JPS62118894A - でんぷん糖化液の精製方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はでんぷん糖化液の精製方法に係り、特に高重合
度成分を含むでんぷん糖化液から高重合度成分を効−Ｖ
的に除去することにより１．該糖化液を分離会精製等の
後工程に好適な糖化液とする、でんぷん糖化液の精製方
法に関する。

［従来の技術］ Ｄ−グルコース単位のα−１，４結合よりなる少糖類、
所謂マルト・オリゴ糖は、その独特の物性により、医薬
、診断基質等の分野において、その需要の飛躍的な増大
が期待されている物質である。現在、例えば−に合度＝
５（Ｇｓ）のマルトペンタオースの高純度品は、急性肝
臓炎診断用のアミラーゼ活性測定基質として使用されて
いる。また、ややグレードの落ちた純度で分離されたオ
リゴ糖でも、特に重合度−２（Ｇ２）のマルトース、Φ
合度＝３（Ｇ：］）のマルトトリオースは。

食品分野において、」−品な風味を持つ１１−林料、賦
形剤として用いられつつある。

マルトペンタオース等のオリゴ糖の高純度品を得るには
、従来、特殊な酵素（アミラーゼ）を川いて水溶したで
んぷんを加水分解（糖化）して、目的成分の含有率が特
異的に高いでんぷん糖化液（オリゴ糖混合液）を調製し
、これを分離・精製する方法が一般的に行われている。

しかして。

でんぷん糖化液の分離会精製（以下、「単離」というこ
とがある、）法としては、ゲルクロマト法、活性炭によ
る吸着クロマト法、イオン交換樹脂によるクロマト法等
が考えられている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、酵素法によるでんぷん糖化液の調製では、原
料でんぷんの全てをオリゴ糖にまで分解することは難し
い、あえて全でんぷんをオリゴ糖にまで分解しようとす
ると、糖化が進みすぎて。

目的成分よりも重合度の低いオリゴ糖が多く生成し、目
的成分の収率を下げることとなる。このため、現在にお
いては、糖化により得られる目的成分と原料でんぷんと
の比、あるいは、糖化により得られる目的成分と糖化に
より得られる全オリゴ糖成分との比が最大となる条件で
糖化を行い、得られた糖化液にＳＳ除去程度の簡単な前
処理を施し、これをｍｔｌｍの原液としている場合が多
い。

しかしながら、この場合、単離原液とする糖化液中には
、限界デキストリン等を主成分とするでんぷん未分解物
の高重合度成分が残存することから、？ｉ＃王程におい
て、下記の如き問題をひき起こしていた。

即ち、ゲルクロマト法、イオン交換樹脂によるクロマト
法による場合では、高重合度成分、即ち、高分子成分は
、理論上はオリゴ糖成分に先立って溶出するのであるが
、目的成分がＧ５゜Ｇ６のように比較的重合度の大きな
オリゴ糖の場合には、高分子成分の溶出のテーリングに
よって目的成分の純度が低下する。しかも、高重合度成
分を含有する糖液は、これを含有しない糖液に比し、粘
性が高いので、このタイプの単離法の一つの欠点である
圧力損失をより増加させる要因となる。

また、活性炭を充填剤とする吸着クロマト法による場合
には、この高重合度成分が充填剤に強固に吸着、蓄積し
てしまい、これが充填剤のオリゴ糖単敲性能を低下させ
ることとなる。

一方、水出願人は、先に、このようなでんぷん糖化液の
優れた単離方法として、カラムクロマト分離法の充填剤
としてイオン交換基を持たない合成吸着剤を用いる方法
を見い出し、特許出願した（特願昭５９−２５３７６０
、以下、「先願」という。）が、この先願の方法により
巾ｌｌを行う場合においても、単離原液に高重合度成分
が残存していると、この高重合度成分が充填剤に強固に
吸着、蓄積し、これが充填剤の単離性能を低下させると
いう問題を回避することはできなかった。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は上記従来の問題点を解消し、’Ｉｔ離原液とし
て好適な、目的成分の含有率が高く高重合度成分含有量
の極めて少ないでんぷん糖化液を得ることができる。で
んぷん糖化液の精製方法を提供するものであって、 高重合度成分を含むでんぷん糖化液に有機溶媒を加えて
該高を合度成分を除去することを特徴とするでんぷん糖
化液の精製方法、 を要旨とするものである。

即ち、α−アミラーゼ等を用いて液化でんぷん、＋＋（
溶性でんぷん等のでんぷん水溶液を糖化すると、一般に
０５マルトペンタオース等の目的成分を含むオリゴ糖成
分と限界デキストリン等からなる高重合度成分とを含む
でんぷん糖化液が得られる。従って、このようなでんぷ
ん糖化液から高重合度成分を除去することにより、単離
原液として好適な糖化液が得られるのである６本発明者
らは、でんぷん糖化液から高重合度成分のみを選択的に
沈殿させることができるならば、上澄液として高重合度
成分含有率が低く、しかも目的成分の含有−１はそのま
ま保持した液を得ることができるとの理論にＪＪｉき、
木等の極性溶媒に対する溶解度の低い高重合度成分のみ
を選択的に沈殿させることができる方法について検討し
たところ、でんぷん糖化液に有機溶媒を添加する方法が
極めて有効であることを見い出し１本発明を完成させた
。

以−ドに未発Ｉｌｌにつき詳細に説明する。

本発明において、処理の対象となるでんぷん糖化液は、
でんぷんを酵素等により加水分解して得られる高重合度
成分を含有するでんぷん糖化液であり１例えばグルコー
ス重合度１〜１０（Ｇ＋〜Ｇ＋ｏ）程度のオリゴ糖、特
に重合度３〜６（０３〜Ｇ６）のオリゴ糖と、限界デキ
ストリン等の高重合度成分とを含む糖化液が挙げられる
。（なお、グルコース重合度１（Ｇ＋）の糖（グルコー
ス）は単糖類であるから、狭義のオリゴ糖には含まれな
い。しかしながら、本発明においては、このグルコース
も分離対象とするものであり、従って、木発明において
いラオリゴ糖はグルコースをも包含する広義のものであ
る。） 本発明は、このようなでんぷん糖化液に有機溶媒を加え
ることにより、でんぷん糖化液中に含有される高重合度
成分を沈殿させて除去するものである。

従って、添加する有機溶媒としては、でんぷん糖化液の
水と可溶なものであれば良く、特に制限はないが、入手
し易さの面からアルコールが実用的で好ましい、また、
添加する有機溶媒とじては、高ｉＴ＋：、合度成分を沈
殿させる効果の高いものが好ましいが、このような観点
からは、アルコールの中でも炭素鎖の長いもの（ｉ２素
数の多いもの）はど効果的である。親木性（水との易溶
度）及び高重合度成分の沈殿効果、入手し易さ等を考慮
しり場合、インプロパツール、ブタノール等が最適であ
る。その他、有機溶媒としては、アセトン。

ケトン、エーテル等も使用可１Ｆである。

有機溶媒の添加量は少なすぎると高重合度成分の沈殿効
果が低く、また多すぎると高重合度成分とともにオリゴ
糖成分まで沈殿する。一般に、有機溶媒の添加量は、そ
の有機溶媒の物性、処理するでんぷん糖化液中の高重合
度成分、その他の含有ニド、その他の物性に応じて適宜
決定される。

有機溶媒の添加方法としては、特に制限はなく１例えば
、でんぷん糖化液の入った容器中に適宜注ぎ込み、攪拌
器等により攪拌し、糖化液と有機溶媒とを混合する等、
一般的な添加混合方法が採用される。この場合、混合の
ための攪拌時間に特に制限はないが、通常は、５分間程
度で十分である。添加した有機溶媒の種類及び量が適切
であれば、この攪拌時に直ちに、混合液は白色を示し、
高重合度成分の析出が始まる。

有機溶媒の添加、攪拌により得られた混合液は、そのま
ま静置することにより、オリゴ糖等を主成分とする上層
と高を今度成分を主成分とするド層との２層に分離され
る。

しかして、分離した２層のうちＬ層部を吸引等により分
取し、真空又は煮沸蒸発等により有機溶媒を留去させる
ことにより、高重合度成分含有率が低く、かつ目的成分
のオリゴ糖等の含有率の高い糖液を得ることができる。

この場合、有機溶媒としてインプロパツール等の低級ア
ルコールを用いた場合には、ロータリーエバポレータに
よる減圧蒸発等により、有機溶媒は極めて容易に分離で
き、しかも有効に１１使用することが可能である。

なお、高重合度成分を含む下層側についても、同様に有
効溶媒を回収して再利用するのが経済的に有利である。

このようにして本発明方法により、高重合度成分を除去
いた精製糖化液は、次いでその成分濃度を適当な濃度、
例えばブリックス度（Ｂｒｉｍｄｅｇｒｅｅ）で５〜５
０屯に％となるように調整して、ゲルクロマト法、吸着
クロマト法等の単離用原液とすることができる。

しかして、このような木発明の方法は、でんぷんの加水
分解によりマルトペンタオース（Ｇ６）等のオリゴ糖を
クロマト分離する場合に、極めて有効である。

以ドに、本発明を利用してマルトペンタオース（Ｇ５）
等のオリゴ糖を製造する方法について説明する。

まず、液化でんぷん、可溶性でんぷん等のでんぷん水溶
液をマルトペンタオース生成酵素等のα−アミラーゼ等
を用いて分解し、マルトペンタオース等の目的成分を多
く含むでんぷん糖化液を調製する。

次いで、このでんぷん糖化液を、ト述の本発明方法に従
って、イソプロパノール等の有機溶媒を添加して、含有
される高重合度成分を沈殿分離させることにより精製し
、更に精製液をオリゴ糖濃度で３０　！ＴｆｊｉＦ％程
度以下、望ましくは５〜１５重量％の単離川原液に調製
する。

このようにして調製した原液をクロマト分離に供するが
、その際、この原液をイオン交換基を持たない合成吸着
剤の充填剤を充填したカラムに通液するのが好ましい。

充填剤に用いる合成吸着剤としては、多孔性のポリマー
が好適である。その−例としてダイヤイオンＨＰ２０、
ダイヤイオン５Ｐ２０７（いずれも三菱化成工業（株）
製）、アンバーライトＸＡＤ　（ロームアントハース社
製）シリーズ等の多孔性のポリマー（ハイポーラスポリ
マー）が挙げられるが、吸着力の面から、特にダイヤイ
オン５Ｐ２０７が好ましい、充填剤の粒径は細かく均一
であるものほど好ましいが、一般に市販されているもの
をそのまま用いるものでも十分に分離を行なうことがで
きる。

カラムとしては、数十Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ”の圧に耐
えるものであれば良く、その材質に制限はない。充填剤
は、タップ法、振動法あるいはスラリー充填法Ｔの通常
の方法によりカラムに密に充填するのが好ましい。

原液及び溶離液の通液方向は、上向流、下降流のどちら
でも良く、その流速は特に制限はないがＳＶｏ　、　２
〜３　、　Ｏｈ　ｒ−’（１）ａ囲、特に好ましくはＳ
Ｖｏ、４〜１．０ｈｒ−’程度が好適である。

処理温度は分離性の向上及び糖液の腐敗防止対策１：５
０°Ｃ以」二が好ましいが、防腐対策が万全であれば常
温でも良い。

通液方法は、通常のカラムクロマトグラフィーにおける
方法と同様で良く、純水１６換済みの充填カラムに、ま
ず原液をポンプにより流入させる。

この原液供給量は、カラムの充填剤量に対し２０容１．
Ｘ、％程度までｉｉ（能であるが、望ましくは５〜ｌＯ
容（−：％とするのが良い０次いで、バルブの切り換え
等により、カラム供給液を原液から溶離液に切り換え、
原液と同流速で溶離液を流し、吸着剤に吸着されている
オリゴ糖を押し出し展開する。これにより重合度の小さ
いもの（即ち分子量の小さいもの）から順に大きいもの
（即ち分子：よの大きいもの）へと、溶出する。

溶離液としては、通常、水、好ましくは純水を用いるが
、重合度が４（マルトテトラオース）以上になると売場
１剤への強い吸着力のために、水では容易に溶離しなく
なる。従ってそれ以にの重合度のオリゴ糖を溶離させる
には、エタノール等のアルコールの稀薄な水溶液を用い
るのが好ましい。溶離液のアルコール濃度は濃いほど溶
離させる力が強いので、溶離目的物質の重合度に応じて
アルコール濃度を適宜変える。アルコール濃度の１１や
すとしては１例えば重合度５のマルトペンタオースであ
れば、濃度３屯；五％程度のエタノ−Ｊし水溶液で十分
溶離することができる。溶離液のアルコール濃度を１す
・ｒクルの中で変える場合には１通常の液体クロマト法
の手法であるステップワイズ法又はグラジェント法を採
用するのが有効である。更に、溶離液としては、上述の
他に、疎水性の水質を有している水溶性の４１Ｒ溶媒、
例えばアセトニトリル、エーテル類、ジオキシ酸等を用
いることができる。

このようにして、溶離液によりカラムからオリゴ糖をク
ロマト的に分離して流出した溶出液は。

ＲＩ（示差ＪＨｔｉ折計）等により含まれる糖分を検出
し、フラクションコレクター等で分取する。分取した、
目的物質のみ（あるいは］］的物質と許容範囲内の他成
分）を含有するフラクションは、通常の蒸発法又は逆浸
透脱法等によって水、又はアルコール水溶液等を除いて
ｅ縮し、必要に応じて乾燥した後、医薬１０基質、食品
用素材等の用途に供する。目的物質以外（あるいは目的
物質とこれに隣接する成分との混合液）は、そのまま廃
棄しても良いが、原液に戻して＋Ｉｒ処理するのが好ま
しい。

このようなりロマト分離で用いる合成吸着剤は、１１ｆ
生等の処理を必要とせず、何回でも使用することができ
る。

イオン交換基を持たない合成吸着剤による分離機構は、
ゲル濾過法及びカチオン交換樹脂法のような分子のサイ
ズ排除効果（充填剤の内部へ浸透していけない分子サイ
ズの大きなもの、即ち、分子量の大きなものから順に溶
出する特性ないし効果。）と全く異なり、活性炭法と同
様、オリゴ糖と充填剤との間の親和力及び吸着力に基〈
ものと考えられる。従って、分子１１（の大きいもの、
即ち重合度の大きいもの程充填剤との親和力、吸着力が
大きいことから１分子量の小さいもの、即ち重合度の小
さいものから順に溶出分離され、カラムから分取される
。

しかして、イオン交換基を持たない合成吸着剤に吸着し
たオリゴ糖は、その吸着力が比較的弱いので、溶離液と
して水、又はアルコール水溶液等を用いることによりほ
ぼ完全に屯離回収することが口Ｉ能である。

［作用］ でんぷん糖化液中に含有される高重合度成分は、オリゴ
糖の他成分に比し水等の極性溶媒に溶解し難い０本発明
においては、この性質を利用して、でんぷん糖化液に単
に有機溶媒を添加することにより、容易に重合度成分を
選択的に沈殿分離するものである。

このため、本発明によれば、オリゴ糖等を分離精製する
際の障害となる重合度成分が殆ど含有されない、分離精
製のための原液として好適な糖化液を容易に得ることが
できる。

［実施例］ 以ドに本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。

なお、実施例において「％」はｒ　、ｉＪ＜　：ｉ）％
」を示す。

実施例１ α−アミラーゼ（スピターゼＨ３（長潮産業製））によ
る加水分解により得らえたでんぷん糖化液（高重合度成
分／糖分総ｊＩｌ＝ａ　ｏ％）をＢｒｌｘｌＯ％及び２
０％にそれぞれ調整し、この調製液を原液として用い、
各々２０ｍｕずつｌｏｏｍ立ビーカビ−採取した。

ＢｒｌｘｌＯ％の原液（ＮＯ，１）及びＢｒ１ｘ２０％
の原液（Ｎｏ　、２）に、それぞれインプロパ／−ルを
第１表に示す量添加し、５分１７＋１　ｐＨ拌後、３０
分間静置し１次いで１；澄（上層部）と沈殿（下層部）
とを分離した０分離した各々のｔ澄及び沈殿に、こげつ
き防とのために蒸留水を加え、煮沸によりインプロパツ
ールを蒸発させた後、各々２０ｍ１にメスアップした。

各々のＢｒ１ｘ及び高重合度成分／糖分総賃の測定結果
を第１表に示す。

第　　１　　表 第１表より、本発明によれば、高重合度成分を４’ｌ＋
　：Ｊｉ　ｆｌ＋　Ｌ、デ：ｆ１　ＷＩ　Ｖｈ　ｔ：　
−ｒａ　都ｚ−Ｌ、　ａｔ＋＋＋＋　＋　Ｊ、−七フ［
発明の効果］ 以１：　＋ｉＴ’述した通り１本発明のでんぷん糖化液
の精製方法は、高重合度成分を含有するでんぷん糖化液
に有機溶媒を添加するものであり、有機溶媒の添加によ
り、高重合度成分のみを選択的に沈殿分離することによ
り、目的成分の含有率が高く、高重合度成分が殆ど含有
されないでんぷん糖化液を容易に得ることができる。

このため、本発明により精製されたでんぷん糖化液はで
んぷん糖化液から目的成分を分離、精製する工程への原
液として極めて好適であり、（ｆ＋　　分離精製工程が
吸着クロマト法の場合においては、高重合度成分が分離
カラム充填剤に強固に吸着、蓄積することを未然に防１
１二し、安定な分離能の確保及び充填剤の寿命延長が達
成される。

・２）　分離精製工程がゲルクロマト法の場合において
は、重合度成分の混入による目的成分の純度紙ド、回収
率の低ド及び原液のＪ’Ｊｆ粘性による差圧の１−ｙｌ
を防１１ニすることができる。

等の効果が奏され、工業的に極めて有利である。

本発明の方法は、特に、クロマト分離によりマルトペン
タオース等を単離するための原液の調製に極めて有効で
ある。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）高重合度成分を含むでんぷん糖化液に有機溶媒を
   加えて該高重合度成分を除去することを特徴とするでん
   ぷん糖化液の精製方法。
2. （２）有機溶媒がアルコールであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の精製方法。
3. （３）アルコールがイソプロパノールであることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の精製方法。
4. （４）高重合度成分が限界デキストリンであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   １項に記載の精製方法。
5. （５）でんぷん糖化液はオリゴ糖を含むものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
   れか１項に記載の精製方法。