JPS592274B2

JPS592274B2 - 糖類配合物の製造法

Info

Publication number: JPS592274B2
Application number: JP55019103A
Authority: JP
Inventors: 敏夫加賀; 達也岩倉; 淳一清水; 良和中島; 一正鈴木
Original assignee: Mitsui Sugar Co Ltd
Current assignee: Mitsui DM Sugar Co Ltd
Priority date: 1980-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1984-01-18
Also published as: JPS56117796A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、蔗糖をパラチノースに変換する細菌の酵素に
より蔗糖をパラチノース（６−０−α−Ｄ−ｇｌｕｃｏ
ｐｙｒａｎｏｓｙｌ−ｆｒｕｃｔｏｆｕｒａ
ｎｏｓｅ）に変換するに際し、副生ずるぶどう糖、果糖
の含量を温度変化によって制御し、生成糖類を全量固形
化する方法に関する。

蔗糖を原料としてｐｒｏｔａｍｉｎｏｂａｃｔｅｒｒ
ｕｂｒｕｍの菌体が含有する酵素によってパラチノース
を製造する方法については、すでに西独特許第１０４９
８００号ｌζ述べられている。

また、このパラチノースが蔗糖、ぶどう糖、ンルビット
、マンニットに比較して、虫歯になりにくい糖であると
の示唆は、文献（ＺｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔｆｕｒＥ
ｒｎａ−ｈｒｕｎｇｓｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔ、５ｕ
ｐｐｌＩ５、ｐＩ６（１９７３））に記載さ
れており、幼児および成人の虫歯が非常に多いと言われ
るわが国にとって興味ある糖類の一つである。

パラチノースは１分子の結晶水をもつ還元性三糖類で、
還元力はぶどう糖の５２％、甘味度は蔗糖の約４２係で
ある。

溶解度は温度が低くなるにしたがって、蔗糖よりも著し
く低くなる。

本発明者らは、蔗糖をパラチノースに変換する細菌の酵
素によって蔗糖をパラチノースに変換する方法について
研究中、反応において必ず果糖とぶどう糖が副生じ、そ
の量が反応温度によって変化すること、さらに、これら
生成糖類を混合物のま５で容易に全量固形化することが
できるという好ましい性質を見出し、併せて得られる全
量固形化した糖類配合物が今までに見られない有用性が
あることを見出し、本発明を完成するに到った。

本発明において、蔗糖をパラチノースに変換する酵素を
含有する細菌としては、公知菌である５ｅｒｒａｔｉ
ａｐｌｙｍｕｔｈｉｃａ（ＮＣＩＢ４８２８５）
、Ｐｒｏｔａｍｉｎｏｂａｃｔｅｒｒｕｂｒｕｍ（Ｃ
ＢＳＡ３７４７７）などがある。

酵素として、これら細菌の菌体をそのま５、あるいは菌
体から抽出して、あるいはまた、これらを包括法や架橋
法などを応用して固定化した固定化酵素が使用できる。

反応方式としては、反応槽中に蔗糖溶液と酵素を加えて
反応させる攪拌槽方式、固定化酵素をカラムに充填して
これに蔗糖溶液を通液するプラグフロ一方式のいずれも
使用することができる。

反応させる蔗糖は、グラニュ糖のような純粋なものでも
、また尿糖、洗糖、せ蔗糖、ビート糖、あるいは製糖工
場、精製糖工場中間蜜などでもよく、反応させるときの
蔗糖溶液の濃度は１０〜４０’Ｂｘが好ましい。

反応温度は５℃から４０℃の範囲をとることができ、蔗
糖の約７０〜９２％がパラチノースｌど変換するが、こ
の場合存在する全糖類に対し、果糖とぶどう糖の合量で
約２〜２０％が必ず副生じ、反応温度が上昇するほどそ
の生成量は増大する。

また、これら三つの糖以外に、インマルトース等の三糖
類や三糖類が若干副生するが、これらの生成量と反応温
度との間には、ぶどう糖、果糖に見られるような関係が
ない。

第１表は、反応温度と、全糖類に対する生成果糖、ぶど
う糖含量の百分率、その他の糖類の百分率との関係を示
す代表的な例である。

第１表反応温度ぶどう糖＋果糖その他の糖類／／全全糖
全糖５ ℃ ２．２係７．０％ＩＱ
ｕ５．Ｑｔｔ６
．５１１１５Ｉｔ７．Ｑ
ｕ５．Ｑ１１２０ｔｔ
８．３ｎ６．５１１
２５／／１０．７１／
６．Ｉ１１３０ｕ１３．４
ｔｔ５．３ｕ３３Ｉｔ
１６．７ｎ５，４１１３
５ｔｔ１７．６ｕ
６．６ｕ４０Ｎ２１．０
〃６．２ｔｔ反応を停止させたのら、バッチ方式
の場合、通常、反応液から濾過、遠心分離などの手段で
酵素を除去する。

酵素として細菌菌体を使用したときは、キトサンなどの
凝集剤により予め沈降分離すると効果的である。

酵素除去後、通常、精製剤を用いて糖液を精製するが、
このとき強酸性カチオン交換樹脂（Ｈ形）および弱塩基
性アニオン交換樹脂（ＯＨ形）を用いると、脱塩と５も
に糖液の渋味が極めて有効に除去される。

つぎに、このようにして得られた糖液は、真空蒸発濃縮
したのち全量固形化する。

全量固形化する手段としては、固結粉砕法、噴霧乾燥法
、ドラム型真空乾燥法、泡沫乾燥法などを使用すること
ができる。

固結粉砕法を具体例で説明すると、糖液を高度ｌこ濃縮
し、粘稠な白下状とした後、冷却、固化させ、破砕しな
がら温風を送って乾燥させ、粉砕する方法によって固形
化するものである。

噴霧乾燥法は濃縮した糖液または白下状となった糖液と
、すでに粉末化した本発明の糖類配合物とを別々に遠心
力によって薄膜状となし、この２層を交叉衝突せしめ固
化作用気体で造粒固化する方法である。

蔗糖溶液は結晶しやすく、現在甘味料として用いられる
蔗糖製品はほとんど結晶状態である。

しかし、蔗糖溶液中に果糖、ぶどう糖が混在すると、結
晶生長速度が著しく遅くなることは周知の事実である。

また純粋蔗糖を上記方法で全量固形化することもできる
が、果糖、ぶどう糖が混在すると、その量が多（なるに
したがい固形化することが全（不可能となる。

ところが、本発明の場合は、パラチノースの結晶生長速
度が遅いにもか５わらず、果糖、ぶどう糖の合量が２〜
２０％含まれている状態で極めて容易に生成糖類を上記
方法で全量固形化させて、顆粒または粉末状にすること
ができる。

このことは従来全く予期できない事実である。以上のよ
うにしてつくられる本発明の糖類配合物の糖類組成百分
率は、以下の範囲に入る。

パラチノース７０〜９２係ぶどう糖＋果糖２〜２０％蔗糖０〜５％その他の糖類３〜８％本発明の糖類配合物の製造コストは、結晶化の場合に較
べて著しく安くなり、さらに結晶状のパラチノースや蔗
糖と比較して、以下に述べるように従来者えられない有
用性がある。

まず現在もつとも一般的な甘味料であり、虫歯になりや
すいとされている蔗糖に比較して、本発明の全量固形化
糖類配合物は、パラチノースと同様、虫歯になりにくい
栄養甘味料であることである。

Ｓ、ｍｕｔａｎｓを人の歯と５もに５係の本全量固形化
糖類配合物を加えた培地と、５係の蔗糖を加えた培地で
培養を行なったところ、蔗糖の場合は歯に大量の歯垢が
付着したが、本全量固形化糖類配合物の場合は、歯垢の
生成が見られなかった。

従来、本配合物のように好ましい甘味をもち、粉状また
は顆粒状となった抗側蝕性甘味料はない。

これは就学までの児童１００人中９７人までが虫歯をも
つといわれる現状ｌこ対し、今後砂糖の代替甘味料とし
ての有用性は極めて大きいことを示している。

また本発明の糖類配合物とステビア抽出物を配合した場
合、ステビア抽出物の好ましくない味を著しくマスキン
グするという長所があり、抗削蝕性と共に低カロリーの
好ましい甘味をもった複合甘味料としての用途がある。

つぎに本発明の糖類配合物水溶液に炭酸ソーダ、炭酸マ
グネシウムのような化合物を加えてｐＨ９以上のアルカ
リ性とし、水素添加反応をした場合、インマルテットを
主体とし、ソルビトール、マンニトールなどが含まれた
糖アルコール類になる。

このようにして得られるインマルチットを主体とする糖
アルコール混合物は、容易に全量固形化することができ
、低カロリーで虫歯になりｌζくへはゾ砂糖の半分の甘
味度をもつ甘味料となる。

甘味の質は蔗糖に似て良好であり、また溶解度も本発明
の糖類配合物よりもさらに上昇する。

また反応液からインマルチットを結晶化して分離するこ
ともできる。

上記のインマルテットを主体とする糖アルコール混合物
または結晶インマルチットに、特願昭５２−７Ｉ３号に
示された蔗糖誘導体系の各種甘味料、特に４，１’、６
’−トリクロロ−４，１’、６’−トリデオキシガラク
トシュークロースを配合すると、従来具られない甘味の
質が良好な、抗剛蝕性、低カロリーの甘味料となる。

一方、本発明の糖類配合物水溶液をアルカリ性とするこ
となく、そのまＮラネーニッケルなどの触媒を用いて水
素添加反応をした場合、インマルチット、グルコピラノ
シド−Ｉ、６−マンニトールを主体とし、ソルビトール
、マンニトールなどが含まれた糖アルコール類ｌこなる
。

これら混合物は蔗糖に似た甘味の質をもち、虫歯になり
にくい、また低カロリーの甘味料となる。

つぎに本発明の特徴の一つである反応温度の違いにより
、製品昌り２係〜２０％まで果糖、ぶどう糖含量を増加
させることができるが、それによって本発明の糖類配合
物は、つぎのような長所をもつ。

（１）甘味の質が果糖、ぶどう糖、その他の糖類の
存在するためパラチノースとの複合甘味効果によって、
パラチノースに比較して深みと厚みを増し、さらに好ま
しい甘さとなる。

同時に甘味度がぶどう糖、果糖含量増大にともない、パ
ラチノースの１．１倍から１．５倍まで増加する。

（２）溶解度がパラテノールよりも上昇し、溶けやすく
なる。

（３）本配合物は、蔗糖、パラチノースに比較して、加
熱着色が容易に起り、またアミノ酸と反応してメイラー
ド反応を起しやすいので、それによって食品特にスポン
ジケーキ、佃煮、米菓などにおいて、香気形成、抗菌性
が大となり、また油脂に対する抗酸化性も増加すると考
えられる。

またパンやケーキに使用した場合、すみやかに褐変する
ので、焼き上げ時間を短くしたり、焼き上げ温度を低く
することができる。

（４）本配合物は、保湿性大で食品に加えた場合、水分
の減量や乾燥を防ぎ、製品の仕上りを美しくシ、新鮮度
を保ち、日持らをよくする。

（５）本配合物水溶液を濃縮してキャンディを製造する
場合、パラチノースや蔗糖の場合に比較して、低温でキ
ャンディ化し、長期間放置しても結晶し難い。

（６）高級和菓子類の柔軟剤、つや出し、湿潤調整、風
味の改良に効果的に利用できる。

結晶パラチノースは、このような目的には本配合物のよ
うに有効に使用することができない。

したがって、食品によってもつとも適したぶどう糖、果
糖含量の本糖類配合物を選び使用することができる。

以下に実施例によって本発明をさらに具体的に説明する
。

実施例 ■ ５ｅｒｒａｔｉａｓｐ、ＮｃＩＢＡ８２８５を肉エキ
ス寒天培地の斜面培養から、滅菌したつぎの組成の培地
に接種して、好気的な条件下、温度２８℃で培養する。

培地組成蔗糖５０？／ｌＣ，Ｓ、
Ｌ３０／／Ｎａ２ＨＰＯ４２〃ＮａＣｔ３／を水道水を
加えて全量１００ＭｐＨ（ＮａＯＨまたはＨＣｌで調整）７．０培養槽は３ｔのミニファーメンタ−を用い、上記培地２
ｔを仕込み、攪拌７００ｒｐｍ、通気速度Ｉｔ／
ｍｉｎとし、約１ｃｒｎ２の寒天培地上の菌体を無菌水
にサスペンドしたものを接種し、１６時間培養した。

培養後、培養液を連続式遠心分離機を用い、１００ＯＯ
Ｇ、滞留時間１５分で処理し、沈澱した菌体を集めた。

回収された菌体量は、培養液１を当り約３０ｆ（ｗｅｔ
）であり、パラチノース生成酵素の活性は、菌体１グ（
ｗｅｔ）当り４．６Ｘ１０２単位であった。

なお、上記のパラチノース生成酵素活性の定義は次のよ
うに定めた。

すなわら、２０％ｗ／ｖ蔗糖溶液中、ｐＨ７，０，
温度２０℃において反応させたとき、１分間に１μモル
の蔗糖を分解してパラチノースを生成する酵素活性を１
単位とする。

上記の方法で得た酵素を用い、基質蔗糖濃度を３０ｗ
／ｗ％とし、反応中ＩＮＮａＯＨによってｐＨ７０に
保って反応させた。

その結果は第２表のとおりであった。

反応液は珪藻土を濾過助剤として減圧濾過し、ろ液を２
０℃でアンバーライトＩＲ１２０Ｂ（Ｈ形）およびア
ンバーライトＩＲＡ９３（ＯＨ形）カラムを通して脱塩
した。

このときアンバーライ）ＩＲ１２０Ｂ（Ｈ形）カラム通
液にともなうパラチノースの加水分解は全く見られなか
った。

脱塩液を減圧濃縮して固形分８０〜８５％にし、結晶を
含む粘稠な白下状とした後、冷却して固化させ、破砕し
ながら温風を送って乾燥させ、最後に粉砕して製品とし
た。

製品の分析値は第３表のとおりであった。

本楯類配合物の特性のうち、甘味度、甘味の質、保湿性
、溶解度につき試験した結果を以下に示す。

甘味度：結晶パラチノースを水に溶解し、濃度１９．３
％のパラチノース水溶液とし、これと同じ甘味度となる
各種ぶどう糖、果糖含量の本糖類配合物サンプルの濃度
を求め、濃度比から甘味度を求めた。

官能検査は熟練した５名のパネルを用いた。

その結果は第４表のとおりであった。甘味の質：蔗糖の
７．７８％水溶液を標準として、それと等甘味度の結晶
パラチノース、本発明の糖類配合物水溶液を調製し、熟
練した５名のパネルにより甘味の質を調べた。

その結果は下記のとおりであった。

保湿性：６０〜８０メツシユに粒度を揃えた結晶パラチ
ノース、本発明の糖類配合物（ぶどう糖、果糖含量５％
および１１．６％）を、一定関係湿度の容器に６日間貯
蔵し、水分含量を測定した。

対照として上白糖を用いた。

結果は第５表のとおりであった。

以上に示すように本糖類配合物は、結晶パラチノースに
比較して甘味度が上昇し、また甘味の質も好ましくなる
。

さらに結晶パラチノース、上白糖に比較して平衡水分含
量が犬で、種々の食品に対し、湿潤調整、水分減量防止
に効果的に使用できることがわかる。

溶解度二図面に本発明の糖類配合物のうち、以下【こ分
析値を示すようなぶどう糖、果糖合量１１％のもの５溶
解度と、蔗糖、結晶パラチノースの溶解度の測定結果を
示した。

これｌζより本糖類配合物は、パラチノースよりも溶け
やすくなることがわかる。

溶解度を測定した本発明の全量固形化糖類配合物の分析
値水分１．０％パラチノース８０．０％果糖、ぶどう糖１１．０％その他の糖９．０％灰分０．０５％以下実施例２パラチノース生成酵素含有菌体は、実施例１と同様にし
て培養し、連続式遠心分離機を用いて菌体を集めた。

回収された菌体量は、培養液１を当り約３０ｆ（ｗｅｔ
）であり、パラチノース生成酵素の活性は、菌体Ｉｆ
（ｗｅｔ）当り４．７Ｘ１０２単位であった。

甘蔗を圧搾して得られた甘蔗針を、石灰を加えて清浄し
、濃縮して３０ｗ／ｗ％としたシラツブに上記の酵素
を加え、反応中１ＮＮａＯＨによってｐＨ７，０に保っ
て反応させた。

その結果は第６表のとおりであった。

反応液は珪藻土を濾過助剤として減圧濾過し、減圧濃縮
して固形分８０〜８５％にし、結晶を含む粘稠な白下状
とした後、冷却して固化させ、破砕しながら温風を送っ
て乾燥させ、さらに粉砕して製品とした。

製品の分析値は第７表のとおりであった。

なお、原料シラツブの固形分当りの分析値は下記のとお
りであった。

蔗穂僑還元−）灰／Ａ殉その他嗟）８０．０６．６４．Ｉ９．３実施
例３（尿糖を原料とする場合）尿糖をＢｘ、３０、ｐＨ７，０の水溶液とし、液
温を２０〜３０℃の間の所定の温度に調整した後、実施
例２と同様にして得た酵素含有菌体を蔗糖ｉｙに対して
７単位となるように添加して、攪拌し、ＩＮＮａＯＨ
溶液を滴加することによりｐＨを７．０に維持しながら
２４時間反応させた。

反応後、遠心分離して沈澱物を除去し、減圧濃縮して固
形分８０〜８５優にし、種晶を加えて起晶してから冷却
して全体を半固形状とし、押出造粒機にかげてペレット
状に成形した。

このペレットを回転ドラムドライヤーで乾燥し、次に冷
却した後、粉砕して製品とした。

酵素反応温度と製品の組成の関係は第８表のようになっ
ていた。

実施例４（Ａｆｆｉｎａｔｉｏｎ５ｙｒｕｐを原料とする
場合）尿糖から精製糖を製造する工程で生ずる洗糖蜜を
Ｂｘ、３５に稀釈し、ｃｕｔｏｆｆ分子量２０，００
０のアクリルニトリル限外渥過膜を有するチューブラ−
型モジュールを取り付けた現外沢過装置により、固形分
透過率７５％まで限外濾過して透過液を得た。

透過液の組成は次のようであった。固形分３４．
０％蔗糖２３．８％転化糖４．１％有機非糖分３．８％灰分２．３％この透過液のｐＨを７，０、温度を２０〜３０℃の間の
所定の温度に調整した後、実施例２と同様にして得た酵
素含有菌体を蔗糖ＩＰに対して７単位となるように添加
して攪拌し、ＩＮＮａＯＨを滴加することによりｐＨ
を７．０に維持しながら２４時間反応させ、遠心分離し
て上澄液を回収した。

反応温度と上澄の組成の関係は第９表のようであった。

これらの液を、減圧濃縮してＢｘ、９０とし、パラチノ
ースの種晶を加えて冷却することにより固形化し、粉砕
し、乾燥して耐着水分１％以下にし、製品とした。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の糖類配合物、蔗糖および結晶パラチノー
スの溶解度の測定結果を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

１蔗糖をパラチノースに変換する細菌の酵素により蔗
糖をパラチノースに変換するに際し、反応温度を５℃か
ら４０℃の範囲で変化させることによって、副生ずるぶ
どう糖、果糖の含量を、全糖類に対して２〜２０％に制
御し、生成糖類を全量固形化することを特徴とする糖類
配合物の製造法。