JPS6192592A

JPS6192592A - 分岐サイクロデキストリンの製造方法

Info

Publication number: JPS6192592A
Application number: JP59214001A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Kobayashi; 昭一小林; Keiji Kainuma; 圭二貝沼
Original assignee: NORIN SUISANSYO SHOKUHIN SOGO KENKYUSHO
Current assignee: NORIN SUISANSYO SHOKUHIN SOGO KENKYUSHO
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1986-05-10
Also published as: US4668626A; GB8502569D0; GB2165549B; GB2165549A; JPH0331440B2

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】本発明は分岐サイクロデキストリンの製造方法に関する
。

サイクロデキストリン（以下、ｒｃＤＪと略記する。）
はグルコースが６個以上α−１，４結合したオリゴ糖で
あり、６個のグルコース単位からなるα−ＣＤ、７個の
グルコース単位からなるβ−ＣＤ、８個のグルコース単
位からなるγ−ＣＤが主として知られている。

ＣＤには、その構造上、分子に空洞があり、しかもこの
空洞が疎水性であるため、各種油性物質を取り込む性質
がある。

ＣＤはこのような性質を有しているために、非常に広い
用途があり、たとえば製薬工業、化粧品工業、香料工業
１食品工業などの分野において注目されている。

しかし、ＣＤの溶解度は低く、α−ＣＤで１４、β−Ｃ
Ｄで２、ｒ−ＣＤで２３程度である。特にβ−ＣＤの溶
解度は著しく低く、実用化の場合には不利な性質である
。

最近、本発明者らにより分岐サイクロデキストリンの研
究が推進され、その性質が明らかにされた（小林ら、澱
粉科学、３０．２３１〜２３９（１９８３）　）。

たとえば溶解度については、分岐ＣＤの溶解度は元のＣ
Ｄの１０倍にも達する。

そこで、でんぷんから分岐ＣＤを製造する方法が開発さ
れ、各種の分岐ＣＤが得られている。この方法はでんぷ
ん分子の核部分を巻き込んで環化反応を行なわせるもの
であり、各種の分岐ＣＤが得られるという長所がある。

しかし、この方法は単一の分岐ＣＤを得るには不利であ
る。

ＣＤとオリゴ糖を混合し、その混合物にプルラナーゼを
作用させ適合成反応を利用して各種分岐ＣＤを生成する
ことは既にＦｒｅｎｃｈら（Ｍ、Ａｂｄｕｌｌａｈ。

Ｄ、Ｆｒｅｎｃｈ、　Ｎａｔｕｒｅ、２１０．　　Ｎ［
Ｌ　５０５２．　ｐ、２００（１９６６））により試み
られている。しかし、彼らの報告はペーパークロマト上
でプルラナーゼの適合成が観察されたというものであり
、その詳細についｌでは未知であった。

本発明者らは、プルラナーゼなどの技切り酵素の適合成
反応について鋭意検討し、実用性のある分岐サイクロデ
キストリンの製造方法を完成したのである。

すなわち、本発明は■ＣＤとでんぷんの混合物に枝切り
酵素とβ−アミラーゼを同時に作用させることを特徴と
する分岐ＣＤの製造方法、■ＣＤとマルトースの混合物
にプルラナーゼを作用させることを特徴とする分岐ＣＤ
の製造方法、■ＣＤとマルトースの混合物に、エチルア
ルコール、プロピルアルコールおよびイソプロピルアル
コールよりなる群から選ばれたアルコールまたはエチレ
ングリコールおよびプロピレングリコールよりなる群か
ら選ばれたグリコールを加え、次いでプルラナーゼを作
用させることを特徴とする分岐ＣＤの製造方法、■ＣＤ
とマルトースの混合物にプルラナーゼを作用させて得た
反応生成物をカラムクロマトグラフィーを用いて分岐Ｃ
Ｄを分離することを特徴とする分岐ＣＤの製造方法およ
び■ＣＤとマルトースの混合物にプルラナーゼを作用さ
せて得た反応生成物にタカアミラーゼとグルコアミラー
セの混合酵素と酵母を作用させることを特徴とするグル
コシル−ＣＤの製造方法を提供するものである。

前記した如く、ＣＤとして各種のものが知られているが
、本発明にはこれらＣＤを任意に使用することができる
。

本発明において、でんぷんとしては馬れいしょ。

甘しょ、トウモロコシ、モチトウモロコシ、　大ｉ。

小麦、タピオカなどの任意の原料から得られるものを使
用することができる。でんぷんの組成画分としては、例
えばアミロース、アミロペクチンなどがある。さらに、
でんぷんの分解反応生成物としては、例えば白色デキス
トリン、黄色デキストリン、プリティッシュガムなどの
焙焼デキストリン；酸化でんぷん、低粘性変性（醇素、
酸２機械高速撹拌等の処理による）でんぷんなどの化工
でんぷん；リン酸でんぷん、酢酸でんぷんなどで代表さ
れるでんぷんエーテル、でんぷんエステルなどのでんぷ
ん誘導体；放射線や中性子線を照射したり高周波処理あ
るいは温熱処理したでんぷんなどの物理的処理でんぷん
；α−でんぷんなどを挙げることができる。これらので
んぷん類は単独もしくは２種以上を混合して使用する。

上記ＣＤとでんぷんの混合割合については適宜決定すれ
ばよいが、通常はＣＤ１００重量部に対しでんぷん５０
〜１００重量部の割合とすればよい。

次に、枝切り酵素としてはプルラナーゼが好ましいが、
イソアミラーゼを使用することもできる。

このイソアミラーゼはマルトトリオースなどのグルコー
ス３個以上の化合物が結合した伎（たとえばマルトトリ
オシル基）を持つ分岐ＣＤの製造に用いられる。また、
プルラナーゼとしては通常のプルラナーゼのばか耐熱性
、耐酸性プルラナーゼなども使用することができる。耐
熱性酵素を用いる場合は、基質の溶解度を上昇させるこ
とができ、適合成反応が容易となる。

β−アミラーゼについても各種起源のものを用いること
ができる。なお、これら酵素は精製品のほか粗精製品な
ども使用することが可能である。

また、酵素は固定化酵素を用いることによりバイオリア
クターとして連続化することも可能である。

第１の本発明ではＣＤとでんぷんの混合物を用いている
ため、枝切り酵素と共にβ−アミラーゼを使用してでん
ぷんをマルトース単位で切断しているが、第２〜第５の
発明ではでんぷんの代りにマルトースを用いているため
、β−アミラーゼは不要である。なお、プルラナーゼは
でんぷんの技切りにも関与している。

第３の本発明ではアルコールまたはグリコールを用いて
いるが、これら化合物の添加により技切り酵素による適
合成反応を効果的に進行させることができ、分岐ＣＤの
生成率が向上する。この場合、アルコールまたはグリコ
ールの添加量は反応系におけるごれら化合物の温度が１
０〜４０％、好ましくは２５〜３０％となるようにすれ
ばよい。添加量が少なずぎると、上記した効果が十分に
発現せず、また添加量が多ずぎると、相応する効果が得
られないばかりでなく、無添加の場合よりも分岐ＣＤの
生成率が低下することがある。なお、アルコールまたは
グリコールを反応系に加える場合、ＣＤとマルトースを
それぞれ高濃度（約ｌＯ〜１５％）に混合して酵素反応
を行なうことができる。

さらに、第４の本発明では前記第２の本発明の反応生成
物をカラムクロマトグラフィーを用いて分岐ＣＤたるマ
ルトシル−ＣＤを分離している。

また、第５の本発明は該・反応生成物にタカアミラーゼ
とグルコアミラーゼの混合酵素および酵母を作用させて
グルコシル−ＣＤを製造するものである。

上記した本発明の方法における枝切り酵素による適合成
反応は一般にｐＨ４，５〜６．０．温度３０〜５０°Ｃ
および時間２４〜７２時間の条件にて実施すればよい。

上・記した本発明の方法によれば、主としてマルトシル
−ＣＤよりなる分岐ＣＤが得られる。第１の発明はでん
ぷんを直接使用できるという利点を有しており、第２の
発明はマルトースを用いているため、分岐ＣＤの製造を
より効率的に行なうことができる。また、第３の発明に
よれば、第２の発明よりも効果的に反応が進行し、分岐
ＣＤの生成率が向上する。

分岐ＣＤとしてグルコシル−ＣＤを得るこトラ望む場合
には、上記方法による反応生成物にタカアミラーゼおよ
びグルコアミラーゼよりなる混合酵素を酵母と共に作用
させればよい。この際に用いる酵母としてはサツカロミ
セス・セレビシェ。

す、カロミセス・サケ、サツカロミセス・ダイアスタテ
イカスなどが適当である。これらは分岐ＣＤ。

ＣＤを分解することなく共存するグルコース、マルトー
スを発酵して除去することができる。

次に、マルトシル−ＣＤなどの生成分岐ＣＤを未反応糖
などを含む反応系から分離するには、＋ｉｉｒ述の方法
のほかに反応生成物を２〜１０℃の低温で２０〜１００
時間、好ましくは２４〜７２時間放置すればよい。また
、別法としては反応生成物にトリクロルエチレン、テト
ラクロルエタン、ブロムヘンゼンなどの沈でん形成剤を
加え、５〜１０℃にて１０〜２０時間程振間抜ずればよ
い。次いで、遠心分離等の操作を行なうことにより分岐
ＣＤを得ることができる。これらの分離方法は、マルト
シル〜またはグルコシル−ＣＤ以外の分岐ＣＤと他の糖
との混合物から分岐ＣＤを分離する場合にも適用するこ
とができ、さらに他の分離方法、たとえばカーボン、交
換樹脂等を用いる方法、セファデックスなどの分子量の
差を利用した方法、膜による分離方法などと組合せて行
なうことも可能である。

本発明によって得られる分岐ＣＤは精製して純品として
用いるほか、用途等により上記適合成反応を行なった反
応生成物をそのまま製品化することもできる。これら分
岐ＣＤは医薬品、化粧品。

香料２食品等の可溶化等に広く用いることができる。

次に、試験例および実施例により本発明を説明する。

試験例１ γ−ＣＤと、グルコース（ＣＺ）からマルトヘキサオー
ス（Ｇ６）までのオリゴ糖を各２０％濃度に混合（全糖
４０％）　シ、この混合物に市販プルラナーセ旧１酵素
を全基質量（ｇ）当り２００１Ｕ添加し、ｐＨ５，５に
て４０℃、４８時間反応させて分岐γ−ＣＤを得た。各
種オリゴ糖による分岐γ−ＣＤの生成率（出発基質を１
００としたときの百分率）を表−１に示す。

表−１ＧＩ　　Ｇ２　　Ｇｓ　　Ｇａ　　Ｇｓ　　Ｇｂ分岐Ｃ
Ｄの分析は高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）と
ペーパークロマトグラフィーを用いて行なった。なお、
ＨＰ　Ｌ　Ｃの条件は日本分光ｒＴｒｉ　Ｒｏｔｏｒ　
Ｊ　、　６０．６５％　アセトニトリルを容土。

流速２ｍ　１７　ｍ　ｓ　ｎ　＋検出ＲＩ、へｔｔｅｎ
ｕａＬｉｏｎ　８　Ｘ。

カラム：プレカラム（直径：　４．６ｍｍ、長さ：５ｃ
ｍ）と本カラム（直径：　４．５ｍｍ、長さ：２５ｃｍ
）。

カラム担体：　Ｆｉｎｅ　５ｉｌ−ＮＨｚ　（１０μ）
であり、この条件下での各１．ｊ！の保持時間（ｍｉｎ
、）は表　２に示したとおりである。表中、例えばＧ１
−α−ＣＩ）はグルコシル−α−ＣＤを、Ｇ２−α−Ｃ
Ｄはマルトシル−α−ＣＤを意味する。

表−２Ｇ　＋　　　　　　　　４　、５　　　Ｇ　！　−α−
ＣＤ　　　１６．２０　ｚ　　　　　　　　５　、２　
　　Ｇ　＋　−β−ＣＤ　　　Ｉ７．１α−ＣＤ　　　
　　　８．１　　　ｃｚ　−β−ＣＤ　　　２１．４β
−ＣＤ　　　　　１１．０　　　Ｇ、　−ｒ−ＣＤ　　
　２４．９Ｇ１−α−ＣＤ　　１２．８　　　Ｇ２　　
　ｒ　　ＣＤ　　　２８．６γ−ＣＤ　　　　　１４．
３６２以上の技をもつ分岐ＣＤは［トヨパールＨＷ−４０
Ｊ（Ｓｕｐｅｒ　ｆｉｎｅ）２．６　Ｘ　１００　ｃｍ
Ｏカラムで分離精製した後、ペーパークロマトグラフィ
ーとＨＰＬＣで分析した。さらに、基質濃度を１％以下
にしてプルラナーゼに作用させて同様に分析した。なお
、プルラナーゼの適合成反応生成糖は１個の技をもつ分
岐ＣＤである。

試験例２ｒ−ＣＤとマルトース（Ｇ２）を同量混合して濃度を上
昇させたときのマルトシル−γ−ＣＤの生成率（％）を
表−３に示す。表中で、たとえば１％とはγ−ＣＤと０
２を各１％含むことを示し、全糖として２％である。

表−３濃度（％上０．２　０．８　２．６　８．２　　１１．６　１２．
５　２６．３実施例１各ＣＤ（α−１β−、ｒ−）１００■と液化馬れいしょ
でんぷん（２０％液、ヨウ素発色は青色）　０．５ｍρ
を混合し１、この混合物に粗酵素プルラナーゼ８０ｍｇ
（２ＩＵ／ｍｇ）と大豆のβ−アミラーゼ柑酵素１０ｍ
ｇ（２０１Ｕ／ｎｖ）を０．１　Ｍｌ！Ｉ￥酸緩衝液（
ｐ　Ｈ５，５）　１ｍ／に溶解し、これを遠沈して得た
上澄０．５ｍ　Ａを加え、４０℃で４８時間攪拌し反応
を行なった。

その結果、分岐ＣＤの収率はα−ＣＤでは５．２％。

β−ＣＤでは１．３％、γ−ＣＤでは６．８％であった
。

なお、β−ＣＤは本条件下では完全には溶解せず、可成
りの部分が結晶として残っていた。

実施例２ α−またはβ−ＣＤ２００■とマルトース（Ｇｚ）２０
０ｍｇを混合し、これに粗酵素プルラナーゼ８０ｍｇ　
（２１Ｕ／■）を０．１Ｍ酢酸緩衝液（ｐ　Ｈ５，５）
　１ｍＩ！に熔解、遠沈して得た上澄０．５ｎｌを加え
、さらに水０．５ｍ７！を加えて攪拌しながら４０℃で
４８時間反応せしめ、Ｇ２−α−またはβ−ＣＤと未反
応糖を含む反応生成物を得た。

この反応生成物を２分し、一方は４℃で４８時間放置し
、他方のα−ＣＤを原料とした反応生成物にはテトラク
ロルエタンを、β−ＣＤを原料とした反応生成物にはプ
ロムヘンゼンを各２００μｌ加え、１０℃で一夜振とう
し、次いでそれぞれを遠心分離（５０００ｒｐｍ、　２
０分間）して上澄を得、上澄中のＧ、−ＣＤ量を分析し
た。すなわち上澄中のＣＤ全モル数を１００としたとき
の０２−ＣＤのモル％とじて求めた。結果を表−４に示
す。

表−４見料　　反応生成物　　低温放置　　沈でん剤処理α−
ＣＤ　　　　７．０　　　　　　　２４．９　　　　　
　　４５．３β−ＣＤ　　　　１．６　　　　　　３８
．６　　　　　　　６４．２実施例３実施例２におするα−ＣＤを原料とした反応生成物１ｍ
／を「トヨパールＨＷ−４０Ｊ　（Ｓｕｐｅｒ　ｆｉｎ
ｅ）２．６　Ｘ１００　ｃｍのカラムにｆ４．荷し、５
５°Ｃで２２ｍｆ／ｈｒの流速にて１０％エタノールで
溶出し、２．２ｍ６ずつ分画したとごろ、第１Ｍに示す
如く、各成分は明確に分離された。

実施例４ α−ＣＤ　１．５８とＧｚｌ、５ｇとを混合し、耐熱性
。

耐酸性プルラナーセ４００　１　Ｕ　（ｐ　Ｈ４，５〜
５．５の緩衝液７５０μｌに溶Ｊ＋’ｊ　）添加し、さ
らにエフノー・ル２５０μｌを加えて７０℃で４８時間
反応させた結果、Ｇ、−α−ＣＤの生成率は４２％に達
した。

実施例５ β−ＣＤ３００ｍｇとＧｚ３００ｎ＋ｇを混合し、実施
例４の酵素液７５０μβとエタノール２５０　μρを加
えて７０℃で４８時間反応させた結果、Ｇ２−β−ＣＤ
の生成率は２１％に達した。なお、エタノールの最適濃
度は２５〜３０％であり、４５％以上の添加量では無添
加よりも生成率は低下した。

実施例６実施例５の反応液１ｍ６を熱失活した後、ｐＨを４〜５
に調整し、水を加えて全ＩＪＭ　？Ｍ度を２０％にした
のち、市販結晶グルコアミラーゼ２＋＋＋ｇとタカアミ
ラーゼ１■および酵母（サツカロミセス・セレビシェの
湿潤菌体）　５０ｍｇを加えて３０℃で４８時間反応さ
せた後、遠沈して上澄を得、これを濃縮してＧ、−β−
ＣＤを得た。本標品の純度は７８％であり、回収率は生
成Ｇ２−β−ＣＤの６５％であった。

なお、実施例５の反応液をグルコアミラーゼ、タカアミ
ラーゼ、酵母の固定化カラムに通してＧｚ−β−ＣＤを
製造することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１０％エタノールによる溶出画分のクロマトグ
ラムである。図−１分画ＮＯ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）サイクロデキストリンとでんぷんの混合物に枝切
り酵素とβ−アミラーゼを同時に作用させることを特徴
とする分岐サイクロデキストリンの製造方法。
（２）サイクロデキストリンとマルトースの混合物にプ
ルラナーゼを作用させることを特徴とする分岐サイクロ
デキストリンの製造方法。
（３）サイクロデキストリンとマルトースの混合物に、
エチルアルコール、プロピルアルコールおよびイソプロ
ピルアルコールよりなる群から選ばれたアルコールまた
はエチレングリコールおよびプロピレングリコールより
なる群から選ばれたグリコールを加え、次いでプルラナ
ーゼを作用させることを特徴とする分岐サイクロデキス
トリンの製造方法。
（４）サイクロデキストリンとマルトースの混合物にプ
ルラナーゼを作用させて得た反応生成物をカラムクロマ
トグラフィーを用いて分岐サイクロデキストリンを分離
することを特徴とする分岐サイクロデキストリンの製造
方法。
（５）サイクロデキストリンとマルトースの混合物にプ
ルラナーゼを作用させて得た反応生成物にタカアミラー
ゼとグルコアミラーゼの混合酵素と酵母を作用させるこ
とを特徴とするグルコシル−サイクロデキストリンの製
造方法。