JPH08157491A - トレハロース誘導体の製造方法 - Google Patents
トレハロース誘導体の製造方法Info
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- JPH08157491A JPH08157491A JP6341189A JP34118994A JPH08157491A JP H08157491 A JPH08157491 A JP H08157491A JP 6341189 A JP6341189 A JP 6341189A JP 34118994 A JP34118994 A JP 34118994A JP H08157491 A JPH08157491 A JP H08157491A
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Abstract
価に製造し得る方法を提供することにある。 【構成】 無水トレハロースに無水条件下で反応性試薬
を反応させることを特徴とするトレハロース誘導体の製
造方法を要旨とする。
Description
新規な製造方法、殊に、無水トレハロースに無水条件下
で反応性試薬を反応させることを特徴とするトレハロー
ス誘導体の製造方法に関する。
始めとするトレハロースの酸エステルやアルキルエーテ
ルが脚光を浴びている。すなわち、西川らは『日本化学
会誌』、第10号、第1,661乃至1,666頁(1
982年)において、トレハロースのステアリン酸エス
テル、パルミチン酸エステル及びミリスチン酸エステル
が生体内外で悪性腫瘍の増殖を顕著に抑制したと報告
し、これら誘導体が抗腫瘍剤として有望であることを示
唆している。硫酸エステルは、例えば、特開平4−29
0808号公報にも見られるように、皮膚の水分をバラ
ンス良く保ち、潤いを与える作用が顕著であり、優秀な
保湿剤、美肌剤として既に一部の化粧品に配合使用され
ている。また、炭素数8乃至25のアルキルとのエーテ
ルは、安全且つ高活性な界面活性剤として有用であるこ
とが知られている。
ン・フード・カルボハイドレート』、1980年、アプ
ライッド・サイエンス・パブリッシャーズ社発行、第1
乃至89頁やケー・ヨシモトら『ケミカル・アンド・フ
ァーマシューティカル・ブレティン』、第30巻、第4
号、第1,169乃至1,174頁(1982年)にも
見られるように、トレハロース誘導体は、通常、トレハ
ロース含水結晶に無水条件下で反応性試薬を反応させて
調製されており、高品質のトレハロース誘導体を収量良
く得られるかどうかは、偏に、反応系から水分を除去し
きれるかどうかに掛かっている。ところが、トレハロー
ス含水結晶は、固状にしても、通常、10%(w/w)
前後の水分を含んでおり、そのまま反応に供したのでは
良い結果は得られない。そのため、これまでは、反応に
先立ち、五酸化燐などの乾燥剤により無水状態にまで乾
燥する試みがなされていたものの、結晶水として含まれ
ている水分まで除去するのは容易ではなかった。それ
故、従来、高品質のトレハロース誘導体を高収量且つ廉
価に調製するのが極めて困難な状況にあった。
の発明の目的は、高品質のトレハロース誘導体を収量良
く、廉価に製造し得る方法を提供することにある。
を、無水トレハロースに無水条件下で反応性試薬を反応
させることを特徴とするトレハロース誘導体の製造方法
により解決するものである。
ースは、実質的に水分を含まない。これにより、この発
明の製造方法によるときには、無水トレハロースをごく
簡単に乾燥するか、場合に依っては乾燥することなく、
そのまま反応に供しても、高品質のトレハロース誘導体
が収量良く生成する。
を説明するに、この発明でいうトレハロース誘導体と
は、トレハロースに無水条件下で反応性試薬を反応させ
て得られるエステル、エーテル、ハライド、含窒素誘導
体及び含硫黄誘導体を始めとするトレハロース誘導体全
般を包含するものとする。したがって、この発明でいう
反応性試薬とは、トレハロースに無水条件下で反応させ
て斯かる誘導体を与える酸、塩基、アルコール、ケト
ン、ハロゲン、アミン及びそれらの反応性誘導体を意味
することとなる。これにより、この発明は、例えば、反
応系の水分が反応性試薬の反応性を低下させたり、望ま
しくない副反応を惹起するか主反応を阻害して所期のト
レハロース誘導体の品質及び/又は収量を低下させた
り、その製造コストの高騰を招くような化学反応全般に
適用し得ることとなる。
常、カールフィッシャー法により水分含量3%(w/
w)未満の実質的に水分を含まない結晶性又は非晶質の
無水トレハロースを意味する。これら無水トレハロース
はこの発明において同様に使用し得るが、結晶性無水ト
レハロースは一般にトレハロース含量が高く、比較的廉
価に入手し得るので特に有用である。反応の種類や誘導
体の用途にも依るが、一般に、無水トレハロース中のト
レハロース含量は高ければ高いほどよく、通常、固形分
当たり70%以上、望ましくは、80%以上のものが使
用される。
水トレハロースは、例えば、トレハロースを少量の水に
溶解し、水溶液をそのまま凍結乾燥するか、噴霧乾燥な
どにより、トレハロース含水結晶の融点を上回る温度、
通常、100℃を越える温度で乾燥することにより得る
ことができる。一方、結晶性無水トレハロースは、例え
ば、特開平6−170221号公報に開示されているよ
うに、固形分当たりトレハロースを60%以上含む糖組
成物を水分含量10%(w/w)未満、望ましくは、
2.0%(w/w)を越え、9.5%(w/w)を越え
ないシロップ状物とし、これに種晶として結晶性無水ト
レハロースを固形分当たり0.01乃至20%加え、4
0乃至140℃に保ちつつ助晶し、得られるマスキット
から結晶性無水トレハロースを採取するか、マスキット
のまま乾燥して固状物とすることにより得ることができ
る。斯くして得られる無水トレハロースは、通常、水分
含量3%(w/w)未満と実質的に水分を含まない。
スの出所・由来について、特に制限はない。トレハロー
スが酵母の菌体から得られたものであっても、マルトー
スにマルトース・フォスフォリラーゼとトレハロース・
フォスフォリラーゼからなる複合酵素系を作用させて得
られたものであっても、あるいは、マルトース・トレハ
ロース変換酵素によりマルトースを直接トレハロースに
変換するか、澱粉部分加水分解物を酵素糖化して得られ
たものであってもよい。ただし、高品質のトレハロース
誘導体を廉価に製造するという経済的見地に立てば、上
記第三又は第四の方法により得られたものが望ましい。
ず、澱粉を酸及び/又はα−アミラーゼにより糊化・液
化して得られる、マルトトリオース、マルトテトラオー
ス、マルトペンタオース、マルトヘキサオースなどのグ
ルコース重合度3以上のマルトオリゴ糖を含んでなる還
元性澱粉部分加水分解物に特願平5−349216号明
細書、特願平6−90705号明細書、特願平6−16
6011号明細書又は特願平6−190183号明細書
に開示されている非還元性糖質生成酵素を作用させ、マ
ルトオリゴ糖を末端にトレハロース構造を有する非還元
性糖質に変換する。そして、この非還元性糖質に特願平
6−59834号明細書、特願平6−79291号明細
書、特願平6−166126号明細書又は特願平6−1
90180号明細書に開示されているトレハロース遊離
酵素を作用させ、該非還元性糖質からトレハロースを遊
離する。このとき、非還元性糖質生成酵素とトレハロー
ス遊離酵素とは同時に反応させても逐次に反応させても
よく、また、両酵素にイソアミラーゼやプルラナーゼな
どの澱粉枝切酵素を併用すると、生成物中のトレハロー
ス含量が一段と向上する。一方、マルトースを直接トレ
ハロースに変換するには、マルトース又はマルトースを
含む糖組成物に、例えば、特願平6−144092号明
細書、特願平6−156399号明細書、特願平6−1
87901号明細書又は特願平6−260984号明細
書に開示されているマルトース・トレハロース変換酵素
を作用させればよい。これら明細書にはマルトース・ト
レハロース変換酵素を使用するトレハロースの製造方法
が開示されており、いずれもこの発明で使用する無水ト
レハロースの調製に有利に適用できる。より高純度のト
レハロースが必要な場合には、斯くして得られる生成物
に塩型強酸性カチオン交換樹脂を固定床方式、移動床方
式又は擬似移動床方式で使用するカラムクロマトグラフ
ィーを適用してトレハロース高含有画分を採取すればよ
い。斯くして得られる生成物及び画分は固形分当たりト
レハロースを70%以上含んでおり、無水トレハロース
の原料に好適である。
薬を反応させるには、斯界における慣用の方法を採用す
ることができる。例えば、シー・ケー・リー『デベロッ
プメンツ・イン・フード・カルボハイドレート』、19
80年、アプライッド・サイエンス・パブリッシャーズ
社発行、第1乃至89頁、ケー・ヨシモトら『ケミカル
・アンド・ファーマシューティカル・ブレティン』、第
30巻、第4号、第1,169乃至1,174頁(19
82年)及び『カルボハイドレーツ・アズ・オーガニッ
ク・ロー・マテリアルズ』、1991年、VCH社発行
に記載された反応はいずれもこの発明において無水トレ
ハロースに適用可能であり、所望のトレハロース誘導体
に応じて適宜選択することができる。
つき概説すると、酢酸や安息香酸などとのカルボン酸エ
ステルは、ピリジンなどの塩基性有機溶媒中、無水トレ
ハロースに対応する酸無水物又は酸ハライドを反応させ
れば得ることができる。硫酸エステルを製造するには、
不活性ガス又は希ガス気流中、三酸化硫黄とジメチルス
ルホキシド又はピリジンとの錯体を反応させればよい。
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などとの脂肪
酸エステルは、塩基性触媒下で縮合反応させるか、対応
する脂肪酸ハライドと反応させることにより得ることが
できる。メチルエーテル、ベンジルエーテル、トリチル
エーテル、メチルシリルエーテル、ドデシルエーテルな
どのエーテルは、酸触媒下で無水トレハロースに過剰量
の対応するアルコールを反応させるか、塩基性触媒下で
対応するアルキルハライドと反応させることにより得る
ことができる。
ロース誘導体を含む反応物は、通常、例えば、濾過、抽
出、分液、分別沈澱、透析、蒸留などにより未反応の反
応性試薬及び/又は溶媒を除去した後、そのまま使用さ
れる。さらに高純度のトレハロース誘導体が必要な場合
には、例えば、薄層クロマトグラフィー、カラムクロマ
トグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、ガスク
ロマトグラフィー、蒸留、結晶化などの糖又は糖誘導体
を精製するための斯界における慣用の方法を適用すれば
よく、これらの精製方法は、必要に応じて組合わせて適
用される。なお、周知のように、トレハロースは、非ア
ノマー性ヒドロキシル基を主体とする通常の置換反応に
おいて反応性官能基を8個提供する。このことは、反応
の種類と条件に依っては、置換度の相違するトレハロー
ス誘導体をいろいろな割合で含む組成物が生成し得るこ
とを意味している。斯かる組成物は、通常、そのまま使
用されるが、必要とあれば、使用に先立って上記精製方
法の1種又は2種以上を適用し、所望の成分のみ単離す
ればよい。
ロース誘導体は、食品工業、化粧品工業、医薬品工業な
どの諸分野に広範な用途を有する。脂肪酸エステル及び
アルキルエーテルは、活性高く、安全な界面活性剤とし
て飲食物、化粧品、医薬品などに有用であり、脂肪酸に
依っては、抗腫瘍剤としての用途が期待される。硫酸エ
ステルは優秀な保湿剤、美肌剤として化粧品に有利に配
合使用でき、また、ハライドは種々の誘導体を合成する
ための中間体として有用である。
を説明する。
ml容三角フラスコに2.0%(w/v)マルトース、
0.5%(w/v)ペプトン、0.1%(w/v)酵母
エキス、0.1%(w/v)燐酸水素二ナトリウム及び
0.1%(w/v)燐酸二水素ナトリウムを含む液体培
地(pH7.0)を100mlずつとり、120℃で2
0分間オートクレーブして滅菌した。冷却後、三角フラ
スコ内の液体培地にリゾビウム・スピーシーズM−11
(FERM BP−4130)を接種し、回転振盪下、
27℃で24時間種培養した。その後、30l容ジャー
ファーメンタに上記と同一組成の液体培地を20lと
り、滅菌後、上記で調製した種培養液を1%(v/v)
接種し、pHを6乃至8に保ちつつ、30℃で24時間
通気攪拌培養した。
高圧菌体破砕装置にとり、菌体を破砕後、遠心分離によ
り採取した上清約16lに硫酸アンモニウムを20%飽
和になるように加え、4℃で1時間静置後、遠心分離に
より沈澱部を除去した。得られた上清に60%飽和にな
るように硫酸アンモニウムを加え、4℃で24時間静置
後、沈澱部を遠心分離により採取し、最少量の10mM
燐酸緩衝液(pH7.0)に溶解し、10mM燐酸緩衝
液(pH7.0)に対して24時間透析後、遠心分離に
より不溶物を除去した。新たに得られた上清を予め10
mM燐酸緩衝液(pH7.0)により平衡化させておい
た東ソー製イオン交換クロマトグラフィー用カラム『D
EAE−トヨパール』に負荷し、0Mから0.5Mに上
昇する塩化ナトリウムの濃度勾配下、カラムに10mM
燐酸緩衡液(pH7.0)を通液した。溶出液より酵素
活性ある画分を採取し、2M硫酸アンモニウムを含む5
0mM燐酸緩衝液(pH7.0)に対して10時間透析
後、遠心分離により不溶物を除去した。その後、上清を
予め2M硫酸アンモニウムを含む50mM燐酸緩衝液
(pH7.0)により平衡化させておいた東ソー製疎水
クロマトグラフィー用カラム『ブチルトヨパール』に負
荷し、2Mから0Mに下降する硫酸アンモニウムの濃度
勾配下、カラムに50mM燐酸緩衡液(pH7.0)を
通液した。溶出液から酵素活性ある画分を採取し、予め
50mM燐酸緩衝液(pH7.0)により平衡化させて
おいた東ソー製ゲル濾過カラムクロマトグラフィー用カ
ラム『トヨパールHW−55』に負荷し、カラムに50
mM燐酸緩衝液(pH7.0)を通液し、溶出液から酵
素活性ある画分を採取した。このようにして精製した非
還元性糖質生成酵素の比活性は約195単位/mg蛋白
質であり、収量は培養物1l当たり約220単位であっ
た。
成酵素の活性を次の方法により測定し、活性値(単位)
で表示する。すなわち、マルトペンタオースを1.25
%(w/v)含む50mM燐酸緩衝液(pH7.0)を
4mlとり、これに酵素液を1ml加え、40℃で60
分間インキュベートして反応させた後、反応液を100
℃で10分間加熱して反応を停止させる。反応液を蒸留
水で10倍希釈した後、ソモギ・ネルソン法により還元
力を測定する。対照には、予め100℃で10分間加熱
して失活させた酵素を上記と同様に処置する。非還元性
糖質生成酵素の1単位とは、上記条件下において、1分
間にマルトペンタオース1μmolに相当する還元力を
低下させる酵素の量と定義する。
ml容三角フラスコに松谷化学工業製澱粉部分加水分解
物『パインデックス#4』を2.0%(w/v)、ペプ
トンを0.5%(w/v)、酵母エキスを0.1%(w
/v)、燐酸水素二ナトリウムを0.1%(w/v)及
び燐酸二水素ナトリウムを0.1%(w/v)含む液体
培地(pH7.0)を100mlずつとり、120℃で
20分間オートクレーブして滅菌した。冷却後、三角フ
ラスコ内の液体培地にリゾビウム・スピーシーズM−1
1(FERM BP−4130)を接種し、回転振盪
下、27℃で24時間種培養した。その後、30l容ジ
ャーファーメンタに上記と同一組成の液体培地を20l
とり、滅菌後、上記で調製した種培養液を1%(v/
v)接種し、pH6乃至8に保ちつつ、30℃で24時
間通気攪拌培養した。
実験例1−1と同様に破砕し、破砕物を精製したとこ
ろ、比活性約240単位/mg蛋白質のトレハロース遊
離酵素が培養物1l当たり約650単位得られた。
離酵素の活性を次の方法により測定し、活性値(単位)
で表示する。すなわち、α−マルトトリオシルトレハロ
ースを1.25%(w/v)含む50mM燐酸緩衝液
(pH7.0)を4mlとり、これに酵素液を1ml加
え、40℃で30分間インキュベートして反応させる。
そして、反応液を1mlとり、ソモギ銅液2mlに加え
て反応を停止させた後、ソモギ・ネルソン法により還元
力を測定する。対照には、予め100℃で10分間加熱
して失活させた酵素を上記と同様に処置する。トレハロ
ース遊離酵素の1単位とは、上記条件下において、1分
間に1μmolのグルコースに相当する還元力を増加さ
せる酵素の量と定義する。
澱粉1重量部を水10重量部に懸濁し、常法にしたがっ
て細菌液化型α−アミラーゼを加え、90℃に加熱して
DE0.5まで糊化・液化した後、直ちに130℃に加
熱して酵素反応を停止させた。得られた澱粉液化液を4
5℃まで急冷後、澱粉固形分1g当たり、実験例1−1
で調製した非還元性糖質生成酵素を1単位、実験例1−
2で調製したトレハロース遊離酵素を1単位、林原生物
化学研究所製イソアミラーゼ剤を200単位加え、pH
を6.0付近に保ちながら48時間糖化して固形分当た
りトレハロースを80.5%含む反応物を得た。この反
応物を常法にしたがって活性炭により脱色し、イオン交
換樹脂により脱塩精製し、75%(w/w)まで濃縮
し、助晶缶にとり、50℃に加熱後、種晶としてトレハ
ロース含水結晶粉状物を固形分当たり1%加え、緩やか
に攪拌しながら24時間で30℃まで冷却した。斯くし
て得られたトレハロース含水結晶を含むマスキットをバ
スケット型遠心機により分蜜し、採取した結晶に水を少
量スプレーして洗浄したところ、固形分当たりトレハロ
ースを99.0%含むトレハロース含水結晶が原料澱粉
固形分当たり47%の収量で得られた。
例2−1で調製したトレハロース含水結晶の一部をと
り、少量の水に加熱溶解後、蒸発釜に移し、減圧下で煮
詰めて水分含量9.5%(w/w)のシロップ状物とし
た。このシロップ状物を助晶機にとり、種晶として結晶
性無水トレハロース粉状物を固形分当たり1%加え、攪
拌下、100℃で5分間助晶した後、マスキットをプラ
スチック製バットに分注し、70℃で3時間静置して熟
成させた。その後、バットよりブロック状に固化したマ
スキットを取出し、常法により粉砕し、流動乾燥して、
水分含量約1%(w/w)の結晶性無水トレハロース粉
状物を原料固形分当たり約90%の収率で得た。
例2−1で調製したトレハロース含水結晶の一部をと
り、濃度約40%(w/w)になるように水に溶解し、
凍結乾燥後、粉砕したところ、水分含量約2%(w/
w)の非晶質無水トレハロース粉状物が原料固形分当た
りほぼ100%の収量で得られた。
容器に無水酢酸50gを含む乾燥ピリジン65gをと
り、0℃に冷却後、実験例2−1乃至2−3で調製した
トレハロース含水結晶、結晶性無水トレハロース又は非
晶質無水トレハロースのいずれかを3g加え、同じ温度
で緩やかに攪拌して完全に溶解した。溶液を室温下で1
8時間静置して反応させた後、反応物を氷水に注ぎ、暫
時静置した後、傾斜により分液して有機溶媒層を採取
し、濃縮した。濃縮物をガスクロマトグラフィーを使用
する通常の方法により分析し、反応により生成したオク
タアセチルトレハロースを定量するとともに、その着色
状態を肉眼観察した。結果を表1に示す。
晶を使用すると、着色著しいオクタアセチルトレロハー
スが理論値の僅か60%しか得られないところ、結晶性
又は非晶質無水トレハロースを基質にすると、着色少な
く、高品質のオクタアセチルトレハロースがほぼ理論値
で生成することを示している。このことは、基質に無水
トレハロースを使用するこの発明の製造方法によるとき
には、トレハロース含水結晶を使用する場合と比較し
て、トレハロース誘導体の収量及び品質が有意に向上す
ることを裏付けている。
る。
により得た非晶質無水トレハロース10gと無水ピリジ
ン200mlを反応容器にとり、アルゴン気流下、無水
ピリジン5mlに溶解したチアゾリチオン−リノール酸
アミドを4g加えた。60%(w/w)油性水素化ナト
リウムを85mg加え、室温下で2時間反応させ、反応
物に飽和塩化アンモニウム水溶液を1.5ml加えた
後、ピリジンを減圧留去し、残渣8.5gを得た。これ
をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製したとこ
ろ、平均置換度1.4のトレハロースリノール酸エステ
ルが5.3g得られた。
オン性界面活性剤として、飲食物、化粧品、医薬品など
に有利に配合使用できる。なお、対照として、実験例2
−1の方法により得たトレハロース含水結晶を同様に反
応させたところ、着色著しいトレハロースリノール酸エ
ステルが僅か2.3g得られたに過ぎなかった。
法により得た結晶性無水トレハロース220gをN,N
´−ジメチルホルムアミド800mlに溶解し、ミリス
チン酸メチルエステル60gと炭酸カルシウムを4g加
え、100乃至200mmHgの減圧下、攪拌しながら
85乃至95℃で24時間反応させた。その後、反応物
から溶媒を減圧留去し、残渣をアセトン300mlに2
回浸漬し、浸出液を濃縮し、ベンゼン及び石油エーテル
で洗浄して得られる粘性の油状物を再度アセトン300
mlに浸漬した。浸出液を氷冷し、沈澱部を採取し、乾
燥したところ、平均置換度1.7のトレハロースミリス
チン酸エステルが310g得られた。
オン性界面活性剤として、飲食物、化粧品、医薬品など
に有利に配合使用できる。また、本品には生体内外で悪
性腫瘍の増殖を抑制する作用があり、医薬品の有効成分
としても有用である。なお、対照として、実験例2−1
の方法により得たトレハロース含水結晶を同様に反応さ
せたところ、着色著しいトレハロースミリスチン酸エス
テルが僅か90g得られたにすぎなかった。
0gを反応容器にとり、125℃に加熱後、触媒として
p−トルエンスルホン酸を1g加え、容器内を5乃至1
0mmHgに減圧した。別途、実験例2−3の方法によ
り得た非晶質無水トレハロース100gをn−ドデカノ
ール130gに懸濁し、2.3g/分の割合で100分
間掛けて反応容器内に滴々加えて反応させた。その後、
反応物を飽和炭酸ナトリウム水溶液で中和し、未反応の
アルコールを留去したところ、固形分当たりトレハロー
スドデシルエーテルを79.9%含む組成物が約140
g得られた。
て、洗濯用洗剤、台所用洗剤、シャンプーを始めとする
洗剤一般に有利に配合使用できる。なお、対照として、
実験例2−1の方法により得たトレハロース含水結晶を
同様に反応させたところ、トレハロースドデシルエーテ
ルを27.5%含む着色著しい組成物が約80g得られ
たにすぎなかった。
非晶質無水トレハロース1重量部を反応容器にとり、窒
素気流下、常法にしたがって別途調製した三酸化硫黄−
ジメチルホルムアミド錯体5重量部を滴々加え、室温下
で4時間、その後、70℃でさらに1時間反応させた。
5N水酸化ナトリウムを適量加えて中和し、メチルアル
コールを5倍容加え、暫時静置した後、沈澱部を吸引濾
過により採取したところ、平均置換度7.7のトレハロ
ース硫酸エステルが約95%の収量で得られた。
粧品一般に有利に配合使用できる。なお、対照として、
実験例2−1の方法により得たトレハロース含水結晶を
同様に反応させたところ、平均置換度6.5の着色著し
いトレハロース硫酸エステルが約63%の収量で得られ
たにすぎなかった。
調製】500ml容フラスコに2.0%(w/v)グル
コース、0.5%(w/v)ポリペプトン、0.1%
(w/v)酵母エキス、0.1%(w/v)燐酸水素二
カリウム、0.06%(w/v)燐酸二水素ナトリウ
ム、0.05%(w/v)硫酸マグネシウム7水塩、
0.5%(w/v)炭酸カルシウム及び水からなる液体
培地(pH7.2)を100mlずつとり、115℃で
30分間加熱して滅菌し、冷却後、ピメロバクター・ス
ピーシーズR48(FERM BP−4315)を接種
し、27℃、200rpmで24時間種培養した。その
後、30l容ジャーファーメンタに上記と同一組成の新
鮮な液体培地を20lずつとり、同様に滅菌し、27℃
まで冷却後、上記で得た種培養液を1%(v/v)ずつ
接種し、培地のpHを6.0乃至8.0に保ちつつ、2
7℃で40時間通気攪拌培養した。
量約0.5kg)を10mM燐酸緩衝液(pH7.0)
に浮遊させ、常法により粉砕後、遠心分離して粗酵素液
約4.5lを得た。この粗酵素液に硫酸アンモニウムを
30%飽和になるように加え、4℃で4時間静置して塩
析した後、遠心分離して上清を採取した。この上清に硫
酸アンモニウムを80%飽和になるように加え、4℃で
一夜静置後、遠心分離により沈澱部を採取し、少量の1
0mM燐酸緩衝液(pH7.0)に溶解し、10mM燐
酸緩衝液(pH7.0)に対して24時間透析した。透
析内液を遠心分離して採取した上清を予め10mM燐酸
緩衝液(pH7.0)により平衡化させておいた東ソー
製イオン交換クロマトグラフィー用カラム『DEAEト
ヨパール』に負荷し、0Mから0.4Mに上昇する塩化
ナトリウムの濃度勾配下、カラムに10mM燐酸緩衝液
(pH7.0)を通液した。溶出液より酵素活性ある画
分を採取し、1M硫酸アンモニウムを含む10mM燐酸
緩衝液(pH7.0)に対して10時間透析後、遠心分
離して上清を採取した。この上清を予め1M硫酸アンモ
ニウムを含む10mM燐酸緩衝液(pH7.0)により
平衡化させておいた東ソー製疎水クロマトグラフィー用
カラム『ブチルトヨパール』に負荷し、1Mから0Mに
低下する硫酸アンモニウムの濃度勾配下、カラムに10
mM燐酸緩衝液(pH7.0)を通液した。溶出液から
酵素活性ある画分を採取し、予め10mM燐酸緩衝液
(pH7.0)により平衡化させておいたファルマシア
製イオン交換クロマトグラフィー用カラム『モノQ H
R5/5』に負荷し、0Mから0.5Mに上昇する塩化
ナトリウムの濃度勾配下、カラムに10mM燐酸緩衝液
(pH7.0)を通液し、溶出液より酵素活性ある画分
を採取した。このようにして精製したマルトース・トレ
ハロース変換酵素の比活性は約17単位/mg蛋白質で
あり、収量は培養物11当たり約46単位であった。
レハロース変換酵素の活性を次の方法により測定し、活
性値(単位)で表示する。すなわち、マルトースを20
%(w/v)含む10mM燐酸緩衝液(pH7.0)を
1mlとり、適宜濃度に希釈した酵素液を1ml加え、
25℃で60分間インキュベートして反応させた後、1
00℃で10分間加熱して反応を停止させる。反応物を
50mM燐酸緩衝液(pH7.5)で11倍希釈し、そ
の希釈した反応物を0.4mlとり、これにトレハラー
ゼを1単位/ml含む溶液を0.1ml加え、45℃で
120分間インキュベート後、反応物中のグルコース量
をグルコースオキシダーゼ法で定量する。同時に、10
0℃で10分間加熱して失活させた酵素液を用いる系を
設け、上記と同様に処置して対照とする。このようにし
て求めたグルコース量から反応により生成したトレハロ
ースの量を推定する。マルトース・トレハロース変換酵
素の1単位とは、上記条件下において、1分間に1μm
olのトレハロースを生成する酵素の量と定義する。
黍澱粉を濃度15%(w/w)になるように水に懸濁
し、pH5.5に調整後、ナガセ生化学工業製液化型α
−アミラーゼ剤『スピターゼHS』を澱粉固形分1g当
たり2単位加え、攪拌下、90℃に加熱して澱粉を糊化
・液化した。澱粉液化液を120℃で20分間オートク
レーブして酵素を失活させ、55℃に急冷し、pH5.
0に調整後、澱粉固形分1g当たり、林原生物化学研究
所製イソアミラーゼ剤とナガセ生化学工業製β−アミラ
ーゼ剤をそれぞれ300単位又は20単位加え、24時
間反応させて固形分当たりマルトースを92%含む反応
物を得た。この反応物を100℃で20分間加熱して酵
素を失活させ、20℃、pH7.0に調整後、実施例5
−1で調製したマルトース・トレハロース変換酵素を澱
粉固形分1g当たり1.5単位加え、72時間反応させ
て固形分当たりトレハロースを71%含む反応物を得
た。この反応物を95℃で10分間加熱して酵素を失活
させ、酵素を失活させ、冷却し、実験例2−1と同様に
精製後、水分含量9.5%(w/w)まで濃縮した。濃
縮物を助晶機にとり、種晶として結晶性無水トレハロー
ス粉状物を固形分当たり1%加え、攪拌下、110℃で
10分間助晶した後、マスキットをプラスチック製バン
ドに分注し、70℃で3時間静置して熟成させた。その
後、バットよりブロック状に固化したマスキットを取出
し、常法により粉砕し、流動乾燥して、水分含量約2%
(w/w)の結晶性無水トレハロース紛状物を原料澱粉
固形分当たり約95%の収率で得た。
調製した結晶性無水トレハロースを100gとり、実施
例4の方法により硫酸化したところ、平均置換度約8の
トレハロース硫酸エステルを含む組成物が約240g得
られた。
粧品一般に有利に配合使用できる。
トレハロースに無水条件下で反応性試薬を反応させるこ
とにより、従来方法では容易に得られなかった高品質の
トレハロース誘導体を高収率で製造することを可能なら
しめるものである。トレハロース含水結晶と違って、無
水トレハロースは結晶水を持たないので、反応前の乾燥
工程を著しく短縮するか、場合に依っては省略すること
さえ可能となり、トレハロース誘導体の製造コストを大
幅に引下げることができることとなる。そして、この発
明の方法により得られたトレハロース誘導体は、界面活
性剤、保湿剤、美肌剤、抗腫瘍剤、合成中間体などとし
て飲食物、化粧品、医薬品、洗剤、化学品の製造又は合
成に多種多様の用途を有する。
Claims (6)
- 【請求項1】 無水トレハロースに無水条件下で反応性
試薬を反応させることを特徴とするトレハロース誘導体
の製造方法。 - 【請求項2】 無水トレハロースが、結晶性又は非晶質
であることを特徴とする請求項1に記載のトレハロース
誘導体の製造方法。 - 【請求項3】 無水トレハロースが、固形分当たり、ト
レハロースを70%以上含むことを特徴とする請求項1
又は2に記載のトレハロース誘導体の製造方法。 - 【請求項4】 無水トレハロースが、澱粉部分加水分解
物に非還元性糖質生成酵素を作用させて末端にトレハロ
ース構造を有する非還元性糖質を生成せしめ、これにト
レハロース遊離酵素を作用させ、遊離したトレハロース
を乾燥又は結晶化して得られたものであることを特徴と
する請求項1、2又は3に記載のトレハロース誘導体の
製造方法。 - 【請求項5】 無水トレハロースが、マルトースにマル
トース・トレハロース変換酵素を作用させ、生成したト
レハロースを乾燥又は結晶化して得られたものであるこ
とを特徴とする請求項1、2又は3に記載のトレハロー
ス誘導体の製造方法。 - 【請求項6】 トレハロース誘導体が、エステル又はエ
ーテルであることを特徴とする請求項1、2、3、4又
は5に記載のトレハロース誘導体の製造方法。
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