JP2005110675A - 低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、及び、機能性の低糖及び／又はオリゴ糖 - Google Patents
低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、及び、機能性の低糖及び／又はオリゴ糖 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】機能性食品材料、医薬品用合成原料、医薬品組成物用素材、又は化粧品用素材として有用な低糖及び／又はオリゴ糖を高純度で効率よく製造すること。さらに、分子量制御及び再現性に優れた低糖及び／又はオリゴの製造方法を提供すること。
【解決手段】アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
【選択図】図３
【解決手段】アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
【選択図】図３
Description
本発明は、天然多糖類又は生合成された多糖類から低糖及び／又はオリゴ糖類を製造する方法及びこの製造方法で得られる機能性の低糖及び／又はオリゴ糖に関する。
低糖やオリゴ糖は、甘味性、保湿性、ビフィズス菌増殖性など種々な生理活性を有するため、機能性食品素材として注目されており、現在、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、マルトオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、大豆オリゴ糖などが実用に供されている。
一方、低糖やオリゴ糖は、抗腫瘍作用、免疫活性化、コレステロール低減、美白効果など種々の生理活性を有することから、特定保健用食品、化粧品、医薬品などの素材としても注目されている。
これらの低糖やオリゴ糖類は、主として原料である多糖類に酵素または酸を作用させることによって製造されている。
しかし、酵素法では特定の糖を対象とするため、糖ごとに特定の酵素が必要であるため、汎用性に乏しい。また、酸は加水分解後の中和工程や、脱塩工程が必要であり、コスト上昇の原因となっている。
しかし、酵素法では特定の糖を対象とするため、糖ごとに特定の酵素が必要であるため、汎用性に乏しい。また、酸は加水分解後の中和工程や、脱塩工程が必要であり、コスト上昇の原因となっている。
酸加水分解法の一例として、原料であるコーヒーかすを１６０℃から２６０℃の温度において、ｐＨ０．５〜４で加熱し分解した後、中和することにより重合度１〜１０のマンナンオリゴ糖を製造する方法がある（特許文献１参照）。
酸加水分解法では多糖類の側鎖が主鎖よりも早く分解されてしまう（特開昭６３−２６９９９３号公報）ので、主鎖の分解度を調整するためには、酵素分解法が好ましい。この酵素分解法に用いる酵素としては、グルコマンナンを加水分解する機能を有する市販の酵素が使用できる（特許文献２参照）。
酸加水分解法では多糖類の側鎖が主鎖よりも早く分解されてしまう（特開昭６３−２６９９９３号公報）ので、主鎖の分解度を調整するためには、酵素分解法が好ましい。この酵素分解法に用いる酵素としては、グルコマンナンを加水分解する機能を有する市販の酵素が使用できる（特許文献２参照）。
一方、加水分解の対象となる多糖類の分子量はいずれも約１０万から数１００万以上であり、増粘性を有しているものが多い。増粘性を有するこれらの高分子化合物を水溶媒中で加水分解反応を行う場合、多糖類の溶解度が低く、室温では水溶媒中に分散したままで溶解しないため不均一反応となり、反応により生成する低糖及び／又はオリゴ糖の分子量制御と再現性に問題点があった。
本発明が解決しようとする課題は、機能性食品材料、医薬品用合成原料、医薬品組成物用素材、又は化粧品用素材として有用な低糖及び／又はオリゴ糖を高純度で効率よく製造することである。
さらに本発明は、分子量制御及び再現性に優れた低糖及び／又はオリゴの製造方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、分子量制御及び再現性に優れた低糖及び／又はオリゴの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、加圧容器を使用して、１０５℃以上の温度において多糖類を加水分解することにより上記課題が達成されることを見いだし、本発明を完成したものである。
上記課題は、具体的に以下の手段により達成された。
（１）アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（２）ｐＨ２〜１１の水性媒体中で、温度１０５〜２６０℃において加水分解する（１）記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（３）アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、二酸化炭素の共存する水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（４）アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、アンモニア水の共存する水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（５）アガロース、アルギン酸、カードラン、カラギーナン、グルコマンナン、ヒアルロン酸及びフコイダンなる群より選ばれた多糖類を、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で３０〜１００℃にて均一になるまで加熱した後、加水分解する（１）〜（４）いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
（６）低糖及び／又はオリゴ糖が分解生成物の３０重量％以上を占める（１）〜（５）いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（７）低糖及び／又はオリゴ糖が分解生成物の５０重量％以上を占める（１）〜（６）いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（８）カラギーナン及び／またはフコイダンとして原藻粉末を使用する(１)〜(７)いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
（９）低糖及び／又はオリゴ糖を含む分解生成物から低糖及び／又はオリゴ糖を分離する（１）〜（８）記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（１０）（１）〜（９）いずれか１つの製造方法により製造された機能性の低糖及び／又はオリゴ糖。
「オリゴ糖」とは、単糖が複数個結合したもので、多糖に対して少糖ともいわれ、分子量が２，０００を超えない、構成単糖の数が通常２〜約１０のものを指す。「少糖」も「オリゴ糖」と同義とする。
また、「低糖」とは、上記のオリゴ糖以上の分子量を有し、かつ分子量１万以下の領域の分子量を有する糖類をいう。すなわち、低糖は単糖が約１０以上結合したもので、その分子量が２，０００〜１０，０００、好ましくは２，０００〜５，０００の糖類をいう。
上記課題は、具体的に以下の手段により達成された。
（１）アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（２）ｐＨ２〜１１の水性媒体中で、温度１０５〜２６０℃において加水分解する（１）記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（３）アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、二酸化炭素の共存する水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（４）アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、アンモニア水の共存する水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（５）アガロース、アルギン酸、カードラン、カラギーナン、グルコマンナン、ヒアルロン酸及びフコイダンなる群より選ばれた多糖類を、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で３０〜１００℃にて均一になるまで加熱した後、加水分解する（１）〜（４）いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
（６）低糖及び／又はオリゴ糖が分解生成物の３０重量％以上を占める（１）〜（５）いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（７）低糖及び／又はオリゴ糖が分解生成物の５０重量％以上を占める（１）〜（６）いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（８）カラギーナン及び／またはフコイダンとして原藻粉末を使用する(１)〜(７)いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
（９）低糖及び／又はオリゴ糖を含む分解生成物から低糖及び／又はオリゴ糖を分離する（１）〜（８）記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、
（１０）（１）〜（９）いずれか１つの製造方法により製造された機能性の低糖及び／又はオリゴ糖。
「オリゴ糖」とは、単糖が複数個結合したもので、多糖に対して少糖ともいわれ、分子量が２，０００を超えない、構成単糖の数が通常２〜約１０のものを指す。「少糖」も「オリゴ糖」と同義とする。
また、「低糖」とは、上記のオリゴ糖以上の分子量を有し、かつ分子量１万以下の領域の分子量を有する糖類をいう。すなわち、低糖は単糖が約１０以上結合したもので、その分子量が２，０００〜１０，０００、好ましくは２，０００〜５，０００の糖類をいう。
本発明の製造方法は、多糖類を水性媒体中で加圧加水分解することにより、機能性食品素材、医薬品用合成原料、医薬品組成物用素材、又は化粧品用素材として有用な低糖及び／又はオリゴ糖を高純度で効率よく製造することができる。本発明の製造方法において、溶存二酸化炭素の雰囲気下、又はアンモニア水中で、加水分解すると、鉱酸触媒を使用した場合と異なり、加水分解後の中和工程や、脱塩工程が不要となる。本発明の製造方法は強い酸性条件を使用しない加水分解反応であるために、反応容器の腐食等を回避できる。
さらに、加水分解の前に多糖類を可溶化することにより、加水分解により製造される低糖及び／又はオリゴ糖の分子量制御が容易となり、再現性良く低糖及び／又はオリゴ糖を製造することができる。
アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法は、以下の態様に大別される。
すなわち、（Ｉ）上記アガロース等の多糖類をｐＨ１以上５未満の酸性水性媒体中で温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、（II）上記アガロース等の多糖類をｐＨ５以上９未満の中性水性媒体中で温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、及び（III）上記アガロース等の多糖類をｐＨ９以上１３以下のアルカリ性水性媒体中で温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、である。これらの実施態様のうち、（Ｉ）及び（III）が好ましく、（Ｉ）がより好ましい。
すなわち、（Ｉ）上記アガロース等の多糖類をｐＨ１以上５未満の酸性水性媒体中で温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、（II）上記アガロース等の多糖類をｐＨ５以上９未満の中性水性媒体中で温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、及び（III）上記アガロース等の多糖類をｐＨ９以上１３以下のアルカリ性水性媒体中で温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、である。これらの実施態様のうち、（Ｉ）及び（III）が好ましく、（Ｉ）がより好ましい。
以下に本発明の製造方法を適用することのできる反応基質としての多糖類について説明する。本発明の加水分解法が適用できる多糖類は、天然又は生合成した、多くの単糖から構成される平均分子量が１０，０００を超える糖類をいう。
以下に、本発明の反応基質として用いることのできるアガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランについて説明するが、本発明の多糖類はこれらに限られるものではない。本発明の製造方法を適用する基質としては、上記の１つ又は２つ以上の多糖類を選択することができる。
以下に、本発明の反応基質として用いることのできるアガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランについて説明するが、本発明の多糖類はこれらに限られるものではない。本発明の製造方法を適用する基質としては、上記の１つ又は２つ以上の多糖類を選択することができる。
「アガロース」とは、テングサやオゴノリなどの紅藻類中に存在する多糖類で、ほとんど、Ｄ−ガラクトースと３，６−アンヒドロ−Ｌ−ガラクトースのみからなる。主要基本構造はアガロビオースまたはネオアガロビオースの反復から成っている。
工業的には、テングサを原料として寒天アガロースが製造されており、本発明においても、寒天アガロースが好ましく使用できる。また、加水分解によって、アガロース由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
主要基本構造であるネオアガロビオースとアガロビオースの構造を以下に示す。
工業的には、テングサを原料として寒天アガロースが製造されており、本発明においても、寒天アガロースが好ましく使用できる。また、加水分解によって、アガロース由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
主要基本構造であるネオアガロビオースとアガロビオースの構造を以下に示す。
「アルギン酸」は、褐藻から得られる多糖類であり、Ｄ−マンヌロン酸（以下Ｍと略す）とＤ−グルロン酸（以下Ｇと略す）の２種類のウロン酸からなる直鎖状多糖である。更に詳しくは、アルギン酸は、Ｍ−Ｍ結合からなるＭブロック、Ｇ−Ｇ結合からなるＧブロック、ＭとＧがランダムに配列したランダムブロックからなる、ブロックへテロポリマーである。
本発明においては、昆布、わかめがアルギン酸の原料として好ましく使用できる。また、加水分解によって、Ｄ−マンヌロン酸、Ｌ−グルロン酸の２種類からなる直鎖状の低糖及び／又はオリゴ糖が主成分として得られる。これら単糖の組み合わせにより、β−（１，４）結合したマンヌロン酸ブロック、α−（１，４）結合したＬ−グルロン酸ブロック、両者がランダムに配列したランダムブロックからなる低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。以下に各ウロン酸の構造式を示す。
本発明においては、昆布、わかめがアルギン酸の原料として好ましく使用できる。また、加水分解によって、Ｄ−マンヌロン酸、Ｌ−グルロン酸の２種類からなる直鎖状の低糖及び／又はオリゴ糖が主成分として得られる。これら単糖の組み合わせにより、β−（１，４）結合したマンヌロン酸ブロック、α−（１，４）結合したＬ−グルロン酸ブロック、両者がランダムに配列したランダムブロックからなる低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。以下に各ウロン酸の構造式を示す。
「イヌリン」は、β−Ｄ−２，１−結合のフルクトフラノース残基よりなるフルクタンで、キク科植物例えばダリア属、タンポポ属、キクイモ、チコリーなどの塊茎に存在する。また、海産緑藻のカサノリ科にはイヌリンをつくる藻がある。
本発明においては、イヌリンの原料として、キクイモを好ましく使用できる。また、加水分解によって、イヌリン由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
但し、原料としてキクイモを用いる場合は、原料の分子量が５，０００程度の低糖であるため、オリゴ糖のみを得ることができる。
イヌリンの構造を以下に示す。
本発明においては、イヌリンの原料として、キクイモを好ましく使用できる。また、加水分解によって、イヌリン由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
但し、原料としてキクイモを用いる場合は、原料の分子量が５，０００程度の低糖であるため、オリゴ糖のみを得ることができる。
イヌリンの構造を以下に示す。
「カードラン」は、Ｄ−グルコースがＣ１位とＣ３位でグルコシド結合した、非イオン性の直鎖状の多糖類（β-１，３グルカン）である。
天然にはごくわずかしか存在しないが、グルコースを原料として微生物の発酵で大量合成されている。以下にカードランの構造式を示す。
天然にはごくわずかしか存在しないが、グルコースを原料として微生物の発酵で大量合成されている。以下にカードランの構造式を示す。
「カラギーナン」は、紅藻類海藻から抽出、精製される多糖であり、主成分は３，６−アンヒドロガラクトースである。更に詳しくは、カラギーナンは、アンヒドロガラクトースとガラクトースの硫酸エステルで構成され、両者の比率や、硫酸エステルの数によって主として、κ（カッパ）タイプ、ι（イオタ）タイプ、λ（ラムダ）タイプに分かれる。下記にそれぞれの構造を示す。本発明においては、カッパ型カラギーナンを好ましく用いることができる。
本発明においては、スギノリ、ツノマタ、キリンサイがカラギーナンの原料として好ましく使用できる。また、加水分解によって、カラギーナン由来の低糖及び／またはオリゴ糖を得ることができる。
３種のカラギーナンの構造を以下に示す。
本発明においては、スギノリ、ツノマタ、キリンサイがカラギーナンの原料として好ましく使用できる。また、加水分解によって、カラギーナン由来の低糖及び／またはオリゴ糖を得ることができる。
３種のカラギーナンの構造を以下に示す。
カラギーナンとして、上記の紅藻類海藻から抽出、精製したカラギーナンを用いることができるが、カラギーナン原藻粉末を用いることもできる。すなわち、未精製の原藻粉末を直接加水分解し、カラギーナン由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。カラギーナン原藻粉末を用いる低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法は、カラギーナンの精製工程を省くことができるので好ましい。また、未精製のカラギーナン原藻粉末は、精製したカラギーナンに比べて加水分解反応が生じ難いので、より高温及び／又は高圧にて加水分解することが好ましい。
「キチン」は、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンがβ−１，４で結合した直鎖分子からなる多糖類である。「キトサン」とは、キチンの脱アセチル化物である。「キチン・キトサン」は、無セキ柱動物、下等植物における主要な構造多糖類であり、カニやエビ等の甲殻を原料として得られる。また、キチン・キトサンを加水分解することにより、キチン・キトサン由来の低糖及び／又はオリゴ糖が得られる。本発明においては、甲殻類の甲殻をキチン・キトサンの原料として好ましく使用できる。
キチン及びキトサンの骨格構造を以下に示す。
キチン及びキトサンの骨格構造を以下に示す。
「グルコマンナン」は、Ｄ−グルコースとＤ−マンノースの２種の糖残基を含む多糖である。本発明において、コンニャクマンナンがグルコマンナンの原料として好ましく使用できる。原料は粉末状で使用することが好ましい。
マンナン系天然多糖類は、木材、種子その他の植物体に広く存在する。コンニャクマンナンの他に、ゾウゲヤシマンナン、サレップマンナン、木材マンナン、海ソウマンナン、酵母マンナンも本発明において原料として使用できる。
グルコマンナンの加水分解によって、マンナン由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
グルコマンナンの構造を以下に示す。
マンナン系天然多糖類は、木材、種子その他の植物体に広く存在する。コンニャクマンナンの他に、ゾウゲヤシマンナン、サレップマンナン、木材マンナン、海ソウマンナン、酵母マンナンも本発明において原料として使用できる。
グルコマンナンの加水分解によって、マンナン由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
グルコマンナンの構造を以下に示す。
「フコイダン」とは、Ｌ−フコースを主構成糖として、硫酸やウロン酸等が結びついた多糖類で、もずくやめかぶ、こんぶなどの海藻類に含まれる成分である。
フコイダンの種類には、コンブ科から抽出された三種類のフコイダン（フコースだけの
Ｆ−フコイダン、Ｄ−グルクロン酸、Ｄ−マンノース及びＬ−フコースから成るＵ−フコイダン、Ｄ−ガラクトース及びＬ−フコースから成るＧ−フコイダン）および、ナガマツモ科のオキナワモズクから抽出されたオキナワモズクフコイダン等が知られている。
フコイダンの加水分解によって、フコイダン由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
本発明においては原料としてもずく、及びめかぶが好ましく使用できる。
また、フコイダンとしてもずく、及びめかぶなどから得られる原藻を使用することもできる。
Ｆ−フコイダンおよびＵ−フコイダンの構造を以下に示す。
フコイダンの種類には、コンブ科から抽出された三種類のフコイダン（フコースだけの
Ｆ−フコイダン、Ｄ−グルクロン酸、Ｄ−マンノース及びＬ−フコースから成るＵ−フコイダン、Ｄ−ガラクトース及びＬ−フコースから成るＧ−フコイダン）および、ナガマツモ科のオキナワモズクから抽出されたオキナワモズクフコイダン等が知られている。
フコイダンの加水分解によって、フコイダン由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
本発明においては原料としてもずく、及びめかぶが好ましく使用できる。
また、フコイダンとしてもずく、及びめかぶなどから得られる原藻を使用することもできる。
Ｆ−フコイダンおよびＵ−フコイダンの構造を以下に示す。
「ヒアルロン酸」とは、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンとＤ−グルクロン酸の２種類の単糖が交互に２糖単位で、直鎖状に連なった原型的なグリコサミノグリカンである。動物諸組織に存在し、ヘソの緒などを原料として得られる。また、本発明においては、鳥の鶏冠又は酵素重合されたヒアルロン酸を原料として好ましく使用することができる。
ヒアルロン酸を加水分解することにより、ヒアルロン酸由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
ヒアルロン酸の構造を以下に示す。
ヒアルロン酸を加水分解することにより、ヒアルロン酸由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
ヒアルロン酸の構造を以下に示す。
「ラミナラン」は、Ｄ−グルコースから成る多糖類であり、その構造は、Ｄ−グルコースが、β−１，３結合により直鎖状に結合したものとされている。コンブ科の褐藻類中に貯蔵多糖として含まれている。
本発明においては、褐藻類のこんぶがラミナランの原料として好ましく使用できる。また、加水分解によって、ラミナラン由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
ラミナランの構造を以下に示す。
本発明においては、褐藻類のこんぶがラミナランの原料として好ましく使用できる。また、加水分解によって、ラミナラン由来の低糖及び／又はオリゴ糖を得ることができる。
ラミナランの構造を以下に示す。
本発明で好ましく用いられる多糖としては、アガロース、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、ヒアルロン酸、フコダインおよびラミナランが挙げられる。より好ましく用いられる多糖は、アガロース、イヌリン、カードラン、カラギーナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランを用いることができる。
上記（１）記載の水性媒体中での加水分解反応は、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で実施する。ここでの水素イオン濃度は、加水分解反応前の室温における水素イオン濃度をいう。
反応生成物が中性の場合には、加水分解中の水素イオン濃度はほぼ一定に維持されると考えられる。
また、水性媒体とは、水溶媒を主とし、水に水混和性の有機溶媒が混合された混合溶媒を含む。混合溶媒における混合割合は、水の混合割合が４０〜１００重量％である。好ましくは、７０〜１００重量％である。水混和性の有機溶媒としては、エチルアルコール、メチルアルコール、アセトンが例示できる。
加水分解温度は、１０５℃以上３００℃以下（「１０５〜３００℃」とも記載する。本発明において、以下同じである。）である。
反応生成物が中性の場合には、加水分解中の水素イオン濃度はほぼ一定に維持されると考えられる。
また、水性媒体とは、水溶媒を主とし、水に水混和性の有機溶媒が混合された混合溶媒を含む。混合溶媒における混合割合は、水の混合割合が４０〜１００重量％である。好ましくは、７０〜１００重量％である。水混和性の有機溶媒としては、エチルアルコール、メチルアルコール、アセトンが例示できる。
加水分解温度は、１０５℃以上３００℃以下（「１０５〜３００℃」とも記載する。本発明において、以下同じである。）である。
アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン・キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダン、及びラミナランのそれぞれの多糖類について、好ましい加水分解温度および特に好ましい加水分解温度を表１に示す。
前記の加水分解反応は、０．１５〜１９．６ＭＰａ（１．５〜２００ｋｇ／ｃｍ2）の圧力で実施することが好ましく、０．２９〜１．９６ＭＰａ（３．０〜２０ｋｇ／ｃｍ2）の圧力にすることがより好ましい。
水溶媒のみを用いる加水分解反応の場合の反応圧力は、反応温度での水の蒸気圧に依存する。たとえば反応温度２００℃であれば、水の蒸気圧が約１．６ＭＰａとなるので、反応圧力は自動的に約１．６ＭＰａとなる。また、反応容器は、この圧力に十分耐えうる耐圧容器とする必要がある。
なお、二酸化炭素加圧下における反応圧力については後述する。
なお、二酸化炭素加圧下における反応圧力については後述する。
上記の水性媒体での加水分解反応は、室温において水性媒体を塩酸、硫酸等の鉱酸、シュウ酸、酢酸等の有機酸、又は炭酸（二酸化炭素）等により酸性側に、アンモニア水、水酸化ナトリウム、硝子ビーズ等によりアルカリ側に調整した後、多糖類と混合することが好ましい。
加水分解反応前の水性媒体の室温における水素イオン濃度は、１〜１３である必要がある。各多糖の加水分解反応における好ましい水素イオン濃度を表２に示す。
加水分解反応前の水性媒体の室温における水素イオン濃度は、１〜１３である必要がある。各多糖の加水分解反応における好ましい水素イオン濃度を表２に示す。
上記（２）記載の製造方法においては、ｐＨ２〜１１の水性媒体中で、温度１０５〜２６０℃において多糖類の加水分解を行う。この製造方法は、以下の３態様に大別される。
すなわち、（Ｉ）上記アガロース等の多糖類をｐＨ１以上５未満の酸性水性媒体中で温度１０５〜２６０℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、（II）上記アガロース等の多糖類をｐＨ５以上９未満の中性水性媒体中で温度１０５〜２６０℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、及び（III）上記アガロース等の多糖類をｐＨ９以上１３以下のアルカリ性水性媒体中で温度１０５〜２６０℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、である。これらの実施態様のうち、（Ｉ）及び（III）が好ましく、（Ｉ）がより好ましい。
すなわち、（Ｉ）上記アガロース等の多糖類をｐＨ１以上５未満の酸性水性媒体中で温度１０５〜２６０℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、（II）上記アガロース等の多糖類をｐＨ５以上９未満の中性水性媒体中で温度１０５〜２６０℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、及び（III）上記アガロース等の多糖類をｐＨ９以上１３以下のアルカリ性水性媒体中で温度１０５〜２６０℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法、である。これらの実施態様のうち、（Ｉ）及び（III）が好ましく、（Ｉ）がより好ましい。
上記（３）記載の水性媒体中での加水分解反応は、二酸化炭素の共存下で行う。二酸化炭素の共存下での加水分解反応には、具体的に以下の操作が例示される。
Ｉ．反応装置中に二酸化炭素ボンベ等により二酸化炭素を注入し、指定の水素イオン濃度に調整した水性媒体を用いる加水分解反応、
II．水性媒体を低温に保ち（好ましくは０〜３０℃、より好ましくは０〜１０℃）、二酸化炭素を溶液中に吹き込み、二酸化炭素を飽和させた水性媒体を用いる加水分解反応、
III．反応開始直前に反応装置に水性媒体とともにドライアイス（固体の二酸化炭素）を適宜投入し、ドライアイス存在下で反応容器を密閉し、二酸化炭素が共存している条件下での加水分解反応、
IV．反応装置に水性媒体と共にあらかじめ冷却したステンレス導管を用いることで反応容器中に液体の二酸化炭素を共存させる条件下での加水分解反応、
Ｖ．水性媒体と共に超臨界二酸化炭素を共存させる加水分解反応、
VI．あらかじめ低温下で（好ましくは−２０〜３０℃、より好ましくは−２０〜１０℃）二酸化炭素を吸収させたゼオライト・活性炭等の多孔性材料の共存下での加水分解反応、
VII．炭酸カリウムなど二酸化炭素の溶解度が高い固体を溶解した水性媒体条件下での加水分解反応。
Ｉ．反応装置中に二酸化炭素ボンベ等により二酸化炭素を注入し、指定の水素イオン濃度に調整した水性媒体を用いる加水分解反応、
II．水性媒体を低温に保ち（好ましくは０〜３０℃、より好ましくは０〜１０℃）、二酸化炭素を溶液中に吹き込み、二酸化炭素を飽和させた水性媒体を用いる加水分解反応、
III．反応開始直前に反応装置に水性媒体とともにドライアイス（固体の二酸化炭素）を適宜投入し、ドライアイス存在下で反応容器を密閉し、二酸化炭素が共存している条件下での加水分解反応、
IV．反応装置に水性媒体と共にあらかじめ冷却したステンレス導管を用いることで反応容器中に液体の二酸化炭素を共存させる条件下での加水分解反応、
Ｖ．水性媒体と共に超臨界二酸化炭素を共存させる加水分解反応、
VI．あらかじめ低温下で（好ましくは−２０〜３０℃、より好ましくは−２０〜１０℃）二酸化炭素を吸収させたゼオライト・活性炭等の多孔性材料の共存下での加水分解反応、
VII．炭酸カリウムなど二酸化炭素の溶解度が高い固体を溶解した水性媒体条件下での加水分解反応。
上記（３）記載の加水分解反応の反応温度は、１０５℃以上３００℃以下が好ましく、１０５〜２６０℃がより好ましい。前記の加水分解を行うためには、０．１５〜１９．６ＭＰａ（１．５〜２００ｋｇ／ｃｍ2）の圧力にすることが好ましく、０．２９〜１４．７ＭＰａ（３．０〜１５０ｋｇ／ｃｍ2）の圧力がより好ましい。
上記II．記載の水性媒体中での加水分解反応は、反応混合物の反応前室温（２５℃）におけるｐＨを２〜６に調整することが好ましく、ｐＨを３〜５に調整することがより好ましい。
二酸化炭素の共存下で行う加水分解において、二酸化炭素の併用量は、水性媒体の総量に対して、重量比で好ましくは０．１〜１５０重量％であり、より好ましくは０．８〜７０重量％、さらに好ましくは１．０〜１０重量％である。
加水分解時間は、反応温度との関係で、適宜選択できる。連続的な製造工程では、滞留時間が１〜８０分であることが好ましく、また、バッチ式の製造工程では、反応時間が０．５〜４時間であることが好ましい。
二酸化炭素が共存するかどうかを問わず水性媒体中での多糖類の水熱分解に用いる装置は、バッチ式とフロータイプ式に大別できる。
図１にフロータイプ式超臨界二酸化炭素反応装置の一例の概略図を示す。この装置は二酸化炭素が共存する水性媒体中の多糖類の水熱分解に使用することができる。ここに示す概略図中のＣＯ2はサイホン式二酸化炭素ボンベを、Ｈ2Ｏは加水分解用の水容器を示す。連続で反応を行う場合には、この水容器中にあらかじめ原料となる多糖類を入れスラリーポンプにより圧送する。また、図中のＩｎｊｅｃｔｏｒは反応解析などを行う場合の少量注入口である。二酸化炭素と多糖類を含んだ水は、Ｏｖｅｎ中で混合されて反応を開始する。圧力の制御はＢａｃｋ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒが行う。
バッチ式の反応装置（図２）については実施例で説明する。
上記（４）記載の発明は、アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、アンモニア水の共存する水性媒体中で、温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法であり、加水分解温度は１０５〜２６０℃がより好ましい。使用するアンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）の濃度は、０．０１〜１５重量％、好ましくは０．０４〜１０重量％、より好ましくは０．１〜２重量％である。
低糖及び／又はオリゴ糖を含む分解生成物から低糖及び／又はオリゴ糖を定法により分離することができる。オリゴ糖の分画には、レクチンカラムによる方法、ゲルカラムによる方法、高速液体クロマトグラフィー（ＨＬＰＣ）による分取方法、等が使用できる。これらの方法の詳細は、例えば、日本生化学会編、「複合糖質研究法Ｉ−糖タンパク−」（東京化学同人、１９８５年刊）に記載されている。
また、低糖又はオリゴ糖を含む分解生成物をこれらを溶解する溶媒に溶解した溶液とし、この溶液に非溶媒（沈殿剤）を添加することにより、分子量範囲に応じて、オリゴ糖又は低糖を選択的に沈殿分離することもできる。逆に、分解生成物から目的物を選択的に溶解する溶媒又は混合溶媒により抽出することもできる。例えば、キトサンの分解生成物から低糖及びオリゴ糖を水で抽出することができる（特開平９−０３１１０４号公報）。
近年開発され有用な分離方法は、分離膜を使用する分離である。一般にルーズＲＯ膜又はＮＦ膜と呼ばれる膜を使用する（特開２０００−２８１６９６号公報参照）。
また、サイズ排除クロマトグラム（ＳＣＥ）による分離も簡便である。ＳＣＥについては、実施例で説明する。
また、低糖又はオリゴ糖を含む分解生成物をこれらを溶解する溶媒に溶解した溶液とし、この溶液に非溶媒（沈殿剤）を添加することにより、分子量範囲に応じて、オリゴ糖又は低糖を選択的に沈殿分離することもできる。逆に、分解生成物から目的物を選択的に溶解する溶媒又は混合溶媒により抽出することもできる。例えば、キトサンの分解生成物から低糖及びオリゴ糖を水で抽出することができる（特開平９−０３１１０４号公報）。
近年開発され有用な分離方法は、分離膜を使用する分離である。一般にルーズＲＯ膜又はＮＦ膜と呼ばれる膜を使用する（特開２０００−２８１６９６号公報参照）。
また、サイズ排除クロマトグラム（ＳＣＥ）による分離も簡便である。ＳＣＥについては、実施例で説明する。
上記（１）〜（４）いずれか１つに記載の発明において、１０５〜３００℃で加水分解反応を行う前に、アガロース、アルギン酸、カードラン、カラギーナン、グルコマンナン、ヒアルロン酸及びフコイダンよりなる群から選ばれた多糖類を、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で３０〜１００℃にて均一になるまで加熱すること（以下、「可溶化」ともいう。）も好ましい実施態様である。ここで、「均一」とは、目視観察で多糖類が全て溶解していると視認されることをいう。以下、可溶化を行った後、加圧加水分解を行う実施態様を「二段階加水分解」ともいうこととする。
アガロース、アルギン酸、カードラン、カラギーナン、グルコマンナン、ヒアルロン酸及びフコイダンよりなる群から選ばれた多糖類は室温で水性媒体中に溶解したときには、完全に溶解しない。加圧加水分解反応前に可溶化することにより、加水分解反応溶液が均一化され、反応により生成する低糖及び／又はオリゴ糖の分子量制御が容易となり、再現性良く低糖及び／又はオリゴ糖を製造することができるので好ましい。
アガロース、アルギン酸、カードラン、カラギーナン、グルコマンナン、ヒアルロン酸及びフコイダンよりなる群から選ばれた多糖類は室温で水性媒体中に溶解したときには、完全に溶解しない。加圧加水分解反応前に可溶化することにより、加水分解反応溶液が均一化され、反応により生成する低糖及び／又はオリゴ糖の分子量制御が容易となり、再現性良く低糖及び／又はオリゴ糖を製造することができるので好ましい。
可溶化は、撹拌しながら、所定の温度で加熱することが好ましい。可溶化の加熱温度は、３０〜１００℃が好ましく、４０〜１００℃がより好ましい。
撹拌の効果は容器の形状、規模、攪拌機の種類や容器内のバッフルの形状等により大きく異なるが、例えば（株）耐圧硝子工業製ハイパークラスターＴＥＭ−Ｖ１０００を使用した場合、撹拌は、１００〜３，０００ｒｐｍであることが好ましく、３００〜２，０００ｒｐｍがより好ましく、４００〜１，５００ｒｐｍがさらに好ましい。
可溶化処理時間は実質的に上述の可溶化が達成されれば特に制限はないが、通常１５分〜２０時間程度、好ましくは３０分〜５時間程度、さらに好ましくは３０分〜３時間程度になるよう可溶化の温度と撹拌を調整する。
可溶化はｐＨ１〜１３の水性媒体中で行うことが好ましく、ｐＨ２〜１１の水性媒体中で行うことがより好ましい。また、二酸化炭素の共存する水性媒体中で行うことも好ましい。さらに、アンモニアが共存するアルカリ水溶液で可溶化することもできる。
撹拌の効果は容器の形状、規模、攪拌機の種類や容器内のバッフルの形状等により大きく異なるが、例えば（株）耐圧硝子工業製ハイパークラスターＴＥＭ−Ｖ１０００を使用した場合、撹拌は、１００〜３，０００ｒｐｍであることが好ましく、３００〜２，０００ｒｐｍがより好ましく、４００〜１，５００ｒｐｍがさらに好ましい。
可溶化処理時間は実質的に上述の可溶化が達成されれば特に制限はないが、通常１５分〜２０時間程度、好ましくは３０分〜５時間程度、さらに好ましくは３０分〜３時間程度になるよう可溶化の温度と撹拌を調整する。
可溶化はｐＨ１〜１３の水性媒体中で行うことが好ましく、ｐＨ２〜１１の水性媒体中で行うことがより好ましい。また、二酸化炭素の共存する水性媒体中で行うことも好ましい。さらに、アンモニアが共存するアルカリ水溶液で可溶化することもできる。
可溶化後の溶液は、低粘度であり、ゲル状態ではないことが好ましい。多糖類が溶解後も撹拌及び加熱を続けることにより液粘度を下げることができる。
可溶化後の溶液の３０℃での粘度は、好ましくは１〜８，０００ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは１０〜５，０００ｍＰａ・ｓであり、さらに好ましくは１００〜１，０００ｍＰａ・ｓである。
溶液全体が均等に撹拌でき、粘度が低いことが好ましい。粘度は目視により評価することができ、例えば、溶液を撹拌したときに生ずる「渦」により評価することができる。ここで、「渦」とは撹拌により生ずる、溶液上端部のロート状の形状をいう。渦が視認できることが好ましく、渦が明確に視認できることがより好ましい。このとき、溶液の粘度が低いので好ましい。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
可溶化後の溶液の３０℃での粘度は、好ましくは１〜８，０００ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは１０〜５，０００ｍＰａ・ｓであり、さらに好ましくは１００〜１，０００ｍＰａ・ｓである。
溶液全体が均等に撹拌でき、粘度が低いことが好ましい。粘度は目視により評価することができ、例えば、溶液を撹拌したときに生ずる「渦」により評価することができる。ここで、「渦」とは撹拌により生ずる、溶液上端部のロート状の形状をいう。渦が視認できることが好ましく、渦が明確に視認できることがより好ましい。このとき、溶液の粘度が低いので好ましい。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
（加水分解装置）
加水分解反応装置は、超臨界二酸化炭素反応装置（ＴＳＣ−ＷＣ；（株）耐圧硝子工業製）またはポータブル反応装置（ＴＶＳ−１；（株）耐圧硝子工業製）を用いて行った。ＴＳＣ−ＷＣの装置図を図２に示す。
（加水分解装置）
加水分解反応装置は、超臨界二酸化炭素反応装置（ＴＳＣ−ＷＣ；（株）耐圧硝子工業製）またはポータブル反応装置（ＴＶＳ−１；（株）耐圧硝子工業製）を用いて行った。ＴＳＣ−ＷＣの装置図を図２に示す。
（ＴＳＣ−ＷＣを用いた加水分解反応）
ＴＳＣ−ＷＣを用いた加水分解反応は、
（Ｉ）水溶媒のみを用いる高温・高圧下での加水分解反応、
（II）炭酸水を溶媒として用いる高温・高圧下での加水分解反応、又は、
（III）アンモニア水等のアルカリを用い指定の水素イオン濃度に調整した弱アルカリ性水（弱アルカリ性とはｐＨ８〜１２をいう。）を溶媒とした、高温・高圧下での加水分解反応、の３通りで行った。
ＴＳＣ−ＷＣを用いた加水分解反応は、
（Ｉ）水溶媒のみを用いる高温・高圧下での加水分解反応、
（II）炭酸水を溶媒として用いる高温・高圧下での加水分解反応、又は、
（III）アンモニア水等のアルカリを用い指定の水素イオン濃度に調整した弱アルカリ性水（弱アルカリ性とはｐＨ８〜１２をいう。）を溶媒とした、高温・高圧下での加水分解反応、の３通りで行った。
「炭酸水」とは、二酸化炭素を溶解させた弱酸性水（弱酸性とはｐＨ３〜６をいう。）
ここで、前記（II）の炭酸水は以下の方法で製造した。
図２に示した反応装置中に示したように、サイホン式炭酸ガスボンベから、あらかじめ３℃以下に保った冷却器を経由して、ＨＰＬＣポンプにより液化二酸化炭素を反応容器に注入した。注入後は約３０分間、水溶媒中の二酸化炭素の溶解度が高くなるように撹拌しながら放置した。
反応開始後は、圧力が上昇するため、気化した二酸化炭素を放出し、反応圧力が８．８ＭＰａ（９０ｋｇ／ｃｍ2）以下になるように圧力調整を行った。ただし、グルコマンナンの場合には、９．８１ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ2）の一定条件下で反応を行った。
以下、特に記載がないときは、反応温度が２００℃以上の場合は前記（Ｉ）の方法で、反応温度が２００℃未満の場合は前記（II）の方法で加水分解反応を行った。
ここで、前記（II）の炭酸水は以下の方法で製造した。
図２に示した反応装置中に示したように、サイホン式炭酸ガスボンベから、あらかじめ３℃以下に保った冷却器を経由して、ＨＰＬＣポンプにより液化二酸化炭素を反応容器に注入した。注入後は約３０分間、水溶媒中の二酸化炭素の溶解度が高くなるように撹拌しながら放置した。
反応開始後は、圧力が上昇するため、気化した二酸化炭素を放出し、反応圧力が８．８ＭＰａ（９０ｋｇ／ｃｍ2）以下になるように圧力調整を行った。ただし、グルコマンナンの場合には、９．８１ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ2）の一定条件下で反応を行った。
以下、特に記載がないときは、反応温度が２００℃以上の場合は前記（Ｉ）の方法で、反応温度が２００℃未満の場合は前記（II）の方法で加水分解反応を行った。
前記（III）の加水分解反応においては、アンモニア水を用いた加水分解反応でのｐＨは、１１に調整した。
（ＴＶＳ−１を用いた加水分解反応での溶媒調整）
ＴＶＳ−１を用いた加水分解反応は、
（Ｉ）炭酸水を溶媒とした高温・高圧条件下での加水分解反応、
（II）アンモニア水等のアルカリを用い指定の水素イオン濃度に調整した弱アルカリ性水を溶媒とした、高温・高圧下での加水分解反応、
の２通りで行った。
ＴＶＳ−１を用いた加水分解反応は、
（Ｉ）炭酸水を溶媒とした高温・高圧条件下での加水分解反応、
（II）アンモニア水等のアルカリを用い指定の水素イオン濃度に調整した弱アルカリ性水を溶媒とした、高温・高圧下での加水分解反応、
の２通りで行った。
ここで、前記（Ｉ）の炭酸水を溶媒とした加水分解反応は、以下の２通りで行った。
（Ｉ）−１ 予め二酸化炭素を溶解させた弱酸性水（炭酸水）を用いる加水分解反応
ここでの弱酸性水は、２００ｍｌ三角フラスコ中に水１００ｍＬと、ドライアイス約５０ｇを投入し、同時にサイホン式液化二酸化炭素ボンベを用い二酸化炭素を吹き込みながら調整した。この飽和炭酸水の水素イオン濃度は、―０．３℃で３．３９、１８．４℃では３．８４を示した。
（Ｉ）−２ 上記飽和炭酸水１０ｍｌを反応容器に注入し、さらに反応容器中にドライアイス約５ｇを投入し、ドライアイス存在下で反応容器を密閉する加水分解反応。
以下、特に記載がないときは、（Ｉ）−１の方法で加水分解反応を行った。
また、（Ｉ）−２の方法で加水分解反応を行っても、同様の結果が得られた。
下記に二酸化炭素の溶解度（１００ｇの水に溶解する二酸化炭素の量（ｇ））を示す。
（Ｉ）−１ 予め二酸化炭素を溶解させた弱酸性水（炭酸水）を用いる加水分解反応
ここでの弱酸性水は、２００ｍｌ三角フラスコ中に水１００ｍＬと、ドライアイス約５０ｇを投入し、同時にサイホン式液化二酸化炭素ボンベを用い二酸化炭素を吹き込みながら調整した。この飽和炭酸水の水素イオン濃度は、―０．３℃で３．３９、１８．４℃では３．８４を示した。
（Ｉ）−２ 上記飽和炭酸水１０ｍｌを反応容器に注入し、さらに反応容器中にドライアイス約５ｇを投入し、ドライアイス存在下で反応容器を密閉する加水分解反応。
以下、特に記載がないときは、（Ｉ）−１の方法で加水分解反応を行った。
また、（Ｉ）−２の方法で加水分解反応を行っても、同様の結果が得られた。
下記に二酸化炭素の溶解度（１００ｇの水に溶解する二酸化炭素の量（ｇ））を示す。
（加水分解反応）
反応時間は反応装置内の温度が指定された反応温度に達した時をもって反応開始時間とした。反応終了後は、ＴＳＣ−ＷＣ装置の場合には空冷冷却で、ＴＶＳ−１は水冷で室温まで冷却した。冷却後は必要な場合には直ちにｐＨを測定した。加水分解後の反応溶液は、そのままアスピレーターで減圧下、エバポレータにより水溶媒を完全に除去し蒸発・乾固物とした。以後、この試料を低分子量化の判定試料とした。
反応時間は反応装置内の温度が指定された反応温度に達した時をもって反応開始時間とした。反応終了後は、ＴＳＣ−ＷＣ装置の場合には空冷冷却で、ＴＶＳ−１は水冷で室温まで冷却した。冷却後は必要な場合には直ちにｐＨを測定した。加水分解後の反応溶液は、そのままアスピレーターで減圧下、エバポレータにより水溶媒を完全に除去し蒸発・乾固物とした。以後、この試料を低分子量化の判定試料とした。
(低糖及びオリゴ糖の生成の判定)
低糖及びオリゴ糖の生成の判定は、下記の（１）サイズ排除クロマトグラフ（以下ＳＣＥと略す）を用いた判定および、（２）アルコール溶液を用いた判定にて行った。
（ＳＣＥを用いた判定）
ＳＣＥ分析の試料は上記の蒸発・乾固物を０．５％超純水溶液に溶かし、平均孔径が０．４５μｍのフイルターを通したものを使用した。ＳＣＥカラムは糖分析用のＳｈｏｄｅｘ ＳＵＧＡＲ、ＫＳ−８０１およびＫＳ−８０２を用いて行った。Ｓｈｏｄｅｘ ＳＵＧＡＲカラムは、スチレンージビニルベンゼン共重合体を基本としたイオン交換樹脂の充填カラムであり、単糖類、二糖類、オリゴ糖、低糖、多糖類などの炭水化物の分離に用いられる汎用カラムである。ＳＣＥの分析条件を以下に示す。
低糖及びオリゴ糖の生成の判定は、下記の（１）サイズ排除クロマトグラフ（以下ＳＣＥと略す）を用いた判定および、（２）アルコール溶液を用いた判定にて行った。
（ＳＣＥを用いた判定）
ＳＣＥ分析の試料は上記の蒸発・乾固物を０．５％超純水溶液に溶かし、平均孔径が０．４５μｍのフイルターを通したものを使用した。ＳＣＥカラムは糖分析用のＳｈｏｄｅｘ ＳＵＧＡＲ、ＫＳ−８０１およびＫＳ−８０２を用いて行った。Ｓｈｏｄｅｘ ＳＵＧＡＲカラムは、スチレンージビニルベンゼン共重合体を基本としたイオン交換樹脂の充填カラムであり、単糖類、二糖類、オリゴ糖、低糖、多糖類などの炭水化物の分離に用いられる汎用カラムである。ＳＣＥの分析条件を以下に示す。
また、分子量校正用標準試料であるポリエチレングリコール（（株）ＧＬサイエンス製）を用いた検量線を作成した。ここでは排除限界が分子量１０，０００までのカラムを用いているため、ポリエチレングリコールの上限分子量は７，１００を用いた。標準ポリエチレングリコールの分子量と溶出時間を以下に示す。
上記の表より、分子量約５，０００〜１０，０００の低糖は８分前後に溶出することが分かる。また、分子量が２，０００を超えない８糖程度で構成されたオリゴ糖の溶出時間は約１０分であり、２糖が１２分から１４分前後に溶出することが推測できる。
（アルコール溶液を用いた判定）
加水分解を受けて低分子量化した多糖は、一般的に水溶性の性質を有することから、メタノールやエタノールなど水と任意に混ざりあう低級アルコール等の有機溶媒にも可溶性を示す。これに対し多糖類は、（１）水溶媒に可溶なもの、（２）水溶媒中でゲル化するもの、（３）水溶媒に不溶なもの、に分かれるが、１００％アルコール溶媒には溶けない。したがって、有機溶媒として水と任意に混ざり合うアルコール溶媒への糖の溶解度は、糖類の重合度に依存しており、結果として多糖が加水分解を受けて、低分子量化したかどうかの指標のひとつとなる。
すなわち、高濃度のアルコール溶液に可溶であればあるほど、多糖の加水分解生成物は低分子量化していると判断できる。このため低分子量化の判断は、濃度の異なる水−エタノール溶液への可溶化の度合いをもって判断した。判定に用いたエタノール溶液は、重量％で調整した。加水分解により得られた蒸発乾固物は、判定容器である１．５ｍｌマイクロチューブに、電子化学天秤にて１０．０ｍｇを正確に秤り取った。さらに、この容器ごとに、純水、１０ｗｔ％、２０ｗｔ％、４０ｗｔ％、６０ｗｔ％の各エタノール水溶液を、正確に１．００ｍｌ添加した。マイクロチューブ容器は、密閉後、超音波洗浄機で５分間加振し、２４時間静置した。判定は目視により行い、１００％溶けている場合は○印を、５０％程度可溶化している場合には△印を、可溶化しない場合には×印とした。５０％の可溶化（△印）の判断は、マイクロチューブ内での加水分解物の底からの広がりを目視判断で長さに換算し、同一溶媒中での原料の底からの広がりの長さ、またはゲル状範囲の大きさとの比較により行った。目視により得られた広がりの長さが、原料と比較して、５０％前後（＋/−２０％程度）の場合には△印とした。
加水分解を受けて低分子量化した多糖は、一般的に水溶性の性質を有することから、メタノールやエタノールなど水と任意に混ざりあう低級アルコール等の有機溶媒にも可溶性を示す。これに対し多糖類は、（１）水溶媒に可溶なもの、（２）水溶媒中でゲル化するもの、（３）水溶媒に不溶なもの、に分かれるが、１００％アルコール溶媒には溶けない。したがって、有機溶媒として水と任意に混ざり合うアルコール溶媒への糖の溶解度は、糖類の重合度に依存しており、結果として多糖が加水分解を受けて、低分子量化したかどうかの指標のひとつとなる。
すなわち、高濃度のアルコール溶液に可溶であればあるほど、多糖の加水分解生成物は低分子量化していると判断できる。このため低分子量化の判断は、濃度の異なる水−エタノール溶液への可溶化の度合いをもって判断した。判定に用いたエタノール溶液は、重量％で調整した。加水分解により得られた蒸発乾固物は、判定容器である１．５ｍｌマイクロチューブに、電子化学天秤にて１０．０ｍｇを正確に秤り取った。さらに、この容器ごとに、純水、１０ｗｔ％、２０ｗｔ％、４０ｗｔ％、６０ｗｔ％の各エタノール水溶液を、正確に１．００ｍｌ添加した。マイクロチューブ容器は、密閉後、超音波洗浄機で５分間加振し、２４時間静置した。判定は目視により行い、１００％溶けている場合は○印を、５０％程度可溶化している場合には△印を、可溶化しない場合には×印とした。５０％の可溶化（△印）の判断は、マイクロチューブ内での加水分解物の底からの広がりを目視判断で長さに換算し、同一溶媒中での原料の底からの広がりの長さ、またはゲル状範囲の大きさとの比較により行った。目視により得られた広がりの長さが、原料と比較して、５０％前後（＋/−２０％程度）の場合には△印とした。
＜実施例１−１＞
（アガロースの加水分解）
原料として、寒天アガロース（培地用寒天；伊那食品工業（株）製）を用いた。ＴＳＣ−ＷＣにて行った加水分解（実験１〜７）では寒天アガロース１．００ｇを使用し、６０ｇの水溶媒、又は炭酸水を使用して加水分解を行った。また、ＴＶＳ−１にて行った加水分解（実験８〜１１）では、寒天アガロース０．５０ｇを使用し、１０ｇの水溶媒、又は炭酸水を使用して加水分解を行った。
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験１〜実験１１を行った。以下に加水分解生成物について、低糖及びオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
アガロースの加水分解物の収量をＨＰＬＣ測定した。加水分解反応終了後、直ちに冷却し、反応溶液に活性炭を加え、１００℃で３分間加熱することにより、反応溶液の精製を行った。精製後の反応溶液は、液体窒素により凍結後、真空ポンプにより凍結乾燥を行った。加水分解反応の収量は凍結乾燥後の試料の乾燥重量を測定することで求めた。反応収率は仕込量に対する凍結乾燥物の重量比を割合（％）で表した。低糖又はオリゴ糖の収率（％）は、ＨＰＬＣ分析でのピーク総面積を１００とし、それに対する低糖又はオリゴ糖に該当するピーク面積値の割合をそれぞれ求め、さらに凍結乾燥後の収率を掛けて低糖及びオリゴ糖の収率（％）とした。
これらの結果から表６における低糖及びオリゴ糖の生成量を以下の通り表示した。
×：低糖又はオリゴ糖の生成収率が仕込量に対して２％未満
△：低糖又はオリゴ糖の生成収率が仕込量に対して２％以上１０％未満
○：低糖又はオリゴ糖の生成収率が仕込量に対して１０％以上
なお、以下に示す表においても、×、△、○は同様の意味を表すものとする。
（アガロースの加水分解）
原料として、寒天アガロース（培地用寒天；伊那食品工業（株）製）を用いた。ＴＳＣ−ＷＣにて行った加水分解（実験１〜７）では寒天アガロース１．００ｇを使用し、６０ｇの水溶媒、又は炭酸水を使用して加水分解を行った。また、ＴＶＳ−１にて行った加水分解（実験８〜１１）では、寒天アガロース０．５０ｇを使用し、１０ｇの水溶媒、又は炭酸水を使用して加水分解を行った。
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験１〜実験１１を行った。以下に加水分解生成物について、低糖及びオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
アガロースの加水分解物の収量をＨＰＬＣ測定した。加水分解反応終了後、直ちに冷却し、反応溶液に活性炭を加え、１００℃で３分間加熱することにより、反応溶液の精製を行った。精製後の反応溶液は、液体窒素により凍結後、真空ポンプにより凍結乾燥を行った。加水分解反応の収量は凍結乾燥後の試料の乾燥重量を測定することで求めた。反応収率は仕込量に対する凍結乾燥物の重量比を割合（％）で表した。低糖又はオリゴ糖の収率（％）は、ＨＰＬＣ分析でのピーク総面積を１００とし、それに対する低糖又はオリゴ糖に該当するピーク面積値の割合をそれぞれ求め、さらに凍結乾燥後の収率を掛けて低糖及びオリゴ糖の収率（％）とした。
これらの結果から表６における低糖及びオリゴ糖の生成量を以下の通り表示した。
×：低糖又はオリゴ糖の生成収率が仕込量に対して２％未満
△：低糖又はオリゴ糖の生成収率が仕込量に対して２％以上１０％未満
○：低糖又はオリゴ糖の生成収率が仕込量に対して１０％以上
なお、以下に示す表においても、×、△、○は同様の意味を表すものとする。
上記の低糖化およびオリゴ糖の存在は、ＳＣＥを用いて判定した。代表的なクロマトグラムを図３および図４に示す。これらは、実験２および実験５における加水分解物のクロマトグラムである。前記の実験は、ＴＳＣ−ＷＣを用い、二酸化炭素加圧下、以下の条件にて加水分解を行った。
（実験２）１３０℃、２時間の結果は図３に示し、（実験５）１７０℃、２時間の結果は図４に示した。
（実験２）１３０℃、２時間の結果は図３に示し、（実験５）１７０℃、２時間の結果は図４に示した。
実験２のクロマトグラム（図３）中には、溶出時間９．８分の大きなピークの存在が確認された。このピークは７．３分から１３分前後まで連続的に溶出した。このピークは、表５に記載した分子量の検量線から、溶出時間７．３分は分子量１０，０００前後、１３分が分子量４４０であり、ピークトップの溶出時間（９．８分）から計算された平均分子量が、約３，０００から３，５００前後であることが分かった。また、１３．５分と１５．２分のピークは、それぞれ２糖と単糖である。これらの結果から、アガロースの加水分解により低糖及びオリゴ糖が生成したと判定した。
実験５のクロマトグラム（図４）中には、実験２のクロマトグラム中の９．８分に相当するピークトップの溶出時間が１０．２分から１１分に移動し、さらにこのピーク全体も８．８分から１３．０分前後へと溶出時間が後退した。これらのピークは、表５に記載した分子量の検量線から、溶出時間８．８分は分子量７，０００前後で、１３．０分が３糖程度を、ピークトップの溶出時間から平均分子量が約１，２００前後であり、主として６から７糖を中心としたオリゴ糖であることが分かった。また、１３．４分と１５．０分のピークはそれぞれ、２糖と単糖である。これらの結果から、アガロースの加水分解により低糖及びオリゴ糖が生成したと判定した。
実験５のクロマトグラム（図４）中には、実験２のクロマトグラム中の９．８分に相当するピークトップの溶出時間が１０．２分から１１分に移動し、さらにこのピーク全体も８．８分から１３．０分前後へと溶出時間が後退した。これらのピークは、表５に記載した分子量の検量線から、溶出時間８．８分は分子量７，０００前後で、１３．０分が３糖程度を、ピークトップの溶出時間から平均分子量が約１，２００前後であり、主として６から７糖を中心としたオリゴ糖であることが分かった。また、１３．４分と１５．０分のピークはそれぞれ、２糖と単糖である。これらの結果から、アガロースの加水分解により低糖及びオリゴ糖が生成したと判定した。
また、アルコール溶液（エタノール溶液）を用いた判定の結果を以下に示す。
原料である寒天アガロースは純水にも溶解しないが、実験２の反応生成物は、純水、１０ｗｔ％のエタノール溶液に完全に可溶となった。実験２と比較して、加水分解温度がより高く、前記のクロマトグラム上においても、より低糖およびオリゴ糖の生成の進んでいた実験５の反応生成物においては、４０ｗｔ％のエタノール溶液に対しても完全に可溶となった。このことは、エタノール溶液に対する溶解性が、低糖及びオリゴ糖の生成の指標として用いることができることを示唆するものであり、エタノールを用いた判定により、低糖及びオリゴ糖がどの程度生成しているのかを評価することができる。
以下の実施例１−２〜１−１０においても、エタノール溶液を用いた可溶化の判定を用いて、簡便に低糖及びオリゴ糖の生成の判定を行うことができる。
以下の実施例１−２〜１−１０においても、エタノール溶液を用いた可溶化の判定を用いて、簡便に低糖及びオリゴ糖の生成の判定を行うことができる。
＜実施例１−２＞
（アルギン酸の加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験２１〜実験２９を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりに褐藻類のこんぶから抽出したアルギン酸ナトリウム（（株）キミカ製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
（アルギン酸の加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験２１〜実験２９を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりに褐藻類のこんぶから抽出したアルギン酸ナトリウム（（株）キミカ製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
なお、前記実験２７’においては、二酸化炭素を共存させずに実験２７と同様の実験を行った。
＜実施例１−３＞
（イヌリンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験３１〜実験３４を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりにキクイモから抽出したイヌリン（フジ日本精糖（株）製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、オリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
（イヌリンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験３１〜実験３４を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりにキクイモから抽出したイヌリン（フジ日本精糖（株）製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、オリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
＜実施例１−４＞
（カラギーナンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験４１〜実験４４を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりに紅藻類海藻から抽出したκカラギーナン（中央フーズマテリアル（株）製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
（カラギーナンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験４１〜実験４４を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりに紅藻類海藻から抽出したκカラギーナン（中央フーズマテリアル（株）製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
＜実施例１−５＞
（キチン・キトサンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験５１〜実験６２を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりに甲殻類から抽出したキチン・キトサン（脱アセチル化度７５．９％；（株）純正化学製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
（キチン・キトサンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験５１〜実験６２を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりに甲殻類から抽出したキチン・キトサン（脱アセチル化度７５．９％；（株）純正化学製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
上記実験５７においては、アンモニア水にてｐＨを１１に合わせた後、水溶媒を用いて加水分解反応を行った。
＜実施例１−６＞
（グルコマンナンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験７１〜実験７３を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりにコンニャクイモから抽出したグルコマンナン（清水化学（株）製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
（グルコマンナンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験７１〜実験７３を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりにコンニャクイモから抽出したグルコマンナン（清水化学（株）製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
＜実施例１−７＞
（フコダインの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験８１、実験８２を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりに沖縄もずくから抽出したフコイダン（マンナンフーズ（株）製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
（フコダインの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験８１、実験８２を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりに沖縄もずくから抽出したフコイダン（マンナンフーズ（株）製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
＜実施例１−８＞
（カードランの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験９１〜実験９３を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりにカードランを用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
（カードランの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験９１〜実験９３を行った。加水分解条件および、アガロースの代わりにカードランを用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
＜実施例１−９＞
（ヒアルロン酸の加水分解）
実施例１−１においてアガロースを使用する代わりにヒアルロン酸を使用する以外は全く同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験１０１〜実験１０３を行った。加水分解条件及び、アガロースの代わりにヒアルロン酸（（株）資生堂製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
（ヒアルロン酸の加水分解）
実施例１−１においてアガロースを使用する代わりにヒアルロン酸を使用する以外は全く同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。
加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）を変化させ、実験１０１〜実験１０３を行った。加水分解条件及び、アガロースの代わりにヒアルロン酸（（株）資生堂製）を用いた以外は、実施例１−１と同様に加水分解した。以下に加水分解生成物について、低糖およびオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
＜実施例１−１０＞
（ラミナランの加水分解）
実施例１−１においてアガロースを使用する代わりにラミナランを使用する以外は全く同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。
（ラミナランの加水分解）
実施例１−１においてアガロースを使用する代わりにラミナランを使用する以外は全く同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。
（実施例２）
加圧加水分解反応を行う前に多糖類の可溶化を行う二段階加水分解法にて低糖及び／又はオリゴ糖を製造した。
（可溶化反応）
５００ｍｌの飽和炭酸水（ｐＨ約３．４、０℃）及び試料（多糖類）４ｇを（株）耐圧硝子工業製ハイパークラスターＴＥＭ−Ｖ１０００に入れ、所定温度まで加熱した後、３０分間６００ｒｐｍにて撹拌した。
加圧加水分解反応を行う前に多糖類の可溶化を行う二段階加水分解法にて低糖及び／又はオリゴ糖を製造した。
（可溶化反応）
５００ｍｌの飽和炭酸水（ｐＨ約３．４、０℃）及び試料（多糖類）４ｇを（株）耐圧硝子工業製ハイパークラスターＴＥＭ−Ｖ１０００に入れ、所定温度まで加熱した後、３０分間６００ｒｐｍにて撹拌した。
可溶化の程度は、可溶化状態について目視で評価を行った。
＜可溶化状態の評価＞
× ・・・ 非可溶：反応開始前での溶液中での多糖類の容積を１００としたとき、可溶化量が５０未満。
△ ・・・ 可溶化中：約半分程度可溶化。
○ ・・・ 全可溶化：完全に可溶化。
＜可溶化状態の評価＞
× ・・・ 非可溶：反応開始前での溶液中での多糖類の容積を１００としたとき、可溶化量が５０未満。
△ ・・・ 可溶化中：約半分程度可溶化。
○ ・・・ 全可溶化：完全に可溶化。
アガロース、アルギン酸、カードラン、カラギーナングルコマンナン、ヒアルロン酸、及び、フコイダンの可溶化の試験結果について以下に示す。
（可溶化後の粘度測定）
可溶化後の液粘度は、ＢＵＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製の粘度測定装置（ＨＢＤＶ−II＋ＣＰ）で測定した。
ＴＶＳ−１に各多糖類を０．２ｇ及び２５ｍｌの飽和炭酸水（ｐＨ３．４、０℃）を入れ、８０℃で１時間撹拌後、直ちに３０℃で粘度測定を行った。尚、８０℃で１時間撹拌することにより、アガロース、アルギン酸、カラギーナン、ヒアルロン酸、フコイダンはほぼ均一な溶液となり、カードラン及びグルコマンナン溶液は完全に膨潤し、ほぼ均一となった。また、これとは別に多糖類の標準的な粘度表示に用いるグァーガム１．０％水溶液で測定した粘度は２０℃で約８，０００ｍＰａ・ｓであった。可溶化後に３０℃で測定した粘度の結果を以下に示す。
可溶化後の液粘度は、ＢＵＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製の粘度測定装置（ＨＢＤＶ−II＋ＣＰ）で測定した。
ＴＶＳ−１に各多糖類を０．２ｇ及び２５ｍｌの飽和炭酸水（ｐＨ３．４、０℃）を入れ、８０℃で１時間撹拌後、直ちに３０℃で粘度測定を行った。尚、８０℃で１時間撹拌することにより、アガロース、アルギン酸、カラギーナン、ヒアルロン酸、フコイダンはほぼ均一な溶液となり、カードラン及びグルコマンナン溶液は完全に膨潤し、ほぼ均一となった。また、これとは別に多糖類の標準的な粘度表示に用いるグァーガム１．０％水溶液で測定した粘度は２０℃で約８，０００ｍＰａ・ｓであった。可溶化後に３０℃で測定した粘度の結果を以下に示す。
＜実施例２−１＞
（グルコマンナンの二段階加水分解）
加水分解はＴＶＳ−１を用いて行った。ＴＶＳ−１にコンニャクイモから抽出したグルコマンナン（清水化学（株）製）０．２ｇ及び２５ｍｌの飽和炭酸水（ｐＨ３．４、０℃）を入れ、１００℃で２時間撹拌後、所定の加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）で加水分解を行った。尚、１００℃で２時間撹拌することにより、グルコマンナン溶液は完全に膨潤し、ほぼ均一となった。
反応時間は反応装置内の温度が指定された反応温度に達した時をもって反応開始時間とした。反応終了後は、水冷で室温まで冷却した。
加水分解後の反応溶液はそのままアスピレーターで減圧下、エバポレータにより水性媒体を完全に除去し、蒸発・乾固物とした。以後この試料を低糖及びオリゴ糖の存在を判定する試料とした。
（グルコマンナンの二段階加水分解）
加水分解はＴＶＳ−１を用いて行った。ＴＶＳ−１にコンニャクイモから抽出したグルコマンナン（清水化学（株）製）０．２ｇ及び２５ｍｌの飽和炭酸水（ｐＨ３．４、０℃）を入れ、１００℃で２時間撹拌後、所定の加水分解条件（反応圧力、反応温度、反応時間）で加水分解を行った。尚、１００℃で２時間撹拌することにより、グルコマンナン溶液は完全に膨潤し、ほぼ均一となった。
反応時間は反応装置内の温度が指定された反応温度に達した時をもって反応開始時間とした。反応終了後は、水冷で室温まで冷却した。
加水分解後の反応溶液はそのままアスピレーターで減圧下、エバポレータにより水性媒体を完全に除去し、蒸発・乾固物とした。以後この試料を低糖及びオリゴ糖の存在を判定する試料とした。
低糖及びオリゴ糖の生成の判定は、下記のサイズ排除クロマトグラフ（以下ＳＣＥと略す）を用いて判定を行った。
（ＳＣＥを用いた判定）
ＳＣＥ分析の試料は上記の蒸発・乾固物を０．５％超純水溶液に溶かし、平均孔径が０．４５μｍのフイルターを通したものを使用した。ＳＣＥカラムは糖分析用のＳｈｏｄｅｘ ＳＵＧＡＲ、ＫＳ−８０４を用いて行った。ＳＣＥの分析条件を以下に示す。
（ＳＣＥを用いた判定）
ＳＣＥ分析の試料は上記の蒸発・乾固物を０．５％超純水溶液に溶かし、平均孔径が０．４５μｍのフイルターを通したものを使用した。ＳＣＥカラムは糖分析用のＳｈｏｄｅｘ ＳＵＧＡＲ、ＫＳ−８０４を用いて行った。ＳＣＥの分析条件を以下に示す。
また、分子量校正用標準試料であるプルラン（（株）昭和電工製）を用いた検量線を作成した。標準試料プルランの分子量と溶出時間を以下に示す。
上記の表より、分子量約２，０００〜１０，０００の低糖は１４〜１６分前後に溶出することが分かる。また、分子量が２，０００を超えない８糖程度で構成されたオリゴ糖の溶出時間はそれよりもさらに遅いものであることが推測できる。
以下に、グルコマンナンの加水分解生成物について、低糖及びオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
以下に、グルコマンナンの加水分解生成物について、低糖及びオリゴ糖の存在を判定した結果を示す。
＜実施例２−２＞
（カラギーナンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度）を変化させ、実験２１１〜実験２１６を行った。可溶化条件を４０℃で３０分間とし、グルコマンナンの代わりにカラギーナン原藻粉末（（株）中央フーズマテリアル社製）を用いた以外は実施例２−１と同様にして、カラギーナン原藻粉末の二段階加水分解を行った。低糖及びオリゴ糖の存在を判定した結果を以下に示す。
（カラギーナンの加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度）を変化させ、実験２１１〜実験２１６を行った。可溶化条件を４０℃で３０分間とし、グルコマンナンの代わりにカラギーナン原藻粉末（（株）中央フーズマテリアル社製）を用いた以外は実施例２−１と同様にして、カラギーナン原藻粉末の二段階加水分解を行った。低糖及びオリゴ糖の存在を判定した結果を以下に示す。
＜実施例２−３＞
（ヒアルロン酸の加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度）を変化させ、実験２２１〜実験２２７を行った。可溶化条件を４０℃で３０分間とし、グルコマンナンの代わりに０．１ｇの酵素重合で合成した分子量１２０万のヒアルロン酸（ＨＲ−１２；（株）資生堂製）を用いた以外は実施例２−１と同様にして、ヒアルロン酸の二段階加水分解を行った。低糖及びオリゴ糖の存在を判定した結果を以下に示す。
（ヒアルロン酸の加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度）を変化させ、実験２２１〜実験２２７を行った。可溶化条件を４０℃で３０分間とし、グルコマンナンの代わりに０．１ｇの酵素重合で合成した分子量１２０万のヒアルロン酸（ＨＲ−１２；（株）資生堂製）を用いた以外は実施例２−１と同様にして、ヒアルロン酸の二段階加水分解を行った。低糖及びオリゴ糖の存在を判定した結果を以下に示す。
（実験２２４）１５０℃、２時間加水分解後のＳＣＥクロマトグラムを図５に示した。
＜実施例２−４＞
（アルギン酸の加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度）を変化させ、実験２３１〜実験２３４を行った。実施例２−１においてグルコマンナンを使用する代わりにアルギン酸を使用する以外は同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。尚、可溶化条件は４０℃で３０分間とした。
（アルギン酸の加水分解）
加水分解条件（反応圧力、反応温度）を変化させ、実験２３１〜実験２３４を行った。実施例２−１においてグルコマンナンを使用する代わりにアルギン酸を使用する以外は同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。尚、可溶化条件は４０℃で３０分間とした。
アルギン酸の加水分解での収量を測定した。加水分解反応終了後、直ちに冷却し、反応溶液に活性炭を加え、１００℃で３分間加熱することにより、反応溶液の精製を行った。精製後の反応溶液は、液体窒素により凍結後、真空ポンプにより凍結乾燥を行った。加水分解反応の収量は、凍結乾燥後の試料の乾燥重量を測定することにより求めた。また、反応収率は反応前の仕込み量（０．２０ｇ）に対する凍結乾燥後の重量比（％）で表した。
その結果、実験２３３の反応収率は８１％であった。また、反応生成物中の低糖の割合は３６％であり、オリゴ糖の割合は６４％であった。従って、低糖は反応前の仕込量（０．２０ｇ）に対して２９％（０．０５８ｇ）、また、オリゴ糖は５１％（０．１０２ｇ）生成したことが判った。
その結果、実験２３３の反応収率は８１％であった。また、反応生成物中の低糖の割合は３６％であり、オリゴ糖の割合は６４％であった。従って、低糖は反応前の仕込量（０．２０ｇ）に対して２９％（０．０５８ｇ）、また、オリゴ糖は５１％（０．１０２ｇ）生成したことが判った。
＜実施例２−５＞
（アガロースの加水分解）
実施例２−１においてグルコマンナンを使用する代わりにアガロースを使用する以外は同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。尚、可溶化条件は８０℃で３０分間とした。
（アガロースの加水分解）
実施例２−１においてグルコマンナンを使用する代わりにアガロースを使用する以外は同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。尚、可溶化条件は８０℃で３０分間とした。
＜実施例２−６＞
（カードランの加水分解）
実施例２−１においてグルコマンナンを使用する代わりにカードランを使用する以外は同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。尚、可溶化条件は１００℃で５時間とした。
（カードランの加水分解）
実施例２−１においてグルコマンナンを使用する代わりにカードランを使用する以外は同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。尚、可溶化条件は１００℃で５時間とした。
＜実施例２−７＞
（フコイダンの加水分解）
実施例２−１においてグルコマンナンを使用する代わりにフコイダンを使用する以外は同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。尚、可溶化条件は８０℃で３０分間とした。
実施例２−４〜２−７では加水分解条件（反応温度、反応圧力及び反応時間）を変化させて加水分解を行った。また、いずれも可溶化後に反応溶液はほぼ均一であった。
（フコイダンの加水分解）
実施例２−１においてグルコマンナンを使用する代わりにフコイダンを使用する以外は同様にして加水分解を行うことにより、低糖及び／又はオリゴ糖を得た。尚、可溶化条件は８０℃で３０分間とした。
実施例２−４〜２−７では加水分解条件（反応温度、反応圧力及び反応時間）を変化させて加水分解を行った。また、いずれも可溶化後に反応溶液はほぼ均一であった。
Claims (9)
- アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、
ｐＨ１〜１３の水性媒体中で、
温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。 - ｐＨ２〜１１の水性媒体中で、温度１０５〜２６０℃において加水分解する請求項１記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
- アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、
二酸化炭素の共存する水性媒体中で、
温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。 - アガロース、アルギン酸、イヌリン、カードラン、カラギーナン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ヒアルロン酸、フコイダンおよびラミナランよりなる群より選ばれた多糖類を、
アンモニア水の共存する水性媒体中で、
温度１０５〜３００℃において加水分解することを特徴とする低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。 - アガロース、アルギン酸、カードラン、カラギーナン、グルコマンナン、ヒアルロン酸及びフコイダンなる群より選ばれた多糖類を、ｐＨ１〜１３の水性媒体中で３０〜１００℃にて均一になるまで加熱した後、加水分解する請求項１〜４いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
- 低糖及び／又はオリゴ糖が分解生成物の３０重量％以上を占める請求項１〜５いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
- 低糖及び／又はオリゴ糖を含む分解生成物から低糖及び／又はオリゴ糖を分離する請求項１〜６いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
- カラギーナン及び／またはフコイダンとして原藻粉末を使用する請求項１〜７いずれか１つに記載の低糖及び／又はオリゴ糖の製造方法。
- 請求項１〜８いずれか１つの製造方法により製造された機能性の低糖及び／又はオリゴ糖。
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