JPS6225950A - ロイクロースの製造方法 - 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】 本発明の対象は固形または液状の食品、嗜好品および餌
料用の甘味剤に関する。更にこの発明はその甘味料の製
造法並びに、糖尿病患者用に適しカリエス原になること
がなく、エネルギー論的に充分に利用出来、認容性が良
く、殊に、純度の良い甘味剤の使用法に関する。

ロイクロース（５−Ｑ−α−Ｄ−グルコピラノシルーＤ
−フルクトース）は、従来サッカロース溶液にロイコノ
ストックメンテロイド類を作用させてデキストランを合
成する場合の望ましくない副産物としてしか見られてい
ない（Ｕ、ベーレンス１Ｍ、リングファイル著「微生物
源ノポリ糖類」アカデミ−出版ベルリフ、１９８４．３
７−３９頁参１ｔｆｌ）。Ｄ１０バイトおよびエクルン
トの研究（炭水化物研究１２１　（１９８３）２７Ｌ−
２８８頁によるとフルクトースはフルクトース：サッカ
ロースの１：１なる比の場合、約８５％のデキストラン
と、２゜２％のラクトースおよびイソマルトースの混合
物か得られている。

その混合物からロイクロースを分離精製することは極め
て困難であるので、この五糖類の性質は実際ｌ・また研
究されておらす、報告されていない。その分離精製はロ
イクロースが工業的に実施できるポリスチロールスルホ
ン酸塩カチオン交換樹脂では、そのカルンウム型でクロ
マトグラフ−１−グルコースやサッカロースと同様の態
度を示し、それ故、それら２つの成分を実質ト除去出来
ない故に殊に困難である。

ＪＡＣ８７８，２５１４−２５１８（１９５Ｂ）にはデ
キストラン製造の副生物としてのロイクロースの、原料
サッカロースに対して７．９％なる収率での分離が説明
されている（２５１６頁第２欄第４完全項参！Ｉｆｌ）
。その後の２つの項には「ロイクロースの性質」なる題
］」でこのロイクロースはそれはと■くはない」という
報告かある。この記載は極めて漠然としている。何故な
らば、例えばサッカロースと比較した相対１１味度を全
く記載していないからである。それはと１↑くない糖類
とは、甘味がサッカロースの約３０％である、例えばラ
クトースを邑味している。糖類の約５０％の１１味度を
持つグルコースですら既に１１いと言われている。ラク
トースの低い１１味度の故に、ラクトースは甘味剤とし
ててはなく、！、として充填剤、刀古増強剤および錠剤
充填剤として使用されている。

出願人により行われた相対的１１味度の新しい／Ｉ１１
定にょって初めて、ロイクロースのけ味度かサッカロー
スの約５０〜６０％伯であり、従ってグルコースよりは
少し１−に位することが判った。文献中に見られた「そ
れはとＩＦ＜ない」という記載が、食品工業において、
何人をもロイクロースの製造方法を開発する様に動機づ
けしなかったことは間違いない。

ビオヘミ−７９巻５４９−５５３頁（１９Ｅ３１．）に
は、ストレプトコッカスポービスによるデキストラン１
成に際しての副生物を説明している。ロイクロースはサ
ッカロースに対して１．５％なる収率で収得された（第
１表参照）。この文献はロイクロースの性質および利用
の可　　　　゛能性に就いては全く言及していない。

［炭水化物研究Ｊ　６２０（１９７８）２８１．−２８
７頁にはグルコースを原料としてのロイクロースの化学
的全合成法が説明されている。この合成法の収率は、全
工程で約３％である。５３％なる収率は、合計１３王程
の僅かに最終工程だけのものでしかない。その全合成法
は利学的な興味だけのものでしかなく、未だ嘗て経路的
なロイクロースの合成法が問題になったことはない。

「栄養」第８巻５２３−５３１頁（１９８４）はデキス
トラン分解物（ａｂ　１ａｅｕｆｅｎ　）の糖類および
動物消化器官中でのそれらの、特にロイクロースを顧慮
しての出来高を報告している。このデキストランの分解
物（Ａｂｌａｕｆｅ）はＪＡＣ５７８２５１４−２５１
８頁（１９５Ｅりに説明されているものに対応している
ので、サッカロースに対して約８％の収率と考えてよい
。この引用文献の前書きには、成程デキストラン製造に
際して得られる母液はダイエツトの目的に使用できる旨
の指摘がある。しかしながら、それは人間の栄養物とし
て利用できる筈の、主成分たるフルクトースを考慮して
いることは疑いない。その調査の目的は、そのデキスト
ラン分解物のその他の成分が生理的に認容性であるかど
うか、それ故、前辺って分離することなしに人間の栄養
物として使用出来るかどうかを明らかにすることであっ
た。

今、純粋のロイクロースを大計製造する工業的に利用で
きる方法を開発することに始めて成功した。更にこの調
査により、ロイクロースがカリエス原となることなく、
糖尿病患者にも適当でエネルギー論的に充分に利用出来
、完全に認容性のある甘味剤として使用できるというこ
のものの性質が明らかになった。

即ち、ストレプトコッカス　ムタンスでのカリエスに対
する標準テストで、酸の生成は全く観察されないことが
観察された。更にロイクロースは、グルコースの受容体
ではないので、懸念されたプラグ−（Ｐｌａｑｕｅ）生
成を起こすデキストランを全く生成しない。腸内菌での
試験によってロイクロースは、マルトースの分解速度の
約１１５〜１／３に相当する速度で分解することが判っ
た。

ロイクロースはこうして、エネルギー論的に完全に利用
可能な炭水化物である。そしてサッカロースやマルトー
スに比べて分解速度が低い。それ故サッカロースやマル
トースによる血中グルコースの典型的に峻しい−Ｉ−昇
を起こすことがない。それ故、ロイクロースは、サッカ
ロースやマルトースに対比してインシュリン分泌を全く
起こさせないか、本質的に僅か許り起こさせるたけであ
ると期待できる。それ故、ロイクロースは糖尿病患者に
とっても、殊に適当である様に思われる。腸内菌による
分解に際しは、グルコースの血液像に直接影響を与える
グルコースの５０％しか生成せず、そしてフルクトース
が５０％生成する。フルクトースは、周知の様にグルコ
ースの血液像に少なくともある限界内でしか負荷を与え
ることがない。フルクトースは肝臓を経由して著しく新
陳代謝され、グルコースの生成に関与している。

腸内菌によるロイクロースの分解は極めて急速に進１テ
するので、分解しない極く僅のものしか、大腸には到達
せず、極めて遅い新陳代謝による下痢を起こすことがな
い。このことは、殊に子供の場合、そして糖尿病患者の
場合にも極めて市姿である。今初めて明らかにされた正
確な測定結果により、初めてロイクロースはサッカロー
スの約３８％の速度でしか分解せず、それ故、糖尿病患
者にとって糖代替物質として適切であることが確認され
た。

ロイクロースを大鼠に経済的に製造し、精製することが
今や可能となった為、この糖体を食料−嗜好品及び飼料
用の甘味剤として固形、又は液杖で使用する可能性が生
じた。その際、１１゛味剤のロイクロース含量は少なく
とも５０重Ｍ％であるべきである。しかし乍ら本発明に
よると、ロイクロースは少なくとも９８％なる純度で製
造することが直ちに可能である。但し、ロイクロースを
カリエス原でなく、糖尿病に適したエネルギー源的に充
分に利用できる認容性の良好なｌ↑味剤として使用する
場合、少なくとも９８重石％の純度で既に充分である。

ロイクロースの本発明による製造方法の場合、デキスト
ラン及びイソ−マルトオリゴ糖類、並びに幾らかのフル
クトースの混合物として生成する。デキストラン及びイ
ソ−マルトオリゴ糖類は少なくとも部分的には容易に分
離可能であるから、ロイクロースは少なくとも５０重石
％の含量で生成する。フルクトースも低級のイソ−マル
トオリゴ糖類も甘味剤として使用できるので、一連の使
用目的にとってはロイグロース、果糖及び低級のイソ−
マルトオリゴ糖類からなる直接生成混合物はそのまま使
用できる。しかし乍ら、フルクトースもデキストラン及
びイソ−マルトオリゴ糖類をもクロマトグラフィーによ
り大部分分離できるので、少なくとも９５、殊に９８重
Ｍ％なる純度でロイクロースが得られる。

しかし乍ら、所望によっては、ロイクロースは他の公知
の１ｆ味剤と混合することも出来る。その場合サッカロ
ース、チクラマート、アセスルファムに、アスパルタム
及びタリフの様な甘味剤を考慮することができる。ある
種の他の使用目的としては、しかし砂糖代替物、ソルビ
ット、マンニット、マルナット、キシリット、バラチニ
ット（Ｒ）及びリカジン（Ｒ）との混合物も問題になる
。

少なくとも５０重鼠％の純度を持つロイクロースの本発
明による製造方法は、サッカロースを１０００１．Ｕ。

酵素当たり、少なくとも１００ｍｍｏｌのフルクトース
の存在下、α−（１−６）−グルコシール　トランスフ
ェラーゼと混合し、デキストランとイソ−マルトオリゴ
糖類を少なくとも部分的に分離することを特徴とするも
のである。その反応は、２６５〜３１０になる温度範囲
、４゜５−８．０なるｐＨ値で実施するのが良い。サッ
カロースの濃度は経済的な理由から出来るだけ高く選択
される。

原則的には、７０％のサッカロースの１度も可能である
が、その様な高いサッカロースの濃度の場合はその反応
速度が低下する。２０％以下の濃度では収率が低下し、
後の処理において、不要のエネルギー支出を必要とする
。

それ故、３５−５０％のサッカロース澗度で操作するの
が良い。

アクセプターとしての使用フルクトースはサッカロース
からのその方法の過程中で生成するので、その方法の間
中フルクトース１度は実質的に一定に保持されている。

グルコースは更に本質的に、より良好なアクセプターで
あるから、生成したグルコースは極めて急速にイソ−マ
ルトオリゴ糖類及びデキストランへと更に反応する。こ
の反応の終結後はこうして、実際上、サッカロースやグ
ルコースが最早存在しないので、それらを分離する必要
は最甲全くない。デキストランとイソ−マルトオリゴ糖
類は少くとも部分的には自体公知のやり方、例えばクロ
マトグラフィーにより、その混合物から分離出来る。カ
ルシウム型のポリスチロールスルホン酸塩カチオン交換
樹脂を用いて、これらＩＩ＋生物およびフルクトースを
実質的に完全に除去することが出来る。

この方法はサッカロースの水溶液をフルクトースと酵素
との混合物に添加し、添加したサッカロースを出来るだ
け急速に反応させ、反応混合物中の濃度が常に低いまま
である様に実施するのが良い。

別の優れた実施態様はグルコシルトランスフェラーゼを
担体に固定するか若しくは多孔性の担体に閉じ込める点
に存する。担体への酵素の結合は原則的に酵素を担体に
結合する全ての常法によって行うことが出来る。但し、
その結合によって酵素の活性が余り著しく減少してはな
らない。酵素は多孔性担体中に閉じ込められていても良
い。例えば、ピース状にアルギナート中に入れ、その形
でフルクトースおよびサッカロースと反応させることも
出来る。この場合も１０００１．Ｕ、酵素に対して少な
くとも１００、殊に３００關ｏ１のフルクトースが存在
する様に注意すべきである。サッカロースに対するロイ
クロースの収率は本発明によると４０％、またはそれ以
」−である。副生物として生成するデキストラン及びイ
ソ−マルトオリゴ糖類は常法で使用出来、この方法の経
済性を高くする。

分離方法としては、殊に「ザイツエクスクルージョンゲ
ル」でのクロマトグラフィーまたはカルシウム型のポリ
スチロールスルホン酸塩カチオン交換樹脂が用られる。

殊に、デキストランおよび高分子のイソ−マルトオリゴ
糖類はクロマトグラフィーに先立って、例えば膜分離法
、例えば超ろ過で分離出来る。殊に、カルシウム型のポ
リスチロールスルホン酸塩カチオン交換樹脂でのクロマ
トグラフィーはフルクトースの除去をも可能にする。フ
ルクトースは所望により、更に、その方法中に加えるこ
とが出来る。というのはフルクトースは常に同じ量で生
成され、従って触媒機能は引き受けている様に思われる
からである。

以下、記載の実施例は本発明によるロイクロースの製法
および精製法を更に詳細に説明するものである。

天！４１Ａ　Ｌ ４０００ｇの結晶フルクトースを２９８にで、７５００
１、Ｕ、／１の活性を持つ酵素α−（１６６）−グルコ
シル−トランスフェラーゼの水溶液６　ｌに溶解する。

この／＃液のｐ　Ｈは５．４であった。この溶液にｐＨ
５，４の４０％サッカロース溶液３０　１を加えた。４
８時間の後サッカロースの含有量は乾燥物中１％より少
なかった。そしてラクトースの含有量は３０．１％であ
った。それは仕込みサッカロースに対して４０．１％の
収率に相当する。

実施例」 ３２０１、Ｕ、なる活性を持つデキストランサッカラー
セ溶液４０１を４％のナトリウムアルギネート溶液に入
れ攪拌した。この酵素／アルギネート溶液を１％塩化カ
ルシウム　溶液にピペットで満々加えた。そうすること
により、アルギネートはゲル化してピース状の粒子を造
る。これを蒸留水で洗浄した。このデキストランサッカ
ラーゼを含むこのアルギネートビーズをカラムにいれ、
１９６１のゲル床を造る。酵素活性は１．３１．　Ｕ、
　／ｍｌアルギネートゲルである。このゲル床を通して
１００ｇ溶液当たり４５ｇのサッカロースとｌＯｇのフ
ルクト一スを含有するサッカロース／フルクトース水溶
液８ｍｌ／ｈをポンプで注入する。ゲル床から流出した
溶液は３２．８％のロイクロースを含んでいた。これは
→Ｊラッカースに対して４０．０％に収率に対応してい
る。

実施例−１ 例１により得られたロイクロースを含み３５％の乾燥物
を有する水溶Ｍ１ＢＫｇを、カルシウムイオンを負ｒａ
工したポリスチロールスルホン酸塩カチオン交換樹脂の
高さ６ｍの分離塔に入れた。１時間当たり蒸留水３５１
／ｈを注入することにより、分離塔にあるサッカロース
を溶出した。５１１の初流ののち、次の３８１の間に幾
らかのデキストランとイソ−マルトオリゴ糖類が溶出し
た。次の３１のフラクションは１１２ｇのロイクロース
及び３９ｇのその他の糖類を含んでいた。それに続く１
２１のフラクシヨンは９６．１％なる純度のロイクロー
ス１０４１ｇを含んでいた。次の３１には５０ｇのフル
クトース及び２ｇのグルコースの他に、１５８ｇのロイ
クロースを更に溶出した。

こうして得られたロイクロース溶液は所望の場合、甘味
剤としてそのまま利用できる。更に７０ツブに濃縮する
ことも出来る。固形のロイクロースは例えばその溶液を
凍結乾燥することにより得ることができる。

１２一 実施例−」− 例３により得られ、第２回目のクロマトグラフィーによ
り９８．１％なる純度に精製したロイクロースのフラク
ションをストレプトコッカス　ムタンス　ＮＣＴＣ１０
４４９を用いて酸生成の試験をした。その際、プロトン
１成は酸性化試験におけるｐＨの低下を記録するか、自
動逆滴法によるアルカリ消費（一定ｐＨで）を記録する
ことにより調べた。ロイクロースは酸を全く生成しない
ことが判った。ロイクロースはグルコースにとっては悪
い基質であるから、デキストランも全熱生成しなかった
。腸内菌での試験の結果、ロイクロースの分離速度は、
マルトースの分離に比べて、約１１５〜１／３であるこ
とが判った。分離生成物、フルクトースとグルコースと
はかくして小腸で現れ、エネルギーとして完全に利用さ
れることができる。分離していないロイクロースは実際
１・大腸には全く到達しなかった。

夫！１ｉｉＩ例」 ７．５００１．Ｕ、／ｌなる活性を持つ酵素α−１−６
−ゲルコジルートランスフエラーゼ（デキストランサッ
カラーゼ）の水溶液１．６１中に２０００ｇの結晶フル
クトースを２９８にで溶解した。この溶液のｐＨ−（＋
１は５．４であった。この溶液中に、５２００ｇのサッ
カロースを含むサッカロース水溶液１３　１を７０時間
以内にポンプで入れた。サッカロース添加終了２Ｍ、１
１間後、サッカロースの含有量は、反応混合物の乾燥物
の１％以下であり、ロイクロースの含μは３８．１％で
あった。

それは仕込サッカロースに対し５２．７％の収率に相ｉ
ｌｉする。

そのロイクロースを７５〜８０％なる乾燥物に濃縮した
溶液に結晶核を加え、除々に（１〜３度／時））に冷却
した。こうしてロイクロースが融点１５９〜１６０℃；
［α硝０＝　　８．８”で斜方晶形の一水化物として得
られた。

代理人弁理上（６３３４）砂川　五部 電話　（４０２）９０８８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少なくとも５０重量％のロイクロースを含有する
   ことを特徴とする固形または液状の食品、嗜好品および
   飼料用の甘味剤。 （２）少なくとも９５重量％のロイクロースを含有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲１の甘味剤。 （３）甘味物質および砂糖代替物質の群から選ばれた１
   つまたは多数の甘味剤を附加的に含有することを特徴と
   する特許請求の範囲１または２の甘味剤。 （４）サッカロースを、１０００Ｉ．Ｕ．の酵素当たり
   少なくとも１００ｍｍｏｌのフルクトースの存在下、α
   −（１−６）グリコシールトランスフェラーゼと反応さ
   せ、デキストランおよびイソ−マルトオリゴ糖類を少な
   くとも部分的に除去することを特徴とする少なくとも５
   ０重量％の純度を持つロイクロースの製造方法。 （５）純度を少なくとも９５重量％に高める為、ロイク
   ロースからフルクトースおよびイソーマルトオリゴ糖類
   をクロマトグラフィーで除去することを特徴とする特許
   請求の範囲４の使用法。 （８）少なくとも５０重量％の純度を有するロイクロー
   スの食品、嗜好品および飼料用の固形または液状の甘味
   剤の使用法。 （７）ロイクロースが少なくとも９５重量％の純度を有
   することを特徴とする特許請求の範囲６の使用法。 （８）甘味物質および砂糖代替物質の群から選ばれた１
   つまたは多数の甘味剤との混合物として存在することを
   特徴とする特許請求の範囲６または７のロイクロースの
   使用法。 （９）カリエス原となることなく、糖尿病患者に適して
   いてエネルギー学的に充分に利用出来て、認容性の良い
   甘味剤として少なくとも９５重量％なる純度をもつロイ
   コロースの使用法。