JP2008061531A - トレハロース高含有糖液の回収方法並びに結晶トレハロースの製造方法 - Google Patents
トレハロース高含有糖液の回収方法並びに結晶トレハロースの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】トレハロースを他の単糖、二糖、オリゴ糖と共に含有する糖液から、トレハロース高含有糖液を回収する方法、また該方法を適用した効率よい結晶トレハロースの製造方法の提供。
【解決手段】糖液を原糖液とし、これをアルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床式カラムクロマトグラフィーに供することにより、各種糖高含有画分を分離して、トレハロース高含有画分を採取する回収方法。および、該方法を結晶トレハロース製造時の分蜜工程において得られる蜜画分に適用し、得られるトレハロース高含有糖液をさらに晶析・分蜜する、又は結晶トレハロース製造時の精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルしてさらに晶析・分蜜することを特徴とする、結晶トレハロースの製造方法。
【選択図】図５
【解決手段】糖液を原糖液とし、これをアルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床式カラムクロマトグラフィーに供することにより、各種糖高含有画分を分離して、トレハロース高含有画分を採取する回収方法。および、該方法を結晶トレハロース製造時の分蜜工程において得られる蜜画分に適用し、得られるトレハロース高含有糖液をさらに晶析・分蜜する、又は結晶トレハロース製造時の精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルしてさらに晶析・分蜜することを特徴とする、結晶トレハロースの製造方法。
【選択図】図５
Description
本発明は、トレハロース含有糖液からのトレハロース高含有糖液の回収方法とこの方法を適用した結晶トレハロースの製造方法に関し、詳細には、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、トレハロース以外の二糖（以下、単に「他の二糖」と略称する）及び単糖を含有する糖液を原糖液とし、アルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床式カラムクロマトグラフィーに供することにより、三糖以上のオリゴ糖高含有画分、三糖以上のオリゴ糖・トレハロース高含有画分、トレハロース高含有画分、トレハロース・他の二糖高含有画分、及び他の二糖・単糖高含有画分の順に分離させてトレハロース高含有画分を採取する工程を含んでなるトレハロース含有糖液からのトレハロース高含有糖液の回収方法と、この方法を適用した結晶トレハロースの製造方法に関するものである。
トレハロースは２分子のグルコースが還元性基同士で結合してなる非還元性の二糖であり、自然界においては細菌、真菌、藻類、昆虫などに広く分布している。代表的な甘味料であるスクロースと比較すると、トレハロースはスクロースを遥かに上回って安定であり、甘味の質についてみても、円やかさにおいてスクロースを凌駕している。このようなことから、食品、化粧品及び医薬品の諸分野においては、スクロースに代わる糖質としてトレハロースの需要が急速に伸びつつある。
トレハロースを製造する方法には、原料別に分類すると主として二通りある。第一は、同じ特許出願人による特許文献１及び特許文献２に開示された、澱粉又はその部分加水分解物に非還元性糖質生成酵素及びトレハロース遊離酵素を作用させる方法であり、第二は同じ特許出願人による特許文献３に開示された、マルトース又はマルトース高含有糖質に対してマルトース・トレハロース変換酵素を作用させる方法である。第一の方法では、原料としての澱粉又はその部分加水分解物から固形物当たりのトレハロース含量が８０質量％を上回るトレハロース高含有糖液を容易に製造することができ、一方、第二の方法では、澱粉をβ−アミラーゼ及び澱粉枝切酵素で糖化して得られる高純度マルトース含有糖質を原料にした場合、固形物当たりのトレハロース含量が約７０質量％のトレハロース高含有糖液を容易に製造することができる。
そして、これらの方法で得られるトレハロース高含有糖液からは、晶析により工業的に容易にトレハロース２含水結晶（本明細書を通じて、「結晶トレハロース」と呼称する）を製造することができる。しかしながら、結晶トレハロースの製造時の分蜜工程においては、製品とされる結晶トレハロース画分以外に、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、マルトースが大部分を占める他の二糖、及びグルコースが大部分を占める単糖（以下、単に「単糖」と略称する）を比較的多量に含む蜜画分が、必然的に生成する。
しかしながら、当該蜜画分のようなトレハロース含有糖液からトレハロースを工業的に有利に分離・回収する方法は未だ確立されていない。ある種の糖質の分離には極めて有効に利用されているカラムクロマトグラフィーも、原理的には、糖質の分子量の違いを利用するものが殆どであり、分子量としては同一のトレハロースと他の二糖の分離は、斯かるカラムクロマトグラフィーを用いても極めて困難である。
このような状況下、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、他の二糖及び単糖を含有する糖液からトレハロース高含有糖質を効率よく回収する方法が確立されれば、さらに高収率で結晶トレハロースの製造が可能になると期待される。
斯かる状況に鑑み、本発明の第１の課題は、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、トレハロース以外の二糖及び単糖を含有する糖液から、トレハロース高含有糖液を回収する方法を提供することにある。また、本発明の第２の課題は、上記方法を適用した効率よい結晶トレハロースの製造方法を提供することにある。
本発明者らは、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、他の二糖及び単糖を含有する糖液から、トレハロースを有利に分離・回収する方法について鋭意研究を続けた結果、意外にも、当該糖液を原糖液とし、アルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床式カラムクロマトグラフィーを適用すると、トレハロースを他の夾雑糖質と分離し、トレハロース高含有糖液として効率よく回収することができるという全く独自の知見を見出した。
すなわち、本発明は、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、他の二糖及び単糖を含有する糖液を原糖液とし、アルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床式カラムクロマトグラフィーに供することにより、三糖以上のオリゴ糖高含有画分、三糖以上のオリゴ糖・トレハロース高含有画分、トレハロース高含有画分、トレハロース・他の二糖高含有画分、及び他の二糖・単糖高含有画分の順に分離させてトレハロース高含有画分を採取する工程を含んでなるトレハロース含有糖液からのトレハロース高含有糖液の回収方法を提供することにより前記第１の課題を解決するものである。
また、本発明は、上記トレハロース高含有糖液の回収方法を結晶トレハロース製造時の分蜜工程において得られる蜜画分に適用し、得られるトレハロース高含有糖液をさらに晶析・分蜜するか、又は、結晶トレハロース製造時の精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルしてさらに晶析・分蜜することを特徴とする結晶トレハロースの製造方法を提供することによって前記第２の課題を解決するものである。
本発明によれば、結晶トレハロース製造時の分蜜工程において、必然的に生成する蜜画分から効率よくトレハロース高含有糖液を回収できる。回収されるトレハロース高含有糖液をさらに晶析して結晶トレハロースを回収するか、又は、再度、結晶トレハロース製造工程における精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルして、さらに晶析・分蜜することにより、結晶トレハロース製品の増収を図り、より効率的に結晶トレハロースを製造することができる。
本発明のトレハロース高含有糖液の回収方法は、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、他の二糖及び単糖を含有する糖液を原糖液とし、アルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床式カラムクロマトグラフィーに供することにより、三糖以上のオリゴ糖高含有画分、三糖以上のオリゴ糖・トレハロース高含有画分、トレハロース高含有画分、トレハロース・他の二糖高含有画分、及び他の二糖・単糖高含有画分の順に分離させてトレハロース高含有画分を採取する工程を含むことを特徴とする。本発明の回収方法で用いる原糖液としては、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、他の二糖及び単糖を含有する糖液である限り採用することができ、本発明の回収方法は、結晶トレハロース製造時の分蜜工程において得られる蜜画分に対し有利に適用することができる。なお、図１に従来の結晶トレハロース製造工程の概要を示した。
例えば、同じ特許出願人による特開平７−１４３８７６号公報及び特開平７−２１３２８３号公報に開示された、非還元性糖質生成酵素及びトレハロース遊離酵素を澱粉部分加水分解物に作用させる方法により得られるトレハロース高含有糖質から結晶トレハロースを採取した後の蜜画分、若しくは、同じ特許出願人による特開平７−１７０９７７号公報、特開平８−２６３号公報及び特開平８−１４９９８０号公報に開示されたマルトースやマルトースを含む澱粉部分加水分解物にマルトース・トレハロース変換酵素を作用させて得られるトレハロース高含有糖質から結晶トレハロースを採取した後の蜜画分などは本発明の方法を適用するに好適である。
斯かる原糖液の、固形物当りの個々の糖質の含量に特に制限はないものの、通常、原糖液は、トレハロースを３５乃至５０質量％、三糖以上のオリゴ糖を２乃至１０質量％、他の二糖を固形物当たり５乃至４０質量％、及び残余の単糖を含有している。
本発明で使用されるアルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性カチオン交換樹脂としては、例えば、スルホン酸基を結合したスチレン−ジビニルベンゼン架橋共重合体を基材とした樹脂のＮａ＋型、Ｋ＋型などのアルカリ金属塩型又はＣａ２＋型、Ｍｇ２＋型などのアルカリ土類金属塩型の１種又は２種以上が適宜使用され、とりわけ、架橋度が２乃至８％のアルカリ金属型樹脂がトレハロースと他の二糖との分離能に優れており望ましい。架橋度が２％未満の樹脂は強度が弱く、耐摩耗性が劣り、また、架橋度が８％を超えて高い樹脂は分離能が低下することとなる。なお、ここでいう架橋度は、基材の製造時の原料混合物における、全モノマー質量に対する、ジビニルベンゼン質量の占める百分率により表される。このような樹脂の具体例としては、例えば、ダウケミカル社製造の商品名「Ｎ２７９」、ローム＆ハース社製造の商品名「アンバーライト ＣＲ−１３１０」、「アンバーライト ＣＲ−１３２０」、三菱化学社製造の商品名「ダイヤイオン ＵＢＫ５２０」、「ダイヤイオン ＵＢＫ５３０」、「ダイヤイオン ＵＢＫ５５０」などが挙げられる。これらの樹脂は、トレハロース高含有画分の分画に優れているだけでなく、耐熱性、耐摩耗性にも優れ、トレハロース高含有糖液の回収に極めて有利である。
本発明では、望ましくは、２００μｍ〜４００μｍ程度の粒径の樹脂をカラムに充填して使用すればよい。架橋度が２乃至８％のスチレン／ジビニルベンゼン共重合体を基材とし、アルカリ金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床式クロマトグラフィーを適用する場合の操作条件は、例えば、原糖液として、濃度３０質量％以上、望ましくは、４０乃至７５質量％の水溶液を、樹脂量に対し３０ｖ／ｖ％以下、望ましくは１乃至１５ｖ／ｖ％負荷し、カラム温度を５０℃以上、望ましくは５０乃至７０℃に保ち、カラムと同程度の温度に保った温水を移動層として、流速をＳＶ０．０１乃至２、望ましくは０．０５乃至１．５の範囲内で通液するのが好適である。樹脂層のサイズは、処理量により変動するが、原糖液の１日当りの処理量が固形物として約１０ｔ程度の場合、内径１乃至５ｍのカラムに当該樹脂を充填し、適宜カラムを連結するなどして、樹脂層の全長を約６ｍ以上、望ましくは、７乃至２０ｍとするのが好ましい。
斯くしてカラムクロマトグラフィーにより分離される画分からトレハロース高含有画分を採取する。採取する画分は、適宜に分取される全て又は任意の分離画分の糖組成を、ＨＰＬＣ法などにより糖組成を分析して目的成分の含量を求め、原糖液より目的成分の含量の高まった画分のうちから、採取物の用途に応じて適宜に選択することができる。本発明における原糖液を擬似移動床式クロマトグラフィーに供した際の、糖質の分離パターンの一例を図２に、また、擬似移動床式クロマトグラフィーの流れを模式的に図３に示した。当該クロマトグラフィーにおいては、まず三糖以上のオリゴ糖高含有画分（図２におけるＡ）、続いて三糖以上のオリゴ糖・トレハロース高含有画分（図２におけるＢ）、トレハロース高含有画分（図２におけるＣ）、トレハロース・他の二糖高含有画分（図２におけるＤ）、他の二糖・単糖高含有画分（図２におけるＥ）の順に分離される。採取される画分はトレハロース高含有画分であればよく、固形物当たりのトレハロース含量が５５質量％以上、望ましくは、７０質量％以上、より望ましくは、８０質量％以上の画分を採取できれば、収率よくトレハロース高含有糖液を得ることができる。また、トレハロースに対する三糖以上のオリゴ糖の割合が原糖液のその割合の５０％未満に低減した画分を採取するのが好ましい。さらに、三糖以上のオリゴ糖高含有画分及び他の二糖・単糖高含有画分はカラムから排出・廃棄（図３におけるＡ及びＥ）し、トレハロース高含有画分を採取した位置に原糖液（図３におけるＳ）を添加する操作を連続的に行うことにより効率よくトレハロース高含有画分（図３におけるＰ）を採取することができる。斯くして得られる画分に、必要に応じて、斯界において慣用の、濾過、遠心分離、脱色、脱塩、濃縮等の処理を施せば、結晶トレハロース製造に再利用することができる。
以上説明したように、本発明の回収方法によれば、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、他の二糖及び単糖を含有する糖液から、固形物当たりのトレハロース含量が５５質量％以上、望ましくは、７０質量％、より望ましくは、８０質量％以上のトレハロース高含有糖質を工業的に容易に製造することができる。得られたトレハロース高含有糖液は、再度、晶析・分蜜して結晶トレハロースを採取することもできる。その製造工程の概要を図４に示す。この製造方法は、回収したトレハロース高含有糖液を、本来の結晶トレハロースの製造工程とは別に晶析・分蜜して結晶トレハロースを製造し、本来の工程で得られた結晶トレハロースと合わせて製品とする方法である。また、本発明の回収方法により得たトレハロース高含有糖液は、結晶トレハロースの製造工程における精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルすることもできる。この製造工程の概要を図５に示す。この製造方法は、回収したトレハロース高含有糖液を、本来の結晶トレハロースの製造工程における精製、濃縮又は晶析工程に戻してさらに晶析・分蜜することにより結晶トレハロース製品の収率を向上させる方法である。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は実施例のみによって限定されるものではない。
＜トレハロース高含有糖液の回収＞
同じ特許出願人による特開２０００−２２８９８０号公報の実施例８−５に記載の方法に準じて澱粉からトレハロースを固形物当たり８３．２質量％含むトレハロース高含有糖質を調製し、同実施例記載の方法により結晶トレハロースを晶出させ、遠心分離機により分蜜し、結晶トレハロースと蜜画分を得た。この操作で得られた蜜画分を本実施例の原糖液とした。分析用カラムを用いてＨＰＬＣ法により測定した原糖液の糖組成を表１に示した。なお、糖組成分析用ＨＰＬＣは、カラムに『ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＫ０４ＳＳ』（三菱化学株式会社製造）を２本直列に連結して用い、溶離液に水を用いて、カラム温度８５℃、流速０．４ｍｌ／分の条件で行い、検出は示差屈折計『ＲＩ−８０１２』（東ソー株式会社製造）を用いて行った。
同じ特許出願人による特開２０００−２２８９８０号公報の実施例８−５に記載の方法に準じて澱粉からトレハロースを固形物当たり８３．２質量％含むトレハロース高含有糖質を調製し、同実施例記載の方法により結晶トレハロースを晶出させ、遠心分離機により分蜜し、結晶トレハロースと蜜画分を得た。この操作で得られた蜜画分を本実施例の原糖液とした。分析用カラムを用いてＨＰＬＣ法により測定した原糖液の糖組成を表１に示した。なお、糖組成分析用ＨＰＬＣは、カラムに『ＭＣＩ ＧＥＬ ＣＫ０４ＳＳ』（三菱化学株式会社製造）を２本直列に連結して用い、溶離液に水を用いて、カラム温度８５℃、流速０．４ｍｌ／分の条件で行い、検出は示差屈折計『ＲＩ−８０１２』（東ソー株式会社製造）を用いて行った。
アルカリ金属型強酸性カチオン交換樹脂（三菱化学株式会社製造、商品名「ダイヤイオン ＵＢＫ５２０Ｍ」）、Ｎａ＋型）を内径５．４ｃｍ、樹脂層長５ｍのジャケット付ステンレス製カラム４本に充填し、直列に連結して樹脂層全長を２０ｍとした。このクロマト分離装置に対し、上記原糖液を樹脂に対して３ｖ／ｖ％注入し、カラム内温度を６０℃に維持しつつ、温水をＳＶ０.３の流速で流して分画した。固形物当たりのトレハロース含量８０質量％以上のトレハロース高含有画分を採取し、三糖以上のオリゴ糖高含有画分と他の二糖・単糖高含有画分を排出し、原糖液を、トレハロース高含有画分を採取した位置に添加してカラム内を循環させる操作を繰り返す擬似移動床式クロマトグラフィーを実施した。その結果、採取したトレハロース高含有画分には、原糖液中の全トレハロースの８７質量％が回収された。本画分を、常法に従って濃縮し、固形物濃度６０．４質量％のシラップを得た。本品は、固形物当たり、トレハロースを８６．１質量％、単糖類を０．７質量％、他の二糖類を１０．８質量％、及び三糖類以上のオリゴ糖を２．４質量％含有していた。この回収されたトレハロース高含有糖液は、濃縮して再度トレハロースを晶析・分蜜して結晶トレハロースを製造したり、結晶トレハロース製造工程における精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルするなどして結晶トレハロースの増収に用いることができる。
＜トレハロース高含有糖液の回収＞
アルカリ金属型強酸性カチオン交換樹脂をローム＆ハース社製造、商品名「アンバーライト ＣＲ１３１０」、Ｎａ＋型）に替えた以外は実施例１と同様に実施例１で用いた原糖液を分画し、固形物当たりのトレハロース含量８０質量％以上のトレハロース高含有画分を採取した。このトレハロース高含有画分には、原糖液中の全トレハロースの８５質量％が回収された。本画分を、常法に従って濃縮し、固形物濃度５０．３質量％のシラップを得た。本品は、固形物当たり、トレハロースを８３．５質量％、単糖類を０．９質量％、他の二糖類を１２．６質量％、及び三糖類以上のオリゴ糖を３．０質量％含有していた。この回収されたトレハロース高含有糖液は、濃縮して再度トレハロースを晶析・分蜜して結晶トレハロースを製造したり、結晶トレハロース製造工程における精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルするなどして結晶トレハロースの増収に用いることができる。
アルカリ金属型強酸性カチオン交換樹脂をローム＆ハース社製造、商品名「アンバーライト ＣＲ１３１０」、Ｎａ＋型）に替えた以外は実施例１と同様に実施例１で用いた原糖液を分画し、固形物当たりのトレハロース含量８０質量％以上のトレハロース高含有画分を採取した。このトレハロース高含有画分には、原糖液中の全トレハロースの８５質量％が回収された。本画分を、常法に従って濃縮し、固形物濃度５０．３質量％のシラップを得た。本品は、固形物当たり、トレハロースを８３．５質量％、単糖類を０．９質量％、他の二糖類を１２．６質量％、及び三糖類以上のオリゴ糖を３．０質量％含有していた。この回収されたトレハロース高含有糖液は、濃縮して再度トレハロースを晶析・分蜜して結晶トレハロースを製造したり、結晶トレハロース製造工程における精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルするなどして結晶トレハロースの増収に用いることができる。
＜トレハロース高含有糖液の回収＞
同じ特許出願人による特開平７−１７０９７７号公報の実施例Ａ−１に記載の方法に準じて、澱粉にβ−アミラーゼと澱粉枝切酵素を作用させた後、ピメロバクター・スピーシーズ Ｒ８（ＦＥＲＭ ＢＰ−４３１５）起源のマルトース・トレハロース変換酵素を作用させ、トレハロースを固形物当たり７０質量％含むシラップを調製し、同実施例Ａ−８記載の方法により結晶トレハロースを晶出させ、遠心分離機により分蜜し、結晶トレハロースと蜜画分を得た。この操作で得られた蜜画分を本実施例の原糖液とした。実施例１と同じＨＰＬＣ法にて測定した原糖液の糖組成を表２に示した。
同じ特許出願人による特開平７−１７０９７７号公報の実施例Ａ−１に記載の方法に準じて、澱粉にβ−アミラーゼと澱粉枝切酵素を作用させた後、ピメロバクター・スピーシーズ Ｒ８（ＦＥＲＭ ＢＰ−４３１５）起源のマルトース・トレハロース変換酵素を作用させ、トレハロースを固形物当たり７０質量％含むシラップを調製し、同実施例Ａ−８記載の方法により結晶トレハロースを晶出させ、遠心分離機により分蜜し、結晶トレハロースと蜜画分を得た。この操作で得られた蜜画分を本実施例の原糖液とした。実施例１と同じＨＰＬＣ法にて測定した原糖液の糖組成を表２に示した。
アルカリ土類金属型強酸性カチオン交換樹脂（ローム＆ハース社製造、商品名「アンバーライト ＣＲ１３１０」、Ｃａ２＋型）を内径５．４ｃｍ、樹脂層長５ｍのジャケット付ステンレス製カラム４本に充填し、直列に連結して樹脂層全長を２０ｍとした。このクロマト分離装置に対し、上記原糖液を樹脂に対して３ｖ／ｖ％注入し、カラム内温度を６０℃に維持しつつ、温水をＳＶ０．３の流速で流して分画した。トレハロース高含有画分を採取し、三糖以上のオリゴ糖高含有画分と他の二糖・単糖高含有画分を排出し、原糖液を、トレハロース高含有画分を採取した位置に添加してカラム内を循環させる操作を繰り返し実施した。この操作により固形物当たりのトレハロース含量５５質量％以上のトレハロース高含有画分を採取した。このトレハロース高含有画分には、原糖液中の全トレハロースの８５質量％が回収された。本画分を、常法に従って濃縮し、固形物濃度５８．２質量％のシラップを得た。本品は、固形物当たり、トレハロースを５７．１質量％、単糖類を０．２質量％、他の二糖類を４１．１質量％、及び三糖類以上のオリゴ糖を１．６質量％含有していた。この回収されたトレハロース高含有糖液は、濃縮した後、結晶トレハロース製造工程における精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルして結晶トレハロースの増収に用いることができる。
＜結晶トレハロース製造工程の違いによる結晶トレハロース収率の比較＞
従来の、晶析のみにて結晶トレハロースを製造する方法（図１、製造方法Ａと呼称する）と、本発明の、晶析・分蜜工程において得られる蜜画分を原糖液とし、クロマトグラフィーによりトレハロース高含有糖液を回収し、再度、晶析・分蜜して結晶トレハロースを回収する製造方法（図４、製造方法Ｂと呼称する）、及び、上記で回収したトレハロース高含有糖液を結晶トレハロース製造工程における精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルする方式の結晶トレハロース製造方法（図５、製造方法Ｃと呼称する）における、反応により生成したトレハロースの収率を比較した。試験は実施例１記載の方法で得たトレハロース含量８５質量％の酵素反応・精製糖液を材料として用い実施した。結果を表３にまとめた。
従来の、晶析のみにて結晶トレハロースを製造する方法（図１、製造方法Ａと呼称する）と、本発明の、晶析・分蜜工程において得られる蜜画分を原糖液とし、クロマトグラフィーによりトレハロース高含有糖液を回収し、再度、晶析・分蜜して結晶トレハロースを回収する製造方法（図４、製造方法Ｂと呼称する）、及び、上記で回収したトレハロース高含有糖液を結晶トレハロース製造工程における精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルする方式の結晶トレハロース製造方法（図５、製造方法Ｃと呼称する）における、反応により生成したトレハロースの収率を比較した。試験は実施例１記載の方法で得たトレハロース含量８５質量％の酵素反応・精製糖液を材料として用い実施した。結果を表３にまとめた。
表３の結果から明らかなように、従来の製造方法Ａでは結晶トレハロースの収率は約８４質量％にとどまるところ、本発明の製造方法Ｂでは約９１質量％、製造方法Ｃでは約９６質量％と、高収率で結晶トレハロースを製造することが可能であった。この結果は、本発明の結晶トレハロース製造方法が、工業的生産に有利な製造方法であることを物語っている。
以上説明したとおり、本発明は、従来困難とされてきた、トレハロースとともにマルトースをはじめとする夾雑糖質を含むトレハロース含有糖液からのトレハロース高含有画分の分離が、アルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床カラムクロマトグラフィーを適用することにより容易に達成されるという全く独自の知見に基づくものである。すなわち、トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、他の二糖及び単糖を含む糖液を、アルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床式カラムクロマトグラフィーに供し、三糖以上のオリゴ糖高含有画分、三糖以上のオリゴ糖・トレハロース高含有画分、トレハロース高含有画分、トレハロース・他の二糖高含有画分、他の二糖・単糖高含有画分の順に分離させ、このトレハロース高含有画分を採取する工程を含んでなるトレハロース含有糖液からのトレハロース高含有糖液の回収方法を確立した。
本発明のトレハロース高含有糖液の回収方法は、結晶トレハロースの製造時の分蜜工程において得られる蜜画分からトレハロース高含有糖液を効率よく回収することを可能にし、この方法を適用することにより、結晶トレハロースを収率よく、工業的に容易に製造することのできる新しい道を拓くこととなり、これらが産業界に与える工業的意義は計り知れないものがある。
図２又は図３において、
Ａ：三糖以上のオリゴ糖高含有画分
Ｂ：三糖以上のオリゴ糖・トレハロース高含有画分
Ｃ：トレハロース高含有画分
Ｄ：トレハロース・他の二糖高含有画分
Ｅ：他の二糖・単糖高含有画分
Ｓ：原糖液
Ｐ：トレハロース高含有糖液（回収画分）
Ａ：三糖以上のオリゴ糖高含有画分
Ｂ：三糖以上のオリゴ糖・トレハロース高含有画分
Ｃ：トレハロース高含有画分
Ｄ：トレハロース・他の二糖高含有画分
Ｅ：他の二糖・単糖高含有画分
Ｓ：原糖液
Ｐ：トレハロース高含有糖液（回収画分）
Claims (9)
- トレハロースとともに三糖以上のオリゴ糖、トレハロース以外の二糖及び単糖を含有する糖液を原糖液とし、これをアルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂を用いる擬似移動床式カラムクロマトグラフィーに供することにより、三糖以上のオリゴ糖高含有画分、三糖以上のオリゴ糖・トレハロース高含有画分、トレハロース高含有画分、トレハロース・トレハロース以外の二糖高含有画分、及びトレハロース以外の二糖・単糖高含有画分の順に分離させてトレハロース高含有画分を採取する工程を含んでなるトレハロース含有糖液からのトレハロース高含有糖液の回収方法。
- 原糖液が、結晶トレハロース製造時の分蜜工程において得られる蜜画分である請求項１記載のトレハロース高含有糖液の回収方法。
- 原糖液が、固形物当たり、トレハロースを３５乃至５０質量％、三糖以上のオリゴ糖を２乃至１０質量％、トレハロース以外の二糖を固形物当たり５乃至４０質量％、及び、残余の単糖を含有する請求項１又は２記載のトレハロース高含有糖液の回収方法。
- アルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂が、架橋度２乃至８％のスチレン／ジビニルベンゼン共重合体を基材とするものである請求項１乃至３のいずれかに記載のトレハロース高含有糖液の回収方法。
- 原糖液を擬似移動床式カラムに流すに際し、トレハロース高含有画分を回収しつつ、三糖類以上のオリゴ糖高含有画分及びトレハロース以外の二糖・単糖高含有画分を排出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のトレハロース高含有糖液の回収方法。
- トレハロース高含有画分として、固形物当り、トレハロースを５５質量％以上含有し、トレハロースに対する三糖以上のオリゴ糖の割合が原糖液におけるその割合の５０％未満に低減した画分を採取する請求項１乃至５のいずれかに記載のトレハロース高含有糖液の回収方法。
- アルカリ金属型又はアルカリ土類金属型強酸性陽イオン交換樹脂層として、全長６ｍ以上に充填したカラムを用いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のトレハロース高含有糖液の回収方法。
- 請求項１乃至７のいずれかに記載のトレハロース高含有糖液の回収方法により得られたトレハロース高含有糖液をさらに晶析・分蜜し、結晶トレハロースを採取する工程を含んでなる結晶トレハロースの製造方法。
- 請求項１乃至７のいずれかに記載のトレハロース高含有糖液の回収方法により得られたトレハロース高含有糖液を、結晶トレハロース製造時の精製、濃縮又は晶析工程にリサイクルし、さらに晶析・分蜜することを特徴とする結晶トレハロースの製造方法。
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