JPH0331440B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は分岐サイクロデキストリンの製造方法
に関する。 サイクロデキストリン（以下、「CD」と略記す
る。）はグリコースが６個以上α−１，４結合し
たオリゴ糖であり、６個のグルコース単位からな
るα−CD、７個のグルコース単位からなるβ−
CD、８個のグルコース単位からなるγ−CDが主
として知られている。 CDには、その構造上、分子に空洞があり、し
かもこの空洞が疏水性であるため、各種油性物質
を取り込む性質がある。 CDはこのような性質を有しているために、非
常に広い用途があり、たとえば製薬工業、化粧品
工業、香料工業、食品工業などの分野において注
目されている。 しかし、CDの溶解度は低く、α−CDで14、β
−CDで２、γ−CDで23程度である。特にβ−
CDの溶解度は著しく低く、実用化の場合には不
利な性質である。 最近、本発明者らにより分岐サイクロデキスト
リンの研究が推進され、その性質が明らかにされ
た（小林ら、澱粉科学、30、231〜239（1983））。
たとえば溶解度については、分岐CDの溶解度は
元のCD10倍にも達する。 そこで、でんぷんから分岐CDを製造する方法
が開発され、各種分岐CDが得られている。この
方法はでんぷん分子の枝部分を巻き込んで環化反
応を行なわせるものであり、各種の分岐CDが得
られるという長所がある。しかし、この方法は単
一の分岐CDを得るには不利である。 CDとオリゴ糖を混合し、その混合物にプルラ
ナーゼを作用させ逆合成反応を利用して各種分岐
CDを生成することは既にFrenchら（M.
Abdullah、D.French、Nature、210、No.5052、
p.200（1966））により試みられている。しかし、
彼らの報告はペーパークロマト上でプルラナーゼ
の逆合成が観察されたというものであり、その詳
細については未知であつた。 本発明者らは、プルラナーゼなどの枝切り酵素
の逆合成反応について鋭意検討し、実用性のある
分岐サイクロデキストリンの製造方法を完成した
のである。 すなわち、本発明はCDとでんぶんの混合物に
枝切り酵素とβ−アミラーゼを同時に作用させる
ことを特徴とする分岐CDの製造方法を提供する
ものである。 前記した如く、CDとして各種のものが知られ
ているが、本発明にはこれらCDを任意に使用す
ることができる。 本発明において、でんぷんとしては馬れいし
よ、甘しよ、トウモロコシ、モチトウモロコシ、
大麦、小麦、タピオカなどの任意の原料から得ら
れるものを使用することができる。でんぷんの組
成画分としては、例えばアミロース、アミロペク
チンなどがある。さらに、でんぷんの分解反応生
成物としては、例えば白色デキストリン、黄色デ
キストリン、ブリテイツシユガムなどの焙焼デキ
ストリン；酸化でんぷん、低粘性変成（酵素、
酸、機械高速撹拌等の処理による）でんぷんなど
の化工でんぷん；リン酸でんぷん、酢酸でんぷん
などで代表されるでんぷんエーテル、でんぷんエ
ステルなどのでんぷん誘導体；放射線や中性子線
を照射したり高周波処理あるいは湿熱処理したで
んぷんなどの物理的処理でんぷん；α−でんぷん
などを挙げることができる。これらのでんぷん類
は単独もしくは２種以上を混合して使用する。 上記CDとでんぷんの混合割合については適宜
決定すればよいが、通常はCD100重量部に対して
でんぷん50〜100重量部の割合とすればよい。 次に、枝切り酵素としてはプルラナーゼが好ま
しいが、イソアミラーゼを使用することもでき
る。このイソアミラーゼはマルトトリオースなど
のグルコース３個以上の化合物が結合した枝（た
とえばマルトトリオシル基）を持つ分岐CDの製
造に用いられる。また、プルラナーゼとしては通
常のプルラナーゼのほか耐熱性、耐酸性プルラナ
ーゼなども使用することができる。耐熱性酵素を
用いる場合には、基質の溶解度を上昇させること
ができ、逆合成反応が容易となる。 β−アミラーゼについても各種起源のものを用
いることができる。なお、これら酵素は精製品の
ほか祖精製品なども使用することが可能である。
また、酵素は固定化酵素を用いることによりバイ
オリアクターとして連続化することも可能であ
る。 本発明ではCDとでんぷんの混合物を用いてい
るため、枝切り酵素と共にβ−アミラーゼを使用
してでんぷんをマルトース単位で切断している。 上記した本発明の方法における枝切り酵素によ
る逆合成反応は一般にPH4.5〜6.0、温度30〜50℃
および時間24〜72時間の条件にて実施すればよ
い。 上記した本発明の方法によれば、主としてマル
トシル−CDよりなる分岐CDが得られる。本発明
はでんぷんを直接使用できるという利点を有して
いる。 分岐CDとしてグルコシル−CDを得ることを望
む場合には、上記方法による反応生成物にタカア
ミラーゼおよびグルコアミラーゼよりなる混合酵
素を酵母と共に作用させればよい。この際に用い
る酵母としてはサツカロミセス・セレビシエ、サ
ツカロミセス・サケ、サツカロミセス・ダイアス
タテイカスなどが適当である。かれらは分岐CD、
CDを分析することなく共存するグルコース、マ
ルトースを発酵して除去することができる。 次に、マルトシル−CDなどの生成分岐CDを未
反応糖などを含む反応系から分離するは、前述の
方法のほかに反応生成物を２〜10℃の低温で20〜
100時間、好ましくは24〜72時間放置すればよい。
また、別法としては反応生成物にトリクロルエチ
レン、テトラクロルエタン、ブロムベンゼンなど
の沈でん形成剤を加え、５〜10℃にて10〜20時間
程振とうすればよい。次いで、遠心分離等の操作
を行なうことにより分岐CDを得ることができる。
これらの分離方法は、マルトシル−またはグルコ
シル−CD以外の分岐CDと他の糖との混合物から
分岐CDを分離する場合にも適合することができ、
さらに他の分離方法、たとえばカーボン、交換樹
脂等を用いる方法、セフアテツクスなどの分子量
の差を利用した方法、膜による分離方法などと組
合せて行なうことも可能である。 本発明によつて得られる分岐CDは精製して純
品として用いるほか、用途等により上記逆合成反
応を行なつた反応生成物をそのまま製品化するこ
ともできる。これら分岐CDは医薬品、化粧品、
香料、食品等の可溶化等に広く用いることができ
る。 次に、試験例および実施例により本発明を説明
する。 試験例 １ γ−CDと、グルコース（G₁）からマルトヘキ
サオース（G₆）までのオリゴ糖を各20％濃度に
混合（全糖40％）し、この混合物に市販プルラナ
ー粗祖酵素を全基質量（ｇ）当り200IU添加し、
PH5.5にて40℃、48時間反応させて分岐γ−CDを
得た。各種オリゴ糖による分岐γ−CDの生成率
（出発基質を100としたときの百分率）を表−１に
示す。

【表】 分岐CDの分析は高速液体クロマトグラフイー
（HPLC）とペーパークロマトグラフイーを用い
て行なつた。なお、HPLCの条件は日本分光
「Tri Rotor」、60、65％アセトニトリル溶出、流
速２ml／min、検出RI、Attenuation 8X、カラ
ム：プレカラム（直径：4.6mm、長さ：５cm）と
本カラム（直径：4.6mm、長さ：25cm）、 カラム担体；Fine sil−NH₂（10μ）であり、こ
の条件下での各糖の保持時間（min.）は表−２
に示したとおりである。表中、例えばG₁−α−
CDはグルコシル−α−CDを、G₂−α−CDはマ
ルトシル−α−CDを意味する。
表−２ G₁ 4.5 G₂ 5.2 α−CD 8.1 β−CD 11.0 G₁−α−CD 12.8 γ−CD 14.3 G₂−α−CD 16.2 G₁−β−CD 17.1 G₂−β−CD 21.4 G₁−γ−CD 24.9 G₂−γ−CD 28.6 G₂以上の枝をもつ分岐CDは「トヨパールHW
−40」（Super fine）2.6×100cmのカラムで分離
精製した後、ペーパークロマトグライーとHLC
で分析した。さらに、基質濃度を１％以下にして
プルラナーゼに作用させて同様に分析した。な
お、プルナーゼの逆成反応生成糖は１個の枝をも
つ分岐CDである。 試験例 ２ γ−CDとマルトースG₂を同量混合して濃度を
上昇させたときのマルトシトル−γ−CDの生成
率（％）を表−３に示す。表中で、たとえば１％
とはγ−CDとG₂を各１％含むことを示し、、全
糖として２％である。

【表】 実施例 １ 各CD（α−、β−、γ−）100mgと液化馬れい
しよでんぷん（20％液、ヨウ素発色は青色）0.5
mlを混合し、この混合物に粗酵素プルラナーゼ80
mg（21U／mg）と大豆のβ−アミラーゼ粗酵素10
mg（20IU／mg）を0.1M酢酸緩衝液（PH5.5）１ml
に溶解し、これを遠沈して得た上澄0.5mlを加え、
４℃で48時間撹拌し反応を行なつた。 その結果、分岐CDの収率はα−CDでは5.2％、
β−CDでは1.3％、γ−CDでは6.8％であつた。
なお、β−CDは本条件下では完全には溶解せず、
可成りの部分が結晶として残つていた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サイクロデキストリンとでんぷんの混合物に
   枝切り酵素とβ−アミラーゼを同時に作用させる
   ことを特徴とする分岐サイクロデキストリンの製
   造方法。