JPS63145293A - Ｌ−ラムノ−スの製造方法 - 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、Ｌ−ラムノースの製造方法１．更に詳細には
、産業上有用なＬ−ラムノースを簡易な操作で効率よく
、かつ安価に製造しうるＬ−ラムノースの製造方法に関
する。

Ｌ−ラムノースはメチルペントースの一種で、６−ジオ
キシ−し一マンノースあるいはＬ−マンノメチロースと
もいわれ、通常、水溶液からα型１水和物の結晶が得ら
れる。その結晶の融点は８８〜９２℃で、昇華性があり
、水溶液の比旋光度は溶液調製当初左旋性（〔α〕。−
一７．７°）を示すが、変旋光して約１時間後には右旋
性（〔α］ｎ＝＋ｑ°前後）を示すようになる。

Ｌ−ラムノースはわずかに苦味を持った甘味を呈し、そ
れはＤ−マンノースの甘味に似ている。

通常の酵母により資化されず、天然にはブナ科植物の樹
皮中にあるケルシトリンやクロウメモドキの果実に含ま
れるキサントラムニン、ミカンのヘスベリジン等の配糖
体として存在し、又、アラビアガム、カラヤガム等のガ
ム類にも存在が知られている。尚、Ｌ−ラムノースは細
菌細胞壁にも存在し、抗原抗体反応に関与していること
も知られている。

最近、糖鎖の生理活性が注目され始め、それらの医薬、
農薬等の合成原料としての使用が盛んになったため、か
かる糖鎖の構成糖の一つであるＬ−ラムノースあるいは
その誘専体も、植！！！７ＩＩＦＩＥ胞学、微生物工学
、遺伝子工学、ＨＨ工学、免疫学の分野での研究が進み
、医薬、農薬への利用が展開されてきている。又、Ｌ−
ラムノースはアミノ酸類とメイラード反応を起こし、特
徴のある香りを発するので、リアクションフレーバーの
原料としても使用されている。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）従来
、Ｌ−ラムノースはルチンを加水分解することによって
工業的に生産されてきた。しかしながら、国内でルチン
を人手することは困難で輸入に頼らざるを得ないこと、
及びそれが高価なためルチンから製造したＬ−ラムノー
スは非常に高価なものになっていた。

又、特開昭６１−１４６２００号公報に示されるように
、アラビアガム等を原料とする方法も考えられるが、ガ
ムを加水分解した後の糖液からＬ−ラムノースを分離す
るには、大量の有機溶媒の使用とか、クロマト分離を必
要とし、安価なＬ−ラムノースは得られなかった。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明者等は、かかる問題点を解決すべく鋭意検討の結
果、我が国で海苔佃煮用として大量に養殖されているア
オサ目ヒトエグサ科（ＵｌｖａｌｅｓＭｏｎｏｓ　ｔｒ
ｏｍａｃｅａｅ）の海藻を原料として使用すれば、原料
の入手が容易であり、その抽出液中のラムナン硫酸を硫
酸等の酸により加水分解することにより、簡易な操作で
効率よく、かつ安価にＬ−ラムノースを製造しうろこと
を見い出し、先に特許出願した（特願昭６０−１４５９
０８号、同６０−２６３９２０号）。

本発明者は、更に鋭意検討の結果、今般、該加水分解を
、ラムナン硫酸を含む液をＨ型強酸性カチオン交換樹脂
を充填したカラムに通液させた後、加熱することにより
行えば、−ｍの加水分解に必要な酸の添加を省略できる
こと、そして以後の精製工程も含め全工程の操作が一層
簡易なものになることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、ラムナン硫酸を含む液を、Ｈ型強
酸性カチオン交換樹脂を充填したカラムに通液した後、
加熱することにより加水分解を行うことを特徴とするＬ
−ラムノースの製造方法を提供するものである。

本発明に使用されるラムナン硫酸を含む液としては、ラ
ムナン硫酸を含むものであれば特に制限されないが、例
えばアオサ目ヒトエグサ科の海藻の抽出液が好適なもの
として挙げられる。アオサ目ヒトエグサ科に属する海藻
としては、例えばヒトエグサ（学名−ｏｎｏｓｔｒｏｍ
ａ　ｎｉｔｉｄｕｍ　Ｗｉｔｔｒｏｃｋ　。

以下、単に「ヒトエグサ」と云えばこのものを指称する
）、モツキヒトエ（学名　Ｍｏｎｏｓｔｒｏｍａｚｏｓ
ｔｅｒｉｃｏｌａ　Ｔｉ１ｄｅｎ）　、エゾヒトエグサ
（学名Ｍｏｎｏｓｔｒｏｍａ　ａｎｇｉｃａｖａ　Ｋｊ
ｅｌｌｍａｎ）　、ヒロハノヒトエグサ（学名Ｍｏｎｏ
ｓｔｒｏｍａ　ｌａｔｉｓｓｉｍｕｍ　Ｗｉｔｔｒｏｃ
ｋ）、シワヒトエグサ（学名Ｍｏｎｏｓｔｒｏｍａ　ｐ
ｕｌｃｈｒｕｍ　Ｆａｒｌｏｗ）等が挙げられろ。例え
ばヒトエグサは、温帯海域に野生する緑藻の一種で、日
本に於いては太平洋から瀬戸内海にかけて養殖されてい
るものである。

その風乾品の組成は一例を示せば、水分１６．９％、蛋
白１６．６％、脂質１．０％、糖質４７．５％、繊維５
．６％、灰分１２．４％である。又、その糖質はＬ−ラ
ムノースを約６０％含有する多糖で、その他にウロン酸
、Ｄ−キシロース、Ｄ−グルコース、Ｄ−マンノース等
を含む。この糖質の大部分はラムナン硫酸の形で存在し
ている。

ヒトエグサ中に含有されるラムナン硫酸の抽出は、例え
ば次の如く行えば効率よく行うことができる。乾燥しで
あるヒトエグサを大量の水にひたして膨潤させると同時
に洗浄し、藻体に付着する塩分を除去する。後の研究に
より、塩を除去しなくともその後の工程は支障なく進行
することが判明したが、洗浄することにより脱塩工程の
イオン交換負荷は大幅に低下するため、洗浄したものを
用いるのが好ましい。この膨潤した藻体を抽出溶媒と共
に加熱して藻体内に含まれるラムナン硫酸を抽出する。

なお、抽出溶媒としては、水溶性溶媒、例えば水、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ブレセリン等
の一種、又はこれらの混合溶媒が使用できるが、後の工
程への影響及び価格面を考慮すると水が最も好ましい。

更に、抽出方法の好ましい態様を説明すると下記の如く
である。抽出溶媒として水を用いた場合、乾燥ヒトエグ
サ１重量部の抽出に用いる水は５〜２０重量部が好まし
く、更に好ましくは７〜１５重量部である。抽出温度は
９０〜１６０°Ｃが好ましいが、抽出温度が高い時は抽
出時間は短くて良く、低い温度だと長い時間を要する。

抽出時間は９０°Ｃ以上１００°Ｃ以下で６〜９６時間
、１００°Ｃを越えて１２０　’Ｃ以下で２０分〜６時
間、１２０℃を越えて１６０°Ｃ以下で１分〜１時間が
好ましく、１００°Ｃの場合には２４〜９６時間、１３
０°Ｃの場合には１０〜４０分が特に好ましい。又抽出
する時、全体を攪拌するのは抽出時間を短くするのに役
立つ。上記で発明者等は乾燥ヒトエグサを使用した場合
の説明を行ったが、当然の事ながら収穫直後の未乾燥の
ヒトエグサを使っても同様に抽出することができる。又
、−回の抽出水量を少なくして抽出回数を多くする方法
を用いてもよい。

その後、遠心分離やろ過によって藻体を除きラムナン硫
酸を含む抽出液を得る。この液のｐｌ＋は多くの場合４
以上である。この液中に含まれるラムナン硫酸はＬ−ラ
ムノースのポリマーに硫酸基が結合し、更にその硫酸基
にはカリウム等のアルカリ金属やマグネシウム等のアル
カリ土類金属が結合している。発明者等の分析によると
、このポリマーはＬ−ラムノース１分子当たり約１ケの
割合で硫酸基を存している。

かくして得られるラムナン硫酸を含む液を、Ｈ型強酸性
カチオン交換樹脂を充填したカラムに通液する。カチオ
ン交換樹脂としては、糖類の積装処理に適し、本発明の
目的を達成しうるものであれば、特にその種類を限定さ
れないが、イオン交換容量が大きく、イオン交換速度が
速く、再使用可能な樹脂を選定することが有利である。

かかる目的で使用されるカチオン交換樹脂を例示すれば
、例えば、ダウエックス５０Ｗ−Ｘｉ、ダウエックス５
ＱＷ−Ｘ２、ダウエックス５０Ｗ−Ｘ８、ダウエックス
５０Ｗ−Ｘ１２（以上、ダウケミカル社製）、ダイヤイ
オン５Ｋ１０６、ダイヤイオン５ＫｉｌＯ、ダイヤイオ
ン５Ｋ１１２、ダイヤイオン５Ｋ１１６、ダイヤイオン
５ＫＩＢ。

ダイヤイオンＰＫ２０８、ダイヤイオンＰＫ２１２、ダ
イヤイオンＰＫ２１６、ダイヤイオンＰＫ２２０、ダイ
ヤイオンＰＫ２２８　（以上、三菱化成工業０燭製）、
アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ、アンバーライト■Ｒ−
１２１、アンバーライトＩＲ−１２２、アンバ−ライト
ＩＲ−１２４、アンバーライトＴＲ−２５２（以上、東
京有典化学■製）などが挙げられる。このなかでも、ゲ
ル型樹脂は、ポーラス型樹脂に比べ、ｔＦｉｌｌｌＮの
樹脂への吸着が小さく、通液終了時に流出する希３糖液
の量が少なくなるためより好ましい。

このようなＨ型強酸性カチオン交換樹脂で処理した流出
液のｐｌ（は、ラムナン硫酸を含む液に含まれるカチオ
ンが、水素イオンと交換するためほとんど１前後まで低
下する。Ｈ型強酸性カチオン交換樹脂の量は、処理する
抽出液の好ましくは０．１〜１容量倍で、特に好ましく
は０．２〜０．５容量倍用いると良い結果が得られる。

この様にしてｐＨの下がった液は酸を添加することなく
そのまま加圧容器中で加熱し加水分解する。

加水分解温度は、１２０〜１６０°Ｃが好ましい。

加熱時間は加熱温度によって異なり、例えば１１゜°Ｃ
では０．５〜３時間が好適である。なお、加水分解にお
いて、要すれば、本発明の効果を）■なわない範囲で流
出液に微量の酸を加えることもできる。

次いで、かくして得られた加水分解液に、例えばカルシ
ウムやバリウム等の水酸化物又は炭酸塩等の中和剤を加
え、ｐＨを３〜６に調整し、生じた沈殿をろ過する。更
にこのろ液を常法に従って精製処理する。

精製処理工程は、脱色、該ろ液中に残存する塩類を除く
ための脱塩、結晶Ｌ−ラムノースを得るための結晶化工
程等よりなる。

脱塩は、例えばイオン交換樹脂を用いて常法により行う
ことができる。その方法の一例を挙げれば、例えばイオ
ン交換樹脂を充填したカラムの上部より活性炭等で脱色
した該ろ液を通液することにより行う。この操作におい
て、Ｌ−ラムノースの歩留り向上のためには、Ｌ−ラム
ノースの濃度の低い流出液をも回収する必要があり、流
出液は供給液（該ろ液）に比べ、濃度は低下し、容量は
太き（なる。又、本発明のラムナン硫酸を原料としたと
きのように、全供給液中の塩辛が、通液処理するイオン
交換樹脂のイオン交換容量に比べて大きい場合には、−
回の通液では脱塩を完了させることができず、処理の途
中で通液を中止し、イオン交換樹脂を再生、さらに通液
という操作を操り返すことになる。この結果流出液の濃
度はさらに低下し、以後の濃縮操作の負担が増大し、又
、操作の繁雑化の面から、いずれにしても工業的に不利
になるを免れ得ない。従って、換言すれば、かかる脱塩
処理を行う前に、可能な限り該ろ液中の塩の残留量を少
なくし、イオン交換樹脂の負荷を減少せしめておくこと
が望ましい。

上記の、ｐｌ（調整後生じた沈殿物をろ過したろ液中の
塩辛は、本発明のＨ型強酸性イオン交換樹脂処理を行わ
なかった場合に比べ、約２になり、その後の脱塩処理に
極めて有利である。

脱塩を終えた液よりＬ−ラムノースの結晶を得るには咳
液を減圧濃縮等の手段により所定濃度まで濃縮した後、
冷却し、Ｌ−ラムノースの結晶を析出させるか、必要と
あれば、濃縮した後冷却した液にエタノール等の有機溶
媒を加えてＬ−ラムノースの結晶成長を促進させる等の
方法を用いれば良い。

さて、発明者等は、上記の一連の製造工程でＬ−ラムノ
ースの収率を更に上界させる方法を検討したところ、次
の方法を採用すると一層好ましい結果を得ることを見出
した。即ち、それはＬ−ラムノースは一般の酵母（例え
ば、低価格で入手が可能な市販パン酵母）には資化され
ないという点に着目したもので、Ｌ−ラムノースを含む
＋Ｍン夜を酵母処理することにより、Ｌ−ラムノース以
外の糖を資化さゼ、糖液中のＬ−ラムノースの含有率を
上昇させるという方法である。この結果、Ｌ−ラムノー
スの結晶化収率を飛躍的に上昇させることができ、本発
明を更に充実させるに至った。

次にその方法を説明する。

こγ母処理は、脱塩工程及び結晶化工程で行うことが好
ましい。特に、結晶化工程でＬ−ラムノースの結晶を除
いた糖液は、酵母資化を受ける糖の含有率が高いため、
この液に対して酵母処理を行えば、Ｌ−ラムノースの収
率に更に好ましい結果を与える。

酵母処理は加水分解液そのままで行ってもよいが、加水
分解液をアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物又
は炭酸塩でｐ　Ｉｔ　ａｌｌ整したちの；こ適用した方
が資化速度は速く好ましい。ここで、ｐ　Ｈ３１ｉ１整
剤として、カルシウム又はバリウムの水酸化物又は炭酸
塩を用いることは、不溶性の塩を生成させ、ろ過分離が
可能になるため、酵母処理後の精製工程で良い結果をも
たらす。ｐ　Ｈ調整により生成した不溶性の塩は酵母処
理前にろ過しても良い。

酵母処理は、ｐ１１３〜８で行うのがより好ましい。

この他、ｐＨ３ＪＲ整液を活性炭処理したもの、更にイ
オン交換処理したものを酵母処理しても良い。

酵母処理の一例を具体的に説明する。

上記に示した糖液に、これらに含まれる糖固型分に対し
通常０．５〜５重量％のパン酵母を加え、温度２５〜４
５℃で１２〜４８時間程度攪拌又は放置し、Ｌ−ラムノ
ース以外の糖を資化させた後、遠心分離やろ過により酵
母を取り除く。この操作により糖液に含まれるＤ＝ニブ
ルコースＤ−マンノース等が炭酸ガスあるいはエタノー
ルに変わるため、糖固型分に対するＬ−ラムノースの純
度は上昇する。このようにしてＬ−ラムノースの純度を
上昇せしめた液を、すでに述べた脱塩精製方法により精
製した後、ン層線し、＋−−ラムノースの結晶化を行う
と、Ｌ−ラムノースの収率はこの方法を採らない場合に
比べて飛躍的に向上する。

（作　用） 本発明においてラムナン硫酸のカロ水分解前に使用され
るＨ型強酸性カチオン交換樹脂は、ラムナン硫酸を含む
液の脱塩と同時に、酸液のｐｌ（を極端に低下せしめ、
はとんど１前後とすることができる。従って、該Ｈ型強
酸性カチオン交換樹脂を充填したカラムからの流出液は
、特に酸を加えることなく、加熱のみによって加水分解
することができる。

（実施例） 次に実施例及び比較例を挙げて説明する。

実施例１ ■　ヒトエグサ（水分１７％含有品）１２ｋｇと水１５
５ｊ２を３０ＯＮのステンレス槽に入れ、温度計、冷却
器、攪拌器を取り付け、攪拌しつつ９６〜１００“Ｃで
７２時間保った。冷却後、内容物の上澄み液をろ過し、
抽出液（ン滞度５％）を得た。この抽出）夜の全カチオ
ンは６＋６００　ｍｇ　ａｓ　ＣａＣ０ｚ／ｌであった
。

■　■で得た抽出液１４５２を１＝】型強酸性カチオン
交換樹脂ダイヤイオン５Ｋ−ＩＢ　（三菱化成工業■製
）３０ａを充填したカラム（内径２０ｃｍ、長さ１ｍ）
上部より通液し、次いで水を流した。

下部より４２β流出せしめたところで濃度が一定り３．
９％）になった。更に流出せしめた液１１０ρを分取し
た。

■　■で得た液をそのまま１４０℃で１時間加熱し加水
分解した。このとき、生成したＬ−ラムノースの量は１
９．５■／ｍＥであっ１こ。冷却後、水酸化カルシウム
（１，３８ｋｇ）でｐｔ（５に調整し、不溶性の硫酸カ
ルシウム（含水４．２ｋｇ）をろ過により除去した。こ
のろ液の全カチオンは５．６００　ｍｇａｓ　ＣａＣ０
ｚ／　ｌであり、全アニオンは７，０００　ｍｇ　ａｓ
ＣａＣＯ３／βであった。

■　■で得た液に活性炭２８ｇを加え、５０°Ｃで１時
間攪拌した後、ろ過し、イオン交換樹脂にまり脱塩し、
減圧下で／二度８０％まで濃縮し、エタノール］、　４
　ｋｉｒを加え、結晶化してＬ−ラムノース１永和物の
結晶１．２２　ｋｇを得た。

この結晶を、液体クロマトグラフィーにより７１定した
ところ、Ｌ−ラムノースの純度は９８．８％であった。

又、この結晶の融点は８９．５　”ｃであり、水溶液の
比旋光度は調製後１時間目に測定したところ〔α）ｏ＝
＋９．１°　（無水換算）であった。

比較例１ 実施例１の■と同様の工程で得られた抽出液に、抽出液
の固型分の１２．５％の）屑硫酸を加え、１４０°Ｃで
１時間加熱し加水分解した。この液のＬ−ラムノースの
含有量は実施例１の■に比較して遜色のない１９．７■
／ｍｅであった。冷却後実施例１の■と同様に水酸化カ
ルシウム（０，９４ｋｇ）でｐＨ５に調整し、硫酸カル
シウム（含水２．３ｋｇ）をろ過した。このろ液の全カ
チオンは１２．８００１１＋ｇ　ａｓＣａＣＯ，Ｊ／　
（２であり、全アニオンは１３，０００　ｍｇ　ａｓＣ
ａＣＯ：Ｉ／βであって、実施例１の■で得られたろ液
に比べ、カチオン及びアニオンを夫々約２倍量含んでい
た。このため、イオン交換樹脂乙ごよる脱塩後のＬ−ラ
ムノース液量は実施例１の場合の約２倍量となり、以後
の結晶化のためのイ層線晒が増太し、濃縮が大変であっ
た。

実施例２ ■　ヒトエグサ（水分１７％含有品）１２ｋｇを水５０
０１で洗浄し、藻体に付着する塩類を除去した。この操
作により溶出するラムナン硫酸は痕跡程度の量であり、
一方除去された基量は２．２６ｋｇであった。洗浄後水
を含むヒトエグサ１３２に＋ｒを３００βのステンレス
槽に入れ、攪拌しつつ９６〜１００℃で４８時間保った
。冷却後、内容物をろ過し、抽出液（濃度４％）を得た
。この抽出液の全カチオンは２，１００　ｗ　ａｓ　Ｃ
ａＣＯ３／　Ｉｔであった。

■　■で得た抽出液８５６をＨ型強酸性カチオン交換樹
脂ダウエックス５０Ｗ−Ｘ８（ダウケミカル社製）２０
１を充填したカラム（内径１５ｃｍ、長さ１．２ｍ）上
部より通液し、次いで水を流した。

下部より１０１流出せしめたところで濃度が一定（３，
２％）になった。更に流出せしめた液６０Ａを分取した
。

■　■で得た液をそのまま１４０℃で１時間加熱し加水
分解した。このとき生成したＬ−ラムノースの量は２０
．５■／ｍｌであった。冷却後、水酸化カルシウム（０
，８２ｋｇ）でｐＨ５，８に調整し、不溶性の硫酸カル
シウム（含水３．１５ｋｇ）をろ過した。このろ液の全
カチオンは２＋８００　ｍｇａｓ　ＣａＣＯ３／Ｉｔで
あり、全アニオンは２，９００　ｍｇ　ａｓ　　ＣａＣ
０ｚ／ｌであった。

■　■で得た液に活性炭２４ｇを加え、５０℃で１時間
攪拌した後ろ過し、イオン交換樹脂により脱塩し、減圧
下で濃度８０％まで濃縮し、エタノール１　ｋｇを加え
結晶化してＬ−ラムノース１永和物の結晶１．０３　ｋ
ｇを得た。この結晶の純度を、液体クロマトグラフィー
により測定したところ、Ｌ−ラムノース純度は９８．８
％であった。又、この結晶の融点は８９．５℃であり、
水溶液の比旋光度は調製後１時間目に測定したところ〔
α〕、＝＋９．１°　（無水換算）であった。

（発明の効果） 叙上の如く、本発明は、ラムナン硫酸を含む液を、Ｈ型
強酸性カチオン交換樹脂を充填したカラムに通液した後
、加熱することにより加水分解するものであるため、ラ
ムナン硫酸から簡易な操作で効率よく、かつ安価にＬ−
ラムノースを製造することができる。

更に本発明は、次の効果を有する。

すなわち、本発明方法における原料として使用されるラ
ムナン硫酸は、−１’ｌＱにナトリウム、カリウム、マ
グネシウム等の塩として入手されるものであるため、そ
の加水分解後、ｐ　Ｈｌｌ整により生じた硫酸カルシウ
ム等の不溶性塩を除いた後のｐＨ８Ｉｌ整液（以下、単
にｐＨ調整液という）には、硫酸ナトリウム、硫酸カリ
ウム、硫酸マグネシウム等の溶解度の高い硫酸塩が残存
している。かかる塩類を除去するための有効な方法とし
て、イオン交換樹脂による脱塩方法が採用できるが、前
記した方法（特願昭６０−１４５９０８号）では、残存
基量が多いためイオン交換樹脂による脱塩操作を繰り返
し行う必要がある。従って、イオン交換樹脂の再生処理
時の水の混入及びＬ−ラムノースの歩留りを高めるため
に低濃度の液も採取する必要が生ずる結果、Ｌ−ラムノ
ースの液量が増大し、結晶化のための濃−縮操作の負担
が増大する。これに対し、本発明方法によれば、実施例
１と比較例１とを比較すれば明らかな如く、上記方法に
比べ、ｐＨ３１１整液中の塩の含量が約半分に減量する
ため、イオン交換樹脂による脱塩、ひいては結晶化のた
めの濃縮処理もより容易なものとなる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ラムナン硫酸を含む液を、Ｈ型強酸性カチオン交換樹脂
   を充填したカラムに通液した後、加熱することにより加
   水分解を行うことを特徴とするＬ−ラムノースの製造方
   法。