JPH0499493A - 低分子化キトサンの製造方法 - Google Patents
低分子化キトサンの製造方法Info
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- JPH0499493A JPH0499493A JP2214664A JP21466490A JPH0499493A JP H0499493 A JPH0499493 A JP H0499493A JP 2214664 A JP2214664 A JP 2214664A JP 21466490 A JP21466490 A JP 21466490A JP H0499493 A JPH0499493 A JP H0499493A
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- Japan
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- chitosan
- molecular weight
- chitosanase
- produced
- verticillium
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (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
本発明は酵素法による低分子化キトサンの製造方法に関
するものである。さらに詳しくは、キトサンを酵素で分
解し、食品、化粧品、医薬品などへの応用が期待される
任意の分子量の低分子化キトサンを効率よく製造する方
法に関するものである。
するものである。さらに詳しくは、キトサンを酵素で分
解し、食品、化粧品、医薬品などへの応用が期待される
任意の分子量の低分子化キトサンを効率よく製造する方
法に関するものである。
キトサンは2−アミノ −2−デオキシ−D−グルコー
ス(グルコサミン)が直鎖状にβ−(+−4)結合した
塩基性ホモ多糖であり、工業的には通常カニやエビなど
の甲殻中に含まれている天然キチンを脱アセチル化する
ことにより得られる。 このキトサンは蛋白凝集力を有しており工業用の凝集剤
として利用されるほか、最近は食品、化粧品、医薬品な
どの分野における応用が注目されている。しかし、天然
キチンを脱アセチル化して得られるキトサンは一般に高
分子量であり、溶液とした場合の粘度が高いため扱い難
く用途が制限されるという欠点がある。そこで、キトサ
ンを化学的にあるいは酵素的に分解することによって、
低分子量でかつ易水溶性のものにしてキトサンの利用性
を高める研究が種々行われている。 低分子化キトサンを製造する方法としては、例えば、塩
酸による加水分解(S、T、l1orovltzら。 Journal of American Ch
emical 5ociety、 Vol。 79. p504B−5049(1957) ) 、亜
硝酸による分解(F、Yakuら、 Ce1lulo
se Chevjstry and Techn。 1ogL Vol、11. p421−430 (19
77) ) 、過酸化水素による分解(特公昭56−3
3401.特開平1−185301) 塩素ガスによ
る分解(特開昭6O−1813504) 、過硼酸ソー
ダによる分解(特開昭6l−40303)などの化学的
分解法があるが、使用する薬品の危険性、廃液処理など
取扱上の繁雑さの問題点があること、得られる低分子化
キトサンの分子量分布が広がってしまい特定の狭い分子
量範囲に制御したキトサンの取得が難しいこと、キトサ
ンの脱アミノ化や褐変着色が起こりやすいことなどの欠
点がある。 一方、酵素を用いたキトサンの低分子化も種々試みられ
ている。分解酵素としてのキトサナーゼには、バチルス
属(Bacillus sp、)4−4の生産するキト
サナーゼ(Y、Tominagaら、 Bl。 chimica et Bjophysica Act
a、 Vol、410. p145−155 (+97
5)) 、バチルス属99−5の生産するキトサナーゼ
(場内1日本農芸化学会、昭和59年度大会、講演要旨
集、 p550) 、バチルス属No、7〜Mの生産す
るキトサナーゼ(特公平1−56755 )、バチルス
・セレウス(B、 cereus)の生産するキトサナ
ーゼ(特開昭60−180585 ) 、バチルス・サ
ーキュランス(B、 circulans)の生産する
キトサナーゼ(特開昭68−94971) 、バチルス
・パミルス(B、 pumilus)の生産するキトサ
ナーゼ(特開昭63−83882) 、アルカリゲネス
(^1eaf jgenessp、)MHK−1の生産
するキトサナーゼ(特開昭62−201571 ) 、
ストレプトマイセス属(St repto−syces
sp、)No、6の生産するキトサナーゼ(J、5P
rIae ら、 Journal of Bacte
riology 、 Vo1124、 p1574−
+585 (1975)) 、ノカルデイア・オリエン
タリス(Nocardia orientaris)の
生産するキトサナーゼ(勝見ら1日本農芸化学会、平成
元年度大会、講演要旨集pBO9) 、べ二ンリウム・
アイランデイカム(Penicilliu* 1sla
ndicus)の生産するキトサナーゼ(D、M、Fe
nLonらJournal or General M
lcroblology 、 Vol、I26p151
−165 (+9111) )などが知られている。ま
た、キトサナーゼ以外の酵素を用いたキトサンの低分子
化も行われており、例えばキトサンをパパイン、セルラ
ーゼおよび酸性プロテアーゼのうち少なくとも1つによ
って分解する方法(特公平1−57958)、ペクチナ
ーゼを主成分とする酵素剤により分解する方法(特開平
1−291799) 、セルラーゼにより分解する方法
(特開平2−20292)などが報告されている。しが
しキトサナーゼ以外の酵素を用いるこれらの分解反応は
、酵素標品中に混在しているキトサナーゼによって起こ
っている可能性があるにもかかわらず、詳細な検討はな
されていない。
ス(グルコサミン)が直鎖状にβ−(+−4)結合した
塩基性ホモ多糖であり、工業的には通常カニやエビなど
の甲殻中に含まれている天然キチンを脱アセチル化する
ことにより得られる。 このキトサンは蛋白凝集力を有しており工業用の凝集剤
として利用されるほか、最近は食品、化粧品、医薬品な
どの分野における応用が注目されている。しかし、天然
キチンを脱アセチル化して得られるキトサンは一般に高
分子量であり、溶液とした場合の粘度が高いため扱い難
く用途が制限されるという欠点がある。そこで、キトサ
ンを化学的にあるいは酵素的に分解することによって、
低分子量でかつ易水溶性のものにしてキトサンの利用性
を高める研究が種々行われている。 低分子化キトサンを製造する方法としては、例えば、塩
酸による加水分解(S、T、l1orovltzら。 Journal of American Ch
emical 5ociety、 Vol。 79. p504B−5049(1957) ) 、亜
硝酸による分解(F、Yakuら、 Ce1lulo
se Chevjstry and Techn。 1ogL Vol、11. p421−430 (19
77) ) 、過酸化水素による分解(特公昭56−3
3401.特開平1−185301) 塩素ガスによ
る分解(特開昭6O−1813504) 、過硼酸ソー
ダによる分解(特開昭6l−40303)などの化学的
分解法があるが、使用する薬品の危険性、廃液処理など
取扱上の繁雑さの問題点があること、得られる低分子化
キトサンの分子量分布が広がってしまい特定の狭い分子
量範囲に制御したキトサンの取得が難しいこと、キトサ
ンの脱アミノ化や褐変着色が起こりやすいことなどの欠
点がある。 一方、酵素を用いたキトサンの低分子化も種々試みられ
ている。分解酵素としてのキトサナーゼには、バチルス
属(Bacillus sp、)4−4の生産するキト
サナーゼ(Y、Tominagaら、 Bl。 chimica et Bjophysica Act
a、 Vol、410. p145−155 (+97
5)) 、バチルス属99−5の生産するキトサナーゼ
(場内1日本農芸化学会、昭和59年度大会、講演要旨
集、 p550) 、バチルス属No、7〜Mの生産す
るキトサナーゼ(特公平1−56755 )、バチルス
・セレウス(B、 cereus)の生産するキトサナ
ーゼ(特開昭60−180585 ) 、バチルス・サ
ーキュランス(B、 circulans)の生産する
キトサナーゼ(特開昭68−94971) 、バチルス
・パミルス(B、 pumilus)の生産するキトサ
ナーゼ(特開昭63−83882) 、アルカリゲネス
(^1eaf jgenessp、)MHK−1の生産
するキトサナーゼ(特開昭62−201571 ) 、
ストレプトマイセス属(St repto−syces
sp、)No、6の生産するキトサナーゼ(J、5P
rIae ら、 Journal of Bacte
riology 、 Vo1124、 p1574−
+585 (1975)) 、ノカルデイア・オリエン
タリス(Nocardia orientaris)の
生産するキトサナーゼ(勝見ら1日本農芸化学会、平成
元年度大会、講演要旨集pBO9) 、べ二ンリウム・
アイランデイカム(Penicilliu* 1sla
ndicus)の生産するキトサナーゼ(D、M、Fe
nLonらJournal or General M
lcroblology 、 Vol、I26p151
−165 (+9111) )などが知られている。ま
た、キトサナーゼ以外の酵素を用いたキトサンの低分子
化も行われており、例えばキトサンをパパイン、セルラ
ーゼおよび酸性プロテアーゼのうち少なくとも1つによ
って分解する方法(特公平1−57958)、ペクチナ
ーゼを主成分とする酵素剤により分解する方法(特開平
1−291799) 、セルラーゼにより分解する方法
(特開平2−20292)などが報告されている。しが
しキトサナーゼ以外の酵素を用いるこれらの分解反応は
、酵素標品中に混在しているキトサナーゼによって起こ
っている可能性があるにもかかわらず、詳細な検討はな
されていない。
このような酵素的分解法は、前述の化学的分解法に比較
して反応条件が穏やがであること、得られるキトサンの
分子量の制御がしやすいこトナど、有利な特徴を有して
いる。しかしこれまでの酵素では、酵素の生産、精製、
反応過程に関わるコストの問題や、反応中や酵素の熱失
活中のキトサンの褐変などがネックとなり、工業化まで
に至っていない。 そこで本発明は、酵素を用いる低分子化キトサンの製造
方法の長所を保ちつつ、工業的にも応用可能で効率よく
低分子化キトサンを製造し得る方法を提供することを目
的としてなされたものである。 [X111題を解決するための手段] すなわち本発明の低分子化キトサンの製造方法は、キト
サン溶液に、バーティンリウム属(Verticill
ium sp、)に属する微生物が生産するキトサナー
ゼを作用させて低分子化することを特徴とするものであ
る。 本発明で用いる原料キトサンは、天然のキチンをアルカ
リ処理などの常法により脱アセチル化して得られる高分
子量キトサンても、それをさらに化学的あるいは酵素的
にある程度分解したキトサンでも、その分子量について
は特に制限はなく、任意の分子量のキトサンを原料とし
て使用することができる。また、塩基性ないし中性の条
件下でキトサンを水中に分散懸濁させて調製したコロイ
ダルキトサンも原料として使用できる。また脱アセチル
化度の高い(95〜100%)キトサンも、一般に使わ
れている脱アセチル化度の低い(65〜95%)キトサ
ンもいずれも原料として用いることができる。 本発明において用いられる酵素は、バーティシリウム属
に属する微生物が生産する酵素であれば制限はないが、
そのうちバーティシリウム属AF9−V−156株(微
工研菌寄第月377号)及びその変異株が生産するキト
サナーゼが最も好マしい。なおこの酵素の製造方法につ
いては、本願と同一出願人から既に特許出願されている
(特願平2−81531 )。 酵素反応を行うpHは、使用するキトサナーゼの至適p
Hおよび原料キトサンの溶解性などによって適宜選択で
きるが、塩基性多糖というキトサンの性質上、酸性条件
下での反応が好ましい。キトサンを溶解する場合、通常
キトサンを水に懸濁し、次いて酢酸などの酸を添加して
溶解し、その後水酸化ナトリウムなどのアルカリを添加
してpHを調整するという過程がとられる。しかし、こ
のアルカリを添加する過程でキトサンが析出する場合が
多く再溶解するのに時間がかかるため、pHNj整に長
時間を要することになり、工業的には非効率的である。 従ってキトサンを酸で溶解しそのままのpHで酵素反応
を行えることが好ましい。特にバーティシリウム属へP
9−V15B株またはその変異株の生産するキトサナー
ゼを用いれば、pH3,0以上ならば効率よく反応させ
ることができるため、キトサン溶解時の酸の添加量を調
節し溶解後のpHを3.0以上に維持するだけで、アル
カリを添加することなくそのまま酵素反応を行わせるこ
とができる。反応温度は、通常キトサナーゼの作用温度
である30〜80”Cの範囲で選択できるが、高温での
反応はキトサンの褐変を進行させるので、褐変を極カ避
けるためにはなるべく低温での反応が望ましい。バーテ
ィシリウム属人F9−V−156株の生産するキトサナ
ーゼの場合、30〜37℃で効率よく酵素反応を行わせ
ることができる。
して反応条件が穏やがであること、得られるキトサンの
分子量の制御がしやすいこトナど、有利な特徴を有して
いる。しかしこれまでの酵素では、酵素の生産、精製、
反応過程に関わるコストの問題や、反応中や酵素の熱失
活中のキトサンの褐変などがネックとなり、工業化まで
に至っていない。 そこで本発明は、酵素を用いる低分子化キトサンの製造
方法の長所を保ちつつ、工業的にも応用可能で効率よく
低分子化キトサンを製造し得る方法を提供することを目
的としてなされたものである。 [X111題を解決するための手段] すなわち本発明の低分子化キトサンの製造方法は、キト
サン溶液に、バーティンリウム属(Verticill
ium sp、)に属する微生物が生産するキトサナー
ゼを作用させて低分子化することを特徴とするものであ
る。 本発明で用いる原料キトサンは、天然のキチンをアルカ
リ処理などの常法により脱アセチル化して得られる高分
子量キトサンても、それをさらに化学的あるいは酵素的
にある程度分解したキトサンでも、その分子量について
は特に制限はなく、任意の分子量のキトサンを原料とし
て使用することができる。また、塩基性ないし中性の条
件下でキトサンを水中に分散懸濁させて調製したコロイ
ダルキトサンも原料として使用できる。また脱アセチル
化度の高い(95〜100%)キトサンも、一般に使わ
れている脱アセチル化度の低い(65〜95%)キトサ
ンもいずれも原料として用いることができる。 本発明において用いられる酵素は、バーティシリウム属
に属する微生物が生産する酵素であれば制限はないが、
そのうちバーティシリウム属AF9−V−156株(微
工研菌寄第月377号)及びその変異株が生産するキト
サナーゼが最も好マしい。なおこの酵素の製造方法につ
いては、本願と同一出願人から既に特許出願されている
(特願平2−81531 )。 酵素反応を行うpHは、使用するキトサナーゼの至適p
Hおよび原料キトサンの溶解性などによって適宜選択で
きるが、塩基性多糖というキトサンの性質上、酸性条件
下での反応が好ましい。キトサンを溶解する場合、通常
キトサンを水に懸濁し、次いて酢酸などの酸を添加して
溶解し、その後水酸化ナトリウムなどのアルカリを添加
してpHを調整するという過程がとられる。しかし、こ
のアルカリを添加する過程でキトサンが析出する場合が
多く再溶解するのに時間がかかるため、pHNj整に長
時間を要することになり、工業的には非効率的である。 従ってキトサンを酸で溶解しそのままのpHで酵素反応
を行えることが好ましい。特にバーティシリウム属へP
9−V15B株またはその変異株の生産するキトサナー
ゼを用いれば、pH3,0以上ならば効率よく反応させ
ることができるため、キトサン溶解時の酸の添加量を調
節し溶解後のpHを3.0以上に維持するだけで、アル
カリを添加することなくそのまま酵素反応を行わせるこ
とができる。反応温度は、通常キトサナーゼの作用温度
である30〜80”Cの範囲で選択できるが、高温での
反応はキトサンの褐変を進行させるので、褐変を極カ避
けるためにはなるべく低温での反応が望ましい。バーテ
ィシリウム属人F9−V−156株の生産するキトサナ
ーゼの場合、30〜37℃で効率よく酵素反応を行わせ
ることができる。
以下に実施例を挙げて本発明を詳述するが、本発明はこ
れらの実施例により何ら限定されるものではない。 実施例 1゜ 低粘度キトサンLLWP (君津化学工業■製部品名、
脱アセチル化度75〜85%) 0.5gに酢酸緩衝
液(0,1M、 pH5,0) 100m1を加えて攪
拌し、キトサンを溶解させて0.5%キトサン溶液とし
た。これにバーティシリウム属人P9−V−156株の
生産したキトサナーゼを10mU/ml となるよう添
加し、37℃で2時間反応させた。80℃、15分間の
熱処理て酵素を失活させた後、キトサンの低分子化の程
度をゲル濾過法により調べた。すなわち、酵素反応後の
キトサン溶液041を1.−1に希釈し、ゲル濾適用担
体5ephacryl S−200(ファルマシア社製
商品名)を充填したカラム(15m5 X 44v*)
を用いてゲル濾過し分子量分布を解析した。分子量マー
カーとして、分子量510,000.71.000.3
9,000.9.400 ノブキストラン(シグマ社製
)、キトヘキサオース(分子量的1.200 、生化学
工業鰭製)、およびグルコサミン塩酸塩を用いた。その
結果、本実施例で得られた酵素反応液のキトサンは、分
子量40,000付近とグルコサミン単糖がらオリゴ糖
の2カ所にピークをもつ成分からなることが判明した。 実施例 2゜ キトサン「フローナックCJ (共和油脂工業■製部
品名)5gを90m1の純水に懸濁し、攪拌しながら1
0M乳酸351を加えキトサンを溶解した。完全に溶解
後、液量を100m1に調整して5%キトサン溶液とし
た。この溶液のpHは3,8てあった。これにバーティ
シリウム属人F9−V−156株の生産するキトサナー
ゼを40wLI11 となるように添加し、30”Cで
18時間反応させた。80”C115分間の熱処理で酵
素を失活させた後、キトサンの低分子化の程度を調ベた
。酵素反応後のキトサンの低分子化の程度は、実施例1
と同様にゲル濾過法により調べた。 この結果、本実施例で得られた酵素反応液のキトサンは
、グルコサミンヘキサマーを中心に分布していることが
判明した。
れらの実施例により何ら限定されるものではない。 実施例 1゜ 低粘度キトサンLLWP (君津化学工業■製部品名、
脱アセチル化度75〜85%) 0.5gに酢酸緩衝
液(0,1M、 pH5,0) 100m1を加えて攪
拌し、キトサンを溶解させて0.5%キトサン溶液とし
た。これにバーティシリウム属人P9−V−156株の
生産したキトサナーゼを10mU/ml となるよう添
加し、37℃で2時間反応させた。80℃、15分間の
熱処理て酵素を失活させた後、キトサンの低分子化の程
度をゲル濾過法により調べた。すなわち、酵素反応後の
キトサン溶液041を1.−1に希釈し、ゲル濾適用担
体5ephacryl S−200(ファルマシア社製
商品名)を充填したカラム(15m5 X 44v*)
を用いてゲル濾過し分子量分布を解析した。分子量マー
カーとして、分子量510,000.71.000.3
9,000.9.400 ノブキストラン(シグマ社製
)、キトヘキサオース(分子量的1.200 、生化学
工業鰭製)、およびグルコサミン塩酸塩を用いた。その
結果、本実施例で得られた酵素反応液のキトサンは、分
子量40,000付近とグルコサミン単糖がらオリゴ糖
の2カ所にピークをもつ成分からなることが判明した。 実施例 2゜ キトサン「フローナックCJ (共和油脂工業■製部
品名)5gを90m1の純水に懸濁し、攪拌しながら1
0M乳酸351を加えキトサンを溶解した。完全に溶解
後、液量を100m1に調整して5%キトサン溶液とし
た。この溶液のpHは3,8てあった。これにバーティ
シリウム属人F9−V−156株の生産するキトサナー
ゼを40wLI11 となるように添加し、30”Cで
18時間反応させた。80”C115分間の熱処理で酵
素を失活させた後、キトサンの低分子化の程度を調ベた
。酵素反応後のキトサンの低分子化の程度は、実施例1
と同様にゲル濾過法により調べた。 この結果、本実施例で得られた酵素反応液のキトサンは
、グルコサミンヘキサマーを中心に分布していることが
判明した。
以上説明したように本発明によれば、汎用キトサンを原
料にして任意の分子量の低分子化キトサンを効率よく製
造することができるため、工業的にも十分適用すること
ができる。さらに本発明法により製造された低分子化キ
トサンは、食品、化粧品、医薬品など幅広い応用が可能
である。
料にして任意の分子量の低分子化キトサンを効率よく製
造することができるため、工業的にも十分適用すること
ができる。さらに本発明法により製造された低分子化キ
トサンは、食品、化粧品、医薬品など幅広い応用が可能
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、キトサン溶液に、バーティシリウム属 (Verticilliumsp.)に属する微生物が
生産するキトサナーゼを作用させて低分子化することを
特徴とする低分子化キトサンの製造方法。 2、バーティシリウム属に属する微生物が、バーティシ
リウムAF9−V−156(微工研菌寄第11377号
)である請求項1記載の低分子化キトサンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2214664A JPH0655151B2 (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 低分子化キトサンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2214664A JPH0655151B2 (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 低分子化キトサンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499493A true JPH0499493A (ja) | 1992-03-31 |
| JPH0655151B2 JPH0655151B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=16659522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2214664A Expired - Fee Related JPH0655151B2 (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 低分子化キトサンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0655151B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994005778A1 (en) * | 1992-09-01 | 1994-03-17 | Sandoz Ltd. | New products of depolymerizing partially acetylated chitosan, new enzymes and new thermoactinomyces strain for the production thereof |
| KR20190061828A (ko) | 2017-11-27 | 2019-06-05 | 이보균 | 조사료용 키토산의 제조방법 |
| CN115521960A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-27 | 山东海锋生物工程有限公司 | 一种减少壳寡糖非酶褐变的生产工艺 |
-
1990
- 1990-08-14 JP JP2214664A patent/JPH0655151B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994005778A1 (en) * | 1992-09-01 | 1994-03-17 | Sandoz Ltd. | New products of depolymerizing partially acetylated chitosan, new enzymes and new thermoactinomyces strain for the production thereof |
| KR20190061828A (ko) | 2017-11-27 | 2019-06-05 | 이보균 | 조사료용 키토산의 제조방법 |
| CN115521960A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-27 | 山东海锋生物工程有限公司 | 一种减少壳寡糖非酶褐变的生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0655151B2 (ja) | 1994-07-27 |
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