JPS6147520B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、限外ろ過により多糖類、オリゴ糖類
および／または二糖類含有塊茎状植物（tuberous
plants）から単糖類を回収する方法に関するもの
である。

フルクトースを、3/4がイヌリン炭水化物から
成る炭水化物をほぼ20重量％含むチコリ植物（チ
コリウム インチブス（Cichorium intibus））の
根から回収することができることが知られてい
る。主に以下の２つの回収方法が知られている。
即ち、 (a) 先ずチコリの根を切り刻み次いで熱水抽出し
て、含まれる糖類を回収する方法である。この
ようにして得られた液汁に酸、好ましくは塩化
水素酸を添加して、含まれる多糖類、オリゴ糖
類および二糖類を単糖類に加水分解する。次い
で得られた加水分解された液汁を、好ましくは
酸化カルシウムで中和する。このようにして生
成したカルシウム・フルクトセートをろ過によ
り繊維およびアルブミンの如き不溶性成分から
分離する。次いでろ過ケークを水洗してこの中
に尚含まれる残りのカルシウム・フルクトセー
トをろ液に移す。しかる後にフルクトースを、
例えば塩化水素酸で酸性化することによりろ液
に含まれるカルシウム・フルクトセートから遊
離する。このようにして得られたフルクトース
のシロツプから、回収操作中に主要部分におい
て添加されたイオンを除去する。

この既知方法には、含まれている炭水化物、
即ちグルコースの10〜15％が失われるという問
題（大量の水の浪費問題）がある。しかし、こ
の方法の利点は高フルクトース分を有するフル
クトースシロツプが得られることである。

(b) 他の方法は、先ずチコリの根を同様に切り刻
み次いで水で抽出して、含まれる糖類を回収す
る方法である。しかる後に、得られた液汁を、
例えば塩化水素酸で酸性化し、次いで例えば酸
化カルシウムで中和する。ろ過および洗浄の
後、ろ液をイオン交換体に通して（添加され
た）イオンを除去し、脱色する。

(a)で述べた方法に対し、(b)の方法はグルコース
の損失が極めて小さいという利点を有する。

しかし、液汁中の多糖類、オリゴ糖類および二
糖類の解水分解並びに蛋白質およびペクチンの沈
澱を、(a)および(b)の両方法ともに酸（塩化水素
酸）で酸性化することにより行なう必要がある。
かかる液汁をイオン交換体で処理することによつ
て酸性化することができないのは、液汁に含まれ
る溶解した蛋白質およびペクチン分子がイオン交
換体上に析出し、その結果かかるイオン交換体が
その大部分においてその活性を失うからである。
液汁を予めろ過しても、尚蛋白質およびペクチン
を液汁から十分に除去することはできない。

糖の他の技術分野はグラニユー糖からの転化糖
の製造方法に関するものである。上記製造方法に
従い、グラニユー糖水溶液を製造し、次いでこれ
を酸、好まくはクエン酸または酢酸で加水分解す
る。添加した酸の中和によりカルシウム−フルク
トセートを沈澱させ、次いでこれを洗浄した後
に、カルウム−フルクトセートを酸と反応させる
ことにより分解する。次いでこの希釈した溶液を
濃縮し、−10℃まで冷却する。この温度におい
て、含まれるフルクトースおよびグルコースの大
部分が別々に晶出する。

チコリの根からフルクトースを回収するための
上記方法は、塊茎状植物を水で抽出することによ
り得られた液汁に、大きな不純物並びにペクチン
およびアルブミン不純物を含まないイヌリン含有
透過液を得ることのできる限外ろ過処理を直接施
すことを本質とする方法により改善し且つ簡単化
することができることを見い出した。従つてこの
生成物を、イヌリンを加水分解するための陽イオ
ン交換体（H⁺−形態）による問題を生ずること
なく酸性化することができる。加水分解中に温度
を２分以内に60〜130℃まで上昇させるのが好ま
しい。この際に陰イオンが除去される。これによ
り、約15重量％のフルクトースを含むフルクトー
スシロツプが得られる。

この方法の利点は、炭水化物の任意損失が殆ん
ど起こらず、また得られたシロツプに異種イオン
が存在しないことである。また、経済上および生
態学上の観点から、環境汚染がこのような処理に
よつて生じないことは極めて重要なことである。

同様の方法に従い転化糖を希薄液汁から直接製
造することができるため、その後再度水に溶解さ
せることを要する転化糖の製造および精製を省略
することができる。これは、細分化した（すりお
ろした）砂糖大根（および／またはマンゲル
（mangels））を水で抽出した後に得られた液汁を
10℃以下の温度で限外ろ過し、次いで10℃以下の
温度の透過液をH⁺−陰イオン交換体で処理し、
しかる後にそれ自体既知方法で晶出させることの
できる転化糖の殆ど純粋なシロツプを得ることに
より達成することができる。

両方法とも殆ど同じ様にして行なうことができ
るため、本発明の本質は次のことを特徴とする限
外ろ過による多糖類、オリゴ糖類および二糖類含
有塊茎状植物からの単糖類の回収方法である。即
ち、多糖類、オリゴ糖類および／または二糖類含
有塊茎状植物の根をすりおろすことにより細分化
し、この細分化した材料を暖められてない水で抽
出し、次いで抽出物を先ず限外ろ過し、更に脱塩
化し、得られた溶液に含まれる糖類を該溶液を陽
イオン交換体（H⁺−形態）に通すことによりま
たは酸で酸性化することにより加水分解すること
を特徴とする。

すりおろすことによつて細分化した材料の固り
をこの中に含まれる大部分の液体から先ず分離
し、次いで18℃以下の水で抽出するのが好まし
い。

抽出における接触時間は例えば１時間以下とす
る。

10℃以下の温度を有する水で抽出を行なうので
好ましい。

更に、抽出のための水の使用量を得られた溶液
が14〜20重量％の多糖類、オリゴ糖類および二糖
類を含むようにすることが極めて重要なことであ
る。

抽出物に入つてくるナトリウムおよびカリウム
塩は、かかる抽出物をイオン交換体に通すことに
よりこれから取り除く。

塊茎状植物は、細胞が破壊され、これから容易
に糖類が得られるように最初にすりおろしする必
要がある。

すりおろした後に液汁とパルプとを出来るだけ
良好に分離する。適当な分離方法は以下に示す方
法である。

(a) 細胞の液汁を洗い出すことのできる回転バス
ケツト付き遠心篩の使用； (b) 真空バンドろ過器の使用； (c) スクロール付きソリツド−ボウルデカンタの
使用。

プレスとバンドろ過器を一体的に使用するのが
好ましい。すりおろした生成物は全く容易にプレ
スすることができるので、糖類の損失を著しく減
ずることができる。

上記塊茎状植物の他に、他の塊茎状植物、例え
ばひまわりの塊茎（Heliantus tuberosis）、トピ
ナンバー（Topinambur）およびきくいも
（Jerusalem artichoke）も本発明の方法に従い適
当に処理することができる。

次に本発明を実施例につき説明する。

実施例 洗浄したチコリの根100Kgを、ポテトのでんぷ
ん工業に一般に使用されているおろし器によりす
りおろした。このようにして得られたすりおろし
生成物、即ち濃厚なかゆを、向流原理に従い連続
的な多段階洗浄法において18℃の水で洗い出し、
次いでパルプと液体とを分離した。この操作をス
クロール付ソリツド−ボウルデカンタで行なつ
た。かかるデカンタを３個直列に使用した。脱糖
化し遠心分離されたパルプを最終（３番目）のデ
カンタから得た。この最終デカンタには、10℃の
純粋な水と混合された既に一部脱糖化したパルプ
を第２段階のデカンタから供給した。水の量は最
小量とした。これは向流原理を適用するためであ
る。

イヌリンが主である15.9Kgの炭水化物を含む
110Kgの細胞液汁を限外ろ過して、ガムおよび蛋
白質の如き巨大分子（分子量≧20000ダルトン）
を除去した。炭水化物の損失を減ずるために、
2.2Kgの水をダイアフイルトレーシヨン
（diafiltration）のために用いた。滞留物は陽イオ
ン交換体上に析出物を形成することにより脱塩化
に影響を及ぼす不所望な不純物を含んでいた。

透過液は、極めて低い割合で単糖類を含む炭水
化物15.7Kgを含有していた。透過液流を、H⁺−
形態の陽イオン交換樹脂（IR−210）に通した。
液汁中の金属イオンは樹脂のH⁺−イオンと置換
されるため、酸性度が著しく低下した。

この場合PH値は2.1〜1.95の間で変動した。

加水分解後の温度は70℃であつた。

かかる温度と酸性度において30分間の滞留時間
経過後、加水分解は50％まで進行し、90分後には
95％以上まで進行した。

次いで加水分解生成物を陰イオン交換樹脂によ
つて脱陰イオン化した。

すつかり脱塩化された液汁をカルシウム−遊離
活性炭で十分に脱色した。極めて純粋な液汁を
12.1Kgのフルクトースと1.4Kgのグルコースを含
むシロツプに濃縮した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 限外ろ過により多糖糖、オリゴ糖類、およ
   び／または二糖類含有塊茎状植物から単糖類を回
   収するにあたり、塊茎状植物の根をすりおろすこ
   とにより細分化し、この細分化した材料を暖めら
   れてない水で抽出し、次いで抽出物を先ず限外ろ
   過し、更に脱塩化し、得られた溶液に含まれる糖
   類を、該溶液を陽イオン交換体（H⁺−形態）に
   通すことによりまたは酸で酸性化することにより
   加水分解することを特徴とする塊茎状植物からの
   単糖類の回収方法。 ２ 先ず、すりおろすことによつて細分化した塊
   茎状植物をこの中に含まれる液体からその大部分
   を分離し、次いでこれを18℃以下の水で抽出する
   特許請求の範囲第１項記載の回収方法。 ３ 抽出を１時間以内の接触時間において18℃以
   下の水で行なう特許請求の範囲第１または２項記
   載の回収方法。 ４ 抽出を10℃以下の水で行なう特許請求の範囲
   第１〜３項のいずれか一つの項記載の回収方法。 ５ 抽出のための水の使用量を、得られた溶液が
   14〜20重量％の多糖類、オリゴ糖類および／また
   は二糖類を含むように選定する特許請求の範囲第
   １〜４項のいずれか一つの項記載の回収方法。 ６ 限外ろ過したチコリの根の抽出物を、60〜
   130℃において２分以内で陽イオン交換体に通す
   ことにより加水分解する特許請求の範囲第１項記
   載の回収方法。 ７ マンゲルおよび／または砂糖大根から得た限
   外ろ過した抽出物を、それ自体既知である方法で
   晶出させる特許請求の範囲第１項記載の回収方
   法。