JPH01196279A - 甘味剤、並びにその利用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の対象は固形または液状の食品、嗜好品および餌
料用の甘味剤に関する。更にこの発明はその甘味料の糖
尿病患者用に適し、カリエス原になることがなく、エネ
ルギー論的に充分に利用出来、認容性が良く、殊に、純
度の良い甘味剤の使用法に関する。

ロイクロース（５−Ｄ−α−Ｄ−グルコピラノシルーＤ
−フルクトース）は、従来サッカロース溶液にロイコノ
ストックメンテロイド類を作用させてデキストランを合
成する場合の望ましくない副産物としてしか見られてい
ない（Ｕ、ベーレンス９Ｍ、リングファイル著「微生物
源のポリ糖類」アカデミ−出版ベルリン、１９６４．３
７−３９頁参照）、、Ｄ、ロバイトおよびエクルントの
研究（炭水化物研究１２１　（１９８３）２７９−２８
６頁によるとフルクトースはフルクトース：サッカロー
スの１：１なる比の場合、約８５％のデキストランと、
２゜２％のラクトースおよびイソマルトースの混合物が
得られている。

その混合物からロイクロースを分離精製することは極め
て困難であるので、この三糖類の性質は実際上いまだ研
究されておらず、報告されていない。その分離精製はロ
イクロースが工業的に実施できるポリスチロールスルホ
ン酸塩カチオン交換樹脂では、そのカルシウム型でクロ
マトグラフ上グルコースやサッカロースと同様の態度を
示し、それ故、それら２つの成分を実質上除去出来ない
為に、殊に困難である。

ＪＡＣ３７８，２５１４−２５１８（１９５Ｇ）にはデ
キストラン製造の副生物としてのロイクロースの、原料
サッカロースに対して７．９％なる収率での分離が説明
されている（２５１６頁第２４ＩｌｌＩ第４完全項参照
）、その後の２つの項には「ロイクロースの性質」なる
題目で「このロイクロースはそれほど甘くはない」とい
う報告がある。この記載は極めて漠然としている。何故
ならば、例えばサッカロースと比較した相対甘味度を全
く記載していないからである。それほど甘くない糖類と
は、甘味がサッカロースの約３０％に過ぎないラクトー
スがその例である。糖類の約５０％の甘味度を持つグル
コースですら既に甘いと言われている。ラクトースの低
い甘味度の故に、ラクトースは甘味剤としてではなく、
主として充填剤、芳香増強剤および錠剤充填剤として使
用されている。

出原人により行われた相対的甘味度の新しい測定によっ
て初めて、ロイクロースの甘味度がサッカロースの約５
０〜６０％位であり、従ってグルコースよりは少し上に
位することが判った。文献中に見られた「それほど甘く
ない」という記載が、食品工業において、何人をもロイ
クロースの製造方法を開発する様に動機づけしなかった
ことは間違いない。

ビオヘミ−７９巻５４９−５５３頁（１９６１）は、ス
トレプトコッカスポービスによるデキストラン生成に際
しての副生物を説明している。ロイクロースはサッカロ
ースに対とて１．５％なる収率で収得された（第１表参
照）、この文献はロイクロースの性質および利用の可能
性に就いては全く言及していない。

「炭水化物研究」６２巻（１９，７８）２８１−２８７
頁にはグルコースを原料としてのロイクロースの化学的
全合成法が説明されている。この合成法の収率は、全工
程で約３％である。５３％なる収率は、合計１３工程の
僅かに最終工程だけのものでしかない。その全合成法は
科学的な興味だけのものでしかなく、未だ嘗て経済的な
ロイクロースの合成法が問題になったことはない。

「栄養」第８巻５２３−５３１頁（１９６４）はデキス
トラン分解物（ａｂｌａｅｕｆｅｎ）の糖類および動物
消化器官中でのそれらの、特にロイクロースを顧慮して
の出来高を報告している。このデキストランの分解物（
Ａｂｌａｕｆｅ）はＪＡＣ３７８２５１４−２５１８頁
（１９５６）に説明されているものに対応しているので
、サッカロースに対して約８％の収率と考えてよい。こ
の引用文献の前書きには、成程デキストラン製造に際し
て得られる母液はダイエツトの目的に使用できる旨の指
摘がある。しかしながら、それは人間の栄養物として利
用できる筈の、主成分たるフルクトースを考慮している
ことは疑いない。その調査の目的は、そのデキストラン
分解物のその他の成分が生理的に認容性であるかどうか
、それ故、前照って分離することなしに人間の栄養物と
して使用出来るかどうかを明らかにすることであった。

今、純粋のロイクロースを大量製造する工業的に利用で
きる方法を開発することに始めて成功した。更に研究し
た結果、ロイクロースがカリニ人原となることなく、糖
尿病患者にも適当でエネルギー論的に充分に利用出来、
完全に認容性のある甘味剤として使用できるというこの
ものの性質が明らかになった。

即ち、ストレプトコッカス　ムタンスでのカリエスに対
する標準テストで、酸の生成は全く観察されないことが
判った。更にロイクロースは、グルコースの受容体では
ないので、懸念されたプラグ−（Ｐｌａｑｕｅ）生成を
起こすデキストランを全く生成しない。腸内菌での試験
によってロイクロースは、マルトースの分解速度の約１
１５〜１／３に相当する速度で分解することが判った。

ロイクロースはこうして、エネルギー論的に完全に利用
可能な炭水化物である。そしてサッカロースやマルトー
スに比べて分解速度が低い。それ故サッカロースやマル
トースによる血中グルコースの典型的に峨しい上昇を起
こすことがない。それ故、ロイクロースは、サッカロー
スやマルトースに対比してインシュリン分泌を全く起こ
させないか、本質的に僅か詐り起こさせるだけであると
期待できる。それ故、ロイクロースは糖尿病患者にとっ
ても、殊に適当である様に思われる。腸内菌による分解
に際しは、グルコースの血液像に直接影響を与えるグル
コースを５０％しか生成せず、そしてフルクトースが５
０％生成する。フルクトースは、周知の様にグルコース
の血液像に少なくともある限界内でしか負荷を与えるこ
とがない、フルクトースは肝臓を経由して著しく新陳代
謝され、グルコースの生成に関与している。

腸内菌によるロイクロースの分解は極めて急速に進行す
るので、分解しない極く僅のものしか、大腸には到達せ
ず、極めて遅い新陳代謝による下痢を起こすことがない
。このことは、殊に子供の場合、そして糖尿病患者の場
合にも極めて重要である。今初めて明らかにされた正確
な測定結果により、初めてロイクロースはサッカロース
の約３８％の速度でしか分解せず、それ故、糖尿病患者
にとって糖代替物質として適切であることが確認された
。

ロイクロースを大量に経済的に製造し、精製することが
今や可能となった為、この糖体を食料−嗜好品及び飼料
用の甘味剤として固形、又は液状で使用する可能性が生
じた。その際、甘味剤のロイクロース含量は少なくとも
５０重重量であるべきである。しかし乍ら本発明による
と、ロイクロースは少なくとも９８％なる純度で製造す
ることが直ちに可能である。但し、ロイクロースをカリ
エス原でなく、糖尿病に適したエネルギー源的に充分に
利用できる認容性の良好な甘味剤として使用する場合、
少なくとも９８重量％の純度で既に充分である。

ロイクロースを親出願の製造方法で製造する場合、デキ
ストラン及びイソ−マルトオリゴ糖類、並びに幾らかの
フルクトースの混合物として生成する。デキストラン及
びイソ−マルトオリゴ糖類は少なくとも部分的には容易
に分離可能であるから、ロイクロースは少なくとも５０
重量％の含量で生成する。フルクトースも低級のイソ−
マルトオリゴ糖類も甘味剤として使用できるので、−連
の使用目的にとってはロイくロース、果糖及び低級のイ
ソ−マルトオリゴ糖類からなる直接生成混合物はそのま
ま使用できる。しかし乍ら、フルクトースもデキストラ
ン及びイソ−マルトオリゴ糖類をもクロマトグラフィー
により大部分分離できるので、少なくとも９５、殊に９
８重重量なる純度でロイクロースが得られる。

しかし乍ら、所望によっては、ロイクロースは他の公知
の甘味剤と混合することも出来る。その場合サッカロー
ス、チクラマート、アセスルファムＫ、アスパルタム及
びタリノの様な甘味剤を考慮することができる。ある種
の他の使用目的としては、しかし砂糖代替物、ソルビッ
ト、マンニット、マルナット、キシリソ１〜、バラチニ
ット（Ｒ）及びす力ジン（Ｒ）との混合物も問題になる
。

少なくとも５０重量％の純度を持つロイクロースの親出
願による製造方法は、サッカロースを１００ＯＩ、Ｕ、
酵当たり、少なくとも１００ｍｍｏｌのフルクトースの
存在下、α−（１−６）−グルコシール　トランスフェ
ラーゼと混合し、デキストランとイソ−マルトオリゴ糖
類を少なくとも部分的に分離することを特徴とするもの
である。その反応は、２６５〜３１０になる温度範囲、
４．５−８．０なるｐＨ値で実施するのが良い、サッカ
ロースの濃度は経済的な理由から出来るだけ高く選択さ
れる。原則的には、７０％のサッカロースの濃度も可能
であるが、その様な高いサッカロースの濃度の場合はそ
の反応速度が低下する。２０％以下の濃度では収率が低
下し、後の処理において、不要のエネルギー支出を必要
とする。それ故、３５−５０％のサッカロース濃度で操
作するのが良い。

アクセプターとしての使用フルクトースはサッカロース
からのその方法の過程中で生成するので、その方法の間
中フルクト−ス濃度は実質的に一定に保持されている。

グルコースは更に本質的に、より良好なアクセプターで
あるから、生成したグルコースは極めて急速にイソ−マ
ルトオリゴ糖類及びデキストランへと更に反応する。こ
の反応の終結後はこうして、実際上、サッカロースやグ
ルコースが最早存在しないので、それらを分離する必要
は最弔全くない。デキストランとイソ−マルトオリゴ糖
類は少くとも部分的には自体公知のやり方、例えばクロ
マトグラフィーにより、その混合物から分離出来る。カ
ルシウム型のポリスチロールスルホン酸塩カチオン交換
樹脂を用いて、これら副生物およびフルクトースを実質
的に完全に除去することが出来る。

この方法はサッカロースの水溶液をフルクトースと酵素
との混合物に添加し、添加したサッカロースを出来るだ
け急速に反応させ、反応混合物中の濃度が常に低いまま
である様に実施するのが良い。

別の優れた実施態様はグルコシルトランスフェラーゼを
担体に固定するか若しくは多孔性の担体に閉じ込める点
に存する。担体への酵素の結合は原則的に酵素を担体に
結合する全ての常法によって行うことが出来る。但し、
その結合によって酵素の活性が余り著しく減少してはな
らない。酵素は多孔性担体中に閉じ込められていても良
い。例えば、ピース状にアルイナート中に入れ、その形
でフルクトースおよびサッカロースと反応させることも
出来る。この場合も１０００１．Ｕ、酵素に対して少な
くとも１００、殊に３００ｍｍｏｌのフルクトースが存
在する様に注意すべきである。サッカロースに対するロ
イクロースの収率は本発明によると４０％、またはそれ
以上である。副生物として生成するデキストラン及びイ
ソーマルトオリゴ糖類は常法で使用出来、この方法の経
済性を高くする。

分離方法としては、殊に「ザイツェクスクルージョンゲ
ル」でのクロマトグラフィーまたはカルシウム型のポリ
スチロールスルホン酸塩カチオン交換樹脂が用られる。

殊に、デキストランおよび高分子のイソ−マルトオリゴ
糖類はクロマトグラフィーに先立って、例えば膜分踵法
、例えば超ろ過で分離出来る。殊に、カルシウム型のポ
リスチロールスルホン酸塩カチオン交換樹脂でのクロマ
トグラフィーはフルクトースの除去をも可能にする。フ
ルクトースは所望により、更に、その方法中に加えるこ
とが出来る。というのはフルクトースは常に同じ量で生
成され、従って触媒機能は引き受けている様に思われる
からである。

以下、記載の参考例はロイクロースの製法および精製法
を更に詳細に説明するものであり、実施例は本発明を説
明するものである。

釡九似−よ ４０００ｇの結晶フルクトースを２９８にで、７５００
１、Ｕ、／Ｑの活性を持つ酵素α−（１−６６）−グル
コシル−トランスフェラーゼの水溶液６Ｑに溶解する。

この溶液のｐＨは５．４であった。この溶液にｐＨ５゜
４の４０％サッカロース溶液３０Ｑを加えた。４８時間
の後サッカロースの含有量は乾燥物中１％より少なかっ
た。モしてロイクロスの含有量は３０．１％であった。

それは仕込みサッカロースに対して４０．１％の収率に
相当する。

艶工四−又 ３２０１、Ｕ、なる活性を持つデキシトランサッカラー
セ溶液４０ｍ１を４％のナトリウムアルギネート溶液に
入れ撹拌した。この酵素／アルギネート溶液を１％塩化
カルシウムド溶液にピペットで清々加えた。そうするこ
とにより、アルギネートはゲル化してピース状の粒子を
造る。これを蒸留水で洗浄した。このデキシトランサッ
カラーセを含むこのアルギネートビーズをカラムにいれ
、１９６ｍ１のゲル床を造る。酵素活性は１．３１．Ｕ
。

／ｍｌアルギネートゲルである。このゲル床を通して１
００ｇ溶液当たり４５ｇのサッカロースとＬｏｇのフル
クトースを含有するサッカロース／フルクトース水溶液
８ｍｌ／ｈをポンプで注入する。ゲル床から流出した溶
液は３２．８％のロイクロースを含んでいた。これはサ
ッカロースに対して４０．０％に収率に対応している。

参号匹−隻 参考例１により得られたロイクロースを含み３５％の乾
燥物を有する水溶液１８Ｋｇを、カルシウムイオンを負
荷したポリスチロールスルホン酸塩カチオン交換樹脂の
高さ６ｍの分離塔に入れた。１時間当たり蒸留水３５息
／ｈを注入することにより、分離塔にあるサッカロース
を溶出した。５ＬＱの初流ののち、次の３８Ωの間に幾
らかのデキストランとイソ−マルトオリゴ糖類が溶出し
た。次の３２のフラクションは１１２ｇのロイクロース
及び３９ｇのその他の糖類を含んでいた。それに続く１
２Ｑのフラクションは９６．１％なる純度のロイクロー
ス１０４１ｇを含んでいた。次の３Ｑには５０ｇのフル
クトース及び２ｇのグルコースの他に、１５８ｇのロイ
クロースを更に溶出した。

こうして得られたロイクロース溶液は所望の場合、甘味
剤としてそのまま利用できる６更にシロップにａ縮する
ことも出来る。固形のロイクロースは例えばその溶液を
凍結乾燥することにより得ることができる。

大旌但−よ 参考例３により得られ、第２回目のクロマトグラフィー
により９８．１％なる純度に精製したロイクロースのフ
ラクションをストレプトコッ力スムタンスＮＣＴＣ１０
４４９を用いて酸生成の試験をした。その際、プロトン
生成は酸性化試験におけるｐＨの低下を記録するか、自
動ｔ！滴法によるアルカリ消費（一定ｐＨで）を記録す
ることにより調べた。ロイクロースは酸を全く生成しな
いことが判った。ロイクロースはグルコースにとっては
悪い基質であるから、デキストランも全熱生成しなかっ
た。腸内菌での試験の結果、ロイクロースの分は速度は
、マルトースの分離に比べて、約１１５〜１／３である
ことが判った。分離生成物、フルクトースとグルコース
とはかくして小腸で現れ、エネルギーとして完全に利用
されることができる。分離していないロイクロースは実
際上大腸には全く到達しなかった。

側号外−生 ７．５００１．　Ｕ、ｚｌｌなる活性を持つ酵素α−１
−６−ゲルコジルートランスフエラーゼ（デキストラン
サツカラーゼ）の水溶液１．６Ｑ中に２０００ｇの結晶
フルクトースを２９８にで溶解した。この溶液のｐ　ｌ
−ｌ−値は５−４であった。この溶液中に、５２００ｇ
のサッカロースを含むサッカロース水溶液１３Ｉ２を７
０時間以内にポンプで入れた。サッカロース添加終了２
時間後、サッカロースの含有量は、反応混合物の乾燥物
の１％以下であり、ロイクロースの含量は３８．１％で
あった。それは仕込サッカロースに対し５２．７％の収
率に相当する。

そのロイクロースを７５〜８０％なる乾燥物に濃縮した
溶液に結晶核を加え、除々に（１〜３度／時））に冷却
した。こうしてロイクロースが融点１５９〜１６０℃；
［α］　　＝−６，８°で斜方晶形の一水化物として得
られた。

代理人弁理士（６３３４）砂川　丘部 電話　（４０２）９０８８

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも９５重量％なる純度のロイクロースを
   含有することを特徴とする固形または液状の食品、嗜好
   品および飼料用の少なくともサッカロースの５０％以上
   の相対的甘味度を有する甘味剤
2. （２）甘味物質および砂糖代替物質の群から選ばれた１
   つまたは多数の甘味剤を附加的に含有することを特徴と
   する特許請求の範囲１の甘味剤
3. （３）少なくとも９５重量％の純度を有するロイクロー
   スの食品、嗜好品および飼料用の固形または液状の甘味
   剤としての使用法
4. （４）甘味物質および砂糖代替物質の群から選ばれた１
   つまたは多数の甘味剤との混合物として存在することを
   特徴とする特許請求の範囲３のロイクロースの使用法
5. （５）カリエス原となることなく、エネルギー学的に充
   分に利用可能な、少なくとも９５重量％なる純度をもち
   認容性の優れた甘味剤としてのロイクロースの糖尿病患
   者への使用法