JPH0430771A - イソマルトシルフラクトシドおよび／またはイソメレチトースを含有する新規食品素材 - 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］ 本発明は奸幼性細菌の産生ずる蔗糖転移酵素により生産
されるイソマルトシルフラクトシトおよＵ／またはイソ
メレチト−スを含有する新規な食品素材に関し、特に非
、低、抗う蝕性かつヒフィズス菌増へ＾促進効果をもつ
Ｆ／ｉ現な食品素材に関フる。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来、
蔗糖転移酵素としてはサイクロデキス！・フンクルカノ
トランスフエラーセがあり、本酵素は蔗糖のグルコース
邪に澱粉なとのα−１，４グルカンからのグルコースお
よび／またはマルトースなとのマルトオリゴ糖をα−１
，４結合し、エルロースなとの糖類を生成するのでカッ
プリングンユカ食品素材生産用に利用されている。

また、β−フラクトフラノシダーゼ、フラクトシルトラ
ンスフェラー七は蔗糖に他の蔗糖のフラクドース部を転
移するものであり、蔗糖分子のＦ１位、Ｆ６位、６６位
に転移して各種のフラクトシルシュクロースを生産する
ことができる。特に、Ｆ１位にフラクトースを転移した
ケスドース、ニスドースなどはフラクトオリゴ糖として
生産、市販されており、広く利用されていると言われて
いる。

この他、デキストラシシュクラーゼ、レバンシュクラー
ゼがあるが、これらは蔗糖のグルコース部分を結合して
デキストランを、フラクトース部分を結合してレバンの
ような多糖を生成する酵素である。

最近、イソマルトースなとのα−１，６型オリゴ糖が低
カロリー食品素材で、抗肥満用に（り用できる可能性が
知られ、抗、非または低う触性、ビフィズス菌増殖作用
、コレステロール蓄積防止作用なとの機能性をもつ食品
素材への要求が高まり、イソマル］・−ス部分をもつ蔗
糖についても、その食品卑材としての利用がＩＩＩ待さ
れてきた。

しかし、蔗糖のグルコース部分を他の蔗糖分子シこ］〜
２ｇ結合し、フラクトースを遊離するような耐酵性蔗糖
転移酵素は知られていないし、ましてや、蔗糖から大量
にイソマルトシルフラクトシトおよびイソメレチトース
を生産する技術については手法だにされていなかった。

したがって、蔗糖のグルコース部分にグルニスかび−１
，６結合したイソマルトシルフラクトシト（Ｇ１６ＧＦ
と略称する）、さらに、蔗糖のフラクトース分にグルコ
ースがα−１，６結合したイソメレチトース（ＧＦ［ｉ
ｌＧと略称する）の物質としての存在は知られてはいる
が生産方法が確立されていないために一般には入手不可
能であり、性質については僅かに、う蝕予防効果がある
とされ、その効果の程度、その他の機能性についてはほ
とんど知られていなかったし、もちろんこれらは、これ
まで食品素材化はされていない。

フラクトースは、虫歯菌のもつグルコシルトランスフェ
ラーゼによる不溶性グルカン合成の基質とならず、さら
に、この不溶性グルカン合成を阻害することが知られて
いる。また、高甘味て味質ｌこも優れているので、蔗糖
からフラクトース部分を遊離し、う蝕発生に！８響を及
は′ずクルコース８Ｂをｌ＃、糖のグルコース、フラク
トース部分に転移させることができ、フラクト−スと蔗
糖転移糖の混合物が得・３れれは、極めて優れた糖製品
となり得る。

［！！題を解決するためのｆ段］ そこで本発明者らは、生育温度が６５℃以上で、菌体と
ともに蔗糖転移酵素を産生ずる菌を温泉の土から探索し
、これらに適合する酵素を産生ずる菌株を士数種見い出
した。このうちで強い酵素活性をもつ３菌株を選定し、
菌学的諸性質を調へ、鋭意検討して本発明の蔗糖転移糖
生産用として用いた。

本発明で用いる細菌は桿菌で胞子を形成し、嫌ス条件下
は生育せずりｆ％性であることからバチルス属に属する
ものである。

この他の性質については第１表に示した如くである。バ
ーン］、イズ　マニュアル（Ｂｅｒｇｅｙ’ｓＭａｎｕ
ａｌ　　ｏｆ　　Ｉｌｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｖｅ　　Ｂ
ａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ、　　８ｔｈｅｄ　ｉ　ｔ　ｉ
　ｏｎ）、Ｃｏｗａｎ　ａｎｄ　５ｔｅｅｌの分ｔｌ　
（Ｍａｎｕａｌ　ｆｏ＋第 １表 菌株番号 ＡＩＫり０−３０ ＪＩＫＤＯ−３ ４１にり０−５０ ｔｈｅ　　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅ
ｄｉｃａｌ　　Ｂａｃｔｅｒｉａ、　　２ｎｄｅｄｉｔ
ｉｏｎ、　Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ　Ｌｌｎｉｖ、　Ｐｒｅ
ｓｓ、　１９７４）およびＴｈｅ　　Ｇｅｎｕｓ　　Ｂ
ａｃｉｌｌｕｓ、　　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　　Ｈａ
ｎｄｂｏｏｋ　　４２７、　Ｕ、Ｓ、　Ｄｅｐｔ、　ｏ
ｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅによれは、以上の性質にお
いて生育温度が高いこと、〜Ｉｐテストがマイナスであ
ることからステアロサーモフィルスに近縁の菌であるが
、菌株ＡＩＫ９０−３０．３１．５０はグラム陰性であ
ることと、運動性がマイナスであることからこれら近紗
菌と異なる菌と考えられる。尚、０ＮＡ（７）ＧＣ１値
は各々６１．５２．５８χテある。

さらにこれらの菌は蔗糖のクルコース部分をα−１，６
転移する酵素を産生ずることから新規菌であることは明
確である。

これらの結果から、本発明者らは３菌株を新規な菌と認
め、おのおのＡＩＫ９０−３０．３１．５０と命名した
。これら菌株は工業技術院微生物工業技術研究所に寄託
されており、−その受託番号はそれぞれＦＥＲＭ　ＢＰ
−２９２７、同２９２８、同２９２９である。

本菌株を蔗糖２〜ＩＱχ、ペプトン及び／または酵母エ
キス０．１〜０，５Ｘを水道水に加えた培地で、初発ｐ
Ｈ７，０で培養すると良く生育し、６５℃で７２Ｉｌ＋
間培養すると、蔗糖転移酵素が菌体に含まれた状態で産
生される。培養温度を６５℃以下にし・た場合でも該酵
素を産生じ、例えはＡＩＫ９０−３１では６５℃で０．
２１Ｕ、５０℃で０．　ｌ　ＩＵ／ｎｌ培養液の活性を
菌体内に産生ずる。

この傾向は他の２菌株でも観察される。

１ｇ地としては、各種無機および／または有機の炭素源
および望素源、塩類、ビタミン、アミノ酸なとを組み合
わせて最適なものを用いれはよいが、紅済的には蔗糖を
含む培地を用い、６０〜７０℃で培養する。培養の際は
特に密閉したジャーファーメンタ−の使用を必要とせず
、保温した器に空気を吹き込むか、培養液深をＩｃｅ以
下にして静置Ｉｇｌｌｉｉすれは菌が増殖し、しかもＡ
ｔに９０−３０菌は沈澱しやすいのて集菌は容易である
。したがって培地を添加しながら増殖した菌を連続的に
取り出すこともてき、本発明で用いる菌は連続培養にも
有利である。

ざらに、本発明で用いる菌株はシリコンなとの通気性膜
を用いても培養（特願平２−４７１９９）できるが、こ
の際、培地中で、蔗糖のフラクトース部分に他の蔗糖の
フラクトース部分をβ−１，２転移するか、蔗糖のグル
コース部分に他の蔗糖またはマルトースのグルコ−７８
１１分をα−１，４転移し、ゲスト〜スなとの従来の市
販フラクトオリゴ糖と、カップリングシュカーの主成分
であるエルロースを主として生成させることもてきる。

このようにして培養された菌体はｉｌＵ性菌体内酵素を
含むので、これらの糖の生産には有利である。また、蔗
糖とマルトースを等量混合すれはエルロースが主成分と
なるので、必要に応して、フラクトオリゴ糖とカウブリ
ングノユカーの混合物、カップリングシュカー主成分の
製品を得ることができる。

本発明の菌株の他に、蔗糖を加水分解するインへルター
ゼを主として産生ずる同種の細菌も本発明者らは見い出
している。該酵素は温度安定性も６５℃以上と高いので
、蔗糖からの異性化糖製造用に適しており、任意の割合
で蔗糖を含む異性化糖の生産が可能となる。

これらの菌体を破砕するなとし、各々の酵素を分能して
利用することもてき、さらに固定化して固定化酵素とし
ても蔗糖転移糖、蔗糖氷解糖の生産用として用いること
ができる。

１ｇ養した菌体は水て洗ｌ争した後、蔗糖湾に加えて振
１反応すれは、蔗糖は徐々に転移反応を受ける。上記酵
素産生菌体を通常の反応釜ｔ′＋下、例えは、４０χ蔗
Ｉ！液、ｐ）１７．０、酵素濃度１０ＩＵ／ｇ基質、６
５て、２４時間作用させると転移率は：＋Ｏｚとなり、
転移糖としてはＧｌ（ｉＧＦ、　ＣＦｆｊｌＧが主成分
て少量のイソマルト−スか含まれ偏向、反応条件は前記
条＋１に限定されないが、蔗ｔ１Ｍｒα濃度はりＩまし
くは５〜６０ｇの範囲である。

また、１０１程度の蔗糖を含む培地でノリコン管用畏す
ると〔１５℃、４８時間で上記とは異なる転移糖が転移
＄３ｏｚで生成し、ケスドース（針’１２Ｆ）、エルロ
ース（ＧＩ４ＧＦ）が主成分で、少量のニスドース（Ｇ
Ｆ１２Ｆ１２Ｆ）を含む糖混合物が得られる。

尚、本反応においても、蔗ＩＪＩの１度なと条例に特に
制限はないが、目的に応して条件を設定すべきである。

反応後、１１！混合液をとりだして、新たに蔗糖を加え
れば連続反応ができるが、菌体から酵素が離脱する場合
はグルタルアルテヒトで結合を補強することもてきる。

酵素結合の補強にはこの他の固定化酵素調製法の利用も
可能であり、例えはアルギン酸ソーダ、ポリアクリルア
ミド、ナイロン、硝酸セルロース、ポリエチしンイミン
を用い、これらの二種以上を混合するか、または単独で
も用いることができる。

このように本発明では蔗糖転移糖が大量に生産でき、さ
らに、これらの糖質のうちでＧ１６ＧＦおよびＣＦ６１
Ｇが有用な機能性をもつことを見い出して本発明を完成
したのである。

尚、本発明で言う、ＣＩＧＧＦおよび／または（：ＦＩ
３１Ｇとは、両成分が各々純品もしくは任意の混合比の
ものを言うものとする。

本発明を以下に示す。

本発明はＧＩｉ３ＣＦおよび／またはＣＦ６１Ｇを含有
する新規食品素材に関するものである。詳しくは、（１
）　ＧＩＧＣＦおよび／またはＣＦ６１Ｇを含有する新
規食品素材。

（２”）　Ｃｌ６ＧＦおよび／またはＣＦ６１Ｇととも
にその他の糖類またはその還元物、もしくはその他の天
然甘味料から選ばれた一種または二種以上を含有する食
品素材。

（３）　Ｇ１６ＧＦおよび／またはＣＦ６１Ｇとともに
ビフィズス菌を含む食品素材。

（４）　Ｇｌ［３ＧＦおよび／またはＣＦ６１Ｇとアル
コールを含有する食品素材。

本発明者らは、α−１，６グルコシルシユークロスが腸
内のビフィズス菌によって選択的に資化され、その生育
を促進すること、ストレプトコッカス・ミュータンスな
と虫歯の原因となる菌による不溶性グルカンの生成およ
び／または酸の生成が見られず、しかも蔗糖による不溶
性グルカンの生成をも効果的に抑制し得ることを見い出
した。また、これまでの機能性食品素材の特性から、人
体に消化吸収され難く、低カロリーであることなとの有
用な特性を有することは容易に予想できる。

α−１，６グルコンルシユークロース（グルコースを蔗
糖分子にα−１，６結合した糖）はまた、高温、酸など
に対しても比較的に安定であり、Ｃｌ６ＧＦはａグルコ
シダーゼ作用を受けず、ｃＦ６１Ｇはインへルターゼ作
用を受けないなと酵素作用に対しても比較的抵抗性があ
るので、飲食物、飼料、医薬品、化粧品等、広範な用途
に使用することができる。

これらの用途にＧ１６ＧＦまたはＣＦ６１Ｇをそのまま
使用することもてきるが、これらの甘味度はＭ糖に比へ
て低いので、■味を必要とする場合には他の糖類または
その還元物、その他の甘味料の一種または二種以上と併
用してもよい。　糖類の例としては、蔗糖、グルコース
、マルトース、フラクトス、ラクトース、イソマルトー
ス、イソマルトトリオース、パノース、イソマルトテト
ラオース、ニゲロース、コージビオース、セロビオース
、ゲンチオビオース等が挙げられ、糖類の還元物の例と
しては、ソルビトール、イソマルチトール、イソマルト
トリイトール、バニトールなと、その他の甘味料の例と
しては、蜂蜜、水飴、ステビア、グリチルリチン、サッ
カリン、アスパルテームなとが挙げられるが、これらの
素材には甘味のみならず、味貿改良、物性改良材として
利用できるものも含まれる。

ツユクロオリゴ糖を他の食品素材と混合して用いる場合
、例えは、シュクロオリゴ糖のシュクロ（スクロ、ンユ
ークロ、スクロース、シュークロースも含む）を冠して
ンユクロハニー、シュクロしモン、シュクロオレンジ、
シュクロオレンジ、スクロハニーなとのように呼称する
こともできる９本発明ではＧ１１３ＧＦおよび／または
らＦＯＩＧとともに、これら糖類、糖類の還元物、せ味
車１なとのうちのいずれか一種、あるいは二種以上を選
んでンπ合して使用することができる。

本発明の食品素材において、ＣＩＧＧＦおよび／または
ＣＦ６１Ｇのもつビフィズス菌増殖促進、虫歯予防なと
の効果を発揮せしめるには、これを少なくとも５重量％
以上、好ましくは１０重量％以上含んでいることが必要
があり、実用的には２５〜５０Ｉの含有率であることが
望ましい。これは、食品素材中のＧ１６ＧＦおよび／ま
たはＣＦ６１Ｇ以外の成分が、蔗糖などのう蝕を招き易
い糖類である場合でも同様である。

また、イソマルトース、パノース、イソマルトテトラオ
ースなとの、元来抗う軸性、かつビフィズス菌活性をも
つ糖質にＧ１６ＣＦおよび／またはＧＦ６１Ｇを含有さ
せた食品素材においては、ＧＩ６ＧＦおよＵ／またはに
Ｆ６１Ｇは必ずしも５重量％以上である必要はないが、
この場合でもＧ　Ｉ　６ＧＦおよび／またはＧＦ６１Ｇ
を５重量％以上、好ましくは１０重量％とじた場合には
、効果は相乗的に増大することが認められる。

本発明の食品素材には以上の他、必要に応しデキストリ
ン、澱粉、乳糖なとの増量剤や、着色料、香辛料等を混
合することもできる。また、ビフィズス菌の増殖をさら
に活発にするため、ビフィドバクテリウムに属する菌の
乾燥菌体や、ビフィズス菌の生育に必要と言われている
パンテチン、パントテン酸、リボフラビン等のビタミン
類を配合してもよい。

本発明の食品素材は、使用する用途・目的に応して、適
宜公知の混合、溶解、濃縮、乾燥等の処理手段を朝み合
わせることにより、液状、水飴状、頼粒状、粉末状等の
形態で得ることができる。

［実施例］ つぎにＧ１６ＧＦおよびＧＦ６１Ｇの選択的なビフィズ
ス菌増殖促進効果、および不溶性グルカン生成抑制効果
について、以下の実験例に基づき詳細に説明する。

実験例１　ビフィズス菌による糖の資化性ＣＡＭ寒天培
地で培養した第２表記載の新鮮な菌を、供試１１類を０
．５ｚ添加したＬＢ発酵試験培地に接種し、嫌気下、３
７℃で３日間１呂養し、資化発酵に伴う指示薬の変色を
観察し、第２表の結果を得た。

尚、木表において、＋÷、＋、±、−は変色の程度を示
し、各々強、弱、微弱、変化なし、である。

木表から明かなように、ＧＩ６ＧＦ、　ＧＦ（ｉｌＧは
ビフィズス菌群に選択的に刊用されることが判明した。

実験例２　不溶性グルカン合成抑制効果ストレプトコッ
カス・ソブリヌス６７１５株から調製したグルコシルト
ランスフェラーセ（不溶性グルカン合成酵素）と供試糖
を不溶性グルカン合成測定系に加え３７℃で６時間保持
して不溶性グルカン第２表 を生成させた後、生成した不、７性クルカンを均に懸濁
させ、Ｉ）Ｄ５５ＩＩｎａにおけろ濁度を測定した。

尚、酵素量は約８３の、ｇ＃、糖を用いた系の６時間保
持で０Ｄ５ｓｏか１．０になるように調整した。また、
供試糖の１度：ｉ合成阻害率５０Ｚを示すハラチノース
の糖Ｊ度ここ合わせ、各々を混菖して試験した。

合ｆｆ１ｉ’　ｊｌ！　！ぶ（ｉ、　［χ・１日３区で
の曲・−ｍ−試験区て（１）Ｏ［１５５ｖ］　Ｘ　１０
０／　［２４明区テノ（ｌｏ５５１ＩコてｙＬ、結果を
第３表ζこ示した。

試験ＩＮ質　　　　　　　不溶性９゛肋〕合成阻害率ｓ 蔗糖＋Ｇ１６ＣＦ 蔗糖＋ＧＦ６１Ｇ 蔗糖＋Ｇ１６ＧＦ＋らＦ［ｉｌＧ クー８］−ス＋Ｇ１６ＧＦ フラクトース＋Ｇ１６ＣＦ ソ肚−トール十Ｇ１６ＧＦ 実ＷＪ、例３　供ＦＪｃ裾からの酸生成り）ＩＩ培地で
２４時間培養したストレプトコッカス・ソブリヌス６７
１５株またはストレプトコッカス・ミュータンスの生菌
体０，２１をコロロフェノールレット、ブロムクレゾー
ルパープル、ブロムチモールブルーなとのｐｕ指示薬を
加えたＩ！供試１！溶液（ｐＨ７，０）　３．８　＋ｗ
ｌに加え、嫌気条件下、３７℃でインキュベートし、ｐ
Ｈ指示薬の変色程度を観察し、第４表の結果を得た。

尚、木表において、＋＋、±、−は変色の程度を示し、
各々強、微弱、変化なし、である。

木表から明かなように、Ｇ１６ＣＦからは酸生成はみら
れず、ＣＦ６１Ｇからは僅かに弱い酸生成が認められた
。

蔗糖　　　　　　＋＋ Ｇ１６ＧＦ　　　　　　　　　　± 以上から明らかなように、Ｇ１６ＧＦおよびＣＦ６１Ｇ
はいずれも、虫歯の原因となる菌による不溶性グルカン
の生成、酸の生成は著しく少ない。また、これらは、蔗
糖なと他の糖類と共存する場合にも不溶性グルカンの生
成を低く抑えるので、抗う軸性食品素材として有用であ
る。

実施例１ 蔗糖に、前記記載の方法で生産した耐熱性蔗糖転移酵素
を作用させて得られた、蔗糖４１．３．６１６ＧＦ　９
．５、ＣＦ（ｉｌＧ　８．７、イソマルトース２．６、
フラクトース２３．４、グルコース１４，５χの成分組
成もつ糖混合潰を、このままで製品化した。

本製品は、フラクトースを含有しているので優れた甘味
料であると同時に、低う触性で、顕著なビフィズス菌増
殖効果をもつものであった。

本製品から、用途に応して、カラムクロマトグラフィー
、酵母処理なとてＧ１６ＧＦとＣＦ６１Ｇを分離し、他
の食品素材と絹み合わせてることもできる。

ＧＩＯＧＦ、　ＣＦ６１Ｇいずれも、う蝕防止作用、ビ
フィズス菌増殖作用をもつが、う蝕防止作用はＧ１６Ｇ
Ｆてより強く、ビフィズス菌増殖作用はＣＦ６１Ｇでよ
り強い。

実施例２ イソマルトース、イソマルトトリオースなとＧ１．６結
合をもつクルコース２糖類、３糖類を主成分とする分岐
オリゴ糖ンラノブ（水分２５％）１００ｇに、Ｇｌ（ｉ
ＧＦ　５０１Ｘを混合溶解して、シラツブ状甘味料を得
た。本製品は低う蝕性甘味料として好適であると同時に
、ビフィズス菌増殖作用をもつものであった。

実施例３ ＧＦ６！Ｇを用いた以外は実施例２と同様にし、シラツ
ブ状甘味料を得た。木製品は低う蝕性甘味料であると同
時に、ビフィズス菌増殖用甘味料として好適であった。

実施例４ 実施例１て得たけ味料９０重量部に、乾燥ビフィズス菌
体１０重量部を混合してビフィズス菌入りの各種飲料、
キャンデー等の原料とした。

実施例５ 実施例１て得た甘味料を酵母に作用させてＧＦ［ｉｌＧ
以外の糖をアルコールに変換し、アルコールとＧＦＧＩ
Ｇを主として含む飲享４とした。

［発明の効果］ 本発明の食品素材に含まれるＧｌ（ｉＧＦとＣＦ６１Ｇ
＋、ｔ、う蝕を発生し難く、さらに、虫歯を発生しやす
い蔗糖なと他のＩ！類と矧み合わせても、う蝕発生を抑
制する効果があるので、抗う触性、低う触性糖質として
有用である。

また、ＧＩＩｉＧＦとＧＦ［ｉｌＧはビフィズス菌によ
って選択的に資化され、いわゆる有害菌には有用され難
い。本特性は、ＧＩＯＧＦ、らトロ１Ｇを他の糖類また
はこれらの還元物と矧み合わせても同様に発揮される。

従−〕で、Ｇ　Ｉ　ＧＣＦ、　ＣＦ６１Ｇをを含有する
本発明の食品素材は、ビフィズス菌増殖促進効果をもつ
食品素材として有用である。

この他、Ｇｌ（ｉＧＦ、　ＣＦ６１Ｇにはコレステロー
ル畜積抑制作用、すなわち、血清、肝臓中のいわゆる悪
玉コレステロールと呼ばれる低比重コレステロールの蓄
積を押さえる作用をもつものと予想され、また、蔗糖な
どに比べて代謝されにくい糖質であるので、低カロリー
食品素材としても利用できる。

本発明の食品素材は、飲食物はもとより、飼料、ペット
フード、医薬品、化粧品、練歯磨等なとのトレタリー製
品、たばこなとの嗜好品なと、極めて広い分野において
使用することができる。

特許出願人　農林水産省食品総合研究所長サントリー株
式会社

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）イソマルトシルフラクトシドおよび／またはイソ
   メレチトースを含有する新規食品素材。
2. （２）イソマルトシルフラクトシドおよび／またはイソ
   メレチトースとともにその他の糖類またはその還元物、
   もしくはその他の甘味料から選ばれた一種または二種以
   上を含有する請求項１に記載の食品素材。
3. （３）イソマルトシルフラクトシドおよび／またはイソ
   メレチトースを５重量％以上含有する請求項１または２
   項に記載の食品素材。
4. （４）イソマルトシルフラクトシドおよび／またはイソ
   メレチトースとともにビフィズス菌を含む請求項１から
   ３項までのいずれかに記載の食品素材。
5. （５）イソマルトシルフラクトシドおよび／またはイソ
   メレチトースとアルコールを含有する食品素材。