JPH0779800A - シアル酸含有オリゴ糖の分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感染防御などの生理活性を有するシアル酸含
有オリゴ糖を乳などから効率的に分離する方法を提供す
る。 【構成】 乳などからシアル酸含有オリゴ糖を採取する
に際し、擬似移動床式クロマト分離装置（ＳＭＢ）を用
いる。 【効果】 ＳＭＢの分離剤としてカチオン交換樹脂を用
いることにより、溶離液として脱イオン水を用いること
ができる。したがって、脱塩工程が不要となり、安価に
シアル酸含有オリゴ糖を提供することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シアル酸含有オリゴ糖
を含む原料溶液からシアル酸含有オリゴ糖を分離する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シアル酸含有オリゴ糖とは、非還元末端
にノイラミン酸のＮ−アセチル誘導体であるシアル酸を
有するオリゴ糖であって、代表的なシアル酸含有オリゴ
糖としてはシアリルラクトースやシアリルガラクトース
などが知られている。そして、このシアリルラクトース
はシアル酸とラクトース中のガラクトースとの結合様式
によりさらに２種類のものが知られている。また、シア
リルガラクトースについても同様である。これらのシア
ル酸含有オリゴ糖は、乳中に比較的多く含まれており、
感染防御活性などの生理活性を有していると言われてい
る。しかし、シアル酸含有オリゴ糖は、天然界には微量
しか存在せず、大量に分画する方法も知られていなかっ
た為、その役割については未だ明らかにされていない。
また、シアル酸含有オリゴ糖の合成も試みられている
が、大量かつ簡便に行うことはできない現状にある。

【０００３】シアル酸含有オリゴ糖は、牛乳などの乳を
原料として分離される場合が多い。しかし、乳中には大
量の乳糖が存在しており、この乳糖とシアル酸含有オリ
ゴ糖を分離することが最も困難な操作となっている。通
常、乳糖とシアル酸含有オリゴ糖の分離するに際して
は、アニオン交換樹脂を用いたクロマトグラフィーを行
うことにより、シアル酸含有オリゴ糖のみを樹脂に吸着
させて乳糖と分離することができる。そして、この樹脂
に吸着させたシアル酸含有オリゴ糖を塩溶液で溶出させ
ることとなるが、シアル酸含有オリゴ糖に含まれるシア
ル酸は非常に低いｐＫａである為に、シアル酸含有オリ
ゴ糖を溶出する際に用いる塩溶液は必然的に高濃度のも
のを用いることが必要となり、その結果、脱塩などの後
処理が非常に煩雑になるという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述の
問題点を解決すべく、シアル酸含有オリゴ糖を含む原料
溶液からシアル酸含有オリゴ糖を工業的に簡便かつ効率
的に分離する方法について鋭意検討を行ったところ、擬
似移動床式クロマト分離装置（以下、ＳＭＢと略記す
る）を用いて処理することにより、脱塩工程を必要とし
ないでシアル酸含有オリゴ糖を含む画分を分離すること
ができることを見出し、本発明を完成するに至った。し
たがって、本発明は、ＳＭＢを用いてシアル酸含有オリ
ゴ糖を含む原料溶液からシアル酸含有オリゴ糖を分離す
る方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、先にＳＭ
Ｂを用いて酸性オリゴ糖であるグルクロン酸含有オリゴ
糖を連続的に分離する方法を提案している（特願平５−
６４７３０号）。そして、さらにオリゴ糖類の工業的な
分離方法について研究を重ねた結果、分離剤としてカチ
オン交換樹脂を用いたＳＭＢの操作条件を最適化するこ
とにより、シアル酸含有オリゴ糖を含む原料溶液からシ
アル酸含有オリゴ糖を分離するに際して脱イオン水を溶
離液として用いることが可能であることを見出した。な
お、従来カチオン交換樹脂を用いてシアル酸含有オリゴ
糖を濃縮した例については殆ど知られていなかった。

【０００６】本発明で用いるＳＭＢは、分離剤を充填し
た数塔のカラムを用い、供給液及び溶離液の注入口ある
いは分離成分の取出口を半連続的に移動させることによ
り、成分を分離する装置であって、分離剤と溶離液を適
宜選択し、ＳＭＢの運転条件を適正化することにより、
効率的に成分を分離することができるものである。

【０００７】シアル酸含有オリゴ糖を含む原料溶液とし
ては、哺乳類の乳や血液などを挙げることができるが、
原料供給及びコストという点で乳を用いることが好まし
い。原料溶液として用いる乳、乳製品としては、チーズ
を製造する際に排出されるホエーもしくはそのホエーを
濃縮、乾燥したホエー粉、限外濾過してホエーから蛋白
質を除去したもの、さらに乳糖結晶を除去した乳糖結晶
母液、イオン交換樹脂を用いてホエーから蛋白質を除去
したもの、限外濾過して脱脂乳から蛋白質及び脂肪を除
去したものなどを挙げることができる。

【０００８】本発明でＳＭＢの充填剤として用いるカチ
オン交換樹脂については、特に制限はないが、強酸性カ
チオン交換樹脂であって架橋度２〜６％の対イオンがナ
トリウム型のものが好ましく、市販されているダイヤイ
オンＵＢＫ５３０（三菱化成（株）製）、ダイヤイオン
ＵＢＫ５１０Ｌ（三菱化成（株）製）、アンバーライト
ＸＴ−１０１６（オルガノ社製）、アンバーライトＸＴ
−１００７（オルガノ社製）、デュオライトＸＥ−６６
５（住友化学（株）製）、ダウエックス５０Ｗ×２（ダ
ウ・ケミカル社製）及びダウエックス５０Ｗ×４（ダウ
・ケミカル社製）などを挙げることができる。

【０００９】本発明では、ＳＭＢの溶離液として脱イオ
ン水を用いることができるので、従来は必要であった溶
離液に含まれている塩類の除去操作が不要となり、工程
が非常に簡便化されることなった。このようにして得ら
れたシアル酸含有オリゴ糖を含む画分については、常法
に従って濃縮あるいは乾燥して用いる。また、必要に応
じてさらに精製し、シアル酸含有オリゴ糖の純度を高め
ることもできる。

【００１０】次に本発明の実施例を挙げて具体的に説明
する。なお、実施例においてシアル酸含有オリゴ糖の定
量は、薄層クロマトグラフィー（Ａｒｔ１３９２７、Ｍ
ｅｒｃｋ社製）を用い、ｎ−ブタノール：ｉｓｏ−プロ
パノール：水＝３：１２：４の展開溶媒で行った。ま
た、アニリン−ジフェニルアミン及びオルシノール−塩
酸を発色剤として用い、クロマトスキャナー（ＣＳ−９
３０、（株）島津製作所製）で定量を行った。

【００１１】

【実施例１】ホエー粉１０ｋｇをイオン交換水に溶解し
て全容量を１００ｌとし、限外濾過（ＨＦＫ１３１、Ｋ
ｏｃｈ社製：膜面積５ｍ² ）して蛋白質を除去した。次
に、ＮＦ膜（Ｄｅｓａｌ−５、Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏ
ｎ社製、膜面積０．５５ｍ²）を用いて容量が２０ｌに
なるまで濃縮した蛋白質除去還元ホエー溶液をＳＭＢの
処理液とした。また、脱イオン水をＳＭＢの溶離液とし
た。ＳＭＢは、カラム直径２５ｍｍ、長さ４６０ｍｍの
１２塔型で、分離剤としてダウエックス５０Ｗ×４（ダ
ウ・ケミカル社製）を各々充填した。ＳＭＢの運転条件
は、ＳＭＢ処理液供給量２．６ｍｌ／分、ＳＭＢ溶離液
供給量４．２ｍｌ／分、エキストラクト抜き出し量３．
４ｍｌ／分、ラフィネート抜き出し量３．４ｍｌ／分、
カラム温度１０℃、ステップ時間１０．７分とした。以
上の条件で、濃縮した蛋白質除去還元ホエー溶液６．２
ｌを処理したところ、エキストラクトに乳糖を含む非酸
性糖画分８．１ｌを、また、ラフィネートにシアル酸含
有オリゴ糖を含む酸性糖画分８．１ｌをそれぞれ得た。
次に、このラフィネートをロータリーエバポレーターで
濃縮し、凍結乾燥してシアル酸含有オリゴ糖を含む粉末
１７ｇを得た。この粉末について、薄層クロマトグラフ
ィーによりシアル酸含有オリゴ糖の含量を測定したとこ
ろ４８％であった。ちなみにＳＭＢ処理液として用いた
蛋白質除去還元ホエー溶液にはシアル酸含有オリゴ糖が
固形量当たり０．４％含まれていた。

【００１２】

【実施例２】チーズを製造する際に排出されたホエー１
５０ｌを限外濾過（Ｃｅｆｉｌｔ１０ｋＤａ、ＮＧＫフ
ィルティック社製、膜面積１．４ｍ² ）して蛋白質を除
去し、さらにシーディングによって生成した乳糖結晶を
除去した乳糖結晶母液をエバポレーターで固形率３０％
まで濃縮したものをＳＭＢの処理液とした。また、脱イ
オン水をＳＭＢの溶離液とした。ＳＭＢは、カラム直径
２５ｍｍ、長さ４６０ｍｍの８塔型で、分離剤として対
イオンをナトリウム型としたダイヤイオンＵＢＫ５１０
Ｌ（三菱化成（株）製）を各々充填した。ＳＭＢの運転
条件は、ＳＭＢ処理液供給量３．４ｍｌ／分、ＳＭＢ溶
離液供給量５．８ｍｌ／分、ラフィネート抜き出し量
４．２ｍｌ／分、エキストラクト抜き出し量５．０ｍｌ
／分、カラム温度１０℃、ステップ時間７．４０分とし
た。以上の条件で、乳糖結晶母液濃縮物３．１ｌを処理
したところ、エキストラクトに乳糖を含む非酸性糖画分
３．８ｌを、また、ラフィネートにシアル酸含有オリゴ
糖を含む酸性糖画分４．６ｌをそれぞれ得た。次に、こ
のラフィネートをロータリーエバポレーターで濃縮し、
凍結乾燥してシアル酸含有オリゴ糖を含む粉末８０ｇを
得た。この粉末について、薄層クロマトグラフィーによ
りシアル酸含有オリゴ糖の含量を測定したところ６０％
であった。ちなみにＳＭＢ処理液として用いた乳糖結晶
母液濃縮物中には、シアル酸含有オリゴ糖が固形量当た
り５％含まれていた。

【００１３】

【実施例３】脱脂乳１５０ｌを限外濾過（ＨＦＫ１３
１、Ｋｏｃｈ社製：膜面積５ｍ² ）して得られた透過液
１２０ｌをエバポレーターで固形率３０％，まで濃縮し
たものをＳＭＢの処理液とした。また、脱イオン水をＳ
ＭＢの溶離液とした。ＳＭＢは、カラム直径２５ｍｍ、
長さ４６０ｍｍの１２塔型で、分離剤として対イオンを
ナトリウム型としたダイヤイオンＵＢＫ５１０Ｌ（三菱
化成（株）製）を各々充填した。ＳＭＢの運転条件は、
ＳＭＢ処理液供給量２．２ｍｌ／分、ＳＭＢ溶離液供給
量６．３ｍｌ／分、エキストラクト抜き出し量５．５ｍ
ｌ／分、ラフィネート抜き出し量３．０ｍｌ／分、カラ
ム温度１０℃、ステップ時間８．０２分とした。以上の
条件で、濃縮した透過液１０ｌを処理したところ、エキ
ストラクトに乳糖を含む非酸性糖画分２５．０ｌを、ま
た、ラフィネートにシアル酸含有オリゴ糖を含む酸性糖
画分１３．８ｌをそれぞれ得た。次に、このラフィネー
トをロータリーエバポレーターで濃縮し、凍結乾燥して
シアル酸含有オリゴ糖を含む粉末１１０ｇを得た。この
粉末について、薄層クロマトグラフィーによりシアル酸
含有オリゴ糖の含量を測定したところ１３％であった。
ちなみにＳＭＢ処理液として用いた濃縮透過液にはシア
ル酸含有オリゴ糖が固形量当たり０．４％含まれてい
た。

【００１４】

【実施例４】チーズを製造する際に排出されたホエー１
５０ｌを蛋白吸着剤（スフェロジルＱＭＡ、ローヌ・プ
ーラン社製）１５ｌに通液して除蛋白し、さらにエバポ
レーターで固形率３０％まで濃縮した蛋白除去濃縮ホエ
ー２７ｌを得、これをＳＭＢの処理液とした。また、脱
イオン水をＳＭＢの溶離液とした。ＳＭＢは、カラム直
径２５ｍｍ、長さ４６０ｍｍの８塔型で、分離剤として
対イオンをナトリウム型としたアンバーライトＸＴ−１
０１６（オルガノ社製）を各々充填した。ＳＭＢの運転
条件は、ＳＭＢ処理液供給量２．２ｍｌ／分、ＳＭＢ溶
離液供給量６．３ｍｌ／分、ラフィネート抜き出し量
３．０ｍｌ／分、エキストラクト抜き出し量５．５ｍｌ
／分、カラム温度１０℃、ステップ時間８．０２分とし
た。以上の条件で、蛋白除去濃縮ホエー２７ｌを処理し
たところ、エキストラクトに乳糖を含む非酸性糖画分６
７．２ｌを、また、ラフィネートにシアル酸含有オリゴ
糖を含む酸性糖画分３７．２ｌをそれぞれ得た。次に、
このラフィネートをロータリーエバポレーターで濃縮
し、凍結乾燥してシアル酸含有オリゴ糖を含む粉末６０
０ｇを得た。この粉末について、薄層クロマトグラフィ
ーによりシアル酸含有オリゴ糖の含量を測定したところ
１５％であった。ちなみにＳＭＢ処理液として用いた蛋
白除去濃縮ホエー中には、シアル酸含有オリゴ糖が固形
量当たり０．３６％含まれていた。

【００１５】

【発明の効果】本発明の方法によると、シアル酸含有オ
リゴ糖を含む原料溶液からシアル酸含有オリゴ糖を工業
的に簡便かつ効率的に分離することがことができる。し
たがって、大量かつ安価にシアル酸含有オリゴ糖を供給
することが可能となり、現在までにあまり明らかになっ
ていなかったシアル酸含有オリゴ糖、特にシアリルラク
トースの生理機能についての研究に寄与すると共に、シ
アル酸含有オリゴ糖を食品、医薬、化粧品あるいは飼料
などの素材として利用する機会を促進することができ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シアル酸含有オリゴ糖を含む原料溶液を
   擬似移動床式クロマト分離装置に供給してシアル酸含有
   オリゴ糖を含む画分を分離することを特徴とするシアル
   酸含有オリゴ糖の分離方法。
2. 【請求項２】 シアル酸含有オリゴ糖を含む原料が、乳
   又は乳製品である請求項１記載の分離方法。
3. 【請求項３】 擬似移動床式クロマト分離装置の分離剤
   としてカチオン交換樹脂を用い、溶離液として脱イオン
   水を用いる請求項１又は２記載の分離方法。