JPH04112797A - イソマルトオリゴ糖の製造方法 - 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］ 本発明はイソマルトオリゴ糖の製造方法に関するもので
、さらに詳しくは甘味を有する食品や保湿性、老化防止
、制菌性などを有する健康食品に使用されるイソマルト
オリゴ糖の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来より糖類は、食品工業における重要な甘味料として
広く使用されているが、最近は微生物白米の酵素を利用
した生理活性を有する新しい糖類の開発が相次いで行わ
れている。中でも特にオリゴ糖の研究開発は盛んで例え
ば、イソマルトオリゴ糖を製造する方法については種々
の提案がされている。

例えば特開昭５８−７２５９８にグルコアミラーゼによ
るグルコース逆合成反応過程でイソマルトースを含有し
た原糖液をアルカリまたはアルカリ土類金属型強酸性カ
チオン交換樹脂に通し、その後樹脂に吸着したイソマル
トースを水で溶出し、高純度で得る方法が開示されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記特開昭５８−７２５９８の方法は水中で
の酵素反応で、反応速度が遅いため長時間を要し、また
多数の副生成物が生成し、煩雑な精製過程が必要で目的
物の生産効率が悪いという問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑み、短い反応時間で、高収率
、高濃度かつ、精製過程が簡単なイソマルトオリゴ糖の
製造方法を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、水を疎水性有機溶剤中に分散させた系におい
てグルコースまたはマルトースを加水分解酵素による酵
素転移反応で、イソマルトオリゴ糖に変換することを特
徴とするイソマルトオリゴ糖の製造方法を提供するもの
である。すなわち、本発明は反応系が水−疎水性有機溶
剤の二相の撹拌分散系であること、及び加水分解酵素を
使用することを特徴とするものである。本発明において
グルコースを基質として反応させた場合、主としてイソ
マルトオリゴ糖が生成され、またマルトースを基質とし
て反応させた場合、イソマルトトリオースオリゴ糖が生
成される。

イソマルトオリゴ糖とは、単糖類であるブドウ糖がα−
１，６結合、α−１，２結合、α−１，３結合というα
−１，４結合以外の結合部分を有し、重合度２〜４を主
体とし、重合度１０以下までのオリゴ糖を総称する。

本発明において、疎水性有機溶剤として水と相溶性ない
ものであればいずれも使用可能であるが、具体的にはｎ
−ペンタン、２−メチルブタン、２−メチルペンタン、
２．２−ジメチルブタン、２，３−ジメチルブタン、ヘ
プタン、オクタン、２−メチルへブタン、２，２．３−
トリメチルへブタン、２．２．４−トリメチルへブタン
、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカンなどの鎖状飽
和炭化水素系溶剤；シクロペンタン、メチルシクロブタ
ン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの環状
飽和炭化水素系溶剤；ベンゼン、Ｏ−キシレン、ｍ−キ
シレン、ｐ−キシレン、エチルベンゼン、クメンなどの
芳香族炭化水素系溶剤；石油エーテル、軽ベンジン、リ
グロインなどの石油留分として得られる溶剤；ジクロル
メタン、クロロホルム、四塩化炭素、１．２−ジクロル
エタン、１，１，２．２−テトラクロルエタン、トリク
ロルエチレン、クロルベンゼン、２．６−ジクロルベン
ゼンなどのハロゲン化炭化水素系溶剤などが使用可能で
あるが、好ましくはペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、２−メチルへブタン、ドデカンなどの鎖状飽和
炭化水素系溶剤である。

本発明で用いる酵素はセルロース加水分解酵素Ｃ以下セ
ルラーゼという）であり、アスペルギルス・ニガー（Ａ
ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎｉｇｅｒ）などの由来のセル
ラーゼを使用することができる。特にＡｓｐｅｒｇｉ−
ｆｌｕｓ　ｎｉｇｅｒに由来するセルラーゼは安価であ
り、入手し易くかつ加水分解能力も高いため好ましく用
いられる。水層は緩衝溶液を用い緩衝溶液としては、酢
酸−酢酸ナトリウム系が好ましく使用される。緩衝溶液
の疎水性有機溶剤に対する割合は、２０ｖｏ１％以下が
好ましく、２０ｖｏ１％以上になるとイソマルトオリゴ
糖の生成量が低下する。水の容量が少ないほどイソマル
トオリゴ糖の生産比が増加する。緩衝溶液のイオン強度
は１Ｍ付近が好ましいがより低い値でもよく、本発明で
はこの値に制限されるものではない。

酵素反応の至適温度は水系で３７℃付近の狭い温度範囲
であるが、本発明では７０℃以下の広い温度範囲で反応
が進行し、好ましくは１０〜６５℃、より好ましくは３
０〜６０℃である。水の容量が少ない撹拌分散状態では
、０℃以下でも反応系が凍結することがないため、例え
ば−１０℃でも反応させることが可能である。この場合
、水がｂｏｕｎｄ　Ｗａｔｅｒとして系内に存在するた
めと考えられる。

本発明の酵素反応に適したｐｉ（は３．５〜７．０であ
る。ｐＨ値は緩衝溶液によって容易に調整することがで
きる。

反応は、例えば疎水性有機溶剤中に撹拌しながらグルコ
ースまたはマルトースを分散し、次いで所定のｐＨ値の
緩衝溶液中にセルラーゼを溶解させ、この酵素溶液を前
記の有機溶剤中に添加して、所定の温度にて撹拌しなが
ら、分散させることにより行われる。

反応後、撹拌を止めて放置すると有機層と水層とが相分
離するので、その水層をとり濃縮することにより生成物
を高濃度で含有する反応液が得られる。従来、このよう
な処理は雑菌の侵入を防止するために密閉系で行わなけ
ればならなかったが、本発明では疎水性有機溶剤を用い
るため、反応系の滅菌の必要がなくなり、反応系が系外
から侵入する雑菌から遮断され、雑菌による汚染が防止
される。また、有機溶剤臭を除（ため分離された水層を
活性炭や活性白土などの吸着処理剤による脱臭処理を施
してもよい。

なお、反応系中に界面活性剤を加えると微細な水滴が疎
水性有機溶剤中に分散されて反応速度が上昇するので界
面活性剤の使用は本発明を妨げるものではない。

また、本発明において、活性炭やイオン交換樹脂を共存
させて酵素反応を進めると、分子量が大きいものほど、
吸着され易いため平衡がイソマルトオリゴ糖生成に有利
な方向に傾き、好ましい結果を与える。この場合反応後
に活性炭やイオン交換樹脂から、水性アルコール溶液な
どでイソマルトオリゴ糖を脱離し回収することができる
。

［実施例］ 以下、実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例１ ５００ｍｌのバッフルプレート付き三角フラスコにドデ
カン２９１ｍ１とグルコース９ｇを入れ撹拌しながら分
散させた。一方、セルラーゼとしては市販のアスペルギ
ルス・ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ　）
由来のセルラーゼを用いて酢酸緩衝溶液（ｐＨ５，０、
イオン強度ＬＭ）９ｍｌ中に０．３ｇ（２４０ｕ）を溶
解させ、この酵素水溶液を上記の三角フラスコに添加し
て、撹拌（６００〜１００１０００ｒｐ、なから４０℃
で酵素反応を行った。生成した糖の組成（％）は高速液
体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ、カラム；　Ｂｉｏ　
Ｒａｄ　ＨＰＸ８７Ｃ）により下記測定条件で定量した
。

ＨＰＬＣの測定条件 ＨＰＬＣ、水系 カラム；Ｂｉｏ　　Ｒａｄ　ＨＰＸ８７Ｃ移動層；蒸留
水 流　　速；０．６ｍｌ／分 カラム温度；８５℃ 検出方法、ＲＩ検出器 また酵素活性の測定はｐ−ニトロフェノールで修飾され
たアナログ基質を用いてＵＶ測定により行った。酵素反
応における糖の組成の経時変化を第１図に示した。経過
時間とともにオリゴ糖の生成が増加し、反応時間１６０
ｈｒ経過後、イソマルトースなどオリゴ糖が２３％を示
した（％はＨＰＬＣのピーク面積の比）。また、反応時
間１６６ｈｒ経過後、有機溶剤中の酵素活性を調べた結
果、同じ条件の水層中の酵素活性（１００％）と比べて
８８．４％活性が残存していることがわかった。すなわ
ち、水−疎水性有機溶剤系において長時間にわたって酵
素活性が持続しており、酵素が繰り返し使用できること
がわかった。

一方、水系中の場合は、このようなオリゴ糖が生成され
なかった。

実施例２ ドデカン１９１０１１、セルラーゼ０．２ｇ、緩衝溶液
９ｍｌ、マルトース９ｇ、反応温度４０℃で他の条件は
実施例１と同様にして生成した糖の組成の経時変化を第
２図に示した。反応時間５５時間のＨＰＬＣの結果を第
３図に示した。

反応時間２０時間後、グルコース３８％、マルトースま
たはイソマルトース３６％、イソマルトトリオース２５
％、イソマルトテトラオース１％を示した（％はＨＰＬ
Ｃのピーク面積の比）。

第２図からイソマルトトリオースは２Ｏｈｒ後にピーク
を示し、その後徐々に減少していき、一方グルコースと
イソアミロテトラオースは増加し続け、マルトースは次
第に減少することがわかる。

このことから、反応時間をコントロールすることにより
生成物の成分比率を制御することが可能である。

［発明の効果］ 本発明の方法での、水と疎水性有機溶剤の二相の撹拌分
散系で反応させることにより、グルコースやマルトース
のように安価な原料からイソマルトオリゴ糖を高収率で
製造することが可能となった。反応速度も短縮され、例
えば基質がマルトースの場合、短時間で、生成物を選択
的に高濃度で得ることができる。それにより煩雑な精製
過程が不要であり操作が簡単にできる。さらに有機溶剤
を用いるため反応系の滅菌の必要がなく、反応系が雑菌
から遮断され汚染される心配がない。また、反応時間に
より生成物の成分比が異なるため、反応の進行に従って
任意の目的物を選んで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の酵素反応における各成分の経時変化
を示すグラフであり、第２図は実施例２の酵素反応にお
ける各成分の経時変化を示すグラフである。 第３図は実施例２の反応時間５５ｈｒ後の反応溶液のＨ
ＰＬＣのチャートを示したものである。 出願人　株式会社フォークウェイズ・ジャパン代理人　
　弁理士　　舘　野　公 衡！ｉｇ蛮（訳） 時間（ｈｒ） 保持時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水を疎水性有機溶剤中に分散させた系において、グルコ
   ースまたはマルトースを加水分解酵素による酵素転移反
   応でイソマルトオリゴサッカライドに変換することを特
   徴とするイソマルトオリゴ糖の製造方法。