JPS5811839B2 - Seizouhouhou - Google Patents

Seizouhouhou

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JPS5811839B2
JPS5811839B2 JP9332075A JP9332075A JPS5811839B2 JP S5811839 B2 JPS5811839 B2 JP S5811839B2 JP 9332075 A JP9332075 A JP 9332075A JP 9332075 A JP9332075 A JP 9332075A JP S5811839 B2 JPS5811839 B2 JP S5811839B2
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JP
Japan
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glucose
sugar solution
enzyme
isomerized sugar
reaction
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JP9332075A
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Japanese (ja)
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JPS5218884A (en
Inventor
久保哲治郎
橋野康雄
三谷誠一郎
藤井康二郎
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Asahi Kasei Corp
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Asahi Kasei Kogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異性化糖液の製造方法、さらに詳しくは、ブド
ウ糖にグルコース・インメラーゼとしての菌体酵素もし
くは固定化酵素を作用させることによって異性化糖液を
製造する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing an isomerized sugar solution, and more particularly, to a method for producing an isomerized sugar solution by allowing a bacterial enzyme or an immobilized enzyme as glucose imerase to act on glucose. .

従来、ブドウ糖をグルコース・インメラーゼにより異性
化してブドウ糖と果糖を含有する異性化糖液を製造する
方法として、ブドウ糖溶液に菌体酵素を加え60〜70
℃程度の温度下でバッチ方式でブドウ糖の異性化反応を
行ない、ついで得られる異性化糖液をケイソウ土層に通
液して菌体酵素を分離することにより、異性化糖液を製
造する方法が実施されている。
Conventionally, as a method for isomerizing glucose with glucose imerase to produce an isomerized sugar solution containing glucose and fructose, bacterial enzymes were added to the glucose solution to produce a solution containing 60-70%
A method for producing an isomerized sugar solution by carrying out an isomerization reaction of glucose in a batch manner at a temperature of about ℃, and then passing the obtained isomerized sugar solution through a layer of diatomaceous earth to separate bacterial enzymes. is being implemented.

しかしながら、この方法では上記異性化糖液から分離さ
れた菌体酵素はケイソウ土に含有されているので、該菌
体酵素をブドウ糖の異性化反応に再利用するためには菌
体酵素を含有したケイソウ土濾滓をそのまま原料のブド
ウ糖溶液に添加しなければならない。
However, in this method, the bacterial enzyme isolated from the isomerized sugar solution is contained in diatomaceous earth, so in order to reuse the bacterial enzyme in the glucose isomerization reaction, it is necessary to The diatomaceous earth filter slag must be added directly to the raw glucose solution.

したがって、異性化反応に用いた菌体酵素を繰返し異性
化反応工程へ循環再使用することは、異性化糖液から菌
体酵素を分離する濾過作業性を著しく劣化することにな
り、実際には精々2回程度の循環使用が限度である。
Therefore, if the bacterial enzyme used in the isomerization reaction is repeatedly reused in the isomerization reaction process, the efficiency of filtration to separate the bacterial enzyme from the isomerized sugar solution will be significantly deteriorated, and in reality, The limit is that it can be used twice at most.

また、上記方法においては、異性化糖液から菌体酵素を
ケイソウ土で分離する際、該菌体酵素から溶出したグル
コース・インメラーゼの漏出(リーク現象)が避けられ
ないため酵素の損失をもたらすと共に異性化糖液からの
酵素の分離操作がさらに必要になる。
In addition, in the above method, when the bacterial enzyme is separated from the isomerized sugar solution using diatomaceous earth, leakage of glucose imerase eluted from the bacterial enzyme (leak phenomenon) is unavoidable, resulting in loss of the enzyme and An additional operation for separating the enzyme from the isomerized sugar solution is required.

さらにまた、上記ケイソウ士による分離では酵素の残存
活性の低減も免れない。
Furthermore, the separation using the diatomist described above inevitably reduces the residual activity of the enzyme.

また、上記異性化反応を固定化酵素を用いて行なう場合
には、固定化酵素の沈降性を利用して、得られる異性化
糖液の上澄液をケイソウ土層に通液して濾過する操作が
採用されるが、該上澄液には沈降性が極めて悪い微粒子
形体の固定化酵素と反応操作過程で該固定化酵素から漏
出した菌体酵素および該菌体酵素より溶出した酵素が含
まれているため、これらの酵素がケイソウ土層を透過し
て損失となる。
In addition, when the above-mentioned isomerization reaction is carried out using an immobilized enzyme, the sedimentation property of the immobilized enzyme is utilized to pass the resulting supernatant of the isomerized sugar solution through a diatomaceous earth layer and filter it. The supernatant liquid contains the immobilized enzyme in the form of fine particles with extremely poor settling properties, the bacterial enzyme leaked from the immobilized enzyme during the reaction process, and the enzyme eluted from the bacterial enzyme. These enzymes permeate through the diatomaceous earth layer and are lost.

上述したように、従来法では異性化反応に使用した菌体
酵素およびそれより溶出したグルコース・イソメラーゼ
の残存活性を有効に再利用することができないため、主
として経済的観点から、異性化産応に使用する菌体酵素
の濃度を低くすることが余儀なくされ、その結果ブドウ
糖の異性化に際し、所望の異性化率(一般には45%)
を達成するためには50乃至80時間および反応時間が
必要となる。
As mentioned above, in the conventional method, it is not possible to effectively reuse the residual activity of the bacterial enzyme used in the isomerization reaction and the glucose isomerase eluted from it, so it is difficult to perform the isomerization reaction mainly from an economical point of view. It is necessary to lower the concentration of bacterial enzymes used, and as a result, when isomerizing glucose, the desired isomerization rate (generally 45%) is lowered.
50 to 80 hours and reaction time are required to achieve this.

そして、ブドウ糖の異性化反応を上述のように長時間に
亘って行なうため、その間に糖の分離反応が起り、その
結果得られる異性化糖液の着色が著しくなって以後の活
性炭ならびにイオン交換樹脂を用いる脱色操作の負担が
大きくなると共に異性化糖液の収率が低減する欠点がみ
られる。
Since the isomerization reaction of glucose is carried out over a long period of time as described above, the separation reaction of sugar occurs during this time, and as a result, the coloring of the resulting isomerized sugar solution becomes significant, resulting in the use of activated carbon and ion exchange resin. The drawback is that the burden of decolorization operation using is increased and the yield of isomerized sugar solution is reduced.

本発明者らは、上述した従来法における諸欠点にかんが
み、ブドウ糖の異性化反応に使用する酵素濃度を高める
ことにより該異性化反応時間を短縮するには、異性化反
応糖液から菌体酵素もしくは固定化酵素およびそれから
溶出したグルコース・イソメラーゼ(以下これらの単に
酵素と称する)をそれらの残存活性を実質上横なうこと
なく、かつ異性化反応に繰返して再利用可能な状態で分
離することが必要であるとの観点から、このような分離
手段について研究した結果、ブドウ糖の異性化反応によ
り生成する異性化糖液を、上記酵素の透過を阻止しうる
濾過限界分子量を有する限外濾過膜に通液すると、上記
糖液中の酵素がリーク現象を伴うことなく、かつその酵
素活性を損なうことなく、実質上完全に分離され、しか
も繰返して異性化反応に再利用できる状態で有効に分離
濃縮されることを知った。
In view of the various drawbacks of the conventional methods described above, the present inventors have discovered that in order to shorten the isomerization reaction time by increasing the concentration of the enzyme used in the glucose isomerization reaction, bacterial enzymes are added from the isomerization reaction sugar solution. Alternatively, the immobilized enzyme and the glucose isomerase eluted from it (hereinafter referred to simply as enzyme) can be separated in a state in which their residual activities are substantially not lost and can be repeatedly used in isomerization reactions. As a result of research on such separation means, we found that an ultrafiltration membrane with a filtration limit molecular weight that can block the permeation of the above-mentioned enzymes can be used to remove the isomerized sugar solution produced by the isomerization reaction of glucose. When the solution is passed through the sugar solution, the enzymes in the sugar solution are virtually completely separated without leakage or loss of enzyme activity, and are effectively separated in a state that can be repeatedly reused for isomerization reactions. I learned that it is concentrated.

本発明は上述した研究結果に基いて完成されたものであ
って、ブドウ糖を短時間で有利に異性化しうる方法を提
供することを目的とする。
The present invention was completed based on the above-mentioned research results, and an object of the present invention is to provide a method that can advantageously isomerize glucose in a short time.

本発明のその他の目的は以下の記述から明らかになるで
あろう。
Other objects of the invention will become apparent from the description below.

以下本発明の構成について詳しく説明する。The configuration of the present invention will be explained in detail below.

本発明において異性化原料として用いられるブドウ糖含
有糖液としては、一般には含水ブドウ糖、無水ブドウ糖
、ハイトロールのようなブドウ糖とオリゴ糖等の混合物
などのブドウ糖含有糖液が適当である。
As the glucose-containing sugar solution used as the isomerization raw material in the present invention, generally suitable glucose-containing sugar solutions include hydrous glucose, anhydrous glucose, and a mixture of glucose and oligosaccharide such as Hytrol.

上記ブドウ糖含有糖液の異性化に用いるグルコース・イ
ソメラーゼとしては菌体酵素もしくは固定化酵素が適用
される。
As the glucose isomerase used for isomerizing the glucose-containing sugar solution, a bacterial enzyme or an immobilized enzyme is used.

これらのうち、固定化酵素は活性寿命が長い反面、現在
のところ価格が高いのでその使用にあたっては適宜選択
するとよい。
Among these, immobilized enzymes have a long active life, but are currently expensive, so they should be selected appropriately when using them.

ブドウ糖含有糖液に上述した酵素を作用させるには従来
のバッチ方式を適用することが可能である。
A conventional batch method can be applied to allow the above-mentioned enzyme to act on the glucose-containing sugar solution.

ブドウ糖のグルコース・イソメラーゼによる異性化反応
は、一般に、反応初期においてその速度が直線的な増加
を続けたのち漸減する傾向を示し、ブドウ糖の異性化率
が50%(理論値)附近に至って完了するものである。
The isomerization reaction of glucose by glucose isomerase generally shows a tendency for the rate to increase linearly in the early stage of the reaction and then gradually decrease, and is completed when the isomerization rate of glucose reaches around 50% (theoretical value). It is something.

そして、この異性化反応の速度は良く知られているよう
に、該反応に使用する酵素濃度および反応温度に影響さ
れる。
As is well known, the rate of this isomerization reaction is influenced by the enzyme concentration and reaction temperature used in the reaction.

本発明においては、上記異性化反応条件として従来採用
されているブドウ糖溶液の濃度(約50%前後)、pH
(6,5〜7.0)ならびに温度(約55〜75℃)を
適用することが可能であるが、酵素濃度については後述
するように反応に使用した酵素を繰返して異性化反応工
程へ循環して再使用することが可能なため、例えば70
〜400単位(以下単位は一般に高崎単位と称せられる
ものを採用)という従来法に比し可成り高い濃度で使用
することが可能であり、これによって反応時間を大幅に
短縮できるようになる。
In the present invention, the above isomerization reaction conditions include the concentration of glucose solution (approximately 50%), pH
(6,5-7.0) and temperature (approximately 55-75℃), but as for the enzyme concentration, the enzyme used in the reaction can be repeatedly recycled to the isomerization reaction step as described later. For example, 70
It is possible to use it at a considerably higher concentration than in the conventional method of ~400 units (hereinafter the units are generally referred to as Takasaki units), which makes it possible to significantly shorten the reaction time.

本発明において、異性化糖液から酵素を分離するのに用
いられる限外濾過膜は、異性化反応に使用した菌体酵素
もしくは固定化酵素およびそれより溶出したグルコース
・イソメラーゼの透過を阻止しうる濾過限界分子量のも
のであれば適用可能である。
In the present invention, the ultrafiltration membrane used to separate the enzyme from the isomerization sugar solution can block the permeation of the bacterial enzyme or immobilized enzyme used in the isomerization reaction and the glucose isomerase eluted from it. It is applicable as long as it has a filtration limit molecular weight.

次に、上記限外濾過膜について概説する。Next, the above ultrafiltration membrane will be outlined.

限外濾過膜の膜素材としては、セルロースアセテート、
ポリアミド、ポリビニルクロライド、ポリアクリロニト
リルなどの通常の限外濾過膜素材であれば適用可能であ
る。
Membrane materials for ultrafiltration membranes include cellulose acetate,
Any ordinary ultrafiltration membrane material such as polyamide, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, etc. can be used.

また、膜の形式は、平膜方式、チューブラ方式、スパイ
ラル方式、中空糸方式等の製膜方式により異なるが、本
発明においてはこれらの製膜方式のいずれも適用可能で
あって、その形式の如何は問わない。
Furthermore, the type of membrane differs depending on the membrane forming method such as flat membrane method, tubular method, spiral method, hollow fiber method, etc., but any of these film forming methods can be applied in the present invention, and I don't care.

これらの各形式の膜を適当なユニットに形成したものは
モジュールと称せられる。
Each of these types of membranes formed into a suitable unit is called a module.

限外濾過法により操作するには、処理すべき溶液をポン
プで上記モジュールへ圧入し濾過する方式と、膜へ引圧
をかけ減圧で濾過する方式とがあるが、本発明ではこれ
らの方式のいずれも適用可能である。
There are two methods for operating the ultrafiltration method: one method involves pumping the solution to be treated into the module and filtering it, and the other method involves applying suction pressure to the membrane and filtering it under reduced pressure. Both are applicable.

一般に、限外濾過法においては、被濾過物がコロイド状
を呈しているため、濾過の進行に伴ってコロイド状物質
が膜表面に濃度分極を有する境膜を形成し、この境膜が
律速段階となって濾過効率が低下する場合がある。
Generally, in the ultrafiltration method, since the material to be filtered is colloidal, as the filtration progresses, the colloidal substances form a membrane with concentration polarization on the membrane surface, and this membrane acts as the rate-limiting step. As a result, filtration efficiency may decrease.

そして該濃度分極層を剥離する方法として、通常膜表面
に濾過溶液を高速で通液して乱流状態に保持することに
よって剥離する手段が採用される。
As a method for peeling off the concentration polarized layer, a method is usually employed in which a filtered solution is passed through the membrane surface at high speed and maintained in a turbulent flow state.

したがって、本発明においてもコロイド状を呈する、酵
素含有異性化糖液を限外濾過膜に通液させる際には、該
糖液を高速で膜表面に循環させて透過させることが効率
的である。
Therefore, in the present invention, when passing an enzyme-containing high-fructose sugar solution that exhibits a colloidal state through an ultrafiltration membrane, it is efficient to circulate the sugar solution at high speed over the membrane surface and allow it to permeate. .

しかしながら、上述したような呼外濾過法によっても、
濾過効果が必ずしも万全でないので、膜の加圧方向に対
して逆方向から圧力をかけることができる、いわゆる逆
洗方式を採用できる限外濾過モジュールおよび濾過シス
テムを採用することが一層好ましい。
However, even with the extrafiltration method as described above,
Since the filtration effect is not always perfect, it is more preferable to employ an ultrafiltration module and a filtration system that can employ a so-called backwash method, in which pressure can be applied from the opposite direction to the direction in which the membrane is pressurized.

即ち、この逆洗方式によると、上記濃度分極層が効率よ
く剥離され、濾過効率は一段と向上するようになる。
That is, according to this backwashing method, the concentration polarized layer is efficiently peeled off, and the filtration efficiency is further improved.

このような逆洗方式による限外濾過法に適用可能な最も
好ましい膜は、膜の外表面および内表面に同一性能の膜
を有し、かつ順圧、逆圧で支持体より膜が剥離しない強
度を有する中空糸状膜である。
The most preferable membrane that can be applied to ultrafiltration using a backwash method is one that has membranes with the same performance on the outer and inner surfaces of the membrane, and that does not peel off from the support under normal pressure or reverse pressure. It is a hollow fiber membrane with strength.

したがって、本発明において使用する限外濾過膜として
は、中空糸状膜を適用することが最も好ましい。
Therefore, it is most preferable to use a hollow fiber membrane as the ultrafiltration membrane used in the present invention.

しかしながら、本発明では、前述したように、種々の形
式の膜が使用可能であると理解すべきである。
However, it should be understood that various types of membranes can be used in the present invention, as described above.

本発明によって、限外濾過膜を用いて異性化糖液より上
記酵素を分離する際には、反応槽に限外濾過膜を連通さ
せて配置し、反応槽からの異性化糖液を限外濾過膜に通
液して該糖液中の酵素を上記膜を介して分離し、該膜を
透過した異性化糖液は系外へ回収する。
According to the present invention, when the above-mentioned enzyme is separated from the isomerized sugar solution using an ultrafiltration membrane, the ultrafiltration membrane is placed in communication with the reaction tank, and the isomerized sugar solution from the reaction tank is The enzyme in the sugar solution is separated through the membrane by passing through the filtration membrane, and the isomerized sugar solution that has passed through the membrane is recovered outside the system.

この分離に際して、溶出したグルコース・イソメラーゼ
の透過はみられず、また分離された酵素はその残存活性
が実質上損なわれることがない。
During this separation, no permeation of the eluted glucose isomerase is observed, and the residual activity of the separated enzyme is not substantially impaired.

なお、上記酵素の分離に際し、反応槽からの異性化糖液
の温度が限外濾過膜の作業適温より高い場合には、反応
槽と限外濾過膜を直接連通しないで熱交換器ならびに循
環槽を介して間接的に連通ずるように配置して、反応槽
からの異性化糖液を、限外濾過膜を透過して系外へ取り
出された異性化糖液の量に相当する量づつ上記循環槽へ
移送するように操作して、限外濾過膜へ通液される異性
化糖液の温度を該膜の作業適温に調整することも可能で
ある。
In addition, when separating the above enzyme, if the temperature of the isomerized sugar solution from the reaction tank is higher than the working temperature of the ultrafiltration membrane, the reaction tank and the ultrafiltration membrane should not be directly connected, and the heat exchanger and circulation tank should be used. The isomerized sugar solution from the reaction tank is transferred in an amount corresponding to the amount of the isomerized sugar solution taken out of the system after passing through the ultrafiltration membrane. It is also possible to adjust the temperature of the isomerized sugar solution passed through the ultrafiltration membrane to the appropriate working temperature of the membrane by operating it to be transferred to a circulation tank.

次に、本発明によって、上述のようにして分離した酵素
を異性化反応工程へ繰返して循環再使用する場合には、
限外濾過膜を介して分離された酵素(このものは上記膜
の通液によって濃縮されている)を反応槽へ戻し、新し
く仕込んだ原料ブドウ糖含有糖液の異性化反応に肯び利
用する。
Next, according to the present invention, when the enzyme separated as described above is repeatedly reused in the isomerization reaction step,
The enzyme separated through the ultrafiltration membrane (which has been concentrated by passing through the membrane) is returned to the reaction tank and used in the isomerization reaction of the freshly charged raw material glucose-containing sugar solution.

この際、反応槽へ循環的に戻きれた酵素は反応過程にお
ける攪拌操作(こ伴う酸素の影響などを受けてその活性
が幾らか低下しているので新しい酵素を補充して引続き
異性化反応を行なうことが可能である。
At this time, the activity of the enzyme that has been cyclically returned to the reaction tank has decreased somewhat due to the influence of oxygen during the reaction process, so new enzyme is replenished and the isomerization reaction continues. It is possible to do so.

また、本発明においては、上記分離された酵素を異性化
反応工程へ繰返して循環再使用する場合、反応槽から異
性化糖液を抜き出して限外濾過膜に通液させる際、該糖
液の一部を反応槽内に残しておき、この反応槽内におけ
る濃縮された酵素を含有する異性化糖液に新たに原料ブ
ドウ糖含有糖液を追加して混合し、上記異性化糖液に含
有される酵素により異性化反応を行なわせる操作を繰返
して実施することも可能である。
In addition, in the present invention, when the separated enzyme is repeatedly recycled and reused in the isomerization reaction step, when the isomerized sugar solution is extracted from the reaction tank and passed through the ultrafiltration membrane, the A portion is left in the reaction tank, and a new raw material glucose-containing sugar solution is added and mixed with the isomerized sugar solution containing the concentrated enzyme in the reaction tank. It is also possible to repeatedly carry out the isomerization reaction using an enzyme.

なお、この場合、必要に応じて、新しい酵素を補充して
もよい。
In this case, a new enzyme may be replenished as necessary.

この操作によると、反応槽内に残す異性化糖液の量に応
じて、所望の異性化率を達成するための反応時間を著し
く短縮できるので実際上極めて有利である。
This operation is extremely advantageous in practice, since the reaction time required to achieve the desired isomerization rate can be significantly shortened depending on the amount of the isomerized sugar solution left in the reaction tank.

なお、この場合、反応槽内に残すべき異性化糖液の量は
任意に変えることが可能であるが、本発明者らの実験結
果によると、その量を約1/2容量程度となし、これに
ほぼ同量の原料ブドウ糖含有糖液を加えて反応を行なう
場合、異性化反応槽内の全糖液量を異性化するに要する
時間は従来法に比し1/2程度に低減させることが可能
となり、したがって、異性化糖液の生産性が著しく向上
するようになる。
In this case, the amount of isomerized sugar solution to be left in the reaction tank can be changed arbitrarily, but according to the experimental results of the present inventors, the amount is set to about 1/2 volume, When reacting by adding approximately the same amount of raw material glucose-containing sugar solution to this, the time required to isomerize the total amount of sugar solution in the isomerization reaction tank can be reduced to about 1/2 compared to the conventional method. This makes it possible to significantly improve the productivity of the isomerized sugar solution.

前述の操作は、酵素として主として菌体酵素を用いた場
合について説明したが、酵素として固定化酵素を用いる
場合にも、反応槽内において沈降法によつで得られる上
澄液を抜き出す以外は同様な操作で実施できるものであ
って、それによる異性化糖液の生産性も同程度に著しく
向上される。
The above-mentioned operation was explained mainly for the case where a bacterial enzyme was used as the enzyme, but even when an immobilized enzyme is used as the enzyme, there are no steps other than extracting the supernatant obtained by the sedimentation method in the reaction tank. It can be carried out by a similar operation, and the productivity of the isomerized sugar solution is also significantly improved to the same extent.

また、本発明は固定化酵素を用いたカラム方式による反
応操作に適用すること、さらにはカラム方式と従来の反
応槽を組合せた反応操作にも適用することが可能である
Further, the present invention can be applied to a reaction operation using a column method using an immobilized enzyme, and can also be applied to a reaction operation using a combination of a column method and a conventional reaction tank.

以上述べたように、本発明によると、異性化反応に用い
た酵素を異性化糖液から極めて効率的に分離して異性化
反応工程へ繰返して循環再使用できるので、異性化反応
工程における酵素濃度を適当に高めて異性化反応時間を
従来法に比し大幅に短縮することができ、従来のバッチ
方式に簡単な設備を附設するのみで系内の操作を半連続
方式で実施することも可能となる。
As described above, according to the present invention, the enzyme used in the isomerization reaction can be very efficiently separated from the isomerization sugar solution and recycled and reused in the isomerization reaction process. By increasing the concentration appropriately, the isomerization reaction time can be significantly shortened compared to conventional methods, and the system can be operated in a semi-continuous manner by simply adding simple equipment to the conventional batch method. It becomes possible.

また、特に、前述したように、限外濾過膜による異性化
糖液からの酵素の分離に際し、異性化糖液の一部を反応
槽内に残留させる方式を採用する場合には、異性化反応
時間が一層短縮されるので単位時間当りの生産量が著し
く向上するに至る。
In particular, as mentioned above, when separating the enzyme from the isomerized sugar solution using an ultrafiltration membrane, if a method is adopted in which a part of the isomerized sugar solution remains in the reaction tank, the isomerization reaction Since the time is further shortened, the production amount per unit time is significantly improved.

また、上述したように、反応時間の短縮に伴い、異性化
反応過程における糖の分解が少なく、したがって、それ
に基く異性化糖液の着色度も従来法に比し1/4〜11
5に低減し、さらに酵素の分離過程における酵素のリー
クもなく、かつ原料糖液から由来する脂肪分層高分子デ
キストリンも限外濾過段階で分離されるので、濾過工程
から得られる異性化糖液中にはコロイド物質や上記物質
が含有されることがなく、したがって、活性炭による脱
色操作が極めて効率的に行なわれ、脱色コストが大幅に
低減される。
In addition, as mentioned above, with the shortening of the reaction time, there is less decomposition of sugar in the isomerization reaction process, and therefore, the degree of coloring of the isomerized sugar solution based on it is also 1/4 to 11 times that of the conventional method.
5, and there is no enzyme leakage during the enzyme separation process, and the fatty layer polymer dextrin derived from the raw sugar solution is also separated in the ultrafiltration step, so the isomerized sugar solution obtained from the filtration step is No colloidal substances or the above-mentioned substances are contained therein, and therefore, the decoloring operation using activated carbon is performed extremely efficiently, and the cost of decolorizing is significantly reduced.

また、イオン交換樹脂による異性化糖液の精製に際して
も、上述したように、コロイド物質、脂肪分、高分子デ
キストリンが含有されていないため、該樹脂の負荷が非
常に低減し、精製操作が有効に行なわれる。
Furthermore, when purifying the isomerized sugar solution using an ion exchange resin, as mentioned above, since it does not contain colloidal substances, fats, or polymer dextrins, the load on the resin is greatly reduced, making the purification operation more effective. It will be held in

また、本発明により限外濾過膜を用いて酵素を分離する
ことによって、従来法におけるケイソウ土による濾過工
程が必要でなくなるので、作業性も著しく改善される利
点がある。
Further, by separating enzymes using an ultrafiltration membrane according to the present invention, there is no need for the filtration step using diatomaceous earth in the conventional method, which has the advantage of significantly improving workability.

さらにまた、本発明によると、前述したように異性化反
応に使用する酵素の濃度を高めることが可能となるので
、酵素を低濃度で使用する従来法におけるように、酵素
活性を高める目的でCoイオンのような重金属イオンを
添加することが必要となくなり、したがって、これら重
金属イオンによる食品衛生上の問題も解消される利点も
ある。
Furthermore, according to the present invention, as mentioned above, it is possible to increase the concentration of the enzyme used in the isomerization reaction, so unlike the conventional method in which the enzyme is used at a low concentration, Co There is also the advantage that it is no longer necessary to add heavy metal ions such as ions, and food hygiene problems caused by these heavy metal ions are also eliminated.

したがって、本発明は異性化糖液の製造上寄与するとこ
ろが多大であると考える。
Therefore, it is believed that the present invention greatly contributes to the production of isomerized sugar solution.

以下実施例を例示して本発明を具体的に説明する。The present invention will be specifically explained below by way of examples.

実施例 無水ブドウ糖3000Fを水3000mlに溶解して調
製したブドウ糖溶液を反応槽に収容し、これにMgSO
4・77H2O6を添加、溶解し、60℃の温度で緩や
かに攪拌しながら、これにグルコース・イソメラーゼを
菌体酵素の形態で300g(合同酒精樽製、単位100
0G、1.U、/g)を加え、よく分散させて異性化反
応を行なった。
Example A glucose solution prepared by dissolving anhydrous glucose 3000F in 3000 ml of water was placed in a reaction tank, and MgSO
Add and dissolve 4.77H2O6, and while stirring gently at a temperature of 60°C, add 300g of glucose isomerase in the form of bacterial enzyme (manufactured by Godo Shusei Taru, unit: 100g).
0G, 1. U,/g) was added, well dispersed, and the isomerization reaction was carried out.

この間反応液のpHを1N−NaOH溶液を用いて6.
5〜7.0に調整した。
During this time, the pH of the reaction solution was adjusted to 6.0 using a 1N NaOH solution.
It was adjusted to 5-7.0.

反応の経過を旋光度により測定し、異性化率が45%に
達した時点(反応開始後8時間20分経過)で、反応槽
内の液を、該槽内にポンプを介して連通して配置しであ
る限外濾過膜システムに給送し、該システムを透過した
異性化糖液を回収し、該システムからの戻り液、即ち、
異性化糖液から分離濃縮された酵素を含有する異性化糖
液は反応槽内へ返送した。
The progress of the reaction was measured by optical rotation, and when the isomerization rate reached 45% (8 hours and 20 minutes after the start of the reaction), the liquid in the reaction tank was communicated with the tank via a pump. The isomerized sugar solution that has passed through the ultrafiltration membrane system is collected, and the return liquid from the system, i.e.
The isomerized sugar solution containing the enzyme separated and concentrated from the isomerized sugar solution was returned to the reaction tank.

なお、限外濾過膜システムは濾過限界分子量20000
の中空糸状膜(有効膜面積0.2m2)から成るものを
採用し、圧力0.4kg/cm2.透過速度平均30C
C/minで透過を行ない、透過液が2500m1に達
した時点で透過作業を中止した。
The ultrafiltration membrane system has a filtration limit molecular weight of 20,000.
A hollow fiber membrane (effective membrane area: 0.2 m2) was used, and the pressure was 0.4 kg/cm2. Average permeation rate 30C
Permeation was carried out at a rate of C/min, and the permeation operation was stopped when the permeated liquid reached 2500 ml.

次に、上記と同様にして調製したブドウ糖溶液3000
gを反応槽へ追加し、前記同一条件下で異性化反応を行
ない、その間反応槽内の糖液をサンプリングして、その
比旋光度を測定することによりその異性化の進行度を測
定しながら、異性化率が45%に達した時点で(反応開
始後6時間経過)、反応槽の液を前記と同様な手順で限
外濾過膜システムに通液し、該システムを透過した異性
化糖液3000fを得た。
Next, 3000 glucose solution prepared in the same manner as above
g is added to the reaction tank and the isomerization reaction is carried out under the same conditions as described above, while the progress of the isomerization is measured by sampling the sugar solution in the reaction tank and measuring its specific rotation. When the isomerization rate reached 45% (6 hours after the start of the reaction), the liquid in the reaction tank was passed through an ultrafiltration membrane system in the same manner as above, and the isomerized high-fructose sugar that passed through the system was 3000f of liquid was obtained.

上述した操作を10回繰返して行ない、各異性化反応工
程における、反応時間、限外濾過して得られる異性化糖
液の異性化率、糖濃度および着色度を測定した結果を下
記表に総括して示す。
The above operation was repeated 10 times, and the reaction time, isomerization rate, sugar concentration, and coloration of the isomerized sugar solution obtained by ultrafiltration were measured in each isomerization reaction step. The results are summarized in the table below. and show.

たたし、上記操作を繰返して行なうに際しては、7回以
後の操作においては毎回菌体酵素を2.51宛補充して
異性化反応を行なった。
However, when the above operation was repeated, the isomerization reaction was carried out by replenishing 2.5 liters of bacterial enzyme each time after the 7th operation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ブドウ糖含有糖液にグルコース・インメラーゼを作
用させてブドウ糖を異性化することによって、ブドウ糖
と果糖を含有する異性化糖液を製造するに際し、ブドウ
糖含有糖液に菌体酵素もしくは固定化酵素を作用させ、
ついで得られる異性化糖液を限外濾過膜に通液して該異
性化糖液から上記菌体酵素もしくは固定化酵素およびそ
れより溶出したグルコース・インメラーゼを分離するこ
とを特徴とする異性化糖液の製造方法。 2 ブドウ糖含有糖液にグルコース・インメラーゼを作
用させてブドウ糖を異性化する(とによって、ブドウ糖
と果糖を含有する異性化糖液を製造するに際し、ブドウ
糖含有糖液に菌体酵素もしくは固定化酵素を作用させ、
ついで得られる異性化糖液を限外濾過膜に通液して該異
性化糖液から上記菌体酵素もしくは固定化酵素およびそ
れより溶出したグルコース・インメラーゼを分離し、得
られる濃縮された菌体酵素もしくは固定化酵素およびそ
れより溶出したグルコース・インメラーゼを含有する異
性化糖液を上記ブドウ糖含有糖液の異性化反応工程へ循
環して再使用する操作を繰返すことを特徴とする異性化
糖液の製造方法。
[Scope of Claims] 1. When producing an isomerized sugar solution containing glucose and fructose by causing glucose imerase to act on a glucose-containing sugar solution to isomerize glucose, bacterial enzymes are added to the glucose-containing sugar solution. Or by using immobilized enzyme,
An isomerized sugar solution characterized in that the obtained isomerized sugar solution is passed through an ultrafiltration membrane to separate the above-mentioned bacterial enzyme or immobilized enzyme and glucose imerase eluted therefrom from the isomerized sugar solution. Method of manufacturing liquid. 2. Isomerize glucose by allowing glucose imerase to act on the glucose-containing sugar solution (by adding bacterial enzymes or immobilized enzymes to the glucose-containing sugar solution when producing an isomerized sugar solution containing glucose and fructose) Let it work,
Then, the obtained isomerized sugar solution is passed through an ultrafiltration membrane to separate the above-mentioned bacterial enzyme or immobilized enzyme and glucose imerase eluted from it from the isomerized sugar solution, and the concentrated bacterial cells obtained are obtained. An isomerized sugar solution containing an enzyme or immobilized enzyme and glucose imerase eluted therefrom is repeatedly circulated to the isomerization reaction step of the glucose-containing sugar solution and reused. manufacturing method.
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