JP2945934B2 - オリゴ糖の製造方法 - Google Patents
オリゴ糖の製造方法Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は小麦フスマ由来のヘミセルロース類からオリ
ゴ糖を製造する方法に関する。
ゴ糖を製造する方法に関する。
[発明の内容] 小麦フスマをアルカリ水溶液で処理すると、小麦フス
マ中に含まれるヘミセルロースがアルカリ水溶液中に溶
解し抽出されることが既に知られており、かかる抽出さ
れたヘミセルロースは、一般に、水溶性ヘミセルロース
と水不溶性ヘミセルロースとからなっている。それらの
うちで、水溶性ヘミセルロースは水溶性、カチオン吸着
性、ビフィズス菌等の腸内細菌の代謝補助特性等の諸性
質により有望視され、その分離回収が種々研究されてき
たが、一方、水不溶性ヘミセルロースの有効利用につい
てはあまり知られておらず、本発明者らは水不溶性ヘミ
セルロースの有効利用について研究を行ってきた。
マ中に含まれるヘミセルロースがアルカリ水溶液中に溶
解し抽出されることが既に知られており、かかる抽出さ
れたヘミセルロースは、一般に、水溶性ヘミセルロース
と水不溶性ヘミセルロースとからなっている。それらの
うちで、水溶性ヘミセルロースは水溶性、カチオン吸着
性、ビフィズス菌等の腸内細菌の代謝補助特性等の諸性
質により有望視され、その分離回収が種々研究されてき
たが、一方、水不溶性ヘミセルロースの有効利用につい
てはあまり知られておらず、本発明者らは水不溶性ヘミ
セルロースの有効利用について研究を行ってきた。
また、機能性食品素材の1つとして、近年オリゴ糖が
注目されており、種々のオリゴ糖が開発され商品化され
ている。
注目されており、種々のオリゴ糖が開発され商品化され
ている。
本発明者らがこのような状況下で小麦フスマ由来の水
不溶性ヘミセルロースの有効利用について研究を進めた
結果、水溶性ヘミセルロースに対してはエンドキシラナ
ーゼを作用させてもオリゴ糖が効率よく生成しないのに
対して、水不溶性ヘミセルロースにエンドキシラナーゼ
を作用させると、オリゴ糖が高収率で得られることを見
出した。
不溶性ヘミセルロースの有効利用について研究を進めた
結果、水溶性ヘミセルロースに対してはエンドキシラナ
ーゼを作用させてもオリゴ糖が効率よく生成しないのに
対して、水不溶性ヘミセルロースにエンドキシラナーゼ
を作用させると、オリゴ糖が高収率で得られることを見
出した。
そして、エンドキシラナーゼによるヘミセルロース類
の加水分解処理について更に研究を続けたところ、水不
溶性ヘミセルロースだけでなく、水可溶性で60%エタノ
ール不溶性のヘミセルロースおよび水可溶性で陰イオン
交換体に非吸着性のヘミセルロースに対してもエンドキ
シラナーゼが有効に働いて加水分解が進みオリゴ糖が高
収率で得られることを見出した。
の加水分解処理について更に研究を続けたところ、水不
溶性ヘミセルロースだけでなく、水可溶性で60%エタノ
ール不溶性のヘミセルロースおよび水可溶性で陰イオン
交換体に非吸着性のヘミセルロースに対してもエンドキ
シラナーゼが有効に働いて加水分解が進みオリゴ糖が高
収率で得られることを見出した。
また、本発明者らは、小麦フスマからアルカリ等によ
り抽出した水溶性と不溶性のヘミセルロースの両方を含
むヘミセルロースをそのまま直接使用してエンドキシラ
ナーゼ処理を行った場合にもオリゴ糖が得られることを
見出した。
り抽出した水溶性と不溶性のヘミセルロースの両方を含
むヘミセルロースをそのまま直接使用してエンドキシラ
ナーゼ処理を行った場合にもオリゴ糖が得られることを
見出した。
したがって、本発明は、小麦フスマ由来の水不溶性ヘ
ミセルロース、水可溶性で60%エタノール不溶性ヘミセ
ルロースおよび水可溶性で陰イオン交換体非吸着性ヘミ
セルロースのうちの少なくとも1つをエンドキシラナー
ゼで加水分解することを特徴とするオリゴ糖の製造方法
である。
ミセルロース、水可溶性で60%エタノール不溶性ヘミセ
ルロースおよび水可溶性で陰イオン交換体非吸着性ヘミ
セルロースのうちの少なくとも1つをエンドキシラナー
ゼで加水分解することを特徴とするオリゴ糖の製造方法
である。
更に、本発明は、アルカリ等で抽出して得られた小麦
フスマ由来へのヘミセルロースをエンドキシラナーゼで
加水分解した後、生成したオリゴ糖を分離回収すること
を特徴とするオリゴ糖の製造方法をも包含する。
フスマ由来へのヘミセルロースをエンドキシラナーゼで
加水分解した後、生成したオリゴ糖を分離回収すること
を特徴とするオリゴ糖の製造方法をも包含する。
本発明では、エンドキシラナーゼ処理を施す小麦フス
マ由来の水不溶性ヘミセルロース、水可溶性で60エタノ
ール不溶性ヘミセルロース(以後、単に「60%エタノー
ル不溶ヘミセルロース」という)および水可溶性で陰イ
オン交換体非吸着性ヘミセルロース(以後、「陰イオン
交換体非吸着ヘミセルロース」という)としては、いず
れのものも使用でき、その調製法等は特に問わない。
マ由来の水不溶性ヘミセルロース、水可溶性で60エタノ
ール不溶性ヘミセルロース(以後、単に「60%エタノー
ル不溶ヘミセルロース」という)および水可溶性で陰イ
オン交換体非吸着性ヘミセルロース(以後、「陰イオン
交換体非吸着ヘミセルロース」という)としては、いず
れのものも使用でき、その調製法等は特に問わない。
しかしながら、上記のヘミセルロースの製造例を挙げ
ると以下のとおりである。
ると以下のとおりである。
(i)水不溶性ヘミセルロース: 小麦フスマをアルカリ水溶液で抽出処理し、次いで
該アルカリ水溶液を酸で中和し、その際に沈澱した区分
を水不溶性ヘミセルロースとして分離回収する。この場
合、温度約40〜70℃で約0.15〜0.30規定のアルカリ水溶
液を使用して小麦フスマの抽出処理を行った後、それを
塩酸等で中和した際に沈澱してくる水不溶性ヘミセルロ
ースを回収するのがよい。
該アルカリ水溶液を酸で中和し、その際に沈澱した区分
を水不溶性ヘミセルロースとして分離回収する。この場
合、温度約40〜70℃で約0.15〜0.30規定のアルカリ水溶
液を使用して小麦フスマの抽出処理を行った後、それを
塩酸等で中和した際に沈澱してくる水不溶性ヘミセルロ
ースを回収するのがよい。
小麦フスマからアルカリ抽出等により得られたヘミ
セルロースを一旦固形分として回収し、これを水に溶解
させてその水不溶区分を水不溶性ヘミセルロースとして
分離回収する。この場合、フスマ由来ヘミセルロースの
約25〜35重量%が水不溶性ヘミセルロースとして回収さ
れる。
セルロースを一旦固形分として回収し、これを水に溶解
させてその水不溶区分を水不溶性ヘミセルロースとして
分離回収する。この場合、フスマ由来ヘミセルロースの
約25〜35重量%が水不溶性ヘミセルロースとして回収さ
れる。
(ii)60%エタノール不溶ヘミセルロース: 任意の方法で調製された水溶性ヘミセルロースを60%
エタノール水溶液に溶解させて、不溶性の区分を分離回
収する。
エタノール水溶液に溶解させて、不溶性の区分を分離回
収する。
(iii)陰イオン交換体非吸着ヘミセルロース: 水溶性ヘミセルロースを緩衝液に溶解した溶液を陰イ
オン交換体に通し、その非吸着性の区分を含有する液を
回収し、この液を限外濾過膜で濃縮後、凍結乾燥して目
的とする陰イオン交換体非吸着ヘミセルロースを得る。
この場合、緩衝液としてはpH約7.5〜8.5のトリス−塩酸
緩衝液またはリン酸緩衝液等を使用し、該緩衝液20mlに
対して水溶性ヘミセルロース約150〜250mlを溶解させた
溶液をセルロースにジエチルアミノエチル基(以後「DE
AE」という)を結合させた陰イオン交換体に0.5〜1.5ml
/分の流速で通し、陰イオン交換体の下部から非吸着ヘ
ミセルロースを含有する液を回収する。
オン交換体に通し、その非吸着性の区分を含有する液を
回収し、この液を限外濾過膜で濃縮後、凍結乾燥して目
的とする陰イオン交換体非吸着ヘミセルロースを得る。
この場合、緩衝液としてはpH約7.5〜8.5のトリス−塩酸
緩衝液またはリン酸緩衝液等を使用し、該緩衝液20mlに
対して水溶性ヘミセルロース約150〜250mlを溶解させた
溶液をセルロースにジエチルアミノエチル基(以後「DE
AE」という)を結合させた陰イオン交換体に0.5〜1.5ml
/分の流速で通し、陰イオン交換体の下部から非吸着ヘ
ミセルロースを含有する液を回収する。
そして、本発明では例えば上記のようにして調製され
た小麦フスマ由来の水不溶性ヘミセルロース、60%エタ
ノール不溶ヘミセルロースおよび陰イオン交換体非吸着
ヘミセルロースのうちの少なくとも1つをエンドキシラ
ナーゼで加水分解処理してオリゴ糖を生成させる。
た小麦フスマ由来の水不溶性ヘミセルロース、60%エタ
ノール不溶ヘミセルロースおよび陰イオン交換体非吸着
ヘミセルロースのうちの少なくとも1つをエンドキシラ
ナーゼで加水分解処理してオリゴ糖を生成させる。
あるいは、小麦フスマをアルカリ等で抽出処理するこ
とにより得られたヘミセルロースをそのまま使用してエ
ンドキシラナーゼによる加水分解処理を行ってもよい。
とにより得られたヘミセルロースをそのまま使用してエ
ンドキシラナーゼによる加水分解処理を行ってもよい。
本発明で使用するエンドキシラナーゼは、別名β−キ
シラナーゼとも称されるが、本発明ではエンドキシラナ
ーゼであればいずれのものも使用できる。市販の酵素を
使用する場合、エンドキシラナーゼ単品では入手し難い
ため細胞壁分解酵素等に含まれるエンドキシラナーゼを
使用してもよい。その例としては、ヤクルト社製の“セ
ルラーゼ オノズカ”、盛進製薬社製の“ベクトリアー
ゼY−23"、三光純薬社製の“メイセラーゼ”等に含ま
れるエンドキシラナーゼを挙げることができ、それらの
うちでも特にヤクルト社製の“セルラーゼ オノズカ”
に含まれるエンドキシラナーゼが酵素活性が高くオリゴ
糖を高収率で得ることができる点で好ましい。
シラナーゼとも称されるが、本発明ではエンドキシラナ
ーゼであればいずれのものも使用できる。市販の酵素を
使用する場合、エンドキシラナーゼ単品では入手し難い
ため細胞壁分解酵素等に含まれるエンドキシラナーゼを
使用してもよい。その例としては、ヤクルト社製の“セ
ルラーゼ オノズカ”、盛進製薬社製の“ベクトリアー
ゼY−23"、三光純薬社製の“メイセラーゼ”等に含ま
れるエンドキシラナーゼを挙げることができ、それらの
うちでも特にヤクルト社製の“セルラーゼ オノズカ”
に含まれるエンドキシラナーゼが酵素活性が高くオリゴ
糖を高収率で得ることができる点で好ましい。
そして、エンドキシラナーゼは、遊離の状態で使用し
ても担体に固定化して使用してもよく、またエンドキシ
ラナーゼによる加水分解処理は連続法で行ってもバッチ
法で行ってもよい。エンドキシラナーゼの起源、その使
用量、処理時の温度、圧力、pH、時間等の諸条件を適宜
選んで処理を行う。
ても担体に固定化して使用してもよく、またエンドキシ
ラナーゼによる加水分解処理は連続法で行ってもバッチ
法で行ってもよい。エンドキシラナーゼの起源、その使
用量、処理時の温度、圧力、pH、時間等の諸条件を適宜
選んで処理を行う。
本発明において、エンドキシラナーゼによるヘミセル
ロースの加水分解処理の終了の目安としては、ヘミセル
ロース含有水溶液の粘度が当初急激に低下しその後徐々
に低下してゆく適当な時点で酵素を失活させる。
ロースの加水分解処理の終了の目安としては、ヘミセル
ロース含有水溶液の粘度が当初急激に低下しその後徐々
に低下してゆく適当な時点で酵素を失活させる。
例えば、上記のヘミセルロースを濃度約20mg/ml溶
液、pH約5〜6の水溶液とし、これに約0.2units/mlの
エンドキシラナーゼを加えて約50℃の温度で約4時間加
水分解処理するとオリゴ糖含有加水分解液を得ることが
できる。
液、pH約5〜6の水溶液とし、これに約0.2units/mlの
エンドキシラナーゼを加えて約50℃の温度で約4時間加
水分解処理するとオリゴ糖含有加水分解液を得ることが
できる。
上記のようにして得られたオリゴ糖含有加水分解液
を、限外濾過膜、活性炭、ゲル濾過クロマトグラフィ
ー、イオン交換樹脂等の分離手段の1つまたは複数を組
合せて処理することにより、目的とするオリゴ糖を分離
回収することができる。
を、限外濾過膜、活性炭、ゲル濾過クロマトグラフィ
ー、イオン交換樹脂等の分離手段の1つまたは複数を組
合せて処理することにより、目的とするオリゴ糖を分離
回収することができる。
オリゴ糖の分離回収法の具体例を挙げると次のとおり
であるが、勿論それらに限定されない。
であるが、勿論それらに限定されない。
オリゴ糖含有加水分解液を遠心分離した後、上澄液
を限外濾過膜で処理して得た流出液を乾燥して、少量の
単糖類等が含まれるオリゴ糖を回収する。
を限外濾過膜で処理して得た流出液を乾燥して、少量の
単糖類等が含まれるオリゴ糖を回収する。
オリゴ糖含有加水分解液をイオン交換樹脂(例えば
アンバーライトMB−3等)に通して脱塩した後、遠心分
離し、その上澄液をミクロフィルター(孔径:0.45μ
m)で処理してから活性炭カラムに通し、活性炭吸着区
分と非吸着区分とに分け、次いで活性炭吸着区分を70%
エタノールで溶離すると、少量の単糖類等が含まれるオ
リゴ糖溶液が得られ、この溶液を乾燥することにより少
量の単糖類等を含むオリゴ糖を得ることができる。得ら
れたオリゴ糖は必要に応じて単糖類を分離して、または
単糖類を含んだままで使用することができる。
アンバーライトMB−3等)に通して脱塩した後、遠心分
離し、その上澄液をミクロフィルター(孔径:0.45μ
m)で処理してから活性炭カラムに通し、活性炭吸着区
分と非吸着区分とに分け、次いで活性炭吸着区分を70%
エタノールで溶離すると、少量の単糖類等が含まれるオ
リゴ糖溶液が得られ、この溶液を乾燥することにより少
量の単糖類等を含むオリゴ糖を得ることができる。得ら
れたオリゴ糖は必要に応じて単糖類を分離して、または
単糖類を含んだままで使用することができる。
この方法の場合に、活性炭吸着区分を70%エタノール
で溶離するに先立って該活性炭吸着区分を5%エタノー
ルで処理して単糖類を予め溶離除去しておくと、該70%
エタノールによる溶離溶液からは単糖類を含まない高純
度のオリゴ糖が得られる。
で溶離するに先立って該活性炭吸着区分を5%エタノー
ルで処理して単糖類を予め溶離除去しておくと、該70%
エタノールによる溶離溶液からは単糖類を含まない高純
度のオリゴ糖が得られる。
オリゴ糖含有加水分解液をイオン交換樹脂(例えば
アンバーライトMB−3)に通して脱塩した後、遠心分離
し、その上澄液をミクロフィルター(孔径:0.45μm)
に通す。濾液をエバポレーターで約5mlに濃縮しゲル濾
過クロマトグラフィー(例えばToyopearl HW−40S)に
かける。溶出液の内、分子量約2000以上の高分子画分を
除いて、それ以降に現れるオリゴ糖画分を分取し凍結乾
燥等によって固体のオリゴ糖を回収する。またゲル濾過
クロマトグラフィーからの溶出液を細かく分取すること
によって単一のオリゴ糖を得ることができる。
アンバーライトMB−3)に通して脱塩した後、遠心分離
し、その上澄液をミクロフィルター(孔径:0.45μm)
に通す。濾液をエバポレーターで約5mlに濃縮しゲル濾
過クロマトグラフィー(例えばToyopearl HW−40S)に
かける。溶出液の内、分子量約2000以上の高分子画分を
除いて、それ以降に現れるオリゴ糖画分を分取し凍結乾
燥等によって固体のオリゴ糖を回収する。またゲル濾過
クロマトグラフィーからの溶出液を細かく分取すること
によって単一のオリゴ糖を得ることができる。
上記方法のうち特にの方法は、原料として水不溶性
ヘミセルロース、60%エタノール不溶ヘミセルロースお
よび陰イオン交換体非吸着ヘミセルロースを使用した場
合に有効であり、純度の高いオリゴ糖を高収率で得るこ
とができる。
ヘミセルロース、60%エタノール不溶ヘミセルロースお
よび陰イオン交換体非吸着ヘミセルロースを使用した場
合に有効であり、純度の高いオリゴ糖を高収率で得るこ
とができる。
またの方法は、原料として小麦フスマ由来のヘミセ
ルロースをそのまま使用した場合に有効であり、活性炭
処理によりエンドキシラナーゼで加水分解されない高分
子量の水溶性ヘミセルロース等が活性炭非吸着区分とし
て円滑に分離される。
ルロースをそのまま使用した場合に有効であり、活性炭
処理によりエンドキシラナーゼで加水分解されない高分
子量の水溶性ヘミセルロース等が活性炭非吸着区分とし
て円滑に分離される。
本発明の方法により製造されたオリゴ糖は、キシロー
スのみが結合したキシロオリゴ糖と、キシロースとアラ
ビノースとが結合したアラビノキシロオリゴ糖との混合
物(混合オリゴ糖)であり、通常、キリロオリゴ糖とア
ラビノキシロオリゴ等とをほぼ同じ割合で含有してい
る。該混合オリゴ糖は、キシロースまたはキシロースと
アラビノースとが2〜6個結合しており、組成式XnA
m(式中、X:キシロース、A:アラビビノース、n:キシロ
ースの結合数、m:アラビノースの結合数であり、通常、
n=2〜4、m=0〜2)で表される。
スのみが結合したキシロオリゴ糖と、キシロースとアラ
ビノースとが結合したアラビノキシロオリゴ糖との混合
物(混合オリゴ糖)であり、通常、キリロオリゴ糖とア
ラビノキシロオリゴ等とをほぼ同じ割合で含有してい
る。該混合オリゴ糖は、キシロースまたはキシロースと
アラビノースとが2〜6個結合しており、組成式XnA
m(式中、X:キシロース、A:アラビビノース、n:キシロ
ースの結合数、m:アラビノースの結合数であり、通常、
n=2〜4、m=0〜2)で表される。
該混合オリゴ糖は、混合物の形態で使用しても、また
はキシロオリゴ糖とアラビノキシロオリゴ糖の各々に分
離してもよい。混合オリゴ糖の各オリゴ糖への分離は、
ゲル濾過クロマトグラフィー、活性炭カラムクロマトグ
ラフィー、イオン交換クロマトグラフィー等により行う
ことができる。
はキシロオリゴ糖とアラビノキシロオリゴ糖の各々に分
離してもよい。混合オリゴ糖の各オリゴ糖への分離は、
ゲル濾過クロマトグラフィー、活性炭カラムクロマトグ
ラフィー、イオン交換クロマトグラフィー等により行う
ことができる。
本発明の方法により製造された前記混合オリゴ糖から
分離されたアラビノキシロオリゴ糖は、腸内細菌群の内
でも善玉菌であるビフィズス菌のみに分解消化されて該
ビフィズス菌を増殖させ、他の腸内細菌群には分解消化
されないので非常に有利である。これに対し、従来公知
のフラクトオリゴ糖や大豆オリゴ糖は、ビフィズス菌や
乳酸菌糖の善玉菌に分解消化されるだけでなく、バクテ
ロイデス菌、ユウバクテリウム菌、ミツオケラ菌、大腸
菌等にも分解消化され、中でも悪玉菌の代表であるバク
テロイデス・フラギリス菌やバクテロイデス・ブルガタ
ス菌に分解消化されるという欠点があった。
分離されたアラビノキシロオリゴ糖は、腸内細菌群の内
でも善玉菌であるビフィズス菌のみに分解消化されて該
ビフィズス菌を増殖させ、他の腸内細菌群には分解消化
されないので非常に有利である。これに対し、従来公知
のフラクトオリゴ糖や大豆オリゴ糖は、ビフィズス菌や
乳酸菌糖の善玉菌に分解消化されるだけでなく、バクテ
ロイデス菌、ユウバクテリウム菌、ミツオケラ菌、大腸
菌等にも分解消化され、中でも悪玉菌の代表であるバク
テロイデス・フラギリス菌やバクテロイデス・ブルガタ
ス菌に分解消化されるという欠点があった。
以下に、本発明を例を挙げて具体的に説明するが本発
明はそれらによって限定されない。下記の例中の%はす
べて重量による。
明はそれらによって限定されない。下記の例中の%はす
べて重量による。
参考例 1 精進小麦フスマ2kgを50℃の温水20に分散させ5分
間撹拌する。その後遠心濾過機(田辺鉄工所製)で濾過
して固形分を回収し、得られた固形分3kgを70℃の0.2N
水酸化ナトリウム水溶液20に入れて90分間撹拌し溶解
させる。放冷後、0.8N塩酸水溶液5を撹拌下に徐々に
加えて中和する。中和溶液を5,000Gで1分間遠心分離
し、次いで上澄液と沈澱物の各々に分ける。
間撹拌する。その後遠心濾過機(田辺鉄工所製)で濾過
して固形分を回収し、得られた固形分3kgを70℃の0.2N
水酸化ナトリウム水溶液20に入れて90分間撹拌し溶解
させる。放冷後、0.8N塩酸水溶液5を撹拌下に徐々に
加えて中和する。中和溶液を5,000Gで1分間遠心分離
し、次いで上澄液と沈澱物の各々に分ける。
この沈澱物を回収し水不溶性ヘミセルロース(全糖量
32.1%、蛋白質含有量10.0%、その他の成分57.9%)19
0gを得た。
32.1%、蛋白質含有量10.0%、その他の成分57.9%)19
0gを得た。
参考例 2 上記参考例1で得た上澄液20に水20を加えて希釈
し、その溶液温度を50℃に保ちながら、日東電工製の管
状限外濾過膜NTU3520(P−18型、膜面積0.76m2、内径1
1.5mm)の管内を通し圧力8kg・f/cm2、流速13/minの
条件下で3時間処理する。この時、膜透過溶液と同量の
水を常に管内に補給し膜処理液量を一定とする。3時間
後に水の供給をとめ、前記と同様の条件(圧力8kg・f/c
m2、流速13/min)で濃縮を開始しフラックスの低下を
考慮することなく濃縮を行い、水溶液の糖濃度が約10mg
/mlになるまで行う。処理液をオルガノ社製陽イオン交
換樹脂(IR−120E)500ccに1時間当たりイオン交換樹
脂容量の10倍の流速で溶出し、次いで同社製の陰イオン
交換樹脂(IRA−93)に同流速で流す。イオン交換処理
後得られた水溶液を温度30℃、真空度0.1Torr以下の条
件下で真空凍結乾燥して(温度30℃、真空度0.1Torr以
下)、水溶性ヘミセルロース約150gを得た。
し、その溶液温度を50℃に保ちながら、日東電工製の管
状限外濾過膜NTU3520(P−18型、膜面積0.76m2、内径1
1.5mm)の管内を通し圧力8kg・f/cm2、流速13/minの
条件下で3時間処理する。この時、膜透過溶液と同量の
水を常に管内に補給し膜処理液量を一定とする。3時間
後に水の供給をとめ、前記と同様の条件(圧力8kg・f/c
m2、流速13/min)で濃縮を開始しフラックスの低下を
考慮することなく濃縮を行い、水溶液の糖濃度が約10mg
/mlになるまで行う。処理液をオルガノ社製陽イオン交
換樹脂(IR−120E)500ccに1時間当たりイオン交換樹
脂容量の10倍の流速で溶出し、次いで同社製の陰イオン
交換樹脂(IRA−93)に同流速で流す。イオン交換処理
後得られた水溶液を温度30℃、真空度0.1Torr以下の条
件下で真空凍結乾燥して(温度30℃、真空度0.1Torr以
下)、水溶性ヘミセルロース約150gを得た。
この水溶性ヘミセルロースの50gを水0.7に溶解した
溶液にエタノールを加えて、該溶液のエタノール濃度を
60%に調整し、そのまま約20分間撹拌後静置した。生成
した沈澱物を60%エタノールで洗浄し、凍結真空乾燥し
て60%エタノール不溶ヘミセルロース約20gを得た。
溶液にエタノールを加えて、該溶液のエタノール濃度を
60%に調整し、そのまま約20分間撹拌後静置した。生成
した沈澱物を60%エタノールで洗浄し、凍結真空乾燥し
て60%エタノール不溶ヘミセルロース約20gを得た。
別に、上記における約20分間撹拌後静置した液の上澄
液をエバポレーターで濃縮し、凍結乾燥して60%エタノ
ール可溶性ヘミセルロース約30gを得た。
液をエバポレーターで濃縮し、凍結乾燥して60%エタノ
ール可溶性ヘミセルロース約30gを得た。
参考例 3 上記参考例2で調製した水溶性ヘミセルロース50gを2
0ミリモル(mM)のトリス−塩酸緩衝液(pH8.5)5に
溶解し、この液を陰イオン交換体(DEAE−Sepharose CL
−6B;ファルマシア社製)0.2を充填したカラムに通し
て、非吸着区分を含有する液を回収した。この液を乾燥
して陰イオン交換体非吸着ヘミセルロース約20gを得
た。
0ミリモル(mM)のトリス−塩酸緩衝液(pH8.5)5に
溶解し、この液を陰イオン交換体(DEAE−Sepharose CL
−6B;ファルマシア社製)0.2を充填したカラムに通し
て、非吸着区分を含有する液を回収した。この液を乾燥
して陰イオン交換体非吸着ヘミセルロース約20gを得
た。
実施例 1 上記の参考例1で調製した水不溶性ヘミセルロース0.
5gをリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)50mlに加えて水
不溶性ヘミセルロースの1%溶液を調製した。
5gをリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)50mlに加えて水
不溶性ヘミセルロースの1%溶液を調製した。
次いで、この溶液を予め50℃に加温した後、セルラー
ゼ“オノズカRS"(ヤクルト社製)を6mg(キシラナーゼ
として50units)添加し、同温度に保って加水分解を4
時間行なった。その後煮沸して酵素を失活させ、溶液の
2mlを採取して3000rpmで10分間遠心分離した。上澄液1m
lを管状の限外濾過ユニット(モルカットII LCC型:膜
面積1.3cm2、内径17mm:日本ミリポア株式会社製)の管
内を加圧状態(2kg/cm2)で通して、得られる流出液を
下記の条件下でHPLC分析を行った。
ゼ“オノズカRS"(ヤクルト社製)を6mg(キシラナーゼ
として50units)添加し、同温度に保って加水分解を4
時間行なった。その後煮沸して酵素を失活させ、溶液の
2mlを採取して3000rpmで10分間遠心分離した。上澄液1m
lを管状の限外濾過ユニット(モルカットII LCC型:膜
面積1.3cm2、内径17mm:日本ミリポア株式会社製)の管
内を加圧状態(2kg/cm2)で通して、得られる流出液を
下記の条件下でHPLC分析を行った。
HPLC分析 注入量 :20μ カラムの種類:Shodex KS−802+KS−801 溶離液 :純水 流 速:0.7ml/min 温 度:80℃ 検出装置 :示差屈折計 その結果、第1図に示すようなクロマトグラムを得
た。第1図のピーク1〜8の各フラクションを酸加水分
解してから再度HPLCに供して構成糖の組成を調べた。ま
たフェノール硫酸法により全糖量を調べ、且つソモギー
ネルソン法で還元糖量を調べて各ピークの重合度を調べ
た。
た。第1図のピーク1〜8の各フラクションを酸加水分
解してから再度HPLCに供して構成糖の組成を調べた。ま
たフェノール硫酸法により全糖量を調べ、且つソモギー
ネルソン法で還元糖量を調べて各ピークの重合度を調べ
た。
その結果を、下記の表−1に示す。
また上記で得られたピークNo.1〜6オリゴ糖の合計収
率を、原料として使用した水不溶性ヘミセルロースの重
量に基づいて計算すると約70%であり、このことから不
溶性ヘミセルロースを使用してエンドキシラナーゼ処理
を行った場合には高収率で目的とするオリゴ糖が得られ
ることがわかる。
率を、原料として使用した水不溶性ヘミセルロースの重
量に基づいて計算すると約70%であり、このことから不
溶性ヘミセルロースを使用してエンドキシラナーゼ処理
を行った場合には高収率で目的とするオリゴ糖が得られ
ることがわかる。
実施例 2 上記の参考例2で調製した60%エタノール不溶ヘミセ
ルロース0.5gをリン酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)50ml
に溶解させた。
ルロース0.5gをリン酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)50ml
に溶解させた。
次いでこの溶液を37℃に加温した後、セルラーゼ“オ
ノズカRS"0.6mg(エンドキシラナーゼとして5units)を
添加し、同温度に24時間保って加水分解を行なった。そ
の後5分間煮沸して酵素を失活させた。
ノズカRS"0.6mg(エンドキシラナーゼとして5units)を
添加し、同温度に24時間保って加水分解を行なった。そ
の後5分間煮沸して酵素を失活させた。
この溶液をイオン交換樹脂(アンバーライトMB−3)
10gを充填したカラムに通して脱塩した。流出液を10000
rpmで30分間遠心分離し、上澄液をミクロフィルター
(孔径:0.45μm:東洋濾紙株式会社製)に通し、その流
出液を活性炭(カルゴン粒状活性炭:三井製薬株式会社
製)50gを充填したカラム(直径2.64cm、長さ30cm)に1
ml/minの割合で通して、活性炭吸着区分と非吸着区分と
に分離した。
10gを充填したカラムに通して脱塩した。流出液を10000
rpmで30分間遠心分離し、上澄液をミクロフィルター
(孔径:0.45μm:東洋濾紙株式会社製)に通し、その流
出液を活性炭(カルゴン粒状活性炭:三井製薬株式会社
製)50gを充填したカラム(直径2.64cm、長さ30cm)に1
ml/minの割合で通して、活性炭吸着区分と非吸着区分と
に分離した。
活性炭吸着区分を70%エタノールで溶離し、得られた
溶離液をエバポレーターで濃縮後凍結乾燥乾したとこ
ろ、粉末335mg(60%エタノール不溶ヘミセルロースの
重量に基づいて約67%)を得た。
溶離液をエバポレーターで濃縮後凍結乾燥乾したとこ
ろ、粉末335mg(60%エタノール不溶ヘミセルロースの
重量に基づいて約67%)を得た。
この粉末100mgを純水2mlに溶かして実施例1と同様に
してHPLCで分析し、第1図とほぼ同様のクロマトグラム
を得た。そして各ピークのフラクションの構成糖の組成
および重合度を調べた。
してHPLCで分析し、第1図とほぼ同様のクロマトグラム
を得た。そして各ピークのフラクションの構成糖の組成
および重合度を調べた。
その結果を、下記の表−2に示す。
また、上記で得られたピークNo.1〜6のオリゴ糖の合
計収率を、原料として使用した60%エタノール不溶ヘミ
セルロースの重量に基づいて計算すると約62.3%であっ
た。
計収率を、原料として使用した60%エタノール不溶ヘミ
セルロースの重量に基づいて計算すると約62.3%であっ
た。
一方、活性炭非吸着区分を上記と同様に蒸発濃縮、凍
結乾燥したところ150mgの粉末を得、これを活性炭吸着
部分に対して行ったのと同様にしてHPLC分析にかけたと
ころ、オリゴ糖はほとんど含まれておらず、一部単糖類
を含む多糖類からなっていた。
結乾燥したところ150mgの粉末を得、これを活性炭吸着
部分に対して行ったのと同様にしてHPLC分析にかけたと
ころ、オリゴ糖はほとんど含まれておらず、一部単糖類
を含む多糖類からなっていた。
この実施例2の結果から、60%エタノール不溶ヘミセ
ルロースを使用してエンドキシラナーゼ処理を行った場
合には、オリゴ糖が高収率で得られることがわかる。
ルロースを使用してエンドキシラナーゼ処理を行った場
合には、オリゴ糖が高収率で得られることがわかる。
実施例 3 上記参考例3で調製した陰イオン交換体非吸着ヘミセ
ルロース1gを酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)50mlに加
えて陰イオン交換体非吸着ヘミセルロース20mg/ml液を
調製した。次いで、この液を40℃に加温した後、ペクト
リアーゼY−23から分離したエンドキシラナーゼ10unit
sを添加し、温度に8時間保って加水分解を行った。そ
の後、10分間煮沸して酵素を失活させた。
ルロース1gを酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)50mlに加
えて陰イオン交換体非吸着ヘミセルロース20mg/ml液を
調製した。次いで、この液を40℃に加温した後、ペクト
リアーゼY−23から分離したエンドキシラナーゼ10unit
sを添加し、温度に8時間保って加水分解を行った。そ
の後、10分間煮沸して酵素を失活させた。
この液にイオン交換樹脂(アンバーライトMB−3)2.
5gを加えて脱塩した後、ミクロフィルター(孔径:0.45
μm)に通した。この濾液をエバポレーター(柴田科学
器械株式会社製)で5mlに濃縮し、これをゲル濾過クロ
マトグラフィー(Toyopearl HW−40s)500gを充填した
カラム(直径2.64cm,長さ100cm)に0.5ml/minの割合で
通して、分子量約2000以上の高分子区分と低分子区分に
分離した。
5gを加えて脱塩した後、ミクロフィルター(孔径:0.45
μm)に通した。この濾液をエバポレーター(柴田科学
器械株式会社製)で5mlに濃縮し、これをゲル濾過クロ
マトグラフィー(Toyopearl HW−40s)500gを充填した
カラム(直径2.64cm,長さ100cm)に0.5ml/minの割合で
通して、分子量約2000以上の高分子区分と低分子区分に
分離した。
低分子区分をエバポーレーターで濃縮した後、凍結乾
燥して粉末690mg(陰イオン交換体非吸着ヘミセルロー
スの重量に基づいて約69%)を得た。
燥して粉末690mg(陰イオン交換体非吸着ヘミセルロー
スの重量に基づいて約69%)を得た。
この粉末100mgを純水2mlに溶かして実施例1と同様に
してHPLCで分析し、第1図とほぼ同様のクロマトグラム
を得た。そして各ピークのフラクションの構成糖の組成
および重合度を調べた。
してHPLCで分析し、第1図とほぼ同様のクロマトグラム
を得た。そして各ピークのフラクションの構成糖の組成
および重合度を調べた。
その結果を、下記の表−3に示す。
また、上記で得られたピークNo.1〜6のオリゴ糖の合
計収率を、原料として使用した陰イオン交換体非吸着ヘ
ミセルロースの重量に基づいて計算すると約63.4%であ
った。
計収率を、原料として使用した陰イオン交換体非吸着ヘ
ミセルロースの重量に基づいて計算すると約63.4%であ
った。
この実施例3の結果から、陰イオン交換体非吸着ヘミ
セルロースを使用してエンドキシラナーゼ処理を行った
場合には、オリゴ糖が高収率で得られることがわかる。
セルロースを使用してエンドキシラナーゼ処理を行った
場合には、オリゴ糖が高収率で得られることがわかる。
実施例 4 参考例1で得た遠心分離前の中和液100mlを1規定の
塩酸でpH5.5に調整し50℃に加温した後、これにメイセ
ラーゼ(三光純薬株式会社製)6mg(エンドキシラナー
ゼとして15units)を加えて、同温度に4時間保って加
水分解を行った。その後、10分間煮沸して酵素を失活さ
せた。この液をイオン交換樹脂(アンバーライトMB−
3)10gを充填したカラムに通して脱塩した。流出液を1
0000rpmで30分間遠心分離し、上澄液をミクロフィルタ
ー(孔径:0.45μm:東洋濾紙株式会社製)に通し、その
流出液を活性炭(カルゴン粒状活性炭:三井製薬株式会
社製)50gを充填したカラム(直径2.64cm、長さ30cm)
に1ml/minの割合で通して、活性炭吸着区分と非吸着区
分とに分離した。
塩酸でpH5.5に調整し50℃に加温した後、これにメイセ
ラーゼ(三光純薬株式会社製)6mg(エンドキシラナー
ゼとして15units)を加えて、同温度に4時間保って加
水分解を行った。その後、10分間煮沸して酵素を失活さ
せた。この液をイオン交換樹脂(アンバーライトMB−
3)10gを充填したカラムに通して脱塩した。流出液を1
0000rpmで30分間遠心分離し、上澄液をミクロフィルタ
ー(孔径:0.45μm:東洋濾紙株式会社製)に通し、その
流出液を活性炭(カルゴン粒状活性炭:三井製薬株式会
社製)50gを充填したカラム(直径2.64cm、長さ30cm)
に1ml/minの割合で通して、活性炭吸着区分と非吸着区
分とに分離した。
活性炭吸着区分を70%エタノールで溶離し、得られた
溶離液をエバポレーターで濃縮後、凍結乾燥したとこ
ろ、粉末300mg(アルカリ抽出ヘミセルロースの全糖量
に基づいて約38%)を得た。
溶離液をエバポレーターで濃縮後、凍結乾燥したとこ
ろ、粉末300mg(アルカリ抽出ヘミセルロースの全糖量
に基づいて約38%)を得た。
この粉末100mgを純水2mlに溶かして実施例1と同様に
してHPLCで分析し、第1図とほぼ同様のクロマトグラム
を得た。そして各ピークのフラクションの構成糖の組成
および重合度を調べた。
してHPLCで分析し、第1図とほぼ同様のクロマトグラム
を得た。そして各ピークのフラクションの構成糖の組成
および重合度を調べた。
その結果を、下記の表−4に示す。
また、上記で得られたピークNo.1〜6のオリゴ糖の合
計収率を、原料として使用したアルカリ抽出ヘミセルロ
ースの重量に基づいて計算すると約35%であった。
計収率を、原料として使用したアルカリ抽出ヘミセルロ
ースの重量に基づいて計算すると約35%であった。
この実施例4の結果から、アルカリ抽出ヘミセルロー
スを使用してエンドアシラナーゼ処理を行った場合に
も、かなりの収率でオリゴ糖が得られることがわかる。
スを使用してエンドアシラナーゼ処理を行った場合に
も、かなりの収率でオリゴ糖が得られることがわかる。
比較例 1 参考例2で得られた60%エタノール可溶性ヘミセルロ
ース1gを使用して、実施例1と同様にしてエンドキシラ
ナーゼ処理を行ったところ、オリゴ糖の収率は約5%で
あった。このことから60%エタノール可溶性ヘミセルロ
ースをエンドキシラナーゼで加水分解処理した場合に
は、オリゴ糖がほとんど得られないことがわかる。
ース1gを使用して、実施例1と同様にしてエンドキシラ
ナーゼ処理を行ったところ、オリゴ糖の収率は約5%で
あった。このことから60%エタノール可溶性ヘミセルロ
ースをエンドキシラナーゼで加水分解処理した場合に
は、オリゴ糖がほとんど得られないことがわかる。
比較例 2 参考例1で調製した水不溶性ヘミセルロース0.5gをリ
ン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)50mlに加えた。次いで
この溶液を50℃に加温した後、ペクトリアーゼY−23
(エンド型およびエキソ型の両方を含む)を6mg(キシ
ラナーゼとして50units)を添加し、4時間加水分解し
た。その後10分間煮沸して酵素を失活させた。この液を
2ml採取して3000rpmで10分間遠心分離して上澄液をミク
ロフィルター(孔径:0.45μm:東洋濾紙社製)に通し、
その流出液を活性炭(カルゴン粒状活性炭:三井製薬株
式会社製)50gを充填したカラム(直径2.64cm、長さ30c
m)に1ml/minの割合で通して、活性炭吸着区分と非吸着
区分とに分離した。
ン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)50mlに加えた。次いで
この溶液を50℃に加温した後、ペクトリアーゼY−23
(エンド型およびエキソ型の両方を含む)を6mg(キシ
ラナーゼとして50units)を添加し、4時間加水分解し
た。その後10分間煮沸して酵素を失活させた。この液を
2ml採取して3000rpmで10分間遠心分離して上澄液をミク
ロフィルター(孔径:0.45μm:東洋濾紙社製)に通し、
その流出液を活性炭(カルゴン粒状活性炭:三井製薬株
式会社製)50gを充填したカラム(直径2.64cm、長さ30c
m)に1ml/minの割合で通して、活性炭吸着区分と非吸着
区分とに分離した。
活性炭吸着区分を70%エタノールで溶離し、得られた
溶離液をエバポレーターで濃縮後、凍結乾燥したとこ
ろ、粉末350mg(水不溶性ヘミセルロースの重量に基づ
いて約70%)を得た。
溶離液をエバポレーターで濃縮後、凍結乾燥したとこ
ろ、粉末350mg(水不溶性ヘミセルロースの重量に基づ
いて約70%)を得た。
この粉末100mgを純水2mlに溶かして実施例1と同様に
してHPLCで分析し、第2図に示すクロマトグラムを得
た。そして各ピークのフラクションの構成糖の組成およ
び重合度を調べた。
してHPLCで分析し、第2図に示すクロマトグラムを得
た。そして各ピークのフラクションの構成糖の組成およ
び重合度を調べた。
その結果を、下記の表−5に示す。
また、上記で得られたピークNo.1〜6のオリゴ糖の合
計収率を、原料として使用した水不溶性ヘミセルロース
の重量に基づいて計算すると約2.6%であった。
計収率を、原料として使用した水不溶性ヘミセルロース
の重量に基づいて計算すると約2.6%であった。
この比較例2の結果から、エキソ型の酵素が含まれて
いる場合はオリゴ糖の収率が低くなることがわかる。
いる場合はオリゴ糖の収率が低くなることがわかる。
[発明の効果] 原料ヘミセルロースとして小麦フスマ由来の水不溶性
ヘミセルロース、60%エタノール不溶ヘミセルロースお
よび陰イオン交換体非吸着ヘミセルロースのうちの少な
くとも1つを特に選択して、それをエンドキシラナーゼ
で加水分解している本発明の方法では、原料ヘミセルロ
ースをあらかじめ精製するために、目的とするオリゴ糖
を高純度および高収率で得ることができる。
ヘミセルロース、60%エタノール不溶ヘミセルロースお
よび陰イオン交換体非吸着ヘミセルロースのうちの少な
くとも1つを特に選択して、それをエンドキシラナーゼ
で加水分解している本発明の方法では、原料ヘミセルロ
ースをあらかじめ精製するために、目的とするオリゴ糖
を高純度および高収率で得ることができる。
また、本発明で原料ヘミセルロースとして小麦フスマ
由来のヘミセルロースをそのまま直接使用してエンドキ
シラナーゼで加水分解する方法を採用した場合には、簡
単な操作で目的とするオリゴ糖を得ることができる。
由来のヘミセルロースをそのまま直接使用してエンドキ
シラナーゼで加水分解する方法を採用した場合には、簡
単な操作で目的とするオリゴ糖を得ることができる。
本発明の方法で製造されたオリゴ糖は、吸湿性の高い
甘味を有する水溶性の白色固体であって、人間の体内に
ある酵素で分解されず、しかもその水溶液は不凍性であ
るので、そのような特性に基づいて機能性食品やその他
の用途に有効に使用できる。
甘味を有する水溶性の白色固体であって、人間の体内に
ある酵素で分解されず、しかもその水溶液は不凍性であ
るので、そのような特性に基づいて機能性食品やその他
の用途に有効に使用できる。
第1図は実施例1で製造されたオリゴ糖のHLPC分析によ
り得られた各フラクションのクロマトグラムを示す図で
ある。 第2図は比較例2で製造されたオリゴ糖のHLPC分析によ
り得られた各フラクションのクロマトグラムを示す図で
ある。
り得られた各フラクションのクロマトグラムを示す図で
ある。 第2図は比較例2で製造されたオリゴ糖のHLPC分析によ
り得られた各フラクションのクロマトグラムを示す図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椎葉 究 埼玉県川越市下新河岸78番地6 (72)発明者 原 博嘉 埼玉県富士見市東みずほ台2丁目10番地 29 (56)参考文献 特開 昭60−27365(JP,A) DECHEMA−Monogr.95, (1984),223〜229頁 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12P 19/14 CA(STN)
Claims (1)
- 【請求項1】小麦フスマ由来の水不溶性ヘミセルロー
ス、水可溶性で60%エタノール不溶性ヘミセルロースお
よび水可溶性で陰イオン交換体非吸着性ヘミセルロース
のうちの少なくとも1つをエンドキシラナーゼで加水分
解することを特徴とするオリゴ糖の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2162788A JP2945934B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | オリゴ糖の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2162788A JP2945934B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | オリゴ糖の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0453496A JPH0453496A (ja) | 1992-02-21 |
| JP2945934B2 true JP2945934B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=15761221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2162788A Expired - Lifetime JP2945934B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | オリゴ糖の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945934B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPQ885400A0 (en) * | 2000-07-18 | 2000-08-10 | Proteome Systems Ltd | Release of sugars from biomolecules |
| GB0702844D0 (en) * | 2007-02-14 | 2007-03-28 | Leuven K U Res & Dev | Improving taste of beer |
| JP4930939B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2012-05-16 | 日清製粉株式会社 | リグノセルロース系植物材料の固液混合物を用いる糖化方法 |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP2162788A patent/JP2945934B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DECHEMA−Monogr.95,(1984),223〜229頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0453496A (ja) | 1992-02-21 |
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