DE69116791T2

DE69116791T2 - Lactoneotrehalose, und ihre Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE69116791T2
Application number: DE69116791T
Authority: DE
Inventors: Hiroto Chaen; Shuzo Sakai; Takashi Shibuya
Original assignee: Hayashibara Biochemical Laboratories Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1990-10-06
Filing date: 1991-10-04
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2011-10-05
Also published as: EP0480640B1; JPH04144694A; US5322693A; KR0182615B1; DE69116791D1; KR920008059A; CA2052840A1; CA2052840C; KR100217014B1; US5218096A; DK0480640T3; EP0480640A1; ATE133679T1; JP2896598B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Saccharid und seine Herstellung und seine Verwendungen, und betrifft insbesondere Lactoneotrehalose, die durch die Formel O-β-D- Galactopyranosyl-(1T4)-O-β-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranosid gezeigt wird und ihre Herstellung und ihre Verwendungen.
Lactose, welche durch die Formel O-β-D-Galactopyranosyl-(1T4)-D-glucose gezeigt wird, ist seit langem als ein süßes Saccharid bekannt, das in der Milch von Säugetieren vorkommt. Die kürzliche Steigerung in der Produktion von Milchprodukten, wie z.B. Butter und Käse, war mit einer großen Menge an Lactose als Nebenprodukt begleitet. Die reduzierenden Eigenschaften von Lactose, ihre Anfälligkeit für die Anbräunungsreaktion und ihre geringe Löslichkeit in Lösungsmitteln haben die Verwendung von Lactose lediglich auf die Herstellung von Schokolade, Kaugummi und Tabletten beschränkt.
Tatsächlich hat die Produktion von Lactose den Verbrauch überstiegen, und dies führte zu einem beträchtlichen Lactoselager, sowie dazu, daß die Produktion von Lactose zurückgedrängt wurde.
Es wurden verschiedenste Versuche unternommen, neue Saccharide zu erhalten, in welchen diese Eigenschaften und Nachteile der Lactose verbessert sind.
Bailey et al. berichteten beispielsweise in Nature, Band 176, S.1164-1165 (1955) ihre Erkenntnis, daß O-β-D-Galactopyranosyl-(1T4)-O-[α-D-glucopyranosyl-(1T2)]-D-glucopyranose gebildet wurde, wenn Mikroorganismen der Gattung Batacoccus arabinosaceous in einem Medium kultiviert wurden, welches Lactose und Sucrose enthielt; Okada et al. offenbarten im offengelegten japanischen Patent Nr.98,093/73 ein Verfahren zur Herstellung reduzierender Oligosaccharide, bei welchem Verfahren Lactose und Stärketeilhydrolysat der Wirkung von Saccharid-übertragenden Enzymen ausgesetzt werden, um einen Glucosylrest vom Stärketeilhydrolysat auf den Galactosylrest der Lactose zu übertragen; und Igarashi et al. offenbarten im offengelegten japanischen Patent Nr.205,793/87 ein Verfahren zur Herstellung von O-α-D- Glucopyranosyl-(1T3)-O-β-D-galactopyranosyl-(1T4)-D-glucose, bei welchem Verfahren Lactose und Stärketeilhydrolysat der Wirkung von α-Glucosidase von Buchweizen oder Reis ausgesetzt werden.
In Carbohydrate Research, 199 (1990), 227-234 werden regioselektive Synthesen von Trehalose-enthaltenden Trisacchariden geoffenbart, bei welchen Synthesen verschiedenste Glycohydrolasen verwendet werden. Es wurden verschiedenste Trehalose-enthaltende Trisaccharide hergestellt, z.B. O-β-D-Galactogranosyl-(1T4)-α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranosid.
Die Saccharide, die im Stand der Technik geoffenbart sind, sind jedoch alle reduzierende Oligosaccharide, welche der Anbräunungsreaktion unterliegen und die Nachteile von Lactose nie verbessern.
Für die Entwicklung neuer Saccharide mit einer zufriedenstellenden Stabilität, Wasserlöslichkeit und Süße, die von Lactose erhältlich sind und die Nachteile der Lactose überwinden können, besteht ein großer Bedarf.
Um die obigen Nachteile der Lactose zu überwinden, studierten die Erfinder der vorliegenden Erfindung verschiedenste Saccharide, welche von Lactose erhältlich sind, indem sie Saccharid-übertragende Reaktionen benützten.
Als ein Ergebnis entdeckten die Erfinder der vorliegenden Erfindung, daß Lactoneotrehalose, ein neues Saccharid, das mit der Formel O-β-D-Galactopyranosyl-(1T4)-O-β-D- glucopyranosyl-α-D-glucopyranosid gezeigt wird, anders als intakte Lactose, keine Reduzierbarkeit, zufriedenstellende Stabilität, Wasserlöslichkeit und zweckmäßige Süße aufweist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben so die vorliegende Erfindung gemacht.
Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben, in welchen:
FIG. 1 ein Infrarotabsorptionsspektrum einer kristallinen Lactoneotrehalose-Probe zeigt;
FIG. 2 eine mikroskopische Fotografie (x 50) einer kristallinen Lactoneotrehalose- Probe zeigt;
FIG. 3 ein Pulver-Röntgen-Beugungsmuster emer kristallinen Lactoneotrehalose-Probe zeigt.
Die vorliegende Erfindung betrifft Lactoneotrehalose der Formel O-β-D-Galactopyranosyl-(1T4)-O-β-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranosid und ihre Herstellung und ihre Verwendungen.
Obwohl Lactoneotrehalose durch chemische Synthesen gebildet wird, sind biochemische Verfahren, bei welchen Lactoneotrehalose vorteilhafterweise gebildet wird, indem ein Saccharid-übertragendes Enzym auf eine wäßrige Lösung, welche Lactose und eine stärkeartige Substanz enthält, mehr bevorzugt.
Im Handel erhältliche Lactosen können einwirken gelassen wird, in der Erfindung verwendet werden. Falls nötig, können rohe Lactosepräparationen, wie z.B. Milch und Milchserum, in welchen Lactose vorhanden ist, in dieser Erfindung verwendet werden.
Die stärkeartigen Substanzen, die in der Erfindung vorteilhaft verwendbar sind, sind zum Beispiel gelatinisierte Stärke, verflüssigte Stärke, solubilisierte Stärke, Stärketeilhydrolysat und Saccharid-übertragene, stärkeartige Produkte.
Obwohl das in der Erfindung am meisten bevorzugte Saccharid-übertragende Enzym Cyclomaltodextringlucanotransferase (EC 2.4.1.19) ist, können auch andere Enzyme, wie z.B. α-Glucosidase (EC 3.2.1.20) und β-Galactosidase (EC 3.2.1.23) in der Erfindung verwendet werden.
Bei Verwendung von Cyclomaltodextringlucanotransferase können jene vorteilhaft verwendet werden, die von Mikroorganismen der Gattung Bacillus und Klebsiella stammen.
Die α-Glucosidasen, die in der Erfindung verwendbar sind, sind zum Beispiel jene, die von Mikroorganismen der Gattung Penicillium und Mucor stammen. Die β-Galactosidasen, die in der Erfindung brauchbar sind, sind zum Beispiel jene, die von Mikroorganismen der Gattungen Sporoboromyces und Rahnella stammen.
Obwohl jede Saccharid-übertragende Reaktion in der Erfindung angewendet werden kann, solange als Lactoneotrehalose durch die Reaktion gebildet wird, werden die Reaktionsbedingungen so gewählt, daß dem zu verwendenen Enzym entsprochen wird. Wenn Cyclomaltodextringlucanotransferase oder α-Glucosidase als das Saccharid-übertragende Enzym verwendet wird, kann jedes von diesen auf eine wäßrige Lösung einwirken gelassen werden, welche Lactose und eine stärkeartige Substanz, wie z.B. Stärketeilhydrolysat, enthält, um einen α- Glucosylrest von der starkeartigen Substanz auf den Glucosykest der Lactose zu übertragen, gefolgt von der Bildung der Lactoneotrehalose. In der obigen Reaktion ist das bevorzugte Gewichtsverhältnis der stärkeartigen Substanz zu Lactose gewöhnlich im Bereich des 0,1 - bis 100-fachen, vorzugsweise im Bereich des 0,2- bis 20-fachen. Im Falle der Verwendung von β- Galactosidase kann Lactoneotrehalose gebildet werden, indem β-Galactosidase auf eine wäßrige Lösung einwirken gelassen wird, welche Lactose und Neotrehalose enthält, welche ein stärkeartiges Saccharid-übertragenes Produkt ist, um den β-Galactosylrest von der Lactose auf den Glucosylrest der Neotrehalose zu übertragen. In diesem Fall ist das bevorzugte Gewichtsverhältnis von stärkeartiger Substanz zu Lactose gewöhnlich im Bereich des 0,01- bis 10-fachen, vorzugsweise im Bereich des 0,05- bis 2-fachen.
In den obigen Reaktionen werden die Temperatur und der pH gewöhnlich zwichen 20- 80ºC bzw. 3-9 gewählt, während die Enzyme, falls nötig, für eine wiederholte Verwendung immobilisiert sein können.
Von diesen Saccharid-übertragenden Reaktionen ist das Verfahren, welches Cyclomaltodextringlucanotransferase verwendet, in der Regel das vorteilhafteste, weil es eine höhere Lactoneotrehalose-Ausbeute mit billigeren stärkeartigen Substanzen als Saccharid-Donor erreichen kann. Insbesondere ist die Verwendung von Cyclomaltodextringlucanotransferase, die von Bacillus stearothermophilus stammt, aus industrieller Sicht äußerst vorteilhaft, da die Cyclomaltodextringlucanotransferase bei einer relativ hohen Temperatur auf das Substrat einwirken gelassen werden kann, und dies inhibiert die Konsistenzerhöhung der stärkeartigen Substanz in einer Reaktionslösung und die Mikroorganismen-Kontamination, und erleichtert die Saccharid-übertragende Reaktion.
In diesem Fall werden pro g stärkeartiger Substanz eine oder mehrere Einheiten, vorzugsweise 10-1.000 Einheiten Cyclomaltodextringlucanotransferase auf eine wäßrige Lösung einwirken gelassen, welche Lactose zusammen mit stärkeartiger Substanz enthält, wie z.B. gelatinisierte Starke, verflüssigte Starke, Amylodextrin, Cyclodextrin und Stärketeilhydrolysat mit einem Dextroseaquivalent (DE) von etwa 1-50, während etwa 1-100 Stunden, vorzugsweise während etwa 4-70 Stunden, um Lactoneotrehalose zusammen mit Oligosacchariden zu bilden, zum Beispiel α-Glycosyllactoneotrehalose, wie z.B. α-Glucosyllactoneotrehalose, α- Maltosyllactoneotrehälose, a-Maltotriosyllactoneotrehalose und α-Maltotetraosyllactoneotrehalose, worin ein oder mehrere α-Glucosykeste an Lactoneotrehalose gebunden sind. Diese Oligosaccharide werden dann der Glucoamylase ausgesetzt, um Lactoneotrehalose zu bilden und zu akkumulieren, gefolgt vom Gewinnen der akkumulierten Lactoneotrehalose.
Der Ersatz von Glucoamylase mit β-Amylase führt zur Bildung und Akkumulierung von Lactoneotrehalose, α-GlucosylLactoneotrehalose und Maltose.
Die obigen Saccharid-übertragenden Reaktionen mit oder ohne eine hydrolytische Reaktion bilden eine Lactoneotrehalose-enthaltende Lösung, die in der Regel etwa 5-40% Lactoneotrehalose, auf trockene Feststoffbasis bezogen (im folgenden als "d.s.b." bezeichnet), enthält, welche dann filtriert und vor der Verwendung zu einer Flüssigkeit gereinigt wird: Eine solche Flüssigkeit kann konzentriert werden, und, falls nötig, zu einem Sirup oder zu einem Feststoff getrocknet werden.
Um die Vorteile der Lactoneotrehalose zu vergrößern, wird in der Regel eine Lactoneotrehalose-enthaltende Lösung abgetrennt und zu einem Produkt mit einem hohen Lactoneotrehalose-Gehalt gereinlgt, und zwar vor der Verwendung. Eine solche Abtrennung und Reinigung ist zum Beispiel mit Fermentation unter Verwendung von Hefe, Membranfiltration, fraktionierte Sedimentation, Kristallisation und/oder Säulenchromatographie erzielbar, solang die begleitenden Saccharide damit entfernt werden. Insbesondere kann ein Verfahren angewendet werden, in welchem eine Säulenchromatographie, die stark saure Kationenaustauscherharze verwendet, wie in den offengelegten japanischen Patenten Nr.23,799/83 und 72,598/83 geoffenbart, verwendet wird, um begleitende Saccharide zu entfernen und Lactoneotrehalose-reiche Fraktionen zu gewinnen. In diesem Fall kann entweder ein Festbett-, ein Bewegtbett- und ein simuliertes Bewegtbettverfahren zweckmäßig angewendet werden.
Da Lactoneotrehalose aus dem Konzentrat der Lösung mit hohem Lactoneotrehalose- Gehalt auf einfache Weise kristallisierbar ist, kann kristalline Lactoneotrehalose zweckmäßig aus der Lösung hergestellt werden, und zwar vor der Verwendung.
Die Verfahren zur Herstellung kristalliner Lactoneotrehalose gemäß der vorliegenden Erfindung weisen üblicherweise einen Schritt auf, in welchem eine Lactoneotrehalose-Lösung mit einem Sättigungsgrad von 1,05-3,5, insbesondere einen Schrin zur Herstellung einer Saccharidzusammensetzung, welche 60% oder mehr Lactoneotrehalose, d.s.b., enthält, in eine Lösung mit einer Konzentration von etwa 30-95%, und einen weiteren Schriff, die Kristallisierung von Lactoneotrehalose zu beschleunigen, indem die Lösung bei einer Temperatur gehalten wird, welche die Lösung nicht einfriert und den Schmelzpunkt eines Lactoneotrehalose-Kristalls nicht übersteigt, zum Beispiel im Bereich von etwa 10-100ºC.
Der Kristallisierschritt, der in der Erfindung anwendbar ist, weist einen Schritt auf, in welchem eine übersättigte Lactoneotrehalose-Lösung in einen Kristallisator gegeben wird, welche Lösung auf einer relativ hohen Temperatur, d.h. 40-80ºC, gehalten wird und die Lösung allmählich unter leichtem Rühren, vorzugsweise bei Anwesenheit einer Itripfling von 0,1 -20%, um die Kristallisierung zu beschleunigen, abgekühlt wird. Um kristalline Lactoneotrehalose aus der erhaltenen Masse zu gewinnen, ist jedes herkömmliche Verfahren anwendbar, solange kristalline Lactoneotrehalose damit erhalten werden kann; zum Beispiel ein Abtrennungsverfahren, ein Blockpulverisierungsverfahren, ein Fließbettgranulierungsverfahren und ein Sprühtrocknungsverfahren. Das Abtrennungsverfahren besteht darin, eine Masse in kristalline Lactoneotrehalose und die Mutterlauge (Molassen) zu trennen, wobei eine Zentrifuge vom Korbtypus verwendet wird. Falls notwendig, kann die erhaltene kristalline Lactoneotrehalose auf einfache Weise gewaschen werden, indem eine kleine Menge Kühlwasser aufgespritzt wird. Da die anderen drei Verfahren die Molassen nicht entfernen, verbessern sie nicht die Reinheit der Lactoneotrehalose in der erhaltenen Masse, führen jedoch zu einer hohen Ausbeute an Produkt. Demgemäß enthält das Produkt gewöhnlich kristalline Lactoneotrehalose zusammen mit anderen Saccharidkomponenten. Die Saccharidkomponenten schwanken in Abhängigkeit von der angewendeten enzymatischen Reaktion: Im Fall der Verwendung von Cyclomaltodextringlucanotransferase in Kombination mit Glucoamylase enthält das Endprodukt gewöhnlich Lactose und Glucose zusätzlich zu Lactoneotrehalose. Im Fall einer Verwendung von β-Galactosidase enthält das Endprodukt gewöhnlich Lactose, Neotrehalose und Glucose zusammen mit Lactoneotrehalose.
Im Fall des Blockpulverisierungsverfahrens wird gewöhnlich eine Masse mit einer Konzentration von 85-95% und einer Kristallinität von etwa 10-60% während etwa 0,5-5 Tagen stehen gelassen, so daß der gesamte Inhalt kristallisiert ist und sich in Blöcke verfestigt hat, welche dann zu einem verkleinerten hygroskopischen, kristallinen Pulver, welche Molassen enthält, pulverisiert werden, und zwar durch Abschaben oder Schneiden.
Im Fall des Sprühtrocknungsverfahrens wird eine Masse mit einer Konzentration von 65-80% und einer Kristallinität von etwa 20-40% gewöhnlich in die Ventilation heißer Luft, zum Beispiel Luft von 60-100ºC, sprühgetrocknet, welche Luft die kristalline Lactoneotrehalose nicht schmilzt, und wird dann etwa 1-20 Stunden in der Ventilation von Luft mit 30-60ºC gealtert, um ein verkleinertes, hygroskopisches, kristallines Lactoneotrehalose-Pulver zu erhalten, welches Molassen enthält.
Die physiologischen Eigenschaften der Pulver, wie z.B. Schmelzpunkt und spezifische Drehung, schwanken in Abhängigkeit vom Lactoneotrehalose-Gehalt, d.s.b. Gewöhnlich nimmt der Schmelzpunkt ab und verbreitert sich, wenn der Lactoneotrehalose-Gehalt abnimmt. Die Hygroskopie der Pulver nimmt mit fallendem Gehalt an Lactoneotrehalose zu.
Der Lactoneotrehalose-Gehalt in den Pulvern sollte daher sorgfältig gewählt werden, um ihrer Endverwendung zu entsprechen.
Lactose ist ein reduzierendes Oligosaccharid, welches in Lösungsmitteln kaum löslich ist und für die Anbräunungsreaktion empfindlich ist, während Lactoneotrehalose, anders als Lactose, ein nicht-reduzierendes Oligosaccharid ist, welches im wesentlichen nicht-hygroskopisch, äußerst stabil und in Wasser leicht löslich ist, sowie eine hohe Qualität und eine mäßige Süße aufweist. Lactoneotrehalose kann als ein das Wachstum förderndes Mittel für Mikroorganismen der Gattung Bifidobacterium verwendet werden, weil Lactoneotrehalose, wenn es oral verabreicht wird, hauptsächlich im Dünndarm als Energiequelle aufgenommen wird, während ein Teil der Lactoneotrehalose den Dickdarm erreicht, wo er das Wachstum der Mikroorganismen fördert. Sie kann zusätzlich als Süßstoff, der Zahnkaries vermindert induziert, verwendet werden, da jene Mikroorganismen, welche zu Zahnkaries führen, Lactoneotrehalose kaum assimilieren. Da Lactoneotrehalose ein Süßstoff mit einer zufliedenstellenden Stabilität ist, kann sie vorteilhaft als ein Zuckerbeschichtungsmittel für Tabletten in Kombination mit einem Bindemittel, wie z.B. Pullulan und Hydroxyethylstärke, verwendet werden. Lactoneotrehalose besitzt die Eigenschaft, Aminosäuren, Oligopeptide und biologisch aktive Substanzen zu stabilisieren, deren wirksame Inhaltsstoffe und Aktivitäten leicht verlorengehen, sowie andere Eigenschaften, wie z.B. gute chemische Stabilität, die Fähigkeit, den osmotischen Druck zu kontrollieren, die Fähigkeit, einen Füllstoff zu verleihen, die Fähigkeit, Glanz zu verleihen, die Fähigkeit, Feuchtigkeit zurückzuhalten, verringerte Fermentierbarkeit und die Fähigkeit, andere Saccharide nicht kristallisieren zu lassen.
Diese Vorteile wurden Lactoneotrehalose für die Herstellung von oral verabreichbaren Produkten, zum Beispiel Nährungsmitteln, Getränken, Zigaretten, Tabaken, Futter und Haustierfutter, sowie bei der Herstellung von Kosmetika und Pharmazeutika sehr brauchbar machen.
Lactoneotrehalose kann als ein Gewürz verwendet werden, und zwar ohne weitere Behandlung, um eine Süße zu verleihen. Falls nötig, kann Lactoneotrehalose in Kombination mit einer ausreichenden Menge eines oder mehrerer anderer Süßstoffe verwendet werden, zum Beispiel Stärkezuckerpulver, Glucose, Maltose, Sucrose, isomerisierter Zucker, Honig, Ahornsirup, Sorbitol, Dihydrochalcon, Steviosid, α-Glycosylsteviosid, Rebaudiosid, Glycyricin, L-Aspartyl-L-phenylalaninmethylester, Saccharin, Glycin und Alanin. Lactoneotrehalose kann mit einem Füllstoff, wie z.B. Dextrin, Stärke und Lactose, vor der Verwendung gemischt werden.
Lactoneotrehalose kann in Pulverform allein oder nach dem Mischen mit einem Füllstoff, Träger und/oder Bindemittel in ein Granulat, in Kügelchen, in kurze Stäbchen, in eine Folie, in Würfel oder in Tabletten vor der Verwendung geformt werden.
Lactoneotrehalose kann zweckmäßigerweise in Lebensmitteln und Getränken im allgemeinen verwendet werden, um ihnen eine Süße zu verleihen und auch, um ihren Geschmack und ihre Qualitäten zu verbessern, weil Lactoneotrehalose eine relativ hohe Widerstandsfähigkeit gegen Säure und Wärme aufweist, sowie eine Süße besitzt, die mit anderen Substanzen, welche sauer, salzig, bitter und astringierend schmecken, gut harmonieren.
Lactoneotrehalose kann daher vorteilhaft in Lebensmitteln und Getränken im allgemeinen verwendet werden, zum Beispiel Gewürzen, wie z.B. Sojasauce, Sojasaucepulver, Miso, Misopulver, "Moromi", "Hishio", "Furikake", Mayonaise, Dressing, Essig, "sanbai-zu", "funmatsu-sushi-su", "chuka-no-moto", "tentsuyu" (Suppe für tenpura), "metsuyu" (Suppe für Nudeln nach japanischer Art), Worcester Sauce, Ketchup, "yakiniku-no- tare" (Suppe für gegrilltes Fleisch), Curry, Schmorprämix, Suppenprämix, "dashi-no-moto", Mischgewürz, "mirin" (stark gesüßter Sake), "shin-mirin" (synthetisches mirin), Tafelzucker und Kaffezucker.
Lactoneotrehalose kann vorteilhaft ganz allgemein in Lebensmitteln und Getränken verwendet werden, um ihnen eine Süße zu verleihen und um ihren Geschmack und ihre Qualitäten zu verbessern. Beispiele solcher Lebensmittel und Getränke sind Zubereitungen nach japanischer Art, wie z.B. "senbei" (Reis-Crackers), "arare" (senbei, zu Pellets geformt), "okoshi" (Hirse- und Reis-Crackers), Reispaste, "manju" (Korinthenbrötchen mit einer Bohnen-Konfitüre-Füllung), "uiro" (süßes Reisgelee), "an" (Bohnenkonfitüre), "yokan" (süßes Gelee aus Bohnen), "mizu-yokan" (weiches Adzuki-Bohnengelee), "kingyoku", Gelee, Castella und "amedama" (Rahmbonbon nach japanischer Art); Zubereitungen nach westlicher Art, wie z.B. Korinthenbrötchen, Keks, Cracker, Cookie, Torte, Pudding, Buttercreme, Vanillesauce, Rahmbackwerk, Waffel, Sandtorte, Doughnut, Schokolade, Kaugummi, Caramel und Bonbons; gefrorene Desserts, wie z.B. Eiscreme und Sorbet; Sirupe, wie z.B. jene zum Einmachen von Früchten und "kaki-gori" (abgeschabtes Eis), Pasten, wie z.B. Mehlteig Erdnußpaste, Fruchtteig und Aufstriche; verarbeitete Früchte, wie z.B. Marmelade, Fruchtsirup und eingemachte Früchte; verarbeitete Nahrungsmittel, wie z.B. Gemüsen; gepökelte Produkte, wie z.B. "fükujin-zuke" (in dünne Scheiben geschnittenes Gemüse, in Sojasauce gepökelt), "bettara-zuke" (frisches Rettich-Gepökeltes), "senmai-zuke" und "rakkyo-zuke" (gepökelte Schalotten); Prämix für gepökelte Produkte, wie z.B. "takuan-zuke-no-moto" und "hakusai-zuke-no-moto"; Fleischprodukte, wie z.B. Schinken und Wurst; Fischfleichprodukte, wie z.B. Fischfleischschinken, Fischfleischwurst, "kamaboko" (gekochte Fischpaste), "chikuwa" (wörtlich Bambusräder) und und "tenpuira" (tiefgefrorenes Lebensmittel; Gewürze, wie z.B. "uni-no-shiokara" (gesalzene Därme von Seeigeln), "ika-no-shiokara" (gesalzene Därme von Tintenfischen), "sukonbu", "saki-surume" und "fugu-no-mirinboshi"; "tsukudani" (Speisen, in Sojasauce abgekocht), wie z.B. jene von "nori" (getrockneter Seetang), "sansai" (Berggemüse), "surume" (getrockneter Tintenfisch), kleiner Fisch und Schalentier; tägliche Gerichte, wie z.B. "nimame" (gekochte Bohnen), Kartoffelsalat, "konbu-maki" (Tangrolle), Ei- und Milchprodukte, Produkte in Flaschen und Dosen, wie z.B. jene von Fleisch, Fischtleisch, Frucht und Gemüse; alkoholische Getränke, wie z.B. synthetischer Sake, "zojo-shu", Likör, Wein und Whisky; Getränke, wie z.B. Kaffee, Kakao, Juice, Getränke mit Kohlensäure, Milchsäuregetränke und Lactobacillus-Getränke; und Prämix und Instantnahrungsmittel, wie z.B. Puddingprämix, Heißkuchenprämix, "sokuseki-shiruko" (Prämix der adzuki-Bohnensuppe mit Reiskuchen) und Instantsuppe; und Lebensmittel und Getränke, wie z.B. Babynahrung, Getränke, die mit Ernährungsbestandteilen ergänzt sind, und Nahrungsmittel für medizinische Behandlung.
Lactoneotrehalose kann vorteilhaft in Futter und Tierfutter für Haustiere und Geflügel, einschließlich der Honigbiene, dem Seidenwurm und Zierfisch für die Verbesserung des Geschmacks des Futters und des Haustiertütters verwendet werden. Lactoneotrehalose kann vorteilhaft als ein Süßstoff, ein Geschmacksverbesserungsmittel und ein Qualitätsverbesserungsmittel in speziellen Lebensmitteln und Getränken, Kosmetika und Pharmazeutika, zum Beispiel Zigarren, Zigaretten, Zahnpasten, Lippenstiften, Lippencremes, Arzneimittel für Innenanwendung, Troche, Lebertrantropfen des Kabeljau, orales Erfrischungsmittel, Kachou und Gurgelwasser, in der Form eines Feststoffs, einer Paste oder einer Flüssigkeit verwendet werden.
Zusätzlich kann Lactoneotrehalose vorteilhaft als ein Stabilisator, ein den osmotischen Druck kontrollierendes Mittel, als ein Füllstoff, Anfeuchter, als die Viskosität kontrollierendes Mittel und die Qualität verbesserndes Mittel bei der Herstellung von Kosmetika verwendet werden, wie z.B. Seifen, Hautcremes, Körpershampoos, Haarcremes, Lippencremes, Haarwuchsmittel und Hautreinigungsmittel.
Lactoneotrehalose kann in biologisch aktiven Substanzen verwendet werden, um ihre wirksamen Inhaltsstoffe und Aktivitäten zu stabilisieren: Beispiele für solche biologisch aktiven Substanzen sind Zytokine, wie z.B. Interferon, Tumornekrosefaktor, Lymphotoxin, die Makrophagenmigration inhibierender Faktor, Kolonistimulationsfaktor, Transferfaktor und Interleukin 2; Hormone, wie z.B. Insulin, Wachstumshormon, Prolactin, Erythropoietin und Follikel-stimulierendes Hormon; Impfstoffe, wie z.B. BCG-Impfstoff, der Impfstoff gegen den japanischen Encephalitisvirus, Masernimpfstoff, Polyomyelitis-Lebendimpfstoff, Windpocken- Impfstoff, Tetanustoxoid, Antivenenum Trimeresurus flavoviridis und menschliches Immunglobulin; Antibiotika, wie z.B. Penicillin, Erythromycin, Chloramphenicol, Tetracyclin, Streptomycin und Canamycinsulfat; Vitamine, wie z.B. Thiamin, Riboflavin, L-Ascorbinsäure, Lebertrantropfen des Kabeljau, Carotenoid, Ergosterol und Tocopherol; Enzyme, wie z.B. Lipase, Elastase, Urokinase, Protease und Glucanase; Extrakte, wie z.B. Ginseng-Extrakt, Extrakt der Schildkröte, Propolis und Königsgelee; und Viren und Mikroorganismen, wie z.B. Lactobacillus, Hefe, und Mikroorganismen der Gattung Bifidobacterium. Lactoneotrehalose kann in den Präparationen von Pharmazeutika als ein den osmotischen Druck kontrollierendes Mittel, Füllstoff, Intubationsnahrung oder Zucker zum Beschichten von Tabletten vorteilhaft verwendet werden.
In der Erfindung kann jegliches Verfahren zur Einbringung von Lactoneotrehalose in die Produkte, wie z.B. oral verabreichbare Produkte, Kosmetika und Pharmazeutika, angewendet werden, solang Lactoneotrehalose in die Produkte aufgenommen wird, bevor ihre Verarbeitung beendet ist. Es können zum Beispiel herkömmliche Methoden gewählt werden, wie z.B. Mischen, Kneten, Auflösen, Schmelzen, Tränken, Imprägnieren, Ausbreiten, Auftragen, Beschichten, Sprühen, Injizieren, Kristallisieren und Verfestigen. Da kristalline Lactoneotrehalose praktische wasserfrei ist und zu einem absolut wasserfreien Kristall herstellbar ist, können Ether- und Esterderivate von Lactoneotrehalose vorteilhaft hergestellt werden, indern, falls nötig, eine chemische Reaktion in einem wasserfreien System angewendet wird.
Es können zum Beispiel Ether- und Esterderivate von Lactoneotrehalose mit höheren Fettsäuren vorteilhaft als Emulgator oder oberflächenaktives Mittel verweendet werden.
Die Lactoneotrehalose gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit den folgenden Experimenten erklärt.

Experiment

Herstellung von Lactoneotrehalose und ihre physikochemischen Eigenschaften

Experiment 1

Herstellung von Lactoneotrehalose

Fünfzig Gewichtsteile einer kommerzialisierten Lactose und 50 Gewichtsteile "PINE- DEX #1" (PINE-DEX ist eine registrierte Handelsmarke), ein Dextrinprodukt (DE 8), kommerzialisiert von Matsutani Chemical Ind., Co., Ltd., Hyogo, Japan, wurden in 150 Gewichtsteilen Wasser unter Erwärmen aufgelöst, und das Gemisch wurde auf 60ºC erhitzt, auf einen pH von 6,0 eingestellt, mit 300 Einheiten Cyclomaltodextringlucanotransferaseprobe/g Dextrin versetzt, welche Cyclomaltodextringlucanotransferase von einem Mikroorganismus der Art Bacillus stearothermophilus stammte, kommerzialisiert von Hayashibara Biochemical Laboratories Inc., Okayama, Japan, und 20 Stunden reagieren gelassen. Danach wurde das erhaltene Gemisch 30 Minuten auf 100ºC erhitzt, um das restliche Enzym zu inaktivieren, auf 55ºC abgekühlt, auf pH 5,0 eingestellt, mit 15 Einheiten "Glucozyme"/g Dextrin versetzt, eine Glucoamylaseprobe, die von Nagase Biochemicals Ltd., Kyoto, Japan, kommerzialisiert wird, und 16 Stunden reagieren gelassen, gefolgt von einem Erhitzen während 15 Minuten auf 100ºC, um das restliche Enzym zu inaktivieren. Die erhaltene Lösung, die etwa 24% Lactoneotrehalose, d.s.b., enthielt, welche ein neues Oligosaccharid gemäß der vorliegenden Erfindung war, wurde mit Aktivkohle entfarbt und zum Entsalzen und zur Reihigung mit Ionenaustauscherharzen (H&spplus;- und OH&supmin;-Form) behandelt. Die erhaltene Lösung wurde aufkonzentriert, und zwar zu einer Konzentration von etwa 45%, und einer Säulenchromatographie unterzogen, gefolgt von einem Gewinnen der Lactoneotrehalose-reichen Fraktionen. "Amberlite XT- 1016 (Na&spplus;-Form)" (Amberlite ist eine registrierte Handelsmarke), ein stark saures Kationenaustauscherharz, welches von Organo Japan Co., Ltd., Tokyo, Japan, kommerzialisiert wird, wurde als das Harz zum Fraktionieren in einer Weise verwendet, daß das Harz in Wasser suspendiert wurde, und in eine ummantelte Edelstahlsäule mit einem Innendurchmesser von 5,4 cm gepackt. Vier Säulen mit einer jeweiligen Gelbettiefe von 5 m wurden kaskadenartig geschaltet, um eine gesamte Gelbettiefe von etwa 20 m zu ergeben.
Die Lactoneotrehalose-reichen Fraktionen wurden erhalten, indem den Säulen eine Saccharidlösung als ein Material zugegeben wurde, um 5 Vol./Vol.-% zu erhalten, während die Innentemperatur der Säulen auf 55ºC gehalten wurde, und indem den Säulen Wasser mit 55ºC mit einer Fließgeschwindigkeit von SV 0,3 zugeführt wurde, um die Fraktionierung zu bewirken. Ein Teil der gepoolten Lactoneotrehalose-reichen Fraktionen mit einem Lactoneotrehalose-Gehalt von etwa 67%, d.s.b., welcher durch Wiederholen des obigen Fraktionierungsschrittes erhalten worden war, wurde zu einer Konzentration von 75 Gew./Gew.-% konzentriert und bei 20ºC über Nacht stehen gelassen, um eine Kristallisierung zu bewirken. Der erhaltene Kristall wurde als ein Impfkristall einer Lösung mit hohem Lactoneotrehalose-Gehalt zugegeben, welche Lösung durch Konzentrieren der Lactoneotrehalose-reichen Fraktionen auf eine Konzentration von 70 Gew./Gew.-% hergestellt worden war, um die Kristallisation unter leichtem Rühren zu bewirken. Die erhaltene Masse wurde abgetrennt, und der auf diese Weise erhaltene Kristall wurde mit einer kleinen Wassermenge besprüht, um eine hochreine, kristalline Lactoneotrehalose zu erhalten, welche dann im Wasser aufgelöst und auf ähnliche Weise wie oben behandelt wurde, um eine Unikristallisierung zu bewirken. Auf diese Weise wurden etwa 3 Gewichtsteile einer hochreinen, kristallinen Lactoneotrehalose mit einer Reinheit von 99,8% oder höher erhalten.

Experiment 2

Physikochemische Eigenschaften der Lactoneotrehalose

Die physikochemischen Eigenschaften von Lactoneotrehalose wurden mit einer hochreinen, kristallinen Lactoneotrehalose-Probe, die mit dem Verfahren des Experimentes 1 hergestellt worden war, studiert.
(1) Elementaranalyse
Gefunden: C = 42,8%, H = 6,4%, O = 50,8%
Berechnet: C = 42,86%, H = 6,39%, O = 50,75%
(Für die chemische Formel C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub1;O&sub1;&sub5;)
(2) Molekulargewicht: 504,4
(3) Schmelzpunkt: 168,5-169,0ºC
(4) Spezifische Drehung: [α]D²&sup0;= +82,6º (c=2,0, H&sub2;O)
(5) UV-Absorptionsspektrum wies keine charakteristische UV-Absorption bei Prüfung in Wasser auf
(6) Infrarotabsorptionsspektrum
Zwei mg Kristall und 200 mg getrocknetes KBr wurden durch Rühren gemischt, um eine etwa 0,6 mm dicke transparente Tablette zu erhalten, und das Infrarotspektrum des Kristalls wurde mit ihr bestimmt. Das Ergebnis ist in der Fig. 1 gezeigt.
(7) Löslichkeit: 21,7 g Kristall löst sich bei 25ºC in 100 g Wasser auf.
(8) Lösungswärme: 20,0 cal/g
(9) Physikalische Eigenschaften und Farbe
Farbloser und transparenter Kristall mit einem wahren spezifischen Gewicht von 1,59. Der pulverisierte Kristall besitzt einen angenehmen Geschmack mit etwa 1/4 der Süßkraft von Sucrose und weist ein weißes Aussehen auf, besitzt jedoch keinen Geruch. Nicht hygroskopisch und nicht zerfließend.
Das Karl Fischer'sche Verfahren ergab, daß der Feuchtigkeitsgehalt der 16 Stunden bei 60ºC im Vakuum vorgetrockneten Kristalle weniger als 3,0% ist. Fig. 2 zeigt eine mikroskopische Aufnahme eines Kristalls, der durch Kristallisation in einer wäßrigen Lösung erhalten wurde. Eine wäßrige Lösung des Kristalls ist neutral oder leicht sauer.
(10) Löslichkeit in Lösungsmitteln
In Wasser, 0,1 N Natriumbydroxid, und 0,1 N Chlorwasserstoffsäure leicht löslich; in Methanol und Ethanol schwer löslich; und in Chlorophorm und Ethylacetat unlöslich.
(11) Farbreaktion
Wird in der Anthron/Schwefelsäure-Reaktion grün. Sowohl auf die Fehling'sche Reaktion als auch auf die Jodfärbereaktion negativ.
(12) Struktur
(a) Die Hydrolyse mit 1 N Schwefelsäure ergibt 2 Mol D-Glucose und ein Mol D-Galactose.
(b) Die gaschromatographische Analyse auf Saccharide, die durch Acetylierung des Kristalls mit Methylhexytol erhalten wurde, ergab, daß der Kristall ein Mol 1,5-Di-O- acetyl-2,3,4,6-tetra-O-methylglucitol, ein Mol 1,5-Di-O-acetyl-2,3,4,6-tetra-O-methylgalacitol und ein Mol 1,4,5-Tri-O-acetyl-2,3,6-tri-O-methylglucitol bildete.
(c) Das Infrarot Absorptionsspektrum des Kristalls ergibt die der β-D-Galactopyranosyl-Bindung inhärente Absorption nahe bei 910 cm&supmin;¹, die der β-D-Glucopyranosyl-Bindung inhärente Absorption nahe bei 880-875 cm&supmin;¹, und die der α-D-Glucopyranosyl-Bindung inhärente Absorption nahe 860-840 cm&supmin;¹.
(d) Bei Einwirkung der β-Galactosidase werden D-Galactose und Lactoneotrehalose gebildet.
(e) Bei Einwirkung der α-Glucosydase werden D-Glucose und Lactose gebildet.
(f) Bei Kohlenstoff-13-kernmagnetischer Resonanz-(¹³C-NMR)-Analyse wurden achtzehn ¹³C-Signale beobachtet, und alle achtzehn Kohlenstoffe des Kristalls zeigten jeweils eine andere chemische Verschiebung. Auf Basis der chemischen Verschiebungen von β- D-Galactopyranose, β-D-Glucopyranose und α-D-Glucopyranose als die Standardsubstanzen, die in J. H. Bradbury et al., Carbohydrate Research Band 126, 5. 125-156 (1984) berichtet werden, wird jeder Kohlenstoff des Kristalls zugeordnet, wobei sich ergibt, daß der Kristall die Struktur O-β-D-Galactopyranosyl-(1T4)-O-β-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranosid besitzt.
Auf Basis der obigen Ergebnisse kann die chemische Struktur des Kristalls folgendermaßen gezeigt werden: Struktur des Kristalls (Lactoneotrehalose) Lactose Lactoneotrehalose
Auf Basis der obigen Struktur wird die Substanz der Erfindung als Lactoneotrehalose bezeichnet.
(13) Pulver-Röntgenbeugungsanälyse
Das Pulver-Röntgenbeugungsmuster einer kristallinen Lactoneotrehalose-Probe wurde mit "GEIGERFLEX RAD-IIB (CuKα-Strahlen)", ein Produkt von Rigaku Corp., Tokyo, Japan, bestimmt. Die Ergebnisse wurden in der Fig. 3 gezeigt. Wie aus der Fig. 3 evident ist, weist die kristalline Lactoneotrehalose vorherrschende Beugungswinkel (2Θ) von 12,8º, 18,1º, 19,2º, 19,7º und 24,2º bei der Pulver-Röntgenbeugungsanalyse auf.

Experiment 3

Verdauungstest

Gemaß dem Verfahren, welches in Okada et al., Journal of Japanese Society of Nutritition and Food Science, Band 43, Nr.1, S.23-29 (1990) berichtet wird, wurde eine kristalline Lactoneotrehalose-Probe, die mit dem Verfahren im Experiment 1 hergestellt worden war, in vitro auf ihre Verdaubarkeit getestet, und die Verdaubarkeit wurde auf Basis der Hydrolyserate (dem Verhältnis reduzierender Zucker gegen Gesamtzucker) bewertet.
Die Ergebnisse waren so, wie sie in der Tabelle 1 gezeigt sind. Tabelle 1 Hydrolyserate (%) = Reduzierender Zucker Gesamtzucker x 100 Speichelamylase Magensaft Amylopsin Enzym der Schleimhaut des Dünndarms
Wie aus den Ergebnisse in der Tabelle 1 evident ist, wird geschlossen, daß die Lactoneotrehalose hauptsächlich vom Enzym aus der Darmschleimhaut hydrolysiert wird, und daß der Rest den Dickdarm erreicht.

Experiment 4

Assimilierung durch Darmmikroorganismen

Darmkroorganismen wurden 96 Stunden lang bei 37ºC in PYF-Nährlösung (Pepton- Hefeextrakt-Lösungsnährlösung), berichtet in Tomotari Mitsuoka, A Color Atlas of Anaerobic Bacteria, veroffentlicht von Kabushiki Kaisha Sobunsha, Tokyo, Japan, Seite 325 (1984) kultiviert, welchem Nährmedium 0,5 Gew./Vol.-% einer kristallinen Lactoneotrehalose-Probe, die mit dem Verfahren im Experiment 1 hergestellt worden war, versetzt worden war oder nicht. Die erhaltene Nährlösung wurde auf das Fünffache verdünnt, und die Trübung der verdünnten Lösung wurde bei 750 nm in einer 1 cm Zellkuvette bestimmt. Das Wachstum der Darmmikroorganismen und die Assimilierbarkeit der Lactoneotrehalose wurden beide mit der Trübung bewertet. Als Kontrolle wurden Glucose und Lactose anstelle der Lactoneotrehalose verwendet.
Die Beurteilungen waren so, wie in der Tabelle 2 gezeigt ist. Tabelle 2 Trübung (A&sub7;&sub5;&sub0; X 5) Beurteilung weniger als 0,1 oder höher, aber weniger als oder höher
Die Ergebnisse waren so, wie in der Tabelle 3 gezeigt ist. Tabelle 3 Saccharid Freii von Saccharid Glucose Lactose Lactoneotrehalose Mikroorganismus Clostridium sporogenes Peptostreptococcus prevotii Streptococcus faecalis Bifidobacterium adolescentis Bifidobacterium animalis Bifidobacterium breve Bifidobacterium infantis Bifidobacterium longum Lactobacillus acidophilus Lactobacillus plantarum Eubacterium aerofaciens Eubacterium limosum Bacteriodes distasonis Escheria coli
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 3 evident ist, ist Lactoneotrehalose ein Saccharid, welches bei einem relativ hohen Pegel durch Mikroorganismen der Gattung Bifidobacterium gezielt verwendet wird.
Durch Kombinieren der Ergebnisse in den Experimenten 3 und 4 wird geschlossen, daß Lactoneotrehalose hauptsächlich im Dünndarm als Energiequelle verwendet wird, und daß der Rest den Dickdarm erreicht, und daß sie als ein wachstumsförderndes Mittel für Mikroorganismen der Gattung Bifidobacterium wirkt.

Experiment 5

Akute Toxizität

Eine kristalline Lactoneotrehalose-Probe, die mit dem Verfahren in Experiment 1 hergestellt worden war, wurde 7 Wochen alten dd-Mäusen für den Test auf akute Toxizität verabreicht. Das Ergebnis war, daß keine Maus bei Verabreichung bis zu 5 g der Probe starb, und daß ein Test mit einer höheren Dosis nicht vorgenommen werden konnte.
Dies bestätigte, daß die kristalline Lactoneotrehalose-Probe eine äußerst geringe Toxizität aufwies.
Die folgenden Beispiele A und Beispiele B veranschaulichen die Herstellungen der Lactoneotrehalose bzw. ihre Verwendungen.

Beispiel A-1

Ein Gewichtsteil Lactose und 2 Gewichtsteile "PINE-DEX #4" (PINE-DEX ist eine registrierte Handelsmarke), ein Dextrinprodukt (DE 18), kommerzialisiert von Matsutani Chemical Ind., Co., Ltd., Hyogo, Japan, wurden in 3,7 Gewichtsteilen Wasser unter Erhitzen aufgelöst, und das Gemisch wurde auf 60ºC erhitzt, auf pH 5,6 eingestellt, mit 300 Einheiten Cyclomaltodextringlucanotransferaseprobe/g Dextrin versetzt, welche Cyclomaltodextringlucanotransferase, kommerzialisiert von Hayashibara Biochemical Laboratories Inc., Okayama, Japan, und 20 Stunden reagieren gelassen. Danach wurde das erhaltene Gemisch erhitzt, um das restliche Enzym zu inaktivieren, mit Aktivkohle entfärbt, entsalzt, gereinigt und zu einem Sirup mit einer Konzentration von 75% in der Ausbeute von etwa 92%, d.s.b., konzentriert.
Das Produkt, welches 15% Lactoneotrehalose, d.s.b., enthält, weist eine maßige Süße, eine geeignete Viskosität und eine Fähigkeit zum Rückhalten von Feuchtigkeit auf, und dies macht das Produkt für oral verabreichbare Produkte, Kosmetika und Pharmazeutika sehr brauchbar.

Beispiel A-2

Ein Gewichtsteil Lactose und 1,5 Gewichtsteile α-Cyclodextrin wurden in 4 Gewichtsteilen Wasser unter Erwärmen aufgelöst, und das Gemisch zuerst auf 65ºC erhitzt, auf pH 5,6 gestellt, mit 200 Einheiten frischer Cyclomaltodextringlucanotransferase, wie in Beispiel A-1 verwendet, pro g Dextrin versetzt und 24 Stunden reagieren gelassen. Danach wurde das erhaltene Gemisch zuerst erhitzt, um das restliche Enzym zu inaktivieren, dann auf 55ºC abgekühlt, auf pH 5,6 gestellt und pro g Dextrin mit 10 Einheiten "β-Amylase #1500", eine β- Amylase-Probe, die von Nagase Biochemicals Ltd., Kyoto, Japan, kommerzialisiert wird, versetzt und 16 Stunden reagieren gelassen. Nach Beendigung der Reaktion wurde das Gemisch erwärmt, um das restliche Enzym zu inaktivieren. Ähnlich wie in Beispiel A-1 wurde das erhaltene Gemisch gereinigt und zu einem Sirup mit einer Konzentration von 75% in der Ausbeute von etwa 93%, d.s.b., konzentriert.
Das Produkt, welches etwa 25% Lactoneotrehalose, d.s.b., enthält, weist eine mäßige Süße, eine geeignete Viskosität und eine Fähigkeit zum Rückhalten von Feuchtigkeit auf, und dies macht das Produkt für oral verabreichbare Produkte, Kosmetika und Pharmazeutika sehr brauchbar, ähnlich dem Produkt in Beispiel A-1.

Beispiel A-3

Einer Stärkeaufschlämmung mit einer Konzentration von 20 Gew./Gew.-% wurden 0,15% gegen Stärke "Termamyl 60L" (TERMAMYL ist eine registrierte Marke), eine α- Amylase-Probe, die von Novo Industri A/S, Kopenhagen, Dänemark kommerzialisiert wird, zugegeben, und das Gemisch wurde auf eine Temperatur im Bereich von 95-100ºC erhitzt, um eine Verflüssigung zu bewirken, und weiter erhitzt, um das restliche Enzym zu inaktivieren, um eine verflüssigte Lösung (DE 3) zu erhalten, welche dann mit Lactose versetzt wurde, die mit der Menge an stärkeartiger Substanz äquivalent war, die in der verflüssigten Lösung, d.s.b., enthalten war. Das erhaltene Gemisch wurde zuerst auf 55ºC erwärmt, auf pH 5,3 eingestellt, pro g Stärke mit 50 Einheiten einer Isoamylase-Probe, die von Hayashibara Biochemical Laboratories Inc., Okayama, Japan, kommerzialisiert wird, zusammen pro g Stärke mit 300 Einheiten der gleichen Cyclomaltodextringlucanotransferase, wie sie in Beispiel A-1 verwendet wird, versetzt und 24 Stunden reagieren gelassen. Danach wurde das auf diese Weise erhaltene Gemisch erhitzt, um das restliche Enzym zu inaktivieren, und mit Wasser auf eine Konzentration von etwa 25 Gew./Gew.-% verdünnt. Das erhaltene Produkt wurde auf 550 erwärmt, auf pH 5,3 gestellt, pro g Dextrin mit 15 Einheiten Glucoamylase versetzt, 16 Stunden reagieren gelassen und erwärmt, um das erhaltene Enzym zu inaktivieren. Ahnlich wie in Beispiel A-1 wurde die so erhaltene Lösung gereinigt und zu einem Sirup mit einer Konzentration von 75% in der Ausbeute von etwa 90%, d.s.b., konzentriert.
Das Produkt, welches etwa 34% Lactoneotrehalose, d.s.b., enthält, weist eine mäßige Süße, eine geeignete Viskosität und eine Fähigkeit zum Rückhalten von Feuchtigkeit auf, und dies macht das Produkt für oral verabreichbare Produkte, Kosmetika und Pharmazeutika sehr brauchbar, ähnlich dem Produkt in Beispiel A-1.

Beispiel A-4

In einer verflüssigten Lösung (DE 3), die nach dem Verfahren von Beispiel A-3 hergestellt worden war, wurde die zweifache Menge an Lactose gegen die stärkeartige Substanz in der verflüssigten Lösung, d.s.b., gelöst. Das Gemisch wurde auf 60ºC erhitzt, auf pH 5,6 eingestellt, pro g Dextrin mit 100 Einheiten Cyclomaltodextringlucanotransferase versetzt, 48 Stunden reagieren gelassen und erhitzt, um das restliche Enzym zu inaktivieren. Ähnlich wie in Beispiel A-3 wurde das erhaltene Gemisch mit Glucoamylase versetzt, um eine enzymatische Reaktion zu bewirken, und erhitzt, um das restliche Enzym zu inaktivieren. Ähnlich wie im Beispiel A-1 wurde die erhaltene Lösung gereinigt und zu einem Sirup mit einer Konzentration von 75% konzentriert, welcher dann in einen Kristallisator übertragen wurde, um eine Kristallisation durch die Zugabe einer kleinen Menge Lactose zu bewirken. Danach wurde das Gemisch zentrifügiert, um kristalline Lactoneotrehalose zu entfernen, und zu einem Sirup mit einer Konzentration von 75% in der Ausbeute von etwa 70% d.s.b., konzentriert.
Das Produkt, welches etwa 35% Lactoneotrehalose, d.s.b., enthält, weist eine mäßige Süße, eine geeignete Viskosität und eine Fähigkeit zur Zurückhaltung von Feuchtigkeit auf, und dies macht das Produkt für oral verabreichbare Produkte, Kosmetika und Pharmazeutika sehr brauchbar, ähnlich wie das Produkt in Beispiel A-1.

Beispiel A-5

Eine Lösung mit hohem Lactoneotrehalose-Gehalt von etwa 24%, d.s.b., hergestellt unter Anwendung der Reaktions- und Reinigungsverfahren des Experimentes 1, wurde als eine Saccharidlösung konzentriert, um eine Konzentration von etwa 45% zu ergeben. Um den Lactoneotrehalose-Gehalt in der erhaltenen Lösung zu erhöhen, welche Lösung einer Säulenchromatographie gemäß der Methode im Experiment 1 unterzogen wurde, außer daß "DOWEX 50Wx4 (Ca&spplus;&spplus;-Form)" (DOWEX ist eine registrierte Handelsmarke), ein stark saures Ionenaustauscherharz, das von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA in den Handel gebracht wird, als ein Harz für die Fraktionierung verwendet wurde, um eine Lactoneotrehalose-reiche Fraktion zu erhalten, welche etwa 70% Lactoneotrehalose, d.s.b., enthielt. Die Fraktion wurde konzentriert, um eine Konzentration von etwa 83% zu erhalten, und die erhaltene Lösung wurde in einem Kristallisator übertragen und mit etwa 1% Impfüng gemischt. Das Gemisch wurde in einen Trog übertragen und 4 Tage bei 20ºC stehen gelassen, um eine Kristallisation und eine Verfestigung zu bewirken. Danach wurde der erhaltene Feststoff mit einem Pulverisator vom Schneidetypus pulverisiert und getrocknet, um ein kristallinies Lactoneotrehalose-Pulver zu erhalten, welches Molasse in der Ausbeute von etwa 25%, d.s.b., enthielt.
Das Produkt ist einfach handzuhaben und ist im wesentlichen nicht hygroskopisch, und dies macht das Produkt für oral verabreichbare Produkte, Kosmetika und Pharmazeutika als ein Süßstoff, Stabilisator, geschmacksverbesserndes Mittel und qualitätsverbesserndes Mittel sehr brauchbar.

Beispiel A-6

Um den Lactoneotrehalose-Gehalt in einer Lösung mit hohem, 35%-Gehalt an Lactoneotrehalose, d.s.b., anzuheben, welche Lösung durch Anwendung des Reaktions- und Reinigungsverfahren in Beispiel A-4 hergestellt worden war, wurde eine Saccharidlösung einer Säulenchromatographie gemäß dem Verfahren von Beispiel A-5 unterworfen. Auf diese Weise wurde eine Lactoneotrehalose-reiche Fraktion erhalten, welche etwa 75% Lactoneotrehalose, d.s.b., enthielt. Die Fraktion wurde konzentriert, und zwar zu einer Konzentration von etwa 77%, in einen Kristallisator übertragen, mit etwa 2% Impfüng versetzt und allmählich gekühlt, um eine Masse mit einem Kristallisationsgrad von etwa 35% zu erhalten, welche dann mit einem Druck von 150 kg/cm² durch eine Düse gesprüht wurde, die am oberen Ende eines Sprühturmes vorgesehen war. Gleichzeitig wurde Luft von 85ºC vom oberen Ende des Turms gegen ein Drahtförderband geblasen, welches am unteren Ende des Turms vorgesehen war, um das pulverisierte Produkt auf dem Drahttörderband zu sammeln und auch um das erhaltene kristalline Pulver allmahlich aus dem Turm hinauszubringen, während ein Luftstom von 45ºC nach oben durch das Drahtförderband geblasen wurde. Dann wurde das kristalline Pulver in einen Alterungsturm gegeben und 10 Stunden gealtert, um eine Kristallisation und eine Dehydrierung zu bewirken. Auf diese Weise wurde ein kristallines Lactoneotrehalose-Pulver in einer kristallinen Form, welche Molassen enthielt, in der Ausbeute von etwa 30%, d.s.b., erhalten.
Das Produkt ist einfach handhabbar und im wesentlichen nicht hydroskopisch und dies macht das Produkt für oral verabreichbare Produkte, Kosmetika und Pharmazeutika als ein Süßstoff, Stabilisator, geschmacksverbessemdes Mittel und qualitätsverbesserndes Mittel sehr brauchbar.

Beispiel A-7

Eine Lösung mit hohem Lactoneotrehalose-Gehalt von etwa 34%, d.s.b., hergestellt unter Anwendung der Reaktions- und Reinigungsverfahren in Beispiel A-3, wurde als eine Saccharidlösung konzentriert, um eine Konzentration von etwa 50% zu ergeben. Um den Lactoneotrehalose-Gehalt in der erhaltenen Lösung zu erhöhen, wurde die Lösung einer Säulenchromatographie gemäß der Methode im Experiment 1 unterzogen, außer daß "HFS-471X (Na&spplus;-Form)" (HFS ist eine registrierte Handelsmarke), ein stark saures Kationenaustauscherharz, welches von Japan Organo Co., Ltd., Tokyo, Japan, in den Handel gebracht wird, verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Lactoneotrehalose-reiche Fraktion erhalten, welche etwa 80% Lactoneotrehalose, d.s.b., enthielt. Die Fraktion wurde auf eine Konzentration von etwa 75% konzentriert, in einen Kristallisator übertragen, mit etwa 1% einer pulverigen Impfung versetzt und allmählich abgekühlt, um eine Kristallisierung unter Rührbedingungen zu bewirken. Danach wurde das erhaltene Material mit einer Zentrifuge vom Korbtypus abgetrennt, um einen Kristall zu erhalten, welcher dann gesprüht und mit einer kleinen Menge Wasser gewaschen wurde, um eine kristalline Lactoneotrehalose von hoher Reinheit mit der Ausbeute von etwa 15%, d.s.b., zu erhalten.
Da das Produkt die gleichen pysiologischen Eigenschaften wie das Produkt im Experiment 2 aufweist, kann es vorteilhaft in oral verabreichbaren Produkten, Kosmetika und Pharmazeutika als ein Süßstoff, Stabilisator, geschmacksverbesserndes Mittel und qualitätsverbesserndes Mittel verwendet werden.

Beispiel B-1

Süßstoff

Ein Gewichtsteil einer kristallinen Lactoneotrehalose, die mit dem Verfahren im Beispiel A-6 erhalten worden war, wurde bis zur Homogenität mit 0,05 Gewichtsteilen "α-G sweet", einem α-Glycosylsteviosid-Produkt, welches von Toyo Sugar Refining Co., Ltd., Tokyo, Japan, in den Handel gebracht wird, gemischt, und das Gemisch wurde in einen Granulator gegeben, um einen Süßstoff in der Form von Granulaten zu erhalten.
Da der Süßstoff eine zufriedenstellende Süße und eine etwa zweifach höhere Süßkraft als Sucrose besitzt, wird der Kalorienwert des Süßstoffs auf etwa die Hälfte jenes der Sucrose pro Süßkraft herabgesetzt.
Da Karies-bewirkende Mikroorganismen weniger Säuren und unlösliche Glucane bilden, wenn der Süßstoff verabreicht wird, kann der Süßstoff vorteilhaft als ein Süßstoff in Karies-vorbeugenden Lebensmitteln und Getränken verwendet werden.

Beispiel B-2

Hartzucker

Einhundert Gewichtsteile einer 55% Sucroselösung und 30 Gewichtsteile eines Sirups, welcher Lactoneotrehalose, erhalten nach dem Verfahren in Beispiel A-2, enthielt, wurden unter Erwärmen gemischt. Danach wurde das Gemisch durch Erhitzen im Vakuum konzentriert, bis der Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als 2% abnahm, und ferner mit einem Gewichtsteil Zitronensäure und geeigneten Mengen eines Färbemitteln und mit Zitronengeschmacksstoff vermischt. Das erhaltene Gemisch wurde auf herkömmliche Weise in das gewünschte Produkt geformt.
Das Produkt ist ein qualitativ hochwertiger Hartzucker, da es einen zufriedenstellenden Geschmack und zufriedenstellene Kaueigenschaften aufweist und weil die Kristallisation von Sucrose im Produkt verhindert wird.

Beispiel B-3

Erdbeermarmelade

Einhundertfünfzig Gewichtsteile Erdbeeren, 60 Gewichtsteile Sucrose, 20 Gewichtsteile Maltose, 40 Gewichtsteile eines Sirups, welcher Lactoneotrehalose enthielt, die mit dem Verfahren gemäß Beispiel A-4 erhalten worden war, 5 Gewichtsteile Pektin und ein Gewichtsteil Zitronensäure wurden in einem Gefaß aufgekocht, und das Gemisch wurde zum gewünschten Produkt in Flaschen abgefüllt.
Das Produkt ist eine gute Erdbeermarmelade mit zufriedenstellendem Geschmack und Farbe.

Beispiel B-4

Milchsäuregetränk

Zehn Gewichtsteile entfettete Milch wurden durch 20minütiges Erhitzen auf 80ºC sterilisiert, auf 40ºC abgekühlt, mit 0,3 Gewichtsteilen eines Starters versetzt und 10 Stunden bei etwa 37ºC fermentiert. Danach wurde das Gemisch homogenisiert und mit 4 Gewichtsteilen eines kristallinen Lactoneotrehalose-Pulvers, das nach dem Verfahren gemäß Beispiel A-5 erhalten worden war, einem Gewichtsteile Sucrose und 2 Gewichtsteilen eines isomerisierten Sirups versetzt. Das erhaltene Gemisch wurde bei 70ºC sterilisiert, abgekühlt, mit einer geeigneten Menge eines Geschmacksstoffs versetzt und in Flaschen geflillt, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
Das Produkt ist ein qualitativ hochwertiges Milchsäuregetränk mit einem sauren Geschmack, der mit Geschmacksstoff und Süße zufriedenstellend abgestimmt ist.

Beispiel B-5

Gesüßte Kondensmilch

In 100 Gewichtsteilen Milch wurden ein Gewichtsteil Sucrose und 3 Gewichtsteile eines Sirups zugegeben, welcher Lactoneotrehalose enthielt, die mit dem Verfahren gemäß Beispiel A-1 erhalten worden war, und das Gemisch wurde durch Erhitzen mit einem Plattenerhitzer sterilisiert, auf eine Konzentration von etwa 70% konzentriert und aseptisch in Dosen gefüllt, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
Das Produkt besitzt eine mäßige Süße und einen zufriedenstellenden Geschmack, und dies macht das Produkt als Geschmacksstoff in Lebensmitteln für Babys und Kinder, Früchte, Kaffee, Kakao und Tee sehr brauchbar.

Beispiel B-6

Fruchtsaftpulver

Neununddreizig Gewichtsteile eines pulverisierten Orangensaftes, hergestellt durch Sprühtrocknen, wurden gerührt, und bis zur Homogenität mit 50 Gewichtsteilen einer kristallinen Lactoneotrehalose, die mit dem Verfahren gemäß Beispiel A-7 erhalten worden war, 10 Gewichtsteilen Sucrose, 0,65 Gewichtsteilen wassertreier Zitronensäure, 0,1 Gewichtsteilen Äpfelsäure, 0,1 Gewichtsteilen L-Ascorbinsäure, 0,1 Gewichtsteilen Natriumcitrat, 0,5 Gewichtsteilen Pullulan, und einer geeigneten Menge eines pulverförmigen Geschmacksstoffs gemischt. Das Gemisch wurde pulverisiert und das erhaltene Pulver wurde einem Fließbettgranulator und bei einer Einlaßtemperatur von 40ºC und einer Luftströmungsrate von 150 m³/min 30 Minuten lang granuliert, während der Inhalt mit einer Lactoneotrehalose-Lösung mit hohem Gehalt, erhalten mit dem Verfahren gemäß Beispiel A-5, als ein Bindemittel gesprüht wurde. Danach wurde das Ergebnis gewogen und abgepackt, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
Das Produkt ist ein Fruchtsaftpulver mit einem Orangensaftgehalt von etwa 30%. Das Produkt ist ohne störendem Geschmack und Geruch und während einer relativ langen Zeitspanne stabil, ohne daß es sich durch Adsorbieren von Feuchtigkeit verfestigt.

Beispiel B-7

Schokolade

Vierzig Gewichtsteile Kakaopaste, 10 Gewichtsteile Kakaobutter und 50 Gewichtsteile kristalline Lactoneotrehalose, erhalten nach dem Verfahren gemäß Beispiel A-7, wurden gemischt, und das Gemisch wurde einem Refiner zugeführt, um die Teilchengröße zu verkleinern, einer Konche übertragen und darin 2 Tage bei 50ºC geknetet. Beim Kneten wurden 0,5 Gewichtsteile Lecithin zugegeben und bis zur Homogenität dispergiert. Danach wurde der Inhalt mit einem Thermoregulator auf 31ºC eingestellt und unmittelbar vor der Verfestigung der Butter in eine Form gegeben, mit einem Vibrator entlüftet und verfestigt, indem er durch einen Kühltunnel bei 10ºC geführt wurde, und zwar während einer Zeitspanne von 20 Minuten. Der Inhalt wurde aus der Form genommen und verpackt, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
Das Produkt mit einer ausgezeichneten Farbe, Glanz und Texturierung ist nicht hygroskopisch und schmilz weich im Mund, wobei es eine mäßige Süße und einen guten Geschmack aufweist.

Beispiel B-8

Kaugummi

Drei Gewichtsteile einer Gummibasis wurden durch Erwärmen geschmolzen, bis sie erweichte, und mit 4 Gewichtsteilen Sucrose, 3 Gewichtsteilen eines kristallinen Lactoneotrehalose-Pulvers, das mit dem Verfahren gemäß Beispiel A-6 erhalten worden war, und einer geeigneten Menge eines Geschmacksstoffs vermischt. Das Gemisch wurde mit einer Walze auf herkömmliche Weise geknetet, geformt und verpackt, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
Das Produkt ist ein guter Kaugummi mit einer zufriedenstellenden Textur und mit einem zufriedenstellenden Geschmack.

Beispiel B-9

Vanillecreme

Einhundert Gewichtsteile Weizenstärke, 100 Gewichtsteile eines Sirups, welcher Lactoneotrehalose enthielt, erhalten mit dem Verfahren gemäß Beispiel A-4, 80 Gewichtsteile Maltose, 20 Gewichtsteile Sucrose und ein Gewichtsteile Salz wurden bis zur Homogenität gemischt. Das Gemisch wurde mit 280 Gewichtsteilen Eiern vermischt und allmählich mit 1.000 Gewichtsteilen kochender Milch versetzt. Das erhaltene Gemisch wurde unter Rühren erhitzt, und das Erhitzen wurde gestoppt, als der ganze Inhalt halbtransparent wurde. Danach wurde das erhaltene Produkt abgekühlt und mit einer geeigneten Menge Vanillegeschmack versetzt, und das Gemisch wurde gewogen, aufgefüllt und verpackt, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
Das Produkt hat einen matten Glanz, eine mäßige Süße und einen zufriedenstellenden Geschmack.

Beispiel B-10

"Uiro-no-moto" (Prämix von süßem Reisjelly)

Ein Uiro-no-moto wurde hergestellt, indem 90 Gewichtsteile Reispulver, 20 Gewichtsteile Weizenstärke, 120 Gewichtsteile kristallines Lactoneotrehalose-Pulver, erhalten nach dem Verfahren gemäß Beispiel A-5, und 4 Gewichtsteile Pullulan bis zur Homogenität gemischt wurden. Das Produkt wurde mit geeigneten Mengen "Matcha" (gepulverter grüner Tee) und Wasser geknetet, und das Gemisch wurde in ein Gefäß gegeben und während einer Zeitspanne von 60 Minuten mit Dampf aufgeheizt, um einen uiro enthalten Matcha (gepulverter grüner Tee) zu erhalten.
Das auf diese Weise erhaltene Produkt hatte einen zufriedenstellenden Glanz, zufriedenstellene Kaueigenschaft und einen zufriedenstellenden Geschmack. Die Haltbarkeitszeit des Produktes ist relativ lang, da die Konsistenzerhöhung der Stärke im Produkt inhibiert ist.

Beispiel B-11

Milchige Lotion

Ein halber Gewichtsteil eines Polyoxyethylenbehenylethers, ein Gewichtsteil Polyoxyethylensorbitoltetraoleat, ein Gewichtsteil Öl-lösliches Glyceryimonostearat, 0,5 Gewichtsteile Behenylalkohol, ein Gewichtsteil Avocadoöl, 3,5 Gewichtsteile eines Sirups, der Lactoneotrehalose enthielt, die nach dem Verfahren gemaß Beispiel A-1 erhalten worden war, ein Gewichtsteil α-Glycosylrutin und geeignete Mengen an Vitamin E und Antiseptikum wurden durch Erwärmen auf herkömmliche Weise gelöst. Die Lösung wurde mit 5 Gewichtsteilen 1,3-Butylenglycol, 0,1 Gewichtsteilen Carboxyvinylpolymer und 85,3 Gewichtsteilen raffiniertem Wasser versetzt. Die erhaltene Lösung wurde mit einem Homogenisator emulgiert, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
Das Produkt ist eine anfeuchtende, milchige Lotion, und dies macht das Produkt für ein Sonnenmittel und ein Hautaufhellungsmittel sehr brauchbar.

Beispiel B-12

Hautcreme

Zwei Gewichtsteile Polyoxyethylenglycolmonostearat, 5 Gewichtsteile selbst-emulgierendes Glycerinmonostearat, 2 Gewichtsteile α-Glycosylrutin, ein Gewichtsteil flüssiges Paraffin, 10 Gewichtsteile Glyceryltrioctanat, 4 Gewichtsteile eines kristallinen Lactoneotrehalose- Pulvers, erhalten nach dem Verfahren gemaß Beispiel A-5, und eine geeignete Menge eines Antiseptikums wurden durch Erwärmen auf herkömmliche Weise gelöst, und das Gemisch wurde mit 5 Gewichtsteilen 1,3-Butylenglycol und 66 Gewichtsteilen raffiniertem Wasser versetzt. Das erhaltene Gemisch wurde mit einem Homogenisator emulgiert, mit einer geeigneten Menge eines Geschmacksstoffs versetzt und durch Rühren vermischt, um das erwünschte Produkt zu erhalten.
Das Produkt kann über die Haut leicht verteilt werden und ist als Sonnenschutzmittel und als ein Hautaufhellungsmittel gut verwendbar.

Beispiel B-13

Zahnpasta

Eine Zahnpasta wurde hergestellt, indem 13 Gewichtsteile Wasser mit einem Gemisch, welches aus 45 Gewichtsteilen sekundärem Calciumphosphat, 1,5 Gewichtsteilen Natriumlaurylsulfat, 25 Gewichtsteilen Glycerin, 0,5 Gewichtsteilen Polyoxyethylensorbitanlaurat, 15 Gewichtsteilen eines Sirups, welcher Lactoneotrehalose enthielt, die nach dem Verfahren gemäß Beispiel A-4 erhalten worden war, 0,02 Gewichtsteilen Saccarin und 0,05 Gewichtsteilen eines Antiseptikums bestand, vermischt wurde.
Das Produkt ist eine gute Zahnpasta mit einem zufriedenstellenden Glanz und einer zufriedenstellenden Tensideigenschaft.

Beispiel B-14

Intubationsnahrung

Vierundzwanzig Gramm Aliquote einer Zusammensetzung, die aus 20 Gewichtsteilen eines kristallinen Lactoneotrehalose-Pulvers, welches nach dem Verfahren gemäß Beispiel A-6 erhalten worden war, 1,1 Gewichtsteilen Glycin, einem Gewichtsteil Natriumglutamat, 0,4 Gewichtsteilen Calciumlactat, 0,1 Gewichtsteil Magnesiumcarbonat, 0,01 Gewichtsteil Thiamin, und 0,01 Gewichtsteil Riboflavin bestand, wurde in laminierte Muminiumbeutel verpackt und verschweißt, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
Bei Verwendung wird ein Beutel des Produktes in etwa 300-500 ml Wasser gelöst, und die Losung ist als eine Intubationsnahrung, die für parenterale Verabreichung in die Nasenhöhle, Speiseröhre und Magen gerichtet ist, gut verwendbar.
Das Produkt kann als eine parenterale Intubationsnahrung für domestizierte Tiere und auch für den Menschen vorteilhaft verwendet werden.

Beispiel B-15

Intubationsnahrung

Fünfunzwanzig Gramm Aliquote einer Zusammensetzung, die aus 580 Gewichtsteilen einer kristallinen Lactoneotrehalose, die mit dem Verfahren gemäß Beispiel A-7 erhalten worden war, 190 Gewichtsteilen Trockenei, 209 Gewichtsteilen entfetteter Milch, 4,4 Gewichtsteilen Salz, 1,85 Gewichtsteilen Kaliumchlorid, 4 Gewichtsteilen Magnesiumsulfat, 0,01 Gewichtsteilen Thiamin, 0,1 Gewichtsteilen Natriumascorbat, 0,6 Gewichtsteilen Vitamin E-Acetat, und 0,04 Gewichtsteilen Nicotinanid bestand, wurde in kleine lammierte Aluminiumbeutel verpackt und verschweißt, um das erwünschte Produkt zu erhalten.
Bei Verwendung wird ein Beutel des Produktes in etwa 150-300 ml Wasser gelöst, und die Lösung ist als eine Intubationsnahrung, die für parenterale Verabreichung in die Nasenhöhle, Speiseröhre und Magen gerichtet ist, gut verwendbar.

Beispiel B-16

Flüssige Interferonpräparation

Eine Probe natürliches menschliches γ-Interferon, hergestellt von Hayashibara Biochemical Laboratories Inc., Okayama, Japan, und von Cosmo Bio Co., Ltd., Tokyo, Japan, in den Handel gebracht, wurde auf herkömmliche Weise einer Säulenchromatographie unterzogen, wobei ein immobilisierter anti-menschlicher γ-Interferon-Antikörper verwendet wurde, um daran natürliches, menschliches γ-Interferon, welches in der Probe erhalten war, zu adsorbieren, sowie um Kalbserumalbumin als ein Stabilisator zu entfernen, indem sie durch die Säule geschickt wurde. Danach wurde der pH in der Säule geändert, und das natürliche, menschliche γ-Interferon wurde mit physiologischer Salzlösung eluiert, welche 7% kristalline Lactoneotrehalose enthielt, die nach dem Verfahren gemäß Experiment 1 erhalten worden war. Die erhaltene Lösung wurde durch eine Membrane filtriert und aseptisch in Fläschchen injiziert, um das gewünschte Produkt zu erhalten, welches pro ml 10&sup5; Einheiten natürliches, menschliches γ-Interferon enthielt.
Bei Verwendung wird das Produkt oral oder parenteral dem Erwachsenen in einer Menge von 1-20 ml/Tag/Erwachsener verabreicht, und kann bei der Behandlung von Viruserkrankungen, allergischen Erkrankungen, Rheumatismus, Diabetes und bösartigen Tumoren vorteilhaft verwendet werden. Da Lactoneotrehalose als ein Stabilisator wirkt, wird die Aktivität des natürlichen, menschlichen γ-Interferons zufriedenstellend gehalten, und zwar sogar dann, wenn 20 Tage bei 4ºC oder 25ºC gelagert wird.

Beispiel B-17

Flüssige Tumornekrosefaktor-Präparation

Eine natürliche, menschliche Tumornekrosefaktor-Probe, hergestellt von Hayashibara Biochemical Laboratories Inc., Okayama, Japan, und von Cosmo Bio Co., Ltd., Tokyo, Japan, in den Handel gebracht, wurde auf herkömmliche Weise einer Säulenchromatographie unterzogen, wobei ein immobilisierter, anti-menschlicher α-Tumornekrosefaktor-Antikörper verwendet wurde, um daran den menschlichen, natürlichen Tumornekrosefaktor, der in der Probe enthalten war, zu adsorbieren, sowie Kalbserumalbumin als einen Stabilisator zu entfernen, indem sie durch die Säule geschickt wurde. Danach wurde der pH in der Säule geändert, und der natürliche, menschliche, α-Tumornekrosefaktor wurde aus der Säule mit einer physiologischen Salzlösung eluiert, welche 10% einer kristallinen Lactoneotrehalose enthielt, die mit dem Verfahren gemäß Beispiel A-7 erhalten worden war. Die erhaltene Lösung wurde durch einen Membran filtriert und aseptisch in ein Fläschchen injiziert, um das gewünschte Produkt zu erhalten, welches pro ml etwa 10&sup4; Einheiten menschlichen, natürlichen Tumornekrosefaktor enthielt.
Bei Verwendung wird das Produkt oral oder parenteral dem Erwachsenen in einer Menge von 1-20 ml/Tag/Erwachsener verabreicht, und kann bei der Behandlung von Viruserkrankungen, allergischen Erkrankungen, Rheumatismus, Diabetes und bösartigen Tumoren vorteilhaft verwendet werden. Da Lactoneotrehalose als ein Stabilisator wirkt, wird die Aktivität des natürlichen, menschlichen α-Tumornekrosefaktors zufriedenstellend gehalten, und zwar sogar dann, wenn 20 Tage bei 4ºC oder 25ºC stehengelassen wird.

Beispiel B-18

Interferontablette

Eine Probe natürliches menschliches a-Interferon, hergestellt von Hayashibara Biochemical Laboratories Inc., Okayama, Japan, und von Cosmo Bio Co., Ltd., Tokyo, Japan, in den Handel gebracht, wurde auf herkömmliche Weise einer Säulenchromatographie unterzogen, wobei ein immobilisierter anti-menschlicher α-Interferon-Antikörper verwendet wurde, um daran natürliches, menschliches α-Interferon, welches in der Probe erhalten war, zu adsorbieren, sowie um Kalbserumalbumin als ein Stabilisator zu entfernen, indem sie durch die Säule geschickt wurde. Danach wurde der pH in der Säule geändert, und das natürliche, menschliche α-Interferon wurde mit physiologischer Salzlösung eluiert, welche 5% kristalline Lactoneotrehalose enthielt, die nach dem Verfahren gemäß Beispiel A-7 erhalten worden war. Die erhaltene Lösung wurde membranfiltriert, und das Filtrat wurde dehydriert und durch die Zugabe eines 20fachen Volumenes von "FINETOSE ", einem wasserfreien kristallinen Maltosepulvers, das von Hayashibara Shoji Inc., Okayama, Japan, in den Handel gebracht wird, pulverisiert, und das erhaltene Pulver wurde mit einer Tablettenmaschine tablettiert, um das gewünschte Produkt zu erhalten, welches pro Tablette etwa 150 Einheiten natürliches, menschliches α-Interferon, und zwar jeweils etwa 200 mg, enthielt.
Bei Verwendung wird das Produkt dem Erwachsenen in einer Menge von 1-10 Tabletten/Tag/Erwachsener als eine sublinguale Tablette oral verabreicht, und kann bei der Behandlung von Viruserkrankungen, allergischen Erkrankungen, Rheumatismus, Diabetes und bösartigen Tumoren vorteilhaft verwendet werden. Das Produkt kann insbesondere als ein therapeutisches Mittel bei Patienten verwendet werden, die unter dem erworbenen Immunmangelsyndrom (AIDS) und Hepatitis leiden, deren Anzahl kurzlich äußerst gestiegen ist.
Da Lactoneotrehalose und Maltose als ein Stabilisator wirken, wird die Aktivität des Produktes für eine relativ lange Zeitspanne beibehalten, und zwar sogar dann, wenn es bei Umgebungstemperatur stehengelassen wird.

Beispiel B-19

Mit Zucker beschichtete Tablette

Eine flache Tablette (Gewicht 150 mg) wurde als eine Kerntablette mit einer ersten Zusammensetzung zum Beschichten mit Zucker, bestehend aus 40 Gewichtsteilen einer kristallinen Lactoneotrehalose, erhalten gemäß dem Verfahren von Beispiel A-7, 2 Gewichtsteilen Pullulan (mittleres Molekulargewicht 200.000), 30 Gewichtsteilen Wasser, 25 Gewichtsteilen Kalk und 3 Gewichtsteilen Titanoxid beschichtet, bis die Tablette etwa 230 mg wog. Danach wurde die erhaltene Tablette zuerst mit der zweiten Zusammensetzung zum Beschichten mit Zucker, bestehend aus 65 Gewichtsteilen der gleichen kristallinen Lactoneotrehalose, wie oben verwendet, einem Gewichtsteil Pullulan (mittleres Molekulargewicht 200.000) und 34 Gewichtsteilen Wasser, beschichtet, und dann mit einer Wachslösung beschichtet, um einen Glanz zu verleihen. Auf diese Weise wurde das gewünschte Produkt mit einem Glanz und einem zufriedenstellenden Aussehen erhalten.
Die Handhabbarkeit für das Produkt ist im Schritt zum Beschichten mit Zucker zufriedenstellend, und das Produkt besitzt eine zufriedenstellende Schockresistenz und behält seine Qualität auf einem relativ hohen Niveau während einer langen Zeitspanne bei.
[Wirkung der Erfindung]
Wie oben beschrieben, besitzt die Lactoneotrehalose gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile; (i) Sie ist ein nicht-reduzierendes Oligosaccharid; (ii) sie ist äußerst stabil; (iii) sie ist in Wasser leicht löslich, jedoch im wesentlichen nicht hygroskopisch; und (iv) sie besitzt eine zufriedenstellende Qualität und eine mäßige Süße. Lactoneotrehalose wird, wenn es oral verabreicht wird, hauptsächlich im Dünndarm verbraucht und als Energiequelle verwendet, und der Rest erreicht den Dickdarm, wo er auf Mikroorganismen der Gattung Bifidobacterium eine gezielte, das Wachstum fördernde Aktivität ausübt.
Lactoneotrehalose besitzt eine zufriedenstellende chemische Stabilität und kann Aminosäuren und Oligopeptide stabilisieren, welche auf eine Bräunungsreaktion anfällig sind, so wie biologisch aktive Substanzen stabilisieren, deren wirksame Inhaltsstoffe und Aktivitäten leicht verlorengehen. Lactoneotrehalose besitzt Vorteile, zum Beispiel die Fähigkeit zum Kontrollieren des osmotischen Drucks, die Fähigkeit zum Aktivieren, die Fähigkeit, Glanz zu verleihen, die Fähigkeit, Feuchtigkeit zurückzuhalten, die Fähigkeit, Viskosität zu verleihen, die Fähigkeit, andere Saccharide am Kristallisieren zu hindern, und eine herabgesetzte Fermentierbarkeit. Dies macht Lactoneotrehalose für die Herstellung von oral verabreichbaren Zusammensetzungen, Kosmetika und Pharmazeutika sehr brauchbar.
Demgemäß ist die Schaffung von Lactoneotrehalose und ihrer Herstellung und ihrer Verwendungen für die Nahrungsmittelindustrie, für die kosmetische und für die pharmazeutische Industrie äußerst bedeutsam.
Wenngleich das beschrieben wurde, was derzeit als die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung angesehen wird, ist klar, daß eine Reihe von Modifikationen vorgenommen werden können, und es ist beabsichtigt, daß in den beigefügten Patentansprüchen alle solche Modifikationen, sofern sie in den wahren Geist und in den Umfang der Erfindung fallen, abgedeckt werden.

Claims

1. Lactoneotrehalose der Formel O-β-D-Galactopyranosyl-(1T4)-O-β-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranosid.

2. Lactoneotrehalose gemäß Anspruch 1, in kristalliner Form, welche in der Pulver-Röntgenbeugungsanalyse vorwiegend Beugungswinkel (2Θ) von 12,8º, 18,1º, 19,2º, 19,7º und 24,2º aufweist.

3. Verfahren zum Herstellen von Lactoneotrehalose gemäß Anspruch 1, welches Verfahren umfaßt:

(a) Einwirkenlassen eines Saccharid-übertragenden Enzyms auf eine wäßrige Lösung, welche Lactose und eine stärkeartige Substanz enthält, um Lactoneotrehalose zu bilden; und

(b) Gewinnen der erhaltenen Lactoneotrehalose, wobei das Saccharid-übertragende Enzym aus der Gruppe von Cyclomaltodextringlucanotransferase (EC 2.4.1.19), α-Glucosidase (EC 3.2.1.20) und β-Galactosidase (EC 3.2.1.23) gewählt ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die stärkeartige Substanz aus der Gruppe von gelatinisierter Stärke, verflüssigter Stärke, solubilisierter Stärke, Stärketeilhydrolysat und stärkeartigem, Saccharid-übertragenem Produkt gewählt ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei ein Gewichtsverhältnis der stärkeartigen Substanz zu Lactose 0,01-100-fach ist.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Schritt (a) bei einer Temperatur im Bereich von 20-80ºC und einem pH im Bereich von 3-9 während 1-100 Stunden ausgeführt wird.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Saccharid-übertragende Enzym in einer Menge von mindestens einer Einheitig stärkeartiger Substanz verwendet wird.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Lactoneotrehalose im Schritt (a) zusammen mit α-Glycosyllactoneotrehalose gebildet wird.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei das Saccharid-übertragende Enzym zusammen mit Glucoamylase oder β-Amylase verwendet wird.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei der Schritt (b) einen Kristallisierungsschritt aulweist.

11. Verfahren gemäβ Anspruch 10, wobei im Kristallisierungsschritt eine Lösung mit hohem Lactoneotrehalose-Gehalt vorgesehen wird und die Lösung konzentriert wird, um die Kristallisierung der Lactoneotrehalose zu bewirken.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei der Schritt (b) einen säulenchromatographischen Schritt aufweist, in welchem ein stark saures Kationenaustauscherharz verwendet wird.

13. Pharmazeutikum, welches als den wirksamen Inhaltsstoff Lactoneotrehalose gemäß Anspruch 1 oder 2 enthält.

14. Pharmazeutikum gemäß Anspruch 13, welches zusätzlich eine biologisch aktive Substanz enthält.

15. Pharmazeutikum gemäß Anspruch 14, worin die biologisch aktive Substanz Interferon oder Tumornekrosefaktor ist.

16. Pharmazeutikum gemäß Anspruch 13, welches ein das Wachstum fördernde Mittel für einen Mikroorgnismus der Gattung Bifidobacterium ist.

17. Kosmetikum, welches als den wirksamen Inhaltsstoff Lactoneotrehalose gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 enthält.

18. Oral verabreichbares Produkt, welches als den wirksamen Inhaltsstoff Lactoneotrehalose gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 enthält.

19. Oral verabreichbares Produkt gemäß Anspruch 18, welches aus der Gruppe von Lebensmitteln, Getränken, Tabaken, Zigaretten, Futter und Haustiernahrung gewählt ist.