JPH03228688A - 高純度マルトースの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、高純度マルトースの製造方法に関するもので
ある。

〈従来の技術） 一般に、糖類の純度を向上させる方法として最も普通に
行われており、設備が普及しているのは結晶化方法であ
る。

従来から高純度マルトース及びその結晶の製造方法は数
種類知られているが、何れも結晶化に供する水溶液中の
マルトース純度を高めることに主眼が置かれていた０例
えば特開昭５５−８５３９５号公報に開示されているよ
うに、マルトースを製造するための原料として、高価な
地下澱粉、例えば馬鈴薯、せ薯、タピオカ澱粉を主に選
び、低濃度・低ＤＢの液化物を調製して、ひきつづき糖
化方法としては比較的特殊な方法で糖化し、９３重量％
（本明細書中、％は特に断らない限り重景％を表すもの
とする）以上という高い純度のマルトースにしておいて
、マスキットを生成させ、その温度を５０〜２７℃の範
囲において次第に降下させ、且つその間に過飽和度を１
．１５〜１．３０の範囲内に維持しながら結晶の成長及
び析出をさせた後に分蜜して、９７％以上の極めて高い
マルトース純度の結晶を得るなどの方法が提案されてい
た （発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の方法ではマルトース純度がある程
度以下の場合では、マルトースの結晶が生成しない場合
が多く、又たとえマルトース結晶が生成したとしても、
結晶が微細で結晶の生成量が少ないため、結晶分離が不
可能とされていた。

例えば、量産されていてコストが安い従来の方法で製造
されたマルトースの純度は７０％〜７５％程度であるが
、このマルトース水溶液から商業的にマルトース結・晶
を得ることはできない。

従って、マルトースの結晶を得るためには、結晶化の前
に高い純度のマルトースを得ることが必要とされていた
。

そのためには、低い濃度で液化し、多種類の酵素を大量
に用いて酵素反応を複数回経由する必要があり、そのた
め、製造工程が繁雑で、製造費用が高くなったり、クロ
マト分画を経由した場合には高価なりロマト分離装置を
導入する必要があり、更に大量の水を除去する必要が生
じるために製造工程が長くなり、更に水の除去に要する
費用が高くなったりする等の課題があった。

現在に至るまで、高い純度のマルトースを簡素な酵素反
応で製造することは困難とされており、従って、簡素な
酵素反応で得られた純度の低いマルトース含有組成物か
ら結晶化法により高純度マルトースを得る方法の開発が
望まれていた。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、前記課題を解決するためにマルトースの
結晶化方法について鋭意研究を続けた結果、マルトース
に対する他糖の結晶生成阻害傾向が糖により異なること
を見出した。

グルコースの場合、マルトース純度を１％減少させ、ブ
ドウ糖を１％増加させたときに、マルトースの飽和濃度
の上昇幅は０．６％程度になる。

例えば、温度２０℃において、マルトース水溶液■の固
形分（以下固形分をＤ′Ｓと略することがある）中の８
０％がマルトースで、その他の２０％がブドウ糖の場合
には、ＤＳ濃度を５４％まで濃縮したときに、成分中の
マルトースが飽和濃度になる。それに対して、ＤＳ中の
組成をマルトース７９％、ブドウ糖２１％としたマルト
ース水溶液■の場合には、ＤＳ濃度を５４．６％にした
だけで成分中のマルトースが飽和濃度になる。

これに対して、３糖以上のオリゴ糖が１％増加した場合
には、飽和濃度の上昇幅は１〜２．５％の割合である。

例えば、温度２０℃において、上記マルトース水溶液■
の場合にはマルトースの飽和濃度が５４％であるが、マ
ルトース８０％、ブドウ糖１９％、３１！以上のオリゴ
糖・１％の場合には、ＤＳ濃度を５６．２％まで濃縮し
たときにやつとマルトースが飽和濃度に達するのである
。

以上のような知見を基にして更に鋭意研究を続けた結果
、例え純度が低くとも、そのマルトース含有組成物の糖
組成及び結晶化条件を調節することにより、マルトース
結晶を速やかに且つ比較的大きく成長させることが可能
であることを見出し、糖組成及び濃度を調整することに
よりろ液中のＤＳ濃度７２％以下にて結晶マスキットを
生成させ、遠心分離を可能とし、これによって高純度の
マルトース結晶を製造することに成功し、本発明を完成
するに至った。

以下に本発明の内容を詳細に説明する。

本発明は、■高純度マルトースを製造するに際し、ＤＳ
中の単糖１〜４０％、マルトース６０〜９１％、三糖以
上のオリゴ糖１〜８％からなるマルトース水溶液を使用
して結晶化し、結晶分離後のろ液中のＤＳが７２％以下
になるように結晶化条件を調節することを特徴とする、
高純度マルトースの製造方法である。

また、本発明は、■高純度マルトースを製造するに際し
、ＤＳ中の単糖５〜３８％、マルトース６５〜８５％、
三糖以上のオリゴ糖２〜７％からなるマルトース水溶液
を使用して結晶化することを特徴とする、前記■記載の
高純度マルトースの製造方法である。

また、本発明は、■結晶分離後のろ液中の固形分が５５
〜７０％になるように結晶化条件を調節することを特徴
とする前記■又は■記載の高純度マルトースの製造方法
である。

更に、本発明は、■マルトース水溶液のマルトース飽和
濃度を４７〜７０重量％に調節し、結晶化条件を結晶化
開始温度２０〜６５℃、最終冷却温度Ｏ〜５０°Ｃ１時
間を２４〜９６時間とすることを特徴とする、前記■〜
■のいずれが１つに記載の高純度マルトースの製造方法
である。

本発明に使用するマルトース水溶液としては、そのＤＳ
中のマルトース分が６０〜９１％、更に好ましくは６５
〜８５％であり、その他の糖組成が、単糖１〜４０％、
更に好ましくは５〜３８％、三糖以上のオリゴ糖１〜８
％、更に好ましくは２〜７％の範囲に入っていれば、そ
の原料や製造方法は特に限定する必要がない。

本発明に使用し得るマルトース水溶液の原料としては、
地下澱粉である馬鈴薯、せ薯、タピオカ等由来の澱粉は
勿論、地上澱粉であるトウモロコシ等由来の澱粉も使用
可能である。

また、本発明に使用し得るマルトース水溶液は、例えば
、トウモロコシ等由来の澱粉を濃度１８％程度で、液化
酵素を使用して、ＤＥ２程度まで液化し、β−アミラー
ゼ等の糖化酵素を使用して糖化し、糖化開始途中で少量
の液化酵素を添加して更に糖化を続け、次いで、グルコ
アミラーゼ等のオリゴ糖を加水分解する酵素を添加して
更にオリゴ糖の含有量を減少せしめることによって得る
ことができる。

この様な工程を経由すると、−例を挙げれば、のような
程度の糖組成のものが得られる。

このようなマルトース水溶液を本発明に使用する場合、
精製工程を経たものが望ましいが、その糖液が未精製で
あっても構わない。

本発明は、マルトースの結晶化に際して、その糖液の組
成が上記特定の範囲に入っていれば、本発明に使用する
マルトース水溶液と同程度のマルトース純度またはそれ
よりも幾分高いマルトース純度の物を結晶化した場合に
較べて、マルトースの結晶が比較的速やかに生成し、且
つその結晶が比較的大きく成長するという知見に基づい
て発明されたものである。

更に、前記マルトース水溶液を結晶化するにあたり、そ
の条件範囲は、結晶化に供するマルトース水溶液の濃度
が６２〜８７％が好ましいが、更に好ましくは６５〜８
４％の範囲であり、結晶化開始時の好ましい温度範囲は
２０〜６５℃、更に好ましくは３０〜６０℃である。

また、結晶化時間は各種結晶化条件での合計時間又は連
続的な結晶化操作時間が２４〜９６時間であることが好
ましく、連続的な結晶化操作時間が２４〜９６時間の範
囲に入っていることが更に好ましい。

結晶化時の冷却最終温度は０〜５０℃が好ましいが、更
に好ましくは０〜４０°Ｃであり、濾過後の濾液のＤＳ
濃度は、濾過の難易と密接な関係を有するが、７２％以
下の範囲が好ましく、更に好ましくは５５〜７０％の範
囲である。

濾液の量は結晶化前の液重量を１００部とした場合に、
合計８〜７５部が好ましいが、更に好ましくは１０〜７
０部である。

マルトース水溶液を結晶化するにあたり、結晶化に供す
るマルトース水溶液の濃度が６２％未満の場合には、他
の結晶化条件との兼ね合いにもよるが、結晶マスキット
の生成が困難であるか又は結晶生成量が少ない場合が多
いので実用的ではなく、一方、濃度が８７％を超えた場
合には結晶の生成量が多過ぎて分蜜が困難になる場合が
多く、又結晶の成長速度が遅く、生成した結晶が微細で
あるために分蜜が困難になる場合が多い等の不都合があ
るので好ましくない。

また、結晶化方法及び結晶化時間は、結晶化方法は回分
式でも連続結晶化の方式でも採用可能であり、結晶化時
間は、数回に分けた時間の合計又は連続的に結晶化した
時間が２４〜９６時間の範囲であれば良いが、■濃度勾
配を必要とせず、常に一定の濃度条件でよいことや■結
晶製造装置が小さくてよいこと、更に、■結晶形が、比
較的大型で、且つ一定の大きさになることなどの理由か
ら、連続結晶化方法で且つ連続的に結晶化した時間が上
記の範囲に入っていることが好ましい。

結晶化時間が２４時間未満の場合には結晶の成長が不十
分な場合が多く、従って、結晶の収率が低かったり結晶
が微細なために分蜜が困難な場合が多いので好ましくな
い。

一方、結晶化時間が９６時間を超えて結晶化することも
可能であ−るが、工程に要する時間が過度に長い場合は
、製造設備が不必要に大きくなってしまい、経済的に好
ましくないことや、９６時間を超えて結晶化しても結晶
が殆ど成長しないので製造上長い時間をかける意味が無
く、更に、あまり長時間工程中に保持することによって
従来以上に衛生上の配慮が要求されるなどの不都合があ
り好ましくない。

結晶化開始時の温度範囲として２０℃未満を採用するこ
とはできるが、微細な結晶が数多く発生してしまうので
好ましくなく、６５℃を超えた温度を採用することも可
能であるが、マルトースを飽和濃度に達せしめる条件が
厳しくなってしまい、結果的に、マルトース結晶を析出
させることが困難になるので好ましくない。

結晶化の最終冷却温度として０℃未満を採用することは
できるが、その場合には冷媒として最も手軽に使用可能
な水が採用出来ず、特殊な冷媒を要することや、０℃未
満まで冷却するためには一般に多大なエネルギーを要求
されること等から経済的にも好ましくない、また、５０
℃を超えた温度を最終冷却温度として採用することも可
能であるが、マルトースの溶解度を十分に下げることが
できず、従って、結晶の収率が高まらないので好ましく
ない。

濾過後のら液のＤＳ濃度を５５％未満にした場合には、
マルトース結晶の収量が少ない場合が多いので好ましく
なく、７２％を超えた場合には分蜜前のマスキットが硬
くて取り扱いが困難であり、ろ液の粘度が高く、分蜜困
難な場合が多いので好ましくない。また、結晶化前の液
重量を１００部とした場合にろ液の量が８部未満になる
とマスキットが硬くなり、取り扱いが困難になるので好
ましくなく、一方７５部を超えた場合には高純度マルト
ースの収率が低下するので好ましくない。

（実施例） 以下に実施例を掲げて発明の内容を更に具体的に説明す
る。

実施例−１ コーンスターチを常法により液化及び糖化・精製し、濃
度８１％まで濃縮した糖組成−１を有するマルトース水
溶液５０ｋｇ （糖組成−１） ブドウ糖　　　１９．０％ マルトース　　７５．３％ を容量約１００リツトルの横型攪拌機付きスウエンソン
・つオー力晶析器と同形式の自家製結晶化試験機（直径
３０ｃｍ、長さ１５０ｃｍ、リボン型攪拌羽付き）に移
し、４０℃に液温を調節した後、シードとしてマルトー
ス結晶（１水和物）［和光紬薬味製］を１％（対ＤＳ）
添加し、ゆっくりと攪拌しながら０．５℃／時間の速度
で液温を下げてゆき、液の温度が２０°Ｃに達した後は
−定に保ち、合計７２時間をかけて結晶マスキットを調
製した。

結晶の成長が完了したマスキットを、バスケット型遠心
分離［国産遠心機■製、１２０Ａ型］、（運転条件、Ｇ
＝１５００．３０分）を用いて分蜜した。

結晶ケーキの歩留まりは７２．１％対原料ＤＳで、その
ケーキの糖組成は、 ブドウ糖　　　１３．８％ マルトース　　８１．４％ と純度が向上した。

また、分蜜後のろ液の水分は３０．８％であった。

実施例−２ コーンスターチを常法により液化及び糖化・精製し、濃
度８０％まで濃縮した糖組成−２を有するマルトース水
溶液を調製した。

（糖組成−２） ブドウ糖　　　９．８％ マルトース　８３．８％ 得られたマルトース水溶液１００ｋｇ（固形分８０ｋｇ
）を６０℃にして実施例−１と同じ結晶化試験機に導入
し、ゆっくりと攪拌しながら１℃／時間の速度で冷却し
てゆき、液温が４０℃になった時に実施例−１と同様の
マルトース結晶をシードとして１％対ＤＳ添加し、温度
２０℃まで冷却結晶化した０次いで、装置内の温度を２
０℃に保持し、濃度８０％に濃縮した該組成のマルトー
ス水溶液を１．５ｋｇ／時間の速度で、導入口がら連続
的に装置内に導入しながら、マスキット取り出し口から
同量の結晶の成長が完了したマスキットを抜き出して連
続結晶化操作を行った。

結晶の成長が完了したマスキットを、実施例１と同様に
分蜜した。

結晶ケーキの歩留まりは６８．７％対原料ＤＳで、その
ケーキの糖組成は、 ブドウ糖　　　　４．４％ マルトース　　９１．８％ と純度が向上した。

また、分蜜後のろ液の水分は３５．０％であった。

実施例−３ コーンスターチを常法により液化及び糖化・精製し、濃
度８０％まで濃縮した糖組成−３を有するマルトース水
溶液５０ｋｇ （糖組成−３） ブドウ糖　　３５．９％ マルトース　６２．０％ を実施例−１と同じ結晶化試験機に移し、３０℃に液温
を調節した後、シードとして実施例−１と同様のマルト
ース結晶を１％（対ＤＳ）添加し、ゆっくりと攪拌しな
がら９６時間かけて０℃まで液温を下げてゆき、液の温
度が０℃に達した後は一定に保って結晶マスキットを調
製した。

結晶の成長が完了したマスキットを、実施例１と同様に
分蜜した・。

結晶ケーキの歩留まりは８０．３％対原料ＤＳで、その
ケーキの糖組成は、 ブドウ糖　　２７．１％ マルトース　７１．３％ と純度が向上した。

また、分蜜後のろ液の水分は３０．３％であった。

比較例−１ コーンスターチから常法により得られ、濃度８１％まで
濃縮した糖組成−４を有するマルトース水溶液５０ｋｇ （糖組成−４） ブドウ糖　　　２，２％ マルトース　７９．３％ を実施例−１と全く同様に結晶化操作して結晶マスキッ
トを得た後、実施例−１と同様に遠心分離に供したが、
取り出し可能な結晶ケーキは得られなかった。

比較例−２ コーンスターチから常法により得られ、濃度８１％まで
濃縮した糖組成−５を有するマルトース水溶液５０ｋｇ （糖組成−５） ブドウ糖　　　３．８％ マルトース　７０．０％ を実施例−１と全く同様に結晶化操作したが、結晶が生
成せず、結晶マスキットは得られなかった。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明を実施することにより、
簡素な酵素反応で得られた純度の低いマルトース含有組
成物、例えば、従来はとても結晶化に供することができ
なかった程に低いマルトース純度のマルトース水溶液か
らも結晶化することにより高純度マルト−・スを製造す
ることが可能になる。

従って、簡素な工程で、安価に高純度マルトースを得る
ことができる。

更に、本発明を実施することにより、結晶化の際にマル
トース結晶を速やかに且つ比較的大きく成長させ、結晶
とる液の遠心分離を可能にすることにより、高純度のマ
ルトースの結晶を製造することが可能になる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高純度マルトースを製造するに際し、固形分中の単
   糖１〜４０重量％、マルトース６０〜９１重量％、三糖
   以上のオリゴ糖１〜８重量％からなるマルトース水溶液
   を使用して結晶化し、結晶分離後のろ液中の固形分が７
   ２重量％以下になるように結晶化条件を調節することを
   特徴とする、高純度マルトースの製造方法。 ２　高純度マルトースを製造するに際し、固形分中の単
   糖５〜３８重量％、マルトース６５〜８５重量％、三糖
   以上のオリゴ糖２〜７重量％からなるマルトース水溶液
   を使用して結晶化することを特徴とする、請求項１記載
   の高純度マルトースの製造方法。 ３　結晶分離後のろ液中の固形分が５５〜７０重量％に
   なるように結晶化条件を調節することを特徴とする請求
   項１又は２記載の高純度マルトースの製造方法。 ４　マルトース水溶液のマルトース飽和濃度を４７〜７
   ０重量％に調節し、結晶化条件を結晶化開始温度２０〜
   ６５℃、最終冷却温度０〜５０℃、時間を２４〜９６時
   間とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１
   つに記載の高純度マルトースの製造方法。