JP2794040B2 - Method for producing high-purity isomaltose - Google Patents
Method for producing high-purity isomaltoseInfo
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- JP2794040B2 JP2794040B2 JP3323585A JP32358591A JP2794040B2 JP 2794040 B2 JP2794040 B2 JP 2794040B2 JP 3323585 A JP3323585 A JP 3323585A JP 32358591 A JP32358591 A JP 32358591A JP 2794040 B2 JP2794040 B2 JP 2794040B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度イソマルトース
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および解決すべき課題】イソマルトース
は、発酵食品などに微量存在している低甘味の糖であっ
て、グルコアミラーゼまたは酸触媒によるグルコースの
逆合成反応、α−グルコシダーゼ(トランスグルコシダ
ーゼとも言う。)によるマルトース又はマルトデキスト
リンからのグルコース転移反応、デキストランの部分加
水分解反応などによって固形物当り10〜25w/w%
(特にことわらない限り、本明細書の「%」は、固形物
当りの「w/w%」を意味する。)程度生成することが
知られている。しかしながら、工業的に好適に使用でき
る高純度のイソマルトース、望ましくは、イソマルトー
ス含有量が40w/w%以上の高純度イソマルトース
を、大量かつ安価に安定して供給できる高純度イソマル
トースの製造方法というものは未だ知られていない。
【0003】近年、イソマルトースの還元生成物である
イソマルチトールが低カロリー、低う蝕性の甘味物であ
ることが見出されたことより、原料のイソマルトース
を、より高純度で大量、安価に供給しうる製造方法の確
立が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0004】本発明者等は、高純度イソマルトースの大
量生産方法について鋭意研究した。
【0005】その結果、原料のイソマルトースを7%以
上含有する糖液(以下、単に原糖液と言う。)を、アル
カリ金属型またはアルカリ土類金属型強酸性カチオン交
換樹脂を充填したカラムに流し、次いで水で溶出し、グ
ルコース重合度が3以上のイソマルトシル残基を有する
少糖類(本明細書では、単に、イソマルトデキストリン
と言う。)高含有画分、イソマルトデキストリン・イソ
マルトース高含有画分、イソマルトース高含有画分、イ
ソマルトース・グルコース高含有画分及びグルコース高
含有画分の順に分画し、イソマルトース高含有画分、望
ましくはイソマルトース含有量が40%以上のイソマル
トース高含有画分を採取することにより、容易に高純度
イソマルトースを大量製造しうることを見出した。
【0006】また、原糖液をカラムに流して分画するに
際し、既に得られているイソマルトデキストリン・イソ
マルトース高含有画分及びイソマルトース・グルコース
高含有画分とともに流して分画し、イソマルトース高含
有画分を採取し、その前後に得られるイソマルトデキス
トリン・イソマルトース高含有画分を更に次回の原糖液
とともに流す方式を採用することにより、目的とする高
純度イソマルトースを高濃度、高収率で繰り返し、安定
して製造し得ること、更には工業的に安価に大量製造し
得ることを見出し、本発明を完成した。
【0007】本発明に用いる原糖液は、イソマルトース
を7%以上含有し、本発明によってイソマルトースを4
0%以上含有する高純度イソマルトースが高収率で採取
できるものであればよく、例えば、グルコアミラーゼ
(EC 3.2.1.3)または酸触媒によるグルコー
ス逆合成生成物、α−グルコシダーゼ(EC3.2.
1.20)によるグルコース転移生成物、デキストラン
の部分加水分解物であって、イソマルトースを7%以上
含有しているものが望ましい。
【0008】原糖液の調製に際し、グルコアミラーゼの
場合にはグルコースのみならず、マルトース、マルトト
リオース、水飴、デキストリンなどの澱粉部分分解物
を、通常、40〜80%程度の高濃度水溶液に作用させ
れば、グルコアミラーゼの作用により、イソマルトース
のほか、イソマルトトリオース、パノース、イソマルト
テトラオースなどのイソマルトデキストリンが生成す
る。
【0009】また、α−グルコシダーゼの場合には、マ
ルトース、マルトトリオース、水飴、デキストリンなど
の澱粉部分加水分解物を、通常、10〜70%程度の糖
液に作用させれば、α−グルコシダーゼの作用により、
イソマルトースのほか、イソマルトトリオース、パノー
ス、イソマルトテトラオース、イソマルトシルマルトー
スなどのイソマルトデキストリンが生成する。この際、
必要ならば、更にグルコアミラーゼなどを作用させて、
共存している未反応の澱粉部分加水分解物を分解して原
糖液とすることもできる。また、原糖液がデキストラン
の加水分解物の場合には、例えば、10〜50%程度の
デキストラン水溶液に酸を作用させた後中和するか、又
はデキストラナーゼ(EC 3.2.1.11)又はイ
ソマルトデキストラナーゼ(EC 3.2.1.94)
などを作用させれば容易に調製できる。
【0010】また、本発明で使用されるアルカリ金属型
またはアルカリ土類金属型強酸性カチオン交換樹脂に
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樹脂のNa+型、K+型などの
アルカリ金属型またはCa++ 型、Mg++型などのア
ルカリ土類金属塩型の1種または2種以上が適宜使用さ
れ、市販品としては、例えば、ダウケミカル社製造の商
品名ダウエックス50W×2、ダウエックス50W×
4、ダウエックス50W×8、ローム&ハース社製造の
商品名アンバーライトCG−120、東京有機化学工業
社製造の商品名XT−1022E、三菱化成工業社製造
の商品名ダイヤイオンSK1B、ダイヤイオンSK10
2、ダイヤイオンSK104などがある。これらの樹脂
は、イソマルト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、高純度イソマルト
ースの大量生産に極めて有利である。
【0011】本発明では、通常、0.01〜0.5mm
程度の粒径の樹脂をカラムに充填して使用すればよい。
カラム内に充填する樹脂層の長さは、全長で7m以上が
望ましく、この際、1本のカラムで7m以上にしても、
また、2本以上のカラムを直列に連結して7m以上にし
てもよい。
【0012】また、必要ならば、7m以下の樹脂層であ
っても、得られた溶出分画液を溶出順に再度同じ樹脂層
に繰り返し流すことによって、目的とするイソマルトー
ス高含有画分を分離採取するまでに、原糖液が実質的に
樹脂層長7m以上と接触する方式を採用してもよい。カ
ラムの材質、形状は本発明の目的を達する限り自由に選
択できる。その材質は、例えば、ガラス、プラスチッ
ク、ステンレスなどが利用でき、その形状は充填した樹
脂層内を液ができるだけ層流になる、例えば、円筒状、
角柱状などが適宜利用できる。
【0013】以下、本発明の実施方法をより具体的に述
べる。
【0014】アルカリ金属型またはアルカリ土類金属型
強酸性カチオン交換樹脂を水に懸濁してからカラムに充
填して、その樹脂層の全長が7m以上になるようにし、
このカラム内温度を通常45〜85℃に維持しつつ、こ
れに濃度約10〜70w/w%の原糖液を樹脂に対して
約1〜60v/v%加え、これに水をSV約0.1〜
2.0の流速で上昇法または下降法により流して溶出
し、原糖液をイソマルトデキストリン高含有画分、イソ
マルトデキストリン・イソマルトース高含有画分、イソ
マルトース高含有画分、イソマルトース・グルコース高
含有画分、及びグルコース高含有画分の順になるように
複数の画分、通常5乃至100、望ましくは5乃至30
画分に分画し、このうち40%以上のイソマルトースを
含有するイソマルトース高含有画分を採取すればよい。
【0015】この際、溶出液の採取は、通常、使用樹脂
に対して約1〜20v/v%毎に行なわれるが、これを
自動化し前記画分に振り分けることも容易である。
【0016】また、原糖液をカラムに流して分画するに
際し、既に得られているイソマルトデキストリン・イソ
マルトース高含有画分及びイソマルトース・グルコース
高含有画分を原糖液の前後に、または原糖液とともに流
すことにより、分画に要する使用水量を減少させ原糖液
中のイソマルトースを高純度、高濃度、高回収率で採取
できるので好都合である。
【0017】一般には、既に得られているイソマルトデ
キストリン・イソマルトース高含有画分を流した後に原
糖液を流し、次いで既に得られているイソマルトース・
グルコース高含有画分を流すという順序を採用するのが
好ましい。また、本発明で使用される分画法は、固定床
方式、移動床方式、擬似移動床方式のいずれであっても
よい。このようにして分画し、採取されたイソマルトー
ス高含有画分をそのままで用いることもでるが、必要な
らば、常法に従って、例えば、濾過、脱色、脱塩、精製
した後、例えば濃縮してシラップとするか、更に噴霧乾
燥して粉末を採取することも自由である。
【0018】このようにして製造される高純度イソマル
トースは、イソマルトースを望ましくは40%以上の高
純度に含有しており、甘味剤、保湿剤、粘稠剤、照付与
剤、老化防止剤、増量剤、賦形剤などとして、各種飲食
物、化粧品、医薬等に用いられる他、イソマルチトール
の原料としても有利に用いられる。
【0019】以下、本発明を実験で詳細に説明する。
【0020】
【実験1】
原糖液の比較
【0021】グルコースを濃度60w/w%水溶液と
し、これに特開昭55−124494号公報に開示され
ている方法で固定化したグルコアミラーゼを加え、50
℃、pH4.8で逆合成反応を起こさせた。
【0022】この反応液を経時的にサンプリングした
後、45w/w%に希釈して本実験の原糖液とした。各
原糖液の糖組成は、表1に示した。
【0023】
【表1】【0024】樹脂は、アルカリ金属型強酸性カチオン交
換樹脂(ダウケミカル社製造、商品名ダウエックス50
W×4、Na+型)を使用し、これを水懸濁液として内
径5.4cmのジャケツト付ステンレス製カラム1本に
樹脂層長が10mになるように充填した。カラム内温度
を75℃に維持しつつ、原糖液を樹脂に対して5v/v
%加え、これに75℃の温水をSV0.2の流速で流し
て分画し、イソマルトース含有量40%以上のイソマル
トース高含有画分を採取した。結果は、表2に示した。
【0025】
【表2】
【0026】表2の結果から明らかなように、原糖液は
その糖組成をイソマルトース含有量7%以上、とりわけ
7〜25.5%にすれば、イソマルトース含有量40%
以上のイソマルトース高含有画分中にイソマルトースが
原糖液イソマルトースに対して70%以上の高収率で採
取できることが判明した。
【0027】
【実験2】
樹脂層長の比較
【0028】実験1と同様にして、アルカリ金属型強酸
性カチオン交換樹脂を1本または2本のカラムに充填
し、その樹脂層長を1〜20mとした。
【0029】これらの樹脂層長の異なる各カラムに、カ
ラム内温度を75℃に維持しつつ、実験1の方法で調製
した原糖液No.3(イソマルトース含量7.1%)ま
たは原糖液No.5(イソマルトース含量25.5%)
を樹脂に対して5v/v%加え、75℃の温水をSV
0.2の流速で流して分画し、イソマルトース含有量4
0%以上のイソマルトース高含有画分を採取した。結果
は、表3に示した。
【0030】
【表3】表3の結果から明らかなように、原糖液を樹脂層長7m
以上と接触させれば、イソマルトース含有量40%以上
のイソマルトース高含有画分中にイソマルトースが原糖
液中のイソマルトースに対して70%以上の高収率で採
取できることが判明した。
【0031】以下、2〜3の実施例を述べる。
【0032】
【実施例1】実験1で示した方法で調製したイソマルト
ース含有量25.5%のグルコース逆合成生成物(濃度
45w/w%)を原糖液とした。樹脂は、アルカリ金属
型強酸性カチオン交換樹脂(東京有機化学工業社製造、
商品名XT−1022E、Na+型)を使用し、内径
5.4cmジャケット付ステンレス製カラムに水懸濁状
で充填した。この際、樹脂層長5mのカラム4本に充填
し、その液が直列に流れるようにカラム4本を連結して
樹脂層全長を20mとした。
【0033】カラム内温度を75℃に維持しつつ、原糖
液を樹脂に対して5v/v%加え、これに75℃の温水
をSV0.13の流速で流して分画し、イソマルトース
含有量40%以上のイソマルトース高含有画分を採取し
た。このイソマルトース高含有画分には、イソマルトー
スが233g含まれ、原糖液中のイソマルトースに対し
て75.1%の高収率であった。本画分を、常法に従っ
て脱色、脱塩精製し、水分15%のシラップ580gを
得た。
【0034】本品は、イソマルトースを46.4%、イ
ソマルトトリオース、パノース、イソマルトテトラオー
スなどのイソマルトデキストリンを43.0%含有して
いた。
【0035】
【実施例2】デキストランを1規定硫酸に20%になる
ように溶解し、100℃で60分間保った後、6規定カ
セイソーダ液で中和し、次いでH型及びOH型イオン交
換樹脂で脱塩精製し、濃縮して濃度60w/w%、イソ
マルトース12.2%を含有する原糖液を調製した。
【0036】樹脂は、実施例1に用いたものをK+型に
変えた後使用し、内径6.2cmのジャケット付ステン
レス製カラム1本に樹脂層長が10m以上になるように
充填した。
【0037】カラム内温度を60℃に維持しつつ、原糖
液を樹脂に対して3v/v%加え、これに60℃の温水
をSV0.2の流速で流して分画し、イソマルトース含
有量40%以上のイソマルトース高含有画分にはイソマ
ルトースが66.0g含まれ、原糖液中のイソマルトー
スに対して79.1%の高収率であった。本画分を実施
例1と同様に精製、濃縮して、水分15%のイソマルト
ースを43.2%、イソマルトトリオース、イソマルト
テトラオースなどのイソマルトデキストリンを48.6
%含有していた。
【0038】
【実施例3】水飴を濃度45w/w%水溶液とし、これ
に実験1の方法で調製した固定化グルコアミラーゼを加
えて50℃、pH4.8で加水分解し、逆合成反応を起
こさせ、イソマルトース16.5%を含有する原糖液を
得た。樹脂は、アルカリ土類金属型強酸性カチオン交換
樹脂(ダウケミカル社製造、商品名ダウエックス50W
×4、Mg++型)を使用し、実施例1と同じカラムに
樹脂層の全長が15mになるように充填した。カラム内
温度を55℃に維持しつつ、原糖液を樹脂に対して6.
6v/v%加え、これに55℃の温水をSV0.13の
流速で流して分画し、イソマルトース含有量40%以上
のイソマルトース高含有画分を採取した。このイソマル
トース高含有画分にはイソマルトースが156g含ま
れ、原糖液中のイソマルトースに対して78.1%の高
収率であった。本画分を実施例1と同様に精製、濃縮し
た後、減圧乾燥、粉砕して、水分1%以下の粉末320
gを得た。
【0039】本品は、イソマルトースを47.7%、イ
ソマルトトリオース、パノース、イソマルトテトラオー
スなどのイソマルトデキストリンを20.3%含有して
いた。
【0040】
【実施例4】実験1で示した方法で調製したイソマルト
ース含有量25.5%のグルコース逆合成生成物(濃度
45w/w%)を原糖液とした。
【0041】まず、第1回目の分画に際して、原糖液を
樹脂に対して20v/v%使用した以外は実施例1と同
様に分画した。分画品の溶出パターンを第1図に示し
た。
【0042】第1図で、Aはイソマルトデキストリン高
含有画分を示し、Bはイソマルトデキストリン・イソマ
ルトース高含有画分を示し、Cはイソマルトース高含有
画分を示し、Dはイソマルトース・グルコース高含有画
分を示し、Eはグルコース高含有画分を示す。その溶出
順序はA、B、C、D、Eの順であった。
【0043】分画品C(イソマルトース高含有画分)は
採取し、画分品A及びEは除去した。
【0044】第2回目以降の分画は同じカラムに分画品
B、次いで、樹脂に対して約10v/v%の原糖液、分
画根Dの順に加え、更に75℃の温水を実施例1と同様
に流してイソマルトース50%以上を含有するイソマル
トース高含有画分を採取した。
【0045】第2回目以降の分画操作を延べ50回繰り
返して1回当りの平均結果を求めたところ、イソマルト
ース高含有画分にはイソマルトースが519g含まれ、
原糖液中のイソマルトースに対して83.7%の高収率
であった。本画分50回分を集め実施例3と同様に処理
して粉末43kgを得た。
【0046】本品は、イソマルトースを58.4%、イ
ソマルトトリオース、パノース、イソマルトテトラオー
スなどのイソマルトデキストリンを29.3%含有して
いた。
【0047】なお、前記方法で系外に除去した分画品A
及びEを集め濃度約60w/w%に濃縮し、これに固定
化グルコアミラーゼを作用させたところ、原糖液とほぼ
同じ糖組成になり、原糖液として使用しうることが判明
した。この方法を採用することにより、原料のグルコー
スは、高純度イソマルトースに実施的に完全に変換しう
ることが判明した。
【0048】
【実施例5】実験1で示した方法で調製したイソマルト
ース含有量25.5%のグルコース逆合成生成物(濃度
60w/w%)を原糖液とした。
【0049】樹脂は、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CG−120、Ca++型)を使用し、実施例1で
使用したカラムに、樹脂層全長が10mになるように充
填した。カラム内温度を80℃に維持しつつ、原糖液を
樹脂に対して第1回目の分画に際しては15v/v%加
え、これに80℃の温水をSV0.6の流速で流して分
画し、実施例4の場合と同様に図に示される分画パター
ンを得た。
【0050】分画品C(イソマルトース高含有画分)は
採取した。分画品A及びEは集めて濃度60w/w%に
濃縮し、固定化グルコアミラーゼを作用させ、原糖液の
糖組成とほぼ同程度にして原糖液に戻した。
【0051】第2回目以降の分画は、同じカラムに分画
品B、次いで樹脂に対して約7v/v%の原糖液、分画
品Dの順に加え、更に80℃の温水をSV0.6の流速
で流してイソマルトース含有量60%以上のイソマルト
ース高含有画分を採取した。
【0052】本実施例の工程を第2図に示した。第2図
におけるA、B、C、D及びEは、第1図と同様に溶出
パターンの各画分を示す。Gはグルコースを、GAはグ
ルコアミラーゼによる反応を、Sは原糖液を、Rは樹脂
による分画を、Vは濃度を、Pは高純度イソマルトース
製品を示す。
【0053】第2回目以降の分画操作を延べ200回繰
り返して、1回当りの平均結果を求めたところ、イソマ
ルトース高含有画分には、イソマルトースが256g含
まれ、原糖液中のイソマルトースに対して83.4%の
高収率であった。本画分200回分を集め、実施例3と
同様に処理して粉末77kgを得た。
【0054】本品は、イソマルトースを65.3%、イ
ソマルトトリオース、パノース、イソマルトテトラオー
スなどのイソマルトデキストリンを22.7%含有して
いた。
【0055】
【発明の効果】上記したことから明らかなように、本発
明は、高純度イソマルトースを高収率で容易に製造する
ことを可能とし、本発明により得られる高純度イソマル
トースは、甘味剤、保湿剤、粘稠剤、照付与剤、老化防
止剤、増量剤、賦形剤などとして、各種飲食物、化粧
品、医薬等に用いられる他、イソマルチトールの原料と
しても有利に用いることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing high-purity isomaltose. [0002] Isomaltose is a low-sugar sugar that is present in trace amounts in fermented foods and the like, and is used for the reverse synthesis reaction of glucose by glucoamylase or acid catalyst, α-glucosidase ( Transglucosidase), a glucose transfer reaction from maltose or maltodextrin, a partial hydrolysis reaction of dextran, or the like, for 10 to 25 w / w% per solid.
(Unless otherwise specified, "%" herein means "w / w%" on a solids basis.) However, it can be suitably used industrially.
High purity isomaltose, preferably isomaltose
-Purity isomaltose with a content of more than 40% w / w
High-purity isomals that can be supplied stably in large quantities at low cost
There is no known method of producing toast. [0003] In recent years, it has been discovered that isomaltitol, a reduction product of isomaltose, is a low-calorie, low-cariogenic sweetener. It is desired to establish a production method that can be supplied at low cost. Means for Solving the Problems The present inventors have intensively studied a method for mass-producing high-purity isomaltose. As a result, a sugar solution containing 7% or more of the raw material isomaltose (hereinafter, simply referred to as a raw sugar solution) is applied to a column filled with an alkali metal or alkaline earth metal type strongly acidic cation exchange resin. The fraction is eluted with water and then eluted with water, and contains a high content of oligosaccharides having an isomaltosyl residue having a degree of glucose polymerization of 3 or more (hereinafter, simply referred to as isomatodextrin), and a high content of isomaltodextrin / isomaltose. Fraction, isomaltose-rich fraction, isomaltose / glucose-rich fraction and glucose-rich fraction in this order, and the isomaltose-rich fraction, preferably isomaltose having an isomaltose content of 40% or more It has been found that high-purity isomaltose can be easily mass-produced by collecting a high-content fraction. [0006] In addition, when the raw sugar solution is passed through a column for fractionation, the raw sugar solution is passed and fractionated together with the already obtained isomalt-dextrin / isomaltose-rich fraction and the isomaltose-glucose-rich fraction. By collecting the maltose-rich fraction and then flowing the isomaltodextrin / isomaltose-rich fraction obtained before and after that together with the next raw sugar solution, the target high-purity isomaltose can be concentrated at a high concentration. The present invention was found to be able to produce repeatedly and stably with a high yield, and that it can be mass-produced industrially at low cost. [0007] The raw sugar solution used in the present invention contains 7% or more of isomaltose.
It is sufficient that high-purity isomaltose containing 0% or more can be collected at a high yield. For example, glucoamylase (EC 3.2.1.3) or an acid-catalyzed glucose reverse synthesis product, α-glucosidase ( EC 3.2.
1.20) It is preferable to use a partially hydrolyzed product of glucosyl transfer product and dextran according to (1), which contains 7% or more of isomaltose. In preparing a raw sugar solution, in the case of glucoamylase, not only glucose but also partially decomposed products of starch such as maltose, maltotriose, starch syrup and dextrin are usually dissolved in a highly concentrated aqueous solution of about 40 to 80%. When it is made to act, glucoamylase produces not only isomaltose, but also isomaltdextrins such as isomalttriose, panose, and isomaltotetraose. In the case of α-glucosidase, a partially hydrolyzed starch such as maltose, maltotriose, starch syrup, dextrin or the like is usually allowed to act on a sugar solution of about 10 to 70% to obtain α-glucosidase. By the action of
In addition to isomaltose, isomalt dextrins such as isomalt triose, panose, isomalt tetraose, and isomaltosyl maltose are produced. On this occasion,
If necessary, make glucoamylase and the like work further,
An unreacted partially hydrolyzed starch that is present together can be decomposed into a raw sugar solution. When the raw sugar solution is a dextran hydrolyzate, for example, an acid is allowed to act on an aqueous dextran solution of about 10 to 50% to neutralize the dextran solution, or dextranase (EC 3.2.1. 11) or isomaltdextranase (EC 3.2.1.94)
It can be easily prepared by acting on them. The alkali metal type or alkaline earth metal type strongly acidic cation exchange resin used in the present invention includes, for example, Na + type styrene-divinylbenzene cross-linked copolymer resin having a sulfonic acid group bonded thereto. One or more of alkali metal type such as K + type or alkaline earth metal salt type such as Ca ++ type and Mg ++ type are appropriately used, and commercially available products include, for example, Dow Chemical Co., Ltd. X 50W × 2, Dowex 50W ×
4. Dowex 50W × 8, Amberlight CG-120 manufactured by Rohm & Haas, XT-1022E manufactured by Tokyo Organic Chemical Industry, Diaion SK1B, Diaion SK10 manufactured by Mitsubishi Kasei Kogyo
2. Diaion SK104. These resins are excellent not only in fractionation of a fraction containing high isomaltose, but also in heat resistance and abrasion resistance, and are extremely advantageous for mass production of high-purity isomaltose. In the present invention, usually 0.01 to 0.5 mm
A resin having a particle size of the order of magnitude may be packed in a column and used.
The length of the resin layer filled in the column is desirably 7 m or more in total length. At this time, even if the length is 7 m or more in one column,
Further, two or more columns may be connected in series to have a length of 7 m or more. [0012] If necessary, even in the case of a resin layer of 7 m or less, the obtained isomaltose-rich fraction is separated by repeatedly flowing the obtained eluted fraction through the same resin layer again in the order of elution. A method may be employed in which the raw sugar solution is substantially in contact with the resin layer length of 7 m or more before collection. The material and shape of the column can be freely selected as long as the object of the present invention is achieved. The material is, for example, glass, plastic, stainless steel or the like can be used, the shape is as laminar as possible liquid in the filled resin layer, for example, cylindrical,
A prismatic shape or the like can be appropriately used. Hereinafter, the method of implementing the present invention will be described more specifically. An alkali metal or alkaline earth metal type strongly acidic cation exchange resin is suspended in water and packed in a column so that the total length of the resin layer is 7 m or more.
While maintaining the temperature in the column usually at 45 to 85 ° C., about 1 to 60 v / v% of a raw sugar solution having a concentration of about 10 to 70 w / w% is added to the resin, and water is added to the solution at about SV .1 to
The eluate was eluted by flowing at a flow rate of 2.0 by the ascending method or the descending method, and the raw sugar solution was subjected to isomaltodextrin-rich fraction, isomaltodextrin / isomaltose-rich fraction, isomaltose-rich fraction, isomaltose / A plurality of fractions, usually 5 to 100, desirably 5 to 30 in order of the glucose-rich fraction and the glucose-rich fraction.
The fractions may be fractionated, and a fraction containing isomaltose containing at least 40% of isomaltose may be collected. At this time, the eluate is usually collected at a rate of about 1 to 20 v / v% based on the resin used. However, it is easy to automate this and to distribute the eluate to the fractions. When the raw sugar solution is passed through a column for fractionation, the isomalt-dextrin-isomaltose-rich fraction and the isomaltose-glucose-rich fraction, which have already been obtained, are added before and after the raw sugar solution. Alternatively, by flowing together with the raw sugar solution, the amount of water required for fractionation can be reduced, and isomaltose in the raw sugar solution can be collected with high purity, high concentration and high recovery, which is convenient. In general, a raw sugar solution is flowed after the isomalt dextrin / isomaltose-rich fraction already obtained is flowed, and then the already obtained isomaltose / isomaltose.
It is preferable to adopt an order of flowing a glucose-rich fraction. Further, the fractionation method used in the present invention may be any of a fixed bed method, a moving bed method, and a simulated moving bed method. The fraction thus separated and the collected isomaltose-rich fraction can be used as it is, but if necessary, for example, filtered, decolorized, desalted, purified, and then concentrated, for example, according to a conventional method. It is also possible to collect the powder by syrup or spray-drying. The high-purity isomaltose thus produced preferably contains isomaltose in a high purity of at least 40%, and is a sweetener, a humectant, a thickener, a shine-imparting agent, an antioxidant. It is used as a bulking agent, excipient, and the like in various foods and drinks, cosmetics, medicines, and the like, and is also advantageously used as a raw material for isomaltitol. Hereinafter, the present invention will be described in detail by experiments. [Experiment 1] Comparison of raw sugar solution [0021] Glucose was used as a 60 w / w% aqueous solution of glucose, and glucoamylase immobilized by the method disclosed in JP-A-55-124494 was added thereto. 50
A reverse synthesis reaction was caused at pH 4.8 ° C. After the reaction solution was sampled with time, it was diluted to 45 w / w% to obtain a raw sugar solution for this experiment. Table 1 shows the sugar composition of each raw sugar solution. [Table 1] The resin is an alkali metal type strongly acidic cation exchange resin (manufactured by Dow Chemical Company, trade name: Dowex 50)
W.times.4, Na.sup. + Type) was used as a water suspension, and packed into a stainless steel column with a jacket having an inner diameter of 5.4 cm so as to have a resin layer length of 10 m. While maintaining the temperature in the column at 75 ° C., the raw sugar solution was added to the resin at 5 v / v.
%, And hot water at 75 ° C. was flowed at a flow rate of SV 0.2 to fractionate, and a high isomaltose-containing fraction having an isomaltose content of 40% or more was collected. The results are shown in Table 2. [Table 2] As is evident from the results in Table 2, the raw sugar solution has an isomaltose content of 7% or more, especially 7 to 25.5%, and a 40% isomaltose content.
It has been found that isomaltose can be collected in the above isomaltose-rich fraction in a high yield of 70% or more of the raw sugar solution isomaltose. Experiment 2 Comparison of resin layer length In the same manner as in Experiment 1, one or two columns were filled with an alkali metal type strongly acidic cation exchange resin, and the resin layer length was 1 to 20 m. And In each of these columns having different resin layer lengths, the raw sugar solution No. 1 prepared by the method of Experiment 1 was maintained while maintaining the temperature in the column at 75 ° C. 3 (isomaltose content: 7.1%) or raw sugar solution No. 3 5 (25.5% isomaltose content)
Was added to the resin at 5 v / v%, and hot water at 75 ° C was added to the SV.
Fractionation at a flow rate of 0.2 yields an isomaltose content of 4
Fractions high in isomaltose of 0% or more were collected. The results are shown in Table 3. [Table 3] As is clear from the results in Table 3, the raw sugar solution was applied to a resin layer having a length of 7 m.
By contacting with the above, it was found that isomaltose can be collected in the isomaltose-rich fraction having an isomaltose content of 40% or more with a high yield of 70% or more of the isomaltose in the raw sugar solution. Hereinafter, a few embodiments will be described. Example 1 A glucose reverse synthesis product (concentration: 45 w / w%) having an isomaltose content of 25.5% and prepared by the method described in Experiment 1 was used as a raw sugar solution. The resin is an alkali metal type strongly acidic cation exchange resin (manufactured by Tokyo Organic Chemical Industry,
(Trade name: XT-1022E, Na + type), and packed in a water-suspended form into a jacketed stainless steel column having an inner diameter of 5.4 cm. At this time, four columns with a resin layer length of 5 m were packed, and the four columns were connected so that the liquid flowed in series, so that the total length of the resin layer was 20 m. While maintaining the temperature in the column at 75 ° C., a raw sugar solution was added at 5 v / v% to the resin, and hot water at 75 ° C. was flowed at a flow rate of SV 0.13 to fractionate the fraction, containing isomaltose. Isomaltose-rich fractions with an amount of 40% or more were collected. This isomaltose-rich fraction contained 233 g of isomaltose, and had a high yield of 75.1% based on isomaltose in the raw sugar solution. This fraction was decolorized and desalted and purified according to a conventional method to obtain 580 g of syrup having a water content of 15%. The product contained 46.4% of isomaltose and 43.0% of isomaltdextrins such as isomalttriose, panose and isomaltetrate. Example 2 Dextran was dissolved in 1N sulfuric acid to a concentration of 20%, kept at 100 ° C. for 60 minutes, neutralized with 6N caustic soda solution, and then ion exchange resin of H type and OH type , And concentrated to prepare a raw sugar solution containing 60% w / w% and 12.2% isomaltose. The resin used in Example 1 was changed to K + type and used. The resin was packed in one jacketed stainless steel column having an inner diameter of 6.2 cm so that the resin layer length became 10 m or more. While maintaining the temperature in the column at 60 ° C., the raw sugar solution was added at 3 v / v% to the resin, and hot water at 60 ° C. was flowed at a flow rate of SV 0.2 to fractionate the fraction, containing isomaltose. The isomaltose-rich fraction having an amount of 40% or more contained 66.0 g of isomaltose, and had a high yield of 79.1% based on isomaltose in the raw sugar solution. This fraction was purified and concentrated in the same manner as in Example 1 to obtain 43.2% of isomaltose having a water content of 15% and 48.6% of isomaltdextrin such as isomalttriose and isomalttetraose.
%. Example 3 An aqueous solution of syrup was prepared at a concentration of 45 w / w%, and the immobilized glucoamylase prepared by the method of Experiment 1 was added thereto and hydrolyzed at 50 ° C. and pH 4.8 to cause a reverse synthesis reaction. Then, a raw sugar solution containing 16.5% of isomaltose was obtained. The resin is an alkaline earth metal type strongly acidic cation exchange resin (manufactured by Dow Chemical Co., trade name: Dowex 50W
× 4, Mg ++ type) and packed in the same column as in Example 1 so that the total length of the resin layer was 15 m. 5. While maintaining the temperature in the column at 55 ° C.,
6% (v / v) was added thereto, and hot water at 55 ° C. was flowed at a flow rate of SV 0.13 to fractionate, and a fraction containing isomaltose with a high isomaltose content of 40% or more was collected. This isomaltose-rich fraction contained 156 g of isomaltose, and had a high yield of 78.1% based on isomaltose in the raw sugar solution. This fraction was purified and concentrated in the same manner as in Example 1, dried under reduced pressure, and pulverized to obtain a powder 320 having a water content of 1% or less.
g was obtained. This product contained 47.7% of isomaltose and 20.3% of isomaltdextrins such as isomalttriose, panose, and isomaltotetraose. Example 4 A glucose reverse synthesis product (concentration: 45 w / w%) having an isomaltose content of 25.5% and prepared by the method described in Experiment 1 was used as a raw sugar solution. First, in the first fractionation, fractionation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the raw sugar solution was used in an amount of 20 v / v% based on the resin. The elution pattern of the fractions is shown in FIG. In FIG. 1, A shows a fraction containing high isomalt dextrin, B shows a fraction containing high isomalt dextrin / isomaltose, C shows a fraction containing high content of isomaltose, and D shows a fraction containing high isomaltose. -A glucose-rich fraction is shown, and E shows a glucose-rich fraction. The elution order was A, B, C, D, E. Fraction C (isomaltose-rich fraction) was collected and Fractions A and E were removed. For the second and subsequent fractions, fraction B was added to the same column, then a raw sugar solution of about 10 v / v% based on the resin, fraction root D were added in that order, and hot water at 75 ° C. was further added. In the same manner as in Example 1, an isomaltose-rich fraction containing at least 50% isomaltose was collected. The second and subsequent fractionation operations were repeated a total of 50 times, and the average result was determined. The fraction containing high isomaltose content contained 519 g of isomaltose.
The yield was as high as 83.7% based on isomaltose in the raw sugar solution. 50 fractions of this fraction were collected and treated in the same manner as in Example 3 to obtain 43 kg of powder. This product contained 58.4% of isomaltose and 29.3% of isomaltdextrin such as isomalttriose, panose and isomaltetrate. The fraction A removed outside the system by the above method
And E were collected and concentrated to a concentration of about 60% w / w, and immobilized glucoamylase was allowed to act on it. As a result, the sugar composition became almost the same as that of the raw sugar solution, and it was found that the sugar solution could be used. It has been found that by employing this method, the raw glucose can be practically and completely converted into high-purity isomaltose. Example 5 A glucose reverse synthesis product (concentration: 60 w / w%) having an isomaltose content of 25.5% and prepared by the method described in Experiment 1 was used as a raw sugar solution. As the resin, an alkaline earth metal type strongly acidic cation exchange resin (manufactured by Rohm & Haas Co., Ltd., trade name: Amberlite CG-120, Ca ++ type) was used. Filling was performed so that the total length became 10 m. While maintaining the temperature in the column at 80 ° C., at the time of the first fractionation, the raw sugar solution was added to the resin at 15 v / v%, and hot water at 80 ° C. was flowed at a flow rate of SV 0.6 to fractionate. Then, the fractionation pattern shown in the figure was obtained in the same manner as in Example 4. The fraction C (isomaltose-rich fraction) was collected. Fractions A and E were collected, concentrated to a concentration of 60 w / w%, and allowed to act on immobilized glucoamylase, and returned to the original sugar solution with almost the same sugar composition as the original sugar solution. For the second and subsequent fractions, fraction B, fractional sugar solution of about 7 v / v% based on the resin, and fraction D were added to the same column in this order, and hot water at 80 ° C. was further added to SV0. At a flow rate of 0.6, an isomaltose-rich fraction having an isomaltose content of 60% or more was collected. FIG. 2 shows the steps of this embodiment. A, B, C, D and E in FIG. 2 indicate each fraction of the elution pattern as in FIG. G indicates glucose, GA indicates a reaction with glucoamylase, S indicates a raw sugar solution, R indicates fractionation using a resin, V indicates a concentration, and P indicates a high-purity isomaltose product. The second and subsequent fractionation operations were repeated a total of 200 times, and the average result was determined. The fraction containing high isomaltose content contained 256 g of isomaltose, and The yield was as high as 83.4% based on isomaltose. 200 fractions of this fraction were collected and treated in the same manner as in Example 3 to obtain 77 kg of powder. This product contained 65.3% of isomaltose and 22.7% of isomaltdextrins such as isomalttriose, panose and isomaltetrate. As is evident from the above, the present invention makes it possible to easily produce high-purity isomaltose in high yield, and the high-purity isomaltose obtained by the present invention is: It is used as a sweetener, humectant, thickener, illuminant, anti-aging agent, bulking agent, excipient, etc. in various foods, drinks, cosmetics, medicines, etc., and is also advantageously used as a raw material for isomaltitol be able to.
【図面の簡単な説明】
【図1】 原糖液の溶出パターンの一例を示す図。図中
の記号Aは、イソマルトデキストリン高含有画分、Bは
イソマルトデキストリン・イソマルトース高含有画分、
Cはイソマルトース高含有画分、Dはイソマルトース・
グルコース高含有画分、及びEはグルコース高含有画分
を示す。
【図2】 グルコースから高純度イソマルトースを製造
する工程の一例を示す図。図中の記号A、B、C、D及
びEは、図1と同様に溶出パターンの各画分を示す。G
はグルコースを、GAはグルコアミラーゼによる反応
を、Sは原糖液をRは樹脂による分画を、Vは濃縮を、
Pは高純度イソマルトース製品を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing an example of an elution pattern of a raw sugar solution. The symbol A in the figure is an isomalt dextrin high content fraction, B is an isomalt dextrin / isomaltose high content fraction,
C is a fraction containing high isomaltose, D is isomaltose
The glucose-rich fraction and E indicate the glucose-rich fraction. FIG. 2 is a diagram showing an example of a process for producing high-purity isomaltose from glucose. Symbols A, B, C, D and E in the figure indicate each fraction of the elution pattern as in FIG. G
Is glucose, GA is a reaction by glucoamylase, S is raw sugar solution, R is fractionation by resin, V is concentration,
P indicates a high purity isomaltose product.
Claims (1)
−グルコシダーゼによるグルコース転移反応またはデキ
ストランの部分加水分解反応によって得られるイソマル
トースを固形物当り7%以上含有する糖液を、アルカリ
金属型またはアルカリ土類金属型強酸性カチオン交換樹
脂を全長で7m以上に充填したカラムに流し、次いで水
で溶出してイソマルトデキストリン高含有画分、イソマ
ルトデキストリン・イソマルトース高含有画分、イソマ
ルトース高含有画分、イソマルトース・グルコース高含
有画分、グルコース高含有画分の順に分画し、イソマル
トース高含有画分を採取することを特徴とする高純度イ
ソマルトースの製造方法。 2.イソマルトース高含有画分が、イソマルトースを固
形物当り40%以上含有することを特徴とする請求項1
記載の高純度イソマルトースの製造方法。 3.グルコアミラーゼに固定化酵素を用いることを特徴
とする請求項1又は2記載の高純度イソマルトースの製
造方法。 4.カラム内温度を45〜85℃の範囲に維持すること
を特徴とする請求項1、2又は3記載の高純度イソマル
トースの製造方法。 5.イソマルトースを固形物当り7%以上含有する糖液
をカラムに流すに際し、既に得られているイソマルトデ
キストリン・イソマルトース高含有画分及びイソマルト
ース・グルコース高含有画分とともに流すことを特徴と
する請求項1、2、3又は4記載の高純度イソマルトー
スの製造方法。 6.イソマルトースを固形物当り7%以上含有する糖液
をカラムに流すに際し、既に得られているイソマルトデ
キストリン・イソマルトース高含有画分を流した後にイ
ソマルトースを固形物当り7%以上含有する糖液を流
し、次いで既に得られているイソマルトース・グルコー
ス高含有画分を流すことを特徴とする請求項1、2、3
又は4記載の高純度イソマルトースの製造方法。 7.イソマルトースを固形物当り7%以上含有する糖液
をカラムに流すに際し、既に得られているイソマルトデ
キストリン・イソマルトース高含有画分及び/又はグル
コース高含有画分をグルコアミラーゼで処理してイソマ
ルトースを固形物当り7%以上含有する糖液に変換して
用いることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は
6記載の高純度イソマルトースの製造方法。 8.イソマルトース高含有画分が、固形物当り40%以
上のイソマルトースとともにイソマルトデキストリンを
含有していることを特徴とする請求項1、2、3、4、
5、6又は7記載の高純度イソマルトースの製造方法。 9.イソマルトデキストリンを20%以上含有している
ことを特徴とする請求項8記載の高純度イソマルトース
の製造方法。(57) [Claims] Glucose amylase reverse glucose synthesis reaction, α
-Glucose transfer reaction by glucosidase or
A sugar solution containing 7% or more of the isomaltose obtained by the partial hydrolysis reaction of the stran per solid is passed through a column packed with an alkali metal type or alkaline earth metal type strongly acidic cation exchange resin to a total length of 7 m or more, Then, the fraction was eluted with water and the fraction containing high isomalt dextrin,
Fractions high in rutodextrin / isomaltose, isomers
High lactose-rich fraction, high isomaltose / glucose content
A method for producing high-purity isomaltose , comprising fractionating in the order of a fraction having a high glucose content and collecting a fraction having a high isomaltose content. 2. 2. The isomaltose-rich fraction contains at least 40% of isomaltose based on solids.
The method for producing high-purity isomaltose according to the above. 3. 3. The method for producing high-purity isomaltose according to claim 1, wherein an immobilized enzyme is used as glucoamylase. 4. Claim 1, 2 or 3 the method of producing a high-purity isomaltose, wherein the maintaining the inner column temperature in the range of 45 to 85 ° C.. 5. When a sugar solution containing 7% or more of isomaltose per solid is flowed through the column, the sugar solution is flown together with the already obtained isomaltdextrin / isomaltose-rich fraction and isomaltose / glucose-rich fraction. The method for producing high-purity isomaltose according to claim 1, 2 , 3, or 4 . 6. When a sugar liquid containing 7% or more of isomaltose per solid is passed through a column, a sugar containing 7% or more of isomaltose per solid is passed after flowing a fraction having a high content of isomaltdextrin / isomaltose already obtained. claim, characterized in that flow flowing liquid, then the already isomaltose, glucose-rich fraction is obtained 1,2,3
Or the method for producing high-purity isomaltose according to 4 . 7. When a sugar solution containing 7% or more of isomaltose per solid is passed through the column, the already obtained isomaltdextrin / isomaltose-rich fraction and / or glucose-rich fraction are treated with glucoamylase to give isomaltose. claim 2, 3, 4, 5 or, characterized in that used to convert the sugar solution containing maltose solids per 7% or more
6. The method for producing high-purity isomaltose according to 6 . 8. The isomaltose-rich fraction contains isomaltdextrin together with at least 40% isomaltose per solid, and isomaltdextrin is characterized in that :
8. The method for producing high-purity isomaltose according to 5, 6, or 7 . 9. 9. The method for producing high-purity isomaltose according to claim 8, comprising 20% or more of isomalt-dextrin.
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- 1991-10-04 JP JP3323585A patent/JP2794040B2/en not_active Expired - Lifetime
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