JPH0547197B2

JPH0547197B2 -

Info

Publication number: JPH0547197B2
Application number: JP1070698A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takeda; Atsushi Inoe; Takeshi Sugawara; Kazuo Yamamoto
Original assignee: HOKUREN; HOKUREN NOGYO KYODO KUMIAI RENGOKAI
Current assignee: HOKUREN; HOKUREN NOGYO KYODO KUMIAI RENGOKAI
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1993-07-16
Also published as: JPH02249493A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はケストースの精製方法に関し、詳しく
は発酵法により得られたケストース含有液を高温
かつ高PH条件にて脱コロイドおよび副生還元性単
糖類の分解を行つたのち脱塩することによりなる
ケストースの精製方法に関する。

ケストースは人間が摂取したとき、胃で消化さ
れることなく腸に達し、ビフイズス菌の成育促進
効果を示す食品素材などとして有用である。

なお、ケストースとはシユークロースのフラク
トシル基の１位の炭素原子にフラクトースが１個
転位した分子構造を有する３糖類、いわゆる１−
ケストース（以下、GF2と略記することがある。）
を意味する。このものはフラクトースが２個転位
したニストース（以下、GF3と略記することがあ
る。）、３個転位したフラクトシルニストース（以
下、GF4と略記することがある。）と共に低う蝕
性、難消化性、ビフイズス菌生育促進効果などの
特性を有していることが知られている。

［従来の技術、発明が解決しようとする課題］従来、アスペルギルス・ニガー（FERM Ｐ−
5886）、オーレオバシジユウム・ブルランス
（AHU 9549）、フザリウム属菌、ペニシリウム
属菌などのケストース生産菌を用いてGF2を製造
する方法においては、GF2の他にGF3、GF4など
も同程度に含むフラクトオリゴ糖が得られ、GF2
の効率的な製造法ではなかつた。そのため、GF2
の純粋品を得たい場合には、カーボンカラムにフ
ラクトオリゴ糖を吸着させてアルコールと水の混
合溶媒で溶出する方法を適用できるが、この方法
は多量の溶媒を必要とする上に収率が低い等の問
題があり、工業的方法としては不利な点が多い。

そこで、この問題を改善する方法として、転位
反応後の液を陽イオンカラムクロマトグラフ法で
単糖とシユークロースを除去する方法（特開昭61
−9266号）、転位反応と同時あるいは後に単糖お
よびシユークロースを資化する微生物あるいは分
解する微生物を添加する方法（特開昭62−14792
号）などが提案されている。

しかしながら、これらの方法によつてもGF2の
含有率は固形分あたり50％以下で、GF3、GF4を
含んだフラクトオリゴ糖混合物として90％以上の
含有率を示すにすぎない。GF2を高率で得るため
には、さらに煩雑な操作を必要とする。しかも、
前者の方法によりオリゴ糖の純度を上げようとす
れば、収率が極端に悪くなり、かつカラム通夜中
に液が希釈されるという欠点が生じる。また、後
者の方法は、微生物の環境上、反応温度を40℃以
下としなければならず、閉鎖系の反応器を用いな
い限り雑菌汚染の問題があり、微生物管理が困難
である。

そこで、本発明者らはフラクトオリゴ糖の中の
GF2のみを高率で生産する微生物を自然界より探
索すると共に、GF2含有液からのGF2の精製方法
について検討を重ねた結果、製糖工業において用
いられている粗糖汁（植物体からの糖の抽出水）
の脱タンパク法、すなわち石灰処理−炭酸飽充を
行う方法を採り入れることによつて脱タンパクの
みならず、培養液中の還元糖を除去できることを
見い出した。なお、この方法は、還元糖除去の点
から反応時間が10分以内で終了させることがで
き、イオン交換法および微生物による還元糖除去
よりはるかに少ない時間で済むものである。

［課題を解決するための手段］製糖工場で行なわれている粗糖汁のタンパク質
を含むコロイド物質の除去法は基本的には石灰
（酸化カルシウム）を添加することによりPHを上
げ、さらに加熱することにより粗糖汁中のコロイ
ド物質を不溶性石灰塩または石灰複合物の沈澱と
して除くものである。この処理を簡単に石灰処理
と言う。次の単産飽充の目的は過剰の石灰を炭酸
ガスを吹き込んで反応させ、不溶性の炭酸カルシ
ウムとして糖汁より除くことである。

今回ケストース含有培養液の精製に石灰処理−
炭酸飽充の原理を使用したのは、まずケストース
が高温、高PH条件に対し安定であつたこと、と同
時にこの条件下では還元糖が速やかに分解するこ
とから、よりケストース純度の高い精製液が得ら
れたことによる。この点を種々検討した結果、石
灰処理を脱タンパクに主をおいた第１石灰処理
と、還元糖を分解する第２石灰処理、そして炭酸
飽充に分けた法が、ろ過効率の良いことを見い出
し、以下の概略に添つて本発明を完成させたもの
である。

すなわち本発明は、ケストース含有液に酸化カ
ルシウムを加え、60〜80℃に加温しコロイド物質
を沈でんさせる工程、得られた液を80〜90℃に昇
温後酸化カルシウムを加えてPH12.0〜12.5として
還元性単糖類を分解させる工程、炭酸ガスを導入
して該液のPHを８〜９にすると共に過剰のカルシ
ウムを沈でんさせる工程および得られた液をイオ
ン交換樹脂を用いて脱塩処理する工程を順次行う
ことを特徴とするケストースの精製方法を提供す
るものである。

本発明の対象とされるケストース含有液はケス
トースを含有するものであればよく、たとえばケ
ストース生産菌を倍地に培養して得た培養液から
菌体等の固形分を除去した液体を意味し、ケスト
ース生産菌としては前記した既知の微生物のほ
か、本発明者らによつて北海道斜里郡斜里町の土
壌より単離されたスコプラリオプシス・ブレビカ
ウリス（Scopulariopsis brevicaulis）・エスピー
HS−0002（FERM Ｐ−10438）も含まれる。本
菌の菌学的性質は特願昭63−313943号明細書に詳
しく記載されている。本菌を用いたケストース含
有液は以下の方法により得ることができる。

倍地としては炭素源、窒素源、無機塩類などを
含むものが用いられる。炭素源としてシユークロ
ースが用いられ、倍地中の濃度は５〜50％、好ま
しくは10〜20％が適当である。シユークロースと
しては、製糖工程中のジユース、たとえば粗糖汁
の脱コロイド後のジユースまたはシヨ糖の結晶化
工程で生じる糖蜜などを用いることもできる。窒
素源としては酵母エキス、肉エキス、コーンスチ
ープリカー、ペプトンなどの有機または無機の窒
素化合物が用いられ、その濃度は１〜４％、好ま
しくは1.5〜2.5％が適当である。さらに、リン酸
塩類、マグネシウム塩、鉄塩など、たとえばリン
酸カリウム、、硫酸マグネシウムなどの無機塩類
を0.1〜1.0％、好ましくは0.2〜0.5％加える。倍
地のPHは５〜８、好ましくは6.5〜7.0に調節す
る。

本菌の培養は、あらかじめ24〜48時間振とう培
養した本菌を上記倍地に接種し、24〜40℃、好ま
しくは28〜30℃で24〜120時間、好ましくは72〜
90時間通気撹拌培養することにより行う。なお、
炭素源のシユークロースは培養開始時にすべてを
添加するほか、培養開始時の添加量を抑え培養中
に１乃至数回に分割して加えてもよい。

本発明の方法により得られる培養液中の糖組成
の１例を示すと、前記の本発明者らにより単離さ
れた微生物を用い、初発シユークロース濃度15％
のとき、全糖質量は11.5％であり、全糖質あたり
GF2は78.0％、GF3は3.0％、フラクトースは12.3
％、マンニトールは3.0％、シユークロースは3.7
％であり、グルコースは認められなかつた。

15％のシユークロース溶液から生成するGF2は
理論上11％であるから、上記の場合のGF2収率は
約80％となり、極めて高率でGF2が得られている
ことが判る。

上記培養液から過、遠心分離などの固液分離
手段によつて固体等の固形分を除くことによつて
ケストース含有液が得られる。

ケストース含有液からのケストースの精製は、
次のようにして行うことができる。まず、該ケス
トース含有液を60〜80℃、好ましくは70〜75℃に
加温後、酸化カルシウムを加える。ここで、酸化
カルシウムは0.1〜0.5％、好ましくは0.2〜0.3％
の濃度となるように加える。次いで、５〜10分間
静かに撹拌すると、ケストース含有液中のコロイ
ド物質の大部分が沈でんする。その過液の温度
を80〜90℃、好ましくは85℃とし、再び酸化カル
シウムを加える。このときの酸化カルシウム添加
量は0.5〜2.0％、好ましくは1.0〜1.5％となるよ
うにすればよい。次いで、３〜８分間撹拌する
と、還元性単糖類が分解し、かつ残存するタンパ
ク質も沈でんして除まれる。なお、酸化カルシウ
ムの添加により液体のPHは12〜12.5になり、多量
のカルシウムイオンは溶解した状態にある。そこ
で、この溶液に炭酸ガスを導入してPHを下げると
共に過剰のカルシウムイオンを炭酸カルシウムと
して沈でんさせる。この際の炭酸ガスの導入量は
液体のPHを８〜９に下げることが出来る量とすれ
ばよい。

炭酸ガスの導入により所定のPHとなつたなら
ば、炭酸ガスの導入を止め、炭酸カルシウムの沈
でんを成長させる。次いで、過により沈でんを
除いた後、カチオンおよびアニオンイオン交換樹
脂を用いて脱塩処理を行う。この脱塩処理は既知
の条件の下に行えばよい。次いで、必要により活
性炭処理を行う。

以上の操作によつて無色透明の液体が得られる
が、前記した本発明者らによつて見出されたスコ
プラリオプシス・ブレビカウリス・エスピーHS
−0002を用いて得られたケストース含有液を上記
の如く精製した場合、得られる無色透明の液体は
B_x10.5である。このものを活性炭処理後、濃縮す
ることによつてB_x70で糖組成がGF2：80〜90％、
GF3：２〜５％、マンニトール：３〜８％、シユ
ークロース：２〜12％の高GF2含有シラツプを得
ることができる。このシラツプ中のいわゆるフラ
クトオリゴ糖含量は81〜95％であり、難消化性糖
質としてはアンニトールを加えて88〜98％の組成
を有する。

［実施例］次に、本発明を実施例により詳しく説明する。

製造例１ 10ジヤーフアーメンターにシユークロース15
％、コーンスチープリカー２％、リン酸カリウム
0.5％、尿素0.02％、硫酸マグネシウム0.03％を含
む倍地５を入れPH７に調整後、炭酸カルシウム
15ｇを入れ、120℃で60分間殺菌したものに、ス
コプラリオプシス・ブレビカウリス・エスピー
HS−0002（FERM Ｐ−10438）を坂口フラス中
でシユークロース15％、コーンスチープリカー２
％、リン酸カリウム0.2％を含む倍地に接種し24
時間培養したものを種菌として、無菌的に接種
し、30℃で90時間培養した。その後、菌体をろ過
により分離した。

得られた培養液中の糖組成は以下の通りであ
つた。

GF2 78％ GF3 ３％フラクトース 12％マンニトール３％シユークロース４％実施例１製造例１で得た培養液を70℃に加温し、0.25
％の酸化カルシウムを加え10分間静かに撹拌し
た。その後、生じた沈澱をろ過により取り除き、
さらに温度を85℃にまで上げ1.0％の炭酸カルシ
ウムを加えPH12.5とし、８分間静かに撹拌して還
元性単糖類（フラクトース）を分解させた。そし
て炭酸ガスを毎分１程度に導入し、PHを９にま
で下げた。生じた沈澱を再びろ過し、イオン交換
樹脂（三菱ダイヤイオンPK220、WA30）により
脱塩、さらに粒状活性炭を詰めたカラムに液を通
し、エバポレーターにより濃縮することにより
B_x70のシラツプを得た。

以上のようにして得られたシラツプの固形分は
全て糖質であり、以下の組成を有していた。

GF2 90％ GF3 ３％マンニトール３％シユークロース４％製造例２製造例１で用いたシユークロース溶液の代わり
に製糖工程中の脱タンパク工程後のジユースであ
るシンジユース（シユークロース濃度16％）を用
いて実施した。

シンジユースをB_x15に調整し、コーンスチー
プリカー2.0％、リン酸カリウム0.2％、尿素0.02
％、硫酸マグネシウム0.03％を加えたものを倍地
とし、製造例１で用いたものと同じ種菌を同量用
いて本培養を30℃で90時間行つた。得られた培養
液の糖組成は以下のとおりであつた。

GF2 78％ GF3 ５％フラクトース９％マンニトール５％シユークロース２％ラフイノース１％実施例２製造例２で得た培養液を実施例１と同様の精
製濃縮工程を経て最終的に以下の糖組成を有する
B_xのシラツプを得た。

GF2 85％ GF3 ５％マンニトール６％シユークロース２％ラフイノース１％ラフイノースはビートを原料とする製糖工場に
おいてビートに由来する三糖類であり、フラクト
オリゴ糖と同様ビフイズス菌生育促進効果を示す
ことが知られている。

［発明の効果］本発明によれば、ケストースを含有する溶液を
高温高PH条件にて処理することにより脱タンパク
と副生フラクトースの分割を行い、高ケストース
含有液を効率よく得ることができる。このものは
ビフイズス菌の生育促進効果を有し、かつ低う蝕
性、難消化性という特色を有しており、食品素材
としての利用が期待される。

Claims

【特許請求の範囲】

１ケストース含有液に酸化カルシウムを加え、
60〜80℃に加温しコロイド物質を沈でんさせる工
程、得られた液を80〜90℃に昇温酸化カルシウム
を加えてPH12.0〜12.5として還元性単糖類を分解
させる工程、炭酸ガスを導入して該液のPHを８〜
９にすると共に過剰のカルシウムを沈でんさせる
工程および得られた液をイオン交換樹脂を用いて
脱塩処理する工程を順次行うことを特徴とするケ
ストースの精製方法。