JPH0231685A - 酵素法による単糖類の新規製造方法 - Google Patents

酵素法による単糖類の新規製造方法

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JPH0231685A
JPH0231685A JP18063388A JP18063388A JPH0231685A JP H0231685 A JPH0231685 A JP H0231685A JP 18063388 A JP18063388 A JP 18063388A JP 18063388 A JP18063388 A JP 18063388A JP H0231685 A JPH0231685 A JP H0231685A
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岡田 嚴太郎
Teruo Nakakuki
輝夫 中久喜
Yoshimasa Tanaka
義正 田中
Masayoshi Muramatsu
正善 村松
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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、多糖類やその加水分解物を基質として酵素反
応により、それらの構成糖である単*=nを高濃度に生
成蓄積させる囃糖類の新規製造方法に関する。
「従来の技術」 従来より、多糖類に酵素を作用させて単[ilをi′す
るためには、多糖!nの非1元性末端より順次横酸糖を
遊離せしめる゛エキソ型の酵素が有効に用いられてきた
1例えば、澱粉にアミラーゼを作用させて単糖類である
グルコースを得るためには、澱粉をエンド型の酵素であ
るα−アミラーゼで加水分解し1分解率(DE、 De
xtrose Equivaler+L、グルコース当
110〜15の加水分解物(液化11i)を調製した後
、エキソ型の酵素であるグルコサミンゼを作用させてグ
ルコースを生成せしめる方法が用いられている。
その他、キシロース、マンノース、N−アセチルグルコ
サミンおよびガラクトースを(する場合にも、酵素法に
よる調製方法としては、はぼ同様な方を去が採用されて
きた6すなわち、キシラン、マンナン、ガラクタンなど
の多糖類に、エンド型の酵素であるキシラナーゼ、マン
ナナーゼ(マンナーゼ)、ガラクタナーゼなどを作用さ
せてそれぞれのオリゴ糖を得た後、エキソ型の酵素であ
るキシロシダーゼ(キシラナ−ゼ)、マンノシダーゼ、
ガラクトシダーゼなどを作用させて、それぞれの構成糖
である単a類を得る方法が用いられてきた。
[発明が解決しようとする課題」 しかし、七記従米の方法は、反応後期になるにつれて酵
素自身が生成物である単糖類を認識して逆反応を触媒し
、それぞれの分岐オリゴ糖を生成するため、高純度の単
Wt類を収率よく得られないという欠点を有していた。
W4^ば、11粉からグルコースを得る場合、グルコア
ミラーゼが生成糖であるグルコースを認識し、その適合
成作用によりイソマルトース等の分岐オリゴ糖を生成す
名ことが知られている。
したがって1本発明の目的は、酵素の適合成反応という
問題を解決して、多vI類および/またはその加水分解
物から高濃度の単Ii頚を得るべく。
酵素法番こよる@I!類の新規製造方法を提供すること
にある。
[課題を解決するための手段」 本発明δらは、多111!Jおよび/またはその加水分
解物に酵素を作用させて、単糖類を高濃度に生成させる
方法について鋭意研究した結果、従来、考えも及ばなか
った新規な方法、すなわちエンド型の多糖分解酵素のみ
を作用させるだけで、充分に高濃度の単糖類を生成せし
めることを見出し。
本発明を完成するに至った。
すなわち2本発明は、多糖類および/またはその加水分
解物に、エンド型の多糖分解酵素を作用させて、単11
!!類を高濃度に生成蓄積させることを特徴とする酵素
法による単Ii類の新規製造方法である。
本発明は1次のような各種の単糖類の製造方法に適用す
ることができる6 例1−澱粉および/またはその加水分解物にa−アミラ
ーゼを作用させて、グルコースを高濃度に生成蓄積させ
る方法。
例2.キシランおよび/またはその加水分解物にキシラ
ナーゼを作用させて、キシロースを高濃度に生成蓄積さ
せる方法。
W2B:マンナンおよび/またはその加水分解物にマン
ナナーゼを作用させて、マンノースを高濃度に生成蓄積
させる方法。
例4:キチンおよび/またはその加水分解物にキヂナー
ゼを作用させて、N−アセチルグルコサミンを高濃度に
生成蓄積させる方法6 例5:ガラフタクンおよび/またはその加水分解物にガ
ラクタナーゼを作用させて、ガラクトースを高濃度に生
成ifi!させる方法。
エンド型の多糖分解酵素の場合、α−アミラーゼとして
は、バチルス・ズブチリス 1BacillusIAs
 er 1llus or zael起源等の酵素が好
ましく用いられる。
また、キシラナーゼとしては、クリプトコツカス−アル
ビダスlcr  tococcus albidus)
、アスペルギルス・ニガー IAs er 1llus
 ni er 、  トリコデルマ・リーサイ (Tr
ichodera+a reeseil、 )リコデル
マ・ビリイイデ 1Trichoder+ma vir
idel起源等の酵素が好ましく用いられる。
マンナナーゼとしては、ペニシリウム・バーブロゲナム
(Penicillium  ur uro enum
l、 リゾプス゛ニビウスfRhizo us n1v
eusl 、アスペルギルス・ニガー fAs er 
1llus ni er起源等の酵素が好ましく用いら
れる。
キチナーゼとしては、ノカルデイア・オリエンタリス 
1Nocardia orientalisl  スト
レプトマイセス°グリセウス fstre tow c
es  riseusl、  ストレプトマイセス・ア
ンティビオティカスfsLre tomyces an
LibioLicusl、  アスペルギルス・ニガー
 fAs er 1llus ni erl、シュード
モナス°エルギノサ IPseudoaonas ae
ru 1nosal起源等の酵素が好ましく用いられる
。
ガラクタナーゼとしては、バチルス ズブチリスRh1
zo us n1veusl起源等の酵素が好ましく用
いられる。
ただし、エンド型の多糖分解酵素は、上記のような酵素
に特に限定されるものではない。
反応条件について説明すると、基質濃度は、特に限定さ
れないが、通常1〜80%fw/Vlが好ましく、5〜
70%(豐/Vl がさらに好ましい、基質としては、
前述したような多tU類および/またはその加水分解物
が使用される。ここで、加水分解物とは、例えばデキス
トリンのように多糖類を適度な長さに分解したものや、
オリゴ糖のようにさらに低分子化したものなどを意味す
る。
また、本発明において、基質に対する酵素1度は、高け
れば高いほどよいが、通常、基質1g当たり100単位
以上使用することが好ましい、ここで1@位とは、それ
ぞれの酵素の最適pH,温度40℃で反応を行ない、1
分間にILLmolのそれぞれの単糖類を生成する酵素
量を意味している。
反応温度1反応pHは、それぞれの酵素の最適作用条件
下で行なえばよい。通常5反応温度は40−90℃が好
ましく、50〜80℃かさらに好ましい。反応pHは、
5〜8程度が適当である。
反応時間は、目的とするill’!類が充分に生成蓄積
される時間とすればよいが1通常1時間〜3日程度かJ
i!当である。
酵素反応の方法は、基質溶液に酵素をそのまま添加して
回分式で行なってもよく、あるいは酵素を適宜担体に吸
着させて固定化酵素とし、この固定化酵素を用いて連続
式で行なってもよい。固定化酵素を得るための担体とし
ては1例えば[ダイヤイオンHP樹脂」 (商品名、三
菱化成工業■製)や、[デュオライトS−761,76
2J  (商品名ダイヤモンド・ジャムロック■製)な
どの吸着樹脂、あるいは[キトバールBCII 300
5.3505J  (商品名、富士紡M■製)などのキ
トサンビーズなどが好ましく使用される。
なお、本発明において、反応系にグルコアミラーゼ、キ
シロシダーゼ(キシロビアーゼ)、マンノシダーゼ、ガ
ラクトシダーゼなとのエキソ型の酵素を少徹添加しても
よい。ただし、その添加唱は、エキソ型の酵素による適
合成反応を防ぐため、従来方法において用いられている
エキソ型酵素看のI/In以下が適当である。
「作用」 エンド型の多糖分解酵素は、通常の反応条件では対応す
る多糖類に作用してそれぞれ最終的に第1ゴ糖、特にそ
の中でも二Ii頚を生成蓄積する。
しかしながら、これらの酵素は、特に高濃度に用いた場
合、生成M積した三糖類が分解できないため、いったん
2分子の三糖類から四II!Jを縮合・転移反応により
再合成する。その後、この四糖類を三糖類とill頚と
に分解し2単糖類を生成する。さらに、三f!類は、三
糖類と単糖類に分解される。このようにして最終的に単
糖類のみが蓄積されるのである。
例えば、#扮にa−アミラーゼを作用させてグルコース
を得る反応の場合は、第1図に示すように、まず、a−
アミラーゼが澱粉に作用してα−マルトース(a−G−
G)を蓄積する。このマルトース(α−G−G)はα−
アミラーゼによって分解不可能なため1次に、a−アミ
ラーゼの縮合・転移反応により、2分子のマルトース(
α−G−G+G−G)からマルトテトラオース(G−G
−G−G)が再合成される6次いで、こC〕マルトテト
ラオース(G−G−G−G)がマルトトリオース(G−
G−Glとグルコース(G)とに分解され、さらに、マ
ルトトリース(G−G−G)は、マルトース(α−G−
G)とグルコース(G)とに分解される。こうして、反
応が順次時計回りに進行し、最終的にグルコース(G)
が高濃度に蓄積されるのである。しかも、a−アミラー
ゼは、生成遊離したグルコース(G)を基質として認識
しないため、適合成反応によるグルコース(G)量の減
少はない。
以上の反応系は、キシラナーゼ、マンナナーゼ、キチナ
ーゼおよびガラクタナーゼなどの場合も同様であり、最
終的に単糖類が反応液中に蓄積されるのである。
[実施例」 実施例1 マルトース(結晶島1日本食品化工■製)27〇−gを
、  25−Mの Mcllvaineバッフy −1
pH6,5)0.5 m14ご溶解し、バチルス・ズブ
チリスBacillus 5ubtilis)起源の糖
化型a−アミラーゼ(結晶島、生化学工業■製)7.5
mgを添加し、60℃で反応を行なった。このときのグ
ルコース生成晴の経時変化を第2図に示す0図に示すよ
うに、グルコース生成用は5反応液中における全1yE
 nA ’ttの約98%に達シタ。
実施例2 コーンスターチ(日本食品化l1II製)270■gと
、耐熱性a−アミラーゼ(結晶島、大和化成工1j(1
$152)  15Bを25鵬鋪の Mcllvain
eバッファーlpl+6.510.5 mlに溶解した
溶液とを混合し、80℃で3日間反応を行なった0反応
液中のグルコース°礒をグルコスタット法で測定した結
果、全糖中のクルコース含量は、 96.5%1m/w
)であった。
実施例3 10%1m/vlのラーチウッドキシラン(東京化成丁
31■製)に、トリコデルマ・ビリイイデlTrich
oderma viride)起源のキシラナーゼ(ス
ミチームTX、 871017g、新日本化学工業■製
)を。
基質1g当たり100mg添加し、p)16〜8、温度
60℃で50時間反応を行なった0反応液の上清を高速
液体クロマトグラフィー(カラム:日立化成工業■製、
GLC610)により分析した結果、全糖中のキシロー
ス含量は、56%(w/wl であった。
実施例4 ペニシリウム・パープロゲナム(Penicilliu
腸匹■肛皿朋叩)起源のβ−マンナナーゼ(β−マンナ
ーゼ)を1.Kusakabeらの方法IAgric、
Biol。
Chew、、51. p、2709−2716.198
7)に準じて精製した後、5%(w/vlのコプラマン
ナン(′i4液にβ−マンナナーゼを基質1g当たり5
00単位添加し。
p116.8.ffi度60℃で撹拌しながら50時間
反応を行なった。反応液の上清を実施例3と同様な高速
液体クロマトグラフィーにより分析した結果、全糖中の
マンノース含量は、35%(w/mlであった。
実施例5 ノカルデイア・オリエンタリス (Nocardiao
rienLalisl IFO12806(財団法人発
酵研究所保存菌株)を用いて、T、LIsuiらの方法
(Biochi−Biophys、Acta、、 92
3. p、302−309.1987)に準じてキチナ
ーゼを精製した。次いで、10%(冒/Vl コロイダ
ルキチンにJJftlgMたりキチナーゼを100雫位
添加し、pl(5,5温度50℃で50時間反応を行な
った。反応液の上清を実施例3と同様な高速液体クロマ
トグラフィーにより分析した結果。
N−アセチルグルコサミン含量は、全糖中の35%tw
/w+ であった。
実6f[6 リゾプス・ニビウス(Rhizo us n1veus
l起源のガラクタナーゼを催事らの方法(層化、すp、
δ31−836,19691で精製し、5%(W/Vl
のアラビノガラククンに基質1g当たり500単位添加
して、50℃で60時間反応を行なった。反応液の上l
^を実施例3と同様な高速液体クロマトグラフィーによ
り分析した結果、ガラクトース含量は、全糖中の25%
1w/w)であった。
「発明の効果」 以ト説明したように、本発明によれば、多11i1およ
び/またはその加水分解物にエンド型の多糖分解酵素を
作用させるのみで1反応液中に単11Mを高濃度に生成
蓄積させることができる。この上うな特異な反応が用件
することは、従来全(知られていない新規な概念であり
、産業的にも極めて有効・画期的な技術を提供するもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は澱粉にa−アミラーゼを作用させた場合のグル
コースの生成反応を示す説明図、第2図はマルトースに
α−アミラーゼを作用させた場合のグルコース生成獄の
経時変化を示す図である。 G−G−G−G−G−G−G−−−−−−−G−G−G
特許出願人   日本食品化工株式会社同代理人   
弁理士 松井 茂 G1 第

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多糖類および/またはその加水分解物に、エンド
    型の多糖分解酵素を作用させて、単糖類を高濃度に生成
    蓄積させることを特徴とする酵素法による単糖類の新規
    製造方法。
  2. (2)エンド型の多糖分解酵素を基質1g当たり100
    単位以上の高濃度で作用させる請求項1記載の酵素法に
    よる単糖類の新規製造方法。
  3. (3)澱粉および/またはその加水分解物にα−アミラ
    ーゼを作用させて、グルコースを高濃度に生成蓄積させ
    る請求項1または2記載の酵素法による単糖類の新規製
    造方法。
  4. (4)キシランおよび/またはその加水分解物にキシラ
    ナーゼを作用させて、キシロースを高濃度に生成蓄積さ
    せる請求項1または2記載の酵素法による単糖類の新規
    製造方法。
  5. (5)マンナンおよび/またはその加水分解物にマンナ
    ナーゼを作用させて、マンノースを高濃度に生成蓄積さ
    せる請求項1または2記載の酵素法による単糖類の新規
    製造方法。
  6. (6)キチンおよび/またはその加水分解物にキチナー
    ゼを作用させて、N−アセチルグルコサミンを高濃度に
    生成蓄積させる請求項1または2記載の酵素法による単
    糖類の新規製造方法。
  7. (7)ガラクタタンおよび/またはその加水分解物にガ
    ラクタナーゼを作用させて、ガラクトースを高濃度に生
    成蓄積させる請求項1または2記載の酵素法による単糖
    類の新規製造方法。
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