JPS62164701A - ジグルコシル−α−サイクロデキストリンおよびその製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、新規な分岐サイクロデキストリンおよびその
製造方法に関し、更に詳細には、ジグルコシル−α−サ
イクロデキストリンおよびその製造方法に関する。

従来の技術 サイクロデキストリンはグルコース残基がα−１，４−
結合により環状に結合したオリゴ糖であって、グルコー
ス残基６個からなるα−サイクロデキストリン、７個か
らなるβ−サイクロデキストリン及び８１固からなるγ
−サイクロデキストリンなどが一般に知られている。

サイクロデキストリンは、内部に空隙がある構造を有し
、この空隙内部は親油性領域となっているので各種の油
性物質を取り込むことができる。そのため、このような
性質を利用してサイクロデキストリンは、■不安定物質
の安定化、■揮発性物質の保持、■異臭のマスキング、
■稚・不溶性物質の可溶化などの各種用途への応用が考
えられている。

しかしながら、α−サイクロデキストリンおよびβ−サ
イクロデキストリンは低温域（室温以下）での水に対す
る溶解度が極めて低いことから、この点における改良が
実用上待たれていた。

α−サイクロデキストリンについては、既に、グルコー
ス残基の０６の位置にグルコース又はマルトースがα−
１，６−結合により結合した分岐サイクロデキストリン
が知られており、このものは分岐の無いものに比べて水
への溶解度が高いことが知られている。

本発明者らは、α−サイクロデキストリンの熔解性を高
めることを目的として種々研究を行った結果、α−サイ
クロデキストリンとマルトースとをプルラナーゼの存在
下に反応させることにより、得られるジマルトシル−α
−サイクロデキストリンにグルコアミラーゼを作用させ
ることにより、溶解性、安定性ともに優れたジグルコシ
ル−α−サイクロデキストリンが生成することを見出し
、本発明を完成するに至った。

問題点を解決するための手段 本発明は、ジマルトシル−α−サイクロデキストリンに
グルコアミラーゼを作用させて、ジグルコシル−α−サ
イクロデキストリンを生成させることから成るジグルコ
シル−α−サイクロデキストリンの製造方法およびかく
して得られるジグルコシル−α−サイクロデキストリン
に関する。

本発明により得られるジグルコシル−α−サイクロデキ
ストリンは、一般式（Ｃ６ＨＩＯＯ５）　ａで表わされ
、下記の理化学的性質を有する新規化合物である。

１）分子量：　　１２９７ 質量分析測定法（５ｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　５ｐｅｃｔｒｏｎｅｔｒｙ　；　５
１ＭＳ法）により測定（第１図参照） ２）融　点：　２７５℃（非結晶；分解）３）比旋光度
〔α〕萱：　＋１６１　（Ｃ＝０．１　；Ｈ２０） ４）ペーパークロマトグラフィー： １−ブタノール；１−プロパツール：水−３：　５　：
　４の展開溶媒を使用してペーパー上に展開した後、ヨ
ウ素溶液を用いて発色させたときに１スポットを示す。

５）薄層クロマトグラフィー： ■　１−ブタノール：エタノール：水＝５：５：３の展
開溶媒を使用して薄層板〔ＤＣ−Ｆｅｒｔｉｇｐｌａｔ
ｔｅｎ　Ｋｉｅｓｅｌｇｅｌ　６０　（メルク社製）〕
上に展開した後、ヨウ素溶液を用いる発色またはリンモ
リブデン酸／硫酸を用いる発色により呈色させたときに
Ｒｆ＝　０．２９に１スポットを示す。

■　１−ブタノール：ピリジン：水−６：４：３の展開
溶媒を使用し、（１）と同様に処理したときにＲｆ−０
，３３に１スポットを示す。

６）高速液体クロマトグラフィー： （条件１） カラムサイズ：６φ×　５０ｍｍ 担体：　　Ｎｕｃｌｅｏｓｉｌ　−５ＮＨ２　　（ナー
ゲル社製） 溶媒ニアセトニトリル：水−７０：３０流速：　　２．
０ｍｌ、／ｗｉｎ 検出器：示差屈折計ＥＲＣ７５２０型（エルマ光学■製
） 製） カラムサイズ：６φ×　１５０　ｍｍ 担体：　５ｐｈｅｒｉｓｏｒｂ　０ＤＳ−Ｕ　（フエー
ズセップ社製） 溶媒：メタノール：水−８：９２ 流速及び検出器：条件１と同じ 本品は上記各条件でそれぞれ１ピークを示す。

７）溶解性：水に易溶、メタノールに難溶８）性　状：
粉末は白色であり、水溶液は無色９）赤外線吸収スペク
トル（第２図参照）ニジ＝３＋４００ｃｍ−’　−、２
，９２０ｃｍ−’　、Ｌ１５０ｃｍ−”及び１＋０３０
ｃｍ−’に吸収を認める。

１０）Ｃ核磁気共鳴スペクトル（第３図参照）：δ（Ｄ
２０） ６９．５（１−６結合のＣ５） １０１．５　（１−６結合のＣＩ） １１）メチル化分析 箱守法に従ってメチル化した後、メチル化物の加水分解
を行い、生成した加水分解物を還元、アセチル化してア
ルディトールーアセテートに誘導し、ガスクロマトグラ
フィーにより同定すると、２．３．４．６−テトラ−０
−メチルグルコース、２．３．６−トリー０−メチルグ
ルコース及び２．３−ジ−０−メチルグルコースのモル
比は、１．９：４゜Ｏ：ｔ、Ｓを示す。

なお、上記理化学的性質を有するジグルコシル−α−サ
イクロデキストリンは、α−サイクロデキストリンを構
成する環状のグルコース残基（６位）にグルコシル基が
２個、それぞれ別々の位置にα−１，６−結合した構造
から成るものであることが、メチル化分析および分子量
（質量分析）により示された。

本発明によれば、かかるジグルコシル−α−サイクロデ
キストリンは次の如くして製造することができる。

即ち、ジマルトシル−α−サイクロデキストリンを固形
分濃度（基質濃度）５〜３５％の溶液に調製した後、グ
ルコアミラーゼを所定量加え、液の温度、ｐＨなどを酵
素の好適作用範囲に維持し、例えば１〜２４時間反応さ
せてジグルコシル−α−サイクロデキストリンを生成さ
せ、次いで、得られた生成物を所望によりクロマトグラ
フィーなどの方法によって反応液から分離して回収する
ことにより製造することができる。

本発明方法において使用されるグルコアミラーゼとして
は、リゾープス・ニベウス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ　　ｎ１
ｖｅｕｓ）　、リゾープス・デルマー（Ｒｈｉｚｏｐｕ
ｓ　　ｄｅｌｅｍａｒ　）などの微生物由来の市販品が
挙げられ、これら酵素の使用量は基質の品質あるいは反
応の実施形式などにより多少の違いはあるが、通常の場
合、フマルトシル−α−サイクロデキストリン１ｇ当り
５単位もしくはそれ以上の量で用いられる。

また、本発明方法において原料として使用されるフマル
トシル−α−サイクロデキストリンは、例えばα−サイ
クロデキストリンとマルトースとをプルラナーゼの存在
下に反応させ、得られた生成物を反応液中から分離回収
することにより取得することができる。

本発明に係るジグルコシル−α−サイクロデキストリン
の製造反応は、基本的にはフマルトシル−α−サイクロ
デキストリンにグルコアミラーゼを作用させることによ
り実施されるが、場合により、α−サイクロデキストリ
ンとマルトースとをプルラナーゼの存在下に反応させ、
生成するフマルトシル−α−サイクロデキストリンを単
離することなく、引き続きこの反応液に直接グルコアミ
ラーゼを作用させて、ジグルコシル−α−サイクロデキ
ストリンを生成させることも可能である。

本発明の方法によれば、反応はグルコアミラーゼの作用
条件に適合させて実施され、反応温度、反応ｐ　Ｈなど
は、使用される酵素の種類（起源）によって多少の差は
あるが、一般に温度３０〜６０℃、Ｉ）　Ｈ３，５〜６
．５の範囲内で行なうのが望ましい。

生成したジグルコシル−α−サイクロデキストリンを反
応液から分離するには、例えば、トヨパールＨＷ−４０
３（東洋曹達■製〕を用いたカラムクロマトグラフィー
又はワットマン１７クロムによるペーパークロマトグラ
フィーなどを用いることにより容易に行うことができる
が、工業的には特にコスト上の理由からイオン交換樹脂
クロマトグラフィー、大量ゲルろ過分離性などを用いる
のが有利である。

発明の効果 本発明により得られるジグルコシル−α−サイクロデキ
ストリンは、公知のα−サイクロデキストリンと同程度
の強い包接力を維持しつつ、格段に優れた溶解性を有し
ているので、医薬品、食品、化粧品その他一般の化学工
業分野でのサイクロデキストリンの用途開発に寄与する
ところが大きい。

実施例 次に参考例及び実施例を示し、本発明を更に詳細かつ具
体的に説明するが、本発明の範囲をこれらの例に限定す
るものでないことはいうまでもない。

参考例ニジマルトシル−α−サイクロデキストリンの製
造 マルトース（日本澱粉工業（？Ｉ製、純度９９％）１．
５０ｇとα−サイクロデキストリン（日本食品化工■製
、純度９８％）０．５０ｇに、ｐＨ５，０の５０ｍ　Ｍ
酢酸ナトリウム緩衝液０．８５−を加え、沸騰浴中で加
熱して熔解させた。反応液を冷却後、これにバシラス・
ｓｐ　（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ　）の耐熱性プルラナ
ーゼ（ノボ・インダストリー・ジャパン社製、２００単
位／ｇ）　　１００単位を加え、温度６０℃で４８時間
反応させた。

反応終了後、この反応液をトヨバールＨＷ−４Ｏ８を充
填したカラム（４，５φ×　１００　ｃｍ：　’１本）
によりゲルろ過クロマトグラフィーにかけて分離精製し
た。試料負荷後１４〜１５時間後に溶出されて（るフラ
クションを集め、ロータリーエバポレーターで濃縮乾燥
して、フマルトシル−α−サイクロデキストリンの白色
粉末１５５．８ｍｇを得た。

実施例１ 参考例で調製したフマルトシル−α−サイクロデキスト
リン粉末１０．０ｇを、ｐＨ５，０の５０ｍＭ酢酸ナト
リウム緩衝液２００ｄに溶解し、これにリゾープス・ニ
ベウス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ　　ｎ１ｖｅｕｓ）のグルコ
アミラーゼ（生化学工業■製　３３．６単位／ｍｇ）　
５０単位を加えて温度５０℃で１０時間反応させた後、
沸騰浴中で加熱して酵素反応を停止した。

得られた反応液を冷却した後、メンブランフィルタ−（
東洋ろ紙■製、セルロースニドレイトＴＭ−２、孔径０
．４５μｍ）を用いてろ過し、濾液の濃度を１０％に調
整し、この溶液１０ｄをトヨパールＨＷ　−４Ｏ３を充
填したカラム（４，５φ×１００ＣＩＩＩ：２本）によ
りゲルろ過クロマトグラフィーにかけて分離精製を行い
、目的のジグルコシル−α−サイクロデキストリン７２
０ｍｇを得た。

得られたジグルコシル−α−サイクロデキストリンの元
素分析値及び質量分析値は、次の通りであった。

元素分析値（Ｃ４Ｂ　Ｈ８００４０）　　：計算値：　
Ｃ＝　４４．４５％　Ｈ＝６．２２％０＝４９．３４　
％ 実測値：　Ｃ＝　４４．３９％　Ｈ＝６．２１％質量分
析値（５１ＭＳ法）： 質量１２９６．４２２０　、分子量１２９７．１４４８
ｍ／ｚ　　１２９７に（Ｍ＋Ｈ）イオンを検出した。ま
た、このものは２７５℃で分解した。

実施例２ フマルトシル−α−サイクロデキストリン粉末２０ｇを
、ｐＨ５，０の５０ｍＭ酢酸ナトリウム緩衝液１００−
に溶解し、これにリゾープス・ニベウス（Ｒｈｉｚｏｐ
ｕｓ　　ｎ１ｖｅｕｓ）のグルコアミラーゼ（生化学工
業側部３３．６単位／ｍｇ）　２００単位を加え、温度
４０℃で２４時間反応させた後、沸騰浴中で加熱して酵
素反応を停止した。

得られた反応液を冷却した後、メンブランフィルタ−（
東洋ろ紙■製、セルロースニドレイ！−ＴＭ−２、孔径
０．４５μｍ）を用いてろ過し、濾液の濃度を１０％に
調整し、この溶液１０ｄをトヨパールＨＷ　−４０３を
充填したカラム（４，５φ×１００ｃｒｎ：２本）によ
りゲルろ過クロマトグラフィーにかけて分離精製を行い
、目的のジグルコシル−α−サイクロデキストリン７０
０■を得た。

実施例３ フマルトシル−α−サイクロデキストリン粉末Ｌｏｇを
、ｐＨ５，０の５０ｍＭ酢酸ナトリウム緩衝液９０−に
溶解し、これにリゾープス・ニベウス（Ｒｈｉｚｏｐｕ
ｓ　　ｎ１ｖｅｕｓ）のグルコアミラーゼ（生化学工業
■製３３．６単位／ｍｇ）　２００単位を加え、温度５
０℃で５時間反応させた後、沸騰浴中で加熱し、酵素反
応を停止した。

反応液を冷却した後、メンブランフィルタ−（東洋ろ紙
■製、セルロースニドレイトＴＭ−２、孔径０．４５μ
ｍ）を用いてろ過し、ろ液１０ｄをトヨパールＨＷ−４
Ｏ３を充填したカラム（４，５φ×１００ｃｍ：２本）
によりゲルろ過クロマトグラフィーにかけて分離精製を
行い、目的のジグルコシル−α−サイクロデキストリン
７１０■を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図はジグルコシル−α−サイクロデキストリンの質
量スペクトルを示し、 第２図はジグルコシル−α−サイクロデキストリンの赤
外線吸収スペクトルを示しそして第３図はジグルコシル
−α−サイクロデキストリンの１３Ｃ核磁気共鳴スペク
トルを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式（Ｃ＿６Ｈ＿１＿０Ｏ＿５）＿８で表わされ
   、下記の理化学的性質を有するジグルコシル−α−サイ
   クロデキストリン。 １）分子量：１２９７ 質量分析測定法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　 Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｌｅｔｒｙ；ＳＩＭ
   Ｓ法）により測定（第１図参照） ２）融点：２７５℃（非結晶；分解） ３）比旋光度〔α〕＾２＾０＿Ｄ：＋１６１（Ｃ＝０．
   １；Ｈ＿２Ｏ） ４）ペーパークロマトグラフィー： １−ブタノール：１−プロパノール：水 ＝３：５：４の展開溶媒を使用してペーパ ー上に展開した後、ヨウ素溶液を用いて発 色させたときに１スポットを示す。 ５）薄層クロマトグラフィー （１）１−ブタノール：エタノール：水＝５：５：３の
   展開溶媒を使用して薄層板〔ＤＣ−Ｆｅｒｔｉｇｐｌａ
   ｔｔｅｎ　Ｋｉｅｓｅｌｇｅｌ６０（メルク社製）〕上
   に展開した後、ヨウ素溶液を用いる 発色またはリンモリブデン酸／硫酸を用い る発色により呈色させたときにＲｆ＝０．２９に１スポ
   ットを示す。 （２）１−ブタノール：ピリジン：水＝６：４：３の展
   開溶媒を使用し、（１）と同様に処理したときにＲｆ＝
   ０．３３に１スポットを示す。 ６）高速液体クロマトグラフィー （条件１） カラムサイズ：６φ×５０ｍｍ 担体：Ｎｕｃｌｅｏｓｉｌ−５ＮＨ＿２（ナーゲル社製
   ） 溶媒：アセトニトリル：水＝７０：３０ 流速：２．０ｍｌ／ｍｉｎ 検出器：示差屈折計ＥＲＣ７５２０型（エルマ光学（株
   ）製） （条件２） カラムサイズ：６φ×１５０ｍｍ 担体：ＳｐｈｅｒｉｓｏｒｂＯＤＳ−II（フェーズセッ
   プ社製） 溶媒：メタノール：水＝８：９２ 流速及び検出器：条件１と同じ 本品は上記各条件でそれぞれ１ピークを 示す。 ７）溶解性：水に易溶、メタノールに難溶 ８）性状：粉末は白色であり、水溶液は無色９）赤外線
   吸収スペクトル（第２図参照） ν＝３，４００ｃｍ＾−＾１、２，９２０ｃｍ＾−＾１
   ，１５０ｃｍ＾−＾１及び１，０３０ｃｍ＾−＾１に吸
   収を認める。 １０）＾■＾■Ｃ核磁気共鳴スペクトル（第３図参照）
   ：δ（Ｄ＿２Ｏ） ６９．５（１−６結合のＣ＿６） １０１．５（１−６結合のＣ＿１） １１）メチル化分析 箱守法に従ってメチル化した後、メチル 化物の加水分解を行い、生成した加水分解 物を還元、アセチル化してアルディトール ーアセテートに誘導し、ガスクロマトグラ フィーにより同定すると、２，３，４，６−テトラ−０
   −メチルグルコース、２，３，６−トリ−０−メチルグ
   ルコース及び２，３−ジ−０−メチルグルコースのモル
   比は１．９：４．０：１．８を示す。 ２、ジマルトシル−α−サイクロデキストリンにグルコ
   アミラーゼを作用させて、ジグルコシル−α−サイクロ
   デキストリンを生成させることを特徴とする一般式（Ｃ
   ＿６Ｈ＿１＿０Ｏ＿５）＿８で表わされるジグルコシル
   −α−サイクロデキストリンの製造方法。