JPH03228687A - Ｄ―プシコースの製造方法 - 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、Ｄ−プシコースの製造方法に関するものであ
り、更に詳細には、アルカリゲネス属に属し、Ｄ−ガラ
クチトール、Ｄ−タガトースおよびＤ−タリトールから
選ばれる一種以上の糖質からＤ−プシコース産生能を有
する細菌を用いて、Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−タガトー
スおよびＤ−タリトールから選ばれる一種以上の糖質か
らＤ−ブシコースを製造する方法に関するものである。

［従来の方法］ Ｄ−プシコースは、ケトヘキソースに分類される単糖類
である。その製造方法としては、有機化学的手法によっ
て、常法通り、Ｄ−アルドロースまたはＤ−アロースを
カセイソーダ、ピリジンなどのアルカリ性薬剤の共存下
で異性化させ、Ｄ−プシコースを製造することは原理的
には可能である。しかし、実際には、原料となるＤ−ア
ルドロースまたはＤ−アロースを得ることが困難である
ため、充分量のＤ−プシコースを合成する適当な方法は
現在までに報告されていない。

Ｄ−プシコースの自然界における存在はアジサイ科ズイ
ナ（Ｉｔｅａ　ｊａｐｏｎｉｃａ　０１ｉｖｅｒ）中に
、また抗生物質プシコフラニン（ｐｓ　１ｃｏｆ　ｕｒ
ａｎ　１ｎｅ）の成分として知られている。しかし、一
般的には殆ど存在しない希少糖質である。

［発明が解決しようとする課題］ 近年、生化学工業が急速に発達し、糖質化学の分野にお
いても、新たな糖質の開発が望まれている。Ｄ−プシコ
ースは、試薬として少量市販されているものの、その大
量製造方法が確立されておらず、未だ、食品工業、医薬
品工業、化学工業などの工業原料として使用されるに至
っていない。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、Ｄ−プシコースを生化学的手段により大
量、安価に製造することを目的に鋭意研究した。

その結果、アルカリゲネス属に属し、Ｄ−ガラクチトー
ル、Ｄ−タガトースおよびＤ−タリトールから選ばれる
一種以上の糖質からＤ−プシコース産生能を有する細菌
を、Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−タガトースおよびＤ−タ
リトールから選ばれる一種以上の糖質を含有する水溶液
に接触きせて、Ｄ−プシコースを生成せしめ、これを採
取することにより、容易にζ′高収率でＤ−プシコース
を製造し得ることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明において、Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−
タガトースおよびＤ−タリトールから選ばれる一種以上
の糖質からＤ−プシコースを製造するのに使用きれる細
菌は、アルカリゲネス属に属し、Ｄ−ガラクチトール、
Ｄ−タガトースおよびＤ−タリトールから選ばれる一種
または二種以上の糖質からＤ−プシコース産生能を有す
る細菌である。その−例としては、後に説明するアルカ
リゲネス・デニトリフィカンス・サブスピーシーズ・キ
シロソキシダンス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ　ｄｅｎｉ
ｔｒｉｆｉｃａｎｓ　５ｕｂｓｐ、　ｘｙｌｏｓｏｘｙ
ｄａｎｓ）　７０１Ａまたは）これの変異株などが有利
に利用できる。

アルカリゲネス・デニトリフィカンス・サブスピーシー
ズ・キシロソキシダンス７０１Ａは、平成２年１月１９
日付で、工業技術院微生物工業技術研究所に、微生物受
託番号ＦＥＲＮ　ＢＰ−２７３５として寄託されている
。

このアルカリゲネス・デニトリフィカンス・サブスピー
シーズ・キシロソキシダンス７０１Ａ　（ＦＥＲ１４Ｂ
Ｐ−２７３５）の菌学的性質を以下に記載実る。

Ａ、採集地及び分離源 採集地　香川県木田郡三木町 分離源　土壌 Ｂ、細胞の形態 （１）細胞の形及び大きざ 短桿圀 ０．８乃至０．９　Ｘ　１．２乃至１．３μ腸（２）細
胞の多形性の有無　　　　　　　無（３）運動性の有無
　　　　　　　　　　有（４）鞭毛の有無　　　　　　
　　　　　有（５）胞子の有無　　　　　　　　　　　
無（６）ダラム染色性　　　　　　　　　陰性（７）抗
酸性　　　　　　　　　　　　　無Ｃ６各培地における
生育状況 （１）肉汁寒天平板培養（２８℃、２日）コロニーは、
不透明な混光を帯びた黄白色の円形で、表面は平滑であ
り、半レンズ状の隆起をしている。周縁は金縁で内容は
均質である。色素は形成しない。

（２）肉汁ゼラチン穿刺培養（２０℃および２８℃、５
日）培地表面に穿刺部を中心にコロニーが形成され、液
化しない。

Ｄ、生理学的性質 （１）硝酸塩の還元 （２）脱窒反応 （３）ＭＲテスト （４）ＶＰテスト （５）インドールの生成 （６）硫化水素の生成 （７）デンプンの加水分解 （８）クエン酸の利用 （９）色素の生成 （１０）ウレアーゼ （１１）オキシダーゼ （１２）カタラーゼ （１３）生育の範囲 陽性 陽性 陽性 陰性 陰性 陽性 陰性 陽性 生成せず 陽性 陽性 陽性 ５乃至９ 生育ｐＨ （１４）酸素に対する態度 （１５）　０−　Ｆテスト 糖（グルコース） 化する。

（１６）糖類から酸の生成 Ｌ−アラビノース Ｄ−キシロース Ｄ−グルコース Ｄ−マンノース Ｄ−フラクトース Ｄ−ガラクトース マルトース ショ糖 乳糖 トレハロース Ｄ−ソルビトール Ｄ−マンニトール Ｄ−ガラクチトール イノシトール を好気的条件下でのみ酸 生育温度　２０乃至３７℃ 好気性 グリセロール　　　　　　　　　＋ （１７）炭素源の資化性 Ｄ−グルコ−′ス　　　　　　　　　＋Ｄ−キシロース
　　　　　　　　＋ Ｄ−ソルビトール　　　　　　　＋ Ｄ−フラクトース　　　　　　　＋ 酢酸　　　　　　　　　　　　　中 本菌株は、上述の菌学的性質から、ウィリアムス・アン
ド・ウィルキンズ（ｌＪｉｌｌｉａｓｓ　＆　Ｖｉｌｋ
ｉｎｓ）社、「パーシーズ・マニュアル・オブ争システ
マティック・パクテリオロジー（Ｂｅｒｇｅｙ’ｓ　Ｍ
ａｎｕａｌ　ｏｆＳｙｓｔｅｍａｔｉｃ　Ｂａｃｔｅｒ
ｉｏｌｏｇｙ）」、第１巻（１９８４年）に準じて分類
すれば、ダラム陰性、好気性の短桿菌であり、胞子を形
成せず、運動性あり、色素を生成せず、また、カタラー
ゼおよびオキシダーゼが陽性であることからクロモバク
テリウム・リビダム（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ
　ｌｉｖｉｄｕｍ）あるいはアルカリゲネス（Ａｌｃａ
ｌｉｇｅｎｅｓ）の可能性が考えられる。本面は嫌気的
条件下で硝酸塩に生育できることから、アルカリゲネス
・デニトリフィカンス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｄｅｎ
　ｉｔｒ　ｉｆ　１ｃａｎｓ）に属すると考えられる。

Ｄ−グルコース、Ｄ−キシロース、酢酸塩に生育するこ
と、Ｄ−グルコース、Ｄ−キシロースなどの糖から酸を
生成することから、アルカリゲネス・デニトリフィカン
ス・サブスピーシーズ・キシロソキシダンス（Ａｌｃａ
ｌｉｇｅｎｅｓ　ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ　５ｕｂ
ｓｐ、ｘｙｌｏｓｏｘｙｄａｎｓ）と同定され、アルカ
リゲネス・デニトリフィカンス・サブスピーシーズ・キ
シロソキシダンス７０１Ａと命名された。

本発明でいう、アルカリゲネス属に属し、Ｄ−ガラクチ
トール、Ｄ−タガトースおよびＤ−タリトールから選ば
れる一種以上の糖質からＤ−プシコース産生能を有する
細菌を、Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−タガトースおよびＤ
−タリトールから選ばれる一種以上の糖質を含有する水
溶液に接触させてＤ−プシコースを生成せしめ、これを
採取するとは、Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−タガトースお
よびＤ−タリトールから選ばれる一種以上の糖質からＤ
−プシコース産生能を有する、例えば、アルカリゲネス
・デニトリフィカンス・サブスピーシーズ・キシロソキ
シダンス７０１Ａ　（ＦＥＲＮ　ＢＰ−２７３５）、ま
たは、この変異株などの細菌をＤ−ガラクチトール、Ｄ
−タガトースおよびＤ−タリトールから選ばれる一種以
上の糖質を含有する栄養培地で培養し、望ましくは、振
盪、通気撹拌などの好気的条件下で培養し、培養液中に
Ｄ−プシコースを生成せしめ、これを採取するか、また
はＪこのようにして培養した後、得られる細！ｉ（生菌
体）を用いて水溶液中のＤ−ガラクチトール、Ｄ−タガ
トースおよびＤ−タリトールから選ばれる一種以上の糖
質をＤ−プシコースに変換する。望ましくは、振盪、通
気撹拌、酸素の圧入なとの好気的条件下で変換させ、生
成するＤ−プシコースを採取すればよい。

培養方法としては、アルカリゲネス属に属する細菌が必
要とする栄養源、例えば、炭素源、窒素源、無機塩など
を含有する培地、望ましくは、微酸性乃至微アルカリ性
の液体培地に、Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−タガトースお
よびＤ−タリトールから選ばれる一種以上の糖質からＤ
−ブシコース産生能を有する細菌を植菌し、温度約２０
乃至３５℃で、１乃至１５日間好気的条件下で培養すれ
ばよい。

とりわけ、Ｌ−ソルボース、Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−
タガトースおよびＤ−タリトールなどの糖質とともに各
種栄養源を含有する液体培地で好気的に培養するのが望
ましい。

前述のような培養方法によって得られた細菌（生菌体）
を、Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−タガトースおよびＤ−タ
リトールから選ばれる一種以上の糖質を含有する水溶液
と接触、望ましくは、好気的条件下で接触させ、Ｄ−プ
シコースに変換させることができる。また、この際、比
較的安価なり一ガラクチトールを原料としてもＤ−タガ
トース、Ｄ−タリトールを経てＤ−プシコースに変換さ
れるので好都合である。

この変換に用いられる細菌は、培養液から分離された生
菌体そのままの状態に限る必要はなく、例えば、生菌体
を半透膜製のホローファイバーに封入した細菌、寒天、
ゼラチン、アルギン酸塩などで包括し、ビーズ状、シー
ト状などの各種形状に固定化した細菌などとして、Ｄ−
ガラクチトール、Ｄ−タガトースおよびＤ−タリトール
から選ハレる一種以上の糖質からＤ−プシコースへの変
換に、繰り返し利用することも好都合である。

以上述べた各種の方法により生成、蓄積したＤ−プシコ
ースを含有する水溶液は、適当な分離方法、例えば、遠
心分離、濾過などの方法によって細菌と分離され、採取
される。

得られたＤ−プシコース液は、必要により、例えば、硫
安塩析、水酸化亜鉛吸着などによる除蛋白、活性炭吸着
による脱色、Ｈ型、ＯＨ型イオン交換樹脂による脱塩な
どの方法で精製し、濃縮してシラツブ状のＤ−プシコー
ス製品を採取することができる。また、更に、イオン交
換樹脂を用いるカラムクロマトグラフィー、例えばダウ
ケミカル社製ｍの商品名ダウエックス５０Ｗ−Ｘ４、ダ
ウエックスＷＧＲ１東京有機化学工業株式会社製造の商
品名アンバーライトＸＴ−１００８、アンバーライトＩ
ＲＡ４７、三菱化成工業株式会社製造の商品名ダイヤイ
オン５Ｋ１０６、ダイヤイオンｌｌｌＡｌ１などを用い
るカラムクロマトグラフィーで分画、精製することによ
り９９％以上の高純度の標品も容易に得ることができる
。

このようにして製造されるＤ−プシコースは、通常、Ｄ
−ガラクチトール、Ｄ−タガトースおよびＤ−タリトー
ルから選ばれる一種以上の原料糖質に対し約５０１Ｊ／
Ｗ％以上の高収率で得られ、大量、安価に供給する工業
的製造方法として好適である。

従って、Ｄ−プシコースの用途も、従来のように試薬用
途に限定されることなく、食品工業、医薬品工業、化学
工業などの原料、中間体などとして自由に利用できる。

以下、実施例について述べる。

実施例　１ 硫酸アンモニウム０．２Ｗ／Ｖ％、リン酸−カリウム０
．２４Ｗ／Ｖ％、リン酸二カリウム０．５６Ｗ／Ｖ％、
硫酸マグネシウム・７水塩０．０１Ｗ／Ｖ％、酵母エキ
ス０．５Ｗ／Ｖ％、Ｌ−ソルボース２Ｗ／Ｖ％及び脱イ
オン水からなる培養液１００ｍＬずつを５００ｍＬ容振
盪フラスコ２０本にとり、１２０℃で２０分間オートク
レーブした後、アルカリゲネス・テ°ニトリマイカンス
・サブスピーシーズ・キシロソキシダンス７０１Ａ（Ｆ
ＥＲＮ　ＢＰ−２７３５）　ｌ白金耳ずつ植菌シ、３０
℃で７日間振盪培養した。

培養後、遠心分離により集菌し、得られた生菌体約２０
ｇをＤ−ガラクチトール２Ｗ／Ｖ％を含有する０、０５
Ｍリン酸塩緩衝液（ｐＨ７，０）且に加え混合し、この
混合液約１００ｍＬずつを５００糺容振盪フラスコに分
注し、３０℃２日間振盪し、Ｄ−ガラクチトールをＤ−
プシコースに変換させた。次いで遠心分離して細菌を除
去した。

得られた上清に２５Ｗ／Ｖ％硫酸亜鉛を１７１０容加え
ｐ　Ｈ７，６に調整し、遠心分離して上清を採取したこ
の上清を、常法に従って、活性炭を用いて脱色し、次い
で、ダイヤイオン５ＫＩＢ（Ｈ型、三菱化成工業株式会
社製造の商品名）およびダイヤイオンＷＡ３０（ＯＨ型
、三菱化成工業株式会社製造の商品名）を用いて脱塩し
、減圧濃縮して濃度的６０％の透明なシラツブを得た。

これをダウエックス５０Ｗ−Ｘ４　（カルシウム型のカ
チオン交換樹脂、ダウケミカル社製造の商品名）を用い
るカラムクロマトグラフィーにより精製、濃縮して高純
度に精製されたＤ−プシコースシラツブを採取した。

Ｄ−プシコースのＤ−ガラクチトールに対する収率は、
固形物当り約７０％であった。

このようにして得られた製品を同定するため、Ｓｉｇｍ
ａ社が市販している試薬Ｄ−プシコースと、その理化学
的性質を比較実験した。この実験においては、５１ｇ１
ａ社の試薬Ｄ−プシコースを標準Ｄ−プシコースと呼び
、本発明の方法で得られたＤ−プシコースを本製品と呼
ぶ。

（１）高速液体クロマトグラフィーによる分析本製品を
高速液体クロマトグラフィー（日本分光工業社製８８０
−ＰＵ　ｉカラム、日立製作所ＧＬ−Ｃ６１１；溶離液
、１０−’Ｍ水酸化ナトリウム、６０ｔ：　；流速、１
ｍＬ／ｓｉｎ　；検出、島津製作所ＲＩＤ−６Ａ）で分
析したところ、その溶出位置は、標準のし一ソルボース
、Ｄ−フラクトース、Ｄ−タガトースなどのケトヘキソ
ースとは異り、標準Ｄ−プシコースと同一の２８．７分
であった。

（２）　１３Ｃ−ＮＭＲによる測定 本製品の１３ｃｍＮＭＲによる測定を、バイオケミスト
リー（Ｂｒ５ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、第１３巻、第１４
６乃至１５３頁（１９７４年）に記載している方法に準
じて行ったところ、そのケミカルシフトは、全てのシグ
ナルについて、標準Ｄ−プシコースのそれとよく一致し
た。また、そのケミカルシフトは、下記の表に示すごと
く、前記文献の値ともよい一致を見た。

（３）比旋光度の測定 本製品値　［ａ］２０＝＋２．９　（Ｃ＝１０％、１ｎ
Ｈ２０）文献値　　［ａ］”＝＋３．１　（Ｃ＝１０％
、１ｎＨ２０）以上の結果から明らかなように、本発明
の方法で得られた製品は、Ｄ−プシコースであると判断
される。

本製品は、希少糖質としての試薬のみならず、食品工業
、医薬品工業、化学工業などの原料、中間体などとして
も有利に利用できる。

実施例　２ 実施例１の培養液のうち、Ｌ−ソルボースをＤ−ガラク
チトールに置き換えた以外は、実施例１と同組成の培養
液１５Ｌを３ＯＬ容ジャーファーメンタ−２基にとり、
１２０℃で２０分間減圀した後、３０℃に冷却し、これ
に、同組成の培養液に３０℃で１日間振盪培養したアル
カリゲネス・デニトリフィカンス・サブスピーシーズ・
キシロソキシダンス７０１Ａ　（ＦＥＲＮ　ＢＰ−２７
３５）の種培養液をＩＶ／Ｖ％植薗し、３０℃で２日間
通気撹拌培養して・Ｄ−ガラクチトールをＤ−プシコー
スに変換ざせ、次いで遠心分離して菌体と上清とに分離
し、得られた上溝を実施例１の方法に準じて、活性炭、
イオン交換樹脂を用いて脱塩し、濃縮した後、カラムク
ロマトグラフィーによって精製、濃縮してＤ−プシコー
スシラツブを採取した。

Ｄ−プシコースのＤ−ガラクチトールに対する収率は、
固形物当り約５５％であった。

本製品の理化学的性質も、実施例１の場合と同様に、Ｓ
ｉｇｍａ社の試薬Ｄ−プシコースとよく一致した。

本製品は、希少糖質としての試薬のみならず、食品工業
、医薬品工業、化学工業などの原料、中間体などとして
も有利に利用できる。

実施例　３ 実施例１の方法で得た生劇体約２０ｇを、Ｄ−タリトー
ル２Ｖ／Ｖ％を含有する０、０５Ｍリン酸塩緩衝液（ｐ
Ｈ７，０）且に加えて混合し、以後、実施例１と同様に
、Ｄ−プシコースに変換せしめ、精製、濃縮して、Ｄ−
プシコースシラツブをＤ−タリトールに対して、固形物
当り約８５％の収率で得た。

本製品は、食品工業、医薬品工業、化学工業などの原料
、中間′体などとして有利に利用できる。

実施例　４ 実施例２の方法で得た生菌体約１００ｇを、Ｄ−ガラク
チトールおよびＤ−タガトースを各１．５Ｗ／Ｖ％ずつ
含有する０、０２Ｍリン酸塩緩衝［（ｐＨ６，８）５Ｌ
に加えて混合し、以後、実施例２と同様に、Ｄ−プシコ
ースに変換せしめ、精製、濃縮して、Ｄ−プシコースシ
ラツブを原料糖質に対して、固形物当り約７５％の収率
で得た。

本製品は、食品工業、医薬品工業、化学工業などの原料
、中間体などとして有利に利用できる。

［発明の効果〕 上記したことから明らかなように、本発明は、従来得る
ことの極めて困難であったＤ−プシコースを、生化学的
方法により容易に製造する方法を確立するものである。

特に、アルカリゲネス属に属する微生物を用いて、Ｄ−
ガラクチトールという安価な糖アルコールを原料として
もＤ−タガトース、Ｄ−タリトールを経てＤ−プシコー
スを生産できることを見出したことは、Ｄ−プシコース
の製造方法にとって、極めて有利である。

従って、本発明の方法は、Ｄ−プシコースの工業的製造
方法として好適であり、大量、安価な供給を可能にし、
希少糖質としての試薬用途のみならず、従来予想すらで
きなかった食品工業、医薬品工業、化学工業などの原料
、中間体などへの用途を可能にするものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカリゲネス属に属し、Ｄ−ガラクチトール、
   Ｄ−タガトースおよびＤ−タリトールから選ばれる一種
   以上の糖質からＤ−プシコース産生能を有する細菌を、
   Ｄ−ガラクチトール、Ｄ−タガトースおよびＤ−タリト
   ールから選ばれる一種以上の糖質を含有する水溶液に接
   触させてＤ−プシコースを生成せしめ、これを採取する
   ことを特徴とするＤ−プシコースの製造方法。
2. （２）アルカリゲネス属に属する細菌が、アルカリゲネ
   ス・デニトリフィカンス・サブスピーシーズ・キシロソ
   キシダンス７０１ＡＦＥＲＭＢＰ−２７３５であること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のＤ−プシ
   コースの製造方法。