JP2866157B2 - セロオリゴ糖の製造方法 - Google Patents
セロオリゴ糖の製造方法Info
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- cellooligosaccharides
- cellooligosaccharide
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセロビオース等のセロオリゴ糖の製造方法に
関するものであり、更に詳しくはセロオリゴ糖の酵素的
製造方法に関する。セロオリゴ糖とは、例えば、セロビ
オース、セロトリオース、セロテトラオース、セロペン
タオース、セロヘキサオース等のグルコースがβ−1,4
結合した比較的低重合の少糖類であり、セルラーゼの基
質または阻害剤や合成品の出発原料その他一般試薬とし
て用いられている。更に、近年は、その機能性が注目さ
れており、食品添加物としての用途も期待されている。
関するものであり、更に詳しくはセロオリゴ糖の酵素的
製造方法に関する。セロオリゴ糖とは、例えば、セロビ
オース、セロトリオース、セロテトラオース、セロペン
タオース、セロヘキサオース等のグルコースがβ−1,4
結合した比較的低重合の少糖類であり、セルラーゼの基
質または阻害剤や合成品の出発原料その他一般試薬とし
て用いられている。更に、近年は、その機能性が注目さ
れており、食品添加物としての用途も期待されている。
［従来の技術］ セロオリゴ糖を酵素的に製造するには、セルロースに
セルラーゼを作用させる方法、及び、セルロースにセロ
オリゴ糖を好収率で生成する極めて特異性の高い特殊な
セルラーゼを作用する方法が知られていた（特開平１−
256394号）。
セルラーゼを作用させる方法、及び、セルロースにセロ
オリゴ糖を好収率で生成する極めて特異性の高い特殊な
セルラーゼを作用する方法が知られていた（特開平１−
256394号）。
［本発明が解決しようとする課題］ しかしながら、市販のセルラーゼを用いた酵素法で
は、生成したセロオリゴ糖が更に分散されてグルコース
に分解され、目的とするセロオリゴ糖の収率が極めて低
いという欠点があった。又、特異性が高い特殊なセルラ
ーゼを作用する方法はそのセルラーゼを得るためにその
生産菌を培養しなければならず、又限外濾過反応器等の
設備が必要でありかつ反応時間も長い等の欠点を有して
いる。
は、生成したセロオリゴ糖が更に分散されてグルコース
に分解され、目的とするセロオリゴ糖の収率が極めて低
いという欠点があった。又、特異性が高い特殊なセルラ
ーゼを作用する方法はそのセルラーゼを得るためにその
生産菌を培養しなければならず、又限外濾過反応器等の
設備が必要でありかつ反応時間も長い等の欠点を有して
いる。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、以上のような問題点を解決し、一般に市販
されている入手容易なセルラーゼ製剤を利用して且つ高
収率でセロオリゴ糖を工業的に製造する方法を提供する
ことを目的とする。即ち、本発明者らは上記の欠点を解
消するため鋭意検討した結果、一般に市販されている入
手容易なセルラーゼ製剤を用いてのバッチ式酵素反応に
より、セロオリゴ糖を効率良く生成蓄積せしめる方法を
見いだし本発明を達成したものである。即ち、本発明
は、セルロース系物質からセルラーゼの作用によりセロ
オリゴ糖を製造する方法において、その反応をグルコノ
ラクトン及び／またはグルコン酸の存在下で行うことを
特徴とするセロオリゴ糖の製造方法である。以下に本発
明を詳細に説明する。
されている入手容易なセルラーゼ製剤を利用して且つ高
収率でセロオリゴ糖を工業的に製造する方法を提供する
ことを目的とする。即ち、本発明者らは上記の欠点を解
消するため鋭意検討した結果、一般に市販されている入
手容易なセルラーゼ製剤を用いてのバッチ式酵素反応に
より、セロオリゴ糖を効率良く生成蓄積せしめる方法を
見いだし本発明を達成したものである。即ち、本発明
は、セルロース系物質からセルラーゼの作用によりセロ
オリゴ糖を製造する方法において、その反応をグルコノ
ラクトン及び／またはグルコン酸の存在下で行うことを
特徴とするセロオリゴ糖の製造方法である。以下に本発
明を詳細に説明する。
本発明に用いるセルラーゼは特に限定する必要はな
く、市販セルラーゼ製剤のいずれでも用いることが出来
る。また主原料としてのセルロース系物質としては特に
限定されないが、脱リグニンされパウダー化された物の
方がより好ましい。またパルプ製造工程で副成する短繊
維や古紙再生工程で発生する再生不可能なセルロース等
も用いることが出来る。反応は、グルコノラクトン及び
／またはグルコン酸及び酵素と主原料を含む水懸濁状態
で行う。この時のグルコノラクトン及び／またはグルコ
ン酸の反応液中の濃度は0.1〜5W/W％、好ましくは0.5〜
2W/W％の範囲である。酵素の反応液中濃度は0.01〜5W/W
％、好ましくは0.1〜1W/W％、また主原料の反応液中濃
度は0.1〜15W/W％、好ましくは１〜10W/W％の範囲であ
り、これらを適宜組み合わせて用いる。また反応液のpH
は３〜６、好ましくは４〜５の範囲で、また反応温度は
30〜60℃、好ましくは45℃〜55℃の範囲で行う。反応時
間はセロオリゴ糖の生成が最大になった時点で終了する
のが好ましいが、大方１〜10時間の範囲である。酵素反
応終了後遠心分離及びケイソウ土濾過等により未反応残
査を除去して清澄液を得る。次に、イオン交換樹脂によ
る脱イオン処理を行い減圧濃縮し冷却してセロオリゴ糖
の結晶を得ることが出来る。更に再結晶を繰り返せば極
微量共存するグルコースを完全に除去する事が出来る。
尚、結晶収率を向上させる為にエタノール等のアルコー
ルを添加して冷却する方法も適用出来る。
く、市販セルラーゼ製剤のいずれでも用いることが出来
る。また主原料としてのセルロース系物質としては特に
限定されないが、脱リグニンされパウダー化された物の
方がより好ましい。またパルプ製造工程で副成する短繊
維や古紙再生工程で発生する再生不可能なセルロース等
も用いることが出来る。反応は、グルコノラクトン及び
／またはグルコン酸及び酵素と主原料を含む水懸濁状態
で行う。この時のグルコノラクトン及び／またはグルコ
ン酸の反応液中の濃度は0.1〜5W/W％、好ましくは0.5〜
2W/W％の範囲である。酵素の反応液中濃度は0.01〜5W/W
％、好ましくは0.1〜1W/W％、また主原料の反応液中濃
度は0.1〜15W/W％、好ましくは１〜10W/W％の範囲であ
り、これらを適宜組み合わせて用いる。また反応液のpH
は３〜６、好ましくは４〜５の範囲で、また反応温度は
30〜60℃、好ましくは45℃〜55℃の範囲で行う。反応時
間はセロオリゴ糖の生成が最大になった時点で終了する
のが好ましいが、大方１〜10時間の範囲である。酵素反
応終了後遠心分離及びケイソウ土濾過等により未反応残
査を除去して清澄液を得る。次に、イオン交換樹脂によ
る脱イオン処理を行い減圧濃縮し冷却してセロオリゴ糖
の結晶を得ることが出来る。更に再結晶を繰り返せば極
微量共存するグルコースを完全に除去する事が出来る。
尚、結晶収率を向上させる為にエタノール等のアルコー
ルを添加して冷却する方法も適用出来る。
［作用］ 本発明によるセルラーゼ反応に於てセロオリゴ糖が生
成する機構については明かでないが以下のようなことが
推定された。セルラーゼはセルロース成分をグルコース
やセロオリゴ糖に分解する酵素として一般に知られてい
るが、その中にC1酵素活性、CX酵素活性、及びβ−グル
コシダーゼ活性等を含むとされている。セルロースが分
解される過程は先ずC1酵素活性やCX酵素活性が働きセロ
オリゴ糖を生成しこれにβ−グルコシダーゼ活性が働き
セルロースの最小単位であるグルコースに分解するとさ
れている。セルラーゼ反応を行う際にグルコノラクトン
及び／またはグルコン酸を加えると、これによりβ−グ
ルコシダーザ活性が阻害され従ってセロオリゴ糖が蓄積
されたものと考えられる。
成する機構については明かでないが以下のようなことが
推定された。セルラーゼはセルロース成分をグルコース
やセロオリゴ糖に分解する酵素として一般に知られてい
るが、その中にC1酵素活性、CX酵素活性、及びβ−グル
コシダーゼ活性等を含むとされている。セルロースが分
解される過程は先ずC1酵素活性やCX酵素活性が働きセロ
オリゴ糖を生成しこれにβ−グルコシダーゼ活性が働き
セルロースの最小単位であるグルコースに分解するとさ
れている。セルラーゼ反応を行う際にグルコノラクトン
及び／またはグルコン酸を加えると、これによりβ−グ
ルコシダーザ活性が阻害され従ってセロオリゴ糖が蓄積
されたものと考えられる。
［実施例］ 以下実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
尚、実施例におけるセロオリゴ糖の分離定量方法は下
記に示す高速液体クロマトグラフィー（以下HPLCと略
す）により行った。
記に示す高速液体クロマトグラフィー（以下HPLCと略
す）により行った。
（１）測定機器 HPLC用ポンプ：ウオーターズ製MODEL 510 示差屈折率検出器：昭和電工（株）製SHODEX RI SE −6
1 クロマトデーター処理装置：日立製833A形 （２）測定条件 カラム:4.6mm ID×25cm 充填剤：東ソー（株）製TSKge1Amide−80（５μｍ） カラム温度:80℃ 溶出溶媒：アセトニトリル／水＝6/4 流速:1ml/min 注入量:10μｌ 実施例１ セルラーゼ（商品名：メイセラーゼ、明治製菓株式会
社製）2g、セルロースパウダー（商品名:K・Ｓ・パウダ
ー100メッシュ、株式会社興人製）20g、及び10gのグル
コノラクトンを1Lの0.1M酢酸緩衝液pH5に添加し、50℃
に加温し攪拌しながら酵素反応を行った。４時間反応
後、遠心分離により上澄液を得た。上澄液は更にラジオ
ライト＃500を用いるケイソウ土濾過により清澄化し清
澄液960mlを得た。この清澄液の糖組成はHPLC分析の結
果グルコース1.04mg/ml、セロビオース6.29mg/ml、セロ
トリオース0.22mg/mlであった。次にこの清澄液を樹脂
量50mlのダイヤイオンSKIB（Ｈ型、三菱化成製）カラム
及び樹脂量100mlのダイヤイオンWA30（OH型、三菱化成
製）カラムに連続的に通液した（SV＝５）。得られた通
過液はエバポレーターにより減圧濃縮（40℃）して約12
ml（Bx約60度）とした。これにエタノールを4ml添加し
４℃で放置した。一液放置後白色結晶4.5gを得た。次
に、これを約9mlの熱水に溶解し先と同様に冷却して再
結晶品約3.1gを得た。この再結晶品をHPLCで分析した結
果は第１図のようであった。即ち、標準物質との比較か
らセロビオース96.6％、セロトリオース3.4％であっ
た。また、得られた結晶は、アーモンドβ−グルコシダ
ーゼ（シグマ製）により完全にグルコースに分解された
ことからこれはセロオリゴ糖であるといえる。
1 クロマトデーター処理装置：日立製833A形 （２）測定条件 カラム:4.6mm ID×25cm 充填剤：東ソー（株）製TSKge1Amide−80（５μｍ） カラム温度:80℃ 溶出溶媒：アセトニトリル／水＝6/4 流速:1ml/min 注入量:10μｌ 実施例１ セルラーゼ（商品名：メイセラーゼ、明治製菓株式会
社製）2g、セルロースパウダー（商品名:K・Ｓ・パウダ
ー100メッシュ、株式会社興人製）20g、及び10gのグル
コノラクトンを1Lの0.1M酢酸緩衝液pH5に添加し、50℃
に加温し攪拌しながら酵素反応を行った。４時間反応
後、遠心分離により上澄液を得た。上澄液は更にラジオ
ライト＃500を用いるケイソウ土濾過により清澄化し清
澄液960mlを得た。この清澄液の糖組成はHPLC分析の結
果グルコース1.04mg/ml、セロビオース6.29mg/ml、セロ
トリオース0.22mg/mlであった。次にこの清澄液を樹脂
量50mlのダイヤイオンSKIB（Ｈ型、三菱化成製）カラム
及び樹脂量100mlのダイヤイオンWA30（OH型、三菱化成
製）カラムに連続的に通液した（SV＝５）。得られた通
過液はエバポレーターにより減圧濃縮（40℃）して約12
ml（Bx約60度）とした。これにエタノールを4ml添加し
４℃で放置した。一液放置後白色結晶4.5gを得た。次
に、これを約9mlの熱水に溶解し先と同様に冷却して再
結晶品約3.1gを得た。この再結晶品をHPLCで分析した結
果は第１図のようであった。即ち、標準物質との比較か
らセロビオース96.6％、セロトリオース3.4％であっ
た。また、得られた結晶は、アーモンドβ−グルコシダ
ーゼ（シグマ製）により完全にグルコースに分解された
ことからこれはセロオリゴ糖であるといえる。
実施例２ セルラーゼとしてセルラーゼオノズカ（株式会社ヤク
ルト製）を、またグルコノラクトンの代わりにグルコン
酸を用いた以外は実施例１と全く同一条件で反応を行い
この反応液より実施例１と同様の方法により清澄液955m
lを得た。この清澄液の糖組成はHPLC分析の結果グルコ
ース0.82mg/ml、セロビオース5mg/ml、セロトリオース
0.17mg/mlであった。その後も実施例１と同様の処理を
行い、再結晶品2gを得た。このものの糖組成も、HPLC分
析の結果実施例１とほぼ同様であった。
ルト製）を、またグルコノラクトンの代わりにグルコン
酸を用いた以外は実施例１と全く同一条件で反応を行い
この反応液より実施例１と同様の方法により清澄液955m
lを得た。この清澄液の糖組成はHPLC分析の結果グルコ
ース0.82mg/ml、セロビオース5mg/ml、セロトリオース
0.17mg/mlであった。その後も実施例１と同様の処理を
行い、再結晶品2gを得た。このものの糖組成も、HPLC分
析の結果実施例１とほぼ同様であった。
比較例１ グルコノラクトンを添加しないこと以外は実施例１と
全く同じ条件で反応を行った。次にこの反応液より実施
例１と同様の方法により清澄液965mlを得た。の清澄液
の糖組成はHPLC分析の結果グルコース5.71mg/ml、セロ
ビオース0.96mg/mlであった。このように目的とするセ
ロビオースの収率は低く、多くはグルコースに変化して
しまっていた。
全く同じ条件で反応を行った。次にこの反応液より実施
例１と同様の方法により清澄液965mlを得た。の清澄液
の糖組成はHPLC分析の結果グルコース5.71mg/ml、セロ
ビオース0.96mg/mlであった。このように目的とするセ
ロビオースの収率は低く、多くはグルコースに変化して
しまっていた。
［発明の効果］ 比較例１からも明らかなように市販セルラーゼ製剤を
そのまま用いるセルラーゼ反応ではセロオリゴ糖の生成
が極めて低くセロオリゴ糖の製造方法として不適である
が、本発明の方法を用いれば一般に入手容易な市販セル
ラーゼ製剤によってもセロオリゴ糖の製造が可能であ
る。従って、特殊なセルラーゼを特に必要としない。ま
た限外濾過反応器等の設備も特に必要ではなく、かつ反
応時間も短い等セロオリゴ糖の工業的製造方法として極
めて有効である。
そのまま用いるセルラーゼ反応ではセロオリゴ糖の生成
が極めて低くセロオリゴ糖の製造方法として不適である
が、本発明の方法を用いれば一般に入手容易な市販セル
ラーゼ製剤によってもセロオリゴ糖の製造が可能であ
る。従って、特殊なセルラーゼを特に必要としない。ま
た限外濾過反応器等の設備も特に必要ではなく、かつ反
応時間も短い等セロオリゴ糖の工業的製造方法として極
めて有効である。
第１図は実施例１において得られた最終生成物の糖組成
を示すHPLCのクロマトグラムである。
を示すHPLCのクロマトグラムである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C12P 19/14 ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- 【請求項１】セルロース系物質からセルラーゼの作用に
よりセロオリゴ糖を製造する方法において、その反応を
グルコノラクトン及び／またはグルコン酸の存在下で行
うことを特徴とするセロオリゴ糖の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18525490A JP2866157B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | セロオリゴ糖の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18525490A JP2866157B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | セロオリゴ糖の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475594A JPH0475594A (ja) | 1992-03-10 |
| JP2866157B2 true JP2866157B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=16167600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18525490A Expired - Fee Related JP2866157B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | セロオリゴ糖の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2866157B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6535280B2 (ja) | 2013-03-15 | 2019-06-26 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | セルラーゼ生産菌の変異株、セルラーゼの製造方法およびセロオリゴ糖の製造方法 |
| CN104805137B (zh) * | 2014-01-24 | 2018-11-23 | 华东理工大学 | 一种生物转化木质纤维素生产葡萄糖酸的方法 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP18525490A patent/JP2866157B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475594A (ja) | 1992-03-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |