JPS633002A - サイクロデキストリン類の精製方法 - Google Patents

サイクロデキストリン類の精製方法

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JPS633002A
JPS633002A JP14478186A JP14478186A JPS633002A JP S633002 A JPS633002 A JP S633002A JP 14478186 A JP14478186 A JP 14478186A JP 14478186 A JP14478186 A JP 14478186A JP S633002 A JPS633002 A JP S633002A
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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〕 本発明はサイクロデキストリン類の精製方法に関し、更
に詳細にはα−サイクロデキストリン、β−サイクロデ
キストリン、γ−サイクロデキストリン等のサイクロデ
キストリン類、あるいは、グルコース、マルトース、マ
ルトトリオース等がサイクロデキストリンに1個〜3個
分枝状に結合した構造を有する分岐サイクロデキストリ
ン類の精製方法に関する。
〔従来の技術〕
サイクロデキストリンは、澱粉又は澱粉分解物にバチル
ス・マセランス(Bacillus macerans
)、バチルス・サーキュランス(Bacillus c
irculans)等の微生物が生産するサイクロデキ
ストリン生産酵素を作用させて得られる分解生成物であ
り、これまでにグルコシル基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
、8個からなるT−サイクロデキストリン、更には、サ
イクロデキストリンにグルコシール基、マルトシル基、
マルトトリオシル基が1個〜3個分岐状に結合した分岐
サイクロデキストリン等が知られている。
これらサイクロデキストリンあるいは分岐サイクロデキ
ストリンは、その構造から内部に空隙があり、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、■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、■難・不溶性物質の可溶化など、種
々の用途に使用し得る有用な物質である。
従来、澱粉等にサイクロデキストリン生産酵素を作用さ
せることにより得られるサイクロデキストリンを含有す
る糖液、更には、この糖液にサイクロデキストリンが分
解抵抗性を有するυχ化酵素を作用させて得られる糖液
等よりサイクロデキストリンのみを分離、精製する方法
としては、■ アセトン等の有機溶媒を加えサイクロデ
キストリンを沈澱させる方法(特公昭52−8385)
、■ 陰イオン交換樹脂を用いて精製する方法(特公昭
46−9223)、 ■ 多孔性ポリマーからなる疎水性の合成吸着樹脂を用
いる方法(特開昭56−805)、■ 強酸性陽イオン
交換樹脂のアルカリ金属塩で分画する方法(特開昭57
−30702)、等が知られている。
しかしながら、これら公知の方法は、■ではアセトン等
の有害な有m溶媒を使用するため、衛生上望ましくなく
、■、■、■の方法は、いずれも使用樹脂量に対するサ
イクロデキストリン含有糖液の処理量が少ない上、分離
、精製に長時間を要する等の欠点を有し、工業化するに
は膨大な設備投資が避けられない等、いずれも満足でき
る方法とは称しがたい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者等は、サイクロデキストリン類及びグルコース
、マルトース、マルトトリオース等の還元糖を含んで成
る糖液よりサイクロデキストリン類のみを更に効率よく
分離、精製する方法について、種々研究を行なった結果
、ODSで代表されるシロキサン系シリカゲルがサイク
ロデキストリン類のみを極めて効率よく吸着することを
見出し、更に検討を重ねることによりこの発明を完成し
た。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、サイクロデキストリン類及び還元糖ヲ含んで
成る糖、夜を、シロキサン系シリカゲルに接触させ、好
ましくはシロキサン系シリカゲルを充填したカラムにi
f!l液し、サイクロデキストリン類のみを選択的に吸
着せしめ、次いで溶出させることを特徴とするサイクロ
デキストリン類の精製方法である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明により精製することができるサイクロデキストリ
ン類としては、α−サイクロデキストリン、β−サイク
ロデキストリン、T−サイクロデキストリン、等の分岐
を有さない通常のサイクロデキストリン、更には、これ
らサイクロデキストリンにグルコシル基が1個又は2個
結合したグルコシルサイクロデキストリン、ジグルコシ
ルサイクロデキストリン、マルトシル基が1個〜3個結
合したマルトシルサイクロデキストリン、ジマルトシル
サイクロデキストリン、トリマルトシルサイクロデキス
トリン、マルトトリオシル基が1個結合したマルトトリ
オシルサイクロデキストリン、等の分岐サイクロデキス
トリンを挙げることができる。
本発明の方法により除去される還元糖としては、グルコ
ース、マルトース、マルトトリオース等、グルコースが
lO個程度迄結合した糖を挙げることができる。
したがって、サイクロデキストリン類及び還元糖を含ん
で成る糖液としては、上記のサイクロデキストリン類の
一種以上と、グルコース、マルトス、マルトトリオース
、等の還元糖を主成分とし、場合により、更に他の澱粉
分解物、等を含む糖液を意味する。
本発明に係るシロキサン系シリカゲルとは、シリカゲル
表面のシラノール基の一部の水素原子をアルキルシリル
基等、好ましくはC3〜Cl1lの直鎖アルキルシリル
基で置換した構造を存するものや、残存する未反応シラ
ノール基の水素原子を更にトリメチルシリル基で種々の
程度に置換した構造を有するものを意味する。
これらのシロキサン系シリカゲルは、シリカゲルにアル
キルクロロシランを反応させることにより、あるいは、
該反応生成物に更にトリメチルクロロシランを反応させ
ることにより、製造することができる。具体的には、炭
素含有率が7〜20%になるようにシリカゲル表面のシ
ラノール基にオクタデシルシリル基を導入したものや、
該物質の残存シラノール基に種々の割合でトリメチルシ
リル基を導入したもの(−般に、ODSと称されている
)、あるいは、シリカゲル表面のシラノール基の一部に
オクチルシリル基を導入したもの、等が市販されている
ので、これら市販品を用いることができる。これらのシ
ロキサン系シリカゲルのうち、シリカゲル表面のシラノ
ール基の一部にオクタデシルシリル基等の直鎖アルキル
シリル基を導入しただけのものの方が、未反応シラノー
ル基に更にトリメチルシリル基を導入し、非極性化した
ものより、サイクロデキストリン類の吸着、分離能が優
れている。このため、本発明では残存シラノール基を無
処理のものを用いるほうが好ましい。
次に、本発明をカラムを用いて行う場合について、その
処理手順にしたがって説明すれば、通液する糖液は、主
として糖類から成る固形分に占めるサイクロデキストリ
ン類の含有率が数%のものから、また固形分IN濃度で
は数%〜60%程度のものまで、極めて広範囲に使用で
きる。これは、本発明に係るシロキサン系シリカゲルが
糖液中のサイクロデキストリン類の含有率や糖液の濃度
にあまり左右されることなく、サイクロデキストリン類
を良く吸着することができることによる。また、カラム
に糖液を通液する速度は、糖液の濃度にもよるが、Sv
が100くらい迄可能であり、従来使用されているイオ
ン交換樹脂や合成吸着樹脂と比較して数10ないし数1
00倍の驚異的な速度で通液することができる。
本発明に係るシロキサン系シリカゲルは、サイクロデキ
ストリン類の吸着量が極めて大きい。例えば、ODS型
としてウォーターズ社(Waters社)より発売され
ているPI?EPARATIVεc18(残存シラノー
ル未処理のもの)を用いた場合、担体重量の10%以下
のβ−サイクロデキストリンを負荷した場合には、β−
サイクロデキストリンの殆どが吸着される。更に、20
%のβ−サイクロデキストリンを負荷した場合でも負荷
した量に対して約11%のβ−サイクロデキストリンが
水洗画分に漏出するにすぎない。したがって、サイクロ
デキストリン類の負荷量はシロキサン系シリカゲル重量
に対し数%〜数10%、通常5〜12%の範囲で自由に
選択することができる。
吸着操作は常温において行うのが好ましい。
次に、担体に吸着されたサイクロデキストリン類は、水
洗処理される。この水洗により担体中に含まれるグルコ
ース、マルトース、マルトトリオース、等の還元糖、更
には有機酸等の不純物を完全に除くことができる。水洗
に使用される水の量は、還元糖等の溶出及びサイクロデ
キストリン類の漏出等よりみて、通常シロキサン系シリ
カゲルの担体容積の約2倍以上、好ましくは2.5〜3
倍程度が適当である。この水洗操作も常温において行う
のが好ましい。
水洗後、カラムに吸着されたサイクロデキストリン類は
、熱水、又はエタノール、メタノール、グリセリン、ア
セトン、アセトニトリル、等の有機溶媒を含んだ有機溶
媒含有水?8液、等の溶出液によって容易に溶出、分離
することができる。本発明では、これらの溶出液中、熱
水又はエタノール含有水溶液を用いるのが、衛生上好ま
しい。
溶出液としてエタノール含有水溶液を用いた場合につい
て詳細に述べれば、この場合、エタノール濃度が低くな
るほどサイクロデキストリン類が溶出しにくくなる。例
えば、10%エタノール水溶液では、シロキサン系シリ
カゲルの担体容積の3倍、5%エタノール水溶液では7
.5倍、2%エタノール水溶液では17.5倍量の溶離
液を必要とする。また、20%エタノール水溶液では溶
出の立ち上がりは早くなるが、担体自体の容積もあり、
サイクロデキストリン類を完全に溶出し終わるまでには
、やはり担体容積の2.5〜3倍程度の液量が必要であ
る。これらの理由により、エタノール含有水溶液による
溶出では、エタノールの濃度が5〜10%程度で担体容
積の約3〜7.5倍量の溶離液を用いるのが適当である
。また、熱水による?3出では、80℃では5%エタノ
ール水)3液と、60°Cでは2%のエタノール水溶液
と同程度の溶出液量を必要とする。
カラムより溶出された溶出液は、濃縮、乾燥することに
より殆どサイクロデキストリン類のみからなる粉末にな
る。
また、本発明ではカラム法でな(でも、例えば、サイク
ロデキストリン類及び還元糖を含んで成る糖液に所要量
のシロキサン系シリカゲルを添加し、混合してサイクロ
デキストリン類をシロキサン系シリカゲルに吸着せしめ
た後、このシロキサン系シリカゲルを分別、水洗処理し
、次いで前記有機溶媒含有水溶液あるいは熱水にて、シ
ロキサン系シリカゲルに吸着されたサイクロデキストリ
ン類を溶出して精製する、いわゆるバッチ法でも、サイ
クロデキストリン類を精製することができる。
〔発明の効果〕
以下に、本発明の特に優れた点を列挙する。
■ 原料糖液の組成、即ち糖濃度、媚中に占めるサイク
ロデキストリン類の含有率、等にあまり影響を受けるこ
となく、−度に大量のサイクロデキストリン類を吸着、
分離することができる。
■ 吸着、水洗、溶出処理を短時間に行うことができる
ため、サイクロデキストリン類の精製に要する時間が短
くてよい。
■ シロキサン系シリカゲルは、極めて安定であり、例
えば、エタノール含有水溶液で溶出する場合には、10
00回以上使用しても、吸着力が殆ど劣えない。
■ サイクロデキストリン類と還元糖の分離が極めてシ
ャープである。
〔実施例〕
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明する。
逃1」1ユ 市販のサイクロデキストリン粉あめ(塩水港精糖KK製
、デキシーバール K−50、糖組成:α−サイクロデ
キストリン30%、β−サイクロデキストリン15%、
T−サイクロデキストリン7%、デキストリン他48%
)14gを水20m1に溶解し、グルコアミラーゼ(生
化学工業KK製、16.8単位/mg) 21mgを加
え、40°Cで72時間反応させて、粉あめ中のデキス
トリンをグルコースに分解した。次に、反応液を加熱し
酵素を失活させた後、イオン交換樹脂で脱色、脱塩し、
糖の濃度を30%に調整した。この糖液をPREPAR
ATIVEC18(ウォーターズ社製、ODS型)70
gを充填したカラムに5V=20で通液してサイクロデ
キストリンを上記シロキサン系シリカゲルに吸着させ、
更に350m1の水で水洗した。次に、10%エタノー
ル水溶液450m1を5V=35で通液して吸着された
サイクロデキストリンを溶出させ、得られた溶出液を濃
縮、乾燥してサイクロデキストリン粉末7gを得た。粉
末の糖組成はα−サイクロデキストリン5765%、β
−サイクロデキストリン28.8%、γ−サイクロデキ
ストリン13.5%であり、サイクロデキストリンの回
収率は96.2%であった。
ス財l汁ム 分岐サイクロデキストリン類を含む糖液(分岐デキスト
リンにバチルス・マセランスのサイクロデキストリン生
産酵素を作用させた後、タカアミラーゼ及びグルコアミ
ラーゼを作用させたもの、固形分濃度49%、糖組成ニ
ゲルコシルーα−サイクロデキストリン3.3%、α−
サイクロデキストリン1.1%、その他のサイクロデキ
ストリン類0.5%、グルコース等の還元糖95.1%
)4.6m+をYMC−ODS ALL(山村化学研究
新製、ODS型)Igを充填したカラムに5V=60で
通液して、上記シロキサン系シリカゲルにサイクロデキ
ストリン類を吸着させ、更に水5mlで水洗した。次に
、10%エタノール水溶液6mlをカラムに通液(SV
=60)して、吸着されたサイクロデキストリン類を溶
出させ、溶出液を濃縮、乾固してサイクロデキストリン
類粉末0.105gを得た。得られたサイクロデキスト
リン類粉末の糖組成は、グルコシル−α−サイクロデキ
ストリン67.3%、α−サイクロデキストリン24%
、その他のサイクロデキストリン類7.7%であり、サ
イクロデキストリン類の回収率は94.8%であった。
実施■1 β−サイクロデキストリン(日本食品加工KK製)とマ
ルトースとの混合溶液にバシラス・5p(Bacill
us s 、)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)を作用させて得た糖液(固形分
濃度19.6%、+)M組成:マルトシル−β−サイク
ロデキストリン8.4%、ジマルトシルーβ−サイクロ
デキストリン2.9%、β−サイクロデキストリン6.
9%、マルトース等の還元糖81.8%)10mlをP
REPAl?ATIVE C18(ウォーターズ社製、
ODS型)5gを充填したカラムにS■=20で通液し
て、サイクロデキストリン類を上記シロキサン系シリカ
ゲルに吸着させ、ついで水25m1で水洗した。次に、
10%エタノール水溶液30IIllで、カラムに吸着
したサイクロデキストリン類を溶出し、溶出液を濃縮、
乾燥して、サイクロデキストリン類粉末0.35gを得
た。得られたサイクロデキストリン類粉末の糖組成は、
マルトシル−β−サイクロデキストリン43.9%、ジ
マルトシルーβ−サイクロデキストリン15.1%、β
−サイクロデキストリン36.0%、その他の垢5%で
あり、サイクロデキストリン類の回収率は94%であっ
た。
ス】l1肋 α−サイクロデキストリン(日本食品加工KK製)とマ
ルトースとの混合溶液にバシラス・5p(Bacill
us  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)を作用させて得た糖液(固形
分(度30.0%、糖組成:マルトシルーα−サイクロ
デキストリン15.1%、フマルトシル−α−サイクロ
デキストリン1.6%、α−サイクロデキストリン23
.8%、マルトースを主成分とする還元P’59.5%
)10mlをPREPARATIVE Cl8(ウォー
ターズ社製、ODS型)15gを充填したカラムに5V
=55で通液してサイクロデキストリン類を上記シロキ
サン系シリカゲルに吸着させ、更に水90m1で水洗し
た。次に、80°Cの熱水210m1で、カラムに吸着
したサイクロデキストリン類を溶出し、溶出液を濃縮、
乾燥してサイクロデキストリン類粉末1.7gを得た。
得られたサイクロデキストリン類粉末の糖組成は、マル
トシル−α−サイクロデキストリン35.4%、フマル
トシル−α−サイクロデキストリン3.8%、α−サイ
クロデキストリン55.7%、その他のF5.1%であ
り、サイクロデキストリン類の回収率は95.6%であ
った。
ス屓l」■ T−サイクロデキストリン(日本食品力り工KK製)と
マルトースとの混合溶液に実施例3と同一のプルラナー
ゼを作用させて得た糖液(固形分濃度25.0%、ti
組成:マルトシル−β−サイクロデキストリン16.9
%、ジマルトシルーT−サイクロデキストリン5.0%
、T−サイクロデキストリン26.0%、マルトース等
の還元糖52.1%)5gをPREPARATIVE 
Cl8(’7 を−ターズ社製、ODS型)10gを充
填したカラムに5V=35で1ffl液してサイクロデ
キストリン類を上記シロキサン系シリカゲルに吸着させ
た。ついで水60m1で水洗した後、5%エタノール水
溶M 100m1で、カラムに吸着したサイクロデキス
トリン類をl3出し、?容出液を濃縮、乾燥して、サイ
クロデキストリン類粉末0.59gを得た。得られたサ
イクロデキストリン類粉末の糖組成は、マルトシル−γ
−サイクロデキストリン35.1%、ジマルトシルーT
−サイクロデキストリン9.8%、T−サイクロデキス
トリン53.9%、その他の糖1.2%であり、サイク
ロデキストリン類の回収率は97.3%であった。
実上玉i 実施例3の方法に従って調製したサイクロデキストリン
類粉末に、更にグルコアミラーゼを作用させて得られた
糖液(固形分濃度25.0%、tl!組成ニゲルコシル
ーβ−サイクロデキストリン39.0%、ジグ用コシル
ーβ−サイクロデキストリン12.4%、β−サイクロ
デキストリン36%、その他の糖12.6%)15ml
をPREPARATIVE Cl8(ウォーターズ社製
、ODS型)50gを充填したカラムにS■=20で通
液してサイクロデキストリン類を上記シロキサン系シリ
カゲルに吸着させた。ついで水250m lで水洗した
後、10%エタノール水溶液300a lで、カラムに
吸着したサイクロデキストリン類を溶出し、溶出液を濃
縮、乾燥してサイクロデキストリン類粉末3.23gを
得た。得られたサイクロデキストリン類粉末の糖組成は
、グルコシル−β−サイクロデキストリン44.0%、
ジグ用コシルーβ−サイクロデキストリン14.0%、
β−サイクロデキストリン40.5%、その他のtJ!
1.5%であり、サイクロデキストリン類の回収率は9
7%であった。
ス11生L α−サイクロデキストリン(日本食品加工KK製)とマ
ルトースとの混合溶液にバシラス・5p(Bacill
us 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)を作用させた得た糖液に、更に
リゾープス・ニベウス(ハ亘叩用n1veus)のグル
コアミラーゼを作用させて得られた糖液(固形分濃度4
%、糖組成ニゲルコシルーα−サイクロデキストリン1
3.2%、ジグ用コシルーα−サイクロデキストリン1
.3%、α−サイクロデキストリン23.8%、グルコ
ース他61.7%)35mlニPREPARATIVE
 C1B(ウォーターズ社製、ODS型)5gを加え、
密栓して5分間室温で振とうしてサイクロデキストリン
類を上記シロキサン系シリカゲルに吸着させた0次に担
体(PREPAR−ATIVE Cl8)をろ別し、水
30m1で担体を洗浄した。
次に、この担体に25%メタノール水溶液30m1を加
え、5分間攪はんしてサイクロデキストリン類を抽出し
た後、更に25%メタノール水溶液20m1を用いて同
様の抽出を行なった。得られた抽出物を濃縮乾固し、サ
イクロデキストリン類粉末0.53gを得た。この粉末
の糖組成は、グルコシル−α−サイクロデキストリン3
1.0%、ジグ用コシルーα−サイクロデキストリン3
.1%、α−サイクロデキストリン56.1%、その他
の糖9.8%であり、サイクロデキストリン類の回収率
は90.7%であった。
実射I」し 市販のサイクロデキストリン粉あめ(塩水港精糖KK製
、デキシパール K−50、糖組成:α−サイクロデキ
ストリン30%、β−サイクロデキストリン15%、T
−サイクロデキストリン7%、デキストリン他48%)
にグルコアミラーゼ(生化学工業KK製)を作用させて
得られた糖液(固形分濃度15%) 1.64+++l
をYMC−GEL−C8(山村化学研究断裂)Igを充
填したカラムに5V=5で通液して上記シロキサン系シ
リカゲルにサイクロデキストリンを吸着させた。ついで
6mlの水で水洗した後、10%エタノール水溶液6m
lを通液して、吸着されたサイクロデキストリンを?3
出させ、得られた溶出液を濃縮、乾燥してサイクロデキ
ストリン粉末72■を得た。この粉末の118 Mi成
はα−サイクロデキストリン53.1%、β−サイクロ
デキストリン26.5%、T−サイクロデキストリン1
2.4%、その他の糖8%であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、サイクロデキストリン類及び還元糖を含んで成る糖
    液をシロキサン系シリカゲルに接触させて、サイクロデ
    キストリン類のみを選択的に吸着せしめ、次いで溶出さ
    せることを特徴とするサイクロデキストリン類の精製方
    法。 2、シロキサン系シリカゲルを充填したカラムに糖液を
    通液することにより、シロキサン系シリカゲルと糖液の
    接触を行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のサイクロデキストリン類の精製方法。 3、シロキサン系シリカゲルが、シリカゲル表面のシラ
    ノール基の一部に直鎖アルキルシリル基を導入したもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
    項記載のサイクロデキストリン類の精製方法。 4、直鎖アルキルシリル基がC_8〜C_1_8の直鎖
    アルキルシリル基であることを特徴とする特許請求の範
    囲第3項記載のサイクロデキストリン類の精製方法。 5、溶出をエタノール含有水溶液又は熱水で行なうこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか
    1項記載のサイクロデキストリン類の精製方法。
JP14478186A 1986-06-23 1986-06-23 サイクロデキストリン類の精製方法 Expired - Fee Related JPH0623204B2 (ja)

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