JPH0353892A - γ―サイクロデキストリンの転換方法 - 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、α−サイクロデキストリンおよび／またはβ
−サイクロデキストリンをγ−サイクロデキストリンに
転換する製造法に関する。

詳しくはα−サイクロデキストリンおよび／また，よβ
−ザイ，．．デキ７トリ，，ｏグリチルリチアおよび／
またはα−グルコシルグリチルリチンを共存させ、α−
サイクロデキストリンおよび／またはβ−サイクロデキ
ストリンにサイクロデキストリングリコシルトランスフ
ェラーゼを作用させてγ−サイクロデキストリンを製造
する方法に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕サイ
クロデキスｌ・リンは、グルコース分子がα−１，４−
グルコシド結合で環状に結合した非還元性の糖で、グル
コース６分子からなるαサイクロデキストリン，７分子
からなるβザイクロデキストリンおよび８分子からなる
γサイクロデキストリンが一般的に知られている。この
サイクロデキス１・リンは環状の内部が疎水性を示すこ
とからその１ノ４部に親浦性の各種有機化合物を取り込
み包接化合物を形成するという特質を有し、α−，β−
，γ−各タイプにも分子量（α＝９７３　，　　β−１
１３５，　　γ−１２９７）　，内径（α−５〜６大，
β−７〜８大，γ−９〜１０大）および溶解度（２５℃
ｇ　／　１　００　＋＋ｄ水）（α１４．５，　　β−
１．８５，　　γ−２３．　２）等一般物性において差
異があるため、それぞれ独特の利用分野が考えられ、医
薬，農薬，化粧品，食品等の広い領域にわたり利用が考
えられる。

現在比較的低コスｌ・で生産が可能なのは、αβ一，各
サイクロデキストリンと非環状の澱粉分解物が混在した
サイクロデキストリン含有澱粉分解物とこのものから晶
析分離したβサイクロデキストリンである。γ−サイク
ロデキストリンは、選択的大量に生産する酵素がないた
め高価とならざるを得ず、物性的に前記のごとく特徴が
あり独特の利用分野が期待されて３ いる。

従来γ−サイクロデキストリンの製造法としては、新規
なγ−サイクロデキストリン合威酵素を用いる方法（特
開６２−２５９７６　）が提案されているが、バレイシ
ョデンブンＩＯｋｇより、γサイクロデキストリンＩＯ
ｇｌ，か得られないので、工業的には無理な方法である
。

デキストリンにサイクロデキストリングリコシルトラン
スフェラーゼを作用させてサイクロデキストリンを製造
する際に、グリチルリチンを共存させることを特徴とす
るγ−サイクロデキストリンの増収方法（特開６０−　
２２７６９３）が提案されているが、反応液に大量のデ
キストリンが残存するため、脱デキストリンの精製が難
しい問題がある。

この反応を追試した結果、ダイヤイオンＨｐ２０（三菱
化或工業■製）を用いるデキストリンとγ−サイクロデ
キストリンの分離は、容易ではなく、γ−サイクロデキ
ストリン中に分子の大きいデキストリンが混入し、晶析
分離が難４ しい点で、工業的には難しい。

また、サイクロデキストリン含有澱粉分解物にグルコア
ミラーゼを添加作用させて未分解の澱粉質をグルコース
に分解してサイクロデキストリンとグルコースからなる
塘溶液にして上記と同様の分離をすることによってγ−
サイクロデキストリンを晶析分解することは可能である
が、操作が煩雑で、処理時間が長くなる問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明名等は、操作が簡中で、分離・精製がしや
すく、しかも高純度、高収串にγサイクロデキストリン
を製造出来る方法を鋭意研究した。その結果グリチルリ
チンあるいはαグルコシルグリチルリチンとα一および
／またはβ−サイクロデキストリンと若干量のマルトー
ス共存系において、バチルスステアロサーモフイラス（
Ｂａｃｉｌｌｕｓ　Ｓｌｅａ＋ｏｔｈｅ＋ｍｏｐｈｉｌ
ｕｓ）が生産するサイクロデキストリングルカノトラン
スフェラーゼを用いて反応させた結果、γ−サイクロデ
キストリンが高収率で生成し、しかも高分子のデキスト
リンが存扛しないため、分離・精製が容易で、高純度の
γ−サイクロデキストリンを製造することが出来る方法
を見い出した。

現在、工業的にサイクロデキストリンを生産するサイク
ロデキストリングルカノトランスフェラーゼには、バチ
ルス　マーセランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｍａｃｅ＋ａ
ｎｓ）　、バチルス　オーベンシス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ
　　ｏｈｂｅｎｓｉｓ）、バチルスメガテリウム（Ｂａ
ｃｉｌｌｕｓ　ｍｅｇａｔｅ＋ｉｕｍ）、バチルス　ス
テアロサーモフィラス（ＢａｃｉｌｌｕｓＳｔｅａ＋ｏ
ｌｈｅ＋ｍｐｈｉｌｕｓ）起源のものがある。その主生
或サイクロデキストリンは、いずれもα−サイクロデキ
ストリンあるいはβ−サイクロデキストリンである。

現在の市販価格は、β−サイクロデキストリン２０００
〜３０００円／ｋｇ，α−サイクロデキストリン２〜３
万円／　ｋｇ　，γ−サイクロデキストリン３〜３０万
円／　ｋｇであり、γ−サイクロデキストリンは非常に
高価である。

γ−サイクロデキストリンは、包接内径が大きく、溶解
度が大きい生体内で分解されやすいという特徴があり、
食品、医薬品、化粧品用途で要望されている。よってβ
−サイクロデキストリンをγ−サイクロデキストリンに
転換出来ることは、工業的にも意味のあることである。

以下、本発明について詳細に説明する。まず本発明にお
ける出発原料のα一および／またはβ−サイクロデキス
トリンは、市販のα一および／またはβ−サイクロデキ
ストリンでよく、グリチルリチン類としては、古くから
薬用、−１１味料として用いられて来た、豆科の多年生
植物である１」゜草の根から抽出精製したグリチルリチ
ン酸またはその塩類、および１−１草中にグリチルリチ
ンと共存しトリテルペン骨格をもつ、グリチルリチンと
類縁の配糖体、更にグリチルリチン酸またはその塩類と
α−１、４−グルコシル糖化合物の混合物にサイクロデ
キストリングルカノトランスフェラーゼを作用させて得
られる７ α−グルコシルグリチルリチンなとである。αグルコシ
ルグリチルリチンは、γ−サイクロデキストリンを選択
的に生産する場合の原料として好適である。

β−サイクロデキストリンからγ−サイクロデキストリ
ンに転換する工程として、β−サイクロデキストリンが
一たん開環し、少糖類を付加して再度閉環し、環状グル
コースを７個から８個にすると推定される。そこで、少
糖類を多少添加してやる方がβ−サイクロデキストリン
からγ−サイクロデキストリンへの転換が良くなると思
われる。少糖類としては、グルコース、マルトース、ト
リオース、テトラオール等いずれでも良いが、分離精製
を考えた場合分子量の小さいマルトースが一番望ましい
。

ドナーとして用いるものは、若干量のデキストリンを添
加することも効果としては、十分可能である。

サイクロデキストリングルカノトランスフェラーゼとし
ては、多くの酵素が公知となってい８ るが、本発明に適応出来る酵素は、サイクロデキストリ
ンを生産する能力があり、効串的にγサイクロデキスト
リンを生産する酵素であれば良く、その中でバチルス　
ステアロサーモフイラス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｌｅａ
ｒｏｆｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）が生産するサイクロデ
キストリングルカノトランスフェラーゼが適している。

α一および／またはβ−サイクロデキストリンとグリチ
ルリチンおよび／またはα−グルコシルグリチルリチン
の配合比率（重量）は、αおよび／またはβ−サイクロ
デキストリン１に対してグリチルリチンおよび／または
α−グルコシルグリチルリチン１〜３が望ましく、グリ
チルリチンの場合２．５〜３、α−グルコシルグリチル
リチンの場合１．５〜２．０が最適である。

またドナーとして添加するグルコース、マルトース、デ
キストリンはα−および／またはβサイクロデキス１・
リン１部に対して、０．０４〜０３５部が望ましい。

基質濃度は低い方がα一および／またはβサイクロデキ
ストリンからγ−サイクロデキストリンへの転換率は良
いが、反応後の濃縮を考えた場合１０〜１５％が望まし
い。

ｐＨは、６．５〜７．５で良いが、ｐＨ７．０が最適で
ある。サイクロデキストリングルカノトランスフェラー
ゼの反応条件としては、５０〜７０℃で良いが、６０℃
が望ましく、反応時間は長いほど良いが、１５〜２４時
間が望ましい。

分離精製に用いる陽イオン交換樹脂としては、グリチル
リチン酸あるいはα−グルコシルグリチルリチン酸のア
ルカリ金属塩アンモニウム塩、アルカリ土類金属塩など
と接触し、これらの陽イオンを交換し、グルチルリチン
酸あるいはαグルコシルグリチルリチン酸に交換する能
力があればよく、例えばスチレンとジビニルベンゼンの
共重合体を骨格としてスルフォン基を導入したアンバー
ライトＩＲ−１２０８（オルガノ■製）、ダイヤイオン
ＳＫＩＢ　（三菱化成工業■製）などが適している。

非極性合威吸着剤としては、スチレンとジビニルベンゼ
ンの共重合体からなる巨大網状構造をもつ多孔性ボリマ
ーで三菱化成工業■製のダイヤイオンＩＩＰ−２０、オ
ルガノ■製のＸＡＤ−２、住友化学工業■製のデュオラ
イトＳ−８６１などである。陽イオン交換樹脂処理は、
β−サイクロデキストリンをγ−サイクロデキストリン
へ転換するために添加したグリチルリチンあるいはαグ
ルコシルグルチルリチンを非解離の酸型にし、非極性合
成吸着剤に対する親和性を高め、より効率的な分離を行
なって高純度のγ−サイクロデキストリンを得るためて
ある。

陽イオン交換樹脂処理後の反応液は、グリチルリチン酸
あるいはα−グルコシルグリチルリチン酸の特性ｐＨで
ある２〜３を示す。したがって使用する陽イオン交換樹
脂量は、処理液のｐＨを２〜３にするための必要量でよ
い。

非極ヤ１：合成吸着剤（ＩＩＰ−２０）は、基質の約２
０倍量の樹脂量を用いることが望ましい。

陽イオン交換樹脂処理を行なった反応液を非極性合成吸
着剤を充填したカラムに通液し、ザ１ １ は、α−グルコシルグリチルリチンを吸着せしめ、水で
十分洗浄する。このとき、共存するグルコース、マルト
ースおよび低分子のマルトオリゴ糖が流出して吸着或分
の純度が向上する。

つぎにメタノール４５〜５５％（Ｖ／Ｖ）で溶出すると
γ−サイクロデキストリンを主体にしたデキストリンの
み溶出する。この溶出液を晶析すれば、純粋のγ−サイ
クロデキストリンが簡単に高収率で得ることが出来る。

つぎにメタノール８５〜９５％（Ｖ／Ｖ）で溶出すると
グリチルリチンあるいはα−グルコシルグリチルリチン
を全量回収することが出来、このものは、つぎの反応に
再使川出来る。

〔実施例〕

以下に実施例を示して具体的に説明する。

実施例１ α−グルコシルグリチルリチン１５ｇと市販β−サイク
ロデキストリン２４ｇとマルトース１ｇを水４００ｍｌ
に加熱溶解し、ｐＨを７．０に調１２ 整した後、バチルス　ステア口ザーモフィラス（Ｂａｃ
ｉｌｌｕｓ　ｓｆｅａｒｏｌｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）
が生産するサイクロデキストリングルカノトランスフェ
ラーゼを７００単位添加して６０℃、２４時間酵素反応
を行なった。この反応液中の成分を高速液体クロマトグ
ラフィーによって分析した結果、γ−サイクロデキスト
リン１５．３ｇ，β−サイクロデキストリン０．６ｇ，
α−サイクロデキストリン０．６ｇが生成していること
が確認された。γサイクロデキストリンのβ−サイクロ
デキストリン＋マルトースからの転換率は６６％であっ
た。

この反応液を枦過後、アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ（
オルガノ■製）１００ｍｌを充填したカラムを直列に配
醇し、ＩＩ　Ｐ　−　２　０に対してＳＶ＝＋．　Ｏの
速度で荊液し、続いて水８　０　０　ｍｌ、５０％（Ｖ
／Ｖ）　メタノール８００　ｍｌ、９０％（Ｖ／Ｖ）　
メタノール８　０　０　ｍｌで溶出を行なった。

水溶出画分には、グルコース、マルトースを主体とした
少軸類が溶出し、５０％（Ｖ／Ｖ）　メタノル溶出画分
にはγ−ザイクロデ手ストリンを主体としたサイクロデ
キストリン類が溶出し、濃縮後冷却放置するとγ−サイ
クロデキストリンの結晶１４ｇを得た。高速液体クロマ
トグラフィーによる分析の結果、本品はモノピークであ
り、和光純薬工業■製γ−サイクロデキストリン試薬（
含量９７％以上）と同等以上の純度を示した。晶析によ
るγ−サイクロデキストリンの回収率は９１％であり、
原料β−サイクロデキストリンを基準とした収率は、５
８、３％であった。

ＨＰ−２０からノ９０％（■／ｖ）メタノール溶出画分
を濃縮乾固して、１４．８ｇの粉末を得た。本品はα−
グルコシルグリチルリチンで、再度γ−サイクロデキス
トリンの反応触媒として再利用出来た。

上記γ−サイクロデキストリンの晶析母液はγ−サイク
ロデキストリン１．３ｇ，β−サイクロデキストリン０
．　６　ｇ　，α−サイクロデキストリン０．６ｇが含
量されており、このもののサイクロデキストリン合計２
．５ｇは、再度酵素反応にもどすことにより、大半をγ
−サイクロデキストリンに転換出来た。

実施例２ 市販グリチルリチン（サンリチン３１２山陽国策パルプ
■製）　Ｉ（Ｉｇと市販α−サイクロデキストリン３０
ｇと市販デキストリン（サンデック＃７〇三和澱粉工業
■製）１０ｇを水４００ｍｌに加熱溶解し、ｐＨを７．
０に調整した後、バチルス　ステアロサーモフィラス（
Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｌｅａ『ｏｌｈｅ＋ｍｏｐｈｉｌ
ｕｓ）が生産するサイクロデキストリングルカノトラン
スフェラーゼを７　０　０　１１１位添加して６０℃、
２４時間酵素反応を行なった。この反応液中の或分を高
速液体クロマトグラフィーによって分析した結果、γ−
サイクロデキストリン２７．４ｇ１β−サイクロデキス
トリン７．５ｇ，α−サイクロデキストリン５，Ｏｇが
生或していることが確認された。γ−サイクロデキスト
リンのαサイクロデキストリン＋デキストリンからの転
換率は６８．５％であった。

この反応液を冫戸過後、アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ
（オルガノ■製ＨＯＯｍｌを充填したカラムを直列１５ に配置し、ＩＩＰ−２０に対してＳＶ＝１．　０の速度
で通液し、続いて水８００ｍｌ、５０％（ｖ／Ｖ）メタ
ノール８００　ｍｌ、９０％（Ｖ／Ｖ）メタノール８　
０　０　ｍｌで溶出を行なった。

水溶出画分には、グルコース、マルトースを主体とした
少糖類が溶出し、５０％（Ｖ／Ｖ）　メタノール溶出画
分にはγ−サイクロデキストリンを主体としたサイクロ
デキストリン類が溶出し、濃縮後冷却放置するとγ−サ
イクロデキストリンの結晶２３．３ｇを得た。高速液体
クロマトグラフィーによる分析の結果、本品はモノピー
クであり、和光純薬工業（巾製γ−サイクロデキストリ
ン試薬（含量９７％以上）と同等以上の純度を示した。

晶折によるγ−サイクロデキストリンの回収率は８５％
であり、原料α−サイクロデキストリンを基準とした収
率は、７７．７％であった。

ＨＰ−２０からノ９０％（■／ｖ）メタノール溶出画分
を濃縮乾固して、１５．０ｇの粉末を得た。本品はα−
グルコシルグリチルリチンで、再度γ−サイクロデキス
トリンの反応触媒として再刊用出１６ 来た。

上記γ−サイクロデキストリンの晶析母液はγ−サイク
ロデキストリン４．４ｇ，β−サイクロデキストリン７
．５ｇ，α−サイクロデキストリン５，Ｏｇが含量され
ており、このもののサイクロデキストリン合計１６．９
ｇは、再度酵素反応にもどすことにより、大半をγ−サ
イクロデキストリンに転換出来た。

〔発明の効果〕

本発明によれば医薬、農薬、化粧品、食品等の広い領域
にわたり独特の利用分野が期待されているγ一→ノ゜イ
クロデキストリンが高収串かつ高純度で生産でき、工業
的に有用である。

手続ネ市正鶴：（自 発） 平成ｌ年 特許願 第１８８０８９号 ２．発明の名称 γ−サイクロデキストリンへの転換方法名 称 （２　３　４）山陽国策パルプ株式会社補正の内容 １．発明の名称（明細書第１頁３行目）をテンカンホウ
ホウ 「γ−サイクロデキストリンへの転換方法」と訂正する
。

２．発明の詳細な説明の欄のうち、下記事項を訂正する
。

（１）明細書第４頁１６行目に 「ダイヤイオンＨｐｊとあるを 「ダイヤイオンＨＰＪと訂正。

（２）明細書第８頁１３行目に 「テトラオール」とあるを 「テトラオース」と訂正。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）デキストリンおよび／またはグルコース、マルト
   ースその他の少糖類のうちのいずれか１種または２種以
   上とグリチルリチンおよび／またはα−グリコシルグリ
   チルリチンとの双方の共存下に、α−サイクロデキスト
   リンまたはβ−サイクロデキストリン或いはその混合物
   に対してサイクロデキストリングルカノトランスフェラ
   ーゼを作用させることを特徴とするα−サイクロデキス
   トリンまたはβ−サイクロデキストリンをγ−サイクロ
   デキストリンに転換させる方法。
2. （２）サイクロデキストリングルカノトランスフェラー
   ゼがステアロサーモフイラスである請求項１記載のα−
   サイクロデキストリンまたはβ−サイクロデキストリン
   をγ−サイクロデキストリンに転換させる方法。