JPH02249493A - ケストースの精製方法 - Google Patents

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］ 本発明はケストースの精製方法に関し、詳しくは発酵法
により得られたケスド−ス含有液を高温かつ高ｐ）Ｉ条
件にて脱コロイドおよび副生還元性単糖類の分解を行っ
たのち脱塩することよりなるケストースの精製方法に関
する。

ケストースは人間が摂取したとき、胃で消化されること
なく腸に達し、ビフィズス菌の生育促進効果を示す食品
素材などとして有用である。

なお、ケストースとはシュークロースのフラクトシル基
の１位の炭素原子にフラクトースが１個転位した分子構
造を有する３糖類、いわゆる１−ケストース（以下、Ｇ
Ｆ２と略記することがある。）を意味する。このものは
フラクトースが２個転位したニスドース（以下、ＧＦ３
と略記することがある。）、３個転位したフラクトシル
ニスドース（以下、ＧＦ４と略記することがある。）と
共に低う触性、難消化性、ビフィズス菌生育促進効果な
どの特性を有していることが知られている。

［従来の技術、発明が解決しようとする課題］従来、ア
スペルギルス・ニガー（ＦＥＲＭ　Ｐ−５８８６）。

オーレオバシジュウム・プルランス（Ａ）Ｉｌｌ　９５
４９）。

フザリウム属菌、ペニシリウム属菌などのケストース生
産菌を用いてＧＦ２を製造する方法においては、ＧＦ２
の他にＧ４３．ＧＦ４なども同程度に含むフラクトオリ
ゴ環が得られ、ＧＦ２の効率的な製造法ではなかった。

そのため、ＧＦ２の純粋品を得たい場合には、カーボン
カラムにフラクトオリゴ環を吸着させてアルコールと水
の混合溶媒で溶出する方法を適用できるが、この方法は
多量の溶媒を必要とする上弓収率が低い等の問題があり
、工業的方法としては不利な点が多い。

そこで、この問題を改善する方法として、転位反応後の
液を陽イオンカラムクロマトグラフ法で単糖とシューク
ロースを除去する方法（特開昭６ｌ−９２６１ｉ号）、
転位反応と同時あるいは後に一１ＩＬ１１およびシュー
クロースを責化する微生物あるいは分解する微生物を添
加する方法（特開昭６２−１４７９２号）などが提案さ
れている。

しかしながら、これらの方法によってもＧＦ２の含有率
は固形分あたり５０％以下で、ＧＦ３゜ＧＦ４を含んだ
フラクトオリゴ糖混合物として９０％以上の含有率を示
すにすぎない。ＧＦ２を高率で得るためには、さらに煩
雑な操作を必要とする。しかも、前者の方法によりオリ
ゴ糖の純度を上げようとすれば、収率が極端に悪くなり
、かつカラム通液中に液が希釈されるという欠点が生じ
る。また、後者の方法は、微生物の環境上、反応温度を
４０℃以下としなければならず、閉鎮系の反応器を用い
ない限り雑菌汚染の問題があり、微生物管理が困難であ
る。

そこで、本発明者らはフラクトオリゴ環の中のＧＦ２の
みを高率で生産する微生物を自然界より探索すると共に
、ＧＦ２含有液からのＧＦ２の精製方法について検討を
重ねた結果、製糖工業において用いられている粗糖汁（
植物体からの糖の抽出水）の脱タンパク法、すなわち石
灰処理−炭酸飽充を行う方法を採り入れることによって
脱タンパクのみならず、培養液中の還元糖をも除去でき
ることを見い出した。なお、この方法は、還元糖除去の
点からは反応時間が１０分以内で終了させることができ
、イオン交換法および微生物による還元糖除去よりはる
かに少ない時間で済むものである。

し課題を解決するための手段］ 製糖工場で行なわれている粗糖汁のタンパク買を含むコ
ロイド物質の除去法は基本的には石灰（酸化カルシウム
）を添加することによりｐＨを上げ、さらに加熱するこ
とにより粗糖社中のコロイド物質を不溶性石灰塩または
石灰複合物の沈澱として除くものである。この処理を簡
単に石灰処理と言う。次の炭酸飽充の目的は過剰の石灰
を炭酸ガスを吹き込んで反応させ、不溶性の炭酸カルシ
ウムとして糖汁より除くことである。

今回ケストース含有培養液の精製に石灰処理−炭酸飽充
の原理を使用したのは、まずケストースが高温、高ｐ）
Ｉ条件に対し安定であったこと、と同時にこの条件下で
は還元糖が速やかに分解することから、よりケストース
純度の高い精製液が得られたことによる。この点を種々
検討した結果、石灰処理を脱タンパクに主をおいた第１
石灰処理と、還元糖を分解する第２石灰処理、そして炭
酸飽充に分けた方が、ろ過動率の良いことを見い出し、
以下の概略に添って本発明を完成させたものである。

すなわち本発明は、ケストース含有液に酸化カルシウム
を加え、６０〜８０℃に加温しコロイド物質を沈でんさ
せる工程、得られた液を８０〜９０℃に昇温後酸化カル
シウムを加えてｐ）１１２．０〜１２．５として還元性
単糖類を分解させる工程、炭酸ガスを導入して該液のｐ
Ｈを８〜９にすると共に過剰のカルシウムを沈でんさせ
る工程および得られた液をイオン交換樹脂を用いて脱塩
処理する工程を順次行うことを特徴とするケストースの
精製方法を提供するものである。

本発明の対象とされるケストース含有液はケストースを
含有するものであればよく、たとえばケストース生産菌
を培地に培養して得た培養液から菌体等の固形分を除去
した液体を意味し、ケストース生産菌としては前記した
既知の微生物のほか、本発明者らによりて北海道斜里郡
斜里町の土壌より＊離されたスコブラリオブシス・プレ
ビカウリス（Ｓｃｏｐｕｌａｒｉｏ　ｓｉｓ　ｂｒｅｖ
ｉｃａｕｌｉｓ）−エスビーｌ５−０００２　（ＦＥＲ
Ｍ　Ｐ−１０４３８）　゛も含まれる。木菌の菌学的性
買は特願昭６３−３１３９４３号明細書に詳しく記載さ
れている。本菌を用いたケストース含有液は以下の方法
により得ることができる。

培地としては炭素源、窒素源、無機塩類などを含むもの
が用いられる。炭素源としてシュークロースが用いられ
、培地中の濃度は５〜５０％、好ましくは１０〜２０％
が適当である。シュークロースとしては、製糖工程中の
ジュース、たとえば粗糖汁の脱コロイド後のジュースま
たはショ糖の結晶化工程で生じるＩ！蜜などを用いるこ
ともできる。

窒素源としては酵母エキス、肉エキス、コーンスチーブ
リカー、ペプトンなどの有機または無機の窒素化合物が
用いられ、その濃度は１〜４％、好ましくは１．５〜２
．５％が適当である。さらに、リン酸塩類、マグネシウ
ム塩、鉄塩なと、たとえばリン酸カリウム、硫酸マグネ
シウムなどの無機塩類を０．１〜１．０％、好ましくは
０．２〜０．５％加える。培地のｐＨは５〜８、好まし
くは６．５〜７．０に調節する。

木菌の培養は、あらかじめ２４〜４８時間振とう培養し
た本菌を上記培地に接種し、２４〜４０℃、好ましくは
２８〜′３０℃で２４〜１２０時間、好ましくは７２〜
９０時間通気攪拌培養することにより行う。なお、炭素
源のシュークロースは培養開始時にすべてを添加するほ
か、培養開始時の添加量を抑え培養中に１乃至数回に分
割して加えてもよい。

本発明の方法により得られる培養液中の糖組成の１例を
示すと、前記の本発明者らにより！＃離された微生物を
用い、初発シュークロース濃度１５％のとき、全糖質量
は１１．５％であり、全糖質あたりＧＦ２は７８．０％
、ＧＦ３は３．０％、フラクトースは１２．３％、マン
ニトールは３．０％、シュークロースは３．７％であり
、グルコースは認められなかった。

１５％のシェークロース溶液から生成するＧＦ２は理論
上１１％であるから、上記の場合のＧＦ２収率は約８０
％となり、極めて高率でＧＦ２が得られていることが判
る。

上記培養液から２戸通、遠心分離などの固液分離手段に
よって菌体等の固形分を除くことによってケストース含
有液が得られる。

ケストース含有液からのケストースの精製は、次のよう
にして行うことができる。まず、該ケストース含有液を
６０〜８０℃、好ましくは７０〜７５℃に加温後、酸化
力）５シウムを加える。ここで、酸化カルシウムは０．
１〜０．５％、好ましくは０．２〜０．３％の濃度とな
るように加える０次いで、５〜１０分間静かに攪拌する
と、ケストース含有液中のコロイド物質の大部分が沈で
んする。その濾過液の温度を８０〜９０℃、好ましくは
８５℃とし、再び酸化カルシウムを加える。このときの
酸化カルシウム添加量は０．５〜２．０％、好ましくは
１．０〜１．５％となるようにすればよい。次いで、３
〜８分間攪拌すると、還元性単糖類が分解し、かつ残存
するタンパク質も沈でんして除かれる。なお、酸化カル
シウムの添加により液体のｐＨは１２〜１２．５になり
、多量のカルシウムイオンは溶解した状態にある。そこ
で、この溶液に炭酸ガスを導入してｐｌ（を下げると共
に過剰のカルシウムイオンを炭酸カルシウムとして沈で
んさせる。この際の炭酸ガスの導入量は液体のｐ）Ｉを
８〜９に下げることが出来る量とすればよい。

炭酸ガスの導入により所定のｐ）Ｉとなったならば、炭
酸ガスの導入を止め、炭酸カルシウムの沈でんを成長さ
せる。次いで、濾過により沈でんを除いた後、カチオン
およびアニオンイオン交換樹脂を用いる脱塩処理を行う
。この脱塩処理は既知の条件の下に行えばよい６次いで
、必要により活性炭処理を行う。

以上の操作によフて無色透明の液体が得られるが、前記
した本発明者らによって見出されたスコブラリオブシス
・ブレビカラリス・エスピー）Ｉｓ−０００２を用いて
得られたケストース含有液を上記の如く精製した場合、
得られる無色透明の液体はＢ、、１０．５である。この
ものを活性炭処理後、濃縮することによって８８７０で
糖組成がＧＦ２８０〜９０％、ＧＦ３：２〜５％、マン
ニトール：３〜８％、シュークロース：２〜１２％の高
ＧＦ２含有シラツブを得ることができる。このシラツブ
中のいわゆるフラクトオリゴ糖含量は８１〜９５％であ
り、難消化性糖質としてはマンニトールを加えて８８〜
９８％の組成を有する。

［実施例］ 次に、本発明を実施例により詳しく説明する。

製造例１ １０１ジャーファーメンタ−にシュークロース１５％、
コーンステーブリカー２％。リン酸カリウム０．５％、
尿素０．０２％、硫酸マグネシウム０．０３％を含む培
地５１を入れｐＨ７に調整後、炭酸カルシウム１５ｇを
入れ、１２０℃で６０分間殺菌したものに、スコブラリ
オブシス・プレビカウリス・エスピーＨ５−０００２（
ＦＥＲＭ　Ｐ−１０４３８）を坂ロフラスコ中でシュー
クロース１５％、コーンステーブリカー２％。リン酸カ
リウム０．２％を含む培地に接種し２４時間培養したも
のを種菌として、無菌的に接種し、３０℃で９０時間培
養した。その後、菌体をろ過により分離した。

得られた培養炉液中の糖組成は以下の通りであった。

Ｇ　　Ｆ　　２　　　　　　　　　　　７８％ＧＦ３　
　　　　　　　　　　　３％ フラクトース　　１２％ マンニトール　　３％ シェークロース　　　４％ 実施例１ 製造例１で得た培養清液を７０℃に加温し、０．２５％
の酸化カルシウムを加え１０分間静かに攪拌した。その
後、生じた沈殿をろ過により取り除き、さらに温度を８
５℃にまで上げ１．０％の炭酸カルシウムを加え９）１
１２．５とし、８分間静かに攪拌して還元性単糖類（フ
ラクトース）を分解させた。

そして炭酸ガスを毎分１℃程度に導入し、ｐＨを９にま
で下げた。生じた沈殿を再びろ過し、イオン交換樹１ｆ
ｆｌ（三菱ダイヤイオンＰＫ２２０．　Ｗ＾３０）によ
り脱塩、さらに粒状活性炭を詰めたカラムに液を通し、
エバポレーターにより濃縮することによりＢ８７０のシ
ラツブを得た。

以上のようにして得られたシラツブの固形分は全て糖質
であり、以下の組成を有していた。

Ｇ　　Ｆ　　２　　　　　　　　　　　　９０％ＧＦ３
　　　　　　　　　　　　　３％マンニトール　　３％ シュークロース　　　４％ 製造例２ 製造例１で用いたシュークロース溶液の代わりに製糖工
程中の脱タンパク工程後のジュースであるシンジュース
（シュークロース濃度１６％）を用いて実施した。

シンジュースを８８１５に調整し、コーンスチーブリ力
−２．０％、リン酸カリウム０．２％、尿素０．０２％
、硫酸マグネシウム０．０３％を加えたものを培地とし
、製造例１で用いたものと同じ種菌を同量用いて本培養
を３０℃で９０時間行った。得られた培ａｔ戸液の糖組
成は以下のとおりであった。

Ｇ　Ｆ　２　　　　　　７’８％ ＧＦ３　　　　　　　　　　　　　　５％フラクトース
　　９％ マンニトール　　５％ シュークロース　　　２％ ラフィノース　　１％ 実施例２ 製造例２で得た培養清液を実施例１と同様の精製濃縮工
程を経て最終的に以下の糖組成を有するＢｘ７Ｇのシラ
ツブを得た。

Ｇ　Ｆ　２　　　　　　８５％ ＧＦ３　　　　　　　５％ マンニトール　　６％ シュークロース　　　２％ ラフィノース　　１％ ラフィノースはビートを原料とする製糖工場においてビ
ートに由来する王朝類であり、フラクトオリゴ糖と同様
ビフィズス菌生育促進効果を示すことが知られている。

［発明の効果］ 本発明によれば、ケストースを含有する溶液を高温高ｐ
Ｈ条件にて処理することにより脱タンパクと副生フラク
トースの分解を行い、高ケストース含有液を効率よく得
ることができる。このものはビフィズス菌の生育促進効
果を有し、かつ低う蝕性。

難消化性という特色を有しており、 食品素材 としての利用が期待される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケストース含有液に酸化カルシウムを加え、６０〜８０
   ℃に加温しコロイド物質を沈でんさせる工程、得られた
   液を８０〜９０℃に昇温後酸化カルシウムを加えてｐＨ
   １２．０〜１２．５として還元性単糖類を分解させる工
   程、炭酸ガスを導入して該液のｐＨを８〜９にすると共
   に過剰のカルシウムを沈でんさせる工程および得られた
   液をイオン交換樹脂を用いて脱塩処理する工程を順次行
   うことを特徴とするケストースの精製方法。