JPH08322585A - Production of palatinose and trehalose - Google Patents

Production of palatinose and trehalose

Info

Publication number
JPH08322585A
JPH08322585A JP16138895A JP16138895A JPH08322585A JP H08322585 A JPH08322585 A JP H08322585A JP 16138895 A JP16138895 A JP 16138895A JP 16138895 A JP16138895 A JP 16138895A JP H08322585 A JPH08322585 A JP H08322585A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glucosyltransferase
solution
immobilized
water
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP16138895A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3632242B2 (en
Inventor
Kozo Yamada
幸蔵 山田
Takayuki Kiyofuji
隆之 清藤
Tadashi Ehashi
正 江橋
Yoshihide Kawamura
佳秀 川村
Masaaki Shinonaga
正晃 篠永
Fumio Miyazawa
文雄 宮澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Spinning Co Ltd
Mitsui DM Sugar Co Ltd
Original Assignee
Fuji Spinning Co Ltd
Mitsui Sugar Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Spinning Co Ltd, Mitsui Sugar Co Ltd filed Critical Fuji Spinning Co Ltd
Priority to JP16138895A priority Critical patent/JP3632242B2/en
Publication of JPH08322585A publication Critical patent/JPH08322585A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3632242B2 publication Critical patent/JP3632242B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE: To efficiently produce palatinose and trehalose useful for low- cariogenic sweeteners, etc., by reacting a granular porous chitosan with a specific epoxy compound, immobilizing an α-glucosyltransferase on the resultant carrier and then bringing the prepared carrier into contact with a sucrose solution. CONSTITUTION: A chitosan having 79% deacetylation degree and 46000 average molecular weight is dissolved in a 3.5% aqueous solution of acetic acid and the resultant solution is then dropped into a 7% solution of sodium hydroxide- water-ethanol to coagulate and regenerate the chitosan into a granular and porous substance, which is sufficiently washed with water to afford a granular and porous chitosan having 1mm average grain diameter. The resultant granular and porous chitosan is then reacted with diglycidyl ether of an aliphatic alcohol (e.g. ethylene glycol diglycidyl ether) and phenyl glycidyl ether in water to provide a carrier for immobilizing an enzyme. An α-glucosyltransferase is immobilized on the prepared carrier and the resultant immobilized α- glucosyltransferase is brought into contact with a sucrose solution to efficiently afford palatinose and trehalose useful as low-cariogenic sweeteners, etc.

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、固定化α−グルコシル
トランスフェラーゼを用いて、蔗糖からパラチノースお
よびトレハルロースを効率良く製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for efficiently producing palatinose and trehalulose from sucrose using an immobilized α-glucosyltransferase.

【0002】[0002]

【従来の技術】パラチノース(別名:イソマルチュロー
ス)およびトレハルロースは、グルコースとフラクトー
スが、それぞれα−1,6およびα−1,1で結合した
甘味を有する非う蝕性の二糖類であり、近年、低う蝕原
性甘味料として広く使用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Palatinose (also known as isomaltulose) and trehalulose are non-cariogenic disaccharides having a sweet taste in which glucose and fructose are bound by α-1,6 and α-1,1, respectively. Recently, it has been widely used as a low cariogenic sweetener.

【0003】従来より、パラチノースおよびトレハルロ
ースは、グルコースとフラクトースがα−1,2で結合
している蔗糖が、プロタミノバクター(Protaminobacte
r )属、セラチア(Serratia)属、エルヴィニア(Erwi
nia )属、クレブシエラ(Klebsiella)属、シュードモ
ナス(Pseudomonas )属、アグロバクテリウム(Agroba
cterium )属等の微生物に含有されるα−グルコシルト
ランスフェラーゼと呼ばれる糖転移酵素と接触すること
によって生成されることが特開平3−180172号、
特開平4−169190号、特開平5−130886号
公報等で開示されている。また、パラチノースおよびト
レハルロースを工業的に製造するには、20〜60%の
蔗糖の水溶液に、α−グルコシルトランスフェラーゼを
含有する微生物を加えて攪拌し、温度15〜30℃、p
H6付近に管理しながら20時間程度反応させた後、反
応液から微生物を遠心分離法等にて除去し、イオン交換
樹脂等により精製し得られることも知られている。しか
し係る製造工程において、反応液中から微生物を除去す
ることは、微生物と反応液の比重差が少なく、微生物の
サイズも小さいことから能率が悪く、工業的には不適当
である。この様な問題を解決するために、例えば特公昭
60−9797号公報には、α−グルコシルトランスフ
ェラーゼを含有する微生物を、アルギン酸カルシウムや
ポリアクリルアミド、寒天等のゲルに包括したものや、
α−グルコシルトランスフェラーゼを含有する微生物の
全細胞または破砕細胞の成分を、DEAE−セルロース
や骨炭といった水不溶性の担体に吸着し、必要に応じて
グルタルアルデヒドで架橋させたものを用いることが開
示されており、特公昭58−36959号公報には、α
−グルコシルトランスフェラーゼを含有する微生物を、
アルギン酸カルシウムゲルに包括させて粒状化し、この
粒状化物にポリエチレンイミンを浸透させた後、グルタ
ルアルデヒドで架橋させたものを用いることが開示され
ている。
[0003] Conventionally, in palatinose and trehalulose, sucrose in which glucose and fructose are bound by α-1,2 is protaminobacte (Protaminobacte).
r), Serratia, Erwinia
genus nia, genus Klebsiella, genus Pseudomonas, Agroba
JP-A-3-180172, which is produced by contact with a glycosyltransferase called α-glucosyltransferase contained in a microorganism such as cterium).
It is disclosed in JP-A-4-169190 and JP-A-5-130886. Further, in order to industrially produce palatinose and trehalulose, a microorganism containing α-glucosyltransferase is added to an aqueous solution of 20 to 60% sucrose and stirred, and the temperature is 15 to 30 ° C.
It is also known that the reaction can be carried out for about 20 hours under the control of around H6, then the microorganisms can be removed from the reaction solution by a centrifugation method or the like and purified by an ion exchange resin or the like. However, in such a manufacturing process, removing the microorganisms from the reaction solution is inefficient because the difference in specific gravity between the reaction solution and the microorganisms is small and the size of the microorganisms is small, and is industrially inappropriate. In order to solve such a problem, for example, JP-B-60-9797 discloses that a microorganism containing an α-glucosyltransferase is included in a gel such as calcium alginate, polyacrylamide, agar, or the like,
It is disclosed that a component of whole cells or crushed cells of a microorganism containing α-glucosyltransferase is adsorbed on a water-insoluble carrier such as DEAE-cellulose or bone charcoal, and optionally crosslinked with glutaraldehyde. In Japanese Patent Publication No. 58-36959,
A microorganism containing a glucosyltransferase,
It is disclosed that calcium alginate gel is entrapped and granulated, and polyethyleneimine is permeated into the granulated product and then crosslinked with glutaraldehyde.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術におい
て、特公昭60−9797号公報記載の固定化α−グル
コシルトランスフェラーゼのうち、アルギン酸カルシウ
ムゲル等に微生物を包括させたものや、特公昭58−3
6959号公報に記載の固定化α−グルコシルトランス
フェラーゼは、蔗糖溶液のpHが5.8以上のときや、
粗精製の蔗糖に含まれるナトリウムイオン等との接触に
より、アルギン酸カルシウムが水溶性のアルギン酸ナト
リウムに変換されて溶出し、ゲルの物理的強度が低下し
てしまうという欠点があった。この欠点は蔗糖溶液にカ
ルシウム塩を添加することにより改善できるが、反応液
に脱塩処理を施さなければならないという問題が新たに
発生する。また、α−グルコシルトランスフェラーゼを
含有する微生物を包括固定させる方法は、固定化量が低
い上、糖転移反応の活性を持つα−グルコシルトランス
フェラーゼの高次構造の変化と、蔗糖溶液との接触が包
括されることにより妨げられる立体的な障害を伴い、活
性が低くなってしまうという欠点がある。更に、固定化
したα−グルコシルトランスフェラーゼが失活した場
合、ゲル担体を再生して繰り返し使用することができな
いという大きな欠点を抱えていた。
In the above-mentioned prior art, among the immobilized α-glucosyltransferases described in JP-B-60-9797, those in which microorganisms are entrapped in calcium alginate gel or the like, and JP-B-58- Three
The immobilized α-glucosyltransferase described in Japanese Patent No. 6959 has a sucrose solution having a pH of 5.8 or higher,
There is a drawback that calcium alginate is converted into water-soluble sodium alginate and eluted by contact with sodium ions and the like contained in roughly purified sucrose, and the physical strength of the gel is lowered. This drawback can be improved by adding a calcium salt to the sucrose solution, but a new problem arises that the reaction solution must be desalted. In addition, the method for entrapping and immobilizing a microorganism containing α-glucosyltransferase involves a low immobilization amount, and a change in the higher-order structure of α-glucosyltransferase having a glycosyl transfer activity and contact with a sucrose solution are comprehensive. There is a drawback that the activity becomes low with a steric hindrance that is hindered by the action. Further, when the immobilized α-glucosyltransferase is inactivated, the gel carrier cannot be regenerated and used repeatedly, which is a big drawback.

【0005】このような欠点を解決する有力な手段とし
ては、特公昭60−9797号公報にDEAE−セルロ
ース等の水不溶性の担体にα−グルコシルトランスフェ
ラーゼを固定化する方法が開示されている。この方法で
あれば、固定化量を多くすることができ、α−グルコシ
ルトランスフェラーゼの高次構造が変化しにくく、α−
グルコシルトランスフェラーゼが担体の表面に固定化さ
れるため蔗糖溶液との接触も阻害しない。しかも失活し
た固定化α−グルコシルトランスフェラーゼを熱アルカ
リ処理し、未使用の新たなα−グルコシルトランスフェ
ラーゼを固定化することで、担体を容易に再生させるこ
とができる。しかしこの方法で得た固定化α−グルコシ
ルトランスフェラーゼは、活性の持続性が極端に悪く、
初期活性や再生について満足のいくものではない。
As a promising means for solving such a drawback, Japanese Patent Publication No. Sho 60-9797 discloses a method of immobilizing α-glucosyltransferase on a water-insoluble carrier such as DEAE-cellulose. With this method, the amount of immobilization can be increased, the higher-order structure of α-glucosyltransferase is unlikely to change, and
Since the glucosyltransferase is immobilized on the surface of the carrier, it does not inhibit contact with the sucrose solution. Moreover, the carrier can be easily regenerated by treating the inactivated immobilized α-glucosyltransferase with hot alkali to immobilize a new unused α-glucosyltransferase. However, the immobilized α-glucosyltransferase obtained by this method has extremely poor activity persistence,
Initial activity and regeneration are not satisfactory.

【0006】このような観点から、物理的強度に優れ、
再生が可能な水不溶性の担体にα−グルコシルトランス
フェラーゼを固定化したもので、初期活性に優れ、活性
の持続性が良好で、再生による繰り返し使用ができる担
体に固定化したα−グルコシルトランスフェラーゼを用
いて、パラチノースおよびトレハルロースを製造する方
法の開発が強く要望されていた。
From this point of view, the physical strength is excellent,
Immobilized α-glucosyltransferase on a reproducible water-insoluble carrier, excellent initial activity, good activity persistence, α-glucosyltransferase immobilized on a carrier that can be repeatedly used by regeneration. Therefore, there has been a strong demand for development of a method for producing palatinose and trehalulose.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の課
題を解決すべく鋭意研究の結果、粒状多孔質キトサン
に、脂肪族ポリアルコールのジグリシジルエーテルとフ
ェニルグリシジルエーテルを反応させた酵素固定化担体
にα−グルコシルトランスフェラーゼを固定化させるこ
とにより、優れた初期活性と良好な活性持続性が得ら
れ、しかも失活した際、熱アルカリ処理した後に、再度
α−グルコシルトランスフェラーゼを固定化することに
よって、再生が可能で繰り返し使用ができることを見出
し、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that an enzyme obtained by reacting granular porous chitosan with diglycidyl ether of aliphatic polyalcohol and phenylglycidyl ether By immobilizing α-glucosyltransferase on an immobilizing carrier, excellent initial activity and good activity persistence are obtained, and when deactivated, the α-glucosyltransferase is immobilized again after the treatment with hot alkali. As a result, they have found that they can be regenerated and can be used repeatedly, and have reached the present invention.

【0008】即ち、本発明は、粒状多孔質キトサンに脂
肪族ポリアルコールのジグリシジルエーテルとフェニル
グリシジルエーテルを反応させて得られた酵素固定化用
担体に、α−グルコシルトランスフェラーゼを固定化
し、ここで得られた固定化α−グルコシルトランスフェ
ラーゼに蔗糖溶液を接触させることを特徴とするパラチ
ノースおよびトレハルロースの製造方法を提供するもの
である。
That is, according to the present invention, α-glucosyltransferase is immobilized on a carrier for enzyme immobilization obtained by reacting granular porous chitosan with diglycidyl ether of aliphatic polyalcohol and phenylglycidyl ether. The present invention provides a method for producing palatinose and trehalulose, which comprises contacting the obtained immobilized α-glucosyltransferase with a sucrose solution.

【0009】本発明に用いる、粒状多孔質キトサンに脂
肪族ボリアルコールのジグリシジルエーテルとフェニル
グリシジルエーテルを反応させた酵素固定化用担体は、
出願人が先に特願平7−39172号で出願した酵素固
定化用担体の製造方法で製造することができる。
The enzyme immobilization carrier used in the present invention, which is obtained by reacting granular porous chitosan with diglycidyl ether of aliphatic polyalcohol and phenylglycidyl ether,
It can be produced by the method for producing the enzyme-immobilized carrier previously filed by the applicant in Japanese Patent Application No. 7-39172.

【0010】即ち、(A)平均分子量が10,000〜
230,000の低分子量キトサンを蟻酸、酢酸、乳酸
等の有機酸や塩酸、硝酸等の無機酸の酸性水溶液に溶解
し、該キトサン酸性溶解液を塩基性溶液中に落下せしめ
て得た粒状多孔質キトサンに、脂肪族ボリアルコールの
ジグリシジルエーテルを反応させて架橋粒状多孔質キト
サンとし、次いで界面活性剤を用いて水中にフェニルグ
リシジルエーテルを懸濁し、該架橋粒状多孔質キトサン
に残存するアミノ基を主体に反応させた後、充分に水洗
するか、または、(B)上述と同様で得た粒状多孔質キ
トサンに、極性溶剤中でフェニルグリシジルエーテルを
反応させ、次いで脂肪族ポリアルコールのジグリシジル
エーテルを、該粒状多孔質キトサンに残存するアミノ基
を主体に反応させた後、充分に水洗して酵素固定化用担
体を得る。
That is, (A) the average molecular weight is 10,000 to
Granular pores obtained by dissolving 230,000 low molecular weight chitosan in an acidic aqueous solution of an organic acid such as formic acid, acetic acid, lactic acid or an inorganic acid such as hydrochloric acid, nitric acid and dropping the chitosan acidic solution into a basic solution. Chitosan is reacted with diglycidyl ether of aliphatic polyalcohol to form crosslinked granular porous chitosan, and then phenylglycidyl ether is suspended in water using a surfactant, and amino groups remaining in the crosslinked granular porous chitosan And then thoroughly washing with water, or (B) the granular porous chitosan obtained as described above is reacted with phenylglycidyl ether in a polar solvent, and then diglycidyl of an aliphatic polyalcohol. After reacting ether mainly with the amino groups remaining in the granular porous chitosan, it is sufficiently washed with water to obtain a carrier for immobilizing an enzyme.

【0011】ここで用いる脂肪族ポリアルコールのジグ
リシジルエーテルとしては、エチレングリコールジグリ
シジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエ
ーテル等のポリエチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプ
ロピレングリコールジグリシジルエーテル等のポリプロ
ピレングリコールジグリシジルエーテル、またはグリセ
ロールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
Examples of the diglycidyl ether of the aliphatic polyalcohol used here include polyethylene glycol diglycidyl ether such as ethylene glycol diglycidyl ether and diethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene such as propylene glycol diglycidyl ether and dipropylene glycol diglycidyl ether. Examples thereof include glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether and the like.

【0012】ここで使用されるフェニルグリシジルエー
テルの量は、後に固定化するα−グルコシルトランスフ
ェラーゼの優れた性能を発揮させるために、(A)の場
合は架橋粒状多孔質キトサン1Lに対し20〜200
g、好ましくは35〜200g、(B)の場合は粒状多
孔質キトサン1Lに対し50〜200g、好ましくは7
5〜200gである。
The amount of phenylglycidyl ether used here is 20 to 200 per 1 L of the crosslinked granular porous chitosan in the case of (A) in order to exert the excellent performance of α-glucosyltransferase to be immobilized later.
g, preferably 35 to 200 g, and in the case of (B), 50 to 200 g, preferably 7 to 1 L of granular porous chitosan.
It is 5 to 200 g.

【0013】(A)に用いる界面活性剤としては、カチ
オン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤および非イオ
ン性界面活性剤が挙げられる。しかし架橋粒状キトサン
のアミノ基とイオン的な反発ないしは吸着が起こらな
い、一般に使用されている非イオン性界面活性剤が好ま
しい。
Examples of the surfactant used in (A) include a cationic surfactant, an anionic surfactant and a nonionic surfactant. However, generally used nonionic surfactants which do not cause ionic repulsion or adsorption with the amino groups of crosslinked granular chitosan are preferred.

【0014】(B)に用いる極性溶剤としては、ジオキ
サン、エタノール、イソプロピルアルコール等の極性溶
剤が挙げられ、これらの中から選択し使用される。
Examples of the polar solvent used in (B) include polar solvents such as dioxane, ethanol and isopropyl alcohol, which are selected and used.

【0015】次に、このようにして得られた酵素固定化
用担体にα−グルコシルトランスフェラーゼを固定化し
て、固定化α−グルコシルトランスフェラーゼを得る。
固定化する方法としては通常の手法を採用することがで
きる。例えば酵素固定化用担体をα−グルコシルトラン
スフェラーゼを含有する溶液中で数時間処理し、酵素固
定化用担体にα−グルコシルトランスフェラーゼを吸着
させて、残留している該溶液を除去し水洗する方法,ま
たは水洗後に架橋剤溶液中で数時間処理して、酵素固定
化用担体とα−グルコシルトランスフェラーゼを架橋
し、残留している該溶液を除去して水洗する方法,或い
は酵素固定化用担体を架橋剤溶液中で数時間処理して、
架橋剤の官能基の一部と酵素固定化用担体を結合させ、
残留している該溶液を除去して水洗した後、α−グルコ
シルトランスフェラーゼを含有する溶液中で数時間処理
して、酵素固定化用担体と結合している架橋剤の未反応
の官能基部分にα−グルコシルトランスフェラーゼを結
合させ、残留している該溶液を除去して水洗する方法等
が採用されるが、架橋剤を用いる方法が特に好ましい。
Next, α-glucosyltransferase is immobilized on the enzyme-immobilized carrier thus obtained to obtain immobilized α-glucosyltransferase.
As a method for immobilizing, a usual method can be adopted. For example, a method for treating an enzyme immobilization carrier in a solution containing α-glucosyltransferase for several hours, adsorbing α-glucosyltransferase on the enzyme immobilization carrier, removing the remaining solution, and washing with water, Alternatively, a method of treating the enzyme-immobilized carrier with α-glucosyltransferase by crosslinking for several hours after washing with water to remove the remaining solution and washing with water, or crosslinking the enzyme-immobilized carrier Treatment in the agent solution for several hours,
By binding a part of the functional group of the cross-linking agent and the enzyme immobilization carrier,
After the remaining solution is removed and washed with water, it is treated in a solution containing α-glucosyltransferase for several hours to form an unreacted functional group portion of the cross-linking agent bound to the enzyme immobilization carrier. A method of binding α-glucosyltransferase, removing the remaining solution and washing with water, or the like is adopted, but a method using a crosslinking agent is particularly preferable.

【0016】上述の固定化方法で用いられる架橋剤とし
ては、酵素固定化用担体に導入された2種のグリシジル
エーテルが反応していない残存アミノ基と、α−グルコ
シルトランスフェラーゼの有するアミノ基とを架橋する
化合物、即ちイソシアネート基やエポキシ基、アルデヒ
ド基、カルボニル基といった官能基を2個以上備えた化
合物であれば良く、具体的にはヘキサメチレンジイソシ
アネート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、
グルタルアルデヒド等が挙げられる。
As the cross-linking agent used in the above-mentioned immobilization method, a residual amino group in which the two glycidyl ethers introduced into the enzyme immobilization carrier have not reacted and an amino group possessed by α-glucosyltransferase are included. A compound that crosslinks, that is, a compound having two or more functional groups such as an isocyanate group, an epoxy group, an aldehyde group, and a carbonyl group may be used. Specifically, hexamethylene diisocyanate, ethylene glycol diglycidyl ether,
Examples thereof include glutaraldehyde.

【0017】グルタルアルデヒドを用いた反応は、通常
0.1〜10%、好ましくは0.5〜5%のグルタルア
ルデヒド溶液を、酵素固定化用担体1容量に対して0.
1〜10倍容量、好ましくは0.5〜2倍容量加え、室
温にて10分〜24時間、好ましくは30分〜4時間処
理して架橋させる。
In the reaction using glutaraldehyde, a glutaraldehyde solution of usually 0.1 to 10%, preferably 0.5 to 5% is added to 1 volume of the enzyme-immobilizing carrier.
1 to 10 times volume, preferably 0.5 to 2 times volume is added, and treatment is carried out at room temperature for 10 minutes to 24 hours, preferably 30 minutes to 4 hours to crosslink.

【0018】上述の固定化方法で用いられるα−グルコ
シルトランスフェラーゼは、蔗糖からパラチノースおよ
びトレハルロースを生成する糖転移活性を持つものであ
れば特別限定されるものではなく、例えばプロタミノバ
クター(Protaminobacter )属やセラチア(Serratia)
属、エルヴィニア(Erwinia )属、クレブシエラ(Kleb
siella)属、シュードモナス(Pseudomonas )属、アグ
ロバクテリウム(Agrobacterium )属等の微生物を含有
する培養液を、ホモジナイザーによって破砕して得た未
精製のα−グルコシルトランスフェラーゼや、これを液
体クロマトグラフィー等の手法によって、不純物を除い
た精製α−グルコシルトランスフェラーゼが挙げられる
が、工業的には操作が簡便な未精製のα−グルコシルト
ランスフェラーゼを用いることが好ましい。
The α-glucosyltransferase used in the above-mentioned immobilization method is not particularly limited as long as it has a transglycosylation activity for producing palatinose and trehalulose from sucrose, and for example, Protaminobacter (Protaminobacter) Genus or Serratia
Genus, Erwinia, Klebsiella
siella) genus, Pseudomonas genus, Agrobacterium (Agrobacterium) genus culture solution containing microorganisms obtained by crushing with a homogenizer obtained unpurified α-glucosyl transferase, such as liquid chromatography Depending on the method, purified α-glucosyltransferase from which impurities have been removed can be used, but it is preferable to use an unpurified α-glucosyltransferase that is industrially easy to operate.

【0019】次に上述で得た固定化α−グルコシルトラ
ンスフェラーゼを、蔗糖溶液に接触させるが、その方法
については特別限定されるものではなく、例えば蔗糖溶
液の入った攪拌設備のある容器に固定化α−グルコシル
トランスフェラーゼを添加し一定時間攪拌処理する方法
や、固定化α−グルコシルトランスフェラーゼをカラム
に充填し、このカラムに蔗糖溶液を通液させる方法等が
挙げられる。工業的には連続処理が可能な後者の方法が
好ましい。この場合に用いられる蔗糖溶液の濃度は1〜
60%、好ましくは20〜60%、pHは4〜8、好ま
しくは5〜7、温度は5〜60℃、好ましくは15〜4
0℃、通液速度(空間速度)は0.1〜5.0hr-1
好ましくは0.2〜2.0hr-1で処理する。この様な
方法で固定化α−グルコシルトランスフェラーゼに蔗糖
溶液を接触させることにより、所望のパラチノースおよ
びトレハルロースを含有するシロップが得られる。得ら
れたシロップは必要に応じて中和処理、脱塩処理、結晶
化処理、イオン交換樹脂を用いた通常の液体クロマトグ
ラフィー処理等により、パラチノースとトレハルロース
の混合製品や高純度のパラチノース製品、及び高純度の
トレハルロース製品といった製品を得ることができる。
Next, the immobilized α-glucosyltransferase obtained above is brought into contact with a sucrose solution, but the method is not particularly limited, and for example, it is immobilized in a container equipped with a stirring facility containing the sucrose solution. Examples thereof include a method of adding α-glucosyltransferase and stirring for a certain period of time, a method of packing immobilized α-glucosyltransferase in a column and passing a sucrose solution through this column. The latter method is industrially preferable because continuous processing is possible. The concentration of the sucrose solution used in this case is 1 to
60%, preferably 20-60%, pH 4-8, preferably 5-7, temperature 5-60 ° C, preferably 15-4.
0 ° C., liquid passing speed (space velocity) is 0.1 to 5.0 hr −1 ,
The treatment is preferably carried out for 0.2 to 2.0 hr −1 . By contacting the sucrose solution with the immobilized α-glucosyltransferase by such a method, a syrup containing the desired palatinose and trehalulose can be obtained. The obtained syrup is subjected to neutralization treatment, desalting treatment, crystallization treatment, ordinary liquid chromatography treatment using an ion exchange resin, etc., if necessary, to give a mixed product of palatinose and trehalulose or a highly pure palatinose product, and Products such as high-purity trehalulose products can be obtained.

【0020】ここで使用する固定化α−グルコシルトラ
ンスフェラーゼは、蔗糖溶液との接触により、徐々に糖
転移活性が低下していく。そこで使用限界以下に低下し
た場合は、通常の担体結合法による固定化酵素の再生方
法により、酵素固定化用担体を繰り返し使用することが
できる。即ち使用限界以下に活性が低下した固定化α−
グルコシルトランスフェラーゼ1容量に対し0.1〜5
N、好ましくは0.5〜1Nの水酸化ナトリウム溶液を
0.5〜10倍容量加え、40〜90℃、好ましくは6
0〜80℃に加温し、10分〜24時間、好ましくは3
0分〜4時間処理して、固定化されているα−グルコシ
ルトランスフェラーゼを分解し、水洗除去した後、再度
上述の如く新たなα−グルコシルトランスフェラーゼを
固定化する。
The immobilized α-glucosyltransferase used here gradually decreases in transglycosylation activity upon contact with a sucrose solution. When the usage limit is lowered, the carrier for enzyme immobilization can be repeatedly used by a method for regenerating an immobilized enzyme by a usual carrier binding method. That is, the immobilized α-
0.1-5 for 1 volume of glucosyltransferase
N, preferably 0.5 to 1 N sodium hydroxide solution is added in a volume of 0.5 to 10 times, and 40 to 90 ° C., preferably 6
Heat to 0-80 ° C, 10 minutes to 24 hours, preferably 3
After treatment for 0 minutes to 4 hours, the immobilized α-glucosyltransferase is decomposed, washed with water and removed, and then a new α-glucosyltransferase is immobilized again as described above.

【0021】本発明は、酵素固定化用担体として粒状多
孔質キトサンに、脂肪族ポリアルコールのジグリシジル
エーテルとフェニルグリシジルエーテルを反応させて得
られたものを用いることにより、物理的強度と初期活性
に優れ、活性の持続性が良好で、再生による繰り返し使
用が可能な担体を用いた固定化α−グルコシルトランス
フェラーゼを得ることができる。しかも、ここで得られ
た固定化α−グルコシルトランスフェラーゼを用いるこ
とによって、反応液の脱塩処理が不要となり、連続的に
高い生産性をもって蔗糖からパラチノースおよびトレハ
ルロースを製造することができる。
The present invention uses a granular porous chitosan as a carrier for immobilizing an enzyme, which is obtained by reacting a diglycidyl ether of an aliphatic polyalcohol and a phenylglycidyl ether to obtain physical strength and initial activity. It is possible to obtain an immobilized α-glucosyl transferase using a carrier which is excellent in the activity, has a good activity persistence, and can be repeatedly used by regeneration. Moreover, by using the immobilized α-glucosyltransferase obtained here, desalting of the reaction solution is unnecessary, and palatinose and trehalulose can be continuously produced from sucrose with high productivity.

【0022】[0022]

【実施例】以下に、本発明を実施例をあげて具体的に説
明するが、本発明は、この範囲に限定されるものではな
い。なお、パラチノースおよびトレハルロースの定量は
次の方法により行った。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to this range. The quantification of palatinose and trehalulose was performed by the following method.

【0023】パラチノースおよびトレハルロースの定量
方法反応溶液を次に示す高速液体クロマトグラフ操作条
件で注入し、高速液体クロマトグラムを得、パラチノー
スおよびトレハルロースのピークと内部標準物質のピー
クとの面積比から算出した。 〈高速液体クロマトグラフ操作条件〉 カラム:ERC−NH1171 6×200mm(エルマ
光学社製) 移動層:アセトニトリル80:水20 流 速:1ml/分 検出器:示差屈折計 感 度:8〜16×10-5 (RIUFS) 注入量:20μl
Method for Quantifying Palatinose and Trehalulose The reaction solution was injected under the following operating conditions for high performance liquid chromatography to obtain a high performance liquid chromatogram, which was calculated from the area ratio between the peaks of palatinose and trehalulose and the peak of the internal standard substance. . <Operating conditions for high-performance liquid chromatography> Column: ERC-NH1171 6 x 200 mm (manufactured by Elma Optical Co.) Moving layer: 80: Water 20 Flow rate: 1 ml / min Detector: Differential refractometer Sensitivity: 8 to 16 x 10 -5 (RIUFS) Injection volume: 20μl

【0024】(実施例1)脱アセチル化度79%、平均
分子量46,000のキトサン210gを3.5%酢酸
水溶液2,790gに溶解した。該キトサン酸性溶液を
7%水酸化ナトリウム、20%エタノール、73%水に
よりなる凝固溶液中に落下し、キトサンを粒状多孔質に
凝固再生後、中性になるまで十分水洗し、平均粒径1mm
の粒状多孔質キトサン3,000ml(湿潤)を得た。得
られた粒状多孔質キトサンの1,500mlに水1,50
0mlとエチレングリコールジグリシジルエーテル7.5
gを加えて80℃で1時間反応させた。反応終了後、十
分水洗し架橋粒状多孔質キトサン1,470mlを得た。
Example 1 210 g of chitosan having a deacetylation degree of 79% and an average molecular weight of 46,000 was dissolved in 2,790 g of a 3.5% acetic acid aqueous solution. The chitosan acidic solution is dropped into a coagulation solution consisting of 7% sodium hydroxide, 20% ethanol and 73% water, and after chitosan is coagulated and regenerated into a granular porous body, it is sufficiently washed with water to have an average particle size of 1 mm.
3,000 ml (wet) of granular porous chitosan were obtained. 1,500 ml of the obtained granular porous chitosan was added with 1,50 ml of water.
0 ml and ethylene glycol diglycidyl ether 7.5
g was added and reacted at 80 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the product was thoroughly washed with water to obtain 1,470 ml of crosslinked granular porous chitosan.

【0025】次に表1に示した配合で所定量のフェニル
グリシジルエーテルと非イオン性界面活性剤、商品名ニ
ューポールPE64(三洋化成工業(株)製)を水10
0mlに加え、夫々攪拌機で十分攪拌して懸濁液を得た。
次いで架橋粒状多孔質キトサン各100mlを該懸濁液1
00mlに加え、70℃で4時間攪拌し反応させた。反応
終了後、反応残液を除去し水で十分に洗浄し、酵素固定
化用担体(担体A〜G)各97mlを得た。
Next, a prescribed amount of phenyl glycidyl ether and a nonionic surfactant having the composition shown in Table 1 and a brand name of New Pole PE64 (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.) were added to water 10.
In addition to 0 ml, each was thoroughly stirred with a stirrer to obtain a suspension.
Then 100 ml of each crosslinked granular porous chitosan was added to the suspension 1
It was added to 00 ml and stirred at 70 ° C. for 4 hours for reaction. After the completion of the reaction, the reaction residual liquid was removed and the product was thoroughly washed with water to obtain 97 ml of each of the enzyme immobilization carriers (carriers A to G).

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】蔗糖30g、ペプトン10g、肉エキス3
g、酵母エキス5g、リン酸水素2ナトリウム・12水
2gおよび塩化ナトリウム3gを水に溶解して1Lと
し、水酸化ナトリウム溶液でpH6.5〜7.0に調製
した培地15Lを30Lのジャーファーメンターに入れ
て殺菌し、プロタミノバクター・ルブルム(Protaminob
acter rubrum)CBS574.77を接種して、温度2
8℃、通気量13.0L/min ,攪拌速度350r.
p.mで16時間培養してα−グルコシルトランスフェ
ラーゼ活性の高い培養液を得た。遠心分離してα−グル
コシルトランスフェラーゼを含有する微生物菌体のスラ
リー3.6Lを得た後、該スラリーの全量をホモジナイ
ザーで粉砕処理し、プロタミノバクター・ルブルム由来
のα−グルコシルトランスフェラーゼを含有する酵素溶
液3.3Lを得た。
30 g sucrose, 10 g peptone, 3 meat extracts
g, yeast extract 5 g, disodium hydrogen phosphate 12 water 2 g and sodium chloride 3 g to dissolve in water to 1 L, and a medium 15 L prepared by adjusting the pH to 6.5 to 7.0 with sodium hydroxide solution Put in a mentor and sterilize, then use Protaminob
acter rubrum) inoculated with CBS574.77, temperature 2
8 ° C, aeration rate 13.0 L / min, stirring speed 350 r.
p. After culturing for 16 hours at m, a culture solution having high α-glucosyltransferase activity was obtained. After centrifugation to obtain 3.6 L of a slurry of microbial cells containing α-glucosyltransferase, the whole amount of the slurry was pulverized with a homogenizer to contain α-glucosyltransferase derived from Protaminobacterium rubrum. 3.3 L of enzyme solution was obtained.

【0028】担体A〜Gをそれぞれ25ml秤量し3.0
%のグルタルアルデヒド水溶液20mlに加えて25℃で
2時間処理した後、水洗し、未反応のグルタルアルデヒ
ドを十分除去した。ついでグルタルアルデヒド処理した
各酵素固定化用担体をプロタミノバクター・ルブルム由
来のα−グルコシルトランスフェラーゼを含有する酵素
溶液各88mlに、温度25℃にて3時間攪拌した後、水
洗して固定化α−グルコシルトランスフェラーゼA*
* 夫々25mlを得た。
25 ml of each of the carriers A to G is weighed and 3.0
% Glutaraldehyde aqueous solution (20 ml) and treated at 25 ° C. for 2 hours and then washed with water to sufficiently remove unreacted glutaraldehyde. Then, each glutaraldehyde-treated carrier for immobilizing each enzyme was stirred in 88 ml of each enzyme solution containing α-glucosyltransferase derived from Protaminobacterium rubrum at a temperature of 25 ° C. for 3 hours, and then washed with water to immobilize α. -Glucosyltransferase A * ~
G * got 25 ml each.

【0029】ここで得られた固定化αグルコシルトラン
スフェラーゼA* 〜G* 夫々20mlを直径10mm×高さ
30cmのカラムに充填し、これの夫々に、pH5.6の
42%蔗糖(グラニュー糖)水溶液を、25℃に調製し
てポンプにより12.6ml/hr の流速でカラム上部より
供給し、カラム下部から出てくる反応溶液を初期より一
定間隔でサンプリングして、反応液中のパラチノースお
よびトレハルロースの含有量を測定し、パラチノースお
よびトレハルロースの含有量が反応初期の半分になるま
でこの反応を行った。このときまでに要した日数を半減
期とすると共に、半減期までに生成したパラチノースお
よびトレハルロースの総計を、測定した含有量から算出
した。
20 ml of each of the immobilized α-glucosyltransferases A * to G * thus obtained was packed in a column having a diameter of 10 mm and a height of 30 cm, and a 42% sucrose (granulated sugar) aqueous solution having a pH of 5.6 was filled in each column. Was prepared at 25 ° C. and was fed from the upper part of the column at a flow rate of 12.6 ml / hr by a pump, and the reaction solution coming out from the lower part of the column was sampled at regular intervals from the initial stage, and palatinose and trehalulose The content was measured, and this reaction was performed until the content of palatinose and trehalulose became half of the initial reaction. The number of days required up to this time was taken as the half-life, and the total amount of palatinose and trehalulose produced by the half-life was calculated from the measured contents.

【0030】更にここで半減期に達した固定化α−グル
コシルトランスフェラーゼA* 〜G* に、夫々0.5N
の水酸化ナトリウム溶液100mlを加え、70℃に加温
して4時間処理した後、再度同様の固定化方法で未使用
のα−グルコシルトランスフェラーゼを夫々固定化し
た。これらを再度上述のカラムに充填し、上述の蔗糖溶
液を供給し、カラム下部から出てくる初期の反応溶液を
サンプリングして、反応溶液中のパラチノースおよびト
レハルロースの含有量を測定した。ここで測定したパラ
チノースおよびトレハルロースの含有量が再生固定化の
前の初期の含有量と較べた割合を再生率として算出し
た。その結果を表2示す。
Further, 0.5 N of each of the immobilized α-glucosyltransferases A * to G * whose half-life has reached here is added.
100 ml of sodium hydroxide solution was added, and the mixture was heated to 70 ° C. and treated for 4 hours, and then unused α-glucosyltransferases were immobilized again by the same immobilization method. These were packed again in the above-mentioned column, the above-mentioned sucrose solution was supplied, the initial reaction solution coming out from the lower part of the column was sampled, and the contents of palatinose and trehalulose in the reaction solution were measured. The ratio of the content of palatinose and trehalulose measured here compared with the initial content before regeneration immobilization was calculated as the regeneration rate. The results are shown in Table 2.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】表2から明らかなように、本発明の方法
は、パラチノースおよびトレハルロースの生成量が多
く、固定化α−グルコシルトランスフェラーゼの活性の
持続性や再生処理も極めて良好であり、蔗糖溶液からパ
ラチノースおよびトレハルロースを効率良く生産でき
た。
As is clear from Table 2, the method of the present invention produces a large amount of palatinose and trehalulose, the activity of the immobilized α-glucosyltransferase is very long-lasting, and the regeneration treatment is very good. And trehalulose could be produced efficiently.

【0033】(実施例2)実施例1で得られた粒状多孔
質キトサンを1,500ml秤量し、含有する水をイソプ
ロピルアルコールで十分に置換除去した。表3に示した
如く、所定量のフェニルグリシジルエーテルを夫々イソ
プロピルアルコール100mlに加えて溶解し、該溶解液
に粒状多孔質キトサン各100mlを加え、70℃で4時
間反応させた。
(Example 2) 1,500 ml of the granular porous chitosan obtained in Example 1 was weighed and the contained water was sufficiently replaced with isopropyl alcohol to remove it. As shown in Table 3, a predetermined amount of phenylglycidyl ether was added to and dissolved in 100 ml of isopropyl alcohol, and 100 ml of granular porous chitosan was added to the solution, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 4 hours.

【0034】反応終了後、反応残液を除去しイソプロピ
ルアルコールで洗浄後、水洗した。次いで夫々水100
mlにエチレングリコールジグリシジルエーテル0.5g
を加えて溶解し、該溶解液に、フェニルグリシジルエー
テルを所定量反応させた粒状多孔質キトサンを入れ、8
0℃で2時間反応させた。反応終了後、十分水洗し酵素
固定化用担体(担体H〜M)各97mlを得た。
After the completion of the reaction, the reaction residual liquid was removed, and the product was washed with isopropyl alcohol and then with water. Next is water 100 each
0.5 g ethylene glycol diglycidyl ether
Is added and dissolved, and a granular porous chitosan obtained by reacting a predetermined amount of phenylglycidyl ether is added to the solution, and 8
The reaction was carried out at 0 ° C for 2 hours. After the reaction was completed, the product was thoroughly washed with water to obtain 97 ml of enzyme immobilization carriers (carriers H to M).

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】担体H〜Mを夫々25ml秤量し3.0%の
グルタルアルデヒド水溶液20mlに加えて25℃で2時
間処理した後、水洗し、未反応のグルタルアルデヒドを
十分除去した。ついでグルタルアルデヒド処理した各酵
素固定化用担体を、実施例1で得たプロタミノバクター
・ルブルム(Protaminobacter rubrum)CBS574.
77由来のα−グルコシルトランスフェラーゼを含有す
る酵素溶液各88mlに、温度25℃にて3時間攪拌した
後、水洗して固定化α−グルコシルトランスフェラーゼ
* 〜M* 夫々25mlを得た。
25 ml of each of the carriers H to M was weighed, added to 20 ml of 3.0% glutaraldehyde aqueous solution, treated at 25 ° C. for 2 hours, and washed with water to sufficiently remove unreacted glutaraldehyde. Subsequently, each enzyme-immobilized carrier treated with glutaraldehyde was treated with Protaminobacter rubrum CBS574.
Each of 88 ml of the enzyme solution containing 77-derived α-glucosyltransferase was stirred at a temperature of 25 ° C. for 3 hours and washed with water to obtain 25 ml of each immobilized α-glucosyltransferase H * to M * .

【0037】ここで得られた固定化α−グルコシルトラ
ンスフェラーゼH* 〜M* 夫々20mlを直径10mm×高
さ30cmのカラムに充填し、これの夫々に、実施例1と
同様の方法でpH5.6の42%蔗糖水溶液を通液し、
実施例1と同様の方法で半減期、半減期までに生成した
パラチノースおよびトレハルロースの総計を測定または
算出した。更にここで半減期に達した固定化α−グルコ
シルトランスフェラーゼH* 〜M* を、実施例1と同様
の方法で水酸化ナトリウム溶液処理後、再度未使用のα
−グルコシルトランスフェラーゼを夫々固定化し、再度
上述のカラムに充填して上述の蔗糖溶液を供給し、反応
溶液をサンプリングして再生率を算出した。その結果を
表4示す。
20 ml of each of the immobilized α-glucosyltransferases H * to M * obtained here was packed in a column having a diameter of 10 mm and a height of 30 cm, and pH 5.6 was applied to each of the columns in the same manner as in Example 1. Of 42% sucrose solution,
The half-life and the total amount of palatinose and trehalulose produced by the half-life were measured or calculated in the same manner as in Example 1. Further, the immobilized α-glucosyltransferases H * to M * whose half-life reached here were treated with a sodium hydroxide solution in the same manner as in Example 1, and then unused α was reused.
-Glucosyl transferase was immobilized on each column, the column was packed again and the above sucrose solution was supplied, and the reaction solution was sampled to calculate the regeneration rate. The results are shown in Table 4.

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】表4から明らかなように、本発明の方法
は、パラチノースおよびトレハルロースの生成量が多
く、固定化α−グルコシルトランスフェラーゼの活性の
持続性や再生処理も極めて良好であり、蔗糖溶液からパ
ラチノースおよびトレハルロースを効率良く生産でき
た。
As is clear from Table 4, the method of the present invention produces a large amount of palatinose and trehalulose, and the durability of the activity of the immobilized α-glucosyltransferase and the regeneration treatment are extremely good. And trehalulose could be produced efficiently.

【0040】(実施例3) (1) 蔗糖375g、ペプトン150g、肉エキス45
g、酵母エキス75g、リン酸水素2ナトリウム・12
水30gおよび塩化ナトリウム45gからなるpH7の
培地15Lを30Lのジャーファーメンターに入れて殺
菌し、セラチア・ブリムチカ(Serratia plymuthica )
ATCC15928を接種して、温度28℃、通気量
7.5L/min ,攪拌速度400r.p.mで16時間
培養してα−グルコシルトランスフェラーゼ活性の高い
培養液を得、遠心分離してα−グルコシルトランスフェ
ラーゼを含有する微生物菌体のスラリー2.5Lを得
た。次に該スラリーの全量をホモジナイザー処理してセ
ラチア・ブリムチカ由来のα−グルコシルトランスフェ
ラーゼを含有する酵素溶液2.3Lを得た(酵素液
1)。
(Example 3) (1) Sucrose 375 g, peptone 150 g, meat extract 45
g, yeast extract 75g, disodium hydrogen phosphate-12
15 L of pH 7 medium consisting of 30 g of water and 45 g of sodium chloride was placed in a 30 L jar fermenter for sterilization, and Serratia plymuthica
ATCC15928 was inoculated, the temperature was 28 ° C., the aeration rate was 7.5 L / min, and the stirring speed was 400 r.p.m. p. After culturing for 16 hours at m, a culture solution having a high α-glucosyltransferase activity was obtained, followed by centrifugation to obtain 2.5 L of a slurry of microbial cells containing the α-glucosyltransferase. Next, the whole amount of the slurry was treated with a homogenizer to obtain 2.3 L of an enzyme solution containing α-glucosyltransferase derived from Serratia brimtica (enzyme solution 1).

【0041】(2) 蔗糖60g、ペプトン10g、肉エキ
ス1g、酵母エキス1g、リン酸水素2ナトリウム・1
2水2gおよび塩化ナトリウム3gを水に溶解して1L
とし、水酸化ナトリウム溶液でpH6.5〜7.0に調
製した培地をジャーファーメンターに入れて殺菌し、ア
グロバクテリウム・ラジオバクター(Agrobacterium ra
diobacter )MX−232を接種して、温度28℃、通
気量0.25L/min ,攪拌速度460r.p.mで4
8時間培養してα−グルコシルトランスフェラーゼ活性
の高い培養液を得、遠心分離してα−グルコシルトラン
スフェラーゼを含有する微生物菌体のスラリー0.20
Lを得た。次に該スラリーの全量をホモジナイザー処理
してアグロバクテリウム・ラジオバクター由来のα−グ
ルコシルトランスフェラーゼを含有する酵素溶液0.1
8Lを得た(酵素液2)。
(2) Sucrose 60 g, peptone 10 g, meat extract 1 g, yeast extract 1 g, disodium hydrogen phosphate-1
2L 2g of water and 3g of sodium chloride are dissolved in water and 1L
And sterilize it by adding a medium adjusted to pH 6.5-7.0 with sodium hydroxide solution to a jar fermenter to sterilize it.
diobacter) MX-232 was inoculated, and the temperature was 28 ° C., the aeration rate was 0.25 L / min, and the stirring rate was 460 r.p.m. p. 4 in m
A culture solution having a high α-glucosyltransferase activity is obtained by culturing for 8 hours, and centrifuged to obtain a slurry of microbial cells containing the α-glucosyltransferase 0.20.
L was obtained. Next, the whole amount of the slurry was treated with a homogenizer to obtain an enzyme solution containing α-glucosyltransferase derived from Agrobacterium radiobacter 0.1.
8 L was obtained (enzyme solution 2).

【0042】(3) 蔗糖100g、ペプトン10g、肉エ
キス3g、酵母エキス5g、リン酸水素2ナトリウム・
12水2gおよび塩化ナトリウム3gを水に溶解して1
Lとし、水酸化ナトリウム溶液でpH6.5〜7.0に
調製した培地をジャーファーメンターに入れて殺菌し、
シュードモナス・メソアシドフィラ(Pseudomonas meso
acidophila)MX−45を接種して、温度28℃、通気
量1.2L/min ,攪拌速度430r.p.mで60時
間培養してα−グルコシルトランスフェラーゼ活性の高
い培養液を得、遠心分離してα−グルコシルトランスフ
ェラーゼを含有する微生物菌体のスラリー0.15Lを
得た。次に該スラリーの全量をホモジナイザー処理して
シュードモナス・メソアシドフィラ由来のα−グルコシ
ルトランスフェラーゼを含有する酵素溶液0.14Lを
得た(酵素液3)。
(3) Sucrose 100 g, peptone 10 g, meat extract 3 g, yeast extract 5 g, disodium hydrogen phosphate.
12 Dissolve 2 g of water and 3 g of sodium chloride in water to prepare 1
L and sterilize by adding a medium adjusted to pH 6.5-7.0 with sodium hydroxide solution to a jar fermenter,
Pseudomonas meso
acidophila) MX-45 was inoculated, the temperature was 28 ° C., the aeration rate was 1.2 L / min, and the stirring rate was 430 r. p. After culturing for 60 hours at m, a culture solution having a high α-glucosyltransferase activity was obtained and centrifuged to obtain 0.15 L of a slurry of microbial cells containing α-glucosyltransferase. Next, the entire amount of the slurry was treated with a homogenizer to obtain 0.14 L of an enzyme solution containing α-glucosyltransferase derived from Pseudomonas mesoacidophila (enzyme solution 3).

【0043】(4) 蔗糖50g、コーンスチープリカー3
0g、酵母エキス5g、リン酸水素2ナトリウム・12
水2gおよび塩化ナトリウム3gを水に溶解して1Lと
し、水酸化ナトリウム溶液でpH6.5〜7.0に調製
した培地をジャーファーメンターに入れて殺菌し、クレ
ブシェラ・テリゲナ(Klebsiella terrigena)ATCC
33257を接種して、温度28℃、通気量1.0L/
min ,攪拌速度140r.p.mで24時間培養してα
−グルコシルトランスフェラーゼ活性の高い培養液を
得、遠心分離してα−グルコシルトランスフェラーゼを
含有する微生物菌体のスラリー0.25Lを得た。次に
該スラリーの全量をホモジナイザー処理してクレブシェ
ラ・テリゲナ由来のα−グルコシルトランスフェラーゼ
を含有する酵素溶液0.20Lを得た(酵素液4)。
(4) Sucrose 50 g, corn steep liquor 3
0 g, yeast extract 5 g, disodium hydrogen phosphate-12
Klebsiella terrigena ATCC was prepared by dissolving 2 g of water and 3 g of sodium chloride in water to make 1 L, and sterilizing the medium prepared with sodium hydroxide solution at pH 6.5 to 7.0 in a jar fermenter.
33257 inoculated, temperature 28 ℃, aeration 1.0L /
min, stirring speed 140 r. p. culture for 24 hours at α
-A culture solution having a high glucosyltransferase activity was obtained and centrifuged to obtain 0.25 L of a slurry of microbial cells containing α-glucosyltransferase. Next, the whole amount of the slurry was treated with a homogenizer to obtain 0.20 L of an enzyme solution containing Klebsiella terrigena-derived α-glucosyltransferase (enzyme solution 4).

【0044】実施例1で得られた酵素固定化用担体Dと
実施例2で得られた酵素固定化用担体Jを夫々25ml秤
量し、これらを上述の方法で得た酵素液1〜4夫々10
0mlに加え、室温で2時間攪拌し後、吸着後の残留酵素
液を除去した。次いで2.5%グルタルアルデヒド水溶
液各250mlに入れ1時間処理後、充分に水洗して固定
化α−グルコシルトランスフェラーゼD1,D2,D
3,D4およびJ1,J2,J3,J4夫々25mlを得
た。
25 ml each of the enzyme immobilization carrier D obtained in Example 1 and the enzyme immobilization carrier J obtained in Example 2 were weighed, and the enzyme solutions 1 to 4 obtained by the above method were respectively weighed. 10
After addition to 0 ml and stirring at room temperature for 2 hours, the residual enzyme solution after adsorption was removed. Then, the mixture was placed in 250 ml each of 2.5% glutaraldehyde aqueous solution and treated for 1 hour, then thoroughly washed with water and immobilized α-glucosyltransferase D1, D2, D
25 ml each of 3, D4 and J1, J2, J3, J4 were obtained.

【0045】ここで得られた固定化α−グルコシルトラ
ンスフェラーゼD1〜D4、J1〜J4夫々20mlを直
径10mm×高さ30cmのカラムに充填し、これの夫々
に、実施例1と同様の方法でpH5.6の42%蔗糖水
溶液を通液し、実施例1と同様の方法で半減期、半減期
までに生成したパラチノースおよびトレハルロースの総
計を測定または算出した。更にここで半減期に達した固
定化α−グルコシルトランスフェラーゼD1〜D4、J
1〜J4を、実施例1と同様の方法で水酸化ナトリウム
溶液処理後、再度未使用のα−グルコシルトランスフェ
ラーゼを夫々固定化し、再度上述のカラムに充填して上
述の蔗糖溶液を供給し、反応溶液をサンプリングして再
生率を算出した。その結果を表5示す。
20 ml of each of the immobilized α-glucosyltransferases D1 to D4 and J1 to J4 thus obtained was packed in a column having a diameter of 10 mm and a height of 30 cm, and pH 5 was applied to each of them by the same method as in Example 1. A 42% sucrose aqueous solution of No. 6 was passed through, and the half-life and the total amount of palatinose and trehalulose produced by the half-life were measured or calculated in the same manner as in Example 1. Furthermore, the immobilized α-glucosyltransferases D1 to D4, J having reached the half-life here,
1 to J4 were treated with a sodium hydroxide solution in the same manner as in Example 1, again unused α-glucosyltransferases were immobilized, respectively, and packed again in the column described above to supply the sucrose solution described above, followed by reaction. The solution was sampled and the regeneration rate was calculated. The results are shown in Table 5.

【0046】[0046]

【表5】 [Table 5]

【0047】表5から明らかなように、本発明の方法で
得られた固定化α−グルコシルトランスフェラーゼはい
ずれの微生物由来のα−グルコシルトランスフェラーゼ
に対しても、パラチノースおよびトレハルロースの生成
量が多く、活性の持続性や再生処理も極めて良好であ
り、蔗糖溶液からパラチノースおよびトレハルロースを
効率良く生産できた。
As is clear from Table 5, the immobilized α-glucosyltransferase obtained by the method of the present invention produces a large amount of palatinose and trehalulose against α-glucosyltransferases derived from any microorganisms and is active. The sustainability and regeneration treatment of sucrose were very good, and palatinose and trehalulose could be efficiently produced from the sucrose solution.

【0048】(比較例1)実施例1と同様の酵素固定化
用担体の製造方法において、フェニルグリシジルエーテ
ルを反応させなかったもの(担体O)と、DEAE−セ
ルロース(担体P)を用い、実施例1で得られた酵素液
を実施例1と同様の方法で固定化し、固定化α−グルコ
シルトランスフェラーゼO* 、P* を得た。
(Comparative Example 1) A method for producing a carrier for immobilizing an enzyme similar to that in Example 1 was carried out by using a carrier which was not reacted with phenylglycidyl ether (carrier O) and DEAE-cellulose (carrier P). The enzyme solution obtained in Example 1 was immobilized in the same manner as in Example 1 to obtain immobilized α-glucosyltransferases O * and P * .

【0049】得られた固定化α−グルコシルトランスフ
ェラーゼO* 、P* 夫々20mlを直径10mm×高さ30
cmのカラムに充填し、これらの夫々に、実施例1と同様
の方法でpH5.6の42%蔗糖水溶液を通液し、実施
例1と同様の方法で半減期、半減期までに生成したパラ
チノースおよびトレハルロースの総計を測定または算出
した。更に、ここで半減期に達した固定化α−グルコシ
ルトランスフェラーゼO* 、P* を、実施例1と同様の
方法で水酸化ナトリウム溶液処理後、再度未使用のα−
グルコシルトランスフェラーゼを夫々固定化し、再度上
述のカラムに充填して上述の蔗糖溶液を供給し、反応溶
液をサンプリングして再生率を算出した。その結果を表
6示す。
20 ml of each of the obtained immobilized α-glucosyl transferases O * and P * was used, having a diameter of 10 mm and a height of 30.
cm columns were packed, and a 42% sucrose aqueous solution having a pH of 5.6 was passed through each of them in the same manner as in Example 1 to produce half-life and half-life in the same manner as in Example 1. The total amount of palatinose and trehalulose was measured or calculated. Further, the immobilized α-glucosyltransferases O * and P * whose half-life reached here were treated with a sodium hydroxide solution in the same manner as in Example 1, and then unused α-glucose was reused.
Glucosyltransferase was immobilized on each column, the column was packed again and the sucrose solution was supplied, and the reaction solution was sampled to calculate the regeneration rate. The results are shown in Table 6.

【0050】[0050]

【表6】 [Table 6]

【0051】表6から明らかなように、固定化α−グル
コシルトランスフェラーゼO* 、P* を用いた本発明以
外の方法は、パラチノースおよびトレハルロースの生産
性が実施例1,2と比較して低く、活性の持続性や再生
処理も劣るものであった。
As is clear from Table 6, in the methods using immobilized α-glucosyltransferases O * and P * other than the present invention, the productivity of palatinose and trehalulose was low as compared with Examples 1 and 2, and The activity persistence and regeneration treatment were also inferior.

【0052】(比較例2)蔗糖30g、ペプトン10
g、肉エキス3g、酵母エキス5g、リン酸水素2ナト
リウム・12水2gおよび塩化ナトリウム3gに水を溶
解して1Lとし、水酸化ナトリウム溶液でpH6.5〜
7.0に調製した培地15Lを30Lのジャーファーメ
ンターに入れて殺菌し、プロタミノバクター・ルブルム
(Protaminobacter rubrum)CBS57477を接種し
て、温度28℃、通気量13.0L/min ,攪拌速度3
50r.p.mで16時間培養してα−グルコシルトラ
ンスフェラーゼ活性の高い培養液を得た。遠心分離して
α−グルコシルトランスフェラーゼを含有する微生物菌
体のスラリー3.6Lを得た後、該スラリーの全量をホ
モジナイザーで粉砕処理し、プロタミノバクター・ルブ
ルム由来のα−グルコシルトランスフェラーゼを含有す
る酵素溶液3.3Lを得た。
(Comparative Example 2) Sucrose 30 g, peptone 10
g, meat extract 3 g, yeast extract 5 g, disodium hydrogen phosphate-12 water 2 g and sodium chloride 3 g to dissolve the water to 1 L, and the pH is adjusted to 6.5 with sodium hydroxide solution.
15 L of the medium prepared to 7.0 was put in a 30 L jar fermenter for sterilization, and Protaminobacter rubrum CBS57477 was inoculated, and the temperature was 28 ° C., the aeration rate was 13.0 L / min, and the stirring speed was Three
50r. p. After culturing for 16 hours at m, a culture solution having high α-glucosyltransferase activity was obtained. After centrifugation to obtain 3.6 L of a slurry of microbial cells containing α-glucosyltransferase, the whole amount of the slurry was pulverized with a homogenizer to contain α-glucosyltransferase derived from Protaminobacterium rubrum. 3.3 L of enzyme solution was obtained.

【0053】ここで得たα−グルコシルトランスフェラ
ーゼを含有する微生物菌体の破砕物溶液2.5Lを、
2.5Lの4%アルギン酸ナトリウム水溶液と混合し、
直径0.6mmの細孔を多数有するダイスを取り付けた円
筒形の押し出し機に入れ、空気圧をかけて混合溶液を細
孔より下方へ押し出した。押し出し機の下方には、0.
15M塩化カルシウム溶液10Lを入れた20L容の容
器を置き、攪拌機によって溶液を攪拌しておき、上方か
ら落下する混合溶液の液滴を受けた。10分で混合溶液
を押し出し、そのまま塩化カルシウム溶液を2時間攪拌
して、微生物菌体破砕物含有アルギン酸ゲル4kgを得
た。
2.5 L of the crushed microbial cell solution containing α-glucosyltransferase obtained above was added to
Mix with 2.5 L of 4% aqueous sodium alginate solution,
The mixture was put into a cylindrical extruder equipped with a die having a large number of pores having a diameter of 0.6 mm, and air pressure was applied to push the mixed solution downward from the pores. Below the extruder, 0.
A 20 L container containing 10 L of a 15 M calcium chloride solution was placed, the solution was stirred by a stirrer, and droplets of the mixed solution falling from above were received. The mixed solution was extruded in 10 minutes, and the calcium chloride solution was stirred as it was for 2 hours to obtain 4 kg of alginic acid gel containing crushed microbial cells.

【0054】次に30%ポリエチレンイミン270gを
約3Lの水で希釈してから、希塩酸で中和してpH5.
5に調製し、総量を4kgとした後、先に調製した微生物
菌体破砕物含有アルギン酸ゲル4kgを投入し、10分間
ゆるやかに攪拌した後、瀘過してゲルを回収し、0.5
%グルタルアルデヒド溶液10Lにゲルを加えて30分
間攪拌後、水洗してアルギン酸ゲルに微生物菌体破砕物
が包括された固定化α−グルコシルトランスフェラーゼ
3.3kgを得た。
Then, 270 g of 30% polyethyleneimine was diluted with about 3 L of water, neutralized with dilute hydrochloric acid and adjusted to pH 5.
After preparing 5 and making the total amount 4 kg, 4 kg of the alginic acid gel containing crushed microbial cells prepared above was added, gently stirred for 10 minutes, and then filtered to recover the gel.
The gel was added to 10 L of a 10% glutaraldehyde solution, and the mixture was stirred for 30 minutes and washed with water to obtain 3.3 kg of immobilized α-glucosyltransferase in which crushed microbial cells were included in alginate gel.

【0055】これを実施例1と同様の方法でPH5.6
の42%蔗糖水溶液を通液し、実施例1と同様の方法で
半減期,半減期までに生成したパラチノースおよびトレ
ハルロースの総計を測定または算出したところ、半減期
が210日,半減期までに生成したパラチノースおよび
トレハルロースの総計は12.5kgであった。
PH5.6 is obtained by the same method as in the first embodiment.
Of 42% sucrose aqueous solution, and the total half-life and palatinose and trehalulose produced by the half-life were measured or calculated in the same manner as in Example 1. The half-life was 210 days, and the half-life was produced by the half-life. The total amount of palatinose and trehalulose added was 12.5 kg.

【0056】この様に従来技術の方法は、本発明の方法
に較べると、パラチノースおよびトレハルロースの生産
性が低く、活性の持続性も劣るものであった。また、こ
の固定化方法では再生ができない為、失活した固定化α
−グルコシルトランスフェラーゼは廃棄せざるを得なか
った。
As described above, the prior art method was low in productivity of palatinose and trehalulose and inferior in activity sustainability, as compared with the method of the present invention. In addition, since this method of immobilization does not allow regeneration, deactivated immobilization α
-Glucosyltransferase had to be discarded.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明の方法は、物理的強度に優れた粒
状多孔質キトサンに脂肪族ポリアルコールのジグリシジ
ルエーテルとフェニルグリシジルエーテルを反応させて
得られた酵素固定化用担体を用い、これにα−グルコシ
ルトランスフェラーゼを固定化させることにより、初期
活性と活性の持続性に優れ、再生による繰り返し使用が
可能な固定化α−グルコシルトランスフェラーゼが得ら
れ、該固定化−αグルコシルトランスフェラーゼに蔗糖
溶液を接触させることによって、パラチノースおよびト
レハルロースを効率良く生産することができるという優
れた効果を発揮する。
The method of the present invention uses a carrier for enzyme immobilization obtained by reacting granular porous chitosan having excellent physical strength with diglycidyl ether of an aliphatic polyalcohol and phenylglycidyl ether. By immobilizing α-glucosyltransferase on, the initial activity and the durability of the activity are excellent, and an immobilized α-glucosyltransferase that can be repeatedly used by regeneration is obtained, and a sucrose solution is added to the immobilized-α-glucosyltransferase. By bringing them into contact with each other, the excellent effect that palatinose and trehalulose can be efficiently produced is exhibited.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 佳秀 静岡県駿東郡小山町小山89−5 (72)発明者 篠永 正晃 静岡県駿東郡小山町藤曲142−3 (72)発明者 宮澤 文雄 神奈川県横浜市金沢区六浦町2065 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihide Kawamura 89-5 Oyama, Oyama-machi, Sunto-gun, Shizuoka Prefecture 89-5 (72) Inventor Masaaki Shinonaga 142-3 Toyama, Toyama-cho, Sunto-gun, Shizuoka Prefecture Fumio Miyazawa Kanagawa Prefecture 2065 Mutsuura-cho, Kanazawa-ku, Yokohama-shi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粒状多孔質キトサンに脂肪族ポリアルコ
ールのジグリシジルエーテルとフェニルグリシジルエー
テルを反応させて得られた酵素固定化用担体に、α−グ
ルコシルトランスフェラーゼを固定化し、ここで得られ
た固定化α−グルコシルトランスフェラーゼに蔗糖溶液
を接触させることを特徴とするパラチノースおよびトレ
ハルロースの製造方法。
1. An α-glucosyltransferase is immobilized on a carrier for enzyme immobilization obtained by reacting granular porous chitosan with diglycidyl ether of aliphatic polyalcohol and phenylglycidyl ether, and the immobilization obtained here is immobilized. A method for producing palatinose and trehalulose, which comprises contacting a sucrose solution with a modified α-glucosyltransferase.
JP16138895A 1995-06-05 1995-06-05 Process for producing palatinose and trehalulose Expired - Fee Related JP3632242B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16138895A JP3632242B2 (en) 1995-06-05 1995-06-05 Process for producing palatinose and trehalulose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16138895A JP3632242B2 (en) 1995-06-05 1995-06-05 Process for producing palatinose and trehalulose

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08322585A true JPH08322585A (en) 1996-12-10
JP3632242B2 JP3632242B2 (en) 2005-03-23

Family

ID=15734150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16138895A Expired - Fee Related JP3632242B2 (en) 1995-06-05 1995-06-05 Process for producing palatinose and trehalulose

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3632242B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008079533A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Mahidol Univ Method for producing palatinose, trehalose or mixture thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008079533A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Mahidol Univ Method for producing palatinose, trehalose or mixture thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3632242B2 (en) 2005-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2703615C2 (en)
US4797358A (en) Microorganism or enzyme immobilization with a mixture of alginate and silica sol
JPS5836959B2 (en) Method for producing palatinose using immobilized α-glucosyltransferase
JPS6222599B2 (en)
US4390627A (en) Immobilization of the sucrose mutase in whole cells of protaminobacter rubrum
US5939294A (en) Immobilization of microogranisms on weakly basic anion exchange substance for producing isomaltulose
JPH0218070B2 (en)
KR101203024B1 (en) Process for purifying difructose-dianhydride iii
JPH0568580A (en) Higher chitosan oligosaccharide and its production
JPH08322585A (en) Production of palatinose and trehalose
JPH0269502A (en) Water soluble low molecular chitosan and production thereof
CA2254956A1 (en) Process and carrier for the production of isomaltulose by immobilized micro-organisms
JPH066064B2 (en) Method for producing difructose dianhydride
JPS6321475B2 (en)
JPH06125774A (en) Levansaccharase enzyme, its preparation, microorganism for producing said enzyme and composition containing said microorganism
CN113832134B (en) Method for recovering activity of immobilized enzyme for sugar
Su et al. A novel method for continuous production of cyclodextrins using an immobilized enzyme system
CA1159785A (en) Method for the production of immobilized glucose isomerase
JPH01174395A (en) Production of sweetener containing fructooligosaccharide using membrane of immobilized enzyme
JP2538827B2 (en) Method for producing high-sweetness sugar-added stevia sweetener by immobilized enzyme
JPS5929200B2 (en) Manufacturing method for water-insoluble tannin preparations
JP3282271B2 (en) Method for producing ε-poly-L-lysine
JPS63226284A (en) Separation and purification of amylase and adsorbent and apparatus used therefor
JPH0265789A (en) Production of agar oligosaccharide
KR20210052102A (en) Bead immobilized microbial cell soaked with metal ion and method of preparing the same

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20041115

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041213

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090107

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100107

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120107

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130107

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees