JPH1042900A - ラフィノース液の精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 Streptomyces rochei由来その他のイヌ
リン分解酵素を用いることにより、ラフィノース液に含
まれるケストース類を選択的に分解するとともに、ラフ
ィノースはそのまま保持することを特徴とするラフィノ
ース液の精製方法が提供される。 【効果】 腸内細菌増殖因子として作用する等の有用な
生理作用を有するラフィノースの工業的製造が可能にな
るとともに、甜菜製糖副産物であるラフィノースの有効
利用にもなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラフィノース液の
精製方法に関するものであり、更に詳細には、本発明
は、ラフィノースを製造する際に、ラフィノース液、特
にケストース類（フルクトシルスクロース）を比較的多
く含むラフィノース液の精製処理に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ラフィノースは、甜菜糖蜜中に含まれて
おり、従来は甜菜糖製造における不純物とされていた。
しかしながら、近年になってラフィノースには整腸作用
等のすぐれた生理作用があることが発見され、ラフィノ
ースの有用性が見直されてきている。

【０００３】ガラクトース、グルコース、フルクトース
からなる三糖類であるラフィノースは甜菜糖蜜から結晶
させて製造している（共立出版「化学大辞典９」第５４
７頁）。具体的には、従来、製糖工程汁よりラフィノー
スを分離するには陽イオン交換樹脂クロマトグラフィー
を採用し、得られたラフィノース画分を濃縮および結晶
化することによってラフィノースを製造している。さら
に、回収率を向上させるため、結晶化時の分離シラップ
を、クロマトグラフィー原料および結晶化原料に混合さ
せ工程中を循環させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】甜菜製糖工程汁より三
糖類であるラフィノースを分離精製することは、前記し
たように、甜菜製糖における不純物（副生物）の有効利
用の面から有意義なことであるが、従来、甜菜製糖工程
汁からラフィノースの分離に採用している陽イオン交換
樹脂クロマトグラフィーでは、三糖類であるケストース
類（フルクトシルスクロース）とラフィノースの分離が
不良であり、ラフィノース製造工程において回収率を向
上させるために結晶化時のシラップをクロマトグラフィ
ー原料および結晶化原料に混合させ工程中を循環させた
場合、ケストース類が工程中に蓄積しラフィノース純度
が下がって、それ以上のラフィノースの回収が困難にな
っていた。

【０００５】現に、Ｂｘ５０、５０℃のシラップを２５
℃に冷却して結晶化した場合、シラップがラフィノース
１００％の場合にはラフィノースの結晶化率は８２％に
達するのに対して、ラフィノース６０％及びケストース
４０％のシラップの場合には、ラフィノースの結晶化率
は６４％にまで低下してしまう。このように、ケストー
ス類の共存下においてラフィノースの効率的結晶化を行
うことはきわめて困難であって、ケストース類の存在は
ラフィノースの工業的製造における大きな障害となって
いる。

【０００６】ラフィノースを甜菜製糖工程汁から製造す
る場合、甜菜製糖工程汁にはケストース類が含まれてい
るため、効率的にラフィノースを製造することができ
ず、この点の解決策が強く求められていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
当業界の要望に応え、ラフィノースの効率的製造方法を
新たに開発する目的でなされたものである。そこで本発
明者らは、各方面から研究した結果、Streptomyces roc
hei E87由来のイヌリン分解酵素がケストース類を分解
する作用を有することをはじめて見出した。そして更に
研究した結果、該酵素はケストース類（フルクトシルス
クロース）のみを選択的に分解すること、そしてラフィ
ノースの共存下においてラフィノースには全く作用しな
いことをはじめて発見した。

【０００８】すなわち、本発明者らは、該酵素がラフィ
ノースの存在下ケストース類のみを選択的に分解し、ラ
フィノースはそのまま保持されるというきわめて有用な
新知見を得、この新知見に基づき、甜菜由来のラフィノ
ース液に該酵素を作用させたところ、ケストース類の選
択的分解を確認し、工業的にラフィノースの製造が可能
であると確信するに至り、本発明を完成させたのであ
る。

【０００９】すなわち本発明は、イヌリン分解酵素を用
いることにより、ラフィノース液に含まれるケストース
類のみを選択的に分解し、もってラフィノースを精製、
分離する点を基本的技術思想とするものである。以下、
本発明について詳述する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明を実施するには、イヌリン
分解酵素を使用するが、本酵素の由来に格別の限定はな
く、動物、植物、及び／又は微生物等すべての由来の酵
素が使用可能である。微生物由来の酵素としては、スト
レプトマイセス属菌、例えば、ストレプトマイセス・ロ
ケイ（Streptomyces rochei）もしくはストレプトマイ
セス ｓｐ．（Kawamura et al. 1989）由来、又は、オ
ーレオバクテリウム属菌、例えばオーレオバクテリウム
（Aureobacterium）ｓｐ．ＭＣＩ−２４９４（Ohba et
al. 1991）由来のイヌリン分解酵素が例示される。

【００１１】これらの酵素の内、Streptomyces rochei
E87由来のイヌリン分解酵素は、イヌリンのエキソ型加
水分解酵素であって、イヌリンをエキソの形態で攻撃
し、主生成物としてイヌロテトラオースを生成し、それ
からイヌロトリオースとフルクトースに分解する作用を
有し、イヌロトリオースの高純度生産に用いられる酵素
である（Tomita et al. : Letters in Applied Microbi
ology, 1995, 21, 330-333）。イヌロトリオースの高純
度生産に用いられる上記したイヌリン分解酵素は、本発
明においてケストースを特異的に分解してラフィノース
を精製する酵素として有利に使用できることがはじめて
確認され、本酵素を生産する微生物であるStreptomyces
rochei E87を工業技術院生命工学工業技術研究所にＦ
ＥＲＭ Ｐ−１５７３５として寄託した。

【００１２】イヌリン分解酵素としては、精製酵素が使
用できることはもちろんであるが、粗製酵素、酵素を含
有した酵素含有物、そ（れら）の処理物も使用すること
ができる。酵素含有物は、本酵素を含有するものがすべ
て包含され、例えば本酵素生産菌菌体、同生産菌の培養
液、同生産菌の培養物（菌体、培養液及び／又は培地成
分等の混合物）も、酵素含有物に包含される。また、酵
素の処理物としては、精製酵素、粗製酵素、及び／又は
酵素含有物を適宜処理したものをすべて指し、例えば、
乾燥物〜ペースト化物〜濃縮物〜希釈物等が挙げられ
る。

【００１３】本酵素をケストース類含有ラフィノース液
と接触させれば、ケストース類のみが選択的に分解され
て、クロマト処理によってラフィノースと分離され易い
二糖類及び単糖類となる。この場合、ラフィノースには
本酵素は作用しないので、本酵素処理後においてもラフ
ィノースは分解されることなくそのまま保持される。

【００１４】したがって、本酵素で処理した後は、常法
にしたがってラフィノースの精製処理を行えばよく、陽
イオン交換樹脂クロマトグラフィー、高速液体クロマト
グラフィー等のクロマト処理、結晶化処理その他常法に
したがってラフィノースを精製、分離することができ
る。これらの処理は、バッチ式でもよいし反応カラムを
用いて連続的に行ってもよい。酵素処理も同様であっ
て、常法にしたがって固定化した又は固定化しない酵素
を用いて、バッチ式ないし連続式に酵素処理することが
できる。以下、本発明の実施例について述べる。

【００１５】

【実施例１】Streptomyces rochei E87（ＦＥＲＭ Ｐ
−１５７３５）を、下記する（１）〜（３）の各培地を
用いて、以下のように培養した。なお、培地は１２１
℃、１０分間オートクレーブした。

【００１６】 （１）スラント培地組成 グルコース １０．０ｇ／ｌ イーストエキストラクト １．０ｇ／ｌ ミートエキストラクト １．０ｇ／ｌ Ｎ−Ｚアミン ２．０ｇ／ｌ 塩化コバルト７水塩 ０．０２ｇ／ｌ 寒 天 １５．０ｇ／ｌ ｐＨ７．３

【００１７】 （２）前培養培地（ＧＰＹＳ培地）組成 グリセロール １０．０ｇ／ｌ ポリペプトン １０．０ｇ／ｌ イーストエキストラクト １．０ｇ／ｌ リン酸水素２カリウム １．０ｇ／ｌ カルボキシメチルセルロースナトリウム塩 ２．５ｇ／ｌ コーンスターチ ３０．０ｇ／ｌ 寒 天 １．０ｇ／ｌ ｐＨ７．０

【００１８】 （３）酵素生産培地組成 イヌリン ３０．０ｇ／ｌ 硝酸ナトリウム ２．０ｇ／ｌ 硫酸マグネシウム７水塩 ０．５ｇ／ｌ 塩化カリウム ０．５ｇ／ｌ リン酸２水素カリウム ０．５ｇ／ｌ 硝酸鉄７水塩 ０．０１ｇ／ｌ イーストエキストラクト １０．０ｇ／ｌ ミートエキストラクト １．０ｇ／ｌ 炭酸カルシウム ２０．０ｇ／ｌ ｐＨ７．０

【００１９】スラント培地に接種後、２７℃、３日間培
養。スラントから１白金耳を試験管の１０ｍｌＧＰＹＳ
培地に接種し、２７℃、１日間振とう培養した。その培
養液０．３ｍｌを５００ｍｌ坂口フラスコの３０ｍｌ酵
素生産培地に接種し、３２℃、３日間振とう培養した。
得られた培養液を遠心分離し上清を粗酵素液とした。

【００２０】以下の組成の反応液を４０℃で８時間反応
させたのち、糖濃度を比較した。糖濃度は高速液体クロ
マトグラフィー（Shodex Ionpack KS801、80℃、水１ml
/min、以後ＨＰＬＣ）で分析した。 ２．５％ 糖溶液 ０．１ｍｌ ０．１Ｍ リン酸緩衝液（ｐＨ６．２） ０．５ｍｌ 粗酵素液 ０．４ｍｌ 結果は、下記表１に示すとおりであった。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【実施例２】ケストース類を含むラフィノース液を塩酸
でｐＨ６．２に調製し、実施例１の粗酵素液を等量加
え、４０℃で８時間攪拌し反応させた。結果は下記表２
のとおりであった。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【実施例３】実施例１の粗酵素液を、セラミック担体を
充填し４０℃に保温したカラムにＳＶ０．１で通液し
て、酵素を固定化した。ケストース類を含むラフィノー
ス液を塩酸でｐＨ６．２に調整して、この固定化カラム
にＳＶ０．１で通液した。結果は下記表３のとおりであ
った。

【００２５】

【表３】

【００２６】

【発明の効果】上記から明らかなように、本発明の酵素
によるラフィノース液の精製処理法によって、クロマト
グラフィーでラフィノースと分離が不良であったケスト
ース類を分解し、ラフィノース純度を向上させるととも
に、同収率を向上させた。その結果、食品分野における
ラフィノース需要の増加に対し、供給量を増やすことが
できる。

【００２７】また、従来より甜菜糖の製造において不純
物として扱われてきたラフィノースに対して、本発明は
その有効利用の途を拓いたものであって、本発明はこの
点においても卓越している。本発明について、ケストー
ス類を含有するラフィノース液であれば、甜菜製糖由来
のラフィノース液に限定されることなく、すべてのラフ
ィノース液に対して適用できることはいうまでもないこ
とである。

フロントページの続き (72)発明者 菊地 裕人 北海道帯広市稲田町南９線西13番地 日本 甜菜製糖株式会社総合研究所内 (72)発明者 冨田 房男 北海道札幌市西区発寒４条５丁目７−８ (72)発明者 横田 篤 北海道札幌市豊平区里塚159番地41

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イヌリン分解酵素を用いることにより、
   ラフィノース液に含まれるケストース類を選択的に分解
   するとともに、ラフィノースはそのまま保持することを
   特徴とするラフィノース液の精製方法。
2. 【請求項２】 イヌリン分解酵素が、動物、植物、及び
   ／又は微生物由来であることを特徴とする請求項１に記
   載の方法。
3. 【請求項３】 イヌリン分解酵素がStreptomyces属菌由
   来であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 イヌリン分解酵素がStreptomyces roche
   i由来であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 イヌリン分解酵素がStreptomyces roche
   i E87由来であることを特徴とする請求項４に記載の方
   法。
6. 【請求項６】 イヌリン分解酵素が、精製酵素、粗製酵
   素、酵素含有物、及び／又は処理物であることを特徴と
   する請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 【請求項７】 酵素含有物には、本酵素生産性微生物菌
   体、同微生物培養液、及び／又は同微生物培養物が包含
   されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 処理物が、乾燥物、ペースト状物、濃縮
   物、及び／又は希釈物であることを特徴とする請求項６
   に記載の方法。
9. 【請求項９】 ラフィノース液が甜菜製糖工程汁である
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の
   方法。