−Gel)、
エンズアクリル(Enzacryl)等の商品名でバイ
オ−ラッド社から市販されているもの等を例示できる。
エンズアクリル(Enzacryl)等の商品名でバイ
オ−ラッド社から市販されているもの等を例示できる。
(3) スチレン系樹脂およびそれらの誘導体スチレン
系樹脂およびそれらの誘導体としては、スチレンまたは
その核置換誘導体例えばハロアルキル置換スチレン、ア
ミノアルキル!換スチレン、第4級アミノアルキル置換
スチレン、カルボキシアルキル置換スチレン等を主たる
構成単位として含有する単独または共重合体を例示でき
、とくにクロルメチル化ポリスチレン、スチレン−ジビ
ニルベンゼン共重合体またはそのベンゼン環上にクロル
メチル基、アミノアルキル基、第4級アミノアルキル基
、カルボキシアルキル基等の官能基含有側鎖を導入した
ものが好適である。
系樹脂およびそれらの誘導体としては、スチレンまたは
その核置換誘導体例えばハロアルキル置換スチレン、ア
ミノアルキル!換スチレン、第4級アミノアルキル置換
スチレン、カルボキシアルキル置換スチレン等を主たる
構成単位として含有する単独または共重合体を例示でき
、とくにクロルメチル化ポリスチレン、スチレン−ジビ
ニルベンゼン共重合体またはそのベンゼン環上にクロル
メチル基、アミノアルキル基、第4級アミノアルキル基
、カルボキシアルキル基等の官能基含有側鎖を導入した
ものが好適である。
具体的には、クロルメチル化ポリスチレンあるいはダイ
ヤイオンWA系樹脂、ダイヤイオンPA系樹脂、ダイヤ
イオンWK樹脂等の商品名で三菱化成社から市販されて
いるもの等を例示できる。
ヤイオンWA系樹脂、ダイヤイオンPA系樹脂、ダイヤ
イオンWK樹脂等の商品名で三菱化成社から市販されて
いるもの等を例示できる。
(4) ペプチド類
p−アミノ−DL−フェニルアラニン−L−ロイシン等
である。
である。
(5) その他
後述する方法でリガンドを化学的に結合しうる官能基を
持つペンダント側鎖を有するかまたは導入された各種の
(共)重合体、例えば水不溶性樹脂を製造するのに用い
られる各種モノマーの単独重合体またはそれらの共重合
体が挙げられる。
持つペンダント側鎖を有するかまたは導入された各種の
(共)重合体、例えば水不溶性樹脂を製造するのに用い
られる各種モノマーの単独重合体またはそれらの共重合
体が挙げられる。
具体的には、ブタジェン、イソプレン等のジエン類の重
合体;クロルメチルビニルエーテル、アリルグリシルエ
ーテル等のビニルエーテル類の重合体;アクリル酸アミ
ド、アクリル酸エステル、アクリロニトリル、N−メチ
ロールアクリルアミド等のアクリル酸類の重合体;メタ
クリル酸エステル、メタクリレートリル、グリシジルメ
タクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、
2−スルホエチルメタクリレート、2−クロロ(ブロモ
)エチルメタクリレート等のメタクリル酸類の重合体:
イタコン酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸類の重合
体;フェノール、テトラエチレンペンタミン、およびフ
ェニレンジアミンとフォルマリンとの重合体;ならびに
これらの2種以上のモノマーからなる共重合体を例示で
°きる。
合体;クロルメチルビニルエーテル、アリルグリシルエ
ーテル等のビニルエーテル類の重合体;アクリル酸アミ
ド、アクリル酸エステル、アクリロニトリル、N−メチ
ロールアクリルアミド等のアクリル酸類の重合体;メタ
クリル酸エステル、メタクリレートリル、グリシジルメ
タクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、
2−スルホエチルメタクリレート、2−クロロ(ブロモ
)エチルメタクリレート等のメタクリル酸類の重合体:
イタコン酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸類の重合
体;フェノール、テトラエチレンペンタミン、およびフ
ェニレンジアミンとフォルマリンとの重合体;ならびに
これらの2種以上のモノマーからなる共重合体を例示で
°きる。
これらのモノマーに上記リガンドを共有結合により結合
せしめた誘導体をモノマーとした各種共重合体の場合に
は、リガンドを結合しなくとも本発明の担体とできる。
せしめた誘導体をモノマーとした各種共重合体の場合に
は、リガンドを結合しなくとも本発明の担体とできる。
なおこれらの重合体は、それ自体公知の重合法、例えば
、ラジカル重合、重縮合法によって製造できる。
、ラジカル重合、重縮合法によって製造できる。
以上述べた樹脂中、好適なものとしては多糖類系化合物
およびその誘導体が挙げられ、中でもキトサンおよびそ
の架橋物がとくに好適である。
およびその誘導体が挙げられ、中でもキトサンおよびそ
の架橋物がとくに好適である。
α−シクロデキストリン吸着材の製造:本発明の吸着材
は、上記水不溶性樹脂基体に前記リガンドを共有結合に
て導入することにより製造される。以下その製造方法を
述べる。
は、上記水不溶性樹脂基体に前記リガンドを共有結合に
て導入することにより製造される。以下その製造方法を
述べる。
反応式
%式%
()
式中、Rは水不溶性基を、XおよびYは相互に反応して
共有結合しうる官能基を、Lはリガンドを、ZはXとY
が反応して生成した共有結合部分を表す。
共有結合しうる官能基を、Lはリガンドを、ZはXとY
が反応して生成した共有結合部分を表す。
XおよびYで表わされる官能基、その共有結合に使用さ
れる反応のタイプおよび共有結合部分Zを第1表に例示
する。
れる反応のタイプおよび共有結合部分Zを第1表に例示
する。
第1表に示すカルボキシル基(−Coo)()の反応性
誘導体としては、カルボン酸ハライド(例ニーCOCl
、−COBr) 、カルボン酸無水物、活性カルボン酸
エステル基(例ニーC00C,H。
誘導体としては、カルボン酸ハライド(例ニーCOCl
、−COBr) 、カルボン酸無水物、活性カルボン酸
エステル基(例ニーC00C,H。
NH2)等が挙げられる。
上記反応式において使用される式(I)および式(TI
)の出発原料および式(III)のα−シクロデキスト
リン吸着材のタイプを次に例示する。
)の出発原料および式(III)のα−シクロデキスト
リン吸着材のタイプを次に例示する。
なお、x、YおよびLの各タイプは第2表に示す。
R+ =水素原子またはアセチル基、
n=100,000−500,000
n=100.000〜500,000
n=106〜109
100.000〜500. 000
式中、セルロースはセルロースの基本骨格のうち部分的
に水酸基を省略した水不溶性樹脂基体を表す、この場合
、X、Yおよびし、は第2表のN。
に水酸基を省略した水不溶性樹脂基体を表す、この場合
、X、Yおよびし、は第2表のN。
1〜7に示すX、YおよびLである。
の基本骨格のうち部分的に水酸基を省略した水不第1
X
OH2
−COOH又はその反応性誘導体
0H
COOH又はその反応性誘導体
OH
0H
CH−ハロゲン
CH−ハロゲン
OH
OH
−COCH=CH。
GO
OH
−NH!
−COOH又はその反応性誘導体
NH2
−COOH又はその反応性誘導体
OH
0H
CH−ハロゲン
OH
OH
CH−ハロゲン
CH2−CHC○
OH
OH
NGO
NC3
の イブ
アミド化
アミド化
エステル化
エステル化
エーテル化
エーテル化
エーテル化
N−アルキル化
N−アルキル化
N−アルキル化
N−アルキル化
ウレタン化
ウレタン化
チオセミカルバジド化
NHCO−
C0NH−
0CO−
COO−
〇−
OCH
HO−
OH−N
−CH
N CH2CH2C0−
−COCHICH,−N
HCO−
−OCONH−
NHC−NH−
OH2
OH2
OH2
NH。
NH。
NH。
NH。
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
C0OH又はその反応性誘導体
NH。
OH2
NH。
H2
OH2
NH。
H2
CHs (CH2)
CH,(CH,)
CH3(CH2)
CH3(CH,)
CH3(CH2)
CHz(CHz)
CH3(CH2)
CH,(CH,)
CH,(CH,)
CH,(CH2)
CH3(CH2)
CH,(CH2)
CH,(CH,)
CH,(CH2)
溶性樹脂基体を表す、この場合、X、YおよびLは第2
表のNo、1〜7に示すX、YおよびLである6 a 、 R=′Li−誌沙CON HN HCOCH2
CH=−式中、乙り反身は、−数式+CHCH2)ゎ−
=で示されるアクリル系樹脂基体を表す、この場合、X
、YおよびLは第2表のNo、8〜14に示すX、Yお
よびL、である。
表のNo、1〜7に示すX、YおよびLである6 a 、 R=′Li−誌沙CON HN HCOCH2
CH=−式中、乙り反身は、−数式+CHCH2)ゎ−
=で示されるアクリル系樹脂基体を表す、この場合、X
、YおよびLは第2表のNo、8〜14に示すX、Yお
よびL、である。
e 、 R= 乙1J1−CON )((CH2) s
−式中、工11升は、−数式千CH・−CH,)。
−式中、工11升は、−数式千CH・−CH,)。
ま
で示されるアクリル系樹脂基体を表す、この場合、x、
yおよびLは第2表のNo、1〜7に示すX、。
yおよびLは第2表のNo、1〜7に示すX、。
YおよびLである。
共有結合による本発明の吸着材の製造におい′C2式(
I)の水不溶性樹脂基体と式(II)のリガンド導入成
分との反応は、公知の方法で進めることができる0例え
ば千畑一部編「固定化酵素」(9〜85頁、昭和50年
3月20日(株>i談社発行等に記載の方法である。そ
れ数本明細書(こおいては本文献をもって詳細な記述に
代える。
I)の水不溶性樹脂基体と式(II)のリガンド導入成
分との反応は、公知の方法で進めることができる0例え
ば千畑一部編「固定化酵素」(9〜85頁、昭和50年
3月20日(株>i談社発行等に記載の方法である。そ
れ数本明細書(こおいては本文献をもって詳細な記述に
代える。
本発明により提供される吸着材は、用途に応じて任意の
形態に成形することができる1例えばビーズ状、繊維状
、中空m雄状、円柱状、角柱状、フィルム状等である。
形態に成形することができる1例えばビーズ状、繊維状
、中空m雄状、円柱状、角柱状、フィルム状等である。
一般に好まL7い形状はビーズ状である。
吸着材の特性:
α−シクロデキストリン吸着特性を、水不溶性樹脂・基
体としてキトサンを用いた場合を第3表に示す、第3表
中、α−シクロデキストリンの吸着量および選択率は次
のようにして測定した。
体としてキトサンを用いた場合を第3表に示す、第3表
中、α−シクロデキストリンの吸着量および選択率は次
のようにして測定した。
α−シクロデキストリンの吸着量;
第3表に示す吸着材各10nnlをLW/V%のα−シ
クロデキストリン水溶液150m1中で振とうし、上澄
液がIW/V%濃度を維持するまでIW/V%のα−シ
クロデキストリン水溶液を取り替える。IW/V%のα
−シクロデキストリン水溶液ε平衡吸着に達した樹脂を
ガラスカラム(1,5Cmx20cm)に充填し、10
0m1の水を流して洗浄した後、70′Cの温水2’
OOif 1により吸着したα−シク0デキス)・リン
を溶出12、溶出液中のα−シクロデキストリン含有量
を測定し、その値から吸着材11当たりのα−シクロデ
キストリン吸着量を換算した。
クロデキストリン水溶液150m1中で振とうし、上澄
液がIW/V%濃度を維持するまでIW/V%のα−シ
クロデキストリン水溶液を取り替える。IW/V%のα
−シクロデキストリン水溶液ε平衡吸着に達した樹脂を
ガラスカラム(1,5Cmx20cm)に充填し、10
0m1の水を流して洗浄した後、70′Cの温水2’
OOif 1により吸着したα−シク0デキス)・リン
を溶出12、溶出液中のα−シクロデキストリン含有量
を測定し、その値から吸着材11当たりのα−シクロデ
キストリン吸着量を換算した。
α−シクロデキストリンの選択率;
吸着材10m1をシクロデキストリン含有液(α−シク
ロデキストリン0.5W/V%5β−シクロデキストリ
ン0.5W/V%、γ−シクロデキストリン0.5W、
/V%を含有)500ml中で振とう[=、、吸着材添
加前後の上澄液中の各シクロデキストリン含有量を測定
した。シクロデキストリン含有量は、高速液体クロマト
グラフィー (Shodex、R3−pak DC−
613カラム; CHrCN/H20<65/35)1
5mm/m1n)を用いて測定した8 第3表 一−−−吸萱材−−−−−−−吸艷え−−J!釈翌−<
g/1−R) (%〉 CH:l (CH2)4 43−6 7
6.8CH2(CH2)* 87.8
64.7CHs (CHz) v 299.
0 55.5CI(3(082) +。−30
0,081,6CH3(CH2) +2
266.0 92.lCH3(
CH2)14 229.1 95.lCH
3(CH2)la 190.9 97.
3CH3(CHz) la 182.7
97.8CHy (CHz)2゜−169,898゜
5CH:l (CH2)22 172.1
97.6注二%は重量%を示す。
ロデキストリン0.5W/V%5β−シクロデキストリ
ン0.5W/V%、γ−シクロデキストリン0.5W、
/V%を含有)500ml中で振とう[=、、吸着材添
加前後の上澄液中の各シクロデキストリン含有量を測定
した。シクロデキストリン含有量は、高速液体クロマト
グラフィー (Shodex、R3−pak DC−
613カラム; CHrCN/H20<65/35)1
5mm/m1n)を用いて測定した8 第3表 一−−−吸萱材−−−−−−−吸艷え−−J!釈翌−<
g/1−R) (%〉 CH:l (CH2)4 43−6 7
6.8CH2(CH2)* 87.8
64.7CHs (CHz) v 299.
0 55.5CI(3(082) +。−30
0,081,6CH3(CH2) +2
266.0 92.lCH3(
CH2)14 229.1 95.lCH
3(CH2)la 190.9 97.
3CH3(CHz) la 182.7
97.8CHy (CHz)2゜−169,898゜
5CH:l (CH2)22 172.1
97.6注二%は重量%を示す。
吸着材の用途:
本発明の吸着材は、α−シクロデキストリン製造反応液
からα−シクUデAストリンを選択的に分M精製できる
。α−シクtつデキストリンは澱粉類の水性懸濁液また
は水溶液4r、各種のCG ’T :1. sCを作用
させ、生成するα−シクロデキストリン、未反応の澱粉
および副生ずる各種の澱粉分解産物、例えばβ−シクロ
デキストリン、γ−シクロデキストリン、オリゴデキス
トリン、グルコース等を含む反応液からα−シクロデキ
ストリンを分離精製して製造される。
からα−シクUデAストリンを選択的に分M精製できる
。α−シクtつデキストリンは澱粉類の水性懸濁液また
は水溶液4r、各種のCG ’T :1. sCを作用
させ、生成するα−シクロデキストリン、未反応の澱粉
および副生ずる各種の澱粉分解産物、例えばβ−シクロ
デキストリン、γ−シクロデキストリン、オリゴデキス
トリン、グルコース等を含む反応液からα−シクロデキ
ストリンを分離精製して製造される。
本発明の吸着材は、α−シクロデキストリンを選択的に
吸着しうるから、カラムクロマトグラフィーの担体とし
て、また回分式によりα−シクロデキストリン含有水性
液に接触させてα−シクロデキストリンを該吸着材に吸
着させ、それによって未反応の澱粉、副生物等と分離し
た後、該吸着材からα−シクロデキストリンを熱水また
はアルカノール/水混合溶媒等を用いて脱着することに
より、高収率でα−シクロデキストリンを分MWIII
Jできる。
吸着しうるから、カラムクロマトグラフィーの担体とし
て、また回分式によりα−シクロデキストリン含有水性
液に接触させてα−シクロデキストリンを該吸着材に吸
着させ、それによって未反応の澱粉、副生物等と分離し
た後、該吸着材からα−シクロデキストリンを熱水また
はアルカノール/水混合溶媒等を用いて脱着することに
より、高収率でα−シクロデキストリンを分MWIII
Jできる。
吸着材とα−シクロデキストリン含有水性液との接触時
の温度は、一般には室温でよいが場合によっては約り0
℃〜約70℃の加温下でもよい。
の温度は、一般には室温でよいが場合によっては約り0
℃〜約70℃の加温下でもよい。
接触時間は通常1〜4時間の範囲で十分である。
吸着材からのα−シクロデキストリンの脱着に用いる熱
水の温度は約り0℃〜約90℃の範囲であればよく、ま
たアルカノール/水混合溶媒を用いる場合には、アルカ
ノールとしてメタノール、エタノール、プロパノール等
の低級アルカノール等が好ましい、アルカノール/水の
混合比は一般に115〜315 (V/V)の範囲が好
ましい。
水の温度は約り0℃〜約90℃の範囲であればよく、ま
たアルカノール/水混合溶媒を用いる場合には、アルカ
ノールとしてメタノール、エタノール、プロパノール等
の低級アルカノール等が好ましい、アルカノール/水の
混合比は一般に115〜315 (V/V)の範囲が好
ましい。
脱着用溶媒としては、上記の他、アセトン、アセトニト
リル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等をも使用でき
る。
リル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等をも使用でき
る。
α−シクロデキストリン含有水性液としては、α−シク
ロデキストリン生成反応液の他に、α−シクロデキスト
リンを触媒として用いた化学反応液、α−シクロデキス
トリンを生成物の保護剤として用いた酵素反応液または
微生物醗酵液等を例示できる。
ロデキストリン生成反応液の他に、α−シクロデキスト
リンを触媒として用いた化学反応液、α−シクロデキス
トリンを生成物の保護剤として用いた酵素反応液または
微生物醗酵液等を例示できる。
本発明の吸着材はα−シクロデキストリンの生成反応に
おいて、α−シクロデキストリンの増収に有用である。
おいて、α−シクロデキストリンの増収に有用である。
α−シクロデキストリンも含めたシクロデキストリンの
生成反応は、CGTaseによる酵素反応であり、可逆
的に進行する。従ってシフロブキス)・リンの増収を図
るには、反応系にシクロデキストリンに包接されうる有
機溶媒を共存させるとよい、これにより生成したシクロ
デキストリンは沈澱物として反応系外に除去され、原料
澱粉等からシクロデキストリンへの変換率を向上できる
(例えば、特開昭第60−156398号公報〉。
生成反応は、CGTaseによる酵素反応であり、可逆
的に進行する。従ってシフロブキス)・リンの増収を図
るには、反応系にシクロデキストリンに包接されうる有
機溶媒を共存させるとよい、これにより生成したシクロ
デキストリンは沈澱物として反応系外に除去され、原料
澱粉等からシクロデキストリンへの変換率を向上できる
(例えば、特開昭第60−156398号公報〉。
本発明の吸着材は、リガンドとしてα−シクロデキスト
リンに包接されうる有機残基を有するため、該吸着材を
反応系に共存させることによりα−シクロデキストリン
の変換率を向上させることができる。さらに本発明の吸
着材は、α−シクロデキストリンを選択的に吸着すると
いう特性を有しているため、該吸着材からの脱着により
高純度のα−シクロデキストリンが得られる。
リンに包接されうる有機残基を有するため、該吸着材を
反応系に共存させることによりα−シクロデキストリン
の変換率を向上させることができる。さらに本発明の吸
着材は、α−シクロデキストリンを選択的に吸着すると
いう特性を有しているため、該吸着材からの脱着により
高純度のα−シクロデキストリンが得られる。
本発明の吸着材を用いるα−シクロデキストリンの生成
反応は、該生成反応を該吸着材の存在下に実施する点を
除いてはそれ自体公知の出発原料を用いてそれ自体公知
の反応条件下に実施できる。
反応は、該生成反応を該吸着材の存在下に実施する点を
除いてはそれ自体公知の出発原料を用いてそれ自体公知
の反応条件下に実施できる。
酵素法によるα−シクロデキストリンの生成反応を本発
明の吸着材の存在下に実施すると、α−シクロデキスト
リンの収量は従来法に比して約85〜110%増加する
。
明の吸着材の存在下に実施すると、α−シクロデキスト
リンの収量は従来法に比して約85〜110%増加する
。
α−シクロデキストリンの生成反応を本発明の吸着材の
存在下に実施する方法としては、α−シクロデキストリ
ンの反応容器中に吸着材をビーズ状の形態で仕込み、撹
拌懸濁させながら回分式または連続的に酵素反応を進め
る方法、ビーズ状等適当な形態に成形した吸着材を反応
カラムに充填し、出発原料およびCGTaseを含む水
性液を1回または数回繰り返して通液する方法等を例示
できる。
存在下に実施する方法としては、α−シクロデキストリ
ンの反応容器中に吸着材をビーズ状の形態で仕込み、撹
拌懸濁させながら回分式または連続的に酵素反応を進め
る方法、ビーズ状等適当な形態に成形した吸着材を反応
カラムに充填し、出発原料およびCGTaseを含む水
性液を1回または数回繰り返して通液する方法等を例示
できる。
以下実施例に基づき本発明をより詳細に説明する。
実施例1 α−シ ロー スト1ン の 430m
1の懸濁した活性化CHセファロース4Bと100m1
の0.1M炭酸緩衝液(pH8,0)を混合した後、1
9mg (0,07mmo l )の1−ステアリルア
ミンを加え、室温で1時間反応させた、樹脂を戸別し、
それぞれ100m1の0゜05Mトリス緩衝液<pHs
、o>、0.05Mギ酸榎街液(pH4,0)で交互に
洗浄し、過剰のアミンを除去した。その後水洗し、乾燥
してCHセファロース4Bのカルボキシル基に1−ステ
アリルアミンがアミド結合した吸着材を得た。
1の懸濁した活性化CHセファロース4Bと100m1
の0.1M炭酸緩衝液(pH8,0)を混合した後、1
9mg (0,07mmo l )の1−ステアリルア
ミンを加え、室温で1時間反応させた、樹脂を戸別し、
それぞれ100m1の0゜05Mトリス緩衝液<pHs
、o>、0.05Mギ酸榎街液(pH4,0)で交互に
洗浄し、過剰のアミンを除去した。その後水洗し、乾燥
してCHセファロース4Bのカルボキシル基に1−ステ
アリルアミンがアミド結合した吸着材を得た。
実施例2 α−シクローキストリン の 130m
1の懸濁した活性化CHセファロース4Bと100 m
lの0.1M炭II街液(pH8,0)を混合した7
115i、3mg (0,07mmo l)の1−テト
ラデシルアミンを加え、室温で1時間反応させた。樹脂
を戸別し、それぞれ100m1の0.05Mトリス緩衝
液(pH3,0)、0.05Mギ酸緩衡液(pH4,0
)で交互に洗浄し、過剰のアミンを除去した。その後水
洗し、乾燥してCHセファロース4Bのカルボキシル基
に1=テトラデシルアミンがアミド結合した吸着材を得
た。
1の懸濁した活性化CHセファロース4Bと100 m
lの0.1M炭II街液(pH8,0)を混合した7
115i、3mg (0,07mmo l)の1−テト
ラデシルアミンを加え、室温で1時間反応させた。樹脂
を戸別し、それぞれ100m1の0.05Mトリス緩衝
液(pH3,0)、0.05Mギ酸緩衡液(pH4,0
)で交互に洗浄し、過剰のアミンを除去した。その後水
洗し、乾燥してCHセファロース4Bのカルボキシル基
に1=テトラデシルアミンがアミド結合した吸着材を得
た。
実施例3 α−シ ロー ス 1ン 1レー製486.
5mlのジメチルフォルムアミドF)で膨潤させたキト
サン樹脂(商品名キトバール、富士紡績社製)に70m
lのDMFを加え、ついで5。94mmo Iのステア
リン酸とピバリン酸の混合酸無水物を16.5m.lの
DMFに溶解した液を加え、室温で84時時間上う撹拌
した。
5mlのジメチルフォルムアミドF)で膨潤させたキト
サン樹脂(商品名キトバール、富士紡績社製)に70m
lのDMFを加え、ついで5。94mmo Iのステア
リン酸とピバリン酸の混合酸無水物を16.5m.lの
DMFに溶解した液を加え、室温で84時時間上う撹拌
した。
樹脂をP別し、100mlの1M水酸化ナトリウム水溶
液で洗浄した後、300rnlのメタノールで洗浄した
。さらに300mlの水で洗浄して、キトサン樹脂のア
ミノ基にステアリン酸が酸アミド結合を介して導入され
た置換キトサン樹脂を得た。
液で洗浄した後、300rnlのメタノールで洗浄した
。さらに300mlの水で洗浄して、キトサン樹脂のア
ミノ基にステアリン酸が酸アミド結合を介して導入され
た置換キトサン樹脂を得た。
実施例4 α−シクロ− ストリン の 過10m
lのジメチルフォルムアミド(DMF)で膨潤させたキ
トサン樹脂(商品名キトバール、富士紡績社製)に10
0+nlのDMFを加えた後、2、5mmo 1のりグ
ノセリン酸とピバリン酸の混合酸無水物を20mlのD
MFに溶解した液を加え、室温で48時時間上う撹拌し
た6樹脂を沢別し、100mlのDMFで洗浄した.さ
らに100mlの1M水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し
た後、100mlの水で洗浄して、キトサン樹脂 通
し、吸着したα−シクロデキストリンを溶出しのアミノ
基にリグノセリン酸が酸アミド結合を介 た、溶出液
を:a縮乾固して純度95.2%のα−して導入された
吸着材を得た. シクロデキスト
リン11.2gを得た。
lのジメチルフォルムアミド(DMF)で膨潤させたキ
トサン樹脂(商品名キトバール、富士紡績社製)に10
0+nlのDMFを加えた後、2、5mmo 1のりグ
ノセリン酸とピバリン酸の混合酸無水物を20mlのD
MFに溶解した液を加え、室温で48時時間上う撹拌し
た6樹脂を沢別し、100mlのDMFで洗浄した.さ
らに100mlの1M水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し
た後、100mlの水で洗浄して、キトサン樹脂 通
し、吸着したα−シクロデキストリンを溶出しのアミノ
基にリグノセリン酸が酸アミド結合を介 た、溶出液
を:a縮乾固して純度95.2%のα−して導入された
吸着材を得た. シクロデキスト
リン11.2gを得た。
150gのじゃがいも澱粉に0.15gのネオスビター
ゼ(長瀬産業社製)を添加接水を加え、全容積を100
0rnlとし、80℃で20分間加熱して液化した.つ
いで120℃で10分間オートクレーブ処理して液化澱
粉液を製造した.これに水を加えて1500mlに調整
した後、50℃まで冷却してから6500Uのバチルス
・マセランスCGTase(商品名コンチザイム、天野
製薬社製)を添加し、p H 6、50℃で反応させた
。
ゼ(長瀬産業社製)を添加接水を加え、全容積を100
0rnlとし、80℃で20分間加熱して液化した.つ
いで120℃で10分間オートクレーブ処理して液化澱
粉液を製造した.これに水を加えて1500mlに調整
した後、50℃まで冷却してから6500Uのバチルス
・マセランスCGTase(商品名コンチザイム、天野
製薬社製)を添加し、p H 6、50℃で反応させた
。
20時間後に反応を停止させ、反応生成液を得た。
実施例3で得られたシクロデキストリン吸着材200m
lを充填したカラムに、上記反応生成液を下降法で通液
した後、600mlの水でカラムを洗浄した。
lを充填したカラムに、上記反応生成液を下降法で通液
した後、600mlの水でカラムを洗浄した。
このカラムに1000mlの温水(70℃)を実施例5
と同様の方法で反応生成液を製造し、この反応生成液を
実施例4で得られたシクロデキストリン吸着材200m
lを充填したカラムに下降法で通液した後、800rn
lの水で洗浄した。
と同様の方法で反応生成液を製造し、この反応生成液を
実施例4で得られたシクロデキストリン吸着材200m
lを充填したカラムに下降法で通液した後、800rn
lの水で洗浄した。
このカラムに1000mlの温水(70℃)を通して吸
着したα−シクロデキストリンを溶出した.溶出液を濃
縮乾固して、純度97,0%のαシクロデキストリン9
.0gを得た。
着したα−シクロデキストリンを溶出した.溶出液を濃
縮乾固して、純度97,0%のαシクロデキストリン9
.0gを得た。
225gのじゃがいも澱粉に0.225gのネオスビタ
ーゼ(長瀬産業社製)を添加接水を加え、全容積を15
00rnlとした.ついで80℃で20分間加熱液化し
た後、120°Cで10分間オート・クレープ処理をし
て液化澱粉を製造した。この操作を繰り返し、2組の液
化澱粉を製造した。
ーゼ(長瀬産業社製)を添加接水を加え、全容積を15
00rnlとした.ついで80℃で20分間加熱液化し
た後、120°Cで10分間オート・クレープ処理をし
て液化澱粉を製造した。この操作を繰り返し、2組の液
化澱粉を製造した。
これらを50℃まで冷却し、9700Uのバチルス・マ
セランスCGTase(コンチザイム、天野製薬社製)
をそれぞれに添加し、pH6,50℃で反応させた。
セランスCGTase(コンチザイム、天野製薬社製)
をそれぞれに添加し、pH6,50℃で反応させた。
一方の反応液は、反応開始1時間後、実施例3で得られ
たシクロデキストリン吸着材500m1を充填したカラ
ム内を500m l/h r (SV=l〉の流速で循
環させた。
たシクロデキストリン吸着材500m1を充填したカラ
ム内を500m l/h r (SV=l〉の流速で循
環させた。
反応開始20時間後、各反応液中のα−シクロデキスト
リン生成量を高速液体クロマトグラフィーで測定した。
リン生成量を高速液体クロマトグラフィーで測定した。
カラム内を循環させた反応液については、樹脂をP別し
、r液中のα−シクロデキストリン量、および樹脂を十
分水洗した後、70℃の温水で吸着したα−シクロデキ
ストリンを溶出した溶出液中のα−シクロデキストリン
量とを別々に高速液体クロマトグラフィーで測定して求
めた。
、r液中のα−シクロデキストリン量、および樹脂を十
分水洗した後、70℃の温水で吸着したα−シクロデキ
ストリンを溶出した溶出液中のα−シクロデキストリン
量とを別々に高速液体クロマトグラフィーで測定して求
めた。
結果を第4表に示す。
第4表
シクロデキストリン生成量(対基質当たりの転換率)立
之左王曳月 立之斐使月 α−シクロデキストリン 9.6% 20.0
%β−シクロデキストリン 12.9% 10
.4%γ−シクロデキストリン 3.2%
2.1%注二%は重量%を示す。
之左王曳月 立之斐使月 α−シクロデキストリン 9.6% 20.0
%β−シクロデキストリン 12.9% 10
.4%γ−シクロデキストリン 3.2%
2.1%注二%は重量%を示す。
[発明の効果コ
本発明によれば、α−シクロデキストリン含有水性液か
らのα−シクロデキストリンの選択的分離、精製能力に
優れた吸着材およびα−シクロデキストリンの精製方法
が提供される。
らのα−シクロデキストリンの選択的分離、精製能力に
優れた吸着材およびα−シクロデキストリンの精製方法
が提供される。
さらに本発明によれば、酵素反応によりα−シクロデキ
ストリンを生産するとき、該反応系に本発明の吸着材を
存在させることによりα−シクロデキストリンの収量を
増加できるα−シクロデキストリンの増収方法が提供さ
れる。
ストリンを生産するとき、該反応系に本発明の吸着材を
存在させることによりα−シクロデキストリンの収量を
増加できるα−シクロデキストリンの増収方法が提供さ
れる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、C_1_3〜C_2_9の脂肪族炭化水素基が共有
結合により結合されている水不溶性樹脂基体からなるα
−シクロデキストリンの吸着材。 2、α−シクロデキストリン含有水性液を請求項1記載
の吸着材と接触せしめ、ついで該吸着材をα−シクロデ
キストリンの脱着処理に付してα−シクロデキストリン
を回収するa−シクロデキストリンの分離、精製方法。 3、酵素法によるα−シクロデキストリンの生成反応を
、請求項1記載の吸着材の存在下に行うα−シクロデキ
ストリンの収量増加方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20314789A JP2745327B2 (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | α―シクロデキストリンの吸着材およびその用途 |
Applications Claiming Priority (1)
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