JPH08502999A - アルドース構造を有する化合物をケトース構造を有する化合物へ異性化する方法、異性化或いはその促進剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、従来技術の難点を解消し、アルドース構造を有する化合物を高い異性化率で、特別の設備や煩雑な操作を必要とせず、ケトース構造を有する化合物に異性化することのできる方法、及び、この方法を実施する際に用いて有用な異性化或いはその促進剤を提供することを目的としてなされたものである。本発明のアルドース構造を有する化合物をケトース構造を有する化合物へ異性化する方法の構成は、式（Ｉ）

Description

【発明の詳細な説明】 アルドース構造を有する化合物をケトース構造を有する化合物へ異性化する方 法、異性化或いはその促進剤 技術分野 本発明は、アルドース構造を有する化合物をケトース構造を有する化合物へ異 性化する方法及びこの異性化に際し使用される異性化剤或いは異性化の促進剤に 関するものである。 背景技術 エネルギー源等として生物にとって非常に重要であり、且つ、地球上に最も多 く存在する有機化合物である炭水化物については、単糖類を主な構成要素として いることが知られており、これら単糖類は、代表的には炭素数３乃至８の炭素原 子が環状に連なった構造を有していて、構造的に２種類に大別される。 即ち、アルデヒドの糖類であるアルドースと、ケトンの糖類であるケトースと に分類することができるのであり、アルドース及びケトースのそれぞれが、前記 炭素原子の数によってトリオース、テトロース、ペントース及びヘキソースのよ うに分類されている。 そして、上記単糖類の反応については種々のものが知られているが、工業的に 実施されている反応としては、アルドヘキソースであるグルコース（ブドウ糖） を対応するケトヘキソースであるフルクトース（果糖）へ異性化し、異性化糖を 製造する反応を挙げることができる。 上記異性化糖とは、グルコースの一部を異性化して得られるフルクトースと、 原料であるグルコースとの混合物であり、甘味の少ないグルコー スを甘味の強いフルクトースへ一部変換し、砂糖（ショ糖）に近い甘味を持たせ たものである。 上記異性化糖は、その成分であるフルクトースが低温であるほど甘味が強いた め、その消費量全体の約７０％が清涼飲料等の飲料に添加され、それ以外は食品 全般に利用されており、その生産量は全世界で年間約８００万トンである。 上記グルコースとフルクトースは、共に構造が近似したヘキソースであり、古 くからさまざまな方法による異性化が提案されてきたが、現在では、異性化酵素 （グルコースイソメラーゼ）を用いてグルコースの一部をフルクトースに異性化 することにより異性化糖を製造することが工業的に行われている。 即ち、トウモロコシデンプン等のデンプンを液化し、グルコアミラーゼで糖化 した糖液を、例えばストレプトマイセス属等の菌種に属する菌が生産する異性化 酵素を各種の方法で固定化した固定化酵素中を連続的に通過させ、グルコースを フルクトースに異性化しているのである。 そして、上記異性化は、平衡点が１付近に存在する平衡反応であり、平衡到達 時において、約６０℃の反応温度でグルコースの約５０％をフルクトースへ異性 化することができるのであるが、この程度まで異性化を進めるには相当長時間を 要し、この長時間の加熱のために反応液が着色してしまい、市販するための精製 、濃縮工程でのコストを上昇させてしまうため、フルクトースの含有量が約４２ ％程度にまで異性化が進行した段階で反応を終了させている。 既に述べたように、異性化糖は、大量・安価に生産が可能なグルコースに砂糖 に近い甘味を持たせることを目的として生産されているのであるが、砂糖の甘味 を１００とした場合、上記説明したフルクトースを約４２％含有する異性化糖（ 以下、４２％異性化糖のようにも表す）の甘 味は９５〜１００であって若干不足しているため、上記異性化反応のみでは、砂 糖の甘味を有する異性化糖を直接に得ることは不可能である。 そこで現在では、４２％異性化糖中のフルクトースの含有量を５５％まで高め 、甘味を１００〜１１０とした５５％異性化糖が工業的に生産されている。 しかしながら、上記４２％異性化糖を５５％異性化糖とするには、陽イオン交 換樹脂を充填した反応塔のような大掛かりな設備を必要とするばかりか、前記反 応塔を利用した連続的糖分離をすることによってまずフルクトース含量約９５％ のフルクトース液を得、次いでこのフルクトース液と前記４２％異性化糖を混合 するというように、操作も煩雑であるという難点がある。 一方、アルドース構造を有する他の化合物をケトース構造を有する化合物への 異性化としては、例えば、二糖類に属するラクトースのラクツロースへの異性化 を挙げることができるが、上記グルコースの場合と異なり、ラクトースをラクツ ロースへ異性化する酵素が現在まで発見されていないので、ラクトースに対して 所定濃度以下となるように水酸化ナトリウムを加え、この混合液を７０℃以上の 温度に加熱する方法（特公昭５２−２９８４号公報参照）によりラクツロースへ の異性化が行われている。ところが、この方法では、異性化率、つまりラクツロ ースの生成率が２０％以下と上記フルクトースの生成率より低く、高濃度でラク ツロースを含有するシロップとするためには、やはり得られるラクツロース液を 濃縮しなければならないという難点がある。 本発明は、上述した従来技術の難点を解消し、アルドース構造を有する化合物 を、高い異性化率でケトース構造を有する化合物に異性化することのできる方法 を提供することを目的としてなされた。 本発明は、又、アルドース構造を有する化合物を、特別の設備や煩雑 な操作を必要とせずにケトース構造を有する化合物に異性化することのできる方 法を提供することを目的としてなされた。 本発明は、又、アルドース構造を有する化合物を、異性化酵素を使用せず或い は異性化酵素を併用して、ケトース構造を有する化合物に異性化することのでき る方法を提供することを目的としてなされた。 本発明は、又、ケトース構造へ異性化することのできる異性化酵素が存在しな いアルドース構造を有する化合物であっても、異性化率の面で不利なアルカリ条 件下の加熱という条件によることなく、ケトース構造を有する化合物に異性化す ることのできる方法を提供することを目的としてなされた。 本発明は、更に、上記方法を実施する際に用いて有用な異性化或いはその促進 剤を提供することを目的としてなされた。 発明の開示 上記目的を達成するために本発明が採用したアルドース構造を有する化合物を ケトース構造を有する化合物へ異性化する方法の構成は、式（Ｉ） で表される部分構造を有する有機ゲルマニウム化合物により或いはその存在下に 、アルドース構造を有する化合物をケトース構造を有する化合物へ異性化するこ とを特徴とするものである。 又、上記目的を達成するために本発明が採用したグルコースの異性化或いはそ の促進剤の構成は、式（Ｉ） で表される部分構造を有する有機ゲルマニウム化合物を主剤とすることを特徴と するものである。 図面の簡単な説明 図１は、反応時間と異性化率との関係を示すグラフである。 △：本発明剤として有機ゲルマニウム化合物（２３）を使用した場合 ◇：本発明剤として有機ゲルマニウム化合物（１８）を使用した場合 □：本発明剤として有機ゲルマニウム化合物（１）を使用した場合 ○：ブランク 発明を実施するための最良の態様 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明においては、上述のようにアルドース構造を有する化合物のケトース構 造を有する化合物への異性化は、前記式（Ｉ）で表される部分構造を有し、残る 構造として鎖式又は環式炭化水素、それらの置換体又は誘導体その他の有機的な 基を有する有機ゲルマニウム化合物により或いはその存在下に行うものであるの で、まずこのような部分構造を有する有機ゲルマニウム化合物について説明する 。 即ち、上記有機ゲルマニウム化合物としては、式（ＩＩ） （式中、Ｒ₁乃至Ｒ₃は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、置換若し くは無置換のフェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又は適宜の置 換基により保護された又は保護されないアミノ基を、Ｘ₁は水酸基、Ｏ−低級ア ルキル基、アミノ基又はＯＹ₁で表される塩［Ｙ₁は金属又は塩基性基を有する化 合物を示す］を、ｎは１以上の整数をそれぞれ示す）で表わされるような、置換 基Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃と酸素官能基ＯＸ₁とを有するカルボン酸誘導体とゲルマニウ ム原子とが結合したゲルミルカルボン酸誘導体を基本骨格とし、当該基本骨格に おけるゲルマニウム原子と酸素原子とが２：３の割合で結合したものを例示する ことができるのである。 前記置換基Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₃は、同一或いは異なっており、それぞれ水素原子 や、メチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基等のいわゆる低級アルキル基、 置換され若しくは置換されていないフェニル基、カルボキシル基、カルボキシア ルキル基又はアセチル基等の保護基により保護され若しくは保護されないアミノ 基を、置換基Ｘ₁は水酸基，Ｏ−低級アルキル基，アミノ基又はＯＹ₁で表わされ るカルボン酸の塩をそれぞれ示している。尚、Ｙ₁はナトリウム，カリウム等の 金属（但し、一価のものに限られない）又はリゾチーム或いは、リジン等の塩基 性アミノ酸に代表される塩基性を有する化合物を示している。 又、置換基Ｒ₁及びＲ₂は、ゲルマニウム原子のα位に位置し（Ｃ）ｎで表され る炭素鎖（但し、ｎは１以上の整数である）のそれぞれに、ｎ＝１、２ ・ ・ ・ ｎとｎが増加するに従いＲ₁₁、Ｒ₁₂、 ・ ・ ・ Ｒ_1n及びＲ₂₁、Ｒ₂₂ ・ ・ ・ Ｒ_2nの ように結合し、置換基Ｒ₃は前記炭素鎖及び酸素官能基とにはさまれたメチン基 に結合している。 従って、本発明で使用する有機ゲルマニウム化合物としては、以下の表１乃至 表５に示すようなものを例示することができる。 上記表１乃至５に示される化合物中では、上記表１乃至表４に例示されるよう な、式（ＩＩＩ） （式中、Ｒ₄乃至Ｒ₆は前記Ｒ₁乃至Ｒ₃と同様、水素原子又は同一或いは異なる低 級アルキル基、置換若しくは無置換のフェニル基、カルボキシル基、カルボキシ アルキル基又は適宜の保護基により保護された若しくは保護されないアミノ基を 、Ｘ₂は前記Ｘ₁と同様、水酸基、Ｏ−低級アルキル基、アミノ基又はＯＹ₂で表 される塩［Ｙ₂は金属又は塩基性基を有する化合物を示す］をそれぞれ示す）で 表されるものが入手が容易であるという点からは好ましい。 而して、上記構造の有機ゲルマニウム化合物は様々な方法により製造すること ができる（例えば、特公昭５９−４０１５９号公報、特開平３−８６８９０号公 報或いは特開平２−６２８８５号公報等を参照）ので、式（ＩＩＩ）で表される 化合物について説明する。 即ち、前記式（ＩＩＩ）においてＸ₂＝ＯＨのものは、例えば下記反応式に示 すように、予め置換基Ｒ₄乃至Ｒ₆を導入しておいたトリクロルゲルミルプロピオ ン酸等のトリハロゲルミルプロピオン酸を加水分解すれば良い。 又、式（ＩＩＩ）においてＸ₂＝Ｏ−低級アルキル基のようなものは、例えば 、上記トリクロルゲルミルプロピオン酸にチオニルクロライド等を作用させて対 応する酸ハロゲン化物に変換し、この酸ハロゲン化物に対し上記低級アルキル基 に対応するアルコールを反応させた後に、加水分解すれば良く、又、式（ＩＩＩ ）においてＸ₂＝ＮＨ₂のものは、例えば前記酸ハロゲン化物にアンモニアを作用 させた後に加水分解すれば良い。 更に、式（ＩＩＩ）においてＸ₂がＯＹ₂で表わされる塩であり、Ｙ₂が金属で あるものは、当該化合物に対し対応する金属水酸化物を作用させれば良く、又、 Ｙ₂が塩基性基を有する化合物であるものも、公知の酸−塩基反応に従うことに より合成することができる。 一方、前記式（ＩＩＩ）において、ｎが１以上のものについても、原則として 上記説明をした方法により製造することができる。 上記のようにして得られた有機ゲルマニウム化合物に代表される本発明で使用 する有機ゲルマニウム化合物について行った核磁気共鳴吸収（ＮＭＲ）スペクト ルや赤外線吸収（ＩＲ）スペクトル等の機器分析の結果は、これらの化合物が前 記一般式で示されるものであることを良く支持している。 尚、上記本発明の有機ゲルマニウム化合物を表わす式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ） は、それぞれ結晶として単離した状態に相当するもので、例えば化合物（ＩＩ） は、水溶液中では、式、（ＩＩ’） なる構造をとることがわかっている。 又、上記化合物（ＩＩ）、（ＩＩＩ）は、他の構造式によっても表すことがで き、上記の化合物（ＩＩ）は例えば下記構造式（ＩＩ”）によって表される化合 物と同一である。 本発明では、上記式のいずれかで表される有機ゲルマニウム化合物であれば、 結晶構造とは無関係に使用することができる。 尚、本発明で使用する有機ゲルマニウム化合物の毒性は極めて低く、例えば前 記化合物（ＩＩ）中、ｎ＝１、Ｒ₁＝Ｒ₂＝Ｒ₃＝Ｈ、Ｘ＝ＯＨのもの（化合物番 号：１、以下、有機ゲルマニウム化合物（１）のようにも表す）では、経口投与 によるマウスのＬＤ₅₀で６ｇ／Ｋｇ以上、ラットでは１０ｇ／Ｋｇ以上である。 而して、本発明は、すでに説明したように前記式（Ｉ）で表される部分構造を 有する有機ゲルマニウム化合物により或いはその存在下に、ア ルドース構造を有する化合物をケトース構造を有する化合物へ異性化するもので あるが、異性化の対象となる化合物は、Ｆｉｓｃｈｅｒ投影法で示すアルドース 構造 を当該化合物中に有し、反応式 で示すように、シス−エンジオール構造を中間的に経由し、Ｆｉｓｃｈｅｒ投影 法で示すケトース構造 を有する化合物へと異性化されるものであればよい。 まず、上記アルドース構造を有する化合物としては、単糖類又はその誘導体を 挙げることができ、以下の左に記載する化合物が右に記載した化合物へと異性化 される。 グリセルアルデヒド→ジヒドロキシアセトン エリトロース、トレオース→エリトルロース リボース、アラビノース→リブロース キシロース、リキソース→キシルロース アロース、アルトロース→プシコース グルコース、マンノース→フルクトース グロース、イドース→ソルボース ガラクトース、タロース→タガトース 又、上記アルドース構造を有する化合物として還元性二糖類又はその誘導体を 挙げることができ、上記と同様に、以下の左に記載する化合物が右に記載した化 合物へと異性化される。 マルトース→マルツロース ラクトース→ラクツロース 更に、上記アルドース構造を有する三糖類以上のオリゴ糖乃至多糖類又はその 誘導体を異性化することもできるが、その場合は末端にアルドース構造を有して いるものが対象となる。尚、上記化合物中、例えばマルトースやラクトースにつ いては、対応するケトース構造を有する化合物へ異性化する酵素が現在まで発見 されていない。 上記ケトース構造を有する化合物中、ラクツロースについては、高アンモニア 血症に伴う精神神経障害や手指の振戦等の改善に臨床投与されている。 尚、上記本発明によりアルドース構造を有する化合物を異性化するに は、異性化酵素を使用しなくとも、又、異性化酵素を併用してもよいが、異性化 酵素を使用しない場合の条件としては、従来より行われている異性化酵素を使用 したグルコースのフルクトースへの異性化方法と同様、例えば、水酸化ナトリウ ムや水酸化カルシウム等のアルカリを添加した状態で、常温乃至６０乃至９０℃ の温度で行えばよく、又、弱電解水製造装置で水を分極させることにより得られ る電解水のうちのアルカリ側のものを使用することもできる。 又、異性化する際の濃度としては、異性化のための時間及び目的とする異性化 率等により決定されるもので、特に限定されることはないが、例えば、アルドー ス構造を有する化合物の１０重量％乃至飽和溶液に、前記有機ゲルマニウム化合 物を１重量％程度以上使用すればよい。 本発明方法による異性化は、概ね反応時間に応じて異性化率が上昇するので、 反応の時間を調節することにより異性化率を制御し、所望の異性化率に達成する まで異性化を行うことができる。 本発明の異性化方法では、従来から行われていた異性化酵素によるグルコース のフルクトースへの異性化の様に、異性化酵素を併用することもできる。 即ち、上記グルコースのフルクトースへの異性化を例にとって説明すれば、ま ず、トウモロコシデンプン等のデンプンをバシラス（Bacillus）属のα−アミラ ーゼ等で液化した後、アスペルギルス・ニガー（Aspergillus niger）のグルコ アミラーゼ等で糖化して糖液を得るのである。尚、この糖液のグルコース含有量 は約９３〜９５％の範囲となっている。又、糖化の際、デンプンのα−１，６− グルコシド結合を切断する酵素であるプルラナーゼを併用してもよく、このよう にした場合は糖液中のグルコースの含有量は約９６％となる。 上記糖液は、必要に応じ精製、濃縮された後、必要に応じ異性化酵素 が要求するマグネシウム、マンガン又はコバルトの金属イオンが添加される。尚 、食品衛生上の見知からは、この金属イオンとしてはマグネシウムイオンが好ま しい。 次いで、上記糖液を異性化工程に付すのであるが、この際に使用される異性化 酵素としては、グルコースをフルクトースへと異性化することができるものであ ればよく、例えば、ストレプトマイセス（Streptomyces）属、バシルス（Bacill us）属、アースロバクター（Arthrobacter）属、ミクロバクテリウム（Microbac terium）属等の異性化酵素生産菌によるものである。具体的には、 Lactobacillus brevis Bacillus coagulans Brevibacterium pentosoaminoacidicum Arthrobactor sp． Actinoplanes missouriensis Streptomyces pheochromogenes Streptomyces rubiginosus Streptomyces albus NRRL-5778 Streptomyces griseofuscus 等を例示することができる。 そして、上記化合物により例示される有機ゲルマニウム化合物の存在下、前記 糖液に前記異性化酵素を作用させ、該糖液中のグルコースをフルクトースに異性 化する。この工程は、前記糖液に有機ゲルマニウム化合物及び異性化酵素を混合 した溶液中で行ってもよいが、従来方法に倣い、異性化酵素を各種の方法で固定 化した固定化酵素を使用し、有機ゲルマニウム化合物を含有する糖液をこの固定 化酵素中を連続的に通過させるようにすることもできる。尚、本発明では異性化 酵素以外の菌体蛋 白質を失活させた菌体をそのまま使用することを妨げない。 又、本発明によるグルコースのフルクトースへの異性化の際の条件としては、 従来公知の方法と同様、例えば、中性から弱アルカリ性で、６０乃至９０℃の温 度で行えばよい。 更に、本発明によるグルコースのフルクトースへの異性化は、以下に説明する 実施例に明らかなように、反応時間の経過と共に異性化率が上昇するので、反応 の時間を調節することにより異性化率を制御し、所望の異性化率、例えば、フル クトースへの異性化率が約５５％以上に到達するまで異性化を行うこともできる 。 尚、本発明における有機ゲルマニウム化合物の使用量は、目的とする異性化率 等に応じ決定すれば良く、例えば１／１００Ｍ以上という濃度範囲を挙げること ができる。 次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。 実施例１ （１）有機ゲルマニウム化合物の合成 アクリル酸（ＣＨ₂ＣＨＣＯＯＨ）に対しトリクロルゲルマン（Ｃｌ₃ＧｅＨ） を付加させてトリクロルゲルミルプロピオン酸（Ｃｌ₃ＧｅＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＨ ）を得、これを加水分解することにより、有機ゲルマニウム化合物（１）を合成 し、更に同様の方法により他の有機ゲルマニウム化合物（２）乃至（５１）を合 成した。 （２）基質溶液の調製 ４０％グルコース−１．２Ｍ有機ゲルマニウム化合物液を以下の手順で調製し た。０．８ｇの無水グルコースを０．８ｍｌの脱イオン水に加え溶解し、この溶 液に０．４０７ｇの本発明の異性化促進剤としての有機ゲルマニウム化合物（１ ）［式（ＩＩ）で表される化合物中、ｎ＝１、 Ｒ₁＝Ｒ₂＝Ｒ₃＝Ｈ、Ｘ₁＝ＯＨの化合物］を、液のｐＨを微アルカリ側に保ちな がら小量ずつ添加し、完仝に溶解した。次に、４．９ｍｇの硫酸マグネシウムを 加え、液のｐＨを８．０に調整した後、脱イオン水で全量を２．０ｍｌにした。 尚、有機ゲルマニウム化合物（１８）［式（ＩＩ）で表される化合物中、ｎ＝ １、Ｒ₁＝Ｒ₂＝Ｈ、Ｒ₃＝ＮＨ₂、Ｘ₁＝ＯＨの化合物］及び（２３）［式（ＩＩ ）で表される化合物中、ｎ＝１、Ｒ₁＝Ｈ、Ｒ₂＝Ｃ₆Ｈ₅、Ｒ₃＝ＮＨ₂、Ｘ₁＝Ｏ Ｈの化合物］については、いずれもゲルマニウムのモル数で１．２Ｍとなるよう に、それぞれ０．４４３ｇ、０．６３８ｇを使用し、同様に基質溶液を調製した 。 （３）酵素の調製 放線菌Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｇｒｉｓｅｏｆｕｓｃｕｓ Ｓ−４１の菌 体より抽出した異性化酵素（グルコースイソメラーゼ）を、既知の方法に従って 、イオン交換カラムやゲル濾過カラム等を用い、電気泳動的に単一バンドになる まで精製し、標品として用いた。 （４）酵素異性化反応 上記基質溶液０．７ｍｌ、２００ｍＭ ＭＯＰＳ緩衝液（ｐＨ８．０）０．１ ｍｌ、酵素液（５．６９ｍｇ／ｍｌ）０．２ｍｌを小試験管にとり、６０℃の恒 温槽中で反応させ、反応液５０μｌを一定時間ごとに、予め５０μｌの０．５Ｎ 過塩素酸を入れたマイクロバイアル中に加え、反応を停止させた。停止液中の生 成フルクトース量を高速液体クロマトグラフィー（島津ＬＣ７Ａ、ＳＣＲ−１０ １（Ｎ）カラム）で定量し、グルコースとフルクトース間の異性化率の経時変化 を調べた。 （５）結果 図１に示すように、有機ゲルマニウム化合物無添加のブランクでは、約６時間 で反応は平衡に達し、異性化率は５０％に留まったが、本発明 の異性化促進剤としての有機ゲルマニウム化合物を添加した場合は、初期反応速 度、平衡時の異性化率ともにブランクを上回った。即ち、初期反応速度はいずれ もブランクの４０−５０％増となり、ゲルマニウム化合物の種類による差は殆ど みられなかったが、平衡時の異性化率は化合物の種類によってかなり異なり、化 合物（２３）が９９％、化合物（１８）が８０％、化合物（１）が７５％であっ た。 実施例２ （１）弱電解水の調製 弱電解水製造装置（例えば、旭硝子杜製「ミクロクラスター」［商品名］）に 水を通して得られる電解水のうち、アルカリ側のものを取り出し、弱電解水を調 製した。 （２）グルコース液の調製 １４ｇ又は２８ｇの無水グルコースを上記調製した弱電解水約８０ｍｌに溶解 した後、同じく弱電解水を加えて１００ｍｌとし、１４％グルコース液と２４％ グルコース液を調製した。調製直後のｐＨは、１４％グルコース液で９．１、２ ８％グルコース液で８．６１であった。 （３）有機ゲルマニウム化合物液の調製 有機ゲルマニウム化合物（１８）の１．８４７ｇを採り、脱イオン水約２ｍｌ に添加し、小量の水酸化ナトリウムで弱アルカリ性（ｐＨ＝８．００、８．５３ ）に調整した後、更に脱イオン水を加えて３ｍｌとした。化合物（１８）の最終 濃度は１．６７Ｍであった。 （４）異性化 １４％又は２８％グルコース液２００μｌと有機ゲルマニウム化合物液２００ μｌ、及び、１４％又は２８％グルコース液２００μｌと上記弱電解水２００μ ｌを小試験管に採ってよく混合した後、８０℃の恒温 水槽内に保って反応させた。１乃至３時間後、反応液５０μｌを５０μｌの０． ５Ｎ−ＨＣＩＯ₄に加えて反応を停止させた後、脱イオン水で１００倍に希釈し 、生成フルクトース量及び残存グルコース量を高速液体クロマトグラフィー（島 津製７Ａ）で定量した。 結果を以下の表６に示す。 この表６から明らかなように、単に弱電解水に溶解した場合のグルコースの異 性化率は２乃至３％であったが、有機ゲルマニウム液を混合した場合の異性化率 は、４８．０乃至９４．７％であった。又、水酸化ナトリウムを脱イオン水に溶 解したグルコースに添加して異性化した場合のグルコースの異性化率は３２％で あったが、有機ゲルマニウム液を混合 した場合の異性化率は、９８．９％であった。尚、表６中の（Ｇｅ）は有機ゲル マニウム液を混合した場合を、（Ｎａ）は水酸化ナトリウム及び脱イオン水を使 用した場合をそれぞれ示し、特に注記のない場合は、弱電解水のみで異性化を行 ったことを示す。 実施例３ 上記式（Ｉ）に包含される他の化合物につき、上記実施例２と同様の方法によ り異性化を行った。３時間にわたって反応させた場合の結果を表７に示す。尚、 表７に示した化合物以外の化合物も、ほぼ同様の異性化率を示した。 実施例４ 実施例２とほぼ同様の異性化実験を、条件を若干変更して行った。 即ち、各種糖液２００μｌと１Ｍの各種有機ゲルマニウム化合物液２００μｌ を小試験管に採り、水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ１０に調整した後、８０℃の 恒温水槽内に保って反応させた。３時間後に反応を停止させた後、異性化した糖 の量を高速液体クロマトグラフィー（島津製７Ａ）で定量した。 結果を以下の表８に示す。 産業上の利用可能性 上記実施例からも明らかなように、本発明は、従来技術の難点を解消し、アル ドース構造を有する化合物をケトース構造を有する化合物に異性化することがで き、しかも、特別の設備や煩雑な操作を必要としない。 このことは、例えば異性化糖を原料とする清涼飲料水の生産工場糖の加工食品 工場に、本発明の技術を利用した小型異性化プラントを設置す ることにより、目的に応じた濃度と量の異性化糖を適宜に供給できることを意味 する。又、前記プラントを加工食品生産ラインに組み込むことにより、原料の輸 送、備蓄や仕込等のコストを大幅に削減することもできる。 又、本発明は、アルドース構造を有する化合物を、異性化酵素を使用せず或い は異性化酵素を併用して、ケトース構造を有する化合物に異性化することのでき 、ケトース構造へ異性化することのできる異性化酵素が存在しないアルドース構 造を有する化合物であっても、異性化率の面で不利なアルカリ条件下の加熱とい う条件によることなく、ケトース構造を有する化合物に異性化することができる 。 更に、上記方法を実施する際に有用な本発明の異性化或いはその促進剤は、極 めて安全であり、且つ、安定性に優れたものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ， ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．式（Ｉ） で表される部分構造を有する有機ゲルマニウム化合物により、アルドース構造を 有する化合物をケトース構造を有する化合物へ異性化することを特徴とする方法 。 ２．式（Ｉ） で表される部分構造を有する有機ゲルマニウム化合物の存在下、アルドース構造 を有する化合物をケトース構造を有する化合物へ異性化することを特徴とする方 法。 ３．有機ゲルマニウム化合物が、式（ＩＩ） （式中、Ｒ₁乃至Ｒ₃は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、置換若し くは無置換のフェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又は適宜の置 換基により保護された又は保護されないアミノ基を、Ｘ₁は水酸基、Ｏ−低級ア ルキル基、アミノ基又はＯＹ₁で表される塩［Ｙ₁は金属又は塩基性基を有する化 合物を示す］を、ｎは１以上の整数をそれぞれ示す） で表されるものである請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４．有機ゲルマニウム化合物が、水溶液中では式（ＩＩ’） で表され、結晶状態では式（ＩＩ”） （式中、Ｒ₁乃至Ｒ₃、Ｘ₁及びｎは前記と同じ意味を示す） で表されるものである請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ５．有機ゲルマニウム化合物が、式（ＩＩＩ） （式中、Ｒ₄乃至Ｒ₆は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、置換若し くは無置換のフェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又は適宜の保 護基により保護された若しくは保護されないアミノ基を、Ｘ₂は水酸基、Ｏ−低 級アルキル基、アミノ基又はＯＹ₂で表される塩［Ｙ₂は金属又は塩基性基を有す る化合物を示す］をそれぞれ示す） で表されるものである請求の範囲第３項に記載の方法。 ６．アルドース構造を有する化合物のケトース構造を有する化合物への異性化は 、アルドース構造を有する化合物のケトース構造を有する化合物へ異性化する酵 素を存在させることなく行う請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ７．アルドース構造を有する化合物をケトース構造を有する化合物に異性化する 酵素が存在する場合は、当該酵素を併用して行う請求の範囲第１項又は第２項に 記載の方法。 ８．アルドース構造を有する化合物のケトース構造を有する化合物への異性化は 、中性乃至アルカリ性の条件下で行う請求の範囲第１項又は第 ２項に記載の方法。 ９．アルドース構造を有する化合物のケトース構造を有する化合物への異性化は 、アルカリ性弱電解水中で行う請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 １０．アルドース構造を有する化合物は、シス−エンジオール構造を中間的に経 由してケトース構造を有する化合物に異性化するものである請求の範囲第１項又 は第２項に記載の方法。 １１．アルドース構造を有する化合物が単糖類である請求の範囲第１項又は第２ 項に記載の方法。 １２．アルドース構造を有する化合物がグルコースであり、フルクトースへ異性 化する請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 １３．グルコースのフルクトースへの異性化は、異性化酵素を併用して行う請求 の範囲第１１項に記載の方法。 １４．グルコースのフルクトースへの異性化は、中性から弱アルカリ性で、６０ 乃至９０℃の温度で行う請求の範囲第１１項に記載の方法。 １５．グルコースのフルクトースへの異性化は、異性化反応の時間を調節するこ とにより異性化率を制御しつつ行う請求の範囲第１１項に記載の方法。 １６．グルコースのフルクトースへの異性化は、フルクトースへの異性化率が約 ５５％以上に到達するまで行う請求の範囲第１１項に記載の方法。 １７．グルコースのフルクトースへの異性化は、必要に応じ異性化酵素の要求す る金属イオンを共存させて行う請求の範囲第１２項に記載の方法。 １８．グルコースのフルクトースへの異性化は、グルコースを含有する溶液に、 式 で表される部分構造を有する有機ゲルマニウム化合物及び異性化酵素を混合した 溶液中で行う範囲第１２項に記載の方法。 １９．グルコースを含有する溶液は、デンプンを液化し更に糖化した糖液である 範囲第１７項に記載の方法。 ２０．アルドース構造を有する化合物が二糖類である請求の範囲第１項又は第２ 項に記載の方法。 ２１．アルドース構造を有する化合物がラクトースであり、ラクツロースへ異性 化する請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２２．アルドース構造を有する化合物がオリゴ糖類又は多糖類である請求の範囲 第１項又は第２項に記載の方法。 ２３．式（Ｉ） で表わされる部分構造を有する有機ゲルマニウム化合物を主剤とすることを特徴 とするアルドース構造を有する化合物のケトース構造を有する 化合物への異性化或いはその促進剤。 ２４．式（ＩＩ） （式中、Ｒ₁乃至Ｒ₃は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、置換若し くは無置換のフェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基又は適宜の置 換基により保護された又は保護されないアミノ基を、Ｘ₁は水酸基、Ｏ−低級ア ルキル基、アミノ基又はＯＹ₁で表される塩［Ｙ₁は金属又は塩基性基を有する化 合物を示す］を、ｎは１以上の整数をそれぞれ示す） で表される有機ゲルマニウム化合物を主剤とすることを特徴とするアルドース構 造を有する化合物のケトース構造を有する化合物への異性化或いはその促進剤。 ２５．式（ＩＩＩ） （式中、Ｒ₄乃至Ｒ₆は水素原子又は同一或いは異なる低級アルキル基、置換若し くは無置換のフェニル基、カルボキシル基、カルボキシアルキ ル基又は適宜の保護基により保護された若しくは保護されないアミノ基を、Ｘ₂ は水酸基、Ｏ−低級アルキル基、アミノ基又はＯＹ₂で表される塩［Ｙ₂は金属又 は塩基性基を有する化合物を示す］をそれぞれ示す） で表される有機ゲルマニウム化合物を主剤とする請求項２２に記載のアルドース 構造を有する化合物のケトース構造を有する化合物への異性化或いはその促進剤 。