JPS60188090A - イングルコースの製造方法 - Google Patents

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、グルコースを含有する溶液ｆ　８ｉ０２担体
を主体として製造された、グルコースイソメラーゼ活性
葡有する触媒で複分解することによりグルコースとフラ
クトース全含有する溶液を製造する方法に関する。

従来の技術 このような方法は、西ドイツ国特許第３１４８６０３号
によって公知となっている。この分献によれば、Ｓ＋０
２担体を主体として製造された、グルコースイソメラー
ゼ活性ケ有する担持触媒の生産性は、グルコース？含有
する溶液ケ、相持触媒で複分解する仙に、５ｉ０２また
はアルミノ珪酸塩からなる成形体と接触させれば著しく
増加させることができる。

本発明の課題は、グルコースイソメラーゼ活性ケ有する
公知の８１０２担持触媒の生産性？増加させる他の方法
ケ提供することである。

”　８ｉ０２担体會主体として製造された、グルコース
インメシーゼ活性會有する触媒”ないしは”グルコース
イソメラーゼ活性を有する公知の８　ｉ　０２担持触媒
“とけ、８ｉ０□を主体とする担体、たとえば多孔性珪
藻土中またはその上に、グルコースイソメラーゼ活性入
（たとえば共沈による）するかまたは設けた（たとえば
酵素の吸着結合または共有結合もしくは架橋によるＪｊ
うな触媒を表わす。とくに゛これは、グルコースイソメ
ラーゼが多孔性珪藻土に吸着まｆＣは共有結合によって
結合されているかもしくは架橋によって設けられている
ような触媒を表わし、この場合によってはこのような結
合方法の組合せを適用することもできる。この意味です
ぐれた触媒は、たとえば西ドイツ国特許第２７２６１８
８号から公知である。

法は、本発明によれば、グルコース會含有する・溶液に
８ｉ０２に添加すること全要旨とする。

この場合５ｉ０２は、たんに十分に水溶性でありかつた
とえば５ｉ０２と一緒にグルコース溶液中に持込まれた
異押イオンが酵素の活性を摺なわない限シ、任意の形で
添加することができる。得られるグルコース／フラクト
ース溶液ケ引続き使用する的に、たとえばイオン交換に
よってとくに精製しない限り、たまたｔ　８１０２で持
込１ねｙｔ　Ｊ％　１Ｍイオンがグルコース／フラクト
ース溶液のあとでの使用紮ｔ１なわないように注意すべ
きである。アルカリ金属珪ＩＩ！″地がとくに有利であ
ることが立証された。

添加される５ｉ０２量はとくに臨界的ではない。

西ドイツ国特許第３１４８６０３号による公知方法の程
度に生産性増加を得るために、添加量は３０　ｐｐｍ　
ｋ下廻ってはならない。有利に、８ｉ０２３０〜８０　
ｐｐｍ　がグルコース溶液に添加される。

Ｓ　ｒ　０２の添加は、水ガラス溶液、とくにソーダ水
１ガラス溶液勿使用する場合に、とくに簡単かつ妥当な
価格で行なわれる。

生産性増加の点で、本発明により作業する場合、西ドイ
ツ国特許第３１４８６０３号による方法でも得られるよ
うな数値が得られる。しかし驚異的に、　Ｓ＋０２また
はアルυ珪酸塩からなる成形体と予備接触させる代りに
５ｉ０２の添加は、作業停止の際の触媒の安定性に有利
な影響２有する。即ち、西ドイツ国特許第３１４８Ｆ１
０３号によるかまたは他の方法によってであれ、公知方
法に従って作業する場合、停電のためであれ他の故障の
理由からであれ、作業停止の際の触媒の活性は、触媒全
できるだけ速力・に室温に冷却することに注意しない場
合には不可逆的に損なわれることが判明した。実際、た
とえば停電の際［はンｙンプだけでなく、基質の加熱用
加熱装置もとする。しかしながら、触媒中およびそ７１
１■囲む基質溶液中に含有されている熱容量が、必要な
急速冷却？妨げ、触媒に損害ケ与えるのに十分である。

かかる損害ｒさけるたさせ、こうして敏感な触媒の必要
な急速冷却ヶ達成することができる。しかし、本発明に
、ｃ９作業する場合、かかる予防手段は完全に省略でき
る。

本発明方法の実施は、殊に連続的作業の場合、約４０〜
５０重＃係の乾燥物質含量？有するグルコース水溶液に
本発明方法でＳ＋０２ｖ添加し、ｍ液ヲ粕体結合のグル
コースイソメラーゼに適当なｐＨ価に調節し、担体結合
のグルコースイソメラーゼに適した異性化温度に加熱す
る↓うにして行なわれる。こうして調製されたグルコー
ス溶液？、グルコースイソメラーゼ活性を有する５ｉ０
２担持触媒ケ充填した反応器にポンプで圧送する。反応
器から流出するグルコース・フラクトース溶液ケ、連続
的にまｆｃは規則的間隔でそのフラクトース含量ケ、た
とえば旋光分析またはＨＰＬＯ全用いて調べる。この場
合、触媒全作用させる空間速度（ｖ／ｖｈ　＝毎時触媒
の要求する反応器容積あたりのグルコースｍ液の容積）
は、流出する溶液が、乾燥物質に対してたとえば±１％
点の僅かな変動幅内で一定の、たとえば４２重量係のフ
ラクトース含量を有するように調節する。作業時間、殊
に作業温度に依存して触媒は常に活性葡失なうので、こ
れは一定の異性化閤全得るためには空間速度を不断に減
少させねばならないこと全意味する。この場合、異性１
６度は、パーセントで表わすと、原溶液中に含まれてい
るグルコース分子１００につき反応器全通過し〃・つ触
媒で複分解した後流出するグルコース・フラクトース溶
液中に含まれて騒たフラクトース分子の数？示す。グル
コース溶液の製造に使用されたグルコースの軸度ないし
は品質により、流出するグルコース・フラクトース溶液
の乾燥物質中のフラクトース４２重量係の上記の値全得
るためには、触媒を約４４〜４７チの異性化度の得られ
る空間速度で使用しなければならない。

グルコースイソメラーゼ活性分有する担持触媒ヲ製造す
る際にストレプトミセス・アルプス。

グルコースイソメ２−ゼ（８ｔｒｅｐｔｏｍｙｃ、ｅｓ
　ａｌｂｕｓＧＩｕｅｏｓｅｉｓｏｍｅｒａｓｅ）ｆ使
用し７１℃場合、グルコース溶液を約７．０〜８．５の
ｐＨＶｃ詞節しがっグルコース溶液全豹５５〜６５℃の
温度に加熱するのがとくに有利であることが立証された
。

サラに、ストレプトミセス・アルプス輪グルコスイソメ
ラーゼの場合グルコース溶液にＣ０（Ｉｌ′）イオンお
よびＭｙ（ｌｌｉイオンｋ　Ｃｏ（Ｉｔ）約０．１〜２
　ｐｐｍおよびＭ、（ｎ）約１０〜２００ｐｐｍの量で
、有利にはたとえば塩化物または硫酸塩の形で添加する
のが異性ｒヒ全促進することが立ＭＩＥさｔ″Ｌ／こ。

最後に、グルコース溶液に安定化量の酸化防止剤、とく
に８０２ｆ約１００〜６００　ｐｐｍの量でアルカリ金
属亜硫酸塩ま７′ｃは重亜硫酸塩の形で添加することも
なお有利である。

得うれるグルコース・フラクトース溶液全その最終的作
業に供給する曲に、好ましくない成分、たとえば味覚を
損なうイオン成分ケ陽イオン−および陰イオン交換樹脂
を用いてグルコース・フラクトース溶液から除去するの
が推奨される。市場で、このようなシロップはイソシロ
ップＩ　ｌ５ｏｓｉｒｕｐ）、イソメラーゼ（Ｉｓｏｍ
ｅｒｏｓｅ　）またはイソグルコース（Ｉｓｏｇｌｕｃ
ｏｓｅ）＆る名称で取引されている。

次の例は本発明の説明のためのものである。

実施例 例１一般的例 すべての例に、８Ｉ０２担体を主体として創造された。

グルコースイソメラーゼ活性ｉ有する触媒として、西ド
イツ国特許第２７２６１８８号により製造した触媒を使
用した。この触媒それぞれ５２ケ反応器中に充填した。

この反応器を６０℃に加熱したグルコース溶液が流過し
た。

空間速度（触媒全含有する反応器容積に対して）の調節
は、異性化度が全作業時間にわたって一定に４６．５　
％であるように行なった。流出する基質溶液の異性化度
は旋光分析により測定した。

個々に、触媒および方法は次の重要なＡラメータ［↓っ
て特性表示されていた： 触媒： 担体　８　ｉ　０２ 活性受容　９０００単位／ｆ 粒径　０．１〜０．２− かさ密度（乾燥）　０．４５ｋｇ／を 方法： 基質　グルコース４５１１逼 （水溶液中） 助触媒　Ｍｐ（ＩＤ１２０　ｐｐｍ ００（ＩＤ　１ｐｐｒｎ Ｓ　Ｏ２（Ｎ　ａ　２　Ｓ　Ｏ５の形で）００ｐｐｍ ｐＨ価　７．５ 基質密度　１．２聯／を 基質入口温度　６０℃ 異性化度　４６．５％ 初期空間速度　１３．０／ｈ グルコースイソメラーゼ溶液の活性測定：触媒の製造の
ために使用されたグルコースイソメラーゼ溶液の活性は
、高崎法［Ｙ、　Ｔａｋａｓａｋｉ：”　ｋｇｒ、　Ｂ
ｉｏｌ、　Ｏｈｅｍ、　’第３０巻、第１２号第１２４
７頁〜第１２５３頁（１９６６年ンお工びｚ、ｒ月５ｃ
ｈｅおよびＨ，Ｒｏｒｅｎｆｒｅｕｎｄ　：”　Ｊ、　
−Ｒｉａｌ、　Ｏｈｅｍ、　’第１９２巻第５８３頁（
１９５１年］〕に従って測定した。活性単位（＠は、培
養条件下に７ラクトース１■を形成する酵素量と定義さ
れている。

培養条件： 温度　６５℃ 反応時間　１ｈ 基質　０．０５　ｍの燐酸緩衝液中の０．１ｍグルコー
ス・Ｈ２Ｏ、ｐＨ８，０゜ Ｍ、５ｏ４０．０００４　ｍ含有 触媒の品質ないしは触媒全使用する方法にとシ決定的な
規準は、活性減少の半減時間のほかに、残留活性が原潜
性の２０％になるまでの作業時間（原潜性＝１００％に
対する２０％残留活性はなお経済的に使用しうる触媒活
性の下限であると立証されている）、なかんずく生産性
である。この場合生産性は、乾燥物質（ｋｙ）として計
算して、所定の異性化度において触媒１ｋｆにより原潜
性の２０チの残留活性になるまでに処理さねうるような
基質量と定義されている。

例１．１　本発明による例 一般的例１倉、グルコース溶液が本発明に工？）　８１
０２５０ｐｐｍ’にソーダ水ガラス溶液の形で含有する
ようにして実施した。結果は次のとおりであった： 半減時間　１３００ｈ 残留活性２０％になる ８００ｈ までの使用時間 ３８００ｈ後の生産性　触媒１ｋｇあたりフラクトース
４６．５１輩％全有する ＴＳ　２６０００ｋＦ 例１，２　西ドイツ国特許第３１４８６０３号による比
較例 一般的例１紫、グルコース溶液が本発明によるＳｉＯ２
添加物ケ含有しないが、該溶液は西ドイツ国特許第３１
４８６０３号により反応器に装で得られる、球状の耐水
性で多孔性のアルミノ珪酸塩Ｃ組成：　ＳｉＯ□約９７
約９チ３重量％；粒径１〜２障：かさ密度（乾燥）０、
７　ｋｇ／Ｌ　：　Ｋａ目０ｈｅｒｎｊｅ　ＡＧ社のＫ
ＯＴ−Ｗ８ｑノ５２で充填されていた。

得られた結果（半減時間、作業時間、生産性）は例１．
１のものと同じであった。

例１．３　比較例 この例は一般的例１に一致する、っまシグルコータ溶液
は本発明による５ｉ０２添加物も含んでいないし、グル
コース溶液ｋｉｌｏ２またはアルミノ珪酸塩からなる成
形体で充填された的塔に通すこともしなかった。結果は
次のとおりである二半減時間　６７０ｈ 残留活性２０％になる １７００ｈ後の生産性　触媒１ｋｐあたり、フラクトー
ス４６，５重量％を有する°ｒｓ １２５００吻 例２ 作業停止ケシュミレーションするために、例１、１，１
．２および１．３を、作業時間３００時間後に反応温度
ケ変えることなくグルコース溶液の貫流を３時間中断し
て繰り返した。これは次の結果を示した： 例２、１ 例１１に比して何の変化も生じなかった。

例２、２ 貫流の再開後、触媒の活性は原潜性の８１％から６４チ
に落ちた。さらに、次の結果が得ら−れた： 半減時間　８００ｈ ２９００ｈ後の生産性　触媒１陽あたｐ１フラク）　−
ス４６．５重量％全有するＴＳ １９２００輪 例２．３ この例では、貫流の再開後，触媒の活性は原潜性の７５
％から５９％に落ちた、これは同様に２１ヂの相対的活
性損失に相当する。最終結果は次の値を示した： 半減時間　４８０ｈ 残留活性２０係になる　１３００ｈ までの作業時間 １３００ｈ後の生産性　触媒１ｋｆあたり、フラクトー
ス４６．５重量係ケ有する Ｔ８９６００ｋｆ 本例は、本発明を用いると西ドイツ国特許第３１４８６
０３号により作業する場合と同程度に良好な生産性増加
？得ることができるが、本発明（Ｃより作業する場合作
業中断自体は反応温度を一定に保った場合触媒活性の損
害ｔもたらさなかったこと葡示す。

側音具体的に説明するために、添付図面に活性減少（第
１図）ならびに生産性の増加（第２図および第３ぷりを
、それぞれ作業時間と関連して図示した。すべての図面
において、横座標に作業時間がｈでプロットさ扛ている
。第１図の座標には、活性が係でプロットされ、第２図
および第３図の座標には生産性が触媒１　ｋｑあたり、
乾燥物質ＩＴＳ）　ｔ　（）ン）でプロットされ−てい
る。個々の曲線の測定値は次のように図示されている： 例１．１，１．２および２，１　１・−一”例１．３　
”　Ｘ−Ｘ　” 例２．２　”・・・・・・・・“ 例２．３　×・・・・・・×”

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明方法の実施例全説明するためのもので
、第１図は例１．１．１．２および２．１゜２．２，１
．３および２．３における、作業時間による活性減少？
示す曲線図であり、第２図は例１゜１．１．２および２
１ならびに例２２における作業時間による生産性の増加
を示す曲線図であジ、第３図は例１．３および例２．３
における、作業時間による生産性の増加ヶ示す曲線図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　グルコースを含有する溶液を、８ｉ０２担体紫主
   体として製造された、グルコースイソメラーゼ活性紮有
   する触媒を用いて複分解することによってグルコースお
   よびフラクト−スゲ含有する溶液に製造する方法におい
   て、グルコース溶液に５ｉ０２ｉ添加することを特徴と
   する、グルコースおよびフラクトース全含有する溶液の
   製造方法。 ２、　グルコース溶液に８ｉ０２ｋ　３０〜８０　ｐｐ
   ｍの量で添加する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、　グルコース溶液にＳｉＯ□紫水ガラスの形で添加
   する、特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。