JPS6163291A - 酵素法によるキシリト−ルの製造法 - 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】 １丘分立 本発明は、低カロリー甘味剤等として有用なキシリトー
ルの製造法に関する。詳しくは、本発明は酵素法による
、キシロースからキシリトールの製造法に関する。

宜■狡血 キシリトール（キシリフトともいう）はキシロースを還
元して得られる糖アルコールの一種であり、古くからキ
シロースをナトリウムアマルガムにより、または接触還
元によって還元して純化学的に合成し得ることが知られ
ている。

近年醗酵法によるキシリトールの製造の試みがなされ、
キシロースを主たる糖源とする培地に微生物（キャンデ
ィダ属、コリネバクテリウム属など）を培養し、培地か
らキシリトールを採取する方法が開発された。しかしな
がら醗酵法によるキシロースのキシリトールへの転化率
は一般に５０％以下であり、変異株を育種するなどの特
別の手段を使っても８０％程度である。

本発明は、酵素キシロースレドクターゼを使用し、殆ど
１００％に近い転化率をもってキシロースからキシリト
ールを製造する新しい方法を提供する。

本発皿坐翌豆 本発明は、補酵素ＮＡＤＰＨ（ジヒドロニコチンアミド
アデニンジヌクレオチドリン酸）の存在下、キジロース
レドクターゼによりキシロースをキシリトールに還元す
ることよりなる酵素法によるキシリトールの製造法にお
いて、同時に生成するＮＡＤＰ　にコチンアミドアデニ
ンジヌクレオチドリン酸）をＮＡＤＰＨに還元する能力
を有する微生物を共役させ、該微生物により補酵素ＮＡ
ＤＰＨをリサイクルさせることを特徴とする酵素法によ
るキシリトールの製造法を要旨とする。

本発明方法は次の式をもって示すことができる。

本発明方法は温和な反応条件を使用するので純化学的方
法に比べて副生物の生成が少なく、高収率であり、また
醗酵法よりもキシリトールへの転化率が高く、殆ど１０
０％である。

また一旦反応系へＮＡＤＰまたはＮＡＤＰＨを添加すれ
ば、上式に示す回路に従って同時に生成するＮＡＤＰか
らこの酵素反応に関与するＮＡＤＰＨがリサイクルされ
るので、キシロースに対して少量のＮＡＤＰＨまたはＮ
ＡＤＰを使用して円滑に反応を進めることができる。

圧工旦公爽施五様 反応液は、キシロースと、キシロースレドクターゼ源と
、ＮＡＤＰＨと、ＮＡＤＰをＮＡＤＰＨに還元する能力
を有する微生物（以下「共役微生物」という）と、共役
微生物の栄養源とを含まなければならない。反応液の調
製当初、ＮＡＤＰＨの代わりにＮＡＤＰを使用すること
もできる。

種々の微生物がキシロースレドクターゼを産生ずること
が知られている。従ってキシロースレドクターゼ源とし
ては、例えばキャンディダ属、エンテロバクタ属、デバ
リオマイセス屈、ハンゼニュラ属、ホルモアウス属、ピ
チア属、コリネバクテリウム属などの微生物をキシロー
スを主たる糖源とした培地で培養し、生成した酵素を精
製したもの、またはこれら微生物の菌体を使用すること
ができる。

共役微生物としては、メタン細菌、酵母など、ＮＡＤＰ
をＮＡＤＰＨへ還元する能力を有する微生物はいずれも
使用可能である。中でもメタン細菌が好ましい。メタン
細菌を使用するときは、水素やギ酸などの安価な基質を
使用することができ、また反応が嫌気状態で行われるた
め生成したキシリトールが安定である。周知のようにメ
タン細菌はＨ２とＣＯ２とから、またはギ酸を資化して
メタンを生成する。しかしながらＮＡＤＰをＮＡＤＰＨ
へ効率よく還元するためには、メタン生成を阻害する物
質を添加することが好ましい。これによりメタン細菌は
菌体内ばかりではなく、外部から添加したＮＡＤＰを効
率よ＜ＮＡＤＰＨへ還元し、またキシロースのキシリト
ールへの還元と同時に生成するＮＡＤＰをＮＡＤＰＨヘ
リサイクルすることができる。

反応液中のキシロース濃度は一般に５０〜２５０　ｍＭ
が好ましく、ＮＡＤＰまたはＮＡＤＰＨはキシロースに
対し１／６０〜１／ｌ　Ｏのモル比で添加するのが好ま
しい。

共役微生物としてメタン細菌を使用する場合、反応は嫌
気状態で行わなければならい。そのため反応液は脱気し
た脱イオン水または緩衝液で調製すべきである。また反
応液を仕込んだ反応容器の内部の気相は窒素ガスで置換
する。メタン細菌を使用する場合、その基質としてギ酸
（Ｎａ塩として）を反応液に添加するか、または反応容
器中にＨ２ガスを供給することが必要である。両者を併
用してもよい。理論的にはこれらの基質はキシロースと
等モル必要であるが、最初から全量使用してもよいし、
また反応途中で補給してもよい。水素ガスを使用する場
合、反応容器中の気相を置換する窒素ガスを水素／窒素
ガス混合ガスに置換すればよく、さらに水素の熔は込み
が律速となると考えられるので同ガスを加圧状態に保つ
のがよい。

メタン細菌は天然に広く分布し、例えば下水処理場のメ
タン醗酵槽から容易に分離することができる。メタン生
成阻害剤としてはクロロホルム。

メチルビオロゲン、ニトロメタン、クロランフェニコー
ル、クロラルハイドレート、アジ化ナトリウムなどが使
用でき、また、細胞膜透過を上げるために各種界面活性
剤を使用することができる。

反応は前記のように調製した反応液を嫌気性条件で温度
２８〜５０　’ｃにおいて振とう下インキュベートする
ことによって実施し得る。反応後は反応液を口過、除タ
ンパク、脱イオン、透析、濃縮などを含む常法で処理し
、キシリトールを回収することができる。

以下実施例により本発明の詳細な説明する。

実施例１ あらかじめ窒素置換した２０ｄ嫌気操作用試験管（シリ
コーン製セプタム付スクリューキャップで密栓できる試
験管）に、０．６Ｍキシロース水溶ｌｌ　Ｏ，５ｍｉ、
０．０５ＭＮＡＤＰ水溶液０．２ｄ（キシロースニ対し
て１／３０モル比）、０．１５Ｍメチルビオロゲン（片
山化学工業製）水溶液０．３　ｍにｌ、１０％トライト
ンＸ−１００（片山化学工業製）水溶液０．１２ｄ、０
．４Ｍ　　トリス塩酸緩衝液（ｐｉｆ７．５）１．５ｄ
、キシロースレドクターゼ液（１１，９単位／淑）１７
、メタン細菌懸濁液２．４献を加え、気相をＨ２／　Ｎ
２混合ガス（７５／２５）で置換した後密栓し、さらに
注射器で同ガスを約２５ｄ加え、加圧状態とした。３０
　’Ｃで振とう培養し、経時的に少量の反応混合物を分
取し、高速液体クロマトグラフィーにより生成したキシ
リトールと残存キシロースを定量したところ、８時間後
には１００％の転化率が得られた。

実施例２ 実施例１において、キシロースレドクターゼの酵素源と
してキャンディダベリキュロサの菌体１び濁液を使用し
、ＮＡＤＰ／キシロースのモル比を１７２０とした以外
は同じ条件で反応を実施した。

２４時間後にほぼ１００％の転化率が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 補酵素ＮＡＤＰＨの存在下キシロースレドクターゼによ
   りキシロースをキシリトールに還元することよりなる酵
   素法によるキシリトールの製造法において、同時に生成
   するＮＡＤＰをＮＡＤＰＨに還元する能力を有する微生
   物を共役させ、該微生物により補酵素ＮＡＤＰＨをリサ
   イクルさせることを特徴とする酵素法によるキシリトー
   ルの製造法。