JPS61132200A - 糖液の脱塩方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は糖液の脱塩方法に係り、特に塩類を含む糖液を
カラムクロマトグラフィーにより糖分と塩分とに分離す
るこセにより糖液を効率的に脱塩する糖液の脱塩方法に
関する。

［従来の技術］ 澱粉、デキストラン等の酵素や酸分解物等の糖液を用い
て精製糖を製造する工程においては、清浄化処理の一環
として糖液の脱塩を行なっている。

従来、糖液中の塩類の除去にはイオン交換樹脂法が採用
されている。イオン交換樹脂法による脱塩においては、
イオン交換樹脂として１強塩基性アニオン交換樹脂／強
酸性カチオン交換樹脂あるいは弱塩基性アニオン交換樹
脂／強酸性カチオン交換樹脂が用いられ、装置形式とし
ては、ｚ基或或は混床式等がある。（例えば特公昭３９
−このうち強塩基性アニオン交換樹脂を用いると、糖液
中の陰イオンの大部分を除去することができるので、従
来の糖液の脱塩装置では、必ずといって良いほど１強塩
基性アこオン交換樹脂が使用されている。

しかるに、強塩基性アニオン交！＋！Ｉ樹脂のＯＨ形の
ものは糖を吸着する性質を有することが知られており、
被脱塩糖液の通液が終了した時点で、強塩基性アニオン
交換樹脂にＯＨが残っていれば、この残留ＯＨにより糖
の吸着が起こり、糖の損失が生じる。このため糖分の回
収率が低減するという問題点があった。また、ｐＨ変化
に伴う糖の変質の可能性も考えられる。

そこで、糖液の脱塩に弱塩基性樹脂を使用することが考
えられており、その他の方法として一部交換基をＯＨ形
から塩形に変換させた強塩基性樹脂を用いることが本出
願人より先に提案されている。（特願昭５９−１６９１
０’７、以下「先願」という、） ［発明が解決しようとする問題点］″ 上記先願の方法によれば、糖回収率を下げずに糖液の脱
塩を行なうことが可能である。

しかしながら、糖液の精製の主目的が脱塩そのものでな
い場合、例えば糖の分離が主目的であってなおかつ脱塩
をも所要程度行なう必要がある場合には１分離用のイオ
ン交換装置に加えて脱塩用のイオン交換装置が必要とな
り、イニシャルコスト、ランニゲコストの両面からみて
好ましくない、（即ち、■イオン交換樹脂により脱塩し
た後、カチオン交換樹脂で糖の分離を行なう、あるいは
、■カチオン樹脂又はアニオン樹脂″ｃｌ！を分離（ア
ニオン樹脂で分離する場合はホウ酸錯体）した後、脱塩
する等の方法により、糖液の脱塩及び分離を行なうが、
■、■いずれの方法によっても、複数の装置及び工程が
必要となり、メンテナンス、コスト、その能様々な面に
おいて、経済的、工業的に極めて不利である。） これに対し、糖液の脱塩と、各Ｓ成分の分離（以下、［
単離」という、）とを同時に行なえる方法として、ゲル
濾過法があるが、この方法は充填剤が非常に高価である
という短所があり、そのため、装置のスケールアップが
コスト的に困難である。また、充填剤の粒径が１かいた
め１通液圧損が大きいという欠点もある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の問題点を解消し、糖液の脱塩と共に
糖の屯敲をも行なうことができる糖液の脱）ｔ１方法を
提供するべくなされたものであって、 塩類を含む糖液をカラムクロマトグラフィーにより脱塩
する方法において、イオン交換基を持たない合成吸着剤
の充填剤を充填したカラムに、該糖液を注入した後、溶
離液を注入して塩類を分離することを特徴とする糖液の
脱塩方法、を要旨とするものである。

以下に本発明につき詳細に説明する。

本発明において、脱塩の対象となる原液としては、グル
コース、フルクトース、オリゴ糖等の。

単糖及び／又はオリゴ糖等の糖類の液が挙げられる。こ
れらのうち、オリゴ糖としては、グルコース重合度１　
＝　Ｉ　Ｏ（Ｇ　ｌ−Ｇｇ＋　）程度のオリゴ糖よりな
る糖液が挙げられる。このような糖液は。

でんぷんの酸による加水分解又は酵素による分解によっ
て簡単に得られる。

本発明の方法において、効果的に処理することができる
糖液の糖濃度は、３０％程度以下、望ましく　ｉｔ　５
〜１５％である。

このような被脱塩糖液に含有される塩類としては、でん
ぷんの分解等の糖の製造過程で混入する塩類、例えばＮ
ａＣ１等が挙げられ、その濃度は通常の混入量程度であ
れば十分′に効率良く脱塩することができる。

本発明においては、このような原液をイオン交換基を持
たない合成吸着剤の充填剤を充填したカラムに注入する
。

充填剤としては、ダイヤイオンＨＰ２０、ダイヤイオン
５Ｐ２０７　（いずれも三菱化成工業（株）製）、７ン
バーライトＸＡＤ　（ロームアンドハース社製）シリー
ズ等の多孔性のポリマー（ハイポーラスポリマー）が挙
げられるが、糖の吸着力が比較的強いことから、特にダ
イヤイオン５Ｐ２０７が好ましい、充填剤の粒径は細か
く均一であるものほど好ましいが、一般に市販されてい
るものをそのまま用いるのでも十分に脱塩を行なうこと
ができる。

カラムとしては、数十Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ’の圧に耐
えるものであれば良く、その材質に制限はない、充填剤
は、タップ法、振動法あるいはスラリー充填法等の通常
の方法によりカラムに密に充填する。

原液及び溶離液の通液方向は、上向流、下降流のどちら
でも良く、その流速は特に制限はないがＳＶｏ　、　２
〜３　、　Ｏｈ　ｒ−’（１）範囲、特に好ましくはＳ
Ｖｏ　、４〜１．０ｈｒ−程度が好適である。

処理温度は分離性の向上及び糖液の腐敗防止対策上５０
℃以上が好ましいが、防腐対策が万全であれば常温でも
良い。

通液方法は、通常のカラムクロマトグラフィーにおける
方法と同様で良く、純水置換済みの充填カラムに、まず
原液をポンプにより注入させる。

この原液供給量は、カラムの充填剤量に対し２０容量％
程度まで可能であるが、望ましくは５〜ＩＯ容量％とす
るのが良い１次いで、バルブの切り換え等により、カラ
ム供給液を原液から溶離液に切り換え、原液と同流速で
溶離液を注入する。

これにより吸着剤に吸着されない塩類は溶離液により押
し出され溶出する。一方、吸着剤に吸着された糖類は溶
離液により押し出され展開する。これにより糖類は重合
度の小さいもの（ＩＩＩら分子　ｉｄの小さいもの）か
ら順に大きいもの（即ち分子量の大きいもの）へと、溶
出し単離されることとなる。

溶離液としては水（とりわけ純水）及び／又は稀薄なア
ルコール水溶液を用いるのが好ましい。

本発明において　カラムから塩類を溶出分離させるため
には、塩類はイオン交換基を持たない合成吸着剤に吸着
しないことから、水を用いるので十分であるが５分子量
の大きい糖類（例えば重合度が４（マルトテトラオース
）以上のオリゴＷ）になると充填剤への強い吸着力のた
めに、水では容易に溶離しなくなる。従って重合度４以
上のオリゴ糖等の分子量の大きい糖を溶離させるには、
エタノール等のアルコールの稀薄な水溶液を用いるのが
好ましい、溶離液のアルコール濃度は濃いほど溶離させ
る力が強いので、溶離目的物質の分子量に応じてアルコ
ール濃度を適宜変える。アルコール濃度の目やすとして
は１例えば重合度５のオリゴｔＪｓ（マルトペンタオー
ス）であれば、濃度３１１　ｌＩ１％程度のエタノール
水溶液で十分溶離するこ、　　とができる、溶離液のア
ルコール濃度を１サイクルの中で変える場合には、通常
の液体クロマト法の手法であるステップワイズ法又はグ
ラジェント法を採用するのが有効である。

本発明の方法においては、使用する溶離液あるいは溶出
時間等をＩＩＩ整することにより、糖液の脱塩の程度を
種々変えることができ、これにより。

回収糖液の塩類濃度をコントロールすることもできる。

このようにして、溶離液によりカラムから原液に含まれ
る塩類及び糖類をクロマト的に分離して流出した溶出液
は、　　ＲＩ　（示差屈折計）等により含まれる塩類及
び糖分を検出し、フラツジ、ンコレクター等で分取する
０分取した。糖分のみあるいは目的とする特定の糖分と
許容範囲内の他成分を含有するフラクションから、通常
の蒸発法又は逆浸透膜法等によって水及び／又はアルコ
ール水溶液を除いて濃縮し、必要に応じて乾燥し、目的
とする糖分を回収する。目的とするフラクション以外の
、例えば糖分と若干峻の塩類との混合液や、目的とする
糖分とこれに隣接する糖分との混合液等は、そのまま廃
棄しても良いが、原液に戻して再処理するのが好ましい
。

本発明においては、このような操作により糖液の脱塩を
効率的に行なうことかでさる。また、数種類のオリゴ糖
からなる糖液をｍ場と同時に単離することも可能である
。

本発明で用いる合成吸着剤は、イオン交換基を持たない
ので、再生等の処理を必要とせず、何口でも使用するこ
とがでさる。

［作用］ グルコース、フルクトース、オリゴ糖等の糖類は、イオ
ン交換基を持たない合成吸着剤に吸着する性質を有する
。一方、塩類はイオン交換基を持たない合成吸着剤に全
く吸着しないので１本発明により、ａと塩分の分離、即
ち糖液の脱塩が効果的に行なわれる。

糖の吸着は、糖と充填剤との間の親和力及び吸着力に甚
くものと考えられる。従って１分子量の大きいもの、即
ち重合度の大きいもの程充填剤との親和力、吸着力が大
きいことから、溶離するまでの時間、あるいは溶離液量
を多く必要とする。

このため、分子量の小さいもの、即ち重合度の小さいも
のから順に溶出分離され、カラムから分取されることと
なり、これによって、オリゴ糖等の糖液の分子量差（重
合度差）に基〈単離が達成できる。

なお、イオン交換基を持たない合成吸着剤に吸着した糖
は、その吸着力が強塩基性アニオン交換樹脂（ＯＨ形）
の場合の吸着力に比べてはるかに弱いので、溶離液とし
て水及び／又は稀薄なアルコール水溶液を用いることに
より、はぼ完全に溶離させて回収することが可能である
。従って、本発明の方法においては、脱塩によって糖の
回収率が損なわれることがない、また１本発明の方法に
おいては、塩分は、カラム内の空隙（充填剤の樹脂間及
び樹脂内の容積）量よりも若干多い量（カラム内での塩
分の拡散分だけ前記空隙容積量よりも増える。）の溶離
液で全祉溶出される。

このような本発明の分＃機構から明らかなように、単糖
に比ベオリゴ糖の方が糖と塩類との分離性が良く脱塩効
率が高いが、単糖でも十分に脱塩が可能である。

［実施例Ｊ 以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。

実施例１ オリゴ糖としてマル）−オリゴ糖Ｇ１−Ｇ４の等景況合
液（各々２．５重量％、総濃度１０重量％）であって、
塩類としてＮａＣ見を１０ｇ７文含む液を原液とし、本
発明の方法により糖液の脱塩を行なった。充填剤として
はダイヤイオン５Ｐ２０７を市販品のまま用い、これを
カラム（２０ｍｍφ、４０００ｍｍＨ１容Ｍ１２５８ｍ
ＪＬ）に密に充填した。このカラムに原液を充填剤量に
対して７容量％の割合となるように流入させ、次いで溶
離液として純水を５Ｖ＝０．８２ｈｒ−’（ＬＶ＝２．
４８ｍ／ｈｒ）の流速で通液した。

処理温度は常温（２０℃）とした。

溶出液のクロマトグラムを測定したところ、第１図の破
線で示される溶出曲線が得られた。また、５分間毎の溶
出液のフラクションを高速液体クロマトグラフで分析し
て求めたＧ　＋　”　Ｇ　４の各々のマルト・オリゴ糖
及びＮａＣ１の溶出曲線は第１図の実賑で示す如くであ
った。

第１図から明らかなように、約８３〜８５分後までに、
ＮａＣ見は１００％溶出している。また、グルコース（
Ｇ＋）の溶出曲線のピークはこれよりも後に現れており
、特にマルトース（Ｇ２）以上の分子量の大きいオリゴ
糖は１００％ＮａＣ１よりも後側に溶出し、完全にＮａ
Ｃ１と分離されている。従って、各オリゴ糖のフラクシ
ョン毎に回収処理を行なうことにより、脱塩と共にオリ
ゴ糖の単離も達成できることが明らかである。

［効果］ 以上詳述した通り、本発明の糖液の脱塩方法は、イオン
交換基を持たない合成吸着剤の充填剤を充填したカラム
を用いてクロマト的に溶離するものであり。

■　クロマト分離によりｐＨ変化のない、Ｓ液の脱塩が
できるため、糖の変質のおそれがない。

■　充填剤は、イオン交換をしないため再生を必要とせ
ず、しかも安価である。

■　回収時間を調整することによって１回収糖液中の塩
類濃度のコントロールが可能であることから、様々な塩
類濃度の糖液を調製することができる。

■　溶離は水又は稀薄なアルコールでも十分に行なえる
。

■　用いる装置は極めて簡易な構成のものである。′ （Φ　特にオリゴ糖においては、糖回収率を損ねずに脱
塩することができ、しかも脱塩と同時にその分子量差（
ｆｆｉ合度差）に甚く分離を１つの装置で行なうことが
できる。

等の様々な利点を有することから、経済的、工業的に極
めて有利に、高い糖液回収率で糖液の脱塩もしくは脱塩
及び単離を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られたクロマトグラムを示す図で
ある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩類を含む糖液をカラムクロマトグラフィーによ
   り脱塩する方法において、イオン交換基を持たない合成
   吸着剤の充填剤を充填したカラムに、該糖液を注入した
   後、溶離液を注入して塩類を分離することを特徴とする
   糖液の脱塩方法。
2. （２）糖は単糖及び／又はオリゴ糖であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の脱塩方法。
3. （３）溶離液は水及び／又は稀薄なアルコール水溶液で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の糖液の脱塩方法。