CN104903340B - 含有蔗果四糖结晶的粉末 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供具有适于操作的流动性,并且抑制了粉飞扬的新的含有蔗果四糖结晶的粉末及其制造方法。根据本发明,提供一种含有蔗果四糖结晶的粉末,其中,(a)蔗果四糖含有率为71~90重量%,(b)相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.2~18.6重量%的葡糖酸,并且(c)具有7~14重量%的水分含量。根据本发明,还提供一种本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末的制造方法,其包括以下工序:(A)通过使含有β‑呋喃果糖苷酶和葡糖氧化酶的酶溶液与蔗糖进行反应来生成蔗果四糖的工序;(B)通过葡糖氧化酶使反应液中的葡萄糖转化为葡糖酸的工序;(C)将由工序(A)和工序(B)获得的溶液中的葡糖酸含量调整为0.1~20重量%的工序;(D)从由工序(C)获得的溶液得到蔗果四糖结晶的工序;以及(E)将由工序(D)获得的蔗果四糖结晶的水分含量进行调整的工序。
Description
相关申请的参照
本专利申请享有2012年11月12日提出的作为日本申请的特愿2012-248358和2013年8月29日提出的作为日本申请的特愿2013-177814的权益。该在先申请中的全部公开内容通过引用而作为本说明书的一部分。
技术领域
本发明涉及具有适于操作的流动性,并且可抑制粉飞扬的含有蔗果四糖结晶的粉末及其制造方法。
背景技术
蔗果四糖是蔗糖上结合有两分子果糖的4糖类。蔗果四糖是低聚果糖所包含的成分之一。
蔗果四糖具有难龋齿性、肠内细菌选择同化性等有用的性质。此外,蔗果四糖具有强力的吸湿能力,因此可以用于食品干燥剂(专利文献1)。
着眼这样的蔗果四糖的有用性,迄今为止研究了,以获得高纯度的蔗果四糖结晶为目的的蔗果四糖结晶的制造方法(专利文献2~4)。通过这些方法,获得了蔗果四糖纯度为95~99%这样的高纯度蔗果四糖结晶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平06-31160号公报
专利文献2:日本特开平06-165700号公报
专利文献3:日本特开平06-339388号公报
专利文献4:日本特开平05-253407号公报
发明内容
通过以往的方法获得的高纯度蔗果四糖结晶,一般而言,为流动性优异的微粉状。然而,以往的高纯度蔗果四糖结晶仅通过进行称量等一般的操作就会发生粉飞扬,因此操作时需要注意。为了维持车间的清洁,期望尽可能抑制粉体的粉飞扬。通常,作为抑制粉体的粉飞扬的方法,进行了将粉体造粒来加工成颗粒状。为了实施这样的加工,需要造粒加工用的设备。在以尽量低成本制造蔗果四糖结晶来供给至市场为目的的情况下,期望未导入新的设备或工序的制造方法。
因此,本发明人等尝试了通过在高湿度条件下向高纯度蔗果四糖结晶供给水分,从而抑制粉飞扬的发生。然而,在30℃时的相对湿度80%的条件下使以往的高纯度蔗果四糖结晶吸湿,结果不能抑制粉飞扬的发生。
本发明的目的在于提供具有适于操作的流动性,并且可抑制粉飞扬的发生的含有蔗果四糖结晶的粉末及其制造方法。
在这样的技术背景下,本发明人等发现,具有特定范围的蔗果四糖纯度(蔗果四糖含有率),还含有微量的葡糖酸,并且具有特定的水分含量的含有蔗果四糖结晶的粉末具有适当的流动性,并且具有可抑制粉飞扬的性质。本发明是基于该认识而提出的。
根据本发明,可提供以下的发明。
(1)一种含有蔗果四糖结晶的粉末,蔗果四糖含有率为71~90重量%,相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.2~18.6重量%的葡糖酸,并且具有7~14重量%的水分含量。
(2)根据(1)所述的含有蔗果四糖结晶的粉末,熔点为128~150℃。
(3)根据(1)或(2)所述的含有蔗果四糖结晶的粉末,分散度为10~21%。
(4)根据(1)~(3)的任一项所述的含有蔗果四糖结晶的粉末,蔗果四糖含有率为83~89重量%。
(5)根据(1)~(4)的任一项所述的含有蔗果四糖结晶的粉末,相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.26~1.0重量%的葡糖酸。
(6)根据(1)~(5)的任一项所述的含有蔗果四糖结晶的粉末,水分含量为8~14重量%。
(7)一种含有蔗果四糖结晶的粉末的制造方法,其包括以下工序:
(A)通过使含有β-呋喃果糖苷酶和葡糖氧化酶的酶溶液与蔗糖进行反应来生成蔗果四糖的工序;
(B)通过葡糖氧化酶使反应液中的葡萄糖转化为葡糖酸的工序;
(C)将由工序(A)和工序(B)获得的溶液中的葡糖酸含量调整为0.1~20重量%的工序;
(D)从由工序(C)获得的溶液得到蔗果四糖结晶的工序;以及
(E)将由工序(D)获得的蔗果四糖结晶的水分含量进行调整的工序。
(8)根据(7)所述的方法,由工序(C)获得的溶液中的蔗果四糖含有率为55重量%以上,并且蔗果五糖含有率小于12重量%。
(9)根据(7)或(8)所述的方法,在工序(C)中,葡糖酸含量的调整通过电渗析来进行。
(10)根据(7)~(9)的任一项所述的方法,在工序(B)中,进一步包括通过过氧化氢酶除去副生的过氧化氢的工序。
(11)一种含有蔗果四糖结晶的粉末,其是通过(7)~(10)的任一项所述的方法制造的。
根据本发明,可以提供具有适于操作的流动性,并且可抑制粉飞扬的含有蔗果四糖结晶的粉末。本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末具有改善了的操作性,因此可以适合用于各种饮食品和药品等制品。本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末可以对加工后的制品赋予来源于主成分的蔗果四糖的优异的难龋齿性和肠内细菌选择同化性等有用的性质。本发明的蔗果四糖结晶粉末还可以不使用以抑制粉飞扬的发生为目的的特别的造粒设备,通过进行熟化(aging)工序的湿度调整这样的简便的方法来制造。
附图说明
图1为与实施例1的工序(E)相关的图。图显示30℃时的相对湿度20%下熟化0~14天的蔗果四糖结晶(纯度71~99%)的水分含量的变化。
图2为与实施例1的工序(E)相关的图。图显示30℃时的相对湿度40%下熟化0~14天的蔗果四糖结晶(纯度71~99%)的水分含量的变化。
图3为与实施例1的工序(E)相关的图。图显示30℃时的相对湿度60%下熟化0~14天的蔗果四糖结晶(纯度71~99%)的水分含量的变化。
图4为与实施例1的工序(E)相关的图。图显示30℃时的相对湿度80%下熟化0~14天的蔗果四糖结晶(纯度71~99%)的水分含量的变化。
具体实施方式
在本发明中所谓“含有蔗果四糖结晶的粉末”,是指水分含量被调整了的蔗果四糖结晶(粉末状)。
本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末,蔗果四糖含有率为71~90重量%,优选为75~90重量%,更优选为75~89重量%,进一步优选为83~89重量%。
这里“蔗果四糖含有率”与“蔗果四糖纯度”互换地使用,是指含有蔗果四糖结晶的粉末所包含的蔗果四糖在葡糖酸以外的糖(中性糖)的总重量中所占的重量比。作为葡糖酸以外的糖(中性糖),可举出例如,果糖、葡萄糖、蔗糖、1-蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖。例如,所谓“含有蔗果四糖结晶的粉末的蔗果四糖含有率为71~90重量%”或“含有蔗果四糖结晶的粉末的蔗果四糖纯度为71~90%”,是指含有蔗果四糖结晶的粉末中的蔗果四糖在葡糖酸以外的糖的总重量中所占的比例为71~90重量%。含有蔗果四糖结晶的粉末的蔗果四糖含有率可以基于蔗果四糖结晶的糖组成按照公知的方法进行测定。
本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末,水分含量为7~14重量%,优选为8~14重量%,更优选为8~12重量%,进一步优选为9~12重量%。或可以使水分含量为8~10重量%。含有蔗果四糖结晶的粉末中的水分含量可以按照一般的食品分析方法,例如加热干燥法进行测定。
本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末,可以相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.2重量%以上的葡糖酸,从味道的观点出发,可以含有优选为0.2~18.6重量%,更优选为0.26~4.2重量%,进一步优选为0.26~1.0重量%,进一步更优选为0.26~0.48重量%。或可以含有0.2~0.5重量%的葡糖酸。蔗果四糖结晶中的葡糖酸的含量可以按照公知的方法进行测定。测定试剂盒也被市售,可以通过例如,“食品分析试剂F-试剂盒D-葡糖酸/葡糖酸内酯(J.K.インターナショナル社制)”等测定试剂盒进行测定。另外,如果蔗果四糖结晶所包含的葡糖酸含量超过4.2重量%,则在含有蔗果四糖结晶的粉末中,感觉到甜味的同时感觉到咸味。进一步,在该葡糖酸含量为18.6重量%的情况下,含有蔗果四糖结晶的粉末与甜味相比强烈地感觉到咸味。
本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末的熔点为122~150℃,优选为128~150℃,优选为128~138℃。熔点可以按照公知的方法(例如,透明熔点法)进行测定。专利文献1中,公开了具有蔗果四糖含有率83%、水分含有率6.2%、熔点120~124℃的结晶性蔗果四糖水合物。本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末中,具有蔗果四糖含有率83%的粉末的熔点为128℃~136℃,因此与专利文献1的结晶性蔗果四糖水合物不同。
本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末的分散度优选为10~21%,更优选为12~21%。这里所谓“分散度”,是表示粉体飞散的发生容易性的指标,数值越大,则表示粉飞扬越容易。一般而言,分散度被认为是与粉体的喷射性相关的因素之一。例如,在分散度超过50%的情况下被看做喷射性高,因此可以认为需要粉尘发生的特别对策。
分散度通过以下那样的方法进行测定。使规定重量(W)的试样从规定的高度落下至托盘中,测定托盘上承载的试样的重量(W1)。然后,通过下式算出分散度。
分散度(%)=(W-W1)/W1×100
作为本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末的分散度的具体的测定方法,可举出量取试样粉末10g,使用粉体特性评价装置(例如,制品名:粉末测试仪,ホソカワミクロン制)进行测定的方法。
本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末优选为与以往的高纯度蔗果四糖结晶相比表示粉飞扬的容易性的“分散度”低,另一方面,表示粉体的流动容易性的“流动性”具有适当状态的粉末。作为流动性的评价方法,通常已知多个方法。对于本发明的含有结晶的粉末的流动性评价,可以通过粉末的外观的观察进行。
在“粉末的外观的观察”时,评价从收纳粉末的容器向测定设备等其它容器转移时的流动容易性。本发明的含有结晶的粉末为干爽的粉状、或缓慢地固结的细小粒状,因此优选具有可以操作的流动性。
本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末可以通过下述方法进行制造,所述方法包括以下工序:
(A)通过使含有β-呋喃果糖苷酶和葡糖氧化酶的酶溶液与蔗糖进行反应来生成蔗果四糖的工序;
(B)通过葡糖氧化酶使反应液中的葡萄糖转化为葡糖酸的工序;
(C)将由工序(A)和工序(B)获得的溶液中的葡糖酸含量调整为0.1~20重量%的工序;
(D)从由工序(C)获得的溶液得到蔗果四糖结晶的工序;以及
(E)将由工序(D)获得的蔗果四糖结晶的水分含量进行调整的工序
以下,对各工序进行具体地说明。
工序(A)
在工序(A)中,可以在含有β-呋喃果糖苷酶和葡糖氧化酶的酶溶液中,通过使β-呋喃果糖苷酶与蔗糖进行接触来生成蔗果四糖。
酶溶液可以将目的的酶与溶剂进行混合来调制。作为溶剂,没有特别限定,可举出例如,水、缓冲液等,优选为水(水溶液)。酶溶液中的酶浓度只要为对于进行目标的酶反应而言充分的量即可,例如,可以进行调整,以使相对于蔗糖1g,β-呋喃果糖苷酶成为1~30U(特别为2~15U),并且相对于蔗糖1g,葡糖氧化酶成为1U以上(特别为4U以上(例如,4~50U))。进一步,在使用过氧化氢酶的情况下,可以调整酶溶液中的酶浓度以使相对于蔗糖1g,过氧化氢酶为10U以上,特别是为100U以上(例如,100~200U)。
在本发明的方法中,所使用的β-呋喃果糖苷酶可以使用具有在与蔗糖接触的情况下的、从蔗糖向蔗果四糖的转化率成为40%以上那样的果糖转移活性的β-呋喃果糖苷酶。所使用的β-呋喃果糖苷酶的来源没有特别限定,可举出曲霉(Aspergillus)属、青霉(Penicillium)属或帚霉(Scopulariopsis)属,优选为黑曲霉(Aspergillus niger)来源或日本曲霉(Aspergillus japonicus)来源的β-呋喃果糖苷酶,更优选为ATCC20611株来源的β-呋喃果糖苷酶。
在本发明的方法中,β-呋喃果糖苷酶与蔗糖的接触在溶液中进行。其条件只要是β-呋喃果糖苷酶能够作用于蔗糖的方式,就没有特别限定。如果显示具体例,则如下。反应液中的蔗糖的浓度只要是蔗糖能够溶解的范围,则可以考虑酶的比活性和反应温度等来适当选择。例如,优选为5~80重量%的范围,更优选为30~70重量%的范围。从后述的反应液中的溶解氧量的观点出发,可以使蔗糖浓度进一步优选为30~60重量%,进一步更优选为30~40重量%的范围。蔗糖与β-呋喃果糖苷酶的反应中的温度和pH优选在β-呋喃果糖苷酶的最佳条件下进行。例如,优选在温度为20~70℃左右、pH为4~10左右的条件下进行,更优选为25~40℃、pH5~8的范围。β-呋喃果糖苷酶的添加量只要是可以充分地利用酶反应液中的蔗糖的量即可。可以适当变更反应时间直至蔗果四糖的生成量成为最大。
另外,本发明的方法中,由于在上述反应体系中进一步混合葡糖氧化酶,因此可以根据所使用的葡糖氧化酶进一步适当变更这些条件。对于葡糖氧化酶进行后述。
工序(B)
在工序(B)中,可以在将通过β-呋喃果糖苷酶与蔗糖的接触来生成蔗果四糖的同时,通过葡糖氧化酶将副生的葡萄糖转化为葡糖酸。
在本发明的方法中,在使β-呋喃果糖苷酶作用于蔗糖来生成蔗果四糖的反应的同时,一边通过葡糖氧化酶将副生的葡萄糖转化为葡糖酸一边实施反应。
作为本发明的方法所使用的葡糖氧化酶,可以使用例如,黑曲霉来源的葡糖氧化酶或产黄青霉(Penicillium chrysogenum)来源等的葡糖氧化酶。市售的葡糖氧化酶制剂中,有时具有转化酶活性作为副活性。在包含转化酶的酶制剂中,有将生成的蔗果四糖进行水解的活性强烈地发挥的酶制剂。因此,在本发明的方法所使用的葡糖氧化酶中,期望水解蔗果四糖的转化酶活性弱,或不含转化酶活性。
葡糖氧化酶的添加量只要是对转化副生的葡萄糖而言充分的量即可。此外,由于通过葡糖氧化酶从葡萄糖转化为葡糖酸是氧化反应,因此反应需要氧。因此,在向葡糖酸的转化反应中,为了提高反应液中的溶解氧量,期望一边向反应液通气一边进行高速搅拌。溶解氧浓度可以通过调整原料蔗糖浓度或反应温度来提高。即,可以通过将原料蔗糖浓度调整为60%以下,优选为40%以下来提高反应溶液中的溶解氧浓度。
关于反应温度,由于随着温度提高,溶解氧浓度降低,因此优选设定为20℃~40℃。此外,在使葡萄糖转化为葡糖酸时,由于葡糖酸而反应液的pH降低。如果反应液的pH降低,则发生从蔗糖向蔗果四糖的转化反应的停止、或生成的蔗果四糖的酸水解等。因此,期望在反应液中投入适当中和剂,将pH调整至中性附近。作为能够使用的中和剂,可举出碳酸钠、碳酸钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等。
在通过葡糖氧化酶将葡萄糖转化为葡糖酸的反应中,过氧化氢副生。有时通过过氧化氢的氧化作用会使酶失活,因此期望根据需要添加分解过氧化氢的过氧化氢酶。
因此,在本发明的方法中,在通过葡糖氧化酶使葡萄糖转化为葡糖酸的工序(B)中,还进一步包括通过过氧化氢酶除去副生的过氧化氢的方法。作为所使用的过氧化氢酶,优选为黑曲霉或溶壁微球菌(Micrococcus lysodeikticus)来源等的过氧化氢酶。此外,在上述方法中,不仅并用葡糖氧化酶制剂和过氧化氢酶制剂,而且还包括选择使用具有过氧化氢酶活性作为副活性的市售的葡糖氧化酶制剂。
过氧化氢酶的添加量只要是对于将副生的过氧化氢转化为氧和水而言充分即可。过氧化氢酶的反应温度和pH只要是蔗果四糖的生成反应和从葡糖氧化酶向葡糖酸的转化反应进行的条件即可,可以适当选择。
如果在工序(A)中与生成蔗果四糖的同时副生葡萄糖,则开始工序(B)。
即使工序(B)开始也进行工序(A)。即,工序(A)与工序(B)同时进行。
工序(C)
在工序(C)中,将由工序(A)和工序(B)获得的溶液中的葡糖酸含量调整为0.1~20重量%。
在本发明的方法中,包括将由工序(A)和工序(B)生成的含有蔗果四糖的溶液中的葡糖酸含量调整为0.1~20重量%的工序。本发明人等进行了研究,结果,在工序(B)后不调整葡糖酸含量的情况下,含有蔗果四糖的溶液中包含的葡糖酸含量为约40重量%。在上述情况下,得不到蔗果四糖结晶(实施例7)。此外,在调整了葡糖酸含量后的溶液中,葡糖酸含量为20重量%的情况下,与葡糖酸含量为10重量%的情况相比,结晶的回收率减少了约10%(实施例7)。因此,在本发明的方法中,优选使含有蔗果四糖的溶液中的葡糖酸为适当的浓度范围。作为上述浓度范围,可举出优选为20重量%以下,进一步优选为0.1~20重量%,进一步优选为0.1~10重量%,进一步优选为0.1~5重量%,进一步优选为0.1~2重量%,特别优选为0.1~1重量%。
关于调整含有蔗果四糖的溶液中的葡糖酸含量的方法,只要可以将葡糖酸从溶液中选择性地除去,则任一方法都可以利用。具体而言,可举出电渗析、阴离子交换色谱、将葡糖酸以钙盐的方式沉淀除去的方法等。作为调整含有蔗果四糖的溶液中的葡糖酸含量的方法,从工序中的蔗果四糖的损失少这样的观点出发,优选使用电渗析。
此外,在本发明的方法中,优选调整了葡糖酸含量后的含有蔗果四糖的溶液中的糖组成中的蔗果四糖含有率优选为55重量%以上(例如,55~100重量%),更优选为60重量%以上(例如,60~100重量%)。这里所谓“蔗果四糖含有率”,是指含有蔗果四糖的溶液所包含的蔗果四糖在中性糖的糖组成中所占的比率(重量比)。作为构成“糖组成”的中性糖,具体而言,可举出果糖、葡萄糖、蔗糖、1-蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖。进一步,调整了葡糖酸含量后的溶液中的糖组成中的蔗果五糖含有率优选小于12重量%,更优选为11重量%以下(例如,0~11重量%或0~10.2重量%)。这里所谓“蔗果五糖含有率”,是指溶液中的蔗果五糖在除去葡糖酸的中性糖的糖组成中所占的比率(重量比)。因此,作为本发明的方法的优选方式,调整了葡糖酸含量后的溶液中的糖组成中的蔗果四糖含有率优选为55重量%以上,更优选为60重量%以上,并且蔗果五糖含有率优选小于12重量%,更优选为11重量%以下。关于蔗果四糖含有率和蔗果五糖含有率,可以考虑调整了葡糖酸含量后的含有蔗果四糖的溶液中的糖组成,进一步进行调整。另外,调整了葡糖酸含量后的溶液中,蔗果四糖含有率越高,或蔗果五糖含有率越低,可以越有效率地获得蔗果四糖结晶可以说是业界的技术常识。
工序(D)
在工序(D)中,可以从由工序(C)获得的溶液得到蔗果四糖结晶。
作为从由工序(C)获得的溶液得到蔗果四糖结晶的方法,可以利用公知的方法。例如,可以采用专利文献3和专利文献4所记载的方法。具体而言,如下所述。利用蒸发器等浓缩装置进行浓缩以使糖溶液成为60重量%以上,优选为70重量%以上的固体成分浓度。在获得的浓缩液中,添加蔗果四糖结晶作为晶种后,进行搅拌来使结晶均匀地分散。将获得的糖液静置来使结晶析出。通过将静置后的结晶混合物进行固液分离,可以获得蔗果四糖结晶。进行固液分离的方法没有特别限定,可举出上部排出型离心分离机、底部排出型离心分离机、板框型压滤机(压滤机)、多室圆筒型真空过滤机(奥利弗过滤机)、螺旋压力机、压带机等。在本发明的方法中,优选使用上部排出型离心分离机、底部排出型离心分离机。
在上述操作中,通过在固液分离操作之前添加去离子水,或调整液体温度等,可以调整固液分离前的溶液的粘度。通过如上述那样调整粘度,从而可以适当调整最终获得的含有结晶的粉末中的蔗果四糖含有率。
工序(E)
在工序(E)中,将由工序(D)获得的蔗果四糖结晶的水分含量进行调整。
工序(E)为调整通过工序(D)获得的蔗果四糖结晶的水分含量的工序。调制水分含量的方法没有特别限定,优选在特定的湿度条件下进行熟化。在本发明中所谓“熟化”,是指用于将蔗果四糖结晶置于一定条件而含有规定的水分量的操作。作为熟化的条件,可举出30℃时的相对湿度优选为40~80%、更优选为40~60%、进一步更优选为40~50%的条件。作为目标的含有蔗果四糖结晶的粉末的水分含量优选为7~14重量%,更优选为8~14重量%,进一步优选为8~12重量%,进一步更优选为9~12重量%。熟化的时间只要是使含有蔗果四糖结晶的粉末直至成为上述水分含量所需要的时间即可,通常为1天~1周左右。熟化的温度通常为室温左右,优选为20~35℃,更优选为30℃。
本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末可以适用于公知的饮料、食品和药品。本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末由于可抑制称量时的粉飞扬的发生,因此加工时的操作容易。因此,本发明的含有蔗果四糖结晶的粉末在工业生产的使用中是有利的。
根据本发明的优选方式,可提供一种含有蔗果四糖结晶的粉末,
蔗果四糖含有率为83~89重量%,
相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.2~18.6重量%的葡糖酸,并且
具有8~14重量%的水分含量。
根据本发明的更优选方式,可提供一种含有蔗果四糖结晶的粉末,
蔗果四糖含有率为83~89重量%,
相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.2~1.0重量%的葡糖酸,并且
具有8~14重量%的水分含量。
根据本发明的进一步优选方式,可提供一种含有蔗果四糖结晶的粉末,
蔗果四糖含有率为83~89重量%,
相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.26~1.0重量%的葡糖酸,并且
具有8~14重量%的水分含量。
根据本发明的进一步更优选方式,可提供一种含有蔗果四糖结晶的粉末,
蔗果四糖含有率为83~89重量%,
相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.26~1.0重量%的葡糖酸,并且
具有8~12重量%的水分含量。
根据本发明的优选方式,可提供一种含有蔗果四糖结晶的粉末的制造方法,其包括以下工序:
(A)通过使含有β-呋喃果糖苷酶、葡糖氧化酶和过氧化氢酶的酶溶液与蔗糖进行反应来生成蔗果四糖的工序;
(B1)通过葡糖氧化酶使反应液中的葡萄糖转化为葡糖酸的工序;
(B2)通过过氧化氢酶除去反应液中的过氧化氢的工序;
(C)将由工序(A)和工序(B)获得的溶液中的葡糖酸含量调整为0.1~20重量%的工序(这里,溶液中的蔗果四糖含有率为55重量%以上,并且蔗果五糖含有率小于12重量%);
(D)从由工序(C)获得的溶液得到蔗果四糖结晶的工序;以及
(E)将由工序(D)获得的蔗果四糖结晶的水分含量进行调整的工序。
根据本发明的更优选方式,可提供一种含有蔗果四糖结晶的粉末的制造方法,其包括以下工序:
(A)通过使含有β-呋喃果糖苷酶、葡糖氧化酶和过氧化氢酶的酶溶液与蔗糖进行反应来生成蔗果四糖的工序;
(B1)通过葡糖氧化酶使反应液中的葡萄糖转化为葡糖酸的工序;
(B2)通过过氧化氢酶除去反应液中的过氧化氢的工序;
(C)将由工序(A)和工序(B)获得的溶液中的葡糖酸含量调整为0.1~20重量%的工序(这里,溶液中的蔗果四糖含有率为55重量%以上,并且蔗果五糖含有率小于12重量%);
(D)从由工序(C)获得的溶液得到蔗果四糖含有率为83~89重量%的蔗果四糖结晶的工序;以及
(E)为了使含有蔗果四糖结晶的粉末的水分含量成为8~14重量%,将由工序(D)获得的蔗果四糖结晶的水分含量进行调整的工序。
根据本发明,还可提供以下的发明。
(1)一种蔗果四糖结晶粉末,
(a)蔗果四糖纯度为75~90%,
(b)含有0.2~0.5重量%的葡糖酸,此外
(c)具有8~14重量%的水分含量。
(2)根据(1)所述的蔗果四糖结晶粉末,(d)熔点为128~150℃。
(3)根据(1)或(2)所述的蔗果四糖结晶粉末,(e)分散度为10~21%。
(4)根据(1)~(3)的任一项所述的蔗果四糖结晶粉末,(a)蔗果四糖纯度为83~89%。
(5)根据(1)~(4)的任一项所述的蔗果四糖结晶粉末,(b)含有0.26~0.48重量%的葡糖酸。
(6)根据(1)~(5)的任一项所述的蔗果四糖结晶粉末,(c)水分含量为9~12重量%。
(7)一种蔗果四糖结晶粉末的制造方法,其包括以下工序:
(A)通过使含有β-呋喃果糖苷酶的酶溶液与蔗糖进行反应来生成蔗果四糖的工序;
(B)与上述(A)工序的反应同时,使葡糖氧化酶作用于反应液中的葡萄糖来转化为葡糖酸的工序;
(C)接着上述(B)工序,将反应液中的葡糖酸含量调整为0.1~1重量%的工序;
(D)从由上述(C)工序获得的溶液得到蔗果四糖结晶的工序;以及
(E)调整上述(D)工序的蔗果四糖结晶的水分含量的工序。
(8)根据(7)所述的方法,由工序(C)获得的溶液中的糖组成中的蔗果四糖含有率为55%以上,以及蔗果五糖含有率为11%以下。
(9)根据(7)或(8)所述的方法,在工序(C)中,调整葡糖酸含量的方法为电渗析。
(10)根据(7)~(9)的任一项所述的方法,在工序(B)中,进一步包括通过过氧化氢酶除去副生的过氧化氢。
(11)一种蔗果四糖结晶粉末,其是通过(7)~(10)的任一项所述的方法获得的。
根据本发明,此外,还可提供以下的发明。
(1)一种蔗果四糖结晶粉末,
(a)蔗果四糖纯度为71~90%,
(b)含有0.2~18.6重量%的葡糖酸,并且
(c)具有7~14重量%的水分含量。
(2)根据(1)所述的蔗果四糖结晶粉末,(d)熔点为128~150℃。
(3)根据(1)或(2)所述的蔗果四糖结晶粉末,(e)分散度为10~21%。
(4)根据(1)~(3)的任一项所述的蔗果四糖结晶粉末,(a)蔗果四糖纯度为83~89%。
(5)根据(1)~(4)的任一项所述的蔗果四糖结晶粉末,(b)含有0.26~1.0重量%的葡糖酸。
(6)根据(1)~(5)的任一项所述的蔗果四糖结晶粉末,(c)水分含量为9~12重量%。
(7)一种蔗果四糖结晶粉末的制造方法,其包括以下工序:
(A)通过使含有β-呋喃果糖苷酶的酶溶液与蔗糖进行反应来生成蔗果四糖的工序;
(B)与上述(A)工序同时,使葡糖氧化酶作用于反应液中的葡萄糖来转化为葡糖酸的工序;
(C)接着上述(A)和(B)工序,将反应液中的葡糖酸含量调整为0.1~20重量%的工序;
(D)从由上述(A)~(C)工序获得的溶液得到蔗果四糖结晶的工序;以及
(E)调整上述(D)工序的蔗果四糖结晶的水分含量的工序。
(8)根据(7)所述的方法,由工序(A)~(C)获得的溶液中的糖组成中的蔗果四糖含有率为55%以上,以及蔗果五糖含有率为11%以下。
(9)根据(7)或(8)所述的方法,在工序(C)中,调整葡糖酸含量的方法为电渗析。
(10)根据(7)~(9)的任一项所述的方法,在工序(B)中,进一步包括通过过氧化氢酶除去副生的过氧化氢。
(11)一种蔗果四糖结晶粉末,其是通过(7)~(10)的任一项所述的方法获得的。
实施例
通过以下的例子详细地说明本发明,但本发明不限定于此。
参考例1:β-呋喃果糖苷酶的调制
将包含粉末肉汤2.0%、蔗糖5.0%、CMC0.5%的培养基350mL加入锥形烧瓶并进行杀菌后,接种日本曲霉ATCC20611株,在28℃培养20小时,调制出种培养液。在30L发酵罐中加入包含蔗糖5.0%、酵母提取物3.6%、CMC0.5%的培养基15L,调节至pH6.5后,在120℃杀菌30分钟。接着,在上述培养基中无菌地接种上述种培养液350mL,在28℃培养72小时。培养结束后,将培养液离心分离,进一步冷冻干燥,从而获得具有果糖转移活性的粗酶菌体。上述粗酶菌体的果糖转移活性为1,580U/g(菌体重量)。另外,上述果糖转移活性为将25%蔗糖溶液2.0mL、酶液1.0mL、Mcllvaine缓冲液(pH5.0)2.0mL分别进行混合,在40℃反应60分钟时,1分钟生成1μmol的GF2的酶量作为1U(单位)而定义的值。将上述粗酶菌体进行冷冻干燥,作为以下的试验中的β-呋喃果糖苷酶使用。
实施例1:含有蔗果四糖结晶的粉末的制造(1)
工序(A)和工序(B)
将蔗糖578g用蒸馏水1350g溶解,调制出含有蔗糖30重量%的底物溶液。将底物溶液加入至3L发酵罐中,添加以下的酶:β-呋喃果糖苷酶(参考例1)3,000U和葡糖氧化酶(商品名:ハイデラーゼ15,天野エンザイム株式会社制)3,000U。酶反应条件设为温度:30℃、pH:7.0、搅拌速度:600rpm、通气量:3L/分钟。从酶反应开始起0、2、4小时后和20~24小时后进行取样。将从反应开始起24小时后的反应溶液在设定为82℃的热水浴中加热30分钟来使酶失活,从而结束反应。进一步,在反应后的溶液中以相对于底物重量为0.3%的比例添加活性炭。接着,将上述溶液用滤纸过滤后,用0.45μm的过滤器进行了过滤。
关于所得的各反应溶液进行了糖组成分析。糖组成分析在以下的条件下进行。柱:RT250-4.0LiChrosphor 100 NH2(Cica-Reagenet社),流动相:66%乙腈,流速:1ml/min,柱温度:40℃,检测器:差示折射计。将结果的一例示于表1中。
[表1]
表1
根据表1,如果从反应开始起经过20小时,则反应溶液中的蔗果四糖含有率成为50%以上。如果从反应开始起经过24小时,则蔗果四糖含有率成为60%以上。
工序(C)
将由上述(A)和(B)工序获得的过滤后的反应溶液中包含的葡糖酸的含量通过电渗析进行调整。
使用食品分析试剂F-试剂盒D-葡糖酸/葡糖酸内酯(J.K.インターナショナル制)来测定葡糖酸含量。
电渗析在以下的条件下进行。电渗析装置:マイクロ·アシライザーS3(アストム社制),滤芯(cartridge):AC-220-550(アストム社制)。从电渗析装置的脱盐液槽侧供给反应溶液,从浓缩液槽侧供给与反应溶液等量的去离子水,进行电渗析7.5小时。从刚开始电渗析后起,以一定的间隔进行取样。将电渗析处理后的脱盐液设为含有蔗果四糖的级分,将处理后的浓缩液设为含有葡糖酸的级分。对于各个级分,测定出固体成分浓度(Brix)、pH、电导率(EC)、葡糖酸含量(GA)。将结果示于表2中。
[表2]
表2
根据表2的结果,含有蔗果四糖的级分的电导率和葡糖酸含量通过进行电渗析而降低了。从电渗析开始起7小时后的含有蔗果四糖的级分的电导率显示1.2mS/cm,7.5小时后显示0.48mS/cm。此外,含有蔗果四糖的级分所包含的葡糖酸含量在电渗析开始时为11%(W/V)以上,但从电渗析开始起7小时后成为1.0%(W/V),7.5小时后成为0.3%(W/V)。
此外,根据表2的结果,含有蔗果四糖的级分的pH从透析前的pH6.4降低至pH4.5。另外,蔗果四糖在pH5.0以下易于被分解,因此关于电渗析后的含有蔗果四糖的级分,使用1M氢氧化钠溶液来调整至pH6.5。
关于从电渗析开始起7.5小时后的含有蔗果四糖的级分,进行糖组成分析。将结果示于表3中。
[表3]
表3
根据表3的结果,从电渗析开始起7.5小时后的含有蔗果四糖的级分中的蔗果四糖含有率为60%以上。
工序(D)
使用蒸发器将由工序(C)获得的含有蔗果四糖的级分进行浓缩直至固体成分浓度成为76重量%。在浓缩后的溶液中,一边以30rpm进行搅拌一边添加晶种(纯度95%的蔗果四糖结晶;按照日本特开平6-311160的实施例1所记载的方法获得的结晶)。进一步以30rpm持续搅拌,经约48小时将液体温度缓慢地从55℃降低至30℃,使结晶析出。
上述晶析操作之后,使用小型离心分蜜机来进行分蜜,将滤布内所残留的结晶在70℃进行了减压干燥。为了调整结晶纯度,实施以下操作作为分蜜工序的前处理。
(前处理a):在分蜜工序之前,将晶析操作后的处理液的液体温度调整至20℃后,添加去离子水来将处理液中的固体成分浓度调整为56重量%。
(前处理b):在分蜜工序之前,将晶析操作后的处理液的液体温度调整为55℃。
(前处理c):在分蜜工序之前,将晶析操作后的处理液的液体温度调整为45℃。
将所得的蔗果四糖结晶的纯度和葡糖酸含量示于表4中。葡糖酸含量与工序(C)同样地使用市售试剂盒来进行测定。
[表4]
表4
蔗果四糖纯度(%) | 葡糖酸含量(重量%) | |
蔗果四糖结晶(前处理a) | 89 | 0.26 |
蔗果四糖结晶(前处理b) | 83 | 0.48 |
蔗果四糖结晶(前处理c) | 71 | 0.70 |
根据表4的结果,通过工序(A)~(D),获得了蔗果四糖纯度为71~89%的结晶。此外,上述结晶的葡糖酸含量为0.2~0.7重量%。
工序(E)
将由上述工序(A)~(D)获得的蔗果四糖结晶(纯度71%、83%、89%)、和专利文献1所记载的蔗果四糖含有率(纯度)99%的蔗果四糖结晶在70℃减压下预干燥一昼夜后,在同样地预干燥了的样品瓶中每次1g分次称量,测定出第0天的重量。将上述样品分别加入至调整为30℃时的相对湿度20%、40%、60%、80%的密封容器内进行熟化。在各个条件下取出熟化了1、2、3、7、14天的样品,测定出重量。如以下那样算出水分含量。
水分含量(%)=(熟化后样品重量-第0天重量)/第0天重量×100
关于水分含量的变化,将相对湿度20%、40%、60%、80%的结果分别示于图1、图2、图3、图4中。
此外,关于各个样品,将转移至其它容器时的流动容易性设为流动性如以下那样进行评价。5:非常干爽的微粉状,4:干爽的粉状,3:柔软地固结了的粒状,2:形成了块的状态,1:潮解了的状态。适于操作的状态称为上述5~3。
进一步,关于上述适于操作的状态的样品,关于转移至容器时所发生的粉飞扬如以下那样进行评价。++:发生粉飞扬,+:稍微发生粉飞扬,-:未发生粉飞扬。
纯度99%的含有蔗果四糖结晶的粉末
在全部的熟化条件下,从第1天到第14天的水分含量为7.6~9.2重量%且显示基本上一定的值(图1~4)。此外,在全部的熟化条件的全部样品中,是非常干爽的微粉状,但发生了粉飞扬(评价:5,++~+)。
纯度83%和纯度89%的含有蔗果四糖结晶的粉末
在相对湿度20%下熟化了1~14天,结果水分含量成为4.4~7.6重量%(图1)。上述结晶都是非常干爽的微粉状,但发生了粉飞扬(评价:5,++)。
在相对湿度40%下进行了熟化,结果在熟化第1天水分含量成为8.3~8.6重量%(图2),都是非常干爽的微粉状,但抑制了粉飞扬的发生(评价:5,-)。在熟化第2天~第14天,水分含量成为9.1~9.7重量%(图2),都是干爽的粉状,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:4,-)。即,在30℃时的相对湿度40%下熟化了的蔗果四糖纯度83%~89%的含有结晶的粉末具有适于操作的流动性,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:4~5,-)。上述含有结晶的粉末的水分含量在8~10重量%的范围内。
在相对湿度60%下进行了熟化,结果蔗果四糖纯度89%的含有结晶的粉末在熟化第1天~第14天,水分含量为10.7~10.8重量%且基本上一定(图3),都是干爽的粉状,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:4,-)。此外,蔗果四糖纯度83%的含有结晶的粉末在熟化第1天~第14天,水分含量为10.7~11.2重量%且基本上一定(图3),都是柔软地固结了的粒状,抑制了粉飞扬的发生(评价:3,-)。即,在30℃时的相对湿度60%下熟化了的蔗果四糖纯度83%~89%的含有结晶的粉末具有适于操作的流动性,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:3~4,-)。上述含有结晶的粉末的水分含量在10~12重量%的范围内。
在相对湿度80%下进行了熟化,结果蔗果四糖纯度89%的含有结晶的粉末在熟化第1天~第3天,水分含量为11.1~11.8重量%(图4),都是干爽的粉状,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:4,-)。进一步在熟化第7天~第14天,水分含量为11.9~12.0重量%(图4),都是柔软地固结了的粒状,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:3,-)。此外,蔗果四糖纯度83%的含有结晶的粉末在熟化第1天~第14天,水分含量为11.1~13.6重量%(图4),都是柔软地固结了的粒状,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:3,-)。即,在30℃时的相对湿度80%下熟化了的蔗果四糖纯度83%~89%的含有结晶的粉末具有适于操作的流动性,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:3~4,-)。上述含有结晶的粉末的水分含量在11~14重量%的范围内。
纯度71%的含有蔗果四糖结晶的粉末
在相对湿度20%下熟化了14天,结果水分含量成为4.2~6.5重量%(图1)。上述结晶都是非常干爽的微粉状,但发生了粉飞扬(评价:5,++)。此外,在相对湿度40%下进行了熟化,结果在熟化第1天~第14天,水分含量成为7.9~9.0重量%(图2),都是干爽的粉状,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:4,-)。
在相对湿度60%和80%下分别熟化了1~14天,结果水分含量分别成为10.8~12.3重量%、11.3~16.9重量%(图3和4)。全部的熟化条件的全部样品为形成了块的状态(评价:2)。
根据以上的结果,在工序(E)中,通过使蔗果四糖纯度71~89%的含有结晶的粉末在30℃时的相对湿度为40~80%的条件下(其中,在蔗果四糖纯度71%的情况下,还考虑了实施例2的结果而小于50%)进行熟化,从而可以获得具有适于操作的流动性,并且抑制了粉飞扬的发生的含有蔗果四糖结晶的粉末。上述含有结晶的粉末的水分含量在7.9~14重量%的范围内。根据工序(D)的结果,上述含有结晶的粉末所包含的葡糖酸含量在0.2~0.7重量%的范围内。
另外,即使在上述范围内,具有特别优选的性质(流动性的评价为4~5,粉飞扬的发生为-)的含有蔗果四糖结晶的粉末具有蔗果四糖纯度为83~89%、蔗果四糖结晶中的葡糖酸含量为0.2~0.5重量%、和水分含量为8~12重量%的范围内的性质。上述含有结晶的粉末通过在30℃时的相对湿度为40~60%下熟化1~14天而获得。
实施例2:含有蔗果四糖结晶的粉末的分散度测定
使用按照实施例1的工序(E)获得的蔗果四糖纯度71%、83%、89%的含有结晶的粉末,以及专利文献1所记载的蔗果四糖含有率(纯度)95%、99%的蔗果四糖结晶,测定出分散度。另外,熟化条件在第0天(预干燥后)、30℃时的相对湿度40%、50%下分别为3天。
使用粉体特性评价装置(制品名:粉末测试仪PT-E,ホソカワミクロン制)测定出分散度。在分散度测定用单元的最上部量入调制的样品10g(=W),使样品落下至放置于下部的表面皿上。由表面皿上所堆积的样品重量(=W1),通过以下的计算式求出分散度。将结果示于表5中。此外,与实施例1同样地进行各个样品的粉飞扬的评价,在表5中示出结果。
分散度(%)=(W-W1)/W×100
[表5]
表5
关于蔗果四糖纯度为95%和99%的含有结晶的粉末,在试验区中都发生了粉飞扬。上述试验区的分散度为27%以上。另一方面,将蔗果四糖纯度为71~89%的含有结晶的粉末在30℃时的相对湿度40~50%下熟化了的样品(水分含量8.8~12.2重量%)没有发生粉飞扬。上述试验区的分散度为10~25%。然而,将蔗果四糖纯度71%的含有结晶的粉末在相对湿度50%下熟化了的样品为存在块的状态。因此,抑制了粉飞扬的发生的含有蔗果四糖结晶的粉末的分散度为10~21%。关于在实施例1中获得了特别优选的性质的蔗果四糖纯度83~89%的含有结晶的粉末,分散度显示12~21%。
实施例3:含有蔗果四糖结晶的粉末的熔点测定
关于通过实施例1获得的蔗果四糖纯度为71%、83%、89%的含有结晶的粉末,使用以设定为70℃的减压干燥机干燥了一昼夜的样品(预干燥品)、和在30℃时的相对湿度60%下熟化了3天的样品(熟化品)来测定出熔点。同时,对于通过调整实施例1的工序(D)的前处理温度而获得的蔗果四糖纯度85%、80%、75%的含有结晶的粉末,也同样地熟化来测定出熔点。测定委托日本食品分析中心,采用透明熔点法实施。将结果示于表6中。
[表6]
表6
根据表6的结果,蔗果四糖纯度75~89%的含有结晶的粉末的熔点为128~150℃。熟化了的蔗果四糖纯度71~89%的含有结晶的粉末的熔点为122~138℃。熟化了的蔗果四糖纯度83~89%的含有结晶的粉末的熔点为128~138℃。
实施例4:含有蔗果四糖结晶的粉末的制造(2);工序(B)过氧化氢酶添加研究
工序(A)和工序(B)
将蔗糖578g用蒸馏水1350g进行溶解,调制出含有蔗糖30重量%的底物溶液。将底物溶液加入至3L发酵罐,添加以下的酶来开始反应。
在全部试验区中添加:β-呋喃果糖苷酶(参考例1)8,700U。
在各试验区中添加:作为葡糖氧化酶,分别添加以下的酶。
(1)ハイデラーゼ15(天野エンザイム制)27,200U。
(2)マキサザイム(DSMジャパン制)27,400U。
(3)ベイクザイム(DSMジャパン制)27,350U。
(4)スミチームGOP(新日本化学工业制)27,250U。
(5)スミチームPGO(新日本化学工业制)27,250U。
另外,葡糖氧化酶的酶单位(U)如以下那样测定。将葡萄糖作为底物使葡糖氧化酶作用,生成过氧化氢。在生成的过氧化氢与4-氨基安替比林和苯酚的存在下,使过氧化物酶作用,将产生的醌亚胺色素在波长500nm下测定并定量。在pH7.0的条件下在1分钟氧化1μmol的葡萄糖所需要的酶量设为1单位(U)。
在未添加过氧化氢酶的试验区,添加β-呋喃果糖苷酶和上述葡糖氧化酶1种来开始反应。在添加了过氧化氢酶的试验区,除了β-呋喃果糖苷酶和葡糖氧化酶1种以外,添加以下的酶。レオネット(ナガセケムテックス制)100,000U。
酶反应条件设为温度:30℃、pH:6.0、搅拌速度:800rpm、通气量:3L/分钟。从酶反应开始起至0~8小时,每隔1小时进行取样。关于所得的各反应溶液,按照实施例1所记载的方法进行糖组成分析。将结果示于以下的表中。表7:ハイデラーゼ15+过氧化氢酶、表8:ハイデラーゼ15(过氧化氢酶未添加)、表9:マキサザイム+过氧化氢酶、表10:マキサザイム(过氧化氢酶未添加)、表11:ベイクザイム+过氧化氢酶、表12:ベイクザイム(过氧化氢酶未添加)、表13:スミチームGOP+过氧化氢酶、表14:スミチームGOP(过氧化氢酶未添加)、表15:スミチームPGO+过氧化氢酶、表16:スミチームPGO(过氧化氢酶未添加)。
[表7]
表7
[表8]
表8
[表9]
表9
[表10]
表10
[表11]
表11
[表12]
表12
[表13]
表13
[表14]
表14
[表15]
表15
[表16]
表16
关于ハイデラーゼ15(表7~8)和スミチームGOP(表13~14),在过氧化氢酶添加区和未添加区,糖组成未见大变化。在所有试验区,蔗果四糖含有率都为50%以上,并且阻碍果糖转移反应的葡萄糖的含有率维持在小于10%。
另一方面,关于マキサザイム(表9~10)、ベイクザイム(表11~12)和スミチームPGO(表15~16),在过氧化氢酶添加区,蔗果四糖含有率都超过50%,与此相对,在过氧化氢酶未添加区,蔗果四糖含有率小于33%。此外,葡萄糖含有率从反应开始起经过2小时的时刻成为10%以上。作为在过氧化氢酶未添加区蔗果四糖含有率低的理由,推测是葡糖氧化酶通过作用于葡萄糖而生成的过氧化氢在反应溶液中蓄积,接着反应溶液中产生羟基自由基等,上述羟基自由基等使葡糖氧化酶失活。
另外,已知ハイデラーゼ15和スミチームGOP包含过氧化氢酶作为副活性。因此,关于ハイデラーゼ15和スミチームGOP,推测由于酶制剂中的作为副活性的过氧化氢酶活性而生成的过氧化氢分解了。
实施例5:含有蔗果四糖结晶的粉末的制造(3);与阻碍结晶化的成分相关的研究1
在工序(D)的获得结晶的工序中,对使用添加有葡糖酸、酶、蔗果五糖(GF4)的模型溶液而对结晶化带来影响的成分进行了研究。
按照实施例1的工序(A)(B)(C),获得了结晶化前的含有蔗果四糖的级分。然而,酶反应条件如以下那样设定。
使用酶:
参考例1的β-呋喃果糖苷酶 4,382 U
葡糖氧化酶(ハイデラーゼ15) 22,000 U
过氧化氢酶(レオネット) 100,000 U
底物溶液:将蔗糖578g用蒸馏水1350g溶解(Brix30)
温度:30℃
pH:7.3
通气:3L/min
搅拌数:800rpm
反应时间:24小时
电渗析:脱盐液的电导率一旦成为0.8mS/cm以下则设为终点(即,将葡糖酸浓度调整为0.1~2.0重量%)。
上述含有蔗果四糖的级分的糖组成如下。果糖2.6重量%、葡萄糖0重量%、蔗糖3.0重量%、1-蔗果三糖20.5重量%、蔗果四糖62.0重量%、蔗果五糖11.9重量%。
作为模型溶液(1),调制出不含有蔗果五糖的糖溶液。采用以下所示的配合,将现有的各糖成分溶解于去离子水中。果糖3.6重量%、蔗糖1.7重量%、1-蔗果三糖32.2重量%、蔗果四糖62.3重量%。
作为模型溶液(2),调制出富含葡糖酸的糖溶液。在模型溶液(2)中,相对于上述模型溶液(1),添加葡糖酸钠(和光纯药工业制,特级)3.3重量%。
作为模型溶液(3),调制出追加有失活了的酶溶液的糖溶液。在本实施例5中将上述使用酶3种以上述比率进行混合而溶解于去离子水中,调制出酶溶液。将调制的酶溶液充分地煮沸而使其失活后,采用0.45μm过滤器进行过滤。将过滤后的酶溶液添加至模型溶液(1)中。模型溶液(3)所包含的酶溶液的浓度进行调整以与上述含有蔗果四糖的级分中所含有的酶单位变得同等。
作为模型溶液(4),调制出富含蔗果五糖的糖溶液。采用以下所示的配合,将现有的各糖成分溶解于去离子水中。果糖5.4重量%、葡萄糖2.3重量%、蔗糖3.3重量%、1-蔗果三糖11.6重量%、蔗果四糖62.4重量%、蔗果五糖14.7重量%。
在工序(D)中,采用旋转式蒸发器将上述含有蔗果四糖的级分、模型溶液(1)~(4)分别浓缩以成为糖固体成分浓度75重量%。在各个浓缩后的溶液中,一边搅拌一边添加相对于糖固体成分浓度为0.1重量%的晶种(蔗果四糖结晶)来开始晶析。晶析开始时的温度设为55℃。将上述溶液经约40小时缓慢地降低温度,降低直至40~45℃而使结晶析出。晶析操作后,使用小型离心分蜜机进行分蜜,使滤布内所残留的结晶在70℃减压干燥。算出蔗果四糖的回收率和纯度。将结果示于表17中。
[表17]
表17
在表17的结果中,关于模型溶液(4),在上述条件下,蔗果四糖的结晶几乎没有析出,因此不能回收结晶。此外,关于包含蔗果五糖11.9重量%的含有蔗果四糖的级分,结晶的回收率低,具体而言为11%。另一方面,关于不含有蔗果五糖的模型溶液(1)~(3),与含有葡糖酸或酶溶液无关,结晶回收率良好,具体而言为约40%。由这些结果可认为,在结晶化前的溶液中的蔗果五糖含有率为12%以上的情况下,有蔗果四糖结晶的回收率降低的倾向。
实施例6:含有蔗果四糖结晶的粉末的制造(3);与阻碍结晶化的成分相关的研究2
与实施例5同样地操作,调制蔗果四糖含有率和蔗果五糖含有率不同的模型溶液(5)~(9),研究了对蔗果四糖结晶的回收率和纯度带来的影响。将结果示于表18中。
[表18]
表18
根据表18的结果,在蔗果四糖含有率为55重量%以上,并且蔗果五糖含有率为10.2重量%以下的情况下,能够良好地回收蔗果四糖结晶。
实施例7:含有蔗果四糖结晶的粉末的制造(4);结晶化时的葡糖酸含量的影响
与实施例1的工序(A)~(B)同样地实施,获得了“溶液7”作为过滤后的反应溶液。工序(A)的酶反应时间设为24小时。使用上述“溶液7”,按照实施例1的工序(C)实施电渗析7.5小时,获得了电导率为0.8mS/cm以下的“含有蔗果四糖的级分7a”和“含有葡糖酸的级分7b”。接着,使用蒸发器进行浓缩直至上述含有蔗果四糖的级分7a的固体成分浓度成为80重量%,获得了“母液71”作为浓缩后的溶液。上述母液71的糖组成如下。果糖2.5重量%、葡萄糖0.5重量%、蔗糖2.3重量%、1-蔗果三糖23.9重量%、蔗果四糖61.6重量%、蔗果五糖9.2重量%。母液71的葡糖酸含量为1.0重量%。
相对于母液71,添加使用蒸发器将上述含有葡糖酸的级分7b浓缩直至固体成分浓度成为80重量%的溶液,分别进行调整以使葡糖酸含量成为1.0、5.0、10、20、40重量%。
工序(D):在表19所示的试验区的各母液中,一边搅拌一边添加相对于糖固体成分浓度为0.1重量%的晶种(与实施例1同样的蔗果四糖结晶),开始晶析。晶析开始时的温度设为55℃。将上述溶液经约40小时缓慢地降低温度,降低直至40~45℃而使结晶析出。晶析操作后,使用小型离心分蜜机进行分蜜,使滤布内残留的结晶在70℃减压干燥,获得了蔗果四糖结晶。对于溶液7,使用旋转式蒸发器进行浓缩直至成为糖固体成分浓度80重量%后,进行与上述母液同样的操作而获得了蔗果四糖结晶。分别分析或算出所得的结晶的糖组成、葡糖酸含量、结晶的回收率。将结果示于表19中。
[表19]
表19
根据表19的结果,在工序(D)所使用的溶液中的葡糖酸含量为1.0~20重量%的情况下(母液71~720),可以获得蔗果四糖结晶。然而,在上述葡糖酸含量为20重量%的情况下(母液720),与葡糖酸含量为10重量%的情况(母液710)相比结晶的回收率减少约10%。此外,在未实施电渗析作为工序(C)的情况下(溶液7)、和母液中的葡糖酸含量为40重量%的情况下(母液740),得不到蔗果四糖结晶。
工序(E):关于获得的蔗果四糖结晶,与实施例1的工序(E)同样地进行水分调整后,评价水分含量的变化、流动性、粉飞扬和分散度(参照实施例2)。上述水分调整通过在30℃时的相对湿度50%下熟化7天来实施。将结果示于表20中。
进一步,7名专业组员感官评价所得的含有蔗果四糖结晶的粉末的味道。评价分数中,将甜味和咸味各设为10等级(1:强~10:弱),将综合的味道的满意度各设为10等级(1:满意~10:不满意)。算出7名的评价分数的平均值,在表20中如以下那样显示。平均值1~2:+++、3~5:++、6~8:+、9~10:-。
[表20]
表20
根据表20的结果,在具有蔗果四糖纯度为82~85%的含有结晶的粉末中,蔗果四糖结晶中的葡糖酸含量为0.3~18.6重量%的情况下,具有适于操作的流动性,并且抑制了粉飞扬的发生(评价:3~4,-)。此外,分散度显示17.9~19.6%。上述含有结晶的粉末的水分含量在7.1~8.4重量%的范围内。然而,在蔗果四糖结晶中的葡糖酸含量为10重量%的情况下,除了甜味以外可感觉到咸味。进一步,在该葡糖酸含量为20重量%的情况下,几乎没有感觉到甜味,非常强烈地感觉到咸味。本发明的含有结晶的粉末中,几乎没有感觉到酸味。
Claims (9)
1.一种含有蔗果四糖结晶的粉末,蔗果四糖含有率为71~90重量%,相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.2~18.6重量%的葡糖酸,并且具有7.9~10重量%的水分含量。
2.根据权利要求1所述的含有蔗果四糖结晶的粉末,熔点为128~150℃。
3.根据权利要求1或2所述的含有蔗果四糖结晶的粉末,分散度为10~21%。
4.根据权利要求1或2所述的含有蔗果四糖结晶的粉末,蔗果四糖含有率为83~89重量%。
5.根据权利要求1或2所述的含有蔗果四糖结晶的粉末,相对于蔗果四糖结晶的总重量,含有0.26~1.0重量%的葡糖酸。
6.权利要求1所述的含有蔗果四糖结晶的粉末的制造方法,其包括以下工序:
(A)通过使含有β-呋喃果糖苷酶和葡糖氧化酶的酶溶液与蔗糖进行反应来生成蔗果四糖的工序;
(B)通过葡糖氧化酶使反应液中的葡萄糖转化为葡糖酸的工序;
(C)将由工序(A)和工序(B)获得的溶液中的葡糖酸含量调整为0.1~20重量%的工序;
(D)从由工序(C)获得的溶液得到蔗果四糖结晶的工序;以及
(E)将由工序(D)获得的蔗果四糖结晶在温度20~35℃且相对湿度40~80%的条件下进行熟化,将蔗果四糖结晶的水分含量调整到7.9~10重量%的工序。
7.根据权利要求6所述的方法,由工序(C)获得的溶液中的蔗果四糖含有率为55重量%以上,并且蔗果五糖含有率小于12重量%。
8.根据权利要求6或7所述的方法,在工序(C)中,葡糖酸含量的调整通过电渗析来进行。
9.根据权利要求6或7所述的方法,在工序(B)中,进一步包括通过过氧化氢酶除去副生的过氧化氢的工序。
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