JPH0441600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明スコプラリオプシス属微生物およびそれ
を用いるケストースの製造法に関し、詳しくはシ
ユークロースの存在下でケストースを生産し、か
つグルコースを資化する微生物および当該微生物
をシユークロースを含む培地に培養してケストー
スを生産せしめ、培養物からケストースを採取す
ることを特徴とするケストースの製造法に関す
る。ケストースは人間が摂取したとき、胃で消化
されることなく腸に達し、ビフイズス菌の生育促
進効果を示す食品素材などとして有用である。 なお、ケストースとはシユークロースのフラク
トシル基の１位の炭素原子にフラクトースが１個
転位した分子構造を有する３糖類、いわゆる１−
ケストースを意味する。このものはフラクトース
が２個転位したニストース、３個転位したフラク
トシルニストースと共に低う蝕性、難消化性、ビ
フイズス菌生育促進効果などの特性を有している
ことが知られている。 ［従来の技術、発明が解決しようとする課題］ ケストース生産菌としては、従来よりアスペル
ギルス・ニガー（FERM Ｐ−5886）、オウレオ
バシジユウム・プルランス（AHU 9549）など
やフザリウム属、ペニシリウム属などに属する微
生物が知られている。 しかし、これら既知の糸状菌はケストース（以
下、GF2と略記することがある。）の他にニスト
ース（以下、GF3と略記することがある。）、フラ
クトシルニストース（以下、GF4と略記すること
がある。）なども同程度に生産し、いわゆるフラ
クトオリゴ糖生産菌と称されるものであり、厳密
にはケストース生産菌とは云い難く、かつ現状で
のGF2はフラクトオリゴ糖の１成分として製造さ
れているにすぎない。 さらに、これら微生物を酵素（フラクトース転
位酵素）としてシユークロースを含む反応系に加
えると、多量のグルコースと少量のフラクトース
が生じると共に、酵素の性質上未反応のシユーク
ロースが残存し、フラクトオリゴ糖のみを効率よ
く生産することが困難であつた。純粋品を得たい
場合には、カーボンカラムにフラクトオリゴ糖を
吸着させてアルコールと水の混合溶媒で溶出する
方法を適用できるが、この方法は多量の溶媒を必
要とする上に収率が低い等の問題があり、工業的
方法としては不利な点が多い。 そこで、この問題を改善する方法として、転位
反応後の駅を陽イオン交換カラムクロマトグラフ
法で単糖とシユークロースを除去する方法（特開
昭61−9266号）、転位反応と同時あるいは後に単
糖およびシユークロースを資化する微生物あるい
は分解する酵素を添加する方法＝（特開昭62−
14792号）などが提案されている。 しかしながら、これらの方法によつてもGF2の
含有率は固形分あたり50％以下で、GF3、GF4を
含んだフラクトオリゴ糖混合物として90％以上の
含有率を示すにすぎない。GF2を高率で得るため
には、さらに煩雑な操作を必要とする。しかも、
前者の方法によりオリゴ糖の純度を上げようとす
れば、収率が極端に悪くなり、かつカラム通液中
に液が希釈されるという欠点が生じる。また、後
者の方法は、微生物の環境上、反応温度を40℃以
下としなければならず、閉鎖系の反応器を用いな
い限り雑菌汚染の問題があり、微生物管理が困難
である。 そこで、本発明者らは前記方法と発想を異に
し、これらフラクトオリゴ糖の中でも最も基本的
なものであるケストースを特異的に生産する微生
物を自然界より探索し、ケストースの効率的な製
造法の確立を試みた。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、スコプラリオプシス属に属し、シユ
ークロースの存在下でケストースを生産し、かつ
グルコースを資化する微生物および当該微生物を
シユークロースを含む培地に培養してケストース
を生成せしめ、培養物からケストースを採取する
ことを特徴とするケストースの製造法を提供する
ものである。 本発明の特色は、フラクトオリゴ糖の中でも
GF2のみを高率に生産し、かつ副生するグルコー
スを資化して目的とするGF2の生産を１段の発酵
で完結せしめる糸状菌を検索したことにある。 本発明のスコプラリオプシス属に属する微生物
は本発明者らによつて北海道斜里郡斜里町の土壌
より単離されたもので、本菌の菌学的性質を以下
に示す。 (1) ツアペツク寒天培地で20℃、14日間培養した
コロニーは大きく広がり直径４−５cmに達す
る。菌叢は比較的薄く、はじめは白色で膜状、
次第にビロード状となる。コロニーの中心部は
分生胞子の形成に伴い淡黄色からうすい茶色あ
るいは黄褐色になる裏面は明るい黄褐色であ
る。麦芽エキス寒天培地上のコロニーは通常薄
く、大きく拡がり、直径が４−５cmに達する。
最初、灰白色であるが、その後黄褐色になる。
また、裏面は黄褐色である。 (2) 上記２種類の培地上における菌体の検鏡下の
特徴は同一であり、分生胞子柄は短く、通常長
さ10〜30μｍ、巾2.5〜3.0μｍであり、基底菌糸
から直接生じ１段または２段に輪生状に分岐し
ている。 (3) 梗子はしばしば分生胞子柄と連続しており、
長さ20μｍまで、巾３〜5μｍである。ときどき
分生胞子の着生する先端部までの間が細い管状
になつている。 (4) 分生胞子はアレウロ型で、基端は明らかに切
り株のように平たくなつており、時に頂端はと
がりぎみ。表面はいぼ状である。長さ５〜9μ
ｍ、巾５〜7.5μｍ。 (5) 試験したいずれの培地でも子嚢殻や菌核は形
成されなかつた。 (6) 最適生育温度条件として20〜30℃であり、５
℃以下、40℃以上では生育しない。また、最適
PHは6.5〜7.5であり、比較的高PHでも生育でき
る。 上記した菌学的性質を、菌類図鑑（下）［宇田
川俊一他著、(株)講談社発行、第５版、（1986）966
〜967頁］並びにCompendium of soil Fungi、
Vol.1［K.H.Domsch他著、Academic press
（1980）、726〜728頁］の記載と比較した結果、本
菌はスコプラリオプシス・ブレビカウリス
（Scopulariopsis brevicaulis）と同定された。し
かしながら、既知の菌株にはシユークロース存在
下でケストースを生産し、かつグルコースを資化
するものは知られていない。そこで、本菌はスコ
プラリオプシス・エスピーHS−0002と命名され、
工業技術院微生物工業技術研究所にFERM Ｐ−
10438として寄託されている。本発明においては、
本菌を自然にもしくは人工的手段によつて変異さ
せて得られるものであつても、上記能力を有する
菌株はすべて包含される。 次に、本菌を用いてGF2を高率で製造するため
の培養方法について説明する。培地としては炭素
源、窒素源、無機塩類などを含むものが用いられ
る。炭素源としてシユークロースが用いられ、培
地中の濃度は５〜50％、好ましくは10〜20％が適
当である。シユークロースとしては、製糖工程中
のジユース、たとえば粗糖汁の脱タンパク後のジ
ユースまたはシヨ糖の結晶化工程で生じる糖密な
どを用いることもできる。窒素源としては酵母エ
キス、肉エキス、コーンスチープリカー、ペプト
ンなどの有機または無機の窒素化合物が用いら
れ、その濃度は１〜４％、好ましくは1.5〜2.5％
が適当である。さらに、リン酸塩類、マグネシウ
ム塩、鉄塩など、たとえばリン酸カリウム、硫酸
マグネシウムなどの無機塩類を0.1〜1.0％、好ま
しくは0.2〜0.5％加える。培地のPHは5.0〜8.0、
好ましくは6.5〜7.0に調節する。 本菌の培養は、あらかじめ24〜48時間振とう培
養した本菌を上記培地に接種し、24〜40℃、好ま
しくは28〜30℃で24〜120時間、好ましくは72〜
90時間通気撹拌培養することにより行う。なお、
炭素源のシユークロースは培養開始時にすべてを
添加するほか、培養開始時の添加量を抑え培養中
に１乃至数回に分割して加えてもよい。 本発明の方法により得られる培養液中の糖組成
の１例を示すと、初発シユークロース濃度15％の
とき、全糖質量は11.5％であり、全糖質あたり
GF2は78.0％、GF3は3.0％、フラクトースは12.3
％、マンニトールは3.0％、シユークロースは3.7
％であり、グルコースは認められなかつた。 15％のシユークロース溶液から生成するGF2は
理論上11％であるから、上記の場合のGF2収率は
約80％となり、極めて高率でGF2が得られている
ことが判る。なお、本件の主成分である１−ケス
トースを単離精製し、諸性質を調べたところ、下
表の様になり１−ケストースの理論値および文献
値の性質に一致することが確められた。

【表】 なお、薄層クロマトグラフイーによる相対移動
率、ガスクロマトグラフイー、液体クロマトグラ
フイーによる保持時間も１−ケストースに一致す
ることを確めた。 したがつて、本菌によるGF2含有物質の製造法
としては、上記の培養液から当該物質を採取し、
必要に応じて適宜を精製すればよい。以下に、そ
の方法の１例を示す。 培養液からの通常のろ過により菌体を分離し、
培養液を60〜80℃に加温した後、0.1〜0.3％の酸
化カルシウムを加え５〜10分間静かに撹拌する。
これにより本培養液中のコロイド物質はほとんど
沈殿する。 その後、液温を75〜90℃に上げ酸化カルシウム
をさらに0.5〜2.0％添加する。３〜８分間静かに
撹拌し、この条件下で還元糖類を分類する。この
条件下ではPH12.0〜12.5となり、多量のカルシウ
ムイオンが溶けた状況であるので、炭酸ガスを導
入することによりPHを下げると共に過剰のカルシ
ウムイオンを炭酸カルシウムとして沈殿させる。 PHが8.0〜9.0になつたところで炭酸ガスの導入
をやめ沈殿を成長させる。通常のろ過の後に、カ
チオンおよびアニオンイオン交換樹脂を用いる冷
脱塩法により脱塩を行い、その後活性炭処理を行
う。これにより無色透明かつ無臭のBx10.5の液
体を得ることが出来る。これを濃縮することによ
つてBx70で糖組成がGF2：80〜90％、GF3：２
〜５％、マンニトール：３〜８％、シユークロー
ス：２〜12％の高GF2含有シラツプを得ることが
できる。このシラツプ中のいわゆるフラクトオリ
ゴ糖含量は81〜95％であり、難消化性糖質として
はマンニトールを加えて88〜98％の組成を有す
る。 ［実施例］ 次に、本発明を実施例により詳しく説明する。 実施例 １ 10ジヤーフアーメンターにシユークロース15
％、コーンスチープリカー２％、リン酸カリウム
0.5％、尿素0.02％、硫酸マグネシウム0.03％を含
む培地５を入れPH７に調整後、炭酸カルシウム
15ｇを入れ、120℃で60分間殺菌したものに、ス
コプラリオプシス・エスピーHS−0002、FERM
Ｐ−10438を坂口フラスコ中でシユークロース15
％、コーンスチープリカー２％、リン酸カリウム
0.2％を含む培地に接種し24時間培養したものを
種菌として無菌的に接種し、30℃で90時間培養し
た。その後、菌体をろ過により分離した。 得られた培養液中の糖組成は以下の通りであつ
た。 GF2 78％ GF3 ３％ フラクトース 12％ マンニトール ３％ シユークロース ４％ 実施例 ２ 実施例１で用いたシユークロース溶液の代わり
に製糖工程中の脱タンパク工程後のジユースであ
るシンジユース（シユークロース濃度16％）を用
いて実施した。 シンジユースをBx15に調整し、コーンスチー
プリカー2.0％、リン酸カリウム0.2％、尿素0.02
％硫酸マグネシウム0.03％を加えたものを培地と
し、実施例１で用いたものと同じ種菌を同量用い
本培養を30℃で90時間行つた。得られた培養液の
糖組成は以下のとおりであつた。 GF2 78％ GF3 ５％ フラクトース ９％ マンニトール ５％ シユークロース ２％ ラフイノース １％ ラフイノースはビートを原料とする製糖工場に
おいて、ビートに由来する三糖類であり、フラク
トオリゴ糖同様ビフイズス菌生育促進効果を示す
ことが知られている。 ［発明の効果］ 本発明によつて、シユークロースの存在下ケス
トースを高率で生産し、かつ副生するグルコース
を資化する糸状菌が見出され、本菌を用いて培養
することにより、他の微生物や酵素を用いること
なくケストース含量の極めて高い糖液を得ること
ができる。このものはビフイズス菌の生育促進効
果を有し、かつ低う蝕性、難消化性という特色を
有しており、食品素材としての利用が期待され
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スコプラリオプシス属に属し、シユークロー
   スの存在下でケストースを生産し、かつグルコー
   スを資化する微生物をシユークロースを含む培地
   に培養してケストースを生成せしめ、培養物から
   ケストースを採取することを特徴とするケストー
   スの製造法。 ２ スコプラリオプシス・ブレビカウリスに属
   し、シユークロースの存在下でケストースを生産
   し、かつグルコースを資化する微生物。