JPH01108986A

JPH01108986A - 高分子分岐デキストリン組成物の製造法

Info

Publication number: JPH01108986A
Application number: JP26733587A
Authority: JP
Inventors: Taku Nakamura; 卓中村; Shinichi Tsuchida; 進一土田; Rieko Aihara; 相原　里江子; Taeko Matsudaira; 松平　多江子; Etsuko Fukano; 深野　悦子; Seiji Hanazaki; 花崎　清治; Masahiro Tokuda; 徳田　正弘
Original assignee: Honen Corp
Current assignee: Honen Corp
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1987-10-23
Publication date: 1989-04-26
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JP2610452B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、イオン交換素材シートに吸着させた固定化サ
イクロデキストリングルカノトランスフェラーゼとこれ
を用いた乳化安定性及び被覆性に優れた高分子分岐デキ
ストリン組成物を製造する方法に関するものであり、こ
の製品は乳化剤や被覆剤として食品、薬品、化粧品等の
分野で有用である。

（従来の技術）ワキシースターチにα−アミラーゼを作用させ軽度に分
解した低り、Ｅ、デキストリン（高分子分岐デキストリ
ン）はワキシースターチ以外の澱粉を原料としたデキス
トリンに比べて乾燥時の保香性あるいは乳化安定性に優
れていることがよく知られている。しかし、高分子分岐
デキストリンの乳化安定性については、天然ガム質や化
工澱粉の分解物と比べると同等かそれ以下である。

一方、サイクロデキストリングルカノトランスフェラー
ゼ（以下ＣＧＴ　ａ　ｓ　ｅと称する）が澱粉に作用し
てサイクロデキストリンを生成することも古くから知ら
れており実用化されている。また、ＣＧＴ　ａ　Ｓ　ｅ
を作用させ製造したサイクロデキストリンは環状構造を
持っているために包接能力があり保香性や乳化性に優れ
ている。しかし、サイクロデキストリン単独では天然ガ
ム質や化工澱粉に比べて乳化安定性は十分ではない。ま
た、サイクロデキストリンは高価なため高分子分岐デキ
ストリンへのサイクロデキストリンの添加は経済的では
ない。

従来、低純度サイクロデキストリンがあるが、これはり
、巳２０以上のオリゴ糖や低分子デキストリンを含む物
であり、サイクロデキストリン以外のオリゴ糖や低分子
デキストリン単独では保香性や乳化性をもっていない。

そのため低純度品の保香性や乳化安定性は主にサイクロ
デキストリンに起因するのみである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

高分子分岐デキストリンにＣＧＴａＳｅをバッチ反応で
作用させサイクロデキストリンを生成ざぜる方法では、
長い反応時間を必要としさらに高濃度基質では高＠度の
酵素添加が必要である。このような問題を解決する手段
として、酵素の固定化という技術がある。中でも、イオ
ン交換樹脂は固定化の簡便さ酵素へのダメージの少なさ
から固定化酵素の担体としてよく用いられている。しか
し、ワキシースターチにα−アミラーゼ等を作用させ軽
度に分解した低り、Ｅ、デキストリンのように高分子量
で粘度が高いものを基質溶液とした場合、樹脂構造のた
めに高流速を得ることが困難で反応効率も低い。そのた
め、ＣＧＴ　ａ　ｓ　ｅを樹脂に固定化した場合酵素の
利用効率は上昇しないという問題点がある。

（発明の目的）従って、本発明の目的は従来の酵素の固定化法の改良を
行うことにあり、あわせて高分子分岐デキストリンの乳
化力をざらに高めた、乳化・被覆安定性に優れた高分子
分岐デキストリン組成物を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは鋭意研究の結果、イオン交換素材シートを
ＣＧＴ　ａ　ｓ　ｅの固定化担体として用いることによ
り高粘度の高分子分岐デキストリン溶液を高流速で通液
でき、ざらに高流速下においても固定化ＣＧＴ　ａ　ｓ
　ｅの働きにより生成したサイクロデキストリンと高分
子分岐デキストリンとの相乗効果により乳化特性が高い
サイクロデキストリン共存高分子分岐デキストリン組成
物が得られることを見出し本発明を完成した。

以下本発明について具体的に説明する。

本発明で使用するＣＧＴ　ａ　ｓ　ｅは、既知のものを
任意に用いることができる。例えば、バチルス・マセラ
ンスの生産する酵素が代表的なものとして知られている
。

固定化担体に用いるイオン交換素材シートは既知のもの
、例えばＬＫＢ社ＩＥＡＥゼータプレツブ、ＱＡＥゼー
タプレツブ、ＳＰゼータプレツブあるいはこれらと同等
のものを用いることができる。しかし酵素の等電点が反
応１）Ｈより低い場合はアニオン交換基、逆の場合はカ
チオン交換基のものを使用しなければならない。例えば
、マセランスＣＧＴａｓｅでは、弱塩基性のＤＥＡＥゼ
ータプレツブを用いることができる。

固定化は酵素溶液をイオン交換素材シートカートリッジ
へ通液することによって行う。基本的には通常のイオン
交換基を持ったものと同様に行う。

すなわち交換基を酸またはアルカリ溶液で遊離型にした
俊洗浄し前処理を行う。このように調整した当該イオン
交換素材シートカートリッジにＣＧＴａＳｅ溶液（活性
０．（）５〜１７Ｕ／ｍｌ好ましくは０．５〜２Ｕ／ｍ
ｌ＞を流速５ｖ＝１〜１００　好ましくは５Ｖ＝５〜１
５で通液する。活性が漏れる県会、流出液を再循環させ
固定化してもよい。なお、本発明において、酵素活性は
、可溶性澱粉５％濃度を基質としてｐＨ６，０，５゛Ｏ
℃の反応条件で１分間に１ｍｇのサイクロデキストリン
を生成する酵素量を１単位（Ｕ）として表わすことにす
る。サイクロデキストリンの定量は高速液体クロマトグ
ラフィーで７ミノカラム（信和化工製つルトロンＮＨ２
＞を用い、溶媒はアセトニトリル／水＝６５／３５で、
検出は示差屈折計で行う。

本発明の固定化酵素では、固定化酵素量と基質濃度と流
速を選択組み合わせることにより目標とするサイクロデ
キストリン含量の高分子分岐デキストリン組成物を製造
することができる。すなわち０通液する基質溶液は、ワ
キシーコーンスターチをり、Ｅ、＝１０以下となるよう
に液化したものを用いる。液化の手段は酸処理でも酵素
処理でもよい。Ｄ、Ｅ、１０以上では高分子分岐デキス
トリンとしての特徴がなくなる。基質濃度は１〜５０％
好ましくは５〜３０％濃度を用いる。第１図に示したよ
うに基質濃度が高いとサイクロデキストリンを生成量は
低くなる。ｐＨ及び反応温度は使用した酵素がサイクロ
デキストリンを生成する条件で行えばよい。例えば、マ
セランスＣＧＴａｓｅの場合、ｐＨ６、反応温度５０℃
で行う。■流速は５Ｖ＝１００以下で行う。第１図に示
したように流速が速いほどサイクロデキストリン含量は
低くなる。■固定化酵素量が多いほど（イオン交換素材
シートカートリッジｄ当り最大２２００Ｕ　）サイクロ
デキストリン生成量は高くなる。

酵素固定化シートカートリッジは１週間連続運転中、更
にその後４℃で１力月間冷蔵しても活性は安定である。

このようにして調製した高分子分岐デキストリン組成物
の乳化安定性はサイクロデキストリン含量が２％以上で
相乗効果が現れる。しかし、３０％以上あるいはり、Ｅ
、１０以上でデキストリンが低分子化しているため相乗
効果がなくなる。また、サイクロデキストリン濃度が低
いところでは、単にサイクロデキストリンと高分子分岐
デキストリンを混合した場合よりも相乗効果は大きくな
る。

更に、本発明により調製した組成物を乳化剤に使用して
製造したエマルジョンは耐酸・耐塩性に優れている。

〔実施例〕

次ぎに本発明の実施例を示すが、本発明はこれにより制
限される。ものではない。

実施例１．固定化酵素の調製弱塩基性アニオン交換素材シートカートリッジ（ＬＫＢ
社製ＤＥＡＥゼータプレツブ２５０）にマセランスＣＧ
Ｔａｓｅ酵素液１３４００ｄ　（１）Ｈ＆、　２、活性
０，９１Ｕ／ｄ＞を流速５Ｖ＝８で通液し酵素を吸着固
定化し、本発明の固定化酵素を得た。固定化活性■はカ
ートリッジｍｌ当り４８．４Ｕであった。

実施例２．固定化酵素を使用する高分子分岐デキストリ
ン組成物の製造法実施例１で得た固定化酵素にり、Ｅ、５のワキシーコー
ンスターチ液化液（豊年製油■製ＦＺ−１００＞５％、
２０％濃度の各溶液（ｐｌ−１６，０＞を５０℃で流速
を変えて通液した（ＳＶ＝１〜ｉｏｏ　）。生成したサ
イクロデキストリン量をＨＰＬＣで定Ｕしてサイクロデ
キストリン含ｄを求めた。

比較例として弱塩基性アニオン交換樹脂アンバーライト
ＩＲＡ−９３（オルガノ製）を用いてＣＧＨａｓｅの固
定化を行った。樹脂９（Ｍ！を直径２ｃｔｎ長ざ２８　
ｃｍのカラムに詰め、流速５Ｖ＝３゜７以外は上記シー
トの場合と同様に固定化を行った。固定化活性■は湿樹
脂”Ｉｄ当り９８ｔＪであつた。上記と同様に基質溶液
を流し、生成したサイクロデキストリンを定量した。

以上の結果を第１図に示した。シート固定化、樹脂固定
化いずれの場合も流速が遅くなるとサイクロデキストリ
ン生成ｍが増加した。また、基質濃度が低くなるとサイ
クロデキストリン生成量が増加した。しかし、同じ基質
濃度、流速での比較では樹脂固定化よりもシート固定化
の方がサイクロデキストリンを多く生成した。すなわち
、シート固定化では樹脂固定化に比べ単位当りの酵素活
性は半分であるにもかかわらず、生成したサイクロデキ
ストリン含量は２倍であった。

実施例３．固定化酵素の安定性実施例１で得たＣＧＴ　ａ　ｓ　ｅを固定化したシート
カートリッジ（本発明の固定化酵素）にり、Ｅ。

５の高分子分岐デキストリン（豊年製油■ＩｕＦＺ−１
００）を２０％Ｉ！度、ｐＨ６、＠度５０℃、流速５Ｖ
＝２．５で１週間通液した。これを冷蔵　　　庫で１力
月保管後、再び同一条件で通液した。サイクロデキスト
リンの生成量］（対固形分％）を第２図に示した。いず
れも１０％前１変で安定していた。

比較例として、上述の基質溶液５０ｄに酵素量１３Ｕを
添加しバッチ反応を行った。反応開始１卦２４時間でサ
イクロデキストリン生成含量は９゜８％でプラトーに達
した。

酵素活性当りの高分子分岐デキストリン組成物生産量は
バッチ反応（０，７７ｏ／Ｕ）に比ベシート固定化（８
，７１；ｌ／Ｕ以上）したものは１１倍以上高くなった
。

実施例４．酵素の固定化量実施例１と同様にＤＥＡＥ−ゼータプレツブ１５に酵素
活性として１３０Ｕ、１３００Ｕ、６５００Ｕを固定化
した。基質としてり、６．２の高分子分岐デキストリン
（豊年製油ｎ製ＡＰＤＥＸ５０）を３０％濃度、ｐＨ６
，５０℃、５Ｖ−４゜３で通液した。生成した高分子分
岐デキストリン組成物のサイクロデキストリン含量は各
々２．０％、５．３％、１０％であった。固定化酵素量
が多くなるとサイクロデキストリン含量も高くなつた。

試験例１．保香性実施例４で製造したサイクロデキストリン１０％含有す
る高分子分岐デキストリン組成物（ａ）の３０％溶液３
ｇにバニラエツセンスの主成分であるバニリンを３Ｎ添
加した。この溶液を凍結真空乾燥し粉末０．９ｇ得た。

比較例としてり、Ｅ、２の高分子分岐デキストリン（ｂ
）とり、Ｅ、１２のデキストリン（ｃ）を上述の（ａ＞
の代わりに用いて同様にして凍結乾燥粉末を得た。

保香性の評価法として、残存バニリン量を調べた。すな
わち、粉末を水２．１ｇで溶解しアミラーゼ処理しデキ
ストリンを分解復、クロロフォルムでバニリンを抽出し
ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）で定量し残存バニリン
量を求めた。なお、屹燥前の水溶液（ａ＞　　（ｂ）　
　（ｃ＞をアミラーゼ処理した（多のクロロフォルムに
よるバニリンの回収率は１００％であった。

これらの結果、バニリン残存率は（ａ）、（ｂ）、（Ｃ
）各々８０％、６７％、４３％であった。

なお、ＧＣの分析は、カラム；直径３＃ＩＸ長ざ１Ｔｒ
Ｌ１充填剤：　ＦＦＡＰ　１％Ｕｎｉｐｏｒｔ　ＨＰ　
６０／８０．温度：インジエクタ−２００℃　カラム１
５０℃、検出ＦＩＤで行った。

試験例２．乳化性における相乗効果大豆白絞油１５ｄと第１表に示した各種水溶液１５ｄを
５０ｄ容量の遠心管に取りヤマト科学製ウルトラディス
バイザーＬＫ２１を用いて回転数１０１００００ｒｐ分
間で乳化を行った。この遠心管を回転数５０００ｒｐｍ
で１０分間遠心し残った乳化層の割合で乳化安定性を評
価した（乳化層の割合が高いほど安定性に優れている）
。

第１表に示したように、Ｄ、６．１０以下の高分子分岐
デキストリンとサイクロデキストリンの相乗効果は認め
られたが、Ｄ、Ｅ、１２ではサイクロデキストリンとの
相乗効果は認められなかった。

第１表＊　：サイクロデキストリン＊＊　：　５０００ｒｐｍで１０分間遠心侵の残存乳化
層デキストリン水溶液の固形分濃度３０％（Ｗ／Ｗ）試
験例３．混合との違い試験例１で使用した本発明によりｉ、ｌ１１したサイク
ロデキストリン１０％含有高分子分岐デキストリン（Ａ
）、市販の純品サイクロデキストリン（Ｃ）、Ｄ、Ｅ、
５の高分子分岐デキストリンと（Ｃ）を混合した物（Ｂ
）、を第２表に示したような組成で試験例２と同様に乳
化を行い安定性を評価した。溶液のサイクロデキストリ
ン濃度が２．３％では、サイクロデキストリンと高分子
分岐デキストリンの相乗効果が認められた。サイクロデ
キストリン濃度が１％では、単に混合したもの（Ｂ）で
は相乗効果が認められなかったが、本発明によりｗ４製
したもの（ＡＪでは相乗効果が認められた。

＊　：サイクロデキストリン＊＊　：　５０００ｒｐｍで１０分間遠心後の残存乳化
層試験例４．乳化の耐酸・耐塩性５％食塩水あるいはｐＨ３，５に調製した酢酸添加水あ
るいは純水に試験例３で用いた本発明（Ａ＞を３０％濃
度、シヨ糖脂肪酸エステル（ＨＬＢ６）を１％濃度、キ
サンタンガム（大日本製薬■製エコーガム）を０．２５
％濃度で各々溶解し、試験例２と同様に乳化を行った。

乳化安定性は回転数２００Ｏｒｐｍで１分間遠心し残っ
た乳化層の割合で評価した。本発明品は耐酸・耐塩性が
あった。

第３表〔発明の効果〕本発明の固定化酵素を用いることによりバッチ法と比較
して１１倍以上の効率で、また従来の樹脂固定化酵素の
４倍以上の効率で、サイクロデキストリンを含む高分子
分岐デキストリンを製造することができ十分実用に耐え
れるものである。

ざらに、本発明によって製造した高分子分岐デキストリ
ン組成物は従来の分岐デキストリンやサイクロデキスト
リンと比較して保香性・乳化安定性に優れたものである
のみならず、単に両者を混合した以上の効果を示す。ま
た、天然ガム質や従来の乳化剤よりも安定な乳化をつく
り耐酸・耐塩性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は流速と基質濃度のサイクロデキストリン生成に
及ぼす影響を示したものである。図中の○は本発明品、Δは従来の樹脂固定化酵素を使用
したものである。また、実線は基質ｍ度５％、破線は基
質濃度２０％での結果を示している。第２図は本発明品イオン交換素材シート固定化酵素の安
定性を調べたもので、高分子分岐デキストリン組成物中
のサイクロデキストリン含量の変化を示している。第１図ライク０テ゛各ストリン’１ｌ−ｌ（奸固形ケ２）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）サイクロデキストリングルカノトランスフエラー
ゼをイオン交換素材シートに吸着させることを特徴とし
た固定化酵素。
（２）サイクロデキストリングルカノトランスフエラー
ゼをイオン交換素材シートに吸着させた固定化酵素に、
ぶどう糖当量（Ｄ．Ｅ．）１０以下のワキシースターチ
液化液を接触させることを特徴とする高分子分岐デキス
トリン組成物の製造法。
（３）組成物が２〜３０重量％のサイクロデキストリン
と９８〜７０重量％の分岐デキストリンを含有する特許
請求範囲第（２）項記載の高分子デキストリン組成物の
製造法。