JPH0485301A - アミロース粒子とその製造方法 - Google Patents

アミロース粒子とその製造方法

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JPH0485301A JP2200052A JP20005290A JPH0485301A JP H0485301 A JPH0485301 A JP H0485301A JP 2200052 A JP2200052 A JP 2200052A JP 20005290 A JP20005290 A JP 20005290A JP H0485301 A JPH0485301 A JP H0485301A
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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］ 本発明はアミロース粒子とその製造方法に関し、更に詳
細に巳よ、特定の形状、Ｘ線回折図形、分子量を有する
アミロース粒子と、シクロデキストリンまたは澱粉を含
有する水溶液にシクロマルトデキストリン・グルカノト
ランスフエラーゼを作用きせて該水溶液に不溶性のアミ
ロース粒子を生成せしめ、このアミロース粒子を採取す
ることを特徴とするアミロース粒子の製造方法に関する
。
［従来の技術］ アミロースの製造方法は、次に示すごとく種々の方法か
知られている。
（１）ティー・ゼイ・ショック（’Ｔ、Ｊ、５ｃｈｏｃ
ｈ　）がジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソ
サイエテイ（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａｎ
　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ）　Ｖｏｌ、６４
．２９５７　（１９４２年）で報告しているブタノール
による夜合体沈Ｒ法。
（２）ケイ・エイチ・マイヤー（に、）１．Ｍｅｙｅｒ
）等が、ヘルベティ力・キミ力・アクタ（）ｌｅｌｖｅ
ｔｉｃａＣｈｉｍｉｃａ　Ａｃｔａ）　Ｖｏｌ、２４．
３７８　（１９５１年）で報告している温水による抽出
法。
（３）バス（Ｂｕｓ　）等が、特公昭３２−８９７５号
公報、米国特許２，８２２，３０５および米国特許２，
８２９，９９０で開示している硫酸マグネシウムによる
塩析法。
（４）桟木等が特公昭５４−２１４２０号公報で開示し
ているプルラナーゼ、イソアミラーゼなどのの扮枝切酵
素による加水分解法。
（５）ハンス・ヘンダー（Ｈａｎｓ　Ｂｅｎｄｅｒｌが
、力−ボハイドレイト・リサーチ（Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ
ａｔｅＲｅｓｅａｒｃｈ）　Ｖｏｌ、６５．８５−９７
　（１９７ｇ年）で報告しているシクロマルトデキスト
リン・グルカノトランスフェラーゼによる受容体への糖
転移反応法。
しかしながら、（１）、（２）および、（３）の方法で
は澱粉からの収率が、通常２５Ｗ／Ｗ％未満と低いだけ
でなく、原料澱粉の種類やロットによって、アミロース
の品質、収率か安定せず、また、アミロペクチンの混入
の恐れもある。
（４）の方法では、澱粉からの収率が８０Ｗ／Ｗ％以上
と高いものの、長鎖アミロースと短鎖アミロースとの混
合物でしか得られず、通常、この長鎖、短鎖アミロース
の煩雑な分別工程を必要とするっまだ、澱粉技切酵素に
よる未分＃＊の混入の恐れもある。
（５）の方法では、アミロースの生成濃度が低く、その
回収にメタノールなどの有機沈澱剤を必要とするにもか
かわらず、その収率は３０ｖ／讐％未満と低い。
［発明が解決しようとする課題］ 従来のアミロース製造方法の欠点を解消し、分子量の比
較的そろった高品質のアミロース粒子とそれを安定して
容易に高収率に製造する方法の確立が強く望まれている
。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記欠点を解消するためになされたものであ
って、とりわけシクロマルトデキストリン・グルカノト
ランスフエラーゼ（ＥＣ２，４，１，１９）を使用して
、新規アミａ−ス粒子とその製造方法の確立を目差して
鋭意研究した。
その結果、シクロデキストリンまたは澱粉の比較的高濃
度水溶液にシクロマルトデキストリン・グルカノトラン
スフエラーゼ（以下、ＣＧ　Ｔ　−ａｓｅと略称する。
）を比較的低温で作用きせることにより、該水溶液中に
新規アミロース粒子が沈澱生成することを見い出し、こ
れを採取することによって容易に高品質のアミロース粒
子が高収率に製造しうろことを見い出し、本発明を完成
した。
また、本発明は、下記の特長を有していることも判明し
た。
（１ン反応溶液中に不溶性のアミロース粒子を沈澱生成
することから、その分離、回収が容易であり、高価なメ
タノール、ブタノールなどの有機沈澱剤が不要である−
０ （２）原料からの収率を５０Ｗ／Ｗ％以上の高収車にす
ることも容易である。
（３）原料の違い、ＣＧ　Ｔ−ａｓｅの起源の違い、作
用温度、作用量、作用時間などの条件を変えることによ
り、生成するアミロース粒子の分子量を調整することも
できる。
本発明に用いる原料シクロデキストリンは、α−シクロ
デキストリン、β−シクロデキストリシ、γ−シクロデ
キヌトリンのいずれか一種または二種以上の混合物であ
ってもよい。また、シクロデキストリンは、市販品を用
いることも、澱粉にＣＧＴ−ａｓｅを作用させて生成し
たものを用いることも随意である。この際、シクロデキ
ストリンにグルコースや低分子のオリゴ糖などが共存す
るならば、できるだけ除去して作用させるのが望ましい
。
また、澱粉にＣＧ　Ｔ−ａｓｅと澱粉枝切酵素とを作用
させてシクロデキストリンを生成させるとともにアミロ
ース粒子を生成させることも有利に実施できる。
また、本発明に用いる澱粉は、馬鈴薯澱粉、せ薯澱粉、
タピオカ澱粉などの地下澱粉であっても、とうもろこし
澱粉、小麦澱粉、米澱粉などの地上澱粉であってもよい
。澱粉にＣＧ　Ｔ−ａｓｅを作用させるには、澱粉乳に
ＣＧ　Ｔ−ａｓｅを添加して加熱し、澱粉を固化液化さ
せてもよく、また、必要ならば、予め、澱粉を酸または
α−アミラーゼで低ＤＥ。
望ましくは、ＤＥ１未満に液化した後にＣＧＴ−ａｓｅ
を作用させてもよい。
本発明に使用するＣ　Ｇ　Ｔ−ａｓｅは、公知のバチル
ス・ステアロサーモフィラス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｔ
ｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）　、バチルス・サ
ーキュランス（ＢａＣｉｌｌｕｓ　ｃｉｒｃｕｌａｎｓ
）　、バチルス・マセランス（Ｂａａｉｌｌｕｓ　ｍａ
ｃｅｒａｎｓ）などのバチルス属、クレブシーラ争ニュ
ーモニアエ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ　ｐｎｅｕｍｏｎｉ
ａｅｌなどのクレブシーラ属などに属する微生物由来の
酵素が用いられる。とりわけ、澱粉を加熱糊化する際に
しても使用できる好熱性のバチルス・ステアロサーモフ
ィラス由来のＣＧ　Ｔ−ａｓｅか有利に利用できる。ま
た、澱粉枝切酵素は、プルラナーゼ（ＥＣ３，２，１，
４１）として公知のアエロバクタ−（Ａｅｒｏｂａｃｔ
ｅｒ　）属、バチルス属などに属する微生物由来の酵素
が、イソアミラーゼ（ＥＣ３，２，１，６８）として、
公知のシュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏ＋５ｏｎａｓ　）
属、フラボバクテリウム（Ｆ　１ａｖｏｂａｃｔｅｒ　
ｉｕｍ　Ｉ属、チトファーガ（Ｃｙｔｏｐｈａｇａ　）
属に属する微生物由来の酵素が有利に利用できる。これ
らの酵素は、本発明の目的を達成しきえすればよく、必
ずしも精製して使用する必要はなく、通常は、培養上清
や、これの部分精製酵素が用いられる。また、必要に応
じて、固定化して用いることも随意である。
より具体的に述べると、本発明においては、シクロデキ
ストリンまたは澱粉を約１０〜５０Ｗ／Ｗ％含有する水
溶液にＣＧ　Ｔ−ａｓｅを、固形物ダラム当り１〜１　
、０００単位、温度約５〜１００℃、ＰＨ３〜９から選
ばれる条件で適宜の時間作用きせることにより、アミロ
ース粒子を該水溶液に析出、沈澱生成させる。
澱粉乳を使用する場合には、例えば、澱粉にＣＧＴ　−
ａｓｅ　、または、ＣＧ　Ｔ−ａｓｅと澱粉枝切酵素と
を加え、温度７０〜１００℃に加熱して、澱粉を糊化、
液化させた後、６０℃以下、望ましくは、５〜５０℃に
冷却し、必要に応じて、ＣＧ　Ｔ−ａｓｅを追加し、５
〜５００時間反応を進め、アミロース粒子を沈澱生成さ
せる。このアミロース粒子は、濾過または遠心分離によ
り容易に回収できる。
このようにして得られたアミロース粒子の理化学的性質
を調べたところ、（１）ほぼ球形の粒子が単一状態で、
または複数結合した状態で存在し、それらの直径または
長径が約２〜１０μ−であり、（２）粉末ｘＷ１回折に
より澱粉のＢ形図形を与え、（３）ゲル浸透クロマトグ
ラフィーにより、数平均分子量（Ｍｎ　）か約４，００
０〜７，０００　（グルコースの平均重合度として約２
５〜４３個）、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量
（Ｍｎ）が約１．４〜１．７を与え、（４）沃素呈色が
青紫〜青色となり、（５）β−アミラーゼの作用により
理論量のマルトースを生成することが判明した。
ＣＧ　Ｔ−ａｓｅによる反応で得られたアミロース粒子
を、更に、溶解、沈澱を繰り返すなどの方法で精製する
ことも随意である。例えば、アミロース粒子を水に加熱
溶解し、これを冷却、沈ｊ！させ、濾過または遠心分離
し、乾燥して白色粉末状のアミロース粒子を採取する。
また、得られるアミロース粒子を公知の方法により、更
に、微粉末化したり、顆粒化したりすることも随意であ
る。
このようにして得られるアミロース粒子は、粉末品では
流動性良好、難吸湿性であり、水に加熱溶解したものは
、アミラーゼの作用を受は易く、冷却により固化し易い
性質を有する。
これらの性質を利用して、本発明のアミロース粒子は、
例えば、ゼリー菓子、餅菓子、米菓、パン、クツキー、
錠菓、打粉などとして食品分野、粉剤、錠剤、ペースト
剤などとして医薬品分野、化粧品分野などに、更には、
離型剤、付着防止剤、増量剤、賦形剤、フィルム素材な
どとして各種分野に広く利用される。
また、高品質のアミロース粒子が安定して生産できるこ
とから、アミラーゼ測定用基質として臨床検査などに有
利に利用できる。
以下、実験を用いて、本発明の詳細な説明する。
実験　１　アミロース粒子の生成に及ぼす基質濃度の影
響 α−シクロデキストリンを各種濃度に溶解した基質溶液
に、バチルス・ステアロサーモフィラス由来のＣＧ　Ｔ
−ａｓｅ　（■林原生物化学研究所販売）をシクロデキ
ストリングラム当り５０単位使用し、温度３０℃、ｐＨ
５，５で２０時間作用させ、生成したアミロース粒子を
遠心分離にて回収して収″ｉ　（ｖ／Ｗ％）を求めた。
また、このアミ口−ス粒子を東ソー株式会社販売のＴＳ
Ｋ−ＧＥＬ　Ｇ４０ＱＯＰ讐およびＧ３０００Ｐ讐を連
結して使用し、分子量標準物質として昭和電工株式会社
販売の５ｈｏｄｅｘ　５ＴＡＮＤＡＲＤＰ−８２を使用
するゲル浸透クロマトグラフィーにかけ、数平均分子量
ｆａｎ）を求めた。結果は。
表１に示した。
表 表１の結果より、アミロース粒子の生成は基質濃度に依
存し、基質濃度が高いほどアミロース粒子の生成量は増
加し、１５Ｗ／Ｗ％以上の濃度で５０Ｗ／ＩＪ％以上の
高収率であった。生成したアミロース粒子の分子量は、
はとんど同じであった。
実験２　アミロース粒子の生成に及ぼす温度の影響 α−シクａデキストリンの２５ｖ／す％溶液にバチルス
・ステアロサーモフィラス由来のＣＧＴ−ａｓｅをシク
ロデキストリングラム当り５０単位、ｐＨ５，５で各種
温度で２０時間作用させ、アミロース粒子を回収した。
得られたアミロース粒子の収率や分子量の測定結果を表
２に示した。
表　　　２ 実験３　アミロース粒子の生成に支ぼすＣＧＴａｓｅ起
源の比較 α−シクロテ゛キストリン、γ−シクロテ゛キストリン
の２５ｖ／ソ％？容＋Ｐｉにバチルス・ステアロサーモ
フィラス、バチルス・マセランス由来のＣＧＴ−ａｓｅ
をシクロデキストリングラム当り５０単位、ｐＨ５，５
、Ａｒ１４ｏ℃で２０時間作用させ、得られたアミロー
ス粒子の収率や分子量、沃素呈色の測定を行なった。そ
の結果を、表３に示した。
表２の結果より、アミロース粒子の生成は温度に依存し
、温度が低いほどアミロース粒子の生成量は増大し、５
０℃以下か好適であった。生成したアミロース粒子の分
子量は、温度に影響された。
表 表３に示したように、基質の種類、酵素の起源により、
生成するアミロース粒子の収率や分子量、沃素呈色は異
なっており、この違いを利用することにより所望のアミ
ロース粒子の！！遥か可能になる。
以下、実施例を述べる。
実施例　１ α−シクロデキストリンの２５ｖ／讐％水溶液に、バチ
ルス・ステアロサーモフィラス由来のＣＧＴ−ａｓｅを
シクロデキストリングラム当り５０単位の割合で加え、
ｐＨ５，５，３０℃で２０時間反応させた。生成したア
ミロース粒子を遠心分離機にて回収した。これを水で２
回遠心洗浄し、４０℃で一夜真空乾燥し、アミロース粒
子を約８４Ｗ／Ｗ％の収率で得た。
本品の理化学的性質を調べたところ、次の通りであった
。
（１）粒子径 走差型電子顕微鏡にて２　、０００倍に拡大して調べた
ところ、図１に示すように、ほぼ球形の粒子が単一状態
で、または複数結合した状態で確認きれ、それらの直径
または長径は約２〜１０μＩであった。
（２）粉末Ｘ線解析 ＸＳ回折装置（理学電機株式会社製造、商品名ガイガー
フレックスＲＡＤ−ＩＩ　Ｂ　１ＣｕＫα線使用）にて
対照の澱粉と本発明のアミロース粒子を粉末法で調べた
。結果は、図２に示した。■は澱粉のＡ形図形であり、
（４りは澱粉のＢ形図形である。■は本発明のアミロー
ス粒子のＸ線回折図であり、■と同し澱粉のＢ形図形を
与えることか判明した。
（３）分子量 ゲル濾過クロマトグラフィーにより、分子量（数平均分
子量（Ｍｎ）および重量平均分子量（Ｍｙ）　）を調べ
たところ、それらの値は、それぞれ５　、３００および
ｇ、ｏｏｏてあった。
従って、そのＭｙ／Ｍｎは約１．５で、このことは、分
子量分布幅の狭い高品質のアミロースであることを意味
する。
（４）比旋光度 ［ａ］２０１６３°　（ｌ＝１、ｃ＝０．９．０．５ト
ＮａＯＨ）（５）赤外線吸収スペクトル ＫＢｒ錠剤法で渕定し、結果は、図３に示した。
（６）沃素呈色 沃素−沃化カリウム溶液で青紫に呈色し、その最大吸収
波長（λｌ１ａＸｌは、５７Ｏｎｍ付近であった。
（７）アミラーゼ分解 サツマイモ由来のβ−アミラーゼ（生化学工業株式会社
、結晶標品）によって、加水分解され、理論量のマルト
ースを生成することから、本アミロース粒子は、実質的
にα−１，４グルコシド結合から成っているものと判断
される。
実施例２ ７−シクロデキストリンの２５Ｗ／Ｗ％水溶液にバチル
ス・マセランス由来のＣＧ　Ｔ−ａｓｅをシクロデキス
トリングラム当り７０単位加え、ｐＨ５，７，４０℃で
２０時間作用させた。生成したアミロース粒子を実施例
１と同様に洗浄、乾燥してアミロース粒子を収率的６６
Ｗ／Ｗ％で得た。
本品の数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｙ）
は、それぞれ４　、７００．６，５００で、そのＭｙ／
Ｍｎは約１．４であった。
本品の他の理化学的性質は、実施例１と同様であった。
実施例３ β−シクロデキストリンの２０讐／Ｖ％含有懸濁液にバ
チルス・ステアロサーモフィラス由来のＣＧ　Ｔ−ａｓ
ｅをシクロデキストリングラム当り２００単位加え、ｐ
Ｈ５，７に維持し、５０℃で４時間作用させた後、冷却
し、４０℃で１０時間、３０℃で１０時間、計２４時間
作用させ、生成したアミ０−ス粒子を実施例１と同様に
採取し、収率的６０ｉ＋ｌ／ｌ／％で得た。
氷晶の数平均分子量（Ｍｎ）　、重量平均分子量（Ｍｙ
）はそれぞれ５　、２００．７．９００て、そのＭｙ／
Ｍｎは約１．５であった。
氷晶の他の理化学的性質は、実施例１と同様であった。
実施例４ ２０Ｗ／Ｗ％とうもろ、：：ＬＭ粉乳（ｐ）１６．ＯＬ
＝調整）にバチルス・ステアロサーモフィラス由来の好
熱性ＣＧ　Ｔ−ａｓｅを固形物ダラム当り１単位加え、
９０℃で２０分間液化を行なった９、この液化液を７０
℃に冷却し、ＣＧ　Ｔ−ａｓｅを固形物ダラム当り５単
位加え、２４時間反応きせてシクロデキストリンを生成
きせた。この反応液を１００℃で２０分間維持して、Ｃ
Ｇ　Ｔ−ａｓｅを失活させ、次いで、ｐＨ４，５に調整
し、グルコアミラーゼを固形物当り１０単位加え、５５
℃で２００時間反応せな。この反応液を１００℃１０分
間維持して、グルコアミラーゼを失活させ、濾過し活性
炭にて脱色し、濃縮した。
本濃縮液を、特公昭６２−５１１２０号公報に開示され
ている方法に準じて、ナトリウム型強酸性カチオン交換
樹脂を充填したカラムクロマトグラフィーにかけ、グル
コースを除去し、α−β−１７−シクロデキストリン混
合物を、溶液状で収率的２５Ｗ／ＩＪ％で得た。
本溶液を、濃度約３５Ｗ／Ｗ％にし、バチルス・ステア
ロサーモフィラス由来のＣＧ　Ｔ−ａｓｅをシクロデキ
ストリングラム当り５０単位加え、ｐＨ５，７に維持し
、６５℃で４時間、次いで冷却して、４０℃で１０時間
、３０℃で１０時間、計２４時間作用させ、生成したア
ミロース粒子を実施例１と同様に採取して、シクロデキ
ストリン混合物当り収率的８５Ｗ／Ｗ％を得た。
氷晶の数平均分子１０４ｎｌ　、重量平均分子量（Ｍｙ
）はそれぞれ６，６００．１０，５００で、そのＭｙ／
　）４ｎは約１．６であった。
氷晶の他の理化学的性′ｉ！ば、実施例１と同様であっ
た。
実施例５ ２５Ｗ／Ｗ％馬鈴薯ＩＩ粉乳（ＰＨ６，０ニ調整）ニハ
チルス・ステアロサーモフィラス由来の好熱性ＣＧ　Ｔ
−ａｓｅを固形物ダラム当り２単位加え、９０ｔで、２
０分間液化を行なった。この液化液を５５℃に冷却し、
Ｐ）１５．５に調整した後、ＣＧＴ−ａｓｅ１イソアミ
ラーゼ（株式会社林原生物化学研究所販売）を固形物ダ
ラム当り、それぞれ１００単位ずつ加え、３時間作用き
せ、シクロデキストリンを生成させな後、冷却し、４０
℃に６時間、３０ｔ’に１７時間、計２６時間作用させ
、生成したアミローフ粒子を実施例１と同様に採取し、
澱粉当り収率約５５讐／ソ％で得た。
氷晶の数平均分子量（Ｍｎ）　、重量平均分子量（Ｍｖ
）は、それぞれ５　、４００．９，２００て、そのＭｙ
／Ｍｎは約１．７であった。
氷晶の他の理化学的性質は、実施例１と同様であった。
し発明の効果１ 本文で述べたごとく、本発明の新規アミロース粒子は、
比較的分子量のそろった高品質の粒子で、シクロデキス
トリンまたは澱粉にシクロデキストリン・グルカノトラ
ンスフェラーゼを作用させた反応溶液中に沈澱生成する
ことから分離、回収が容易であり、高価なメタノール、
ブタノールなどの有機沈澱剤が不要である。
また、原料からの収率を５０Ｗ／Ｗ％以上に高めること
も容易である。
更に、原料の違い、ＣＧ　Ｔ−ａｓｅの起源の違い、作
用濃度、作用量などの反応条件を変えることによって、
生成するアミロース粒子の分子量を調整できることもき
わめて好都合である。
このようにして得られる新規アミａ−ス粒子は、粉末品
では、流動性良好、難吸湿性であり、水に加熱溶解した
ものは、アミラーゼの作用を受は易く、冷却により固化
し易い性質を有する。
これらの性質を利用して、食品、医薬品、化粧品などの
素材として有利に利用されることにより、これら産業に
おける工業的意義はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一例として、アミロース粒子の電子顕
微鏡による拡大写真（２，ｏｏｏ倍）である。 図２は、澱粉と本発明のアミロース粒子の粉末Ｘ線回折
図で、■は澱粉のＡ形図形であり、■は澱粉のＢ形図形
であり、■は本発明のアミロース粒子のＸ線回折図であ
る。 図３は、本発明の一例として、アミロース粒子の赤外線
吸収スペクトルである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ほぼ球形の粒子が単一状態で、または複数結合し
    た状態で存在し、それらの直径または長径が約２〜１０
    μｍであり、粉末Ｘ線回折により澱粉のＢ形図形を与え
    、ゲル浸透クロマトグラフィーにより数平均分子量が約
    ４，０００〜７，０００、重量平均分子量／数平均分子
    量が約１．４〜１．７を与えることを特徴とするアミロ
    ース粒子。
  2. （２）シクロデキストリンまたは澱粉を含有する水溶液
    にシクロマルトデキストリン・グルカノトランスフエラ
    ーゼを作用させて該水溶液に不溶性のアミロース粒子を
    生成せしめ、このアミロース粒子を採取することを特徴
    とするアミロース粒子の製造方法。
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