JPH03224500A - キシロースの製造方法 - 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］ 本発明はババスヤシ殻の核層を原料として用い特定の加
水分解条件を適用することにより、高純度のキシロース
を工業的に安価か′つ効率良く製造する方法に関する。

［従来の技術］ 従来、キシロースはキシランの他にセルロース及び各種
のヘミセルロースを多量に含有する天然の植物原料（例
えば、からす麦、トウモロコシ又は綿実膜など単子葉植
物、及びブナ、ポプラ、カバなどの落葉樹のような双子
葉植物）やバルブ及び紙工業の廃棄有機原料（亜硫酸バ
ルブ、クラフトバルブ、セミケミカルバルブなどの廃棄
物）を出発原料として、鉱酸、有機酸又は酵素剤による
加水分解により得る方法が試みられきた。またこれら加
水分解物には多種類の糖類なと不純物を含むので、その
精製については酵母による不純物の発酵除去等の方法が
用いられてきた。

［発明が解決しようとする課題］ 一般にこれらの出発原料は各種の多糖類から構成されて
いるため、得られた加水分解糖液中には目的とするキシ
ロースの他にアラビノースなどの五炭糖やグルコース、
マンノース、ガラクトースなどの六炭糖及び酢酸等が生
じる。

従って、この混合物から各成分を分離してキシロースを
高純度で回収することは極めて困難てあリ、そのため多
くの費用と時間を要した。

一方、上述のような他の不純物の混入のないキシロース
の製造法としてババスヤシ殻の外皮層又は核層を原料と
し、酵素剤を用いる方法（特公昭５６−５０９６０）が
ある。しかし、この方法によると脱）ノグニンやキシラ
ンのアルカリ抽出等の前処理工程とともに酵素加水分解
液を中性成分であるキシロース及びウロン酸を含む酸性
成分であるポリアニオン性物質に分離する後処理があり
、キシロースのみを得るためにはプロセスが複雑で、ま
た費用と時間かかかるという問題点があった。

また−船釣に天然物を原料とすることは原料供給の安定
性が問題となるものであり、例えば綿実殻を原料とした
場合（特公昭４３−１２２３７１綿実油の利用価値の減
少に伴い将来的に原料の安定な供給に問題かある。なお
、原料とする植物においては、キシランの存在状態は、
その起源によって異なるもので、熱や薬品に対する挙動
についてもキシラン自体の分子量、リグニン質・セルロ
ース質との結合状態により各々異なっている。

キシロースの製造原料として、ババスヤシ殻の核層は特
公昭５６−５０９６０に述べられているように他の原料
に比ベキシラン含量に冨み、また原木はブラジルなど南
米に大量に自生しているため原料供給安定性に優れてい
る。しかしながら、キシロースのみを製造する観点から
は先に述べた特許の製造方法ではプロセスが複雑であり
コスト面から必ずしも有利ではなかった。

そこで本発明では原料としてババスヤシ殻の核層を用い
、高純度のキシロースを工業的に安価で簡便に製造する
ことを目的とした。

なおこの発明で言うババスヤシとは、ヤシ科植物に分類
されＢａｂａｓｓｕｐａｌｍ、Ｏｒｂｉｇｎｙａ　ｍａ
ｒｔｉａｎａＢａｒｂ−Ｒｏｄｒ等の名称があり、核層
はその種子を包むＥｎｃｌｃａｒｐｏと呼ばれる部分を
指す。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては、原料供給性に優れているババスヤシ
殻の核層な用い、その加水分解の条件として０．１〜３
．　０Ｎの鉱酸を用い、１００１３０°Ｃ好ましくは１
２０°Ｃ前後、常圧又は加圧下で煮熟する。このことに
よってグルコース、アラビノース及び少糖類の生成を抑
えかつ高純度のキシロースを製造することができる。

更にババスヤシ殻の核層な原料とするについて、水又は
０．１Ｎ以下の希酸を加え煮熟し液に溶解した不純物を
流し去る前処理工程の後に、上記の加水分解を行うと、
さらに高純度のキシロースが得られることを見い出した
。

また得られた加水分解液からキシロースの分離精製は活
性炭処理、イオン交換樹脂処理及び結晶化等で達成され
る。

以下に実施例等により具体的に述べる。

［実験例１コ 硫酸処理によるキシロース含有液製造（１）ババスヤシ
殻の核層部を取り出し、ウィレーミルにより粒径０，５
〜２．０ｍｍ程度に粉砕処理を行ってパウダーを得た。

このパウダー（乾燥物）各８、ＯＯｇ（１０系列）を試
料とし栓付三角フラスコ中の０〜５０％（ｖ／ｖ）（約
Ｏ〜１８Ｎ）の硫酸１００ｍ１に加え、１２０℃加圧１
気圧６０分のオートクレーブ中でキシロースの溶出を試
みた。各系列の酸濃度は第１表に示した。

加熱処理後加水分解物はガラス繊維濾紙にて濾過し、固
形物と濾液に分離した。固形物は洗浄液が中性になるま
で水洗した後に１０５℃で５時間乾燥し秤量した。濾液
は水酸化バリウムでｐＨ６，５６，９に中和し、生じた
硫酸バリウムを濾過により除去し濾液を濃縮、凍結乾燥
を行い秤量した。ババスヤシ殻核層パウダーの各硫酸濃
度による溶出物と固形物の物質収支を第２表に示した。

原料に対する溶出物の収率は実験系Ｄ−Ｆ（硫酸濃度１
．０〜５．０％（Ｖ／Ｖ）で４０％以上という最も効率
が良い結果となった。

溶出物の糖組成を調べるためにシリカゲルＴＬＣプレー
ト（ＭＥＲＣＫ　Ａｒｔ、　５５５４）で展開した結果
、驚くべきことに実験系Ｃ−Ｅ（硫酸濃度０．５〜２．
０％（Ｖ／Ｖ）の硫酸濃度で処理した物が唯一キシロー
スのみが生成していることが判明した（第１図）。また
実験系０−Ｂ（硫酸濃度Ｏ〜０．２％（Ｖ／Ｖ）ではバ
バスヤシ殻核層中に含まれる他のヘミセルロース由来の
アラビノース化の夾雑物が多く含まれ、実験系Ｆ〜工　
（硫酸濃度５．０〜５０．０％（Ｖ　／　Ｖ　）ではセ
ルロース由来のグルコースの生成が伴うようになり、純
度の高いキシロースを得られるのはこの間の硫酸濃度で
のみ成立することが示された。

次に各溶出物の全糖量をオルシノール硫酸法で還元糖量
をネルソンーソモギ法で定量した結果を第３表に示した
。全糖量の比率は実験系Ａ−Ｆ（硫酸濃度０．１〜５．
０％（ｖ／ｖ））で６０％前後の値か得られ、還元糖量
は実験系Ｃ−Ｆ（硫酸濃度０．５〜５．０％（ｖ／ｖ）
）で５５％前後の値か得られた。また全糖量／還元糖量
の値で溶出物に含まれる糖の重合度を換算すると、実験
系Ｃ−Ｇ（硫酸濃度１．０〜１０．０％（ｖ／ｖ））で
ほぼ１となり、溶出糖のほとんど全部が単糖まで分解し
ていることがわかる。またここで実験系Ｈ１■（硫酸濃
度２０．０〜５０．０％（ｖ／ｖ））では糖の過分解反
応が進行していることが明らかとなった。

溶出物中の糖分の対原料収率では、実験系Ｄ〜Ｆ（硫酸
濃度１．０〜５．０％（Ｖ／Ｖ））で２３％以上となっ
た（第４表）。

以上、溶出物の糖分の対原料収率、キシロースの純度、
糖含量、加水分制度のすべての実験結果を考慮した結果
、実験系り、　Ｅ　（硫酸濃度１．０．２．０％（Ｖ／
Ｖ）　）で処理して得た溶出物が夾雑糖類を含まず、ま
た高い収率でキシロースか得られることが明らかとなっ
た。

第　　　１　　　表 第 表 （重量は乾物換算値） 第 表 ＼ 第 表 ［実験例２］キシロースシロツプのｍＭ実験例１の実験
系り、Ｅの濾液部分の凍結乾燥物（以下各県の濾液部分
の凍結乾燥物も単に溶出物と表現する。）　１．ＯＯｇ
を水１０ｍ１に溶かし、ヤシ殻活性炭（和光純薬）５０
ｍｇを加え４’　Ｏ’Ｃで６０分間処理した。活性炭を
濾過して除去し、処理液を１０ｍ１に調整した。この５
．００ｍ１を強酸性イオン交換樹脂ＧＣ１２０（）ｌ”
）型１〜１．５ｍｌ及び強塩基性イオン交換樹脂ｌＲ４
１０Ｃ０）ｌ−）型１〜１．５ｍ１Ｏカラムに通過し精
製を行った。

各精製段階のシロップの糖純度をオルシノール硫酸法で
検定した結果、最終処理物は実験系りで９２．８％、Ｅ
で９０．２％となり（第５表）、またこれをＨＰＬＣで
糖組成を調べた結果、各々唯一キシロースのピークのみ
が検出された。

結果は第２図に示した。なおＨＰＬＣの条件は移動相ニ
アセトニトリル：水＝８０：２０流速　：　０．５ｍｌ
／ｍｉｎ カラム：　ＴＯ３ＯＨＡｍ１ｄｅ　８０　（４，６ｍｍ
ＩＤｘ　２５ｃｍ）温度二８０°Ｃ 検出器：　ＴＯ５Ｏ）Ｉ　Ｒ１−８０１２装　置：　Ｔ
Ｏ５ＯＨ５Ｃ−８０１０ 試料注入量：２０μＩ （アセトニトリル：試料水溶液＝８０：２０）また各精
製段階の糖分の対原料収率を第４表に示した。最終処理
物のキシロースの対原料収率は約２１％となった。

第　　５　　表 ［実験例３］前処理を含むキシロース含有液の製造（２
） ババスヤシ核層パウダー（乾燥物）各８．ＯＯｇ（３系
列０−２、Ａ−２、Ｂ−２）を試料とし、栓付三角フラ
スコ中のＯ〜０，２％（ｖ　／　ｖ　）　（約０〜０．
０７２Ｎ）の水又は希硫酸液１００ｍ１に加え、１２０
℃加圧１気圧６０分のオートクレーブ中で前処理し、溶
出物を濾過除去して得られた固形物の各４．００ｇ（乾
燥物換算）を以下のキシロース含有液の製造原料として
用いた。各実験系の前処理における硫酸濃度は、第１表
に示した同じアルファベット記号の実験系に準する。す
なわち○−２実験系では水を用い、Ａ−２実験系では０
．１％の、Ｂ−２実験系では０．２％の希硫酸を用いた
。

各前処理条件で処理した固形物４．００ｇ　（乾燥物換
算）を栓付三角フラスコ中の１％（ｖ／ｖ）硫酸５０ｍ
１中に加え、１２０℃、加圧１気圧、６０分間のオート
クレーブ中でキシロースの溶出を試みた。溶出物と固形
物の物質収支を求めた結果を第６表に示した。

溶出物の糖組成をＴＬＣで調べた結果、唯一キシロース
のみが生成していることが示された（第３図）。

また全糖量及び還元糖量を実験例１と同様に測定した結
果、全糖量の比率は第７表に示した通り実験系０−２．
Ａ−２で８０％前後となり、実験例１で得られた前処理
を行わなかった実験系Ａ〜Ｆに比べ２０％程度向上した
。実験系Ｂ−２の前処理時の硫酸濃度（０，２％（Ｖ／
Ｖ）’）では、前処理段階でのキシロースのロスが多く
、かつ純度の向上が認められなかった。

この結果は、前処理がこの後の精製に用いる活性炭及び
イオン交換樹脂の消耗を低減する効果があることを示し
、また適切な条件の前処理では全糖量／還元糖量の値も
ほぼ１となり、生成糖のほとんど全部が単糖であること
を示している。

糖分の対原料収率は第４表に示したように実験系○−２
で約２４％と最も高く、前処理は水又は０．１％（Ｖ／
Ｖ）程度の硫酸を用いたものが良いことが明らかである
。

第　　　６　　　表 第 表 ［実験例４］キシロース製造（３） これまでの実験例をもとにキシロース製造のスケールア
ップを試みた。パウダー３００．０ｇ（乾燥物換算）に
水道水を加え、全量１５００ｍｌとし、２Ｌ容ポリプロ
ピレン容器中で　１２０℃、加圧（ゲージ圧１気圧）、
６０分間処理した。濾過により２８９．８　ｇ　（乾燥
物換算）の残渣を得て、これに１％（Ｖ／Ｖ）硫酸（約
０．３６Ｎ）を加え全量１５００ｍｌとし、同様に１２
０℃で加圧６０分間処理した。濾過して残渣を除去し、
濾液に消石灰を加え中和し生じた硫酸カルシウムを濾過
除去した。濾液を濃縮し、再び濾過により沈殿物を除き
、活性炭、イオン交換樹脂処理を実験例２で述べた方法
に準じて行ってシロップを得、またこの一部をＨＰＬＣ
で糖組成の分析を行った。結果を第４図に示した。残る
シロップは濃縮、乾燥して糖純度９１．２％の固形分８
１．４ｇを得た。糖分の対原料収率な算出すると２４．
７％となった。

［発明の効果］ 従来植物原料からキシロースを製造する場合夾雑糖類の
生成及び高温処理（１３０℃以上）による酢酸の発生が
問題とされていた。本発明者等は酢酸の副生を１００〜
１３０°Ｃという低い温度に設定することで回避し、ま
たババスヤシ殻核屡を原料とし硫酸処理条件の選択だけ
で高純度のキシロースが製造出来ることを発見した。バ
バスヤシは南米に多量に自生し、また特に核層部はその
５８％をも占める一方用途に乏しく、未利用資源でもあ
り原料としての供給安定性に優れているものである。ま
た本性のプロセスの簡潔さは高純度のキシロースを低コ
ストで製造することを可能とし、工業的にも極めて有用
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はババスヤシ殻の核層を各濃度の硫酸で処理して
得た溶出物のＴＬＣによる糖組成を示す。 第２図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）はキシロース標準試料
、実験系り及びＥの活性炭・イオン交換樹脂による精製
物の）ＩＰＬＣによる糖組成を示す。 第３図は前処理を行った後に１％（Ｖ／Ｖ）硫酸処理に
よって得た溶出物のＴＬＣによる糖組成を示す。 第４図（Ａ）、（Ｂ）はキシロースの標準試料及び実験
例４の方法で得たシロップのＨＰＬＣによる糖組成を示
す。 展開溶媒： 酢酸エチル；ピリツノ：　Ｑｔ酸：　水＝５　：　５　
；　ｌ　：発色剤　： アニリノ−フタル酸発色剤 σ、Ｕロ メ ヌ ン 第 図 展開溶媒： 酢酸エチル ピリジン；酢酸；水＝：５　；！ｉ　：１　； 第 図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ババスヤシ殻の核層を０．１〜３．０Ｎの鉱酸中
   １００１３０℃、常圧又は加圧下の条件で処理して液相
   を得、この液相に含まれるキシロースを分離し精製する
   ことを特徴とする高純度のキシロースの製造方法。
2. （２）ババスヤシ殻の核層が水又は０．１Ｎ以下の希酸
   液に溶解する不純物を分離する前処理を施されたもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。