JPH1081701A - 新規なリン酸化多糖類、その製造法及び用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規なリン酸化多糖類、その製造法及び用
途。 【解決手段】 化１で示されるリン酸化多糖類。化２で
示されるリン酸化多糖類を弱酸性下で加水分解して末端
のガラクトースを遊離除去して製造される。粘度が高
く、たんぱく質との親和性も高いので、乳製品、練製品
の安定剤として用いられる。 【化１】 【化２】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なリン酸化多
糖類に関する。また、本発明は、この新規なリン酸化多
糖類を製造する方法及びその用途に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アイスクリーム、マーガリン、ス
プレッド類、デザート類、ドレッシング類、マヨネーズ
類、ソース類等、数多くの乳化食品において、グアーガ
ム、カラギーナン、ローカストビーンガム、アラビアガ
ム、トラガントガム、ペクチン、アルギン酸等の植物性
多糖類が安定剤として使用されている。また、ドリンク
ヨーグルトやフローズンヨーグルト等においても、これ
らの植物性多糖類が安定剤として使用されている。とこ
ろが、乳化安定剤や安定剤として広く使用されている植
物性多糖類は、供給量の変動やそれに伴う価格の不安定
化、あるいは煩雑な製造工程や副産物の処理等の問題が
ある。また、近年、微生物由来の多糖類の開発が進み、
既にデキストラン、キサンタンガム、プルラン、カード
ラン等の多糖類が食品の乳化安定剤や安定剤として使用
されているが、液状食品の安定化に有効な相互作用の強
い多糖類の開発は進んでいない。

【０００３】一方、酪農乳酸菌のストレプトコッカス・
ラクチス(Streptococcus lactis)もしくはラクトコッ
カス・ラクチス(Lactococcus lactis) 、ストレプトコ
ッカス・クレモリス(Streptococcus cremoris) もしく
はラクトコッカス・クレモリス(Lactococcus cremori
s) 等の一部の菌株により生産されるリン酸化多糖類に
ついて報告がなされている (特開平3-229702号公報、Na
kajima et al., Carbohydr. Res., vol.224, pp.245-25
3, 1992)。そして、本発明者らは、このリン酸化多糖類
がたんぱく質とのイオン性相互作用を示すことを見出
し、リン酸化多糖類を有効成分とする乳化安定剤及び安
定剤を提案した (特願平7- 54978号、特願平7-175431
号) 。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、さら
に、種々の食品の安定剤として有効な物質を得ることを
目的としてリン酸化多糖類の改変を試みたところ、酸性
条件下でリン酸化多糖類を加熱して加水分解することに
より、リン酸基のジエステル結合を介してリン酸化多糖
類に結合している側鎖のガラクトースのみを遊離するこ
とができることを見出した。そして、この側鎖のガラク
トースが欠如したリン酸化多糖類が、側鎖のガラクトー
スを有するリン酸化多糖類よりもたんぱく質とのイオン
性相互作用の点で優れ、前記のような多糖類と同様に安
定剤として用いることができることを見出し、本発明を
完成するに至った。したがって、本発明は、側鎖のガラ
クトースが欠如した新規なリン酸化多糖類を提供するこ
とを課題とする。また、本発明は、側鎖のガラクトース
が欠如した新規なリン酸化多糖類の製造法を提供するこ
とを課題とする。さらに、本発明は、側鎖のガラクトー
スが欠如した新規なリン酸化多糖類を有効成分とする安
定剤を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の新規なリン酸化
多糖類は、次の構造式（Ｉ）で示される。

【化３】 (但し、式中Ｇｌｃはグルコース残基を、Ｇａｌはガラ
クトース残基を、Ｒｈａはラムノース残基をそれぞれ示
す。また、式中の数値はそれぞれの結合部位を、ｎは繰
り返し単位をそれぞれ示す。）

【０００６】そして、本発明の新規なリン酸化多糖類
は、次の構造式 (II) で示される公知のリン酸化多糖類
を酸性条件下で加熱して加水分解することにより得るこ
とができる。

【化４】 (但し、式中Ｇｌｃはグルコース残基を、Ｇａｌはガラ
クトース残基を、Ｒｈａはラムノース残基をそれぞれ示
す。また、式中の数値はそれぞれの結合部位を、ｎは繰
り返し単位をそれぞれ示す。）

【０００７】以下、本発明の新規なリン酸化多糖類を製
造する方法について説明する。まず、莢膜性粘性物を産
生する性質を有する乳酸菌ストレプトコッカス・ラクチ
ス(Streptococcus lactis) もしくはラクトコッカス・
ラクチス(Lactococcuslactis) 、ストレプトコッカス・
クレモリス(Streptococcus cremoris) もしくはラクト
コッカス・クレモリス(Lactococcus cremoris) を培養
した後、遠心分離等の処理により菌体を除去して得られ
る上清にエチルアルコール等の溶媒を添加し、構造式
(II) で示される公知のリン酸化多糖類を沈澱として回
収する。なお、莢膜性粘性物を産生する性質を有する乳
酸菌としては、ストレプトコッカス・ラクチス(Strepto
coccus lactis) SBT 1209 (FERM P-8308)やストレプト
コッカス・クレモリス(Streptococcus cremoris) SBT
0495 (FERM P-10053) 等を例示することができる。ま
た、乳酸菌を培養するに際しては、乳成分含有培地、合
成培地、半合成培地等、乳酸菌の増殖が良好であり、か
つリン酸化多糖類の生産が良好な培地を使用することが
好ましく、静置培養又は定pH培養を行うことが好まし
い。

【０００８】次に、この構造式 (II) で示される公知の
リン酸化多糖類を酸性条件下で加熱して加水分解する。
例えば、このリン酸化多糖類を水に溶解した後、食品用
の酸として使用されている塩酸、酢酸、クエン酸、炭
酸、乳酸等を最終濃度が約0.5〜2mM となるよう添加
し、80〜100 ℃で５〜20分間加熱する。反応終了後、食
品用のアルカリとして使用されている水酸化ナトリウム
等を添加して中和する。そして、必要に応じて加水分解
により遊離したガラクトースや中和により生じた塩類等
を限外濾過や透析等の処理で除去した後、濃縮、乾燥し
て本発明の新規なリン酸化多糖類を得ることができる。

【０００９】なお、本発明のリン酸化多糖類を製造する
に際し、構造式 (II) で示される公知のリン酸化多糖類
を酸性条件下で加熱して加水分解して、側鎖のガラクト
ースのみを遊離させるためには、以下の点を考慮する必
要がある。すなわち、構造式(II) で示される公知のリ
ン酸化多糖類のリン酸基は、側鎖のガラクトースの１位
炭素とエステル結合を形成すると共に主鎖のガラクトー
スの３位炭素とエステル結合を形成している。そして、
この２つのエステル結合の酸に対する安定性を比較した
場合、主鎖のガラクトースの３位炭素とのエステル結合
の方が側鎖のガラクトースの１位炭素とのエステル結合
よりも安定である。したがって、低濃度の適当な酸性条
件下で加熱することにより、主鎖のガラクトースの３位
炭素とのエステル結合を維持してリン酸基を保持した状
態で側鎖のガラクトースの１位炭素とのエステル結合の
みを切断し、側鎖のガラクトースのみを遊離することが
できる。

【００１０】以下に、構造式 (II) で示される公知のリ
ン酸化多糖類から本発明のリン酸化多糖類を製造する際
の加水分解条件を検討した結果を示す。

【参考例１】乳糖濃度を 5.0％としたOttoら (FEMS Mic
robiol. Lett., vol.16, pp.69-74,1990)の完全合成培
地4Lに、ラクトコッカス・ラクチス・サブスピーシーズ
・クレモリス(Lactococcus lactis ssp. cremoris) SB
T 0495 (FERM P-10053) を接種し、3.0N水酸化カリウム
を自動滴定することにより培養液のpHを 6.3に維持する
定pH培養を行った。約50時間培養した後、回収した培養
液を遠心分離 (50,000×g 、60分間) して菌体を完全に
除去した上清に最終濃度60％となるようエタノールを混
合し、遠心分離(4,000×g 、10分間) することにより沈
澱を回収して、構造式 (II) で示される公知のリン酸化
多糖類4.5gを得た。なお、このようにして得られたリン
酸化多糖類については、糖組成分析、リン酸含量分析、
メチル化分析及び核磁気共鳴分析により、構造式 (II)
で示される物質であることを確認した(Nakajima et a
l., Carbohydr. Res., vol.224, pp.245-253, 1992参
照) 。

【００１１】

【試験例１】参考例１で得られた構造式 (II) で示され
る公知のリン酸化多糖類を水に溶解して 1.0重量％溶液
とし、塩酸濃度を１mM、 3.2mM、10mM及び32mM、加熱温
度を60℃、80℃、 100℃及び 120℃、加熱時間を２分、
６分、10分及び14分とし、これらの３因子の組み合わせ
実験を行った。なお、加水分解終了後、反応液を直ちに
冷却して水酸化ナトリウムで中和し、凍結乾燥した。そ
して、得られた粉末を再び水に溶解し、以下に示した方
法で溶液中の遊離ガラクトース濃度と分子量変化を測定
した。

【００１２】（１）遊離ガラクトース濃度の測定 加水分解により遊離したガラクトースの濃度は、糖分析
用カラムION-300 (300× 7.8mm、Interaction Chromato
graphy Inc.)を用いた液体クロマトグラフィーにより測
定した。すなわち、５mM硫酸を溶出液として、流速 0.4
ml/minで溶出されたガラクトースを示差屈折計で検出
し、標準溶液を用いて作成した検量線から溶液中の遊離
ガラクトース濃度を算出した。なお、構造式（II）で示
される公知のリン酸化多糖類は、２分子のガラクトース
を含むことから、別途、リン酸化多糖類をトリフルオロ
酢酸により完全に加水分解して得られる遊離ガラクトー
ス濃度を２分子と見なし、先に算出した遊離ガラクトー
ス濃度を分子数で換算した。

【００１３】（２）分子量変化の測定 加水分解後のリン酸化多糖類の分子量変化は、アサヒパ
ックGS-710(500× 7.5mm、旭化成工業) によるサイズ排
除クロマトグラフィーにより測定した。すなわち、0.2M
塩化ナトリウムを溶出液として、流速 0.5ml/minで溶出
されたリン酸化多糖類のピークを示差屈折計で検出し、
加水分解後のピークの減少率で主鎖のグリコシド結合の
分解により分子量が変化したリン酸化多糖類の割合を算
出した。

【００１４】図１にリン酸化多糖類から遊離したガラク
トースの濃度を、また、図２にリン酸化多糖類の分子量
変化をそれぞれ示す。図１において、図中の曲線の数字
は多糖類を構成する繰り返し単位であるオリゴ糖１単位
当たりから遊離したガラクトースの分子数を示すことか
ら、遊離したガラクトースが１分子以上である加水分解
条件では、側鎖のガラクトースのみならず主鎖のガラク
トースをも遊離することが判る。したがって、ガラクト
ースを１分子以上遊離する加水分解条件は望ましくな
い。また、遊離するガラクトースが１分子に満たないよ
うな加水分解条件では、側鎖のガラクトースの遊離が不
完全となり、本発明のリン酸化多糖類の生成量が低下す
る原因となる。

【００１５】一方、図２において、図中の曲線の数字は
加水分解により分子量が減少したリン酸化多糖類の割合
を示すことから、塩酸濃度が１mMで約０〜80％、 3.2mM
で約30〜90％、10mMで約50〜90％、32mMで約85〜95％の
リン酸化多糖類が分解して分子量が減少したことが判
る。仮に、側鎖のガラクトースが 100％遊離したとする
と、構造式（II）で示される公知のリン酸化多糖類の分
子量は理論的には約18％減少する。したがって、分子量
が減少したリン酸化多糖類の割合が20％以下となるよう
な条件で加水分解を行えば良い。以上の結果から、構造
式（II）で示される公知のリン酸化多糖類から本発明の
リン酸化多糖類を製造するに際しての加水分解条件は、
塩酸濃度が１mM、加熱温度が90〜 100℃及び加熱時間が
６〜14分間であることが望ましいといえる。

【００１６】次に、本発明のリン酸化多糖類の利用性に
ついて検討した結果を説明する。本発明のリン酸化多糖
類は、構造式（II）で示される公知のリン酸化多糖類よ
りも負の電荷が増加することから、たんぱく質との親和
性が高いという特徴を有する。通常、酸性条件下ではた
んぱく質は不安定となるので、特に、たんぱく質を含有
する酸性もしくは弱酸性の食品において、その安定性を
向上させるために添加する安定剤の性質としてはたんぱ
く質との親和性が重要であるといえる。そこで、本発明
のリン酸化多糖類の安定剤としての適性について検討し
た結果を示す。

【００１７】

【試験例２】本発明のリン酸化多糖類、参考例１で得ら
れた公知のリン酸化多糖類、グアーガム、キサンタンガ
ム及びローカストビーンガムの安定剤としての適性を確
認する目的で、下記の試験により、溶液の粘度及びたん
ぱく質との親和性を調べた。なお、本発明のリン酸化多
糖類としては、参考例１で得られた公知のリン酸化多糖
類を塩酸濃度が１mMの溶液中で95℃、10分間加熱するこ
とにより加水分解した後、直ちに水酸化ナトリウムで中
和し、限外濾過して回収したリン酸化多糖類を凍結乾燥
したものを使用した。

【００１８】（１）溶液の粘度測定 円筒型センサーを取り付けた回転粘度計を用い、剪断速
度100sec^-1で各多糖類１％溶液の20℃における粘度を測
定した。その結果を表１に示す。本発明のリン酸化多糖
類は、参考例１で得られた公知のリン酸化多糖類とほぼ
同等の粘度を有しており、他の多糖類よりも高い粘度を
有することから、安定剤としての適性を十分有すること
が判った。

【００１９】

【表１】 ──────────────────────────────────── 粘度(100sec ^-1におけるmPa) ──────────────────────────────────── 実施例１で得られた本発明のリン酸化多糖類 550 参考例１で得られた公知のリン酸化多糖類 570 グアーガム 390 キサンタンガム 195 ローカストビーンガム 510 ────────────────────────────────────

【００２０】（２）たんぱく質との親和性の測定 脱脂乳を原料として撹拌型発酵乳を製造し、表１の各多
糖類を添加して穏やかに撹拌しながら５℃で放置した。
なお、各多糖類の添加濃度は、本発明のリン酸化多糖類
を0.10重量％添加した場合の粘度と同じ粘度になるよ
う、参考例１で得られた公知のリン酸化多糖類0.10重量
％、グアーガム0.15重量％、キサンタンガム0.20重量
％、ローカストビーンガム0.10重量％とした。１時間放
置後、多糖類無添加の発酵乳も含め各発酵乳を遠心分離
(500×g 、10分間) して強制的にホエーを分離し、その
体積が発酵乳の総体積に占める割合を算出した。その結
果を表２に示す。

【００２１】なお、発酵乳におけるホエーの分離は、酸
性下で不安定となった乳たんぱく質カゼインが凝集する
ために発生するものであり、添加する多糖類のたんぱく
質との親和性が高いほど、カゼインの凝集を抑制してホ
エーの分離を抑えることができる。本試験では、多糖類
添加後の粘度が等しくなるよう調整しており、粘度によ
るホエー分離の抑制効果はいずれの多糖類も同様であ
る。したがって、本試験におけるホエー分離の程度の差
は、各多糖類のたんぱく質との親和性の大きさによるも
のと考えられる。本発明のリン酸化多糖類は、他の多糖
類よりも高いホエー分離の抑制効果を有することから、
安定剤としての適性を十分に有するといえる。これらの
結果から、本発明のリン酸化多糖類は、乳製品、加工肉
製品、飲料、デザート類等、種々の食品の安定剤として
有用である。

【００２２】

【表２】 ────────────────────────────────── 分離したホエーの割合 ────────────────────────────────── 多糖類無添加 25.3 (％) 本発明の実施例１で得られたリン酸化多糖類 7.0 参考例１で得られた公知のリン酸化多糖類 9.3 グアーガム 14.0 キサンタンガム 10.9 ローカストビーンガム 12.2 ──────────────────────────────────

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明のリン酸化多糖類は、次の
構造式（Ｉ）で示される構造を有しており、新規なリン
酸化多糖類である。

【化５】 (但し、式中Ｇｌｃはグルコース残基を、Ｇａｌはガラ
クトース残基を、Ｒｈａはラムノース残基をそれぞれ示
す。また、式中の数値はそれぞれの結合部位を、ｎは繰
り返し単位をそれぞれ示す。）

【００２４】本発明のリン酸化多糖類は、次の構造式
（II）で示される公知のリン酸化多糖類を酸性条件下で
加熱して加水分解し、側鎖のガラクトースを遊離するこ
とにより得ることができる。

【化６】 (但し、式中Ｇｌｃはグルコース残基を、Ｇａｌはガラ
クトース残基を、Ｒｈａはラムノース残基をそれぞれ示
す。また、式中の数値はそれぞれの結合部位を、ｎは繰
り返し単位をそれぞれ示す。） 構造式（II）で示される公知のリン酸化多糖類の好まし
い加水分解条件は、塩酸濃度が１mM、加熱温度が90〜10
0 ℃及び加熱時間が６〜14分間である。なお、構造式
（Ｉ）及び（II) のｎは、前記のように繰り返し単位を
示すものであるが、通常は1,000 〜5,000 の整数であ
る。

【００２５】本発明の新規なリン酸化多糖類は、溶液形
態や粉末形態で安定剤の有効成分として利用することが
できる。また、粉末形態の安定剤を調製するに際して
は、乳糖等の賦形剤を配合しても良い。そして、本発明
の新規なリン酸化多糖類を有効成分とする安定剤は、ヨ
ーグルトやソフトタイプチーズ等の発酵乳製品、あるい
はプロセスチーズや乳飲料等の非発酵乳製品、さらには
一般食品の安定剤として使用することができる。

【００２６】次に実施例を示し、本発明を詳しく説明す
る。

【実施例１】参考例１で得られたリン酸化多糖類4.0gを
塩酸濃度１mM溶液 1.0L 中で加熱温度95℃で10分間加水
分解した。そして、直ちに水酸化ナトリウムで中和し、
限外濾過膜処理し、その濃縮液を凍結乾燥して本発明の
リン酸化多糖類粉末3.6gを得た。なお、このようにして
得られたリン酸化多糖類については、糖組成分析、リン
酸含量分析、メチル化分析及び核磁気共鳴分析により、
構造式 (Ｉ) で示される物質であることを確認した。

【００２７】

【実施例２】７％還元チーズホエーに１％カゼイン加水
分解物(N-Z-CASE PLUS、SheffieldProducts社) を添加
した培地100Lに、ラクトコッカス・ラクチス・サブスピ
ーシーズ・クレモリス(Lactococcus lactis ssp. cre
moris) SBT 0495 (FERM P-10053)を接種し、3.0N水酸化
カリウムを自動滴定することにより培養液のpHを 6.3に
維持する定pH培養を行った。約40時間培養した後、遠心
分離機 (バクトヒュージ) で培養液中の菌体を完全に除
去した上清に最終濃度60％となるようエタノールを混合
し、沈澱したリン酸化多糖類108gを回収した。

【００２８】次に、このリン酸化多糖類100gを塩酸濃度
１mM溶液20L 中で加熱温度95℃で10分間加水分解処理し
た。そして、直ちに水酸化ナトリウムで中和し、真空濃
縮機で濃縮することにより、本発明のリン酸化多糖類濃
縮液3.6Lを得た。そして、この濃縮液に最終濃度60％と
なるようエタノールを混合し、沈澱したリン酸化多糖類
90gを得た。なお、このようにして得られたリン酸化多
糖類については、糖組成分析、リン酸含量分析、メチル
化分析及び核磁気共鳴分析により、構造式 (Ｉ) で示さ
れる物質であることを確認した。

【００２９】実施例１及び２で得られたリン酸化多糖類
の糖組成分析結果を表３に示す。

【００３０】

【表３】 ─────────────────────────────────── グルコース ガラクトース ラムノース リン酸 ─────────────────────────────────── ───────────（分子比）───────── 実施例１の 2.00 0.86 0.95 1.02 リン酸化多糖類 実施例２の 2.00 0.92 0.99 1.05 リン酸化多糖類 原料の 2.00 2.10 1.02 1.11 リン酸化多糖類 ─────────────────────────────────── 注. 図中の分子比は、グルコースを２分子とした場合の換算値である。

【００３１】

【実施例３】実施例２で得られた本発明のリン酸化多糖
類濃縮液1Lに乳糖100gを配合し、顆粒状に成形して安定
剤を製造した。

【００３２】

【実施例４】７％還元チーズホエーに１％カゼイン加水
分解物(N-Z-CASE PLUS、SheffieldProducts社) を添加
した培地 10Lに、ラクトコッカス・ラクチス・サブスピ
ーシーズ・クレモリス(Lactococcus lactis ssp. crem
oris) SBT 0495 (FERM P-10053) を接種し、18℃で30時
間培養した。この時点で、培養液のpHは 4.0であり、培
養液中には50mMの乳酸が含まれていた。次に、この培養
液を 110℃で10分間加熱して培養液中のリン酸化多糖類
を加水分解した後、遠心分離機 (バクトヒュージ) で凝
集したたんぱく質や菌体を完全に除去し、噴霧乾燥して
本発明のリン酸化多糖類含有粉末400gを得た。

【００３３】

【実施例５】ドリンクヨーグルトを製造するに際し、通
常使用されるカラギーナンまたはペクチンに代えて、実
施例１で得られた本発明のリン酸化多糖類 (純度約95％
以上) の粉末 0.1重量％を配合してドリンクヨーグルト
を製造した。

【００３４】

【実施例６】プレスハムを製造するに際し、通常使用さ
れるアルギン酸ナトリウムまたはローカストビーンガム
に代えて、実施例１で得られた本発明のリン酸化多糖類
(純度約95％以上) の粉末 0.3重量％を配合してプレス
ハムを製造した。

【００３５】

【発明の効果】本発明の新規なリン酸化多糖類は、既存
の多糖類よりも粘度が高く、たんぱく質との親和性も高
いので、ヨーグルト、ソフトタイプチーズ等の醗酵乳製
品、プロセスチーズ、乳飲料等の非醗酵乳製品などの安
定剤として有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】試験例１におけるリン酸化多糖類から遊離した
ガラクトースの分子数を示す。

【図２】試験例１におけるリン酸化多糖類の分子量変化
の割合を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤン シッケマ オランダ国、9483 ピーエー ゼイグス、 ホーフドベッヘ １ビー (72)発明者 岩崎 泰介 オランダ国、9602 ジーケー ホーゲザン ド、プリンセスラーン ４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次の構造式(I) で示されるリン酸化多糖
   類。 【化１】 (但し、式中Ｇｌｃはグルコース残基を、Ｇａｌはガラ
   クトース残基を、Ｒｈａはラムノース残基をそれぞれ示
   す。また、式中の数値はそれぞれの結合部位を、ｎは繰
   り返し単位をそれぞれ示す。）
2. 【請求項２】 次の構造式(II)で示されるリン酸化多糖
   類を酸性条件下で加熱して加水分解し、側鎖のガラクト
   ースを遊離せしめて構造式(I) で示されるリン酸化多糖
   類を生成せしめ、これを採取することを特徴とする構造
   式(I) で示されるリン酸化多糖類の製造法。 【化２】 (但し、式中Ｇｌｃはグルコース残基を、Ｇａｌはガラ
   クトース残基を、Ｒｈａはラムノース残基をそれぞれ示
   す。また、式中の数値はそれぞれの結合部位を、ｎは繰
   り返し単位をそれぞれ示す。）
3. 【請求項３】 酸性条件での加熱を最終濃度が約 0.5〜
   2mM となるように酸を添加した酸性条件下で80〜100 ℃
   で加熱する請求項２記載の製造法。
4. 【請求項４】 構造式(I) で示されるリン酸化多糖類を
   有効成分とする食品用安定剤。