JP2622695B2 - Maltitol manufacturing method - Google Patents

Maltitol manufacturing method

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JP2622695B2 JP24970087A JP24970087A JP2622695B2 JP 2622695 B2 JP2622695 B2 JP 2622695B2 JP 24970087 A JP24970087 A JP 24970087A JP 24970087 A JP24970087 A JP 24970087A JP 2622695 B2 JP2622695 B2 JP 2622695B2
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宏一 形浦
裕次 長田
和昭 加藤
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東和化成工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は,DP3以上のオリゴ糖アルコール含有量の少な
いマルチトールの製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing maltitol having a low oligosaccharide alcohol content of DP3 or higher.

(従来の技術) マルチトールはマルトースを水素添加して得られる糖
アルコールである。
(Prior Art) Maltitol is a sugar alcohol obtained by hydrogenating maltose.

高純度のマルチトールを得ようとする試みについては
多数の方法が発表されているが,それらは次の三つの方
法に大別される。
A number of methods have been reported for attempts to obtain high-purity maltitol, but they are broadly classified into the following three methods.

即ち,第1の方法は例えば特開昭57−134498号公報等
に示されているように,α−アミラーゼで澱粉を低DE
(デキストロース当量)に液化した澱粉液化液にβ−ア
ミラーゼ及びイソアミラーゼを作用させ,マルトース好
含有糖化液を得,これを水素添加して高純度マルチトー
ルを得るものである。
That is, the first method is, for example, as described in JP-A-57-134498, in which starch is reduced with α-amylase to low DE.
Β-amylase and isoamylase are allowed to act on a liquefied starch liquefied liquid (dextrose equivalent) to obtain a saccharified saccharified solution containing maltose, which is hydrogenated to obtain high-purity maltitol.

第2の方法は,特開昭57−209000号公報,同58−2379
9号公報,同60−67000号公報,同62−19210号公報等に
示されているような糖化液の分画によって得た高純度マ
ルトースを原料とする方法,即ち,グルコース含有量の
少ない,マルトース純度(固形物当たりの重量%で示
す。以下単に純度という。)75〜85%の糖化液をクロマ
ト分画し,例えば93%以上のマルトース画分を得,これ
を水添する方法である。
The second method is disclosed in JP-A-57-209000 and JP-A-58-2379.
No. 9, No. 60-67000, No. 62-19210, etc., using a high-purity maltose obtained by fractionation of a saccharified solution as a raw material, that is, a method having a low glucose content, Maltose purity (indicated by weight% per solid matter; hereinafter simply referred to as purity) 75-85% of saccharified solution is chromato-fractionated, for example, 93% or more maltose fraction is obtained and hydrogenated. .

第3の方法は,特開昭61−180797号公報に示されてい
るように,まず25〜45%の濃度を有する澱粉乳を液化し
た後,糖化条件を選び糖化し,マルトース純度50〜80%
以上の糖化液を得る。これを水素添加し,更にクロマト
分画によりマルチトール純度87〜97.5%の糖アルコール
液を得,それを濃縮,結晶化することにより同純度のマ
ルチトールを得るものである。
As a third method, as disclosed in JP-A-61-180797, starch milk having a concentration of 25 to 45% is first liquefied, saccharification conditions are selected and saccharification is performed, and maltose purity is 50 to 80. %
The above saccharified solution is obtained. This is hydrogenated, and a sugar alcohol solution having a maltitol purity of 87 to 97.5% is obtained by chromatographic fractionation, followed by concentration and crystallization to obtain maltitol of the same purity.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら,従来の方法には多くの欠点があり,商
業的な高純度マルチトールの製造方法として満足できる
ものではなかった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional method has many drawbacks, and has not been satisfactory as a commercial method for producing high-purity maltitol.

例えば特開昭574−134498号公報に示されたような第
1の方法の場合,まず高純度マルトースを得る必要があ
り,そのためには,澱粉液化のDEをできるだけ低くおさ
える必要がある。即ち,高純度マルトースを得るために
は液化DEが2以下,好ましくはDE0.5〜1.0が要求され
る。このためには原料澱粉を価格の高い地下澱粉(馬鈴
薯澱粉等)に限定し,更に液化濃度を20%以下と低くす
る必要がある。この方法は大量に生産され販売されてい
るハイマルトースシロップやグルコースシロップの製造
に使用されている装置と比較して,糖化装置として非常
に大きなものを必要とする。また,大量の水を濃縮する
ため,濃縮コストの増大を招くなどの欠点がある。
For example, in the case of the first method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 574-134498, it is necessary to obtain high-purity maltose first, and for that purpose, it is necessary to minimize the DE of starch liquefaction as much as possible. That is, in order to obtain high purity maltose, the liquefied DE is required to be 2 or less, preferably 0.5 to 1.0. For this purpose, it is necessary to limit the raw material starch to expensive underground starch (such as potato starch) and further reduce the liquefaction concentration to 20% or less. This method requires a very large saccharification apparatus as compared to the apparatus used for producing high-maltose syrup and glucose syrup which are produced and sold in large quantities. In addition, since a large amount of water is concentrated, there is a disadvantage that the cost of concentration is increased.

更に,糖化の際に高価なイソアミラーゼの使用が要求
されるという欠点もある。
Furthermore, there is a disadvantage that the use of expensive isoamylase is required for saccharification.

以上を要するに,第1の方法には高純度マルチトール
製造用に限定された種類の高価な澱粉を原料澱粉として
用い,これを特別な方法で調製する必要があるという欠
点がある。つまり,大量に生産・販売されている安価な
ハイマルトースシロップなどを使用しにくいのである。
In short, the first method has a drawback in that it is necessary to use expensive starch of a type limited to the production of high-purity maltitol as a raw starch and to prepare it by a special method. In other words, it is difficult to use inexpensive high-maltose syrup that is produced and sold in large quantities.

また,特開昭57−209000号公報,同58−23799号公
報,同60−67000号公報,同62−19210号公報等に開示さ
れている第2の方法は工業的に利用し易い澱粉(地上澱
粉であるトウモロコシ澱粉等)も原料澱粉として使用で
きる利点はあるが,このクロマト分画の方法は,マルト
ースとグルコース及びDP3以上のオリゴ糖とを分けるも
のであり,特ちマルトースとマルトトリオースは分子量
比が小さいため分離が困難である。
Further, the second method disclosed in JP-A-57-209000, JP-A-58-23799, JP-A-60-67000, JP-A-62-121010, etc. uses starch (e.g. Corn starch, which is an above-ground starch, also has the advantage that it can be used as a raw starch, but this chromatographic fractionation method separates maltose from glucose and oligosaccharides with DP3 or higher, especially maltose and maltotriose. Is difficult to separate because the molecular weight ratio is small.

例えば第1図はマルトースとマルトトリオースのカラ
ムテストによる分離の1例を示すグラフである。これは
300mlのカラムに吸着剤としてナトリウム型の強酸性陽
イオン交換樹脂(ダイヤイオンFRK−01,三菱化成工業
(株)製)を充填し,温度を50℃に保ち,マルトースと
マルトトリオースを1:1に混合したものを濃度50%と
し,その30mlをSV(Specific Velocity:循環流体の容積
速度の,充填剤の見掛け容積に対する比率)0.5で通過
させたときの流出液の糖量の変化を示したものである。
第1図から明らかなように,マルトースとマルトトリオ
ースの流出時間は接近しており,この分離には大量の溶
出水を必要とする。従って,工業的にはこの水の濃縮費
用が大きな問題となり,更には糖化液のグルコースはそ
のままマルトース画分に入ってマルトースの純度を下げ
る欠点がある。
For example, FIG. 1 is a graph showing an example of separation of maltose and maltotriose by a column test. this is
A 300 ml column is filled with a sodium-type strongly acidic cation exchange resin (Diaion FRK-01, manufactured by Mitsubishi Kasei Kogyo Co., Ltd.) as an adsorbent, and the temperature is kept at 50 ° C., and maltose and maltotriose are mixed at 1:50. This shows the change in the amount of sugar in the effluent when 30 ml of the mixture mixed with 1 was passed at an SV (Specific Velocity: the ratio of the volume velocity of the circulating fluid to the apparent volume of the packing material) of 0.5. It is a thing.
As is apparent from FIG. 1, the outflow times of maltose and maltotriose are close, and this separation requires a large amount of eluted water. Therefore, the cost of concentrating this water is a major problem industrially, and furthermore, glucose of the saccharified solution enters the maltose fraction as it is, which has the disadvantage of reducing the purity of maltose.

一方,特開昭61−180797号公報に開示されている第3
の方法は原料澱粉に地上澱粉を使用でき,液化,糖化も
特殊な操作は不要であるが,分画に供する糖液はソルビ
トール,マルチトール,及びDP3以上の糖アルコールの
混合物であり,これらの中からマルチトールを主成分と
して取り出すために8塔式のクロマト装置を極めて複雑
な流量操作で用いている。それにもかかわらず,得られ
たマルチトール液はマルトトリイトールを8%前後含有
している。DP3以上のオリゴ糖アルコールはマルチトー
ルの結晶化速度に極めて大きな影響を及ぼし,これは次
の結晶化工程を困難なものにしている。更に,分画のた
めの吸着剤であるカルシウム型イオン交換体は各糖成分
に対する吸着性能が著しく異なっているために,分画の
ための溶出水を原料糖液に対し約5倍必要としており,
これは以降の工程における濃縮量を著しく増大させると
いう不都合を生じている。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In this method, ground starch can be used as raw material starch, and liquefaction and saccharification do not require any special operation. However, the sugar solution used for fractionation is a mixture of sorbitol, maltitol, and a sugar alcohol of DP3 or higher. In order to extract maltitol as a main component from the inside, an eight-column type chromatographic apparatus is used in an extremely complicated flow rate operation. Nevertheless, the resulting maltitol solution contains about 8% maltotriitol. Oligosaccharide alcohols above DP3 have a very significant effect on the crystallization rate of maltitol, which makes the next crystallization step difficult. In addition, calcium-type ion exchangers, which are adsorbents for fractionation, have remarkably different adsorption capacities for each saccharide component. ,
This has the disadvantage of significantly increasing the enrichment in subsequent steps.

以上述べたように,従来の高純度マルチトールの製造
方法は不十分な点が多く,更に容易で経済的なマルチト
ールの製造法の開発が望まれていた。本発明の目的はこ
れらの欠点を解消する新しい高純度マルチトールの製造
方法を提供することにある。
As described above, the conventional method for producing high-purity maltitol has many inadequacies, and it has been desired to develop an easy and economical method for producing maltitol. An object of the present invention is to provide a new method for producing high-purity maltitol which overcomes these disadvantages.

(問題点を解決するための手段) 本発明者等は以上の様な問題点を解決するため鋭意研
究を重ねた結果,安価に入手できるトウモロコシ澱粉等
を原料澱粉として用い,しかもイソアミラーゼを用いな
くても,高純度マルチトールを経済的に,且つ容易に製
造する方法を見い出し本発明を完成させた。
(Means for Solving the Problems) The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above problems, and as a result, using corn starch or the like which is available at a low cost as a raw material starch and using isoamylase. Even without this, a method for economically and easily producing high-purity maltitol was found, and the present invention was completed.

即ち,本発明は逐次的に, イ)マルトース含有量が50重量%以上である澱粉糖化物
を水素添加する第1工程, ロ)前記水素添加物にグルコアミラーゼを作用させて重
合度3以上の糖アルコールをマルチトールとグルコース
に加水分解する第2工程, ハ)前記加水分解物を水素添加する第3工程, ニ)第3工程で得られた水素添加物をクロマト分画によ
りマルチトールを主成分とする画分とソルビトールを主
成分とする画分に分別する第4工程, を実施することにより構成される。
That is, the present invention sequentially comprises a) a first step of hydrogenating a starch saccharified product having a maltose content of 50% by weight or more, b) a glucoamylase acting on the hydrogenated product to give a degree of polymerization of 3 or more. A second step of hydrolyzing the sugar alcohol to maltitol and glucose, c) a third step of hydrogenating the hydrolyzate, d) converting the hydrogenated product obtained in the third step to maltitol mainly by chromatographic fractionation. And a fourth step of separating into a fraction containing sorbitol as a main component and a fraction containing sorbitol as a main component.

上記のマルチトール画分は公知の方法により精製・濃
縮し,乾燥,粉末化することにより,あるいは結晶を析
出させ分蜜することにより容易に粉末を得ることができ
る。
A powder can be easily obtained by purifying and concentrating the above-mentioned maltitol fraction by a known method, drying and pulverizing, or precipitating and separating crystals.

以下に本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

まず,本発明で原料として用いる澱粉糖化物について
説明すると, 澱粉糖化物は固形分中のマルトース含有量が50%以
上,好ましくは65%以上のものであればどんなものでも
よく,一般的な方法で液化・糖化したもの或は,通常の
市販品〔例えば,マルトリッチ(昭和産業(株)製,マ
ルトース含有量58%),日食ハイマルトース(日本食品
化工(株)製,マルトース含有量72%)等〕も原料とし
て用いることができる。このことは澱粉糖化物を得るた
めの原料澱粉の液化を20〜40%の一般的な液化濃度で行
い,又イソアミラーゼの様な酵素の使用が不要であり,
更に高純度マルトースを得るには不可欠であった価格の
高い馬鈴薯澱粉等を原料澱粉として用いる必要がないこ
とをも意味している。従って本発明で原料として使用さ
れる澱粉糖化物を得るために使用される原料澱粉として
は,馬鈴薯澱粉の他にトウモロコシ澱粉,甘薯澱粉,米
澱粉,麦澱粉,タピオカ澱粉等の一般的な澱粉の利用が
可能である。
First, the saccharified starch used as a raw material in the present invention will be explained. Any saccharified starch may be used as long as the maltose content in the solid content is 50% or more, preferably 65% or more. Liquefied or saccharified with a conventional commercial product [for example, Maltrich (manufactured by Showa Sangyo Co., Ltd., maltose content: 58%), eclipse high maltose (Nihon Shokuhin Kako Co., Ltd., maltose content: 72%) %) Can also be used as a raw material. This means that the liquefaction of the raw starch to obtain the starch saccharified product is carried out at a general liquefaction concentration of 20 to 40%, and the use of enzymes such as isoamylase is not required.
Further, it also means that it is not necessary to use expensive potato starch or the like, which was indispensable for obtaining high-purity maltose, as a raw material starch. Accordingly, the raw material starch used for obtaining the starch saccharified product used as the raw material in the present invention is not limited to potato starch, but also common starches such as corn starch, potato starch, rice starch, wheat starch, tapioca starch and the like. Available.

次に,本発明の工程を,それぞれ説明する。 Next, each step of the present invention will be described.

・第1工程 原料として澱粉糖化物を公知の方法により回分式又は
連続式によってニッケル系又は貴金属系等の触媒の存在
下で水素添加してマルチトール液とする。水素添加反応
条件はマルトースの分解が生じない条件であればどんな
条件でもよいが,通常は糖液の濃度を40〜60%とし,20k
g/cm2以上,好ましくは50〜150kg/cm2の水素圧下で,100
〜150℃の温度下にて行うのが好ましい。マルチトール
液の未還元糖は極端に低減させる必要はなく,好ましく
は1%以下,より好ましくは0.5%以下であれば本発明
の効果を得るためには十分である。
First step A starch saccharified product is hydrogenated in a batch or continuous manner by a known method in the presence of a nickel or noble metal catalyst to form a maltitol solution. The hydrogenation reaction condition may be any condition as long as maltose does not decompose. Usually, the concentration of the sugar solution is 40 to 60%, and the
g / cm 2 or more, preferably under a hydrogen pressure of 50 to 150 kg / cm 2 ,
It is preferable to carry out at a temperature of up to 150 ° C. It is not necessary to extremely reduce the amount of unreducing sugar in the maltitol solution, and preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less, is sufficient for obtaining the effects of the present invention.

・第2工程 マルチトール液は必要に応じ水素添加触媒を分離し,
更に必要ならば活性炭処理を行い,次の酵素処理を行
う。
・ Second step The maltitol solution separates the hydrogenation catalyst if necessary,
Activated carbon treatment is performed if necessary, and the following enzyme treatment is performed.

酵素は通常市販されているグルコアミラーゼ〔例えば
グルコチーム(長瀬生化学(株)製),グリコザイム
(天野製薬(株)製)等〕を用い,回分式又はそれらの
酵素を各種の固定化法により固定化した固定化酵素を用
い連続式で処理を行うこともできる。もちろん市販の固
定化グルコアミラーゼ〔BRIMAC amyloglucosidase(Tat
e & Lyle社製)等〕を用いることもできる。
The enzyme is usually a commercially available glucoamylase [eg, glucozyme (manufactured by Nagase Seikagaku Co., Ltd.), glycozyme (manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.), etc.], in a batch system or by various methods of immobilizing the enzyme. The treatment can also be performed in a continuous manner using the immobilized immobilized enzyme. Of course, commercially available immobilized glucoamylase [BRIMAC amyloglucosidase (Tat
e & Lyle) etc.] can also be used.

処理条件は通常,糖液の濃度を10〜60%とし,pHを4
〜7に調整し,温度を35〜65℃に保ち,上記のグルコア
ミラーゼを糖液の固形物に対し0.1〜1.0%添加し,12〜7
2時間軽く撹拌することにより行う。固定化酵素を用い
る場合は,上記と同様に調整した糖液を固定化酵素を充
填したカラムにSV=0.1〜5.0で通過させることにより行
う。
The treatment conditions are usually a sugar solution concentration of 10 to 60% and a pH of 4
Adjust the temperature to 35 to 65 ° C, add the above glucoamylase to the solid of the sugar solution at 0.1 to 1.0%, and add 12 to 7
Perform by gentle stirring for 2 hours. When the immobilized enzyme is used, the sugar solution prepared as described above is passed through a column filled with the immobilized enzyme at SV = 0.1 to 5.0.

このグルコアミラーゼ処理により,マルチトール液中
のDP3以上の糖アルコールはマルチトールとグルコース
とに加水分解される。グルコアミラーゼはマルチトール
にも作用してグルコースとソルビトールを生成するが,
この反応速度は本発明が意図するDP3以上の糖アルコー
ルがマルチトールとグルコースとに分解される速度より
も極めて遅いため,必要以上にグルコアミラーゼとマル
チトール液を接触させない限りマルチロールの分解は少
なく,DP3以上の糖アルコールはほぼ定量的にマルチトー
ルとグルコースになる。
By this glucoamylase treatment, sugar alcohols of DP3 or higher in the maltitol solution are hydrolyzed to maltitol and glucose. Glucoamylase also acts on maltitol to produce glucose and sorbitol,
Since this reaction rate is much slower than the rate at which sugar alcohols of DP3 or more intended by the present invention are decomposed into maltitol and glucose, the decomposition of multilol is small unless glucoamylase and maltitol solution are contacted more than necessary. Thus, sugar alcohols with DP3 or higher are almost quantitatively converted to maltitol and glucose.

酵素処理が終了した糖液は概ねマルチトールを65〜85
%含み,他はグルコース,ソルビトール及び少量のDP3
以上の糖アルコールからなる組成物となる。ここでのマ
ルチトール含有量は原料澱粉糖化液中のマルトース及び
マルトトリオース含有量に左右されるが,本発明の極め
て有利な点は,この原料澱粉糖化液を特にマルトース含
有量を高めた糖液に限定することなく,価格が安く又製
造の容易なマルトトリオース含有量の高い糖液も有用な
原料として利用できることにある。
The sugar solution after enzyme treatment generally contains maltitol at 65-85.
% Glucose, sorbitol and a small amount of DP3
A composition comprising the above sugar alcohol is obtained. The content of maltitol here depends on the content of maltose and maltotriose in the raw starch saccharified solution, and the extremely advantageous point of the present invention is that the raw starch saccharified solution is obtained by converting the raw starch saccharified solution into a sugar having a high maltose content. Without limiting to a liquid, a sugar liquid having a high maltotriose content, which is inexpensive and easy to produce, can also be used as a useful raw material.

・第3工程 酵素処理で得られたグルコースを含有する糖液は,必
要に応じ活性炭処理した後,公知の方法により再度水素
添加する。しかしこの糖液中の還元糖量は原料の澱粉糖
化液に較べ少ないため水素添加時の水素使用量も少なく
てすみ,第1工程よりも温和な反応条件で水素添加を行
うことができる。この水素添加も,回分式でも連続式で
も行うことができる。
-Third step The sugar solution containing glucose obtained by the enzyme treatment is treated with activated carbon if necessary, and then hydrogenated again by a known method. However, since the amount of reducing sugar in this sugar solution is smaller than that of the raw starch saccharified solution, the amount of hydrogen used during hydrogenation can be reduced, and hydrogenation can be performed under milder reaction conditions than in the first step. This hydrogenation can be carried out either batchwise or continuously.

・第4工程 上記の水素添加液は必要に応じ触媒を除去し,更に必
要ならば活性炭処理した後,クロマト分画を行う。
-Fourth step The above-mentioned hydrogenated solution is subjected to chromatographic fractionation after removing the catalyst if necessary, and, if necessary, after treatment with activated carbon.

クロマト分画は各種の吸着剤を用いて回分式又は連続
的にそれ自身公知の方法で行うことができる。このよう
なクロマト分画の方法の例は特開昭61−180795号公報に
示されている。
The chromatographic fractionation can be carried out batchwise or continuously using various adsorbents by a method known per se. An example of such a chromatographic fractionation method is disclosed in JP-A-61-180795.

第3図は本発明の方法で使用する分画装置の1例の模
式図である。第3図において分画装置の主要部分である
分離カラムは10,20,30,40で示される。通常これらのカ
ラムには例えばナトリウム型,カルシウム型,カリウム
型,リチウム型糖の塩型の陽イオン交換体が充填され
る。陽イオン交換体としては市販の各種の陽イオン交換
樹脂あるいはゼオライト等を用いることができる。
FIG. 3 is a schematic view of one example of a fractionating apparatus used in the method of the present invention. In FIG. 3, the separation columns, which are the main parts of the fractionation apparatus, are designated by 10, 20, 30, and 40. Usually, these columns are packed with, for example, salt type cation exchangers of sodium type, calcium type, potassium type and lithium type sugar. As the cation exchanger, various commercially available cation exchange resins or zeolites can be used.

本発明の第4工程における分画の方法では,分画に供
せられるマルチトール液の糖成分はほぼマルチトールと
ソルビトールのみから成るため,吸着剤としては上記塩
型の中でもナトリウム型が最も好ましく,通常はスチレ
ン−ジビニルベンゼンの架橋重合体にスルホン酸基が結
合した強酸性陽イオン交換樹脂のナトリウム型が用いら
れる。ナトリウム型充填剤での分画は,カルシウム型に
比べ分離カラムの容量を小さくすることができ,更に少
ない溶出水での分画が可能であるため,分画された画分
の濃度を高いまま保つことができるという利点を有す
る。
In the fractionation method in the fourth step of the present invention, the sugar component of the maltitol solution to be subjected to the fractionation consists almost exclusively of maltitol and sorbitol. Usually, a sodium type of a strongly acidic cation exchange resin in which a sulfonic acid group is bonded to a crosslinked polymer of styrene-divinylbenzene is used. Fractionation with sodium-type packing material can reduce the capacity of the separation column compared to calcium-type packing material, and it is possible to fractionate with even less eluted water. It has the advantage that it can be kept.

このことを第2図で説明する。第2図は吸着剤とし
て,ナトリウム型を用いた場合とカルシウム型を用いた
場合のカラムテストの結果を比較したグラフである。こ
のテストでは強酸性陽イオン交換樹脂(ダイヤイオンFR
K−01,三菱化成工業(株)製)のナトリウム型とカルシ
ウム型を用いている。これら2種の陽イオン交換樹脂を
各々300ml,別々のカラムに充填し,分画糖液としてソル
ビトールとマルチトールの1:1の混合液を濃度50%とし
たものを用いた。その各々30mlをカラムに入れ,次いで
SV0.5の流速で水を流した。第2図は流出液の各糖量の
変化を示したもので,横軸は充填剤と同量の流出液を得
た点を1.0に目盛ってある。この第2図によれば,カル
シウム型では吸着剤とソルビトールの親和力が強いため
流出が極めて遅く,このため大量の溶出水を必要とする
ので経済的な連続分画はできない。これに対し,ナトリ
ウム型吸着剤による分画では流出が速やかなうえにテー
リングが極めて少なく,このためカルシウム型での分画
に比べ1/5の溶出水量を用いるだけで分離を行うことが
できる。このように少量の溶出水で分画が可能であると
いうことは,分画画分を高い濃度で得ることができるこ
とを意味し,このことは後の工程における濃縮のコスト
を低減させ,多大の経済的メリットをもたらすものであ
る。
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph comparing the results of column tests when using a sodium type and a calcium type as an adsorbent. In this test, a strongly acidic cation exchange resin (Diaion FR
K-01, manufactured by Mitsubishi Kasei Kogyo Co., Ltd.). 300 ml of each of these two types of cation exchange resins were packed in separate columns, and a 1: 1 mixture of sorbitol and maltitol with a concentration of 50% was used as a fractionated sugar solution. Put 30 ml of each into a column, then
Water was flowed at a flow rate of SV 0.5. FIG. 2 shows the change in the amount of each sugar in the effluent, and the abscissa plots the point at which the same amount of effluent as the filler was obtained at 1.0. According to FIG. 2, the calcium type has a strong affinity between the adsorbent and sorbitol, so the outflow is extremely slow, and a large amount of eluted water is required, so that economical continuous fractionation cannot be performed. On the other hand, fractionation with the sodium-type adsorbent has a rapid outflow and very little tailing, so that separation can be performed using only 1/5 of the amount of eluted water as compared with fractionation with the calcium-type. The fact that fractionation is possible with such a small amount of elution water means that fractionated fractions can be obtained at a high concentration, which reduces the cost of enrichment in the subsequent steps and increases the cost. It brings economic benefits.

更に分画パラメーターを選択することにより,一つの
原料から希望するマルチトール純度のマルチトール画分
を得ることができる。またソルビトール画分は,再画分
によりマルチトールを製造するための原料として,もし
くはそのままで商品として効率良く活用することができ
る。
Further, by selecting a fractionation parameter, a maltitol fraction having a desired maltitol purity can be obtained from one raw material. The sorbitol fraction can be efficiently used as a raw material for producing maltitol by refractionation or as it is as a commercial product.

このマルチトール液は周知の方法で精製,濃縮を行
い,そのまま液状製品に,または更に濃縮・粉末化して
粉末マルチトール製品とすることができる。
This maltitol solution can be purified and concentrated by a well-known method, and can be directly converted into a liquid product, or further concentrated and powdered to obtain a powdered maltitol product.

粉末化の方法としては,例えば噴霧造粒法,ニーダー
法,流動造粒法,ブロック粉砕法,晶折分蜜法等各種の
方法を採ることができるが,本発明によるマルチトール
液は,結晶化を最も大きく阻害すると考えられるDP3以
上のオリゴ糖アルコールをわずかしか含まないため,結
晶化速度は早く,どの方法によっても極めて容易に粉末
状態にすることができる。
Various methods such as a spray granulation method, a kneader method, a flow granulation method, a block pulverization method, and a crystal honey separation method can be used as a powdering method. Since it contains only a small amount of oligosaccharide alcohol of DP3 or more, which is considered to inhibit the crystallization most, the crystallization speed is high and the powder state can be extremely easily obtained by any method.

(実施例) 次に本発明を実施例により更に詳細に説明するが,本
発明はその要旨を超えない限り以下の実施例によって限
定されるものではない。
(Examples) Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

実施例 1 トウモロコシ澱粉を公知の方法で液化してDE5と液化
液とし,更に公知の方法で糖化して糖化液を得た。
Example 1 Corn starch was liquefied by a known method to give DE5 and a liquefied liquid, and saccharified by a known method to obtain a saccharified liquid.

その糖成分の液体クロマトグラフィーによる分析結果
は,次のとおりであった。
The analysis results of the sugar component by liquid chromatography were as follows.

グルコース 0.4% マルトース 77.4% マルトトリオース 8.9% DP4以上のオリゴ糖 13.3% ・第1工程(第1回水素添加工程) 上記で得られた糖化液を濃度50%に濃縮し,その400k
gとラネーニッケル触媒4kgを内容積500のオートクレ
ーブに仕込み,水素圧を120kg/cm2に保ち,120℃にて2
時間撹拌し水素添加を行った。得られた液を触媒と分離
した後,粒上活性炭のカラムを通してマルチトール液を
得た。これを液体クロマトグラフィーにて分析したとこ
ろ,その結果は次のとおりであった。
Glucose 0.4% Maltose 77.4% Maltotriose 8.9% Oligosaccharides with DP4 or more 13.3% ・ First step (first hydrogenation step) Concentrate the saccharified solution obtained above to 50% and concentrate it to 400k
g and 4 kg of Raney nickel catalyst were charged into an autoclave with a capacity of 500, and the hydrogen pressure was kept at 120 kg / cm 2 at 120 ° C.
The mixture was stirred for an hour and hydrogenated. After separating the obtained liquid from the catalyst, a maltitol liquid was obtained through a column of activated carbon on granules. This was analyzed by liquid chromatography, and the results were as follows.

グルコース 0.2% ソルビトール 1.5% マルチトール 77.0% マルトトリイトール 8.7% DP4以上のオリゴ糖アルコール 12.6% ・第2工程(酵素処理工程) 上記のマルチトール液を次の方法により酵素処理し
た。
Glucose 0.2% Sorbitol 1.5% Maltitol 77.0% Maltotriitol 8.7% Oligosaccharide alcohol with DP4 or more 12.6% ・ Second step (enzyme treatment step) The above maltitol solution was treated with an enzyme by the following method.

内容積5のステンレス製カラムに固定化グルコアミ
ラーゼ〔BRIMAC amyloglucosidase(Tate & Lyle社
製)〕を充填し,温度を55℃に保った。第1工程のマル
チトール液を酢酸によりpH4.5に調整し,SV2.0でカラム
を通過させた。流出液の液体クロマトグラフィーによる
糖成分の分析結果は,次のとおりであった。
A stainless steel column having an inner volume of 5 was filled with immobilized glucoamylase [BRIMAC amyloglucosidase (manufactured by Tate & Lyle)], and the temperature was kept at 55 ° C. The maltitol solution of the first step was adjusted to pH 4.5 with acetic acid and passed through the column with SV 2.0. The analysis results of sugar components by effluent liquid chromatography were as follows.

グルコース 11.3% ソルビトール 1.8% マルチトール 85.6% マルトトリイトール 1.0% DP4以上のオリゴ糖アルコール 0.3% ・第3工程(第2回水素添加工程) 上記酵素処理糖液をそのまま固定床触媒を用い連続的
に再度水素添加した。触媒は活性炭にルテニウムを担持
したものを用い,これを内容積5の連続型オートクレ
ーブに充填し,120℃の温度に保ちながら酵素処理糖液と
水素を向流で流すことにより水素添加を行った。再水素
添加後の糖成分の液体クロマトグラフィーによる分析結
果は次のとおりであった。
Glucose 11.3% Sorbitol 1.8% Maltitol 85.6% Maltotriitol 1.0% Oligosaccharide alcohol with DP4 or more 0.3% ・ Third step (second hydrogenation step) Continuously use the above enzyme-treated sugar solution as it is using a fixed bed catalyst Hydrogenated again. The catalyst used was ruthenium supported on activated carbon. This was filled in a continuous autoclave with an internal volume of 5, and hydrogenation was performed by flowing the enzyme-treated sugar solution and hydrogen in countercurrent while maintaining the temperature at 120 ° C. . The results of analysis of the sugar components after rehydrogenation by liquid chromatography were as follows.

グルコース 0.2% ソルビトール 13.2% マルチトール 85.5% DP3以上のオリゴ糖アルコール 1.1% ・第4工程(分画工程) 上記のマルチトールとソルビトールを主成分とする糖
液のクロマト分画による連続式分離を,米国特許第4267
054号の実施例4に示す方法,即ち,4塔式のフラクトー
スとグルコースを分画する方法,を上記の糖液の分画に
適するように改良して用いて行った。
Glucose 0.2% Sorbitol 13.2% Maltitol 85.5% Oligosaccharide alcohol with DP3 or more 1.1% ・ Fourth step (fractionation step) Continuous separation of the sugar solution containing maltitol and sorbitol as main components by chromatographic fractionation US Patent 4267
The method shown in Example 4 of No. 054, that is, the method of fractionating fructose and glucose in a four-column system was modified and used so as to be suitable for the fractionation of the above-mentioned sugar solution.

第3図にカラム及び配管の構成を示す。この第3図に
おいて,40,30,20,10は分離用のカラムでありこの各々に
ナトリウム型にした強酸性陽イオン交換樹脂〔ダイヤイ
オンFRK−01(三菱化成工業(株)製)〕75ずつを充
填し,カラム内の温度を70℃に保った。Rは第3工程で
得られた分画原料糖液の入り口,Wは溶出水の入り口であ
り,Aはマルチトール画分,Bはソルビトール,画分の受け
槽である。又12,52,62はプリセット流量計であり,13,17
は循環ポンプであり,11,21,31,41はフィルターであり,
他は流路制御用のバルブを示す。
FIG. 3 shows the configuration of the column and the piping. In FIG. 3, reference numerals 40, 30, 20, and 10 denote columns for separation, each of which is a strongly acidic cation exchange resin (Diaion FRK-01 (manufactured by Mitsubishi Kasei Kogyo Co., Ltd.)) in the form of sodium. And the temperature inside the column was kept at 70 ° C. R is the inlet of the fraction raw material liquor obtained in the third step, W is the inlet of the elution water, A is the maltitol fraction, B is the sorbitol and the receiving tank for the fraction. Also, 12, 52 and 62 are preset flow meters, and 13, 17
Is a circulation pump, 11,21,31,41 are filters,
Others show valves for flow control.

この第3図に示した装置は下記の第1表のステップの
順に操作した。
The apparatus shown in FIG. 3 was operated in the order of the steps shown in Table 1 below.

即ち,第1表に示すステップの順に,示されたバルブ
が開いて原料糖液と水が所定のカラムに流入し,同時に
マルチトール画分とソルビトール画分が流出し,流量計
52,62が所定の流量のカウントを終了してから次のステ
ップに自動的に移る。ステップ3,6,9及び12では4塔が
すべて連結した状態になり,循環ポンプ17により塔内全
体が循環される。流量計12が所定の流量をカウントした
後次のステップに進み,ステップ12からステップ1に繰
り返される。1サイクルには約2時間を要した。
That is, in the order of the steps shown in Table 1, the indicated valves are opened, and the raw sugar solution and water flow into the predetermined column, and at the same time, the maltitol fraction and the sorbitol fraction flow out, and the flow meter is used.
After the counting of the predetermined flow rate is completed by 52 and 62, the flow automatically moves to the next step. In steps 3, 6, 9, and 12, all four towers are connected, and the entire inside of the towers is circulated by the circulation pump 17. After the flow meter 12 counts the predetermined flow rate, the process proceeds to the next step, and the process is repeated from step 12 to step 1. One cycle took about 2 hours.

24時間の連続運転後の結果は下記の第2表に示すとお
りで,マルチトール含有量96.5%の糖液が,28%の濃度
で効率良く分画された。
The results after 24 hours of continuous operation are shown in Table 2 below. The sugar solution having a maltitol content of 96.5% was efficiently fractionated at a concentration of 28%.

この第4工程で得られたマルチトール画分は常法によ
り精製・濃縮した後,例えば,噴霧造粒法,ニーダー
法,流動造粒法,ブロック粉砕法,晶折分蜜法等の粉末
化方法によって容易に粉末にすることができた。
The maltitol fraction obtained in the fourth step is purified and concentrated by a conventional method, and then powdered by, for example, a spray granulation method, a kneader method, a fluidized granulation method, a block pulverization method, a crystal honey separation method, and the like. Powder could be easily obtained by the method.

実施例 2 トウモロコシ澱粉を公知の方法でDE12に液化し,更に
公知の方法で糖化して糖化液を得た。その糖組成は次の
とおりであった。
Example 2 Corn starch was liquefied into DE12 by a known method and saccharified by a known method to obtain a saccharified solution. Its sugar composition was as follows.

グルコース 0.5% マルトース 64.4% マルトトリオース 18.7% DP4以上のオリゴ糖 16.4% この糖化液を実施例1の第1工程〜第3工程と同様の
方法で処理した。各工程終了時の糖液の糖組成を下記の
第3表に示す。
Glucose 0.5% Maltose 64.4% Maltotriose 18.7% Oligosaccharide with DP4 or more 16.4% This saccharified solution was treated in the same manner as in the first to third steps of Example 1. The sugar composition of the sugar solution at the end of each step is shown in Table 3 below.

第3工程で得た水添液を次の方法で分画処理した。 The hydrogenated solution obtained in the third step was fractionated by the following method.

実施例1の第4工程の流量計のプリセット流量を下記
の第4表のように変更した以外は実施例1の第4工程と
同じ方法で操作した。
The procedure was the same as in the fourth step of Example 1, except that the preset flow rate of the flow meter in the fourth step of Example 1 was changed as shown in Table 4 below.

この分画に要する溶出水量は実施例1に比べ20%減少
させることができ,より大量の水添液を処理することが
できた。その結果を下記の第5表に示す。
The amount of eluted water required for this fractionation could be reduced by 20% as compared with Example 1, and a larger amount of hydrogenated solution could be treated. The results are shown in Table 5 below.

このマルチトール画分のマルチトール純度は92.2%で
あり,マルチトール画分の濃度は33%に向上した。
The maltitol purity of the maltitol fraction was 92.2%, and the concentration of the maltitol fraction was increased to 33%.

(発明の効果) 本発明のマルチトールの製造方法によれば,容易に入
手できる澱粉を原料澱粉とし,従来から行われている水
飴又はグルコースを製造するときの液化及び糖化方法で
製造した糖液を利用することができ,更に分画パラメー
タの選定により希望する純度のマルチトールを得ること
ができるため,低価格マルチトールの大量供給が可能に
なる。
(Effects of the Invention) According to the method for producing maltitol of the present invention, easily available starch is used as a raw material starch, and a sugar liquid produced by a conventional liquefaction and saccharification method for producing starch syrup or glucose. Since maltitol having a desired purity can be obtained by selecting a fractionation parameter, a large amount of low-cost maltitol can be supplied.

本発明の第4工程における分画の方法は,従来の方法
に比べて極めて少量の溶出水しか必要とせず,例えば,
同量のマルチトール製品を得るのに従来方法の約1/10以
下の溶出水量で分画処理することができ,分画による各
画分の濃度低下が極めて少ない。
The fractionation method in the fourth step of the present invention requires an extremely small amount of elution water as compared with the conventional method.
In order to obtain the same amount of maltitol product, fractionation can be performed with less than about 1/10 of the amount of eluted water compared with the conventional method, and the concentration of each fraction by the fractionation is extremely small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は,マルトースとマルトトリオースの分離テスト
の例を示すグラフであり,使用した吸着剤は強酸性陽イ
オン交換樹脂〔ダイヤイオンFRK−01(三菱化成工業
(株)製)〕のナトリウム型である。 第2図は,第1図と同様のテスト条件で行った吸着剤の
塩型の違いを比較して表したグラフであり,原料糖には
ソルビトールとマルチトールを用いている。 第3図は,本発明で使用するクロマト分画装置のカラム
及び配管の模式図の1例である。
FIG. 1 is a graph showing an example of a separation test of maltose and maltotriose. The adsorbent used was sodium of a strongly acidic cation exchange resin [Diaion FRK-01 (manufactured by Mitsubishi Kasei Kogyo Co., Ltd.)]. Type. FIG. 2 is a graph showing a comparison of the difference in the salt type of the adsorbent performed under the same test conditions as in FIG. 1, and sorbitol and maltitol are used as raw sugars. FIG. 3 is an example of a schematic view of a column and a pipe of a chromatographic fractionation apparatus used in the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 和昭 埼玉県北葛飾郡吉川町中曽根477 (72)発明者 頼富 憲三郎 千葉県千葉市花園2―4―5 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Kazuaki Kato, Inventor 477 Nakasone, Yoshikawa-cho, Kita-Katsushika-gun, Saitama (72) Inventor Kensaburo Yoritomi 2-4-5 Hanazono, Chiba City

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】イ)マルトース含有量が50重量%以上であ
る澱粉糖化物を水素添加する第1工程。 ロ)前記水素添加物にグルコアミラーゼを作用させて重
合度3以上の糖アルコールをマルチトールとグルコース
に加水分解する第2工程。 ハ)前記加水分解物を水素添加する第3工程。 ニ)第3工程で得られた水素添加物をクロマト分画によ
りマルチトールを主成分とする画分とソルビトールを主
成分とする画分に分別する第4工程。 上記4工程を経ることを特徴とするマルチトールの製造
方法。
1. A first step of hydrogenating a saccharified starch having a maltose content of 50% by weight or more. B) A second step in which glucoamylase is allowed to act on the hydrogenated product to hydrolyze sugar alcohols having a degree of polymerization of 3 or more into maltitol and glucose. C) a third step of hydrogenating the hydrolyzate. D) A fourth step of separating the hydrogenated product obtained in the third step into a fraction mainly containing maltitol and a fraction mainly containing sorbitol by chromatographic fractionation. A method for producing maltitol, comprising the above four steps.
【請求項2】マルチトールを主成分とする画分のマルチ
トール純度が,固形物当たり87%以上である特許請求の
範囲第1項記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the maltitol purity of the fraction containing maltitol as a main component is 87% or more per solid.
【請求項3】クロマト分画に用いられる吸着剤がナトリ
ウム型陽イオン交換体である特許請求の範囲第1項記載
の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the adsorbent used for the chromatographic fractionation is a sodium-type cation exchanger.
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