JPS6336793A - ジマルトシル―γ―サイクロデキストリンの製造方法 - 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】 り及五Δ秤肛傾訪 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、ジマルトシル−γ−サ
イクロデキストリンおよびその製造方法に関する。

疋（へ皮孔 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、８個からなるγ−サ
イクロデキストリンなどが一般に知られている６ 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頭載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、種々の用途が考えられている。

明が　　しようとする「α しかしながら、α−サイクロデキストリン、β−サイク
ロデキストリンは低温時における水への溶解度が低いた
め、難・不溶性物質の可溶化には不向きであるという欠
点がある。一方、γ−サイクロデキストリンはα−サイ
クロデキストリン、β−サイクロデキストリンに比べて
水への溶解度が比較的高く、かつ、環が大きいため分子
量の大きい物質の包接に向いているという特徴があるが
、水への溶解性の点で尚不十分であり、この点での改善
が朋侍されている。

既１こ、ａ−サイクロデキストリン１こついてはグルコ
ース残基のＣ６の位置にグルコースあるいはマルトース
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うレテイル、マタ、′
ｖｆｆｌｌｉ昭６１−９２５９２号公報には、α−１β
−１γ−等のサイクロデキストリンにマルトース、グル
コース等を１個結合させた分岐サイクロデキストリンを
！！！！逍する方法が記載されている。しかしながら、
γ−サイクロデキストリンにマルトースを２個結合させ
たものは、今まで全く知られていない。

本発明者らは、γ−サイクロデキストリンにマルトシル
基を２個、分枝として導入できればその溶解性を更に向
上させると同時に、用途の拡大を期待することができる
のではないかとの着想のもとに種々研究を重ねた結果、
限定された条件下でプルラナーゼの縮合反応を利用すれ
ばγ−サイクロデキストリンに２分子のマルトースわを
結合させることができることを見出だし、本発明に到達
したものである。

圃苅了１１穎決Ｊ謬卜ζ吟！１■え 本発明は、マルトースとγ−サイクロデキストリンを含
む高濃度混合物にプルラナーゼを作用させてジマルトシ
ル−γ−サイクロデキストリンを生成させ、生成したジ
マルトシル−γ−サイクロデキストリンを反応液から分
離採取することからなる、ジマルトシル−γ−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マル
トシルーγ−サイクロデキストリンに閃するものである
。

本発明により得られるジマルトシルーγ−サイクロデキ
ストリンは、下記の理化学的性質を有する新規化合物で
ある。

１）分子式　　Ｃ７２Ｈｌ　２００６゜２）分子量　　
１９４６ ａｔ分析測定法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ　ＭａｓＳＳｐｅｃＬｒｏｍｅｔｒｙ；Ｓ１ＭＳ
法）により測定。（第１図参照） ３）融　点　　２７４℃（非結晶；分解）４）比旋光度
　〔α］も’＋１８２゜ （Ｃ＝　１，０；Ｈ，０） ５）薄層クロマトグラフィー アセトニトリル：水＝６０：４０の展開溶媒を使用して
薄層板（ｌｉｔ”ＴＬＣ ＦｅｒｔｉＨｐｌａｔｔｅｎ　８１１２　Ｆ２５４Ｓ（
メルク社製））上に展開した後、硫酸で発色させる場合
、本市はグルコースの移動度を１．０としたとき０．１
２上に１スポツトを示す。

６）高速液体クロマトグラフィー カラムサイズ：６φＸ　１５０＋ｏ１１１担体：　５ｐ
ｈｅｒｉｓｏｒｂ　０ＤＳ−ＩＩ　（７ｘ−ズセンプ社
製） 溶媒二８％メタノール 流速：　１，０Ｉ６１／ｗｉｎ 検出器：　５ｂｏｄｅｘ　ＲＩ　５Ｅ−１１（昭和電工
株式会社９１） 本市は、上記条件で１ピークを示す。

７）溶解性 水に易溶（γ−サイクロデキストリンと比べて２５℃で
約４倍溶ける。）、エタノールに難溶。

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”　３．４
００ｃ＋ａ−’、２．９３０ｃｍ−’、１，１６０ｃｍ
−’１．０３０ｃｍ−’　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　（
Ｄ２０） ６９．９　（１−６結合のＣ５） ８０．４　（マルトシルの１−６結合のＣ４）１０１．
２　（１−６結合のＣ，） １０２．５　（マルトシルの１−４結合のＣ，）１１）
構成（酵素による分解生成物） 本市は、プルラナーゼにより分解され、マルトースとγ
−サイクロデキストリンを２＝１（モル比）の比率で生
成する。

１２）メチル化分析 箱守法にしたがいメチル化した後、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
アルデイ）−ルーアセテートに誘導し〃スクロマトグラ
フイ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−トリー〇−メチルグ
ルコース、２．３−ノー〇−メチルグルコースのモル比
は、２．０：８．０：１゜９を示す。

なす３、上記理化学的性質を有するジマルトシル−γ−
サイクロデキストリンは、γ−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）にマルトシル基
が２個、それぞれ別々の位置にα−１：６一結合した枯
造から成るものであることが、メチル化分析、質量分析
（分子量）、等の結果より分かる。

本発明によれば、かかるクマルトシルーγ−サイクロデ
キストリンは次の如（して製造される。

即ち、マルトースとγ−サイクロデキストリンを含む基
質濃度４０〜８５％溶液にプルラナーゼを所定量加え、
液の温度、ｐＨなどを酵素の好適作用範囲に維持して、
１日〜６日間反応させ、該反応により生成したノマルト
シル−７−サイク口デキストリンを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採取することに上り
製ａされる。

本発明において用いられるプルラナーゼは、粘質多糖類
プルランのα−１，６−グルコシド結合を加水分解する
ほか、アミロペクチンやグリコ−デンのａ−１，（ｉ−
グルフシド結合をも切断する能力を持つ酵素であり、主
としてエアロバクター−エアロデネス（Ａ　ｅｒｏｂａ
ｃｔｅｒ　ａｅｒｏｇｅｎｃｓ）、フイツクス・５ｐ（
Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ）などの微生物より得られる。

これらプルラナーゼの使用量は、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、通学の場
合、γ−サイクロデキストリン１グラム当たり１０単位
以上用いられる。このプルラナーゼの酵素活性は次のご
とき方法により測定される。即ち、０．５％プルラン溶
液（プルランを５０ｍＭ酢酸ナトリウム緩衝液、ｐＨ５
，０に溶解したもの）２００μｍに酵素液５０μｍ（同
じ［漬液に溶解したもの）を加え、１０分間、５０℃で
酵素反応させる８反応後、反応液中に生成した還元糖を
ソモギイーネルソン（Ｓ　ｏ嶋ｏＨｙｉ　　Ｎ　ｅｌｓ
ｏｎ）法で測定する。酵素単位はこの条件で１分間に１
μｍｏｌｅのマル））リオースに相当する還元力を生成
する酵素量を１単位とする。

本発明において原料として用いられるマルトースお上び
γ−サイクロデキストリンは、いずれも市販の製品をそ
のまま用いることができるが、生成物の分離精製の手数
を考えると純度の高いものを用いるのが有利である。こ
れらマルトースお上びγ−サイクロデキストリンの使用
量は、γ−サイクロデキストリンに対して通常マルトー
ス１〜７倍量、好ましくは３〜５倍量用いられる。また
、溶液の濃度は、本発明の方法がプルラナーゼの縮合反
応を利用するものである関係上、一般的に原料基質の濃
度が高いほど好ましく、従って、本発明における基質濃
度は６０〜８５％で使用することが好ましい。

本発明の方法によれば、反応はプルラナーゼの作用条件
に適合させて実施され、反応温度、反応ｐＨ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４０〜８０℃、Ｉ）Ｈ４゜０〜７．０の範囲内で
行われることが望ましい。

生成したジマルトシル−γ−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、ＯＤＳ系充填剤を用い
た高速液体クロマトグラフィー、トヨパールＨＷ−４Ｏ
８を用いたカラムクロマトグラフィーあるいはワットマ
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νすることにより行うことができるが、工２的には特
にコスト上の理由からイオン交換樹脂、ＯＤＳ系シリカ
ゾル等を用いたクロマトグラフィー、大量デルろ過分順
法などを用いるのが有利である。

ｌ匪へ廟胆 本発明により得られるジマルトシル−γ−サイクロデキ
ストリンは、公知のγ−サイクロデキストリンと同程度
の強い包接力を有し、かつ、その溶解性において格段に
優れでいるので、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。

尺胤匠 次に実施例を示し、本発明を更に詳細かつ具体的に説明
する。

実施例１ マルトース（日本澱粉工業ＫＫ！、純度９９％）３０．
０ｇとγ−サイクロデキストリン（日本食品化工ＫＫ製
、純度９８％）１０．ＯＢに、ｐＨ５，０，５０ＩＱＭ
酢酸ナトリウム緩衝液１０，０Ｉ６１を加え沸騰浴中加
熱溶解する。冷却後、これにバシラス・ｓｐ　（！３ｎ
ｃｉｌｌｕｓ　ｓｐ）の耐熱性プルラナーゼ（ノボ・イ
ンダストリー・ツヤパン社製、２００単位／ｇ＞５．０
．を加え、６０℃で６８時間反応させた。上記反応によ
りジマルトシル−γ−サイクロデキストリンが反応液中
に２３．６％生成した。

反応終了後、この反応液を常法によりエタノール及びメ
タノールで処理して未反応マルトースの大部分を分離除
去し、ジマルトシルーγ−サイクロデキストリンが含ま
れている固形分１３．２ｇを得た。次に、この固形分を
固形分濃度１０％に調製した後、トヨパールＨＷ−４Ｏ
３を充填したカラム（１０，ＯＸＩ　００ｃｍ：２本）
によりゲルろ過クロマトグラフィー（流速７＋Ｉ／ｌｌ
ｌ１的にかけて分離精製を行ない、試料負荷後約２０時
間後に溶出されてくる目的７ラクシヨンを集めた。次に
、得られた目的７ラクシヨンを３０％濃度に調整した後
、以下の条件よりなる高速液体クロマトグラフイー（Ｈ
ＰＬＣ）により更に精製し、純度９９％以上のジマルト
シル−γ−サイクロデキストリン１．９６ｇを得た。

ＨＰＬＣ条件 ポンプ：　ＷＡＴＥＲＳ　ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ　Ｃｌ
ｌＲＯＭ＾ＴＯＧＲＡＩ’ｌｌＹＰｔ１Ｍｒ’　６００
０＾［日本ウォーターズリミテッド１ カラム：　ＹＭＣ−ＰＡＣＫ　Ｓ−３４３１−１５・０
ＤＳ（２０＋ｅｍφＸ２５０Ｉａｍ）［（株）山村化学
研究所］移動相：６．０％メタノール 流　速：　９．Ｏｗｌ／ｓｉｎ 精製品の元素分析値並びに質量分析値は、次の通りであ
った。

元素分析値（ＣｙｚＨ＋□。０６゜） 計算値Ｃ＝４４．４５％　１１＝［＋、２２％　０＝４
９．３４％実測値Ｃ＝４４．４０％　１Ｉ＝６．２２％
′！！量分析値（Ｓ１ＭＳ法） 質量１９４４．６３３６　　分子ｆｆ１１９４５．７３
０４鱒／ｚ１９４５に（Ｍ　十Ｈ）　　イオ／を検出し
た。

また、このものは２７４℃で分解した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ジマルトシル−γ−サイクロデキストリンの
質量スペクトルを示し、１５２図は、ジマルトシル−γ
−サイクロデキストリンの赤外線吸収スペクトルを示し
、１５３図は、ジマルトシル−γ−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）下記の理化学的性質を有するジマルトシル−γ−
   サイクロデキストリン。 １）分子式Ｃ＿７＿２Ｈ＿１＿２＿０Ｏ＿６＿０２）分
   子量１９４６ 質量分析測定法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ＩｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ＳＩＭＳ法
   ）により測定。（第１図参照） ３）融点２７４℃（非結晶；分解） ４）比旋光度［α］＾２＾０＿ｂ＋１８２゜（Ｃ＝１．
   ０；Ｈ＿２Ｏ） ５）薄層クロマトグラフィー アセトニトリル：水＝６０：４０の展開 溶媒を使用して薄層板（ＨＰＴＬＣ ＦｅｒｔｉｇｐｌａｔｔｅｎＮＨ＿２Ｆ＿２＿５＿４Ｓ
   （メルク社製））上に展開した後、硫酸で発色させる場
   合、 本品はグルコースの移動度を１．０とした とき０．１２上に１スポットを示す。 ６）高速液体クロマトグラフィー カラムサイズ：６φ×１５０ｍｍ 担体：ＳｐｈｅｒｉｓｏｒｂＯＤＳ−II（フェーズセッ
   プ社製） 溶媒：８％メタノール 流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ 検出器：ＳｈｏｄｅｘＲＩＳＥ−１１（昭和電工株式会
   社製） 本品は、上記条件で１ピークを示す。 ７）溶解性 水に易溶、エタノールに難溶。 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、２，９３０ｃｍ＾−＾１
   、１，１６０ｃｍ＾−＾１１，０３０ｃｍ＾−＾１に吸
   収を認める。 １０）＾１＾３Ｃ核磁気共鳴スペクトル（第３図参照）
   δ（Ｄ＿２Ｏ） ６９．９（１−６結合のＣ＿６） ８０．４（マルトシルの１−６結合のＣ＿４）１０１．
   ２（１−６結合のＣ＿１） １０２．５（マルトシルの１−４結合のＣ＿１）１１）
   構成（酵素による分解生成物） 本品は、プルラナーゼにより分解され、 マルトースとγ−サイクロデキストリンを ２：１（モル比）の比率で生成する。 １２）メチル化分析 箱守法にしたがいメチル化した後、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−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、２，３−ジ−０−メチルグルコースのモル比
   は、２．０：８．０：１．９を示す。 （２）マルトースとγ−サイクロデキストリンをプルラ
   ナーゼの存在下に反応させ、該反応液からジマルトシル
   −γ−サイクロデキストリンを分離、採取することを特
   徴とするジマルトシル−γ−サイクロデキストリンの製
   造方法。