JPH03169888A - 精製ラクチュロースの製造法 - 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】 ［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アルカリ金属形強酸
性陽イオン交換樹脂又はアルカリ土類金属形強酸性陽イ
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、単糖類及び
その他の不純物の一郎又は全部を除去し、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
あるエビ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１ 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
。

本発明の他の目的は高度に精製されたラクチュロース製
品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、アルカリ金属形強酸
性陽イオン交換樹脂又はアルカリ土類金属形強酸性陽イ
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、単糖類及び
その他の不純物の一部又は全部を除去し、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こ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、エビラクトース、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１５〜８
５％（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、ア
ルカリ金属形強酸性陽イオン交換樹脂又はアルカリ土類
金属形強酸性陽イオン交換樹脂を充填した分離塔を用い
、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：スチレンージビニルベンゼン共重
合体、官能基：スルホン酸基、粒径：　４　０　〜４　
０　０１１１１１，架橋度：３〜１０％、総イオン交換
容量：４〜５１Ｎ１１／ｘ乾燥樹脂）のアルカリ金属形
又はアルカリ土類金属形である。

アルカリ金属形強酸性陽イオン交換樹脂はナトリウム形
、カリウム形又はリチウム形等であり、通常ナトリウム
形が使用される。アルカリ土類金属形強酸性陽イオン交
換樹脂は、カルシウム形、マグネシウム形又はバリウム
形等であり、通常カルシウム形が使用される。

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かえられるよ
うカラム内線速度を０．０５〜２０＋ａ／ｈ，特に望ま
しくは０．１〜１　０＋／ｂ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、各威分を分離すること
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、
低分子量物質を分離、除去するか又は更に単糖類まで分
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％、エビラクトース３．３％、ガ
ラクトース６．４％、タガトースロ，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）、エビラクトース
（シグマ社製）、ガラクトース（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５　ｍｌをガラス管に密封し、１００℃で５時間
加熱し、のち４’２０ｍｍ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。

以　　下　　余　　白 表１から明らかなように、ラクチュロースに乳糖及びエ
ビ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／又は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２ａｎ，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（
登録商標。以下同じ）ＣＧ−６０，ロームアンドハース
社製）　３１０　ｍｌ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０．５１＋＋／ｈ＋で通液した。そして溶出
液を６　ｍｌずつフラ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
では乳糖、エビラクトース、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、エビラク
トース、ラクチュロース、ガラクトース、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４．２ｋｇ（固形分中ラクチュロース
７８．８％、乳糖５．３％、エビラクトース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１１１ａｎ，高さ３ＩＩｌ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）２３．５１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４１！／ｈで溶離し、ラク
チュロースを含む両分を採取した。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。

以　　下　　余　　白 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４　２　０＋＋＋ａ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 カルシウム形に調製した強酸性陽イオン交換樹脂（アン
バーライトＣＧ−４０。ロームアンドハース社製）を用
いたこと及び溶離水の流量を６１／ｈとしたことを除き
、実施例１と同一の方法により精製したラクチュロース
水溶液約Ｑ．７５ｋｇ（固形分含量６８％）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低分子量物質を含ま
ず、ラクチュロースの回収率は９６％であった。

以 下 余 白 得られたラクチュロースを含む両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６６．７％）に調整した
。この水溶液の４　２　０＋＋ｍにおける吸光度は（１
．０２７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時間後の吸光度
は０．１７であり、その加熱による増加率は、６．３倍
であった。

実施例３ 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ｉｏａｍ，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）６３．８１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４．２−を供
給し、水の流量４　１ｌｂで溶離し、ラクチュロースを
含む両分を採取した。得られた両分を減圧濃縮し、固形
分含量を６８％に調整し、精製した６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。

以　　下　　余　　白 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４　２　ｈａにおける収光度は０．０１
５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。 濃度比 濃度比

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、アルカリ金属形強酸性陽
   イオン交換樹脂又はアルカリ土類金属形強酸性陽イオン
   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、単糖類及びその
   他の不純物の一部又は全部を除去し、ラクチュロース含
   有画分を採取することを特徴とする精製ラクチュロース
   の製造法。