JPH02119789A

JPH02119789A - 高純度マルトースの製造方法

Info

Publication number: JPH02119789A
Application number: JP63270855A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Niimi; 新見　匡弘; Yukari Hario; 針生　ゆかり; Koichi Kataura; 形浦　宏一; Yoshifumi Ishii; 石井　良文; Kazuaki Kato; 和昭加藤
Original assignee: Towa Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Towa Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1990-05-07
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: US5141859A; JP2696537B2; US5462864A

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）本発明は高純度マルトースの製造方法に関するものであ
る。

（従来の技術）マルトース、即ち４−［α−Ｄ−グルコピラノシル］−
Ｄ−グルコースは古来麦芽糖水飴の主成分として知られ
、良質の風味を有するために広く食品に使用されてきた
。

近年、食品加工への応用及び医薬への利用の面で、フル
１−−スが他の多くの糖類に見られない特質を持つこと
が明らかにされており、その高純度品の需要が高まり、
高純度マルトースの有利な工業的製造方法の確立が期待
されている。

従来から、高純度のマルトースを製造する試みは数多く
なされてきたが、高純度のフル１−−スを製造すること
は他の糖類の高純度品を製造することに比較して困難て
あり、実用的に成功している方法は少ない。

それらの従来法の中でも代表的な方法は、おおまかに以
下のようなものであった。

■第１の方法は、例えは特開昭５７−１３４４９８号公
報に開示されているように、α−アミラーゼて澱粉を低
ＤＥ（テキストロース当量）に液化した後、β−アミラ
ーゼ及びイソアミラーゼを作用させて、フル１−−ス高
含有液を得る方法である。

■第２の方法は、特開昭５７−２０９０００号公報、同
５８−２３７９９号公報、同６０−６７０００号公報、
同６２−１９２１０号公報等に開示されているようなグ
ルコース含有量が少なく、マルトース純度７５〜８５％
程度（本明細書中、％とは特に断らないかぎり固形分あ
たりの重量％を示ず。以下単に純度ということがある。

）のマルトースを主成分とする糖化液の成分をアルカリ
金属形強酸性陽イオン交換樹脂でクロマト分離すること
により、例えば純度９３％以上の高純度マルトースを製
造する方法である。

■第３の方法は、特開昭６３−１０１３５６号公報に開
示されているような汎用性の高い酵素を特殊な組み合わ
せで使用して高純度マルトースを得る方法である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来多くの方法があるにも拘らず、それ
らには何れも課題が残っており、経済的に有利な各種澱
粉から、工業的に簡素な工程で、且つ有利に高純度のマ
ルトースを製造する方法としては満足なものでなかった
。

例えは、■に紹介されている方法は、澱粉を液化する際
のＤＥをできるだけ低く抑える必要があり、更に具体的
には、高純度のマルトースを得るためにはＤＥを２以下
、更に好ましくは０．５〜１．０にすることが要求され
る。

このＤＥ値及びその後の工程中での数値を溝なずために
は、原料澱粉を価格の高い地下澱粉（馬鈴薯澱粉等）に
限定し、更に液化濃度を２０％以下と、通常のハイマル
トースを製造する工程よりも低くする必要がある。

その結果、この方法は液化後のＤＥを２以下に抑えるた
めに、極めて困難な、微妙な液化工程の調節か必要であ
り、また、糖化の際に、大量に生産・販売されているハ
イマルトースシロップやグルコースシロップの製造に使
用されている糖化槽と比較して、非常に大きなものを必
要とする。

更に、大量の水を濃縮する必要があるため、濃縮コス１
〜の増大を招くなどの経済的な欠点もあった。

また、■に紹介されている方法は経済的に有利な地上澱
粉も使用し得る方法ではあるが、マルトースとＤＰ（糖
の重合度）３以上即ち、三糖以上のオリゴ糖とを分離す
るものであって、特にマルトースとマルトＩ・リオース
は分子量比つまり分子量の差が小さく、また、分離に必
要なその他の性質の差異も小さいために分離が困難であ
ることがら、容量の大きな分離塔を必要とし、分離に大
量の溶出水を要することや、その結果この水の濃縮費用
がかさむことなどの不利益がある。

更に、分離が困難なためにマルトース画分のなかにタル
コースなどの不純物が混入することが多く、高純度のマ
ルト−スが得られにくいという欠点もあった。

更に、■に開示されている方法は汎用性の高い酵素を特
殊な組み合わせで使用しており、実用性は高いが、糖化
終了時点でグルコアミラーゼを比較的多く使用する必要
があることや、糖化終了時点ではマルトースの純度が比
較的に低いという欠点かあった。

このような事情から、クロマト分離などの繁雑て水を大
量に使用する工程を経ずに、簡素な工程で、経済的に有
利な地上澱粉からも高純度マルトースを製造可能な方法
の開発が望まれていた。

（課題を解決するための手段）前記課題を解決するために、本発明者等は鋭意研究を重
ねた結果、澱粉を糊化した後、β−アミラーゼ等の既知
汎用酵素で糖化し、遺伝子組み変えにより生産されたフ
ル１−ゲニツクーα−アミラーゼを用い、特定条件で糖
化することにより低分子糖化物中のマルト−ス含有量が
極めて多くなることを見出し、これを利用して高純度マ
ルトースを製造することに成功して本発明を完成するに
至った。

以下に本発明の内容を詳細に説明する。

本発明の目的は、簡素な工程で、クロマト分離等の繁雑
な工程を経由せずに、経済的に有利な地上澱粉からも、
工業的に有利に高純度マルトースを製造し得る工程を提
供することにある。

第一の本発明は、■濃度５〜１５重量％の澱粉水溶液を
加熱糊化する第１工程、 ■得られた糊化物にβ−アミラーゼ、プルラナーゼ、イ
ソアミラーゼからなる群の中から選ばれる２種以上の酵
素を使用して糖化する第２工程、■糖化開始後１〜２４
時間目に、バチルス・ステアロサーモフィルス（Ｂａｃ
ｉｌｌｕｓ　ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈ−ｉｌｕｓ
）の遺伝子のマルトゲニック−α−アミラーゼがコード
された部分をはめ込んだプラスミドをバチルス・ズブテ
ィリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　５ｕｂｔｉｌｉｓ）に組込
んで生産されたマルトゲニック−α−アミラーゼを添加
して、糖化開始時点から１０〜４８時間糖化を継続する
第３工程、 ■第３工程終了後ｐＨを４．５以下に調整して水不溶成
分を除去し、その後液化酵素を添加して溶液中のデキス
トリンを加水分解し、精製してマルトースを液中の固形
分あたり９４．５重量％以上含有した糖液を得る第４工
程、により構成される。

第二の本発明は、■濃度５〜１５重量％の澱粉水溶液を
加熱糊化する第１工程、 ■得られた糊化物にβ−アミラーゼ、プルラナーゼ、イ
ソアミラーゼからなる群の中から選ばれる２種以上の酵
素を使用して糖化する第２工程、■糖化開始後１〜２４
時間目に溶液のｐＨを４５以下に調整し、残渣を除去し
た後、得られた糖液にバチルス・ステアロサーモフィル
スの遺伝子のマルトゲニック−α−アミラーゼがコード
された部分をはめ込んだプラスミドをバチルス・ズブテ
ィリスに組込んで生産されたフルトゲニックα−アミラ
ーゼを添加し、糖化開始時点から１０〜４８時間糖化を
継続して、その後液化酵素を添加して溶液中のデキスト
リンを加水分解し、ろ過・精製した後マルトースを液中
の固形分あたり９４．５重量％以上含有した糖液を得る
第３工程、により構成される。

本発明によれば、上記のような簡素な工程を実施するこ
とにより９４．５％以上という極めて高い純度のマルト
ースが得られる。

また、本発明によれは、地下澱粉からはもちろん、従来
は困難てあった地上澱粉からの高純度マルト−スの製造
も可能になる。

本発明には地上澱粉、地下澱粉の別を問わずに使用する
ことができ、澱粉中のアミロースやアミロペクチンの組
成も気にする必要はない。

本発明に使用可能な澱粉を具体的に例示するとトウモロ
コシ澱粉、馬鈴薯澱粉、その他、大麦、せ薯、タピオカ
など由来の澱粉が挙げられる。

次に、これらの澱粉を加熱糊化するが、加熱糊化の条件
は澱粉の濃度を５〜１５％とし、温度１１０〜１６０℃
で行うことが、その後の工程を可能にし、純度の高いマ
ルトースを得るために好ましい。

更に、この糊化物を５５〜６０℃で第１段目の糖化をす
るが、その際にβ−アミラーゼ、プルラナーゼ、イソア
ミラーゼからなる群の中から選はれる２種以上の酵素を
使用して糖化反応を実施する。

この糖化工程開始後第２段目の糖化、即ちマルトゲニッ
ク−α−アミラーゼを添加する前までの糖化の目安は１
〜２４時間であり、その糖化物の水に溶解している物質
中のマルトース含有量が８８〜９３％、更には９１〜９
３％程度になったときが好ましい。

この第１段目の糖化に使用する糖化酵素は、βアミラー
ゼとしては例えば長瀬産業■製のβアミラーゼ＃１５０
０、フィンシュガー社製のスペザイム（ＳＰＥＺＹＭＥ
；登録商標）ＢＢＡ１５００などがあるが、それらの中
でも、大豆由来のβ−アミラーゼが本発明を実施する上
で有利な性質を備えている。

また、プルラナーゼとしてはノボ社製のプロモザイムや
大野製薬■製のプルラナーゼアマノＣＫＬ等が汎用性が
高いことや本発明の実施上有利な性質を備えていること
から好ましい。

次に、マルトゲニック−α−アミラーゼを添加して糖化
するが、その好適な添加量は３〜２０ｕ／ｇＤＳである
。

このマルトゲニック−α−アミラーゼとしてはノボ社製
のマルトゲナーゼがある。

更に、糖化終了後、ｐＨを一度４．５以下に調整するか
、このことにより酵素が失活するとともに糖化液中の残
渣の分離・除去が容易に可能となる。

この後、液化酵素を添加して反応させるが、その時に好
適な酵素添加量は０．１〜３０　ｕ　／　ｇ　ＤＳ、更
に好適な量は１〜２０　ｕ　／　ｇ　Ｄ　Ｓであり、反
応温度、ｐ　Ｈは各々９０〜１０５℃、５゜０〜６．０
程度が好ましい。

この液化）酵素の反応の目安はヨード反応で管理するこ
とが便利であり、ヨード反応が呈色しなくなった時点が
最も次工程の残渣の分離・除去及び精製に有利である。

以上の工程の後、通常の方法で残渣の分離・除去及び精
製をし、液の固形分中のマルトース含有量９４５％以上
の糖液を得ることができる。

また第二の本発明によれは、前記第１の発明の第２工程
の後にｐ　Ｈを４５以下に調整して残渣を除去した後、
第２段目の糖化を行い、更に、前記と同様の条件下で液
化酵素で処理した後精製して、純度９４．５％以上の高
純度マルトースを製造することができる。

これらの水不溶物の除去又は残渣の除去を行う方法とし
ては遠心分離法など、澱粉糖化工業で一般に使用されて
いる方法が採用可能である。

また、本発明の中て使用する液化酵素は、澱粉工業て一
般に使用されているα−アミラーゼなどが、使用可能で
ある。

以上の工程で得られた高純度マルトースは極めて純度が
高いので、そのまま又は単に粉末化してマルトースの商
品群を形成することも可能であるが、必要に応して結晶
化やクロマト分離法などの採用によって更にマルトース
純度を向上することも可能である。

また本発明によって得られたものをそのまま水素添加し
て高純度マルチトール又は結晶マルチトールとすること
も可能であり、更に、本発明の高純度マルトースの純度
を向上させた後に水素添加して高純度マルチトールや結
晶マルヂトールを製造することもできる。

（実施例）以下に実施例を挙げて本発明の内容を更に具体的に説明
するが、本発明は以下の実施例により限定されるもので
はない。

実施例−１（第１工程）トウモロコシ澱粉を濃度１１％に調整し、
温度１２０°Ｃで２０分間加熱することにより糊化した
。

（第２工程）糊化液をｐＨ５，５に調整し、温度５７℃
て１　ｍ　ｌ　／　ｋ　ｇ基質固形分く以下ＤＳと略す
ることかある。）のフィンシュカー社製スペザイムＢＢ
Ａ１５００及び１　ｕ　／　ｇ　Ｄ　Ｓのノボ社製プロ
モザイムＴＭ２０ＯＬを添加して、６時間糖化反応を行
った。

（第３工程）糖化開始後６時間目にノボ社製マルトゲナ
ーゼ５　ｕ　／　ｇ　Ｄ　Ｓを添加して、更に２４時間
糖化反応を継続した。

第３工程終了時の糖組成を高速液体クロマトクラフィー
により分析した結果は以下の通ってあった。

（第４工程）第３工程の後、ｐ）−１を３．５に調整し
て酵素を失活させ、水不溶成分を遠沈法により除去し、
α−アミラーセ２０　ｕ　／　ｇを添加して温度１００
℃で溶液がヨード反応を呈さなくなるまて反応させ、ろ
過　精製して高純度マルトース１を得た。

このものの高速液体クロマトグラフィーによる分析の結
果は以下の通ってあった。

実施例−２（第１工程）実施例−１の温度を１５０°Ｃに変えた以
外は実施例−１の第１工程と同様に加熱することにより
、トウモロコシ澱粉を糊化した。

（第２工程）糊化液を実施例−１のβ−アミラーゼを長
瀬産業■製β−アミラーゼ＃　１．５００に変えた以外
は実施例−１の第２工程と同様にして２４時間糖化反応
を行った。

糖化開始後２４時間目の１！ｉ組成を高速液体クロマト
グラフィーにて分析した結果は次の通りであった。

（第３工程）糖化開始後２４４時間目ｐ　Ｈを３０に調
整し、遠心分離法により残渣を除去し、ｐＨ５，３にて
　ノボ社製マルトゲナーゼ１０　ｕ　／　ｇＤＳを添加
して、更に２４時間糖化反応を継続した。

第３工程開始後２４時間目にα−アミラーゼ１ｕ　／　
ｇを添加して温度１００°Ｃで溶液がヨード反応を呈さ
なくなるまで反応させ、水不溶成分をろ過・精製して高
純度マルトースー２を得た。

このものの高速液体クロマトグラフィーによる分析の結
果は以下の通りであった。

（発明の効果）以上の記載から明らかなように、本発明により、地下澱
粉からはもちろん、従来は困難とされていた地上澱粉か
らの高純度マルトースの製造も、簡素で且つ工業的に有
利な工程で可能になった。

特許出願人　　東和化成工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１　（１）濃度５〜１５重量％の澱粉水溶液を加熱糊化
する第１工程、（２）得られた糊化物にβ−アミラーゼ、プルラナーゼ
、イソアミラーゼからなる群の中から選ばれる２種以上
の酵素を使用して糖化する第２工程、（３）糖化開始後１〜２４時間目に、バチルス・ステア
ロサーモフィルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｔｅａｒｏｔｈ
ｅｒ−ｍｏｐｈｉｌｕｓ）の遺伝子のマルトゲニック−
α−アミラーゼがコードされた部分をはめ込んだプラス
ミドをバチルス・ズブティリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕ
ｂｔｉｌｉｓ）に組込んで生産されたマルトゲニック−
α−アミラーゼを添加して、糖化開始時点から１０〜４
８時間糖化を継続する第３工程、（４）第３工程終了後
ｐＨを４．５以下に調整して水不溶成分を除去し、その
後液化酵素を添加して溶液中のデキストリンを加水分解
し、精製してマルトースを液中の固形分あたり９４．５
重量％以上含有した糖液を得る第４工程、上記４工程を逐次的に実施することを特徴とする高純度
マルトースの製造方法。２　（１）濃度５〜１５重量％の澱粉水溶液を加熱糊化
する第１工程、（２）得られた糊化物にβ−アミラーゼ、プルラナーゼ
、イソアミラーゼからなる群の中から選ばれる２種以上
の酵素を使用して糖化する第２工程、（３）糖化開始後１〜２４時間目に溶液のｐＨを４．５
以下に調整し、残渣を除去した後、得られた糖液にバチ
ルス・ステアロサーモフィルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｔ
ｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）の遺伝子のマルト
ゲニック−α−アミラーゼがコードされた部分をはめ込
んだプラスミドをバチルス・ズブティリス（Ｂａｃｉｌ
ｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）に組込んで生産されたマルト
ゲニック−α−アミラーゼを添加し、糖化開始時点から
１０〜４８時間糖化を継続して、その後液化酵素を添加
して溶液中のデキストリンを加水分解し、ろ過・精製し
た後マルトースを液中の固形分あたり９４．５重量％以
上含有した糖液を得る第３工程、上記３工程を逐次的に実施することを特徴とする高純度
マルトースの製造方法。