JPH068325B2 - マルトシル−サイクロデキストリン類の分離方法 - 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
ストリン類、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温水を用いて分
別溶出させ、マルトシル−サイクロデキストリン類とサ
イクロデキストリンを分離することからなる、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て
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、水への溶解製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
ストリン類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
クロデキストリン類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類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
トリン類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）。

陰イオン交換樹脂を用いて精製する方法（特公昭４６
−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
リンと分岐サイクロデキストリン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
出に通常８０゜C以上の熱水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。

本発明者等は、サイクロデキストリンの精製品を得る方
法について種々研究を重ねた結果、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約２０゜C以上の
温水で溶出すると、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を生ずることを発見した。

［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類、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
デキストリン類を約２０−８０゜Cの温水を用いて分別溶
出させ、マルトシル−サイクロデキストリン類とサイク
ロデキストリンを分離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Ｃ₈−Ｃ₁₈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Ｃ₁₈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類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、マルトシル基が数個、分枝として結合したマルトシ
ル−サイクロデキストリン類および非分岐のサイクロデ
キストリン類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
させる糖液の濃度は、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、必要により、化学修飾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す
る。次に、溶出液の温度を２０−８０゜Cの間で連続的に
上昇させてサイクロデキストリン類を分別溶出する。

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は温水を使用することによってマル
トシルの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類は遅れて溶出される。この
ように、本発明の分別溶出では２０−８０゜Cの温度によ
り殆どのサイクロデキストリン類が溶出されるが、更に
必要に応じて８０゜C以上の熱水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されることもできる。

また、本発明においては、上述のように溶出液（温水）
の温度を２０−８０゜C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ほか、溶出液の温
度を２０−８０゜Cの間で段階的に上昇させて溶出を行う
方法を用いることも可能である。尚、溶出液の温度を段
階的に上昇させる溶出方法においては、化学修飾シリカ
担体からのサイクロデキストリン類の溶出の速さが用い
られる化学修飾シリカ担体の種類によっても多少異なる
ため、使用する担体に応じて温水の温度を１０−２０゜C
程度高くもしくは低くする必要がある。従って、この溶
出方法に於いては、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（温水）
の温度を適宜調節して、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。

溶出に使用される溶出液の量は、通常、化学修飾シリカ
担体の容積の数十倍量である。

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。上記のように温水による溶出では、マルト
シル−サイクロデキストリン類が早く溶出され、非分岐
のサイクロデキストリン類は遅れて溶出されてくるの
で、各フラクションコクレ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
または溶出液量による分画によっても同様な分画・分取
が可能である。

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。

［発明の効果］ 本発明によれば、有機溶媒を使用することなくマルトシ
ル−サイクロデキストリン類と非分岐のサイクロデキス
トリンを効率よく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類の混合溶液（Bx.21.5％、
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21.7％、マルトース等のオリゴ糖類5
8.4％）１７gをオクタデシルシリル（ＯＤＳ）担体のカ
ラム（径2.0cm×長さ6.0cm、担体量８g）上に負荷す
る。次いで、水４８mlをＳＶ＝１０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、同速度で通液しながらカラム溶出温度を６０゜C付
近まで徐々に上昇（平均昇温速度0.4℃／min）させ、担
体に吸着されたサイクロデキストリン類を溶出させる
（溶出液は2.7mlごとにフラクションコレクターで分取
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、糖組成に応じてこれら各フラクションを分岐
α−サイクロデキストリンを主成分とする画分（Ｐ
１）、分岐α−サイクロデキストリンとα−サイクロデ
キストリンの混合画分（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３種類の粉末を得た。各粉末の収量
およびサイクロデキストリン組成を第１表に示す。

実施例２ 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類の混合溶液（Bx.5.0％、組
成：分岐β−サイクロデキストリン45.0％、β−サイク
ロデキストリン14.9％、マルトース糖のオリゴ糖類40.1
％）22.5gをオクタデシルシリル（ＯＤＳ）担体のカラ
ム（径2.0cm×長さ6.0cm、担体量８g）上に負荷する。
次いで、水８９mlをＳＶ＝２０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、同速度で通液しながらカラム溶出温度を８０゜C付
近まで徐々に上昇（平均昇温速度0.85℃／min）させ、
担体に吸着されたサイクロデキストリン類を溶出させる
（溶出液は4.05mlごとにフラクションコレクターで分取
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−β−サイクロデキストリンを示し、
の曲線はジマルトシル−β−サイクロデキストリンを示
し、の曲線はβ−サイクロデキストリンを示し、の
曲線は溶出液のカラム通過温度を示す。）。

次に、これら各フラクションをサイクロデキストリン組
成に応じて分岐β−サイクロデキストリンを主成分とす
る画分（Ｐ１）、分岐β−サイクロデキストリンとβ−
サイクロデキストリンの混合画分（Ｐ２）に分けた後、
それぞれの画分ごとに濃縮、乾固して２種類の粉末を得
た。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。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例２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 (2)

【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類、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温水により分別溶出させ、マ
   ルトシル−サイクロデキストリン類とサイクロデキスト
   リンを分離することを特徴とするマルトシル−サイクロ
   デキストリン類の分離方法。
2. 【請求項２】温水による分別溶出を溶出液の温度を段階
   的もしくは連続的に上昇させて行うことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のマルトシル−サイクロデキス
   トリン類の分離方法。