JPH0440997B2 - - Google Patents

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JPH0440997B2
JPH0440997B2 JP5336085A JP5336085A JPH0440997B2 JP H0440997 B2 JPH0440997 B2 JP H0440997B2 JP 5336085 A JP5336085 A JP 5336085A JP 5336085 A JP5336085 A JP 5336085A JP H0440997 B2 JPH0440997 B2 JP H0440997B2
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JP
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cyclodextrin
reaction
branched
bonded
oligosaccharide
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JP5336085A
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JPS61212297A (ja
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Shigetaka Okada
Sumio Kitahata
Yoshinori Yoshimura
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Tokuyama Corp
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Tokuyama Corp
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分枝を有するシクロデキストリンの新
規な製造方法に関する。詳しくは、シクロデキス
トリンと還元性未端の炭素原子にフツ素原子を結
合して有する単糖又はオリゴ糖とを反応させる単
糖又はオリゴ糖を分枝状に結合したシクロデキス
トリンの製造方法である。
〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕
シクロデキストリンは食品添加物、医農薬の安
定化剤、化粧品添加剤等に使用される公知の化学
物質で種々の種類のものが知られている。しか
し、これらのシクロデキストリンはその種類によ
り溶解度が異なり、しかも水に対する溶解度が小
さい欠点を有するため工業的な用途に制約があ
る。例えば、グルコースを6個環状に結合したα
−シクロデキストリンは水への溶解度が約15%、
同じく7個環状に結合したβ−シクロデキストリ
ンは同じく2%及び8個のグルコースを環状に結
合したγ−シクロデキストリンは約23%と報告さ
れている。
そのために上記シクロデキストリンの溶解度を
改良する技術は種々試みられ、既に提案されてい
る。例えばそのうちの1つにシクロデキストリン
に分枝状にグルコース又はオリゴ糖を結合し、こ
れらの分枝した基の働きで溶解度を改善する方法
がある(澱粉科学、第30巻第2号(1983)236
頁)。この技術は確かにすぐれているが該分枝状
にグルコース又はオリゴ糖を結合したシクロデキ
ストリンを製造する方法として工業的に満足でき
る技術の確立をみていない。また、α−シクロデ
キストリンとマルトースとをプルラナーゼの存在
下に反応させ、反応生成物からマルトースを分枝
状に結合したα−シクロデキストリンを抽出精製
して得る方法が知られている(日本農芸化学会、
59年度大会講演要旨集、175頁)。しかし、この方
法で得られる分枝状にマルトースを結合したα−
シクロデキストリンは数日の反応にもかかわらず
2〜3%の収率でしか製造することができない。
〔発明の解決手段〕
本発明者等は単糖又はオリゴ糖を分枝状に結合
したシクロデキストリンの製造につき鋭意研究を
重ねてきた結果、反応原料として還元性末端の炭
素原子にフツ素原子を結合して有する単糖又はオ
リゴ糖を使用することにより、著しく反応速度及
び収率を改良できる知見を得て、本発明を完成
し、ここに提案するに至つた。
即ち、本発明は、シクロデキストリンと還元性
末端の炭素原子にフツ素原子を結合して有する単
糖又はオリゴ糖とを、単糖又はオリゴ糖のフツ素
原子を結合した箇所を加水分解する能力を有する
酵素の存在下に、反応させることを特徴とする単
糖又はオリゴ糖を分枝状に結合したシクロデキス
トリンの製造方法である。尚本発明に於いてシク
ロデキストリンとは単糖又はオリゴ糖を1つ又は
複数個分枝状に結合したシクロデキストリンの略
記である。
シクロデキストリンはグルコース分子がα−
1,4結合で環状に結合した非還元性のマルトオ
リゴ糖である。本発明で使用するシクロデキスト
リンは特に限定されず公知のものが原料として使
用できる。一般には、特に、グルコース単位が6
個で構成される、所謂α−シクロデキストリン、
グルコース単位が7個で構成されるβ−シクロデ
キストリン、グルコース単位が8個で構成される
γ−シクロデキストリン等が好適に使用される。
シクロデキストリンは上記の他にグルコース単位
が9〜12個で構成されるようなものが公知である
が、本発明にあつてはこれらのシクロデキストリ
ンの使用も必要に応じて選びうる。また既に分枝
状に単糖又はオリゴ糖が結合されているシクロデ
キストリンに更に多くの分枝状の単糖又はオリゴ
糖単位を結合させる場合にも本発明を応用するこ
とができ、しばしば好ましい本発明の態様となり
うる。
また本発明の他の原料は還元性未端の炭素原子
にフツ素原子を結合して有する単糖又はオリゴ糖
である。該フツ素原子を結合して有する単糖又は
オリゴ糖は公知の物質である。該フツ素原子の結
合は例えば下記構造式のように還元性未端炭素原
子の1の位置(以下単にC−1位と略記する場合
もある。)に結合されるものが好適に用いられる。
フツ素原子が結合する炭素原子C−1位のアノ
マー型はα又はβ型のいずれもが本発明の原料と
なりうる。
上記単糖しては一般にα−D−グルコシルフル
オライドが最も好適に使用されるが、α−D−キ
シロシルフルオライドやα−D−ガラクトシルフ
ルオライド等を使用することもできる。
上記オリゴ糖は上記構造式で示されるものに特
に限定されずα−セロビオシルフルオライド等も
使用できるが、一般にはα−マルトシルフルオラ
イド、α−マルトトリオシルフルオライド、α−
マルトテトラオシルフルオライド等が特に好適で
ある。
本発明の最大の特徴は前記分枝状シクロデキス
トリンを精造する原料としてシクロデキストリン
と還元性未端の炭素原子にフツ素原子を結合して
いる単糖又はオリゴ糖とを原料として使用する点
である。該単糖又はオリゴ糖の分子内に結合され
たフツ素原子が上記反応に如何なる反応機構で関
与しているのか現在なお明確ではないが、本発明
者等は両原料が脱フツ化水素の反応によつて結合
されていると推測している。そのために従来公知
の脱水反応による分枝状シクロデキストリンの製
造とは本質的に反応機構が異なり、反応速度及び
収率の向上に関連していると考えている。
上記反応の条件は特に限定される、原料及び反
応生成物が分解しない限り、如何なる方法を採用
してもよい。一般に工業的に好適に採用される条
件を例示すれば次の通りである。
上記反応は一般に酵素の存在下に実施されるの
が好ましい。該酵素は前記単糖又はオリゴ糖のフ
ツ素原子を結合した箇所を加水分解する能力を有
するものであれば特に限定されるものではないが
一般にはプルラナーゼ、シクロデキストリナー
ゼ、アミロ−1,6−グルコシダーゼ、グルコデ
キストラーゼ、グルコアミラーゼ等が好適に使用
される。上記反応で使用される酵素量は任意に設
定されるが、通常は反応液1ml当り0.1〜50単位
の範囲である。(ここでいう1単位とは30℃で基
質1分子を1分間に1μmoleだけ分解するかある
いは1μmoleのグルコースに相当する還元糖を生
成するのに必要な酵素量である。プルラナーゼの
基質にはプルランを、シクロデキストリナーゼの
基質にはβ−シクロデキストリンを、アミロ−
1,6−グルコシダーゼの基質にはグルコシル−
α−シクロデキストリンを、グルコデキストラー
ゼの基質にはデキストランをまたグルコアミラー
ゼの基質にはデンプンを用いて酵素活性を測定す
る。) また前記反応における反応温度は使用する酵素
の耐熱範囲内で高い方が好ましいが通常30〜65℃
で行なわれる。更に反応溶液は一般に水溶液が使
用され、反応溶液のPHは使用する酵素の至適作用
PH付近に設定され、通常PH4〜7の範囲が好適で
ある。
また前記反応の時間は特に限定されず予じめ他
の反応条件に応じて決定しておけばよいが、一般
には30分〜24時間、好ましくは30分〜5時間の範
囲から選べば好適である。
更にまた反応に用いられるシクロデキストリン
の濃度は任意に設定されるが、生成物収量が多い
という意味で高濃度である程よい。場合によつて
飽和濃度以上即ち懸濁状態でも反応が行なわれ
る。同様に還元性未端の炭素原子にフツ素原子を
結合して有する単糖又はオリゴ糖の濃度も生成物
収量が多いという意味で高濃度であることが好ま
しく、通常は10〜200mMの濃度で使用すると好
適である。
上記反応によつて得られる単糖又はオリゴ糖を
分枝状に結合したシクロデキストリンは反応系か
ら分離し、必要に応じて精製すればよい。上記反
応によつて得られる分枝状デキストリンは原料の
種類即ちシクロデキストリンの種類によつて反応
生成物の種類が異なる。例えば、α−シクロデキ
ストリンとα−マルトシルフルオライドとを原料
とし、プルラナーゼを酵素として使用する場合に
は唯一の分枝を有するα−シクロデキストリンと
2つの分枝を有するα−シクロデキストリンが得
られる。また、β−シクロデキストリンを原料と
して使用する場合には得られるβ−シクロデキス
トリンに結合される分枝の数は1,2,又は3個
となる。
〔発明の効果〕
本発明は前記説明したように、単糖又はオリゴ
糖を分枝状に結合したシクロデキストリンを高反
応速度で高収率で得ることができる。また該シク
ロデキストリンに結合した分枝状物の数も必要に
応じて制御できる利点を有する。本発明の完成に
より、工業的に分枝状デキストリンを製造できる
ようになり、低コストのシクロデキストリンの供
給とあいまつてその利用分野がますます広がりう
る。
〔実施例〕
以下本発明を具体的に説明するため実施例を挙
げて説明するが本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。
〔実施例 1〕 α−シクロデキストリン90mM、α−マルトシ
ルフルオライド40mMを含む100mM酢酸緩衝液
(PH5.0)にプルラナーゼを3単位/mlとなるよう
に加え、40℃で16時間反応させた。分枝状シクロ
デキストリンを含む反応液を高速液体クロマトグ
ラフイーにより分離し、分枝状シクロデキストリ
ンを含む2画分を分取した。それぞれの画分を濃
縮後、プルラナーゼを8単位/mlとなるように加
え、100mM酢酸緩衝液(PH5.0)中で40℃、2時
間反応させた。加水分解反応により生成したα−
シクロデキストリンを高速液体クロマトグラフイ
ーで定量することにより、分枝状シクロデキスト
リンの濃度を求めた。
生成した分枝状シクロデキストリンはモノマル
トシル−α−シクロデキストリンとジマルトシル
−α−シクロデキストリンで濃度はそれぞれ7.8
mM、0.4mMであつた。
〔比較例 1〕 α−マルトシルフルオライドをα−マルトース
に代えた以外は実施例1と同様の条件で反応させ
たところ0.4mMのマルトシル−α−シクロデキ
ストリンを生成した。この濃度はα−マルトシル
フルオライドの場合(実施例1)の約1/20であつ
た。また、ジマルトシル−α−シクロデキストリ
ンは検出限界以下であつた。
〔実施例 2〕 α−シクロデキストリン90mMをβ−シクロデ
キストリン100mg/mlに代えた以外は実施例1と
同様の条件で反応させた。生成した分枝状シクロ
デキストリンは、モノマルトシル−β−シクロデ
キストリン2.9mM、ジマルトシル−β−シクロ
デキストリン1.5mM、及びトリマルトシル−β
−シクロデキストリン0.2mMであつた。
〔実施例 3〕 α−シクロデキストリンをγ−シクロデキスト
リンに代えた以外は実施例1と同様の条件で反応
させたところ、モノマルトシル−γ−シクロデキ
ストリン8.0mM、ジマルトシル−γ−シクロデ
キストリン4.1mM、トリマルトシル−γ−シク
ロデキストリン0.4mMを生成した。
〔実施例 4〕 α−シクロデキストリン100mM、α−マルト
トリオシルフルオライド30mMを含む100mM酢
酸緩衝液(PH5.0)にプルラナーゼを5単位/ml
となるよに加え、40℃で5時間反応させた。生成
した分枝状シクロデキストリン画分をHPLCで分
取し、濃縮後プルラナーゼを消化し、生成するα
−シクロデキストリン濃度よた求めたマルトトリ
オシル−α−シクロデキストリンの濃度は5.1m
Mであつた。
〔実施例 5〕 α−シクロデキストリン80mM、α−D−グル
コシルフルオライド40mMを含む100mM酢酸緩
衝液(PH5.0)にグルコアミラーゼを5単位/ml
となるように加え、40℃で15時間反応させた。生
成したモノグリコシル−α−シクロデキストリン
を高速液体クロマトグラフイーで定量したところ
2.7mMであつた。
〔実施例 6〕 プルラナーゼ3単位/mlをシクロデキストラー
ゼ単位/mlに代えた以外は実施例1と同様の条件
で2時間反応させたところモノマルトシル−α−
シクロデキストリン4.0mMとジマルトシル−α
−シクロデキストリン0.2mMを生成した。
〔実施例 7〕 モノマルトシル−α−シクロデキストリン50m
M、α−マルトシルフルオライド20mMを含む
100mM酢酸緩衝液(PH5.0)に、プルラナーゼを
5単位/mlとなるように加え、40℃で5時間反応
させたところジマルトシル−α−シクロデキスト
リン4.1mMを生成した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シクロデキストリンと還元性末端の炭素原子
    にフツ素原子を結合して有する単糖又はオリゴ糖
    とを、単糖又はオリゴ糖のフツ素原子を結合した
    箇所を加水分解する能力を有する酵素の存在下に
    反応させることを特徴とする単糖又はオリゴ糖を
    分枝状に結合したシクロデキストリンの製造方
    法。 2 シクロデキストリンがα−,β−又はγ−シ
    クロデキストリンである特許請求の範囲1記載の
    製造方法。 3 オリゴ糖が2〜4の糖単位で構成されている
    特許請求の範囲1記載の製造方法。
JP5336085A 1985-03-19 1985-03-19 分枝状シクロデキストリンの製造方法 Granted JPS61212297A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61236801A (ja) * 1985-04-13 1986-10-22 Nikken Kagaku Kk 新規な分岐α―サイクロデキストリンの製造方法
JPS61236802A (ja) * 1985-04-13 1986-10-22 Nikken Kagaku Kk 新規な分岐γ―サイクロデキストリンの製造方法
JPS61287902A (ja) * 1985-06-17 1986-12-18 Nikken Kagaku Kk 新規分岐β―サイクロデキストリンの製造方法
JPS61287901A (ja) * 1985-06-17 1986-12-18 Nikken Kagaku Kk 新規分岐α―サイクロデキストリンの製造方法
JPS6336793A (ja) * 1986-07-31 1988-02-17 Nikken Kagaku Kk ジマルトシル―γ―サイクロデキストリンの製造方法
DE3626213A1 (de) * 1986-08-02 1988-02-04 Hoechst Ag Enzymatische synthese von cyclodextrinen mit (alpha)-glucosylfluorid als substrat fuer cyclodextrin-(alpha)(1->4)glucosyltransferase
NL9201711A (nl) * 1992-10-02 1994-05-02 Avebe Coop Verkoop Prod Werkwijze voor de bereiding van ketenverlengd zetmeel.

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