JPS606704A - シクロオクタアミロ−スの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、゛でんぷんを酵素で分解し、引続き分解生成
物を分離する事による、シクロオクタアミロース（γ−
シクロデキストリンとも呼ばれる）の製法に関する。

γ−シクロデキストリンは比較的泉水溶性であり、直径
約１ＯＮの疎水性ドーナツ形を有し、この中へゲスト分
子を閉じ込める事ができる。

この特性に基づき、γ−７クロデキス）　ＩＪンはなか
んずく医薬品分野、農薬、化粧品の分野または食品工業
におけるぞ几自体需要の多い挿入物である。

ヨーロツノξ特許出願公開第４．５４６４号明細書によ
る先行技術は、でんぷん加水分解生成物からγ−シクロ
デキストリンをたとえばブロムペンゾールで沈殿させる
事によって分離する事である。さらに上述の刊行物から
、ｒ−シクロデキストリンをでんぷんから酵素分解によ
り得、反応生成物からクロマトゲランイー法を用いて単
離する事も公知である。

一般に、γ−シクロデキストリンの公知製造方法は費用
がかかり、従ってコスト高であるので、γ−シクロデキ
ストリンは従来そ几自体その特性に基づき工業的に広く
利用する事ができなかった事が確認さ几る。

本発明の課題は、改良さ几た収量を与える／クロオクタ
アミロースの製法を提供する事である。

本発明の対象はばでんぷんを酵素で分解し、引続き分解
生成物全分離する事によりシクロオクタアミロース全製
造するため、 ａ）でんぷんの水性調製物にシクロデキストリングリコ
シルトランスフェラーゼを添加し、ｂ）少なくとも、−
次的に形成したシクロデキストリン量がもはや増加しな
くなった後、ａ）による調製物にブロムペンゾールを加
える事を特徴とするシクロオクタアミロースの製法であ
る。

原則的に、本発明によ几ば天然のでんぷんまたはでんぷ
んの部分加水分解物をも含め各種のでんぷんを使用する
事が出来る。例は、じゃがいもでんぷん、とうもろこし
でんぷん、クビオカでんぷん等である。

でんぷんの水性調製物としては、既に従来でんぷんの酵
素分解のために使用する事のセきた全ての水性調製物を
使用する事ができる。こ几は殊にゲル化さｆｌ、たでん
ぷんの５〜３０重量％水溶液である。これらは、最も簡
単な場合、でんぷんの相当量を水中で煮沸する事により
得ら几る。

上述の調製物Ｗｗ　＜酵素安定化のために、多くは少量
の塩化カルシウム、殊に約５ミリモル／ｌの塩化カルシ
ウムを含有する。

有利に、本発明により酵素分解反応を行なうべきでんぷ
ん調製物は、さらに短鎖アルカン酸のアルカリ塩全含有
する。量は望ましくはでんぷん調製物１ｔあたり５〜３
００ミリモルである。上述のアルカリ塩の例は、ギ酸ナ
トリウム、ギ酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウ
ム、ゾロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム等
、殊に酢酸ナトリウムである。この手段により、シクロ
オクタアミロースの形成は促進さ几る。

そこで、上述のでんぷん調製物に自体公知の酵素シフロ
ブキスとリングリコジルトランスフェラーゼ（Ｏｙｃｌ
ｏｄｅｘｔｒｉｎｇｌｙｋｏｓｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａ
ｓｅ）を添加する。この酵素源としては、パシルスマセ
ランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｍａｃｅｒａｎｓＪ　、バ
シルスメガテリウム（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｍｅｇａｔｅ
ｒｉｕｍ）、パシルス　シルクランス（Ｂａｃｉｌｌｕ
ｓ　ｃｉｒｃｕｌａｎｓ）、パシルス　ステアロ−テル
モフィルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｔｅａｒｏ−１１＋ｅ
ｒｍｏｐｌ＋ｙｌｕｓ）、ミクロコツカス（Ｍｉｃ−ｒ
ｏｃｏｃｃｕｓ）　Ｓ　Ｐ　Ｐ　、好アルカリ性菌Ｃた
とえばＢａｃｉｌｌｕｓ　Ｎｒ、　３８−２　または１
７−１）、クレブシェラ　プノイモニアエｊＫＩｅｂｓ
ｉｅｌｌａ　ｐｎｅｕｎ］。

酵素は、有利に酵素対でんぷんの５重量比φ；１：２０
００〜１：１００００、殊に１：４０００〜１：５００
０であるような量で添加する。

分解反応は３０〜５５℃、殊に４０〜４５℃の温度でか
くはん下に実施する。でんぷん調製物のｐＨ価は４．５
〜７．９である。

有利に、酵素量の一部、使用さｎる全酵素量の約１０〜
４０重量係、殊に２５〜３５重量係を、既に６０〜７０
℃の反応混合物温度で添加する。その後、反応混合物音
かくはん下に３０〜５５℃の温度に冷却し、最後に酵素
の残量を配量する。

酵素分解反応の進行は、たとえば試料採取およびクロマ
トグラフィー分析に、ｌ：り監視する事が出来る。この
ための基準としては、−次的に形成するシクロデキスト
リンの量を使用する。

こ２１．は、シクロデキストリングリコジルトランスフ
ェラーゼの出所に依存して、主要量がα−またはβ−シ
クロデキストリンである。たとえばパシルス　マセラン
スおよびクレブシエラプノイモニアエのシクロデキスト
リングリコジルトランスフェラーゼは主要量でα−シク
ロデキストリンを形成し、好アルカリ性菌のシクロデキ
ストリングリコジルトランスフェラーゼは一次的におも
にβ−シクロデキストリンを形成する。

最後に、酵素分解反応は、この−次的に形成したシクロ
デキストリン量が反応混合物中でもはや増加しない状態
を生じる。少なくともこの段階に到達した後、本発明に
よりブロムペンゾールを添加する。この段階に達するま
での一般的培養時間は、５〜９時間である。望ましくは
、ブロムペンゾール添加は、−次的に形成するシクロデ
キストリン５０重量％より多く、殊に７０重量％より多
くが反応混合物中に存在するときにはじめて行なわ几る
。

ブロムペンゾールの添加によりβ−シクロデキストリン
およびγ−シクロデキストリンが難溶性クラスレートと
して沈殿する。ブロムペンゾールの使用量は、反応混合
物中に存在するシクロデキストリンおよび形成するシク
ロデキストリンの量に対して少なくとも等モルである。

特にしかしながら、生じるシクロデキストリンの上述の
量に対して１．５〜１０倍、殊に２〜３倍モル過剰のブ
ロムペンゾールを添加する。

その後、反応混合物音３０〜５０℃、殊に４０〜４５℃
で、目的生成物（シクロオクタアミロース）の増加がも
はや確認さ几なくなるまでさらにかくはんする。反応制
御は、たとえば試料採取およびクロマトグラフィー分析
により行なう事ができる。反応の終点までの典型的な全
培養時間は２４〜４８時間である。

反応混合物の後処理のために、まず固形物をたとえば傾
瀉、濾過、遠心分離等により分離する。目的生成物は、
固形物（ブロムベンゾ−ルークラスレート）として、β
−シクロデキストリンのブロムペンゾール−クラスレー
トおよび同様に副生成物として形成した、長鎖−および
短鎖の非環状分解生成物との混合物で存在する。

混合物の分離のためには、シクロデキストリン全、相当
するブロムベンゾ−ルークラスレートの破壊により再び
溶解する。こ几に適しり方法は、上述の固形物混合物を
熱水または沸騰水または水蒸気で処理し、その場合水蒸
気蒸留の形式によジブロムペンゾールを混合物から除去
する。最後にブロムペンゾール不含の水溶液から、長鎖
の非環状分解生成物をアルコール、たとえばメタノール
で沈殿させる事により分離する事ができる。

β−シクロデキストリンの主要量を目的物から結晶化に
より分離する。このために、水溶液を望ましくは濃縮し
、生じたβ−シクロデキストリンの主要量全２〜１０℃
、殊に約４℃の温度で再結晶する。上澄液として、少量
のβ−シクロデキストリンおよび短鎖の非環状分解生成
物を有するγ−シクロデキストリン（目的物〕の水溶液
が残留する。しばしば、短鎖の非環状分解生成物の除去
は、この生成物が多くは少量しか存在しないので必要で
ない。分離が望ましい場合は、既述したと同じ実施方法
で、β−おヨヒγ−シクロデキストリンのブロムベンソ
ール−クラスレートラ形成させて単離する。この場合、
短鎖の非環状分解生成物が溶液中に残留する。その後、
混合物からブロムペンゾールを追出す事によりシクロデ
キストリンを再び溶解する。

得ら几た溶液を蒸発乾個する際、′３．たは噴霧乾燥等
により、目的物として＞９０％の純度を有する粗製シク
ロオクタアミロースが得ら几る。

純粋生成物が望ましい場合は、粗製シクロオクタアミロ
ース？２０〜６０℃、殊に約５０℃の温度でピリジンで
処理する。ピリジン懸濁液Ｋ　７　ルコール、たとえば
メタノールの添加ニより、シクロオクタアミロースが容
易に沈降可能な沈殿として生じる。もう１つの精製工程
としては、たとえばエタノールを用いる水溶液からのシ
クロオクタアミロースの再沈殿がある。

本発明による方法は、でんぷんから出発して、シクロオ
クタアミロースを強く改良さ２″１．た収率ならびに高
い純度で製造する事ができる。目的、物は、なかんずく
農薬、医薬品、化粧品−１：たけ食品の成分として使用
さ几る。

本発明を実施例につき詳述する。

例１ じゃがいもでんぷん１５０２を、なお酢酸ナトリウム２
００ミリモルおよび塩化カルシウム５ミリモルを含有す
る水ｌｔ中へ懸濁し、３０分間１２０′ＣＫ加熱する事
によりグル化した。

ｐＨ価ｌ′ｉ６．９であった。混合物音７０’Ｃに冷却
した後、かくはんしさらに冷却しながら、２０ミリモル
のトリエタノールアミン塩酸塩の緩衝液（ｐＨ７，２；
塩化カルシウム５ミリモル）２ｏ−に溶解したクレブシ
ェラ　プノイモニアエのシクロデギストリンーグリコシ
ルトランスフェラーゼ１０りを添加した。さら［がくは
んしながら、４０℃に冷却し、その後上述したと同じ調
製物でクレブシェラ　プノイモニアエのシクロデキスト
リン−グリコジルトランスフェラーゼ２０〜を添加した
。

４０℃で７時間の培養時間後にクロマトゲランイー分析
により一次的に形成したα−シクロデキス）　ＩＪンの
増加はもはや確認さ几ながった。

反応混合物にブロムペンゾール２６５”ｉ加えた。かく
はん下に４０℃でさらに１５時間の培養時間後、でんぷ
んの６１．４重量係がシクロデキストリンに分解した。

α−／β−／γ−シクロデキストリンの比１ｄ　１　：
　４．１　：　２．２３であった。

反応混合物の難溶性成分を遠心分離により分離し、水Ｊ
ｔ中に懸濁し、加熱沸騰させ、その場合ブロムペンゾー
ルは水との共沸混合物として留出し瓦。

得ら２１．り軽度の混濁液を室温に冷却し、メタノール
１．２ｔを加えた。形成さノｔた沈殿物を分離した後、
メタ、ノール全留去し、水溶液を、γ−シクロデキスト
リンの濃度が２０重量％になるまで濃縮した。引続き、
得らｆｌ、た濃縮液全４℃で１２時間貯蔵した。

β−シクロデキストリンの無色結晶４８２が得らｎｌこ
ｎを溶液から分離し、氷冷水２００ゴで１回洗浄した。

一緒にさｎた上澄液にブロムペンゾール７．２２を加え
、室温で６時間かくはんした。生じた無色の沈殿物を引
続き遠心分離し、水１５０ｍ１にとジ、煮沸する事によ
ジブロムペンゾールの共沸留去下に溶解した。

最後に、得らｎた水溶液を凍結乾燥した。β−シクロデ
キストリン２．４２とｒ−シクロデキストリン２７．６
　Ｆから得る混合物３０ｙが得らｎた。

従って、γ−シクロデキストリンの収率は、変換混合物
のγ−シクロデキストｖン含量に対して、９８．４チで
あった。

さらに精製するために、混合物を１０５℃で２時間乾燥
した後ピリジン１００−中に懸濁させ、５０℃で２時間
かくはんした。引続き、メタノール２００−を加えた。

得らｆした無色の沈殿物を水１５０ｒｎｌ中に懸濁させ
、加熱する事により溶解させた。γ−シクＯＴ′キスト
リンをエタノール４５０−で沈殿させ、エタノールで為
所たに再沈殿させた後に真空乾燥した。

９８．２　％の純度を有するγ−シクロデキスト！Ｊ　
ｙ　２７．２　ｙが得らｎた。変換混合物のｒ−シクロ
デキストリン含量に対する収率は９５．２　％であった
。

記載さｎだ精製方法を繰り返して、純度９９．８チのγ
−シクロデキストリン２５．６　ｆが得ら九た。

純粋生成物の収率は、使用さｔ′したでんふんに対して
１７チであっｆ？：、。

例２ タピオカデンプン２ＱＱｆを、酢酸ナトリウム２００ミ
リモルおよび塩化カルシウム５ミリモルを付加的に含有
する水Ｉｔ中に懸濁させ、１２０℃に３０分間加熱する
事に、ｒ、クゲル化した。反応混合物の９１１価は６．
９であった。７０℃に冷却した後、かくはんしさら４に
冷却しながら、クレブシェラ　ゾノイモニアエのシクロ
デキストリン−グリコジルトランス７エラーゼ１３りを
例１に記載したと同じ調製物で添加した。さらにかくは
んしながら４３℃に冷却し、その後なおりレプシエラ　
プノイモニアエのシクロデキストリン−グリコジルトラ
ンスフェラーゼ２７■を上述したと同じ調製物で添加し
た。

４３℃で８時間の培養時間後、クロマトグラフィー分析
によりはじめに形成したα−シクロデキストリンの増加
はもはや確かめら几なかった。

その後、反応混合物にブロムペンゾール３２．６２全添
加した。さらに４３℃で４０時間の培養時間後、でんぷ
んの５９重量％がシクロデキストリンに分解した。α−
／β−／γ−シクロデキス）　ＩＪンの比は１　：　ｌ
　Ｏ，６：　３．９２であった。

変換混合物の不溶性成分を遠心分離により分離し、水ｌ
ｔ中にとった。懸濁液を加熱沸騰さぜ、その場合ブロム
ペンゾールを水との共沸混合物として留去した。

得らｎ、た軽度の混濁液を、γ−シクロデキストリンの
濃度が２０重量％に達するまで濃縮した。得らｔｌ、た
濃縮物を４℃で１２時間貯蔵した。

粗製β−シクロデキストリン７４２が得ら几、こｎ、　
２溶液から分離し、氷冷水で１回洗浄した。

−緒にした」二澄液を、例１に記載さ几たように後処理
した。

粗製γ−シクロデキストリン２９．２１７　’（変換混
合物のｒ−シクロデキストリン−含量に対して９８．６
％の収率に相当）、 純度９９．７％のγ　−シクロデキストリン　２７　ｙ
（使用さｎ−たでんぷんに対して１３．５％の収率に和
光〕 が得らｎた。

例３ 酢酸ナトリウム２００ミリモルのかわりにギ酸ナトリウ
ム２００ｍモルの存在でゲル化する点を除き、例２によ
る作業方法を繰り返した。

４８時間の全培養時間後に、でんぷんの５７重量−がシ
クロデキストリンに分解した。γ−シクロデキストリン
の割合は、１４重量％であった。

例４ 酢酸ナトリウム２００ミリモルの代わりにプロピオン酸
カリウム２００ミリモルの存在でゲル化する点を除き、
例２による作業方法を繰り返した。

４８時間の全培養時間後に、でんぷんの５６．７重量係
がシクロデキストリンに分解した。γ−シクロデキスト
リンの割合は１３．８重量係であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　でんぷんを酵素で分解し、引続き分解生成物を分離
   する事によるシクロオクタアミロースの製法において、 ａ）でんぷんの水性調製物にシクロデキストリングリコ
   ジルトランスフェラーゼを添加し、 ｂ〕　少なくとも、−次的に形成したシフロブキス）　
   ＩＪンの量がもはや増加し々〈なった後、ａ）による調
   製物にブロムペンゾールを加える事全特徴とする７クロ
   オクタアミロースの製法。 ２　でんぷんの水性調製物に、シクロデキストリングリ
   コシルトランスフエ２−ゼの添加前に、短鎖アルカン酸
   のアルカリ塩を加える、特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３、　分解生成物の分離の際、シクロオクタアミロース
   をピリジン懸濁液からアルコールの添加により得る、特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。