JPS61268191A - フラクトオリゴ糖を含有する糖質の製造法 - Google Patents

フラクトオリゴ糖を含有する糖質の製造法

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JPS61268191A
JPS61268191A JP60111754A JP11175485A JPS61268191A JP S61268191 A JPS61268191 A JP S61268191A JP 60111754 A JP60111754 A JP 60111754A JP 11175485 A JP11175485 A JP 11175485A JP S61268191 A JPS61268191 A JP S61268191A
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Nobuyuki Nakamura
信之 中村
Nobuhiro Yubihara
指原 信廣
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (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】 本発明はフラクトオリゴ塘を含有する糖質の新規製造法
に関し、詳しくはバチルス(Bacillus) 属に
属し、生育の至適pHを中性からアルカリ性に有する好
アルカリ性の微生物を培養し、新規菌体外フラクトシル
トランスフェラーゼを培養液中に生成蓄積せしめ、これ
を採取して得られる該菌体外フラクトシルトランスフェ
ラーゼをβ−D−フラクトフラノシド結合を有する糖類
基質に作用させることを特徴とするフラクトオリゴ糖を
含有する糖質の製造法に関する。
ここでいうフラクトシルトランスフェラーゼとはシュー
クローズなどのフラクトースとグルコースとのβ−(2
−1)結合を有する基質に作用してその結合を切断した
後、該フラクトースをシュークローズや1−ケスドース
あるいはニスドースなどのフラクトース残基へ転移し、
オリボッラフクンあるいはそれ以上の分子量を有するフ
ラクタンを生成する作用を有する酵素であり、従来は、
アスパラガスやキクイモ等の植物組織中あるいはオーレ
オバシディウム・プルランス(Aureobasidi
umpullulans)、アスペルギルス旧ger)
、酵母などの菌体内酵素として存在することが知られて
いる(酵素ハンドブック、P 、 806。
朝倉書店;米国特許第4, 309, 505号;特開
昭57一166981号)。
このようなフラクトシルトランスフェラーゼを例えばシ
ュークローズに作用させると糖転移反応の結果、副生じ
たグルコースやフラクトースの他にシュークローズにフ
ラクトースが数分子転移した1−ケスドースやニスドー
ス、フラクトシルニスドースなどのフラクトオリゴ糖お
よび未反応のシュークローズを含有する甘味組成物が得
られるばかりでなく、該トランスフェラーゼとグルコー
スイソメラーゼを併用してシュークローズに作用させる
ことによりシュークローズから高フラクトース含有物を
容易に製造し得ることが知られている(米国特許第4.
317.880号)。
また、シュークローズにフラクトースが数分子転移した
フラクトオリゴ糖は、う触原因菌であるストレプトコッ
カス・ミュータンスの生産するデキストランシュークラ
ーゼの基質とならないのでう触性が無く虫歯の原因とな
らないだけでなく、有用腸内細菌であるビフィズス菌の
増殖促進物質としても知られており、工業的にも非常に
有用な物質と考えられている。(特公昭59−5383
4号)。
従来、これらのフラクトオリゴ糖は主としてオーレオバ
シディム・プルランス(Aureobasidiump
ullulans)を好気的に培養することにより菌体
内に生成蓄積されるフラクトシルトランスフェラーゼを
高濃度のシュークロニスに作用させることにヨリ得うレ
テイルカ(BI[] INDLIsTRY、 1巻、6
号。
第5頁〜13頁、 1984年)、該酵素が菌体内酵素
であるため菌体からの抽出精製操作が繁雑であるばかり
でなく、酵素の生産性もそれ程高いものとは言えなかっ
た。
また、菌体から該酵素を抽出せずに菌体そのものを酵素
源として使用する方法もあるが菌体内に存在する他の酵
素群による副次的な反応が起り、目的とするフラクトオ
リゴ糖の収率を低下させるだけでなく、添加した菌体(
酵素)が転移反応生成物の濾過精製工程において目詰ま
りの原因となり、糖液の精製を実質上困難とする原因と
なっていた。そのため、菌体内酵素をフラクトオリゴ糖
の製造に用いる場合は包括法で菌体を固定化して使用す
る必要があった。
本発明者らはpHや温度に安定で精製の容易なフラクト
シルトランスフェラーゼを培養濾液中に生成蓄積せしめ
る能力を持つ微生物を鋭意検索し、中性からアルカリ性
に生育の至適pHを有し、バチルス(Bacillus
)属に属するいくつかの好アルカリ性細菌が培養液中に
著量の新規菌体外フラクトシルトランスフェラーゼを生
成蓄積することを見出し、該酵素をシュークローズに作
用させることにより著量のフラクトオリゴ糖を製造し得
ることを発見し、本発明を完成せしめたものである。
本発明に使用される新規菌体外フラクトシルトランスフ
ェラーゼは、本発明者らにより天然界から新たに検索単
離された好アルカリ性のバチルス属に属する数種類の新
菌株を培養することにより培養濾液中に生成蓄積される
ものである。これらの新菌株は夫々、工業技術院微生物
工業技術研究所にFERM P−8254、P−825
5、P−8256、として寄託されている。
これらの菌株の菌学的性質を第1表に示す。
これらの菌株を例えばシュクロース5%、ポリペプトン
0.5%、酵母エキス0.5%、K2HPO。
0.1%、MgS○4+ 7 H2O0,02%、Na
z C031%を含む液体培地を用い、35〜55℃で
20〜50時間好気的に培養することによりフラクトシ
ルトランスフェラーゼが培養液上清中(菌体外)に生成
蓄積される。なお、本培地で使用する培地は前述の培地
に限定される私のではなく、実質的に安価に入手し得る
コーンステイープリカーやアミノ酸液あるいは無機物を
用いても可能である。また培地のpH調整剤も炭酸ソー
ダに限定されるものではなく、重炭酸ソーダ、炭酸アン
モン、炭酸カリウム、苛性ソーダなど実質的に培地のp
Hを中性からアルカリ性に調整し得る物質であれば培養
は可能である。
本培養液中の菌体を遠心分離あるいは濾過で除いた上澄
液(粗酵素液)を糖転移反応に用いるのが経済的である
が、硫安等による塩析、エタノーノペアセトン、イソプ
ロパツール等による溶媒沈殿、限外濾過法、ゲル濾過法
、イオン交換樹脂等の一般的な酵素精製手段により精製
した酵素を用いることもできる。また、吸着法や包括法
などの種々の方法で調整した固定化酵素を用いることも
できる。
次に本発明で使用される新規菌体外フラクトシルトラン
スフェラーゼの一般的特性に関し述べる。
(イ)作用 シュークローズ、1−ケスドース、ニスドース、ラフィ
ノース等のβ−D−フラクトフラノシド結合を有する糖
類のβ−D−フラクトフラノシド結合を切断し、生成し
たフラクトースをシュークローズ、1−ケスドース、ニ
スドース、ラフィノースなどの糖類へ転移する。
(ロ)基質特異性 シュークローズ、1−ケスドース、ニスドース、ラフィ
ノースに良く作用するがツラノース、マルチ二ロース、
トレハロースには作用しない。
(ハ)至適pHおよび安定pH範囲 ・至適pHS−432菌:5.5〜6.5S−442菌
:5,0〜6.0 S−452菌=5.5〜6.5 ・安定pH範囲(55℃、30分間処理)S−432菌
− (ニ)作用適温の範囲 S−432菌:50〜60℃ S−442菌:50〜60℃ S−452菌:45〜55℃ (ホ) pH1温度などによる失活の条件55℃、30
分間の処理条件ではpH3,5及び10.5で完全に失
活する。pH5,5,15分間では70℃で完全に失活
する。
(へ)阻害剤および安定化剤 水銀、銅、EDTAで失活する。カルシウムで安定化す
る。
(ホ)分子量(ゲル濾過法) S−432菌:  80,000±io、 oo。
S−442閑:  150,000±10.000S−
452閑: 115,000±10.000上記の理化
学的及び酵素化学的性質を既知の微生物由来のフラクト
シルトランスフェラーゼと比較して第2表に示す。
尚、フラクトシルトランスフェラーゼの活性測定方法な
らびに活性表示方法は以下の通りである。
0、IMの酢酸緩衝液(pH5,5)に溶解させた5%
(W/V)のシュークローズ溶液0.5mlに酵素液0
、1mlを混合し、55℃で10分間反応させた後沸騰
水浴中で10分間加熱して酵素を失活させる。糖転移反
応で生成する還元性糖類をソモギー・ネルフン法〔メン
ラド イン カーボハイドレイト ケミストリー(Me
thod in Carbohydrate chem
istry)第1巻、第386頁、 1962年〕で定
量する。ここで酵素の単位は前述の条件で1分間に1μ
moleのグルコースに相当する還元糖を生成する酵素
量を1単位として表示する。
また、該酵素をシュークローズに作用させることにより
得られるフラクトオリゴ糖はセンシューパックN H2
−1251(H)カラム(4,6x 250+mm) 
(センシュー科学社製)を用い、アセトニトリル:水<
75:25)の溶媒系を用いる高速液体クロマトグラフ
(HPLC)法もしくは、TSKゲルG200OPWカ
ラム(21,5X600mm) (東洋ソーダ製)を用
いて、展開溶媒に水を使用するHPLC法により定量し
た。
次に本発明の方法によるフラクトオリゴ糖の生産には酵
素の特異性および経済的な観点から基質濃度は高い方が
好ましく、濃度50〜70%(W/V)、好ましくは6
0%(W、/V)前後で反応させるのが良い。また、反
応温度も工程内の微生物汚染を防止する上から50℃以
上が好ましい。
また、糖転移反応で生成するフラクトオリゴ糖は当業者
が糖の分離精製に通常用いている例えばダイヤイオンF
 RK−01やダイヤイオンFRK−131(三菱化成
工業製)などの陽イオン交換樹脂やトヨパールHW−4
0(東洋ソーダ製)などのゲル濾過樹脂などを用いるカ
ラムクロマトグラフィーにより容易に単離することがで
きる。
以下に本発明を実施例により更に詳しく説明する。
実施例1 好アルカリ性細菌バチルスNNo−3−432t(FB
RP−8254)を1β容の三角フラスコ中のシューク
ローズ5%、酵母エキス0.5%、ポリペプトン0.5
%、K2HPO,0,1%、l、Igs○4・7H20
0,02及び炭酸ソーダ1%を含む培地300m1(p
i(10,3) !;植菌し、37℃で48時間25(
lrpmで回転振とう培養し培養液を遠心分離して27
.5単位/mlの粗酵素を得た。次いで、該粗酵素液を
平均分画分子量10.000の限”外濾過膜を用いて約
10倍に濃縮し、280単位/mlの酵素を得た。
このようにして得られたフラクトシルトランスフェラー
ゼヲ60%(W/V)シュークローズ溶液10m1(シ
ュークローズ二〇g)中に、シュークローズ1g当り2
単位添加し、55℃、pH6、0で48時間反応させた
。得られた糖質をHPLC法で定量した結果フラクトー
ス17.4%、グルコース32.5%、シュークローズ
6.3%、フラクトオリゴ糖43.8%であった実施例
2 好アルカリ性細菌バチルスNo −S −442株(F
BRM P−8255)を実施例1で述べた培地組成の
炭酸ソーダに代えて重炭酸ソーダ0.25%を含む培地
300m1 (pH8,6)に植菌し、実施例1と同一
条件で振とう培養し、20.3単位/mlの粗酵素液を
得、更に% 実施例1で用いた限外濾過膜を用いて約1
0倍に濃:  縮し、200単位/mlの酵素を得た。
このようにして得られたフラクトシルトランスフェラー
ゼ0.5ml (100単位)を10mMの酢酸緩衝液
(pH5,5>で平衡化した5g(湿重量)の陰イオン
交換樹脂ダイヤイオンIRA、904(三菱化成工業製
)に吸着させた。ついで、同樹脂を55℃に保温された
カラムに充填し、同上緩衝液で良く洗浄した。
酵素の同樹脂への吸着率は約90%、活性発現率は65
%であった。ついで、同カラムに50%(W/V)シュ
ークローズ溶液(pH5,5)をSVo、2で通液し1
、  得られた糖液をHPLC法で測定した結果、フラ
クトース18.1%、グルコース35.9%、シューク
ロ。  −スフ、5%、フラクトオリゴ!38.5%で
あった。
実施例3 好アルカリ性細菌バチルスNo−3−452株(FER
M P−8256)を実施例1で述べた培地組成の炭酸
ソーダに代えて苛性ソーダでpH7,!lに調整した培
地に植菌し、実施例1と同一条件で振どう培養し、24
.8単位/mlの粗酵素液を得た。該粗酵素液に冷却し
た5倍量のアセトンを添加し一夜冷室中に放置した。生
じた沈殿を遠心分離で集め、減圧下で乾燥させ2.50
0単位/gの酵素粉末を得た。
pH6,0に調整した50%(W/V)シュークローズ
滑液11シユークロース:  600g)に上記酵素粉
末1g(約4.2単位/g・シュークローズ)を添加し
、50℃に保温した。該反応混液を平均分画分子量30
、000の限外濾過膜を装置した限外濾過装置(日本ミ
リポア・リミテッド社製、ペリコンラボカセット)中を
5時間、50℃で回分させた。ついで10m1/分の流
速でシュークローズ溶液を保充すると同時に同速度で濾
過液(パーミエート)を抜き出し−その糖組成をHPL
C法で測定した結果、フラクトース17.9%、グルコ
ース34.2%、シュークローズ8.5%、フラクトオ
リゴ塘39.4%であった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)バチルス属に属し、中性からアルカリ性に生育の
    至適pHを有する好アルカリ性の微生物を培養して得ら
    れる菌体外フラクトシルトランスフェラーゼを、β−D
    −フラクトフラノシド結合を有する糖類基質に作用させ
    ることを特徴とするフラクトオリゴ糖を含有する糖質の
    製造法。
  2. (2)上記基質がシュークローズであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載のフラクトオリゴ糖を含
    有する糖質の製造法。
JP60111754A 1985-05-24 1985-05-24 フラクトオリゴ糖を含有する糖質の製造法 Granted JPS61268191A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0812915A3 (en) * 1996-06-10 1999-08-04 Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo Polypeptide having beta-fructofuranosidase activity
US6383769B1 (en) 1996-06-10 2002-05-07 Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo Polypeptides having β-fructofuranosidase activity
US6762046B2 (en) 1996-06-10 2004-07-13 Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo Polypeptide having β-fructofuranosidase activity

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KR100532847B1 (ko) * 1996-06-10 2006-02-01 가부시끼가이샤 하야시바라 세이부쓰 가가꾸 겐꾸조 β-프룩토푸라노시다아제활성을가진폴리펩티드

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