JPS5928490A - シクロデキストリンの増収方法 - Google Patents

シクロデキストリンの増収方法

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JPS5928490A
JPS5928490A JP13692582A JP13692582A JPS5928490A JP S5928490 A JPS5928490 A JP S5928490A JP 13692582 A JP13692582 A JP 13692582A JP 13692582 A JP13692582 A JP 13692582A JP S5928490 A JPS5928490 A JP S5928490A
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Masamitsu Matsuzawa
松沢 政満
Nobuyuki Nakamura
信之 中村
Koki Horikoshi
弘毅 掘越
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Japan Maize Products Co Ltd
Nihon Shokuhin Kako Co Ltd
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Japan Maize Products Co Ltd
Nihon Shokuhin Kako Co Ltd
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シクロデキストリンの増収方法に係り、さら
に詳しくは、澱粉糊液又は液化液にシクロデキストリン
生成酵素(Cyclodextrln glyco−s
yltransferase)を作用させてシクロデキ
ストリンを製造する方法において、シクロデキストリン
生成iW素として起源を異にする微生物から得られた二
種以上の酵素を併用することを特命とするシクロデキス
トリンの増収方法に関するものである。
シクロデキストリンとは、澱粉糊液もしくは澱粉液化液
に各種微生物の生産するシクロデキストリン生成酵素を
作用させることによりイ■られる、グルコース分子がα
−111−グリコシド結合で環状に結合した王冠状の非
還元性デキストリンであり、その分子内の空洞に各種有
機化合物を取り込み包接化合物を形成する能力を有する
。この様なシクロデキストリンとしてはグルコース分子
を6〜/λ個有するもの及びこれらにα−/6−グルコ
シド結合でグルコース分子が数個分岐結合した枝付きシ
クロデキストリンなどの存在が報告されている(D、F
rench、A、O,Pul ley+Arch、B!
ochem。
Blophys、、 / / / 、 / 、!; 3
 (/ 9乙左)、)。
本発明においてシクロデキストリンとは、これら全ての
シクロデキストリンを包含するものである。シフロブキ
ス) IJンは、上記の様な独特の性質を有するため、
医薬、農薬、化粧品、食品などの有効成分の安定化、可
溶化、乳化などの目的に広く使用されつつあるが、現在
のところ、比較的低コストで生産が可能なのは、α−1
β−1r−の各シクロデキストリンと非環状の澱粉分解
物が混在したシクロデキストリン含有澱粉分解物、又は
この様なシフロブキス) IJン含有澱粉分解物から晶
析分離したβ−シクロデキストリノである。
また最近、α−1β−1γ−各シクロデキストリンと非
環状の澱粉分解物との混合物から各CDを単離する方法
も極々提案されている(D、Freαch。
Carbohyd、Chem、、 / 2 、 / g
 9 (/ 9 左? ) :特開昭左/−731.g
g9号;特開昭左7−3070λ号;特公昭32−4t
、3g9号;特開昭3乙−803号)。
シクロデギストリン含有澱粉分解+1aの製造及びこれ
からの各シクロデキストリンのL$ 1111を経済的
有利に行なうには、菌濃度の基質に7クロデキストリン
生成酵素を作用させればよし・oしかしながら、基質濃
度が高くなるとシクロデキストリン生成酵素の活性が低
下するため、従来の製造法においては、基a濃度とシク
ロデキストリン生成酵素の活性との関係を考慮し、最大
のシクロデキストリン生成量を与えるように基rf4#
度を選択する必要があった。このように、シクロデキス
トリンを最も経済的に効率良く生産するためには1.中
に基質濃度を病くするだけでなく、反応液中のシクロデ
キストリン生成酵素の活性を高くシてシクロデキストリ
ンの生成量を高めることが解決すべき最も基本的な問題
とされている。
したがって、本発明の目的は、上記問題点をjQ((決
し、シクロデキストリンの生成量を従う1(の方法に比
し、増加せしめることにある。
そこで、本発明者等は、上記目的を達成するため種々検
討した結果、シクロデキストリン生成酵素として、起源
を異にする微生物から生産された二種以上の酵素を併用
して澱粉糊液もしくは澱粉液化液に作用させた場合には
、反応液中のシクロデキストリンの生成量が著しく増加
するという予想できない事実を見い出し、本発明を完成
した。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明における出発原料である澱粉は、とうもろこし澱
粉、小麦澱粉等の地上澱粉、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉等の
地下澱粉のいずり、でもよく、又これら澱粉を含有する
ものであればいずれも用いることができる。
本発明においては、これら澱粉液を加熱又はアルカリに
より糊液としたもの、もしくは、澱粉液を酸又は酵素に
より液化した澱粉液化液が用いられる。澱粉糊液、澱粉
液化液の調製は常法に従いこれを行なうことができるが
、好アルカリ性バチルス属の微生物の生産するシクロデ
キストリン生成酵素を使用して液化する方法(特公昭左
乙−グ乙ざ33号)を採用すると高溌度の基質を用いる
ことができ、月つシフロブキストリ/の生成a′が増加
する傾向があるので好ましい。
本発明は、澱粉糊液又は澱粉液化液に起源を異にする二
種以上のシクロデキストリン生成酵素を併用して作用さ
せることを特徴とする。シクロデキストリン生成酵素は
、他の酵素と同様に、起源を界にすると酵素化学的nl
f性質あるいは澱粉からのシクロデキストリン生成率な
どが異なることが知られているが、最も大きな差異は、
澱粉からの主生成物がα−シクロデキス) IJンであ
る・か、それともβ−7クロデキストリノであるかであ
り、これによりシクロデキストリン生成酵素を二押類に
分類できるとされている(K、HorlkoShl 、
T、Aklba+Alkalophillc Mlcr
oorganlsms、 P、/ Ok +  学会出
INセンター)。α−シクロデキストリン主生成型の酵
素(α−型−)を生産する微生物としては、日acll
lus  macerans(IFO34t90) 、
Baclllus  stea−rothermoph
l lus、にIebslella l)neumon
lae)((微工研菌寄第乙乙S9号)、一方、β−シ
クロデキストリン主手生成型酵素(β−型)を生産する
微生物としては、Baclllus clrculan
s+Baclllus meHa−terlum+好ア
ルカリ性Bacillus A 3 g −,2(微工
研菌寄第乙/4を号)、好アルカリ性BaclllυS
扁/7−/(微工研菌寄第乙/λ号)などが知られてい
る(J、Jap、Soc、5tarch Sc1.、V
ol、 、29 t A/、p、7〜/、1.7.3〜
/gc79gλ))。
本発明の一実施態様においては、上記のごとく分類され
るα−シクロデギストリン主半生成型酵素α−型)を生
産する微生物とβ−シクロデキストリン主生成型酵素(
β−型)を生産する微生物からそれぞれ生産された酵素
を二種以上適宜選択して91用する。一般に、異種類型
の酵素すなわちα−型とβ−型の酵素を併用すると同種
類型の酵素すなわちα−型とα−型またはβ−型とβ−
型の酵素を併用するよりもシクロデキストリンの生成量
がさらに増加する傾向があり、より好ましい。
本発明方法において、前記の酵素はそのま〜反応に用い
得る他、該酵素を固定化酵素に調製して反応に用いるこ
とができる。固定化酵素を用いた場合は、pllや湯度
に対して安定であるばかりでなく、該酵素をくり返し反
応に使用できるので極■めて有利である。固定化酵素の
訓AU)は、通常、酵素の固定化に用いられている吸着
法、包括法及び化学的結合法などによって行なうことが
できる。
例えば、まず、前記の酵素を通常の澱粉吸着法によって
吸着、精製して前処理し、次いで、吸着樹脂(ダイヤイ
オンHp−,20ブfど)をpHg、左に/ OmM 
Trls−HCl緩衝液を用いて平衡化した後、前記の
前処理した酵素を、/meの樹脂に刻して約/〜左〃夕
を前記緩衛nセに溶かしてこれを通液し、吸着さぜるこ
〆によって固定化酵素が容易に得られる。
この固定化酵素は、前記の酵素すべてについてそれぞれ
個別に調製した後、常法により前記の澱粉糊液又は澱粉
液化液中に作用させることができる。なお、固定化に用
(・る樹脂としては、ダイヤイオンHp−101,20
,30、Il、0、左0及びアンバーライ)XAD−,
2,11,7、gなどが有利に用いられる。澱粉糊液又
は澱粉液化液にこれら二種以上のシフロブキス) IJ
ン生成酵素を作用させる場合の作用条件は、使用する酵
素の作用最適条件を考慮し、適宜決定される。
本発明方法による起源を異にする二種以上の7クロデキ
ストリン生成酵素をそのまへ併用してシクロデキストリ
ンを製造した場合には、種々のシクロデキストリン生成
酵素を岸独で使用していた従来法に比し、シクロデキス
トリンの生成1が70%前後上昇し、且つ前記二種以上
のシフロブキス) IJン生成酵素を固定化酵素として
併用した場合にも、単独の固定化酵素で使用する方法に
比し、シクロデキストリンの生成量が同様に上昇する効
果が得られる。
シクロデキストリンの生成量を/ (l[ll111m
1%以上も上昇せしめることは、当該分野においては、
まことに貴重である。しかも、本発明の如く比較的簡単
な技術手段をもって、この様な効果が得られるというこ
とは当業者が全く予想できなかったことである。したが
って本発明は工業上枠めて有益なものである。なお、本
発明においては、公知のシフロブキス) IJン生成増
収方法、例えば、シフロブキス) IJンと選択的な包
接化合物を形成するエタノール、トルエン等の溶搏をシ
クロデキストリン生成酵素中に添加する技術等を併用す
れば、シクロデキストリンの生成量をさらに増加せしめ
ることができる。
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例/ 、2左%(W/V)の馬鈴薯澱粉懸濁液に好アルカリ性
 Baclllus  e、p、A3  g  −,2
菌 (微工研促[寄第 677号)の生産するシクロデ
キストリン生成酵素(2ふθ00単位/2、名糖産業■
製)を澱粉/Vに対し、yo単位加え、C8(OH)2
溶液テpH7,0に調整後、ジェットクツカーで7に℃
に加熱し、20分間攪拌しながら糊化及び液化した。さ
らにジェットクツカーで/230G170分間加熱して
液化液を得た。
該液化液を乙グ℃に冷却後希塩酸でpll乙、左に調整
し、好アルカリ性Baclllus sp、  A、J
’ g −2菌(微工研菌寄第6/4号)の生産するシ
クロブ′キス) IJン生成酵素(2ぷθ00単位/2
、名糖産業■製)とBaclllus maceran
s (IFO、、? ’l 90 )の生産するシクロ
デキストリン生成酵素(乙3,0θθ単位/’sコーン
ステイープリカー3%、可溶性#紛/%、(NH4)2
S04 0.5%、CaCO3/%を含む培地で30℃
で7θ時間好気的に培養し、菌体及び不溶物を遠心分離
して除いた上済液に対して左倍潤の冷アセトンを添加し
、−晩装置し、生成した沈澱をp別後、低温で乾燥して
b 、t、 o o 。
単位/Pのf11酵素を得た。)をそれぞれ澱粉/2に
対し1.2左半位づつ添加して63℃で45時間シクロ
プ′キストリン生成反応を行なった。反応終了後、反応
液を沸騰水中に70分間保持してシフロブキス) IJ
ン生成酵素を失活させた後、精製されたグルコアミラー
ゼ(生化学工業e9製、ビニアーグレード品)で処理し
、シクロデキストリン以外のアギストリン類をグルコー
スに変えてから、反応液中のシクロデキストリン生成量
を高速液体クロマトグラフ法により測定した。
なお、比較例として、上記二棹のシクロデキストリン生
成酵素をそれぞれ単独で澱粉/2当り左θ単位使用した
以外は上記と全く同様にして反応液な利、該反応液中の
シクロデキストリノ生成引を測定した。測定結果は表/
の辿りである。
表  / 実施例コ 、2S%(W/V)の馬鈴薯澱粉1%’4濁液に細菌α
−アミラーゼ(クライスターゼL11大和化成@製)を
o、o 1/1%添加し、Ca (OH) 2水溶液で
pH乙、左に言周整後、ジェットクツカーで糊化し、約
20分間90℃に保持し液化した。これを直ちに730
°Cで70分間加熱しα−アミラーゼを失活させ、D、
E、  λ、0の液化液を得た。ついでこの液化液を乙
グ℃に冷却後、実施例/と同じ東件でシクロデキストリ
ン生成反応を行ない、反応液中のシクロデキストリン生
成量を測定した。
なお、比較例として、上記二種のシクロデキストリン生
成酵素をそれぞれ単独で澱粉/V当り左O単位使用した
以外は上記と全く同様にして反応液を得、核反応液中の
シクロデキストリン生成相を測定した。測定結果は、表
2の辿りである。
表  コ 実施例3 実施例/で用いた液化液に水を加えて70%(W/V 
)に希釈した。ついで、好アルカリ性Baclllus
  A / 7− /菌(機工ω1菌寄第67−号)の
生産するシクロデキストリン生成酵素(コθ00θ単位
/ y 1多糖産業■製)と実施例/で用いたF3ac
lllus maceransの生産するシクロデキス
トリン生成酵素をそれぞれ澱粉/り当りコS単位添加し
、以後実施例/と同様に反応させて、反応液中の7クロ
デキストリン生成用を測定した。
なお、比較例として、上記二種のシクロデキストリン生
成酵素をそれぞれ単独でト粉72当りSO単位使用した
以外は上記と全く同様にして反応液を得、該反応液中の
シクロデキストリン生成量を測定した。測定の結牙は表
3の辿りである。
表 3 実施例グ 実施例3で用いた液化液に好アルカリ性Raclllu
s  163 g −ml菌の生産するシクロデキスト
リン生成酵素とに1ebslella pneumon
lae  @(/!;、000単位/2、微工砧菌寄第
乙乙左9号)の生産するシクロデキストリン生成酵素を
それぞれ澱゛粉72当り30増付添加し、温度条件を3
左℃とじた以外は、実施例/と同様に反応させて、Ml
croblol、、 / / i+ 27 / −,2
g 、2 (/り77)の方Yルにより8開裂した。
なお比較例として上記二相このシフロブキス) IJン
ク3成酵累をそれぞれ単独で澱粉72当り60単位使用
した以外は上記と全く同様にして反応液を得、該反応液
中のシフロブキス) IJン生成傾を測定した。61:
1定の結果は、表りの通りである。
表  グ 実施例左 実施例3で用いた液化液に好アルカリ性Baclllu
s  A3g −2菌、 Baclllus  A /
  7−/菌及びBacillus macerans
の生産する酵素を澱粉72当り20単位添加し、以後実
施例/と同様に反応させて、反応液中のシフロブキス)
 IJン生成量を測定した。
なお、比較例として上記三1mのシクロデキストリン生
成酵素をそれぞれ単独で鮒粉/り当り60単位使用した
以外は、上記と全く同上時にして反応液を得、該反応液
中のシクロデキストリン生成相を測定した。測定の結果
は、表左の通りである。
U−l− 実施例乙 実施例3で用いた液化液にNaOH溶液を加えpHgθ
に調整した後、好アルカリ性Baclllus 5p−
A以後実施例/と同様に反応させて、反応液中のシクロ
デキストリンの生成量を測定した。
なお、比較例として上記二種のシクロデキストリン生成
酵素をそれぞれ単独で澱粉/り当り左θ屯位使用した以
外は上記と全く同様にして反応液を得、該反応液中のシ
クロデキストリン生成、■を測定した。測定の結果は表
乙の通りである。
表  6 実施例7 実施例3で用いた液化液に、Daclllus +na
cera−ns  の生産するシフロブキス) IJン
生成酵素(実強例/で使用したものと同じ)とKleb
slellapneumonlae H(/ k、 0
00単位/g、徽工研菌寄第乙乙左ワ号)の生産するシ
クロデキストリン生成酵素とをそれぞれ澱粉/り当り、
30単位添加し、温度条件をS夕Cとした以外は、実施
例/と同様に反応させて、反応液中のシクロデキストリ
ン生成1櫃をン則定した。
なお、比較例として上記二種のシクロデキストリン生成
酵素をそれぞれ単独で澱粉/!7当り乙θ単位使用した
以外は上記と全く同様にして反応液を得、該反応液中の
シクロデキストリン生成1櫃をγtllJ定し/c e
測定結果は、表7の通りである。
表  7 実施例ざ /1%(W/V)の馬鈴暑耐粉懸濁液に好アルカリ性B
aclllus sp、 Ia3 g −,2菌(敞工
仙菌寄第乙ll1号)の生産するシクロデキストリン生
成酵素(,2ふ000単位/7、多糖産業((2)製)
を0ネ))/9に対しグθjii位加え、Ca(014
)2溶液でpH′7.0に調整後、ジェットクツカーで
73Cに加熱し、Ωθ分間j異拌しながら糊化及び液化
した。更に、ジェットクツカーで/2!Sc、70分間
加熱して液化液を得た。
該液化液を6左Cに冷却後、希塩111でpl+ 70
に醐整し、前記好アルカリ性Baclllus sp−
A3 g −82菌の生産するシフロブキス) IJン
生成酵素(2ふ000単位/g、名糖産業(11製)の
固定化酵素(、々粉吸着法によって吸着、精製して前処
理した酵素を、/ Q mM Trls−Hα緩唾液を
用いてpHg夕に平衡化した吸着(iυ1指(ダイヤイ
オン)IP−,20)/託にジ、すして、/ wりを前
記、慢衝液に溶かしてこれを通液し、吸着させて得られ
た固定[ヒ酵素) 7 nrDとBacl flus 
macerans (l F O34/、90 )の生
産するシフロブキス) IJン生成酵素(実施例/で用
いた酵素と同一酵素)の固定化酵素(好アルカリ性Ba
clllus sp、A 3 g −2菌の生産するシ
クロデキストリン生成酵素と同様に調製した固定化酵業
)7成を混合した混合酵素を充填した。20vyr×7
0mm0カラムに、該カラムの温度を6左Cにして3■
==θグで通液した後、通過液を精製されだグルコアミ
ラーゼ(生化学工ffi (1′Aj製、ピュアーグレ
ード品)で処理し、シクロデキストリン以外のデキス)
 IJン傾をグルコースに斐えてから、反応液中のシク
ロデキストリン生成用を高速液体クロマトグラフ法によ
り測定した。
なお、比較例として、上記二種のシクロデキストリン生
成酵素をそれぞれ単独で、酵素活性が前記混合酵素と同
一になるよう忙酵素七を調節した上、上記と全く同様に
して反応液を得、該反応液中のシクロデキストリン生成
量を測定した。
測定結果は表8の通りである。
実施例 り%(W/V)  の馬鈴薯i19粉懸濁液にCa(O
H)2を加えてpH乙左とし、)凌粉爪凰に対して細菌
液化型α−アミラーゼ(/、、2,0θθ単位/通、タ
ライスターゼL−/(大和化成■製)を007%添加し
、90Cで液化した後、/3θCでλθ分間加熱してり
、 E、 i夕の液化液を得、且つ実施例gと同一条件
で調製した各シクロデキストリン生成酵素の固定比酵素
の通過液よりシフロブキス) IJン生成量を測定し/
こ。次お、比較例の上記二椋のシフロブキス) IJン
生成酵素についても、それぞれ上記と全く同様にして反
応液を得、該反応液中のシクロデキストリン生成潰を測
定した。
測定結果は表7の通りである。
表  7 実施例/θ 実施例gで用いた液化液に、好アルカリ性Baclll
us sp、16 / 7− / 菌(gl工研Wi 
’都第乙/コ号)の生産するシクロデキストリン生成酵
素C,20,000単位/LJ、名糖産業(1:Dイ:
馬)と実施例とで用いたBac I I Ius ma
cer、ansの生産するシクロテ゛キス) IJン生
成酵素をそれぞれ実施例gと同−条件で固定化酵素に調
製して、その混合酵素を反応させ、反応液中のシクロデ
キストリン生成はを測定した。
なお、比較例の上記二種のシフロブキス) IJン生成
酵素についても、それぞれ上記と全く同様にして反応液
を(9s該反応液中のシクロデキストリン生成風を測定
した。
測定結果i’、1.’ fife /θ゛の辿りである
二良−ムβ一 実施例// 実施例gで用いた液化液に、好アルカリ性Baclll
us Sp−3g −e2mの生産するシフロブキス)
 IJン生成酵俯(,2θ0θQ 、jli、位/9.
多糖産業(i+t) ’A  )  と Klebsl
ella  pneumonlaeH(/  ん 00
0m位/1.微工研菌寄錆6乙左7号)の生産するシフ
ロブキス) IJン生成酵粛をそれぞれ実施例とと同−
売件で固定化酵素に調製して、その混合酵素を反応させ
、反応液中のシフロブキス) IJン生成量を測定した
シフロブキス) IJン生成醇素は、実施例りに記載の
文献の方法により調製した。
また、比較例の上記二種のシフロブキス) IJン生成
酵素についても、それぞれ上記と全く同様にして反応液
を得、該反応液中のシクロデキストリン生成14を測定
した。
di!I g +結果は表//の通りである。
表  / / 実施例/2 実h(i例gで用いた液化液に、好アルカリ性Bacl
llus Sp、  /163 g−62WJ、好アル
カリ性BacllluSsp、  /f6.77− /
菌及びBaclllus mace−rans  のそ
れぞれ生産するシクロデキストリン生成酵素をそれぞれ
実施例g及び10と同一条件で固定比酵素に潤IM し
て、その混合酵素を反応させ、反応液中のシフロブキス
) IJン生成尉を測定した。
なお、比較例の上記三種のシフロブキス) IJン生成
酵素についても、それぞれ上記と全く同様にして反応液
を得、該反応液中のシフロブキス) IJン生成量を測
定した。
測定の結果は表72の通りである。
手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和57 年 特許願 第136?2
j号2発明の名称    シクロデキストリンの増収方
法3、 補正をする者 事件との関係 出願人 二ホンショクヒンカコウ 名称 日本食品化工株式会社 同 (679)理化学研究所 4 代理人 5、 補正命令の1何   昭和57年l/月30日6
 補正の対象  明MII i:

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)#粉糊液又は液化液にシクロデキストリン生成酵
    素(Cyclodextrln glycosyltr
    ansferase)を作用させてシクロデキストリン
    を製造する方法において、シクロデキストリン生成lI
    #素として起源を異にする微生物から得られた二種以上
    の酵素を併用するこ゛とを特徴とするシクロデキストリ
    ンの増収方法。
  2. (2)起源を異にする微生物から得られるシクロデキス
    トリン生成y!f紫として、α−シクロデキストリン主
    生成型の酵素とβ−シクロデキストリン主生成型のF!
    p′素とを併用して用いることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のシクロデキストリンの増収方法。
  3. (3)  シクロデキストリン生成酵素を、固定化酵素
    に調製して用いる特許請求の範囲第1項記載のシクロデ
    キストリンの増収方法。
JP13692582A 1982-08-06 1982-08-06 シクロデキストリンの増収方法 Granted JPS5928490A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4835105A (en) * 1983-12-22 1989-05-30 Chinoin Gyogyszer Es Vegyeszeti Termekek Gyara Rt. Process for the preparation of high-purity gamma- and alpha-cyclodextrins

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4835105A (en) * 1983-12-22 1989-05-30 Chinoin Gyogyszer Es Vegyeszeti Termekek Gyara Rt. Process for the preparation of high-purity gamma- and alpha-cyclodextrins

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Publication number Publication date
JPH0333316B2 (ja) 1991-05-16

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