JPH0648992B2 - 糖液の分離法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、１−ｏ−α−Ｄ−グルコピラノシル−Ｄ−フ
ラクトースすなわちトレハルロースの分離法に関するも
のであり、さらに詳しくは、トレハルロース含有糖液を
酵母菌により前処理した後、強塩基性陽イオン交換樹脂
により高純度のトレハルロースを高回収率で分離する方
法に関するものである。

（従来の技術） 本発明者らは、従来よりパラチノースについて研究を行
つており、特願昭５５−１１３９８２号において固定化
酵素によるパラチノースの製法を明らかにし、また、パ
ラチノースが低う蝕原性であることを見出し、低う蝕原
性甘味料としての特許出願をしている（特願昭５５−１
４７５５３号）。パラチノースは、通常２０〜５０％の
シユクローズ水溶液にある種の細菌、例えば、プロタミ
ノバクター・ルブラム（Protaminobacter rubrum ＣＢ
Ｓ ５７４７７）やセラチヤ・プリムチカ（Serratia P
lymuthica ＮＣＩＢ NO.８２８５）の生産するグルコ
シル・トランスフエラーゼを反応させ、反応液から溶解
度の低いパラチノースを分別結晶法により分離し生産さ
れるが、その際、副産物としてパラチノース蜜が得られ
る。このパラチノース蜜には、パラチノースの他に、単
糖類としてフラクトース、グルコース、二糖類としてト
レハルロース、シユークロース、インマルトースを含ん
でいる。パラチノース蜜の主成分が二糖類のトレハルロ
ース、すなわち、１−ｏ−α−Ｄ−グルコピラノシル−
Ｄ−フラクトフラノースであることは、１９７９年の精
糖技術研究会において中島により報告され、また、この
トレハルロースの構造および性質は、１９８３年の食品
工業学会誌に河本らにより報告されている。トレハルロ
ースはグルコースとフラクトースがα−１−１結合した
還元性二糖類であり、まろやかな良質の甘味をもつてお
り、甘味度は蔗糖に対し約０．６倍である。

トレハルロースはα−１−１グルコシル結合を有してい
るが、ラツトの小腸粘膜のホモジネートを用いたコリン
スカ（Kolinska）らの方法による二糖類水解酵素の実験
により、イソマルターゼによつて加水分解されること
が、１９８３年の日本栄養食糧学会誌に細谷らにより報
告されており、また、ラツトの小腸壁間の誘発電位の測
定等から、トレハルロースが小腸でグルコース、フラク
トースに加水分解され吸収されることが、１９８６年の
日本栄養食糧学会誌に細谷，山田らにより報告されてい
る。トレハルロースはパラチノースと同様に、虫歯予防
に効果のあることがわかつており、良質の甘味料として
の利用等が考えられる。

糖類の分離方法として工業的には、イオン交換樹脂によ
るフラクトースとグルコースの分離が異性化糖業界で実
用化されており、また、単糖類とシユクロースの分離も
実用化されているが、トレハルロース、パラチノース、
イソマルトース等の二糖類間の分離は非常に難かしく、
高速液体クロマトグラフイー分析においても、水系では
分離が不充分で、アセトニトリル溶媒を用いなければ充
分分離できない。

河本らはカーボンセライトカラムを用いて分離を行つて
いるが、少量の純粋サンプルを実験的に分離したもので
あり、工業的な方法ではない。また、西ドイツのジユー
ドイチエツカーＡＧは特開昭５９−１４０８９４号にお
いて、トレハルロースの製造法を開示しているが、糖液
からのトレハルロースの分離法に関しては、イオン交換
クロマトグラフイーなど適する方法で処理するとのみ述
べられているだけで、具体的な方法は記載されていな
い。

（発明が解決しようとする問題点） 前記の従来法からわかるように、トレハルロースを含有
するパラチノース蜜から、トレハルロースを高純度に、
かつ高回収率で分離する適切な方法は知られておらず、
工業的に実施できる方法の出現が望まれている。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、食品、甘味料、医薬品用としてトレハ
ルロースを工業的に効率よく高純度に分離することにあ
る。

本発明者らは、トレハルロース、パラチノース、イソマ
ルトース等の二糖類混合溶液からトレハルロースを分離
する方法について鋭意検討を続けた結果、架橋重合体か
らなる合成吸着剤を使用し、トレハルロースを高純度に
工業的に分離できることを見出し、本発明に到達した。
架橋重合体で有為量の表面積および細孔容積を有するも
のは、合成吸着剤と呼ばれ、各種の物質、特に医薬品や
食品等の有機物の分離、精製に使用されている。このよ
うな合成吸着剤には多くのものがあり、例えば、アンバ
ーライトＩＲ−１２０Ｂ、ＣＧ−１２０−Ｉ、ＣＧ−１
２０−II（米国ローム・アンド・ハース社商品名）やダ
ウエツクス５０Ｗ×１、５０Ｗ×２、５０Ｗ×４、５０
Ｗ×８（米国ダウケミカル社商品名）の商標ですでに製
造販売されている。本発明においては、上記合成吸着剤
のうち強酸性陽イオン交換樹脂を用い、これをカラムに
充填し、このカラムにトレハルロースを含有する混合物
溶液を流し、クロマト的に分離されたトレハルロースを
分画分取するのである。

イオン交換樹脂による糖分離は、分子篩効果の他に、対
イオンと糖との錯体形成能力の差に起因し、イオン型に
よつてその分離パターンは異なる。Ｐｂ型、Ｂａ型、Ｃ
ａ型、Ｚｎ型、Ｎａ型等について検討した結果、Ｃａ型
が分離性がよく、また、医薬品、食品を扱う上で好まし
い。強酸性陽イオン交換樹脂の充填層高としては１ｍ以
上、さらに好ましくは２ｍ以上である。通液条件とし
て、溶離水速度はＬＶ０．２ｍ／ｈｒ以下、好ましくは
ＬＶ０．０５〜０．１５ｍ／ｈｒ、溶液濃度が４０％
（ｗ／ｖ）以下、好ましくは１０〜３０％（ｗ／ｖ）、
負荷量４０ｇSolid／−Resin、好ましくは１０〜３０
ｇSolid／−Resinであり、上記範囲内で分離性および
分離能が良好である。上記クロマト分離操作は、通常の
固定床カラムを使用した回分方式で行つてもよく、ま
た、擬似移動床方式を使用した連続分離方式で行つても
よい。さらに場合によつて、イオン交換樹脂の充填カラ
ムに混合物溶液を連続的に供給し、混合物各成分の流出
速度の差を利用して分離する、いわゆる先端クロマト分
離方式を採用してもよい。

既述の如く、パラチノース生産副産物であるパラチノー
ス蜜の組成は、主成分のトレハルロースの他に、二糖類
のパラチノース、シユークロース、イソマルトース、単
糖類としてグルコース、フラクトースを含有しており、
これを例えば、アンバーライトＣＧ１２０−Ｉ Ｃａ型
樹脂で処理し、トレハルロースを分離しようとすると、
トレハルロースとグルコースが互いに重なり、分画分離
できない。そこで、パラチノース蜜を固定化酵母で前処
理し、酵母発酵性糖を発酵させた後に、これを樹脂で処
理することにより、高純度のトレハルロースを分離する
ことができた。

（実施例） 以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

参考例 プロタミノバクター・ルプラム等の転移酵素をシユーク
ロースに反応させて得られたトレハルロースを含有する
糖混合液から、溶解度の低いパラチノースを分別結晶法
により除去した後、Ｃａ型の強酸性陽イオン樹脂（オル
ガノ社製ＣＧ−１２０−Ｉ型）を７００ml充填した内径
２２mm、長さ２０００mmのカラムにブリツクス３０の上
記のトレハルロース含有糖混合液７０ｇを流速０．１３
ｍ／ｈｒで流し、続いて同じ流速で蒸留水を流し、カラ
ム底部からの流出液を１４mlずつフラクシヨンコレクタ
ーで分取し、糖組成を分析した。分離クロマトグラムを
第１図に示す。分画NO.１５〜２０のトレハルロースの
流出分画でのトレハルロース純度は４３％であり、グル
コースとトレハルロースの溶出時間が重なり、また糖混
合液中の残留パラチノースやイソマルトース、フラクト
ースの一部が重なり、トレハルロース純度が低くなつて
いる。

実施例 Ｃａ型強酸性陽イオン交換樹脂（スルホン化ポリスチレ
ンジビニルベンゼン樹脂）系合成吸着剤アンバーライト
ＣＧ１２０−Ｉを内径２２mm、長さ２０００mmのガラス
カラムに充填し、酵母処理により発酵性糖を除去したブ
リツクス３０のパラチノース蜜を温度５０℃、溶離水速
度ＬＶ０．１３ｍ／ｈｒ、負荷量３０ｇ、Solid／−R
esinの条件で処理し、下表に示す分画を得た。分離クロ
マトグラムを第２図に示す。

分画Ｂは再度分離操作を行い、２段分離法により、純度
９８％以上のトレハルロースを回収率５０％で分離し
た。分画Ｃはパラチノース含有率が高いので、再度パラ
チノース回収工程に戻す。

（発明の効果） 本発明によれば、パラチノース蜜をあらかじめ酵母菌で
処理し、パラチノース蜜中の発酵性糖であるグルコー
ス、フラクトース、シユークロースを除去してから、強
酸性陽イオン交換樹脂によりトレハルロースを分離する
ので、前記参考例および実施例から明らかなように、高
純度のトレハルロースを高回収率で分離することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、参考例において、パラチノース蜜をＣａ型強
酸性陽イオン交換樹脂アンバーライトＣＧ１２０−Ｉを
充填したカラムに通液して分離したカラム流出液のクロ
マトグラム、第２図は、実施例において、酵母処理パラ
チノース蜜をＣａ型強酸性陽イオン交換樹脂アンバーラ
イトＣＧ１２０−Ｉを充填したカラムに通液して分離し
たカラム流出液のクロマトグラムである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シユークロースの水溶液にグルコシル・ト
   ランスフエラーゼを反応させ、得られた生成物からパラ
   チノースを分別結晶法により除去した溶液を酵母菌で処
   理し、発酵性糖を取り除いた後に、１−ｏ−α−Ｄ−グ
   ルコピラノシル−Ｄ−フラクトースを強酸性陽イオン交
   換樹脂により分離することを特徴とする糖液の分離法。
2. 【請求項２】イオン交換樹脂がＣａ型強酸性陽イオン交
   換樹脂であり、通液条件が溶離水速度ＬＶ0.05〜0.15m/
   hr、溶液濃度１０〜３０％（ｗ／ｖ）、負荷量１０〜３
   ０ｇsolid／−Resinである特許請求の範囲第１項記載
   の糖液の分離法。
3. 【請求項３】酵母菌がサツカロミセス・セルビシエ（Sa
   charomyces cerevisiae）、サツカロミセス・フオルモ
   センシス（Sacharomyces formosensis）、サツカロミセ
   ス・ロブスタス（Sacharomyces robustus）である特許
   請求の範囲第１項記載の糖液の分離法。