JPH06263802A - 分枝環状イヌロオリゴ糖及びその製造方法 - Google Patents

分枝環状イヌロオリゴ糖及びその製造方法

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JPH06263802A
JPH06263802A JP5569193A JP5569193A JPH06263802A JP H06263802 A JPH06263802 A JP H06263802A JP 5569193 A JP5569193 A JP 5569193A JP 5569193 A JP5569193 A JP 5569193A JP H06263802 A JPH06263802 A JP H06263802A
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JP
Japan
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microorganism
cyclic inulooligosaccharide
branched cyclic
cfr
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JP5569193A
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English (en)
Inventor
Sachiko Kushibe
祥子 櫛部
Hironori Morimoto
裕紀 森本
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 フルクトース6〜8分子がβ−2,1結合し
た環状イヌロオリゴ糖にフルクトースを転移反応させる
ことによりフルクトシル化された新規な分枝環状イヌロ
オリゴ糖を得る。 【効果】 本発明の分枝環状イヌロオリゴ糖は、クラウ
ンエーテルまたはサイクロデキストリンに代わる新しい
環状の包接化合物として、化学工業、食品工業、製薬工
業等の広い分野における利用が期待される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な分枝環状イヌロ
オリゴ糖及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】フルク
トース6〜8分子がβ−2,1結合した環状イヌロオリ
ゴ糖(以下、「サイクロフラクタン」または「CFR」
と略記することがある)は、その構造上、分子の骨格が
クラウンエーテルに類似していることから、金属イオン
の捕捉作用や各種の触媒として、また包接剤としても化
学工業、食品工業、製薬工業等の広い分野においての利
用が示唆されていることから、注目を集めている。ま
た、構成糖がグルコースの環状オリゴ糖であるサイクロ
デキストリンも、クラウンエーテルと同様に幅広い分野
において使用されてきた。しかし、クラウンエーテルに
は水に不溶であるという問題と人体に対する毒性が強い
という問題があり、サイクロデキストリンにも水に溶け
にくい等の問題があることから、その適用範囲には制限
があった。従って、これらの課題を解決し得る新しい環
状化合物の開発が望まれていた。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記の課題
を解決するべく検討を重ねてきた結果、サイクロフラク
タンにフルクトースを転移導入した新規な分枝環状イヌ
ロオリゴ糖が所望の要件を満たし得ることを初めて見出
し、本発明を完成するに至った。即ち本発明の要旨は、
フルクトシル化された分枝環状イヌロオリゴ糖及びその
製造方法に存する。
【0004】以下、本発明につき詳細に説明する。本発
明の分枝環状イヌロオリゴ糖は、サイクロフラクタンを
構成するフルクトース分子の6位の炭素原子に置換して
いるヒドロキシル基の水素原子の代わりに、フルクトシ
ル基が独立して1〜8個置換された構造を有する。その
推定構造は、下記(I)式にて表される。
【0005】
【化1】
【0006】(式中、Rは水素原子またはβ−D−フル
クトフラノシル基(フルクトシル基)、即ち、
【0007】
【化2】
【0008】を表すが、少なくとも1以上はβ−D−フ
ルクトフラノシル基を表す。nは6〜8の整数を表
す。)本発明の分枝環状イヌロオリゴ糖は、例えばCF
Rにフルクトース分子を転移反応させることにより、製
造することができる。具体的には、レバンシュクラーゼ
(EC 2.4.1.10)、インベルターゼ(EC
3.2.1.26)等のフルクトシル基転移酵素または
かかる酵素を菌体内外に産生する微生物を作用させるこ
とにより、製造される。本発明においては、レバンシュ
クラーゼまたはそれを菌体内外に産生する微生物を使用
することが好ましい。
【0009】微生物菌体を作用させる場合は、通常の微
生物が利用し得る栄養源を含有する培地で微生物を培
養、増殖させる。栄養源としては、グルコース、水飴、
デキストリン、シュークロース、澱粉、糖蜜、動物油、
植物油等が使用できる。また窒素源としては、大豆粉、
小麦胚芽、コーンスティープリカー、綿実粕、肉エキ
ス、ペプトン、酵母エキス、硫酸アンモニウム、硝酸ナ
トリウム、尿素等を使用できる。その他必要に応じて、
ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、コ
バルト、塩素、リン酸、硫酸等のイオン性の無機塩類を
添加することもできる。培養は、12〜48時間、27
〜37℃で行うことが望ましい。そして培養液を遠心分
離等の手段により集菌する。得られた菌体を、0.5%
以上のCFR及び0,5%以上のシュークロース、ラフ
ィノース、メリビオース、スタキオース等と25〜50
℃で反応させる。反応液は遠心分離等により除菌し、続
いて100℃で5分程度処理することにより、酵素を失
活させる。この反応液から常法に従ってカラムクロマト
グラフィーを行うことにより、本発明の分枝環状イヌロ
オリゴ糖を単離精製することができる。
【0010】これらの酵素を産生する微生物としては、
バチルス ズブチルス(Bacillus subti
lis)、アエロバクター レバニカム(Aeroba
cter levanicum)、アクチノマイセス
ビスコサス(Actinomyces viscosu
)、アエロバクター サブオキシダンス(Aerob
acter suboxydans)、バチルス リケ
ニフォルミス(Bacillus lichenifo
rmis)、グルコノバクター オキシダンス(Glu
conobacter oxydans)、ストレプト
コッカス ミュータンス(Streptococcus
mutans)、ストレプトコッカスサリバリウス
Streptococcus salivaliu
)、バチルス ナットー(Bacillus nat
to)、ザイモモナス モビリス(Zymomonas
mobilis)等が挙げられる。
【0011】酵素を反応に使用する場合は、市販されて
いる酵素を用いても、上記微生物の培養上清や菌体破砕
液(すなわち粗酵素)もしくはそこから精製した酵素を
用いても良い。微生物の培養物から酵素を精製する場合
は、DEAE−Toyopearl 650M(東ソー
製)、SP−Toyopearl 650M(東ソー
製)等によるイオン交換カラムクロマトグラフィーにて
精製を行った後、Toyopearl HW55(東ソ
ー製)等のゲル濾過カラムクロマトグラフィーを行うこ
とにより、電気泳動で単一バンドを示す酵素標品を得る
ことができる。かかる酵素をCFRに作用させて、本発
明の分枝環状イヌロオリゴ糖を生成させるためには、供
与体としてシュークロース、ラフィノース、メリビオー
ス、スタキオース等のフルクトシルアルドースを共存さ
せることが好ましい。具体的には、pH7.0付近に調
整した0.01−0.1Mのリン酸緩衝液中で、約0.
5%以上の濃度のCFRと約0.5%以上のシュークロ
ースに30〜70℃で0.1U以上の上記酵素を作用さ
せる。この反応液から、常法に従い、カラムクロマトグ
ラフィー等の処理を行うことにより、本発明の分枝環状
イヌロオリゴ糖を単離、精製することができる。なお、
微生物菌体、酵素のいずれを作用させるにせよ、これら
を適当な担体に固定化して反応に供することも可能であ
る。
【0012】また出発原料となるCFRは、特開平2−
252701号、同4−237496号公報等に記載の
方法に準じて、キクイモ、ゴボウ等のイヌリン含有量の
高い植物体の抽出液及び/又はイヌリンを炭素源として
含む溶液中で、CFRを産生する能力を有する微生物及
び/又は同菌体に含有される酵素を作用させることによ
り製造することができる。
【0013】
【実施例】以下に、本発明を実施例を挙げて具体的に説
明するが、その要旨を越えない限り、下記に限定される
ものではない。 実施例1 (CFRの調製)イヌリン7%、イーストエクストラク
ト0.2%、マグネシウム0.05%、塩化カリウム
0.05%、リン酸1カリウム0.05%および塩化第
二鉄0.001%を含んだ培地1500mlをpH7.
0に調整して、300mlずつを2Lの肩付きフラスコ
に分注した後、120℃で20分間蒸気滅菌した。この
滅菌した培養液に、バチルス サーキュランス MCI
−2554号菌(FERMP−11940)を同様の培
地で予め20時間培養したものを2ml接種し、160
rpm、30℃、36時間培養した。培養液の660n
mでのODは、約4.5であった。培養終了後、遠心分
離により菌体を除去して培養ろ液を得た。この培養ろ液
にイヌリン200gを加え、45℃で5時間反応させ
た。得られた反応液を100℃で10分間加熱処理する
ことにより酵素を失活させ、約100mlにまで減圧濃
縮した。この液は、活性炭カラム(活性炭500gおよ
びセライトNo.535 500gの混合物を蒸留水に
て充填)に吸着させ、蒸留水5Lを流した後、5%エタ
ノール水溶液で溶出した。溶出ピークを集めて減圧濃縮
し、少量の水で溶かし、エタノールを加えて晶析させ
た。得られた晶析物を濾過し、再び少量の水で溶かし、
エタノールを加えて晶析させた。この操作を3回繰り返
すことにより、サイクロイヌロヘキサオース(フルクト
ース単位6個からなるCFR)を得た。減圧濾過物の乾
燥後の重量は、32gであった。
【0014】(分枝環状イヌロオリゴ糖の調製)シュー
クロース20%およびイーストエクストラクト5%を含
んだ培地500mlをpH7.0に調整し、1Lのメデ
ィウムビンに入れて120℃で20分間蒸気滅菌した。
この滅菌した培養液にザイモモナス モビリス(Zym
omonas mobilis)IFO 13756
を1白金耳植菌し、30℃で静置培養した。培養終了
後、遠心分離により集めた菌体を67mM KH2 PO
4 −NaHPO4 (pH6.92)リン酸緩衝液で2回
洗浄し、その菌体に5mlのリン酸緩衝液を加えて懸濁
した。懸濁液に実施例1で得たサイクロイヌロヘキサオ
ース1gおよび1gのシュークロースを加え、37℃で
24時間反応させた。100℃で10分間加熱処理する
ことにより酵素を失活させ、遠心分離により菌体を除去
して反応上清を得た。この液を活性炭カラム(活性炭1
00gおよびセライトNo.535 100gの混合物
を蒸留水にて充填)に吸着させ、蒸留水1Lを流した
後、5%エタノール水溶液で溶出した。溶出ピークを集
めて減圧濃縮乾固し、HPLC(MCIGEL CK0
4S:三菱化成社製)で分析したところ、3つのピーク
が得られた(F1、F2およびF3:図1参照)。これ
をゲル濾過クロマトグラフィー(HW−40 2.5×
100cm,東ソー社製)にかけて水で溶出させた。そ
れぞれのピークを濃縮したところ、F1はサイクロイヌ
ロヘキサオースを示し、F2(f1 −CFR)およびF
3(f2 −CFR)に分枝環状イヌロオリゴ糖が得られ
た。HPLCにより、得られた分枝環状イヌロオリゴ糖
を定量したところ、フルクトシル−サイクロヘキサオー
ス(f1 −CFR)が239mg得られた。
【0015】
【表1】F2ピーク(f1 −CFR)の理化学的性質 FAB−MAS : MH+ =1135 (M+Na)+ =1157 分子式 : C427035 1 H−NMR : 図213 C−NMR : 図3 F3ピーク(f2 −CFR)の理化学的性質 FAB−MAS : MH+ =1297 (M+Na)+ =1319 分子式 : C488040 次に、単離精製したF2ピークのフルクトシル−サイク
ロヘキサオース 200mgにインベルターゼ(Sig
ma社製;β−D−フルクトースのフルクトシド結合を
加水分解する)を加え、37℃で2時間加温した。反応
は、100℃で5分間処理を行うことにより停止させ
た。反応前後をHPLC(MCIGELCK04S 1
0×200mm:三菱化成社製)で分析したところ、フ
ルクトシル−サイクロヘキサオース(f1 −CFR)が
CFRとフルクトースに分解され、生成物のモル比は約
1:1であった(図4参照)。
【0016】同様にF3ピークについてもインベルター
ゼ処理を行ったところ、生成物のモル比は約1:3であ
った。 実施例2 実施例1と同様にして、培地200mlをへそ付フラス
コの100mlずつ分注し、120℃で20分間蒸気滅
菌した。この滅菌した培養液に、バチルス ズブチルス
Bacillus subtilis)IFO 30
34 を1白金耳植菌し、30℃、160rpmで振と
う培養した。24時間培養後、遠心分離により菌体を回
収した。得られた菌体にpH7.0のリン酸緩衝液5m
lを加えて懸濁し、CFR 2g及びシュークロース
1gを加え、37℃で4時間反応させた。100℃で5
分間の加熱処理により反応を停止させた後、反応物を精
製したところ、450mgのフルクトシル−サイクロヘ
キサオース(f1 −CFR)が得られた。
【0017】
【発明の効果】本発明の分枝環状イヌロオリゴ糖は、ク
ラウンエーテルまたはサイクロデキストリンに代わる新
しい環状の包接化合物として、化学工業、食品工業、製
薬工業等の広い分野における利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における反応液をHPLCに
て分析したチャートを表す。図中、F1のピークは原料
のサイクロイヌロヘキサオースを表し、F2及びF3の
ピークは分枝環状イヌロオリゴ糖のピークを表す。
【図2】本発明の実施例1で得られたF2ピークの分枝
環状イヌロオリゴ糖(f1 −CFR)における 1H−N
MRスペクトルを表す。
【図3】本発明の実施例1で得られたF3ピークの分枝
環状イヌロオリゴ糖(f2 −CFR)における13C−N
MRスペクトルを表す。
【図4】本発明の実施例1で得られたF2ピークの分枝
環状イヌロオリゴ糖(f1 −CFR)を、インベルター
ゼ処理前後においてHPLC分析したチャートを表す。
図中、Aは処理前を、Bは処理後をそれぞれ表し、Bに
おいてCF6はサイクロイヌロヘキサオースを、fur
はフルクトースを表す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:01)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フルクトシル化された分枝環状イヌロオ
    リゴ糖。
  2. 【請求項2】 フルクトース6〜8分子がβ−2,1結
    合した環状イヌロオリゴ糖にフルクトースを転移反応さ
    せることを特徴とする請求項1記載の分枝環状イヌロオ
    リゴ糖の製造方法。
JP5569193A 1993-03-16 1993-03-16 分枝環状イヌロオリゴ糖及びその製造方法 Pending JPH06263802A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990013000A1 (en) * 1989-04-21 1990-11-01 Hitachi, Ltd. Projection/exposure device and projection/exposure method
JP2009124994A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Akita Prefectural Univ 分岐糖類の製造方法および飲食品

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WO1990013000A1 (en) * 1989-04-21 1990-11-01 Hitachi, Ltd. Projection/exposure device and projection/exposure method
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