JP2834807B2 - 精製ラクチュロースの製造法 - Google Patents

精製ラクチュロースの製造法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、着色促進物質を除去した精製ラクチュロー
スの製造法に関し、更に詳しくは乳糖をアルカリ異性化
して得られるラクチュロース水溶液をナトリウム形強酸
性陽イオン交換樹脂充填層に接触させ、該ラクチュロー
ス水溶液に存在するラクチュロース以外の二糖類、単糖
類の一部又は全部及びその他の低分子量物質の全部を除
去し、ラクチュロース含有画分を採取することを特徴と
する保存中又は加熱による着色を生じない安定な精製ラ
クチュロースの製造法に関する。
[技術の背景及び従来技術の説明] ラクチュロースはガラクトースとフラクトースとがβ
−1,4結合した二糖類であり、ビフィズス菌増殖因子と
しての効果が多くの研究により証明され、また肝性脳
症、肝性昏睡の症状を軽減する明らかな薬効が見出され
たことにより、その生理学的また栄養学的役割に強い関
心が持たれるとともに、最近では医薬品、乳児用調製粉
乳、食品等への利用が積極的に行われている。
ラクチュロースは、例えば特公昭52−2984号公報に開
示されているように、通常乳糖を原料としてアルカリ異
性化により製造され、反応精製液中には糖としてラクチ
ュロースの他に、未反応の乳糖、乳糖のエピマーである
エピラクトースの二糖類、分解生成物であるガラクトー
ス、ガラクトースの異性化糖であるタガトース及びその
他の低分子量の物質が含有されている。これらの糖類は
類似する物性を示すため相互の分離は困難であり、従来
これらのラクチュロース以外の不純物を相当量含有する
製品が市販されていた。
しかしながら、従来のラクチュロース製品は保存中、
特に高温及び酸素の存在下では褐変化し易い欠点を有し
ており、長期間保存する場合酸素遮断性の高い容器を用
いるか、または冷温下で保存する等の特別な手段を必要
とした。
本発明者らは、特別な手段を講じることなく、常温で
長期間保存した場合でも褐変化しないラクチュロース製
品を製造するための研究を行い、本発明を完成した。
[発明の目的及び発明の要約] 本発明の目的は常温で長期間保存した場合でも褐変化
しないラクチュロース製品の製造法を提供することにあ
る。
本発明は、乳糖をアルカリ異性化して得られる水溶液
を精製したラクチュロース水溶液を、ナトリウム形強酸
性陽イオン交換樹脂充填層に接触させ、該ラクチュロー
ス水溶液に存在するラクチュロース以外の二糖類、単糖
類の一部又は全部及びその他の低分子量物質の全部を除
去し、ラクチュロース含有画分を採取することを特徴と
する保存中又は加熱による着色を生じない安定な精製ラ
クチュロースの製造法である。
[発明の具体的な説明] 本発明の出発物質であるラクチュロース水溶液は、常
法により乳糖からアルカリ異性化して得られる粗製ラク
チュロース水溶液を、常法により脱イオンした精製ラク
チュロース水溶液又はその精製ラクチュロース水溶液を
濃縮し、結晶させて乳糖を除去した精製ラクチュロース
水溶液である。
この精製ラクチュロース水溶液には、後記する試験例
から明らかなように通常ラクチュロースの他、未反応の
乳糖、エピラクトース、分解生成物であるガラクトー
ス、タガトース及び低分子量物質が存在している。そし
て一般にラクチュロースの含有量は全糖質に対して15〜
85%(重量。以下同じ)であり、いずれのラクチュロー
ス濃度でも本発明を実施できるが、50〜85%の濃度が経
済的に有利である。
又イオン交換クロマトグラフにより精製処理する場
合、効果的に処理を行うための全固形分濃度は30〜80
%、望ましくは50〜70%である。
次いで精製ラクチュロース水溶液をイオン交換クロマ
トグラフにより更に精製する。使用する装置としては、
ナトリウム形強酸性陽イオン交換樹脂を充填した分離搭
を用い、常法に従い回分式又は疑似移動床方式により実
施できる。
充填するイオン交換樹脂は、通常の強酸性陽イオン交
換樹脂(例えば、母体:スチレン−ジビニルベンゼン共
重合体、官能基:スルホン酸基、粒径:40〜400μm、架
橋度:3〜10%、総イオン交換容量:4〜5m当量/g乾燥樹
脂)のナトリウム形である。
強酸性陽イオン交換樹脂充填層高は用いる樹脂、通液
速度、通液温度、濃度及びクロマトグラフの方式に合わ
せて適切な分離が得られるよう決定される。
溶離工程においては溶離剤として水を用い、常法に従
って実施し得る。即ち、液粘度を低減して分離性を高め
るとともに圧力損失を小さくするために、精製したラク
チュロース水溶液及び溶離水を40〜90℃、好ましくは50
〜80℃に加温して通液し、充填層は通液中にこの温度に
維持される。通液速度は適切な分離がえられるようカラ
ム内線速度を0.05〜20m/h、特に望ましくは0.1〜10m/h
に設定される。
精製したラクチュロース水溶液を上記のイオン交換ク
ロマトグラフ処理することにより、各成分を分離するこ
とができ、より精製されたラクチュロース水溶液が得ら
れる。
ラクチュロース水溶液の精製は、試験2に示すよう
に、低分子量物質の全部を分離、除去するとともに、ラ
クチュロース以外の二糖類、単糖類まで分離、除去する
かは、必要とされる製品の品質のレベル及び経済性の観
点から決定される。即ち、低分子量物質を分離、除去す
ることは、その分離性がよいため装置が小型でよく、コ
ストが低く有利であるが、着色に対する安定性の点から
は改善の余地が少ない。一方、ラクチュロース以外の二
糖類、単糖類まで分離、除去することは、着色に対する
安定性の点では改善の余地が大きいが、長いカラムを要
し、装置及び製造コストが高くなる。
次に試験例を示して本発明を詳述する。
まずラクチュロース水溶液の保存による褐変化につい
て試験を行った。
[試験 1] 実施例1と同一の方法で製造した通常の精製したラク
チュロース水溶液(固形分含量68%、ラクチュロース5
3.6%、乳糖3.6%、エピラクトース3.3%、ガラクトー
ス6.4%、タガトース0.4%、その他低分子量物質0.7
%)、市販のラクチュロース(メルク社製)、乳糖(ナ
カライテスク社製)、エピラクトース(シグマ社製)、
ガラストース(ナカライテスク社製)及びタガトース
(シグマ社製)を用いて、表1第1欄に示すように6種
類の試料を調製した。尚、各試料の糖質濃度は精製した
ラクチュロース水溶液と同一とした。
各試料5mlをガラス管に密封し、100℃で5時間加熱
し、のち420mnにおける吸光度測定して褐変化の程度を
試験した。
その結果を表1に示す。
表1から明らかなように、ラクチュロースに乳糖及び
エピラクトースを添加した試料(3)(4)では特に大
きな変化はなく安定であるが、単糖類を添加した試料
(5)及び(6)では褐変化し易くなり、更にその他の
低分子量物質を添加した試料(1)においては、より一
層褐変化し易いことが判明した。従って、精製したラク
チュロース水溶液に通常含有されている低分子量物質及
びラクチュロース以外の二糖類、単糖類を除去すること
ができるならば、保存中の着色に対してより安定な精製
ラクチュロース水溶液を得ることができる。
本発明者らは褐変化を促進する物質を除去するため、
次の試験を行った。
[試験 2] 直径2cm、長さ1mのカラムにナトリウム形又はカルシ
ウム形の強酸性陽イオン交換樹脂(アンバーライト(登
録商商標。以下同じ)CG−60、ロームアンドハース社
製)310mlを充填し、実施例1に記載のラクチュロース
液を希釈して全糖度50.0%に調製した液12mlを通液し、
次いで溶離水を60℃の温度に加熱して線速度0.5m/hrで
通液した。そして溶出液を6mlずつフランクションコレ
クターにて分画、回収し、その組成を高速液体クロマト
グラフで分析し、その溶出曲線を第1図(ナトリウム形
樹脂使用)及び第2図(カルシウム形樹脂使用)に示し
た。第1図及び第2図において縦軸及び横軸は、それぞ
れ濃度比及び溶離液量を示す。
各成分の溶出順序は、ナトリウム形樹脂を用いた第1
図では乳酸、エピラクトース、ラクチュロース、タガト
ース、ガラクトース及びその他の低分子量物質の順であ
り、カルシウム形樹脂を用いた第2図では乳糖、エピラ
クトース、ラクチュロース、ガラストース、その他の低
分子量物質及びタガトースの順であった。いずれの樹脂
においてもラクチュロースを含む二糖類は前半に、又単
糖類及びその他の低分子量物質は後半に溶出することが
明らかであり、特に低分子量物質とラクチュロースとを
効率よく分離できることが判明した。尚、他のアルカリ
金属形に調製した強酸性陽イオン交換樹脂は、ナトリウ
ム形と同様の分離状態を示し、又他のアルカリ土類金属
形に調製した強酸性陽イオン交換樹脂は、カルシウム形
と同様の分離状態を示すことが認められた。
次に実施例を記載し、本発明を説明する。
実施例 1 市販乳糖(オランダC.C.F社製)の30%水溶液50kgに
水酸化ナトリウム53gを添加し、70℃で30分間加熱し
た。その後冷却し、イオン交換樹脂で脱イオンして精製
し、濃縮し、冷却・結晶化して未反応の乳糖を除去し、
固形分含量68%の精製したラクチュロース水溶液約4.2k
g(固形分中ラクチュロース78.8%、乳糖5.3%、エピラ
クトース4.9%、ガラクトース9.4%、タガトース0.9
%、その他の低分子量物質1.0%)を得た。
次いで内径10cm、高さ3mのカラムにナトリウム形強酸
性陽イオン交換樹脂(アンバーライトCG−60。ロームア
ンドハース社製)23.5を充填し、60℃に保持し、上記
精製したラクチュロース水溶液0.9kgを供給し、水の流
量4/hで溶離し、ラクチュロースを含む画分を採取し
た。得られた画分を減圧濃縮し、固形分含量を68%に調
整し、精製したラクチュロース水溶液約0.7kgを得た。
ラクチュロースを含む画分とその他の低分子量物質を
含む画分の組成は表2に示すとおりであった。尚、精製
したラクチュロース水溶液は実質的に低分子量物質を含
まず、ラクチュロースの回収率は95%であった。
得られたラクチュロースを含む画分の着色に対する安
定性を試験するために、上記精製ラクチュロース水溶液
をイオン交換樹脂で脱色し、減圧濃縮してラクチュロー
ス濃度を53.6%(固形分含量62.8%)に調整した。この
水溶液の420nmにおける収光度は0.030であった。次いで
試験1と同一の方法で加熱による着色の試験を行った。
100℃,5時間加熱後の吸光度は0.20であり、その加熱に
よる増加率は、6.7倍であった。
実施例2 実施例1と同一の方法により製造したラクチュロース
水溶液を次のようにして精製した。
内径10cm、高さ8mのカラムにナトリウム形強酸性陽イ
オン交換樹脂(アンバーライトCG−60。ロームアンドハ
ース社製)63.8を充填し、60℃に保持し、上記精製し
たラクチュロース水溶液4.2kgを供給し、水の流量4/
hで溶離し、ラクチュロースを含む画分を採取した。得
られた画分を減圧濃縮し、固形分含量を68%に調整し、
精製したラクチュロース水溶液約2.6kgを得た。
ラクチュロースを含む画分とその他の低分子量物質を
含む画分の組成は表3に示すとおりであった。尚、精製
したラクチュロース水溶液は実質的に単糖類及び低分子
量物質を含まず、ラクチュロースの回収率は81%であっ
た。
得られたラクチュロースを含む画分の着色に対する安
定性を試験するために、上記精製ラクチュロース水溶液
をイオン交換樹脂で脱色し、減圧濃縮してラクチュロー
ス濃度を53.6%(固形分含量61.6%)に調整した。この
水溶液の420nmにおける収光度は0.015であった。次いで
試験1と同一の方法で加熱による着色の試験を行った。
100℃,5時間加熱後の吸光度は0.024であり、その加熱に
よる増加率は、1.6倍であり、安定であった。
[発明の効果] 本発明によって奏せられる効果は次のとおりである。
(1) 単純な工程により、保存中又は加熱による着色
を生じない、安定な精製ラクチュロース水溶液を製造す
ることができる。
(2) 品質を何ら損なうことなく、出発物質からラク
チュロースを高収率で回収し、品質のすぐれた精製した
ラクチュロース水溶液を製造することができる。
(3) 特殊な試薬を用いないので、分離・回収コスト
の安い精製したラクチュロース水溶液を製造することが
できる。
(4) 連続的、かつ大規模に精製したラクチュロース
水溶液を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はラクチュロース水溶液をナトリウム形強酸性陽
イオン交換樹脂層に通液し、得られた溶出曲線であり、
第2図はラクチュロース水溶液をカルシウム形強酸性陽
イオン交換樹脂層に通液し、得られた溶出曲線である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07H 3/04 C07H 1/06 A61K 31/70 CA(STN) REGISTRY(STN) WPIDS(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】乳糖をアルカリ異性化して得られる水溶液
    を精製したラクチュロース水溶液を、50〜80℃の温度に
    維持し、ナトリウム形強酸性陽イオン交換樹脂充填層に
    接触させ、該ラクチュロース水溶液に存在する乳糖を全
    固形分の6.9%〜5.8%まで、単糖類を全固形分の3.5%
    以下、及びその他の低分子量物質を全固形分の0%まで
    それぞれ除去し、ラクチュロース含有画分を採取するこ
    とを特徴とする保存中又は加熱による着色を生じない安
    定な精製ラクチュロースの製造法。
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