JPH066602B2 - グルコシル−サイクロデキストリン類の分離精製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はグルコシル−サイクロデキストリン類の分離精
製方法に関し、更に詳細にはグルコシル−サイクロデキ
ストリン類、サイクロデキストリンおよびオリゴ糖類を
含む糖液を化学修飾されたシリカ担体に吸着させ、つい
で吸着されたサイクロデキストリン類を温水を用いて分
別溶出させ、グルコシル−サイクロデキストリン類とサ
イクロデキストリンを分離することからなる、グルコシ
ル−サイクロデキストリン類の分離精製法に関する。

〔従来の技術〕

サイクロデストリンは、デンプン又はデンプン分解物に
バチルス・マセランス（Bacillus macerans）等の微生
物が生産するサイクロデキストリン生産酵素を作用させ
て得られる分解生成物で、その包接作用を利用して食
品、医薬品、化粧品等の分野で幅広い用途が期待されて
いるものである。なかでも、サイクロデキストリンの母
核にグルコース等の分枝が結合した、いらゆる分岐サイ
クロデキストリンは、水への溶解性が著しく高いことか
ら、上記分野のみならず、一般工業分野等で更に広い応
用が期待されている。

このような背景から、最近、グルコシル−サイクロデキ
ストリン類の工業的な製造法を開発する努力が各方面で
行われている。しかしながら、これらグルコシル−サイ
クロデキストリン類はデンプンまたはデンプン分解物か
ら酵素の作用によって直接製造されるか又はサイクロデ
キストリンとオリゴ糖に酵素を作用させることにより製
造されるため、その生成液中には多量の直鎖あるいは分
岐オリゴ糖および非分岐のサイクロデキストリンガ混在
している。そのため、それら糖液中よりグルコシル−サ
イクロデキストリン類のみを分離採取することが極めて
困難であることから、未だグルコシル−サイクロデキス
トリン類含量の高い精製品の工業的製造に成功していな
いのが実状である。

これまでに知られているサイクロデキストリン類の精製
方法の代表的なものは次のものである。

糖液にアセトン等と有機溶媒を加えてサイクロデス
トリンを沈澱させる方法（特公昭５２−８３８５号公報
参照）。

陰イオン交換樹脂を用いて精製する方法（特公昭４
６−９２２３号公報参照）。

多孔性ポリマーから疎水性の合成吸着樹脂を用いる
方法（特開昭５６−８５号公報参照）。

強酸性イオン交換樹脂のアルカリ金属塩で分画する
方法（特開昭５７−３０７０２号公報参照）。

しかしながら、これらの方法、サイクロデキストリン類
を他のオリゴ糖、デキストリン等から分離する場合に
は、ある程度の効果が認められるが、これを工業的に利
用するには効果が不十分である上に、サイクロデキスト
リンと分岐サイクロデキストリンの分離には殆ど使用で
きないという欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者等は、このような実状を考慮し、効率が良くか
つ実用的なサイクロデキストリンの分離方法を見出すべ
く研究を重ねた結果、化学修飾されたシリカ担体がサイ
クロデキストリン類のみを選択的に吸着することを見出
し、これを利用してオリゴ糖類とサイクロデキストリン
類を分離することに成功し、「サイクロデキストリン類
の精製方法」として先に特許出願した（特願昭６１−１
４４７８１号明細書参照）。

しかしながら、この方法はサイクロデキストリン類の溶
出に通常８０℃以上の熱水を使用しているため各種のサ
イクロデキストリンが殆ど同時に溶出されるので、サイ
クロデキストンリン類と他の糖類との分離は可能であっ
てもサイクロデキストリン相互の分離、特にサイクロデ
キストリンと分岐サイクロデキストリンとの分離が実質
的に不可能という欠点がある。

本発明者等は、サイクロデキストリンと精製品を得る方
法について種々研究を重ねた結果、化学修飾シリカ担体
に吸着されたサイクロデキストリン類を約２０℃以上の
温水で溶出すると、サイクロデキストリンの種類によっ
て溶出速度にかなりの差が生ずることを発見した。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記のごとき新知見に基づいて完成されたもの
で、グルコシル−サイクロデキトリン類、サイクロデキ
ストリンおよびオリゴ糖類を含有する糖液を化学修飾さ
れたシリカ担体に接触させて、サイクロデキストリン類
を当該シリカ担体に吸着させ、ついで吸着されたサイク
ロデキストリン類を好ましくは温度約２０〜８０℃の温
水を用いて分別溶出させ、グルコシル−サイクロデスト
リン類とサイクロデキストリンを分離することからなる
グルコシル−サイクロデキストリン類の分離精製法であ
る。

本発明の方法に使用される化学修飾シリカ担体は、シリ
カゲルのシラノール基がＣ_８〜Ｃ₁₈の直鎖アルキルシリ
ル基で置換された構造を有するものである。特に好まし
いのはシリカ担体の炭素含有率が７〜２０％になるよう
にＣ₁₈の直鎖アルキルシリル基で置換されているもので
ある。また、当該シリカゲル（オクタデシルシリル基で
置換されたシリカゲル）の残存シラノール基を更にトリ
メチルシリル基で置換（エンドキャッピング）したも
の、更には前記オクタデシルシリル基の代わりにオクチ
ルシリル基で置換された構造を有するものを使用するこ
とが可能である。

これらの化学修飾シリカ担体は、シリカゲルにアルキル
クロロシランを反応させ、更に所望により、当該反応生
成物にトリメチルクロロシランを反応させることにより
製造することができる。しかしながら、このような化学
修飾シリカ担体は既にプレパラティブ−Ｃ１８（ウォー
ターズ社製品）、ＹＭＣ−ＯＤＳ−ＡＬＬ、ＹＭＣ−Ｇ
ＥＬ−Ｃ８（以上、山村化学研究所製品）等の商品名で
市販されているので、それらを適宜購入して使用するの
が便利である。

本発明によれば、糖液と化学修飾シリカ担体との接触は
種々の形で行うことができる。最も好ましい方法はこれ
らのシリカ担体を充填したカラムに糖液を流下させる方
法であるが、その他に糖液中にシリカ担体を加えて混合
する方法も用いることが可能である。

化学修飾シリカ担体に接触させる糖液中には、グルコシ
ル−サイクロデキストリン類および非分岐のサイクロデ
キストリンのほか、他の糖類が単独もしくは２種以上共
存していてもよく、またサイクロデキストリン類として
は、グルコシル基が数個、分岐として結合したグルコシ
ル−サイクロデキストリン、β−サイクロデキストリ
ン、γ−サイクロデキストリンがどのような比率で含ま
れていても差支えない。これら糖液中のグルコシル−サ
イクロデキストリン類の含量は１重量％以下の低含量で
もよく、またサイクロデキストリン類の吸着を阻害しな
い限り、糖液中に酵素等が含まれていても差支えない。
シリカ担体に接触させる糖液の濃度は、上記のいずれの
方法においても例えば１重量％以下の低濃度から６０重
量％以上の高濃度迄、極めて広い範囲で使用することが
できる。

本発明によれば、化学修飾シリカ担体に吸着されたサイ
クロデキストリン類の溶出は次のようにして行われる。
まず、必要により、化学修飾シリカ担体を所定量（担体
容積の２〜３倍量）の水で水洗してグルコース、マルト
ース等のオリガ糖類を除去する。次に、溶出液の温度を
好ましく温度約20〜80℃の間で連続的に上昇させてサイ
クロデキストリン類を分別溶出する。

本発明によれば、化学修飾シリカ担体に吸着されたサイ
クロデキストリン類は温水を使用して溶出させると、グ
ルコシルの分枝を有するものが速く溶出され、分枝を持
たないサイクロデキストリンは遅れて溶出される。この
ように、本発明の分別溶出では好ましくは温度約20〜80
℃の温水により殆どのサイクロデキストリン類が溶出さ
れるが、更に必要に応じて８０℃以上の熱水によりシリ
カ担体に吸着しているサイクロデキストリンを溶出させ
ることもできる。

また、本発明においては、上述のように溶出液（温水）
を温度を好ましくは温度約20〜80℃の間で連続的に上昇
させて溶出を行う、いわゆるグラディエント溶出のほ
か、溶出液の温度を好ましくは約20〜80℃の間で段階的
に上昇させて溶出を行う方法を用いることも可能であ
る。尚、溶出液の温度を段階的に上昇させる溶出方法に
おいては、化学修飾シリカ担体からサイクロデキストリ
ン類を溶出させる速さが用いられる化学修飾シリカ担体
の種類によって多少異なるため、使用する担体に応じて
温水の温度を５〜１０℃程度高くもしくは低くする必要
がある。従って、この溶出方法に於いては、上記の点を
考慮しながら、原料液中のサイクロデキストリン類の組
成に合わせて溶出液（温水）の温度を適宜調節して、好
ましい溶出パターンを得られるようにすることが必要で
ある。

溶出に使用される溶出液の量は、通常、化学修飾シリカ
担体の容積の数十倍量である。

本発明においては、溶出液の通液速度は分離効率には殆
ど影響なく、任意の速度で行うことができるが、通常は
作業の効率等を考慮してＳＶ＝３〜３０の範囲が選ばれ
る。

本発明に従ってカラムから溶出される溶出液は溶出順に
フラクションコレクターに分取する。上記のように温水
のよる溶出では、グルコシル−サイクロデキストリン類
が早く溶出され、非分岐のサイクロデキストリンは遅れ
て溶出されてくるので、各フラクションコレクターに補
集された溶出液のサイクロデキストリン類の組成をＨＰ
ＬＣ等により確認して、それぞれ同一成分ごとに集め、
濃縮し、更に必要に応じて、乾燥し粉末とすることがで
きる。また、大量処理の場合、分取装置により、ＲＩ検
出器を用いたピーク分画または溶出液量による分画によ
っても同様な分画・分取が可能である。

また、このようにして分離されたサイクロデキストリン
類について、上記の吸着・分離溶出の操作を反復実施す
れば、更に高純度のグルコシル−サイクロデキストリン
類を得ることが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、有機溶媒を使用することなくグルコシ
ル−サイクロデキストリン類と非分岐のサイクロデキス
トリンを効率よく分離できるだけでく、極めて高純度の
グリコシル−サイクロデキストリン類を得ることができ
るという特徴がある。従って、本発明はグルコシル−サ
イクロデキストリン類の工業生産を行う上で極めて有用
である。

〔実施例〕

次に実施例を示し、本発明を更に詳細かつ具体的に説明
するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定す
るものでないことはいうまでもない。

実施例１ グルコシル−サイクロデキストリンを含むサイクロデキ
ストリン類のオリゴ等類の混合溶液（Ｂx.35.4％、組
成：グルコシル−α−サイクロデキストリン6.31％グル
コシル−β−サイクロデキストリン0.96％、α−サイク
ロデキトリン4.92％、グルコース等の糖類87.8％）21.6
ｇをオクタデシルシリル（ＯＤＳ）担体のカラム（径2.
0cm×長さ6.0cm、担体量８ｇ）上に負荷させた。次い
で、水４０mlをＳＶ＝１０でカラムに通液して、共存す
るオリゴ糖類を溶出除去した。

更に、同速度で通液しながらカラム溶出温度を６０℃付
近まで徐々に上昇させ、担体に吸着されたサイクロデキ
ストリン類を溶出させた（溶出液は2.7mlごとにフラク
ションクレクターで分取した。）。

上記方法により分取した各フラクションの糖組成をＨＰ
ＬＣで確認し、第１図の溶出パターンを得た（図中、
の曲線はグルコシル−α−サイクロデキストリンを示
し、の曲線はグルコシル−β−サイクロデキストリン
を示し、の曲線はα−サイクロデキストリン示し、
の曲線は溶出液のカラム通過温度を示す）。

次に、これら各フラクションをサイクロデキストリン類
の組成に応じてグルコシル−α−サイクロデキストリン
とグルコシル−β−サイクロデキストリンを主成分とす
る画分（P₁）、グルコシル−α−サイクロデキストリン
とα−サイクロデキストリンの混合画分（P₂）に分けた
後、それぞれの画分を集め、濃縮、乾固して２種類の粉
末を得た。各粉末の収量およびサイクロデキストリン類
を組成を第１表に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られたサイクロデキストリン類の
溶出パターンを示す曲線図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 重男 埼玉県新座市本多１−10−19 (72)発明者 吉田 収作 埼玉県川口市幸町１−４−19−701 (72)発明者 千輪 眞 千葉県八千代市勝田台６−20−12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】グルコシル−サイクロデキストリン類、サ
   イクロデキストリンおよびオリゴ糖類を含む糖液を化学
   修飾シリカ担体に接触させて、液中のサイクロデキスト
   リン類を当該シリカ担体に吸着させ、ついで吸着された
   サイクロデキストリン類を温水により分別溶出させ、グ
   ルコシル−サイクロデキストリン類とサイクロデキスト
   リンを分離することを特徴とするグルコシル−サイクロ
   デキストリン類の分離精製法。
2. 【請求項２】温水による分別溶出を溶出液の温度を段階
   的もしくは連続的に上昇させて行うことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のグルコシル−サイクロデキス
   トリン類の分離精製法。