(57)【要約】      （修正有）【課題】天然アラビノガラクタンから安価に得られる低分子化アラビノガラクタンを提供すること。また、前記低分子化アラビノガラクタンを安価かつ簡易に製造できる低分子化アラビノガラクタンの製造方法を提供すること。更に、前記低分子化アラビノガラクタンを原料とした安価な界面活性剤及びその界面活性剤の製造方法を提供すること。【解決手段】カラマツ属植物由来の天然アラビノガラクタンを出発原料とし、天然アラビノガラクタンを水熱分解処理、酸分解処理、アルカリ分解処理、物理的分解処理等によって分解処理することにより、分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンを製造する。【選択図】図１
2008266515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子量が１００００以上の天然アラビノガラクタンを分解して得られた、分子量が１００００未満であることを特徴とする低分子化アラビノガラクタン。
【請求項２】
前記低分子化アラビノガラクタンの分子量が１０００〜４０００である請求項１に記載の低分子化アラビノガラクタン。
【請求項３】
前記天然アラビノガラクタンの分子量が１００００〜１２００００である請求項１又は２に記載の低分子化アラビノガラクタン。
【請求項４】
前記天然アラビノガラクタンがカラマツ属植物由来の天然アラビノガラクタンである請求項１、２又は３に記載の低分子化アラビノガラクタン。
【請求項５】
請求項１、２，３又は４に記載の低分子化アラビノガラクタンに疎水基を導入したことを特徴とする界面活性剤。
【請求項６】
天然アラビノガラクタンを出発原料とし、前記天然アラビノガラクタンを分解処理することにより、分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンを製造することを特徴とする低分子化アラビノガラクタンの製造方法。
【請求項７】
前記分解処理が、水熱分解処理、酸分解処理、アルカリ分解処理、物理的分解処理のいずれか又はその組合せである請求項６に記載の低分子化アラビノガラクタンの製造方法。
【請求項８】
分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンを出発原料とし、前記低分子化アラビノガラクタンと疎水基含有物質を化学反応させ、前記低分子化アラビノガラクタンに前記疎水基を導入して界面活性剤を製造することを特徴とする界面活性剤の製造方法。
【請求項９】
前記疎水基を前記低分子化アラビノガラクタンのＯＨ基に導入した請求項８に記載の界面活性剤の製造方法。
【請求項１０】
前記疎水基を前記低分子化アラビノガラクタンの還元末端に導入した請求項８に記載の界面活性剤の製造方法。
【請求項１１】
前記疎水基が脂肪鎖基である請求項８、９又は１０に記載の界面活性剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品材料や工業材料等として有用なアラビノガラクタンの製造方法に関し、特に低分子化アラビノガラクタンとその製造方法、及び低分子化アラビノガラクタンを用いた界面活性剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然の植物材料から有用な物質を得ることができるが、特に木材から得られるアラビノガラクタン（Ａｒａｂｉｎｏｇａｌａｃｔａｎ）は食品材料や工業材料等に利用できる多糖類である。アラビノガラクタンは、主にＤ−ガラクトースとＬ−アラビノースからなる水溶性高分子ポリサッカライドであり、植物、にんじん、ラディッシュ等の食品、細菌等に含まれている。
【０００３】
アラビノガラクタンは、特に、カラマツ等の針葉樹や一部の広葉樹、大豆等に含まれていることが判明しているが、これらの材料は安価であり、それらを主原料にしてアラビノガラクタンを抽出することにより、低コストのアラビノガラクタンを得ることができる。特許文献１、２、３及び４には、カラマツを原材料にしてアラビノガラクタンを抽出する方法や精製方法が開示されている。            
【特許文献１】特開平２−１２９２０２号公報
【特許文献２】特開平２−１８５５０１号公報
【特許文献３】特開平７−９０００４号公報
【特許文献４】特表２０００−５０１７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
材木原料の場合、特許文献４等に開示されているように、カラマツ（Ｌａｒｉｘ）属、例えば、ウエスターンラーチ（Ｗｅｓｔｅｒｎ  Ｌａｒｃｈ：Ｌａｒｉｘ  ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉｓ）及びタマラック（Ｔａｍａｒａｃｋ）又はイースターンラーチ（Ｅａｓｔｅｒｎ  Ｌａｒｃｈ：Ｌａｒｉｘ  ｌａｒｉｃｉｎａ）においてアラビノガラクタンを大量に得ることができる。しかしながら、このような天然原料から抽出したアラビノガラクタンは、分子量１００００〜１２００００の高分子の３，６−ベータＤ−ガラクタンである。このため、天然原料から抽出したアラビノガラクタンを、例えば、その増粘性を利用して、沈殿防止剤の食品添加物材料にする場合には、そのままドレッシングやマヨネーズに添加するには分子量が大きすぎるといった問題があった。なお、従来の化学合成方法によっては、分子量が１００００以上の天然アラビノガラクタンを低分子化するには処理コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、天然アラビノガラクタンから安価に得られる低分子化アラビノガラクタンを提供することである。また、本発明の別の目的は、前記低分子化アラビノガラクタンを安価かつ簡易に製造できる低分子化アラビノガラクタンの製造方法を提供することである。更に、本発明の別の目的は、前記低分子化アラビノガラクタンを原料とした安価な界面活性剤及びその界面活性剤の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであって、本発明の第１の形態は、分子量が１００００以上の天然アラビノガラクタンを分解して得られた、分子量が１００００未満である低分子化アラビノガラクタンである。
【０００７】
本発明の第２の形態は、前記第１の形態において、前記低分子化アラビノガラクタンの分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンである。
【０００８】
本発明の第３の形態は、前記第１又は第２の形態において、前記天然アラビノガラクタンの分子量が１００００〜１２００００である低分子化アラビノガラクタンである。
【０００９】
本発明の第４の形態は、前記第１、第２又は第３の形態において、前記天然アラビノガラクタンがカラマツ属植物由来の天然アラビノガラクタンである低分子化アラビノガラクタンである。
【００１０】
本発明の第５の形態は、前記第１、第２、第３又は第４の形態に係る低分子化アラビノガラクタンに疎水基を導入した界面活性剤である。
【００１１】
本発明の第６の形態は、天然アラビノガラクタンを出発原料とし、前記天然アラビノガラクタンを分解処理することにより、分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンを製造する低分子化アラビノガラクタンの製造方法である。
【００１２】
本発明の第７の形態は、前記第６の形態において、前記分解処理が、水熱分解処理、酸分解処理、アルカリ分解処理、物理的分解処理のいずれか又はその組合せである低分子化アラビノガラクタンの製造方法である。
【００１３】
本発明の第８の形態は、分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンを出発原料とし、前記低分子化アラビノガラクタンと疎水基含有物質を化学反応させ、前記低分子化アラビノガラクタンに前記疎水基を導入して界面活性剤を製造する界面活性剤の製造方法である。
【００１４】
本発明の第９の形態は、前記第８の形態において、前記疎水基を前記低分子化アラビノガラクタンのＯＨ基に導入した界面活性剤の製造方法である。
【００１５】
本発明の第１０の形態は、前記第８の形態において、前記疎水基を前記低分子化アラビノガラクタンの還元末端に導入した界面活性剤の製造方法である。
【００１６】
本発明の第１１の形態は、前記第８、第９又は第１０の形態において、前記疎水基が脂肪鎖基である界面活性剤の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の形態によれば、分子量が１００００以上の天然アラビノガラクタンを分解して得られた、分子量が１００００未満である低分子化アラビノガラクタンであるため、前記天然アラビノガラクタンを基に安価に製造できる。従って、本形態に係る低分子化アラビノガラクタンを例えば、増粘剤あるいは乳化安定剤として利用できる、低価格の食品添加剤を得ることができる。
【００１８】
本発明の第２の形態によれば、前記低分子化アラビノガラクタンの分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンであるから、例えば増粘剤あるいは乳化安定剤として好適に利用できる加工性に富み、かつ低価格性により、低分子化アラビノガラクタンを広範囲に利用することが可能となる。
【００１９】
本発明の第３の形態によれば、前記天然アラビノガラクタンの分子量が１００００〜１２００００であるから、例えば、カラマツ（Ｌａｒｉｘ）属の木材、あるいはそれを原料にしたオガ屑やチップから、前記低分子化アラビノガラクタンを大量に生産することができるので、低価格の低分子化アラビノガラクタンを簡易に得ることができる。
【００２０】
本発明の第４の形態によれば、前記天然アラビノガラクタンがカラマツ属植物由来の天然アラビノガラクタンであるから、例えば、ウエスターンラーチ（Ｗｅｓｔｅｒｎ  Ｌａｒｃｈ：Ｌａｒｉｘ  ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉｓ）及びタマラック（Ｔａｍａｒａｃｋ）又はイースターンラーチ（Ｅａｓｔｅｒｎ  Ｌａｒｃｈ：Ｌａｒｉｘ  ｌａｒｉｃｉｎａ）等のカラマツ属植物から低分子化アラビノガラクタンを安価に生産することができる。
【００２１】
本発明の第５の形態によれば、前記低分子化アラビノガラクタンに疎水基を導入することにより、アラビノガラクタンが持つ親水性を利用して、アラビノガラクタンの親水基の一部に前記疎水基を結合させることにより界面活性作用を付加でき、低価格の界面活性剤を得ることができる。なお、本発明に係る界面活性剤は、分子内部に糖成分の骨格を有し界面活性性能を有すればよく、例えば、糖に疎水基がエステル結合した構造、糖に疎水基がグリコシド結合した構造、糖に疎水基がアミド結合した構造等が含まれる。
【００２２】
本発明の第６の形態によれば、天然アラビノガラクタンを出発原料とし、前記天然アラビノガラクタンを分解処理することにより、分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンを製造するため、前記分解処理により安価な低分子化アラビノガラクタンを簡易に製造することができる。前記出発原料には、カラマツ属植物の他に、サトウカエデの樹液や大豆等の植物等を使用できる。
【００２３】
本発明の第７の形態によれば、前記分解処理が、水熱分解処理、酸分解処理、アルカリ分解処理、物理的分解処理のいずれか又はその組合せであるから、簡単な分解処理設備を用いて低分子化アラビノガラクタンを低コストにより製造することができる。
【００２４】
前記水熱分解処理は、高温高圧下において加水分解する処理方法に基づきアラビノガラクタン分子を分解させる処理である。前記酸分解処理又は前記アルカリ分解処理は、希塩酸や希硝酸等による処理又は水酸化ナトリウムや炭酸水素ナトリウム等のアルカリ処理により、アラビノガラクタン分子を分解させる処理である。前記物理的分解処理は、例えば、機械的クラッシャやレーザ照射を用いてアラビノガラクタン分子を切断する分解処理である。
【００２５】
本発明の第８の形態によれば、分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンを出発原料とし、前記低分子化アラビノガラクタンと疎水基含有物質を化学反応させ、前記低分子化アラビノガラクタンに前記疎水基を導入して界面活性剤を製造するため、例えば、カラマツ属植物から得られた前記低分子化アラビノガラクタンをため、出発原料とし、その原料に前記疎水基を導入することにより、前記アラビノガラクタンの親水基に前記疎水基を結合させた界面活性剤を安価かつ簡単に製造することができる。
【００２６】
本発明の第９の形態によれば、前記疎水基を前記低分子化アラビノガラクタンのＯＨ基に導入することにより、前記ＯＨ基に前記疎水基が結合した修飾体からなる界面活性剤を安価かつ簡単に製造することができる。
【００２７】
本発明の第１０の形態によれば、前記疎水基を前記低分子化アラビノガラクタンの還元末端、つまり鎖状分子の分離端に導入することにより、前記還元末端に前記疎水基が結合した修飾体からなる界面活性剤を安価かつ簡単に製造することができる。
【００２８】
本発明の第１１の形態によれば、前記疎水基としての脂肪鎖基を用いることにより、界面活性作用に優れたミセル構造（具体的には、疎水基の外側に親水基を集合結合させたコロイド構造など）を形成し得る界面活性剤を、前記低分子化アラビノガラクタンを出発原料として製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施形態を添付する図面に従って詳細に説明する。
【００３０】
まず、本発明に係る低分子化アラビノガラクタンの製造方法を説明する。本実施形態においては、カラマツの天然アラビノガラクタンを出発原料とする。
【００３１】
図１は、出発原料としてのアラビノガラクタン（以下、アラビノガラクタンをＡＧという。）の分子量の検査結果を示す。原料には２種類のＡＧ（日本シーベルヘグナー製ＤＫＳＨ及びＳＩＧＭＡ製ＬＯＴ９６Ｆ−７７７５）を用いた。図１の（１Ａ）に示すように、ＡＧ溶出検査によれば、出発原料には数万の分子量を含むことがわかる。
【００３２】
図１の（１Ｂ）は、２種類のＡＧ原料についてゲルろ過クロマトグラムの詳細分布を示す。日本シーベルヘグナー製ＤＫＳＨのＡＧの場合には、分子量Ｍｐ１００００の割合は２０％程度である。図１０は日本シーベルヘグナー製のＡＧのゲルろ過クロマトグラムのグラフである。一方、ＳＩＧＭＡ製ＡＧの場合には、分子量Ｍｐ１０１００が７０％を占めている。ＤＫＳＨのＡＧについて、攪拌処理と、高圧ホモジナイザーによる細分化処理を試みた。図１の（１Ｃ）は攪拌処理と、高圧ホモジナイザーによる細分化処理を施した結果を示すゲルろ過クロマトグラムのグラフである。本実施形態におけるクロマトグラムの各グラフにおいては、処理時間(分)と分布分子数量との関係を示す。（１Ｃ）の上段のグラフは処理前の状態で、下段のグラフは１時間処理後の状態をそれぞれ示すが、かかる処理についての顕著な変化は認められなかった。そこで、ＳＩＧＭＡ製ＡＧについて、ポリトロンホモジナイザーによる細分化処理を試みた。図１の（１Ｄ）はポリトロンホモジナイザーによる細分化処理を施した結果を示すゲルろ過クロマトグラムのグラフである。（１Ｄ）の上段のグラフは処理前の状態で、下段のグラフは１５分処理後の状態をそれぞれ示す。この場合、１５分のポリトロンホモジナイザー処理により、分子量Ｍｐ１０１００の低分子側にＭｐ５５００のピークがショルダーとして増加していることが確認できた。
【００３３】
図２及び図３は、それぞれＳＩＧＭＡ製ＡＧについての処理前とポリトロンホモジナイザー処理によるゲルろ過クロマトグラムのグラフである。１５分のポリトロンホモジナイザー処理により、分子量Ｍｐ１０１００のピーク値付近が低減していることがわかった。以上の結果から、ポリトロンホモジナイザーによる細分化処理がＡＧの低分子化処理に有効な物理的分解処理であることが分かる。
【００３４】
また、超音波による分解効果もＳＩＧＭＡ製ＡＧについて調べた。図４は超音波処理をしたＡＧのゲルろ過クロマトグラムのグラフである。図２の何も処理しない場合と比較して、超音波処理（処理時間：）により、分子量Ｍｐ１０１００のピーク値付近が低減しており、超音波によるＡＧの低分子化処理も可能であることがわかった。
【００３５】
次に、上記ＳＩＧＭＡ製ＡＧを試料にして、水熱分解によるＡＧの低分子化実験を行った。実験条件とその手順は以下の通りである。０．２ｇのＡＧを１００ｍｌネジウム瓶に採取し、それに０．１Ｎの弱塩酸ＨＣｌを１０ｍｌ添加した。ついで、ネジウム瓶の蓋を閉じて密閉し、ＡＧ原料に含有するバクテリアの滅菌のために煮沸処理を行った。煮沸処理は、熱湯中にネジウム瓶を投入することにより行われ、煮沸時間を、１５、３０及び６０ｍｉｎ（分）の３段階で行った。更に、同じ塩酸濃度下でオートクレーブ（高熱蒸気）処理を１２１℃で１５ｍｉｎと３０ｍｉｎの２種類行った。そして、煮沸及びオートクレーブ処理の後、流水により冷却し、塩酸の塩素成分を除去するために０．０７ｇの炭酸ナトリウムを添加した。炭酸ナトリウムの添加により泡が発生したため、泡の発生がないことを確認するまで少量の炭酸ナトリウムを追加した。最後に、ネジウム瓶内を１０倍に蒸留水で希釈した後、遠心分離機により遠心分離処理（１３０００ｒｐｍ、５ｍｉｎ）を施した。この遠心分離した溶液の上澄み０．８ｍｌを高速液体クロマトグラフィＨＰＬＣ（Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｍａｎｃｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）により分析した。
【００３６】
図５〜図７はそれぞれ、煮沸時間が、１５、３０及び６０ｍｉｎの場合のＨＰＬＣ結果を示す。煮沸時間１５ｍｉｎと煮沸時間３０、６０ｍｉｎと比較すると、低分子への分布量が多くなっていることがわかる。煮沸時間３０ｍｉｎと６０ｍｉｎとの比較では、長時間煮沸（加熱）しても低分子化の影響は少ないことが分かる。また、希塩酸で煮沸処理したＡＧ（アラビノガラクタン）は、未処理のＡＧに比較して、排除限界付近のピークの低分子化と、Ｍｐ１００００付近のピーク成分がＭｐ６９００程度まで低下していることが分かった。Ｓｈｏｄｅｘ  ＫＳ−８０１カラムで単糖を分析したところ、アラビノースとガラクトースの生成が確認された。アラビノースは側鎖部分に結合していることから、希塩酸処理ではアラビノガラクタンの側鎖部分が早い段階で分解し、主鎖が分解に抵抗性を示すため、Ｍｐ１００００付近のピークがＭｐ６９００程度まで低下したものと考えられる。
【００３７】
図８及び図９はそれぞれ、オートクレーブ（高温高圧）処理、１５ｍｉｎと３０ｍｉｎの場合のＨＰＬＣ結果を示す。オートクレーブ処理時間３０ｍｉｎの場合、１５ｍｉｎと比較すると、顕著に低分子への分布量が多くなっていることがわかる。詳細には、希塩酸でオートクレーブ処理した場合、ＡＧから単糖への分解率はクロマトグラム上で１５ｍｉｎ及び３０ｍｉｎで、それぞれ６７％及び９１％となり、いずれもアラビノースとガラクトースが生成していた。この場合、アラビノースの生成量は、処理１５ｍｉｎと３０ｍｉｎでほとんど変化しないが、ガラクトースは３０ｍｉｎ処理後で１５ｍｉｎ処理した場合の１．８倍に増加した。このことから、希塩酸でオートクレーブ処理した場合、結合の弱い側鎖のアラビノースが先に遊離した後、側鎖のガラクトース或いは主鎖のガラクトースが分解されると推測される。
以上の実験結果から、煮沸又はオートクレーブ（高温高圧）による水熱分解は比較的短時間でＡＧの低分子化が可能な分解処理であることが分かる。
【００３８】
上記の水熱分解方法によるＡＧ低分子化処理を別の試料で実験した。試料は、カラマツを原材料とした、ラレックス社製のアラビノガラクタンである。オートクレーブ装置には、蒸気最高温度が３００℃、容積５０ｍｌで最高圧力が３０ＭＰａの加圧可能な装置を使用した。アラビノガラクタン試料２ｇを４０ｇの蒸留水で希釈して、オートクレーブ温度が１７０、２２０、２５０℃で、それぞれのオートクレーブ処理時間を１０、２０ｍｉｎで実験した。図１１は各実験条件（ＲＵＮ１〜６）における処理時間と設定温度のオートクレーブ処理のプロフィールを示す。実験条件のＲＵＮ１〜６はそれぞれ、設定温度を１７０、１７０、２２０、２２０、２５０、２５０℃とし、かつ処理時間を１０，２０、１０、２０、１０、２０ｍｉｎとした実験条件に対応する。処理時間は設定温度に達してからの保持時間である。各実験条件において、試料ＡＧをオートクレーブ処理により水熱分解した試料を０．２０ミクロンのメンブランフィルタによりろ過した後、セップパックＣ１８カラムにより着色成分を可及的に除去した。そして、各実験条件（ＲＵＮ１〜６）により得た６個の水熱分解試料から着色成分を除去した試料液を蒸留水により５０倍に希釈してＨＰＬＣ分析を行った。
【００３９】
図１２は、実験条件ＲＵＮ１の試料についてのＨＰＬＣ結果を示す。図１３は、実験条件ＲＵＮ２の試料についてのＨＰＬＣ結果を示す。実験条件ＲＵＮ１，２では、分子量３０００付近のピーク成分Ａが主体であった。図１４の（１４Ａ）及び（１４Ｂ）は、実験条件ＲＵＮ３，４の試料についてのＨＰＬＣ結果を示す。図１４の（１４Ａ）及び（１４Ｂ）において、分子量６００以下にもピークが出現している。実験条件ＲＵＮ３，４では、実験条件ＲＵＮ１，２より高温であるため、低分子化が促進され、糖成分の分解が激しく行われたことにより検出されたピークの高さが低くなっている。図１５の（１５Ａ）及び（１５Ｂ）は、実験条件ＲＵＮ６，５の試料についてのＨＰＬＣ結果を示す。実験条件ＲＵＮ６，５では、更に高温であるため、糖成分の分解が一層激しく行われたことによりピーク自体が検出されなくなっている。
【００４０】
以上の実験結果から、天然アラビノガラクタンを出発原料とし、天然アラビノガラクタンを水熱分解処理、又は水熱分解と希酸処理することにより、分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンを製造することができる。
【００４１】
次に、実験条件ＲＵＮ１の試料について構成糖成分の組成分析を行った。上記水熱処理後と処理前の実験条件ＲＵＮ１の試料について、限外ろ過（ｃｕｔ１０Ｋ）した試料に３倍量のエタノールを添加し、高分子画分を回収してクロマトグラム検査を行った。図１６の（１６Ａ）、（１６Ｂ）は上記水熱処理後と処理前のＡＧのクロマトグラムのグラフを示す。両者を比較すると、上記水熱処理された試料では、未処理試料より高分子成分が減少していることがわかる。
【００４２】
また、上記水熱処理後の実験条件ＲＵＮ１の試料と処理前の試料について、ＨＰＬＣによる構成糖を分析した。上記水熱処理試料１ｍｇを２Ｎ塩酸０．２ｍｌに溶解させ、アルゴン置換した後、１００℃で２時間加水分解した。ついで、加水分解した試料を炭酸ナトリウムで中和し、ＳｈｏｄｅｘＫｓ−８０１カラムを備えたＨＰＬＣにより構成糖を分析した。図１６の（１６Ｃ）、（１６Ｄ）は上記水熱処理したＡＧ試料、処理前のＡＧのＨＰＬＣ結果を示す。この分析結果から、上記水熱処理したＡＧ及び未処理のＡＧにおけるアラビノースとガラクトースの割合がいずれも０．２６となり、一致した。ＡＧ自体の構造は詳細には解明されていないが、一般的にアラビノースは主鎖よりも分岐した側鎖に比較的多く結合していると考えられている。従って、この構成糖分析結果は、水熱反応によりＡＧの主鎖が分解されることで低分子化が実現されたことを示唆している。
【００４３】
ＡＧの商用利用においては脱色が重要になるので、水熱処理されたＡＧの脱色試験を行った。この脱色試験においても上記水熱処理後の実験条件ＲＵＮ１の試料を用いた。脱色助剤には、限外ろ過（ｃｕｔ５Ｋ）、限外ろ過（ｃｕｔ１０Ｋ）、活性炭、酸性白土、カオリン、ベントナイト及びイオン交換樹脂（ＡＧ５０１）を用いた。各種脱色助剤を２％（重量％）、水熱処理されたＡＧに添加して、１時間振トウ処理した。ついで、遠心分離（１２０００ｒｐｍ、１０ｍｉｎ）した後、上澄みの４２０ｎｍの吸光度を測定するとともに、ＨＰＬＣを用いて分子量分布を分析した。図１７はこの脱色試験結果を示す。各種脱色助剤のうち、活性炭及び限外ろ過（ｃｕｔ５Ｋ）が有効であることがわかった。
【００４４】
また、脱色に伴うＡＧ分解物の損失状況を調べた。上記の各種脱色助剤を用いた脱色処理後の試料をＨＰＬＣにより分離し、その分子量分布を調べた。図１８は、左から順に、脱色未処理、活性炭処理、限外ろ過（ｃｕｔ１０Ｋ）処理、限外ろ過（ｃｕｔ５Ｋ）処理による脱色処理試料の分子量分布を示す。脱色相対値の高い試料では、ＡＧの損失はほとんど認められなかった。一方、限外ろ過（ｃｕｔ５Ｋ）ではＭｐ３０００付近のピークが認められず、限外ろ過（ｃｕｔ１０Ｋ）では３０％程度のＡＧがろ過されることがわかった。限外ろ過のｃｕｔは、球状タンパク質を目安にしており、また、ＡＧ分解物は直鎖状の構造を有するため、限外ろ過（ｃｕｔ５Ｋ）ではろ過できないことがわかった。最も脱色効果の高い活性炭では６５％程度のＡＧ回収率を示した。従って、水熱反応ＡＧの脱色には活性炭が最も適するといえる。
【００４５】
上記実施形態により得られた低分子化アラビノガラクタンを用いた界面活性剤の製造に係る、別の実施形態を説明する。界面活性剤へのＡＧの利用に際しては、低分子化ＡＧを用いたミセルを調製する必要がある。以下、低分子化ＡＧを用いたミセルの実現性の検証と共にミセル調製方法を説明する。
【００４６】
まず、低分子化ＡＧに疎水基として脂肪鎖Oleyl（オレイル）基を導入し、凝集体あるいは自己会合ミセルが形成可能であるか検証した。実験では脂肪鎖を低分子化ＡＧの水酸基に無作為に導入する方法、及び還元末端に選択的に導入する方法の２種類の修飾法を検証した。なお、本発明における疎水基には、脂肪鎖Oleyl（オレイル）基以外の脂肪鎖基を使用することができる。
【００４７】
ここで、凝集体では低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体が糸玉状に集合するのに対し、自己会合ミセルでは低分子化ＡＧ還元末端Oleyl修飾体の糖鎖部分が粒子表面に密に配向し、Oleyl基をコアにしたミセルができるものと考えられる。自己会合ミセルは、高分子ミセルあるいはナノ粒子，ナノパーティクルと呼ばれる。
【００４８】
低分子化アラビノガラクタンＡＧの分析には、高速排除クロマトグラフィー（ＨＰＳＥＣ：Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｓｉｚｅ  Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）を使用した。ガードカラムTSK guardcolumPWXL（6.0 mm ID×4.0 cm）を接続したTSKgel G4000PWXL（7.8 mm ID×30 cm）カラムを使用し、示差屈折計（RID-10A）を用いて検出した。分析はカラムオーブン及び検出器を40 oCに設定し，サンプル50μLを注入した後、蒸留水を移動相として流速0.8 mL/minで溶出した。分子量の推定にはプルランの検量線を用いた。
【００４９】
分子量測定においては、低分子化ＡＧ水溶液1, 2, 3, 4, 5 mg/mlを調製し、静的光散乱法により分子量を推定した。装置はMALVERN社のZetasizer Nanoを使用した。分子量の算出にはdn/dc値0.147を用いた。
【００５０】
低分子化ＡＧの脂肪鎖修飾は以下の２種類である。
ａ）水酸基への脂肪鎖の導入
低分子化AG 50 mg（1 mmol 水酸基） を2.5 mmolのトリエチルアミンを含むDimethyl Sulfoxide（DMSO）1 mLに溶解し、これにOleoyl chloride 25 mg（0.05 mmol）を加え室温で24時間攪拌した。この反応液にアセトンを加え、析出した沈殿物を回収した。得られた沈殿物を再び少量のDMSOに溶解しアセトンで析出後、減圧乾燥し低分子化AG水酸基Oleyl修飾体を得た。
ｂ）還元末端への脂肪鎖の導入
低分子化ＡＧ 50 mg（25 μmol 還元末端）をDMSO 1 mlに溶解し、これにOleylamine 134 mg（500 μmol）及びNaBH3CN 31 mg（500 μmol）を加え室温で192時間攪拌した。この反応液にアセトンを加え、析出した沈殿物を回収した。得られた沈殿物を再び少量のDMSOに溶解しアセトンで析出後、減圧乾燥し低分子化AG還元末端Oleyl修飾体を得た。
【００５１】
上記の低分子化ＡＧ脂肪鎖修飾体につき、下記の分析を行った。
ａ）粒子径の測定
低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体及び還元末端Oleyl修飾体を2 mgずつ秤量し蒸留水1 mlに溶解後、動的光散乱法にて粒度分布を測定した。コントロールとして未修飾の低分子化ＡＧを測定に用いた。また、装置はMALVERN社のZetasizer Nanoを使用した。
ｂ）ＨＰＳＥＣ分析
低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体及び還元末端Oleyl修飾体水溶液2 mg/ mlを調製しＨＰＳＥＣで分析した。分析は上記低分子化ＡＧと同一条件で行った。
【００５２】
図１９は低分子化アラビノガラクタンのＨＰＳＥＣ分析結果を示す。
【００５３】
低分子化ＡＧをＨＰＳＥＣ分析で分析した結果、２本のピークが検出された。各ピークの分子量をプルランの検量線から算出すると、ピーク1が143 kDa、ピーク2が2.3 kDaという結果を得た。これより、低分子化ＡＧのメインピークはピーク2であると推定することができる。また同時にピーク1のように高分子量の不純物も多く混在していることも明らかになった。
【００５４】
図２０は低分子化アラビノガラクタンの静的光散乱法による分子量測定結果を示す。低分子化ＡＧの分子量を静的光散乱法で推定すると1.9 kDaという結果を得た。この値はＨＰＳＥＣのピーク2から推定した分子量とほぼ一致する結果となった。従って、ＨＰＳＥＣにおいて低分子化ＡＧのメインピークはピーク2であることが確認できた。この分子量の算出に用いたdn/dc値0.147はプルランの値である。 
【００５５】
低分子化ＡＧの脂肪鎖修飾処理において、反応液中の低分子化ＡＧの精製にはアセトンを用いた。得られた粗生成物の収量は100 %を上回り未反応の合成原料等が多く含まれていることが考えられた。そこで再度溶解析出を繰り返し精製すると収量80 %前後の良好な収率を示した。
【００５６】
次に、低分子化ＡＧ脂肪鎖修飾体の分析結果を説明する。
【００５７】
図２１は低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体のＨＰＳＥＣ分析結果を示す。図２２は低分子化ＡＧ還元末端Oleyl修飾体のＨＰＳＥＣ分析結果を示す。図２１及び図２２のＨＰＳＥＣ分析結果から、低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体及び還元末端Oleyl修飾体いずれにおいても2本のピークが検出された。これらのピークは原料の2つのピークとほぼ同じ保持時間で溶出された。また、一般的に低分子量のものが凝集体あるいはミセル化すると巨大分子となり、クロマトグラムのV0位置（void volume）にピークが検出されることが予想されるが、本検証においては確認することはできなかった。この理由として微粒子化することでカラム中に捕捉されていることが考えられる。
【００５８】
低分子化AG水酸基Oleyl修飾体及び還元末端Oleyl修飾体の水溶液を動的光散乱法にて粒度分布を測定した。
【００５９】
図２３の（２３Ａ）は、未修飾の低分子化ＡＧについての粒度分布の測定結果を示す。図２３に示すように、未修飾の低分子化ＡＧの粒子径はは2 nmであった。
【００６０】
図２３の（２３Ｂ）は、低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体についての粒度分布の測定結果を示す。図２４は、低分子化ＡＧ還元末端Oleyl修飾体についての粒度分布の測定結果を示す。各修飾体の粒子径は水酸基Oleyl修飾体の粒径は144 nm，還元末端Oleyl修飾体は60 nmであった。従って、いずれの脂肪鎖修飾体も粒子径が増大していることから凝集体あるいは自己会合ミセルを形成することで微粒子化していることが明らかとなった。
【００６１】
図２５は、蒸留水Ｓ１、低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体水溶液Ｓ２（２ｍｇ／ｍＬ）、低分子化ＡＧ還元末端Oleyl修飾体水溶液Ｓ３（２ｍｇ／ｍＬ）の視認状態を示す写真である。対照の蒸留水Ｓ１に比べると、還元末端Oleyl修飾体水溶液Ｓ３は極めて明確な乳濁色のチンダル現象が観察された。水酸基Oleyl修飾体水溶液Ｓ２では黄色に着色し，弱いながらもチンダル現象が観察された。
【００６２】
以上の検証結果より、低分子化ＡＧを用いることで、初めて自己会合ミセルを調製することに成功した。従って、分子量が１０００〜４０００である低分子化アラビノガラクタンを出発原料とし、低分子化アラビノガラクタンと疎水基含有物質を化学反応させ、低分子化アラビノガラクタンに疎水基を導入して界面活性剤を製造することが可能となる。なお、低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体による凝集体と比較すると、低分子化ＡＧ還元末端Oleyl修飾体による自己会合ミセルのほうが凝縮性に優れた結果が得られた。
【００６３】
本発明は、上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものであることは云うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明によれば、低分子化アラビノガラクタンを用いた増粘剤あるいは乳化安定剤を低価格の食品添加剤として得ることができる。例えば、カラマツ（Ｌａｒｉｘ）属の木材、あるいはそれを原料にしたオガ屑やチップあるいは大豆等の植物等から、前記低分子化アラビノガラクタンを大量に生産することができ、低価格化の低分子化アラビノガラクタンを実現することができる。また、本発明に係る低分子化アラビノガラクタンに疎水基を導入することにより、低価格の界面活性剤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に実施形態における出発原料としてのアラビノガラクタンの分子量の検査結果を示す。
【図２】前記実施形態におけるＡＧ試料についてのポリトロンホモジナイザー処理前のゲルろ過クロマトグラムのグラフである。
【図３】前記実施形態におけるＡＧ試料についてポリトロンホモジナイザー処理後によるゲルろ過クロマトグラムのグラフである。
【図４】超音波処理をしたＡＧのゲルろ過クロマトグラムのグラフである。
【図５】煮沸時間が１５ｍｉｎの場合のＨＰＬＣ結果を示すグラフである。
【図６】煮沸時間が３０ｍｉｎの場合のＨＰＬＣ結果を示すグラフである。
【図７】煮沸時間が６０ｍｉｎの場合のＨＰＬＣ結果を示すグラフである。
【図８】オートクレーブ処理が１５ｍｉｎの場合のＨＰＬＣ結果を示すグラフである。
【図９】オートクレーブ処理が３０ｍｉｎの場合のＨＰＬＣ結果を示すグラフである。
【図１０】別のＡＧ試料のゲルろ過クロマトグラムのグラフである。
【図１１】前記実施形態における、低分子化実験条件（ＲＵＮ１〜６）における処理時間と設定温度のオートクレーブ処理のプロフィールを示すグラフである。
【図１２】実験条件ＲＵＮ１の試料についてのＨＰＬＣ結果を示すグラフである。
【図１３】実験条件ＲＵＮ２の試料についてのＨＰＬＣ結果を示すグラフである。
【図１４】実験条件ＲＵＮ３，４の試料についてのＨＰＬＣ結果を示すグラフである。
【図１５】実験条件ＲＵＮ６，５の試料についてのＨＰＬＣ結果を示すグラフである。
【図１６】水熱処理後と処理前のＡＧのクロマトグラムのグラフである。
【図１７】前記実施形態における水熱反応ＡＧの脱色試験結果を示す表である。
【図１８】脱色処理試料の分子量分布図である。
【図１９】本発明の別の実施形態における、低分子化アラビノガラクタンのＨＰＳＥＣ分析結果を示すグラフである。
【図２０】低分子化アラビノガラクタンの静的光散乱法による分子量測定結果を示すグラフである。
【図２１】低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体のＨＰＳＥＣ分析結果を示すグラフである。
【図２２】低分子化ＡＧ還元末端Oleyl修飾体のＨＰＳＥＣ分析結果を示すグラフである。
【図２３】前記の別の実施形態における、未修飾の低分子化ＡＧ及び低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体についての各測定粒度分布図である。
【図２４】低分子化ＡＧ還元末端Oleyl修飾体についての粒度分布図である。
【図２５】蒸留水Ｓ１、低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体水溶液Ｓ２、低分子化ＡＧ還元末端Oleyl修飾体水溶液Ｓ３の各視認状態を示す写真である。
【符号の説明】
【００６６】
Ａ      ピーク成分
Ｓ１    蒸留水
Ｓ２    低分子化ＡＧ水酸基Oleyl修飾体水溶液
Ｓ３    低分子化ＡＧ還元末端Oleyl修飾体水溶液
【図１】
2008266515.tif 000003
【図２】
2008266515.tif 000004
【図３】
2008266515.tif 000005
【図４】
2008266515.tif 000006
【図５】
2008266515.tif 000007
【図６】
2008266515.tif 000008
【図７】
2008266515.tif 000009
【図８】
2008266515.tif 000010
【図９】
2008266515.tif 000011
【図１０】
2008266515.tif 000012
【図１１】
2008266515.tif 000013
【図１２】
2008266515.tif 000014
【図１３】
2008266515.tif 000015
【図１４】
2008266515.tif 000016
【図１５】
2008266515.tif 000017
【図１６】
2008266515.tif 000018
【図１７】
2008266515.tif 000019
【図１９】
2008266515.tif 000020
【図２０】
2008266515.tif 000021
【図２１】
2008266515.tif 000022
【図２２】
2008266515.tif 000023
【図２３】
2008266515.tif 000024
【図２４】
2008266515.tif 000025
【図１８】
2008266515.tif 000026
【図２５】
2008266515.tif 000027