JPS61287901A - 新規分岐α―サイクロデキストリンの製造方法 - 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】 ｔｔｈへ札ｌぬ艷 本発明は、新規な分岐α−サイクロデキストリンおよび
その製造方法に関し、更に詳細には、ジマルトシル−α
−サイクロデキストリンおよびその製造方法に関する。

に迷！す支菫− サイクロデキストリンはグルコース残基がａ−１，４−
結合により環状に結合したオリゴ糖であって、グルコー
ス残基６個からなるα−サイクロデキストリン、７個か
らなるβ−サイクロデキストリン、８個からなるγ−サ
イクロデキストリンなどが一般に知られている。

サイクロデキストリンは、その構造から内部に空隙があ
り、この空隙内部は親油性領域となっているので各種の
油性物質を取り込むことができる。

そのため、このような性質を利用して■不安定物質の安
定化■揮発性物質の保持■異臭のマスキング■難・不溶
性物質の可溶化など、種々の用途が考えられている。

しかしながら、α−サイクロデキストリンおよびβ−サ
イクロデキストリンは低温域（室温以下）での水に対す
る溶解度が低いことから、この点における改良が待たれ
ていた。

発」し朽邂−汲しようとする　　ａ 既に、ａ−サイクロデキストリンについてはグルコース
残基のＣ，の位置にグルコースあるいはマルトースがα
−１，６−結合により結合した分岐サイクロデキストリ
ンが知られており、このものは分岐のないものに比べて
水への溶解度が高いことが知られている。

本発明者らは、分岐α−サイクロデキストリンの上述の
如き特性に着目し種々研究を重ねたところ、プルラナー
ゼの縮合反応を利用することにより、ａ−サイクロデキ
ストリンにマルトースを結合させることができるとの知
見を得、更に検討の結果、本発明に到達したものである
。

ヴを　　するための 本発明は、マルトースとα−サイクロデキストリンを含
む混合物にプルラナーゼを作用させてジアルトシルーα
−サイクａデキストリンを生成させ、生成したジマルト
シル−α−サイクロデキストリンを反応液から分離採取
することからなる、ジマルトシル−α−サイクロデキス
トリンの製造方法およびかくして得られるジマルトシル
−α−サイクロデキストリンに関するものである。

本発明により得られるジマルトシル−α−サイクロデキ
ストリンは、下記の理化学的性質を有する新規化合物で
ある。

１）分子式　　Ｃ６０Ｈ＋ｏ。０．。

２）分子量　　１６２１ ３）融　点　　２６８．２℃（非結晶；分解）４）比旋
光度　［α］２ＤＯ＋１７１”（Ｃ＝Ｏ，Ｚ；Ｎ２０） ５）ベーパークロマトグラフィー １−ブタ／−ル：１−プロバノール二水＝３：５：４の
展開溶媒を使用してペーパー上に展開した後、ヨウ素溶
液を用いる発色お上びグルコアミラーゼで前処理した後
硝酸銀を用いる発色により呈色させるとき、それぞれ１
スポットを示す。

６）薄層クロマトグラフィー ■１−ブタノール：エタノール：水＝　Ｓ　：Ｓ　：２
および■１−ブタノール：ビリノン：水＝６：４：３の
展開溶媒を使用して薄層板（ＤＣ−ＦｅｒｔｉＨｐｌａ
ｔｔｅｎ　Ｋｉｅｓｅｌｇｅｌ　６０（メルク社製））
上に展開した後、ヨウ素溶液を用いる発色およびリンモ
リブデン酸／硫酸を用いる発色により呈色させるとき、
それぞれ１スポットを示す。

７）高速液体クロマトグラフィー （条　件） カラムサイズ：６φ×５０ｍｍ 担体：　Ｎｖｃｌｅｏｓｉｌ−Ｎ１１２（ナーデル社製
）溶媒：アセトニトリル：水＝６５：３５流速：　２．
０ＩＩＩｌ／ｗｉｎ 検出器：示差屈析計ＥＲＣ７５２０型（エルマ光学株式
会社製） 本品は上記条件で１ピークを示す。

８）溶解性 水に易溶、エタノールに難溶。

９）性　状 粉末は白色であり、水溶液は無色。

１０）赤外線吸収スペクトル（第１図参照）ν”３，４
００ｃｍ−１、２−９３０ｃＩＩ１、１，１５０ｃＩ１
１−１、１＝０３０ｃｍ−’に吸収を認める。

１１）”Ｃ核磁気共鳴スペクトル（＠２図参照）δ（Ｃ
２０） ６９．８　（１−６結合のＣ，） ７９．７　（マルトシル残基の１−４結合のＣ，）１０
１．０　（１−６結合のＣ＋） １２）メチル化分析 箱守法にしたがいメチル化した後、メチル化物の加水分
解を行い、生成した加水分解物を還元、アセチル化して
フルディドール−アセテートに誘導しガスクロマトグラ
フィーにより同定するとき、２，３，４．６−テトラ−
０−メチルグルコース、２，３．６−トリー０−メチル
グルコース、２，３−ジ−〇−メチルグルコースのモル
比は、１．９：６．０：１．８を示す。

（ガスクロ・マドグラフィーの条件） 機器：日立［；Ｃ１６３（日立製作新製）カラム：３％
ＥＣＮ５Ｓ−’Ｍ　（３φ×　２，０００ｍｍ）カラム
温度：１８５℃ キャリヤーガス二Ｎ２ 流速：　５０ｍ１／ｗｉｎ 検出器：　ＦＩＤ １３）構　成（酵素による分解生成物）プルラナーゼに
より分解され、マルトースとα−サイクロデキストリン
を２＝１（モル比）の比率で生成する。

なお、上記理化学的性質を有するジマルトシル−α−サ
イクロデキストリンは、α−サイクロデキストリンを構
成するグルコース残基に２個のマルトシル残基が、それ
ぞれ別々の位置にα−１゜６−結合した構造から成るも
のであることが、メチル化分析およびプルラナーゼを用
いた酵素分解により示された。

本発明によれば、かかるジマルトシル−α−サイクロデ
キストリンは次のごとくして製造される。

即ち、マルトースとα−サイクロデキストリンを含む基
質濃度３０〜８５％溶液にプルラナーゼを所定量加え、
液の温度、ｐＨなどを酵素の好適作用範囲に維持して、
１日〜６日間反応させ、ジマルトシル−α−サイクロデ
キストリンを生成し、次いで、所望によりクロマトグラ
フィーなどの方法によって反応液から分離採取すること
により製造される。

本発明において用いられるプルラナーゼは、粘質多糖類
プルランのｆｆ−１１６−グルコシド結合を加水分解す
るほか、アミロペクチンやグリコーゲンのｆｆ−１１６
−グルコシド結合をも切断する能力を持つ酵素であり、
主としてエア口バクター争エフ０デネス（Ａ　ｅｒｏｂ
ａｃｔｅｒ　ａｅｒｏｇｅｎｅｓ）、ｔ＜シラス・ｓｐ
（Ｂ　ａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ）などの微生物より得られ
る。これらプルラナーゼの使用量は、基質の品質あるい
は反応の実施形式などにより多少の違いはあるが、通常
の場合、α−サイクロデキストリン１グラム当たり１０
単位以上用いられる。このプルラナーゼの酵素活性は次
のごとき方法により測定される。即ち、０．５％プルラ
ン溶液（プルランを５０ｍＭ酢酸ナトリウム緩衝液、ｐ
Ｈ５，０に溶解したもの）２００μｍに酵素液５０μｍ
（同じ緩衝液に溶解したもの）を加え、１０分間、５０
℃で酵素反応させる。反応後、反応液中に生成した還元
糖をソモギイーネルソン（Ｓ　ｏｖａｏｇｙｉ　−Ｎ　
ｅｌｓｏｎ）法で測定する。＃素単位は、この条件で１
分間に１μｍｏｌｅのアル））リオースに相当する還元
力を生成する酵素量を１単位とする。

本発明において原料として用いられるマルトースおよび
α−サイクロデキストリンは、いずれも市販の製品をそ
のまま用いることができるが、生成物の分離精製の手数
を考えると純度の高いものを用いるのが有利である。こ
れらマルトースおよびα−サイクロデキストリンの使用
量は、α−サイクロデキストリンに対して、通常、マル
トース０．６〜１０倍量、好ましくは１〜５倍量用いら
れる。また、溶液の濃度は、本発明の方法がプルラナー
ゼの縮合反応を利用するものである関係上、一般的に原
料基質の濃度が高いほど好ましく、したがって、本発明
における基質濃度は５０〜８５％で使用することが好ま
しい。

本発明の方法においては、反応はプルラナーゼの作用条
件に適合させて実施される。したがって、反応温度、ｐ
Ｈなどは用いられる酵素の種類（・起ｆｉ）によって差
はあるが、一般に４０〜８０℃、ｐＨ３，０〜７．０で
行うのが好ましい。

生成したノアルトシルーａ−サイクロデキストリンを反
応液から分離するには、例えばトヨパールＨＷ−４Ｏ８
を用いたカラムクロマトグラフィーあるいはワットマン
１７クロムによるベーパークロマトグラフィーを用いる
ことにより容易に行うことができるが、工業的には特に
コスト上の理由からイオン交換樹脂クロマトグラフィー
、大量デルろ過分離性などを用いるのが有利である。

ｌ豆り廟」 本発明により得られる新規な分岐サイクロデキストリン
は、公知のα−サイクロデキストリンと同程度の強い抱
接力を有し、かつ、その溶解性において格段に優れてい
るので、医薬品、食品、化粧品その他一般の化学工業分
野でのサイクロデキストリンの用途開発に寄与するとこ
ろが大きい。

及１升 次に実施例を示し、本発明を更に詳細かつ具体的に説明
する。

実施例１゜ マルトース（日本澱粉工業ＫＫ製、純度９９％）１．５
０ｇとα−サイクロデキストリン（日本食品化工ＫＫ製
、純度９８％）０．５０ｇ１：、ｐＨ５，０゜５０ａ＋
Ｍ酢酸す）　ＩＪウム緩衝液０．８５ａ＋Ｉを加え沸ｗ
ｋ浴中加熱溶解する。冷却後、これにパシラス・ｓｐ　
（Ｂ　ａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ）の耐熱性プルラナーゼ（
ノボ・インゲスドリー・ジャパン社製、２ｏｏ単位／ｇ
）１００単位を加え、６０℃で４８時間反応させる。

終了後、この反応液をトヨバールＨＷ−４ＯＳを充填し
たカラム（４，５Ｘ１００ｃｍ：２本）によりデルろ過
クロマトグラフィーにかけて分離精製を行う。試料負荷
後１４〜１５時間後に溶出されてくる７ラクシａンを集
め、ロータリーエバポレータで濃縮乾燥して、ジマルト
シル−α−サイクロデキストリンの白色粉末１５５．８
ｍｇを得る。

このものの元素分析値は次の通りであった。

元素分析値（Ｃａ。■１゜。０．。） 計算値Ｃ＝４４．４５％Ｈ＝６．２２％０＝４９．３４
％実測値Ｃ＝４４．３７％Ｈ＝６．２０％また、このも
のは２６８℃で分解した。

この得られた粉末について、ペーパークロマトグラフィ
ー（１−ブタノール：１−ブａパノール：水＝　３　：
５　：４の展開溶媒を使用して、ヨウ素溶液を用いる発
色お上びグルコアミラーゼで一度処理した後硝酸銀を用
いる発色により呈色）および薄層クロマトグラフィー（
■１−ブタノール：エタノール：水＝　５　：５　：２
および■１−ブタノール：ビリノン：水＝　６　：４　
：３の展開溶媒を使用して、ヨウ素溶液を用いる発色お
よびリンモリブデン酸／硫酸を用いる発色により呈色）
を行ったところ、それぞれ１スポットを与え単一物質で
あることが確認された。

また、上記で得られた粉末５ｔａｇとエアロバクター費
エアロデネス（Ａｅｒｏｂａｃｔｅｒ　ａｅｒｏｇｅｎ
ｅｓ）のプルラナーゼ（林原生物化学研究所製、結晶品
４０単位／ａ＋ｇ）１単位をｐＨ５，０，５０ｍＭ酢酸
ナトリウム緩衝液５００μｍに溶解し、３０℃で一夜反
応させたところ、マルトースとα−サイクａデキストリ
ンを２：１の割合で生成することが薄層クロマトグラフ
ィーおよび高速液体クロマトグラフィーにより確認され
た。

更に、上記で得られた粉末３　、８　ｍｇをジメチルス
ルホキシド２ＩＩ＋ｌに溶解し、メチルスルフィニルカ
ルバニオン０．５１を加えて、窒素気流中、室温で４時
間反応させ、次いで、この反応液にミラ化メチル１．５
ｍｌを加えて２０℃以下で１時間反応させた。反応終了
後、クロロホルムで抽出、セフ７デックスＬＨ−２０を
ｍいて精製したものをメチル化試料とした。この試料を
硫酸０，１ｍｌに溶解して４℃で１時間反応させた後、
更に、蒸留水０．８１１１１を加えて１００℃で４時間
反応させた。

反応液を炭酸バリウムで中和し、遠心上清をダウエック
ス５０Ｗ（Ｈ”）で脱塩、これに水素化ホウ素ナトリウ
ムを加えて一晩放置後、再びダウエックス５０Ｗ（Ｈつ
で脱塩し、メタノールと共に減圧下に濃縮した。引き続
き、これにピリジン０　、１　ｍｌおよＶ無水酢酸０．
１ａｌを加えて１００℃で２時間反応させ、この反応液
を水と共に減圧下に濃縮乾固した。このものを、クロロ
ホルムに溶解してガスクロマトグラフィーにより分析し
たところ、２．３，４．６−テトラ−０−メチルグルコ
ース、２，３．６−トリー〇−メチルグルコース、２，
３−）−〇−メチルグルコースを１．９：６．０：１．
８（モル比）の比率で生成した。

以上の結果から、上記の物質はジマルトシル−α−サイ
クロデキストリンであることが確認された。

実施例２〜１１ 実施例１と同様な操作手順により、但し基質濃度、酵素
量、反応温度、反応時間を種々に変えて反応を行ない、
次表の結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ジマルトシル−α−サイクロデキストリンの
赤外線吸収スペクトルを示し、第２図は、ジマルトシル
−α−サイクロデキストリンの１３Ｃ核磁気共鳴スペク
トルを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）下記の理化学的性質を有するジマルトシル−α−
   サイクロデキストリン。 １）分子式　Ｃ＿６＿０Ｈ＿１＿０＿０Ｏ＿５＿０ ２）分子量　１６２１ ３）融点　２６８．２℃（非結晶；分解） ４）比旋光度　［α］＾２＾０＿Ｄ＋１７１°（Ｃ＝０
   ．２；Ｈ＿２Ｏ） ５）ペーパークロマトグラフィー １−ブタノール：１−プロパノール：水＝３：５：４の
   展開溶媒を使用してペーパー上に展開した後、ヨウ素溶
   液を用いる発色およびグルコアミラーゼで前処理した後
   硝酸銀を用いる発色により呈色させるとき、それぞれ１
   スポットを示す。 ６）薄層クロマトグラフィー （１）１−ブタノール：エタノール：水＝５：５：２お
   よび （２）１−ブタノール：ピリジン：水＝６：４：３の展
   開溶媒を使用して薄層板（ＤＣ−Ｆｅｒｔｉｇｐｌａｔ
   ｔｅｎ　Ｋｉｅｓｅｌｇｅｌ　６０（メルク社製））上
   に展開した後、ヨウ素溶液を用いる発色およびリンモリ
   ブデン酸／硫酸を用いる発色により呈色させるとき、そ
   れぞれ１スポットを示す。 ７）高速液体クロマトグラフィー （条件） カラムサイズ：６φ×５０ｍｍ 担体：Ｎｕｃｌｅｏｓｉｌ−ＮＨ＿２（ナーゲル社製） 溶媒：アセトニトリル：水＝６５：３５ 流速：２．０ｍｌ／ｍｉｎ 検出器：示差屈折計ＥＲＣ７５２０型（エルマ光学株式
   会社製） 本品は上記条件で１ピークを示す。 ８）溶解性 水に易溶、エタノールに難溶。 ９）性状 粉末は白色であり、水溶液は無色。 １０）赤外線吸収スペクトル（第１図参照）ν＝３，４
   ００ｃｍ＾−＾１、２，９３０ｃｍ＾−＾１、１，１５
   ０ｃｍ＾−＾１、１，０３０ｃｍ＾−＾１に吸収を認め
   る。 １１）＾１＾３Ｃ核磁気共鳴スペクトル（第２図参照） δ（Ｄ＿２Ｏ） ６９．６（１−６結合のＣ＿６） ７６．７（マルトシル残基の１−４結合のＣ＿４） １０１．０（１−６結合のＣ＿１） １２）メチル化分析 箱守法にしたがいメチル化した後、メチル化物の加水分
   解を行い、生成した加水分解物を還元、アセチル化して
   アルディトール−アセテートに誘導しガスクロマトグラ
   フィーにより同定するとき、２，３，４，６−テトラ−
   ０−メチルグルコース、２，３，６−トリ−０−メチル
   グルコース、２，３−ジ−０−メチルグルコースのモル
   比は、１．９：６．０：１．８を示す。 １３）構成（酵素による分解生成物） プルラナーゼにより分解され、マルトースとα−サイク
   ロデキストリンを２：１（モル比）の比率で生成する。 （２）マルトースとα−サイクロデキストリンをプルラ
   ナーゼの存在下に反応させ、該反応液からジマルトシル
   −α−サイクロデキストリンを分離、採取することを特
   徴とするジマルトシル−α−サイクロデキストリンの製
   造方法。