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果糖二糖類及び果糖二糖類合成酵素の製造法

国内特許コード P04A006037
整理番号 食品-63
掲載日 2005年2月16日
出願番号 特願2003-035091
公開番号 特開2004-242565
登録番号 特許第3870264号
出願日 平成15年2月13日(2003.2.13)
公開日 平成16年9月2日(2004.9.2)
登録日 平成18年10月27日(2006.10.27)
発明者
  • 斎藤 勝一
  • 小田 有二
  • 山内 宏昭
  • 中司 啓二
出願人
  • 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
発明の名称 果糖二糖類及び果糖二糖類合成酵素の製造法
発明の概要

【課題】安価かつ扱いが容易な原料からのレバンビオースあるいはジフルクトース・ジアンヒドリドIVの果糖二糖類の製造方法の提供。また、安価かつ扱いが容易な原料からのレバンビオース合成酵素あるいはジフルクトース・ジアンヒドリドIV合成酵素の果糖二糖類合成酵素の製造方法の提供。
【解決手段】原料としてライグラスなどのイネ科植物の葉、茎あるいは藁に直接果糖二糖類合成酵素を接触させ酵素反応を行うか、原料に水を加え煮沸後、微生物由来の果糖二糖類合成酵素を添加し反応することにより、水溶液中に果糖二糖類が遊離させ以降の精製が容易となる果糖二糖類の製造方法を考案した。また、果糖二糖類合成酵素の添加に代えて、果糖二糖類合成酵素の生産菌を添加し培養することにより、容易に果糖二糖類合成酵素が生産できる果糖二糖類合成酵素の製造方法についても考案した。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要
果糖からなる直鎖状二糖レバンビオース及び環状二糖ジフルクトース・ジアンヒドリドIVは、レバンと呼ばれる果糖が多数重合した多糖類を原料基質として微生物酵素により生成される。これらの果糖二糖類は、蔗糖の約半分の甘味を有し、カルシウム吸収促進効果、腸内菌層の改善、整腸作用を有する機能性食品素材として有望な糖類である(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照)。そのためこれら果糖二糖類をレバンより合成する酵素の開発が進められている。
【0003】
レバンビオース合成酵素を産生する微生物として、バシルス・ズブチリス(Bacillus subtilis)(例えば、非特許文献2参照)、シードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)(例えば、非特許文献3参照)、ストレプトマイセス・グリセウス(Streptomyces griseus) (例えば、特許文献2参照)、ストレプトマイセス・sp(Streptomyces sp)(例えば、非特許文献3参照)、及びストレプトマイセス・エクスフォリアタスストレプトマイセス・エクスフォリアタス(Streptomyces exfoliatus)(例えば、特許文献3参照)などが知られている。
【0004】
ジフルクトース・ジアンヒドリドIV合成酵素を産生する微生物としては、アルスロバクター・ウレアファキエンス(Arthrobacter ureafaciens )(例えば、非特許文献4~6参照)、アルスロバクター・エスピー (例えば、非特許文献7参照)、及びアルスロバクター・ニコチノヴォランス(Arthrobacter nicotinovorans)(例えば、特許文献4参照)が知られている。
【0005】
また、これら微生物より果糖二糖類合成酵素の遺伝子を単離し、大腸菌や酵母などで遺伝子組み換え手法により大量に製造することも行われている(例えば、特許文献5,6参照)
【0006】
一方、原料となるレバンは、セラチア属細菌などの作用により蔗糖より発酵生産され、蔗糖からのレバンの高収率化の技術が開示されている(例えば、特許文献参照)。しかし、(1)定法による蔗糖生産、(2)微生物発酵によるレバン生産、(3)果糖二糖類合成酵素の生産、(4)果糖二糖類の生産と、多数の工程が必要であり、またこの場合のレバンの対蔗糖収率はおよそ20%程度であることから、コスト面、効率面からこれら果糖二糖類の製造技術の確立には至っていないのが現状である。
【0007】
【特許文献1】
特開2000-204042号公報
【特許文献2】
特開昭48-99385号公報
【特許文献3】
特開平5-244974号公報
【特許文献4】
特開平9-154594号公報
【特許文献5】
特開平11-69978号公報
【特許文献6】
特開2002-17366号公報
【特許文献7】
特開2002-17390号公報
【非特許文献1】
K.Saitoら、Biosci.Biotechnol.Biochem.64,1321-1327(2000)
【非特許文献2】
YamamotoS.ら、Agric.Biol.Chem.49(2),343-350,1985
【非特許文献3】
MurakamiH.ら、Agric.Biol.Chem. 54(9),2247-2256,1990
【非特許文献4】
K.Tanakaら、J.Biochem.90,1545-1548(1981))
【非特許文献5】
K.Tanakaら、J.Biochem.94,1569-1578(1983)
【非特許文献6】
K.Tanakaら、J.Biochem.97,1679-1688(1985)
【非特許文献7】
村上洋ら、科学と工業、67(9),365-370(1993)
【0008】
また一方、イネ科植物の葉、茎あるいはそれらを乾燥した藁中には、一分子のブドウ糖に数分子の果糖が繋がったフラクタンが存在することが知られている。フラクタンは、レバンより果糖の重合数がかなり少なく、またブドウ糖の付加という点でレバンと化学構造が若干異なるものの、これを果糖二糖類製造に活用することが可能であれば、果糖二糖類のコスト削減、工程簡略化が可能である。
産業上の利用分野
本発明は、果糖二糖類及び果糖二糖類合成酵素の製造法に関し、さらに詳しくは、ライグラスなどの植物基質を原料とした果糖からなる直鎖状の二糖類レバンビオースの製造方法及びその合成酵素の製造法に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】 イネ科植物の葉,茎,藁に微生物由来酵素を作用させ、果糖二糖類を製造する方法であって
記微生物としてアルスロバクター・エスピーB25を用い、レバンオース合成酵素を生成させ、該レバンオース合成酵素によってレバンオースを製造することを特徴とする果糖二糖類の製造方法。
【請求項2】 上記イネ科植物がライグラス類,ライ麦,ライ小麦又は小麦であることを特徴とする請求項1記載の果糖二糖類の製造方法。
【請求項3】 イネ科植物の葉,茎,藁に微生物を生育させ、果糖二糖類合成酵素を製造する方法であって、
上記微生物としてアルスロバクター・エスピーB25を用い、レバンオース合成酵素を生成することを特徴とする果糖二糖類合成酵素の製造方法。
【請求項4】 上記イネ科植物がライグラス類,ライ麦,ライ小麦又は小麦であることを特徴とする請求項3記載の果糖二糖類合成酵素の製造方法。
産業区分
  • 微生物工業
  • 食品
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003035091thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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