JPH06184201A - マルトペンタオース高含有糖質の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高品質のマルトペンタオース高含
有糖質の製造方法を提供するものである。 【構成】 本発明は、澱粉溶液に、α−アミラーゼと澱
粉枝切酵素とを作用させることにより、高品質のマルト
ペンタオース高含有糖質を得ることであり、更には、こ
のマルトペンタオース高含有糖質を含有する糖液を、架
橋度６％以下の塩型強酸性カチオン交換樹脂を充填した
カラムを用いるカラム分画法により、更に高純度とした
マルトペンタオース高含有糖質を取率よく得ることであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、澱粉からのマルトペン
タオース高含有糖質の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マルトペンタオースは、通常、水飴に含
まれており、その含量は、１０ｗ／ｗ％（以下、本明細
書では、特にことわらない限り、「ｗ／ｗ％」を「％」
と略記する。）未満と、きわめて低いものである。

【０００３】一方、斉藤は、アーカイブス・オブ・バイ
オケミストリー・アンド・バイオフィジックス（ＡＲＣ
ＨＩＶＥＳ ＯＦ ＢＩＯＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ＡＮＤ
ＢＩＯＰＨＹＳＩＣＳ） 第１５５巻 第２９０乃至
第２９８頁（１９７３年）で、パチルス・リケニフォル
ミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｉｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉ
ｓ）からのα−アミラーゼ（マルトペンタオース生成α
−アミラーゼとも云っている。）をアミロースに作用さ
せることにより、マルトペンタオース含量３３．３％の
反応物を得たことを報告している。

【０００４】しかしながら、ここで採用されている方法
は、基質濃度０．５乃至１．０％の希薄溶液にα−アミ
ラーゼをアルカリ側のｐＨ ８．０で作用させており、
反応物が、該酵素の作用中、その後における濃縮中に著
しく褐変、着色し、到底、工業的に採用し得ない欠点の
あることが知られている。

【０００５】その上、マルトペンタオースの特性を利用
しようとする糖質としては、マルトペンタオースの含量
が、なお不充分である。

【０００６】このようなことから、マルトペンタオース
含量をより高めた高品質のマルトペンタオース高含有糖
質の工業的製造方法の確立が望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高品質のマ
ルトペンタオース高含有糖質の工業的製造方法を提供し
ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するために、澱粉からのマルトペンタオース増収
方法、とりわけ、澱粉溶液の利用と、これに作用させる
酵素、並びに、その作用ｐＨに着目して鋭意研究した。

【０００９】その結果、意外にも、澱粉溶液にα−アミ
ラーゼとイソアミラーゼ、プルラナーゼなどの澱粉枝切
酵素とを作用させる方法が、アミロースにα−アミラー
ゼを作用させる方法よりも高含量のマルトペンタオース
を生成できると共に、高濃度で作用できることが判明
し、しかも、安定ｐＨが中性乃至アルカリ性側にあるα
−アミラーゼを、あえて酸性側ｐＨで作用させ、得られ
る反応液を精製、採取することにより、澱粉から高品質
のマルトペンタオース高含有糖質が容易に製造できるこ
とを見いだし、本発明を完成した。

【００１０】また、このようにして得られたマルトペン
タオース高含有糖質を含有する糖液から、より高純度の
マルトペンタオースを製造するため、樹脂分画法に着目
して鋭意研究した。

【００１１】その結果、該糖液を、架橋度が６％以下の
アルカリ金属型またはアルカリ土類金属型強酸性カチオ
ン交換樹脂を充填したカラムに流し、次いで水で溶出
し、マルトヘキサオース以上の高分子オリゴ糖（以下、
Ｌ糖という。）高含有画分、Ｌ糖・マルトペンタオース
高含有画分、マルトペンタオース高含有画分、マルトペ
ンタオース・マルトテトラオース以下の低分子オリゴ糖
（以下、Ｓ糖という。）高含有画分、Ｓ糖高含有画分の
順に分画し、このマルトペンタオース高含有画分を採取
することにより、容易にきわめて高純度のマルトペンタ
オースが製造でき、工業的製法として好適であることを
見いだし、本発明を完成した。

【００１２】本発明で使用する澱粉は、馬鈴薯澱粉、甘
薯澱粉、タピオカ澱粉などの地下系澱粉であっても、と
うもろこし澱粉、米澱粉、小麦澱粉などの地上系澱粉で
あってもよい。

【００１３】澱粉乳の濃度は、澱粉が完全に糊化できれ
ばよく、通常、５％以上のものが選ばれる。必要なら
ば、常法に従って、液化した澱粉溶液、望ましくは、Ｄ
Ｅ ５未満に液化した澱粉溶液を用いることも有利に実
施できる。

【００１４】次いで、酸性側ｐＨ、望ましくは、ｐＨ
４．５乃至６．０に保って、α−アミラーゼと澱粉枝切
酵素とを加え、温度約４０乃至６０℃に保って作用させ
ればよい。

【００１５】本発明で使用するα−アミラーゼは、澱粉
からマルトペンタオースを生成するものであればよく、
例えば、公知のバチルス・リケニフォルミスなどの細菌
由来の酵素、または、酵素剤などが使用される。

【００１６】澱粉枝切酵素としては、公知のイソアミラ
ーゼ、プルラナーゼなどが適宜使用できるが、とりわ
け、酸性側でよく作用するイソアミラーゼの利用が好適
である。

【００１７】このようにして反応を終了した糖液は、常
法に従って、加熱し、酵素を熱失活させた後、濾過し、
次いで、活性炭で脱色し、イオン交換樹脂で脱塩するな
どの精製工程を経た後、適宜濃度に濃縮して、マルトペ
ンタオース高含有糖液を採取すればよい。

【００１８】このようにして得られるマルトペンタオー
ス高含有糖液は、そのマルトペンタオース含量が、従来
から知られているアミロースにα−アミラーゼのみを作
用させて得られる糖液よりも高く、約３５％以上、とり
わけ、澱粉枝切酵素としてイソアミラーゼを用いる場合
には、容易に約４０％にも達することが判明した。

【００１９】その上、本発明においては、α−アミラー
ゼを、従来知られている希薄なアミロース溶液にアルカ
リ側ｐＨで作用させる場合とは違って、高濃度の澱粉溶
液に酸性側ｐＨで澱粉枝切酵素とともに作用させるもの
であることから、反応液の褐変、着色が少なく、微生物
汚染も受けにくく、従って、反応液の精製が容易であ
り、高品質のマルトペンタオース高含有糖質の大量生産
方法として好適である。

【００２０】次に、前述のマルトペンタオース高含有糖
質を含有する糖液を原糖液として、さらに高純度のマル
トペンタオースを含有するマルトペンタオース高含有糖
質を得るための樹脂分画法について述べる。

【００２１】本発明で使用されるアルカリ金属型または
アルカリ土類金属型強酸性カチオン交換樹脂には、スル
ホン基を結合したスチレン−ジビニルベンゼン架橋共重
合体樹脂のＮａ^＋型、Ｋ^＋型などのアルカリ金属塩型、
またはＣａ^＋＋、Ｍｇ^＋＋型などのアルカリ土類金属塩
型の１種または２種以上が適宜使用され、市販品として
は、例えば、ダウケミカル社製造の商品名グウエツクス
５０Ｗ×１、ダウエツクス５０Ｗ×２、ダウエツクス５
０Ｗ×４、ローム＆ハース社製造の商品名アンバーライ
トＣＧ−１２０、東京有機化学工業株式会社製造の商品
名ＸＴ−１０２２Ｅ、ＸＴ−１００７、三菱化成工業株
式会社製造の商品名ダイヤイオンＳＫ１Ｂ、ダイヤイオ
ンＳＫ １０２、ダイヤイオンＳＫ １０４などがあ
る。なかでも、架橋度６％以下の樹脂が好適であること
が判明した。

【００２２】本発明でいう架橋度とは、スチレン−ジビ
ニルベンゼン架橋共重台体を製造するに際し、全仕込モ
ノマーに対するジビニルベンゼンの重量百分率（％）を
いう。

【００２３】これらの樹脂は、マルトペンタオース高含
有画分の分画に優れているだけでなく、耐熱性、耐摩耗
性にも優れ、高純度のマルトペンタオースの大量生産に
極めて有利である。

【００２４】本発明では、通常０．０１〜０．５ｍｍ程
度の粒径の樹脂をカラムに充填して使用すればよい。カ
ラム内に充填する樹脂層の長さは、全長で９ｍ以上が望
ましく、この際１本のカラムで９ｍ以上にしても、また
２本以上のカラムを直列に連結して９ｍ以上にしてもよ
い。カラムの材質、形状は、本発明の目的が達成できる
限り自由に選択できる。即ち、その材質は、例えば、ガ
ラス、プラスチック、ステンレスなどが利用でき、その
形状は充填した樹脂層内を通す液ができるだけ層流にな
る例えば、円筒状、角筒状などが適宜利用できる。

【００２５】更に、本発明の実施方法をより具体的に述
べる。

【００２６】アルカリ金属型またはアルカリ土類金属型
強酸性カチオン交換樹脂を水に懸濁してカラムに充填
し、樹脂層の全長が通常９ｍ以上になるようにする。こ
のカラム内の温度を４５〜８５℃に維持しつつ、これに
濃度約４０〜７０％の原糖液を樹脂に対して約１〜５０
ｖ／ｖ％加え、これに水をＳＶ約０．１〜２．０の流速
で上昇法または下降法により流して溶出し、原糖液をＬ
糖高含有画分、Ｌ糖・マルトペンタオース高含有画分、
マルトペンタオース高含有画分、マルトペンタオース・
Ｓ糖高含有画分、Ｓ糖高含有画分の順に分画し、そのマ
ルトペンタオース高含有画分を採取すればよい。

【００２７】この際、溶出液の採取は、通常、使用樹脂
に対して約１〜２０ｖ／ｖ％毎に行なわれるが、これを
自動化し、前記画分に振り分けるようにしてもよい。

【００２８】また、原糖液をカラムに流して分画するに
際し、既に得られているＬ糖・マルトペンタオース高含
有画分及びマルトペンタオース・Ｓ糖高含有画分を原糖
液の前後に、または原糖液とともに流すことにより、分
画に要する使用水量を減少させ、原糖液中のマルトペン
タオースを高純度、高濃度、高回収率で採取できるので
好都合である。

【００２９】一般的には、既に得られているＬ糖・マル
トペンタオース高含有画分を流した後に原糖液を流し、
次いで既に得られているマルトペンタオース・Ｓ糖高含
有画分を流すという順序を採用するのが好ましい。ま
た、本発明で使用される分画法は、固定床方式、移動床
方式、擬似移動床方式のいずれであってもよい。

【００３０】このようにして分画し、採取されたマルト
ペンタオース高含有画分を、そのままで用いることもで
きるが、必要ならば、常法に従い脱色、脱塩して精製
し、更には、例えば濃縮してシラップとするか、または
乾燥、粉末化して粉末を採取することも自由にできる。

【００３１】このようにして製造されたマルトペンタオ
ース高含有糖質は、試薬、診断薬、医薬などとしては勿
論のこと、各種飲食品、化粧品などの配合剤、化学品原
料などとしても有利に利用することができる。

【００３２】以下、本発明におけるマルトペンタオース
高含有糖質の製造方法を、実施例で説明する。

【００３３】

【実施例１】６％馬鈴薯澱粉乳を加熱糊化させた後、ｐ
Ｈ ４．５、温度５０℃に調整し、これにイソアミラー
ゼ（株式会社林原生物化学研究所製造）を澱粉グラム当
り２，５００単位の割合になるように加え、２０時間反
応させた。その反応液をｐＨ６．０に調整し、オートク
レーブ（１２０℃）を１０分間行ない、次いで４５℃に
冷却し、これにα−アミラーゼ（ノポ社製造、商品名タ
ーマミール６０Ｌ）を澱粉グラム当り１５０単位の割合
になるように加え、２４時間反応させた。その反応液を
オートクレーブ（１２０℃）に２０分間保った後、冷却
し、濾過して得られる濾液を、常法に従って活性炭で脱
色し、Ｈ型及びＯＨ型イオン交換樹脂により脱塩して精
製し、更に濃縮して濃度５５％の糖液を収率約９０％で
得た。

【００３４】この糖液の糖組成は、グルコース重合度が
４以下の糖類４７．５％、マルトペンタオース４０．３
％、グルコース重合度が６以上の糖類１２．２％であっ
た。

【００３５】本品は、各種飲食品、化粧品などの配合
剤、化学品原料などとして有利に利用できる。また、使
用目的によっては、更に、濃縮して使用することもでき
る。

【００３６】

【実施例２】実施例１で調製したマルトペンタオース含
量４０．３％の糖液を、さらに高純度なものとするた
め、この糖液を原糖液として、樹脂分画法を行なった。
樹脂は、アルカリ土類金属型強酸性カチオン交換樹脂
（グウケミカル社製造、商品名ダウエックス５０Ｗ×
４、Ｍｇ^＋＋型、架橋度４％）を使用し、内径５．４ｃ
ｍのジャケット付ステンレス製カラムに水懸濁液で充填
し、その液が直列に流れるようにカラム６本を連結して
樹脂層全長が３０ｍになるように充填した。

【００３７】カラム内温度を７５℃に維持しつつ、原糖
液を樹脂に対して６．６ｖ／ｖ％加え、これに７５℃の
温水をＳＶ０．１３の流速で流して分画した。

【００３８】得られた分画品を、溶出順に再度カラムに
かけて分画し、マルトペンタオース含量９０％以上のマ
ルトペンタオース高含有画分を採取した。

【００３９】マルトペンタオースの回収率は約８５％で
あった。

【００４０】本マルトペンタオース高含有画分を、実施
例１の方法に従い、脱色、脱塩して精製することによ
り、マルトペンタオース高含有糖質を得た。

【００４１】さらに、この糖質を、常法に従って乾燥、
粉末化することにより、高純度マルトペンタオース粉末
を得た。

【００４２】これらは、何れも、試薬、診断薬、医療な
どとして使用できることは勿論のこと、各種飲食品、化
粧品などの配合剤、化学品原料などとしても有利に利用
することができる。

【００４３】

【実施例３】実施例１で調製したマルトペンタオース含
量４０．３％の糖液を、さらに高純度なものとするた
め、この糖液を原糖液として樹脂分画法を行なった。

【００４４】樹脂として、架橋度の相違する表１に示す
市販の強酸性カチオン交換樹脂（Ｎａ^＋型）を、その平
均粒径を０．１〜０．３ｍｍに調製して使用した。

【００４５】

【表１】

【００４６】カラムは、内径２．２ｃｍのジャケット付
ステンレス製で、これに樹脂を樹脂層長が１０ｍになる
ように充填した。カラム内温度を７０℃に維持しつつ、
これに濃度４０％とした原糖液を樹脂に対して１０ｖ／
ｖ％加え、更に７０℃の温水をＳＶ０．４の流速で流
し、溶出される糖液を溶出順に分画採取した。

【００４７】カラムから糖の溶出が終了に近づいた時点
で、カラムへの温水の注入を止め、代わりに、先に分画
採取した糖液を溶出順に加え、続いて同様に温水を流し
た。このような操作を５回繰り返して、Ｌ糖高含有画
分、Ｌ糖・マルトペンタオース高含有画分、マルトペン
タオース高含有画分、マルトペンタオース・Ｓ糖高含有
画分、Ｓ糖高含有画分の順に溶出分画し、９０％以上の
高純度マルトペンタオースを含有している画分を採取し
た。

【００４８】得られた高純度画分中のマルトペンタオー
ス含量の使用した原糖液中のマルトペンタオース含量に
対する百分率をマルトペンタオース回収率とした。その
結果を表２に示した。

【００４９】

【表２】 表２の結果から明らかなように、架橋度が６％以下の強
酸性カチオン交換樹脂を用いて前記方法で原糖液を溶出
分画することにより、９０％以上の高純度マルトペンタ
オースを、原糖液中のマルトペンタオースが８０％以上
の高回収率で得られた。

【００５０】これらを、実施例１の方法に従って、脱
色、脱塩して精製することにより、何れも、試薬、診断
薬、医薬などとして使用できることは勿論のこと、各種
飲食品、化粧品などの配合剤、化学品原料などとしても
有利に利用することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、上記したことから明らかなよ
うに、澱粉溶液にα−アミラーゼと澱粉枝切酵素とを酸
性側のｐＨで作用させることにより、高品質のマルトペ
ンタオース高含有糖質を製造し得ると共に、更にこのマ
ルトペンタオース高含有糖質を含有する糖液を架橋度６
％以下の塩型強酸性カチオン交換樹脂を充填したカラム
に流して分画することにより、更に、高純度のマルトペ
ンタオースを高回収率で製造し得る実益を有する。

【００５２】そして、このようにして得られたマルトペ
ンタオース高含有糖質は、試薬、診断薬、医療などとし
ては勿論のこと、各種飲食品、化粧品などの配合剤、化
学品原料などとしても有利に利用できる効果を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｈ 3/06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 澱粉溶液にα−アミラーゼと澱粉枝切酵
   素とを作用させることによりマルトペンタオースを生成
   させ、これを精製、採取することを特徴とするマルトペ
   ンタオース高含有糖質の製造方法。
2. 【請求項２】 澱粉溶液にα−アミラーゼと澱粉枝切酵
   素とを作用させるのに、酸性側で作用させることを特徴
   とする請求項１記載のマルトペンタオース高含有糖質の
   製造方法。
3. 【請求項３】 澱粉溶液にα−アミラーゼと澱粉枝切酵
   素とを作用させることにより得られるマルトペンタオー
   ス高含有糖質を含有する糖液を、架橋度が６％以下のア
   ルカリ金属型またはアルカリ土類金属型強酸性カチオン
   交換樹脂を充填したカラムに流し、次いで水で溶出し、
   マルトヘキサオース以上の高分子オリゴ糖高含有画分、
   マルトヘキサオース以上の高分子オリゴ糖・マルトペン
   タオース高含有画分、マルトペンタオース高含有画分、
   マルトペンタオース・マルトテトラオース以下の低分子
   オリゴ糖高含有画分、マルトテトラオース以下の低分子
   オリゴ糖高含有画分の順に分画し、このマルトペンタオ
   ース高含有画分を採取することを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載のマルトペンタオース高含有糖質の製
   造方法。