JP2000236900A

JP2000236900A - キシリトールの製造方法

Info

Publication number: JP2000236900A
Application number: JP11266790A
Authority: JP
Inventors: Masao Endo; 正朗遠藤; Yoshito Kuroda; 義人黒田
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2000-09-05
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: JP4148610B2

Abstract

(57)【要約】【課題】キシラン含有天然物を原料とし、工業的に効
率良く、短縮された設備で、収率低下を抑制しつつ高純
度のキシリトールを製造する方法の提供。【解決手段】キシラン含有天然物から予め１１０℃以
上１４０℃以下の熱水で抽出される成分を除去した水不
溶性の残さを、前記処理温度以上２００℃以下の熱水で
処理してキシロオリゴ糖を主成分とする抽出液を得る第
１工程と、該抽出液を加水分解し、次いで水素添加す
る、或いは加水分解と水素添加を同時に行う第２工程と
を備えた、キシリトールの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キシラン含有天然
物を特定の条件の熱水で処理してキシロオリゴ糖を主成
分とする抽出液を得、該抽出液を加水分解し、次いで水
素添加する、或いは加水分解と水素添加を同時に行いキ
シリトールを製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、キシリトールの製造法として
は、キシラン含有天然物を蒸煮又は爆砕した後に抽出し
て得られたキシランを、硫酸等の鉱酸を添加してキシロ
ースに加水分解し、得られたキシロースを水素加圧下で
ニッケル等を触媒として水素添加する方法が知られてい
る。しかし、この方法では、酸を添加して加水分解を行
うために、１）耐酸設備が必要となること、２）使用す
る酸の中和工程、及び中和により生成する塩類の処理工
程が必要であること、３）比較的酸に弱い糖であるキシ
ロースの分解が生じ、得られるキシロース、しいてはキ
シリトール収量が低下すること、４）キシロースの溶出
の際に、除去のために多大な労力を要するリグニン分解
成分、窒素系化合物、硫黄系化合物、等の不純物混入が
さけられず、高温での水素添加反応時に、触媒のキシロ
ースに対する活性が低下してしまうため、キシロースの
熱分解が生じ、結果としてキシリトール収量が低下する
傾向にあった。更に、キシリトールを精製する際等にお
いて、該不純物に由来する化合物やキシリトール以外の
糖類を除去するために多大な労力を要し、この際にキシ
リトールの損失を生じ、結果として得られる該化合物の
収量が低下する等の問題点を有していた。

【０００３】これらの内、４）の問題点を改善する試み
で、予めキシラン含有天然物を蒸煮又は爆砕、或いは熱
水で処理することによりキシロース以外の糖類やリグニ
ン成分等の不純物を抽出除去し、該残さを再度、硫酸や
シュウ酸等の無機又は有機酸を添加して加水分解し、キ
シロース含有水溶液を得、該水溶液を中和或いはイオン
交換処理した後に水素添加してキシリトールを製造する
方法が開示されている（特開平４−１９７１９２号公
報、特公昭５１−３３１７７号公報等）。しかし、これ
らの方法では、キシロースを得る際に新たに酸を添加し
て加水分解するため、キシロースの多大な分解が生じる
ばかりでなく、原料に含有されるリグニンの内、難分解
性リグニン分解成分の溶出がさけられず、著しい効果は
得られなかった。

【０００４】近年、上記１）〜４）の問題点を改善する
目的で、特公平６−１７３２７号公報では、キシラン含
有天然物を１３０〜２３０℃、１〜６０分間の条件下、
熱水だけで抽出処理してキシロース及びキシロオリゴ糖
含有抽出液を得、該抽出液を水素加圧下、触媒を用いて
１５０〜２００℃で加水分解すると同時に水素添加して
キシリトールを製造する方法が開示されている。この方
法は、熱水処理により遊離されるアセチル基に由来した
弱い酸性分の作用により、キシラン成分の加水分解が生
じることに基づく。この方法によれば、キシラン含有天
然物に含有される難分解性リグニンの混入は抑制される
が、易分解性リグニン分解成分の抽出液への混入は避け
られない。リグニン分解成分は活性炭処理では除去しき
れず、高温での水素添加反応時に触媒のキシロースに対
する活性を引き下げてしまう。そのため、通常用いられ
ている水素添加触媒量では、キシロースの分解が生じ、
得られるキシリトールの収量が低減してしまう傾向があ
り、或いは、キシリトールを定量的に得るためには多量
の触媒を必要とする傾向があるため、未だ十分な方法と
いえるものではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、キシラン含
有天然物を原料として、工業的に効率よく、短縮化され
た設備で、収率低下を抑制しつつキシリトールを製造す
る方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討した結果、キシラン含有天然
物からキシロース及びキシロオリゴ糖を抽出する際、熱
水のみを用いて特定の条件下で処理することにより、抽
出されるキシロースの分解を抑制し、且つ、リグニン分
解成分、窒素系化合物、硫黄系化合物、等の不純物混入
量を著しく低減できることに基づき、抽出できるキシロ
ースおよびキシロオリゴ糖の損失を著しく抑制しつつ高
純度のキシロオリゴ糖を主成分とする抽出液が得られる
こと、更に、該抽出液を高温条件下で、加水分解、次い
で水素添加する、或いは加水分解と水素添加を同時に行
ってキシリトールを製造する際に、水素添加触媒の活性
を維持できるため、高温の反応系に存在する、或いは高
温の反応系で生じるキシロースの分解を抑制することが
できること、加えて精製工程でのキシリトールの回収量
低下を著しく改善でき、高収率で高純度のキシリトール
を製造することができることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【０００７】即ち、本発明は（１）キシラン含有天然物
から予め１１０℃以上１４０℃以下の熱水で抽出される
成分を除去した水不溶性の残さを、前記処理温度以上２
００℃以下の熱水で処理してキシロオリゴ糖を主成分と
する抽出液を得る第１工程と、該抽出液を加水分解し、
次いで水素添加する、或いは加水分解と水素添加を同時
に行う第２工程とを備えた、キシリトールの製造方法、
（２）第１工程で得られるキシロオリゴ糖を主成分とす
る抽出液を、１５０℃以上２５０℃以下の温度で加水分
解と水素添加を同時に行うことを特徴とする（１）に記
載のキシリトールの製造方法、（３）キシラン含有天然
物がサトウキビピスであることを特徴とする（１）又は
（２）に記載のキシリトールの製造方法、を提供するも
のである。

【０００８】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて用いられる原料としては、キシランを含む天然
物、例えば白樺やブナ等の広葉樹や、とうもろこし稲
穂、綿実殻、サトウキビバカス、サトウキビピス、ビー
トパルプ等の農産廃棄物が利用可能である。これら原料
の内、リグニン含有量が低く、穏和な条件で容易にキシ
ロース及びキシロオリゴ糖の抽出ができるサトウキビピ
スが特に好ましい。これら原料の形状は、特に限定はし
ないが、抽出操作を容易にするためにチップ状、繊維状
等に粉砕された形状のものが好ましく用いられる。本発
明におけるキシロオリゴ糖とは、キシロースを構成単位
とし、該構成単位の重合度が２以上の化合物である。

【０００９】本発明におけるキシロオリゴ糖を主成分と
する水溶液とは、キシロオリゴ糖含量が溶解固形分に対
して５０重量％以上の水溶液である。熱水処理によりキ
シロース及びキシロオリゴ糖を抽出する際に難分解性リ
グニンの溶出を抑えるためには、反応条件が比較的穏和
である必要があり、そのためキシランの解重合反応はオ
リゴ糖の段階で停止し、キシロオリゴ糖含量は５０重量
％以上となる。キシロオリゴ糖含量は、高速液体クロマ
トグラフィー（ＨＰＬＣ）の測定より、得られたキシロ
オリゴ糖のピーク強度と、キシロース試薬（アルドリッ
チ社）を標準試薬として求めたキシロオリゴ糖１構成単
位当たりが与えるピーク強度とを比較して定量する。Ｈ
ＰＬＣはカラムにＴＳＫｇｅｌＧーＯｌｉｇｏ−ＰＷ
（東ソー株式会社）を２本用い、水を溶離液とし、温度
８０℃、流速１ｍｌ／分で行う。本発明おいては、熱水
のみを用いて特定の条件下で抽出処理することにより、
リグニン分解成分、窒素系化合物、硫黄系化合物の混入
量を、それぞれ抽出液中に溶解している固形分に対し
て、５重量％、０．４重量％（Ｎ換算）、２００ｐｐｍ
（Ｓ換算）以下に抑えた、高純度のキシロオリゴ糖を主
成分とする水溶液を得ることができる。不純物含量を前
記範囲内に抑えた抽出液が得られることにより、高温条
件下で加水分解、次いで水素添加する、或いは加水分解
と水素添加を同時に行ってキシリトールを製造する際
に、触媒のキシロースに対する活性を維持することがで
きるため、高温の反応系に存在する、或いは高温の反応
系で生じるキシロースの分解を抑制することができ、キ
シリトールを効率的に生産することが可能となる。加え
て、反応終了後に回収した触媒は、その活性が維持され
ているため、繰り返して次の反応に用いることが可能と
なる。

【００１０】本発明におけるキシラン含有天然物の熱水
処理は、必要に応じて、公知の技術である爆砕と組み合
わせて行うこともできる。熱水処理を行う際には、抽出
を容易にするために、攪拌した状態で処理することが好
ましい。本発明において、キシラン含有天然物の熱水に
よる前処理は、使用する原料により違いはあるが、１１
０℃以上１４０℃以下で行うことが必要である。１１０
℃未満の場合には、易分解性リグニン分解成分、窒素系
化合物、硫黄系化合物、等の不純物の溶出が不十分であ
り、１４０℃を越える場合には、キシラン成分の溶出が
生じてしまい、最終的に得られるキシリトールの収量が
低下するために好ましくない。前処理に要する時間は、
通常１０分以上１２０分以下、好ましくは１５分以上６
０分以下、特に好ましくは２０分以上４０分以下であ
る。１０分未満では、不純物の溶出が不十分であり、１
２０分を越えて実施しても更なる不純物の溶出は見られ
ない。

【００１１】キシラン含有原料に加える水の量は、該原
料の乾燥重量に対して、通常１倍量以上１６倍量以下、
好ましくは３倍量以上１４倍量以下、更に好ましくは５
量以上１２倍量以下である。１倍量より少ない場合に
は、不純物の溶解が十分に起こらず、不純物を効率よく
除去できないので好ましくない。一方、１６倍量を越え
る場合には、遊離した酢酸に由来するプロトン濃度が低
下し、易分解性リグニンの分解が十分に起こらず、その
後の操作過程に混入するため好ましくない。以上述べた
熱水処理をしたキシラン含有天然物を、必要に応じて、
１００℃以下の水で攪拌処理し、不純物の抽出を十分に
行うことも可能である。この際、攪拌をスムーズに行う
ために新たに水を添加しても良い。

【００１２】上記条件で処理をした後に遠心機、濾過機
などにより溶出した不純物を分離除去して必要なキシラ
ンを高純度に含む残さを得る。得られた残さは加水して
洗浄し、不純物を十分に除去しておくことが好ましい。
前処理済みキシラン含有天然物は、使用する原料により
違いはあるが、通常前処理温度以上２００℃以下で熱水
処理されて、キシロース及びキシロオリゴ糖が抽出され
る。処理温度が前処理温度より低い場合には抽出成分が
ほとんど無く、２００℃より高い場合にはキシラン含有
天然物中に含有される難分解性リグニン及びセルロース
が加水分解されてキシロース及びキシロオリゴ糖と共に
溶出されてくるので好ましくない。

【００１３】熱水処理時間は、通常２０分以上１８０分
以下、好ましくは４０分以上１２０分以下である。２０
分より短い場合にはキシロース及びキシロオリゴ糖の溶
出が十分に行われず、結果としてキシリトールの収率が
低下するので好ましくない。１８０分より長い場合には
反応系内で生じたキシロースの分解が著しくなるため好
ましくない。前処理済みキシラン含有原料に加える水の
量は、該原料の乾燥重量に対して、通常１倍量以上１６
倍量以下、好ましくは３倍量以上１４倍量以下、更に好
ましくは５量以上１２倍量以下である。１倍量未満の場
合には、加水分解されたキシロース及びキシロオリゴ糖
を完全に水に溶解するのに不十分であり、一方、１６倍
量を越える場合には、遊離した酢酸に由来するプロトン
濃度が低下し、キシランの部分加水分解による水可溶化
が十分に起こらず、しいてはキシリトール収量が低下す
るために好ましくない。

【００１４】上記抽出操作を行った後、必要に応じて、
１００℃以下の温度の水で撹拌処理し、水溶性となった
キシロース及びキシロオリゴ糖を十分に抽出することも
可能である。この際、攪拌をスムーズに行うために、新
たに水を添加しても良い。以上に述べた抽出操作を行っ
た後、遠心機、濾過機などにより抽出液から残さを分離
除去し、高純度のキシロオリゴ糖を主成分とする水溶液
を得ることができる。

【００１５】本発明により得られたキシロオリゴ糖を主
成分とする水溶液は、必要に応じて活性炭を加えて簡易
処理し、濾過等によって活性炭を除いた後、バッチ式ま
たは連続式の装置により、１５０℃以上２５０℃以下の
温度条件下で、加水分解、次いで水素添加する、或いは
加水分解と水素添加を同時に行うことができる。反応温
度が１５０℃未満の場合には、キシロオリゴ糖の加水分
解に著しく長時間を有するために、工業的に不利であ
る。一方、２５０℃を越える場合には、反応系において
生じるキシロースの分解が著しく生じ、得られるキシリ
トールの収量が低下するため好ましくない。これらの方
法の内、加水分解と水素添加反応を同時に行う方法が、
工業的な観点から、好ましく用いられる。この場合、反
応温度は２００℃を越え２５０℃以下で行うことが好ま
しく、２００℃を越え、２２０℃以下で行うことが特に
好ましい。

【００１６】反応時間は、加水分解反応、水素添加反
応、或いは加水分解反応と水素添加反応を同時に行う際
の反応温度によって異なるが、通常、加水分解と水素添
加反応を個別に行う際には、加水分解反応で３０分以上
９時間以下、水素添加反応においては１０分以上３時間
以下の範囲で行われる。加水分解反応時間が３０分未満
の場合には、加水分解が定量的に起こらず、９時間以上
の場合には、得られるキシロースの分解が顕著となり、
結果としてキシリトール収量が減少するため好ましくな
い。一方、水素添加反応において、反応時間が１０分未
満では反応が十分に進行しないため好ましくない。ま
た、３時間を越えて反応を行っても得られるキシリトー
ル収量に変化はない。一方、加水分解反応と水素添加反
応を同時に行う場合、反応時間は、通常、３０分以上９
時間以下、好ましくは４０分以上６時間以下、更に好ま
しくは４０分以上３時間以下の範囲で行われる。３０分
未満の場合には、反応を完結することができないためキ
シリトール収量の低下を招き、９時間を超えて反応を行
っても得られるキシリトール収量に変化はない。

【００１７】水素添加反応に用いられる触媒は還元糖を
水素化可能なもので有れば特に限定はしないが、ランタ
ニド及びアクチニドを除く長周期型周期率表の遷移金属
に属する金属、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、銅、
ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、オスミ
ウム、イリジウム、白金、等の金属が好ましく用いられ
る。これらの触媒は、そのまま単独に使用しても良く、
２種類以上のものを混合、合金化、或いは逐次組み合わ
せて使用することもできる。更に、水素化活性を上げた
り、被毒物質に対する耐性を付加させるために、これら
の金属に他の金属又は非金属を添加しても良い。添加さ
れるものとしては、周期律表第Ｉａ、ｂ、ＩＩａ、ｂ、
ＩＩＩａ、ｂ、ＩＶａ、ｂ、Ｖａ、ＶＩａ、ＶＩＩａの
金属又は非金属から選ばれる少なくとも１種類以上であ
る。これらの触媒は、活性炭、石綿、珪藻土、シリカ、
アルミナ、チタニア等の担体に担持させて使用すること
もできる。これらの触媒の形状は、粉末状、粒状、塊状
のいずれの形状であってもよい。これらの触媒の内、ラ
ネー型ニッケル触媒及びルテニウム触媒が好ましく用い
られる。またこれらの触媒は、水素化反応終了後に回収
し、繰り返し使用することもできる。

【００１８】水素圧力は、通常、反応温度において５Ｍ
Ｐａ以上で行われる。水素圧力が５ＭＰａ未満の場合に
は、水素添加反応速度が著しく低下するため、反応系内
のキシロースの分解が著しく生じるようになり、結果と
して得られるキシリトールの収量の低下を招く。水素圧
力の上限は反応面での規制はないが、設備的な面で５０
ＭＰａ以下が実用的である。加水分解と水素添加反応に
供するキシロオリゴ糖を主成分とする水溶液は、その後
の反応を効率的に行うために予め濃縮しておくことも可
能である。水素添加によって得られたキシリトールは、
必要に応じて陽陰イオン交換処理等の通常の方法により
精製した後、常法により結晶化し、高収率で高純度のキ
シリトールを得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下で、実施例により本発明を更
に詳しく説明する。尚、水溶液中に溶解しているリグニ
ン分解成分含量の測定は、水溶液中の溶解固形分を真空
下で絶乾した試料を用い、ＪＩＳ−Ｐ８００８に準拠し
て行った。また、融点は、示差走査型熱量計（パーキン
エルマ社製ＤＳＣ−７）を用いて、昇温速度０．５℃
／分で測定し、得られたピークエンドの温度とした。

【００２０】

【実施例】（実施例１）風乾サトウキビピス２００ｇと
水２．０ｋｇを４Ｌオートクレーブに入れ、１２５℃で
３０分間加熱処理した。次いで、加水洗浄しながら抽出
物をろ別し、キシランを含有する残さ１７６ｇを得た。
得られた残さ１７６ｇと水２．０ｋｇを４Ｌオートクレ
ーブに入れ、１５０℃で９０分間加熱処理した後、７０
℃まで冷却し、水１．０ｋｇを加えて２時間撹拌した。
次いで、残さをろ別し、得られた抽出液を減圧下で濃縮
し、固形分濃度５重量％の抽出液９２０ｇを得た。

【００２１】上記熱水抽出の結果、原料に対して１５．
０重量％のキシロース成分が、抽出固形分に対して６５
重量％の純度で得られた。また、リグニン分解成分、窒
素系化合物、硫黄系化合物の該抽出液への混入量は、そ
れぞれ抽出固形分に対して、０．３重量％、０．１５重
量％（Ｎ換算）、１００ｐｐｍ（Ｓ換算）であった。該
抽出液５０ｇとラネーニッケル触媒（日興リカ株式会
社）０．５０ｇを４００ｍｌオートクレーブ入れ、水素
を室温にて１０ＭＰａ充填した後、２１０℃で２時間撹
拌して加水分解反応と水素添加反応を同時に行い、キシ
リトール１．６２ｇを得た。キシリトール収率は、抽出
液中のキシロース成分に対して１００％であった。反応
溶液から触媒を分離後、常法によりアンバーライトＩＲ
１２０Ｂ（オルガノ株式会社）及びアンバーライトＩＲ
Ａ４１０（オルガノ株式会社）で脱色、脱塩処理をし
た。次いで、該精製液を減圧下で２．０ｇまで濃縮し、
エタノール２．０ｇを加え、５時間放置し、融点９３．
２℃のキシリトール結晶１．３０ｇを得た。

【００２２】（比較例１）風乾サトウキビピス１００ｇ
と水１．０ｋｇを２Ｌオートクレーブに入れ、１００℃
で３０分間加熱処理した。次いで、加水洗浄しながら抽
出物をろ別し、キシランを含有する残さ９０ｇを得た。
得られた残さ９０ｇと水１．０ｋｇを２Ｌオートクレー
ブに入れ、１５０℃で９０分間加熱処理した後、７０℃
まで冷却し、水５００ｇを加えて２時間撹拌した。次い
で、残さをろ別し、得られた抽出液を減圧下で濃縮し、
固形分濃度５重量％の抽出液４９０ｇを得た。上記熱水
抽出の結果、原料に対して１５．２重量％のキシロース
成分が、抽出固形分に対して６２重量％の純度で得られ
た。また、リグニン分解成分、窒素系化合物、硫黄化合
物の該抽出液への混入量は、それぞれ抽出固形分に対し
て、６．１重量％、０．２８重量％（Ｎ換算）、８００
ｐｐｍ（Ｓ換算）と多かった。

【００２３】該抽出液５０ｇを実施例１と同一条件で加
水分解反応と水素添加反応を同時に行い、キシリトール
１．１０ｇを得た。キシリトール収率は、抽出液中のキ
シロース成分に対して７１％であった。収率が低いの
は、水素添加触媒のキシロースに対する活性が低下した
ため、キシロースの熱分解が生じたためである。反応溶
液から触媒を分離後、常法によりアンバーライトＩＲ１
２０Ｂ（オルガノ株式会社）及びアンバーライトＩＲＡ
４１０（オルガノ株式会社）で脱色、脱塩処理をした。
次いで、該精製液を減圧下で１．４ｇまで濃縮し、エタ
ノール１．４ｇを加え、５時間放置して融点９２．１℃
のキシリトール結晶０．８３ｇを得た。

【００２４】（比較例２）風乾サトウキビピス１００ｇ
と水１．０ｋｇを２Ｌオートクレーブに入れ、１２５℃
で３０分間加熱処理した。次いで、加水洗浄しながら抽
出物をろ別し、キシランを含有する残さ８８ｇを得た。
得られた残さ８８ｇと水１．０ｋｇを２Ｌオートクレー
ブに入れ、２１０℃で９０分間加熱処理した後、７０℃
まで冷却し、水５００ｇを加えて２時間撹拌した。次い
で、残さをろ別し、得られた抽出液を減圧下で濃縮し、
固形分濃度５重量％の抽出液５２０ｇを得た。上記熱水
抽出の結果、原料に対して１３．０重量％のキシロース
成分が、抽出固形分に対して５０重量％の純度で得られ
た。また、リグニン分解成分、窒素系化合物、硫黄系化
合物の該抽出液への混入量は、それぞれ抽出固形分に対
して、１２．９重量％、０．１６重量％（Ｎ換算）、１
１０ｐｐｍ（Ｓ換算）でと多かった。

【００２５】該抽出液５０ｇを実施例１と同一条件で加
水分解反応と水素添加反応を同時に行い、キシリトール
１．０８ｇを得た。キシリトール収率は、抽出液中のキ
シロース成分に対して８６％であった。収率が低いの
は、水素添加触媒のキシロースに対する活性が低下した
ため、キシロースの熱分解が生じたためである。反応溶
液から触媒を分離後、常法によりアンバーライトＩＲ１
２０Ｂ（オルガノ株式会社）及びアンバーライトＩＲＡ
４１０（オルガノ株式会社）で脱色、脱塩処理をした。
次いで、該精製液を減圧下で１．４ｇまで濃縮し、エタ
ノール１．４ｇを加え、５時間放置して融点９２．７℃
のキシリトール結晶０．８４ｇを得た。

【００２６】（実施例２）実施例１で得られた抽出液
と、実施例１で反応後に回収した触媒を用いて、同一の
条件で加水分解と水素添加の同時反応を行った。実施例
１の結果と同様に、抽出液中のキシロース成分に対して
１００％の収率でキシリトールが得られた。反応終了後
に再び触媒を回収し、同様の反応を２０回繰り返した
が、２０回目の反応までキシリトール収率１００％が維
持された。水素添加触媒の活性が２０回の反応中、維持
されたためである。

【００２７】（実施例３）風乾とうもろこし穂軸１００
ｇと水６００ｇを２Ｌオートクレーブに入れ、１３０℃
で２０分間加熱処理した。次いで、加水洗浄しながら抽
出物をろ別し、キシランを含有する残さ８５ｇを得た
得られた残さ８５ｇと水６００ｇを２Ｌオートクレーブ
に入れ、１８０℃で６０分間加熱処理した。次いで、残
さをろ別し、得られた抽出液を減圧下で濃縮し、固形分
濃度５重量％の抽出液４５０ｇを得た。上記熱水抽出の
結果、原料に対して１４．０重量％のキシロース成分
が、抽出固形分に対して６２重量％の純度で得られた。
また、リグニン分解成分、窒素系化合物、硫黄系化合物
の該抽出液への混入量は、それぞれ抽出固形分に対し
て、４．５重量％、０．３４重量％（Ｎ換算）、１４０
ｐｐｍ（Ｓ換算）であった。

【００２８】該抽出液５０ｇとラネーニッケル触媒（日
興リカ株式会社）０．２５ｇを４００ｍｌオートクレー
ブ入れ、水素を室温にて１５ＭＰａ充填した後、２２０
℃で２時間撹拌して加水分解反応と水素添加反応を同時
に行い、キシリトール１．５５ｇを得た。キシリトール
収率は、抽出液中のキシロース成分に対して１００％で
あった。反応溶液から触媒を分離後、常法によりアンバ
ーライトＩＲ１２０Ｂ（オルガノ株式会社）及びアンバ
ーライトＩＲＡ４１０（オルガノ株式会社）で脱色、脱
塩処理をした。次いで、該精製液を減圧下で１．９ｇま
で濃縮し、エタノール１．９ｇを加え、５時間放置して
融点は９３．４℃のキシリトール結晶１．２４ｇを得
た。

【００２９】（実施例４）実施例３で得られた抽出液５
０ｇを４００ｍｌオートクレーブ入れ、１５０℃で６時
間加熱し加水分解反応を行った。加水分解後の反応液
に、ネーニッケル触媒（日興リカ株式会社）０．２５ｇ
を加え、水素を室温にて１５ＭＰａ充填し、１５０℃で
３時間攪拌して水素添加反応を行い、キシリトール１．
５５ｇを得た。キシリトールの収率は、抽出液中のキシ
ロース成分に対して１００％であった。

【００３０】反応溶液から触媒を分離後、常法によりア
ンバーライトＩＲ１２０Ｂ（オルガノ株式会社）及びア
ンバーライトＩＲＡ４１０（オルガノ株式会社）で脱
色、脱塩処理をした。次いで、該精製液を減圧下で２．
０ｇまで濃縮し、エタノール２．０ｇを加え、５時間放
置して融点９３．５℃のキシリトール結晶１．１９ｇを
得た。

【００３１】（比較例３）風乾とうもろこし穂軸１００
ｇと水６００ｇを２Ｌオートクレーブに入れ、１８０℃
で６０分間加熱処理した。次いで、残さをろ別し、得ら
れた抽出液を減圧下で濃縮し、固形分濃度５重量％の抽
出液６２０ｇを得た。上記熱水抽出の結果、原料に対し
て１６．０重量％のキシロース成分が、抽出固形分に対
して５２重量％の純度で得られた。また、リグニン分解
成分、窒素系化合物、硫黄系化合物の該抽出液への混入
量は、それぞれ抽出固形分に対して、１５．３重量％、
０．４２重量％（Ｎ換算）、１１００ｐｐｍ（Ｓ換算）
と多かった。

【００３２】該抽出液５０ｇとラネーニッケル触媒（日
興リカ株式会社）０．２５ｇを４００ｍｌオートクレー
ブ入れ、水素を室温にて１５ＭＰａ充填した後、２２０
℃で２時間撹拌して加水分解反応と水素添加反応を同時
に行い、キシリトール０．７２ｇを得た。キシリトール
収率は、抽出液中のキシロース成分に対して５５％であ
った。収率が低いのは、水素添加触媒のキシロースに対
する活性が低下したため、キシロースの熱分解がしょう
じたためである。反応溶液から触媒を分離後、常法によ
りアンバーライトＩＲ１２０Ｂ（オルガノ株式会社）及
びアンバーライトＩＲＡ４１０（オルガノ株式会社）で
脱色、脱塩処理をした。次いで、該精製液を減圧下で
１．０ｇまで濃縮し、エタノール１．０ｇを加え、５時
間放置して融点は９２．２℃のキシリトール結晶０．５
４ｇを得た。

【００３３】（実施例５）風乾綿実殻１００ｇと水８０
０ｇを２Ｌオートクレーブに入れ、１２０℃で４０分間
加熱処理した。次いで、加水洗浄しながら抽出物をろ別
し、キシランを含有する残さ８６ｇを得た。得られた残
さ８６ｇと水８００ｇを２Ｌオートクレーブに入れ、１
５０℃で９０分間加熱処理した後、７０℃まで冷却し、
水５００ｇを加えて１時間撹拌した。次いで、残さをろ
別し、得られた抽出液を減圧下で濃縮し、固形分濃度５
重量％の抽出液６４０ｇを得た。上記熱水抽出の結果、
原料に対して２１．０重量％のキシロース成分が、抽出
固形分に対して６６重量％の純度で得られた。また、リ
グニン分解成分、窒素系化合物、硫黄系化合物の該抽出
液への混入量は、それぞれ抽出固形分に対して、０．７
重量％、０．３５重量％、１９０ｐｐｍであった。

【００３４】該抽出液５０ｇとルテニウム活性炭担持触
媒（エヌイーケムキャット社）０．２５ｇを４００ｍｌ
オートクレーブ入れ、水素を室温にて１０ＭＰａ充填し
た後、２３０℃で３時間撹拌して加水分解反応と水素添
加反応を同時に行い、キシリトール１．６５ｇを得た。
キシリトール収率は、抽出液中のキシロース成分に対し
て１００％であった。反応溶液から触媒を分離後、常法
によりアンバーライトＩＲ１２０Ｂ（オルガノ株式会
社）及びアンバーライトＩＲＡ４１０（オルガノ株式会
社）で脱色、脱塩処理をした。次いで、該精製液を減圧
下で２．１ｇまで濃縮し、エタノール２．１ｇを加え、
５時間放置し、融点９２．９℃のキシリトール結晶１．
３２ｇを得た。

【００３５】（実施例６）風乾白樺チップ１００ｇと水
１．０ｋｇを２Ｌオートクレーブに入れ、１３５℃で２
５分間加熱処理した。次いで、加水洗浄しながら抽出物
をろ別し、キシランを含有する残さ９１ｇを得た。得ら
れた残さ９１ｇを温度１７５℃で１分間爆砕処理した処
理品と、水１．０ｋｇとを２Ｌオートクレーブに入れ、
１７０℃で９０分間加熱処理した後、７０℃まで冷却し
て２時間撹拌した。次いで、残さをろ別し、得られた抽
出液を減圧下で濃縮し、固形分濃度５重量％の抽出液４
３０ｇを得た。上記熱水抽出の結果、原料に対して１
３．０重量％のキシロース成分が、抽出固形分に対して
６０重量％の純度で得られた。また、リグニン分解成
分、窒素系化合物、硫黄系化合物の該抽出液への混入量
は、それぞれ抽出固形分に対して、４．３重量％、０．
３１重量％（Ｎ換算）、１５０ｐｐｍ（Ｓ換算）であっ
た。

【００３６】該抽出液５０ｇとラネーニッケル触媒（日
興リカ株式会社）０．２５ｇを４００ｍｌオートクレー
ブ入れ、水素を室温にて１０ＭＰａ充填した後、１９０
℃で４時間撹拌して加水分解反応と水素添加反応を同時
に行い、キシリトール１．５０ｇを得た。キシリトール
収率は、抽出液中のキシロース成分に対して１００％で
あった。反応溶液から触媒を分離後、常法によりアンバ
ーライトＩＲ１２０Ｂ（オルガノ株式会社）及びアンバ
ーライトＩＲＡ４１０（オルガノ株式会社）で脱色、脱
塩処理をした。次いで、該精製液を減圧下で１．８ｇま
で濃縮し、エタノール１．８ｇを加え、５時間放置し、
融点９３．２℃のキシリトール結晶１．２３ｇを得た。

【００３７】（実施例７）実施例６で得られた抽出液を
更に濃縮し、固形分濃度３０重量％とした。該抽出液５
０ｇとラネーニッケル触媒（日興リカ株式会社）１．５
０ｇを４００ｍｌオートクレーブ入れ、水素を室温にて
１０ＭＰａ充填した後、１９０℃で４時間撹拌して加水
分解反応と水素添加反応を同時に行い、キシリトール
９．００ｇを得た。キシリトール収率は、抽出液中のキ
シロース成分に対して１００％であった。反応溶液から
触媒を分離後、常法によりアンバーライトＩＲ１２０Ｂ
（オルガノ株式会社）及びアンバーライトＩＲＡ４１０
（オルガノ株式会社）で脱色、脱塩処理をした。次い
で、該精製溶液を減圧下で１０．８ｇまで濃縮し、エタ
ノール１０．８ｇを加え、５時間放置し、融点９３．１
℃のキシリトール結晶７．２０ｇを得た。

【００３８】

【発明の効果】キシラン含有天然物からキシリトールを
製造する際に、特定の条件の熱水を用いて処理すること
により、高純度のキシロオリゴ糖を主成分とする水溶液
を得ることができるため、キシリトールを製造する際に
必要とする水素添加及び精製の各工程におけるキシリト
ールの損失を抑制でき、高収率で高純度のキシリトール
を製造する方法として極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キシラン含有天然物から予め１１０℃以
上１４０℃以下の熱水で抽出される成分を除去した水不
溶性の残さを、前記処理温度以上２００℃以下の熱水で
処理してキシロオリゴ糖を主成分とする抽出液を得る第
１工程と、該抽出液を加水分解し、次いで水素添加す
る、或いは加水分解と水素添加を同時に行う第２工程と
を備えた、キシリトールの製造方法。
【請求項２】第１工程で得られるキシロオリゴ糖を主
成分とする抽出液を、１５０℃以上２５０℃以下の温度
で加水分解と水素添加を同時に行うことを特徴とする請
求項１に記載のキシリトールの製造方法。
【請求項３】キシラン含有天然物がサトウキビピスで
あることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキ
シリトールの製造方法。