DE3529228A1

DE3529228A1 - Kristalline maltopentose und verfahren zum herstellen derselben

Info

Publication number: DE3529228A1
Application number: DE19853529228
Authority: DE
Inventors: Toshio Okayama Miyake; Shuzo Okayama Sakai; Takashi Souja Okayama Shibuya
Original assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK; Hayashibara Biochemical Laboratories Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1984-08-14
Filing date: 1985-08-14
Publication date: 1986-03-27
Anticipated expiration: 2005-08-15
Also published as: GB2165250A; JPS6147495A; JPH058718B2; KR860001828A; FR2573763B1; KR920004485B1; CA1242710A; FR2573763A1; GB2165250B; GB8519955D0; DE3529228C2; US4652640A

Description

Kristalline Maltopentose und Verfahren zum Herstellen derselben

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft kristalline Maltopentaose (nachstehend Maltopentose genannt) und ihre Herstellung.

Definitionen

Prozentangaben werden gewichtsmäßig angegeben, basierend auf dem Gewicht der trockenen Feststoffe, wenn nicht anders angegeben.

Saccharid L bedeutet ein Saccharid oder ein Saccharidgemisch mit einem Glucose-Polymerisationsgrad von 6 oder höher.

Saccharid S bedeutet ein Saccharid oder ein Saccharidgemisch mit einem Glucose-Polymerisationsgrad von 4 oder geringer.

Das Ausmaß der Vernetzung ist als Verhältnis von Divinylbenzol zur Gesamtmenge der Monomeren definiert, die verwendet werden, um ein Styrol-Divinylbenzol-Copolymerharz herzustellen, wobei das Verhältnis in Prozenten ausgedrückt ist.

Bei einem Elutionsmuster, das mit einem solchen Harz erhalten wird, bedeutet die "Fraktion A" eine Fraktion, die reich an Saccharid L ist; "Fraktion B" eine Fraktion, die reich an Saccharid L, jedoch stark mit Maltopentose ver-

'--^52922S

unreinigt ist; "Fraktion C" eine Fraktion, die reich an Maltopentose ist; "Fraktion D" eine Fraktion, die reich an Maltopentose, jedoch stark verunreinigt mit Saccharid S ist; und "Fraktion E" eine Fraktion, die reich an Saccharid S ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Wie im Japanischen Patent Kokai Nr. 56,998/75 und im Journal of the Japanese Society of Starch Science, Vol. 29, Nr. 2, Seiten 153-160 (1982) beschrieben ist, wurde Maltopentose vor kurzem als Substrat verwendet, um Serumamylase zu prüfen.

Handelsübliche Maltopentose mit einer geringeren Reinheit als etwa 94 % besitzt jedoch den Nachteil, daß sie mit einer größtmöglichen Sorgfalt behandelt werden muß, da sie nicht kristallin, amorph, feinpulvrig und hochhygroskopisch ist. Wie aus der Beschreibung im Journal of the Japanese Society of Starch Science, Vol. 28, Nr. 3, Seiten 215-218 (1981) deutlich wird, sind lediglich G₁ und G- als kristalline Maltooligosaccharide bekannt, während kristalline Maltopentose unbekannt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt ein Infrarotspektrum kristalliner Maltopentose,

Figur 2 zeigt eine mikrofotografische Ansicht kristalliner Maltopentose.

Figur 3 zeigt eine Röntgenbeugung kristalliner Maltopentose.

T-

Figur 4 zeigt eine Röntgenbeugung amorpher, .feinpulvriger Maltopentose, die zur Kontrolle verwendet wurde.

Figur 5 zeigt ein Elutionsmuster der Beschickungslösung, das während der Herstellung hochreiner Maltopentose erhalten wird.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegenden Erfinder haben verschiedene Mittel bzw. Verfahren untersucht, um kristalline Maltopentose zu erhalten, welche frei von den oben erwähnten Nachteilen üblicher Maltopentose ist. Als Ergebnis dessen haben wir eine nicht-hygroskopische, kristalline Maltopentose gefunden und ein Verfahren zur Herstellung der kristallinen Maltopentose entwickelt. Dieses ist die vorliegende Erfindung.

Insbesondere haben wir eine kristalline Maltopentosesaat wie folgt hergestellt: Eine Säule mit einem stark sauren Kationen Austausch-Harz in Salzform wurde fortlaufend mit vorbestimmten Volumina einer Saccharidgemisch-Lösung beschickt, die Maltopentose und die Saccharide L und S, sowie Wasser umfaßt, um die Fraktionierung zu bewirken. Die erhaltenen Eluate wurden fortlaufend in die Fraktionen A, B, C, D und E getrennt, gefolgt von der Gewinnung der Fraktion C mit einer Maltopentosereinheit von 96,7 %. Die Fraktion C wurde danach mit Aktivkohle entfärbt und über ein Iionen-Austausch-Harz in H- und OH-Formen deionisiert, bis 75 % konzentriert und danach in einen Glasbecher gefüllt. Nach einer Standzeit von 4 Monaten bei etwa 25°C bildeten sich auf der Innenwand des Glasbechers Kristalle. Die Kristalle wurden als Saat bzw. Impfkristalle verwendet.

Ein 80 %iges Konzentrat der Fraktion C wurde zu den Impfkristallen hinzugefügt und danach unter leichten Rührbedingungen auskristallisiert. Eine kristalline Maltopentose mit einer Reinheit von 99,6 % wurde aus der resultierenden Kristallsuspension abgetrennt. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der kristallinen Maltopentose sind wie folgt:

(1) Spezifische Drehung

(oC ) Q^{5 ist + 181}*⁸° ^{(C = 1}·⁰' ^{in H}2⁰⁾'

(2) UV-Absorptionsspektrum

Eine wässrige Lösung kristalliner Maltopentose zeigt keine charakteristische UV-Absorption.

(3) Infrarotspektrum

5 mg feinpulvriger kristalliner Maltopentose und 220 mg wasserfreies KBr wurden durch rühren vermischt, wobei eine duchsichtige Tablette erhalten wurde, die etwa 0,6 mm dick ist und danach der Infrarotspektrumetrie unterworfen wurde. Das Ergebnis ist in Figur 1 angegeben.

(4) Schmelzpunkt

91-93°C bei thermischer Analyse.

(5) Auflösungswärme

Nach thermischer Analyse werden etwa 18 cal/g endothermisch absorbiert.

(6) Löslichkeit

100 g Wasser lösen bis zu 96,3 g wasserfreier kristalliner Maltopentose bei 25 C.

(7) Aussehen und Eigenschaften

Farblose, durchsichtige Kristalle. Das Ilikrokristall ist ein weißer, geruchsloser, etwas süßer, feinpulvriger Feststoff. Nichthygroskopisch und nichtzerfließend. Figur 2 zeigt mikrofotografisch eine Kristallisation in 70 %iger wässriger Maltopentoselösung. Ihre wässrige Lösung ist neutral oder schwach sauer.

(8) Löslichkeit im Lösungsmittel

Leicht löslich in Wasser, 0,1 N NaOH, und 0,1 N NCl. Kaum löslich in Methanol und Äthanol. Unlöslich in Chloroform und Äthylacetat.

(9) Farbreaktion

Wird durch Anthron-Schwefelsäurereaktion grün. Die Fehlingsreaktion ist positiv. Die Jodreaktion ist negativ.

(10) Saccharidbestandteile

(a) Papier- und gaschromatographische Analysen bestätigen, daß das Hydrolisat, das durch Hydrolyse mit 1 N Schwefelsäure erhalten wird, aus D-Glucose besteht.

(b) Vollständige Methylierung und nachfolgende gaschromatographische Analyse bestätigen, daß das Verhältnis von 1,2,3,6-Tetra-O-methyl-D-glucose, 2,3,6-Tri-O-methyl-D-glucose, und 2,3,4,6-Tetra-O-methyl-D-glucose 1:3:1 beträgt.

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(c) Hochspezifische Drehung, d.h. (eC ) _D von

+ 181.8°, wobei der Infrarotabsorptions-Aus-

schlag nahe 840 cm" beweist, daß die Saccharidbestandteile in einer Alpha-Art und Weise miteinander verbunden sind.

(d) Nach Papier- und Hochdruck-Flüssigchromatographie-Analysen wird nachgewiesen, daß der Kristall die gleiche Retentionszeit besitzt, wie sie bei einer handelsüblichen, amorphen Maltopentose beobachtet wird, welche als autentische Probe verwendet worden ist.

(11) Röntgenbeugung

Die Darstellung einer Röntgenbeugung der kristallinen Maltopentose, wie sie in Übereinstimmung mit der durch F.H. Stodola et al in Journal of the American Chemical Society, Vol. 78, Seiten 2514-2518 (1956) beschrieben ist, wurde durchgeführt und ist in Figur 3 gezeigt. Das verwendete Röntgenbeugungsgerät war ein "Geiger-Frex Rad HB", das CuKa-Strahlung verwendet, ein Produkt der Firma Rigaku Corporation, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan. Zur Kontrolle wird in Figur 4 eine Röntgenbeugung einer amorphen, feinpulvrigen Maltopentose gezeigt, die durch vollständige Auflösung kristalliner Maltopentose in heißem Wasser und durch Wärmetrocknung der entstandenen Lösung hergestellt worden ist.

Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ergibt die Röntgenbeugungsanalyse der kristallinen Maltopentose mit CuKa-Strahlung vorherrschende Beugungswinkel (2Θ) von 9,5°, 15,8°, 16,2°, 17,2° und 23,7°.

Aus diesen Tatsachen ist ersichtlich, daß das Kristall eine

bisher unbekannte kristalline Maltopentose mit nichthygroskopischen Eigenschaften ist.

Die Herstellung der kristallinen Maltopentose und des feinpulvrigen Feststoffes, welcher dieselbe enthält, wird nachfolgend beschrieben.

Jegliche hochreine Maltopentoselösung kann, unabhängig von ihrem Herstellungsverfahren, verwendet werden, solange die Lösung äußerst gesättigt ist und Maltopentose aus dieser Lösung auskristallisiert werden kann.

Hochreine Maltopentose kann wie folgt hergestellt werden: Eine Maltopentose enthaltende Saccharidgemisch-Lösung, die durch Verflüssigung einer Stärkesuspension unter Erwärmung und Hydrolisierung der entstandenen Stärkelösung mitoO-Amylase (EC 3.2.1.1) erhalten worden ist, kann zum Beispiel auf eine Säule eines stark sauren Kation-Austauscherharzes in Salzform gegeben werden und danach aus der Säule mit Wasser in die Fraktionen A, B, C, D und E in Übereinstimmung mit dem in Figur 5 gezeigten Elutionsmuster eluiert werden. Die Fraktion C mit einerMaltopentosereinheit von etwa 85 % oder höher kann vorzugsweise dazu verwendet werden, um kristalline Maltopentose herzustellen.

Die Fraktionen B und E können zusammen mit einer Maltopentose enthaltenden Saccharidgemisch-Lösung auf die Säule gegeben werden. Insbesondere ist ein Verfahren wünschenswert, nachdem die Fraktion B, die Maltopentose enthaltende Saccharidgemisch-Lösung und Fraktion D nacheinander zugegeben werden, da Maltopentose mit höherer Konzentration in höherer Ausbeute erhalten werden kann.

Das stark saure Kation -Austauscherharz in Salzform wird

durch eine oder mehrere Styrol-Divinylbenzol Copolymerharze dargestellt, insbesondere mit einem Vernetzungsgrad von 6 % oder niedriger, die Sulfongruppen in einer Alkalimetalloder Erdalkalimetall-Form tragen, wie zum Beispiel Na , K , Ca oder Mg . Beispiele kommerziell erhältlicher Harze sind "Dowex 50WX1", "Dowex 50WX2" und "Dowex 50WX4", Produkte der Dow Chemicals Co., Midland, MI, USA; "Amberlite CG-120", ein Produkt der Firma Rohm & Haas Co.„ Philadelphia, PA, USA; "XT-1022E" und "XT-1007", Produkte der Tokyo Chemical Industries, Kita-ku, Tokyo, Japan und "Diaion SK 1B", "Diaion SK 102", "Diaion SK 104", und "Diaion SK 106", Produkte der Mitsubishi Chemical Industries Ltd., Tokyo, Japan. Die Fraktonierung kann durch ein Festbett-, Fließbett- oder simulierte Fließbett-Verfahren durchgeführt werden.

Um Maltopentose zu kristallisieren, wird die so erhaltene hochreine Maltopentose in einen etwa 65-95 %igen wässrigen Sirup überführt, welcher dann innerhalb eines Temperaturbereiches von 0-95⁰C eingestellt wird, ein Bereich wo der Sirup nicht erstarrt und der Wärmeverlust während der Verarbeitung relativ gering ist. Der Sättigungsgrad und die Viskosität des Sirups können durch die Gegenwart von zum Beispiel Methanol, Äthanol, Azeton etc. reguliert werten. Im allgemeinen wird eine gesättigte Maltopentoselösung auf eine relativ hohe Temperatur, d.h. 40-95 C vorgewärmt und in eine Kristallisiervorrichtung überführt, wobei Impfkristalle in einer Menge von vorzugsweise 0,1-20 % hinzugefügt werden, und wobei allmählich abgekühlt wird, während die Maltopentose-Kristallisation durch rühren beschleunigt wird.

Beispiele der eingesetzten Verfahren, um die resultierende Kristallsuspension in einen pulverförmigen Feststoff zu

überführen, umfassen übliche Kristalltrennungs-, Block-/ Pulverisierungs-, Fluidbettgranulations-, und Sprühtrocknungs-Verfahren .

Das Kristalltrennungs-Verfahren zum Beispiel umfaßt normalerweise das Überführen der resultierenden Kristallsuspension zu einer korbartigen Zentrifuge, wo die Kristallsuspension in kristalline Maltopentose und eine Mutterflüssigkeit getrennt wird und, falls es gewünscht wird, die kristalline Maltopentose gewaschen wird, indem sie mit einer geringen Wassermenge oder einer gekühlten alkoholischen Lösung besprüht wird, um kristalline Maltopentose mit höherer Reinheit zu erhalten.

Da bei den anderen drei Verfahren die Mutterflüssigkeit nicht von der kristallisierten Maltopentose abgetrennt wird, führen diese Verfahren nicht zu einem Produkt mit höherer Maltopentosereinheit, sondern zu höherer Ausbeute. Das feinpulvrige Produkt, das durch jegliche dieser Methoden erhalten wird, enthält kristalline Maltopentose und unvermeidlich geringe Mengen zusätzlicher Saccharide, zum Beispiel Maltohexose, Maltotetrose und Maltotriose.

Beim Sprühtrocknungs-Verfahren wird eine Kristallsuspension mit einer Konzentration von etwa 70-85 %, bei der die Kristallisation bis etwa 25-60 % durchgeführt worden ist, durch eine Düse unter Verwendung einer Hochdruckpumpe prühgetrocknet und das erhaltene feinpulvrige Produkt wird danach in einem heißen Luftstrom bei einer Temperatur von zum Beispiel 60-100 C entwässert, die die kristalline Maltopentose nicht schmelzen läßt. Anschließend wird das feinpulvrige Produkt in einem 30-60 C heißen Luftstrom für etwa 1-20 Stunden gealtert, um ein im wesentlichen nichthygroskopisches, feinpulvriges Produkt zu erhalten.

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Beim Block-Pulverisierungsverfahren wird im allgemeinen eine kristalline Suspension mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5-15 %, in der die Kristallisation bis zu 10-60 % bewirkt worden ist, als Block verfestigt, indem man sie 0,5-5 Tage stehen läßt. Ein im wesentlichen nichthygroskopisches feinpulvriges Produkt wird erhalten, indem man den kristallinen Block zerstößt und/oder schneidet und das entstandene Produkt entwässert.

Kristalline Maltopentose und feinpulvriger Feststoff, der dieselbe enthält, sind im wesentlichen beide nichthygroskopisch, freifließend und leicht handhabbar, ohne daß die Gefahr der Kuchenbildung oder Verfestigung auftritt. Auf diese Art und Weise können diese Produkte zusätzlich zu den Verwendungszwecken als chemisches Reagenz und Substrat zurPrüfung von Amylase vorteilhafterweise verwendet werden, um Nahrungsmittel, Pharmazeutika, kosmetische und chemische Produkte herzustellen. Da diese Produkte frei von Stärkegeruch sind und eine zweckmäßig Viskosität und eine leichte Süße besitzen, können sie vorteilhafterweise verwendet werden, um diätetische Stoffe herzustellen, zum Beispiel einen proteinfreien hochkaloriehaltigen diätetischen Stoff, sowie zur Herstellung von Nahrungsmittel, Pharmazeutika zur oralen Einnahme in Granulat-, Würfel- oder Block-Form oder als Tablette in Kombination mit Füllmitteln, Trägern und/ oder Bindemitteln. Zusätzlich können die Produkte, da sie aufgrund ihrer leichten Süße, sowie ihrer Viskositäts- und Glätte verleihenden Eigenschaften, gut mit sauren, salzigen, astringierenden und wohlschmeckenden Substanzen harmonisieren und die Produkte per se hochsäure- und wärmefest sind, vorteilhafterweise zum Würzen und/oder zur Verbesserung von Nahrungsmitteln, zum Beispiel Würzen, Zuckerwaren im allgemeinen, gefrorenem Nachtisch, verarbeitete landwirt-

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schaftliche Produkte, verarbeitete Fleischprodukte, verarbeitete Meeresprodukte, Milchprodukte, Liköre, nichtalkoholischen Getränken, Sofort-Nahrungsmitteln etc. verwendet werden.

Die Herstellung stofflich hochreiner Maltopentose wird im folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Experimente erläutert.

Experiment 1

Beschickungslösung zur Herstellung von hochreiner Maltopentose

Eine 6 %ige Stärkelösung wurde gelatiniert, indem man erwärmt, den pH-Wert auf 4,5 und 50⁰C einstellt, Isoamylase (2.500 Einheiten/g Stärke) hinzufügt, im Handel erhältlich von Hayashibara Biochemical Laboratories, Inc., Okayama, Japan, und 20 Stunden der Reaktion der Isoamylase unterwirft. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf pH 6,0 eingestellt und bei 120⁰C für 10 Minuten im Autoclaven behandelt, auf 4 5°C abgekühlt unter Zufügung von "Termamyl 60 L" (150 Einheiten/g Stärke) eine cC-Amylase, im Handel erhältlich von Novo Industi A/S, Kopenhagen, Dänemark, und 24 Stunden der Wirkung dercC~Amylase unterworfen. Das Reaktionsgemisch wurde bei 120⁰C für 20 Minuten im Autoclaven behandelt, abgekühlt und in üblicher Weise gereinigt, indem mit Aktivkohle entfärbt wird und mit Ionenaustauscherharzen in H- und OH-Formen deionisiert wird, wobei man eine 55 %ige Saccharidgemisch-Lösung in einer Ausbeute von etwa 91 % erhält.

Die Saccharidgemisch-Lösung bestand aus 47,5 % Saccharid S

40,3 % Maltopentose und 12,2 % Saccharid L. Experiment 2

Wirkung des stark sauren Kation-Austauscherharzes auf die Fraktionierung der Beschickungslösung

Die Wirkungen des Vernetzungsausmaßes wurden mit der im Experiment 1 erhaltenen Saccharidgemisch-Lösung studiert.

Einige im Handel erhältliche stark saure Kation-Austauscherharze in Na -Form, wie sie in Tabelle I angeführt sind, wurden gesiebt und ergaben solche mit einer Durchschnittspartikelgröße innerhalb 0,1-0,3 mm vor ihrem Gebrauch.

Jedes Harz wurde in eine 2,2 cm Stahlmantelsäule gepackt, wobei sich eine Bett-Tiefe von 10 m ergab. Während die Säuleninnentemperatur bei 70⁰C gehalten wurde, wurde auf die Säule zuerst eine 40 %ige Beschickungslösung in einer Menge von 10 v/v % zum Bettvolumen gegeben, danach 70°C heißes Wasser Raumgeschwindigkeit von 0,4 gefolgt von einer sukzessiven Trennung der resultierenden Eluate. Kurz bevor die Elution bzw. das Auswaschen der Saccharide abgeschlossen wurde, wurden die erhaltenen Fraktionen nacheinander auf die Säule zurückgeführt, gefolgt von der Zugabe einer Ausgleichsmenge heißen Wassers. Nach 5 Zyklen umfassenden Wiederholungen dieser Verfahrensabläufe wurden die Eluate nacheinander in dieFraktionen A, B, C, D und E getrennt, gefolgt durch die Gewinnung der Fraktion C mit einer Maltopentosereinheit von 90 % oder höher.

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die Rückgewinnungsausbeute von Maltopentose wurde als Prozentangabe des Maltopentosegehaltes in der Fraktion zum Maltopentosegehalt in der verwendeten Beschickungslösung bestimmt.

Tabelle I

Vernetzungsgrad der überprüften Harze

Grad der Ver netzung	Warenzeichen des Harzes	Harzhersteller
1 %	Dowex 50WX1	Dow Chemicals Co.
2 %	Diaion SK102	Mitsubishi Chemical Industries Ltd.
4 %	Dowex 50WX4	Dow Chemicals & Co.
6 %	Diaion SK106	Mitsubishi Chemical Industries Ltd.
8 %	Dowex 50WX8	Dow Chemicals Co.
10 %	Diaion SK110	Mitsubishi Chemical Industries Ltd.
12 %	Diaion SK112	Mitsubishi Chemical Industries Ltd.

Die Ergebnisse sind in Tabelle II angegeben.

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Diese Angaben zeigen, daß das gewünschte Ausmaß der Vernetzung 6 % oder geringer ist.

Tabelle II

Grad der Vernetzung und Rückgewinnungsausbeute in Maltopentose

	Rückgewinnungsausbeute der Maltopentose (%)
Grad der Vernetzung (%)	82
1	93
2	94
4	81
6	15
8	geringer als 5
10	geringer als 5
12

Die Erfindung versteht sich noch besser unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele.

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Beispiel 1

Kristalline Maltopentose

Die Saccharidgemisch-Lösung mit einer Maltopentosereinheit von 40,3 %/ wie sie im Experiment 1 hergestellt worden ist, wurde als Beschickungslösung verwendet. "XT-1007 (Na )", ein stark saures Kation -Austauscherharz in Alkalimetallform, mit einem Vernetzungsgrad von 6 %, im Handel erhältlich durch Tokyo Chemical Industries, Kita-ku, Tokyo, Japan wurde ausgewählt und in einer wässrigen Lösung in vier 5,4 cm rostfreie Stahlmantelsäulen gepackt, was eine entsprechende Bett-Tiefe von 5 m ergibt. Die vier Säulen wurden in Kaskadenform hintereinander gesetzt, und ergeben eine Gesamtbett-Tiefe von 20 m. Während die Säuleninnentemperatur bei 55°C gehalten wurde, wurde die Beschickungslösung in einer Menge von 5 v/v % auf das Bettvolumen gegeben und fraktioniert, indem 55 heißes Wasser mit einer Raumgeschwindigkeit von 0,16 durchgegeben wurden. Danach wurden die entstanden Fraktionen nacheinander auf die Säule zurückgeführt, um die gleiche, obige Verfahrensführung zusätzlich zweimal durchzuführen, gefolgt durch die Wiedergewinnung der Fraktion C mit dem Maltopentosegehalt von 96,7 %. Die Fraktion C wurde gereinigt, indem mit Aktivkohle entfärbt und mit Ionen-Austauscherharzen in H- und OH-Formen deionisiert wurde, dann auf 75 % konzentriert und in einen Glasbecher überführt. Nach viermonatigem Stehen bei etwa 25°C kristallisierte Maltopentose auf der Innenwand des Glasbechers aus. Das Kristall wurde dann als Impfkristall in einer Menge von 4 % zu einer etwa 50 C heißen wässrigen Lösung hinzugefügt, die durch Konzentrierung der Fraktion C auf 80 % erhalten wurde, und unter leichtem rühren auskristallisiert. Die auskristallisierte Maltopentose wurde

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_ It. _

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aus der entstandenen Kristallsuspension abgetrennt und mit einer geringen Menge einer kalten wässrigen alkoholischen Lösung gewaschen, wobei man eine kristalline Maltopentose mit einer Reinheit von 99,6 % erhielt.

Die kristalline Maltopentose zeigte sogar unter Umgebungsbedingungen keine hygroskopischen Eigenschaften.

Wie in Figur 3 gezeigt, besitzt die Röntgenbeugungsdarstellung vorherrschende Beugungswinkel (2Θ) von 9,7°, 15,8°/ 16,2°, 17,2° und 23,7° nach Röntgenbeugungsanalyse der kristallinen Maltopentose mit CuKoC-Strahlung.

Die kristalline Maltopentose kann zusätzlich zur Verwendung als Impfkristall vorteilhafterweise als Substrat zur Serumamylase-Prüfung, sowie in Nahrungsmittel, Pharmazeutikas, kosmetischen und chemischen Stoffen etc. verwendet werden.

Beispiel 2

Kristalline Maltopentose enthaltender feinpulvriger Feststoff

Die Saccharidgemisch-Lösung mit der Maltopentosereinheit von 40,3 %, wie sie im Experiment 1 erhalten worden ist, wurde

2 + als Beschickungslösung verwendet. "Dowex 50WX4 (Mg )", ein stark saures Kation -Austauscherharz in Erdalkalimetall-Form, mit einem Vernetzungsgrad von 4 %, hergestellt durch Dow Chemicals Co., Midland, MI, USA, wurde ausgewählt und in saubere rostfreie Stahlsäulen gleicherGröße und Material wie sie im Beispiel 1 verwendet worden ist, gepackt, wobei sich eine Bett-Tiefe von 30 m ergibt. Während die Säuleninnentemperatur bei 75°C gehalten wurde, wurde die Beschickungslösung in einer Menge von 6,6 v/v % auf das Bett-Volumen gegeben und danach fraktioniert, indem 75 C heißes

BAD

Wasser mit einer Raumgeschwindigkeit von 0,13 durchgeführt wurde. Danach wurden die entstandenen Fraktionen nacheinander in der gleichen Weise wie oben wieder auf die Säule zurückgegeben, gefolgt durch die Gewinnung der Fraktion C mit einer Maltopentosereinheit von 89,4 %. Die Fraktion wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1 gereinigt und konzentriert, wonach eine etwa 90 %ige Lösung (70 C) erhalten wurde. Die Lösung wurde dann einer Kristallisationsvorrichtung zugeführt und mit 2 % kristalliner Maltopentose als Impfkristall versetzt, erhalten durch das Verfahren nach Beispiel 1, und für eine Zeitspanne unter leichtem rühren auskristallisiert, in eine Schale überführt und durch viertägiges Stehen bei etwa 20 c verfestigt. Der entstandene Feststoff wurde mit einer Pulverisiervorrichtung, die mit Schneidmitteln ausgerüstet ist, pulverisiert und danach unter Erhalt einen feinpulvrigen Feststoffs entwässert, der kristalline Maltopentose enthält.

Das entstandene feinpulvrige Produkt ist eine im wesentlichen nichthygroskopische und leicht handhabbare Form.

Nach Röntgenbeugungsanalyse des Produktes mit CuKo£-Strahlung besaß die Röntgenbeugungsstruktur vorherrschende Beugungswinkel (2Θ) von 9,7°, 15,8°, 16,2°, 17,2° und 23,7°, ähnlich zu derjenigen der kristallinen Maltopentose des Beispiels

Das Produkt kann vorteilhafterweise bei Nahrungsmitteln, Pharmazeutikas, kosmetischen und chemischen Stoffen verwendet werden.

Während gewisse im vorliegenden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, dürfte es einleuchten, daß die Erfindung nicht auf diese be-

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schränkt ist, sondern sich im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche auf andere Weise darstellen kann.

Claims

BOETERS, BAUER & PARTNER

PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

THOMAS-WIMMER-RING 14 D-SOOO MÜNCHEN 22

Ansprüche:
^ Kristalline Maltopentose.
2. Kristalline Maltopentose nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vorherrschenden Beugungswinkel (2Θ) von 9,7°, 15,8°, 16,2°, 17,2° und 2.3,7° nach Röntgenstrukturanalyse mit CuKp<-Strahlung.
3. Verfahren zum Herstellen kristalliner Maltopentose, ge- \- kennzeichnet durch: £.

a) Vorsehen einer Maltopentose enthaltenden Saccharidgemisch-Lösung, die ein Saccharid mit einem Glucose-Polymer isationsgrad von 6 oder höher (Saccharid L) und ein Saccharid mit einem Glucose-Polymerisationsgrad von 4 oder niedriger (Saccharid S) aufweist;

b) fortlaufende Zugabe vorbestimmter Voluma von Saccharide gemisch-Lösung und Wasser auf eine Säule eines stark sauren Kation-Austauscherharzes in Salzform;

c) fortlaufende Abtrennung der Eluate von der Säule in folgenden Fraktionen in der angegebenen Reihenfolge:

erste Fraktion reich an Saccharid L, zweite Fraktion reich an Saccharid L, jedoch stark verunreinigt mit Maltopentose,

dritte Fraktion reich an Maltopentose, vierte Fraktion reich an Maltopentose, jedoch stark verunreinigt mit Saccharid S und fünfte Fraktion reich an Saccharid S;

d) Gewinnung der dritten Fraktion, die reich an Maltopentose ist;

e) Auskristallisieren der Maltopentose; und

f) Gewinnung der entstandenen kristallinen Maltopentose.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Maltopentose vorherrschende Beugungswinkel (28) von 9,7°, 15,8°, 16,2°, 17,2° und 23,7° nach Röntgenbeugungsanalyse mit CuK«C-Bestrahlung besitzt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vernetzungsgrad des stark sauren Kation-Austauscherharzes 6 % oder weniger beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

a) Vorsehen einer Maltopentose enthaltenden Saccharidgemisch-Lösung zusammen mit Saccharid L und Saccharid S;

b) fortlaufende Zugabe vorbestimmter Volumina von Saccharidgemisch-Lösung und Wasser auf eine Säule eines stark sauren Kation-Austau-scherharzes in Salzform;

c) fortlaufende Abtrennung der Eluate von der Säule

in folgenden Fraktionen in der angegebenen Reihenfolge:

erste Fraktion reich an Saccharid L, zweite Fraktion reich an Saccharid L, jedoch stark verunreinigt mit Maltopentose, dritte Fraktion reich an Maltopentose, vierte Fraktion reich an Maltopentose/ jedoch stark verunreinigt mit Saccharid S, und fünfte Fraktion reich an Saccharid S;

d) Wiedergewinnung der dritten Fraktion, die reich an Maltopentose ist;

e) reihenfolgemäßige Eingabe in die Säule:

die zweite in der Stufe (c) erhaltene Fraktion,

eine Maltopentose enthaltende Saccharidgemisch- ,*

Lösung, zusammen mit Saccharid L und Saccharid S; die vierte in Stufe (c) erhaltene Fraktion und Wasser; und

f) Wiederholung der Stufen (c), (d) und (e) in zyklischer Art und Weise,

g) Kristallisation der Maltopentose; und

h) Gewinnung der entstandenen kristallinen Maltopentose.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das stark saure Kation-Austauscherharz in einer Alkalioder Erdalkalimetall-Form vorliegt.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saccharidgemisch-Lösung erhalten wird durch:

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Gelatinierung von Stärke;

Unterwerfen der entstandenen Stärkelösung der Wirkung voncC~Amylase; und

Reinigung des entstandenen, Maltopentose enthaltenen Hydrolysats.