JPH05227959A - New isoamylase, method for producing the same and method for producing saccharides with the same - Google Patents

New isoamylase, method for producing the same and method for producing saccharides with the same

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JPH05227959A
JPH05227959A JP4069170A JP6917092A JPH05227959A JP H05227959 A JPH05227959 A JP H05227959A JP 4069170 A JP4069170 A JP 4069170A JP 6917092 A JP6917092 A JP 6917092A JP H05227959 A JPH05227959 A JP H05227959A
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isoamylase
starch
producing
temperature
enzyme
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進 桧作
Junichi Abe
淳一 安部
Yasumori Takahashi
康盛 高橋
Nobuyuki Nakamura
信之 中村
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Abstract

PURPOSE:To provide the subject new enzyme capable of being industrially used under a high temperature in a weak acidic to neutral region and useful for producing maltose, branched cyclodextrin, etc., from starch at a low cost in good productivity. CONSTITUTION:Isoamylase. The action: the isoamylase specifically hydrolyzes the alpha-1,6-glucoside bond of amylopectin, starch, etc.; substrate specificity: the isoamylase hydrolyzes the above-mentioned bond but does not hydrolyze pullulan; the optimum pH: 5.5-6; the stable pH: stable at 30 deg.C at a pH of 4.5-8 for 24hr; temperature suitable for actions: 45 deg.C; inactivation temperature: the isoamylase is perfectly inactivated at 45 deg.C at a pH of 4 and at a pH of 8 for 10hr; temperature stability: stable at a pH of 6 at a temperature up to 40 deg.C for 15min; inhibition, activation and stabilization: the isoamylase is inhibited with Cu, Hg, etc., and is stabilized with Ca; molecular weight (SDS-PAGE method): 88000; isoelectric point: 8.7. The enzyme is obtained by culturing an isoamylase- producing bacterium [preferably new Flavobacterium odoratum KU strain (FERN P-12711)] belonging to Flavobacterium odoratum and separating from the cultured product.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フラボバクテリウム・
オドラタムKU株(Flavobacterium odoratumKU)を培養
して得られる新規なイソアミラーゼ、その製造法及びそ
れを用いた糖類の製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to flavobacterium
The present invention relates to a novel isoamylase obtained by culturing Odratam KU strain ( Flavobacterium odoratum KU), a method for producing the same, and a method for producing a saccharide using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】イソアミラーゼは、デンプン、アミロペ
クチン、グリコーゲン、及びそれらの部分加水分解物中
のα−1,6−グルコピラノシド結合を加水分解する酵
素である。イソアミラーゼ生産菌としては、シュードモ
ナス・アミロデラモサ(Pseudomonas amyloderamosa)(Bi
ochim. Biophys. Acta., 212巻、458 頁、1970年)、サ
イトファ−ガ属(Cytophaga)(FEBS LETTERS、 12 巻、 96
項、 1970年) 、フラボバクテリウム属(Flavobacteriu
m)、(Starch/Starke、32巻、132 項、 1980年) などが報
告されている。また、これらのイソアミラーゼを各種起
源のβ−アミラーゼと併用して高純度マルトースを生産
する方法も報告されている。例えばシュ−ドモナス・ア
ミロデラモサ(Pseudomonas amyloderamosa)が生産する
イソアミラーゼを用いる方法(J. Jpn. Soc. Starch Sc
i.、 31 巻、 38項、 1984年) や、フラボバクテリウム(Fl
avobacterium)属が生産するイソアミラーゼを用いる方
法(Starch/starke、32巻、352 項、 1980年) などであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION Isoamylase is an enzyme that hydrolyzes α-1,6-glucopyranoside bonds in starch, amylopectin, glycogen, and their partial hydrolysates. Isoamylase-producing bacteria include Pseudomonas amyloderamosa (Bi
ochim. Biophys. Acta., 212, 458, 1970, Cytophaga (FEBS LETTERS, 12, 96)
Paragraph, 1970), Flavobacteriu
m ), (Starch / Starke, 32 volumes, 132 items, 1980). Also, a method for producing high-purity maltose by using these isoamylases in combination with β-amylases of various origins has been reported. For example, a method using an isoamylase produced by Pseudomonas amyloderamosa (J. Jpn. Soc. Starch Sc
i., Vol. 31, Item 38, 1984) and Flavobacterium ( Fl.
a method using an isoamylase produced by the genus avobacterium (Starch / starke, Volume 32, Item 352, 1980).

【0003】しかしながら、これらのイソアミラーゼ
は、それらの至適pHや至適温度などが、併用される各
種アミラーゼと合致せず、必ずしも有利なものではなか
った。すなわち、一般にデンプン糖の生産は、50℃以
上の高温でpH5.0〜6.0の弱酸性条件下で行われ
ているが、シュ−ドモナス・アミロデラモサ(Pseudomon
as amyloderamosa) が生産するイソアミラーゼは、至適
pHが3.0〜4.0と酸性領域に片寄っており、耐酸
性の大豆β−アミラーゼとは併用可能であるが、麦芽β
−アミラーゼや細菌β−アミラーゼ及び耐酸性の弱いα
−アミラーゼとは併用が困難であった。また、フラボバ
クテリウム(Flavobacterium)属やサイトファーガ(Cytop
haga) 属が生産する従来のイソアミラーゼにおいては、
至適温度が40℃と低く、耐熱性の点で工業的使用が困
難であった。
However, these isoamylases are not necessarily advantageous because their optimum pH, optimum temperature, etc. do not match the various amylases used in combination. That is, although the production of starch sugar is generally carried out at a high temperature of 50 ° C. or higher and under a weakly acidic condition of pH 5.0 to 6.0, Pseudomonas amyloderramosa ( Pseudomonas)
The isoamylase produced by as amyloderamosa ) has an optimum pH of 3.0 to 4.0, which is biased toward the acidic region, and can be used in combination with acid-resistant soybean β-amylase.
-Amylase and bacterial β-amylase and α with weak acid resistance
-Combination with amylase was difficult. In addition, the genus Flavobacterium and Cytoferga
In a conventional isoamylase produced by the genus haga ),
The optimum temperature was as low as 40 ° C, and it was difficult to use industrially in terms of heat resistance.

【0004】一方、デンプン、アミロペクチン、プルラ
ン及びそれらの部分加水分解物中のα−1,6−グルコ
ピラノシド結合を加水分解する酵素として、クレブシエ
ラ・ニューモニアエ(Klebsiella pneumoniae)(Biochem.
Z. 、334巻、79頁、1961年) などが生産する
プルラナーゼが知られているが、この酵素は、工業的な
マルトース生産に用いられているような20%(w/
v)以上という高濃度基質存在下では、イソアミラーゼ
とは違って反応が可逆的であり、マルトースを重合して
4糖を生成し、また、マルトースをアミロースに転移さ
せ、イソアミラーゼの場合のような高い純度のマルトー
スを製造できない。
On the other hand, starch, amylopectin, as pullulan and enzyme which hydrolyses alpha-1,6-glucopyranoside bonds of their partial hydrolysates, Klebsiella pneumoniae (Klebsiella pneumoniae) (Biochem.
Z., 334, p. 79, 1961) is known, and this enzyme is 20% (w / w) as used in industrial maltose production.
v) In the presence of a high concentration of substrate such as above, the reaction is reversible unlike isoamylase, and maltose is polymerized to form tetrasaccharide, and maltose is transferred to amylose. Unable to produce high purity maltose.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のイソアミラーゼは、その至適pHや至適温度などが、
各種アミラーゼと合致しないので、アミラーゼと併用し
て高純度のマルトースなどの糖類を工業的に生産する上
で不利であった。このため、50℃以上で、しかも弱酸
性〜中性領域で、工業的に使用可能な新規イソアミラー
ゼの開発が強く求められていた。このような酵素を開発
することによって、デンプンからのマルトースなどのマ
ルトオリゴ糖や分岐CDなどの製造を安価かつ高い生産
性で実施することが可能となる。
As described above, conventional isoamylases have the following optimum pH and temperature.
Since it does not match with various amylases, it is disadvantageous in industrially producing high-purity sugars such as maltose in combination with amylase. Therefore, there has been a strong demand for the development of a novel isoamylase that can be industrially used at 50 ° C. or higher and in a weakly acidic to neutral range. By developing such an enzyme, it becomes possible to carry out production of maltooligosaccharides such as maltose from starch and branched CD with low cost and high productivity.

【0006】したがって、本発明の第1の目的は、上記
要件を満足する新規なイソアミラーゼを提供することで
ある。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a novel isoamylase satisfying the above requirements.

【0007】本発明の第2の目的は、上記新規イソアミ
ラーゼを簡単且つ高い収率で製造する方法を提供するこ
とである。
A second object of the present invention is to provide a method for producing the above novel isoamylase simply and in high yield.

【0008】本発明の第3の目的は、上記要件を満足す
る新規なイソアミラーゼを使用し、デンプンもしくはそ
の分解生成物から収率よく糖類を得る方法を提供するこ
とである。
A third object of the present invention is to provide a method for obtaining sugars from starch or its decomposition products in good yield using a novel isoamylase satisfying the above requirements.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、工業的使
用において、50℃以上で、かつ、弱酸性側で糖化可能
なイソアミラーゼを生産する微生物を得るべく鋭意検索
した結果、鹿児島県内の土壌から採取された細菌が上記
目的を達成する上で極めて有用であり、これを好気的に
培養することにより、培養物中に上記要件を満足する新
規イソアミラーゼが高収率で生成蓄積することを見いだ
し、本発明を完成したものである。
Means for Solving the Problems In the industrial use, the inventors of the present invention have conducted an intensive search to obtain a microorganism capable of saccharifying isoamylase at 50 ° C. or higher and weakly acidic side, and as a result, found that Kagoshima prefecture Bacteria collected from the above soil are extremely useful for achieving the above purpose, and by aerobically culturing them, a novel isoamylase satisfying the above requirements is produced and accumulated in the culture in high yield. The present invention has been completed and the present invention has been completed.

【0010】すなわち、本発明の新規なイソアミラーゼ
は、以下の理化学的性質を有することを特徴とする。 (イ)作用 アミロペクチン、デンプン、グリコーゲン、及びそれら
の部分加水分解物中のα−1,6−グルコピラノシド結
合を特異的に加水分解する。 (ロ)基質特異性 アミロペクチン、デンプン、グリコーゲン中のα−1,
6−グルコピラノシド結合を加水分解し、プルランを加
水分解しない。 (ハ)至適pH 5.5〜6.0 (ニ)安定pH 30℃、24時間の条件下でpH4.5〜8.0で安定
である。 (ホ)作用適温 45℃ (ヘ)失活温度、pH 45℃、10分間の条件下では、pH4及びpH8で完
全に失活し、pH6.0、15分間の条件下では、50
℃で完全に失活する。 (ト)温度安定性 pH6、15分間の条件下では、40℃まで安定であ
る。 (チ)阻害、活性化及び安定化 本酵素は、銅、水銀、亜鉛で阻害され、カルシウムで安
定化される。 (リ)分子量(SDS-PAGE法) 88,000 (ヌ)等電点(Isoelectric Focusing法) 8.7
That is, the novel isoamylase of the present invention is characterized by having the following physicochemical properties. (A) Action The α-1,6-glucopyranoside bond in amylopectin, starch, glycogen and their partial hydrolysates is specifically hydrolyzed. (B) Substrate specificity α-1, in amylopectin, starch and glycogen,
It hydrolyzes 6-glucopyranoside bonds and not pullulan. (C) Optimum pH 5.5 to 6.0 (d) Stable pH It is stable at pH 4.5 to 8.0 under the conditions of 30 ° C. and 24 hours. (E) Suitable temperature for action 45 ° C. (f) Deactivation temperature, pH 45 ° C. Under conditions of 10 minutes, it is completely deactivated at pH 4 and pH 8, and under conditions of pH 6.0 and 15 minutes, 50.
Deactivates completely at ℃. (G) Temperature stability Under conditions of pH 6 and 15 minutes, it is stable up to 40 ° C. (H) Inhibition, activation and stabilization This enzyme is inhibited by copper, mercury and zinc and stabilized by calcium. (I) Molecular weight (SDS-PAGE method) 88,000 (nu) Isoelectric point (Isoelectric Focusing method) 8.7

【0011】上記イソアミラーゼは、菌体外分泌型酵素
であることが好ましい。
The isoamylase is preferably an extracellular secretory enzyme.

【0012】また、本発明のイソアミラーゼの製造法
は、フラボバクテリウム・オドラタム(Flavobacterium
odoratum)に属するイソアミラーゼ生産菌を培養し、培
養物からイソアミラーゼを採取することを特徴とする。
Further, the method for producing isoamylase of the present invention comprises the steps of flavobacterium odoratum ( Flavobacterium
It is characterized by culturing an isoamylase-producing bacterium belonging to odoratum ) and collecting isoamylase from the culture.

【0013】上記イソアミラーゼ生産菌としては、本発
明者らにより、新たに自然界から検索、単離されたフラ
ボバクテリウム・オドラタムKU株(Flavobacterium odo
ratum KU、微工研菌寄第12711号) が好ましく使用
される。この微生物の菌学的性質は、以下に示す通りで
ある。
As the above-mentioned isoamylase-producing bacterium, flavobacterium odoratum KU strain ( Flavobacterium odotam) , which was newly searched and isolated from the natural world by the present inventors, was used.
ratum KU, and Microorganism Research Institute, No. 12711) are preferably used. The mycological properties of this microorganism are as shown below.

【0014】(1)形態的特徴 栄養細胞が0.8〜1.0×1.5〜2.0μmの桿菌
で胞子を形成せず運動性はない。
(1) Morphological characteristics The vegetative cells are rod-shaped bacteria of 0.8 to 1.0 × 1.5 to 2.0 μm and do not form spores and have no motility.

【0015】(2)生理的性質 表1に示す通りであ
る。
(2) Physiological properties As shown in Table 1.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】以上の菌学的性質について、バージェイス
・マニュアル・オブ・システマティック・バクテリオロ
ジー(Bergy's Mannual of Systematic Bacteriology)
第1巻を参照し、本菌をフラボバクテリウム・オドラタ
ムKU株(Fravobacterium odoratum KU)と命名した。な
お、本菌は、工業技術院微生物工業技術研究所に平成4
年1月18日に寄託され、その受託番号は、微工研菌寄
第12711号(FERM P−12711)である。
Regarding the above-mentioned mycological properties, Bergy's Mannual of Systematic Bacteriology
With reference to Volume 1, this bacterium was designated as a Flavobacterium odoratum KU strain ( Fravobacterium odoratum KU). In addition, this bacterium was approved by the Institute of Microbial Science and Technology of the Institute of Industrial Technology in 1992.
It was deposited on January 18, 2014, and the deposit number is Microindustrial Research Institute No. 12711 (FERM P-12711).

【0018】本発明のイソアミラーゼの製造法につい
て、更に詳しく説明すると、上記のようなフラボバクテ
リウム・オドラタム(Flavobacterium odoratum)に属す
るイソアミラーゼ生産菌を適当な培地に摂取し、その生
育温度、好ましくは25〜40℃、更に好ましくは30
〜37℃にて、好ましくは24〜96時間好気的に培養
することにより、培養液中に菌体外分泌型酵素として、
前記イソアミラーゼが生成蓄積される。
The method for producing isoamylase of the present invention will be described in more detail. The isoamylase-producing bacterium belonging to Flavobacterium odoratum as described above was ingested in an appropriate medium, and the growth temperature, preferably Is 25 to 40 ° C., more preferably 30
By aerobically culturing at ~ 37 ° C, preferably for 24 to 96 hours, as an extracellular exocrine enzyme in the culture solution,
The isoamylase is produced and accumulated.

【0019】なお、上記の培地としては、安価に入手し
得る公知の各種材料を使用することができる。例えば、
窒素源としては、コーン・スティープ・リカー、ポリペ
プトン、大豆粕、フスマ、肉エキス、酵母エキス、アミ
ノ酸液などが用いられ、炭素源としては、水飴、マルト
ース、各種デンプン、可溶性デンプン、デンプン液化
液、デキストリン、サイクロデキストリンなどが用いら
れる。また、これらの窒素源や炭素源の他に、各種の
塩、例えば、マグネシウム塩、カリウム塩、リン酸塩等
の無機塩や、各種ビタミン類を必要により添加する。好
ましい培地の例としては、例えば0.5%可溶性デンプ
ン、0.1%ポリペプトン、0.1%酵母エキス、0.
1%NH4 NO3 、0.14%KH2 PO4 、0.02
%MgSO4・7H2 O、0.01%L−グルタミン酸
ナトリウムを含有する液体培地が挙げられる。
As the above medium, various known materials that can be obtained at low cost can be used. For example,
As the nitrogen source, corn steep liquor, polypeptone, soybean meal, bran, meat extract, yeast extract, amino acid liquid, etc. are used, and as the carbon source, starch syrup, maltose, various starches, soluble starch, starch liquefaction liquid, Dextrin, cyclodextrin, etc. are used. In addition to these nitrogen sources and carbon sources, various salts, for example, inorganic salts such as magnesium salts, potassium salts, phosphates, and various vitamins are added as necessary. Examples of preferred medium include, for example, 0.5% soluble starch, 0.1% polypeptone, 0.1% yeast extract, 0.1%.
1% NH 4 NO 3 , 0.14% KH 2 PO 4 , 0.02
A liquid medium containing% MgSO 4 .7H 2 O and 0.01% sodium L-glutamate can be mentioned.

【0020】前記イソアミラーゼ生産菌は、イソアミラ
ーゼを菌体外に産生するため、培養を行った後、培養上
清から遠心分離により菌体を除去することにより、本発
明のイソアミラーゼの粗酵素液を得ることができる。工
業的には、この粗酵素液をそのまま用いることができ、
経済的で有利である。しかし、これを更に精製して使用
することもできる。精製方法としては、例えば、硫安等
による塩析、エタノール、アセトン、イソプロパノール
等による溶媒沈殿法、デンプン吸着法、限外濾過法、イ
オン交換樹脂等による一般的な酵素精製法を採用するこ
とができる。
Since the above-mentioned isoamylase-producing bacterium produces isoamylase outside the microbial cells, after culturing, the microbial cells are removed from the culture supernatant by centrifugation to remove the crude enzyme of isoamylase of the present invention. A liquid can be obtained. Industrially, this crude enzyme solution can be used as it is,
Economical and advantageous. However, it can be further purified before use. As the purification method, for example, salting out with ammonium sulfate, a solvent precipitation method with ethanol, acetone, isopropanol, etc., a starch adsorption method, an ultrafiltration method, a general enzyme purification method with an ion exchange resin or the like can be adopted. ..

【0021】本発明のイソアミラーゼの製造法の好まし
い具体例を挙げると、次の通りである。フラボバクテリ
ウム・オドラタムKU株(Flavobacterium odoratum KU、
微工研菌寄第12711号) を、2%可溶性デンプン、
1%大豆タンパク(商品名「ソルピーK」、日清製油株
式会社製)、0.1%NH4 NO3 、0.14%KH2
PO4 、0.1%CaCl2 ・2H2 O、0.02%M
gSO4 ・7H2 O、0.01%L−グルタミン酸ナト
リウムを含む培地に植菌し、30℃にて96時間好気的
に培養する。こうして得られた培養液を10,000×
g、4℃にて遠心して菌体を除去し、約1.3L(リッ
トル)の上澄液(粗酵素液)を得る。次いで、この上澄
液に13gのコーンスターチを添加し、4℃で2時間放
置し、イソアミラーゼをデンプンに吸着させる。そし
て、イソアミラーゼを吸着させたデンプンを10,00
0×g、4℃にて遠心して集める。このデンプンを10
0mL(ミリリットル)の1%(w/v)マルトテトラ
オース溶液(pH6.0)に溶解し、室温にて攪拌しな
がら2時間放置し、イソアミラーゼをデンプンより溶出
させる。この溶出液を10,000×g、室温にて遠心
してデンプンを除き、得られた上澄液を、0.2MNa
Clを含む10mMトリス・塩酸緩衝液(pH8.0)
に対して、一夜4℃で透析する。この酵素液を分画分子
量10,000の限外濾過膜を用いて濃縮した後、上記
トリス・塩酸緩衝液で平衡化したセファクリルS−30
0HRカラムを用いてゲル濾過を行い、活性画分を集め
る。こうして得られた精製酵素は、ポリアクリルアミド
ゲルディスク電気泳動法において単一のバンドを有する
ことが確認され、活性収率は約23%であった。
The preferred specific examples of the method for producing isoamylase of the present invention are as follows. Flavobacterium odoratum KU strain ( Flavobacterium odoratum KU,
MICRO LAB. No. 12711), 2% soluble starch,
1% soy protein (trade name "Sorupi K", Nisshin Oil Mills Co., Ltd.), 0.1% NH 4 NO 3 , 0.14% KH 2
PO 4 , 0.1% CaCl 2 · 2H 2 O, 0.02% M
The cells are inoculated into a medium containing gSO 4 .7H 2 O and 0.01% L-sodium glutamate, and cultured aerobically at 30 ° C. for 96 hours. The culture broth thus obtained is 10,000 ×
g, the cells are centrifuged at 4 ° C. to remove bacterial cells, and a supernatant (crude enzyme solution) of about 1.3 L (liter) is obtained. Next, 13 g of cornstarch is added to this supernatant and left at 4 ° C. for 2 hours to adsorb isoamylase to starch. Then, the starch to which the isoamylase was adsorbed was
Collect by centrifugation at 0xg, 4 ° C. 10 of this starch
It is dissolved in 0 mL (milliliter) of 1% (w / v) maltotetraose solution (pH 6.0) and left for 2 hours with stirring at room temperature to elute isoamylase from starch. The eluate was centrifuged at 10,000 × g at room temperature to remove starch, and the resulting supernatant was added to 0.2M Na
10 mM Tris / HCl buffer (pH 8.0) containing Cl
Against dialysis overnight at 4 ° C. This enzyme solution was concentrated using an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 10,000, and then Sephacryl S-30 equilibrated with the above-mentioned Tris-hydrochloric acid buffer solution.
Gel filtration is performed using a 0HR column and the active fractions are collected. The purified enzyme thus obtained was confirmed to have a single band by polyacrylamide gel disc electrophoresis, and the activity yield was about 23%.

【0022】こうして得られる本発明の新規なイソアミ
ラーゼは、前述したような理化学的性質を有している。
The novel isoamylase of the present invention thus obtained has the physicochemical properties described above.

【0023】本発明におけるイソアミラーゼの活性測定
法並びに活性表示法は、以下の通りである。すなわち、
0.5%もち米デンプン溶液0.35mLに、0.5M
の酢酸緩衝液(pH6.0)0.1mLを混合し、適時
希釈した酵素液を0.1mL加え、45℃で15分間反
応させる。その後、0.1N HClにて5倍希釈した
ヨード液(0.05Mヨウ素を含む0.5Mヨウ化カリ
ウム溶液)0.5mLを加えて酵素反応を止め、10m
Lの水を加えて十分に攪拌した後、分光光度計を用いて
610nmで測定する。酵素活性の単位は、上記条件下
で1分間に0.01吸光度を増加する酵素量を1単位と
した。
The isoamylase activity measuring method and activity indicating method in the present invention are as follows. That is,
0.5M to 0.35mL of 0.5% glutinous rice starch solution
0.1 mL of the acetate buffer solution (pH 6.0) is mixed with 0.1 mL of the enzyme solution diluted appropriately, and the mixture is reacted at 45 ° C. for 15 minutes. Thereafter, 0.5 mL of an iodine solution (0.5 M potassium iodide solution containing 0.05 M iodine) diluted 5 times with 0.1 N HCl was added to stop the enzymatic reaction, and 10 m
After adding L water and stirring sufficiently, it measures at 610 nm using a spectrophotometer. As the unit of enzyme activity, 1 unit was the amount of enzyme that increased 0.01 absorbance per minute under the above conditions.

【0024】次に、本発明の糖類の製造法は、上述した
新規なイソアミラーゼと、α−アミラーゼ、β−アミラ
ーゼ及びグルコアミラーゼからなる群より選ばれた少な
くとも一種の酵素とを併用して、デンプンもしくはその
加水分解物に作用させることを特徴とする。
Next, in the method for producing a saccharide of the present invention, the novel isoamylase described above is used in combination with at least one enzyme selected from the group consisting of α-amylase, β-amylase and glucoamylase, It is characterized in that it acts on starch or its hydrolyzate.

【0025】ここで、α−アミラーゼとしては、例え
ば、細菌液化型耐熱性α−アミラーゼ(商品名「クライ
スターゼT−5」、大和化成株式会社製)、バチルス属
Bacillus) 起源のマルトトリオース生成酵素、シュー
ドモナス・スツュツェリ(Pseudomonas stutzeri)起源
のマルトテトラオース生成酵素などを用いることができ
る。また、β−アミラーゼとしては、例えば、大豆由来
のβ−アミラーゼ(長瀬生化学株式会社製)、麦芽由来
のβ−アミラーゼ(商品名「ウルトラザイム」、Enzyme
Biosystems 社製)などを用いることができる。更に、
グルコアミラーゼとしては、例えば、リゾプス属(Rhiz
opus) 起源のグルコアミラーゼ(商品名「スミチー
ム」、新日本化学株式会社製)、アスペルギルス属(As
pergillus)起源のグルコアミラーゼ(商品名「アミログ
ルコシダーゼ」、ノボ社製)などを用いることができ
る。なお、本発明においては、上記酵素の他に、必要に
応じてプルラナーゼなどを併用してもよい。
Examples of the α-amylase include bacterial liquefaction-type thermostable α-amylase (trade name “Crystase T-5”, manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.), maltotriose of Bacillus origin. A synthase such as a maltotetraose synthase originating from Pseudomonas stutzeri can be used. Further, as β-amylase, for example, β-amylase derived from soybean (manufactured by Nagase Biochemical Co., Ltd.), β-amylase derived from malt (trade name “Ultrazyme”, Enzyme
Biosystems) and the like can be used. Furthermore,
Examples of glucoamylase include Rhizops ( Rhiz
opus ) Origin glucoamylase (trade name "Sumiteam", manufactured by Shin Nippon Kagaku Co., Ltd.), Aspergillus spp ( As
pergillus ) -derived glucoamylase (trade name “ Amyloglucosidase ”, manufactured by Novo Co.) and the like can be used. In the present invention, pullulanase and the like may be used in combination with the above-mentioned enzyme, if necessary.

【0026】また、本発明において、デンプンの加水分
解物とは、デンプンを液化型α−アミラーゼで液化した
デンプン液化液や、マルトースをはじめとする各種のマ
ルトオリゴ糖、サイクロデキストリン、これらの混合物
等を意味する。イソアミラーゼと併用する酵素の種類
や、基質の種類は、目的とする加水分解物に応じて定め
られる。
In the present invention, the starch hydrolyzate includes a starch liquefaction solution obtained by liquefying starch with liquefied α-amylase, various maltooligosaccharides such as maltose, cyclodextrin, and mixtures thereof. means. The type of enzyme used in combination with isoamylase and the type of substrate are determined according to the desired hydrolyzate.

【0027】[0027]

【作用】本発明の新規なイソアミラーゼは、アミロペク
チン、デンプン、グリコーゲン中のα−1,6−グルコ
ピラノシド結合を加水分解する。デンプン糖の生成反応
は、低温かつ弱酸性条件下で実施された場合、微生物汚
染に起因する様々な悪影響を受けることが知られてい
る。そこで、このデンプンの酵素加水分解反応をできる
だけ高温条件下で行い、また、弱酸性〜中性側のpH条
件で実施することが望ましいとされている。
The novel isoamylase of the present invention hydrolyzes α-1,6-glucopyranoside bonds in amylopectin, starch and glycogen. It is known that the starch sugar production reaction suffers various adverse effects due to microbial contamination when carried out at low temperature and under weakly acidic conditions. Therefore, it is desirable to carry out the enzymatic hydrolysis reaction of this starch under conditions of as high temperature as possible, and under weakly acidic to neutral pH conditions.

【0028】しかしながら、これまでに単離されたイソ
アミラーゼは熱安定性に劣り、殆どが40℃以下の至適
温度を示すにすぎなかった。また、シュードモナス・ア
ミロデラモサ(Pseudomonas amyloderamosa)が生産する
イソアミラーゼは、約50℃という高い至適温度を有し
ているが、前述したように至適pHが3.0〜4.0と
低いため、併用できる酵素が限られているという問題が
あった。
However, the isoamylases isolated so far are inferior in thermostability, and most of them show an optimum temperature of 40 ° C. or lower. Further, the isoamylase produced by Pseudomonas amyloderamosa has a high optimum temperature of about 50 ° C., but since the optimum pH is as low as 3.0 to 4.0 as described above, There is a problem that the enzymes that can be used together are limited.

【0029】これに対して、本発明の新規なイソアミラ
ーゼは、至適pHが5.5〜6.0であり、作用適温が
45℃と高いため、工業的に使用されている殆どのα−
アミラーゼ、β−アミラーゼ、グルコアミラーゼと併用
することができ、デンプンの加水分解反応を55℃以上
で、しかも弱酸性領域近傍で実施することが可能とな
る。このことは、微生物汚染を確実に防止することを保
証し、また汚染に基づくpH低下を補償する目的でアル
カリ試薬を添加する必要もなくなり、大幅な製造コスト
低減が期待できることを意味する。更に、高温での反応
が可能なことから反応速度の改善が期待され、分解生成
物の生産性を高めることができる。
On the other hand, the novel isoamylase of the present invention has an optimum pH of 5.5 to 6.0 and an optimum temperature of action as high as 45 ° C., so that most of α used in industry is used. −
It can be used in combination with amylase, β-amylase, and glucoamylase, and the starch hydrolysis reaction can be carried out at 55 ° C. or higher and in the vicinity of a weakly acidic region. This means that microbial contamination is surely prevented, and it is not necessary to add an alkaline reagent for the purpose of compensating for pH decrease due to contamination, which means that a large reduction in manufacturing cost can be expected. Furthermore, since the reaction can be carried out at high temperature, the reaction rate is expected to be improved, and the productivity of decomposition products can be increased.

【0030】本発明のイソアミラーゼを、β−アミラー
ゼと併用して、デンプンもしくはその加水分解物に作用
させれば、マルトースを高収率で生産することができ
る。また、本発明のイソアミラーゼを、マルトリオース
生成酵素、マルトテトラオース生成酵素などと併用し
て、デンプンもしくはその加水分解物に作用させれば、
マルトトリオース、マルトテトラオースなどのマルトオ
リゴ糖を高収率で生産することができる。更に、本発明
のイソアミラーゼを、マルトトリオースなどのマルトオ
リゴ糖と、サイクロデキストリンとを含む糖液に作用さ
せると、イソアミラーゼの逆合成反応により、分岐サイ
クロデキストリンを得ることもできる。
When the isoamylase of the present invention is used in combination with β-amylase to act on starch or its hydrolyzate, maltose can be produced in high yield. Further, if the isoamylase of the present invention is used in combination with maltriose-forming enzyme, maltotetraose-forming enzyme, etc., to act on starch or its hydrolyzate,
Malto-oligosaccharides such as maltotriose and maltotetraose can be produced in high yield. Furthermore, when the isoamylase of the present invention is allowed to act on a sugar solution containing a maltooligosaccharide such as maltotriose and cyclodextrin, a branched cyclodextrin can be obtained by a reverse synthesis reaction of isoamylase.

【0031】[0031]

【実施例】【Example】

実施例1 フラボバクテリウム・オドラタムKU株(Flavobacterium
odoratum KU、微工研菌寄第12711号) を、2%マ
ルトース、1%大豆タンパク(商品名「ソルピーK」、
日清製油株式会社製)、0.1%NH4 NO3 、0.1
4%KH2 PO4 、0.1%CaCl2 ・2H2 O、
0.02%MgSO4 ・7H2 O、0.01%L−グル
タミン酸ナトリウムを含む培地(pH6.0)を100
mLずつ分注したフラスコ15本に植菌し、30℃で9
6時間、180rpmで回転振とう培養した。培養終了
後、培養液を10,000×g、4℃で30分間遠心分
離して菌体を除き、8.3単位/mLの粗酵素液1,3
00mLを得た。
Example 1 Flavobacterium odoratum KU strain ( Flavobacterium
odoratum KU, Mikken Kenkyubo No. 12711), 2% maltose, 1% soy protein (trade name "Solpy K",
Nisshin Oil Co., Ltd.), 0.1% NH 4 NO 3 , 0.1
4% KH 2 PO 4 , 0.1% CaCl 2 · 2H 2 O,
0.02% MgSO 4 · 7H 2 O , medium containing 0.01% L-glutamate sodium (pH 6.0) 100
Bacteria were inoculated into 15 flasks, each of which was dispensed in mL, at 9
The cells were cultivated by shaking at 180 rpm for 6 hours. After completion of the culture, the culture solution was centrifuged at 10,000 × g at 4 ° C. for 30 minutes to remove the cells, and 8.3 units / mL of the crude enzyme solution 1,3
00 mL was obtained.

【0032】この粗酵素液に13gのコーンスターチを
添加し、4℃で2時間放置し、イソアミラーゼをデンプ
ンに吸着させた。そして、イソアミラーゼを吸着させた
デンプンを10,000×g、4℃にて遠心して集め
た。このデンプンを1%(w/v)マルトテトラオース
溶液(pH6.0)100mLに懸濁し、室温にて攪拌
しながら2時間放置し、イソアミラーゼをデンプンより
溶出させた。この溶出液を10,000×g、室温にて
遠心してデンプンを除き、得られた上澄液を0.2MN
aClを含む10mMトリス・塩酸緩衝液(pH8.
0)に対して、一夜4℃で透析した。この酵素液を分画
分子量10,000の限外濾過膜を用いて濃縮した後、
上記トリス・塩酸緩衝液で平衡化したセファクリルS−
300HRカラムにかけてゲル濾過を行い、活性画分を
集めた。こうして得られた精製酵素は、ポリアクリルア
ミドゲルディスク電気泳動法において単一のバンドを有
することが確認され、活性収率は約23%であった。
13 g of corn starch was added to this crude enzyme solution, and the mixture was allowed to stand at 4 ° C. for 2 hours to adsorb isoamylase on starch. Then, the starch having adsorbed isoamylase was collected by centrifugation at 10,000 × g and 4 ° C. This starch was suspended in 100 mL of a 1% (w / v) maltotetraose solution (pH 6.0) and allowed to stand for 2 hours with stirring at room temperature to elute isoamylase from the starch. The eluate was centrifuged at 10,000 xg at room temperature to remove starch, and the resulting supernatant was added to 0.2MN.
10 mM Tris / HCl buffer (pH 8.
0) was dialyzed overnight at 4 ° C. After concentrating this enzyme solution using an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut off of 10,000,
Sephacryl S- equilibrated with the above Tris / HCl buffer
Gel filtration was performed on a 300 HR column to collect active fractions. The purified enzyme thus obtained was confirmed to have a single band by polyacrylamide gel disc electrophoresis, and the activity yield was about 23%.

【0033】実施例2 以下の項目について、実施例1で調製した精製イソアミ
ラーゼの理化学的性質を調べた。
Example 2 The physicochemical properties of the purified isoamylase prepared in Example 1 were examined for the following items.

【0034】(1)特異性 アミロペクチン、グリコーゲン、プルランを含む2%溶
液5mLに、基質1gに対して300単位の上記精製イ
ソアミラーゼを添加し、45℃で24時間反応させた。
反応生成物をHPLC法で測定したところ、アミロペク
チン、及びグリコーゲンは、明らかに分解されていた
が、プルランは分解されていなかった。
(1) Specificity To 5 mL of a 2% solution containing amylopectin, glycogen and pullulan, 300 units of the above purified isoamylase was added to 1 g of the substrate, and the mixture was reacted at 45 ° C. for 24 hours.
When the reaction product was measured by the HPLC method, amylopectin and glycogen were clearly decomposed, but pullulan was not decomposed.

【0035】(2)至適pH 0.2M酢酸緩衝液(pH4.0、5.0、5.5、
6.0)、0.2Mリン酸緩衝液(pH6.5、7.
0、7.5、8.0)、又は0.2Mグリシン緩衝液
(pH9.0)に溶解させた0.5%(w/v)もち米
デンプン溶液0.45mLに、上記精製イソアミラーゼ
を予め1mM EDTAを含む水で一夜透析したイソア
ミラーゼ含有溶液0.1mLを混合し、先に述べた方法
でイソアミラーゼ活性を測定した。この結果を図1の
(A)に示す。イソアミラーゼの至適pHは、pH6.
0における酵素活性を100とする相対活性で示した。
(2) Optimum pH 0.2M acetate buffer (pH 4.0, 5.0, 5.5,
6.0), 0.2M phosphate buffer (pH 6.5, 7.
0, 7.5, 8.0), or 0.45 mL of a 0.5% (w / v) glutinous rice starch solution dissolved in a 0.2 M glycine buffer (pH 9.0), and the purified isoamylase was added to the solution. 0.1 mL of an isoamylase-containing solution previously dialyzed against water containing 1 mM EDTA was mixed, and the isoamylase activity was measured by the method described above. The result is shown in FIG. The optimum pH of isoamylase is pH 6.
The relative activity is shown with the enzyme activity at 0 being 100.

【0036】(3)安定pH (2)と同様に処理して得たイソアミラーゼ含有溶液
を、pH4〜9.5の範囲で、30℃で24時間及び4
5℃で10分間処理し、pH6.0で処理した時の残存
酵素活性を100とする相対活性を求めた。この結果を
図2の(A)に示す。図中、○−○は、30℃、24時
間処理した結果、●−●は、45℃、10分処理した結
果を示す。なお、使用した緩衝液は、酢酸緩衝液(pH
4〜6)、リン酸緩衝液(pH6.5〜8.0)及びグ
リシン−NaOH−NaCl緩衝液(pH8.5〜9.
5)である。
(3) Stable pH The isoamylase-containing solution obtained by treating in the same manner as in (2) was treated at pH 4 to 9.5 at 30 ° C. for 24 hours and 4 hours.
Relative activity was determined by treating residual enzyme activity as 100 when treated at 5 ° C for 10 minutes and treated at pH 6.0. The result is shown in FIG. In the figure, ∘-∘ indicates the result of treatment at 30 ° C. for 24 hours, and ● − ● indicates the result of treatment at 45 ° C. for 10 minutes. The buffer used was acetate buffer (pH
4-6), phosphate buffer (pH 6.5-8.0) and glycine-NaOH-NaCl buffer (pH 8.5-9.
5).

【0037】(4)作用適温 (2)と同様に処理して得たイソアミラーゼ含有溶液の
活性を、各温度で測定し、45℃で測定した時の酵素活
性を100とする相対活性を求めた。この結果を図1の
(B)に示す。
(4) Optimum temperature of action The activity of the isoamylase-containing solution obtained by treating in the same manner as in (2) was measured at each temperature, and the relative activity was determined with the enzyme activity measured at 45 ° C. being 100. It was The result is shown in FIG.

【0038】(5)失活条件及び温度安定性 (1)で得た精製イソアミラーゼを(2)と同様に処理
した後、10mM CaCl2 ・2H2 Oの存在下、及
び不存在下で、35℃、40℃、45℃、50℃及び5
5℃で15分間処理し、残存する活性をした。その結果
を図2の(B)に示す。図中、○−○は、CaCl2
2H2 Oを添加しないときの結果、●−●は、CaCl
2 ・2H2 Oを添加したときの結果を示す。このよう
に、Ca2+イオンを添加することにより、温度安定性が
向上し、50℃以上の温度条件下でも活性が維持される
ことがわかる。
(5) Inactivation condition and temperature stability The purified isoamylase obtained in (1) was treated in the same manner as in (2), and then in the presence and absence of 10 mM CaCl 2 .2H 2 O. 35 ° C, 40 ° C, 45 ° C, 50 ° C and 5
It was treated at 5 ° C. for 15 minutes to make the remaining activity. The result is shown in FIG. In the figure, ○-○ indicates CaCl 2 ·
As a result of not adding 2H 2 O, ●-● indicates CaCl
Shows the results upon addition of 2 · 2H 2 O. Thus, it can be seen that the addition of Ca 2+ ions improves the temperature stability and maintains the activity even under the temperature condition of 50 ° C. or higher.

【0039】(6)阻害化 (2)と同様に処理したイソアミラーゼ含有溶液に、終
濃度1mM(ただし、水銀は0.1mMと1mMの両
方)となるように、各種金属の塩酸塩又は化学試薬を添
加し、活性を測定した。そして、無添加の活性を100
とする相対活性を求めた結果を表2に示す。
(6) Inhibition Into the isoamylase-containing solution treated in the same manner as in (2), various metal hydrochlorides or chemicals were added so that the final concentration was 1 mM (however, mercury was 0.1 mM and 1 mM). Reagents were added and activity was measured. And the activity without addition is 100
Table 2 shows the results of determining the relative activity.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】(7)分子量 SDS−ポリアクリルアミドを用いた電気泳動法により
求めた本発明のイソアミラーゼの分子量は、88,00
0であった。図3は、上記電気泳動法の実験結果を示
す。
(7) Molecular Weight The molecular weight of the isoamylase of the present invention determined by electrophoresis using SDS-polyacrylamide is 88,000.
It was 0. FIG. 3 shows the experimental result of the electrophoresis method.

【0042】(8)等電点 Isoelectric Focusing法により求めた本発明のイソアミ
ラーゼの等電点は、8.7であった。図4は、上記等電
点の測定結果を示す。
(8) Isoelectric point The isoamylase of the present invention obtained by the Isoelectric Focusing method had an isoelectric point of 8.7. FIG. 4 shows the measurement result of the isoelectric point.

【0043】実施例3 2%可溶性デンプン、1%大豆タンパク(商品名「ソル
ピーK」、日清製油株式会社製)、0.1%NH4 NO
3 、0.14%KH2 PO4 、0.1%CaCl2 ・2
2 O、0.02%MgSO4 ・7H2 O、0.01%
L−グルタミン酸ナトリウムを含む培地(pH6.0)
を、500mL容の三角フラスコ20本に100mLず
つ入れ、フラボバクテリウム・オドラタムKU株(Flavob
acteriumodoratum KU、微工研菌寄第12711号) を
それぞれ植菌し、30℃で96時間、180rpmで回
転振とう培養した。この培養液を10,000×g、4
℃で20分間遠心分離して菌体を除去し、10.5単位
/mLの粗酵素液を1850mL得た。
Example 3 2% soluble starch, 1% soybean protein (trade name "Solpy K", manufactured by Nisshin Oil Co., Ltd.), 0.1% NH 4 NO
3 , 0.14% KH 2 PO 4 , 0.1% CaCl 2・ 2
H 2 O, 0.02% MgSO 4 · 7H 2 O, 0.01%
Medium containing L-sodium glutamate (pH 6.0)
100 mL of each was placed in 20 500 mL Erlenmeyer flasks, and the Flavobacterium odoratum KU strain ( Flavob
Acterium odoratum KU and Microtechnology Research Institute, Microbiology Co., Ltd. No. 12711) were respectively inoculated and cultivated at 30 ° C. for 96 hours with rotary shaking at 180 rpm. 10,000 xg of this culture solution, 4
The cells were removed by centrifugation at 20 ° C. for 20 minutes to obtain 1850 mL of a crude enzyme solution of 10.5 unit / mL.

【0044】次いで、粗酵素液に15gのコーンスター
チを添加し、4℃で2時間放置し、イソアミラーゼをデ
ンプンに吸着させた。そして、10,000×g、4℃
にて遠心してイソアミラーゼを吸着させたデンプンを集
めた。このデンプンを100mL(ミリリットル)の1
%(w/v)マルトテトラオース溶液(pH6.0)に
懸濁し、室温にて攪拌しながら2時間放置し、イソアミ
ラーゼをデンプンより溶出させた。この溶出液を10,
000×g、室温にて遠心して、デンプンを除いた上澄
液を得た。この上澄液を分画分子量10,000の限外
濾過膜を用いて濃縮し、2,500単位/mLの濃縮粗
酵素液を約5mL得た。
Next, 15 g of cornstarch was added to the crude enzyme solution, and the mixture was allowed to stand at 4 ° C. for 2 hours to adsorb isoamylase on starch. And 10,000 × g, 4 ℃
The starch to which isoamylase was adsorbed was collected by centrifugation at. 100 ml (1 ml) of this starch
% (W / v) maltotetraose solution (pH 6.0), and the suspension was allowed to stand for 2 hours with stirring at room temperature to elute isoamylase from starch. This eluate is 10,
Centrifugation at 000 × g at room temperature gave a supernatant without starch. The supernatant was concentrated using an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 10,000 to obtain about 5 mL of a concentrated crude enzyme solution of 2,500 units / mL.

【0045】次に、10Lの25%(w/v)馬鈴薯デ
ンプン懸濁液を、細菌液化型耐熱性α−アミラーゼ(商
品名「クライスターゼT−5」、大和化成株式会社製)
を用いて105℃で液化した後、直ちに125℃で30
分間オートクレーブし、DE(Dextrose Equivalent :直
接還元糖に対する全固形物の割合)2.7のデンプン液
化液を得た。この液化液5mLに、デンプン重量に対し
て、0.25%の大豆由来のβ−アミラーゼ(長瀬生化
学株式会社製、10,000U/g)と、0.001%
の上記と同じ細菌液化型耐熱性α−アミラーゼと、45
0単位の上記イソアミラーゼ濃縮粗酵素液を添加し、p
H6.0、55℃で、72時間反応させた。
Next, 10 L of a 25% (w / v) potato starch suspension was added to a bacterial liquefaction type thermostable α-amylase (trade name “Crystase T-5”, manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.).
After liquefying at 105 ℃ using
After autoclaving for minutes, a starch liquefaction liquid with a DE (Dextrose Equivalent: ratio of total solids to direct reducing sugars) 2.7 was obtained. To 5 mL of this liquefied solution, 0.25% of β-amylase derived from soybean (10,000 U / g, manufactured by Nagase Biochemical Co., Ltd.) and 0.001% based on the weight of starch
The same bacterial liquefaction-type thermostable α-amylase as above,
Add 0 unit of the above crude solution of isoamylase concentrated enzyme, p
The reaction was carried out at H 6.0 and 55 ° C. for 72 hours.

【0046】反応終了後の糖液に対して、0.2%(w
/v)の活性炭を添加し、沸騰水浴中で5分間加熱した
後、0.45μmポアサイズのメンブランフィルターで
濾別した。こうして得られた糖液中の糖組成を、ウルト
ロン(ULTRON)PS−80N(商品名、親和化工
株式会社製)カラムを用いた高速液体クロマトグラフ法
で測定した結果、G1 :0.4%、G2 :89.3%、
3 :7.5%、オリゴ糖:2.8%であった。
0.2% (w
/ V) activated carbon was added, the mixture was heated in a boiling water bath for 5 minutes, and then filtered with a 0.45 μm pore size membrane filter. The sugar composition in the sugar solution thus obtained was measured by high performance liquid chromatography using a ULTRON PS-80N (trade name, manufactured by Affinity Engineering Co., Ltd.) column, and G 1 was 0.4%. , G 2 : 89.3%,
G 3: 7.5%, oligosaccharide: 2.8%.

【0047】実施例4 実施例3で得られた糖液に対して、特開平2−1138
86号に記載されているサーモモノスポラ・ビリディス
TF−35(Thermomonospora viridis TF−35)由
来の酵素を、デンプン1gに対して150単位添加し、
更に48時間反応させた。
Example 4 The sugar solution obtained in Example 3 was treated with JP-A-2-1138.
The enzyme derived from Thermomonospora viridis TF-35 described in No. 86, 150 units per 1 g of starch,
The reaction was continued for 48 hours.

【0048】得られた糖液を、実施例3と同様の方法で
脱色して濾過した後、その糖組成を実施例3と同様な高
速液体クロマトグラフ法で測定した結果、G1 :3.0
%、G2 :94.0%、G3 :2.5%、オリゴ糖:
0.5%であった。
The obtained sugar solution was decolorized by the same method as in Example 3 and filtered, and then the sugar composition was measured by the same high performance liquid chromatography method as in Example 3, and the result was G 1 : 3. 0
%, G 2 : 94.0%, G 3 : 2.5%, oligosaccharide:
It was 0.5%.

【0049】実施例5 約10Lの30%(w/v)のとうもろこしデンプン懸
濁液を、細菌液化型耐熱性α−アミラーゼ(商品名「ク
ライスターゼT−5」、大和化成株式会社製)を用いて
90℃で液化した後、直ちに120℃で30分間オート
クレーブし、DE5.5のデンプン液化液を得た。
Example 5 Approximately 10 L of a 30% (w / v) corn starch suspension was mixed with a bacterial liquefaction type thermostable α-amylase (trade name “Crystase T-5”, manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.). After being liquefied at 90 ° C., it was immediately autoclaved at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a starch liquefied liquid of DE5.5.

【0050】このデンプン液化液の5mLをとり、デン
プン1g当たり0.2%の麦芽由来のβ−アミラーゼ
(商品名「ウルトラザイム」、Enzyme Biosystems 社
製)と、100単位の実施例3で調製したイソアアミラ
ーゼ濃縮粗酵素液とを添加し、pH6.0、55℃で、
72時間反応させた。
5 mL of this starch liquefaction solution was taken, and 0.2% per 1 g of starch of malt-derived β-amylase (trade name "Ultrazyme", manufactured by Enzyme Biosystems) and 100 units of Example 3 were prepared. Isoaamylase concentrated crude enzyme solution was added, and the pH was 6.0 at 55 ° C.
The reaction was carried out for 72 hours.

【0051】得られた糖液を、実施例3と同様の方法で
脱色して濾過した後、その糖組成を実施例3と同様な高
速液体クロマトグラフ法で測定した結果、G1 :3.2
%、G2 :76.5%、G3 :14.7%、オリゴ糖:
5.6%であった。
The sugar solution thus obtained was decolorized by the same method as in Example 3 and filtered, and then the sugar composition was measured by the same high performance liquid chromatography method as in Example 3. As a result, G 1 : 3. Two
%, G 2 : 76.5%, G 3 : 14.7%, oligosaccharide:
It was 5.6%.

【0052】実施例6 重量比で、マルトースとα−CD(サイクロデキストリ
ン)を3:1の割合、マルトースとβ−CDを5:1の
割合、マルトースとγ−CDを3:1の割合で含む、約
70%(w/v)濃度のそれぞれの糖液に対して、実施
例3で調製したイソアミラーゼ濃縮粗酵素液を、基質1
g当たり7,500単位ずつ添加し、pH6.0、55
℃で、72時間反応させた。
Example 6 By weight ratio, maltose and α-CD (cyclodextrin) were in a ratio of 3: 1, maltose and β-CD were in a ratio of 5: 1, and maltose and γ-CD were in a ratio of 3: 1. For each sugar solution containing about 70% (w / v) concentration, the crude isoamylase enzyme solution prepared in Example 3 was added to the substrate 1.
7,500 units were added per g, pH 6.0, 55
The reaction was carried out at 72 ° C for 72 hours.

【0053】反応後のそれぞれの糖液について、Asahip
ak GS-320 (商品名、旭化成工業株式会社製)を用いて
糖組成を調べたところ、分岐α−CD14.1%、分岐
β−CD7.9%、分岐γ−CD15.2%がそれぞれ
生成していた。
For each sugar solution after the reaction, Asahip
When the sugar composition was examined using ak GS-320 (trade name, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), branched α-CD 14.1%, branched β-CD 7.9%, and branched γ-CD 15.2% were produced, respectively. Was.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
至適pHが弱酸性〜中性領域にあり、作用適温が高い新
規なイソアミラーゼを提供することができ、このイソア
ミラーゼを用いることにより、例えば55℃程度の高温
域で糖化反応を行うことが可能となる。そして、このイ
ソアミラーゼと、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、グ
ルコアミラーゼなどとを併用して用いることにより、プ
ルラナーゼでは得られなかった高純度のマルトース、あ
るいはそれ以上の重合度のマルトオリゴ糖、分岐CDな
どを工業的に製造することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a novel isoamylase having an optimum pH in a weakly acidic to neutral range and a high suitable temperature for action. By using this isoamylase, it is possible to perform a saccharification reaction in a high temperature range of about 55 ° C, for example. It will be possible. Then, by using this isoamylase in combination with α-amylase, β-amylase, glucoamylase, etc., high-purity maltose not obtained by pullulanase, or malto-oligosaccharide having a polymerization degree higher than that, branched CD And the like can be industrially manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のイソアミラーゼの相対活性のpH依存
性及び温度依存性を測定した結果を示す図表である。
FIG. 1 is a chart showing the results of measuring the pH dependence and temperature dependence of the relative activity of the isoamylase of the present invention.

【図2】本発明のイソアミラーゼの残存活性とpH及び
温度との関係を測定した結果を示す図表である。
FIG. 2 is a chart showing the results of measuring the relationship between the residual activity of the isoamylase of the present invention and pH and temperature.

【図3】SDS−ポリアクリルアミドを用いた電気泳動
法により、本発明のイソアミラーゼを含むタンパク質の
分子量を測定した結果を示す図表である。
FIG. 3 is a table showing the results of measuring the molecular weight of a protein containing isoamylase of the present invention by an electrophoresis method using SDS-polyacrylamide.

【図4】Isoelectric Focusing法により本発明のイソア
ミラーゼの等電点を測定した結果を示す図表である。
FIG. 4 is a chart showing the results of measuring the isoelectric point of the isoamylase of the present invention by the Isoelectric Focusing method.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の理化学的性質を有するイソアミラ
ーゼ。 (イ)作用 アミロペクチン、デンプン、グリコーゲン、及びそれら
の部分加水分解物中のα−1,6−グルコピラノシド結
合を特異的に加水分解する。 (ロ)基質特異性 アミロペクチン、デンプン、グリコーゲン中のα−1,
6−グルコピラノシド結合を加水分解し、プルランを加
水分解しない。 (ハ)至適pH 5.5〜6.0 (ニ)安定pH 30℃、24時間の条件下でpH4.5〜8.0で安定
である。 (ホ)作用適温 45℃ (ヘ)失活温度 45℃、10分間の条件下では、pH4及びpH8で完
全に失活し、pH6.0、15分間の条件下では、50
℃で完全に失活する。 (ト)温度安定性 pH6、15分間の条件下では、40℃まで安定であ
る。 (チ)阻害、活性化及び安定化 本酵素は、銅、水銀、亜鉛で阻害され、カルシウムで安
定化される。 (リ)分子量(SDS-PAGE法) 88,000 (ヌ)等電点(Isoelectric Focusing法) 8.7
1. An isoamylase having the following physicochemical properties. (A) Action The α-1,6-glucopyranoside bond in amylopectin, starch, glycogen and their partial hydrolysates is specifically hydrolyzed. (B) Substrate specificity α-1, in amylopectin, starch and glycogen,
It hydrolyzes 6-glucopyranoside bonds and not pullulan. (C) Optimum pH 5.5 to 6.0 (d) Stable pH It is stable at pH 4.5 to 8.0 under the conditions of 30 ° C. and 24 hours. (E) Optimum temperature of action 45 ° C. (f) Deactivation temperature 45 ° C., complete inactivation at pH 4 and pH 8 under conditions of 10 minutes, 50 under conditions of pH 6.0 and 15 minutes.
Deactivates completely at ℃. (G) Temperature stability Under conditions of pH 6 and 15 minutes, it is stable up to 40 ° C. (H) Inhibition, activation and stabilization This enzyme is inhibited by copper, mercury and zinc and stabilized by calcium. (I) Molecular weight (SDS-PAGE method) 88,000 (nu) Isoelectric point (Isoelectric Focusing method) 8.7
【請求項2】 菌体外分泌型酵素である特許請求の範囲
第1項記載のイソアミラーゼ。
2. The isoamylase according to claim 1, which is an extracellular secretory enzyme.
【請求項3】 フラボバクテリウム・オドラタム(Flav
obacterium odoratum)に属するイソアミラーゼ生産菌を
培養し、培養物からイソアミラーゼを採取することを特
徴とするイソアミラーゼの製造法。
3. Flavobacterium odoratum ( Flav
A method for producing isoamylase, which comprises culturing an isoamylase-producing bacterium belonging to obacterium odoratum ) and collecting isoamylase from the culture.
【請求項4】 前記フラボバクテリウム・オドラタム
Flavobacterium odoratum)に属するイソアミラーゼ生
産菌として、フラボバクテリウム・オドラタムKU株(Fl
avobacterium odoratum KU、微工研菌寄第12711
号) を用いる請求項3記載のイソアミラーゼの製造法。
4. An isoamylase-producing bacterium belonging to the Flavobacterium odoratum flavobacterium odoratum KU strain ( Fl
avobacterium odoratum KU, Microorganisms Research Institute No. 12711
No.) is used for producing the isoamylase.
【請求項5】 請求項1記載のイソアミラーゼと、α−
アミラーゼ、β−アミラーゼ及びグルコアミラーゼから
なる群より選ばれた少なくとも一種の酵素とを併用し
て、デンプンもしくはその加水分解物に作用させること
を特徴とする糖類の製造法。
5. The isoamylase according to claim 1, and α-
A method for producing a saccharide, which comprises acting in combination with at least one enzyme selected from the group consisting of amylase, β-amylase and glucoamylase, on starch or a hydrolyzate thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014054221A (en) * 2012-09-13 2014-03-27 Hayashibara Co Ltd NOVEL α-GLUCAN TRANSFER ENZYME, PRODUCTION METHOD OF THE SAME AND ITS USE

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