JPH0320121B2 - - Google Patents

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JPH0320121B2
JPH0320121B2 JP61188641A JP18864186A JPH0320121B2 JP H0320121 B2 JPH0320121 B2 JP H0320121B2 JP 61188641 A JP61188641 A JP 61188641A JP 18864186 A JP18864186 A JP 18864186A JP H0320121 B2 JPH0320121 B2 JP H0320121B2
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cyclodextrin
branched
sugar
maltooligosaccharide
glucosylmaltotetraose
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Shoichi Kobayashi
Mitsuru Kadoma
Tosha Takano
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NORINSUISANSHO SHOKUHIN SOGO KENKYUSHOCHO
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NORINSUISANSHO SHOKUHIN SOGO KENKYUSHOCHO
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    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
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    • A61K47/6949Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit inclusion complexes, e.g. clathrates, cavitates or fullerenes
    • A61K47/6951Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit inclusion complexes, e.g. clathrates, cavitates or fullerenes using cyclodextrin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/16Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of an alpha-1, 6-glucosidase, e.g. amylose, debranched amylopectin

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、分岐サイクロデキストリンの枝部分
が分岐マルトオリゴ糖である重分岐サイクロデキ
ストリンおよびその製法に関する。
[従来の技術] 分岐サイクロデキストリンについては、高溶解
性など優れた物性のために、その製法、さらに利
用開発が急速に進められ、これまでに枝部分がグ
ルコース、マルトースなどα−1,4グルカンで
ある分岐サイクロデキストリンが知られている。
これらは分岐デキストリンにサイクロデキスト
リン合成酵素を作用させるか、マルトース、マル
トトリオースなどのα−1,4グルカンとサイク
ロデキストリンを混合して枝切り酵素に作用させ
て製造されている。
また分岐サイクロデキストリンの枝部分がマル
トシル基以上のものではグルコアミラーゼ、α−
アミラーゼの作用を受け易く、かかる酵素の存在
下でグルコシルサイクロデキストリンに変化する
性質があつた。そこで、これらの酵素に作用され
難い分岐部分をもつ、分岐サイクロデキストリン
がのぞまれていた。
最近時に安定な金属錯体の調製にパノースが有
効であることが知られ、亜鉛、カルシユウム、そ
の他の金属または金属イオンがパノースのような
分岐デキストリンとサイクロデキストリンの共同
作用によりさらに安定な錯体を形成することが期
待され、これらを混合して利用する方法も考えら
れるが、パノースなどの分岐デキストリンとサイ
クロデキストリンが結合した重分岐サイクロデキ
ストリンの要求も高まつてきた。
しかし、これまで、このようなサイクロデキス
トリンは知られておらず、ましてやその製法は全
くなかつた。
[発明が解決しようとする問題点] 従来、プルラナーゼなどの枝切り酵素の逆反応
を用いてマルトース、マルトトリオースなどとサ
イクロデキストリンからマルトシルーおよびマル
トトリオシルーサイクロデキストリンなどが生成
することが知らせ、本知見により分岐サイクロデ
キストリンの製法は確立されているが、分岐デキ
ストリンとサイクロデキストリンから枝切り酵素
の逆反応により重分岐サイクロデキストリンが生
成することは知られていなかつた。
本発明では、本反応が進行し、重分岐サイクロ
デキストリンが生成することを確認し、当該物質
を新規なサイクロデキストリンとして得ることを
目的とする。
[問題点を解決するための手段] そこで発明者らは、パノース、α−アミラーゼ
限界デキストリンなどの分岐デキストリンとサイ
クロデキストリンを混合し、枝切り酵素を作用さ
せることにより分岐デキストリンを枝にもつ重分
岐サイクロデキストリンが生成することを見い出
し、本発明を完成した。
本発明を以下に示す。
(1) 分岐サイクロデキストリンの枝成分が、分岐
マルトオリゴ糖である重分岐サイクロデキスト
リン。
(2) 分岐マルトオリゴ糖または分岐マルトオリゴ
糖を含む糖混合物とサイクロデキストリンを混
合して枝切り酵素を作用させることを特徴とす
る分岐サイクロデキストリンの枝部分が分岐マ
ルトオリゴ糖である重分岐サイクロデキストリ
ンの製法。
重分岐サイクロデキストリンとは枝部分が分岐
マルトオリゴ糖である特殊な分岐サイクロデキス
トリンのことであり、パノース(62−α−グルコ
シルマルトース)、63−α−グルコシルマルトト
リオースなどの分岐マルトオリゴ糖とサイクロデ
キストリンを混合して、枝切り酵素を作用させた
ところ、分岐マルトオリゴ糖がサイクロデキスト
リンに1分子付いたものが生成した。
本発明の物質の環部分は、α−、β−、及びγ
−サイクロデキストリンのいずれかである。
枝部分としては例えば62−α−グルコシルマル
トース、62−α−イソマルトシルマルトース、63
−α−グルコシルマルトトリオース、63−α−グ
ルコシルマルトテトラオース、及び64−α−グル
コシルマルトテトラオースなどがある。
反応条件は重分岐サイクロデキストリンの収率
が最高になるように選択すべきであるが、例えば
パノースおよびα−サイクロデキストリンを、お
のおの終濃度56%、14%とし、これ市販プルナラ
ーゼを基質総量g当たり80IUを加え3〜7日間
の反応により20〜40%の重分岐サイクロデキスト
リンが得られた。得られた重分岐サイクロデキス
トリンの構造については、当該物質を5%以下の
低濃度で枝切り酵素に作用させ、その生成物を高
速液体クロマトグラフイー、ペーパークロマトグ
ラフイー、赤外分光分析、化学分析、SIMSによ
る分子量分析等により検討した。その結果サイク
ロデキストリンと分岐マルトオリゴ糖の組成比は
1:1であり、重分岐サイクロデキストリンの構
造は1個のサイクロデキストリン環に1分子の分
岐マルトオリゴ糖がα−1,6結合したものであ
ることが判明した この他、枝切り酵素の種類によつては、分岐デ
キストリンを枝部分に2分子もつ重複分岐サイク
ロデキストリンも生成される可能性かある。
枝切り酵素によつて枝付け作用を受ける分岐オ
リゴ糖の構造は、その糖幹にマルトシル以上のα
−1,4グルカン鎖と、枝が還元末端以外のグル
コース残基に付いていることが必要であり、この
他については何等制約を受けない。すなわち、パ
ノシルパノース、62−α−マルトシルマルトース
も、枝切り酵素の分解作用は受けるものの、一部
はサイクロデキストリン環に枝付けされる(分岐
マルトオリゴ糖部分にα−1,6結合が2個以上
あるサイクロデキストリンは多重分岐サイクロデ
キストリンと呼び、重分岐サイクロデキストリン
に含める)。以上のことから、一般に枝付け作用
を受ける糖の構造は○―〓(○=グルコース残
基、〓=還元末端、−=α−1,4結合)であり、
点線部分については、その糖組成、結合様式には
何等制限はなく、さらにヒドロキシエチル、カル
ボキシメチル、リン酸、アセチル基などまたはこ
れらが付いた糖であつてもよいと予想される。す
なわち、本発明の方法で分岐サイクロデキストリ
ン誘導体の製造も可能である。
枝切り酵素としては各種微生物起源のプルラナ
ーゼ、イサアミラーゼなどがあり、枝付けしたい
分岐マルトオリゴ糖の糖幹と長さにより選択すれ
ばよい。一般に短い糖幹の分岐マルトオリゴ糖の
枝付けにはプルラナーゼ、長い糖幹の分岐マルト
オリゴ糖の枝付けにはプルラナーゼ、イソアミラ
ーゼが利用できる。
分岐マルトオリゴ糖の給源としては、パノース
が有利であり、高濃度マルトース、にグルコアミ
ラーゼまたはトランスグルコシターゼを作用させ
た時反応初期に得られるパノースが効率的に利用
される。プルランにプルラナーゼとグルコアミラ
ーゼの混合酵素を作用させれば63−α−グルコシ
ルマルトトリオースが大量に得られ、またモチト
ウモロコシ澱粉にα−アミラーゼを強い反応条件
下で作用させればその限界デキストリンとして63
−α−グルコシルマルトトリオース、63−α−グ
ルコシルマルトテトラオースが得られる。さらに
イソマルトースとグルコース、マルトースまたは
マルトトリオースを混合して、イソプルラナーゼ
を作用させれば、その逆反応により各種の分岐マ
ルトオリゴ糖が得られると予想される。
パノースを高濃度でプルラナーゼに作用させる
と、例えばパノシルパノースが生成され、パノシ
ルパノースはイソプルラナーゼの作用を受けてイ
ソマルトースとイソマルトシルマルトースに分解
される可能性がある。
62−α−イソマルトシルマルトースはマルトー
スとパノースとからプルラナーゼの逆合成反応に
より得られるマルトシルパノースをグルコアミラ
ーゼで処理してグルコースのテトラマー部分とし
て得られる。
重分岐サイクロデキストリン製造用原料は上記
のように調製され、精製した分岐デキストリンか
ら、グルコース、マルトースなどを含む反応混合
液まで各種精製段階でのものが用いられる。
サイクロデキストリン原料としはα,β,γ−
サイクロデキストリンの混合物または単品、グル
コース、マルトースなどのオリゴ糖との混合物が
考えられ、マルトース以上の長鎖オリゴ糖または
及びデキストリンが混在する場合は、β−アミラ
ーゼを添加して枝付け反応すればよい。
このように各種原料から重分岐サイクロデキス
ンが得られるが、その含有率は用いる原料によつ
ても異なり、グルコース、イソマルトース以外の
マルトオリゴ糖の含量によつて分岐サイクロデキ
ストリンの生成率が異なる。したがつて重分岐サ
イクロデキストリンを高収率で得るには、目的の
分岐デキストリンをより多く含量する糖液を用い
る方が有利である。例えば、アセトン、エタノー
ルなどの有機溶媒により3種類以上の部分を沈澱
させて濃縮する、酵母によりグルコース、2種類
を資化除去する、カラムクロマトグラフイーで分
岐デキストリンを分離する、などの方法により、
分岐デキストリン含量を高めた糖液の使用が望ま
しい。
[発明の効果] 本発明によれば、新規な各種重分岐サイクロデ
キストリンが効率的に得られ、これらのサイクロ
デキストリンの枝部分はα−アミラーゼ、グルコ
アミラーゼの作用を受けないが、受け難いので医
薬基材として有利である。さらに枝部分とサイク
ロデキストリンの空洞の共同作用により包接効果
の増大が期待されるので食品、化粧品その他の工
業分野でも巾広く利用できる新素材である。
特に、重分岐サイクロデキストリンは従来のサ
イクロデキストリンに比較してさらに難消化性と
なり、ビフイダス菌増殖因子、肥満防止などの健
康食品、特殊食品への用途が期待される。さらに
重分岐サイクロデキストリンの特殊構造から、そ
れ自体生理活性をもつことも考えられ、金属また
は金属イオンの包接により強い生理活性を示すこ
とが期待される。
また製法により重分岐サイクロデキストリンを
各種濃度で含む製品が得られ、これらには原料と
して用いたサイクロデキストリン、分岐デキスト
リン及びグルコース、マルトースなどが含まれ
る。
高純度の重分岐サイクロデキストリンは反応混
合物をカラムクロマトグラブイー、溶媒沈澱など
の通常の精製法で処理すれば得られる。
[実施例] 次に本発明の実施例を示す。
実施例 1 本発明者らが調製したパノース2.8gとα−サ
イクロデキストリン0.7gを4mlの水に溶解し、
市販プルラナーゼ(Novo社製、200puh/g)1
mlを加えてPH5.0、60℃で7日間反応し、パノシ
ル−α−サイクロデキストリンの生成率42%を得
た。
なお、分析は高速液体クロマトグラフイーを用
い、溶出液60%アセトニトリル、流速1ml/
min、カラム:ユニシル−NH25μ、注入量:反応
液3μlの条件で行つた。
本物質の赤外線吸収スペクトルを第3図に示
す。
実施例 2 α−サイクロデキストリンをβ−サイクロデキ
ストリンに替えた以外は実施例1と同様にし、パ
ノシル−β−サイクロデキストリンの生成率37%
を得た。
実施例 3 α−サイクロデキストリンをγ−サイクロデキ
ストリンに替えた以外は実施例1と同様にしパノ
シル−γ−サイクロデキストリンの生成率48%を
得た。
実施例 4 マルトースに市販トランスグルコシダーゼを作
用させ、グルコース26%、マルトース28%、イソ
マルトース7%、パノース33%、マルトトリオー
ス4%、イソマルトトリオース2%を含む糖液を
得た後、本糖液を80%濃度に調整し、本糖液の総
糖量の4分の1のα−サイクロデキストリンを加
え、総糖量1g当り100IUの市販プルラナーゼを
加えて実施例1と同様に反応し、α−サイクロデ
キストリンのパノシル−α−サイクロテストリン
への変換率13%を得た。
本反応液はこのままでも製品化することができ
る。
実施例 5 モチトウモロコシ澱粉をクライスターゼ(耐熱
性α−アミラーゼ、大和化成製、3000〜
4000IU/g、37℃)で液化し、糖濃度を75%に
した後、新たにクライスターゼを基質1g当たり
400mg加え、基質終濃度10%、PH5.0、60℃で7日
間反応し限界デキストリンを12.8%の収率で得
た。
本反応後にアセトン3.5倍量加え、その沈澱物
としてグルコース、マルトース、マルトトリオー
ス、63−α−グルコシルマルトトリオース、その
他の分岐デキストリンをおのおの11、29、5、
31、25%含む糖混合液を得た。
本糖液に総糖量の4分の1のα−サイクロデキ
ストリンを加え、糖濃度70%とし、総糖量1g当
り100IUの市販プルラナーゼを加えて実施例1と
同様に反応し、α−サイクロデキストリンの63
α−グルコシルマルトトリオシル−αサイクロデ
キストリンへの変換率10%を得た。
実施例 6 実施例5と同様の基質を用い、総糖量1g当り
1000IUの市販イソアミラーゼを加え、PH3.8、40
℃、2日間反応して、63−α−グルコシルマルト
トリオース及びこれより大分子の分岐デキストリ
ンの枝をもつ重分岐サイクロデキストリンを得
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は主たる重分岐サイクロデキストリンの
構造を示し、丸印はグルコース残基、二重丸印は
サイクロデキストリン、横棒はα−1,4結合、
矢印付縦棒はα−1,6結合を示す。Iはパノシ
ル−サイクロデキストリン、は62−α−イソマ
ルトシルマルトシル−サイクロデキストリン、
は63−α−グルコシルマルトトリオシル−サイク
ロデキストリンである。第2図はパノースとα−
サイクロデキストリンから生成したパノシル−α
−サイクロデキストリンの溶出曲線を示す。第3
図はパノシル−α−サイクロデキストリンの赤外
線吸収スペクトルを示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 分岐サイクロデキストリンの枝部分が分岐マ
    ルトオリゴ糖である重分岐サイクロデキストリ
    ン。 2 分岐サイクロデキストリンの枝部分が62−α
    −グルコシルマルトース、62−α−イソマルトシ
    ルマルトース、63−α−グルコシルマルトトリオ
    ース、63−α−グルコシルマルトテトラオース、
    及び64−α−グルコシルマルトテトラオースのう
    ちから選ばれたものである特許請求の範囲第1項
    に記載の重分岐サイクロデキストリン。 3 環部分がα−、β−及びγ−サイクロデキス
    トリンである特許請求の範囲第1項に記載の重分
    岐サイクロデキストリン。 4 分岐マルトオリゴ糖または分岐マルトオリゴ
    糖を含む糖混合物とサイクロデキストリンを混合
    して枝切り酵素を作用させることを特徴とする分
    岐サイクロデキストリンの枝部分が分岐マルトオ
    リゴ糖である重分岐サイクロデキストリンの製
    法。 5 分岐サイクロデキストリンの枝部分が62−α
    −グルコシルマルトース、62−α−イソマルトシ
    ルマルトース、63−α−グルコシルマルトトリオ
    ース、63−α−グルコシルマルトテトラオース、
    及び64−α−グルコシルマルトテトラオースのう
    ちから選ばれたものである特許請求の範囲第4項
    に記載の製法。 6 環部分がα−、β−及びγ−サイクロデキス
    トリンである特許請求の範囲第4項に記載の製
    法。
JP61188641A 1986-08-13 1986-08-13 重分岐サイクロデキストリン、及びその製法 Granted JPS6346201A (ja)

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