JPH0623205B2 - マルトシル−サイクロデキストリン類の分離精製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はマルトシル−サイクロデキストリン類の分離精
製方法に関し、更に詳細にはマルトシル−サイクロデキ
ストリン、サイクロデキストリンおよびオリゴ糖類を含
む糖液を化学修飾されたシリカ担体に吸着させ、ついで
吸着されたサイクロデキストリン類を特定濃度のエタノ
ール水溶液を用いて分別溶出することからなるマルトシ
ル−サイクロデキストリン類の分離精製方法に関する。

［従来の技術］ サイクロデキストリンは、デンプン又はデンプン分解物
にバチルス・マセランス(Bacillus macerans)等の微生
物が生産するサイクロデキストリン生産酵素を作用させ
て得られる分解生成物で、その包接作用を利用して食
品、医薬品、化粧品等の分野で幅広い用途が期待されい
いるものである。なかでも、サイクロデキストリンの母
核にマルトース等の分枝が結合した、いわゆる分岐サイ
クロデキストリンは、水への溶解性が著しく高いことか
ら、上記分野のみならず、一般工業分野等で更に広い応
用が期待されている。

このような背景から、最近、マルトシル−サイクロデキ
ストリンの工業的な製造法を開発する努力が各方面で行
われている。しかしながら、これらマルトシル−サイク
ロデキストリンはデンプンまたはデンプン分解物から酵
素の作用によって直接製造されるか又はサイクロデキス
トリンとオリゴ糖に酵素を作用させることにより製造さ
れるため、その生成液中には多量の直鎖あるいは分岐オ
リゴ糖および非分岐のサイクロデキストリンが混在して
いる。そのため、それら糖液中よりマルトシル−サイク
ロデキストリンのみを分離採取することが極めて困難で
あることから、未だマルトシル−サイクロデキストリン
含量の高い精製品の工業的製造に成功していないのが実
状である。

これまでに知られているサイクロデキストリン類の精製
方法の代表的なものは次のものである。

糖液にアセトン等の有機溶媒を加えてサイクロデキ
ストリンを沈澱させる方法（特公昭５２−８３８５
号）。

陰イオン交換樹脂を用いて精製する方法（特公昭４
６−９２２３号）。

多孔性ポリマーからなる疎水性の合成吸着樹脂を用
いる方法（特開昭５６−８０５号）。

強酸性イオン交換樹脂のアルカリ金属塩で分画する
方法（特開昭５７−３０７０２号）。

しかしながら、これらの方法はサイクロデキストリン類
を他のオリゴ糖、デキストリン等から分離する場合に
は、ある程度の効果が認められるが、これを工業的に利
用するには効果が不十分である上に、サイクロデキスト
リン相互の分離には殆ど使用できないという欠点があ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者等は、このような実状を考慮し、効率が良くか
つ実用的なサイクロデキストリンの分離方法を見出だす
べく研究を重ねた結果、化学修飾されたシリカ担体がサ
イクロデキストリンのみを選択的に吸着することを見出
だし、これを利用してオリゴ糖類とサイクロデキストリ
ン類を分離することに成功し、「サイクロデキストリン
類の精製方法」として先に特許出願した。

しかしながら、この方法はサイクロデキストリン類の溶
出に１０％エタノール水溶液を使用しているために各種
のサイクロデキストリンが殆ど同時に溶出されるので、
サイクロデキストリン類と他の糖類との分離は可能であ
ってもサイクロデキストリン相互の分離、特にサイクロ
デキストリンと分岐サイクロデキストリンとの分離が実
質的に不可能という欠点がある。

本発明者等の研究によれば、化学修飾シリカ担体に吸着
されたサイクロデキストリン類を１０％のエタノール水
溶液で溶出すると種々のサイクロデキストリンが殆ど同
時に溶出されるため、これを相互に分離することは極め
て困難である。

本発明者等は、この溶出液のエタノール濃度を種々に変
えてサイクロデキストリン類の溶出パターンを詳細に検
討した結果、溶出液のエタノール濃度が１％以下ではオ
リゴ糖のみが溶出されサイクロデキストリン類は殆ど溶
出されないがエタノール濃度を２−７％にすると徐々に
溶出が起こり、サイクロデキストリンの種類によって溶
出速度にかなりの差が生ずること円を発見した。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記のごとき新知見に基づいて完成されたもの
で、マルトシル−サイクロデキストリン、サイクロデキ
ストリンおよびオリゴ糖類を含有する糖液を化学修飾さ
れたシリカ担体に接触させて、サイクロデキストリン類
を当該シリカ担体に吸着させ、ついで吸着されたサイク
ロデキストリン類をエタノール水溶液を用いて分別溶出
させることからなるマルトシル−サイクロデキストリン
類の分離精製方法において、まず水によりオリゴ糖類を
溶出除去し、ついで溶出液のエタノール濃度を段階的も
しくは連続的に上昇させてサイクロデキストリン類の分
別溶出を行うことを包含する方法である。

本発明の方法に使用される化学修飾シリカ担体は、シリ
カゲルのシラノール基がＣ_８−Ｃ_１８の直鎖アルキルシ
リル基で置換された構造を有するものである。特に好ま
しいのはシリカ担体の炭素含有率が７−２０％になるよ
うにＣ_１８の直鎖アルキルシリル基で置換されているも
のである。また、当該シリカゲル（オクタデシルシリル
基で置換されたシリカゲル）の残存シラノール基を更に
トリメチルシリル基で置換（エンドキャッピング）した
もの、更には前記オクタデシルシリル基の代わりにオク
チルシリル基で置換された構造を有するものも使用する
ことが可能である。

これらの化学修飾シリカ担体は、シリカゲルにアルキル
クロロシランを反応させ、更に所望により、当該反応生
成物にトリメチルクロロシランを反応させることにより
製造することができる。しかしながら、このような化学
修飾シリカ担体は既にプレパラティブ−Ｃ１８（ウォー
ターズ社製品）、ＹＭＣ−ＯＤＳ−ＡＬＬ、ＹＭＣ−Ｇ
ＥＬ−Ｃ８（以上、山村化学研究所製品）等の商品名で
市販されているので、それらを適宜購入して使用するの
が便利である。

本発明によれば、糖液と化学修飾シリカ担体との接触は
種々の形で行うことができる。最も好ましい方法はこれ
らのシリカ担体を充填したカラムに糖液を流下させる方
法であるが、その他に糖液中にシリカ担体を加えて混合
する方法も用いることが可能である。

化学修飾シリカ担体に接触させる糖液中には、マルトシ
ル−サイクロデキストリンおよび非分岐のサイクロデキ
ストリンのほか、他の糖類が単独もしくは２種以上共存
していてもよく、またサイクロデキストリン類としては
マルトシル−サイクロデキストリンおよび非分岐のα−
サイクロデキストリン、β−サイクロデキストリン、γ
−サイクロデキストリンがどのような比率で含まれてい
ても差し支えない。これら糖液中のマルトシル−サイク
ロデキストリン類の含量は１％以下の低含量でもよく、
またサイクロデキストリン類の吸着を阻害しない限り、
糖液中に酵素等が含まれていても差し支えない。シリカ
担体に接触させる糖液の温度は、上記のいずれの方法に
おいても１％以下の低濃度から６０％以上の高濃度迄、
極めて広い範囲で使用することができる。

本発明によれば、化学修飾シリカ担体に吸着されたサイ
クロデキストリン類の溶出は次のようにして行われる。
まず、シリカ担体を所定量（担体容積の２−３倍量）の
水で水洗してオリゴ糖類を除去し、次いで２−７％のエ
タノール水溶液を用いてサイクロデキストリン類の分別
溶出を行い、更に１０％以上のエタノール水溶液により
カラム内に残留するサイクロデキストリンを溶出回収す
る。

本発明によれば、化学修飾シリカ担体に吸着されたサイ
クロデキストリン類をエタノール水溶液により溶出する
と、同じα−サイクロデキストリン類では分枝を有する
ものが速く溶出され、分枝を持たないサイクロデキスト
リンは遅れて溶出される。従って、本発明の分別溶出は
原料液のサイクロデキストリン組成に合わせて２−７％
のエタノール水溶液を用いて行われ、更に必要に応じて
１０％以上のエタノール水溶液によりカラム内に残留す
るサイクロデキストリンが溶出される。

即ち、原料液のサイクロデキストリン類が主としてα−
サイクロデキストリン類からなるものであるときは、エ
タノール含量５−７％のエタノール水溶液を使用し、β
−サイクロデキストリン類から成るものであるときはエ
タノール含量３−５％のエタノール水溶液を使用し、更
にγ−サイクロデキストリン類から成るものであるとき
は、エタノール含量２−３％のエタノール水溶液が使用
される。また、シリカ担体からのサイクロデキストリン
類の溶出の速さは用いられるシリカ担体の種類によって
も多少異なるため、使用するシリカ担体に応じて溶出液
のエタノール濃度を１−２％高くもしくは低くする必要
がある。従って、本発明に於いては、上記の点を考慮し
ながら、原料液中のサイクロデキストリン組成に合わせ
て溶出液のエタノール濃度を適宜調節して、好ましい溶
出パターンの得られるようにすることが必要である。

また、本発明においては、上述のようにエタノール水溶
液のエタノール濃度を段階的に上昇させて、溶出を行う
方法の他、エタノール濃度を０％−１０％の間で連続的
に上昇させて溶出を行う、いわゆるグラディエント溶出
の方法を用いることも可能である。

溶出に使用される溶出液の量は、化学修飾シリカ担体の
容積と同量ないし数十倍量が用いられるが、好ましくは
５−３０倍量である。

本発明においては、溶出液の通液速度は分離効率には殆
ど影響なく、任意の速度で行うことができるが、通常は
作業の効率等を考慮してＳＶ＝３−３０の範囲が選ばれ
る。

カラムからの溶出液は溶出順にフラクションコレクター
に分取する。上記のようにエタノール水溶液による溶出
では、マルトシル−サイクロデキストリンが早く溶出さ
れ、非分岐のサイクロデキストリンは遅れて溶出されて
くるので、各フラクションコレクターに補集された溶出
液のサイクロデキストリン組成をＨＰＬＣ等により確認
して、それぞれ同一成分ごとに集め、濃縮し、更に必要
に応じて、乾燥し粉末とすることができる。また、大量
処理の場合、分取装置により、ＲＩ検出器を用いたピー
ク分画または溶出液量より同様な分画・分取も可能であ
る。

また、このようにして分離されたサイクロデキストリン
類について、上記の吸着・分離溶出の操作を反復実施す
れば、更に高純度のマルトシル−サイクロデキストリン
類を得ることが可能である。

なお、食品以外の用途、例えば一般工業用に使用する分
岐サイクロデキストリンについてはエタノールの代わり
にメタノールを使用して上記と同様に実施することも可
能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、マルトシル−サイクロデキストリンと
非分岐のサイクロデキストリンを分離できるだけでなく
極めて高純度のマルトシル−サイクロデキストリン類を
得ることができるという特徴がある。従って、本発明は
マルトシル−サイクロデキストリン類の工業生産を行う
上で極めて有用である。

［実施例］ 次に実施例を示し、本発明を更に詳細かつ具体的に説明
する。

実施例１ マルトシル−α−サイクロデキストリンを含むサイクロ
デキストリン類とオリゴ糖の混合溶液（ＢＸ３９％、組
成：分岐α−サイクロデキストリン１０．０％、α−サ
イクロデキストリン４．３％、マルトース等のオリゴ糖
類８５．７％）７５０mlをオクタデシルシリル（ＯＤ
Ｓ）担体のカラム（径６．５cm×長さ３２cm、担体量５
００ｇ）上に負荷する。次いで、水３をＳＶ＝５でカ
ラムに通液して、共存するオリゴ糖類を溶出除去し、更
に２％以下のエタノール水溶液でカラムに残留するサイ
クロデキストリン類以外の成分を溶出除去する。

次に、５％エタノール水溶液５をＳＶ＝５でカラムに
通液して、担体に吸着されたサイクロデキストリン類を
溶出する（溶出液は２０mlごとにフラクションコレクタ
ーで分取する。）。

終了後、２０％エタノール水溶液２を通液して、カラ
ム内に残留しているサイクロデキストリン類を溶出して
回収する。

上記により分取した各フラクションの糖組成をＨＰＬＣ
で確認し、第１図の溶出パターンを得た（図中、の曲
線はマルトシル−α−サイクロデキストリンを示し、
の曲線はジマルトシル−α−サイクロデキストリンを示
し、の曲線はα−サイクロデキストリンを示す。）。
次に、これら各フラクションを糖組成に応じてジマルト
シル−α−サイクロデキストリンの画分（Ｐ１）、マル
トシル−α−サイクロデキストリンの画分（Ｐ２）、α
−サイクロデキストリンの画分（Ｐ３）に分けた後、そ
れぞれの画分を集め、濃縮、乾固して、ジマルトシル−
α−サイクロデキストリンを主成分とする粉末７．８
ｇ、マルトシル−α−サイクロデキストリン粉末２５．
５ｇ、α−サイクロデキストリン粉末１４．１ｇを得
た。これらの各粉末のサイクロデキストリン組成は第１
表の通りである。

尚、原液からのジマルトシル−α−サイクロデキストリ
ンの回収率９５．２％、マルトシル−α−サイクロデキ
ストリンの回収率は９６．２％、α−サイクロデキスト
リンの回収率は９７．８％であった。

実施例２ マルトシル−α−サイクロデキストリンを含むサイクロ
デキストリン類とオリゴ糖の混合溶液（Ｃｘ３６．２
％、組成：分岐α−サイクロデキストリン１９．９％、
α−サイクロデキストリン２２．２％、マルトース等の
オリゴ糖類５７．３％）６．６mlをオクタデシルシリル
（ＣＤＳ）担体のカラム（径２．０cm×長さ７．０cm、
担体量１０ｇ）上に負荷する。次いで、水６０mlをＳＶ
＝４８でカラムに通液して、共存するオリゴ糖類を溶出
除去する。次に、５％エタノール水溶液２００mlをＳＶ
＝４．８でカラムに通液して、担体に吸着されたサイク
ロデキストリン類を溶出する（溶出液は３．３mlごとに
フラクションコレクターで分取する。）。

終了後、１０％エタノール水溶液１００mlを通液して、
カラム内に残留するサイクロデキストリン類を溶出して
回収する。

上記により分取した各フラクションのサイクロデキスト
リン組成をＨＰＬＣで確認し、その組成に応じて各フラ
クションを、マルトシル−α−サイクロデキストリンお
よびジマルトシル−α−サイクロデキストリンを含む画
分（Ｐ１）、α−サイクロデキストリン、マルトシル−
α−サイクロデキストリンおよびジマルトシル−α−サ
イクロデキストリンを含む画分（Ｐ２）、α−サイクロ
デキストリンおよびマルトシル−α−サイクロデキスト
リンを含む画分（Ｐ３）、およびα−サイクロデキスト
リンの画分（Ｐ４）に分けた後、それぞれの画分を濃
縮、乾固して、４種類の粉末を得た。これらの各粉末の
収量およびサイクロデキストリン組成を第２表に示す。

実施例３ マルトシル−β−サイクロデキストリンを含むサイクロ
デキストリン類とオリゴ糖の混合溶液（Ｂｘ４０．５
％、組成：分岐β−サイクロデキストリン１１．５％、
β−サイクロデキストリン７．７％、マルトース等のオ
リゴ糖類８０．５％）８．０mlをオクタデシルシリル
（ＯＤＳ）担体のカラム（径２．０cm×長さ７．０cm、
担体量１０ｇ）上に負荷する。次いで、水６０mlをＳＶ
＝４８でカラムに通液して、共存するオリゴ糖類を溶出
除去する。次に、５％エタノール水溶液２００mlをＳＶ
＝４．８でカラムに通液して、担体に吸着されたサイク
ロデキストリン類を溶出する（溶出液は４．０mlごとに
フラクションコレクターで分取する）。

終了後、１０％エタノール水溶液６０mlを通液して、カ
ラム内に残留するサイクロデキストリン類を溶出して回
収する。

上記により分取した各フラクションの糖組成をＨＰＬＣ
で確認（測定）し、糖組成に応じてこれら各フラクショ
ンを分岐β−サイクロデキストリンを主成分とする画分
（Ｐ１）、β−サイクロデキストリンを主成分とする画
分（Ｐ２）に分けた後、それぞれの画分を集め、濃縮、
乾固して、粉末を得た。これら各粉末の収量およびサイ
クロデキストリン組成は第３表の通りである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られたサイクロデキストリン類の
溶出パターンを示す曲線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マルトシル−サイクロデキストリン、サイ
   クロデキストリンおよびオリゴ糖類を含む糖液を化学修
   飾シリカ担体に接触させて、液中のサイクロデキストリ
   ン類を当該シリカ担体に吸着させ、ついで吸着されたサ
   イクロデキストリン類をエタノール水溶液により分別溶
   出させることからなるマルトシル−サイクロデキストリ
   ン類の分離精製方法において、まず水によりオリゴ糖類
   を溶出除去し、ついで溶出液のエタノール濃度を段階的
   もしくは連続的に上昇させてサイクロデキストリン類の
   分別溶出を行うことを特徴とする方法。