JPH04173095A - 澱粉の糖化方法 - Google Patents
澱粉の糖化方法Info
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- JPH04173095A JPH04173095A JP2300580A JP30058090A JPH04173095A JP H04173095 A JPH04173095 A JP H04173095A JP 2300580 A JP2300580 A JP 2300580A JP 30058090 A JP30058090 A JP 30058090A JP H04173095 A JPH04173095 A JP H04173095A
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Landscapes
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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- Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ）産業上の利用分野
本発明は、固定化酵素の存在下で澱粉を糖化する方法の
改良に関するものである。
改良に関するものである。
（ｂ）従来の技術
酵素は生体触媒として多くの働きを有しているため、広
い分野で利用され、今後も益々その利用用途が拡大する
可能性を持っている。しかし、−般に酵素は高価である
ため、その利用に際しては水不溶性のなんらかの担体に
固定化して、使用後の酵素の回収、再利用を計る必要が
ある。そのための手法として、これまでに吸着法、包括
法、架橋法などさまざまな方法が開発されている。
い分野で利用され、今後も益々その利用用途が拡大する
可能性を持っている。しかし、−般に酵素は高価である
ため、その利用に際しては水不溶性のなんらかの担体に
固定化して、使用後の酵素の回収、再利用を計る必要が
ある。そのための手法として、これまでに吸着法、包括
法、架橋法などさまざまな方法が開発されている。
アミラーゼの一つであるグルコアミラーゼは、澱粉を非
還元性末端からグルコース単位で加水分解してブドウ糖
を生成する能力を有することから、現在、工業的には澱
粉の糖化に使われている。このグルコアミラーゼの固定
化方法は、担体に活性炭、キチン等を用いた物理的吸着
法、ＣＭナセルース等を用いる共有結合法、多孔性ガラ
スを用いた架橋法、ポリアクリルアミドを用いた包括法
などが試みられているが、これまでに開発された大部分
の固定化法に於いては、固定化後のグルコアミラーゼの
活性は極めて低く、固定化前のグルコアミラーゼの活性
の１０％程度の活性しか発現できないのが現状である。
還元性末端からグルコース単位で加水分解してブドウ糖
を生成する能力を有することから、現在、工業的には澱
粉の糖化に使われている。このグルコアミラーゼの固定
化方法は、担体に活性炭、キチン等を用いた物理的吸着
法、ＣＭナセルース等を用いる共有結合法、多孔性ガラ
スを用いた架橋法、ポリアクリルアミドを用いた包括法
などが試みられているが、これまでに開発された大部分
の固定化法に於いては、固定化後のグルコアミラーゼの
活性は極めて低く、固定化前のグルコアミラーゼの活性
の１０％程度の活性しか発現できないのが現状である。
このため反応速度が遅く、実際にはバッチ反応で５０〜
７０時間もの長時間を要しており、産業的な利用におい
ては、経済性の点からも固定化酵素による連続工程化の
実用化が困難であった。
７０時間もの長時間を要しており、産業的な利用におい
ては、経済性の点からも固定化酵素による連続工程化の
実用化が困難であった。
（Ｃ）発明が解決しようとする課題
本発明は、上記の現状に鑑み、固定化酵素を用いる澱粉
の加水分解反応において、糖化反応効率を高める方法を
提供せんとするものである。
の加水分解反応において、糖化反応効率を高める方法を
提供せんとするものである。
（ｄ１課題を解決するための手段
すなわち本発明は、固定化アミラーゼを用いる澱粉の加
水分解反応において、固定化前に担体を基質に浸漬処理
することによって得られる固定化アミラーゼを用いるこ
とを特徴とする澱粉の糖化方法である。さらに詳しくは
、固定化用担体を予め基質水溶液中に浸漬させて基質を
担体に浸潤させ、これをアミラーゼ水溶液中に浸漬しグ
ルタルアルデヒド等の架橋処理を施して得られる固定化
物を澱粉の加水分解反応に用いることによって、該糖化
反応効率を高める方法である。
水分解反応において、固定化前に担体を基質に浸漬処理
することによって得られる固定化アミラーゼを用いるこ
とを特徴とする澱粉の糖化方法である。さらに詳しくは
、固定化用担体を予め基質水溶液中に浸漬させて基質を
担体に浸潤させ、これをアミラーゼ水溶液中に浸漬しグ
ルタルアルデヒド等の架橋処理を施して得られる固定化
物を澱粉の加水分解反応に用いることによって、該糖化
反応効率を高める方法である。
本発明では、基質となる澱粉の原料起源は制限されず使
用でき、またアミラーゼの例として液化型α−アミラー
ゼ、グルコアミラーゼなどが挙げられ、これらは大豆、
麦などの植物由来のもの、アスペルギルス オリゼ（Ａ
ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ） 。
用でき、またアミラーゼの例として液化型α−アミラー
ゼ、グルコアミラーゼなどが挙げられ、これらは大豆、
麦などの植物由来のもの、アスペルギルス オリゼ（Ａ
ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ） 。
アスペルギルス
リゾプス ニベウス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｖｅｕｓ
）などのカビ類やバチルス ズブチリス（Ｂａｃｉｌ
ｌｕｓ ｓｕｂ−ｔｉｌｉｓ）などの細菌類に由来する
もののほか、動物や他の微生物起源のものを使用するこ
とができる。
）などのカビ類やバチルス ズブチリス（Ｂａｃｉｌ
ｌｕｓ ｓｕｂ−ｔｉｌｉｓ）などの細菌類に由来する
もののほか、動物や他の微生物起源のものを使用するこ
とができる。
これらは通常、活性の高い市販酵素剤を利用することが
できる。
できる。
また固定化用担体としては、獣骨，セライト。
アルミナ、活性炭，多孔性ガラスなどの無機物、陽イオ
ンあるいは陰イオン交換樹脂，キチン質吸着剤，アルギ
ン酸塩などの有機物のいずれも単独および／または繊維
などと組み合わせて使用できるが、好ましくはセライト
、豚骨粉砕物およびこれを不織布でシート状に成形した
ものなどである。
ンあるいは陰イオン交換樹脂，キチン質吸着剤，アルギ
ン酸塩などの有機物のいずれも単独および／または繊維
などと組み合わせて使用できるが、好ましくはセライト
、豚骨粉砕物およびこれを不織布でシート状に成形した
ものなどである。
かかる固定化用担体へのアミラーゼの固定化は次の方法
で行う。すなわち、常法により余分の有機物を除去（脱
脂処理等）した担体を、室温で１〜５０重量％澱粉水溶
液に１２時間以上浸漬し、これを分離して、必要に応じ
て減圧下またはデシケータ−中などで乾燥処理する。該
澱粉浸潤担体に対して０．００１〜１００重量％のアミ
ラーゼ水溶液に該浸潤担体を添加し、２５℃以上では約
１５分間以内または４℃以下では約６０分間ゆるやかに
振とうさせながら浸漬後、常法によりグルタルアルデヒ
ドで架橋処理してアミラーゼを固定化する。固定化後、
担体から蛋白質が溶出しなくなるまで０．０１〜ＩＭ酢
酸緩衝液（ｐＨ ４．５）で洗浄し、必要に応じてこれ
を乾燥処理する。
で行う。すなわち、常法により余分の有機物を除去（脱
脂処理等）した担体を、室温で１〜５０重量％澱粉水溶
液に１２時間以上浸漬し、これを分離して、必要に応じ
て減圧下またはデシケータ−中などで乾燥処理する。該
澱粉浸潤担体に対して０．００１〜１００重量％のアミ
ラーゼ水溶液に該浸潤担体を添加し、２５℃以上では約
１５分間以内または４℃以下では約６０分間ゆるやかに
振とうさせながら浸漬後、常法によりグルタルアルデヒ
ドで架橋処理してアミラーゼを固定化する。固定化後、
担体から蛋白質が溶出しなくなるまで０．０１〜ＩＭ酢
酸緩衝液（ｐＨ ４．５）で洗浄し、必要に応じてこれ
を乾燥処理する。
このようにして得られる基質浸潤処理した固定化酵素は
、これを常法により澱粉の加水分解反応に用いればよく
、例えば１〜５０重量％の澱粉水溶液（０．０１〜ＩＭ
酢酸緩衝液−ｐｆｌ ４．５）と、基質量に対して該固
定化処理物０．０１〜５０重量％．好ましくは０．１〜
１０重量％とを接触させて、各酵素の至適温度およびｐ
Ｈにて加水分解反応を行わせることができる．例えばグ
ルコアミラーゼの場合にはｐＨ３〜６，好ましくはｐＨ
４〜５、４５〜６５℃，好ましくは５０〜６０℃が望ま
しい。また、液化型α−アミラーゼの場合は６０℃程度
のもののほか、反応適温が９０〜９５℃，さらには１０
０〜１１０℃という熱安定性の良い酵素もある。
、これを常法により澱粉の加水分解反応に用いればよく
、例えば１〜５０重量％の澱粉水溶液（０．０１〜ＩＭ
酢酸緩衝液−ｐｆｌ ４．５）と、基質量に対して該固
定化処理物０．０１〜５０重量％．好ましくは０．１〜
１０重量％とを接触させて、各酵素の至適温度およびｐ
Ｈにて加水分解反応を行わせることができる．例えばグ
ルコアミラーゼの場合にはｐＨ３〜６，好ましくはｐＨ
４〜５、４５〜６５℃，好ましくは５０〜６０℃が望ま
しい。また、液化型α−アミラーゼの場合は６０℃程度
のもののほか、反応適温が９０〜９５℃，さらには１０
０〜１１０℃という熱安定性の良い酵素もある。
（ｅ）実施例
実施例１
担体の一例として、粉砕豚骨を原料とした担体（以下Ｐ
Ｂと称する）を用いてグルコアミラーゼの固定化を本発
明の方法により行った。基質の浸潤は室温でＰＢを３０
％澱粉溶液に１２時間以上浸漬して行い、固定化は澱粉
浸潤ＰＢ０．５ｇをグルコアミラーゼ２５％溶液１■１
に浸漬後、素早くグルタルアルデヒドで架橋することに
より行った。固定化後、担体から蛋白質が溶出しなくな
るまで０．１Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ ４．５）で洗浄し、
シルカゲルデシケータ−内で乾燥させた。また、比較対
照のため、基質の浸潤処理を施さないＰＢについても検
討した。両者のＰＢ単位量あたりの活性度， ＰＢへ
の吸着蛋白質，比活性の結果を第１図に示す。
Ｂと称する）を用いてグルコアミラーゼの固定化を本発
明の方法により行った。基質の浸潤は室温でＰＢを３０
％澱粉溶液に１２時間以上浸漬して行い、固定化は澱粉
浸潤ＰＢ０．５ｇをグルコアミラーゼ２５％溶液１■１
に浸漬後、素早くグルタルアルデヒドで架橋することに
より行った。固定化後、担体から蛋白質が溶出しなくな
るまで０．１Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ ４．５）で洗浄し、
シルカゲルデシケータ−内で乾燥させた。また、比較対
照のため、基質の浸潤処理を施さないＰＢについても検
討した。両者のＰＢ単位量あたりの活性度， ＰＢへ
の吸着蛋白質，比活性の結果を第１図に示す。
なお、上述の方法で得られる固定化グルコアミラーゼの
活性比較においては、可溶性澱粉（和光純薬■製、試薬
グレード）を基質として、この１０％水溶液（ ０．１
Ｍ酢酸緩衝液、ｐＨ ４．５）を用い、３７℃にて３０
分間反応後の生成還元糖量をソモギ法で測定し、１分間
に１μｍｏｌのグルコース相当の還元糖を生成し得る酵
素量を１単位とした。
活性比較においては、可溶性澱粉（和光純薬■製、試薬
グレード）を基質として、この１０％水溶液（ ０．１
Ｍ酢酸緩衝液、ｐＨ ４．５）を用い、３７℃にて３０
分間反応後の生成還元糖量をソモギ法で測定し、１分間
に１μｍｏｌのグルコース相当の還元糖を生成し得る酵
素量を１単位とした。
第１図より明らかなように、固定化前に澱粉溶液にＰＢ
を浸漬することにより活性が約１０倍に増加し、活性発
現率も５％から６０％に増加して本発明の方法がグルコ
アミラーゼの固定化において極めて有効であることが分
かった。
を浸漬することにより活性が約１０倍に増加し、活性発
現率も５％から６０％に増加して本発明の方法がグルコ
アミラーゼの固定化において極めて有効であることが分
かった。
また、この時ＰＢを酵素溶液に浸漬後架橋処理を施すま
での時間について検討した結果を第２図に示す。２５℃
において固定化を実行する場合には、酵素溶液に浸漬後
は速やかに架橋処理を施さないと活性が低下してしまう
。これは浸潤した澱粉がグルコアミラーゼにより分解を
受け、基質浸潤効果が失われるためである。しかし、澱
粉が分解されるのを防ぐため、４℃で固定化を行うと酵
素溶液に浸漬後、６０分間以内に架橋処理をすれば活性
の低下はほとんどみられず、基質の浸潤効果が発揮でき
ることを認めた。
での時間について検討した結果を第２図に示す。２５℃
において固定化を実行する場合には、酵素溶液に浸漬後
は速やかに架橋処理を施さないと活性が低下してしまう
。これは浸潤した澱粉がグルコアミラーゼにより分解を
受け、基質浸潤効果が失われるためである。しかし、澱
粉が分解されるのを防ぐため、４℃で固定化を行うと酵
素溶液に浸漬後、６０分間以内に架橋処理をすれば活性
の低下はほとんどみられず、基質の浸潤効果が発揮でき
ることを認めた。
実施例２
固定化担体としてＰＢ、ＰＢをカゼインと不織布（日本
バイリーン■製、商品名「不織布Ｍ−ＩＪ）を用いてシ
ート状に成形したＰＢレシート陰イオン交換樹脂の［ア
ンバーライトＴＲＡ−９４Ｊ （ロームアンドハース
社製）、無機質吸着物質の［セライトＲ−６３０Ｊ
（ジョーンズマンビルセールス社製）。
バイリーン■製、商品名「不織布Ｍ−ＩＪ）を用いてシ
ート状に成形したＰＢレシート陰イオン交換樹脂の［ア
ンバーライトＴＲＡ−９４Ｊ （ロームアンドハース
社製）、無機質吸着物質の［セライトＲ−６３０Ｊ
（ジョーンズマンビルセールス社製）。
多孔性キトサンビーズである「キトパールＢＣＷ３００
１Ｊ（富士紡績側製）を用い実施例１と同様の実験を繰
り返した。その結果、第３図に示すようにほとんどの担
体についてその効果が認められ、本発明の方法が極めて
応用範囲が広いことが明らかとなった。特に豚骨を原料
とした担体ＰＢを用いた場合にその効果が著しく、本発
明の方法がＰＢに大変適していることが分かった。なお
、第４図に本発明によりＰＢに固定化したグルコアミラ
ーゼ活性のｐＨ，温度に関する影響について示したが、
最適ｐＨ，温度ともに可溶性グルコアミラーゼに比べて
変化なかった。
１Ｊ（富士紡績側製）を用い実施例１と同様の実験を繰
り返した。その結果、第３図に示すようにほとんどの担
体についてその効果が認められ、本発明の方法が極めて
応用範囲が広いことが明らかとなった。特に豚骨を原料
とした担体ＰＢを用いた場合にその効果が著しく、本発
明の方法がＰＢに大変適していることが分かった。なお
、第４図に本発明によりＰＢに固定化したグルコアミラ
ーゼ活性のｐＨ，温度に関する影響について示したが、
最適ｐＨ，温度ともに可溶性グルコアミラーゼに比べて
変化なかった。
実施例３
本発明に用いる固定化酵素は長期にわたって安定に使用
できなければならない。そこで、本発明の方法で得られ
た固定化グルコアミラーゼの安定性を繰り返し使用によ
り検討した。反応は澱粉を基質とし、３７℃にて１操作
４８時間の反応を繰り返し行い、毎反応初速度より残存
活性を求めた。その結果、第５図に示したように、本発
明の方法によって得られた固定化グルコアミラーゼは安
定性が高く、特にＰＢを用いた場合に非常に安定である
ことが明らかとなった。
できなければならない。そこで、本発明の方法で得られ
た固定化グルコアミラーゼの安定性を繰り返し使用によ
り検討した。反応は澱粉を基質とし、３７℃にて１操作
４８時間の反応を繰り返し行い、毎反応初速度より残存
活性を求めた。その結果、第５図に示したように、本発
明の方法によって得られた固定化グルコアミラーゼは安
定性が高く、特にＰＢを用いた場合に非常に安定である
ことが明らかとなった。
（ｆ）発明の効果
本発明によれば、固定化アミラーゼを用いる澱粉の加水
分解反応において、予め担体に基質を浸潤させた後にア
ミラーゼを固定化させたものを用いることにより、活性
発現率が高まり、澱粉の糖化効率を高めることができる
。
分解反応において、予め担体に基質を浸潤させた後にア
ミラーゼを固定化させたものを用いることにより、活性
発現率が高まり、澱粉の糖化効率を高めることができる
。
第１図はグルコアミラーゼの固定化に及ぼす澱粉の浸潤
効果、第２図は固定化グルコアミラーゼ活性に及ばす架
橋処理までの保有時間の影響、第３図は種々の担体にお
けるグルコアミラーゼの固定化に及ぼす澱粉の浸潤効果
、第４図はグルコアミラーゼ活性のｐｉおよび温度に及
ぼす固定化の影響、第５図は固定化グルコアミラーゼの
繰り返し使用の結果をそれぞれ表す。 特許出願人 日清製油株式会社同
高橋穣二 同 向高祐邦 同 相半 聡 佃Ｒ 第２図 活性度（単位／担体１ｇ） 注） １）ＰＢ：豚骨粉砕粒子 ５）キトサンビーズ： ［キトパールＢＣＷ３００１Ｊ
（富士紡績■製）第４図
効果、第２図は固定化グルコアミラーゼ活性に及ばす架
橋処理までの保有時間の影響、第３図は種々の担体にお
けるグルコアミラーゼの固定化に及ぼす澱粉の浸潤効果
、第４図はグルコアミラーゼ活性のｐｉおよび温度に及
ぼす固定化の影響、第５図は固定化グルコアミラーゼの
繰り返し使用の結果をそれぞれ表す。 特許出願人 日清製油株式会社同
高橋穣二 同 向高祐邦 同 相半 聡 佃Ｒ 第２図 活性度（単位／担体１ｇ） 注） １）ＰＢ：豚骨粉砕粒子 ５）キトサンビーズ： ［キトパールＢＣＷ３００１Ｊ
（富士紡績■製）第４図
Claims (1)
- 固定化アミラーゼを用いる澱粉の加水分解反応において
、固定化前処理として担体を基質に浸漬処理したものを
用いることを特徴とする澱粉の糖化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300580A JPH04173095A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 澱粉の糖化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300580A JPH04173095A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 澱粉の糖化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04173095A true JPH04173095A (ja) | 1992-06-19 |
| JPH0563157B2 JPH0563157B2 (ja) | 1993-09-09 |
Family
ID=17886552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2300580A Granted JPH04173095A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 澱粉の糖化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04173095A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107986276A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-04 | 齐齐哈尔龙江阜丰生物科技有限公司 | 一种结晶糖脱色活性炭再生工艺 |
-
1990
- 1990-11-05 JP JP2300580A patent/JPH04173095A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107986276A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-04 | 齐齐哈尔龙江阜丰生物科技有限公司 | 一种结晶糖脱色活性炭再生工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0563157B2 (ja) | 1993-09-09 |
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