JPH1118793A - マンノビオースの製造方法 - Google Patents

マンノビオースの製造方法

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JPH1118793A
JPH1118793A JP17805797A JP17805797A JPH1118793A JP H1118793 A JPH1118793 A JP H1118793A JP 17805797 A JP17805797 A JP 17805797A JP 17805797 A JP17805797 A JP 17805797A JP H1118793 A JPH1118793 A JP H1118793A
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JP
Japan
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mannan
mannobiose
solution
exchange resin
anion exchange
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JP17805797A
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Akiyoshi Morimoto
明美 森本
Munehiko Donpou
宗彦 鈍寳
Genichi Yoshikawa
源一 吉川
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品、飼料及び医薬品原料として有用なマン
ノビオースを効率良く製造する方法を提供する。 【解決手段】 マンナン、グルコマンナン、ガラクトマ
ンナン又はこれらを含有する天然物にアスペルギルス・
ニガー由来のマンナン分解酵素を作用させることを特徴
とするマンノビオースの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、食品、飼料あるい
は医薬品原料として有用なマンノビオースの製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】マンノビオースはD−マンノースが2分
子グリコシド結合した2糖類であり、ココナツヤシ胚
乳、ぞうげヤシ胚乳、針葉樹、グアー豆、イナゴ豆等の
豆類、こんにゃく等に含まれるマンナンを酸や酵素で部
分加水分解し、加水分解液から精製単離することにより
得られる。従来、このグリコシド結合を切断する酵素と
しては、アスペルギルス属、バチルス属、ストレプトミ
セス属、ペニシリウム属に属する微生物が産生するマン
ナン分解酵素が知られている〔熱帯農業(Japanese Jour
nal of Tropical Agriculture) 29 (3), 167-172 (198
5) 、特公平8−2591948号公報〕。しかし、こ
れらの酵素は、そのβ−マンナナーゼ活性が低いため、
長時間反応させることが必要となり、そのため製造コス
トが高くなるという問題点があった。さらに、長時間反
応させたとしても十分に分解されず、オリゴ糖が生成
し、マンノビオースの収率が低いという問題点があっ
た。
【0003】また、特開昭63−209595号公報に
は、ペニシリウム属由来のβ−マンナナーゼがマンナン
からマンノビオースを遊離し、さらに、マンノトリオー
ス等のオリゴ糖をほとんど遊離しないことが報告されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このペニシリ
ウム属由来のβ−マンナナーゼを用いてもマンノビオー
スの収率は十分ではないという問題点があった。さら
に、このような酵素法で製造したマンノビオースを食品
や飼料等の用途に使用する場合、酵素を産生する微生物
が食品製造用としての安全性が確立されていないと、製
造したマンノビオースの安全性についても問題となる。
本発明は、マンナン及びマンナン含有物から酵素法によ
ってマンノビオースを収率良く製造する方法を提供する
ことを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な課題を解決するために鋭意検討の結果、アスペルギル
ス・ニガー由来の酵素がマンナン等に作用してマンノビ
オースを特異的に遊離させ、収率よくマンノビオースを
得ることができるということを見出し、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、マンナン、グルコマンナン、
ガラクトマンナン又はこれらを含有する天然物にアスペ
ルギルス・ニガー由来のマンナン分解酵素を作用させる
ことを特徴とするマンノビオースの製造方法を要旨とす
るものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられるマンナン、グルコマンナン、ガラク
トマンナン(以下、これらを総称してマンナンとい
う。)としては、コプラマンナン、ローカストビーンガ
ム、グアーガム、コンニャクマンナン等が挙げられる。
また、これらのマンナンを含有する天然物としては、コ
コナツヤシ胚乳、ぞうげヤシ胚乳、針葉樹、グアー豆や
イナゴ豆等の豆類、コンニャクイモ等が挙げられる。本
発明においては、これらの天然物をそのまま用いてもよ
く、これらの天然物からマンナンを抽出して使用しても
よいが、マンナンを抽出する操作は煩雑であり、さらに
製造コストも高くなるため、そのまま用いることが好ま
しい。
【0007】本発明に用いられる酵素としては、アスペ
ルギルス・ニガー由来であり、マンナンに作用してマン
ノビオースを遊離する活性のあるものであれば、特に限
定されるものではない。アスペルギルス・ニガーは、デ
ンプン加工用に使用される液化アミラーゼ、果汁清澄用
に使用されるペクチナーゼ、食品加工に使用されるプロ
テアーゼ、コーヒーの抽出率向上のために使用されるヘ
ミセルラーゼ等の酵素の生産菌として古くから使用され
ており、安全性が確立された菌である。
【0008】このような酵素は、アスペルギルス・ニガ
ーを培養することにより得ることができる。培養の方法
としては、マンナン分解酵素が産生される方法であれば
特に限定されるものではなく、固体培養、液体培養等の
通常の培養方法を用いればよい。また、培養条件として
も、通常の条件で培養を行えばよい。本発明において
は、マンナン分解活性を含有するいかなる画分を使用し
てもよく、必要に応じてマンナン分解活性を含有する画
分を常法により精製あるいは部分精製したものを使用す
ることもできる。
【0009】また、市販の酵素剤を使用してもよく、そ
のような酵素剤としては、スミチームACH、スミチー
ムAC(いずれも新日本化学工業株式会社)等が挙げら
れる。これらの酵素剤は、食品用酵素剤として市販され
ているものであり、食品用途としての使用実績があり、
安全性が確立されている。スミチームACHはアスペル
ギルス・ニガーが産生するヘミセルラーゼの1種で、以
下のような理化学的性質を有している。 (1)作用及び基質特異性 α−ガラクトシダーゼ活性、β−ガラクトシダーゼ活性
を有するが、β−マンノシダーゼ活性は低いか、ほとん
ど活性を有さない。マンナン及びガラクトマンナンに作
用してマンノビオースを生成する。 (2)最適pH及び作用pH 最適pHは4.5であり、pH3.0〜6.0の間で実
用的に作用する。 (3)作用適温の範囲 反応の最適温度は60℃で30℃〜70℃の間で実用的
に作用する。 (4)力価の測定 相対粘度約6のローストビーンガム水溶液(pH4.
5)1mlの粘度を40℃で1分間に半減させる酵素活
性を1/100単位(ユニット)とする。この市販酵素
の酵素活性はガラクトマンナナーゼ活性として50,0
00ユニット/gである。
【0010】また、スミチームACはアスペルギルス・
ニガー由来のセルラーゼであるが、ヘミセルラーゼ活性
も有している。この酵素を理化学的性質を以下に示す。 (1)作用及び基質特異性 セルロース及びヘミセルロース活性を有する。マンナン
に作用してマンノビオースを生成する。 (2)最適pH及び作用pH 最適pHは4.5であり、pH3.0〜5.5の間で実
用的に作用する。 (3)作用適温の範囲 反応の最適温度は60℃で30℃〜70℃の間で実用的
に作用する。 (4)力価の測定 カルボキシメチルセルロースナトリウム(pH5.0)
を基質とし、40℃、1分間に1μmolの還元糖を遊
離する酵素活性を1単位(ユニット)とする。この市販
酵素の酵素活性はセルラーゼ活性として2,000ユニ
ット/gである。
【0011】マンナン又はマンナンを含有する天然物に
上記の酵素を作用させる条件としては、通常の酵素反応
に用いられる条件であれば特に問題はないが、使用する
酵素の最適作用条件で反応することが望ましい。反応の
温度としては、酵素が失活しない条件下で反応を行うこ
とが望ましいが、反応液の腐敗を防止するために微生物
が増殖しにくい温度で反応することが望ましく、20〜
90℃、好ましくは40〜80℃、さらに好ましくは5
0〜75℃がよい。また、反応のpHとしては、酵素の
至適作用条件下で反応を行うのが望ましいことは言うま
でもなく、pH2〜9、好ましくはpH2.5〜8、さ
らに好ましくはpH3〜6がよい。反応時間は使用する
酵素の量に依存するが、通常3時間から48時間の間に
設定するのが作業上好ましい。
【0012】このようにして得られたマンノビオース
は、さらにイオン交換樹脂や活性炭を用いた各種クロマ
トグラフィーを用いて精製することができる。また、噴
霧乾燥によって粉末状にしたり、エタノールを添加する
ことにより結晶化させることができる。
【0013】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。 実施例1 コプラミール200g(脂肪分10%、水分7.2%)
を2Lの水に懸濁した後、スミチームACH(新日本化
学工業株式会社製ガラクトマンナナーゼ、力価50,0
00ユニット/g)を1g添加し、50℃で18時間撹
拌下で反応させた。反応終了後、静置し、上澄みを濾過
することによりマンノビオースを含む清澄な溶液1.9
Lを得た。この溶液中の糖の分析を高速液体カラムクロ
マトグラフィーにより行った。分析用カラムは島津社製
LC−6Aを用い、カラム温度は60℃、流速0.4m
l/min、移動相は0.5Mのホウ酸緩衝液(pH
8.7)、ポストカラムで誘導体化して蛍光検出器によ
り検出した。標準品の定量値からマンノビオースの含有
量を求めた。その結果、1.9L中に42gのマンノビ
オースが蓄積していた。
【0014】次いで、この溶液をエチルエーテルで脱脂
した後、ポーラス型強塩基性陰イオン交換樹脂PA30
8(三菱化学社製、Cl- 型、ベッドボリューム100
ml)、強酸性陽イオン交換樹脂SK1B(三菱化学社
製、H+ 型、ベッドボリューム100ml)、弱塩基性
陰イオン交換樹脂WA30(三菱化学社製、OH- 型、
ベッドボリューム100ml)にこの順序で通液し、マ
ンノビオースを含む溶液を回収した。回収した溶液をブ
リックス70となるまでエバポレーターで濃縮し、マン
ノビオースを含む糖液112gを得た。この濃縮液に5
0mlのエタノールを加えて結晶化させたところ39g
のマンノビオースが得られた。
【0015】実施例2 コプラミール200g(脂肪分10%、水分7.2%)
を2Lの水に懸濁した後、スミチームAC(新日本化学
工業株式会社製セルラーゼ、力価2,000ユニット/
g)を2g添加し、60℃で24時間撹拌下で反応させ
た。反応終了後、静置し、上澄みを濾過することにより
マンノビオースを含む清澄な溶液1.9Lを得た。この
溶液中の糖の分析を実施例1と同様にして、高速液体カ
ラムクロマトグラフィーにより行った結果、1.9L中
に38gのマンノビオースが蓄積していた。
【0016】次いで、この溶液をエチルエーテルで脱脂
した後、ポーラス型強塩基性陰イオン交換樹脂PA30
8(三菱化学社製、Cl- 型、ベッドボリューム100
ml)、強酸性陽イオン交換樹脂SK1B(三菱化学社
製、H+ 型、ベッドボリューム100ml)、弱塩基性
陰イオン交換樹脂WA30(三菱化学社製、OH- 型、
ベッドボリューム100ml)にこの順序で通液し、マ
ンノビオースを含む溶液を回収した。回収した溶液をブ
リックス70となるまでエバポレーターで濃縮した後、
エタノールを最終濃度85容量%となるように添加し、
少量の結晶D−マンノビオースを添加し、4℃で放置し
た。この溶液を濾過することにより、20gの結晶マン
ノビオースを得た。得られたマンノビオースの融点は1
91〜192℃であった。
【0017】実施例3 ローカストビーンガム200gを2Lの水に懸濁した
後、スミチームACH(新日本化学工業株式会社製ガラ
クトマンナナーゼ、力価50,000ユニット/g)を
1.6g添加し、55℃で18時間撹拌下で反応させ
た。反応終了後、濾過することによりマンノビオースを
含む清澄な溶液1.9Lを得た。この溶液中の糖の分析
を実施例1と同様にして高速液体カラムクロマトグラフ
ィーにより行った結果、1.9L中にマンノビオース8
0gが蓄積していた。
【0018】次いで、この溶液をポーラス型強塩基性陰
イオン交換樹脂PA308(三菱化学社製、Cl- 型、
ベッドボリューム100ml)、強酸性陽イオン交換樹
脂SK1B(三菱化学社製、H+ 型、ベッドボリューム
100ml)、弱塩基性陰イオン交換樹脂WA30(三
菱化学社製、OH- 型、ベッドボリューム100ml)
にこの順序で通液し、マンノビオースを含む溶液を回収
した。回収した溶液を噴霧乾燥することによりマンノビ
オースを含む白色粉末126gを得た。
【0019】実施例4 グアーガム200gを2Lの水に懸濁した後、スミチー
ムACH(新日本化学工業株式会社製ガラクトマンナナ
ーゼ、力価50,000ユニット/g)を1.6g添加
し、55℃で18時間撹拌下で反応させた。反応終了
後、濾過することによりマンノビオースを含む清澄な溶
液1.9Lを得た。この溶液中の糖の分析を実施例1と
同様にして高速液体カラムクロマトグラフィーにより行
った結果、1.9L中にマンノビオース60gが蓄積し
ていた。
【0020】次いで、この溶液をポーラス型強塩基性陰
イオン交換樹脂PA308(三菱化学社製、Cl- 型、
ベッドボリューム100ml)、強酸性陽イオン交換樹
脂SK1B(三菱化学社製、H+ 型、ベッドボリューム
100ml)、弱塩基性陰イオン交換樹脂WA30(三
菱化学社製、OH- 型、ベッドボリューム100ml)
にこの順序で通液し、マンノビオースを含む溶液を回収
した。回収した溶液を噴霧乾燥することによりマンノビ
オースを含む白色粉末112gを得た。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、食品、飼料及び医薬品
原料として有用なマンノビオースを収率良く製造するこ
とができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マンナン、グルコマンナン、ガラクトマ
    ンナン又はこれらを含有する天然物にアスペルギルス・
    ニガー由来のマンナン分解酵素を作用させることを特徴
    とするマンノビオースの製造方法。
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