JPH058718B2

JPH058718B2 -

Info

Publication number: JPH058718B2
Application number: JP59169599A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Sakai; Takashi Shibuya; Toshio Myake
Original assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1984-08-14
Filing date: 1984-08-14
Publication date: 1993-02-02
Also published as: DE3529228C2; FR2573763A1; CA1242710A; DE3529228A1; FR2573763B1; JPS6147495A; GB8519955D0; GB2165250A; US4652640A; KR920004485B1; KR860001828A; GB2165250B

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、マルトペンタオース結晶とその製造
方法に関する。（従来の技術）近年、マルトペンタオースは、特開昭50−
56998号公報、澱粉科学第29巻第２号 153〜
160頁（1982年）などに記載されているように、
血清アミラーゼ定量用基質などとして使用されて
いる。しかし、従来市販されているマルトペンタオー
スは、その純度が約94％未満であり、非晶質無定
形粉末であつて吸湿性強く、その取り扱いに細心
の注意を必要とする欠点を有している。マルトペンタオース結晶については、澱粉化学
第28巻第３号 215〜218（1981年）で、「現在
まで知られているマルトオリゴ糖の結晶は、G₁，
G₂の２種しか知られておらず」と記載されてい
ることからも明らかなように、未だ知られていな
い。（発明が解決しようとする問題点）本発明者等は、マルトペンタオースのこれらの
欠点を解消するために、未知のマルトペンタオー
ス結晶に着目し鋭意研究を続けてきた。その結果、遂に、非吸湿性のマルトペンタオー
ス結晶とその製造方法を見いだし、本発明を完成
した。すなわち、本発明のマルトペンタオース結晶の
種晶は、次の様にして調製した。マルトペンタオ
ースとともにグルコース重合度が６以上の糖類
（以下、Ｌ糖という）とグルコース重合度が４以
下の糖類（以下、Ｓ糖という）とを含有する糖混
合液を、塩型強酸性カオチン交換樹脂を充填した
カラムに流し、次いで水で溶出し、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、マルトペ
ンタオース高含有画分の順に分画し、マルトペン
タオース純度96.7％のマルトペンタオース高含有
画分を採取し、更に、活性炭にて脱色し、Ｈ型、
OH型イオン交換樹脂にて脱塩し、濃度75％に濃
縮した水溶液を、ガラス製ビーカーに入れ、約25
℃に約４ケ月保つたところ、その内壁に結晶が析
出した。この結晶を、前記高純度マルトペンタオースの
濃度80％水溶液に種晶として加え、ゆつくり攪拌
しながら助晶し、得られるマスキツトを分蜜し、
純度99.6％のマルトペンタオース結晶を採取し
た。本結晶の理化学的性質を調べたところ、次の通
りであつた。 (1) 比旋光度〔α〕²⁵ _D＋181.8°（ｃ＝1.0、H₂Ｏ） (2) 紫外線吸収スペクトル水溶液にして測定すると特徴ある吸収は示さな
い。 (3) 赤外線吸収スペクトルマルトペンタオース結晶の粉末５mgと乾燥
KBr220mgを攪拌、混合して透明なタブレツト
（厚さ約0.6mm）を作成し、赤外線吸収スペクト
ルを測定した。 (4) 融点熱分析の結果から、91〜93℃ (5) 融解熱熱分析の結果から、約18cal／ｇの吸熱を示す。 (6) 溶解度 25℃で水100ｇに対し、無水物として96.3ｇ溶
ける。 (7) 物性、物質の色無色透明な結晶である。微結晶は、白色粉末状
でかすかな甘味を有し、臭はない。吸湿性はな
く、潮解しない。濃度70％のマルトペンタオース
水溶液から晶出中の結晶例を顕微鏡写真で第２図
に示す。なお、水溶液は、中性乃至微酸性を示
す。 (8) 溶剤に対する溶解性水、0.1N−NaOH、0.1N−HC1に易溶。メタノール、エタノールに難溶。クロロホルム、酢酸エチルに不溶。 (9) 呈色反応アントロン−硫酸反応で緑色を呈する。フエーリング氏液還元反応は陽性。ヨード反応は陰性。 (10) 構成糖 (a) 1N−硫酸で加水分解して得られる糖をペー
パークロマトグラフイー、ガスクロマトグラフ
イーで分析すると、Ｄ−グルコースのみからな
つている。 (b) 完全メチル化後、加水分解して得られる糖を
ガスクロマトグラフイーで分析すると、1.2.3.6
−テトラ−Ｏ−メチル−Ｄ−グルコース、
2.3.6−トリ−Ｏ−メチル−Ｄ−グルコースお
よび2.3.4.6−テトラ−Ｏ−メチル−Ｄ−グルコ
ースの比が１：３：１からなつている。 (c) 比旋光度が〔α〕²⁵ _D＋181.8°と高い値を示すこ
と、および赤外線吸収スペクトルが840cm^-1附
近に吸収を示すことからα−結合している。 (d) 本結晶を、現在市販されている非晶質の試薬
マルトペンタオースを標準品としてペーパーク
ロマトグラフイー、高速液体クロマトグラフイ
ーで分析すると標準マルトペンタオースと同一
の位置に検出される。 (11) Ｘ線回折 F.H.Stodola et al.，J.Am.Chem.Soc.，
Vol.78，2514−2518（1956）に記載されている方
法に準じて、Ｘ線回折装置（理学電機株式会社製
造、商品名ガイガーフレツクスRAD−Ｂ、
CuK〓線を使用）を用いて粉末Ｘ線回折図形を求
めた。マルトペンタオース結晶のＸ線回折図形を第３
図に示し、また、対照として、マルトペンタオー
ス結晶を熱水で完全に溶解し、次いで、加熱乾燥
して得た非晶質マルトペンタオース粉末のＸ線回
折図形を第４図に示す。第３図から明らかなように、マルトペンタオー
ス結晶は、CuK〓線を使用した粉末Ｘ線回折法に
おける主な回折角2〓として、9.7°，15.8°，16.2°，
17.2°，23.7°を有する。以上の事実から本発明の結晶は、従来全く知ら
れていない非吸湿性のマルトペンタオース結晶で
あると判断される。以下、本発明のマルトペンタオース結晶及びそ
れを含有する粉末の製造方法について述べる。本発明で使用する晶出様高純度マルトペンタオ
ース溶液は、マルトペンタオースの過飽和溶液で
あつて、マルトペンタオース結晶が析出すればよ
く、マルトペンタオースの製造方法は問わない。
高純度マルトペンタオースの製造方法としては、
例えば、澱粉乳を加熱、湖化し、これをα−アミ
ラーゼ（EC 3.2.1.1）などで加水分解し、マルト
ペンタオースを含有する糖混合液を得、この糖混
合液を塩型強酸性カオチン交換樹脂を充填したカ
ラムに流し、次いで水で溶出し、第５図に示され
るような溶出パターン、すなわち、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、得られる純度約85％以上のマルトペンタオー
ス高含有溶液などが有利に利用できる。この場
合、原料のマルトペンタオースを含有する糖混合
液をカラムに流すに際し、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糖高含有画分をともに流すこと、
とりわけ、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マルトペンタオー
スを含有する糖混合液を流し、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
流す方法は、マルトペンタオースが高濃度、高収
率で採取できるので特に好都合である。また、塩型強酸性カオチン交換樹脂としては、
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
カリ金属型、またはCa⁺⁺、Mg⁺⁺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、なかでも、架橋度６％以下のものが好適であ
ることが判明した。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合体を製造す
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。市販品として
は、例えば、ダウケミカル社製品の商品名ダウエ
ツクス50W×１、ダウエツクス50W×２、ダウエ
ツクス50W×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)製
造の商品名XT−1022E、XT−1007、三菱化成工
業(株)製造の商品名ダイヤイオン SK1B ダイヤ
イオンSK102、ダイヤイオン SK104、ダイヤイ
オンSK106などがある。また、この分画法は、固定床方式、移動床方
式、疑似移動床方式であつてもよい。このようにして得られる高純度マルトペンタオ
ースを晶出させるためには、濃度約65〜95％水溶
液とし、その溶液温度は、溶液が凍結せず、ま
た、製造工程上熱損失の比較的に少ない０〜95℃
の範囲が好適である。溶液の過飽和度、粘度を調
整するために、例えば、メタノール、エタノー
ル、アセトンなどを共存させることも自由であ
る。通常、40〜95℃の比較的高温の過飽和マルト
ペンタオース溶液を助晶缶にとり、これに種晶を
望ましくは、0.1〜20％共存せしめて、ゆつくり
攪拌しつつ除冷し、晶出を促してマスキツトにす
ればよい。晶出したマスキツトからマルトペンタ
オース結晶及びそれを含有する粉末の製造方法
は、例えば、分蜜方法、ブロツク粉砕方法、流動
製造方法、噴霧乾燥方法など公知の方法を利用す
ればよい。例えば、分蜜方法は、通常マスキツトをバスケ
ツト型遠心分離機にかけ、マルトペンタオース結
晶と蜜とを分離する方法で、必要により、該結晶
に少量の冷水又は冷アルコール溶液などをスプレ
ーして洗浄することも容易であり、より高純度の
マルトペンタオース結晶を製造するのに好適であ
る。他の三つの方法は、蜜を分離しないので得られ
るマルトペンタオース結晶を含有する粉末には、
マルトペンタオースの純度の向上は見られない
が、製品収量の多い特長を有している。従つて、
本粉末製品の場合には、通常、マルトペンタオー
ス結晶以外に少量のマルトヘキサオース、マルト
テトラオース、マルトトリオースなどが含まれ
る。噴霧乾燥の場合には、通常、濃度70〜85％、
晶出率25〜60％程度のマスキツトを高圧ポンプで
ノズルから噴霧し、結晶が溶融しない温度、例え
ば、60〜100℃の熱風で乾燥し、次いで、30〜60
℃の温風で約１〜20時間熟成すれば、マルトペン
タオース結晶を含有した実質的に非吸湿性の粉末
が容易に製造できる。ブロツク粉砕方法の場合には、通常、水分５〜
15％、晶出率10〜60％程度のマスキツトを0.5〜
５日間静置して全体をブロツク状に晶出固化さ
せ、これを破砕又は切削などの方法によつて粉砕
し乾燥すれば、マルトペンタオース結晶を含有し
た実質的に非吸湿性の粉末が容易に製造できる。このようにして得られるマルトペンタオース結
晶及びそれを含有する粉末は、実質的に非吸湿性
であり、流動性であつて、粘着、固着の懸念もな
く容易に取り扱える。その用途としては、例えば、試薬、アミラーゼ
定量用基質などだけでなく、飲食物、化粧品、医
薬品、化学品などの原材料などとして有効に利用
できる。また、マルトペンタオース結晶又はそれを含有
する高純度マルトペンタオース粉末は、糊臭もな
く、適度な粘度とかすかな甘味を有しており、高
カロリー無蛋白食などの治療食材料としても好都
合である。また、増量剤、賦形剤、結合剤などと
して利用し、顆粒状、球状、ブロツク状、錠剤な
どの成形された食品、経口医薬品などを製造する
ことも好都合である。また、そのかすかな甘味は、酸味、塩から味、
渋味、旨味、苦味などの他の呈味を有する物質と
よく調和し、耐酸性、耐熱性も大きく、しかも、
適度の粘性、艶出しなどの効果も発揮するので各
種飲食物の調味、物性改良などに自由に利用でき
る。例えば、調味料、和菓子、洋菓子、氷菓、農産
加工食品、畜肉加工食品、水産加工食品、乳製
品、酒類、清涼飲料、即席飲食品などに有利に利
用できる。次に、原料の高純度マルトペンタオースの製造
方法を実験で説明する。実験１高純度マルトペンタオース製造用原糖液６％馬鈴薯澱粉乳を加熱糊化させた後、PH4.5、
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
2500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
ープ（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（ノボ社製造、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
の反応液をオーククレーブ（120℃）で20分間行
なつた後、冷却し、以後常法に従つて、活性炭に
て脱色し、Ｈ型、OH型イオン交換樹脂で脱塩し
て精製し、濃縮して濃度55％の糖液を収率約91％
で得た。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％であつた。実験２原糖液の分画に及ぼす強酸性カチオン交
換樹脂の影響実験１で調整した原糖液を用いて、それの分画
に及ぼす強酸性カチオン交換樹脂の架橋度の影響
を調べた。強酸性カチオン交換樹脂は、市販品（Na⁺型）
を平均粒径0.1〜0.3mmに調整して使用し、その種
類は第１表に示した。

【表】

【表】カラムは、内径2.2cmのジヤケツト付ステンレ
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。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
の順に溶出画分し、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。得られたマルトペンタオース高含有画分中にお
けるマルトペンタオース含有の使用した原糖液中
における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。結果を第２表に示した。

【表】第２表の結果から明らかなように、使用する塩
型強酸性カチオン交換樹脂は、架橋度６以下のも
のが好適であることが判明した。以下、本発明の実施例及び優れた効果について
述べる。実施例１マルトペンタオース結晶実験１で調整したマルトペンタオース純度40.3
％の糖液を原糖液とした。樹脂は、アルカリ金属
型強酸性カチオン交換樹脂（東京有機化学工業株
式会社製造、商品名XT−1007、Na⁺型、架橋度
６％）を使用し、内径5.4cmのジヤケツト付ステ
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４本を連結して樹脂全長
を20ｍとした。カラム内温度を55℃に維持しつ
つ、原糖液を樹脂に対して5v／ｖ％加え、これ
に55℃の温水をSV0.16で流して分画した。得られた分画品を、溶出順に同様にカラムにか
けて、更に２回分画し、マルトペンタオース純度
96.7％のマルトペンタオース高含有画分を採取し
た。本画分溶液を常法に従つて、活性炭にて脱色
し、Ｈ型、OH型イオン交換樹脂にて脱塩して精
製し、濃度75％に濃縮し、これをガラス製ビーカ
ーに入れ、約25℃に約４ケ月保つたところ、その
内壁にマルトペンタオース結晶が析出した。この
結晶を、前記高純度マルトペンタオースを濃度80
％に濃縮した約50℃の水溶液に種晶として４％加
え、ゆつくり攪拌しながら助晶し、得られるマス
キツトを分蜜し、少量の冷アルコール水溶液で洗
浄して、純度99.6％のマルトペンタオース結晶を
採取した。このようにして得たマルトペンタオース結晶
は、室内に放置しても吸湿性を示さなかつた。本
マルトペンタオース結晶のCuK〓線を使用した粉
末Ｘ線回析図形は第３図に示すように、主な回析
角2〓は、9.7°，15.8°，16.2°，17.2°，23.7°であ
つ
た。本マルトペンタオース結晶は、種晶として、有
利に用いることができる他、試薬、血清アミラー
ゼ定量用基質などとしても好都合である。更に、
飲食物、化粧品、医薬品、化学原料などとしても
有利に利用できる。実施例２マルトペンタオース結晶含有粉末実験１で調整したマルトペンタオース純度40.3
％の糖液を原糖液とした。樹脂は、アルカリ土類
金属型強酸性カチオン交換樹脂（ダウケミカル社
製造、商品名ダウエツクス50W×４、Mg⁺⁺型、
架橋度４％）を使用し、実施例１と同じカラムに
樹脂層全長が30ｍとなるように充填した。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。得られた分画品を、溶出順に再度カラムにかけ
て同様に分画し、マルトペンタオース純度89.4％
のマルトペンタオース高含有画分を採取した。本画分溶液を実施例１と同様に精製し、濃度約
90％に濃縮した約70℃の水溶液を助晶缶にとり、
実施例１の方法で得たマルトペンタオース結晶を
種晶として２％加え、ゆつくり攪拌しながらしば
らく助晶し、次いで、バツトにとり、約20℃で４
日間静置して晶出固化させ、更に、切削型粉砕機
で粉砕し、乾燥してマルトペンタオース結晶含有
粉末を得た。本マルトペンタオース結晶含有粉末は、実質的
に吸湿性を示さず、取り扱い容易である。本マルトペンタオース結晶含有粉末のCuK〓線
を使用した粉末Ｘ線回析図形も、実施例１のマル
トペンタオース結晶の場合と同様に、主な回析角
2〓は、9.7°，15.8°，16.2°，17.2°，23.7°であつ
た。本粉末は、各種飲食物、化粧品、医薬品、化学
品などの原材料として有利に利用できる。（発明の効果）上記したことから明らかなように、本発明のマ
ルトペンタオース結晶は、従来、全く知られてお
らず、また、従来使用されてきた非晶質のマルト
ペンタオース粉末とは違つて、非吸湿性であつ
て、取り扱いが容易である。また、マルトペンタオース結晶製造用の原料高
純度マルトペンタオース水溶液は、架橋度６％以
下の塩型強酸性カチオン交換樹脂を用いる分画法
により高収率が製造できる。本発明のマルトペンタオース結晶は、試薬、血
清アミラーゼ定量用基質などのみらず、飲食物、
化粧品、医薬品、化学品などの原材料として有利
に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マルトペンタオース結晶の赤外線吸
収スペクトルを示す。第２図は、マルトペンタオ
ース結晶の形状の一例を示す顕微鏡写真である。
第３図は、マルトペンタオース結晶のＸ線回折図
形を示す。第４図は、対照として、非晶質マルト
ペンタオース粉末のＸ線回折図形を示す。第５図
は、高純度マルトペンタオース溶液製造時の原糖
液溶出パターンの一例を示す。そのパターン中の記号は、次の通りである。ＡはＬ糖高含有画分、ＢはＬ糖・マルトペンタ
オース高含有画分、Ｃはマルトペンタオース高含
有画分、Ｄはマルトペンタオース・Ｓ糖高含有画
分、ＥはＳ糖高含有画分。

Claims

【特許請求の範囲】１マルトペンタオース結晶。２ CuK〓線を使用した粉末Ｘ線回折法における
主な回折角2〓として、9.7°，15.8°，16.2°，17.2°
，
23.7°を有する特許請求の範囲第１項記載のマル
トペンタオース結晶。３マルトペンタオースとともにグルコース重合
度が６以上の糖類（以下、Ｌ糖という）とグルコ
ース重合度が４以下の糖類（以下、Ｓ糖という）
とを含有する糖混合液を、塩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、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、このマルトペンタオース高含
有画分を濃縮晶出させてマルトペンタオース結晶
を採取することを特徴とするマルトペンタオース
結晶の製造方法。４マルトペンタオース結晶が、CuK〓線を使用
した粉末Ｘ線回折法における主な回折角2〓とし
て、9.7°，15.8°，16.2°，17.2°，23.7°を有する
こと
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載のマルト
ペンタオース結晶の製造方法。５塩型強酸性交換樹脂として、６％以下の架橋
度を有するものを用いることを特徴とする特許請
求の範囲第３項または第４項記載のマルトペンタ
オース結晶の製造方法。６マルトペンタオースを含有する糖混合液をカ
ラムに流すに際し、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糖高含有画分をともに流すことを特徴とす
る特許請求の範囲第３項、第４項または第５項記
載のマルトペンタオース結晶の製造方法。７マルトペンタオースを含有する糖混合液をカ
ラムに流すに際し、既に得られていＬ糖・マルト
ペンタオース高含有画分を流した後にマルトペン
タオースを含有する糖混合液を流し、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
画分を流すことを特徴とする特許請求の範囲第３
項、第４項、第５項または第６項記載のマルトペ
ンタオース結晶の製造方法。