JPS6014761B2 - β−１，３−グルカン誘導体およびその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般式（１） 〔式中、Ｒは少なくとも１ケは−ＣＯＯ日基、残余は−
ＣＨ２０日基を示し、ｎは４以上、１０００以下の整数
を示す〕で示される８−１，３ーグルカン誘導体および
その製造法に関する。

一般式（１）で示されるＢ−１，３ーグルカン誘導体は
Ｂ−１，３ーグルカンを酸化することによって製造する
ことができる。

本発明に原料として使用し得る８一１，３ーグルカンと
しては、たとえばアルカリゲネス属またはァグロバクテ
リゥム属の菌が生産する多糖類が挙げられ、具体的には
アルカリゲネス・フェカリス・パール・ミクソゲネス・
・ＮＴＫ−ｕ（ぽ０１３１４０）により生産される多糖
類（椿公昭４８−３２６７３）（以下「多糖類Ａ」と称
する）、アグロバクテリウム・ラジオバクター（ＩＦＯ
１３１２７）およびその変異株Ｕ−１９（ｍ０１３１２
６）により生産される多糖類（特公昭４８−３２６７４
）（以下「多糠類Ｂ」と称する）、（以上のものを以下
「本多糖類」と称する）など、あるいはこれらを部分的
に加水分解した低重合体（以下単に「低重合体」と称す
る）などが挙げられる。

本多糖類の重合度は製造法の違いによって変動しうる。

たとえば、マナーズらの方法（カーボノ・ィドレート・
リサ−チ、第１７巻、１０９頁、１９７１年）で測定し
た場合、その平均重合度は約７０〜１０００を示すが、
３００〜５００の場合が多い。本多糖類の加水分解手段
としては、従来からよく知られている酸加水分解、アル
カリ加水分解もしくは８−１，３−グルカナーゼによる
酵素加水分解などがある。反応混合物から低重合体を分
離するには、多糖類、寡糖類の精製や分画に用いられる
種々の手段、たとえば酸における沈澱、エタノール添加
による沈澱、ゲル炉週などを用いうる。

このような手段により所望の平均重合度を持つ各種の低
重合体を分離することができる。本発明にいう低重合体
は本多糖類の部分加水分解によって生成するあらゆる種
類の低重合体を包含有している。

前記のように、微生物の培養によって得られる本多糖類
の平均重合度は広い範囲にわたっている。そして、培養
物中に生成した８一１，３ーグルカンは培養時間の延長
と共に加水分解される煩向があるので、前記の範囲より
さらに低重合度のものを製造することもできる。一方、
低重合体は本多糖類の加水分解によって製造されるから
、その平均重合度は原料の本多糖のそれより当然４・さ
し、が、一般的に言えば、大部分の低重合体に相当する
重合度の本多糖類が微生物の培養によっても生成されう
る。

そして、本多糠類と低重合体とは、平均重合度が同じで
ある限り、両者の間に実質的な相違がない。一般式（１
）の８−１，３−グルカン誘導体は本多糖類および低重
合体を、通常糖類を酸化する方法で酸化することによっ
て製造することができる。その酸化の方法としては、た
とえば液体二酸化窒素を用いる方法、亜硝酸ナトリウム
とリン酸を併用する方法などがある。

すなわち、液体二酸化窒素を用いる方法としてはジャー
ナル・オブ・ジアメリカン・ケミカル・ソサィェティ、
第６４蔓、１２１〜１２刀頁、（１９４２王）に記載と
同機の方法が使用でき、また亜硝酸ナトリウムとリン酸
を併用する方法としてはジャーナル・オブ・ポリマー・
サイエンス、シンポジウム、第４２号、１５２１〜１５
２９頁（１９７３王）に記載と同様の方法が使用できる
。そのほか、通常糖類を酸化するために用いる方法、た
とえば二酸化窒素と水蒸気、二酸化窒素と酸素、亜硝酸
ナトリウムと硫酸および硝酸などが用いられうる。なお
、８−１，３ーグルカン誘導体は遊離酸として示された
前記一般式（１）からも明らかなように容易に各種の塩
基と反応してそれらの塩、たとえばナトリウム、カリウ
ム、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、アミン
塩などを形成する。

このようにして縛られる一般式（１）のＢ−１，３−グ
ルカン誘導体はたばこの香喫味の改善や揮発性香料を芯
物質としたきわめて安定なマイクロカプセルを製造する
ために有用である。

このようなマイクロカプセルの製造の１例をより具体的
に示せば次のとおりである。８−１，３−グルカン誘導
体１客を０．州‐ＫＯＨ液２００客に溶解し、これに０
．４％のメンソールを含む０．８％ゼラチン溶液１０坪
客を加え、４０午○で１粉ふ間蝿梓後、ｐＨ３．５にな
るまで酢酸を徐々に添加する。

次いで５℃程度に冷却するとマイクロカプセルが得られ
る。これに１０％ホルマリン４客を加え、マイクロカプ
セルを硬化させた後、水で十分洗浄し、炉別したのち乾
燥すると粉末状のマイクロカプセルが得られる。このよ
うにして得られる香料を芯物質としたマイクロカプセル
は、たとえばたばこを賦香するために、たばこに添加す
ることもできるし、また食品類に利用することもできる
。

製造例 アルカリゲネス・フエカリス・パール・ミクスゲネスＮ
ＴＫ−ｕ株（ＩＦＯ１３１４０）をグルコーズ１．０％
、（ＮＨ４）２ＨＰ０４０．１５％、ＫＨ２Ｐ０４０．
１％、ＭｇＳ０４・７日２００．０５％、ＦｅＳ０４・
７日２００．００５％、ＮｈＳ０４ ・ ７日２００．
００２ ％ 、 ＺｎＣ１２０．００１ ％ 、ＣｏＣ
１２０．００１％、酵母エキス０．１％、ＣａＣ０８０
．３％、ウラシル０．０１％、（ｐＨ７．０）からなる
種培養塔地３．０の‘を含む２００の【マィャーフラス
コに接種し、３２℃で２独特間振濠培養する。

ここにえられた種培溶液の２の‘をグルコーズ１０．０
％、（ＮＨ４）２ＨＰ０４０．２３％、ＫＨ２Ｐ０４０
．１％、ＭｇＳ０４・７日２００．０５％、ＦｅＳ０４
・７日２００．００５％、ＭｇＳ０７・７日２００．０
０２％、ＺｎＣ１２０．００１％、Ｃ○ＣＩ２０．００
１％、ＣａＣ○３０．３％、ウラシル０．０１％、（ｐ
Ｈ７．０）からなる本培養培地２０ｗＺを含む２００の
【ヒダ付マイャー・フラスコに移植し、３が○で９独特
間培養を行なう。ここに得られる培養液教本分を集めて
８０の‘とし、この３培量の０．則−Ｎａｏ母溶液を加
えて充分蝿拝し、水不溶Ｉ性性多糖類を膨潤させたのち
、水を加えて適宜希釈する。この希釈液を１０分間、１
２０００回転で遠心分離し、菌体を除去した上燈液を洲
‐ＨＣＩで中和し、析出した多糖類Ａのゲル状懸濁液を
遠心分離して、多糖類Ａを濃縮分離する。この濃縮物を
完全に脱塩するまで水洗を繰り返したのち、遠心分離し
、ここに得られた濃縮物にアセトンを加えて懸濁、充分
脱水し、減圧乾燥すると多糖類Ａ粉末４．４夕が得られ
た。この多糖類Ａの平均重合度は５４０であった。実験
例 ‘１’本多糖類Ａ（平均重合度５４０）１２夕を８５％
ギ酸３００の‘に溶解し、斑℃で２０分間加水分解を行
った。

冷却後反応液を濃縮乾団し濃縮物を水に懸濁したのち、
則水酸化ナトリウム溶液でｐＨ１２．５として溶解し、
ふたたび印塩酸でｐＨを７．０に補正したのち遠心分離
により沈澱を採取した。

沈澱を蒸留水で充分洗浄したのち凍結乾燥して白色粉末
■１１．０夕を得た。‘２｝ ｛１）で用いた本多糖類
１２夕を９０％ギ酸３００泌中９５℃で２０分間加水分
解した反応液から、【１１と同様の操作により白色粉末
【Ｂー１０．０夕を得た。

‘３’本多糖類（平均重合度５４０）１２夕を９０％ギ
酸４００の上中９５℃で４０分間加水分解した反応液か
ら、｛１１と同様の操作により白色粉末５．１夕を得た
。この粉末を０．０州水酸化ナトリウム溶液に終濃度１
．０％となるように溶解し、エタノールを５７．５％ま
で加えて沈澱を生成させた。この沈澱を遠心分離により
集め、蒸留水に懸濁して稀．塩酸で中和し、７０％エタ
ノール水で充分洗浄したのち凍結乾燥して白色粉末肋２
．０夕を得た。また、エタノール沈澱を採取したあとの
上情液にさらにエタノールを７０％になるように加え塩
酸で中和して沈澱を生成させ、遠心分離、７０％エタノ
ール水で洗浄後、凍結乾燥して白色粉末‘Ｃ｝２．１夕
を得た。さらに、加水分解反応液から最初の沈澱５．４
夕を採取した残りの上情液中にはかなりの量の部分水解
物が溶解した状態で存在していたので、この上清液を濃
縮し、遠心分離により沈澱を上清部とに分け、前者を凍
結乾燥して白色粉末｛Ｅ｝２．９夕を、また後者をセフ
アデックスＧ−２５カラムを用いたゲル炉過（溶媒：０
．１Ｍ重炭酸アンモニウム）により分画後凍結乾燥して
白色粉末側０．６を得た。以上のようにして得たＡ，Ｂ
，Ｃ，Ｄ，ＥおよびＦの物理化学的特性値は第１表に示
す通りであった。

また、これらのうちの重合度の小さいＣ〜Ｆの４標品を
０．０が水酸化ナトリウム溶液に熔解し、予じめ同一溶
液で処理しておいたセフアデツクスＧ−２００カラムを
用いて同一条件でそれぞれゲル炉過したところ、平均重
合度の大きい標品から大きさの順（ＣからＤへ）にそれ
ぞれ対称性を持った溶出像を形成し、各標品ともに平均
重合度を中心として重合度が正規分布していることを示
した。第１表 （注１）上記マナーズらの方法にょり測定（注２）ガス
・クロマトグラフィーＫより測定実施例 １多糖類Ａ粉
末（平均重合度２８３）１８夕に飽和ＮａＮ０２水溶液
６０の上を加え、よく混合し、ケーキは無水リン酸を用
いて減圧乾燥により水分を除去した。

この乾燥品８．５のこ８５％日３Ｐ０４５７０夕を室温
にて瀦梓下に滴下した。黄色のＮ０２ガスの発生が見ら
れた。室温にて２時間雛梓後、水ｌ０００叫を加え結晶
を炉遇した。結晶は充分に水洗し、アセトンでさらに洗
浄後、デシケータで減圧乾燥して白色粉末１４．８夕を
得た。本品のカルボキシル化率を、平沼産業ＫＫ製のＲ
ＡＴ−１０１Ｓを用い、０．１Ｎ−ＮａＯＨにより滴定
を行った（以下特に記載しない限り同方法により測定）
ところ、３５．８モル％であった。本品の物理化学的性
状 ‘１’ 元素分析値 計算値 Ｃ，４１．０９；日，５．８２ 実測値 Ｃ，４１．００：日，５．８１ ｛２）比旋光度 〔Ｑ〕宵＝−２９．２（Ｃ＝０．５，０．０２Ｎ−Ｎａ
ＯＨ）【３’呈色反応カルバゾール、フェノール・硫酸
、アンスロン、モーリッシュ反応はそれぞれ陽Ｉ性であ
る。

■ 紫外線吸収スペクトル０．０が−ＮａＯＨ水溶液中
で特異な吸収を示さない。

｛５１ 赤外線吸収スペクトル（ＫＢｒ）主な吸収（波
数）は次の通りである。

３４００，２９００，１７４５ １６４０，１４３０，
１１６０，９１５伽‐｛６ー 核磁気共鳴スペクトル（
Ｄ２０十ＮａＯＤ），６：３．０〜４．３（ｂｒｏａｄ
）‘７ー 溶解性 アルカリ水溶液に可溶であるが、水、アセトン、エタノ
ール、ジメチルスルホキシドに不溶である。

実施例 ２ 実施例１で得た粉末１０．６夕をさらに飽和ＮａＮ０２
水溶液４２叫および８５％日３Ｐ０４４６０夕を用いて
実施例１と同様に処理して白色粉末５．６夕を得た。

そのカルボキシルイＧ率‘ま５２．６モル％に上昇した
。本品の赤外線吸収スペクトル（ＫＢｒ法）は１７４５
仇‐１に吸収を示した。また、カルバゾール法、フェノ
ール・硫酸法、アンスロン法およびモーリッシュ反応の
各星色反応は腸性であった。実施例 ３ 多糖類Ａ粉末（平均重合度１２５）１５夕を、飽和Ｎａ
Ｎ０２水溶液４５の【および８５％日３Ｐ０４４５０夕
を用いて実施例１と同じ条件で処理して白色粉末１３．
２夕を得た。

そのカルボキシル化率は５２．６％であった。本品の赤
外線吸収スペクトル（ＫＢｒ法）は１７４５肌‐１に吸
収を示した。また、実施例２に記載の各呈色反応は陽Ｉ
性であった。実施例 ４ 多糖類Ａ粉末（平均重合度５２０）２０夕を、飽和Ｎａ
Ｎ０２水溶液６０の【および８５％日３Ｐ０４６００夕
を用いて実施例１と同じ条件で処理して白色粉末１８夕
を得た。

そのカルボキシル化率は６４．６モル％であった。本品
の赤外線吸収スペクトル（ＫＢｒ法）に１７４５５５肌
‐１の吸収が見られた。

また、カルバゾー法、フェノール・硫酸、アンスロン法
およびモーリッシュ反応の各呈色反応は陽‘性であった
。実施例 ５１００の‘のガラス製オートクレープを５
℃に冷却し、液体Ｎ０２４０泌を導入した後、一２０ｑ
ｏに冷却しＮ０２を固化させた。

ここに多糖類Ａ粉末（平均重合度２８３）４夕を加えた
後、水流ポンプにより容器内を減圧にし脱気する。その
後容器を密封し、２０ｏｏで１時間、３０℃で１時間、
４０ｑｏで１時間の条件で反応を行った。その後冷却し
、過剰のＮＯＢを水流ポンプにより排出した。容器内に
アセトンを加え、得られた固形物を粉砕、炉取して白色
粉末２．５夕を得た。そのカルボキシル化率は９２．５
モル％であった。本品の物理化学的性状 ‘１｝ 元素分析値、 計算値、Ｃ，３３．０１；日，３．５５ 実測値 Ｃ，３２．５３：日，３．６５ ‘２｝ 比旋光度 〔ｏ〕啓＝−８．８（Ｃ＝０．５ ０．０が‐ＮａＯＨ
）‘３１ 呈色反応カルバゾール、フェノール・硫酸、
アンスロン、モーリッシュ反応はそれぞれ腸性である。

【４’紫外線吸収スペクトル０．０州‐ＮａＯＨ水溶液
中で特異な吸収を示ごなし、。

‘５｝ 赤外線吸収スペクトル（ＫＢｒ）主な吸収（波
数）は次の通りである。

私００，２９００，１７４５ １６４０，１４３０，１
１６０，９１５弧‐‘６） 核磁気共鳴スペクトル（Ｄ
２０）６：３．３〜４．５（ｂｒｏａｄ） ‘７）溶解性 水、アルカリ水溶液に可溶であるが、アセトン、エタノ
ール、ジメチルスルホキシド‘こ不溶である。

実施例 ６ １００泌の４蚤コルベンに多糖類Ａ粉末（平均重合度２
８３）５夕と液体Ｎ０２４０地を加えた後、室温で３時
間Ｎ０２を還流させながら反応させた。

その後水流ポンプによりＮ０２を脱気した後アセトンを
加え、得られる結晶を炉取して白色結晶５．５夕を得た
。そのカルボキシル化率は４２．８モル％であった。本
品の赤外線吸収スペクトル（ＫＢｒ法）に１７４５伽‐
１の吸収が見られた。また。実施例５に記載の呈色反応
はそれぞれ陽’性であった。実施例 ７１００の‘の耐
圧ガラス容器（耐圧硝子社製の液化ガス採取管Ａ−３型
（ッバ止め広口））中に液体Ｎ０２４０の【をとり、ド
ライアイスーェタノール中に浸してＮ０２を固化させた
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒは少なくとも１ケは−ＣＯＯＨ基、残余は
   −ＣＨ＿２ＯＨ基を示し、ｎは４以上、１０００以下の
   整数を示す〕で示されるβ−１，３−グルカン誘導体。 ２ 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、ｎは４以上、１０００以下の整数を示す〕を酸
   化することを特徴とする一般式▲数式、化学式、表等が
   あります▼ 〔式中、Ｒは少なくとも１ケは−ＣＯＯＨ基、残余は
   −ＣＨ＿２ＯＨ基を示し、ｎは前記と同意義を表わす〕
   で示されるβ−１，３−グルカン誘導体の製造法。