WO2002057011A1 - Agent deshydratant et procede de deshydratation d'un article humide a l'aide dudit agent et article deshydrate ainsi obtenu - Google Patents

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WO2002057011A1
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enzyme
darco
dehydrating
saccharide
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PCT/JP2002/000288
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Michio Kubota
Tomoyuki Nishimoto
Hajime Aga
Shigeharu Fukuda
Toshio Miyake
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Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo
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    • C07H3/06Oligosaccharides, i.e. having three to five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages

Definitions

  • the present invention relates to cyclo ( ⁇ 6) - ⁇ -D-Darco pyranosyl (1 ⁇ 3) - ⁇ -D-Darco-pyranosyl (1 ⁇ 6) - ⁇ -D-Darco-pyranosyl (1 ⁇ 3) - ⁇ —
  • a carbohydrate having the structure of D-darcoviranosyl (1 ⁇ ) (the carbohydrate is hereinafter referred to as “cyclic tetrasaccharide” in the present specification because of its structure) as an active ingredient.
  • the present invention relates to a dehydrating agent, a method for dehydrating a hydrate using the same, and a dehydrated article obtained by the method.
  • the dehydration method using a saccharide has been disclosed by the present inventors in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Sho 62-136240, 62-152525, and As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6 2—1 5 2 5 3 7 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-170021, the anhydrous saccharide is dehydrated while being trapped by water and converted to hydrous crystals. It is a way to exert your power. Since this method does not require severe conditions, unlike heating and drying, it has the feature of converting hydrated products into dehydrated articles without altering or deteriorating hydrated products.
  • anhydrous aldose hexoses such as anhydrous glucose and anhydrous galactose, which are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho. Although it is a reducing sugar, it is highly reactive, and easily browns with amino acids, peptides, etc., indicating that there is concern about the storage stability of dehydrated articles. In addition, it was found that anhydrous aldohexose did not convert to hydrous crystals even at relatively high humidity, indicating poor dehydration power. Also, when using anhydrous maltose disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-136320 or when using anhydrous palatinose disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • non-reducing anhydrous glycosylfructosides such as anhydrous raffinose, anhydrous erulose, and anhydrous mellitose disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-15252537 have a reducing power. No browning reaction with amino acids, peptides, etc., due to the absence of these compounds, suggesting that they have excellent long-term storage stability. However, since it has a fructoside bond with low acid resistance in the molecule, it is assumed that it is not necessarily suitable as a dehydrating agent for acidic hydrates, and the stability of the obtained dehydrated article is also considered. Anxiety remains.
  • anhydrous ⁇ , ⁇ : —trehalose disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-170210 is excellent in long-term storage stability because it has no reducing power, and the amount of water that can be captured is a sugar. Since it is relatively high at about 10 w / w%, it can be said that it is more suitable as a dehydrating agent than the above saccharides. However, since a large amount of anhydrous ⁇ , ⁇ -trehalose is still required, a dehydrating agent having higher dehydration and / or higher drying efficiency is required. Disclosure of the invention
  • the present inventors searched for an anhydride of a natural type non-reducing saccharide for the purpose of eliminating the drawbacks in the dehydration method using a saccharide, We have been studying the establishment and use of dehydrating agents.
  • the present inventors have established a method for producing a large amount of cyclic tetrasaccharide at a relatively low cost at the industrial level at relatively low cost using a starchy material as a production method at the laboratory level.
  • cyclic tetrasaccharides have at least 5 to 6 hydrous crystals and 1 hydrous crystal as a hydrous form, and anhydrous crystals and anhydrous amorphous forms as anhydrous forms.
  • anhydrous crystals, hydrated crystals and anhydrous amorphous tetrasaccharides absorb water and can be easily converted to hydrated crystals of 5 to 6 hydrates.
  • the cyclic tetrasaccharide selected from the above-mentioned anhydrous crystals, (1) hydrous crystals and anhydrous amorphous has excellent dehydrating ability. As a result, they have found that the obtained dehydrated article is extremely stable, can be applied widely, and is more suitable as a dehydrating agent than conventionally known saccharides.
  • a cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability that is, a saccharide selected from anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, 1 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide and anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide is contained in, and in contact with, hydrated foods such as hydrated foods and hydrated pharmaceuticals.
  • a cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability that is, a saccharide selected from anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, 1 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide and anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide is contained in, and in contact with, hydrated foods such as hydrated foods and hydrated pharmaceuticals.
  • the present invention selects a cyclic tetrasaccharide which has not been noticed as a dehydrating agent at all, and in particular contains, contacts, or coexists with a cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability as a dehydrating agent, and The method of dehydration is the beginning of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing an elution pattern when a saccharide obtained by an ⁇ -isomaltosyltransferase reaction was subjected to high performance liquid chromatography.
  • FIG. 2 is a diagram showing a nuclear magnetic resonance spectrum ( ⁇ —NMR spectrum) of a cyclic tetrasaccharide obtained by an ⁇ -isomaltosyltransferase reaction.
  • Figure 3 is, alpha - Isomaru Bok Sil transition enzymatic reaction resulting cyclotetrasaccharide nuclear magnetic resonance spectrum - is a diagram showing a (1 3 C NMR spectrum).
  • Figure 4 shows that the structure of the cyclic tetrasaccharide is cyclo ⁇ 6) — a — D — darco pyranosyl (1 ⁇ 3) — 0; — D — darco viranosyl (1 ⁇ 6) — a — D— darco viranosyl (1 ⁇ 3) — a — D — Darco vilanosyl — (1 ⁇ .
  • FIG. 5 is a graph showing the effect of temperature on the enzymatic activity of a-isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme derived from Bacillus globisporus C9.
  • FIG. 6 is a graph showing the effect of pH on the enzymatic activity of a-isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme derived from Bacillus globisporus C9.
  • FIG. 7 shows the temperature stability of a-isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme derived from Bacillus glo bisporus C9.
  • FIG. 8 is a graph showing the pH stability of a-isomaltosildarco saccharide-forming enzyme derived from Bacillus globisporus C9.
  • FIG. 9 is a graph showing the effect of temperature on the enzymatic activity of a-isomaltosyltransferase derived from Bacillus globisporus C9.
  • FIG. 10 is a graph showing the effect of ⁇ on the enzymatic activity of ⁇ -isomaltosyltransferase derived from Bacillus globisporus C9.
  • FIG. 11 is a diagram showing the temperature stability of ⁇ -isomaltosyltransferase derived from Bacillus globisporus C9.
  • FIG. 12 is a graph showing the stability of ⁇ -isomaltosyltransferase derived from Bacillus globisporus C9.
  • FIG. 13 is a diagram showing the effect of temperature on the enzymatic activity of ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme derived from Bacillus globisporus C11.
  • FIG. 14 is a diagram showing the effect of ⁇ on the enzymatic activity of ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme derived from Bacillus globisporus C11.
  • FIG. 15 is a diagram showing the temperature stability of ⁇ -isomaltosyldarcosaccharide-forming enzyme derived from Bacillus globisporus C11.
  • FIG. 16 is a diagram showing the ⁇ stability of ⁇ ; —isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme derived from Bacillus glo bisporus C11.
  • FIG. 17 is a diagram showing the effect of temperature on the enzymatic activity of ⁇ -isomaltosyltransferase derived from Bacillus globisporus C11.
  • FIG. 18 is a view showing the effect of ⁇ on the enzymatic activity of ⁇ -isomaltosyltransferase derived from Bacillus globisporus C11.
  • FIG. 19 is a diagram showing the temperature stability of ⁇ -isomaltosyltransferase derived from Bacillus globisporus C11.
  • FIG. 20 is a graph showing the ⁇ stability of ⁇ -isomaltosyltransferase derived from Bacillus globisporus C11.
  • Fig. 21 shows the 1- NMR spectrum of ⁇ -isomaltosylmaltotriose obtained by the ⁇ -isomaltosyldarcosaccharide-forming enzyme reaction.
  • FIG. 22 is a view showing a 1 H-NMR spectrum of ⁇ -isomaltosyl maltotetrauraose obtained by ⁇ -isomaltosyl maltosaccharide-forming enzyme reaction.
  • alpha - Isomaru obtained by Bok Shirudaruko saccharide reaction alpha - Isomasore Bok Shirumaru Bok triose of 1 3 C - is a NMR spectrum Bokuru.
  • FIG. 24 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of ⁇ -isomasoltosylmaltotetraose obtained by the ⁇ -isomaltosyldarcosaccharide-forming enzyme reaction.
  • FIG. 25 is a halftone image in which a micrograph of 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide is displayed on a display.
  • FIG. 26 is a diagram showing a diffraction spectrum obtained by analyzing 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide-like powders by a powder X-ray diffraction method.
  • FIG. 27 is a diagram showing a thermogravimetric curve obtained by thermogravimetric measurement of 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powders.
  • FIG. 28 is a diagram showing a diffraction spectrum obtained by analyzing the monohydrated crystalline cyclic tetrasaccharide powder of the present invention by a powder X-ray diffraction method.
  • FIG. 29 is a diagram showing a thermogravimetric curve obtained by thermogravimetric measurement of the single hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder of the present invention.
  • FIG. 30 shows the diffraction spectrum of the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder obtained by vacuum-drying 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder at 40 ° C. by powder X-ray diffraction.
  • FIG. 31 shows the diffraction spectrum when the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder obtained by vacuum-drying 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder at 120 ° C was analyzed by powder X-ray diffraction method.
  • FIG. 32 is a diagram showing a thermogravimetric curve obtained by thermogravimetric measurement of the anhydrous crystalline tetrasaccharide powder of the present invention.
  • FIG. 33 is a diagram showing a diffraction spectrum when an anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide powder obtained by freeze-drying and vacuum-drying an aqueous cyclic tetrasaccharide solution is analyzed by a powder X-ray diffraction method. .
  • the method for dehydrating a water-containing substance in the present invention is preferably used as a method for dehydrating a substance containing water, particularly, a substance containing free water different from bound water such as crystallization water.
  • a dehydrating agent in a moisture-proof container enclosing dry food to reduce the water content in the atmosphere.
  • a dehydrating agent for example, food, pharmaceuticals, cosmetics, industrial chemicals, these raw materials or processing It can be advantageously applied, for example, when the content of or contact with various hydrates such as intermediates reduces the free moisture of hydrates.
  • a cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability When a cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability is contained in, brought into contact with, or coexisted with these hydrated substances, the cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability becomes about 11 to 15 w / w% of its weight (hereinafter, referred to in the present specification). Unless otherwise specified, “w Z w% J is simply abbreviated to ⁇ %.” Moisture is strongly absorbed from hydrated water as crystal water of 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides (this value is anhydrous. 2.2 to 3 times the amount of maltose, or 1.1 to 1.5 times the amount of anhydrous ⁇ , ⁇ -torehaulose.) And can be dehydrated and / or dried.
  • the relative humidity in a container can be reduced by coexisting a dehydrated cyclic tetrasaccharide filled in a permeable small bag made of paper or the like in a moisture-proof container in which dried foods such as seasoned laver and cooky are sealed.
  • a moisture-proof container in which dried foods such as seasoned laver and cooky are sealed.
  • Extremely reduced, dry food It has been found that products, powders, etc. can be stably maintained for a long period of time with high quality.
  • the cyclic tetrasaccharide having dehydration ability does not stick or flow during and after conversion of the water-containing crystalline tetrasaccharide to 5 to 6 by capturing moisture. None worry about contaminating dry food or moisture-proof containers.
  • a cyclic tetrasaccharide having dehydration ability is contained, and 5 to 6
  • a high-quality dehydrated food with substantially reduced water content for example, a food in the form of a mask or a powder can be extremely easily produced.
  • the dehydrated cyclic tetrasaccharide when added in an amount sufficient to dehydrate the water contained in the food raw material, a part of the dehydrated cyclic tetrasaccharide is 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides. Converted to sugar.
  • the dehydrated food obtained by the present invention since the dehydrated food obtained by the present invention has a reduced free moisture, it prevents deterioration and deterioration due to microbial contamination, hydrolysis, rancidity, browning, etc. Can be maintained stably.
  • the cyclic tetrasaccharide is a non-reducing saccharide, is stable, and does not require severe conditions such as heating and drying. It has a characteristic that it can be easily converted to a dehydrated food with good flavor and reduced moisture without having to do so.
  • cyclic tetrasaccharide itself is a nontoxic and harmless sweetener having a sweetness of about 20% of sucrose, and has no danger.
  • the dehydrated cyclic tetrasaccharide takes a sufficient amount of dehydrated cyclic tetrasaccharide in a vial, add an aqueous solution containing, for example, lymphokines, hormones, and other physiologically active substances, and tightly stopper to produce a solid preparation.
  • the dehydrated cyclic tetrasaccharide not only dehydrates the aqueous solution containing the physiologically active substance, but also can dry and dry the atmosphere in the vial.
  • the dehydrated solid pharmaceutical product thus obtained is not only easy to manufacture, but also can maintain its high quality stably for a long period of time.Furthermore, it rapidly dissolves in water when used. have.
  • a predetermined amount of an aqueous solution containing a physiologically active substance is mixed with the cyclic tetrasaccharide, and the resulting powder is sealed in a container as it is to provide high quality and stable It can be advantageously carried out to obtain a solid preparation or to form the powder into granules or tablets according to a conventional method.
  • the dehydrating agent using a cyclic tetrasaccharide having the dehydrating ability of the present invention is edible, ingestible, indigestible, and powerless. It can be used not only as a low-calorie saccharide dewatering agent, but also as a stabilizer for various physiologically active substances.
  • the cyclic tetrasaccharide and the cyclic tetrasaccharide having dehydration ability used in the present invention are derived from It does not matter about the manufacturing method.
  • the cyclic tetrasaccharides having the ability to remove fluctuates include anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharides and anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharides, which are anhydrides of cyclic tetrasaccharides. It is preferred because it is converted to a tetrasaccharide.
  • 1 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide also takes in water and is converted into 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides, and exerts the dehydrating action of hydrous substances.
  • the dehydrated cyclic tetrasaccharide used in the present invention is not limited to a complete anhydride, and, for example, a hydrous crystal can be advantageously used as long as it has dehydration ability. Therefore, in order to define the cyclic tetrasaccharide having dehydration ability of the present invention, it can be determined by the amount of water contained therein, and the amount of water can be measured by a known technique such as the Karl Fisher method.
  • the amount of water contained in the cyclic tetrasaccharide as an active ingredient of the dehydrating agent of the present invention is, of course, preferably as small as possible, preferably less than 4%, and more preferably less than 3%.
  • the content of water is 4% or more and less than 10%, although it has a dehydrating ability, its function and efficiency as a dehydrating agent are reduced.
  • the present inventors studied a method for producing a cyclic tetrasaccharide having dehydration ability, in particular, an anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, a 1-hydrate crystalline cyclic tetrasaccharide, and an anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide. .
  • starch as a raw material, such as a method for producing a cyclic tetrasaccharide by converting into a cyclic tetrasaccharide, and a method for producing a cyclic tetrasaccharide by combining starch with ⁇ -isomaltosyldarcosaccharide-forming enzyme and monoisomaltosyltransferase There is an enzymatic production method.
  • a method using an enzymatic method using starch as a raw material which is more abundant and inexpensive than alternan, can be used as a method for producing a cyclic tetrasaccharide with high efficiency. It has been clarified that it can be carried out industrially because it can be produced at low cost, and it is also possible that cyclic tetrasaccharides include 5 to 6 hydrous crystals, anhydrous crystals, 1 hydrous crystals, anhydrous amorphous, etc. Revealed for the first time.
  • the present inventors studied a method for producing an anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder, and established the method. That is, for example, the cyclic tetrasaccharide aqueous solution obtained from starch by the above-mentioned method by the above-mentioned method is subjected to a high concentration of water of less than about 15%, desirably 2.0% or more.
  • the syrup is crystallized and powdered while maintaining a temperature range of 50 to 180 ° C. in the presence of a seed crystal of the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide.
  • hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder for example, 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder is further appropriately dried at a temperature of about 100 to 180 ° C. to produce.
  • the aqueous solution of the cyclic tetrasaccharide obtained by the above-mentioned method is freeze-dried, and usually kept at a temperature of about 1000 to 180 ° C. After drying under pressure or vacuum, pulverize the product, or freeze-dry and vacuum dry the aqueous solution of the cyclic tetrasaccharide as a syrup having a concentration of about 40 to 85%, and then pulverize it.
  • the powder can be directly produced by a spray-drying method such as a high-pressure nozzle method or a rotating disk method.
  • a known method such as a pulverization method, an extrusion granulation method, and a fluidized granulation method may be appropriately employed.
  • the thus-produced cyclic tetrasaccharide powder having dehydration ability of the present invention is an elegant, low-sweetness, non-reducing, flowable white powder having a low water content and substantially anhydrous, According to the Karl Fischer method, it is usually less than 4%, preferably less than 3%. Further, the form can be an anhydrous crystalline powder, a hydrous crystalline powder or an anhydrous amorphous powder.
  • the cyclic tetrasaccharide powder having dehydration ability of the present invention can be advantageously used by sizing the particle size according to the application.
  • the particle size of the powder of the dehydrating agent of the present invention can be appropriately selected by a usual classification means using a mesh or the like, and is usually from 20 im to 500 tm, preferably from 5 ⁇ m to 500 tm. 200 m can also be advantageously prepared.
  • the cyclic tetrasaccharide powder having a dehydrating ability referred to in the present invention may be a substantially anhydrous substance which is converted into a 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide and exerts a strong dehydrating action.
  • 5 to 6 hydrous crystals of cyclic tetrasaccharides To promote the conversion to cyclic tetrasaccharides and enhance the effect as a dehydrating agent, 5 to 6 as a seed crystal as small as possible, usually less than 5%, preferably less than 1% It is also possible to use a powder obtained by mixing a hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide with a dehydrating agent.
  • cyclic tetrasaccharide powder having dehydration ability When the thus obtained cyclic tetrasaccharide powder having dehydration ability is incorporated into hydrates such as foods, pharmaceuticals, cosmetics and industrial chemicals, the free water contained therein is hydrated by 5 to 6 times. It is captured as crystal water of crystalline cyclic tetrasaccharide, fixed, and acts as a strong dehydrating agent for hydrates.
  • the dehydrating agent of the present invention can be advantageously applied, for example, when coexisting in a moisture-proof container and dehumidifying and drying the atmosphere in the moisture-proof container, or accompanied by deterioration and deterioration in steps such as heat drying and vacuum drying. In some cases, high-quality masked, powdery, solid, etc. dehydrated articles are manufactured by containing or contacting with hydrates that are easy to dry or hydrates that are difficult to dry.
  • the dehydrating agent of the present invention When the dehydrating agent of the present invention is applied to dehumidification and drying, it can be used, for example, for preventing moisture absorption of seasoned laver and cookies.
  • powdery substances that absorb moisture and are easy to solidify for example, flour such as rice flour, flour, soy flour, processed flour such as glutinous flour, kinako flour, ground sesame, primix flour, hot cake mixed flour
  • Powdered seasonings such as premixed powder, salt, sugar and other fine crystalline seasonings, powdered soy sauce, powdered miso, powdered sushi vinegar, powdered mash, powdered compound seasonings, powdered paprika, powdered garlic, powdered cinnamon, Powdered spices such as powdered nutmeg, powdered pepper, powdered sage, powdered yeast extract, powdered milk, powdered yogurt, powdered cheese, powdered juice, powdered harp, powdered vitamins,
  • the dehydrating agent of the present invention when applied to dehydrate a hydrated material, for example, animals, plants, microorganism-derived organs, tissues, cells, triturates, extracts, components, or It can be used advantageously when dehydrating various hydrates such as the preparations of the present invention.
  • a stable and good-tasting dehydrated food can be easily produced from a liquid or pasty substance such as a preservative such as a water-containing emulsifier, a smoking liquid, and a fermentation liquid.
  • the dehydrated foods obtained in this manner can be used as natural flavors with good flavor, such as mayonnaise and soup.
  • Seasonings such as raw ingredients, confectionery such as hard candy and cake, premixes such as hot cake mix and instant juice can also be advantageously used as processing materials for various foods and beverages.
  • Macrophage migration inhibitory factor Lymphokine-containing liquids such as colony stimulating factor, transfer factor, and interleukin II
  • hormone-containing liquids such as insulin, growth hormone, prolactin, erythropoietin, and oocyte-stimulating hormone
  • BCG vaccine Japanese encephalitis vaccine, measles vaccine
  • Biological solutions such as live polio vaccine, smallpox seedlings, tetanus toxoid, hub antitoxin, and human immunoglobulin
  • antibiotics such as penicillin, erythromycin, chloramphenicol, tetracycline, streptomycin, and kanamycin sulfate Substance
  • the dehydrating agent of the present invention when applied to cosmetics, raw materials or processed intermediates, raw eggs, lecithin, raw cream, honey, licorice extract, By dehydrating fragrances, colorings, enzymes, etc., high quality dehydrated cosmetics can be easily obtained.
  • the cosmetic can be advantageously used as a skin-beautifying agent, a hair-balancing agent, a hair-restoring agent, and the like.
  • the dehydrating agent of the present invention When the dehydrating agent of the present invention is applied to an enzyme as a dehydrated article, it may be used as a catalyst for processing foods, pharmaceuticals, industrial raw materials, etc., as a therapeutic agent, a digestive agent, or an enzyme detergent. It can also be used advantageously. .
  • a method for containing, contacting or coexisting a cyclic tetrasaccharide with dehydration ability in a hydrated product A known method such as kneading, kneading, dissolving, penetrating, spraying, coating, spraying, or pouring is appropriately selected until the desired dewatered article is completed.
  • the amount of the cyclic tetrasaccharide that has dehydration ability with respect to the hydrated material, the amount of contact or coexistence varies depending on the amount of water contained in the hydrated product and the properties of the target dehydrated article.
  • a cyclic tetrasaccharide having dehydration ability may be contained, contacted or co-existed, and is usually 0.001 to 1 part by weight of the hydrated product. To 200 parts by weight, preferably 0.01 to 50 parts by weight.
  • the present invention In order to further improve the quality of the dehydrated articles obtained by the present invention, for example, foods, pharmaceuticals, cosmetics, etc., it is also advantageous to use appropriate flavoring agents, coloring agents, flavoring agents, stabilizers, extenders and the like in combination. Can be implemented.
  • the stabilizer since the present invention is a powerful dehydration method using a cyclic tetrasaccharide having dehydration ability, it is not necessary to limit to a low molecular compound such as an antioxidant, and it has been conventionally difficult to dry.
  • Water-soluble polymer compounds such as soluble starch, dextrin, pullulan, ercinan, dextran, xanthan gum, arabic gum, locust bean gum, guar gum, tragacanth gum, tamarind gum, carboxymethylcellulose, Substances such as droxethyl cellulose, pectin, agar, gelatin, albumin, and casein can also be advantageously used as stabilizers.
  • the water-soluble polymer compound is uniformly dissolved in advance in a liquid or base-like hydrate, and then a dehydrated cyclic tetrasaccharide is added thereto.
  • a dehydrated product By uniformly containing the dehydrated product by mixing, kneading, or the like, a dehydrated product in which fine 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides are precipitated can be obtained.
  • This product is a film of a polymer compound in which aroma components and active ingredients derived from hydrates are contained. Or a microcapsule surrounded by the film is encapsulated together with fine 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides, and further, an aromatic component, an active ingredient, and the like are encapsulated with the cyclic tetrasaccharide. It is stabilized by forming a contact compound, and its volatilization and quality deterioration are prevented. Therefore, it is extremely excellent in maintaining stable aroma components and active ingredients derived from hydrates. At this time, if necessary, an ⁇ -, ⁇ - or polycyclodextrin which forms an inclusion compound with an aroma component or the like can be advantageously used in combination as a water-soluble polymer.
  • the cyclodextrin is not limited to high-purity cyclodextrin, but it is difficult to dry and is difficult to pulverize.Low-purity cyclodextrin, for example, various cyclodextrins together with a large amount of maltodextrin are used.
  • the starch hydrolyzate in the form of starch syrup contained therein, as well as a dalcose derivative of cyclodextrin, can be advantageously used.
  • a relatively high water content such as foods, pharmaceuticals, cosmetics, their raw materials or processing intermediates, and a cyclic tetrasaccharide having dehydration ability are added to a dehydrated article with a water content of about 50% or less per total weight of the dehydrated article.
  • a relatively high water content such as foods, pharmaceuticals, cosmetics, their raw materials or processing intermediates, and a cyclic tetrasaccharide having dehydration ability are added to a dehydrated article with a water content of about 50% or less per total weight of the dehydrated article.
  • the mixture is left in a batter or the like for about 0.1 to 5 days at about 10 to 50 ° C, for example, at room temperature.
  • 6 to 6 water-containing material may be converted into a crystalline cyclic tetrasaccharide, solidified into, for example, a block, and manufactured by a method such as cutting or pulverization. If necessary, a drying step and a classification step can be added after the pulverization steps such as cutting and pulverization.
  • powder products can be directly produced by spraying.
  • a cyclic tetrasaccharide powder having a dehydrating ability is fluidized, a predetermined amount of a liquid or paste-like hydrate is sprayed onto the powder, and the powder is brought into contact with the powder to granulate the powder.
  • the powder obtained by spraying is similarly aged as necessary, and the method of converting to 5 or 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides is as follows. It is suitable as a method for mass-producing powdered dehydrated articles.
  • the powdered dehydrated article thus obtained can be used as it is or, if necessary, in combination with a bulking agent, excipient, binder, stabilizer, etc., and further can be used as granules, tablets, capsules, It can be freely used by shaping it into an appropriate shape such as a rod, plate, or cube.
  • gelatinized starch In general, starch requires a large amount of water for swelling and gelatinization. Therefore, gelatinized starch is extremely susceptible to microbial contamination.
  • a cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability can be effectively used as a dehydrating agent for such gelatinized starch.
  • gelatinized starch such as fertilizers contains a dehydrated cyclic tetrasaccharide and is converted into a 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, thereby substantially reducing moisture and preventing microbial contamination. be able to.
  • the cyclic tetrasaccharide having dehydration ability is easily and uniformly mixed with the gelatinized starch, and also acts as an anti-aging agent, as described later. Therefore, the commercial life of various processed foods containing the gelatinized starch is reduced. Can be greatly extended.
  • cyclic tetrasaccharides that have dehydration ability include, for example, high moisture that is easily susceptible to microbial contamination on the surface of peeled bananas, oranges, sliced steamed potatoes, open aji, swordfish, raw fish, boiled rice cakes, and rice cakes
  • a powder of a cyclic tetrasaccharide having dehydration ability is sprayed on the surface to make it contact with, and converted into 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, and the water on the surface is converted to water. It can be effectively used as a food preservative, stabilizer, quality improver, etc.
  • lactic acid, citric acid, ethanol, etc. can be used in combination, or vacuum packaging, gas filling packaging, refrigeration, etc., to further extend the product life.
  • a cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability has a high affinity for alcohol. Due to this property, it can be advantageously used as a dehydrating agent for water contained in alcohols such as methanol, ethanol, butanol, propylene glycol, glycerin and polyethylene glycol, or in alcohol-soluble substances.
  • liquors such as sake, shochu, wine, brandy, whiskey, and liquor are dehydrated with a cyclic tetrasaccharide having dehydration ability, and the resulting active ingredient, aroma, etc. are added to the resulting 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide.
  • It can be advantageously produced as a held mask or powder.
  • the powdered liquor produced in this manner can be used for confectionery, premixes, etc., and can be reconstituted with water for drinking.
  • the dehydrated cyclic tetrasaccharide of the present invention is effective not only as a dehydrating agent and a stabilizer but also as an elegant sweetener, a body, an appropriate viscosity imparting agent, etc. by being contained in a dehydrated article. Can also be demonstrated.
  • an alcohol solution such as iodine is mixed with a cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability, and the mixture is added to an aqueous solution containing a water-soluble polymer and the like, and is converted into a 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide to obtain iodine. It can also be advantageously carried out to produce a mask-like plaster or the like which stably retains the active ingredients such as the above without volatilizing or deteriorating and has an appropriate viscosity, elongation and adhesiveness.
  • cyclic tetrasaccharides that have dehydration ability and oil-containing substances containing water, emulsions, latex
  • the cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability acts not only as a dehydrating agent but also as a stabilizer, a holding agent, an excipient, a carrier, etc. even after being converted into a 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide. I do.
  • cyclic tetrasaccharides having dehydration ability are advantageously used.
  • it is used not only as a dehydrating agent but also for improving processability, dissolution in the mouth, and flavor.
  • the obtained product has the characteristic of maintaining its high quality stably for a long time.
  • the cyclic tetrasaccharide having dehydration ability which is a non-reducing saccharide of the present invention, strongly dehydrates the water content of various hydrates.
  • the obtained dehydrated article is extremely stable.
  • the inclusion action characteristic of the cyclic tetrasaccharide can be obtained from liquid or paste-like hydrated substances. High quality foods and cosmetics with reduced moisture without deteriorating and volatilizing its flavor and aroma, and its active ingredients and activity Pharmaceuticals, cosmetics, etc. can be advantageously produced.
  • the cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability has a low sweetness, and can be used as a seasoning having no concerns about caries induction, blood cholesterol, and increase of blood sugar level.
  • powdered candy glucose, isomerized sugar, sugar, maltose, ⁇ , ⁇ -trehalose, honey, maple sugar 1.Sorbitol, maltitol, dihydrochalcone, stevioside, a-glycosyl stevioside, laccan-potency sweetener, glycyrrhizin, so-machin, L-parathylphenylenalalanine methyl ester, L-sulfam K, sucralose, It can be used in combination with other sweeteners such as saccharin, glycine, alanine and the like, and with bulking agents such as dextrin, starch and lactose.
  • Cyclic tetrasaccharides with dehydration ability are non-reducing carbohydrates and have the original refined low sweetness of cyclic tetrasaccharides, and have other tastes such as acidity, salty taste, astringency, umami, and bitterness. Because it is in harmony with various substances and has high acid resistance and heat resistance, it can be used not only as a dehydrating agent for general foods, but also for sweetening, taste improvement, quality improvement, flavor improvement, etc. It can be implemented advantageously.
  • soy sauce, powdered soy sauce, miso, powdered miso, moromi, hishio, french fries, mayonnaise, dressing, vinegar, three vinegar vinegars, powdered sushi vinegar, Chinese noodles, tempura soup, pork soup, sauce, ketchup, grilled meat sauce, curry
  • seasonings such as roux, stew ingredients, soup ingredients, dash ingredients, complex seasonings, mirin, new mirin, table sugar, coffee sugar, and sweeteners, flavor improvers, and quality
  • Use as an improver, a flavor improver, and the like can be advantageously carried out.
  • various Japanese sweets such as rice cracker, hail, okoshi, fertilizer, rice cake, manju, uiro, bean jam, yokan, mizuyokan, nishikidama, jelly, castella, candy, pan, biscuit, Crackers, cookies, pies, pudding, butter cream, custard do cream, cream puffs, waffles, sponge cakes, ki, donuts, chocolate, chewing gum, caramel, nuga, candy, and other Western confectionery, ice cream , Confectionery such as sherbet, fruit syrup pickles, syrups such as ice honey, flower paste, peanut paste, fruit paste, etc., Fruits such as jam, marmalade, syrup pickles, sugar cane, processed foods of vegetables, pickled pickles such as fukugami pickles, bettarazuke pickles, senmai pickles, pickled pickles, pickled pickles, pickled pickles such as takuan soup stock and Chinese cabbage soup stock Meat products such as seaweeds, ham, sausage, fish
  • Bottled dairy products fish meat, animal meat, fruits, vegetables, canned goods, synthetic liquors, brewed sake, fruit liquors, liquors such as sake, coffee, cocoa, juices, carbonated drinks, lactic acid drinks, lactic acid drinks, and other soft drinks , Puri Mix, hot cake mix, instant juice, instant coffee, instant drink, instant soup, instant soup, and other instant drinks, as well as dehydrating agents for various foods, as well as sweeteners, taste improvers, quality improvers, and flavor improvers It can be used advantageously for such purposes.
  • Partially degraded starch (trade name "Paindex # 1", manufactured by Matsutani Chemical Co., Ltd.) 5 w / V%, yeast extract (trade name "Asahi Mistar", manufactured by Asahi Breweries, Ltd.) 1.5 w / v %, Calcium diphosphate 0.1 lw /%, sodium monophosphate 12 hydrate 0.06 w / v%, magnesium sulfate 7 hydrate 0.05 w / V% , And 100 ml of a liquid medium consisting of water and 500 ml in a 500 ml Erlenmeyer flask.
  • dalcosidase (trade name “Translan dalcosidase samano”, manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.) was added with 1,500 units per gram of solid and 75 units of glucoamylase (manufactured by Nagase Seikagaku Co., Ltd.) per gram of solid, and treated for 24 hours, followed by sodium hydroxide. 1 to 1 was adjusted to 12 with water and the mixture was boiled for 2 hours to decompose the remaining reducing sugar.
  • HPLC high performance liquid chromatography
  • Mass spectrometry (commonly known as “FAB-MS”) of the non-reducing carbohydrate obtained by the method in Experiment 1 by the fast atom bombardment method revealed that a proton-added molecular ion with a mass number of 649 was significantly detected. The mass number of the carbohydrate was found to be 648.
  • Partially degraded starch (trade name “Paindex # 4 JI, manufactured by Matsutani Chemical Co., Ltd.”) 4.0 w / V%, yeast extract (trade name “Asahi Mist” (manufactured by Asahi Breweries, Ltd.) 1.8 w / v%, di-calcium phosphate 0.1 w / V%, mono-sodium phosphate 12 hydrate 0.06 wZ v%, magnesium sulfate 7 hydrate 0.05
  • a liquid medium consisting of w / V% and water is placed in a 500 ml Erlenmeyer flask at a volume of 100 ml each, sterilized in an autoclave at 121 ° C for 20 minutes, cooled, and cooled.
  • Globisporus C9 (FERMBP—7143) was inoculated, and the mixture was subjected to rotational shaking at 27 ° C. and 230 ° C. for 48 hours to obtain a
  • ⁇ -isomaltosildarco Carbohydrate-forming enzyme has an activity of about 0.45 units / mI (total activity of about 8,110 units) and ⁇ -isomaltosyltransferase has an activity of about 1.5 units
  • the activity of / m I (total activity about 26,900 units) and the cyclic tetrasaccharide-forming activity was about 0.95 units / m I (total activity about 17,100 units).
  • the enzyme activity was measured as follows.
  • the activity of ⁇ -isomaltosildarco saccharide-forming enzyme was measured by dissolving maltotriose in a 100 mM acetate buffer (pH 6.0) at a concentration of 2 w / v%, After adding 0.5 ml of the enzyme solution to 0.5 ml of the substrate solution, the enzyme reaction was carried out at 35 ° C for 60 minutes, and the reaction solution was boiled for 10 minutes to stop the reaction. The amount of this maltose was determined by quantifying the amount of maltose among the isomaltose maltose and maltose mainly produced in the reaction solution by the HPLC method described in Experiment 1.
  • the activity unit of the ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme was defined as the amount of the enzyme that produces 1 ⁇ mol of maltose per minute under the above conditions.
  • panose was dissolved in 100 mM acetate buffer (pH 6.0) to a concentration of 2 w / v% to prepare a substrate solution.
  • Add 0.5 ml of the enzyme solution to 0.5 ml carry out the enzyme reaction at 35 ° C for 30 minutes, boil the reaction solution for 10 minutes to stop the reaction, and add
  • the amount of glucose out of the cyclic tetrasaccharide and glucose produced in this step was determined by the glucose oxidase method.
  • One unit of the activity of ⁇ -isomaltosyltransferase was defined as the amount of enzyme that produces 1 ⁇ mol of glucose per minute under the above conditions.
  • Cyclic tetrasaccharide-forming activity was determined by measuring the partial degraded starch (trade name “PINDEX # 100”, manufactured by Matsutani Chemical Co., Ltd.) in 50 mM acetate buffer (2% w / v). pH 6.0) to give a substrate solution, add 0.5 ml of the enzyme solution to 0.5 ml of the substrate solution, and react with the enzyme at 35 ° C for 60 minutes. After heat-treating at 100 ° C for 10 minutes to stop the reaction, ⁇ -darcosidase (trade name “Transans dalcosidase L”) was added.
  • Experiment 4.1 Purification of Bacillus globisporus C9-derived enzyme About 18 I of the culture supernatant obtained in Experiment 3 was salted with 80% saturated ammonium sulfate solution, left at 24 ° C for 24 hours, and then The salted-out precipitate is collected by centrifugation (10, 00 rpm, 30 min), dissolved in 1 OmM phosphate buffer (pH 7.5), and then washed against the same buffer. It was dialyzed to obtain about 400 ml of a crude enzyme solution.
  • This crude enzyme solution had an a-isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme activity of 8,110 units, an ⁇ -isomaltosyltransferase activity of 24,700 units, and a cyclic tetrasaccharide-forming activity of about It had 15,600 units.
  • the crude enzyme solution was subjected to ion exchange chromatography (gel capacity: 1,000 mI) using “Sepabeads FP-DA13” gel manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
  • the ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme, ⁇ -isomaltosyltransferase and cyclic tetrasaccharide were not adsorbed on the “Sepabeads” FP-DAI 3 gel, but the non-adsorbed fraction Eluted.
  • the enzyme solution was dialyzed against 1 OmM phosphate buffer (pH 7.0) containing 1 M ammonium sulfate, and the dialysate was eccentrically separated to remove impurities. Amersham Pharmacia ⁇ Biotech Co., Ltd.
  • the product was subjected to affinity chromatography (gel amount: 500 ml) using “Sephacryl HRS — 200” gel manufactured by Hitachi, Ltd.
  • the enzymatically active component is adsorbed on the Sephacry I HRS-200 gel, and a linear gradient of ammonium sulfate from 1 M to 0 M, followed by malttraose OmM.
  • ⁇ -isomaltosyldarcosaccharide-forming enzyme and ⁇ -isomaltosyltransferase were separated and eluted, and the ⁇ -isomaltosyltransferase activity was linear with ammonium sulfate.
  • This enzyme is called “Buty I—Toyopear II” 650 0
  • the adsorbed enzyme was eluted at a concentration of about 0.3 M ammonium sulfate, and fractions showing this enzyme activity were collected and collected.
  • this recovered solution was dialyzed against 10 mM phosphate buffer (pH 7.0) containing 1 M ammonium sulfate, and the dialysate was eccentrically separated to remove insolubles.
  • Purification was performed by affinity chromatography using HRS-200 gel. Table 1 shows the activity, specific activity and yield of ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme at each step of this purification.
  • the ⁇ -isomaltosyl transferase fraction separated from the ⁇ -isomaltosyldarco saccharogenic enzyme fraction by the affinity chromatography described in Experiment 4-1 was added to the 10-m ⁇ Dialyze against phosphate buffer ( ⁇ H7.0), remove the insoluble matter by eccentric separation of the dialysate, and use “Buty I-Toyopear” manufactured by Tosoichi Co., Ltd. I) 65 M ”gel was used for hydrophobic chromatography (gel amount: 350 mI). This enzyme was adsorbed on a “Buty I-Toyopear I” 6550 M gel and eluted with a linear gradient from 1 M to 0 M ammonium sulfate.
  • the effects of temperature and pH on the activity of the enzyme were determined according to the method for measuring the activity.
  • the effect of temperature was measured in the absence of Ca 2+ and in the presence of 1 mM. These results are shown in Fig. 5 (effect of temperature) and Fig. 6 (effect of pH).
  • the optimum temperature of the enzyme is pH 6.0, about 40 ° C (Ca 2 + not present), about 45 ° C (Ca 2 + 1 mM present) in the reaction for 60 minutes.
  • the pH was about 6.0 to 6.5 in the reaction at 35 ° C for 60 minutes.
  • the temperature stability of this enzyme was determined by maintaining the enzyme solution (20 mM acetate buffer, pH 6.0) at each temperature for 60 minutes in the absence of Ca 2+ or in the presence of 1 mM, and water cooling.
  • the pH stability is determined by maintaining the enzyme in each 50 mM buffer at 4 ° C for 24 hours, adjusting the pH to 6.0, and measuring the remaining enzyme activity. I asked for it. The results are shown in Fig. 7 (temperature stability) and Fig. 8 (pH stability). The temperature stability of this enzyme is up to about 35 ° C (without Ca 2 +) and up to about 40 ° C (with Ca 2 + 1 mM). It was 9.0.
  • This enzyme was subjected to DS-polyacrylamide gel electrophoresis (gel concentration 7.5 w / V%) and compared with the molecular weight marker (manufactured by Nippon Bio-Rad Laboratories Co., Ltd.) that was simultaneously electrophoresed. The molecular weight was measured to be about 112,000 ⁇ 20,000 daltons.
  • the purified ⁇ -isomaltosyltransferase preparation was subjected to isoelectric focusing polyacrylamide gel electrophoresis containing 2 w / V% ampholine (Amersham Pharmacia's Biotech). After electrophoresis, the protein band and gel When the isoelectric point of this enzyme was determined by measuring ⁇ ⁇ , the isoelectric point was ⁇ I about 5. 5 ⁇ 0.5.
  • the effects of temperature and pH on the activity of the enzyme were determined according to the method for measuring the activity. The results are shown in Fig. 9 (effect of temperature) and Fig. 10 (effect of pH).
  • the optimum temperature of the enzyme was about 45 ° C for a reaction at pH 6.0 for 30 minutes, and the optimum pH was about 6.0 for a reaction at 35 ° C for 30 minutes.
  • the temperature stability of this enzyme was determined by holding the enzyme solution (20 mM acetate buffer, pH 6.0) at each temperature for 60 minutes, cooling with water, and measuring the remaining enzyme activity. Was.
  • the pH stability was measured by maintaining the enzyme in each 50 mM buffer at 4 ° C for 24 hours, adjusting the pH to 6.0, and measuring the remaining enzyme activity. I asked by doing.
  • the results are shown in Fig. 11 (temperature stability) and Fig. 12 (pH stability).
  • the temperature stability of this enzyme was up to about 40 ° C, and the PH stability was about 4.0 to 9.0.
  • the N-terminal amino acid sequence of this enzyme is Of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, isoleucine-aspartate-glycine-glycine-variant-lactate-histidine-alanine- It was found to have the N-terminal amino acid sequence of pro-parasparagine-dalisin.
  • a liquid culture medium consisting of sodium phosphate monohydrate, 0.06 w / v%, magnesium sulfate heptahydrate, 0.05 wV%, and water was placed in a 500 ml Erlenmeyer flask. Add 0 ml at a time, sterilize at 21 ° C for 20 minutes in a cold clove, cool, inoculate Bacillus globisporus C11 (FERMBP—71144), and incubate at 27 ° C. A seed culture was obtained by culturing with rotation at 30 rpm for 48 hours.
  • ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme Has an activity of about 0.51 unit / m I (total activity of about 9, 180 units), and ⁇ -isomaltosyltransferase has an activity of about 1.7 unit / m I (total activity of about 30 units). , 400 units), and the cyclic tetrasaccharide-forming activity was about 1.1 units / ml (total activity of about 1 unit). 9, 400 units).
  • Experiment 7 1 Purification of Bacillus globisporus C11-derived enzyme About 18 I of the culture supernatant obtained in Experiment 6 was salted with 80% saturated ammonium sulfate solution, left at 24 ° C for 24 hours, The salted out precipitate was collected by centrifugation (10,000 rpm, 30 minutes), dissolved in 1 OmM phosphate buffer (pH 7.5), and then dissolved in the same buffer. The solution was dialyzed to obtain about 4 16 ml of the crude enzyme solution.
  • This crude enzyme solution has an ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme activity of 8,440 units, an a_isomaltosyltransferase activity of about 28,000 units, and a cyclic tetrasaccharide-forming activity of about 1,400 units. It was found to have 7,700 units.
  • This crude enzyme solution was subjected to ion exchange chromatography using “Sepabeads FP-DA13” gel described in Experiment 4-1.
  • the enzymatic activity was determined by adsorbing on the Sephacry I HRS-200 gel, producing a linear gradient of ammonium sulfate from 1 M to 0 M, followed by maltotetraose OmM to 100 O
  • a-isomaltosyltransferase and ⁇ -isomaltosyldarcosaccharide-forming enzyme were separated and eluted, and the ⁇ -isomaltosyltransferase activity was linear gradient of ammonium sulfate. .
  • the dialysate was dialyzed against 0 mM phosphate buffer (pH 7.0), and the dialysate was eccentrically separated to remove insolubles.
  • the product was “Butyl-Toyopear I” manufactured by Tosoh Corporation. M ”gel was used for hydrophobic chromatography (gel amount: 350 mI). This enzyme was adsorbed on “Butyl-Toyopear I” 65 M, and was eluted with a linear gradient from 1 M to 0 M ammonium sulfate. At around 0.3 M, the adsorbed enzyme eluted, and fractions showing this enzyme activity were collected and collected.
  • the ⁇ -isomaltosyl transferase fraction separated from the ⁇ -isomaltosyldarcosyl carbohydrate-forming enzyme fraction by affinity chromatography described in Experiment 7-1 was used to contain 10% ammonium sulfate.
  • the dialysate is dialyzed against a phosphate buffer (pH 7.0), and the dialysate is centrifuged to remove insoluble materials.
  • the product is “Buty I-Toyopear I” manufactured by Toso Corporation.
  • the sample was subjected to hydrophobic chromatography using a 50 M "gel (gel amount: 350 mI).
  • This enzyme was adsorbed on a “Buty I-Toyopear I” 6550 M gel and eluted with a linear gradient of ammonium sulfate from 1 M to 0 M. The ammonium sulfate concentration was about 0.3. The enzyme adsorbed around M was eluted, and fractions showing this enzyme activity were collected and collected. again, The recovered solution was dialyzed against 1 OmM phosphate buffer (pH 7.0) containing 1 M ammonium sulfate, and the dialysate was separated by centrifugation to remove insolubles, which was then treated with Sephacryl (Sephacry I). Purification was performed by affinity chromatography using HRS-200 gel. Table 6 shows the amount, specific activity, and yield of ⁇ -isomaltosyltransferase activity in each step of this purification. Table 6
  • the purified ⁇ -isomaltosyldarcosaccharide-forming enzyme preparation obtained by the method of Experiment 7-2 was subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (gel concentration of 75 w / V%), and the molecular weight marker ( When the molecular weight of this enzyme was measured in comparison with Nippon Bisai (Lad ⁇ Laboratories Co., Ltd.), the molecular weight was found to be about 1337,000 ⁇ 20,000 daltons.
  • the effects of temperature and pH on the activity of this enzyme were determined according to the method for measuring the activity. Incidentally, the effect of temperature was measured at C a 2 + absence and presence 1 m M. These results are shown in Fig. 3 (effect of temperature) and Fig. 14 (effect of pH).
  • the optimal temperature of the enzyme is about 45 ° C (Ca 2 + not present) and about 50 ° C (Ca 2 + 1 mM present) at pH 6.0 for 60 min.
  • the pH was about 6.0 in the reaction at 35 ° C for 60 minutes.
  • the temperature stability of this enzyme was determined by maintaining the enzyme solution (20 mM acetate buffer, pH 6.0) in the absence of Ca 2+ or 1 mM at each temperature for 60 minutes, and cooling with water.
  • the pH stability is determined by maintaining the enzyme in each 50 mM buffer at 4 ° C for 24 hours, adjusting the pH to 6.0, and measuring the remaining enzyme activity. I asked for it. The results are shown in Figure 15 (temperature stability) and Figure 16 (pH stability).
  • the temperature stability of this enzyme is up to about 40 nC (Ca2 + not present) and up to about 45 ° C (Ca2 + lmM present), and the pH stability is about 5.0 to 1 Was 0.0.
  • N-terminal amino acid sequence of this enzyme was analyzed using “Protein Sequencer Model 473A” (manufactured by Applied Dubai Systems Inc.). /, It was found to have the N-terminal amino acid sequence of l-serine-l-serine-l-mouth isine-glycine-asparagine-leucine-isoleucine.
  • the common ⁇ -terminal amino acid sequence of the glycoglucosidase is the terminal amino acid sequence of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: ⁇ , tyrosine-variin-serine-serine bit, isine-glycine-asno-lagine, bite-isine-isoleucine. It has been found.
  • the purified ⁇ -isomaltosyltransferase preparation was subjected to isoelectric focusing polyacrylamide gel electrophoresis containing 2 w / V% amphorin (Amersham Pharmacia's Biotech), and after electrophoresis, the protein band and gel ⁇ ⁇ was measured to determine the isoelectric point of the enzyme.
  • the isoelectric point was ⁇ I of about 5.6 ⁇ 0.5.
  • the effects of temperature and ⁇ on the activity of the enzyme were determined according to the method for measuring the activity. The results are shown in Figure 17 (effect of temperature) and Figure 18 (effect of ⁇ ⁇ ).
  • the optimum temperature of the enzyme is about 50 ° C for about 6.0 and 30 minutes of reaction, and the optimum ⁇ is about 5.5 to 6.0 for about 35 ° C and 30 minutes of reaction.
  • the temperature stability of this enzyme was determined by holding the enzyme solution (2 OmM acetate buffer, pH 6.0) for 60 minutes at each temperature, cooling with water, and measuring the remaining enzyme activity.
  • the pH stability was determined by maintaining the enzyme in each 50 mM buffer at 4 ° C for 24 hours, adjusting the pH to 6.0, and measuring the remaining enzyme activity. I asked by doing.
  • the results are shown in Figure 19 (temperature stability) and Figure 20 (pH stability). The temperature stability of this enzyme was up to about 40 ° C., and the pH stability was about 4.5 to 9.0.
  • N-terminal amino acid sequence of this enzyme was analyzed using “Protein Sequencer Model 473A” (manufactured by Applied Dubai Saisei Systems Co., Ltd.). It was found to have the N-terminal amino acid sequence of aspartic acid-glycine-variinch mouth-histidine-faranine-prolinch mouth syn-daricin.
  • the ⁇ -terminal amino acid sequence common to ⁇ -isomaltosyltransferase is The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing was found to be the ⁇ -terminal amino acid sequence of isoleucine-aspartate-glycine-valin-thin mouth-histidine-alanine-proline.
  • Experiment 9 Amino acid sequence of ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme Experiment 9-11 Internal amino acid sequence of ⁇ -isomaltosyldarco-saccharide-forming enzyme A portion of the purified ⁇ -isomaltosyldarco-saccharide-forming enzyme preparation obtained by the method of Experiment 7-2 was dialyzed against 1 OmM Tris-HCl buffer (pH 9.0). The mixture was diluted with the same buffer to a concentration of about 1 mg ZmI. To this sample solution (1 ml) was added 10 g of tribusin (available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the mixture was reacted at 30 ° C. for 22 hours to form a peptide.
  • tribusin available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Reversed phase HPLC was performed to isolate the produced peptides. Using a Micro Bonder Pack C18 column (diameter: 2.1 mm x length: 150 mm, manufactured by Waters), flow rate: 0.1%, 0.1% trifluoroacetic acid-18% at room temperature at room temperature. The reaction was performed under a linear gradient of 0.1% trifluroacetic acid-140% acetonitrile solution for 120 minutes from the tritolyl solution. The peptide eluted from the column was detected by measuring the absorbance at a wavelength of 210 nm. The three peptides [P64 (retention time approx. 64 minutes), P88 (retention time approx. 88 minutes), and P99 (retention time approx.
  • P 88 Tryptophan / serine / one bite isine / glycine / phenylamine / methionine / asparagine / phenylamine
  • the peptide eluted from the column was detected by measuring the absorbance at a wavelength of 210 nm.
  • Three peptides [P22 (retention time approx. 22 minutes), P63 (retention time approx. 63 minutes), P71 (retention time approx. 71 minutes)] well separated from other peptides
  • the fractions were collected, dried in vacuo, and then dissolved in a solution of 200 I in 0.1% trifluroacetic acid-150% acetate tritriol.
  • the peptide samples were subjected to a protein sequencer, and the amino acid sequences of up to eight residues were analyzed. As a result, the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 8 to 10 in the sequence listing were obtained. Table 10 shows the obtained internal partial amino acid sequences.
  • purified ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme preparation derived from Bacillus globisporus C9 obtained by the method of Experiment 4-2, or Bacillus globisporus C obtained by the method of Experiment 7-2 11 Purified ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme preparation derived from 11 was added in 2 units each per gram of solid substrate, and the substrate concentration was adjusted to 2 w / V%, and this was adjusted to 30 ° C. The cells were allowed to act at pH 6.0 for 24 hours. The reaction solution before and after the enzyme reaction was analyzed by the TLC method described in Experiment 1 to confirm the presence or absence of enzymatic action on each carbohydrate. Table 11 shows the results.
  • Enzyme action Enzyme action Substrate C11 enzyme
  • Substance C9 enzyme C11 enzyme Maltose + + Nigerose + + Maltotriose ++ ++ Neotrenoperose + + Maltotetraose +++ +++ Cellobiose
  • ⁇ + J indicates that the spot of the substrate is slightly reduced and other products are observed
  • ⁇ ++ indicates that the spot of the substrate is significantly reduced and other products are observed
  • ⁇ ⁇ + “++” indicates that the spots of the substrate have almost disappeared and other products are observed.
  • ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme is one of the various carbohydrates tested, which has a glucose polymerization degree of 3 or more and has a maltose structure at the non-reducing terminal. was found to work well.
  • saccharides having a glucose polymerization degree of 2 slightly act on maltose, kogibiose, nigerose, neotrehalose, maltotriitol and erulose.
  • HPLC HPLC was carried out using “ ⁇ MCP ack ODS — AQ303” column (manufactured by Y'Yame Co., Ltd.) at a column temperature of 40 ° C and a flow rate of 0.5 mI / min water.
  • Detection is a differential refractometer "RI-80.12"
  • Glucosinolates Les maltose isomalt sill Darco Ichisu (aka, 6 2 -. ⁇ - ⁇ - Darukoshirumanore Bok over scan, c North), the glucosyl maltotriose, alpha f Seo maltosyl grayed Honoré Kos (also known as 6 —0—N—Gnorecosil maltotriose)
  • X is ⁇ -isomaltosylglucotriose (also referred to as 61-a-glucosyl manoletotetraose) described in Experiment 11-2, and Y is c-1 in Experiment 11-12.
  • ⁇ ⁇ is an unidentified isomaltosylglucotetraose (also known as 6-0- ⁇ -darcosylmaltopentaose).
  • maltotetraose mainly maltotriose and the product X are formed, and a small amount of maltose, maltopenta, and ⁇ -isomaltosildarcos (also known as 6 3 — ⁇ — ⁇ — Darcosyl maltotriose) and product. It was found that maltotetraose and product ⁇ were mainly produced from the substrate maltopentaose, and maltotriose, maltohexaose, product X, and product ⁇ were produced in small amounts.
  • the product X which is the main product from maltotetraose, and the product, which is the main product from maltopentylose, were isolated and purified.
  • the product X with a purity of 99.9% or more from each of the reactants from Maltopen and the reaction product from the source X is a solid substance yield of about 8.3% and a purity of 99.9% or more. Was isolated in a solids yield of about 11.5%.
  • the product X from maltotetraose by the a-isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme is a pentasaccharide in which the glucose group is ⁇ - linked to the 6-hydroxyl group of the non-reducing terminal glucose of maltotetraose.
  • alpha is expressed in concrete formula 1 - Isomaru Bok Shirumaru Bok triose (aka 6 4 one Omicron - alpha - Darukoshirumaru Bokute Toraosu) to be proved.
  • the product Y from maltopentylose is a hexasaccharide in which a dalcosyl group is a- bonded to the 6-hydroxyl group of glucose at the non-reducing terminal of maltopentylose. It was found to be Uttra Traos (also known as 6 s — O — a — Darkosylmar Toppen Aus).
  • the enzyme acts as a substrate on malt oligosaccharides composed of ⁇ -1,4 bonds having a degree of polymerization of 2 or more, and the darcosyl residue at the non-reducing terminal of the enzyme is used as a non-reacting molecule on the other molecule.
  • the enzyme also slightly catalyzes the 4-darcosyl transfer, from malt oligosaccharide to maltose oligosaccharide having an increased degree of glucose polymerization by 1, and to maltose having a decreased degree of dalcose polymerization by 1. Produces little sugar.
  • The following test was conducted to determine whether the isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme has a reducing power-generating ability.
  • Purified ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme derived from Bacillus globisporus C9 obtained by the method of Experiment 4-2 in a 1% malttetralaose aqueous solution and the Bacillus obtained by the method of Experiment 7-2 The purified ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme derived from Globisporus C11 was added in an amount of 0.25 units per gram of solid substrate, and allowed to act at 35 ° C and pH 6.0 at 35 ° C.
  • the ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme does not substantially increase the reducing power of the reaction product when maltotetraose is used as a substrate.
  • the ⁇ -isomaltosyl-Dalco saccharide-forming enzyme was found to have no or no detectable hydrolysis.
  • the total sugar content (in terms of glucose) in the solution was measured by the i: nolsulfuric acid method, and was used as the total sugar content in the test.
  • ⁇ -isomaltosildarcosaccharide-forming enzyme derived from Bacillus globisporus C9 or Bacillus globisporus C1t, which had been inactivated by heat treatment at 100 ° C for 10 minutes, was similarly used. This was used as the blank total sugar amount.
  • the amount of dextran produced was calculated by the following formula.
  • Dextran production amount (mg Z ml) [(total sugar content of test) one (total sugar content of blank)] X 20
  • the reaction solution after the enzymatic reaction is analyzed by gas chromatography (hereinafter abbreviated as “GLC method”) if the acceptor is a monosaccharide or disaccharide, and HPLC if the acceptor is a trisaccharide or more. Analysis was performed to confirm whether each carbohydrate could be a transfer receptor for this enzyme.
  • GLC gas chromatography
  • the GLC unit was filled with “GC-16 AJ (manufactured by Shimadzu Corporation), and the column was packed with“ 2% silicon 0 V—17 sangromosolve W ”manufactured by GL Science Co., Ltd.
  • Solid indicates that glycosyltransferase to the receptor was detected, but the amount produced was less than 1%.
  • u ⁇ “+” indicates that the glycosyltransferase to the receptor was 1 or more and less than 1096
  • glycosyltransferase to the receptor was 1096 or more.
  • a cyclic tetrasaccharide production test was performed by the action of ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme and ⁇ -isomaltosyltransferase.
  • Enzyme action Enzyme co-action only action Is-only action I s ⁇ 4.0 4.2 00.0 0.00.0 Maltotriose 10 0.2 1 2.4 4.0.0 0.00.0 Top 11 3 21. 5 0. 0 0. 0 Malt pen sucrose 1 0. 5 37.8 0. 0 0.0 Amylose 3.5 31.6 0. 0 0. 0 Soluble starch 5.
  • the production amount is relatively low at about 11% or less.
  • isosomaltosyldarco saccharide-forming enzyme and «—isomaltosyltransferase are allowed to act at the same time, the amount of cyclic tetrasaccharides produced by any of the carbohydrates increases, and in particular, about 87 % Of the partially degraded starch, and increased to about 64%.
  • ⁇ -isomaltosyldarco saccharogenic enzyme is glycogen or Acts on the non-reducing terminal glucose group of ⁇ -1,4 glucan chains such as partially degraded starch and intermolecularly transfers the glucose group to the 6-position hydroxyl group of the non-reducing terminal glucose group of other ⁇ -1,4 glucan chains As a result, an ⁇ -1,4 glucan chain having an ⁇ -isomaltosyl group at the non-reducing end is formed.
  • ⁇ -Isomatosyltransferase acts on ⁇ -1,4 glucan chains having an isomaltosyl group at the non-reducing end, and converts the isomaltosyl group to isomaltosyl group at the other non-reducing end.
  • ⁇ -1,4 glucan chain having an isomaltosyl-1,3,3-isomaltosyl group at the non-reducing terminal by intermolecular transfer to the hydroxyl group at position 3 of the non-reducing terminal glucose group of the ⁇ -1,4 glucan chain Is generated.
  • ⁇ -isomaltosyltransferase acts on ⁇ -1,4 dalcan chains having an isomaltosyl-1,3-isomaltosyl group at its non-reducing end, and isomaltosyl-1
  • the 3,3-isomaltosyl group is cleaved from the ⁇ -1,4 glucan chain and cyclized to form a cyclic tetrasaccharide.
  • Corn starch is made into 15% starch milk, and calcium carbonate is added to it in 0.1% to adjust ⁇ ⁇ 6.0, and a-amylase (trade name “Yuichi Mamir 60 L” (Novo Corporation)) was added in an amount of 0.2 to 2.0% per gram of starch, reacted at 95 ° C for 10 minutes, and then baked at 120 ° C for 20 minutes to obtain about 35 ° C.
  • a-amylase trade name “Yuichi Mamir 60 L” (Novo Corporation)
  • the formation of cyclic tetrasaccharides by ⁇ -isomaltosyldarcosaccharide-forming enzyme and ⁇ -isomaltosyltransferase is affected by the degree of starch liquefaction.
  • the degree of partial decomposition of starch was found to be about 20 or less, preferably D ⁇ about 12 or less, and more preferably D Dabout 5 or less.
  • both enzymes were simultaneously used and allowed to act at 30 ° C. and pH 6.0 for 48 hours, and then heat-treated at 100 ° C. for 15 minutes to inactivate the enzymes. Subsequently, treatment with ⁇ -darcosidase and dalcoamylase was carried out in the same manner as in Experiment 1 to hydrolyze the remaining reducing oligosaccharide, and the cyclic tetrasaccharide was quantified by the HPLC method. Table 18 shows the results.
  • Experiment 18 Effect of adding cyclodextrin glucanotransferase Bacillus globisporus C 11 obtained by preparing an aqueous solution of starch partially degraded “Paindex # 100” (concentration: 15%) and using methods of Experiments 7 and 2 purification from alpha - Isomaru and Toshirudaruko saccharide-forming enzyme preparation of the solid 1 grams per unit, experiment 7 - refining from C 1 1 strain was obtained in 3 ways alpha - Lee stain Bok Sil transition enzyme preparation 10 units per gram of solids and 0 to 0.5 units per gram of solids of cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) derived from Bacillus stearothermophilus, and simultaneously add both enzymes.
  • CTTase cyclodextrin glucanotransferase
  • the temperature was adjusted to 8 and the temperature was maintained at 90 ° C for 1 hour to inactivate the enzyme and insolubles were removed by filtration.
  • the filtrate was subjected to a reverse osmosis membrane to a solid concentration of about 16%. After decolorizing, desalting, filtering and concentrating according to a conventional method, about 6.2 kg of a sugar solution containing about 3,700 g of solid content was obtained.
  • the obtained sugar solution is applied to a column (gel amount: about 225 I) packed with an ion-exchange resin “Amberlite CR-1310 (Na type)” made by Organo, and the column temperature is 60 °. Chromatographic separation was performed at C at a flow rate of about 45 I / h.
  • the sugar composition of the eluate was monitored by the HPLC method described in Experiment 1, and a fraction with a purity of the cyclic tetrasaccharide of 98% or more was collected, desalted, decolorized, filtered, and concentrated according to a conventional method. About 7.5 kg of a sugar solution containing about 2,500 g per minute was obtained. When the sugar composition of the obtained sugar solution was measured by an HPLC method, the purity of the cyclic tetrasaccharide was about 99.5%.
  • Experiment 20 Crystallization of cyclic tetrasaccharide from aqueous solution
  • the cyclic tetrasaccharide fraction having a purity of about 98% or more obtained by the method of Experiment 19 was concentrated to a solid concentration of about 50% with an evaporator, and about 5 kg of this concentrated sugar solution was transferred to a cylindrical plastic container. Then, the mixture was crystallized by lowering the temperature from 65 ° C to 20 ° C in about 20 hours while gently rotating to obtain a white crystalline powder.
  • Figure 25 shows an example of the micrograph. Subsequently, the crystals were separated using a centrifugal filter, and 1,360 g of the crystalline material was recovered as a wet weight. Further, it was dried at 60 ° C.
  • thermogravimetric measurement of the cyclic tetrasaccharide crystal powder yielded a thermogravimetric curve shown in Fig. 27. From the relationship between the weight change and the temperature, the thermogravimetric curve was obtained at a temperature up to 150 ° C. A weight loss corresponding to 4 to 5 molecules of water was observed, followed by a weight loss corresponding to 1 molecule of water at a temperature of around 250 ° C, and a cyclic loss at a temperature of around 280 ° C. Weight loss was observed, which could be attributed to thermal decomposition of the tetrasaccharide itself.
  • the 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder obtained by the method of Experiment 20 was placed in a glass container, and the glass container was held for 30 minutes in an oil bath kept at a temperature of 140 ° C. in advance.
  • the obtained cyclic tetrasaccharide powder was analyzed by powder X-ray diffraction method, it was completely different from powder X-ray diffraction of 5 to 6 hydrous crystals before heat treatment, and as shown in Fig. 28, the main diffraction angles (2 As 0), diffraction spectra characterized by 8.3 °, 16.6 °, about 7.0 ° and about 8.2 ° were obtained.
  • thermogravimetric measurement of this crystal powder yielded a thermogravimetric curve shown in Figure 29. From the relationship between the change in weight and the temperature, the weight corresponding to one molecule of water near a temperature of 270 ° C was obtained. A decrease was observed, and further, at a temperature around 290 ° C, a weight decrease was observed, which was considered to be due to thermal decomposition of the cyclic tetrasaccharide itself. From these facts, it was found that this cyclic tetrasaccharide crystalline substance was one hydrous crystal.
  • the 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder obtained by the method of Experiment 20 was vacuum-dried at a temperature of 40 ° C. to 120 ° C. for 16 hours each.
  • the water content of the obtained cyclic tetrasaccharide powder was measured by the curl-Fischer method. When the vacuum drying temperature was 40 ° C, the water content was about 4.2%, and when the vacuum drying temperature was 120 ° C. In this case, the water content was about 0.2%, which proved to be substantially anhydrous.
  • the baseline of the diffraction spectrum has a mountain-like shape, and the degree of crystallinity is lower than that of 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides and 1 hydrous crystal before vacuum drying.
  • Cyclic tetrasaccharide was found to be present. From this fact, the cyclic tetrasaccharide powder containing about 4.2% of water at 40 ° C under vacuum drying contains both anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide containing the water and anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide. It was presumed to be powder.
  • the 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide obtained by the method of Experiment 20 was dissolved in various buffer solutions (20 mM), and the cyclic tetrasaccharide was dissolved at a concentration of 4 w / v% and the pH was decreased to 2 to 10 ⁇ m.
  • To prepare a cyclic tetrasaccharide solution 8 ml of each solution was placed in a glass test tube, sealed, and heated at 100 ° C for 24 hours. After standing to cool, the degree of coloring of these solutions was measured, and the purity was measured by the HPLC method. The degree of coloring was evaluated by the absorbance in a 1 cm cell at 480 nm. The results are shown in Table 25.
  • the 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide obtained by the method of Experiment 20 was dissolved in water, and then a commercial reagent, glycine and phosphate buffer, were added.Then, 50 mM phosphate buffer was added.
  • a 10 w / v% cyclic tetrasaccharide solution containing 1 w / v% glycine adjusted to pH 7.0 was prepared. 4 ml of the solution was placed in a glass test tube, sealed, and then allowed to cool in a room heated at 100 ° C for 30 to 90 minutes.Then, the degree of coloring was measured and the aminocarbonyl reactivity was measured. Tone The degree of coloration was evaluated by the absorbance in a 1 cm cell at 480 nm. The results are shown in Table 26.
  • the 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide obtained by the method of Experiment 20 and a commercially available polypeptone (manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.) are dissolved in deionized water, and 1 Ow / v% cyclic containing 5 w / v% polybeptone is dissolved.
  • a tetrasaccharide solution was prepared. 4 ml of the solution was placed in a glass test tube, sealed, and heated at 120 ° C for 30 to 90 minutes. After standing to cool indoors, measure their color The reactivity was checked. At the same time, the solution containing only polypeptone was heated similarly as a blank. The degree of coloration was evaluated based on the value obtained by subtracting the absorbance of the blank from the absorbance of the 1 cm cell at 480 nm. The results are shown in Table 27.
  • the 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide obtained by the method of Experiment 20 was dissolved in deionized water to prepare a 20% aqueous solution.
  • a 20% aqueous solution For 100 g of the aqueous solution, 2 g of methanol, 3 g of ethanol, and 4.6 g of acetic acid were added for inclusion. Thereafter, each was filtered and the filtrate was freeze-dried to remove unclathrates.
  • a branched cyclodextrin trade name: “Isoeliit P”, marketed by Maruha Corporation
  • the cyclic tetrasaccharide has an inclusion ability, and the inclusion ability was found to be about twice as high as that of the branched cyclodextrin per weight.
  • the 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide obtained by the method of Experiment 20 is dissolved in deionized water to prepare an aqueous solution having a solid content of 10%, and sucrose (commercially available) (Granulated sugar), and the sensory test was conducted by one and five panelists.
  • sucrose commercially available
  • the degree of sweetness of the cyclic tetrasaccharide was about 20% of that of sucrose.
  • the cyclic tetrasaccharide was not digested at all by salivary amylase, synthetic gastric juice, or serum amylase, but was slightly digested by small intestinal mucosal enzyme.
  • the degree is as low as 0.74%, which is 1 to 5 or less compared to the value of the indigestible carbohydrate maltitol of the control, and the carbohydrate is a carbohydrate that is extremely difficult to digest. It has been found.
  • the assimilation was determined as follows: if the pH of the culture solution after culturing was 6.0 or more, it was not assimilated (1); if it was less than 6.0, it was assimilated (+). . Furthermore, the amount of carbohydrate remaining in the culture solution was measured by the anthrone method, and the amount of carbohydrate reduction was examined. The results are shown in Table 30. Table 30
  • the cyclic tetrasaccharides The strain was not assimilated by any of the strains, and the control glucose was found to be assimilated by any of the strains, indicating that the cyclic tetrasaccharide was a carbohydrate that was extremely difficult to assimilate by intestinal bacteria.
  • the non-reducing saccharides used in the experiments were anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, 1 hydrous crystalline tetrasaccharide, anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide, 5-6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, anhydrous crystalline ⁇ , a-trehalose, Anhydrous amorphous ⁇ , ⁇ : — Trehalose and 2-hydrated crystal, ⁇ — Trehalose.
  • Five to six hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides were prepared by the method of Experiment 20.
  • Anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, 1 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide and anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide were prepared by the methods of Example II-1, Example A-2 and Example A-3, respectively.
  • 2 Water-containing crystals ⁇ , a-Trehalose used were commercially available (trade name “Trehachi”, sold by Hayashibara Shoji Co., Ltd.).
  • Anhydrous crystalline ⁇ , ⁇ -trehalose and anhydrous amorphous ⁇ , ⁇ -trehalose are commercially available from commercially available 2-hydrated crystal ⁇ , a-trehalose as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. It was prepared by the methods disclosed in Reference Examples 1 and 3.
  • a mixture obtained by mixing 11 to 16 parts by weight of each of the above carbohydrates with 4 parts by weight of plain yogurt having a water content of about 77% is placed in a bag, and the mixture is placed indoors at 25 ° C for 24 hours. After standing, the state change of the mixture was observed. Judgment is made when there is sufficient dehydration and solidification, which is easy to pulverize with a cutting machine.If the dehydration is a little insufficient and solidification is difficult, pulverization with a cutting machine is difficult. The case where X was insufficient and did not solidify and could not be powdered by a cutting machine was designated as X. The results are shown in Table 31.
  • anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, 1 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide and water-free amorphous cyclic tetrasaccharide were obtained from anhydrous crystalline ⁇ , 0: -trehalose and anhydrous amorphous ⁇ a-trehalose.
  • anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, 1 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide and anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide are cyclic tetrasaccharides having a dehydrating ability and are suitable as dehydrating agents. It was found that the anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide had excellent dehydration ability.
  • each cyclic tetrasaccharide and ⁇ , a-trehalose prepared by the method described in Experiment 34 were sieved to obtain a powder having a particle size of about 100 to 15 O jm, and a diameter of 5 cm. 1 g each in a plastic petri dish, place in a desiccator adjusted to a relative humidity of 60% or 75%, leave in an atmosphere of 25 ° C for one week, The moisture (%) contained in the sample was measured by the Karl Fischer method. The results are shown in Table 32.
  • cyclic tetrasaccharide of the present invention having excellent dehydration ability as described above can be advantageously used as a powerful dewatering agent for hydrates such as foods, pharmaceuticals, cosmetics, raw materials or processing intermediates.
  • the cross section was observed after 30 days, and the cross-section was observed.'In the case of using anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide, although the surface layer was slightly hardened to precipitate crystals, the inside was immediately after production. As well as translucent, moderate gloss and viscosity Had. From the X-ray diffraction pattern, it was found from the X-ray diffraction pattern that the anhydrous crystalline tetrasaccharide was converted to 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide.
  • the cyclic tetrasaccharide having a dehydrating ability can be used as a dehydrating agent for gelatinized starch to prevent microbial contamination and prevent aging of gelatinized starch.
  • This property can be advantageously used for various products using gelatinized starch, such as fertilizer and flower paste.
  • Example A the cyclic tetrasaccharide having the dehydrating ability of the present invention is specifically described in Example A in Example A and in Example B.
  • Example A-1 Method for producing anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide
  • Bacillus globisporus C11 (FERMBP-7144) was cultured in a fermenter for 48 hours according to the method of Experiment 6. After the cultivation, the bacteria were filtered off using an SF membrane, and a culture filtrate of about 18 I was collected. The filtrate was further concentrated in a UF membrane to obtain ⁇ -isomaltosyldarcosaccharide-forming enzyme at 9.0 units / m 2. About ⁇ I of a concentrated enzyme solution containing 30.2 units / ml of I and a-isomaltosyltransferase was recovered.
  • Tapi talent starch is made into a starch milk having a concentration of about 25%, and ⁇ -amylase (trade name “Neospitase”, manufactured by Nagase Seikagaku Corporation) is added in an amount of 0.2% per gram of the starch solids.
  • ⁇ -amylase trade name “Neospitase”, manufactured by Nagase Seikagaku Corporation
  • the reaction was carried out at 90 ° C for about 20 minutes, then the autoclave was kept at 120 ° C for 20 minutes, and then rapidly cooled to about 35 ° C to obtain a liquefied solution of about 4 DE.
  • the concentrated enzyme solution containing ⁇ -isomaltosyldarcosaccharogenic enzyme and ⁇ -isomaltosyltransferase prepared by the method described in 1) was added so that the ratio was 0.25 mI per gram of solid starch, and Add tridextrin glucanotransferase (manufactured by Hayashibara Biochemical Research Laboratories, Inc.) in an amount of 10 units per gram of solid starch and react at pH 6.0 at a temperature of 35 ° C for 48 hours.
  • tridextrin glucanotransferase manufactured by Hayashibara Biochemical Research Laboratories, Inc.
  • the reaction solution is 95 ° C
  • an ⁇ -glucosidase agent (trade name “Transdarcosidase L“ Amano ”, Amano Pharmaceutical Co., Ltd.) was added.
  • the reaction solution is heated to 95 ° C and maintained for 30 minutes, then cooled, filtered, and the filtrate obtained is decolorized with activated carbon according to a conventional method, and ion exchange of H-form and 0H-form is carried out.
  • the resin was desalted and purified by resin, and further concentrated to obtain a cyclic tetrasaccharide-containing syrup having a concentration of 60% at a yield of about 90% based on the raw starch solids.
  • this cyclic tetrasaccharide-containing syrup was exchanged for a strongly acidic exchange resin (trade name “Amberlite CR-1310 (Na type)”, manufactured by Organo Corporation). ) was applied to a column (gel amount: 2 25 I), and chromatographic separation was carried out at a flow rate of about 45 IZh while maintaining the column temperature at 60 ° C.
  • the saccharide composition of the eluate was monitored by the HPLC method described in Experiment 1, and a fraction containing a high content of cyclic tetrasaccharide was collected and purified. I got it.
  • This high-content liquid contained about 98% of cyclic tetrasaccharide per solid.
  • a ⁇ 4 water crystalline cyclic tetrasaccharide powder having a water content of about 0.2% was obtained.
  • the product has a strong dehydrating ability, and can be advantageously used as a dehydrating agent in a method for dehydrating hydrates such as foods, chemicals, pharmaceuticals or raw materials thereof, and intermediates.
  • Corn starch was made into a starch milk having a concentration of about 20%, and 0.1% calcium carbonate was added to this, adjusted to pH 6.5, and ⁇ -amylase (trade name “Yu 0.3% by weight of starch per 1 gram of starch, reacted at 95 ° C for 15 minutes, and then aged at 120 ° C for 20 minutes. Further, the mixture was rapidly cooled to about 35 ° C to obtain a liquefied solution of about 4 DE, and the concentrated enzyme solution containing ⁇ -isomaltosyldarco saccharide-forming enzyme and ⁇ -isomaltosyltransferase was mixed with 1 gram of starch solids.
  • ⁇ -amylase trade name “Yu 0.3% by weight of starch per 1 gram of starch
  • a darcoamylase agent (trade name “Dalcoteam”, manufactured by Nagase Seikagaku Corporation) to 300 units per gram of solid material. After adding the units and reacting for 17 hours, the reaction solution was heated to 95 ° C and maintained for 30 minutes, then cooled, and the filtrate obtained by filtration was decolorized with activated carbon according to a conventional method. The product was purified by desalting with a type-I and an H-type ion-exchange resin, and further concentrated to obtain a syrup containing a cyclic tetrasaccharide at a concentration of 60% in a yield of about 90% based on the raw starch solids.
  • a darcoamylase agent trade name “Dalcoteam”, manufactured by Nagase Seikagaku Corporation
  • the glass container was placed in a container, and the glass container was kept for 30 minutes in an oil bath kept at a temperature of 140 ° C.
  • the obtained dried product was pulverized with a pulverizer to obtain a water content of about 2.0.
  • a 7% hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder was obtained.
  • the product has a strong dehydrating ability and can be advantageously used as a dehydrating agent in a method for dehydrating hydrates such as foods, chemicals, pharmaceuticals or raw materials thereof, and intermediates.
  • Example A-3 Method for producing anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide
  • the fraction having a purity of 98% or more of the cyclic tetrasaccharide obtained according to the method described in Example A-1 was desalted, decolorized, and filtered according to a conventional method, and the concentration was adjusted to 50%. . After rapidly freezing this at 180 ° C, the frozen product is freeze-vacuum-dried, and further vacuum-dried at 80 ° C for 3 hours. About 0.3% of anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide powder was obtained. The X-ray diffraction pattern is shown in Figure 33.
  • the product has a strong dehydration ability and can be advantageously used as a dehydrating agent in a method for dehydrating hydrates such as foods, chemicals, pharmaceuticals or raw materials thereof, and intermediates.
  • Example A-4 Method for producing anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide from panose
  • aqueous solution (approximately 100 I) of panose (manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories) manufactured from starch was adjusted to a concentration of 4 w / v%, pH 6.0, and a temperature of 30 ° C.
  • An aliquot of this reaction solution was taken, and the amount of cyclic tetrasaccharide produced was examined by HPLC.
  • the sugar composition was about 44%.
  • ⁇ -darcosidase agent (trade name “Transrans dulcosidase L“ Amano ””, manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.) per gram of solid material 150 units were added, and a dalcoamylase agent (trade name “Dalcoteam”, manufactured by Nagase Biochemicals Co., Ltd.) was added at 75 units per gram of solid material, and allowed to react for 24 hours.
  • the remaining reducing oligosaccharides are hydrolyzed, and further adjusted to ⁇ 5.8 with hydroxylamine and kept at 90 ° C for 1 hour to lose the enzyme.
  • the mixture was activated and insolubles were removed by filtration.
  • the filtrate was concentrated to a solid concentration of about 16% using a reverse osmosis membrane, and then decolorized, desalted, filtered and concentrated according to a conventional method.
  • the sugar containing about 3,650 g of solids was obtained.
  • About 6.1 kg of liquid was obtained.
  • the obtained sugar solution was subjected to chromatographic separation according to the method described in Example A-1, and a fraction having a purity of the cyclic tetrasaccharide of 98% or more was recovered, and then decolorized and desalted in a conventional manner. After filtration and concentration, about 3 kg of a sugar solution containing about 1,000 g of solids was obtained.
  • the purity of the cyclic tetrasaccharide was about 99.2% when the sugar composition of the obtained sugar solution was measured by HP and measured by the C method.
  • the obtained 5-6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide was further dried under vacuum at a temperature of 120 ° C.
  • the product has a strong dehydration ability and can be advantageously used as a dehydrating agent in a method for dehydrating hydrated substances such as foods, chemicals, pharmaceuticals or raw materials thereof, and intermediates.
  • Example A-1 Using the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder obtained by the method of Example A-1, 15 g was filled into paper-permeable small bags to produce a dehydrating agent.
  • This product can be advantageously used as a dehydrating agent in an atmosphere in a moisture-proof container containing dried foods such as seasoned laver and cookies.
  • Example A-1 To 100 parts by weight of sodium chloride, 1 part by weight of the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder obtained by the method of Example A-1 was added, and the mixture obtained by mixing with a high-speed rotary mixer was 1 kg each in a polyethylene bag. After degassing, the mouth of the polyethylene bag was heat-sealed and closed to produce a salt containing a dehydrating agent.
  • This product can be stored stably because the dehydrating agent of the present invention absorbs the water on the fine crystal surface of salt and prevents the salt from sticking and setting. In addition, this product can be advantageously used as a seasoning in various kinds of cooking and production of processed foods.
  • Example A-1 Dissolve 4 parts by weight of mochi flour in 6 parts by weight of water, pour it into a wooden frame covered with wet cloth, steam this at 100 ° C for 20 minutes, and use the method of Example A-1. 6 parts by weight of the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder and 1 part by weight of the sugar obtained in the above were kneaded, then 2 parts by weight of starch syrup were added, and the mixture was kneaded well and molded, and further left indoors for 16 hours.
  • Anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide was converted to 5-6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide on the surface layer of this product, and this was lightly rolled to crack the surface, thereby obtaining a fertile fermentation of a soro-style.
  • the product had good flavor, was less susceptible to microbial contamination, and maintained high quality for a long time.
  • Sweet potato is sliced to a thickness of about 1 cm, steamed and allowed to cool, and then coated with the anhydrous amorphous cyclic tetrasaccharide powder obtained by the method of Example A-3. 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide And dehydrated, containing 5 to 6 water on the surface A confectionery to which a crystalline cyclic tetrasaccharide was attached was manufactured. This product is a confectionery with good flavor and not stable.
  • Example B 6 powder cream
  • One part by weight of the raw cream is mixed with 3 parts by weight of the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide obtained by the method of Example A-1 and then transferred to a batch, and left to stand for 2 days to convert to 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide.
  • To prepare a block The block was pulverized by a cutting machine and classified to obtain a powdery cream with good flavor.
  • This product is a powdered cream with good flavor, which can be used advantageously for flavoring coffee and tea, confectionery ingredients such as premixes, frozen desserts, cakes and candy, as well as therapeutic nutrients for tube foods and liquid foods. .
  • Example B 7 Powder Brandy
  • Example B_8 Powder miso 10 parts by weight of pullulan were mixed with 2 parts by weight of brandy, 7 parts by weight of the anhydrous crystalline tetrasaccharide powder obtained by the method of Example A-1 was mixed with the mixture, and the mixture was transferred to a batch and left for 2 days.
  • Blocks were prepared by conversion to 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides. This block was pulverized with a cutting machine and classified to obtain a powdery powdery plany. When this product is contained in the mouth, it has a moderate sweetness and is a powdery flavor with sufficient brandy aroma.
  • This product can be used advantageously as a flavoring agent for tea and as a confectionery material such as premix and candy.
  • the present powder can be advantageously formed into granules and tablets by using a granule forming machine and a tableting machine to form the granules.
  • Example B_8 Powder miso 10 parts by weight of pullulan were mixed with 2 parts by
  • Example B 10 powdered egg yolk
  • the yolk prepared from the raw egg is sterilized at 60 to 64 ° C. with a plate-type heat sterilizer, and 1 part by weight of the obtained liquid egg yolk is treated with the anhydrous crystalline ring obtained by the method of Example A-1.
  • the tetrasaccharide powder was mixed at a ratio of 3.5 parts by weight, and then blocked and powdered in the same manner as in Example B-7 to obtain powdered egg yolk.
  • the product can be advantageously used not only as a confectionery material such as premix, frozen dessert, and emulsifier, but also as a baby food such as an oral liquid food and a tube liquid food, and as a therapeutic nutrient. It can also be used effectively as a skin tonic and hair restorer.
  • Example B 1 1 Powdered yogurt
  • Example B 1 2 Hot cake mix
  • Example B 1 3 Powdered Ginseng Extract
  • Example B-7 To 0.5 part by weight of ginseng extract, 1.2 parts by weight of the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide powder obtained by the method of Example A-1 was kneaded, followed by blocking and powdering as in Example B-7. Powder ginseng extract was obtained. This product was applied to a granulating machine together with appropriate amounts of Bimin B1 and Vitamin B2 powder to obtain a vitamin-containing ginseng ginseng extract. This product can be advantageously used as a fatigue recovery agent, tonic, and tonic. It can also be used as a hair restorer.
  • Propolis was extracted with a 95 V / V% aqueous ethanol solution according to a conventional method, and the residue was washed with a small amount of water.
  • % Ethanol (contains about 20 w / w% solids) Add water to the aqueous solution to reduce the ethanol concentration to 50 V / V%, keep at 50 ° C for 1 hour, and store the upper layer containing the active ingredient of propolis A lower layer is formed at room temperature overnight, and the upper layer is separated and collected to contain a liquid purified propolis extract with excellent color tone, flavor, and antibacterial action, containing a crude extract and a crude extract. It was obtained in a yield of about 48% per solid based on the solution.
  • the purified propolis extract was used in an amount of ⁇ parts by weight according to the method of Example A- ⁇ .
  • This product is used not only directly as an antibacterial agent, antioxidant, anti-inflammatory agent, immunomodulator, macrophage activator, etc., but also blended with other appropriate materials to It can be used advantageously for receptive disease drugs and cosmetics.
  • Example B 15 Powdered Eye Extract
  • This block was pulverized by a cutting machine and classified to obtain a powdered eye extract.
  • This product has various physiological actions such as antibacterial action, antiviral action, antitumor action, radical scavenging action, apoptosis regulation action, site force regulation action, and is used for food, cosmetics and pharmaceuticals. It can be advantageously used as a crude drug to be blended.
  • Example B 16 Powdered Chinese Parsley Extract
  • Example A-4 9 parts by weight of the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide obtained in Example A-4 was mixed with 1 part by weight of this extract, and the mixture was transferred to a batch and allowed to stand for 2 days to obtain 5 to 6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharide. Conversion to To prepare a block. This block was pulverized with a cutting machine and classified to obtain a powdered Chinese parsley extract. This product has the effect of suppressing the deposition of metals such as lead, and can be used advantageously directly or in food or pharmaceutical products.
  • Example B 18 Liquid edible solid preparation
  • a formulation consisting of 0.04 parts by weight of acid amide was prepared, and 25 g each of the formulation was filled in a moisture-proof laminating pouch, and heat-sealed to produce a liquid food solid preparation.
  • This solid formulation reduces the moisture in the atmosphere in the pouch and is stable for a long time at room temperature without the need for low-temperature storage. It has good dispersion and dissolution in water is there.
  • This solid formulation is prepared by dissolving one bag in about 150 to 300 ml of water to make a liquid diet, and is used orally or by tube administration to the nasal cavity, stomach, intestine, etc. .
  • a newborn hamster was injected with an antiserum prepared from a perch by a well-known method to attenuate the hamster's immune response, and BALL-1 cells were implanted subcutaneously in the hamster, and then raised for 3 weeks in the usual manner.
  • the subcutaneous mass was removed, cut into small pieces, dispersed in physiological saline, and loosened.
  • the obtained cells are washed with a serum-free PRMI 1640 medium (pH 7.2), suspended in the same medium at about 2 ⁇ 10 6 cells / mI, and kept at 35 ° C. Kept.
  • the Sendai virus was further added for about 3 hours.
  • the cells were added at a ratio of 00 hemagglutination value / mI and kept for 20 hours to induce human interferon- ⁇ . This was centrifuged at about 4 ° C and about 1, OOO g to remove the precipitate, and the resulting supernatant was further subjected to microfiltration, and the filtrate was subjected to anti-interferon purification according to a known method. After applying to the column on which the ⁇ antibody is immobilized and removing the non-adsorbed fraction, the adsorbed fraction is eluted and concentrated by membrane to a concentration of about 0.001 w / V%, specific activity of about 2 X 10 8
  • a concentrated solution of 1 U / mg protein was obtained at a yield of about 4 ml per hummus.
  • this product Since this product is easily soluble in water, it should be used as an oral agent or oral agent as an anti-sensitive disease agent such as an antiviral agent, an anti-tumor agent, an anti-rheumatic agent, an anti-immune disease agent, etc. Can be. It can also be used advantageously for test drugs for testing.
  • an anti-sensitive disease agent such as an antiviral agent, an anti-tumor agent, an anti-rheumatic agent, an anti-immune disease agent, etc. Can be. It can also be used advantageously for test drugs for testing.
  • BALL-1 cells were inoculated into EagIe's minimal basic medium ( ⁇ ⁇ 7.4) supplemented with 20% fetal calf serum and incubated at 37 ° C in the usual manner.
  • the suspension was cultured in vitro according to the procedure described above. Resulting et cells were washed with with E ag I e minimal essential medium serum-added (p H 7. 4), was suspended at about 1 X 1 0 7 or Z m I of the same medium.
  • Sendai virus was added at about ,, 000 hemagglutination titer per m I, and kept at 38 ° C. for 1 day to induce and produce the humor necrosis factor ⁇ .
  • Example A 1 kg of the anhydrous crystalline cyclic tetrasaccharide obtained by the method of Example 1 was powdered, passed through 150 mesh, and the humor obtained above ⁇ Necrosis factor — — ⁇ concentrated solution 0.5 ml (approx. 1 X 10 5 JRU) To 100 ml of distilled water After diluting, mix uniformly while spraying, and use a granulator according to a standard method to granulate Tsumo 'Necrosis Factor 11 ⁇ preparation (approx.
  • this product is easily soluble in water, it is used as an oral agent and oral agent as an anti-sensitive disease agent such as an antiviral agent, an anti-tumor agent, an anti-rheumatic agent, an anti-immune disease agent, etc. be able to. It can also be used advantageously for test drugs for testing.
  • the product can be used to treat wounds such as cuts, abrasions, burns, and pickling wounds caused by athlete's foot by applying it to the wound surface, or to gauze or oil paper.
  • the present invention relates to a dehydrating agent containing a non-reducing cyclic tetrasaccharide as an active ingredient.
  • a dehydrating agent containing a non-reducing cyclic tetrasaccharide as an active ingredient.
  • reducing the moisture contained in the atmosphere in the container and further, for example, when reducing the water content of foods, pharmaceuticals, cosmetics, industrial chemicals, these raw materials, or various hydrates such as processing intermediates, etc. It can be used advantageously.
  • Cyclic four with dehydration ability The method of the present invention for converting saccharides to 5-6 hydrous crystalline cyclic tetrasaccharides and dehydrating them to substantially reduce water content does not require severe conditions such as heating and drying.
  • high-quality dehydrated articles can be easily manufactured without deteriorating the quality of foods that easily deteriorate in aroma, pharmaceuticals that are liable to decompose active ingredients, and that are liable to decrease in activity.
  • the obtained dehydrated article can prevent microbial contamination, prevent deterioration such as hydrolysis, rancidity, and browning and deterioration, and can stably maintain the life of the product for a long period of time.
  • the present invention is an invention having such remarkable functions and effects, and is a very significant invention that contributes to the art.

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Description

明 細 書 脱水剤及びそれを用いる含水物の脱水方法並びにその方法で得られ る脱水物品 技術分野
本発明は、 サイクロ {→ 6 ) — α — D—ダルコ ビラノ シルー ( 1 → 3 ) — α — D—ダルコ ピラノシル一 ( 1 → 6 ) — α — D—ダルコ ピラ ノシルー ( 1 → 3 ) — α — D—ダルコビラノシルー ( 1 → } の構造を 有する糖質 (当該糖質を、 その構造にちなんで、 本明細書では、 以下, 「環状四糖」 と称する。) を有効成分とする脱水剤及びそれを用いる 含水物の脱水方法並びにその方法で得られる脱水物品に関する。 背景技術
糖質を用いる脱水方法は、 先に、 本発明者等が、 特開昭 6 2 — 1 3 6 2 4 0号公報、 特開昭 6 2 — 1 5 2 5 3 6号公報、 特開昭 6 2 — 1 5 2 5 3 7号公報、 特開平 6 — 1 7 0 2 2 1 号公報などで開示したよ うに、 無水糖質が、 水分を捕捉して含水結晶に変換される途上に脱水 力を発揮させる方法である。 この方法は、 加熱乾燥などとは違って、 苛酷な条件を必要としないので、 含水物を変質、 劣化させること無く, 脱水物品に変換する特微を有している。
しかしながら、 これら方法のうち、 特開昭 6 2 — 1 5 2 5 3 6号公 報で開示した、 無水グルコース、 無水ガラク 卜一スなどの無水アルド へキソースを用いる場合には、 脱水量が比較的大きいものの還元性糖 質であることから反応性に富み、 アミノ酸、 ペプチ ドなどと褐変反応 を起こし易く、 脱水物品の保存安定性に不安のあることが判明した。 また、 無水アルドへキソースは、 比較的高湿度においても含水結晶-に 変換せず、 脱水力の乏しいことが判明した。 また特開昭 6 2 — 1 3 6 2 4 0号公報で開示した無水マル卜ースを用いる場合や、 特開昭 6 2 一 1 5 2 5 3 7号公報で開示した無水パラチノースを用いる場合に は、 その還元力が弱いものの基本的には還元性糖質であり、 脱水物品 の長期安定性に、 なお不安が残ることが判明した。 その上、 捕捉でき る水分量がどちらの場合も糖質の約 5 w w %と比較的少ないこと から、 脱水剤として多量の無水マル卜ースあるいは無水パラチノース を必要とする欠点のあることも判明した。
一方、 特開昭 6 2 — 1 5 2 5 3 7号公報で開示した無水ラフイ ノー ス、 無水エルロース、 無水メ レチ 卜ースなどの非還元性無水グリ コシ ルフルク 卜シ ドは還元力を持たないためアミノ酸、 ペプチ ドなどとの 褐変反応もなく、 長期保存安定性において優れていると考えられる。 しかしながら、 その分子内に耐酸性の小さいフルク 卜シ ド結合を持つ ていることから、 酸性含水物の脱水剤としては、 必ずしも適していな いことが想定され、 得られる脱水物品の安定性にも不安が残る。 また、 特開平 6 — 1 7 0 2 2 1 号公報で開示した無水 α, ο: — 卜レハロース は還元力を持たないので長期保存安定性に優れており、 さらに捕捉で きる水分量は糖質の約 1 0 w / w %と比較的多いことから脱水剤と して上記の糖質よりも適しているといえる。 しかしながら、 依然とし て多量の無水 α, α — 卜レハロースを必要としているため、 さらに脱 水及び Ζ又は乾燥効率の高い脱水剤が求められている。 発明の開示
本発明者等は、 糖質を用いる脱水方法における欠点を解消すること を目的として、 天然型の非還元性糖質の無水物を検索し、 更に優れた 脱水剤の確立とその利用について鋭意検討を続けてきた。
—方、 本発明者等は、 先に実験室レベルでの製造方法が知られてい た環状四糖を工業レベルで澱粉質を原料と して比較的安価に大量生 産する方法を確立した。 併せて、 環状四糖には少なく とも含水形態と しての 5乃至 6含水結晶及び 1 含水結晶、 及び無水形態としての無水 結晶及び無水非晶質の形態が存在することを明らかにし、 その後の硏 究により、 無水結晶、 Ί 含水結晶及び無水非晶質の環状四糖は水分を 吸収し、 含水形態である 5乃至 6含水結晶に容易に変換し得ることを 発見した。
この特徴を脱水剤に利用すべくさらに研究を重ねたところ、 上記し た無水結晶、 1 含水結晶及び無水非晶質から選ばれる環状四糖は、 優 れた脱水能を有しており、 加えて、 得られる脱水物品が極めて安定で あることから広範囲に適用でき、 従来知られていた糖質よりも脱水剤 として好適であることを見出した。 即ち、 脱水能を有する環状四糖、 つまり無水結晶環状四糖、 1 含水結晶環状四糖及び無水非晶質環状四 糖から選ばれる糖質を含水食品、 含水医薬品などの含水物に含有、 接 触又は共存させて 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させることによ り、 環状四糖の結晶水として多量の水分を捕捉し、 かっきわめて強力 な脱水剤として作用すること、 及び安定性に優れるため酸性含水物を 含めて広範囲の含水物に適用できることを見出し、 風味良好な高品質 の脱水食品や、 高活性で安定な脱水医薬品などの脱水物品を容易に製 造し得ることを確認して、 本発明を完成した。
したがって、 本発明は、 従来、 脱水剤と して全く注目されなかった 環状四糖を選択したものであり、 とりわけ脱水能を有する環状四糖を 脱水剤として含有、 接触又は共存させ、 含水物を脱水する方法は、 本 発明をもって嚆矢とする。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 α —イソマル 卜シル転移酵素反応により得られた糖質を 高速液体クロマ トグラフィ ーにかけたときの溶出パターンを示す図 である。
第 2図は、 α —イソマル卜シル転移酵素反応により得られた環状四 糖の核磁気共鳴スペク トル Η — N M Rスペク トル) を示す図であ る。
第 3 図は、 α —イソマル 卜シル転移酵素反応により得られた環状四 糖の核磁気共鳴スペク トル ( 1 3 C — N M Rスペク トル) を示す図で ある。
第 4図は、 環状四糖の構造が、 サイクロ {→ 6 ) — a — D —ダルコ ピラノシル一 ( 1 → 3 ) — 0;— D —ダルコ ビラノシルー ( 1 → 6 ) — a — D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → 3 ) — a — D —ダルコ ビラノシル ― ( 1 →} であることを示す図である。
第 5図は、 バチルス グロ ビスポルス C 9 由来の a —イソマルトシ ルダルコ糖質生成酵素の酵素活性に及ぼす温度の影響を示す図であ る。
第 6図は、 バチルス グロ ビスポルス C 9 由来の a —イソマルトシ ルダルコ糖質生成酵素の酵素活性に及ぼす p Hの影響を示す図であ る。
第 7國は、 バチルス グロ ビスポルス C 9 由来の a —イソマルトシ ルダルコ糖質生成酵素の温度安定性を示す図である。
第 8図は、 バチルス グロ ビスポルス C 9 由来の a—イソマルトシ ルダルコ糖質生成酵素の p H安定性を示す図である。
第 9 図は、 バチルス グロ ビスポルス C 9 由来の a —イソマル卜シ ル転移酵素の酵素活性に及ぼす温度 影響を示す図である。 第 1 0図は、 バチルス グロ ビスポルス C 9 由来の α —イソマル卜 シル転移酵素の酵素活性に及ぼす ρ Ηの影響を示す図である。
第 1 1 図は、 バチルス グロ ビスポルス C 9由来の α —イソマル卜 シル転移酵素の温度安定性を示す図である。
第 1 2図は、 バチルス グロ ビスポルス C 9由来の α —イソマル卜 シル転移酵素の Ρ Η安定性を示す図である。
第 1 3図は、 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素の酵素活性に及ぼす温度の影響を示す図 である。
第 1 4図は、 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の α—イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素の酵素活性に及ぼす ρ Ηの影響を示す図 である。
第 1 5図は、 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の α—イソマル トシルダルコ糖質生成酵素の温度安定性を示す図である。
第 1 6図は、 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の ο; —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素の ρ Η安定性を示す図である。
第 1 7 図は、 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の α —イソマル 卜シル転移酵素の酵素活性に及ぼす温度の影響を示す図である。
第 1 8図は、 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の α —イソマル 卜シル転移酵素の酵素活性に及ぼす Ρ Ηの影響を示す図である。
第 1 9 図は、 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の α —イソマル 卜シル転移酵素の温度安定性を示す図である。
第 2 0図は、 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の α —イソマル 卜シル転移酵素の ρ Η安定性を示す図である。
第 2 1 図は、 α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素反応により得 られた α —イソマルトシルマル卜 ト リオースの 1 Η - N M Rスぺク 卜 ルを示す図である。
第 2 2図は、 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素反応により得 られた α —イソマル卜シルマルトテ 卜ラオースの 1 H — N M Rスぺク 卜ルを示す図である。
第 2 3図は、 α —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素反応により得 られた α —イソマソレ 卜シルマル卜 トリオースの 1 3 C — N M Rスぺク 卜ルを示す図である。
第 2 4図は、 α —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素反応により得 られた α —イソマソレ 卜シルマル卜テ 卜ラオースの 1 3 C — N M Rスぺ ク 卜ルを示す図である。
第 2 5図は、 5乃至 6含水結晶環状四糖の顕微鏡写真をディスプレ 一上に表示した中間調画像である。
第 2 6図は、 5乃至 6含水結晶環状四糖状粉末を粉末 X線回折法で 解析したときの回折スぺク 卜ルを示す図である。
第 2 7 図は、 5乃至 6含水結晶環状四糖状粉末を熱重量測定したと きの熱重量曲線を示す図である。
第 2 8図は、 本発明の 1 含水結晶環状四糖粉末を粉末 X線回折法で 解析したときの回折スぺク トルを示す図である。
第 2 9 図は、 本発明の 1 含水結晶環状四糖粉末を熱重量測定したと きの熱重量曲線を示す図である。
第 3 0図は、 5乃至 6含水結晶環状四糖粉末を 4 0 °Cで真空乾燥し て得られる無水結晶環状四糖粉末を粉末 X線回折法で解析したとき の回折スぺク トルを示す図である。
第 3 1 図は、 5乃至 6含水結晶環状四糖粉末を 1 2 0 °Cで真空乾燥 して得られる無水結晶環状四糖粉末を粉末 X線回折法で解析したと きの回折スぺク 卜ルを示す図である。 第 3 2図は、 本発明の無水結晶環状四糖粉末を熱重量測定したとき の熱重量曲線を示す図である。
第 3 3図は、 環状四糖水溶液を凍結乾燥及び真空乾燥して得られる 無水非晶質環状四糖粉末を粉末 X線回折法で解析したときの回折ス ぺク 卜ルを示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明における含水物の脱水方法は、 水分を含有しているもの、 と りわけ、 結晶水のような結合水分とは違った遊離水分を含有している ものの脱水方法として好ましく、 例えば、 本発明の脱水剤を乾燥食品 などを封入した防湿容器内に共存させることで、 雰囲気に含まれる水 分を低減する場合、 更には、 例えば、 食品、 医薬品、 化粧品、 工業化 学品、 これらの原材料又は加工中間物など各種含水物に含有若しくは 接触させることで、 含水物の遊離水分を低減させる場合などに有利に 適用できる。
これら含水物に脱水能を有する環状四糖を含有、 接触又は共存させ ると、 脱水能を有する環状四糖は、 その重量の約 1 1 乃至 1 5 w / w % (以下、 本明細書では、 特にことわらない限り、 「w Z w % J を 単に Γ %」 と略記する。) もの水分を 5乃至 6含水結晶環状四糖の結 晶水として含水物から強力に取り込み (この値は無水マル トースの場 合の 2 . 2乃至 3倍量、 若しく は無水 α, α — トレ八ロースの場合の 1 . 1 乃至 1 . 5倍量に相当する。)、 含水物の水分を実質的に低減し、 脱水及び/又は乾燥できる。
例えば、 味付け海苔、 ク ッキーなどの乾燥食品を封入した防湿容器 内に、 紙製などの透湿小袋に充填した脱水能を有する環状四糖を共存 させておく ことにより、 容器内の相対湿度を極度に低減させ、 乾燥食 品、 粉末状物などを高品質かつ安定に長期間維持し得ることが判明し た。 この際、 脱水能を有する環状四糖は、 水分を捕捉して 5乃至 6含 水結晶環状四糖に変換される途上及び変換された後においても、 ベと ついたり、 流れたりすることがなく、 乾燥食品や防湿容器を汚染する 心配はない。
さらに、 例えば、 プランディー、 食酢、 ローヤルゼリー、 生ク リ ー 厶、 マヨネーズなどの液状、 ペース ト状などの高水分食品の場合には、 脱水能を有する環状四糖を含有させて、 5乃至 6含水結晶環状四糖に 変換させることにより、 実質的に水分の低減された高品質の脱水食品、 例えば、 マスキッ 卜状、 粉末状などの食品をきわめて容易に製造する ことができる。
この場合、 脱水能を.有する環状四糖が食品原材料などに含まれる水 分を充分に脱水可能な量以上加えられると、 脱水能を有する環状四糖 の一部が 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換される。 この結果、 本発明 により得られた脱水食品は、 遊離水分が減少しているので、 微生物汚 染、 加水分解、 酸敗、 褐変などによる変質、 劣化を防止し、 風味良好 で高品質な商品を長期に安定に維持し得る。
本発明の脱水方法は、 環状四糖が非還元性糖質で安定であり、 かつ、 加熱乾燥などの苛酷な条件を必要としないので、 液状又はペース 卜状 の高水分食品を変質、 劣化させることなく、 風味良好で、 水分の低減 された脱水食品に容易に変換し得る特徴を有している。 また、 環状四 糖自体は、 蔗糖の約 2 0 %の甘味度を持つ、 無毒、 無害の甘味料であ り、 なんら危険性はない。
また、 リ ンホカイン、 抗生物質などの水溶液、 薬用人参エキス、 ス ツボンエキスなどのペース ト状医薬品の場合にも、 これらに脱水能を 有する環状四糖を含有させて、 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させ ることにより、 実質的に水分の低減された高品質の脱水医薬品、 例え ば、 マスキッ ト状、 粉末状などの医薬品をきわめて容易に製造するこ とができる。 この方法は、 加熱乾燥などの苛酷な条件を必要とせず、 また、 脱水能を有する環状四糖が脱水剤としてのみならず、 医薬品の 有効成分の安定剤としても作用するので、 高品質で安定な脱水医薬品 を製造することができる。
例えば、 バイアル瓶に、 充分量の脱水能を有する環状四糖を採り、 これに、 例えば、 リ ンホカイン、 ホルモンなどの生理活性物質を含有 する水溶液を加え、 密栓して固形製剤などを製造することも有利に実 施できる。 この場合には、 脱水能を有する環状四糖が、 生理活性物質 を含有する水溶液を脱水することは勿論のこと、 バイアル瓶内の雰囲 気を防湿乾燥し得る。 このようにして得られる脱水固形医薬品は、 そ の製造工程が容易であるだけでなく、 その高品質を長期に安定に維持 し得ること、 更には、 使用時に水に速やかに溶解するなどの特徴を有 している。
また、 充分量の脱水能を有する環状四糖を撹拌しながら、 これに生 理活性物質を含有する水溶液の所定量を混合し、 得られる粉末をその まま容器に封入して、 高品質で安定な固体製剤にすることも、 更に、 この粉末を、 常法にしたがって顆粒、 錠剤などに成形して利用するこ とも有利に実施できる。
本発明の脱水能を有する環状四糖を用いる脱水剤は、 従来知られて いるシリカゲル、 酸化カルシウムなどの脱水剤とは違って、 可食性で あり、 経口摂取されて難消化性で無力口 リー乃至低カロ リーの糖質脱 水剤であるのみならず、 各種生理活性物質などの安定剤としても有利 に利用できる。
本発明で用いる環状四糖及び脱水能を有する環状四糖は、 その由来、 製法については問わない。 また、 脱フ k能を有する環状四糖としては、 後述のように、 環状四糖の無水物である無水結晶環状四糖及び無水非 晶質環状四糖が水分を取り込み 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換さ れることから好適である。 同様に 1 含水結晶環状四糖もまた水分を取 りこみ 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換され、 含水物の脱水作用を発 揮する。 よって、 本発明で用いる脱水能を有する環状四糖はその完全 な無水物に限らず、 例えば、 含水結晶物であっても脱水能を有するも のであれば有利に用いることができる。 したがって、 本発明の脱水能 を有する環状四糖を定義するには、 それに含まれる水分量で判断する ことができ、 その水分量はカール · フィ ッシヤー法などの公知技術に よつて測定できる。 本発明の脱水剤の有効成分である環状四糖に含ま れる水分量は、 当然、 少ないほどよく、 好ましくは 4 %未満、 さらに 好ましくは 3 %未満である。 4 %以上 1 0 %未満の水分を含有してい る場合は脱水能を有しているものの脱水剤と しての機能及び効率が 低下する。
本発明者等は、 本発明に先立って脱水能を有する環状四糖、 とりわ け、 無水結晶環状四糖、 1 含水結晶環状四糖、 及び無水非晶質環状四 糖の製造方法について研究した。
まず、 環状四糖の製造方法としては、 例えば、 『ョ一口 ピアン · ジ ヤーナル ' 才ブ ' ノ ィォケミス トリ一 ( E u r o p i a n J o u r n a I o f B i o c h e m i s t r y )』、 第 2 2 6巻、 6 4 1 乃 至 6 4 8 ( 1 9 9 4年) で開示されたアルテルナン ( a I t e r n a n ) に加水分解酵素アルテルナナ一ゼ ( a I t e r n a n a s e ) を 作用させる製造方法の他に、 本発明者等が、 先に特願 2 0 0 0 — 2 2 9 5 5 7号明細書及び特願 2 0 0 0 - 2 3 4 9 3 7号明細書に開示 した、 澱粉を用いて製造したパノースを α—イソマル卜シル転移酵素 によって環状四糖に変換して製造する方法、 及び澱粉を α—イソマルトシルダルコ糖 質生成酵素及び 一イソマル卜シル転移 «を組み合わせて環状四糖を製造する方法 などの澱粉質を原料とした酵素法による製造方法がある。 さらに、 これら先願明細書 に記載したように、 本発明者等は、 環状四糖の製造方法として、 アルテルナンよりも 豊富で安価である澱粉質を原料とした酵素法による方法が、 高効率かつ安価に製造で きることから、 工業的に有利に実施できることを明らかにし、 更に、 環状四糖の形態 として5乃至6含水結晶、 無水結晶、 1含水結晶、 無水非晶質などが 在することも 初めて明らかにした。
なお、 α—ィソマルトシルダルコ糖質生成酵素及び α—ィソマルトシル転移酵素を 産生する微生物として、 平成 1 2年 4月 2 5日付けで、 日本国茨城県つくば市東 1丁 目 1番地 1 中央第 6所在の独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センタ 一に、 受託番号 F E RM Β Ρ— 7 1 4 3として寄託されているバチルス グロビス ポルス C 9株、 及び、 平成 1 2年 4月 2 5日付けで、 日本国茨城県つくば市東 1丁目 1番地 1 中央第 6所在の独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センタ一 に、 受託番号 F E RM B P— 7 1 4 4として寄託されているバチルス グロビスポ ルス C 1 1株が挙げられる。
次に、 本発明者等は、 無水結晶環状四糖粉末の製造方法について検討し、 その方法 を確立した。 即ち、 その方法は、 例えば、 前述の方法で澱粉質から瞧法により得た 環状四糖水溶液を、 水分約 1 5 %未満、 望ましくは、 2. 0 %以上"! 20/0未満の高濃 度シラップとし、 このシラップを無水結晶環状四糖の種晶共存下で 5 0乃至 1 8 0°C の温度範囲に維持しつつ、 無水結晶環状四糖を晶出させ粉末化して itする。
また、 1含水結晶環状四糖粉末を製造するには、 例えば、 5乃至 6含水結晶環状四 糖粉末をさらに約 1 0 0乃至 1 8 0°Cの温度で適度に乾燥して製造する。
さらに、 無水非晶質環状四糖粉末を製造するには、 例えば、 前述の方法で得た環状 四糖水溶液を、 例えば、 凍結乾燥及び約"! 0 0乃至 1 8 0°Cの温度で常圧乾燥又は真 空乾燥した後、粉砕して製造する。また、当該環状四糖水溶液を濃度約 4 0乃至 8 5 % のシラップとして、 凍結乾燥及び真空乾燥した後、 粉砕して製造するか、 又は、 高圧 ノズル法又は回転円盤法などの噴霧乾燥法によリ粉末を直接製造することもできる。 粉末化の方法としては、 上記の噴霧乾燥法以外にも、 例えば、 プロ ック粉砕方法、 押出造粒方法、 流動造粒方法などの公知の方法を適宜 採用すればよい。
このようにして製造される本発明の脱水能を有する環状四糖粉末 は、 上品な低甘味を有する非還元性の流動性を有する白色粉末で、 そ の水分含量は低く実質的に無水で、 カール · フィ ッシャー法により、 通常、 4 %未満、 好ましく は 3 %未満である。 さらにその形態は無水 結晶粉末、 Ί 含水結晶粉末又は無水非晶質粉末とすることも可能であ る。
本発明の脱水能を有する環状四糖粉末は、 用途に応じて粒径をサイ ズ分けを利用することも有利に実施できる。 例えば、 医薬品のような 少量の分封若しくは錠剤などを製造する場合では、 粒径が小さいほど 有効成分が均一に分散されるため、 好都合である。 本発明の脱水剤の 粉末の粒径はメ ッシュなどを用いた通常行われている分級手段によ つて、 適宜選択でき、 通常、 2 0 ii m乃至 5 0 0 t m、 好ましくは 5 Ο ΓΤΙ乃至 2 0 0 mも有利に調製できる。
更に、 本発明でいう脱水能を有する環状四糖粉末は、 5乃至 6含水 結晶環状四糖に変換され強力な脱水作用を発揮する実質的な無水物 であればよく、 例えば、 脱水能を有する環状四糖の 5乃至 6含水結晶 環状四糖への変換を促進し脱水剤としての効果を高めるため、 種晶と してできるだけ少量、 通常 5 %未満、 望ましくは、 1 %未満の 5乃至 6含水結晶環状四糖を脱水剤に混合させた粉末を利用することも有 利に実施できる。
このようにして得られる脱水能を有する環状四糖粉末は、 これを、 例えば、 食品、 医薬品、 化粧品、 工業化学品などの含水物に含有させ ると、 それに含まれる遊離水分を 5乃至 6含水結晶環状四糖の結晶水 として捕捉し、 固定し、 含水物に対して強力な脱水剤として作用する。 本発明の脱水剤が有利に適用できる場合として、 防湿容器内に共存 させて、 防湿容器内の雰囲気を除湿、 乾燥する場合、 または、 加熱乾 燥、 真空乾燥などの工程で変質、 劣化を伴い易い含水物又は乾燥困難 な含水物に含有若しくは接触させることで、 高品質のマスキッ 卜状、 粉末状、 固体状などの脱水物品を製造する場合などがある。
本発明の脱水剤を除湿、 乾燥する場合に適用する場合としては、 例 えば、 味付け海苔、 クッキーなどの吸湿防止に利用できる。 更には、 吸湿して固結し易い粉末状物、 例えば、 米粉、 小麦粉, 大豆粉などの 穀粉、 はつたい粉、 きな粉、 すり ゴマなどの加工穀粉、 プリ ンミック ス粉、 ホッ トケーキミックス粉などのプレミックス粉、 食塩、 砂糖な どの微細結晶調味料、 粉末醤油、 粉末味噌、 粉末寿司酢、 粉末ダシの 素、 粉末複合調味料などの粉末調味料、 粉末パプリカ、 粉末にんにく、 粉末シナモン、 粉末ナツメグ、 粉末ペパー、 粉末セージなどの粉末香 辛料、 粉末酵母エキス、 粉末ミルク、 粉末ヨーグルト、 粉末チーズ、 粉末ジュース、 粉末ハープ、 粉末ビタミン、 顆粒スープ、 顆粒ブイョ ン、 魚粉、 血粉、 骨粉、 粉末乳酸菌剤、 粉末酵素剤、 顆粒消化剤など の粉末状物品に脱水能を有する環状四糖を配合して包装封入するこ とにより、 包装容器内の相対湿度を低減させ、 粉末状物品の付着、 固 結を防止できるので、 製造直後の流動性良好な高品質を長期間維持す るなどの目的にも利用することができる。
また、 本発明の脱水剤を含水物を脱水する場合に適用させる場合と しては、 例えば、 動物、 植物、 微生物由来の器官、 組織、 細胞、 摩砕 物、 抽出物、 成分、 又はこれらからの調製物など各種含水物を脱水す る場合に有利に利用できる。
例えば、 食品、 その原材料又は加工中間物の場合には、 生果、 ジュ —ス、 野菜エキス、 豆乳、 ゴマペース 卜、 ナッツペース 卜、 生あん、 糊化澱粉ペース 卜、 小麦粉などの農産品、 ゥニペース 卜、 力キエキス、 イワシペース 卜などの水産品、 生卵、 レシチン、 牛乳、 乳清、 生ク リ ー厶、 ヨーグル ト、 バター、 チーズ、 などの畜産品、 メ一プルシラッ プ、 蜂蜜、 味噌、 醤油、 マヨネーズ、 ドレッシング、 カツ才エキス、 ミー 卜エキス、 昆布エキス、 チキンエキス、 ビーフエキス、 酵母ェキ ス、 きのこエキス、 甘草エキス、 ステビアエキス、 これらの酵素処理 物、 漬物用調味液などの含水調味料、 日本酒、 ワイン、 ブランディー、 ウィスキー、 薬用酒などの酒類、 緑茶、 紅茶、 コーヒーなどの嗜好飲 料、 八ッ力、 ヮサビ、 ニンニク、 力ラシ、 サンショ ウ、 シナモン、 セ ージ、 ローレル、 ペパー、 柑橘類などから抽出される含水香辛料、 セ ィヨウァカネ、 ベニノキ、 ゥコン、 パプリカ、 レッ ドビー 卜、 ベニバ ナ、 クチナシ、 サフラン、 紅麹菌などから抽出される含水着色料、 シ ョ糖脂肪酸エステル、 グリセリ ン脂肪酸エステル及びソルビタン脂肪 酸エステルなどから調製される含水乳化剤、 燻液、 醱酵液などの保存 料などの液状乃至ペース 卜状物から安定で風味良好な脱水食品を容 易に製造することができる。
このようにして得られた脱水食品、 例えば、 粉末農水畜産品、 粉末 油脂、 粉末香料、 粉末着色料、 粉末乳化剤、 粉末保存料などは、 風味 良好な天然型バルクフレーバーなどとして、 マヨネーズ、 スープの素 などの調味料、 ハー ドキャンディー、 ケーキ、 などの菓子類、 ホッ ト ケーキミ ックス、 即席ジュースなどのプレミ ックスなども各種飲食物 の加工材料として有利に使用することができる。
また、 本発明の脱水剤を医薬品、 その原料又は加工中間物の場合に 適用させる場合としては、 インターフェロン一 α, インターフェロン 一 β , インターフェロンー ァ、 ッモア · ネクロシス · ファクタ—— , ッモア ■ ネクロシス · ファクタ—— )8、 マクロファージ遊走阻止因子、 コロニー刺激因子、 トランスファーファクター、 インターロイキン I I などのリ ンホカイン含有液、 インシュリ ン、 成長ホルモン、 プロラ クチン、 エリ 卜ロポェチン、 卵細胞刺激ホルモンなどのホルモン含有 液、 B C Gワクチン、 日本脳炎ワクチン、 はしかワクチン、 ポリオ生 ワクチン、 痘苗、 破傷風卜キソイ ド、 ハブ抗毒素、 ヒ ト免疫グロプリ ンなどの生物製剤含有液、 ペニシリ ン、 エリスロマイシン、 クロラム フエニコ一ル、 テトラサイク リン、 ス トレプトマイシン、 硫酸カナマ イシンなどの抗生物質含有液、 チアミン、 リボフラビン、 L一ァスコ ルビン 、 肝油、 カロチノイ ド、 エルゴステロール、 卜コフエロール などのビタミン含有液、 リパーゼ、 エラス夕一ゼ、 ゥロキナーゼ、 プ 口テアーゼ、 一アミラーゼ、 イソアミラーゼ、 グルカナーゼ、 ラク ターゼなどの酵素含有液、 薬用人参エキス、 スツボンエキス、 クロ レ ラエキス、 アロエエキス、 プロポリスエキスなどのェキス類、 ウィル ス、 乳酸菌、 酵母などの生菌ペース ト、 ローヤルゼリーなどの液状乃 至ペース 卜状物も、 その有効成分、 活性を失うことなく、 安定で高品 質の脱水医薬品、 脱水健康食品などを容易に製造できる。
また、 本発明の脱水剤を化粧品、 その原料又は加工中間物の場合に 適用させる場合には、 前記食品、 医薬品の場合と同様に、 生卵、 レシ チン、 生ク リーム、 ハチミツ、 甘草エキス、 香料、 着色料、 酵素など を脱水すれば、 高品質の脱水化粧品が容易に得られる。 本化粧品は、 美肌剤、 美毛剤、 育毛剤などとして有利に利用できる。
また、 本発明の脱水剤を脱水物品として酵素の場合に適用させる場 合には、 食品、 医薬品、 工業原料などの加工用触媒として、 また、 治 療剤、 消化剤などとして、 更には酵素洗剤などとしても有利に利用で さる。 .
含水物に脱水能を有する環状四糖を含有、 接触又は共存させる方法 としては、 目的の脱水物品が完成されるまでに、 例えば、 混和、 混捏、 溶解、 浸透、 散布、 塗布、 噴霧、 注入などの公知の方法が、 適宜に選 ばれる。
含水物に対する脱水能を有する環状四糖を含有、 接触又は共存させ る量は、 含水物に含まれる水分量と、 目的とする脱水物品の性状によ つても変わり、 必要ならば、 含水物を他の公知の方法で部分的に脱水 又は濃縮した後に、 脱水能を有する環状四糖を含有、 接触又は共存さ せてもよく、 通常、 含水物 1 重量部に対して、 0 . 0 0 1 乃至 2 0 0 重量部、 望ましくは 0 . 0 1 乃至 5 0重量部である。
本発明で得られる脱水物品、 例えば、 食品、 医薬品、 化粧品などは 品質を更に向上させるために、 適宜な着香料、 着色料、 呈味料、 安定 剤、 増量剤などを併用することも有利に実施できる。 と りわけ、 安定 剤について、 本発明が脱水能を有する環状四糖による強力な脱水方法 であることから、 抗酸化剤などの低分子化合物に限る必要はなく、 従 来、 乾燥が困難とされていた水溶性高分子化合物、 例えば、 可溶性澱 粉、 デキストリ ン、 プルラン、 エルシナン、 デキス トラン、 ザンタン ガム、 アラビアガム、 ローカス 卜ビーンガム、 グァガム、 卜ラガン卜 ガム、 タマリ ン ドガ厶、 カルボキシメチルセルロース、 ヒ ドロキシェ チルセルロース、 ぺクチン、 寒天、 ゼラチン、 アルブミン、 カゼイン などの物質も安定剤として有利に利用できる。
これら水溶性高分子化合物を用いる場合には、 例えば、 液状乃至べ 一ス ト状含水物に、 予め水溶性高分子化合物を均一に溶解させ、 つい で、 これに脱水能を有する環状四糖を混和、 混捏などの方法で均一に 含有させることにより、 微細な 5乃至 6含水結晶環状四糖を析出させ た脱水物品が得られる。
本品は含水物由来の香気成分、 有効成分などが高分子化合物の皮膜 で被膜されているか、 又は、 該皮膜で囲まれたマイクロカプセル中に 微細な 5乃至 6含水結晶環状四糖とともに内包されるか、 更には、 香 気成分、 有効成分などが環状四糖と包接化合物を形成して安定化され ており、 その揮散、 品質劣化が防止されることから、 含水物由来の香 気成分、 有効成分の安定保持に極めて優れている。 この際、 必要なら ば水溶性高分子として、 香気成分などと包接化合物を形成する α—、 β 一又は Τ ーシクロデキス 卜 リ ンを併用することも有利に実施でき る。
シクロデキス卜リ ンとしては、 高純度の物に限る必要はなく、 乾燥 しにく く粉末化の困難な低純度のシクロデキス トリン、 例えば、 多量 のマル 卜デキス 卜リ ンとともに各種シクロデキス ト リ ンを含有した 水飴状の澱粉部分加水分解物、 更にはシクロデキス 卜リ ンのダルコ一 ス誘導体なども有利に利用できる。
本発明の脱水物品、 とりわけ、 粉末状物品を製造する方法は、 種々 の方法が採用できる。 例えば、 食品、 医薬品、 化粧品、 それらの原材 料又は加工中間物などの比較的高水分の含水物に、 脱水能を有する環 状四糖を脱水物品の総重量当り水分約 5 0 %以下、 望ましくは 1 0乃 至 4 0 %になるように均一に含有させた後、 バッ 卜などに約 0 . 1 乃 至 5 日間、 約 1 0乃至 5 0 °C、 例えば、 室温に放置し、 5乃至 6含水 結晶環状四糖に変換させて、 例えばブロック状に固化し、 これを切削、 粉砕などの方法により製造すればよい。 必要ならば、 切削、 粉砕など の粉末化工程の後に乾燥工程、 分級工程などを加えることもできる。
また、 噴霧する方法などにより、 直接、 粉末品を製造することがで きる。 例えば、 脱水能を有する環状四糖粉末を流動させながら、 これ に液状乃至ペース ト状の含水物を所定量噴霧して、 接触させて造粒し、 ついで、 必要に応じて約 3 0乃至 6 0 °Cで約 0 . 1 乃至 1 0時間熟成 して、 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させるか、 又は、 脱水能を有 する環状四糖を液状乃至ペース 卜状含水物に混和、 混捏などした後、 これを、 直ちに、 若しく は、 5乃至 6含水結晶環状四糖への変換を開 始させて、 噴霧して得られる粉末品を、 必要に応じて同様に熟成し、 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させる方法は、 粉末状脱水物品を大 量生産する方法として好適である。
このようにして得られた粉末状脱水物品は、 そのままで、 又は必要 に応じて、 増量剤、 賦形剤、 結合剤、 安定剤などを併用して、 更には、 顆粒、 錠剤、 カプセル剤、 棒状、 板状、 立方体形など適宜な形状に成 型して利用することも自由にできる。
また、 一般に、 澱粉は、 その膨潤、 糊化のために、 多量の水分を必 要としている。 したがって、 糊化澱粉は極めて微生物汚染を受けやす い。 脱水能を有する環状四糖は、 このような糊化澱粉の脱水剤として も有効に利用できる。 例えば、 求肥などの糊化澱粉は、 これに脱水能 を有する環状四糖を含有させ 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させ ることにより、 実質的に水分が低減され、 微生物汚染を防止すること ができる。
さらに、 脱水能を有する環状四糖は、 糊化澱粉に対して容易に均一 に混和し、 後述するように老化防止剤としても作用することから、 糊 化澱粉を含有する各種加工食品の商品寿命を大幅に延長することが できる。
また、 脱水能を有する環状四糖は、 例えば、 皮むきバナナ、 オレン ジ、 スライスした蒸し芋、 開いた鰺、 秋刀魚、 生麵、 ゆで麵、 餅菓子 などの表面に微生物汚染を受けやすい高水分含有食品に用いられる 場合には、 その表面に、 例えば、 脱水能を有する環状四糖粉末をまぶ して接触させ、 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させ、 その表面の水 分を実質的に低減し、 これら食品の日持ちを向上し、 品質を改良する ことから食品の防腐剤、 安定剤、 品質改良剤などとして有利に利用で きる。 この際、 必要ならば、 例えば、 乳酸、 クェン酸、 エタノールな どを併用して、 また、 真空包装、 ガス充填包装、 冷蔵などして、 その 商品寿命を更に延長させることも自由である。
また、 脱水能を有する環状四糖は、 アルコールに対し高い親和力を 示す。 この性質から、 メタノール、 エタノール、 ブタノール、 プロピ レングリ コール、 グリセリ ン、 ポリエチレングリ コールなどのアルコ ール又はアルコール可溶物などに含まれる水分の脱水剤と しても有 利に利用できる。
例えば、 清酒、 焼酎、 ワイン、 ブランディー、 ウィスキー、 ゥ才ッ 力などの酒類を脱水能を有する環状四糖で脱水し、 生成した 5乃至 6 含水結晶環状四糖にその有効成分、 香気などを保持したマスキッ 卜状、 粉末状などとして有利に製造することができる。 このようにして製造 した粉末酒類は菓子、 プレミックスなどに利用でき、 水で復元して飲 用に供することもできる。
本発明の脱水能を有する環状四糖は、 脱水剤、 安定剤としてだけで なく、 脱水物品中に含有させることで、 上品な甘味質、 ボディー、 適 度な粘度付与剤などと しての効果をも発揮することができる。
また、 ヨウ素などのアルコール溶液を脱水能を有する環状四糖と混 合し、 これに水溶性高分子などを含有する水溶液に加えて 5乃至 6含 水結晶環状四糖に変換させることにより、 ヨウ素などの有効成分を揮 発、 変質させることなく安定に保持し、 かつ、 適度の粘度、 延び、 付 着性を有するマスキッ ト状の膏薬などを製造することも有利に実施 できる。
また脱水能を有する環状四糖に含水油溶性物質、 乳化物、 ラテック スなどを含浸、 混合などして脱水能を有する環状四糖を 5乃至 6含水 結晶環状四糖に変換させ、 粉末状の油脂、 香辛料、 香料、 着色料など の食品、 化粧品、 粉末状のビタミン、 ホルモンなどの医薬品などを製 造することも有利に実施できる。
この場合には、 脱水能を有する環状四糖は脱水剤としてのみならず、 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換した後においても、 安定剤、 保持剤、 賦形剤、 担体などとしても作用する。
また、 チョ コレー ト、 ク リームなどの水分を嫌う油溶性物質含有食 品の場合にも、 脱水能を有する環状四糖は有利に利用される。 この場 合には、 脱水剤としてのみならず、 加工適性、 口溶け、 風味などが良 好になることに利用される。 更に、 得られた製品は、 その高品質を長 期にわたって安定に維持し得る特徴を有している。
以上述べたように、 本発明の非還元性糖質である脱水能を有する環 状四糖が各種含水物の水分を強力に脱水する、 加えて、 得られる脱水 物品が極めて安定であることを見いだしたことによって達成された ものであり、 その脱水能を有する環状四糖を脱水剤として利用するこ とにより、 液状乃至ペース 卜状などの含水物から、 環状四糖の特徴で ある包接作用によって、 その風味、 香気を劣化、 揮散させることなく 、 水分の低減された高品質の食品、 化粧品や、 また、 その有効成分、 活 性を分解低下させることなく、 水分の低減された高品質の医薬品、 化 粧品などを有利に製造することができる。
次に本発明の脱水剤の使用例について述べる。
脱水能を有する環状四糖は低甘味であって、 虫歯誘発、 血中コレス テロール及びノ又は血糖値の上昇などの懸念がない調味料と しても 使用することができる。 必要ならば、 例えば、 粉飴、 ぶどう糖、 異性 化糖、 砂糖、 麦芽糖、 α, α — 卜レハロース、 蜂蜜、 メープルシュガ 一、 ソルビ トール、 マルチトール、 ジヒ ドロカルコン、 ステビオシ ド、 a—グリ コシルステビオシ ド、 ラカン力甘味物、 グリチルリチン、 ソ 一マチン、 L ーァスパラチルフエ二ルァラニンメチルエステル、 ァセ スルファム K、 スクラロース、 サッカリ ン、 グリ シン、 ァラニンなど のような他の甘味料と、 また、 デキス 卜 リ ン、 澱粉、 乳糖などのよう な増量剤と混合して使用することもできる。
脱水能を有する環状四糖は、 非還元性糖質であって環状四糖本来の 上品な低甘味を有し、 酸味、 塩から味、 渋味、 旨味、 苦味などの他の 呈味を有する各種の物質とよく調和し、 耐酸性、 耐熱性も大きいので、 —般食品への脱水剤としてのみならず、 甘味付に、 また呈味改良、 品 質改良、 風味改善などに利用することも有利に実施できる。
例えば、 醤油、 粉末醤油、 味噌、 粉末味噌、 もろみ、 ひしお、 フリ カケ、 マヨネーズ、 ドレッシング、 食酢、 三杯酢、 粉末すし酢、 中華 の素、 天つゆ、 麵つゆ、 ソース、 ケチャップ、 焼き肉のタレ、 カ レー ルゥ、 シチューの素、 スープの素、 ダシの素、 複合調味料、 みりん、 新みりん、 テーブルシュガー、 コーヒーシュガーなど各種調味料への 脱水剤として、 更には、 甘味料、 呈味改良剤、 品質改良剤、 風味改良 剤などとして使用することも有利に実施できる。 また、 例えば、 せん ベい、 あられ、 おこ し、 求肥、 餅類、 まんじゅう、 ういろう、 あん類、 羊羹、 水羊羹、 錦玉、 ゼリー、 カステラ、 飴玉などの各種和菓子、 パ ン、 ビスケッ ト、 クラッカー、 クッキー、 パイ、 プリ ン、 バタ一ク リ ー厶、 カスター ドク リーム、 シュークリーム、 ワッフル、 スポンジケ —キ、 ドーナツ、 チョ コ レー 卜、 チューインガム、 キャラメル、 ヌガ 一、 キャンディーなどの各種洋菓子、 アイスク リーム、 シャーベッ ト などの氷菓、 果実のシロップ漬、 氷蜜などのシロ ップ類、 フラワーぺ ース 卜、 ピーナッツペース ト、 フルーツペース トなどのペース 卜類、 ジャム、 マーマレー ド、 シロップ漬、 糖果などの果実、 野菜の加工食 品類、 福神漬け、 べつたら漬、 千枚漬、 らつきよ う漬などの漬物類、 たくあん潰の素、 白菜潰の素などの漬物の素類、 八厶、 ソーセージな どの畜肉製品類、 魚肉八厶、 魚肉ソーセージ、 力マボコ、 チクヮ、 天 ぶらなどの魚肉製品、 ゥニ、 イカの塩辛、 酢コンブ、 さきするめ、 ふ ぐのみりん干し、 タラ、 タイ、 ェビなどの田麩などの各種珍味類、 海 苔、 山菜、 するめ、 小魚、 貝などで製造される佃煮類、 煮豆、 ポテ ト サラダ、 コンブ巻などの惣菜食品、 乳製品、 魚肉、 畜肉、 果実、 野菜 の瓶詰、 缶詰類、 合成酒、 増醸酒、 果実酒、 酒などの酒類、 珈琲、 コ コア、 ジュース、 炭酸飲料、 乳酸飲料、 乳酸菌飲料などの清涼飲料水、 プリ ンミックス、 ホッ トケーキミックス、 即席ジュース、 即席コーヒ 一、 即席しるこ、 即席スープなどの即席飲料などの各種食品への脱水 剤として、 更には甘味料、 呈味改良剤、 品質改良剤、 風味改善などと して利用することも有利に実施できる。
以下、 本発明で用いられる環状四糖の製造方法及び性質について述 ベる。
実験 1 培養物からの環状四糖の調製
澱粉部分分解物 (商品名 『パインデックス # 1 』、 松谷化学株式会 社製造) 5 w / V % , 酵母抽出物 (商品名 『アサヒミース 卜』、 アサ ヒビール株式会社製造) 1 . 5 w/ v %、 リ ン酸二カ リ ウム 0. l w / %、 リ ン酸一ナ トリ ウム 1 2含水塩 0. 0 6 w/ v %、 硫酸マグ ネシゥ厶 7含水塩 0. 0 5 w / V %、 及び水からなる液体培地を、 5 0 0 m l 容三角フラスコに 1 0 0 m l を入れ、 才一 卜ク レーブで 1 2 1 °C、 2 0分間滅菌し、 冷却して、 バチルス グロ ビスポルス C 9 ( F E R M B P— 7 1 4 3 ) を接種し、 2 7 °C、 2 3 0 r p mで 4 8時間回転振盪培養した後、 遠心分離して菌体を除き培養上清を得た。 さらに、 その培養上清を才ー 卜ク レープ ( 1 2 0 °C、 1 5分間) し、 放冷した後、 不溶物を遠心分離して除き上清を回収した。
得られた上清中の糖質を調べるため、 展開溶媒として n —ブ夕ノー ル、 ピリ ジン、 水混液 (容量比 6 : 4 : 1 )、 薄層プレー 卜としてメ ルク社製 『キーゼルゲル 6 0』 (アルミプレー 卜、 2 0 X 2 0 c m ) を用い 2 回展開するシリカゲル薄層クロマ トグラフィー (以下、 Γ T L C」 と略す。) を行ない、 上清中の糖質を分離した。 検出法として、 分離した全糖質を硫酸一メタノール法で発色し、 また、 還元糖質をジ フエニルァミンーァニリ ン法で発色して調べたところ、 R f 値が約 0 . 3 1 の位置に硫酸—メタノール法で陽性、 かつ、 ジフエニルァミン一 ァニリ ン法で陰性の非還元性糖質が検出された。
先に得た上清約 9 0 m I を p H 5 . 0、 温度 4 5 °Cに調整した後、 —ダルコシダーゼ (商品名 『 卜ランスダルコシダーゼし Γァマノ」』、 ァマノ製薬株式会社製造) を固形物 1 グラム当り 1 , 5 0 0単位とグ ルコアミラーゼ (ナガセ生化学工業株式会社製造) を固形物 1 グラム 当り 7 5単位添加して 2 4時間処理し、 続いて、 水酸化ナ トリ ウムで 1~1を 1 2 に調整し 2時間煮沸して、 残存する還元糖を分解した。 不 溶物を濾過して除去した後、 三菱化学製イオン交換樹脂 『ダイアイ才 ン P K 2 1 8』 と 『ダイアイ才ン W A 3 0』 を用いて脱色、 脱塩し、 さ らに、 三菱化学製カチオン交換樹脂 『ダイアイオン S K — 1 B』 と オルガノ製ァ二オン交換樹脂 『 I R A 4 1 1 』 で再度脱塩し、 活性炭 で脱色し、 精密濾過した後、 エバポレー夕で濃縮し凍結真空乾燥して 固形物として約 0 . 6 gの糖質粉末を得た。
得られた糖質の組成を高速液体クロマ トグラフィー法 (以下、 H P L Cと略称する。) で調べたところ、 國 1 に示すよう に、 溶出時間 1 0 . 8 4分に単一ピークのみが検出され、 純度は 9 9 . 9 %以上で極 めて高純度であることが判明した。 なお、 H P L Cは、 『ショ ウデッ クス ( S h 0 d e x ) K S - 8 0 1 カラム』 (昭和電工株式会社製造) を用いカラム温度 6 0 °C、 流速 0. 5 m I /m i n水の条件で行い、 検出は示差屈折計 『 R I 一 8 0 1 2』 (東ソ一株式会社製造) を用い て行なった。
また、 還元カをソモギー · ネルソン法で測定したところ、 その還元 力は検出限界以下であり、 本標品は実質的に非還元性糖質であると判 断される。
実験 2 環状四糖の構造解析
実験 1 の方法で得られた非還元性糖質について、 高速原子衝撃法に よる質量分析 (通称 「 F A B— M S」) したところ、 質量数 6 4 9の プロ 卜ン付加分子イオンが顕著に検出され、 本糖質の質量数が 6 4 8 であることが判明した。
また、 常法にしたがって、 硫酸を用い加水分解し、 ガスクロマ 卜グ ラフィ一法で構成糖を調べたところ、 D—グルコースのみが検出され、 本糖質の構成糖は D—グルコースであることも判明し、 質量数をも考 慮すると、 本糖質はグルコース 4分子からなる環状糖質であることが 推測された。
さらに、 本糖質を用いて核磁気共鳴法 (通称 N M R ) を行ったとこ ろ、 図 2 に示す 1 H— N M Rスペク トルと、 図 3 に示す ' 3 C— N M R スぺク トルが得られ、 これらスぺク トルを既知糖質のものと異同を比 較したところ、 『ョ一口 ピアン · ジャーナル . 才ブ . バイオケミス ト リ一 ( E u r o p i a n J o u r n a l o f B i o c h e m i s t r y )』、 6 4 1 乃至 6 4 8頁 ( 1 9 9 4年) に記載されている非 還元性環状糖質サイクロ {→ 6 ) — α— D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → 3 ) 一 a— D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → 6 ) — a— D—ダルコ ピ ラノシル一 ( Ί → 3 ) — α— D—ダルコ ビラノ シルー ( 1 → } のスぺ ク トルと一致し、 本糖質の構造が図 4 に示す環状四糖、 即ち、 サイク 口 {→ 6 ) — α— D—ダルコピラノシル一 ( 1 → 3 ) — α— D—グル コ ピラノシルー ( 1 → 6 ) — α— D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → 3 ) 一 α— D—ダルコ ピラノシル— ( 1 → } であることが判明した。
実験 3 バチルス グロ ビスポルス C 9 からの α—イソマル トシ ルダルコ糖質生成酵素の生産
澱粉部分分解物 (商品名 『パインデックス # 4 JI、 松谷化学株式会 社製造) 4. 0 w/ V % , 酵母抽出物 (商品名 『アサヒミース ト』 (ァ サヒビール株式会社製造) 1 . 8 w/ v %、 リ ン酸二カ リウム 0. 1 w / V % , リ ン酸一ナ卜リ ウ厶 1 2含水塩 0. 0 6 wZ v %、 硫酸マ グネシゥ厶 7含水塩 0. 0 5 w / V %、 及び水からなる液体培地を、 5 0 0 m I 容三角フラスコに 1 0 0 m I ずつ入れ、 オー トクレープで 1 2 1 °C、 2 0分間滅菌し、冷却して、バチルス グロ ビスポルス C 9 ( F E R M B P— 7 1 4 3 ) を接種し、 2 7 °〇、 2 3 0 「 ロ で 4 8時間回転振盪培養したものを種培養とした。
容量 3 0 I のフアーメ ンターに種培養の場合と同組成の培地を約 2 0 I 入れて、 加熱滅菌、 冷却して温度 2 7 °Cとした後、 種培養液 1 v Z v %を接種し、 温度 2 7 °C、 p H 6. 0乃至 8. 0 に保ちつつ、 4 8時間通気撹拌培養した。 培養後、 培養液中の α—イソマルトシル ダルコ糖質生成酵素活性は約 0. 4 5単位/ m I で、 一イソマル卜 シル転移酵素活性は約 1 . 5単位/ m l で、 環状四糖生成活性は約 0. 9 5単位/ m I であり、 遠心分離 ( 1 0, 0 0 0 r p m、 3 0分間) して回収した上清約 1 8 I の酵素活性を測定したところ、 α—イソマ ルトシルダルコ糖質生成酵素は約 0. 4 5単位/ m I の活性 (総活性 約 8 , 1 1 0単位) で、 α—イソマルトシル転移酵素は約 1 . 5単位 /m I の活性 (総活性約 2 6, 9 0 0単位) で、 環状四糖生成活性は 約 0. 9 5単位/ m I (総活性約 1 7, 1 0 0単位) であった。 なお、 酵素活性は次のようにして測定した。 即ち、 α—イソマル卜 シルダルコ糖質生成酵素活性の測定は、 マル卜 ト リオースを濃度 2 w / ν %となるよう 1 O O m M酢酸緩衝液 ( p H 6. 0 ) に溶解させて 基質液とし、 その基質液 0. 5 m I に酵素液 0. 5 m I 加えて、 3 5 °C で 6 0分間酵素反応し、 その反応液を 1 0分間煮沸して反応を停止さ せた後、 その反応液中に主に生成するイソマル 卜シルマル卜一スとマ ル卜一スのうち、 このマル 卜ース量を、 実験 1 に記載の H P L C法で 定量することによって行った。 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵 素の活性〗 単位は、 上記の条件下で 1 分間に 1 ^モルのマルトースを 生成する酵素量とした。
また、 α—イソマル卜シル転移酵素活性の測定は、 パノースを濃度 2 w/ v %となるよう 1 O O m M酢酸緩衝液 ( p H 6. 0 ) に溶解さ せ基質液とし、 その基質液 0. 5 m l に酵素液 0. 5 m l 加えて、 3 5 °Cで 3 0分間酵素反応し、 その反応液を 1 0分間煮沸して反応を停 止させた後、 その反応液中に主に生成する環状四糖とグルコースのう ち、 このグルコース量をグルコース才キシダーゼ法で定量することに よって行った。 α—イソマル卜シル転移酵素の活性 1 単位は、 上記の 条件下で 1 分間に 1 ^モルのグルコースを生成する酵素量とした。 環状四糖生成活性の測定は、 澱粉部分分解物 (商品名 『パインデッ クス # 1 0 0』、 松谷化学株式会社製造) を濃度 2 w/ v %となるよ う 5 0 m M酢酸緩衝液 ( p H 6. 0 ) に溶解させ基質液とし、 その基 質液 0. 5 m I に酵素液 0. 5 m I 加えて、 3 5 °Cで 6 0分間酵素反 応し、 その反応液を 1 0 0 °Cで 1 0分間熱処理して反応を停止させた 後、 更に、 α—ダルコシダ一ゼ (商品名 『卜ランスダルコシダーゼ L 「ァマノ」』、 天野製薬製造) 7 0単位/ m I とダルコアミラーゼ (ナ ガセ生化学工業株式会社販売) 2 7単位/ m I とを含む 5 O m M酢酸 緩衝液 ( P H 5. 0 ) 1 m l を加えて、 5 0 °Cで 6 0分間処理し、 そ の液を Ί 0 0 °Cで 1 0分間熱処理して酵素を失活させた後、 環状四糖 量を実験 1 に記載の H P L C法で定量することによって行った。 環状 四糖生成活性 1 単位は、 上記の条件下で 1 分間に 1 ^モルの環状四糖 を生成する酵素量とした。
実験 4 バチルス グロ ビスポルス C 9 由来酵素の調製
実験 4 一 1 バチルス グロ ビスポルス C 9由来酵素の精製 実験 3で得られた培養上清約 1 8 I を 8 0 %飽和硫安液で塩祈し て 4 °C、 2 4時間放置した後、 その塩析沈殿物を遠心分離 ( 1 0 , 0 O 0 r p m、 3 0分間) して回収し 1 O m M リ ン酸緩衝液 ( p H 7. 5 ) に溶解後、 同緩衝液に対して透析して粗酵素液約 4 0 0 m I を得 た。 この粗酵素液は、 a—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素活性を 8, 1 1 0単位と、 α—イソマル卜シル転移酵素活性を 2 4, 7 0 0 単位と、 環状四糖生成活性を約 1 5, 6 0 0単位有していた。 この粗 酵素液を三菱化学株式会社製 『セパビーズ ( S e p a b e a d s ) F P - D A 1 3』 ゲルを用いたイオン交換クロマ トグラフィー (ゲル容 量 1 , 0 0 0 m I ) に供した。 この際、 α—イソマル卜シルダルコ糖 質生成酵素、 α -イソマル卜シル転移酵素及び環状四糖のいずれも、 『セパビーズ ( S e p a b e a d s ) F P— D A I 3』 ゲルに吸着せ ずに、 非吸着画分に溶出した。 この酵素液を 1 M硫安を含む 1 O m M リ ン酸緩衝液 ( p H 7. 0 ) に透析し、 その透析液を違心分離して不 純物を除き、 アマシャム · フアルマシア ■ バイオテク株式会社製 『セ フアク リル ( S e p h a c r y l ) H R S — 2 0 0』 ゲルを用いた ァフィ二ティークロマ トグラフィー (ゲル量 5 0 0 m l ) に供した。 酵素活性成分は、 『セフアク リル ( S e p h a c r y I ) H R S — 2 0 0』 ゲルに吸着し、 硫安 1 Mから 0 Mのリニアグラジェン 卜、 更に 続いて、 マル卜テ 卜ラオース O m Mから Ί O O m Mのリニアグラジェ ン卜で溶出させたところ、 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素と α—イソマル 卜シル転移酵素とは分離して溶出し、 α—イソマル トシ ル転移酵素活性は硫安のリニアグラジェン 卜でその濃度が約 0 Μ付 近に溶出し、 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素活性は、 マル卜 テ トラオースのリ二アグラジェン 卜でその濃度が約 3 0 m M付近に 溶出した。 そこで、 α—イソマル卜シル転移酵素活性画分と α—イソ マル卜シルダルコ糖質生成酵素活性画分とを別々に集め回収した。 ま た、 環状四糖生成活性は本カラムクロマ 卜グラフィ一のいずれの画分 にも認められないことがわかり、 また、 得られた α—イソマル卜シル ダルコ糖質生成酵素画分と α—イソマル 卜シル転移酵素画分とを混 合した酵素液は環状四糖生成活性を示すこともわかり、 澱粉部分分解 物から環状四糖を生成する活性は 0; —イソマル トシル転移酵素と α 一イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素との両酵素活性の共同作用に よって発揮されることが判明した。
以下、 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素と α—イソマルトシ ル転移酵素とを別々に精製する方法について述べる。
実験 4 一 2 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素の精製
実験 4 一 1 で得た α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素画分を 1 Μ硫安を含む 1 O m M リ ン酸緩衝液 ( P H 7. 0 ) に透析し、 その 透析液を遠心分離して不溶物を除き、 東ソー株式会社製 『プチルー 卜 ョパール ( B u t y l — T o y o p e a r I ) 6 5 0 M』 ゲルを用い た疎水クロマ トグラフィー (ゲル量 3 5 0 m I ) に供した。 本酵素は、 『ブチル一 トヨパール( B u t y I — T o y o p e a r Ι ) 6 5 0 Μ』 ゲルに吸着し、 硫安 1 Mから 0 Mのリニアグラジェン 卜で溶出させた ところ、 硫安濃度約 0. 3 M付近で吸着した酵素が溶出し、 本酵素活 性を示す画分を集め回収した。 再度、 この回収液を 1 M硫安を含む 1 0 m Mリン酸緩衝液 ( p H 7. 0 ) に透析し、 その透析液を違心分離 して不溶物を除き、 『セフアク リル ( S e p h a c r y I ) H R S 一 2 0 0』 ゲルを用いたァフィ二ティークロマ 卜グラフィーを用いて 精製した。 この精製の各ステップにおける α—イソマルトシルダルコ 糖質生成酵素活性量、 比活性、 収率を表 1 に示す。
表 1
Figure imgf000031_0001
精製した α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素標品を 7. 5 w / V %濃度ポリ ァク リルアミ ドを含むゲル電気泳動により酵素標品の 純度を検定したところ、 蛋白バン ドは単一で純度の高い標品であった 実験 4一 3 α—イソマル卜シル転移酵素の精製
実験 4 — 1 に記載のァフィ二ティークロマ トグラフィ 一によつて α—イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素画分と分離した α —イソマ ル卜シル転移酵素画分を、 1 Μ硫安を含む 1 0 m Μ リ ン酸緩衝液 ( ρ H 7. 0 ) に透析し、 その透析液を違心分離して不溶物を除き、 東ソ 一株式会社製 『ブチル— トヨパール ( B u t y I - T o y o p e a r I ) 6 5 0 M』 ゲルを用いた疎水クロマ トグラフィー (ゲル量 3 5 0 m I ) に供した。 本酵素は、 『プチルー 卜ョパール ( B u t y I 一 T o y o p e a r I ) 6 5 0 M』 ゲルに吸着し、 硫安 1 Mから 0 Mのリ 二アグラジェン卜で溶出させたところ、 硫安濃度約 0. 3 M付近で吸 着した酵素が溶出し、 本酵素活性を示す画分を集め回収した。 再度、 この回収液を 1 M硫安を含む 1 O m Mリ ン酸緩衝液 ( p H 7. 0 ) に 透析し、その透析液を違心分離して不溶物を除き、 『セフアク リル( S e p h a c r y I ) H R S— 2 0 0』 ゲルを用いたァフィ二ティー クロマ トグラフィーを用いて精製した。 この精製の各ステップにおけ る α—イソマル卜シル転移酵素活性量、 比活性、 収率を表 2 に示す。 表 2
Figure imgf000032_0001
実験 5 α—イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素及び α—イソマル 卜シル転移酵素の性質
実験 5 — 1 α—イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素の性質
実験 4 一 2 の方法で得た精製 α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成 酵素標品を S D S -ポリアク リルアミ ドゲル電気泳動法 (ゲル濃度 7 5 wノ V % ) に供し、 同時に泳動した分子量マーカー (日本バイオ - ラッ ド · ラボラ 卜リーズ株式会社製) と比較して本酵素の分子量を測 定したところ、 分子量約 1 4 0 , 0 0 0 ± 2 0 , 0 0 0ダル卜ンであ つた。
精製 α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素標品を 2 w / V %ァ ンフ才ライン (アマシャム · フアルマシア · バイオテク社製) 含有等 電点ポリアク リルアミ ドゲル電気泳動法に供し、 泳動後、 蛋白バン ド 及びゲルの ρ Ηを測定して本酵素の等電点を求めたところ、 等電点は p i 約 5 . 2 ± 0. 5であった。
本酵素活性に及ぼす温度、 p Hの影響を活性測定の方法に準じて調 ベた。 なお、 温度の影響については、 C a 2 +非存在下と 1 m M存在 下で測定した。 これらの結果を図 5 (温度の影響)、 図 6 ( p Hの影 響) を示した。 酵素の至適温度は、 p H 6 . 0 、 6 0分間反応で約 4 0 °C ( C a 2 +非存在)、 約 4 5 °C ( C a 2 + 1 m M存在)、 至適 p Hは、 3 5 °C、 6 0分間反応で約 6. 0乃至 6 . 5であった。 本酵素の温度 安定性は、 酵素溶液 ( 2 0 m M酢酸緩衝液、 p H 6 . 0 ) を C a 2 + 非存在下又は 1 m M存在下で各温度に 6 0分間保持し、 水冷した後、 残存する酵素活性を測定することにより求めた。 また、 p H安定性は、 本酵素を各 p H 5 0 m M緩衝液中で 4 °C、 2 4時間保持した後、 p H を 6 . 0 に調整し、 残存する酵素活性を測定することにより求めた。 それぞれの結果を図 7 (温度安定性)、 図 8 ( p H安定性) に示した。 本酵素の温度安定性は約 3 5 °Cまで ( C a 2 +非存在)、 約 4 0 °Cまで ( C a 2 + 1 m M存在) で、 p H安定性は約 4 . 5乃至 9 . 0であつ た。
本酵素活性に及ぼす金属イオンの影響を濃度 1 m Mの各種金属塩 存在下で活性測定の方法に準じて調べた。 結果を表 3 に示す。
表 3 金属イオン 相対活性(%) 金属イオン 相対活性(%) 無添加 100 H g 4
Zn2 + 92 B a2 + 65
Mgi+ 100 S r2 + 80
Ca2 + 115 Pb2 + 103
Co" 100 F e 98
Cu! + 15 Fe3 + 97
i2 + 98 Mn2 + 111
Al3 + 99 EDTA 20 表 3の結果から明らかなように、 本酵素活性は、 H g 2 +、 C u 2 +、 E D T Aで著しく阻害され、 B a 2 +、 S r 2 +で阻害された。 C a 2 + M n 2 +で活性化されることも判明した。
本酵素の N末端アミノ酸配列を、 プロテインシーケンサー モデル
4 7 3 A (アプライ ドバイ才システムズ社製) を用いて分析したとこ ろ、 配列表における配列番号 1 に示すアミノ酸配列チロシン—バリ ン —セリ ンーセリ ン一口イシン一グリ シン一ァスパラギン一ロイシン —イソロイシンの N末端アミノ酸配列を有していることがわかった。 実験 5 - 2 α—イソマル卜シル転移酵素の性質
実験 4 一 3 の方法で得た精製 a —イソマル 卜シル転移酵素標品を
5 D S -ポリ アク リルアミ ドゲル電気泳動法 (ゲル濃度 7 . 5 w / V % ) に供し、 同時に泳動した分子量マ一カー (日本バイオ ·ラッ ド · ラボラ トリーズ株式会社製) と比較して本酵素の分子量を測定したと ころ、 分子量約 1 1 2, 0 0 0 ± 2 0, 0 0 0ダル卜ンであった。 精製 α —ィソマル 卜シル転移酵素標品を 2 w / V %アンフォライ ン (アマシャム · フアルマシア ' バイオテク社製) 含有等電点ポリア ク リルアミ ドゲル電気泳動法に供し、 泳動後、 蛋白バン ド及びゲルの ρ Ηを測定して本酵素の等電点を求めたところ、 等電点は ρ I 約 5. 5 ± 0. 5であった。
本酵素活性に及ぼす温度、 P Hの影響を活性測定の方法に準じて調 ベた。 結果を図 9 (温度の影響)、 図 1 0 ( p Hの影響) を示した。 酵素の至適温度は、 p H 6. 0、 3 0分間反応で約 4 5 °C、 至適 p H は、 3 5 °C、 3 0分間反応で約 6. 0であった。 本酵素の温度安定性 は、 酵素溶液 ( 2 0 m M酢酸緩衝液、 p H 6. 0 ) を各温度に 6 0分 間保持し、 水冷した後、 残存する酵素活性を測定することにより求め た。 また、 p H安定性は、 本酵素を各 p H 5 0 m M緩衝液中で 4 °C、 2 4時間保持した後、 p Hを 6. 0 に調整し、 残存する酵素活性を測 定することにより求めた。 それぞれの結果を図 1 1 (温度安定性)、 図 1 2 ( p H安定性) に示した。 本酵素の温度安定性は約 4 0 °Cまで で、 P H安定性は約 4. 0乃至 9. 0であった。
本酵素活性に及ぼす金属イオンの影響を濃度 1 m Mの各種金属塩 存在下で活性測定の方法に準じて調べた。 結果を表 4 に示す。
表 4
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表 4の結果から明らかなよう に、 本酵素活性は、 H g 2 +で著しく 阻害され、 C u 2 +で阻害された。 また、 C a 2 +で活性化されないこ とも、 E D T Aで阻害されないこともわかった。
本酵素の N末端アミノ酸配列を、 『プロテインシーケンサー ル 4 7 3 A』 (アプライ ドバイ才システムズ社製) を用いて分析した ところ、 配列表における配列番号 2 に示すアミノ酸配列のイソロイシ ンーァスパラギン酸一グリ シン一バリ ン一チ口シン— ヒスチジン一 ァラニン—プロ リ ン一ァスパラギン一ダリ シンの N末端アミノ酸配 列を有していることがわかった。
実験 6 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 からの α—イソマル 卜 シルダルコ糖質生成酵素の生産
澱粉部分分解物 『パインデックス # 4』 4. 0 w / V %、 酵母抽出 物 『アサヒミース 卜』 1 . 8 w/ v %、 リ ン酸二カ リ ウム 0. 1 w/ v %、 リ ン酸一ナトリ ウム 1 2含水塩 0. 0 6 w/ v %、 硫酸マグネ シゥ厶 7水塩 0. 0 5 w V %、 及び水からなる液体培地を、 5 0 0 m l 容三角フラスコに 1 0 0 m l ずつ入れ、 才ー トク レーブで 1 2 1 °C、 2 0分間滅菌し、 冷却して、 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 ( F E R M B P— 7 1 4 4 ) を接種し、 2 7 °C、 2 3 0 r p mで 4 8時間回転振盪培養したものを種培養と した。
容量 3 0 I のフアーメンターに種培養の場合と同組成の培地を約 2 0 I 入れて、 加熱滅菌、 冷却して温度 2 7 °Cとした後、 種培養液 1 v / v %を接種し、 温度 2 7 °C、 p H 6. 0乃至 8. 0 に保ちつつ、 4 8時間通気撹拌培養した。 培養後、 培養液中の本酵素活性は約 0. 5 5単位/ m I で、 α—イソマル卜シル転移酵素活性は約 1 . 8単位 / m I で、 環状四糖生成活性は約 1 . 1 単位/ m I であり、 遠心分離 ( 1 0, 0 0 0 r p m、 3 0分間) して回収した上清約 1 8 1 の酵素 活性を測定したところ、 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素は約 0. 5 1 単位ノ m I の活性 (総活性約 9 、 1 8 0単位) で、 α—イソ マル卜シル転移酵素は約 1 . 7単位/ m I の活性 (総活性約 3 0, 4 0 0単位) で、 環状四糖生成活性は約 1 . 1 単位/ m I (総活性約 1 9 , 4 0 0単位) であった。
実験 7 バチルス グ口 ビスポルス C 1 1 由来酵素の調製
実験 7 — 1 バチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来酵素の精製 実験 6で得られた培養上清約 1 8 I を 8 0 %飽和硫安液で塩祈し て 4 °C、 2 4時間放置した後、 その塩析沈殿物を遠心分離 ( 1 0, 0 0 0 r p m、 3 0分間) して回収し 1 O m M リ ン酸緩衝液 ( p H 7 . 5 ) に溶解後、 同緩衝液に対して透析して粗酵素液約 4 1 6 m I を得 た。 この粗酵素液は、 α —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素活性を 8 , 4 4 0単位、 a _イソマル卜シル転移酵素活性を約 2 8 , 0 0 0 単位、 環状四糖生成活性を約 1 7 , 7 0 0単位を有することが判明し た。 この粗酵素液を、 実験 4 — 1 に記載の 『セパビーズ ( S e p a b e a d s ) F P - D A 1 3』 ゲルを用いたイオン交換クロマ 卜グラフ ィ一に供した。 a —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素活性、 α —ィ ソマルトシル転移酵素活性、環状四糖生成いずれも、 『セパビーズ( S e p a b e a d s ) F P - D A 1 3』 ゲルに吸着せずに、 非吸着画分 に溶出した。 この酵素液を 1 M硫安を含む 1 0 m M リ ン酸緩衝液 ( p H 7 . 0 ) に透析し、 その透析液を遠心分離して不溶物を除き、 アマ シャム - フアルマシア ' バイオテク株式会社製 『セフアク リル ( S e P h a c r y I ) H R S — 2 0 0』 ゲルを用いたァフィ二ティーク ロマ 卜グラフィー (ゲル量 5 0 0 m I ) に供した。 酵素活性は、 『セ フアク リル ( S e p h a c r y I ) H R S — 2 0 0』 ゲルに吸着し、 硫安 1 Mから 0 Mのリニアグラジェン 卜、 更に続いて、 マルトテ トラ オース O m Mから 1 0 O m Mのリニアグラジェン 卜で溶出させたと ころ、 a - イソマル 卜シル転移酵素と α —イソマル 卜シルダルコ糖質 生成酵素は分離して溶出し、 α —イソマル卜シル転移酵素活性は硫安 のリニアグラジェン 卜でその濃度が約 0 . 3 Μ付近で溶出し、 α —ィ ソマル卜シルダルコ糖質生成酵素活性は、 マル卜テ 卜ラオースのリニ アグラジェン 卜でその濃度が約 3 0 m M付近で溶出した。 そこで、 α 一イソマル卜シル転移酵素活性画分と α —イソマル トシルグルコ糖 質生成酵素画分とを別々に集め回収した。 実験 4 に記載の C 9株の場 合と同様に、 環状四糖生成活性は本カラムクロマ トグラフィーのいず れの画分にも認められないことがわかり、 また、 得られた α—イソマ ル 卜シル転移酵素画分と α —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素画 分とを混合した酵素液は環状四糖生成活性を示すこともわかり、 澱粉 部分分解物から環状四糖を生成する活性は α —イソマル 卜シルグル コ糖質生成酵素と α—イソマル 卜シル転移酵素との両酵素活性の共 同作用によって発揮されることが判明した。
以下、 α—イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素と α—イソマル卜シ ル転移酵素とを別々に精製する方法について述べる。
実験 7 - 2 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素の精製
α—イソマル トシルダルコ糖質生成酵素画分を 1 Μ硫安を含む 1
0 m Μリ ン酸緩衝液 ( p H 7 . 0 ) に透析し、 その透析液を違心分離 して不溶物を除き、 東ソー株式会社製 『プチルー トヨパール ( B u t y l - T o y o p e a r I ) 6 5 0 M』 ゲルを用いた疎水クロマ 卜グ ラフィー (ゲル量 3 5 0 m I ) に供した。 本酵素は、 『プチルー 卜ョ / ール ( B u t y l - T o y o p e a r I ) 6 5 0 M』 ゲソレに吸着し、 硫安 1 Mから 0 Mのリニアグラジェン卜で溶出させたところ、 硫安濃 度約 0. 3 M付近で吸着した酵素が溶出し、 本酵素活性を示す画分を 集め回収した。 再度、 この回収液を 1 M硫安を含む 1 O m M リ ン酸緩 衝液 ( p H 7. 0 ) に透析し、 その透析液を違心分離して不溶物を除 き、 『セフアク リル ( S e p h a c r y l ) H R S — 2 0 0』 ゲル を用いたァフィ二ティ ークロマ トグラフィーを用いて精製した。 この 精製の各ステップにおけるな一イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素 活性量、 比活性、 収率を表 5 に示す。
表 5
Figure imgf000039_0001
精製したな一イソマルトシルダルコ糖質生成酵素標品を 7 . 5 w / V %濃度ポ リ ァク リルアミ ドを含むゲル電気泳動により酵素標品の 純度を検定したところ、 蛋白バン ドは単一で純度の高い標品であった, 実験 7 — 3 α—イソマル卜シル転移酵素の精製
実験 7 — 1 に記載のァフィ 二ティ ークロマ 卜グラフィ 一によつて α—イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素画分と分離した α—イソマ ル 卜シル転移酵素画分を、 1 Μ硫安を含む 1 0 m Μリ ン酸緩衝液 ( p H 7 . 0 ) に透析し、 その透析液を遠心分離して不溶物を除き、 東ソ —株式会社製 『プチルー トヨパール ( B u t y I 一 T o y o p e a r I ) 6 5 0 M』 ゲルを用いた疎水クロマ トグラフィー (ゲル量 3 5 0 m I ) に供した。 本酵素は、 『プチルー 卜ョパール ( B u t y I 一 T o y o p e a r I ) 6 5 0 M』 ゲルに吸着し、 硫安 1 Mから 0 Mのリ 二アグラジェン 卜で溶出させたところ、 硫安濃度約 0 . 3 M付近で吸 着した酵素が溶出し、 本酵素活性を示す画分を集め回収した。 再度、 この回収液を 1 M硫安を含む 1 O m M リ ン酸緩衝液 ( p H 7. 0 ) に 透析し、 その透析液を違心分離して不溶物を除き、 『セフアク リル( S e p h a c r y I ) H R S — 2 0 0』 ゲルを用いたァフィ二ティ 一 クロマ トグラフィーを用いて精製した。 この精製の各ステップにおけ る α—イソマル トシル転移酵素活性量、 比活性、 収率を表 6 に示す。 表 6
Figure imgf000040_0001
実験 8 α—イソマル トシルダルコ糖質生成酵素の調製
実験 8 — Ί α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素の性質
実験 7 - 2 の方法で得た精製 α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成 酵素標品を S D S —ポリアク リルアミ ドゲル電気泳動法 (ゲル濃度 7 5 w/ V % ) に供し、 同時に泳動した分子量マーカ一 (日本バイ才 ■ ラッ ド ■ ラボラ 卜リーズ株式会社製) と比較して本酵素の分子量を測 定したところ、 分子量約 1 3 7 , 0 0 0 ± 2 0 , 0 0 0ダルトンであ つた。
精製 α —イ ソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素標品を 2 w / V %ァ ンフ才ライン (アマシャム · フアルマシア ' バイオテク社製) 含有等 電点ポリアク リルアミ ドゲル電気泳動法に供し、 泳動後、 蛋白バン ド 及びゲルの P Hを測定して本酵素の等電点を求めたところ、 等電点は p i 約 5. 2 ± 0. 5であった。
本酵素活性に及ぼす温度、 P Hの影響を活性測定の方法に準じて調 ベた。 なお、 温度の影響については、 C a 2 +非存在下と 1 m M存在 下で測定した。 これらの結果を図 Ί 3 (温度の影響)、 図 1 4 ( p H の影響) を示した。 酵素の至適温度は、 p H 6. 0、 6 0分間反応で 約 4 5 °C (C a 2 +非存在)、 約 5 0 °C ( C a 2 + 1 m M存在)、 至適 p Hは、 3 5 °C、 6 0分間反応で約 6. 0であった。 本酵素の温度安定 性は、 酵素溶液 ( 2 0 m M酢酸緩衝液、 p H 6. 0 ) を C a 2 +非存 在下又は 1 m M存在下で各温度に 6 0分間保持し、 水冷した後、 残存 する酵素活性を測定することにより求めた。 また、 p H安定性は、 本 酵素を各 p H 5 0 m M緩衝液中で 4 °C、 2 4時間保持した後、 p Hを 6. 0に調整し、 残存する酵素活性を測定することにより求めた。 そ れぞれの結果を図 1 5 (温度安定性)、 図 1 6 ( p H安定性) に示し た。 本酵素の温度安定性は約 4 0 nCまで ( C a 2 +非存在)、 約 4 5 °C まで ( C a 2 + l m M存在) で、 p H安定性は約 5. 0乃至 1 0. 0 であった。
本酵素活性に及ぼす金属イオンの影響を濃度 I m Mの各種金属塩 存在下で活性測定の方法に準じて調べた。 結果を表 7 に示す。
表 7
Figure imgf000042_0001
表 7の結果から明らかなよう に、 本酵素活性は、 H g 2 +、 C u 2 +、 E D T Aで著しく阻害され、 B a 2 +、 S r 2 +で阻害された。 C a 2 + M n 2 +で活性化されることも判明した。
本酵素の N末端アミノ酸配列を、 『プロテインシーケンサ一 モデ ル 4 7 3 A』 (アプライ ドバイ才システムズ社製) を用いて分析した ところ、 配列表における配列番号 1 に示すアミノ酸配列 N末端チロシ ン一 /、リ ンーセリ ン一セ リ ン一口イシン一グリ シンーァスパラギン —ロイシン一イソロイシンの N末端アミノ酸配列を有していること がわかった。
この N末端アミノ酸配列結果を実験 5 — 1 のバチルス . グロ ビシポ ルス C 9 由来の α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素の Ν末端配 列と比較すると同一であることが判明し、 α —イソマル卜シルグルコ 糖質生成酵素の共通する Ν末端アミノ酸配列は、 配列表における配列 番号 Ί に示すアミノ酸配列チロシン—バリ ンーセリ ンーセリ ン一口 イシン一グリ シン—ァスノ ラギン一口イシン一イソロイシンの Ν末 端アミノ酸配列であることが判明した。
実験 8 — 2 α —イソマル 卜シル転移酵素の性質
実験 7 — 3の方法で得た精製 α —イソマル 卜シル転移酵素標品を S D S —ポリ アク リルアミ ドゲル電気泳動法 (ゲル濃度 7 . 5 w / V % ) に供し、 同時に泳動した分子量マーカー (日本バイ才■ラッ ド · ラボラ 卜リーズ株式会社製) と比較して本酵素の分子量を測定したと ころ、 分子量約 1 0 2 , 0 0 0 ± 2 0, 0 0 0ダルトンであった。 精製 α —イソマル 卜シル転移酵素標品を 2 wノ V %アンフォライ ン (アマシャム · フアルマシア ' バイオテク社製) 含有等電点ポリア ク リルアミ ドゲル電気泳動法に供し、 泳動後、 蛋白バンド及びゲルの ρ Ηを測定して本酵素の等電点を求めたところ、 等電点は ρ I 約 5 . 6 ± 0 . 5であった。
本酵素活性に及ぼす温度、 ρ Ηの影響を活性測定の方法に準じて調 ベた。 結果を図 1 7 (温度の影響)、 図 1 8 ( ρ Ηの影響) を示した。 酵素の至適温度は、 Ρ Η 6. 0 、 3 0分間反応で約 5 0 °C、 至適 ρ Η は、 3 5 °C、 3 0分間反応で約 5 . 5乃至 6 . 0であった。 本酵素の 温度安定性は、 酵素溶液 ( 2 O m M酢酸緩衝液、 p H 6 . 0 ) を各温 度に 6 0分間保持し、 水冷した後、 残存する酵素活性を測定すること により求めた。 また、 p H安定性は、 本酵素を各 p H 5 0 m M緩衝液 中で 4 °C、 2 4時間保持した後、 p Hを 6 . 0 に調整し、 残存する酵 素活性を測定することにより求めた。 それぞれの結果を図 1 9 (温度 安定性)、 図 2 0 ( p H安定性) に示した。 本酵素の温度安定性は約 4 0 °Cまでで、 p H安定性は約 4 . 5乃至 9 . 0であった。
本酵素活性に及ぼす金属イオンの影響を濃度 1 m Mの各種金属塩 存在下で活性測定の方法に準じて調べた。 結果を表 8 に示す。
表 8 金属イオン 相対活性(%) 金属イオン 相対活性(%) 無添加 100 H s 2
Ζηί + 83 B a2 + 90
Mgs + 91 S r2 + 93
Ca!+ 91 Pbi + 74
Co! + 89 F e 104
Cu2t 56 Fe3 + . 88
N i ! + 89 Mn2 + 93
A 89 EDTA 98 表 8の結果から明らかなように、 本酵素活性は、 H g 2 +で著しく 阻害され、 C u 2 +で阻害された。 また、 C a 2 +で活性化されないこ とも、 E D T Aで阻害されないこともわかった。
本酵素の N末端アミノ酸配列を、 『プロテインシーケンサー モデ ル 4 7 3 A』 (アプライ ドバイ才システムズ社製) を用いて分析した ところ、 配列表における配列番号 3 に示すアミノ酸配列のイソ口イシ ン—ァスパラギン酸一グリ シン一バリ ンーチ口シン一 ヒスチジン一 ァラニン一プロ リ ンーチ口シン—ダリ シンの N末端アミノ酸配列を 有していることがわかった。 この N末端アミノ酸配列結果を実験 5 — 2のバチルス グロ ビスポルス C 9 由来の α —イソマル 卜シル転 移酵素の Ν末端配列と比較して、 α —イソマルトシル転移酵素の共通 する Ν末端アミノ酸配列は、 配列表における配列番号 4 に示すアミノ 酸配列のイソロイシンーァスパラギン酸ーグリ シン—バリ ン―チ口 シン— ヒスチジン—ァラニン一プロ リ ンの Ν末端アミ ノ酸配列であ ることが判明した。
実験 9 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素のアミノ酸配列 実験 9 一 1 α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素の内部部分ァ ミノ酸配列 実験 7 — 2の方法で得られた精製 α —イソマル 卜シルダルコ糖質 生成酵素標品の一部を 1 O m M 卜 リス—塩酸緩衝液 ( p H 9. 0 ) に 対して、 透析した後、 同緩衝液で約 1 m g Z m I の濃度になるように 希釈した。 この試料液 ( 1 m I ) に 1 0 gの 卜 リ ブシン (和光純薬 株式会社販売) を加え、 3 0 °C、 2 2時間反応させることによリぺプ チド化した。 生成したペプチ ドを単離するため、 逆相 H P L Cを行な つた。 マイクロボンダパック C 1 8カラム (直径 2 . I m m X長さ 1 5 0 m m, ウォーターズ社製) を用い、 流速 0. Θ ΓΠ Ι Ζ分、 室温で 0. 1 % トリフルォロ酢酸一 8 %ァセ 卜二卜リル溶液から 0. 1 % 卜 リ フル才ロ酢酸一 4 0 %ァセ トニ 卜 リル溶液の 1 2 0分間のリニア グラジェン卜の条件で行なった。 カラムから溶出したペプチ ドは、 波 長 2 1 0 n mの吸光度を測定することにより検出した。 他のペプチ ド とよく分離した 3ペプチド [ P 6 4 (保持時間約 6 4分)、 P 8 8 (保 持時間約 8 8分)、 P 9 9 (保持時間約 9 9分)] を分取し、 それぞれ を真空乾燥した後、 2 0 0 I の 0 . 1 % トリ フル才ロ酢酸一 5 0 % ァセ 卜二 卜リル溶液に溶解した。 それらペプチ ド試料をプロテインシ 一ケンサ一に供し、 それぞれ 8残基までアミノ酸配列を分析したとこ ろ、 配列表における配列番号 5乃至 7 に示すアミノ酸配列が得られた < 得られた内部部分ァミノ酸配列を表 9 に示す。
表 9 ぺプチド名 内 部 部 分 ア ミ ノ 酸 配 列
P 64 ァスパラギン酸ーァラニンーセリンーァラニン一ァスハラギン一ハ'リンースレオニ ンースレオニン
P 88 トリプトファン一セリン一口イシンーグリシン一フヱニ ァラニン一メチォニン一 ァスパラギン一フエ二ルァラニン
P 99 ァスパラギンーチロシンースレオニンーァスパラギン酸ーァラニン一トリプトファ ンーメチォニンーフ ニノレアラニン 実験 9 一 2 a—イソマル卜シル転移酵素の内部部分アミノ酸配列 実験 7 — 3 の方法で得られた精製 一イソマル卜シル転移酵素標 品の一部を 1 O m M 卜リス一塩酸緩衝液 ( p H 9. 0 ) に対して、 透 祈した後、 同緩衝液で約 1 m g / m I の濃度になるように希釈した。 こ の試料液 ( 1 m I ) に 1 0 At gのリ ジルエン ドぺプチダ一ゼ (和光 純薬株式会社販売) を加え、 3 0 °C、 2 2時間反応させることにより ペプチ ド化した。 生成したペプチ ドを単離するため、 逆相 H P L Cを 行なった。 マイクロボンダパック C 1 8カラム (直径 2. I m m X長 さ 1 5 0 m m、 ウォーターズ社製) を用い、 流速 0. 9 m l /分、 室 温で 0 . 1 % ト リ フル才ロ酢酸一 8 %ァセ 卜二 卜 リル溶液から 0 . 1 % ト リ フル才ロ酢酸一 4 0 %ァセ 卜二 卜 リル溶液の 1 2 0分間の リニアグラジェン 卜の条件で行なった。 カラムから溶出したぺプチ ド は、 波長 2 1 0 n mの吸光度を測定することにより検出した。 他のぺ プチ ドとよく分離した 3ペプチ ド [ P 2 2 (保持時間約 2 2分)、 P 6 3 (保持時間約 6 3分)、 P 7 1 (保持時間約 7 1 分)] を分取し、 それぞれを真空乾燥した後、 2 0 0 I の 0. 1 % トリ フル才ロ酢酸 一 5 0 %ァセ 卜二 卜リル溶液に溶解した。 それらペプチ ド試料をプロ ティンシーケンサーに供し、 それぞれ 8残基までアミノ酸配列を分析 したところ、 配列表における配列番号 8乃至 1 0 に示すアミノ酸配列 が得られた。 得られた内部部分アミノ酸配列を表 1 0に示す。
表 1 0 ぺプチド名 内 部 部 分 ァ ミ ノ 酸 配 列
Ρ 22 グリシンーァスパラギン一グルタミン酸ーメチォニン—アルギニンーァスパラギン 一グゾレ夕ミンーチ口シン
Ρ63 イソロイシンースレオニン一スレオニン一 トリプトファン一プロリンーイソ口イシ ン—グルタミン酸—セリン
Ρ71 リプトフアンーァラニン一フヱニルァラニン—グリシン一口イシン一トリプトフ ァンーメチォニン一セリン 実験 1 0 各種糖質への作用
各種糖質を用いて、 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素の基質 になり うるかどうかの試験をした。 マル トース、 マル卜 トリオース、 マルトテ トラオース、 マル卜ペン夕オース、 マル卜へキサオース、 マ ルトヘプ夕オース、 イソマルトース、 イソマル卜 トリオース、 パノ一 ス、 イソパノース、 α, α— 卜レハロース、 コージビオース、 ニゲロ ース、 ネ才 卜レハロース、 セロ ビオース、 ゲンチビオース、 マルチ 卜 ール、 マル 卜 卜リイ トール、 ラク 卜ース、 スクロース、 エルロース、 セラギノース、 マル卜シルダルコシ ド、 イソマル卜シルグルコシ ドを 含む溶液を調製した。
これらの溶液に、 実験 4一 2の方法で得たバチルス グロビスポル ス C 9 由来の精製 α—イソマルトシルダルコ糖質生成酵素標品、 又 は実験 7 — 2の方法で得たバチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来 の精製 α—イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素標品を基質固形物 1 グラム当たりそれぞれ 2単位ずつ加え、 基質濃度を 2 w / V %になる ように調整し、 これを 3 0 °C、 p H 6 . 0で 2 4時間作用させた。 酵 素反応前後の反応液を、 実験 1 記載の T L C法で分析し、 それぞれの 糖質に対する酵素作用の有無を確認した。 結果を表 1 1 に示す。
表 1 1
酵素作用 酵素作用 基 質 C11酵素 其 質 C9酵素 C11酵素 マルト一ス + + ニゲロース + + マルトトリオース ++ ++ ネオトレノゝロース + + マルトテ卜ラオ一ス +++ +++ セロビ才ース
マルトペンタオ一ス +++ +++ ゲンチビオース
マルトぺキサ才ース +++ +++ マルチトール
マルトへプタオ ス +++ +++ マルトトリイトール + + イソマルト一ス ラク卜ース
イソマルトトリオ- -ス スクロース
ハ。ノース エルロース + + イソ 、°ノース ++ ++ セラキソース
or, α -トレハロース マルトシルク、、ルコシド ++ ++ コージビ才ース + + ィソマノレ卜シ
ノレク'、ルコシド
注)酵素反応前後で、 「一Jは、 変化無しを示し、
Γ+Jは、 基質のスポットが僅かに減少し、 他の生成物が認められるを示し、 Γ++」は、 基質のスポットがかなり減少し、 他の生成物が認められるを示し、 「+++」は、 基質のスポッ卜がほとんど消失し、他の生成物が認められるを示す。 表 1 1 の結果から明らかなように、 α —イソマル卜シルダルコ糖質 生成酵素は、 試験した多種の糖質のうち、 グルコース重合度 3以上で 非還元末端にマル 卜ース構造を有する糖質によく作用することが判 明した。 また、 グルコース重合度が 2の糖質では、 マル卜ース、 コ一 ジビオース、 ニゲロース、 ネオ 卜レハロース、 マルト 卜リイ トール、 エルロースにも僅かに作用することが判明した。
実験 1 1 マルト才リ ゴ糖からの生成物
実験 Ί 1 一 1 生成物の調製
濃度 1 %のマル トース、 マル卜 トリオース、 マル卜テ 卜ラオース、 マル卜ペン夕オースのそれぞれ水溶液に実験 7 — 2 の方法で得た精 製 α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素を、 それぞれ固形物 1 ダラ 厶当たり 2単位 (マルトース及びマル卜 トリオース)、 0 . 2単位 (マ ル卜テ トラオース)、 0. 1 単位 (マル卜ペン夕オース) 加え、 3 5 °C、 P H 6. 0で 8時間作用させ、 1 0 0 °Cで 1 0分間保持して反応を停 止した。 その酵素反応液の糖組成を、 H P L C法を用いて測定した。 H P L Cは、 『丫 M C P a c k O D S — A Q 3 0 3』 カラム (株 式会社ワイ ' ェ厶 ' シ一製造) を用いカラム温度 4 0 °C、 流速 0. 5 m I /m i n水の条件で行い、 検出は示差屈折計 『 R I - 8 0 1 2』
(東ソ一株式会社製造) を用いて行なった。 その結果を表 1 2 に示す。 表 1 2
反応で生成した糖質の種類 *^, >し レ へ0、 ― マ
マノレ k卜一一 Λ マノレ卜 卜リ ース ノレ 卜ァ 卜フ; 一 マノレ卜へノタ 一人 人マ
グルコース o . 0 Π
U · 丄 1 u · u
マルトース / ο . U 1 ( . S U . o U . U マルトトリオ—ス η υ - ο ¾ λ o ς . 1 1
1 q マルトテトラオース π υ . π υ 1 ft 1
Ό * X
マルトペンタオース η η η η <¾ 5 4 4 マル卜へキサオース 0. 0 0. 0 0. 0 4. 6 イソマルト—ス 0. 5 0. 0 0. 0 0. 0 グノレコシノレマノレトース 8. 2 1. 2 0. 0 0, 0 グルコシルマノレト トリオース 2. 4 3 1. 5 6. 8 0. 0
X 0. 0 2. 1 30. 0 1 1. 4
Y 0. 0 0. 0 1. 4 26. 8
Z 0. 0 0. 0 0. 0 1. 7 その他 0. 6 0. 1 0. 2 0. 0 表中の
グルコシノレマルトースは、 イソマルトシルダルコ一ス (別名、 62— Ο—α—ダルコシルマノレ卜ース、 ハ。ノース) で、 グルコシルマルトトリオースは、 α fソマルトシルグノレコス (別名、 6 —0—な—グノレコシルマル卜トリオース) で、
Xは、 実験 1 1 -2で記載の α—イソマルトシルグルコトリオ-ス (別名、 6 一 0- a—グルコシルマノレトテ卜ラオース) で、 Yは、 実験 1 1一 2で記載の c一イソマル卜シルグルコテトラオース (別名、 6 — 0—α—ダルコシルマルトペンタオース)で、 Ζは、 未同定の である。
表 1 2の結果から明らかなように、 本酵素の作用の結果、 基質マル 卜一スからは、 主にグルコースと α —イソマル卜シルグルコース (別 名、 6 2— 0 — α—ダルコシルマル トース、 パノース) とが生成し、 基質マル卜 卜 リオースからは、 主にマル卜一スと α —イソマル卜シル グルコース (別名、 6 3— 0— α —ダルコシルマル卜 卜リオース) と が生成し、 少量ながらグルコース、 マル卜テトラオース、 α —イソマ ルトシルグルコース (別名、 6 2— 0— α —ダルコシルマル卜一ス、 パノース)、 生成物 Xが生成することが判明した。 基質マルトテ トラ オースからは、 主にマル卜 トリオースと生成物 Xとが生成し、 少量な がらマルトース、 マル卜ペンタ才一ス、 α —イソマル卜シルダルコ一 ス (別名、 6 3 — Ο— α —ダルコシルマル 卜 トリオース)、 生成物 Υが 生成することが判明した。 基質マル 卜ペンタオースからは、 主にマル 卜テ 卜ラオースと生成物 Υとが生成し、 少量ながらマル卜 トリオース、 マル卜へキサオース、 生成物 X、 生成物 Ζが生成することが判明した。 基質マル卜テ卜ラオースからの主生成物である生成物 X、 並びに基 質マルトペン夕オースからの主生成物である生成物 Υの単離■精製を 行った。 分取用 H P L Cカラム 『丫 M C — P a c k O D S — A R 3 5 5 - 1 5 S - 1 5 1 2 A』 (株式会社ワイェ厶シィ製) を用い て精製し、 上記のマル卜テ卜ラオースからの反応物、 マル卜ペン夕才 —スからの反応物それぞれから、 純度 9 9 . 9 %以上の生成物 X標品 を固形物収率約 8 . 3 %で、 純度 9 9 . 9 %以上の生成物 Yを固形物 収率約 1 1 . 5 %で単離した。
実験 1 1 一 2 生成物の構造解析
実験 1 1 一 1 の方法で得た生成物 X標品及び生成物 Y標品を用い て、 常法にしたがってメチル化分析と N M R分析を行なった。 メチル 化分析の結果は表 1 3 にまとめた。 N M R分析の結果については、 1 H — N M Rスペク トルを図 2 1 (生成物 X )、 図 2 2 (生成物 Y ) に、 1 3 C — N M Rスペク トル及び帰属を図 2 3 (生成物 X )、 図 2 4 (生 成物 Y )、 表 1 4 にまとめた。
表 1 3
Figure imgf000052_0001
これらの結果から、 a —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素による マル卜テ トラオースからの生成物 Xは、 マルトテトラオースの非還元 末端グルコースの 6位水酸基にグルコース基が α結合した 5糖で、 構 造式 1 で表わされる α —イソマル 卜シルマル卜 トリオース (別名、 6 4 一 Ο — α —ダルコシルマル卜テ トラオース)であることが判明した。 構造式 1 :
α - D - G I c p — ( 1 → 6 ) - α - D - G I c p - ( 1 → 4 ) - a - D - G I c p — ( 1 → 4 ) - a - D - G I c p — ( 1 → 4 ) — D — G I c p
また、 マル卜ペン夕オースからの生成物 Yは、 マル卜ペン夕オース の非還元末端グルコースの 6位水酸基にダルコシル基が a結合した 6糖で、 構造式 2で表わされる a —イソマル 卜シルマル卜テ卜ラオ一 ス (別名、 6 s — O — a —ダルコシルマル 卜ペン夕オース) であるこ とが判明した。
構造式 2 :
a - D - G I c p - ( 1 → 6 ) - a - D - G I c p — ( 1 → 4 ) — a 一 D — G I c p - ( 1 → 4 ) - a - D - G I c p - ( 1 → 4 ) — a — D - G I c p - ( 1 → 4 ) — D - G l c p
表 1 4
Figure imgf000053_0001
以上のことから、 a —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素のマルト 才リ ゴ糖に対する作用は以下のように判断された。
( 1 ) 本酵素は、 基質として、 α — 1 , 4結合からなるグルコース 重合度が 2以上のマル卜オリ ゴ糖に作用し、 その非還元性末端のダル コシル残基を他の分子の非還元性末端のダルコ シル残基の 6位に転 移する作用を有する分子間の 6 —ダルコシル転移を触媒して、 非還元 末端に 6 _ 0— α —ダルコシル基を有するグルコース重合度が 1 増 加した α —イソマル卜シルダルコ糖質 (別名、 6 — 0— α —ダルコシ ルマル卜才リ ゴ糖) と、 グルコース重合度が 1 減じたマル ト才リ ゴ糖 とを生成する。
( 2 ) 本酵素は、 4 —ダルコシル転移も僅かに触媒し、 マル卜オリ ゴ糖から、 グルコース重合度が 1 増加したマル卜才リ ゴ糖と、 ダルコ ース重合度が 1 減じたマル 卜才リ ゴ糖とを僅かに生成する。
実験 1 2 還元力生成試験
ο: —イソマルトシルダルコ糖質生成酵素が還元力生成能を有する かどうかを調べるため、 以下の試験を行った。 濃度 1 %のマル卜テ 卜 ラオース水溶液に実験 4 — 2 の方法で得たバチルス グロ ビスポル ス C 9 由来の精製 α —イ ソマル トシルダルコ糖質生成酵素及び実 験 7 — 2 の方法で得たバチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の精 製 α —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素を、 基質固形物 1 グラム当 たり 0 . 2 5単位加え、 3 5 °C、 p H 6 . 0で作用させ、 その反応液 の一部を絰時的に採り、 1 0 0 °Cで 1 0分間保持して反応を停止し、 反応液の還元力を測定した。 即ち、 その酵素反応前後の溶液の還元糖 量をソモギー · ネルソン法で測定し、 また、 同時にその酵素反応前後 の溶液の全糖量をアン 卜ロン硫酸法で測定し、 還元力生成率 ( % ) は 以下の計算式を用いて算出した。
数 1 計算式
反応後の還元糖量 反応前の還元糖量
還元力生成率(%) 100 反応後の全糖量 J 反応前の全糖量 」 結果を表 1 5 に示す。
表 1 5
Figure imgf000055_0001
表 Ί 5の結果から明らかなように、 α —イソマル卜シルダルコ糖質 生成酵素は、 マル卜テ卜ラオースを基質として作用させると、 反応物 の還元力を実質的に増加しないこと、 即ち、 当該 α —イソマル 卜シル ダルコ糖質生成酵素は加水分解作用を示さないか若しく は検出でき ないほど僅かなものであることが判明した。
実験 1 3 デキス 卜ラン生成試験
α —イ ソマル トシルダルコ糖質生成酵素がデキス トラン生成作用 を有するかどうかを調べるため、 『バイオサイエンス · バイオテクノ ロジー · アン ド * ノ ィ才ケミス 卜リー ( B i o s c i e n c e B i o t e c h n o I o g y n d B i o c h e m i s t r y )』、 第
5 6巻、 1 6 9乃至 1 7 3 ( 1 9 9 2年) に記載の方法に準じて試験 を行った。 濃度 1 %のマル卜テトラオース水溶液に実験 4 — 2の方法 で得た C 9株由来の精製 α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素及 び実験 7 — 2の方法で得たバチルス グロ ビスポルス C 1 1 株由 来の精製 α —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素を、 基質固形物 1 グ ラム当たり 0 . 2 5単位加え、 3 5 °C、 p H 6 . 0で 4時間及び 8時 間作用させた後、 1 0 0 °Cで 1 5分間保持して反応を停止した。 その 酵素反応液の 5 0 IX I を遠心管に入れ、 それに 3倍量のエタノールを 加え十分に撹拌した後、 4 °Cで 3 0分間静置した。 次いで、 遠心分離 ( 1 5 , 0 0 0 r p m、 5分間) し、 その上清を除去した後、 1 m l の 7 5 %のエタノールを加え撹拌して洗浄した。 再度、 遠心分離して その上清を除き、 真空乾燥した後、 1 m I の脱イオン水を加え十分に 撹拌した。 その液中の全糖量 (グルコース換算) をフ: i:ノール硫酸法 で測定し、 試験の全糖量とした。 反応のブランクとして、 1 0 0 °Cで 1 0分間熱処理し失活させたバチルス グロ ビスポルス C 9 由来 又はバチルス グロ ビスポルス C 1 t 由来の精製 α —イソマル ト シルダルコ糖質生成酵素を用いて同様に行い、 ブランクの全糖量とし た。 デキス 卜ラン生成量は以下の計算式で計算した。
計算式 :
デキス トラン生成量 (m g Z m l ) = [ (試験の全糖量) 一 (ブラン クの全糖量)] X 2 0
結果を表 1 6 に示す。
表 1 6 反応時間 生成デキス卜ラン (ra g/m l )
(時間) C 9酵素 C 1 1酵素
4 0 . 0 0. 0
8 0 . 0 0. 0 表 Ί 6の結果から明らかなように、 α —イソマル卜シルダルコ糖質 生成酵素をマル 卜テ 卜ラオースに作用させてもデキス 卜ランを生成 しないこと、 つまリ、 当該 α —イソマルトシルダルコ糖質生成酵素は デキス トラン生成作用を実質的に有さないか、 その生成量は検出限界 以下であることが判明した。
実験 1 4 転移受容体特異性
各種糖質を用いて、 本酵素の転移受容体になり うるかどうかの試験 をした。 D —グルコース、 D—キシロース、 L ーキシロース、 D -力' ラク 卜一ス、 D —フラク 卜ース、 D —マンノース、 D —ァラビノース , D —フコース、 L 一ソルボース、 L—ラムノース、 メチル一 α—グル コシ ド、 メチル— 3 —ダルコシ ド、 Ν —ァセチルーダルコサミン、 ソ ルビ トール、 , a - 卜レノヽロース、 イソマル卜ース、 イソマル卜 卜 リオース、 セロビ才一ス、 ゲンチビオース、 マルチトール、 ラク 卜一 ス、 スクロース、 α —サイクロデキス 卜リ ン、 β 一サイクロデキス 卜 リ ン、 アーサイクロデキス 卜リ ンの溶液を調製した。
これらの受容体溶液 (濃度 1 . 6 % ) に、 糖供与体と して澱粉部分 分解物 『パインデックス # 1 0 0』 (濃度 4 % ) を加え、 実験 4 一 2 の方法で得たバチルス グロ ビスポルス C 9 由来の精製 α —イソ マル 卜シルダルコ糖質生成酵素標品又は実験 7 — 2 の方法で得たバ チルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の精製 α —イソマル 卜シルグ ルコ糖質生成酵素標品を糖供与体固形物 1 グラム当たりそれぞれ 1 単位ずつ加え、 これを 3 0 °C、 p H 6 . 0で 2 4時間作用させた。 酵 素反応後の反応液を、 受容体が単糖又は二糖の場合はガスクロマ 卜グ ラフィ一法 (以下、 Γ G L C法」 と略する。) で、 受容体が三糖以上の 場合は H P L C法で分析し、 それぞれの糖質が本酵素の転移受容体に なるかを確認した。 なお、 G L Cにおいて、 G L C装置は 『 G C — 1 6 A J (株式会社島津製作所製)、 カラムはジー · エル · サイエンス株 式会社製 『 2 %シリ コン 0 V — 1 7ノクロモゾルブ W』 を充填したス テンレス製カラム ( 3 m m ci) X 2 m)、 キャ リアーガスは窒素ガスを 流量 4 0 m I ノ分で Ί 6 0 °Cから 3 2 0 °Cまで 7 . 5 °C /分の速度で 昇温し、 検出は水素炎イオン化検出器で分析した。 H P L Cでは、 H P L Cの装置は東ソー株式会社製 『 C C P D』、 カラムは 『O D S — A Q— 3 0 3』 (株式会社ワイェムシィ一社製)、 溶離液は水を流速 0 . 5 m I /分で、 検出は示差屈折計で分析した。 結果を表 1 7 に示す。 表 1 7
1 □ s 厂
J ΓΧ. 1
R -- 転移生成物 糖 質 転移生成物 暫
1 1
Figure imgf000059_0001
C 9酵素 C11酵素
A T □ 94 3
D -グルコース + + ソルビトール 一
1 m
ノ >i Mm D—キシロース + + + + or , a-卜レハロース + + + +
C V □ Lーキシロース + + イソマルトース +十 + +
1 m Φ
? ί S D—ガラク 卜ース + + イソマルトトリオース + + +十
<— ^- σ' D—フラク トース + + セロビオース + +
d 1 Λ 1 fV
V: R C" D—マンノース ゲンチビオース + + + + σ Λ 1 r\ D—ァラビノース マルチトール +十 + +
1 - tTttm '.
丁 V η D—フコース + + ラクトース 十十 +十
1 u Q L—ソルボース + + スクロース +十
U 丁 ヾ' Ρ
n 1 Lーラ厶ノース
1 1 なーシクロテ 'キストリン
Λ ¾ メチルー α—グレコース + + + + —シクロテ 'キストリン
: . H
o VII メチルー ーグ1 /コース + + + + γ—シクロデキストリン
1 V" Ν—ァセチルグルコサミン + +
丁 丁 1 (¾■ τ
to 表中の
1 丁 V
1 「-」 は、受容体への糖転移物が検出されなかったを示し、
丁 n ,
「土」 は、受容体への糖転移物が検出されたが, その生成量が 1 %未満であったを示し、
1 1
u Ό 「+」 は、受容体への糖転移物が 1以上 1 0 96未満であったを示し、
ヾ' 1 識 「 + +」 は、受容体への糖転移物が 1 0 96以上であったを示す。
D \
—フコース、 L一ソルボース及び N—ァセチルダルコサミンに転移し. 更には、 D—ァラビノースにも転移することが判明した。
以上に述べた a —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素の性質につ いて、 先に報告されている.6 —ダルコシル転移作用を有する酵素、
『バイオサイエンス ' バイオテクノロジ一 · アン ド ' バイオケミス 卜 U— ( B i o s c i e n c e B i o t e c h n o l o g y a n d B i o c h e m i s t r y )Jl、 第 5 6巻、 第 1 6 9乃至 1 7 3頁 (
9 9 2年) に記載のデキス 卜リ ン ' デキス 卜ラナーゼ及び 『日本農芸 化学会誌』、 第 3 7巻、 第 6 6 8乃至 6 7 2頁 ( Ί 9 6 3年) に記載 の トランスダルコシダーゼと比較した。 その結果を表 1 8 にまとめた 表 1 8
Figure imgf000060_0001
表 1 8から明らかなように、 α—イソマルトシルダルコ糖質生成酵 素は、 既知のデキス 卜 リ ン · デキス トラナーゼや 卜ランスダルコシダ 一ゼとは全く異なる新規な理化学的性質を有することが判明した。 実験 1 5 環状四糖の生成
各種糖質を用いて、 α—イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素及び α 一イソマル 卜シル転移酵素の作用による環状四糖生成試験を行った。 マル卜一ス、 マルト トリオース、 マル卜テ 卜ラオース、 マル卜ペン夕 オース、 アミロース、 可溶性澱粉、 澱粉部分分解物 (商品名 『パイン デックス # 1 0 0』、 松谷化学株式会社製) 又はグリ コーゲン (カキ 由来、 和光純薬株式会社販売) の溶液を調製した。
これらの水溶液 (濃度 0 . 5 % ) に、 実験 7 — 2の方法で得たバチ ルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の精製 α —イソマル 卜シルダル コ糖質生成酵素標品を固形物 1 グラム当たり 1 単位と、 実験 7 — 3の 方法で得たバチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の精製 α —イソ マル卜シル転移酵素標品を固形物 1 グラム当り 1 0単位とを加え、 こ れらを 3 0 °C、 p H 6 . 0で作用させた。 作用条件は、 以下の 4つの 系で行った。
( 1 ) α—イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素を 2 4時間作用させ た後、 酵素を熱失活し、 続いて、 α —イソマルトシル転移酵素を 2 4 時間作用させた後、 酵素を熱失活させた。
( 2 ) α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素と α —イソマルトシ ル転移酵素とを同時に 2 4時間作用させた後、 酵素を熱失活させた。
( 3 ) α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素のみを 2 4時間作用 させた後、 酵素を熱失活させた。
( ) α —イソマル 卜シル転移酵素のみを 2 4時間作用させた後、 酵素を熱失活させた。
これら熱失活させた反応液中の環状四糖の生成量を調べるために、 実験 1 と同様の α—ダルコシダーゼ, ダルコアミラーゼ処理し、 残存 する還元性才リ ゴ糖を加水分解し、 H P L C法で環状四糖を定量した < それらの結果を表 1 9 に示す。
表 1 9 環状四糖生成量(%)
or-イソマル卜シルグルコ -イソマルトシルグルコ α-イソマルト α-イソマルト 基 質 J| し"!
シル転移酵素 -イソマルトシル転移 -イソマルトシル転移 糖質生成酵素
酵素を作用 酵素とを同時作用 のみの作用 のみの作用 Is Λ 4. 0 4. 2 0. 0 0. 0 マルトトリオース 1 0. 2 1 2. 4 0. 0 0. 0 トフ 1 1. 3 21. 5 0. 0 0. 0 マルトペン夕才ース 1 0. 5 37. 8 0. 0 0. 0 アミロース 3. 5 31. 6 0. 0 0. 0 可溶性澱粉 5. 1 38. 2 0. 0 0. 0 澱粉部分分解物 6. 8 63. 7 0. 0 0. 0 グリコーゲン 10. 2 86. 9 0. 0 0. 0 表 1 9の結果から明らかなように、 試験したいずれの糖質も、 α — イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素のみの作用及び α イソマル 卜 シル転移酵素のみの作用では、 環状四糖は全く生成しなかったのに対 して、 α イソマルトシルダルコ糖質生成酵素と α イソマルトシル 転移酵素を同時併用することにより環状四糖が生成した。 その生成量 は、 α イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素を作用させた後に α—ィ ソマル卜シル転移酵素を作用させた場合には、 約 1 1 %以下と比較的 に低いのに対して、 α—ィソマルトシルダルコ糖質生成酵素と《—ィ ソマル 卜シル転移酵素とを同時に作用させると、 いずれの糖質でも環 状四糖の生成量は向上し、 特に、 グリ コーゲンでは約 8 7 %に増加し 澱粉部分分解物では約 6 4 %に増加することが判明した。
この α イ ソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素と α イソマル 卜シ ル転移酵素との同時併用における環状四糖の生成メカニズムは、 両酵 素の反応特性から以下のように推察される。
( 1 ) α イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素は、 グリ コーゲンや 澱粉部分分解物などの α— 1 , 4グルカン鎖の非還元末端グルコース 基に作用し、 そのグルコース基を他の α — 1 , 4グルカン鎖の非還元 末端グルコース基の 6位水酸基に分子間転移させ、 非還元末端に α — イソマル卜シル基を有する α — 1 , 4グルカン鎖が生成する。
( 2 ) α—イソマル卜シル転移酵素は、 非還元末端にイソマル卜シ ル基を有する α — 1 , 4グルカン鎖に作用し、 そのイソマル卜シル基 を、 他の非還元末端にイソマル卜シル基を有する α — 1 , 4グルカン 鎖の非還元末端グルコース基の 3位水酸基に分子間転移させ、 非還元 末端にイソマル卜シルー 1 , 3 —イソマル卜シル基を有する α — 1 , 4グルカン鎖が生成する。
( 3 ) 続いて、 α—イソマル卜シル転移酵素は、 その非還元末端に イソマル卜シルー 1 , 3—イソマルトシル基を有する α — 1 , 4ダル カン鎖に作用し、 分子内転移作用によってイソマルトシルー 1 , 3 — イソマル卜シル基を α — 1 , 4グルカン鎖から切り離し、 環状化して 環状四糖が生成する。
( 4 ) 切り離された α — 1 , 4グルカン鎖は、 再度、 ( 1 ) から ( 3 ) の反応を受けることによって、 更に、 環状四糖が生成する。 な—イソ マルトシルダルコ糖質生成酵素と α—イソマル 卜シル転移酵素との 同時併用で、 上記のように両酵素が繰り返し作用し、 環状四糖の生成 量が増加すると推察された。
実験 1 6 澱粉液化程度の影響
とうもろこし澱粉を濃度 1 5 %澱粉乳とし、 これに炭酸カルシウム を 0 . 1 %加えて ρ Η 6 . 0 に調整し、 a—アミラーゼ (商品名 『夕 一マミール 6 0 L』 (ノボ社製) を澱粉 1 グラム当り 0 . 2乃至 2 . 0 %を加え、 9 5 °Cで 1 0分間反応させ、 次いで、 1 2 0 °Cで 2 0分 間才一 卜ク レープし、 約 3 5 °Cに急冷して、 D E 3 . 2乃至 2 0 . 5 の液化溶液を得、 これに、 実験 7 — 2の方法で得たバチルス グロ ビ スポルス C 1 1 由来の精製 α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵 素標品を固形物 1 グラム当たり 2単位と、 実験 7 — 3の方法で得たバ チルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の精製 α —イソマル トシル転 移酵素標品を固形物 1 グラム当り 2 0単位とを加え、 3 5 °Cで 2 4時 間反応させた。 1 0 0 °Cで 1 5分間熱処理して酵素を失活させた。 続 いて、 実験 1 と同様に α—ダルコシダーゼ及びダルコアミラーゼを用 いて処理し、 残存する還元性才リ ゴ糖を加水分解し、 H P L C法で環 状四糖を定量した。 それらの結果を表 2 0 に示す。
表 2 0
Figure imgf000064_0001
表 2 0の結果から明らかなように、 α —イソマル卜シルダルコ糖質 生成酵素と α —イソマル卜シル転移酵素とによる環状四糖の生成は、 澱粉の液化の程度で影響を受け、 液化の程度が低いほど、 即ち、 D Ε が低値であるほど、 澱粉からの環状四糖の生成率は高く、 逆に、 液化 の程度が高いほど、 即ち、 D Εが高値であるほど、 澱粉からの環状四 糖の生成率が低いことが判明した。 具体的には、 澱粉の部分分解の程 度は約 2 0以下、 望ましく は、 D Ε約 1 2以下、 更に望ましくは、 D Ε約 5以下が適していることが判明した。
実験 Ί 7 澱粉部分分解物濃度の影響 澱粉部分分解物 『パインデックス # 1 0 0』 ( D E約 2乃至 5 ) の 最終濃度 0 . 5乃至 4 0 %の水溶液を調製し、 それぞれに、 実験 7 —
2 の方法で得たバチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の精製 α — イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵素標品を固形物 1 グラム当たり Ί 単位と、 実験 7 — 3の方法で得たバチルス グロビスポルス C 1 1 由来の精製 α —イソマル トシル転移酵素標品を固形物 1 グラム当 り
1 0単位加え、 両酵素を同時併用して 3 0 °C、 p H 6 . 0で 4 8時間 作用させた後、 1 0 0 °Cで 1 5分間熱処理して酵素を失活させた。 続 いて、 実験 1 と同様に α—ダルコシダ一ゼ及びダルコアミラーゼを用 いて処理し、 残存する還元性才リ ゴ糖を加水分解し、 H P L C法で環 状四糖を定量した。 それらの結果を表 1 8 に示す。
表 2 1
Figure imgf000065_0001
表 2 1 の結果から明らかなよう に、 澱粉部分分解物の濃度が 0 . 5 %の低濃度では、 環状四糖の生成量は約 6 4 %であるのに対し、 濃 度 4 0 %の高濃度では、 環状四糖の生成量は約 4 0 %と、 基質である 澱粉部分分解物の濃度に依存して環状四糖の生成量が変化すること が判明した。 この結果から、 環状四糖の生成量は、 澱粉部分分解物が 低濃度であるほど高まる傾向にあることが判明した。
実験 1 8 シクロデキス 卜リ ングルカノ 卜ランスフェラーゼ添加効果 澱粉部分分解物 『パインデックス # 1 0 0』 水溶液 (濃度 1 5 % ) を調製し、 実験 7 — 2の方法で得たバチルス グロ ビスポルス C 1 1 由来の精製 α —イソマル トシルダルコ糖質生成酵素標品を固形物 1 グラム当たり 1 単位と、 実験 7 — 3の方法で得た C 1 1 株由来の精 製 α—イ ソマル 卜シル転移酵素標品を固形物 1 グラム当 り 1 0単位 と、 バチルス · ステアロザーモフィルス由来シクロデキス トリ ングル カノ 卜ランスフェラーゼ ( C G T a s e ) を固形物 1 グラム当り 0乃 至 0 . 5単位加え、 両酵素を同時併用して 3 0 °C、 p H 6 . 0で 4 8 時間作用させた後、 1 0 0 °Cで 1 5分間熱処理して酵素を失活させた, 続いて、 実験 1 と同様に α—ダルコシダーゼ及びダルコアミラーゼを 用いて処理し、 残存する還元性才リ ゴ糖を加水分解し、 H P L C法で 環状四糖を定量した。 それらの結果を表 2 2 に示す。
表 2 2
Figure imgf000066_0001
表 2 2の結果から明らかなように、 C G T a s eを添加することに よって、 環状四糖の生成量が増加することが判明した。
実験 1 9 環状四糖の調製
トウモロコシ由来フィ 卜グリ コーゲン (キューピー株式会社製) の 水溶液 (約 1 0 0 を濃度 4 w / v %、 p H 6 . 0、 温度 3 0 °Cに 調整した後、 実験 7 — 2の方法で得た精製 α—イソマル卜シルダルコ 糖質生成酵素標品を固形物 1 グラム当たり 1 単位と、 実験 7 — 3の方 法で得た精製な —イソマル 卜シル転移酵素標品を固形物 1 グラム当 リ 1 0単位加え、 4 8時間作用させた後、 1 0 0 °Cで 1 0分間熱処理 して酵素を失活させた。 この反応液の一部を採り、 H P L Cで環状四 糖生成量を調べたところ、 糖組成として約 8 4 %であった。 この反応 液を p H 5 . 0、 温度 4 5 °Cに調整した後、 実験 1 と同様に α —ダル コシダーゼ及びダルコアミラーゼを用いて処理し、 残存する還元性才 リ ゴ糖などを加水分解し、 さらに、 水酸化ナ トリ ウムで ρ Ηを 5 . 8 に調整し温度 9 0 °Cで 1 時間保持して、 酵素を失活させ、 不溶物を濾 過して除去した。 この瀘液を逆浸透膜を用いて固形分濃度約 1 6 %ま で濃縮した後、 常法にしたがって脱色、 脱塩、 濾過、 濃縮したところ、 固形分約 3, 7 0 0 gを含む糖液約 6 . 2 k gを得た。
得られた糖液を、 オルガノ製イオン交換樹脂 『アンバーライ 卜 C R - 1 3 1 0 ( N a型)』 を充填したカラム (ゲル量約 2 2 5 I ) に供 し、 カラム温度 6 0 °Cで流速約 4 5 I / hの条件でクロマ 卜分離を行 なった。 溶出液の糖組成を実験 1 に記載の H P L C法でモニターし、 環状四糖の純度が 9 8 %以上の画分を回収し、 常法にしたがって脱塩、 脱色、 濾過、 濃縮したところ、 固形分約 2, 5 0 0 gを含む糖液約 7 . 5 k gを得た。 得られた糖液の糖組成を H P L C法で測定したところ、 環状四糖の純度は約 9 9 . 5 %であった。
実験 2 0 環状四糖の水溶液からの結晶化 実験 1 9 の方法で得られた純度約 9 8 %以上の環状四糖画分をェ バポレーターで固形物濃度約 5 0 %に濃縮した後、 この濃縮糖液約 5 k gを円筒状のプラスチック容器に入れ、 緩やかに回転させながら約 2 0時間で温度を 6 5 °Cから 2 0 °Cまで降下させることによ り晶析 させたところ、 白色の結晶状粉末が得られた。 その顕微鏡写真の 1 例 を図 2 5 に示す。 続いて、 遠心濾過器を用いて分蜜し結晶状物を湿重 量と して 1 , 3 6 0 gを回収した。 さらに、 6 0 °Cで 3時間乾燥して 環状四糖結晶状粉末を 1 , 1 7 0 g得た。 得られた結晶粉末の糖組成 を H P L C法で測定したところ、 環状四糖の純度は 9 9 . 9 %以上と 極めて高純度であった。
この環状四糖の結晶状粉末を粉末 X線回折法で解析したところ、 図 2 6 に示すように、 主な回折角 ( 2 0 ) と して 1 0 . 1 ° 、 1 5 . 2 ° 、 2 0 . 3 ° 及び 2 5 . 5 ° を特徴とする回折スペク トルが得られた。 また、 この結晶状粉末の水分をカール · フィ ッシャー法で測定したと ころ、 水分は 1 3 . 0 %であることがわかり、 環状四糖 1 分子当たり 5乃至 6分子の水を含む結晶であることが判明した。
さ らに、 この環状四糖の結晶粉末を熱重量測定したところ、 図 2 7 に示す熱重量曲線が得られ、 その重量変化と温度との関係から、 温度 1 5 0 °Cまでの上昇で 4乃至 5分子の水に相当する重量減少が認め られ、 続いて、 温度 2 5 0 °C付近で 1 分子の水に相当する重量減少が 認められ、 さらに、 温度 2 8 0 °C付近から環状四糖自体の熱分解と考 えられる重量減少が観察された。 これらのことから、 5乃至 6含水結 晶環状四糖は、 常圧において、 温度を 1 5 0 °Cまで上昇させることに よ り結晶分子当たり 4乃至 5分子の水が離脱して 1 分子の水を含む 結晶になり、 さらに温度 2 5 0 °Cまでに 1 分子の水が結晶から離脱し て無水結晶になることが判明した。 実験 2 1 1 含水結晶環状四糖への変換
実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖粉末をガラ ス容器に入れ、 予め温度 1 4 0 °Cに保温したオイルバス中にそのガラ ス容器を 3 0分間保持した。 得られた環状四糖粉末を粉末 X線回折法 で解析したところ、 熱処理前の 5乃至 6含水結晶の粉末 X線回折とは 全く異なり、 図 2 8 に示すように、 主な回折角 ( 2 0 ) として、 8 . 3 ° 、 1 6 . 6 ° 、 Ί 7 . 0 ° 及び Ί 8 . 2 ° を特徴とする回折スぺ ク トルが得られた。 また、 この結晶状粉末の水分をカール · フイ ツシ ヤー法で測定したところ、 水分が約 2 . 7 %であることがわかり、 環 状四糖 Ί 分子当たり 1 分子の水を含むことが判明した。 さらに、 この 結晶粉末を熱重量測定したところ、 図 2 9 に示す熱重量曲線が得られ、 その重量変化と温度との関係から、 温度 2 7 0 °C付近で 1 分子の水に 相当する重量減少が認められ、 さらに、 温度 2 9 0 °C付近から環状四 糖自体の熱分解と考えられる重量減少が観察された。 これらのことか ら、 この環状四糖結晶状物は 1 含水結晶であることが判明した。
実験 2 2 無水結晶への変換
実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖粉末を温度 4 0 °C乃至 1 2 0 °Cでそれぞれ 1 6時間真空乾燥した。 得られた環状 四糖粉末の水分をカール, フィ ッシヤー法で測定したところ、 真空乾 燥温度 4 0 °Cの場合は水分が約 4 . 2 %であり、 真空乾燥温度 1 2 0 °Cの場合は水分が約 0. 2 %で、 実質的に無水であることが判明し た。 これら真空乾燥した環状四糖粉末を粉末 X線回折法で解析したと ころ、 真空乾燥前の 5乃至 6含水結晶の粉末 X線回折及び 1 含水結晶 のものとは全く異なり、 図 3 0 (真空乾燥温度 4 0 °C)、 図 3 1 (真 空乾燥温度 1 2 0 °C ) に示すように、 主な回折角 ( 2 0 ) として、 1 0 . 8 ° 、 Ί 4 . 7 ° 、 1 5 . 0 ° 、 1 5 . 7 ° 及び 2 1 . 5 ° を特 徴とする回折スぺク トルが得られた。 両回折スぺク 卜ル間でのピーク 強度の強弱は認められるものの、 基本的にピークの回折角度は同一で、 結晶学的に同一無水結晶と推察された。 また、 回折スペク トルのベー スラインは山状を呈し、 真空乾燥前の 5乃至 6含水結晶環状四糖のも の及び 1 含水結晶のものと比べ結晶化度が低下しており、 非結晶状態 の環状四糖が存在していることが判明した。 このことから、 真空乾燥 4 0 °Cの場合の水分を約 4 . 2 %含む環状四糖粉末は、 その水分を含 む無水非晶質環状四糖と、 無水結晶環状四糖とが混在する粉末と推察 された。 以上のことから、 5乃至 6含水結晶環状四糖粉末を真空乾燥 することにより、 5乃至 6含水結晶は水分子を失い、 無水非晶質と無 水結晶に変換することがわかった。 なお、 水分 0 . 2 %の無水結晶環 状四糖粉末について、 実験 2 0 と同様に熱重量分析したところ、 図 3 2 に示すよう に、 温度 2 7 0 °C付近から環状四糖の熱分解と考えられ る重量減少のみが観察された。
実験 2 3 環状四糖の水に対する飽和濃度
温度 1 0乃至 9 0 °Cでの水に対する環状四糖の飽和濃度を調べる ため、 密栓付きガラス製容器に水 1 0 m I を入れ、 それに実験 2 0の 方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖を、 各温度で完全に溶解す る量以上の量を加えた後、 ガラス容器を密封し、 飽和に達するまで温 度 1 0乃至 9 0 °Cで保温しながら 2 日間撹拌した。 それぞれの温度の 環状四糖飽和溶液を精密濾過して溶けていない環状四糖を除いた後、 その濾液の水分を乾燥減量法で調べ、 各温度での飽和濃度を求めた。 結果を表 2 3 に示す。
表 2 3 淵度 (°C) 飽禾 Π濃度 (%)
1丄 πリ t リ♦
30
50 42. 6
70 53. 0
90 70. 5 実験 2 4 熱安定性
実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖を水に溶解 し濃度 1 0 w/ v %の環状四糖水溶液を調製し、 その溶液 8 m I をガ ラス製試験管に採り、 密封した後、 〗 2 0 °Cで 3 0乃至 9 0分間加熱 した。 放冷後、 それら溶液の着色度の測定と、 H P L C法による純度 測定を行った。 着色度は、 4 8 0 n mにおける 1 c mセルでの吸光度 により評価した。 結果は表 2 4 に示す。
表 2 4
Figure imgf000071_0001
表 2 4の結果から明らかなように、 環状四糖水溶液は 1 2 0 °Cの高 温加熱でも着色はなく、 糖組成の純度の低下もなく、 環状四糖は熱に 対して安定な糖質であることが判明した。 実験 2 5 p H安定性
実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖を各種の緩 衝液 ( 2 0 m M ) に溶解し、 環状四糖を濃度 4 w/ v %、 p Hを 2乃 至 1 0 に調整した環状四糖溶液を調製した。 それぞれの溶液 8 m I を ガラス製試験管に採り、 密封した後、 1 0 0 °Cで 2 4時間加熱した。 放冷後、 それら溶液の着色度の測定と、 H P L C法による純度測定を 行った。 着色度は、 4 8 0 n mにおける 1 c mセルでの吸光度により 評価した。 結果は表 2 5に示す。
表 2 5
Figure imgf000072_0001
表 2 5の結果から明らかなように、 環状四糖水溶液は 1 2 0 °Cの高 温で 2 4時間加熱しても、 p H 2乃至 1 0の広範囲で着色はなく、 p H 2 において糖組成の純度は僅かに低下するものの、 p H 3乃至 1 0 の範囲では全く糖組成の純度は低下せず、 環状四糖は広い p H範囲、 換言すれば、 p H 3乃至 5の酸性側、 p H 6乃至 8の中性側、 p H 9 乃至 1 0 のアルカ リ側で煮沸 しても極めて安定な糖質であることが 判明した。 実験 2 6 ァミノカルボニル反応
実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖を水に溶解 し、 さらに、 それに市販試薬特級のグリ シンと リ ン酸緩衝液を加え、 5 0 m M リ ン酸緩衝液で p H 7. 0 に調整した 1 w / v %グリ シンを 含む 1 0 w/ v %環状四糖溶液を調製した。 その溶液 4 m 1 をガラス 製試験管に採り、 密封した後、 1 0 0 °Cで 3 0乃至 9 0分間加熱した 室内で放冷後、 それらの着色度を測定しァミノカルボニル反応性を調 ベた。 着色度は、 4 8 0 n mにおける 1 c mセルでの吸光度により評 価した。 結果を表 2 6 に示す。
表 2 6
Figure imgf000073_0001
表 2 6の結果から明らかなように、 環状四糖は、 グリ シン共存下で 加熱しても着色はなく、 グリシンとの褐変を引き起こさないこと、 換 言すれば、 ァミノカルボニル反応 (メイラー ド反応とも言う) を起こ しにく い安定な糖質であることが判明した。
実験 2 7 ァミノカルボニル反応
実験 2 0 の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖と市販ポリ ペプトン (日本製薬製) とを脱イオン水に溶かし、 5 w/ v %ポリべ プトンを含む 1 O w/ v %環状四糖溶液を調製した。 その溶液 4 m I をガラス製試験管に採り、 密封した後、 1 2 0 °Cで 3 0乃至 9 0分間 加熱した。 室内で放冷後、 それらの着色度を測定しァミノカルボニル 反応性を調べた。 同時に、 ポリペプトンのみを含む溶液をブランクと して同様に加熱した。 着色度は、 4 8 0 n mにおける 1 c mセルでの 吸光度からブランクの吸光度を差し引いた値に基づいて評価した。 結 果を表 2 7 に示す。
表 2 7
Figure imgf000074_0001
表 2 7の結果から明らかなように、 環状四糖は、 ポリペプトン共存 下で加熱して、 ポリペプトンとの褐変を引き起こさないこと、 換言す れば、 ァミノカルボニル反応を起こしにく い安定な糖質であることが 判明した。
実験 2 8 包接作用
実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖を脱イオン 水に溶かし、 2 0 %水溶液を調製した。 その水溶液 1 0 0 g当たり、 メタノールは 2 g、 エタノールは 3 g、 酢酸は 4 . 6 gを加えて包接 を行なった。 その後、 それぞれを濾過し濾液を凍結乾燥し、 未包接物 を除去した。 対照と して、 包接能を有することが知られている分枝シ クロデキス 卜リ ン (商品名 『イソエリ一 卜 P』、 マルハ株式会社販売) を用いて同様に行なった。
凍結乾燥粉末中の包接物量を測定するために、 それぞれの凍結乾燥 粉末 1 gを 5 m I の水に溶かし、 それに 5 m I のジェチルエーテルを 加えて抽出を行ない、 再度、 抽出を繰り返した後、 ジェチルエーテル 中の抽出物をガスクロマ トグラフィ ー法で定量した。 結果を表 2 8 に 示す。
表 2 8
Figure imgf000075_0001
表 2 8の結果から明らかなように、 環状四糖は包接能を有しており その包接能は、 分枝サイクロデキス トリ ンと比べ、 重量当たり約 2倍 も高いことが判明した。
実験 2 9 甘味度
実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖を脱イオン 水に溶かし、 固形物濃度 1 0 %水溶液を調製し、 この環状四糖 1 0 % 水溶液を基準と し、 蔗糖 (市販グラニュー糖) の濃度を変え、 パネラ 一 5名で官能試験を行なった。 その結果、 環状四糖の甘味度は、 蔗糖 の約 2 0 %であった。
実験 3 0 消化性試験
実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖を用いて、 『日本栄養食糧学会誌』、 第 4 3巻、 第 2 3乃至 2 9頁 ( 1 9 9 0年) に記載の岡田等の方法に準じて、 試験管内での唾液アミラーゼ、 合成 胃液、 脬液アミラーゼ、 小腸粘膜酵素による環状四糖の消化性を調べ た。 対照として、 難消化性糖質として知られているマルチ トールを用 いて行なった。 結果を表 2 9 に示す。
表 2 9 消 化 酵 素 消化酵素による分解率(%)
環状四糖 マルチトール(対照) 唾液ァミラーゼ 0. 0 0. 0
合成胃液 0. 0 0. 0
薛液アミラーゼ 0. 0 0. 0
小腸粘膜酵素 0. 74 4. 0 表 2 9の結果から明らかなように、 環状四糖は、 唾液アミラーゼ、 合成胃液、 脖液アミラーゼで全く消化されず、 小腸粘膜酵素によって 僅かに消化されたが、 その程度は 0. 7 4 %と低値であり、 対照の難 消化性糖質マルチ トールの値と比較すると 1 ノ 5以下であり、 環状四 糖が極めて消化されにく い糖質であることが判明した。
実験 3 1 醱酵性試験
実験 2 0の方法で得られる 5乃至含水結晶環状四糖を用いて、 『ジ ヤーナル ' 才プ ' ニュー 卜リショナル · サイエンス · アン ド · ビタミ ノロシ一 、 J o u r n a l o f N u t r i t i o n a l S c i e n c e a n d V i t a m i n o l o g y )』、 第 3 7巻、 第 5 2 9乃 至 5 4 4頁 ( 1 9 9 1 年) に記載の O k u等の方法に準じて、 ラッ 卜 盲腸内容物による環状四糖の発酵性を調べた。 盲腸内容物は、 ゥイス 夕一系雄ラッ 卜をエーテル麻酔下で屠殺し嫌気的に採取し、 4倍量の 0. 1 M炭酸水素ナ トリ ウム水溶液に懸濁したものを用いた。 環状四 糖は盲腸内容物重量当たり約 7 %を添加し、 添加直後及び 1 2時間後 に残存する環状四糖量はガスクロマ 卜グラフィ 一法で定量した。 その 結果、 添加直後の環状四糖濃度は盲腸内容物 g当たり 6 8. 0 m g、 1 2時間後の環状四糖濃度は盲腸内容物 g当たり 6 3. 0 m gであり 9 3 %が醱酵されず残存していることがわかり、 環状四糖は極めて醱 酵されにく い糖質であることが判明した。 実験 3 2 資化性試験
実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環状四糖を用いて、 『腸内フローラと食物因子』、 光岡知足編、 学会出版センター ( 1 9 8 4年) に記載の方法に準じて、 各種腸内細菌の資化性を調べた。 即 ち、 予め培養しておいた新鮮な菌を、 環状四糖を 0. 5 %添加した P Y F培地 5 m l に約 1 0 7 C F U接種し、 嫌気条件下で 3 7 °C、 4 日 間培養した。 対照として、 資化されやすい糖質グルコースを用いて行 なった。 資化性の判定は、 培養後の培養液の p Hが、 6. 0以上の場 合、 資化されない (一) と し、 6. 0未満の場合、 資化される (+ ) とした。 さらに、 培養液中に残存する糖質をアンスロン法で測定し糖 質の減少量を調べ、 資化性の判定を確認した。 結果を表 3 0 に示す。 表 3 0
Figure imgf000078_0001
の結果から明らかなよう に、 環状四糖は、 試験した腸内細菌 株のいずれにも資化されなく、 対照のグルコースはいずれにも資化さ れることがわかり、 環状四糖が腸内細菌に極めて資化されにく い糖質 であることが判明した。
実験 3 3 急性毒性試験
マウスを使用して、 実験 2 0の方法で得られる 5乃至 6含水結晶環 状四糖を経口投与して急性毒性試験を行なった。 その結果、 環状四糖 は低毒性の物質で、 投与可能な最大投与量においても死亡例は認めら れなかった。 したがって、 正確な値とはいえないが、 その L D 5 0値 は、 5 0 g / k gマウス体重以上であった。
以上の実験 3 0乃至 3 3の結果から、 環状四糖は、 経口摂取しても、 消化、 吸収されにく く、 無カロリー乃至低カロ リーの可食素材と して、 ダイエツ 卜甘味料、 高甘味度甘味料の賦形剤、 ダイエツ 卜飲食^)の増 粘剤、 増量剤、 賦形剤、 更には、 食物繊維、 脂肪代替食品材料などと しての利用が期待できる。
実験 3 4 非還元性糖質による脱水量の大きさ と脱水物品の粉末化 の比較実験
実験に用いた非還元性糖質は、 無水結晶環状四糖、 1 含水結晶環状 四糖、 無水非晶質環状四糖、 5乃至 6含水結晶環状四糖、 無水結晶 α, a — 卜 レハロース、 無水非晶質 α, ο: — ト レハロース及び 2含水結晶 , α — 卜レハロースである。 5乃至 6含水結晶環状四糖は実験 2 0 の方法で調製した。 無水結晶環状四糖、 1 含水結晶環状四糖及び無水 非晶質環状四糖は、 それぞれ実施例 Α— 1 、 実施例 A— 2及び実施例 A— 3の方法で調製した。 2含水結晶 α, a — 卜レハロースは市販の もの (商品名 『 トレ八』、 株式会社林原商事販売) を用いた。 無水結 晶 α, α — 卜レハロース及び無水非晶質 α , α — 卜レ八ロースは市販 の 2含水結晶 α, a - トレハロースから特開平 6 — 1 7 0 2 2 1 号公 報参考例 1 及び参考例 3 に開示される方法で調製した。
水分含量約 7 7 %のプレーンヨーグルト 4重量部に、 上記の糖質を それぞれ 1 1 乃至 1 6重量部を混合し得られる混合物をバッ 卜にと り、 2 5 °Cで室内に 2 4時間静置後、 その混合物の状態変化を観察し た。 その判定は、 充分に脱水して固化し、 これを切削機にかけて粉末 化が容易である場合を〇、 脱水がやや不充分で固化したけれども切削 機による粉末化が困難である場合を△、 脱水が不充分で固化しなかつ たことにより切削機にかけて粉末化することができなかった場合を Xとした。 結果は、 表 3 1 に示す。
表 3 1
Figure imgf000080_0001
表 3 1 の結果から、 無水結晶環状四糖、 1 含水結晶環状四糖及び無 水非晶質環状四糖は、 無水結晶 α , 0:— 卜レハロース、 無水非晶質 α a - 卜レハロースより も少ない重量部で固化することができ、 切削機 による粉末化が容易であることが判明した。 また、 得られる粉末の性 状も優れていた。 この結果から、 無水結晶環状四糖、 1 含水結晶環状 四糖及び無水非晶質環状四糖は脱水能を有する環状四糖で脱水剤と して好適であり、 とりわけ、 無水結晶環状四糖及び無水非晶質環状四 糖が脱水能に優れていることが判明した。
実験 3 5 脱水能を有する環状四糖による脱水作用
無水結晶環状四糖、 1 含水結晶環状四糖、 無水非晶質環状四糖及び 5乃至 6含水結晶環状四糖の脱水作用、 具体的には、 糖質に対する吸 水量とその経時変化について詳細に実験した。 比較実験には糖質とし て無水結晶 α, α — ト レ八ロース、 無水非晶質 a , 0: — 卜 レハロース 及び 2含水結晶 卜レハロースを用いた。 実験は、 実験 3 4で述べた方 法で調製したそれぞれの環状四糖及び α, a - 卜レハロースをふるい 分けして粒径約 1 0 0乃至 1 5 O j mの粉末品とし、 直径 5 c mのプ ラスチックシャーレにそれぞれ 1 gずつ採り、 相対湿度 6 0 %又は 7 5 %に調整されたデシケ一ター内に入れ、 2 5 °Cの雰囲気に 1 週間放 置し、 経時的に糖質中に含まれる水分 (% ) をカール · フィ ッシャー 法で測定した。 結果は表 3 2 に示す。
表 3 2
処理時の相 径過日数
対湿度(%) 0 1 2 3 7
60 0.2 10.2 10.3 10.3 10.4 無水結晶環状四糖
75 0.2 13.9 ■ t.
60 ク 7 ク.7 / ク ft 0 Q 0 Q
1含水結晶環状四糖
75 2.7 14.0 14.0 14.1 14.1
60 0.3 13.7 13.8 13.9 14.1 無水非晶質環状四糖
75 0.3 14.2 13.6 13.7 13.7
60 13.0 13.1 13.1 13.1 13.2
5乃至 6含水結晶環状四糖
75 13.0 13.1 13.1 13.1 13.1
60
無水結晶 , な一トレハロース
75 0.3 9.7 9.6 9.8 9.8
60
無水非晶質 α , α—トレハロース
75 0.8 9.8 9.7 9.8 9.7
60
2含水結晶な, or—トレハロース
75 9.7 9.7 9.7 9.8 9.8
:試験せず 表 3 2の結果から、 相対湿度 6 0 %で放置した場合、 1 含水結晶環 状四糖及び 5乃至 6含水結晶環状四糖は 1 週間放置したのちもほと んど吸水は見られなかつたが、 無水結晶環状四糖及び無水非晶質環状 四糖は 1 日目でほぼ吸水量が飽和に達した。 吸水量は、 無水結晶環状 四糖ではその重量の約 1 0 %であるのに対して、 無水非晶質環状四糖 ではその重量の約 1 4 %の値を示した。 1 週間放置した後の各試料を 粉末 X線回折法で解析したところ、 主な回折角はそれぞれ放置前の試 料と同一の回折パターンを示し、 結晶型に変化は見られなかった。 相 対湿度が 6 0 %以下では、 水分は取りこむが, 結晶水として取り込ま れるのではないことが明らかとなった。
一方、 相対湿度 7 5 %で放置した場合、 無水結晶環状四糖、 1 含水 結晶環状四糖及び無水非晶質環状四糖は、 無水結晶 α , α — 卜 レハロ ース及び無水非晶質 α , α — 卜レハロースを同様に、 放置後 1 日でほ ぼ吸水量が飽和に達した。 この際の吸水量は、 いずれの環状四糖も、 その重量の約 1 4 %であるのに対し、 α , α — 卜レハロースはその重 量の 1 0 %弱であることから、 環状四糖の方が脱水能としては優れて いることが判明した。 また、 いずれの試料も粉末状態を維持し、 吸湿 によってベとついたり、 流れたりする現象は見られなかった。 更に、 1 週間放置後の無水結晶環状四糖、 1 含水結晶環状四糖及び無水非晶 質環状四糖は、 粉末 X線回折法で解析したところ、 主な回折角はそれ ぞれ放置前の試料と異なった回折パターンを示し、 いずれも 5乃至 6 含水結晶環状四糖の回折パターンに一致した。 このことから、 相対湿 度が 7 5 %以上では、 水分は結晶水として取り込まれて、 5乃至 6含 水結晶に変換していることが明らかとなった。
上記のように優れた脱水能を有する本発明の環状四糖は、 食品、 医 薬品、 化粧品、 これら原材料又は加工中間物などの含水物の強力な脱 水剤として有利に利用できることが判明した。
実験 3 6 糊化澱粉の微生物汚染に対する無水結晶環状四糖と 5乃 至 6含水結晶環状四糖の効果の比較
もち粉 4重量部を水 6重量部に溶いて、 木枠に濡れ布きんを敷いた ものに流し込み、 これを 1 0 5 °Cで 1 0分間蒸して糊化澱粉とする。 これに実験 2 0 の方法で調製した 5乃至 6含水結晶環状'四糖又は実 施例 A - 1 の方法で調製した無水結晶環状四糖 6重量部をミキサー で混和し、 均一になったら、 更に水飴 2重量部を加え十分に捏ねて成 形し、 更に 4 0 °Cの温風で 2時間軽く乾燥して求肥を得た。
本品を 2 5 °Cの室温に開放して放置したところ 5乃至 6含水結晶 環状四糖を使用したものは、 1 5 日後に黒カ ビのコロニーの発生を見 たが、 無水結晶環状四糖を使用したものは、 3 0 日後においても微生 物の汚染が見られなかつた。
また 3 0 日後のものを切断して、 その断面を観察したところ、' 無水 結晶環状四糖を使用したものは、 表層部がやや硬化して結晶が析出し ているものの、 内部は、 製造直後と同様に半透明で適度な艷、 粘度を 有していた。 なお表層部の結晶は、 X線回折図形より、 無水結晶環状 四糖が 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換しているものであることが 判明した。
この結果、 脱水能を有する環状四糖は、 糊化澱粉の脱水剤と して作 用し、 微生物汚染を防止し、 更に糊化澱粉の老化を防止することが判 明した。 この性質は、 求肥、 フラワーペース 卜などの糊化澱粉を用い る各種製品に対して有利に利用できる。
以下、 本発明の脱水能を有する環状四糖を実施例 Aでその用途を実 施例 Bで具体的に述べる。
実施例 A— 1 無水結晶環状四糖の製造方法
バチルス グロビスポルス C 1 1 ( F E R M B P - 7 1 4 4 ) を実験 6の方法に準じて、 フアーメンターで 4 8時間培養した。 培養 後、 S F膜を用いて除菌濾過し、 約 1 8 I の培養濾液を回収し、 更に、 その濾液を U F膜濃縮し、 α —イソマル卜シルダルコ糖質生成酵素を 9 . 0単位/ m I と a —イソマル卜シル転移酵素を 3 0 . 2単位/ m I とを含む濃縮酵素液約 Ί I を回収した。 タ ピ才力澱粉を濃度約 2 5 %澱粉乳とし、 これに α —アミラーゼ (商品名 『ネオスピターゼ』、 ナガセ生化学工業株式会社製) を澱粉固形物グラム当り 0 . 2 %加え、 8 5乃至 9 0 °Cで約 2 0分間反応させ、 次いで 1 2 0 °Cに 2 0分間才 一 卜クレーブし、 更に約 3 5 °Cに急冷して D E約 4の液化溶液を得、 これに上記の方法で調製した α —イソマル 卜シルダルコ糖質生成酵 素と α —イソマルトシル転移酵素とを含む濃縮酵素液を澱粉固形物 1 グラム当り 0 . 2 5 m I の割合になるように加え、 更にシクロマル 卜デキス 卜リ ングルカノ 卜ランスフェラーゼ (株式会社林原生物化学 研究所製造) を澱粉固形物 Ί グラム当り 1 0単位になるように加え、 P H 6 . 0、 温度 3 5 °Cで 4 8時間反応させた。 その反応液を 9 5 °C で 3 0分間保った後、 p H 5 . 0、 温度 5 0 °Cに調整した後、 α—グ ルコシダーゼ剤 (商品名 『卜ランスダルコシダーゼ L 「ァマノ」』、 天野製薬株式会社製) を固形物 1 グラム当たり 3 0 0単位加え、 2 4 時間反応させ、 更にダルコアミラーゼ剤 (商品名 『ダルコチーム』、 ナガセ生化学工業株式会社製) を固形物 1 グラム当たり 3 0単位加え、 1 7時間反応させ、 その反応液を 9 5 °Cに加熱し 3 0分間保った後、 冷却し、 濾過して得られる濾液を、 常法にしたがって、 活性炭で脱色 し、 H型及び 0 H型イオン交換樹脂により脱塩して精製し、 更に濃縮 して濃度 6 0 %の環状四糖含有シラップを原料澱粉固形物当たり収 率約 9 0 %で得た。 この環状四糖含有シラップを実験 1 9 に記載の方 法にしたがって、 強酸性力チ才ン交換樹脂 (商品名 『アンバーライ 卜 C R - 1 3 1 0 ( N a型)』、 オルガノ株式会社製) を充填したカラム (ゲル量 2 2 5 I ) に供し、 カラム温度を 6 0 °Cに維持しつつ、 流速 約 4 5 I Z hの条件でクロマ 卜分離を行った。 溶出液の糖組成を実験 1 に記載の H P L C法でモニターし、 環状四糖高含有画分を採取し、 精製して、 環状四糖高含有液を原料澱粉固形物当たり収率約 2 1 %で 得た。 本高含有液は、 固形物当たり約 9 8 %の環状四糖を含有してい た。 本溶液を濃度約 9 0 %に濃縮した後、 助晶缶にとり、 種晶として 無水結晶環状四糖約 2 %を加えて、 1 2 0 °Cで 1 6時間維持しつつ真 空乾燥し、 水分約 0 . 2 %の ^水結晶環状四糖粉末を得た。 本品は、 強力な脱水能を有し、 脱水剤と して、 含水物例えば食品、 化学品、 医 薬品又はその原料、 中間品などの含水物の脱水方法に有利に利用でき る。
実施例 A— 2 1 含水結晶環状四糖の製造方法
とうもろこし澱粉を濃度約 2 0 %の澱粉乳とし、 これに炭酸カルシ ゥ厶 0 . 1 %加え、 p H 6 . 5 に調整し、 α —アミラーゼ (商品名 『夕 一マミール 6 0 し』、 ノポ社製) を澱粉グラム当たり 0 . 3重量%加 え、 9 5 °Cで 1 5分間反応させ、 次いで 1 2 0 °Cに 2 0分間才ー トク レーブし、 更に約 3 5 °Cに急冷して D E約 4の液化溶液を得、 α—ィ ソマル卜シルダルコ糖質生成酵素と α—イソマル 卜シル転移酵素と を含む濃縮酵素液を澱粉固形物 1 グラム当り 0 . 2 5 m I の割合にな るように加え、 更にシクロマル卜デキス 卜 リ ングルカノ 卜ランスフエ ラーゼ (株式会社林原生物化学研究所製造) を澱粉固形物 1 グラム当 リ 1 0単位になるように加え、 p H 6 . 0、 温度 3 5で 4 8時間反応 させた。 その反応液を 9 5 °Cで 3 0分間保った後、 p H 5 . 0、 温度 5 0 °Cに調整した後、 α—ダルコシダーゼ剤 (商品名 『卜ランスダル コシダーゼ L 「ァマノ」、 天野製薬株式会社製造』 を固形物 1 ダラ 厶当たり 3 0 0単位加え、 2 4時間反応させ、 更にダルコアミラーゼ 剤 (商品名 『ダルコチーム』、 ナガセ生化学工業株式会社製) を固形 物 1 グラム当たり 3 0単位加え、 1 7時間反応させ、 その反応液を 9 5 °Cに加熱し 3 0分間保った後、 冷却し、 濾過して得られる瀘液を、 常法にしたがって、 活性炭で脱色し、 H型及び 0 H型イオン交換樹脂 により脱塩して精製し、 更に濃縮して濃度 6 0 %の環状四糖含有シラ ップを原料澱粉固形物当たり収率約 9 0 %で得た。 実施例 A— 1 に記 載の方法にしたがってクロマ 卜分離し、 環状四糖の純度が 9 8 %以上 の画分を回収した。 これを実験 2 0の方法にしたがって、 エバポレー ターで固形物濃度約 5 0 %に濃縮した後、 この濃縮糖液約 5 k gを円 筒状のプラスチック容器に入れ、 穏やかに回転させながら約 2 0時間 で温度を 6 5 °Cから 2 0 °Cまで降下させることによ り晶析させたと ころ、 5乃至 6含水結晶環状四糖粉末が得られた。 これをガラス容器 に入れ、 予め温度 1 4 0 °Cに保温したオイルバス中にそのガラス容器 を 3 0分間保持した。 得られた乾燥物を粉砕機にて粉砕し、 水分約 2 . 7 %の 〗 含水結晶環状四糖粉末を得た。 本品は、 強力な脱水能を有し、 脱水剤として、 含水物例えば食品、 化学品、 医薬品又はその原料、 中 間品などの含水物の脱水方法に有利に利用できる。
実施例 A - 3 無水非晶質環状四糖の製造方法
実施例 A— 1 に記載の方法にしたがって得られた環状四糖の純度 が 9 8 %以上の画分を、 常法にしたがって脱塩、 脱色、 濾過した後、 その濃度を 5 0 %にした。 これを一 8 0 °Cで急速に凍結した後、 その 凍結物を凍結真空乾燥を行い、 さらに 8 0 °Cで 3時間真空乾燥し、 得 られた乾燥物を粉砕機にて粉砕し、 水分約 0 . 3 %の無水非晶質環状 四糖粉末を得た。 この X線回折図形を図 3 3 に示す。 本品は、 強力な 脱水能を有し、 脱水剤として、 含水物例えば食品、 化学品、 医薬品又 はその原料、 中間品などの含水物の脱水方法に有利に利用できる。 実施例 A— 4 パノースから無水結晶環状四糖の製造方法
澱粉から製造されたパノース (株式会社林原生物化学研究所製造) の水溶液 (約 1 0 0 I ) を濃度 4 w / v %、 p H 6 . 0、 温度 3 0 °C に調整した後、 実験 7の方法で得た精製 α —イソマル卜シル転移酵素 標品をパノース 1 グラム当たり 2単位加え、 4 8時間作用させた後、 1 0 0 °Cで 1 0分間熱処理して酵素を失活させた。 この反応液の一部 を採り、 H P L Cで環状四糖生成量を調べたところ、 糖組成として約 4 4 %であった。 この反応液を p H 5 . 0、 温度 4 5 °Cに調整した後. α —ダルコシダーゼ剤(商品名『卜ランスダルコシダーゼ L 「ァマノ」』. 天野製薬株式会社製) を固形物 1 グラム当たり 1 5 0 0単位を添加し, 更にダルコアミラーゼ剤 (商品名 『ダルコチーム』、 ナガセ生化学ェ 業株式会社製) を固形物 1 グラム当たり 7 5単位を添加して、 2 4時 間反応させ、 残存する還元性オリ ゴ糖などを加水分解し、 更に、 水酸 ィヒナ 卜リ ウ厶で ρ Η 5 . 8 に調整し 9 0 °Cで 1 時間保持して酵素を失 活させ、 不溶物を濾過して除去した。 この濾液を逆浸透膜を用いて固 形分濃度約 1 6 %まで濃縮した後、 常法にしたがって脱色、 脱塩、 濾 過、 濃縮したところ、 固形分約 3, 6 5 0 gを含む糖液約 6 . 1 k g を得た。 得られた糖液を、 実施例 A — 1 に記載の方法にしたがってク 口マ ト分離し、 環状四糖の純度が 9 8 %以上の画分を回収し、 常法に したがって脱色、 脱塩、 濾過、 濃縮したところ、 固形分約 1 , 0 0 0 gを含む糖液約 3 k gを得た。 得られた糖液の糖組成を H P し C法で 測定したところ、 環状四糖の純度は約 9 9 . 2 %であった。 得られた 環状四糖水溶液をエバポレーターで濃度約 5 0 %に濃縮した後、 得ら れた濃縮糖液約 2 k gを円筒状のプラスチック容器に入れ、 緩やかに 回転させながら約 2 0時間で温度を 6 5 °Cから 2 0 °Cまで下げて晶 析させ、 乾燥して、 5乃至 6含水結晶環状四糖を得た。 得られた 5乃 至 6含水結晶環状四糖をさらに温度 1 2 0 °Cで 1 6時間真空乾燥し、 水分約 0 . 2 %の無水結晶環状四糖を得た。 本品は、 強力な脱水能を 有し、 脱水剤として、 含水物例えば食品、 化学品、 医薬品又はその原 料、 中間品などの含水物の脱水方法に有利に利用できる。
実施例 B — 1 脱水剤
実施例 A — 1 の方法で得た無水結晶環状四糖粉末を用いて、 紙製の 透湿性小袋に 1 5 gずつ充填し、 脱水剤を製造した。 本品は、 味付け 海苔、 クッキーなどの乾燥食品を封入した防湿容器内雰囲気の脱水剤 として有利に利用できる。 また、 各種乾燥食品、 油性食品などに対し、 本脱水剤とともに脱酸素剤などを併用して、 これら食品などを安定保 存することも有利に実施できる。
実施例 B — 2 脱水剤入り砂糖
砂糖 5 0重量部に実施例 A — 4の方法で得た無水結晶環状四糖粉 末 1 重量部を添加し、 高速回転ミキサーで混合して得た混合物をそれ ぞれ 1 k gずつポリエチレン袋に入れ、 脱気後ポリエチレン袋の口を 熱シールして閉封して、 脱水剤入り砂糖を製造した。 本品は、 本発明 の脱水剤が砂糖の微細結晶表面の水分を吸収し、 砂糖の固着及び固結 を防止するので安定に保存される。 また、 本品は調味料として各種調 理、 加工食品の製造などに有利に利用できる。
実施例 B — 3 脱水剤入り食塩
食塩 1 0 0重量部に実施例 A - 1 の方法で得た無水結晶環状四糖 粉末 1 重量部を添加し、 高速回転ミキサーで混合して得た混合物をそ れぞれ 1 k gずつポリエチレン袋に入れ、 脱気後ポリエチレン袋の口 を熱シールして閉封して、 脱水剤入り食塩を製造した。 本品は、 本発 明の脱水剤が食塩の微細結晶表面の水分を吸収し、 食塩の固着及び固 結を防止するので安定に保存される。 また、 本品は調味料として各種 調理、 加工食品の製造などに有利に利用できる。
実施例 B — 4 そぼろ求肥
餅粉 4重量部を水 6重量部で溶いて、 木枠に濡れ布きんを敷いたも のに流し込み、 これを 1 0 0 °Cで 2 0分間蒸した後、 実施例 A— 1 の 方法で得た無水結晶環状四糖粉末 6重量部及び砂糖 1 重量部を捏り 込み、 次いで水飴 2重量部を加えて、 充分に捏ねた後に成形し、 更に、 室内に 1 6時間放置して、 本品の表層において無水結晶環状四糖を 5 乃至 6含水結晶環状四糖に変換させ、 これを軽く ロール掛けして表面 をひび割れさせ、 そぼろ風の求肥を得た。 本品は、 風味良好で、 微生 物汚染を受けにく く 、 高品質を長期間に亙って維持した。
実施例 B — 5 いも菓子
さつまいもを厚さ約 1 c mにスライスし、 これを蒸した後放冷し、 これに実施例 A — 3 の方法で得た無水非晶質環状四糖粉末をまぶし 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させて脱水し、 表面に 5乃至 6含水 結晶環状四糖の付着したいも菓子を製造した。 本品は風味良好で安定 ないも菓子である。
実施例 B — 6 粉末ク リーム
生ク リーム 1 重量部に実施例 A — 1 の方法で得た無水結晶環状四 糖粉末 3重量部を混合した後バッ トに移し、 2 日間放置して 5乃至 6 含水結晶環状四糖に変換させブロックを調製した。 本ブロックを切削 機にかけて粉末化し、 分級して風味良好な粉末ク リームを得た。 本品 は、 風味良好な粉末クリームで、 コーヒー、 紅茶の味付けに、 また、 プレミックス、 冷菓、 ケーキ、 キャンディ一類などの製菓材料、 経管 流動食などの治療用栄養剤などとして有利に利用できる。
実施例 B — 7 粉末ブランディー
ブランディー 2重量部にプルラン 1 0重量部を混合し、 これに実施 例 A — 1 の方法で得た無水結晶環状四糖粉末 7重量部を混合した後 バッ 卜に移し、 2 日間放置して 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させ ブロックを調製した。 本ブロックを切削機にかけて粉末化し、 分級し て風味良好な粉末プランディーを得た。 本品を口に含めば、 適度の甘 味を有し、 ブランディー香の充分な粉末香料である。 本品は紅茶用香 リ付けとして、 また、 プレミ ックス、 キャンディ一類などの製菓材料 などとして有利に利用できる。 また、 本粉末を顆粒成形機、 打錠機に かけて成型し、 顆粒、 錠剤と して利用するこも有利に実施できる。 実施例 B _ 8 粉末味噌
赤味噌 2重量部に実施例 A — 2 の方法で得た 1 含水結晶環状四糖 粉末 4重量部を混合し、 多数の半球状凹部を設けた金属板に流し込み、 これを室温下で一夜静置して固化し、 離型して 1 個当り約 4 gの固形 味噌を得、 これを粉砕機にかけて粉末味噌を得た。 本品は、 即席ラー メン、 即席吸物などの調味料として有利に利用できる。 また、 固形味 噌は、 固形調味料としてだけでなく味噌菓子などとしても利用できる。 実施例 B — 9 粉末醤油
実施例 A— 3の方法で得た無水非晶質環状四糖粉末 3 . 5重量部及 び実験 2 0の方法で得た 5乃至 6含水結晶環状四糖 0 . 0 2重量部を コンベア上で流動させつつ、 これに対して薄口醤油を 1 重量部の割合 になるように噴霧し、 次いで熟成塔に移し、 3 0 °Cで一夜放置して無 水非晶質環状四糖を 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させて粉末醤 油を得た。 本品は、 即席ラーメン、 即席吸物などの調味料として有利 に利用できる。
実施例 B — 1 0 粉末卵黄
生卵から調製した卵黄を、 プレー 卜式加熱殺菌機で 6 0乃至 6 4 °C で殺菌し、 得られる液状卵黄 1 重量部に対して、 実施例 A— 1 の方法 で得た無水結晶環状四糖粉末 3 . 5重量部の割合で混合した後、 実施 例 B — 7 と同様にブロック化し粉末化して粉末卵黄を得た。 本品は、 プレミ ックス、 冷菓、 乳化剤などの製菓用材料としてのみならず、 経 口流動食、 経管流動食などの離乳食、 治療用栄養剤などとしても有利 に利用できる。 また美肌剤、 育毛剤などとしても有効に利用できる。 実施例 B — 1 1 粉末ヨーグルト
プレーンヨーグル ト 1 重量部に実施例 A — 3 の方法で得た無水非 晶質環状四糖粉末 3 . 6重量部を混合した後、 実施例 B — 7 と同様に ブロック化し、 粉末化して粉末ヨーグルトを得た。 本品は、 風味良好 であるだけでなく、 乳酸菌を生きたまま長期に安定化し得る。 また、 プレミ ックス、 冷菓、 乳化剤などの製菓用材料としてのみならず、 経 口流動食、 経管流動食などの離乳食、 治療用栄養剤などと して、 更に は、 例えば、 マーガリ ン、 ホイ ップク リーム、 スプレッ ド、 チーズケ ーキ、 ゼリーなどに含有させヨーグルト風味の製品にするなどに有利 に利用できる。 さらに本粉末を顆粒成型機、 打錠機などで成型して乳 酸菌製剤とし、 整腸剤などとして利用することも有利に実施できる。 実施例 B — 1 2 ホッ トケーキミ ックス
小麦粉 2 0 0重量部に実施例 B — 1 0の方法で得られた粉末卵黄 6 0重量部、 バター 2 5重量部、 砂糖 1 0重量部、 ベーキングパウダ - 1 2重量部及び食塩 0 . 5重量部を配合してホッ トケーキミ ックス を得た。 本品は、 水、 牛乳などで溶いて焼く ことにより、 簡単に風味 良好なホッ 卜ケーキを調製することができる。
実施例 B — 1 3 粉末薬用人参エキス
薬用人参エキス 0 . 5重量部に実施例 A — 1 の方法で得た無水結晶 環状四糖粉末 1 . 2重量部を混捏した後、 実施例 B — 7 と同様にプロ ック化し、 粉末化して粉末薬用人参エキスを得た。 本品を適量のビ夕 ミン B 1 及びビタミン B 2粉末とともに顆粒成型機にかけ、 ビタミン 含有顆粒状薬用人参エキスとした。 本品は、 疲労回復剤、 強壮、 強精 剤などとして有利に利用できる。 また、 育毛剤などとしても利用でき る。
実施例 B — 1 4 粉末プロポリスエキス
プロポリスを 9 5 V / V %エタノール水溶液で、 常法にしたがって 抽出し、 次いで残渣を少量の水で洗浄し、 洗液を合わせて得られたプ 口ポリ ス粗抽出物含有 8 0 v / v %エタノール (固形物約 2 0 w / w %含有) 水溶液に、 水を加えてエタノール濃度 5 0 V / V %に低減 して、 5 0 °Cに 1 時間保ち、 プロポリス有効成分を含有する上層と粘 着性沈澱物の下層を形成させ、 室温で一夜放置し、 この上層を分離し 採取して、 色調、 香味、 抗菌作用に優れた液状の精製プロポリス抽出 液を、 粗抽出粗抽出物含有溶液に対して、 固形物当り約 4 8 %の収率 で得た。 この精製プロポリス抽出液 Ί 重量部を、 実施例 A— Ί の方法 で得た無水結晶環状四糖粉末 1 0重量部に噴霧混合し、 さらに乾燥さ せて風味良好な粉末プロポリスエキスを得た。 本品は、 抗菌剤、 抗酸 化剤、 抗炎症剤、 免疫調節剤、 マクロファージ活性化剤などとして直 接利用されるだけでなく、 他の適宜な材料と配合して、 飲食物、 抗感 受性疾患剤、 化粧品などに有利に利用できる。
実施例 B — 1 5 粉末アイエキス
タデ科の一年生草本であるアイ (学名 「ポリ ゴナ厶 · ティ ンク 卜リ ゥ厶」) の地上部 3 0 k gを破砕した後、 9 0 v Z v %エタノール水 溶液で、 常法にしたがって抽出し、 次いで残渣を少量の水で洗浄し、 洗液を合わせて得られたアイ粗抽出物含有水溶液に、 水を加えてエタ ノール濃度 5 0 V V %に低減した。 この粗抽出液 1 重量部に対し、 実施例 A - 2の方法で得た 1 含水結晶環状四糖 1 2 重量部の割合で 混合した後バッ 卜に移し、 2 日間放置して 5乃至 6含水結晶環状四糖 に変換させブロックを調製した。 本ブロックを切削機にかけて粉末化 し、 分級して粉末アイ抽出液を得た。 本品は抗菌作用、 抗ウィルス作 用、 抗腫瘍作用、 ラジカル捕捉作用、 アポ 卜一シス調整作用、 サイ ト 力イン調整作用などの多彩な生理作用を具備しており、 食品、 化粧品 及び医薬品に配合する生薬として有利に利用できる。
実施例 B — 1 6 粉末中国パセリエキス
セリ科の植物である中国パセリ (英名 : コ リアンダー、 分類 : コェ ン ドロ属) の地上部を水洗し、 水切り した後、 プレンダーを用いて細 断した。 細断した中国パセリを遠心濾過分離器を用いて 1 5 0メッシ ュパスした抽出液を回収し、 1 2 1 °Cで 1 0分間処理して、 固形物含 量 6 0 m g / m ] の中国パセリ抽出液を得た。 この抽出液 1 重量部に 対し、 実施例 A — 4で得た無水結晶環状四糖 9重量部の割合で混合し た後バッ 卜に移し、 2 日間放置して 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換 させブロックを調製した。 本ブロ ックを切削機にかけて粉末化し、 分 級して粉末中国パセリ抽出液を得た。 本品は鉛などの金属の沈着を抑 制する作用を具備しており、 直接若しくは食品又は医薬品に配合して 有利に利用できる。
実施例 B — 1 7 粉末ローヤルゼリー
未加工のブラジル産ローヤルゼリー (水分 6 5重量% ) 1 重量部に 実施例 A — 1 の方法で得た無水結晶環状四糖 7重量部の割合で混合 した後バッ 卜に移し、 2 日間放置して 5乃至 6含水結晶環状四糖に変 換させブロックを調製した。 本ブロックを切削機にかけて粉末化し、 粉末ローヤルゼリーを得た。 さ らにこれを 1 0 0メッシュパスにより 分級した後、 打錠機を用いて 1 錠当り 3 0 O m gの錠剤を製造した。 本品は強壮作用、 細胞賦活作用を具備しており、 さらに、 劣化しやす いローヤルゼリーを常温下で長期間保存できる。 また、 風味が改善さ れており、 まろやかな甘味と適度な酸味を示すので、 日常的に利用す る健康食品として有利に利用できる。
実施例 B — 1 8 流動食用固形製剤
実施例 A - 1 の方法で得た無水結晶環状四糖粉末 4 0 0重量部、 実 施例 B — 7の方法で得られた粉末卵黄 2 7 0重量部、 脱脂粉乳 2 0 9 重量部、 塩化ナトリウム 4 . 4重量部、 塩化カリ ウム 1 . 8 5重量部、 チアミン 0 . 0 1 重量部、 L —ァスコルビン酸ナ トリ ウム 0 . 1 重量 部、 ビタミン Eアセテー ト 0 . 6重量部及びニコチン酸アミ ド 0 . 0 4重量部からなる配合物を調製し、 この配合物 2 5 gずつを防湿性ラ ミネ一卜小袋に充填し、 ヒー 卜シールして流動食用固形製剤を製造し た。
本固形製剤は、 小袋内雰囲気の水分を低減し、 低温貯蔵の必要もな く室温下で長期間安定である。 また、 水に対する分散、 溶解は良好で ある。 本固形製剤は、 一袋分を約 1 5 0乃至 3 0 0 m I の水に溶解し て流動食と し、 経口的、 又は鼻腔、 胃、 腸などへの経管的投与により 利用される。
実施例 B— 1 9 医薬用錠剤状製剤
新生児のハムスターに、 ゥサギから公知の方法で調製した抗血清を 注射して、 ハムスターの免疫反応を弱めた後、 その皮下に B A L L— 1 細胞を移植し、 その後通常の方法で 3週間飼育した。 皮下に生じた 腫瘤を摘出して細断し、 生理食塩水中で分散させてほぐした。 得られ た細胞を血清無添加の P R M I 1 6 4 0培地 ( p H 7. 2 ) で洗浄し、 同培地に約 2 X 1 0 6個/ m I になるように懸濁し、 3 5 °Cに保った。
これに部分精製したヒ トイ ンターフェロン— αを 2 0 0 I U / m I の割合で加えて約 2時間保った後、 更に、 センダイウィルスを約 3
0 0赤血球凝集価/ m I の割合で添加し、 2 0時間保ってヒ 卜インタ 一フエロン一 αを誘導させた。 これを、 約 4 °C、 約 1 , O O O gで遠 心分離して沈殿物を除去し、 得られた上清を更に精密濾過し、 その濾 液を、 公知の方法にしたがって、 抗インターフェロン一 α抗体を固定 化しているカラムにかけ、 非吸着画分を除去した後、 その吸着画分を 溶出し、 膜濃縮して濃度約 0. 0 0 1 w / V %、 比活性約 2 X 1 0 8
1 U /m g蛋白質の濃縮液をハ厶ス夕——匹当たり約 4 m I の収量 で得た。
実施例 A— 1 の方法で得た無水結晶環状四糖 1 k gを粉末化し、 1 5 0メッシュパスさせ、 先に得られたインターフェロン一 α濃縮液 0.
2 5 m l (約 1 X 1 06 I U ) を蒸留水 1 0 0 m l に希釈した後、 噴霧 しながら均一に混ぜ合わせ、 常法にしたがい打錠機を用いて 1 錠が 3 0 0 m g ( 1 5 0 I U /錠) の錠剤を製造した。 本製造方法は、 イン ターフェ口 ン— a含有液を無水結晶環状四糖粉末に噴霧するだけで 脱水され、 さ らに均一に混合され、 インターフェロン一 αの安定化に も効果的である。
本品は、 水に対して易溶である事から、 抗ウィルス剤、 抗腫瘍剤、 抗リ ューマチ剤、 抗免疫疾患剤などの抗感受性疾患剤として内服用剤、 口腔用剤として利用することができる。 また、 検査用の試験薬に用い ることも有利に実施できる。
実施例 Β — 2 0 医薬用顆粒状製剤
ヒ 卜由来の リ ンパ芽球細胞 B A L L — 1 細胞を牛胎児血清を 2 0 %補足した E a g I eの最少基本培地 (· ρ Η 7 . 4 ) に接種し、 3 7 °Cで常法に従い生体外 ( i n v i t r o ) で浮遊培養した。 得ら れた細胞を血清無添加の E a g I e最少基本培地で ( p H 7 . 4 ) で 洗浄し、 同培地に約 1 X 1 0 7個 Z m I になるように懸濁した。 この 懸濁液にセンダイウィルスを m I 当り約 〗 , 0 0 0赤血球凝集価添加 し、 3 8 °Cで 1 日保ってッモア · ネクロシス · ファクタ—— αを誘導 生成させた。 これを 4 °C、 約 1, 0 0 0 gで遠心分離し、 得られた上 清を P H 7 . 2、 0 . 0 1 Mリン酸塩緩衝液を含有する生理食塩水で 1 5時間透析し、 更に精密濾過して得た濾液を常法にしたがって、 抗 イ ンターフェロン抗体のカラムに流し、 その非吸着画分を、 抗ツモ 7 · ネクロシス · ファクタ—— a モノクローナル抗体のゲルカラム を用いたァフィ二テイクロマ 卜グラフィ一により精製し、 濃縮して、 濃度約 0 . 0 1 w / V %比活性約 2 X 1 0 6 J R U / m g蛋白質の濃 縮液を得た。 活性収量は、 誘導生成時の懸濁液 1 I 当り約 5 X 1 0 4 J (あ じであった。
実施例 A — 1 の方法で得た無水結晶環状四糖 1 k gを粉末化し、 1 5 0メッシュパスさせ、 先に得られたッモア ■ ネクロシス . ファクタ —— α濃縮液 0 · 5 m l (約 1 X 1 0 5 J R U ) 蒸留水 1 0 0 m l に 希釈した後、 噴霧しながら均一に混ぜ合わせ、 常法にしたがい顆粒形 成機によって顆粒状のツモァ ' ネクロシス · ファクタ一一 α製剤 (約
1 0 0 J R U / g ) を製造した。本製造方法は、 ツモァ 'ネクロシス - ファクタ一一 α含有液を無水結晶環状四糖粉末に噴霧するだけで脱 水され、 さらに均一に混合され、 ッモア ' ネクロシス · ファクタ一— αの安定化にも効果的である。
本品は、 水に対して易溶であることから、 抗ウィルス剤、 抗腫瘍剤、 抗リューマチ剤、 抗免疫疾患剤などの抗感受性疾患剤と して内服用剤、 口腔用剤として利用することができる。 また、 検査用の試験薬に用い ることも有利に実施できる。
実施例 Β— 2 1 外傷治療用膏薬
実施例 A— 1 の方法で得た無水結晶環状四糖 4 0 0重量部にヨウ 素 3重量部を溶解しメタノール 5 0重量部加えて混合し、 更に 1 0 % プルラン水溶液 2 0 0重量部及びマルトース含水結晶 5 0重量部を 加えて混合し、 室温下で一夜放置して 5乃至 6含水結晶環状四糖に変 換させ、 適度の延び、 付着性を示す外傷治療用膏薬を得た。
本品は、 創面に塗るか、 又は、 ガーゼ、 油紙などに塗るなどして使 用することにより、 切傷、 擦り傷、 火傷、 水虫による漬傷などの外傷 を治療することができる。
産業上の利用可能性
上記したことから明らかなように、 本発明は、 非還元性の環状四糖 を有効成分とする脱水剤に関するものであって、 脱水能を有する環状 四糖を、 例えば乾燥食品などを封入した防湿容器内の雰囲気に含まれ る水分を低減させる場合、 更には、 例えば、 食品、 医薬品、 化粧品、 工業化学品、 これらの原材料、 又は加工中間物などの各種含水物の水 分を低減させる場合などに有利に利用できる。 脱水能を有する環状四 糖を 5乃至 6含水結晶環状四糖に変換させて脱水し、 実質的に水分を 低減させる本発明の方法は、 加熱乾燥などの苛酷な条件を必要としな いで、 各種含水物、 例えば、 風味、 香気を劣化しやすい食品、 有効成 分の分解、 活性低下の伴いやすい医薬品などの品質を低下させること 無く、 高品質の脱水物品を容易に製造することができる。 また、 得ら れた脱水物品は、 微生物汚染が防止され、 加水分解、 酸敗、 褐変など の変質、 劣化が防止され、 その商品の寿命を長期にわたって安定に維 持することができる。
本発明は斯く も顕著な作用効果を有する発明でぁリ、 斯界に貢献す ること誠に多大な意義のある発明である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . サイクロ {→ 6 ) — a — D—ダルコ ピラノシル— ( 1 → 3 ) — α — D—ダルコ ピラノシルー ( 1 → 6 ) — α — D—ダルコ ビラノシル - ( 1 → 3 ) 一 α — D—ダルコビラノシルー ( 1 →} の構造を有する 糖質を有効成分とする脱水剤。
2 . サイクロ {→ 6 ) — α — D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → 3 ) ― α — D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → 6 ) — α — D—ダルコ ビラノシル - ( 1 → 3 ) 一 α— D—ダルコ ビラノシルー ( 1 →} の構造を有する 糖質が、 無水結晶、 1 含水結晶及び無水非晶質から選ばれる脱水能を 有する糖質であることを特徴とする請求項 1 記載の脱水剤。
3. サイクロ {→ 6 ) — a — D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → 3 ) ― α — D—ダルコ ビラノ シルー ( 1 → 6 ) — α — D—ダルコビラノシル 一 ( 1 → 3 ) — α — D—ダルコ ビラノシルー ( 1 →} の構造を有する 無水結晶が、 水分 1 5 w / w %未満のサイクロ {→ 6 ) — α — D—グ ルコ ピラノシル一 ( 1 → 3 ) — α — D—グリレコ ピラノシルー ( 1 → 6 ) 一 α — D—ダルコ ピラノシル一 ( 1 → 3 ) — α — D—ダルコ ビラノシ ルー ( 1 → } の構造を有する糖質のシラップを種晶共存下で 5 0 °C乃 至 1 8 0 °Cの温度範囲に維持しつつ当該無水結晶を晶出させ、 これを 採取したものであることを特徴とする請求項 2記載の脱水剤。
4 . 1 含水結晶が、 サイクロ {→ 6 ) — な — D—ダルコ ビラノ シル 一 ( 1 → 3 ) 一 α — D—ダルコ ピラノシル一 ( 1 → 6 ) — α — D—グ ルコ ピラノシルー ( Ί → 3 ) — α — D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → } の構造を有する糖質のシラップ又は 5乃至 6含水結晶を乾燥して採 取したものであることを特徴とする請求項 2記載の脱水剤。
5. サイクロ {→ 6 ) — α — D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → 3 ) — a — D —ダルコ ビラノ シルー ( 1 → 6 ) — a — D—ダルコ ビラノシル - ( 1 → 3 ) 一 a — D —ダルコ ビラノシルー ( 1 →} の構造を有する 糖質が、 澱粉質由来の糖質であることを特徴とする請求項 1 乃至 4の いずれかに記載の脱水剤。
6 . 含水物に、 請求項 1 乃至 5のいずれかに記載の脱水剤を含有、 接触又は共存させることを特徴とする含水物の脱水方法。
7 . 含水物を脱水することにより、 サイクロ {→ 6 ) — a — D —グ ルコピラノシルー ( 1 → 3 ) — a — D—ダルコ ビラノシルー ( 1 → 6 ) 一 a — D—ダルコピラノシル一 ( Ί → 3 ) — a — D —ダルコビラノシ ルー ( 1 →} の構造を有する糖質の 5乃至 6含水結晶を生成すること を特徴とする請求項 6記載の脱水方法。
8 . 含水物 1 重量部に対して、 請求項 1 乃至 5のいずれかに記載の 脱水剤を 0 . 0 0 1 乃至 2 0 0重量部の範囲で含有、 接触又は共存さ せることを特徴とする請求項 6又は 7記載の含水物の脱水方法。
9 . 含水物が、 糊化澱粉、 アルコール、 油溶性物質又は生理活性物 質を含有していることを特徴とする請求項 6 、 7又は 8記載の含水物 の脱水方法。
1 0 . 含水物に、 請求項 1 乃至 5のいずれかに記載の脱水剤を含有、 接触又は共存させて得られる脱水物品。
1 1 . 脱水物品が、 食品、 医薬品、 化粧品、 これら原材料又は加工 中間物であることを特徴とする請求項 1 0記載の脱水物品。
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