JPS63216492A

JPS63216492A - ネオトレハロ−ス、セント−スの製造法

Info

Publication number: JPS63216492A
Application number: JP4878587A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Kobayashi; 昭一小林; Naoto Shibuya; 直人渋谷
Original assignee: National Food Research Institute
Current assignee: National Food Research Institute
Priority date: 1987-03-05
Filing date: 1987-03-05
Publication date: 1988-09-08
Also published as: JPH0317477B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は、ネオトレハロースおよびセントースまたは両
者を主として含む糖混合物の製法に関する。

［従来の技術］最近、マルトオリゴ糖、イソマルトース等の分岐オリゴ
糖、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、その他各種
オリゴ糖が開発され、ネオトレハロース、セントースに
ついても、その大量製造法の開発が強く望まれてきた。

これら二種糖の中、ネオトレハロースは還元末端をもた
ず、安定な糖であると考えられ、しょ糖の０−α−Ｄ−
Ｇ−（１→２）−β−Ｄ−Ｆと構造的にも０−α−Ｄ−
Ｇ−（１４１）−β−り−Ｇのように、グルコースとフ
ラクトースの差異はあるものの、類似している。

一方、セントースはマルトースとコージビオース部分を
一分子内にもつ２Ｉ−α−グルコシル−マルトースの構
造をもっている。

これらが大量生産されれば、食品用として有用な素材と
なりうる。

しかし、ネオトレハロースは麹汁中に含まれていること
が知られているのみで、その製造法については知られて
いず、ましてや大量に得た例はなく、したがって利用の
可能性については未知であフだ、また、セントースも特
殊な糖であり、これまで調製例が二件知られているにす
ぎない、しかも、セントースは蜂蜜中に含まれているが
、その含有量は０．０６％と少ない（１，Ｒ，５ｉｄｄ
ｉｑｕｉ　ａｎｄＢ、Ｆｕｒｇａｌａ　：　Ｃａｒｂｏ
ｈｙｄ、Ｒｅｓ、、６（１９６８）２５０−２５２）。

その後、蕎麦のα−グルコシダーゼを用い、マルトース
から１％の収率で得た例が報告されているくに、Ｎ１５
ｈｉ、Ｓ、Ｃｈｉｂａ　ａｎｄ　Ｔ、Ｓｈｉｍｏａ＋ｕ
ｒａ：Ａｇｒ、Ｂｉｏｌ。

Ｃｈｅａｐ、　、３９（１９７５）７２７−７２８）が
、生成率が低く、調製法も容易でなかったために、その
応用は考えられなかった。

［発明が解決しようとする問題点］従来、グルコアミラーゼ、α−グルコシダーゼの逆反応
により、マルトース、イソマルトース、ニゲロース、コ
ージビオースの三糖類が生成することは知られていたが
ネオトレハロースを酵素により大量に生成させることは
知られていなかった。

さらに、これらの三糖類にサイクロデキストリン合成酵
素のカップリング反応により各種の三糖類が生成される
が、セントースを合成した例は知られていない。

本発明では、これらの生産が困難な糖を可及的容易に生
産して安価となし、その食品用素材としての利用を可能
とすることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］そこで本発明者らは、サイクロデキストリン合成酵素を
澱粉等に強い反応条件下で作用させることにより、大量
のネオトレハロースとセントースが生成することを見い
出し、本発明を完成した。

本発明を以下に示す。

１）澱粉等の基質にサイクロデキストリン合成酵素を作
用させることを特徴とするネオトレハロースおよびセン
トース、またはこれらを含む糖混合物の製造法。

２）サイクロデキストリン合成酵素反応液にグルコアミ
ラーゼおよび／または酵母を作用させるネオトレハロー
スとセントースの製造法。

３）アルカリ処理によりネオトレハロース以外の還元糖
を分解除去するネオトレハロースの製造法。

４）ネオトレハロースとセントースの混合物をカラムク
ロマトグラフィーにより分離する各々の製造法。

本発明に用いる基質としては澱粉の他、その分解生成物
がある。詳しくは馬鈴薯、トウモロコシ、タピオカ等各
種澱粉やこれらの分解生成物、例えばグルコース、各種
デキストリン、サイクロデキストリン等があり、これら
の中の一種または二種以上の混合物を使用することがで
きる。

次に、上記基質に作用させる酵素としてはバチルス・マ
セランスの酵素（マセランス酵素）、バチルスΦメガテ
リウム、サーキュランス、ステアロサーモフィラス、好
アルカリ性バチルス属、り。

レブシエラ・ニューモニア等のｙｌの酵素がある。

反応条件は用いる酵素剤によって異なるが、例えばマセ
ランス酵素では、基質１ｇ当り１５０〜３００ＴＨＵ　
（チルデン・ハドソン単位）を加え４０〜５０℃で２〜
５日反応により両成分で３０〜４０％の収率が得られる
。

β−サイクロデキストリン合成酵素等の転移作用の強い
酵素を用いれば４０〜５０％の収率が得られ、この他の
サイクロデキストリン合成酵素も同様に、本発明の方法
が適用できる。

尚！（質濃度は任意に選べるが経済的には１５％以上の
濃度が好ましい。

このようにして得られた反応液には目的とするネオトレ
ハロースおよび／またはセントースが含反応液の高速液
体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）による分析によれば
ネオトレハロース、セントースが各々１８．６％、２０
．０％含まれていたく第１図参照）。

さらに、ネオトレハロース画分には、ペーパークロマト
グラフィー（Ｐ　Ｃ）での分析によれば、約２０％のニ
ゲロース、コージビオース、イソマルトースが混入して
いるが、アルカリ分解によりネオトレハロース以外の還
元糖は除去できる。

また、セントース画分にも約２０％の七″ントース以外
の糖が含まれているが、グルコアミラーゼを作用させる
とセントースを水解しない条件でも水解されるので、純
品を得ることができる。

サイクロデキストリン合成酵素反応液には五糖類以上の
糖もかなり含まれ、本反応液を熱失活した後、グルコア
ミラーゼを作用させると各種割合でグルコースを含むネ
オトレハロースとセントース含有糖液が得られるので、
目的に応じて、反応の各段階の糖液を製品とすることが
できる。

また、サイクロデキストリン合成酵素反応液の酵素を失
活させた後、グルコアミラーゼと同時に酵母を添加して
、生成したグルコースを資化除去すると、ネオトレハロ
ースとセントースを８０％以上含む糖液が得られる（第
２図参照）。

尚、この反応で、ネオトレハロースが原糖液の１．３〜
１．５倍に増加するが、セントースは逆に０．８５倍と
なるので、ネオトレハロースの非還元末端の両端または
一端にグルコースが１個以上結合した糖がかなりの量存
在するものと考えられ、サイクロデキストリン合成酵素
の作用形式からも、これらの糖の存在は予想できる。

さらに、セントースについても非還元末端にグルコース
が一個以上結合した糖の存在が予想される。

グルコアミラーゼ−酵母処理して得られた糖液から酵母
を除去し、イオン交換樹脂等により脱塩脱色すればネオ
トレハロースとセントースを主として含む糖製品が得ら
れる。本製品の糖組成の一例を示すと、ネオトレハロー
ス６２％、セントース２９％、その他の五糖類以上の糖
１９％であるが、反応条件を変化させることにより比率
を変えることができるので、目的に適合する条件を選択
すべきである。

また、ネオトレハロースのみを得たい場合には例えば本
製品に終濃度０．１規定の苛性ソーダな加え１５分、オ
ートクレーブした後、中和、カラムクロマトグラフィー
、溶媒沈澱法のいずれかまたは組み合せて分離すること
ができる。尚、加えるアルカリ、アルカリ濃度、加熱条
件に制限はないが、脱塩の負荷が少い方が望ましい、　
。

アルカリ処理液を中和した後、トヨパールＨＷ−４０Ｓ
のカラムクロマトグラフィーを行うと単一ピークが得ら
れ、着色物を完全に分離することができ（第３図参照）
、この画分を集めて濃縮すればＨＰＬＣ，ＰＣ分析で単
一ピークを示す純品が得られる。

尚、カラム担体としては、この他活性炭、イオン交換樹
脂等、各種のものが考えられる。

セントースについては、グルコアミラーゼ処理液または
グルコアミラーゼ−酵母処理液をカラムクロマトグラフ
ィーにより分離しＨＰＬＣ，ＰＣ分析で単一ピークを示
す純品が得られる。

このようにして得られた純品についてＳＩＭＳ。

メチル化、ＮＭＲ分析、その他の一般分析をした結果、
ネオトレハロース画分（Ｉ）については、分子量３４２
、セントース画分（１１）については、５０４の値を得
た。メチル化分析では、■からは１．５−Ｄｉ−０−Ａ
ｃ−２，３，４，８−ｔｅｔｒａ−０−Ｍｅ−ｇｌｕｃ
ｉｔｏｌのみが生成し、この結果からゲルコニ糖類のｌ
、ｌ結合が確認された。１１からは２，４−Ｄｉ−０−
Ａｃ−１，３，５，６−ｔｅｔｒａ−０−Ｍｅ−ｇｌｕ
ｃｉｔｏｌと１．５−Ｄｉ−０−Ａｃ−２，３，４，６
−ｔｅ−ｔｒａ−０−Ｍｅ−ｇｌｕｃｉ　ｔｏｌが１＝
２の割合で生成した。

［α］。はＩで９１．６°、１１で１１９．８゜であり
、文献値と近似していた。

以上の結果からｌはネオトレハロース、１１はセントー
スと決定された。

この他の性質としては、■は全く還元力を示さず酸に対
して安定で塩酸終濃度０．０６規定４０℃、４時間放置
しても分解せず、沸騰水中１５分間放置で１１％、０．
５規定、沸騰水中１５分放置により６６％の分解率であ
る。

グルコアミラーゼの作用に対しても抵抗性があり、イソ
マルトースより作用を受は難い。

１１は！よりアルカリ、酸に対する抵抗性は弱いが、グ
ルコアミラーゼに対する抵抗性は同等である。

［実施例］次に本発明の実施例を示す。

実施例１馬鈴薯澱粉を耐熱性α−アミラーゼで液化し基質終濃度
１６％とし、β−サイクロデキストリン合成酵素（土壌
より分離した菌株の）を、基質ｇ当り１５０〜７５０Ｔ
ＨＵ加えて、ｐＨ６，０，４０℃で２日間反応した後失
活処理し、グルコアミラーゼを基質ｇ当り１００ＩＵ、
市販酵母２００ｍ　ｇ　、炭酸カルシウム２０　ｍ　ｇ
を加え、４０℃、２４時間反応し、生成したネオトレハ
ロースとセントースをＨＰ　Ｌ　Ｃで定Ａ（シた結果、
第４図のように３００ＴＨＵで両成分の生成率は４５％
に達っした。

実施例２ β−サイクロデキストリン＋グルコースまたはマルトー
ス（等量混合）、グルコース、マルトースまたは可溶性
澱粉各々単独の基質を用い、かつ酵素濃度を３００ＴＨ
Ｕとした以外は実施例１と同様にして酵素を作用させた
。

その結果、第５図に示したように、β−サイクロデキス
トリン＋マルトースの組合せのとき最も高い収率５５％
で糖混合物を得た。

尚、市販の各種粉飴では可溶性澱粉と同等の収率であっ
た・実施例３マセランス酵素を用い、実施例２と同様に各種基質に作
用させたところ、可溶性澱粉の場合に最も高い収率４１
％でネオトレハロースとセントースを含む糖混合物を得
た。

実施例４実施例１で得たネオトレハロースとセントースの混合物
（糖濃度１０％）に０．２規定の苛性ソーダを等量加え
、１５分間オートクレーブし、中和した後トヨパールＨ
Ｗ−４０Ｓに負荷して第３図のように分離し、ＨＰＬＣ
，ＰＣ分析で単一のピークを示すネオトレハロースの純
品を得た。

実施例６実施例１で得たネオトレハロースとセントースの混合物
をトヨパニルＨＷ−４Ｏ９のカラム（２，６ｃｍ　ｘ　
１００ｃｍ　ｘ　２本）に負荷し、ＨＰＬＣで単一ビ［
発明の効果］本発明によれば、これまで大量生産が困難であったネオ
トレハロースとセントースが一段階で生産され、しかも
これらの糖は安定性にも優れているので、食品素材とし
て広く利用できるものと期待される。

また目的に応じて、純品から、これら二成分を主として
含む製品、各種糖との混合物の形でも製品化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液化馬鈴薯澱粉にマセランス酵素を作用させた
ときに生成する糖成分を示したＨＰＬＣ図である。第２図はマセランス酵素反応液にグルコアミラーゼと酵
母を加えて処理した後の糖成分を示したＨＰＬＣ図であ
る。第３図はグルコアミラーゼと酵母処理液にアルカリを加
え、ネオトレハロース以外の糖を分解した後のカラムク
ロマトグラフィーによる溶出図を示す。第４図は液化馬鈴薯澱粉に各種濃度のβ−サイクロデキ
ストリン合成酵素を作用させたときの、ネオトレハロー
スとセントースの収率な示す。第５図は各種糖にβ−サイクロデキストリン合成酵素を
作用させたときの収率を示す。第６図はグルコアミラーゼと酵母処理液からのカラムク
ロマトグラフィーによるネオトレハロースとセントース
の分離例を示す。特許出願人　　農林水産省食品総合研究所長第１図０４１２２０　　　　　４゜保持時間（分）第２図０４　　１２　　　２０　　２Ｂ保持時間（分）第３図溶出ｆｆｉ（ｍｌ）第４図ＴＨＵ／ｇＷ質第５図Ｇ＋　　　０１＋ＣＤ　　０２　　　　Ｇ２＋ＣＤ　　
ＳＳ第６図溶出ｆｆｉ（ｍｌ）

Claims

【特許請求の範囲】１、澱粉およびその分解物の中から選ばれた基質にサイ
クロデキストリン合成酵素を作用させることを特徴とす
るネオトレハロースおよびセントースを含む糖混合物の
製造法。２、ネオトレハロースおよびセントースを含む糖混合物
にグルコアミラーゼおよび／または酵母を作用させるこ
とを特徴とする主としてネオトレハロースおよびセント
ースの混合物の製造法。３、主としてネオトレハロースおよびセントースの混合
物をアルカリ処理することを特徴とするネオトレハロー
スの製造法４、主としてネオトレハロースおよびセントースの混合
物をカラムクロマトグラフィーにかけ両者を分離するこ
とを特徴とするネオトレハロースとセントースの製造法
。