D-甘露糖异构酶及D-果糖的制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供在酸性域具有最适反应pH并且为膜结合型的D

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】D
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甘露糖异构酶及D
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果糖的制造方法


[0001]本专利技术涉及膜结合型D
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甘露糖异构酶(膜结合型D
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mannose isomerase)、由D
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甘露糖制造D
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果糖(果糖)的方法。

技术介绍

[0002]作为魔芋的主要成分的魔芋甘露聚糖(Konjak mannan)是D
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甘露糖和D
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葡萄糖进行β
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1,4
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糖苷键合而成的多糖，由于难以消化，因此过去被限定于食用魔芋制造。在这种情况下，本申请的专利技术人对魔芋的用途赋予附加价值，以魔芋的进一步有效利用为目标进行了研究。而且，公开了由魔芋制造魔芋曲的方法、使用该魔芋曲对魔芋多糖类进行完全水解的技术(参见专利文献1)。利用该魔芋曲实现了将魔芋转变为碳水化合物资源，从而有助于提高日本食物自给率的期待正在升高。另外，该魔芋水解物有望用作食物。
[0003]对于上述魔芋水解物中包含的D
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甘露糖，(1)已知由于其与半乳糖几乎相同程度地被体内的糖酵解系统摄入并消耗，因此作为健康食品来利用；此外，(2)作为肿瘤生长抑制剂的应用(参见非专利文献1)是已知的。
[0004]另外，在商业上食品、饮料中广泛使用果糖作为甜味剂。通常，该果糖通过对由玉米得到的葡萄糖进行异构化的方法来制造。另一方面，果糖也能够通过对D
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甘露糖进行异构化来生成。目前为止，已知有几种包含D
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甘露糖在内的糖类的异构酶(isomerase)(参见非专利文献2～4)，但这些均源自细胞质。另外，由于源自细胞质，因此为了进行酶反应，需要将细胞破碎并从细胞提取。而且，糖通常不耐碱，于中性以上的pH会生成着色物质等副产物。因此，例如虽然也进行了对最适反应pH(以下也称为“最适pH”)为4～6的葡萄糖异构酶的探索，但未有发现，而且，曾一直认为从反应机理考虑，可能不存在这样的酶(参见非专利文献5、6)。另外，虽然也可将D
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甘露糖化学氧化而得到D
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甘露醇、由该D
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甘露醇生成果糖，但反应成为2个阶段，存在反应路径复杂化和收率降低的疑虑。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2020
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146020号公报
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1：Pablo Sierra Gonzalez等，Nature,volume 563,pages 719
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723(2018),doi:10.1038/s41586
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018
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0729
‑3[0010]非专利文献2：Takasaki等，Agr.Biol.Chem.,Vol.28,No.9.601
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604(1964)
[0011]非专利文献3：Takasaki等，Agr.Biol.Chem.,Vol.28,No.9.605
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609(1964)
[0012]非专利文献4：Hirose等，Biosci.Biotechnol.Biochem.,65(3),658
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661(2001)
[0013]非专利文献5：高崎义幸日本农艺化学会志Vol.71,No.6,621
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624(1997)
[0014]非专利文献6：高崎义幸日本食品化学工学会志Vol.48,No.2,150
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156(2001)

技术实现思路

[0015]专利技术所要解决的课题
[0016]本专利技术的课题在于提供在酸性域具有最适pH并且为膜结合型的D
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甘露糖异构酶。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]本申请的专利技术人为了解决上述课题而进行了深入研究，其中，着眼于在食醋的制造等中使用的醋酸菌(acetic acid bacteria)，从该醋酸菌的细胞膜组分发现D
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甘露糖异构酶，从而完成了本专利技术。
[0019]即，本专利技术如下。
[0020]〔1〕源自醋酸菌的膜结合型D
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甘露糖异构酶。
[0021]〔2〕如上述〔1〕记载的膜结合型D
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甘露糖异构酶，其具有以下(a)～(c)的性质：
[0022](a)作用于D
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甘露糖而生成D
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果糖；
[0023](b)在50℃的反应条件下，最适反应pH为5.0～6.5；
[0024](c)在pH6.0、30分钟的反应条件下，最适反应温度为40～65℃。
[0025]〔3〕如上述〔1〕或〔2〕记载的膜结合型D
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甘露糖异构酶，其特征在于，醋酸菌是属于醋杆菌属(Acetobacter)、葡糖杆菌属(Gluconobacter)、或葡糖酸醋杆菌属(Gluconacetobacter)的醋酸菌。
[0026]〔4〕固定化酶，其特征在于，在载体上固定有上述〔1〕～〔3〕中任一项记载的膜结合型D
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甘露糖异构酶。
[0027]〔5〕膜结合型D
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甘露糖异构酶的制造方法，其特征在于，具备下述工序：在营养培养基中培养醋酸菌的工序；接下来，得到菌体、或者由所得到的菌体制备细胞膜组分的工序。
[0028]〔6〕D
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果糖的制造方法，其特征在于，使上述〔1〕～〔3〕中任一项记载的D
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甘露糖异构酶或上述〔4〕记载的固定化酶作用于含有D
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甘露糖的溶液。
[0029]专利技术效果
[0030]本专利技术的膜结合型D
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甘露糖异构酶是结合于细胞膜的酶，并且在酸性域具有最适pH，因此能够稳定地、且抑制产生着色为褐色的副产物而生成果糖。另外，通过将本专利技术的膜结合型D
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甘露糖异构酶作为固定化催化剂使用，从而能够容易地提取或者回收作为异构化反应后的反应产物的果糖。而且，由于上述酶源自醋酸菌，因此能够安心地将作为反应产物的果糖用于食品。
附图说明
[0031][图1]为示出实施例1中将D
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甘露糖作为底物与细胞、细胞膜组分、细胞质组分、或来自细胞膜组分的可溶化酶反应，对相关的各反应液进行TLC分析的结果的图。
[0032][图2]为示出实施例4中纯化的D
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甘露糖异构酶的基于SDS
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PAGE的分子质量的测定结果的图。
[0033][图3]为示出实施例4中纯化的D
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甘露糖异构酶的基于凝胶过滤的分子质量的测定结果的图。
[0034][图4]为示出实施例5中研究最适pH的结果的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.源自醋酸菌的膜结合型D
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甘露糖异构酶。2.如权利要求1所述的膜结合型D
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甘露糖异构酶，其具有以下(a)～(c)的性质：(a)作用于D
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甘露糖而生成D
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果糖；(b)在50℃的反应条件下，最适反应pH为5.0～6.5；(c)在pH6.0、30分钟的反应条件下，最适反应温度为40～65℃。3.如权利要求1或2所述的膜结合型D
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甘露糖异构酶，其特征在于，醋酸菌是属于醋杆菌属、葡糖杆菌属、或葡糖酸醋杆菌属的醋...

【专利技术属性】
技术研发人员：足立收生，药师寿治，片冈尚也，松下一信，
申请(专利权)人：国立大学法人山口大学，
类型：发明
国别省市：