JPS63109790A - 分岐オリゴ糖シラツプの連続的製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分岐オリゴ塘シラップの連続的製造方法に関し
、澱粉加水分解物を固定化α−グルコシダーゼを充填し
たリアクターに連続的に通液して、分岐オリゴ糖を多量
に含むシラップを得る方法である。

分岐オリゴ糖シラップはそのまま、あるいは適宜の手段
で粉末状、顆粒状等に加工されて甘味料等の用途に使用
されるが、ビフィズス菌によって選択的に資化され、ま
た抗う蝕効果も発揮するので、食品、医療品、化粧品、
飼料等の広範な分野で利用される。

〔従来の技術〕

分岐オリゴ塘とは、イソマルトース、パノース、イソマ
ルトトリオースなど、分子内にα−１，６グルコシド結
合を有する糖類の総称であるが、これらは清酒の醸造過
程で多く生成し、酒の「コク」を増す重要な成分として
従来から知られている。

一方、近年砂糖の欠点として肥満と虫歯の問題が指摘さ
れ、−Ｓに砂糖の使用を控える１頃向にあるが、これに
伴って、砂糖に替わる甘味料として数々の甘味料製品が
市場に現れてきた０分岐オリゴ塘もこのような新しい甘
味料のひとつとして製品化され、優れた甘味質や食品加
工適性等によって、今後大きな需要が期待されている。

分岐オリゴ糖はグルコースの逆合成反応、あるいはマル
トースの転位反応等によって生成することは従来から知
られている０本発明者らはこれまでに、このような反応
を利用して工業的に分岐オリゴ糖を生産する方法を提案
した（特願昭５９−２４５４７０号、特願昭６０−５８
４８３号、特願昭６０−６１２４８号、特願昭６０−５
３０１７号等）。これらの方法によれば、主として分岐
２１Ｍｇから分岐５糖頚までの分岐オリゴ糖が混在し、
かつ分岐オリゴ糖含量が約４０％もしくはそれ以上（対
固形分）のシラップが得られる。このシラップを更に適
宜の手段で処理することにより、分岐オリゴ９１　ｆＨ
度を約９０％以上に高めた製品を得ることもできる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにして得た分岐オリゴ糖は、人の腸内でビフィ
ズス菌を選択的に増殖させる作用、人間あるいは家畜の
便の状態を改善する作用、抗う蝕作用等、多くの有用な
作用を持つが、このような特性は分岐３糖類以上の糖に
おいて特に顕著である。従って分岐３ＩＪ！ｉ以上を多
く含む製品の工業的、経済的な製法が確立できれば、産
業上極めて有用であることはいうまでもない。

転位反応により分岐オリゴ糖を製造する場合、−Ｃに反
応初期には分岐３糖類、分岐４糖類、あるいはそれ以上
の重合度を持つ糖が生成するが、反応の進行につれて、
これらはやがて分岐２娠頻に移行し、高重合度成分は減
少する。しかしながら、反応初期で反応を止めたのでは
分岐オリゴ糖自体の生成量が少ないため、工業的な意味
は全くない。

これに対し、本発明者らは酵素の絶対濃度が反応に重要
な影響を与えること、すなわち高濃度酵素系では極めて
短時間の反応で、分岐オリゴ糖含量が高く、しかも分岐
３＃ＮＭ以上を主成分とするシラップ製品が得られるこ
とを発見した。しかしながらこの場合、短時間で反応が
進むだけに、希望の糖組成で反応を停止させることは、
バッチ式による工業的規模の生産においては技術的に極
めて困難である。すなわち、ｐＨ変化により反応を停止
させる手段は、イオン精製への負荷の点で好ましいと言
えず、また、加熱による方法は昇温に時間がかかりすぎ
、迅速に酵素反応を停止させることが難しいからである
。

本発明は、以上のような現状において、分岐オリゴ糖の
含量が高く、かつ分岐３１！１以上の糖が主成分である
製品を、経済的に製造しうる新しい方法を提供するもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、固形分濃度２０％（Ｗ／Ｗ）以上である［１
Ｅ２０〜６５の澱粉加水分解物を、１．５ＩＵ／ｍｌ以
上の活性を存する固定化α−グルコシダーゼを充填した
リアクターに、好ましくは１時間あたりα−グルコシダ
ーゼ１１０につき固形分として０．０５〜４ｇの割合で
連続的に通液し、分岐３１類以上を主成分とし、かつ分
岐オリゴ塘を４０％以上（対固形分）含むシラップを連
続的に製造する方法に関する。

本発明で用いる基質、すなわち澱粉加水分解物は、トウ
モロコシ澱粉、せ薯澱粉などの澱粉原料を加水分解して
得たＤＥ２０〜６５の澱粉加水分解物を用いる。加水分
解は、常法により液化型α−アミラーゼにより行われる
が、更にこの液化液に澱粉枝切り酵素、β−アミラーゼ
等を作用させてもよい。澱粉加水分解物はＤＥ２０〜６
５、固形分濃度２０％（１讐）以上であることが必要で
あり、この範囲以外では転位反応が十分進行せず、分岐
オリゴ糖の精製も不十分であって、経済的製造方法とし
て成り立たない。

本発明においては、このような澱粉加水分解物を、固定
化α−グルコシダーゼを充填したリアクターに通液する
。用いるα−グルコシグーゼの起源、精製法、固定化法
等は問わないが、本発明においては固定化酵素単位容積
あたりの酵素活性は１．５［Ｕ（国際単位）以上である
ことが必要である。酵素活性がこの値以下であると転位
率は低下し、希望する特定の分岐オリゴ糖成分のみなら
ず、分岐オリゴ糖自体の生成も不十分となる。更に、通
液は、酵素ＩＴＵについて１時間あたり、澱粉加水分解
物０．０５〜４ｇ（固形分として）と接触するように行
わねばならない。この範囲を外れると、分岐オリゴ塘を
４０％以上含む製品を得ることば難しい、なお、ここで
α−グルコシダーゼ１ＩＵは、２％のメチルグルコシド
を基質として、３７℃でα−グルコシダーゼを反応させ
たとき、１分間に１μ阿のα−グルコシド結合を加水分
解する活性量である。

本発明の方法を実施するためのリアクターその他の装置
については、本発明の処理条件を実現できるものであれ
ば何でもよ＜、一般に固定化酵素反応に使用されている
ものを用いることができる。

この方法によって、分岐３糖頻を主成分とする分岐オリ
ゴ糖４０％以上（対固形分）の製品が得られるが、更に
必要により、適宜の手段でグルコースなどの非分岐糖を
分画、除去して高；唇度の分岐オリゴ糖製品を得ること
もできる。

〔実施例〕

実施例１ アスペルギルス・ニガー系のα−グルコシダーゼ水溶液
３ｍ（１５０単位）に、グルグルアルデヒド水溶液３　
ｍ　（３５％（Ｗ／Ｗ）　）と粒状ゼラチン７．５ｇを
加えてよ（攪拌し、その後室温で約１時間放置した後、
ア溜水でよく洗浄して（５００ｄ３回）２３ｇ（湿潤物
、４２ｄ）の固定化α−グルコシダーゼを得た。比活性
は３．３１　Ｕ／＋Ｊ　＜？！Ｗ潤物）であった。

この固定化α−グルコシダーゼ７．２−を、長さ１５ｃ
ｍ、直径１ωのジャケット付きカラムに充填し、これを
リアクターとして以下の試験を行った。なお、ジャケッ
トには５５℃の温水を循環させた。

３０％（誓ハ）コーンスターチスラリーに、耐熱性α−
アミラーゼ（ノボ社製ターマミル６０Ｌ）を作用させ、
常法により一次液化、二次液化を行った後、更に同じ酵
素を０．０２％四八）へ加し、８０℃で１０時間反応さ
せた。反応停止はシュウ酸でｐｉを３．０にして行い、
ＤＥ２７の澱粉加水分解物を得た。

この液を、常法によりろ過および活性炭処理をした後、
ＩＮ苛性ソーダでｐｉを５．０に調整し、これを前記の
リアクターに、酵素１１Ｕについて１時間あたり基’１
１．２　ｇ、および０．５．ｇ　（いずれも固形分とし
て）それぞれ接触するように、連続的に通液した。第１
表に、基質およびそれぞれの通液条件によって得られた
シラップの糖組成を示した。

実施例２ 実施例１と同様の方法で、ＤＥＩＩとなるように調整し
て得た澱￥Ａ？＆、化液のα−アミラーゼを失活させた
後、この液を６０℃、ｐＨ５に調整してβ−アミラーゼ
（長瀬産業製１１ｈ１５０　）を０．３％（讐／誓）、
プルラナーゼ（ノボ社製プロモザイム２００Ｌ）を０．
２％（Ｗ／１１）それぞれ加えて２４時間反応させた。

得られたＤＥ５３の澱粉加水分解物を、常法によりろ過
および活性炭処理した後、実施例１と同じリアクターで
、酵素１１Ｕにつき１時間あたり、基質固形分としてそ
れぞれ、１．０ｇ、０．６ｇ、０．２ｇ接触するように
通液して、シラップを得パ。第１表に、基質およびそれ
ぞれの通液条件によるシラップの＃Ｊｑ組成を示した。

（以下、このページ余白） 第１表 γＨｔＪ！戊は、固形分あたりの百分率で表した。

実施例３ 実施例１で通液条件１．２ｇ／酵素１［Ｕ／待時間得ら
れたシラップ（Ａ）、および実施例２で同しく０．２　
ｇ／　１１　Ｕ／待時間得られたシラップ（Ｂ）を、そ
れぞれ常法により脱色、脱イオン精製した後、固形分６
０％まで濃縮して、ダウエックスＸ５Ｆ−４３２８０（
Ｎａ型）を充填したカラムを用いてクロマト分画し、第
２表に示すような１１！組成をもつ高濃度分岐オリゴ糖
製品を得た。

なお、クロマト分画の条件は次の通りである。

カラムサイズ　：　長さ１００鑓、直径５値温度　　　
　　ニア０℃（ジャケット内温水ＷＩ環）試料負荷量　
　：１５ｇ（固形分） 展開液　　　　：　脱イオン水 流速　　　　　：　　５Ｖ−０，２ 第２表 注）糖組成は、固形分あたりの百分率で表した。

〔発明の効果〕

本発明の方法により、３＃ａ［以上の分岐糖を主成分と
し、かつ分岐オリゴ糖を４０％以上（固形分中）含む分
岐オリゴ糖シラップ製品が、工業的規模で経済的に製造
できる０分岐オリゴ糖は上品な甘味を有し、食品加工材
料としても数々の特徴を持つので、食品加工の分野で重
要な地位を占める垢製品である。そればかりでなく、分
岐オリゴ糖は人の腸内においてビフィズス菌に選択的に
買化されて腸内の清浄化に役立ち、便の状態を改善する
効果を有するほか、虫歯の原因となるストレプトコッカ
ス・ミュータンスによって利用されないので、難う蝕性
の甘味料として用いうるなど、多くの優れた特性をもつ
、このような特性は、特に分岐３糖類以上の分岐オリゴ
糖において顕著に発揮されるので、本発明の方法によっ
て得られた分岐オリゴ糖製品は、これらの人間の健康に
関する用途に対して特に好適であり、また、食品のみな
らず医薬品、化粧品、動物飼料等の分野に至るまで巾広
い用途に使用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固形分濃度２０％（Ｗ／Ｗ）以上であるＤＥ２０〜
   ６５の澱粉加水分解物を、１．５ＩＵ／ｍｌ以上の活性
   を有する固定化α−グルコシダーゼを充填したリアクタ
   ーに連続的に通液することを特徴とする分岐オリゴ糖シ
   ラップの連続的製造方法。 ２、澱粉加水分解物を、１時間あたりα−グルコシダー
   ゼ１ＩＵにつき固形分として０．０５〜４ｇの割合で通
   液することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の分
   岐オリゴ糖シラップの連続的製造方法。