JP2003183303A

JP2003183303A - 酸性キシロオリゴ糖組成物及びその製造方法

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Publication number: JP2003183303A
Application number: JP2001387322A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Izumi; 可也泉; Hisaya Azumi; 尚也安住; Atsushi Kojo; 敦古城; Toshiyuki Kimura; 敏幸木村; Nobuo Uozu; 伸夫魚津; Reiichiro Sakamoto; 禮一郎阪本
Original assignee: Oji Paper Co Ltd; Oji Cornstarch Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Cornstarch Co Ltd
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP4073661B2

Abstract

(57)【要約】【課題】健康食品、食品添加物、薬品・化粧品添加
物、農業用生長促進剤などとして利用される、キシロー
スオリゴマーを主鎖とし、ウロン酸残基を側鎖に持つ酸
性キシロオリゴ糖組成物とその製造方法を提供する。【解決手段】リグノセルロース材料を酵素的及び／又
は物理化学的に処理してキシロオリゴ糖成分とリグニン
成分の複合体を得、次いで、該複合体を酸加水分解処理
してキシロオリゴ糖混合物を得、得られるキシロオリゴ
糖混合物から、キシロオリゴ糖１分子中に少なくとも１
つ以上のウロン酸残基を側鎖として有するキシロオリゴ
糖混合物を分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、健康食品、食品添
加物、薬品・化粧品添加物、農業用生長促進剤などとし
て利用される酸性キシロオリゴ糖組成物に関する。特
に、本発明は、キシロースオリゴマーを主鎖とし、ウロ
ン酸残基を側鎖に持つ酸性キシロオリゴ糖の混合物から
なる酸性キシロオリゴ糖組成物とその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】国民の健康に対する関心の高まりから、
毎日摂取する食物を通して健康を維持する試みが注目を
集めている。特に、食物繊維やオリゴ糖といった多糖や
それらの分解生成物は、それらの消化器官で発揮する生
理活性が注目され、近年、熱心に研究されている分野で
もある。食物繊維は、従来から糖質代謝や脂質代謝とい
った生体の基本的代謝に関わるフードファクターとして
重要視されてきた経緯がある。機能性食品のなかにもこ
の食物繊維の作用をうたったものが少なくない。

【０００３】食物繊維は、便通性の改善や発ガン物質を
吸着することで腸内における発ガン物質の希釈を行うと
いった機能があり、近年ではヒトのフードファクターと
して重要視されている。また、従来の食物繊維の中には
血液の高脂血症を改善したり、糖代謝を制御することで
ヒトの健康を制御できる可能性を有するものも存在して
いる。特に、タマリンド種子ガムやグアーガム、アルギ
ン酸ナトリウムやペクチンといった酸性糖を多く含む食
物繊維は血液中の総コレステロールやリン脂質、トリグ
リセライドの量を低下させ高脂血症を改善すると報告さ
れている。〔Rotenberg,S. and Jakobsen,P,E.:The effect of die
tary pectin on lipid composition of blood, skeleta
l muscle and internal organs of rats. J.Nutr.,108,
1384(1978)〕

【０００４】しかし、これらの食物繊維は大腸菌の生育
を抑え、ビフィズス菌の選択的増殖性を促す働きを持つ
糖類ではない。むしろ、小腸の粘膜細胞を物理的にこそ
ぎ落とし、栄養吸収に対して負の影響を与えることも少
なくない。〔Fahey Jr.,G.C.:Dietary fiber ; chemist
ry and nutrition, p.117〜146, Academic Press, New
York (1979)〕

【０００５】一方、オリゴ糖類は腸内有用細菌の選択的
な増殖促進効果を通して、おなかの調子を良好に保つ機
能を有し、特定保健用食品として認定された乳酸菌飲料
に利用され、チョコレートなどの菓子類にも利用されて
いる有用な糖類である。また、ヒトの食品用途だけでは
なく家畜の飼料としての用途もある。さらに、医薬、サ
ニタリー製品の分野でも乳化剤、皮膚の保湿成分として
の用途がある。

【０００６】一般に、特定保健用食品に用いられるオリ
ゴ糖類は、そのほとんどが整腸作用、即ち腸内悪玉菌で
ある大腸菌や腸内腐敗発酵菌であるクロストリジウム属
やオイバクテリウム属の菌の数を減らし、相対的に腸内
善玉菌といわれるビフィズス菌を増加させる作用を持っ
ている。いろいろあるオリゴ糖類の中でも、例えば、小
麦フスマやコーンコブに由来するキシロオリゴ糖は有名
である。キシロオリゴ糖の作用については、他のオリゴ
糖と同様に腸内善玉菌のビフィズス菌の選択的増殖を促
す一方で、腸内悪玉菌である大腸菌の数を相対的に低下
させると言われている。大腸菌や腸内腐敗発酵菌は腸内
で増殖しながら発ガン性物質を生産することが知られて
いる〔金沢ら：大腸細菌叢-とくに胆汁酸代謝と大腸発
癌について-.総合臨床,26,1042〜1050(1977)〕ことか
ら、大腸菌や腸内腐敗発酵菌の数を腸内で減らすことは
長期にわたる健康を考えた場合に重要である。

【０００７】近年、オリゴ糖の生理活性の中でも腸管に
おける免疫作用についての研究の進展は特に著しいもの
がある。特に、キシロオリゴ糖により選択的に増殖した
ビフィズス菌には腸管免疫の増強作用があることがわか
っている。腸管の粘膜細胞下に存在するＢ細胞は、感染
防御、食物アレルギーの抑制に関係するＩｇＡ（イムノ
グロブリンＡ）と呼ばれる物質を生産し、これを腸管内
に分泌することで粘膜細胞防御している。ビフィズス菌
の細胞壁に由来する成分はマクロファージを介して小腸
粘膜細胞下に存在するＢ細胞に作用し、局所免疫をつか
さどる成分であるＩｇＡを生産させる方向に働く。

【０００８】このため、オリゴ糖の摂取により腸管に存
在するビフィズス菌をコントロールすることで、外から
進入してくる病原菌等の感染を防御したり、アレルギー
誘発性の物質が経口でもたらされた時でも中和抗体的に
作用するＩｇＡの生産が亢進する可能性が生まれてき
た。〔保井久子、加藤紀子、三毛明人、早川和仁、大協
真、菅辰彦.1991.Bifidobacterium breveの経口投与
による腸管免疫系（ＩｇＡ抗体生産）の増強.日本農芸
化学会誌 65:623〕

【０００９】整腸作用を期待し、経口でオリゴ糖類を摂
取した場合に関しては、胃酸や消化液中の酵素による酸
加水分解からくるオリゴ糖の重合度の低下が大きな問題
である。オリゴ糖は、酸や酵素による加水分解により徐
々に低分子化し、最終的には大腸菌やクロストリジウム
属に属する腐敗性嫌気性菌でも資化することが可能な単
糖にまで分解されることが知られている。しかし、２量
体や３量体を主成分とするキシロオリゴ糖組成物は、オ
リゴ糖の中でも胃酸に対する抵抗性が他のオリゴ糖に比
べて比較的高く（特許第２５４９６３８号）、それほど
分解されずに腸内に届けられる可能性が高い。実際にキ
シロオリゴ糖をヒトに投与した場合、生体内での整腸効
果が確認されている。

【００１０】現在は、２量体や３量体よりずっと分子量
の大きな５量体程度の平均重合度を有するキシロオリゴ
糖（特開２００１-２２６４０９号公報）も製造可能で
ある。また、本発明者らは平均重合度が１２量体前後で
ある長鎖キシロオリゴ糖も提案している（特願２００１
−２４２９０６号）。鎖長が長いキシロオリゴ糖は腸内
でも単糖であるキシロースには変換されにくく、しか
も、排泄便量はキシロビオースに比較して増加するとい
うメリットがある。

【００１１】特に、長鎖キシロオリゴ糖は平均重合度が
高く、オリゴ糖と食物繊維の両方の生理活性を有する。
つまり、小腸では食物繊維様の作用である抗高脂血症作
用を発揮し、小腸を通過して大腸ではビフィズス菌に選
択的に資化されることで、整腸作用を発揮するのであ
る。

【００１２】しかし、これらの優れた生理活性を発揮す
る長鎖キシロオリゴ糖も１つの問題を有している。その
問題とは、溶解性の問題である。中性キシロオリゴ糖
は、重合度が大きくなるにつれてその溶解度が低下す
る。特に、平均重合度が１２量体前後のものは、食物繊
維様の作用と整腸作用の両方の作用を併せ持つ有用な糖
質であるが、中性キシロオリゴ糖の１２量体は６０℃の
水に僅か数％しか溶けない。整腸作用や腸管免疫を発揮
させるためには、ある程度水に溶けた状態で腸管に届け
る必要があり、長鎖のオリゴ糖の問題点は溶解度にある
といっても過言ではない。また、溶解度が低い点はオリ
ゴ糖の生産効率の上でも大きな問題であり、長鎖であっ
て、なおかつ水溶性が高いキシロオリゴ糖の開発が望ま
れていた。

【００１３】食物繊維の中には、生理活性として血液性
状の改善をもたらす糖類として酸性糖を含むような多糖
類の仲間が存在する。酸性糖を含む多糖類は比較的少な
い摂取でも脂質代謝を変化させるので、抗高脂血症の研
究実験に非常によく用いられてきた経緯がある。具体的
に述べると、酸性糖を含むような多糖や食物繊維は血清
中のコレステロールの低下作用を有するものが多く、実
験では、コントロール（酸性糖を含まない食餌）を投与
されている群に比較して酸性糖を含む食餌を投与されて
いる群の方が約２０〜３０％も血中のコレステロールが
低下するようである。〔辻悦子ほか：栄養学雑誌,３
３，２７３（１９７５）、辻啓介ほか：栄養学雑誌,
３５,２２７（１９７７）〕

【００１４】これらの実験から解かるように、従来よ
り、酸性糖を含む食物繊維は血液性状の改善を期待され
て研究を行われてきた経緯がある。特に、ペクチンは酸
性糖を含む食物繊維の代表格であり、抗高脂血症の研究
だけでなく、血中インスリン上昇抑制作用に関する研究
でも良く使われる酸性多糖類である。〔Jenkins,D.J.A.,Leeds, A.R.,Gassull,M.A.,et al.:D
ecrease postprandial insulin (and glucose concentr
ations by guar and pectin. Annual. Internal.Med.,8
0,20(1977)〕糖類の吸収抑制は、酸性多糖が胃で水分を吸い膨潤し、
そのゲル中に糖分を取り込むため小腸の粘膜細胞が糖質
を十分に取り込むことが出来ずに起こると考えられてい
る。

【００１５】一般に、酸性多糖類は、その糖鎖内にカル
ボキシル基や硫酸基といった親水性の官能基を持つため
水に解けやすく、鎖長が長い割に水に良く溶けるものが
多いようである。一方の不溶性の食物繊維も抗高脂血症
作用や糖質の吸収抑制作用を持つが、これらは胃から十
二指腸へ移動する際、十二指腸の粘膜細胞を傷つける。
このため、糖分の吸収は抑制され、血糖は上昇を抑制さ
れる。生体の健康度を考えた場合、粘膜細胞を傷つける
ことは必ずしも得策とはいえないし、むしろ病原菌の感
染や貧栄養の一つの原因になり得るようである。このた
め、抗高脂血症作用や血中インスリン上昇抑制作用とい
った食物繊維の生理活性も、できる限り「可溶性の食物
繊維」で発揮するほうが望ましい。そのため、水溶性が
高く、生理活性も豊富な酸性糖を含む多糖やオリゴ糖
は、今後ますます機能性食品や医薬品等への応用が可能
な産業上重要な糖質であると考えられている。

【００１６】キシロオリゴ糖は、通常、鎖長が長くなる
につれて溶解度が低下する中性糖である。しかし、キシ
ロオリゴ糖も製造条件が異なると酸性糖を側鎖に持つ形
で精製が可能であり、水溶性が高まることが知られてい
る。従来より、植物細胞壁中のヘミセルロース中のキシ
ランには、側鎖としてグルクロン酸残基、もしくは４−
０−メチルグルクロン酸残基をもつものが存在すること
が知られている。トリコデルマ属に属するカビが生産す
る酵素液で側鎖を有するキシランを処理すると、α−グ
ルクロニダーゼが側鎖を分解除去しつつキシランを分解
し、結果的にキシロビオースやキシロトリオースを主成
分とするキシロオリゴ糖組成物を作るようである。ま
た、このとき、α-グルクロニダーゼによる消化を免れ
た酸性糖部分を含む酸性キシロオリゴ糖は２量体もしく
は３量体であり、これらのキシロオリゴ糖の非還元末端
にグルクロン酸残基もしくは４−０−メチルグルクロン
酸残基が存在することが解かっている。〔R.F.H.Dekke
r,In "Biosythesis and biodegradation of wood compo
nents",p.505,Academic Press Inc.(1985)〕

【００１７】一方、バクテリアが生産するようなキシラ
ナーゼを用いてキシロオリゴ糖を生成させた場合、酵素
の基質特異性が真菌類のキシラナーゼと大きく異なるた
め、生成するキシロオリゴ糖の組成比が２量体であるキ
シロビオースから５量体までの分布でキシロオリゴ糖を
生成することが知られている（特開平１−２５２２８０
号公報）。そして、バクテリア由来の酵素は、これらの
鎖長のキシロオリゴ糖に酸性糖であるグルクロン酸や４
−０−メチルグルクロン酸が非還元末端側のキシロース
に１つの側鎖として結合している酸性キシロオリゴ糖を
生成する。

【００１８】広葉樹クラフトパルプを原料とし、これを
キシラナーゼ処理して得られた糖液中に存在するキシロ
オリゴ糖は、リグニンとの複合体を形成して存在するこ
とが判明している。特に、キシロオリゴ糖−リグニン複
合体は比較的大きなキシロオリゴ糖分子とリグニンが複
合体を形成しているため、キシロオリゴ糖部分はキシラ
ナーゼによる消化を逃れることが解かっている。このた
めキシロオリゴ糖−リグニン複合体を用いて製造された
キシロオリゴ糖は平均分子量が高く、その平均重合度は
製造法にもよるが５量体から２０量体まで多岐にわた
る。この中性キシロオリゴ糖を主な成分とする長鎖キシ
ロオリゴ糖（特願２００１−２４２９０６号）は可溶性
の食物繊維様の生理活性を有するが、一方で溶解度が低
い。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、現状で
は、上市されているキシロオリゴ糖を構成するオリゴ糖
は２量体や３量体を主成分とするものがほとんどであ
り、食物繊維とは異なる物質であると認知されている。
本発明は、鎖長が長く、分解されずに腸まで届くことで
整腸作用の効果が高く、また、鎖長が長いために、オリ
ゴ糖の特徴ばかりでなく食物繊維様の作用を有し、か
つ、水に対する溶解度が高い酸性キシロオリゴ糖を提供
することを課題とするものである。さらに、本発明は水
溶性の長鎖キシロオリゴ糖を大量安価に供給する方法を
提供することを課題とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の各発明を包含する（１）キシロオリゴ糖１分子中に少なくとも１つ以上の
ウロン酸残基を側鎖として有する平均重合度が８〜１５
のキシロオリゴ糖混合物からなる酸性キシロオリゴ糖組
成物。

【００２１】（２）前記ウロン酸残基がグルクロン酸残
基又は４−０−メチルグルクロン酸残基であることを特
徴とする（１）項記載の酸性キシロオリゴ糖組成物。

【００２２】（３）重合度が５以下の酸性キシロオリゴ
糖含有率が５質量％以下であることを特徴とする（１）
項又は（２）項に記載の酸性キシロオリゴ糖組成物法。

【００２３】（４）リグノセルロース材料を酵素的及び
／又は物理化学的に処理してキシロオリゴ糖成分とリグ
ニン成分の複合体を得、次いで、該複合体を酸加水分解
処理してキシロオリゴ糖混合物を得、得られるキシロオ
リゴ糖混合物から、キシロオリゴ糖１分子中に少なくと
も１つ以上のウロン酸残基を側鎖として有するキシロオ
リゴ糖混合物を分離することを特徴とする酸性キシロオ
リゴ糖組成物の製造方法。

【００２４】（５）前記キシロオリゴ糖１分子中に少な
くとも１つ以上のウロン酸残基を側鎖として有するキシ
ロオリゴ糖混合物は、平均重合度が８〜１５のキシロオ
リゴ糖混合物であることを特徴とする（４）項記載の酸
性キシロオリゴ糖組成物の製造方法。

【００２５】（６）前記リグノセルロース材料が広葉樹
化学パルプであることを特徴とする（４）項又は（５）
項に記載の酸性キシロオリゴ糖組成物の製造方法。

【００２６】（７）前記リグノセルロース材料の酵素的
処理がヘミセルラーゼ処理であることを特徴とする
（４）項〜（６）項のいずれか１項に記載の酸性キシロ
オリゴ糖組成物の製造方法。（８）前記ヘミセルラーゼがキシラナーゼであることを
特徴とする（７）項記載の酸性キシロオリゴ糖組成物の
製造方法。

【００２７】（９）前記キシロオリゴ糖成分とリグニン
成分の複合体が、キシロオリゴ糖成分とリグニン成分と
が酸加水分解性を有する化学結合により結合された複合
体であることを特徴とする（４）項〜（８）項のいずれ
か１項に記載の酸性キシロオリゴ糖組成物の製造方法。

【００２８】（１０）前記キシロオリゴ糖成分とリグニ
ン成分の複合体に対する加水分解処理が、主鎖であるキ
シロオリゴ糖のキシロース分子間のβ−１,４−キシロ
シド結合を分解しない酸加水分解処理であることを特徴
とする（４）項〜（９）項のいずれか１項に記載の酸性
キシロオリゴ糖組成物の製造方法。

【００２９】（１１）前記キシロオリゴ糖成分とリグニ
ン成分の複合体は、キシロースの２〜２０量体の混合物
である酸性キシロオリゴ糖とリグニン様物質の複合体を
３０質量％以上含有することを特徴とする（４）項〜
（１０）項のいずれか１項に記載の酸性キシロオリゴ糖
組成物の製造方法。

【００３０】（１２）キシラン及び／又はヘミセルロー
スをヘミセルラーゼ処理してキシロオリゴ糖成分とリグ
ニン様成分の複合体を含有する糖溶液を得、該糖溶液を
酸加水分解処理し、該加水分解処理液から、重合度が５
以下のキシロオリゴ糖含有率が５％以下でかつ平均重合
度が８〜１５であり、側鎖としてグルクロン酸又は４−
０−メチルグルクロン酸を少なくとも１つ結合している
キシロオリゴ糖混合物を分離することを特徴とする酸性
キシロオリゴ糖組成物の製造方法。

【００３１】（１３）前記酸加水分解処理は、前記ヘミ
セルラーゼ処理によって得られる糖溶液を濃縮した糖溶
液について行われることを特徴とする、（１２）項記載
の酸性キシロオリゴ糖組成物の製造方法。

【００３２】（１４）前記ヘミセルラーゼ処理は、ｐＨ
３〜１０、好ましくは５〜９の範囲に調整した糖溶液
を、１０℃〜９０℃、好ましくは３０℃〜６０℃の温度
で行われる処理であることを特徴とする、（１１）項〜
（１３）項のいずれか１項に記載の酸性キシロオリゴ糖
組成物の製造方法。

【００３３】（１５）前記酸加水分解処理は、ｐＨを約
３．５、又はそれ以下の値に調整した糖溶液を、１０５
℃〜１５０℃、好ましくは１１０℃〜１３０℃の温度
で、１５分以上、好ましくは３０分〜６０分間加熱して
行う処理であることを特徴とする、（１１）項〜（１
４）項のいずれか１項に記載の酸性キシロオリゴ糖組成
物の製造方法。

【００３４】（１６）前記酸加水分解処理液からの前記
酸性キシロオリゴ糖混合物の分離は、前記酸加水分解処
理によって得られる糖溶液から、陽イオン交換樹脂カラ
ム−陰イオン交換樹脂カラムを該順序で利用して平均重
合度が８〜１５の酸性キシロオリゴ糖混合物を分離する
処理であることを特徴とする（１１）項〜（１５）項の
いずれか１項に記載の酸性キシロオリゴ糖組成物の製造
方法。（１７）前記酸加水分解処理液からの前記酸性キシロオ
リゴ糖混合物の分離は、前記陰イオン交換樹脂カラムに
吸着させた酸性キシロオリゴ糖を、金属イオンの塩化物
の濃度勾配を用いて溶出させ、回収する処理を包含する
方法であることを特徴とする、（１６）項記載の酸性キ
シロオリゴ糖組成物の製造方法。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明者らは、今回、使用する酵
素がバチルス属に由来する中性好熱キシラナーゼで、か
つ原材料が広葉樹化学パルプであるようなリグノセルロ
ース材料を用いた場合、キシロースの２量体から２０量
体にわたるキシロオリゴ糖の分布を有するキシロオリゴ
糖成分とリグニン成分の複合体を得ることができるこ
と、このキシロオリゴ糖成分中には分子量が大きな５量
体から２０量体が比較的多く含まれ、さらには、このキ
シロオリゴ糖成分中のキシロビオースの存在比はキシロ
オリゴ糖成分中の約１０質量％以下であることを見出し
た。また、キシロオリゴ糖成分中には酸性糖を側鎖に有
する酸性キシロオリゴ糖が存在すること、そして、この
酸性キシロオリゴ糖は濃縮された糖液中の全キシロオリ
ゴ糖成分の約３０質量％程度を占めることを見出した。
一般にオリゴ糖は鎖長が長いほど溶解性が落ちるが、こ
の酸性キシロオリゴ糖は酸性糖を側鎖に持つため、主鎖
の重合度が６量体以上であっても溶解度は非常に高い。

【００３６】化学パルプ由来のリグノセルロースを原料
として製造された長鎖キシロオリゴ糖成分はコーンコブ
や綿実殻を原料として製造されたキシロオリゴ糖よりも
平均重合度が高いという特徴がある。リグノセルロース
を原料とした場合、使用する酵素を調整することで平均
重合度が２から平均重合度が５までの任意の比率で新規
なキシロオリゴ糖を作ることがある程度は可能である。
しかし、今回の新たな知見は、「キシロオリゴ糖−リグ
ニン複合体」を中間体として使用して酸性キシロオリゴ
糖を製造し得ることにある。

【００３７】キシロオリゴ糖−リグニン複合体は、広葉
樹、針葉樹クラフトパルプを酵素処理もしくは物理化学
的処理した場合に、その処理液中に見出された化合物で
あり、文献に記載されていない化合物である。この化合
物は２量体から２０量体のキシロオリゴ糖鎖にリグニン
が結合した物質である。キシロオリゴ糖に対してリグニ
ンの分子量は圧倒的に大きいため、それが立体的に邪魔
になり、キシラナーゼやキシロシダーゼはキシロオリゴ
糖−リグニン複合体を分解できない。そのため、酵素処
理を行ってもキシロオリゴ糖−リグニン複合体における
キシロオリゴ糖は分解されずに残り、比較的長鎖のキシ
ロオリゴ糖がリグニンと結合した状態で溶液中に存在す
る。しかし、このキシロオリゴ糖−リグニン複合体は、
希酸による酸処理でキシロオリゴ糖とリグニンの間を容
易に開裂させることができ、この性質を利用することで
重合度が５〜２０量体、特に平均重合度が８〜１５のキ
シロオリゴ糖組成物を容易に製造することができたもの
である。

【００３８】以下、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明で言う酸性キシロオリゴ糖組成物とは、その酸性
キシロオリゴ糖組成物中における比較的重合度の大きな
キシロオリゴ糖の含有率が高い組成物であり、そのキシ
ロオリゴ糖１分子中に少なくとも１つのウロン酸を結合
しているキシロオリゴ糖からなる組成物のことを言う。
具体的には、組成物中の全糖質量に対して、キシロース
の６量体以上のキシロオリゴ糖が８０質量％以上である
ものであり、かつウロン酸含量が２質量％以上のものを
いう。本発明の酸性キシロオリゴ糖組成物の平均重合度
を測定した場合、平均重合度は６以上であり、好ましく
は８〜１５である。

【００３９】中でも、酸性キシロオリゴ糖組成物として
製造し易く、性能的にも優れているのは、キシロースの
６量体〜２０量体を主成分とするものである。ここで主
成分とは、全糖質量に対して５０質量％以上であること
を言う。もちろん使用する酵素や酸処理の条件を変更す
ることで平均重合度がさらに高い値の酸性キシロオリゴ
糖組成物を自由に設計製造することが可能なことは言う
までもない。

【００４０】本発明の組成物における長鎖キシロオリゴ
糖成分は、リグノセルロース材料をヘミセルラーゼ処理
した後に、希酸によりキシロオリゴ糖−リグニン複合体
を酸加水分解することによって得られる重合度の大きな
キシロオリゴ糖混合物中に存在する。リグノセルロース
としてのパルプのヘミセルラーゼ処理は、パルプ濃度１
〜３０質量％、好ましくは２〜１５質量％の範囲で行わ
れるが、広葉樹クラフトパルプ以外のリグノセルロース
を製造原料に用いる場合は、この限りではない。例え
ば、リグノセルロースに由来するキシランについて、処
理時のパルプ濃度を例示すると、小麦フスマ由来キシラ
ンでは０．５〜５質量％、好ましくは２質量％前後、コ
ーンコブ由来キシランでは１〜１０質量％、好ましくは
５質量％前後、綿実殼由来キシランでは１〜１０質量
％、好ましくは５質量％前後、粉砕コーンパイプでは
０．２〜５質量％、好ましくは１質量％前後、カラスム
ギ由来キシランでは０．２〜５質量％、好ましくは１質
量％前後などである。

【００４１】本発明の酸性キシロオリゴ糖組成物を得る
ことができる原料リグノセルロース物質としては、針葉
樹や広葉樹のような木材が好ましく用いられるが、ケナ
フ、麻、バガス、イネ等の非木本性の植物であってもよ
く、特に限定されるものではない。本発明に使用される
パルプは、化学パルプ、機械パルプ、脱墨パルプ等何で
もよいが、広葉樹化学パルプが好ましい。化学パルプを
得るための蒸解法としては、クラフト蒸解、ポリサルフ
ァイド蒸解、ソーダ蒸解、アルカリサルファイト蒸解等
の公知の蒸解法を用いることができるが、パルプ品質、
エネルギー効率等を考慮するとクラフト蒸解法が好適に
用いられる。

【００４２】リグノセルロース材料として広葉樹クラフ
トパルプを用いる場合、まず、アルカリ酸素漂白工程で
漂白したパルプをヘミセルラーゼで処理することが望ま
しいが、蒸解後のパルプや、機械パルプをそのままヘミ
セルラーゼ処理原料として用いても良い。

【００４３】クラフト蒸解で得られたパルプ表面には、
蒸解工程でパルプ繊維内より溶出されたヘミセルロース
が再吸着されていることは周知である。この再吸着され
たヘミセルロースは、その９０質量％以上がＤ−キシロ
ースがβ１→４結合することによって構成されたキシラ
ンである。広葉樹クラフトパルプでは、ヘミセルロース
中の側鎖であるアラビノースやグルクロン酸はそのほと
んどが分解除去されている。また、側鎖の中の４−０−
メチルグルクロン酸は側鎖として残存するが、アルカリ
条件下でヘキセンウロン酸へと変換される。このヘキセ
ンウロン酸は、酸性条件下で加熱すると容易に分解除去
されるのでキシロオリゴ糖の製造にはあまり問題になら
ない。

【００４４】化学パルプ表面の再吸着キシランは、通常
の植物中の細胞壁内に存在するキシランと違ってパルプ
の蒸解工程において抽出された際に、その主鎖であるキ
シランに結合している側鎖の大部分は分解除去されてい
る。そのため、再吸着キシランは、通常の細胞壁中のキ
シランと比べて側鎖の保有率が非常に低く、キシロース
１０個〜２０個に１個程度のグルクロン酸もしくは４−
０−メチルグルクロン酸を結合している。また、後述す
るキシロオリゴ糖−リグニン複合体を形成しているた
め、再吸着キシランをキシラナーゼで分解、除去すると
パルプスラリーにこのキシロオリゴ糖−リグニン複合体
が溶出してくるため反応液が茶色になる。この茶色の反
応液中には２８０ｎｍの吸収を持つ物質が存在するが、
これはリグニンの芳香環に由来する吸収であると考えら
れている。

【００４５】再吸着分を含めたキシラン含量は、広葉樹
クラフトパルプ絶乾質量の約２０質量％を占める。ヘミ
セルラーゼ処理においては、酵素が広葉樹クラフトパル
プに作用し、再吸着分を含むキシラン全般に作用してこ
れを低分子化する。例えばバチルス・エスピ−Ｓ−２１
１３株のキシラナーゼ（特開平８−２２４０８１号公報
参照）を利用する場合、処理反応液中に生じるキシロー
ス及びキシロオリゴ糖の構成糖の割合は、３〜５量体が
最も多く、単量体が少ない組成比のオリゴ糖を生成す
る。

【００４６】本発明者らは、すでに、広葉樹クラフトパ
ルプのヘミセルラーゼ処理工程より得られる排水中にキ
シロオリゴ糖とリグニン様物質が結合したキシロオリゴ
糖複合体が存在することを見出している。更には、キシ
ロオリゴ糖複合体は比較的重合度の大きなオリゴ糖にリ
グニン様の物質が結合していることを見出している。こ
のキシロオリゴ糖−リグニン複合体は希酸処理により容
易にキシロオリゴ糖とリグニン様物質に分解できるの
で、重合度の大きなキシロオリゴ糖を大量安価に製造で
きる。キシロオリゴ糖−リグニン複合体から製造される
キシロオリゴ糖組成物の中で、ウロン酸残基を側鎖に有
する酸性キシロオリゴ糖の占める割合は、全糖量に対し
て約３０質量％にもなる。

【００４７】現在のところ、大規模な酵素処理工程で利
用されている酵素は、そのほとんどがヘミセルラーゼで
あるが、市販のヘミセルラーゼのいずれも本発明のキシ
ロオリゴ糖の製造方法における酵素処理工程に用いるこ
とができる。例えば、商品名カルタザイム（クラリアン
ト社製）、商品名エコパルプ（ローム・エンザイム社
製）、商品名スミチーム（新日本化学工業社製）、パル
プザイム（ノボノルディクス社製）マルチフェクト７２
０（ジェネンコア社）などの市販の酵素製剤や、トリコ
デルマ属、テルモミセス属、オウレオバシヂウム属、ス
トレプトミセス属、アスペルギルス属、クロストリジウ
ム属、バチルス属、テルモトガ属、テルモアスクス属、
カルドセラム属、テルモモノスポラ属などの微生物によ
り生産されるキシラナーゼを使用することができる。

【００４８】酵素処理温度は、１０〜９０℃、好ましく
は３０〜６０℃の範囲であるが、酵素の至適温度に近い
処理温度がより好ましい。一般的な酵素の場合、処理温
度が１０℃未満では反応が不十分となる上、そのような
温度を得ること自体に多大のコストを要するので適さな
い。一方、温度が９０℃を超えて高くなると、処理系を
密閉化しないと熱ロスが大きくなる上、一般的な酵素の
場合、酵素自体が変性し、不活性になるので適さない。
処理時の溶液ｐＨは３〜１０、好ましくは５〜９の範囲
であるが、酵素の至適ｐＨに近い方がより好ましい。

【００４９】広葉樹クラフトパルプをアルカリ酸素漂白
して得られるパルプを酵素処理して糖液を得る場合、パ
ルプのｐＨがアルカリ側に傾いているため、酵素の至適
ｐＨがアルカリ側に近い酵素の方がｐＨを調整する際の
コストも低く優位性がある。もし、ｐＨの調整が必要な
場合は、任意の酸性溶液又はアルカリ性溶液を添加して
調整し、酵素処理を行えばよいことは言うまでもない。

【００５０】酵素処理により得られた糖液中には、キシ
ロオリゴ糖（２〜２０量体）とキシロオリゴ糖−リグニ
ン複合体が含まれる。酵素処理液中の糖濃度は、バチル
ス・エスピー２１１３株（独立行政法人産業技術総合
研究所特許微生物寄託センター寄託菌株ＦＥＲＭＢ
Ｐ−５２６４）の生産するキシラナーゼを対パルプ絶乾
質量当たり１ユニット（１ユニットは、１分間に１マイ
クロモルのキシロースを遊離させる酵素力）で使用し、
１０質量％濃度のパルプスラリー中に添加して処理した
場合、約３０００μｇ／ｍｌ（キシロース換算）であ
る。

【００５１】この糖溶液は、後段の製造工程を考慮に入
れた場合、荷電ＮＦ膜やその他の限外ろ過膜、逆浸透膜
などの膜分離技術を用いて濃縮したり、エバポレーショ
ン等の濃縮作業により糖濃度を上昇させる作業を行うこ
とも可能である。実際に糖液のボリュームを減らすこと
は、大量の糖液を後段の精製工程で処理する際のハンド
リングを容易にする。加えて言うならば、膜濃縮におけ
る作業より得られた透過液は、糖濃度が酵素処理液より
低く、リグニン等着色性の有機物含量が少ない特徴を持
つ。このため、膜濃縮工程より得られる透過液はパルプ
製造工程における工業用水として再利用できる。

【００５２】糖溶液もしくは濃縮処理工程後の糖溶液に
ついては、希酸による酸加水分解処理を行ってキシロオ
リゴ糖−リグニン複合体をキシロオリゴ糖と酸性キシロ
オリゴ糖、そしてリグニン様物質とに分離する。糖液の
ｐＨの調整方法としては、糖液に対して鉱酸もしくは有
機酸を適宜添加して糖液のｐＨを３．５付近に調整する
ことが一般的であるが、アンバーライト２００Ｃ（商品
名、ローム・アンド・ハース社製）といったカチオン交
換樹脂で糖液を処理してイオン交換によりｐＨを下げる
ことも可能である。

【００５３】その後、ｐＨ調整の終わった糖溶液を１０
５℃〜１５０℃、好ましくは１１０℃〜１３０℃の範囲
で加熱し、酸加水分解の処理を行う。処理時間は１５分
以上であるが、好ましくは３０分から６０分である。加
熱処理時間を９０分以上に設定するとオリゴ糖の単糖へ
の分解が進み好ましくはない。糖液のｐＨが３．５付近
である場合、キシロオリゴ糖複合体とリグニン様物質、
キシロオリゴ糖と側鎖の一種であるヘキセンウロン酸は
分離除去可能であるが、酸性キシロオリゴ糖自身はほと
んど分解することはない。

【００５４】この処理で、キシロオリゴ糖−リグニン複
合体からはリグニン様の有機物が分解除去され、酸性キ
シロオリゴ糖とキシロオリゴ糖へと変換される。ｐＨ
３．５、１２１℃、６０分の処理条件の時のキシロオリ
ゴ糖複合体から酸性キシロオリゴ糖とキシロオリゴ糖へ
の変換効率は約９５％である。このとき、単糖の一部は
加水分解が進みフルフラール様物質となり更に縮合して
沈殿する。キシロオリゴ糖複合体から切り離されたリグ
ニン様物質も、同様に酸性下で縮合し不溶化して沈殿す
る。この不溶化した沈殿物は濾紙や珪藻土によるろ過は
もちろんのこと、ＵＦ膜やＭＦ膜そしてセラミックフィ
ルター等による分離除去が可能である。

【００５５】上記のようにしてキシロオリゴ糖−リグニ
ン複合体から得られた酸性キシロオリゴ糖組成物は、比
較的鎖長が長い重合度が６〜２０程度のキシロオリゴ糖
を高い割合で含んでいる新規な酸性キシロオリゴ糖組成
物である。重合度が比較的高い酸性キシロオリゴ糖が得
られる理由としては、酵素処理により得られた糖液中の
キシロオリゴ糖複合体は２量体から２０量体程度の鎖長
の酸性キシロオリゴ糖にリグニン様物質が結合している
ため、ヘミセルラーゼによる必要以上の消化を免れてい
ることに起因している。そのような状態から希酸による
酸加水分解でリグニン様物質と分離すると、比較的長い
鎖長の酸性キシロオリゴ糖が得られる。

【００５６】酸加水分解して得られた糖液中には、酸性
キシロオリゴ糖の他にキシロース、グルコースといった
単糖類やリグニン、フラン化合物、フルフラールといっ
た有機物も含まれる。これらの有機物の混合物からキシ
ロオリゴ糖のみを分離、精製する工程としては、イオン
交換、分子ふるい、エタノール分画、膜処理などの従来
のいかなる精製方法を組み合わせて用いても良い。例え
ば、活性炭→強カチオン交換樹脂→強アニオン交換樹脂
→強カチオン交換樹脂→弱アニオン交換樹脂といった順
序でカラムを用いる精製方法では、出発原料である酸処
理糖液中の総糖量を１００質量％とした場合、精製酸性
キシロオリゴ糖自身の回収率は約３０質量％である。

【００５７】濃縮糖液を出発原料として酸性キシロオリ
ゴ糖組成物を精製する方法は、次のとおりである。ま
ず、セラミックフィルターを用いて糖液をろ過し比較的
分子量の大きな不溶性着色物や希酸処理で得られたリグ
ニン縮合物を除去する。この時糖液の供給側に活性炭を
対糖量で数質量％添加してセラミックフィルター処理を
行うと、より小さな着色物質などは活性炭に吸着されな
がらろ過されるので得られたろ過糖液の清澄度が増して
後の精製工程が楽になる。

【００５８】セラミックフィルターでろ過された糖液
は、更に分画分子量が２００００以下のＵＦ膜を用いて
ろ過する。この工程では、更に小さな着色物を除去でき
る。濃縮側に残された着色物及び重合度が非常に大きな
キシロオリゴ糖とリグニンの複合体は廃棄するべきでは
なく、できる限り前段階のセラミックフィルターを用い
た処理における供給側の糖液に戻し、回収率を上げるこ
とが好ましい。

【００５９】セラミックフィルター処理、ＵＦ膜による
処理を経て得られた糖液中にはキシロオリゴ糖組成物と
酸性キシロオリゴ糖組成物が溶解している。この糖液か
ら酸性キシロオリゴ糖組成物のみを取り出す方法はイオ
ン交換樹脂を用いる方法が適している。糖液を、まずカ
チオン交換樹脂にて処理し、糖液中の金属イオンを除去
する。次いで、強アニオン交換樹脂を用いて糖液中の硫
酸イオンなどを除去する。この工程では、硫酸イオンの
除去と同時に弱酸である有機酸の一部と着色成分の除去
も同時に行っている。

【００６０】強アニオン交換樹脂で処理された糖液は、
もう一度カチオン交換樹脂で処理し、更に金属イオンを
除去する。そして、最後に弱アニオン交換樹脂で処理
し、着色物質と酸性キシロオリゴ糖を樹脂に吸着させ
る。中性糖であるキシロオリゴ糖は、このとき弱アニオ
ン交換樹脂には吸着されずそのまま回収され、このとき
の中性キシロオリゴ糖組成物の回収率は約７０質量％前
後に落ち着く。

【００６１】弱アニオン交換樹脂に吸着された酸性キシ
ロオリゴ糖は、金属塩を溶解した溶出液を用いて弱アニ
オン交換樹脂から溶出して回収できる。カラムを用いて
吸着した酸性キシロオリゴ糖を溶出する場合は、グラジ
エント操作を行い適正なイオン強度にて樹脂から溶出さ
せることも可能である。また、アルカリを用いて溶出さ
せることも可能である、しかし、このときは溶出画分に
着色成分が混入してくる比率が高まるので、後段で着色
成分を除去する操作がもう一段必要となる。

【００６２】金属塩の溶液で酸性キシロオリゴ糖を溶出
・回収する際の金属塩は、基本的に何を用いても良い、
しかし、回収された酸性キシロオリゴ糖が生理活性を発
揮するためには、生物に摂取されることが必須であるた
め、生体にあまり害を与えないような金属塩が望ましい
ことはいうまでもない。例えば、塩化ナトリウム、塩化
カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化鉄
などが挙げられる。その際に、日常では摂取しにくい金
属塩を用いて溶出し、酸性キシロオリゴ糖の摂取と同時
に、ミネラルとしてこれらの金属塩を同時に摂取できる
ように酸性キシロオリゴ糖を設計することも可能であ
る。具体的には、近年、日本人はカルシウムやマグネシ
ウムの摂取量が不足がちであるので、カルシウム：マグ
ネシウムのモル比を適当に設定した溶出液を作製し溶出
を行い、酸性キシロオリゴ糖の回収することもできる。

【００６３】精製された酸性キシロオリゴ糖を含む糖溶
液をイオンクロマトグラフィー（ダイオネクス社）を用
いて分析したところ、２量体ないし２０量体及びそれ以
上の酸性キシロオリゴ糖を含む糖液であることが判明し
た。このときの有機分質量を分析したところ絶乾質量中
の全糖量は９５質量％前後であった。また、秤量された
るつぼを用いての灰分の測定では、精製糖液中の灰分は
５質量％前後であった。灰分中の金属の酸化物は、溶出
に用いた金属塩に由来すると思われる金属がほとんどを
占めていた。

【００６４】前述したように、本発明の新規な酸性キシ
ロオリゴ糖組成物は、リグノセルロース材料を出発原料
とし、それをヘミセルラーゼ処理した反応ろ液から分
離、精製して得られる重合度の大きな酸性キシロオリゴ
糖含有組成物である。また、この重合度の大きな酸性キ
シロオリゴ糖組成物は、酵素処理や爆砕などの物理化学
的手法を用いることで、既知のキシロビオース、キシロ
トリオース、キシロテトラオース、キシロペンタオース
を主鎖の主成分とする酸性キシロオリゴ糖などに容易に
変換することもできる。

【００６５】

【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を
具体的に説明するが、もちろん、本発明はこれら実施例
に限定されるものではない。以下に示す％は、特に断ら
ない限りすべて質量％を意味するものであり、対パルプ
の添加率は、パルプの絶乾質量に対する質量の比率であ
る。なお、各測定法は以下のとおりである。

【００６６】（１）全糖量の定量：全糖量は、検量線を
Ｄ−キシロース（和光純薬工業）を用いて作製し、フェ
ノール硫酸法（「還元糖の定量法」学会出版センター
発行）にて定量した。（２）還元糖量の定量：還元糖量は、検量線をＤ−キシ
ロース（和光純薬工業）を用いて作製、ソモジ−ネルソ
ン法（「還元糖の定量法」学会出版センター発行）に
て定量した。

【００６７】（３）ウロン酸量の定量：ウロン酸は、検
量線をＤ−グルクロン酸（和光純薬工業）を用いて作
製、カルバゾール硫酸法（「還元糖の定量法」学会出版
センター発行）にて定量した。（４）平均重合度の決定法：サンプル糖液を５０℃に保
ち、１５０００ｒｐｍにて１５分遠心分離し不溶物を除
去し、上清液の全糖量を還元糖量（共にキシロース換
算）で割って平均重合度を求めた。

【００６８】（５）酸性キシロオリゴ糖の定量法酸性オリゴ糖１分子中のウロン酸残基とキシロース残基
の量比は核磁気共鳴装置（以下NMR、日本電子（株）
製）用いて行った。サンプルは凍結乾燥、重水素置換を
行った後、測定を行った。^１ＨＮＭＲ, ^１３ＣＮＭ
Ｒ, ＨＭＱＣ測定によりグリコシド結合をしているキシ
ロース１位（４．４０９ｐｐｍ）とウロン酸１位（５．
２２６ｐｐｍ）のプロトンケミカルシフトを決定した。
水素の量比に相当する各シグナルの面積を算出しグルク
ロン酸とキシロースの比率を求めた。また、高速液体ク
ロマトグラフィー質量分析装置（アプライドバイオシス
テム社製）によって高分解能分子量測定を行いオリゴ糖
１分子当たりのウロン酸残基数を求めた。（６）酵素力価の定義:酵素として用いたキシラナーゼ
の活性測定には、カバキシラン（シグマ社製）を用い
た。酵素力価の定義はキシラナーゼがキシランを分解す
ることで得られる還元糖の還元力をＤＮＳ法（「還元糖
の定量法」学会出版センター発行）を用いて測定し、１
分間に１マイクロモルのキシロースに相当する還元力を
生成させる酵素量を１ユニットとした。

【００６９】（７）イオンクロマトグラフによる分析:
キシロオリゴ糖の分析には、イオンクロマトグラフ（ダ
イオネクス社）を用いた。分析には、糖類の分析に適し
たカラムとしてＣａｒｂｏＰａｃＰＡ−１０（ダイ
オネクス社）を用いた。

【００７０】実施例１ <酵素処理工程１>国内産広葉樹チップ７０％、ユーカリ
材３０％からなる混合広葉樹チップを原料として、クラ
フト蒸解によりカツパー価２０．１、パルプ粘度４１ｃ
ｐｓの工場製の未晒パルプを得た。次いで、酸素脱リグ
ニンを行い、カツパー価９．６、パルプ粘度２５．１ｃ
ｐｓの酸素脱リグニンパルプを得た。このパルプをパル
プ濃度１０％に調整後、希硫酸を加えてｐＨ６．７に調
整し、次いでバチルス・エスピーＳ−２１１３株（独立
行政法人産業技術総合研究所特許微生物寄託センタ
ー寄託菌株ＦＥＲＭＢＰ−５２６４）一の生産するキ
シラナーゼを対パルプ１ユニット／ｇとなるように添加
し、６０℃で１２０分処理した。処理後、全糖濃度３０
００ｍｇ／リッターを含む７６０００リッター（全糖量
として２２８ｋｇ）の処理液を得た。続いてＮＦ膜（日
東電工製:ＮＴＲ−７４５０、膜質:スルホン化ポリエー
テルスルホン系、食塩阻止率５０％）を用いて容量比で
４０倍に濃縮後、１９００リッターの糖液を回収した。
この濃縮液は全糖量を１９０ｋｇ含み、全糖回収率は８
３．８％であった。濃縮液中の糖をイオンクロマトグラ
フィーを用いて分析した結果、中性のキシロオリゴ糖及
び溶出時間２４分以降にキシロオリゴ糖複合体のピーク
が認められた。これを図１に示す。

【００７１】実施例２ <酵素処理工程２>酵素としてジェネンコア社のキシラナ
ーゼ（マルチフェクト７２０）を用いてキシロオリゴ糖
複合体を生成する実験を行った。酵素処理の実験は実施
例１と全く同じパルプ、全く同じ条件で行った。反応生
成物をイオンクロマト用カラム（ダイオネクス社:Ｃａ
ｒｂｏＰａｃＰＡ−１０）を用いたイオンクロマトグラ
フィーで分析した結果、実施例１と同じように高濃度の
キシロオリゴ糖（２量体〜２０量体）を含むことが判明
した。この時、酸性キシロオリゴ糖のピークも一部見ら
れる。これを図２に示す。

【００７２】実施例３＜酸加水分解処理工程１＞酵素処理工程で得られた濃縮
糖液１９００リッターに対して硫酸を添加してｐＨを
３．５に調整した後、この濃縮糖液を１２１℃にて１時
間反応させた。反応生成物をイオンクロマト用カラム
（ダイオネクス社：ＣａｒｂｏＰａｃＰＡ−１０）
を用いたイオンクロマトグラフィーで分析した結果、高
濃度のキシロオリゴ糖（２量体〜２０量体）を含むこと
が判明した。この時、酸性キシロオリゴ糖のピークも一
部見られる。これを図３に示す。

【００７３】実施例４＜酸加水分解処理工程２＞実施例１と全く同様にして得
られた濃縮糖液１０００リッターに酢酸を添加してｐＨ
を３．５に調整し、１２１℃にて１時間反応させた。反
応生成物をイオンクロマト用カラム（ダイオネクス社：
ＣａｒｂｏＰａｃＰＡ−１０）を用いたイオンクロ
マトグラフィーで分析した結果、高濃度のキシロオリゴ
糖（２量体〜２０量体）を含むことが判明した。この時
酸性キシロオリゴ糖のピークも一部見られる。これを図
４に示す。

【００７４】実施例５＜酸性キシロオリゴ糖の分離・精製工程＞セラミックフィルター処理酸加水分解処理工程１で調製したキシロオリゴ糖の糖溶
液（１００ｍｇ／ｍｌ）１９００リッター、全糖量とし
て１９０ｋｇをろ過面積４．８ｍ^２のセラミックフィル
ターを用いてろ過した。ろ過の条件は液温６０℃にて行
い、エアーによる逆洗浄は５分間隔で行った。また、活
性炭を対糖３％にて添加してろ過を行った。８時間の連
続処理で１９０００リッターを全て処理し、８時間処理
での平均Ｆｌｕｘは４０リッター／Ｈｒ／ｍ^２であっ
た。

【００７５】イオン交換樹脂による精製イオン交換には４塔のイオン交換塔（各塔２００リッタ
ー容）を使用した。各塔は１２５リッターの樹脂を含む
カラムであり、順番に１塔（強カチオンイオン交換樹
脂：ＰＫ２１８、三菱化学製）、２塔（強アニオン＋弱
アニオン：ＰＡ４０８＋ＷＡ３０＝１：１の比率でミッ
クス、両樹脂とも三菱化学製）、３塔（強カチオンイオ
ン交換樹脂：ＰＫ２１８）、４塔（弱アニオンイオン交
換樹脂：ＷＡ３０）である。この４塔のカラムを連続的
に用い脱色、脱塩を行った。サンプルはセラミックフィ
ルター処理後の糖液を純水で希釈し（５．０％濃度：６
００リッター）使用した。その結果、サンプル６００リ
ッターを通液流速３リッター／ｍｉｎで行い、酸性キシ
ロオリゴ糖を弱アニオンイオン交換樹脂に吸着させた。
溶出は７５ｍＭのＮａＣｌ（塩化ナトリウム）水溶液を
２００リッター用いて３リッター／ｍｉｎの通液速度で
溶出し４．０％濃度の酸性キシロオリゴ糖を１２５リッ
ター、５．０ｋｇの酸性キシロオリゴ糖を回収した。こ
のときの回収率は全糖量に対して３０％であった。こ
の、酸性キシロオリゴ糖は３５％濃度にまで濃縮後、ス
プレードライヤーで粉体化した。粉体化した酸性キシロ
オリゴ糖は４．８ｋｇ回収され、回収率は９６．０％で
あった。この酸性キシロオリゴ糖をイオンクロマトグラ
フィーにて分析した結果を図５に示す。また、こうして
得られた酸性キシロオリゴ糖中のウロン酸の定量を行っ
た結果、ウロン酸：キシロースの質量比は１：１０であ
った。

【００７６】実施例６実施例５と全く同様にして得たセラミックフィルター処
理後の糖化（５．０％濃度）６００リッターを４塔のカ
ラムに連続して通液した。通液条件は３リッター／ｍｉ
ｎで行い、弱アニオン交換樹脂に酸性キシロオリゴ糖を
吸着させた。溶出には５０ｍＭのＣａＣｌ_２（塩化カル
シウム）３００リッターを用いて溶出し、溶出液の通液
速度は３リッター／ｍｉｎで行った。回収された酸性キ
シロオリゴ糖は７．５％の濃度で１３４リッターの容量
で回収され、回収量は１０ｋｇであり、回収率は３３％
であった。

【００７７】実施例７＜酸性キシロオリゴ糖の重合度＞実施例５及び実施例６
により精製された酸性キシロオリゴ糖の粉末を超純水に
溶解し１％水溶液を作製した。平均重合度は全糖量をフ
ェノール硫酸法で測定し、その後１％水溶液の還元糖量
をソモジーネルソン法で測定した。いずれの測定におい
ても、検量線はＤ−キシロースを用いて作製した。平均
重合度は１ｍｌ当たりの全糖量を１ｍｌ当たりの還元糖
量で割ることで求めた。その結果、上記方法で作製され
た塩化カリウムにて溶出された酸性キシロオリゴ糖の平
均重合度は１０．２であり、塩化カルシウムにて溶出さ
れた酸性キシロオリゴ糖の平均重合度は１１．３であっ
た。

【００７８】実施例８実施例５により得られた精製された酸性キシロオリゴ糖
１０ｇを１００ｍｌの超純水に溶解し１０％水溶液を作
製した。この酸性キシロオリゴ糖水溶液に対して７０％
濃度となるようにエタノールを添加した。これを冷蔵庫
に一晩放置することで沈殿してくる酸性キシロオリゴ糖
と沈殿しない７０％エタノールに可溶の酸性キシロオリ
ゴ糖に分画することが出来た。沈殿と７０％エタノール
に可溶性画分とを遠心分離で分離し、おのおの平均重合
度を測定したところ７０％可溶性画分は平均重合度が約
４．２であり、沈殿した酸性キシロオリゴ糖の再溶解液
の平均重合度は１２．８であった。

【００７９】＜核磁気共鳴装置、質量分析装置での分析
＞上記のうち、７０％エタノール可溶性画分について、
エタノールを除去し、純水の溶液として、ＮＭＲ法によ
り重合度及びオリゴ糖１分子中のウロン酸残基とキシロ
ース残基の量比を分析した。キシロース１位（４．４０
９ｐｐｍ）とウロン酸１位（５.２２６ｐｐｍ）のプロ
トンケミカルシフトを決定し、水素の量比に相当する各
シグナルの面積を算出した結果、その面積比は５：１で
あった。従って、ほとんどがキシロースの５量体に４−
０−メチルグルクロン酸が一つ結合した酸性キシロオリ
ゴ糖であることが判明した。

【００８０】更に参考までに、この水溶液を質量分析装
置にかけてキシロースと４−０−メチルグルクロン酸の
モル比を求めると５：１でありＮＭＲの結果と一致し
た。なお、このときの可溶性画分の糖含量はフェノール
硫酸法及びカルバゾール硫酸法で測定した場合、初発の
１０ｇの酸性キシロオリゴ糖に対して０．４４ｇであっ
た。これらのことから実施例５により得られた精製され
た酸性キシロオリゴ糖は重合度が５量体以下のものが
４．４％であり、その大部分が５量体であることが判明
した。

【００８１】次に、７０％エタノール沈殿由来の酸性キ
シロオリゴ糖をエタノールを除去し、純水の溶液とし、
ＮＭＲ法により前記と同様に重合度及びオリゴ糖１分子
中のウロン酸残基とキシロース残基の量比を分析した。
キシロースと４−０−メチルグルクロン酸のモル比を測
定すると１０：１であり、キシロースの１０量体に１つ
の４−０−メチルグルクロン酸残基が結合した酸性キシ
ロオリゴ糖であった。更に参考までに、この水溶液を質
量分析装置にかけてキシロースと４−０−メチルグルク
ロン酸のモル比を求めると１０：１でありＮＭＲの結果
と一致した。

【００８２】

【発明の効果】本発明により、鎖長が長い酸性キシロオ
リゴ糖が大量、安価に供給される。この新規酸性キシロ
オリゴ糖組成物は、酸加水分解、酵素消化などの処理に
より、容易にキシロビオース、キシロースを主鎖とする
酸性キシロオリゴ糖に変換できる。また、中性のキシロ
オリゴ糖と共に酸性キシロオリゴ糖はビフィズス菌の選
択的増殖性があり、機能性食品の材料にも有望である。
また、本発明の酸性キシロオリゴ糖組成物は、通常なら
溶解度が低い長鎖中性キシロオリゴ糖が主鎖ではある
が、酸性糖鎖を有するために溶解度が非常に高く、製造
が容易で、ドリンクや食品への応用が容易な組成物であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のキシロオリゴ糖のイオンクロマトグ
ラフによる分析図。

【図２】実施例２のキシロオリゴ糖のイオンクロマトグ
ラフによる分析図。

【図３】実施例３のキシロオリゴ糖のイオンクロマトグ
ラフによる分析図。

【図４】実施例４のキシロオリゴ糖のイオンクロマトグ
ラフによる分析図。

【図５】実施例５のキシロオリゴ糖のイオンクロマトグ
ラフによる分析図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安住尚也東京都江東区東雲一丁目10番６号王子製紙株式会社東雲研究センター内 (72)発明者古城敦東京都江東区東雲一丁目10番６号王子製紙株式会社東雲研究センター内 (72)発明者木村敏幸千葉県市原市八幡海岸通り９番地王子コーンスターチ株式会社開発研究所内 (72)発明者魚津伸夫千葉県市原市八幡海岸通り９番地王子コーンスターチ株式会社開発研究所内 (72)発明者阪本禮一郎千葉県市原市八幡海岸通り９番地王子コーンスターチ株式会社開発研究所内Ｆターム(参考） 4B018 LB01 LB08 LE01 LE05 MD31 ME11 MF12 4B064 AF17 CA21 CB07 CE11 CE16 DA10 DA20 4C090 AA02 BA29 BB21 BC01 BD35 CA42 DA23 DA26 DA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キシロオリゴ糖１分子中に少なくとも１
つ以上のウロン酸残基を側鎖として有する平均重合度が
８〜１５のキシロオリゴ糖混合物からなる酸性キシロオ
リゴ糖組成物。
【請求項２】前記ウロン酸残基がグルクロン酸残基又
は４−０−メチル−グルクロン酸残基であることを特徴
とする請求項１記載の酸性キシロオリゴ糖組成物。
【請求項３】重合度が５以下の酸性キシロオリゴ糖の
含有量が５質量％以下であることを特徴とする請求項１
又は２に記載の酸性キシロオリゴ糖組成物。
【請求項４】リグノセルロース材料を酵素的及び／又
は物理化学的に処理してキシロオリゴ糖成分とリグニン
成分の複合体を得、次いで、該複合体を酸加水分解処理
してキシロオリゴ糖混合物を得、得られるキシロオリゴ
糖混合物から、キシロオリゴ糖１分子中に少なくとも１
つ以上のウロン酸残基を側鎖として有するキシロオリゴ
糖混合物を分離することを特徴とする酸性キシロオリゴ
糖組成物の製造方法。
【請求項５】前記キシロオリゴ糖１分子中に少なくと
も１つ以上のウロン酸残基を側鎖として有するキシロオ
リゴ糖混合物が、平均重合度が８〜１５のキシロオリゴ
糖混合物であることを特徴とする請求項４記載の酸性キ
シロオリゴ糖組成物の製造方法。
【請求項６】前記リグノセルロース材料が広葉樹化学
パルプであることを特徴とする、請求項４又は５に記載
の酸性キシロオリゴ糖組成物の製造方法。
【請求項７】前記リグノセルロース材料の酵素的処理
がヘミセルラーゼ処理であることを特徴とする、請求項
４〜６のいずれか１項に記載の酸性キシロオリゴ糖組成
物の製造方法。
【請求項８】前記ヘミセルラーゼがキシラナーゼであ
ることを特徴とする、請求項７記載の酸性キシロオリゴ
糖組成物の製造方法。
【請求項９】前記キシロオリゴ糖成分とリグニン成分
の複合体が、キシロオリゴ糖成分とリグニン成分とが酸
加水分解性を有する化学結合により結合されている複合
体であることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１
項に記載の酸性キシロオリゴ糖組成物の製造方法。
【請求項１０】前記キシロオリゴ糖成分とリグニン成
分の複合体に対する加水分解処理が、主鎖であるキシロ
オリゴ糖のキシロース分子間のβ−１,４−キシロシド
結合を分解しない酸加水分解処理であることを特徴とす
る請求項４〜９のいずれか１項に記載の酸性キシロオリ
ゴ糖組成物の製造方法。