JPS62126991A - マルト−スの製造法 - Google Patents

マルト−スの製造法

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JPS62126991A
JPS62126991A JP60265856A JP26585685A JPS62126991A JP S62126991 A JPS62126991 A JP S62126991A JP 60265856 A JP60265856 A JP 60265856A JP 26585685 A JP26585685 A JP 26585685A JP S62126991 A JPS62126991 A JP S62126991A
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maltose
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amylase
starch
amylopectin
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Yoshiyuki Takasaki
高崎 義幸
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • 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】 〔技術分野〕 本発明は、バシルス屈細菌の生産する新規なアミラーゼ
G2によるマルトースの製造方法に関するものである。
〔従来技術〕
澱粉からマルトースを生成する酵素として、植物や微生
物の生産するβ−アミラーゼ、あるいはアスペルギルス
オリーゼなど糸状菌の生産するα−アミラーゼなど種々
の酵素が知られている。
β−アミラーゼは、アミロースやアミロペクチンの非還
元性末端からβ−マルトースを規則的に遊離する酵素で
あり、プルラナーゼ、イソアミラーゼなどのアミロペク
チンの分岐結合(α−1,6−グルコシド結合)を加水
分解する酵素と組合わせて使用するとき、高い収景でマ
ルトースを製造することができる。一方、アスペルギル
ス属など糸状菌の生産するアミラーゼは、アミロースや
アミロペクチンをエンド型で分解するため、マルトース
の他に、グルコース、マルトトリオース、その他のオリ
ゴ糖も多量副生する。
最近、It、 0uttrupとB、 E、 Norm
anは、バシルスステアロサーモフイラス(Bacil
lus 5tcarotherrno −philus
)の生産する新規なマルトース生成酵素が澱粉の非還元
性末端からエキソ型で分解し、α−マルトースを生成す
ることを報告した。この酵素は、β−アミラーゼのよう
に厳密にマルトース単位で加水分解するものではなく、
反応初期には、マルトテトラオース(G4)、マルトト
リオース(G3)。
マルトース(G2)の他に、少量のマルトペンタオース
(G5)やマルトヘキサオース(G6)も生成する。ま
た、シャーディンガー(Shardinger)デキス
トリンをフル1−−スとグルコースに分解し、マルトト
リオースをマルトースとグルコースに分解する。このた
め、この酵素による澱粉分解物中には6〜8%のグルコ
ースが含まれる。
〔目的及び効果〕
本発明者は、澱粉からマルトースを特異的に生成するア
ミラーゼ生産菌を求めて、広く微生物の検索を行ってき
た結果、土壌中より分離し、バシルス・メガテリウム(
Bacillus megaterium)と同定した
細菌が新規で、且つ耐熱性のマルトース生成酵素を生産
することを認めた。本発明者はこの酵素をアミラーゼG
2と命名した。
本酵素は、澱粉を、その非還元性末端からマルトース単
位で加水分解すると考えられるが、生成糖はα−型であ
ることを、生成物の変旋光及びガスクロマトグラフによ
る分析により確認した。本酵素はアミロペクチンのα−
1,6−グルコシド結合を分解することはできないため
、リミットデキストリンを残すが、アミロペクチンのマ
ルトースへの分解率は、β−アミラーゼの場合に比べて
、2〜3%程度高く、より分岐結合近くまで分解できろ
ものと考えられる。本発明は、この知見に基づいてなさ
れたものである。
〔構  成〕
すなわち、本発明は、バシルス属HU菌の生産する新規
なアミラーゼG2を、アミロース、アミロペクチン、澱
粉、又はこれらの部分分解物に作用させることを特徴と
するアミラーゼG2によるマルトースの製造方法に関す
るものである。
以下に、本発明をより詳しく説明する。
本発明の酵素の性質の詳細は下記に示す通りである。
(1)作用; アミロース、アミロペクチン、グリコー
ゲンのα−1,4−グルコシド結合を、その非還元性末
端からマルトース単位で加水分解する。生成糖はα−マ
ルトースであることからα−アミラーゼの一種と考えら
れるが、エンド型の分解作用を示さず、アミロペクチン
、グリコーゲンからはリミッ1へデキストリンを残す。
サイクロデキストリンを分解せず、またマルトトリオー
スの分解力も弱い。生成糖がα−型であることを除けば
植物や細菌のβ−アミラーゼに似ているが。
アミロペクチンやこれを含む澱粉に対する分解限度は2
〜3%高い。
(2)作用温度範囲及び最適温度; 1%可溶性澱粉、
0、058リン酸緩衝液の下で作用させたとき、約75
°Cまで作用し、最適温度は約60℃である(第1図(
a))。
(3)作用PH範囲及び最適PH;  約3〜約11の
広いpII範囲に作用する。最適pHは約7〜7.5で
ある(0.05Mリン酸緩衝液、1%可溶性澱粉の下で
作用、(第1図(b))。
(4)熱安定性;  0.05M)−リス緩衝液(ρ1
17.0)の下で加熱した場合、50℃、10分間の加
熱までは失活が認められない。60℃IO分間の加熱で
約10%失活し、65℃lO分間の加熱で約70%失活
し、そして、60℃lO分間の加熱で90%以上失活し
た(第1図(C))。
(5)pH安定性;  O,1Mfl衝液の下、室温(
30’C)t’3時間放置後、残存活性を測定した。そ
の結果、 pH4,5〜8の範囲で安定であった(第1
図(d))。
(6)安定化; カルシウムイオンによる熱安定性の増
加は認められなかった。
(7)阻害剤; 本酵素は、lXl0−3HのlIgc
1□。
AgN03 、 Cu5O4、N15O4により、それ
ぞれ約85%、約75%、約70%、約60%阻害され
た。また、lXl0””Hのp−クロロマーキュリベン
ゾエートにより約70%阻害された。
(8)精製方法; 本酵素は、液体培養液の上澄から、
硫安分画、DEAE−セファロースカラムクロマトグラ
フィー、同カラムによる再クロマトグラフィーとバイオ
ゲルA0.5mによるカラムタロマトグラフィーにより
、ディスク電気泳動的に均一まで精製することができる
(9)分子量; セファデックスG−200により測定
した分子量は約60 、000であった。
(10)力価測定法;0.1にリン酸緩衝液に溶解させ
た2%可溶性澱粉0.5nQに、適量の酵素を加え、水
で全量1mQとし、40℃で反応させる。
この条件で、1分間に1μモルのグルコースに相当する
還元力を生成する酵素量を1単位とした。
以上の酵素的性質について、本発明以前に知られている
。植物起源のβ−アミラーゼ、バシルス屈細菌のβ−ア
ミラーゼ及びバシルスステアロサーモフイラスのマルト
ース生成アミラーゼと比較した結果は、第1表に示す通
りである。
すなわち、植物系β−アミラーゼ及びバシルス屈のβ−
アミラーゼはβ−マルトースのみを生成するのに対し、
本発明の酵素はα−マルトースのみを生成する。バシル
スステアロサーモフイラスのアミラーゼは1本発明の酵
素と同様、α−マルトースを生成するが、反応初期には
、マルトテトラオースやマルトトリオース及び微量のマ
ルトヘキサオースやマルトペンタオースを生成すると報
告されている。従って、これら酵素は本発明の酵素とは
本質的に異なっている。また、最適PH1最適温度、分
子量などの酵素的性質においても差が認めらめることか
ら、本発明の酵素は新規な酵素ということができる。
本発明の酵素を生産する例示菌として、バシルスメガテ
1功ム(Bacillus megε畿冨um)を挙げ
る。
本菌の菌学的性質は下記に示す通りであり、微工研菌寄
第7978号として、工業技術院微生物工業技術研究所
に寄託されている。
(1)形態; 巾0.7〜1.3X2.4〜5.0μ、
通常、2個以上連なり、短鎖状に生成する。ダラム陰性
(2)胞子; 両末端近くに2個、胞子をもつ細胞のふ
くらみは殆んど認められない。
(3)生育; 好気的に生育、嫌気下では殆んど生育は
認められない。
(4)肉汁; 混濁、沈降する。
(5)肉汁寒天; 生育良好、表面なめらか、淡褐色を
示すが、色素の生成なし。
(6)グルコース肉汁寒天; 肉汁培地よりよく生育す
る。
(7)グルコース硝酸塩寒天; よく生育する。
(8)チロシン寒天; 褐色色素を生成する。
(9)グルコース・アスパラギン寒天; かなりよく生
育する。
(lO)ボテ1−;  生育良好、表面なめらかで、淡
褐色を示す。培地中に褐色色素を生成する。
(11)クエン酸の利用; 陽性。
(12)澱粉の加水分解; 陽性。
(13)アセチルメチルカルビノール: 生成しない。
(14)ゼラチン; 分解する。
(15)ミルク; 凝固し、ペプトン化する。
(1G)硝酸塩の還元; 陽性。
(17)カタラーゼ; 陽性。
(18)炭水化物の利用; D−グルコース、D−フラ
クトース、0−ガラクトース、D−マンノース、D−リ
ボース、し−ラムノース、L−アラビノース、D−キシ
ロース、D−マンニトール、D−ソルビトール、マルト
ース、蔗糖などを利用し、いずれもガスを生成すること
なく生産する。
(19)最適生育温度;40℃前後。
(20)!高生育温度; 約50℃。
(21)死滅温度;100°Cl2O分間の加熱でも死
滅しない。
以上の菌学的性質について、バージエイスマニュアルオ
ブデタミネーテイブバクテリオロジー(Bergey’
s  Mamnual  of  Det、ermin
ativeBacteriology)の第7版及び第
8版(ザウィリアムスアンドゥイルキンスカンパニー(
The Williamsand Milking C
ompany)、 1957年及び1974年)を参照
し、本菌をパシルスメガテリウム(Bacillusm
egaterium)G −2と命名した。
バシルスメガテリウムG2を培養して、アミラーゼG2
を生産するための一般的培養は、次のようにして行われ
る。
培養は、通常、液体培地による通気、攪拌培養により行
われる。窒素源としては、肉エキス、ペプトン、酵母エ
キス、カゼイン、コーンステイープ、リカー、大豆粕な
ど、通常、微生物の培養に際し、よく用いられる有機窒
素源、あるいはこれに補足する窒素源として、塩化アン
モン、リン酸アンモン、硝酸塩などの無機窒素源が用い
られる。
炭素源としては、澱粉、デキストリン、マルトース、グ
ルコース、シュークロスなどが使用される。
培養はpH5〜9、温度20〜60℃で好気的に行われ
る。
アミラーゼG2は、菌体外に生産される酵素であるので
、培養終了後、濾過または遠心分離により除菌し、上澄
液を回収する。
培養上澄液は、必要により濃縮し、硫酸アンモニウム、
硫酸ナトリウムなどによる塩析によるか。
または、アセトン、イソプロパツール、エタノール、メ
タノールなどの有機溶媒を加えて、酵素を沈澱物として
収得し、乾燥、保存する。
アミラーゼG2を用いて、澱粉を糖化する反応は、次の
ようにして行う。
澱粉は、先ず、酸または澱粉液化酵素α−アミラーゼに
より液化される。澱粉の液化度(DH)は、マルトース
の収量に著しく影響し、液化度の小さい液化澱粉を使用
する方が収量よくマルトースが得られる。(DEは固形
分中の還元力をグルコースとして表わした百分率)。基
質濃度は1通常、5〜40%1反応pHは5〜8、温度
は50〜60℃で行われる。
本酵素はアミロペクチンのα−1,6−グルコシド結合
を分解することができないので、アミロペクチン、ある
いはこれを含む澱粉又はその派生物を基質として用いる
ときには、α−1,6−グルコシド結合を分解するイソ
アミラーゼやプルラーゼなどのα−1,6−グルコシダ
ーゼの存在下で反応を行うと、糖化反応を促進し、収量
よくマルトースを製造することができる。
次に、実施例により1本発明の詳細な説明する。
実施例1 大豆タンパク2%、米ぬか2%、K2HPO40,3%
MgSO4・711200.1%、可溶性澱粉2%、C
aC121X10”−3M、 MnCl21XIO−’
 M、 CuSO42,5xlO−’ M。
FeC122,5X 10− ’ M、ラウリル硫酸ナ
トリウム2.5X10″″2%からなる培地(pH7,
0)3抛Ωを200m Q容三角フラスコに入れ、12
0℃で15分間殺菌後。
バシルスメガテリウム(微工研菌寄第7978号)を接
種し、30℃で3日間振盪培養(160rpm) した
。培養後、遠心分離して得た上澄液について、生産され
たアミラーゼG2活性を測定した結果、培地1fflQ
当り、9,0単位であった。
実施例2 実施例1で得られた培養上澄液に、硫酸アンモニウムを
80%飽和になるように加え、生成した沈澱物を遠心分
離機により回収し、水に溶解、1×10− ’ MのL
−システィンを含む蒸留水に対し、−夜透析したものを
澱粉糖化用酵素液として使用した。酵素の回収率は約8
2%であった。
DEL、83.5.81.8.05と12.6の液化デ
ンプン各100m gに、アミラーゼG2を1単位加え
、全i1+mQとし、55℃で3日間反応を行った。反
応後、@!!化液の糖組成を液体クロマトグラフ法によ
り分析した結果は第2表に示す通りであった。
第2表 実施例3 実施例1で得られた培養上澄液に硫安を8%飽和になる
ように添加し、生成した沈澱物を遠心分離機により回収
し、水に溶解、txio−3Hのし一システィンを含む
蒸留水に対し、−夜透析したものを澱粉糖化用酵素液と
した(酵素の回収率は約82%であった。) 可溶性澱粉、短鎖アミロース(DP17)、アミロペク
チン(トウモロコシ製)、グリコーゲン(カキ環)各2
0111gに、アミラーゼを6X10−3単位加え、全
量2II112とし、pH7,40℃で、3日間反応を
おこなった。反応後、糖化液の糖組成を液体クロマトグ
ラフ法により測定した結果は、第3表に示す通りであっ
た。
第3表 実施例4 DEl、43の液化澱粉1gに、アミラーゼ2Gを5単
位と、クレブシラニューモニア(Klebsiella
 pneu+5oniae)の生産するプルラナーセ(
チガセ生化学社製)を、1.2または3単位加え、p)
17.55°Cで3日間反応を行った。反応後、糖化液
の糖組成を分析した結果は第4表に示す通りであった。
第4表
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)、(C)と(d)は、それぞれア
ミラーゼG2の最適温度、最適pt+、熱安定性とPR
安定性を示している。 中 ”’: や (11“ 才j図 糧4COpH

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バシルス属細菌の生産するアミラーゼG2を、アミロー
    ス、アミロペクチン、澱粉、または、これらの部分分解
    物に作用させることを特徴とするアミラーゼG2による
    マルトースの製造法。
JP60265856A 1985-11-26 1985-11-26 マルト−スの製造法 Granted JPS62126991A (ja)

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