KR0182615B1 - 락토네오트레할로오스, 그 제조방법 및 용도 - Google Patents

락토네오트레할로오스, 그 제조방법 및 용도 Download PDF

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Abstract

O-β-D-갈락토피라노실 -(1→4)-O-β-D-글루코피라노실 α-D-글루코피라노시드의 식으로 나타내어지는 신규의 당인 락토네오트레할로오스는 락토오스와 전분물질을 함유하는 수용액에 당 전이 효소를 작용시켜 제조한다.
락토네오트레할로오스는 비환원 올리고당인데 흡습성이 없고 만족스러운 품질과 적당한 단맛을 가지고 있다.
이러한 특성으로 인하여 경구 투여용 제품, 화장품 및 의약품 등의 제조시에 락토네오트레할로오스를 극히 유용하게 사용할 수 있다.

Description

락토네오트레할로오스, 그 제조방법 및 용도
제1도는 결정성 락토네오트레할로오스 시료의 적외선 흡수 스펙트럼.
제2도는 결정성 락토네오트레할로오스 시료의 현미경 사진 (배율 : x50).
제3도는 결정성 락토네오트레할로오스 시료의 분말 x 선 회절도.
본 발명은 신규의 당과 그 제조방법 및 용도에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 하기 구조식의 O-β-D-갈락토피라노실-(1→4)-O-β-D-글루코피라노실 α-D-글루코피라노실로 나타내어지는 락토네오트레할로오스 (lactoneotrehalose)와 그 제조방법 및 용도에 관한 것이다.
O-β-D- 갈락토피라노실 -(1→4)-D-글루코오스의 식으로 나타내어지는 락토오스는 포유동물의 젖에 존재하는 당(糖)으로서 오랫동안 알려져 왔다. 버터와 치이즈 같은 유제품(乳製品)이 최근 많이 제조되고 있음에 따라 부생물인 락토오스가 다량생산되고 있다. 락토오스가 용매중에서는 환원성, 갈변반응(browining reaction)저용해도를 나타내기 때문에 그 사용이 제한되어 초콜렛, 츄잉검 및 정제(錠劑)제조에만 사용되고 있다.
실제로 락토오스 생산량은 그 소비를 초과하고 있으므로 해서 그 비축량이 과잉이고, 따라서 락토오스 생산을 억제하고 있는 실정이다.
락토오스의 특성과 결점을 개선한 신규의 당류를 얻고자 이제까지 여러 가지시도가 있었다.
예를 들자면 Bailey 등의 보고[Nature, Vol.176, pp. 1164-1165(1965)]에 의하면 락토오스와 수크로오스를 함유한 배지중에서 바타코커스 아라비노사세우스(Batacoccus arabinosaceous) 종 (種) 미생물을 배양했을 때 O-β-D- 갈락토피라노실 -(1→4)-O[-α-D-글루코리파노실-(1→2)]-D-글루코피라노오스가 생성된다는 것을 발견하였고, Okada등의 일본국 특허 공개 공보 제98,093/73호에서는 락토오스와 전분 부분 가수분해물에 당전이 효소를 작용시켜 전분 부분 가수 분해물로부터 글로코실 잔기를 락토오스의 갈락토실 잔기로 변화시킴으로써 올리고당을 환원시키는 방법을 개시(開示)하고 있으며, Igarashi등의 일본국 특허 공개 공보 제205, 793/87호에서는 락토오스와 전분 부분 가수분해물에 메밀 또는 쌀로부터 얻는 α-글루코시다아제를 작용시키는 단계를 포함하는 O-α-D-글루코피라노실 -(1→3)-O-β-D-갈락토피라노실 -(1→4)-D-글루코오스의 제조방법을 개시하고 있다.
그러나 이들 선행 기술에 개시된 당류들은 모두가 갈변 반응을 일으키기 쉽고 락토오스의 결점을 결코 개선할 수 없는 환원성 올리고당이다.
락토오스로부터 수득할 수 있고 락토오스의 결점을 해소할 수 있는 만족스런 안정성, 수용성 및 감미도를 가진 신규의 당류 개발에 대한 요구가 커지고 있다.
본 발명자들은 위와 같은 락토오스의 결점을 해소하기 위하여 당전이 반응을 이용하여 락토오스로부터 수득할 수 있는 각종 당류에 대하여 연구를 수행한 결과, 원래의 락토오스와는 달리 비환원성, 만족스런 안정성, 수용성 및 소요의 감미도를 가진 O-β-D-갈락토피라노실-(1→4)-O-β-D-글루코피라노실 α-D-글루코피라노시드의 식으로 나타내어지는 신규의 당인 락토네오트레할로오스를 발견하여 본 발명을 완성한 것이다.
본 발명은 O-β-D-갈락토피라노실 -(1→4)-O-β-D-글루코피라노실 α-D-글루코피라노시드의 식으로 나타내어지는 락토네오트레할로오스와 그 제조방법 및 용도에 관한 것이다.
락토네오트레할로오스는 화학 합성법으로 제조할 수는 있겠으나 보다 바람직한 방법은 락토오스와 전분 물질을 함유한 수용액에 당전이 효소를 작용시켜 유리하게 락토네오트레할로오스를 생성시키는 생화학적 방법이다.
본 발명에서는 시판되고 있는 락토오스를 사용할 수도 있고, 필요에 따라서는 락토오스를 함유하는 젖이나 유청(乳淸)등과 같은 락토오스 조제품(粗製品)을 본 발명에 사용할 수 있다.
본 발명에 유리하게 사용할 수 있는 전분 물질의 예로서는 호화(糊化) 전분, 액화 전분, 가용성 전분, 전분 부분 가수분해물 및 전분 당전이물 전분 제품이 있다.
본 발명에서 가장 바람직한 당전이 효소는 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제(cyclomaltodextrin glucanotransferase) (EC 2.4.1.19)이지만 α-글루코시다아제(EC 3.2.1.20)와 β-갈락토시다아제(EC 3.2.1.23)등의 기타 효소도 사용할 수있다.
시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제를 사용할 경우 바실루스(Bacillus) 및 클렙시엘라(Klebsiella) 속(屬)의 미생물로부터 유도된 것들도 유리하게 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 α-글루코시다아제의 예로서는 페니실리움(Penicillium) 및 뮤코르(Mucor) 속(屬) 미생물로부터 유도된 것들이 있다. 본 발명에서 사용되는 β-갈락토시다아제의 예로서는 스포로보로마이세스(Sporoboromyces) 및 라넬라(Rahnella) 속(屬) 미생물로부터 유도된 것들이 있다.
당전이 반응을 일으키는 것이면 어느것이나 본 발명에서 사용할 수 있겠지만 반응에 의해 락토네오트레할로오스가 생성되는 한 사용되는 효소에 적합한 반응조건을 택하는 것이 좋다. 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제 또는 α-글루코시다아제를 당전이 효소로 사용할 경우 이들중 하나를 락토오스와 전분 물질(예: 전분 부분 가수분해물)을 함유한 수용액에 작용시켜 전분물질로부터 α-글로코실 잔기를 락토오스의 글루코실 잔기로 전이시킴으로써 락토네오트레할로오스를 생성시킨다. 위의 반응에 있어서, 락토오스에 대한 전분물질의 바람직한 중량비는 통상적으로 0.1 ~ 100배, 바람직하게는 0.2 ~ 20배 범위이다. β-갈락토시다아제를 사용할 경우 락토오스와 전분 당전이물인 네오트레할로오스를 함유한 수용액에 β-갈락토시다아제를 작용시켜 락토오스로부터 β-갈락토실 잔기를 네오트레할로오스의 글루코실 잔기로 전이시킨다. 이 경우에 있어서, 락토오스에 대한 전분 물질의 바람직한 중량비는 통상적으로 0.01 ~ 10배 범위, 바람직하게는 0.05 ~ 2 배 범위이다.
위의 효소반응에 있어서, 온도와 pH를 통상적으로 20 ~ 80。C 및 3 ~ 9에서 각각 선택하고 필요에 따라서는 효소를 고정화 (immobilization)하여 반복해서 사용할 수 있다.
이들 당 전이반응중에서 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제를 사용하는 방법은 당(糖) 공여체로서 저렴한 전분 물질을 사용하여 락토네오트레할로오스를 고수율로 얻을 수 있기 때문에 일반적으로 가장 좋은 방법이다. 특히 바실루스 스테아로더어모필루스 (Bacillus Stearothermophilus) 유래의 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제를 사용할 경우에 있어서, 이것을 비교적 고온에서 기질(substrate)에 작용시킬수가 있고, 반응액중에서의 전분 물질의 노화현상과 미생물의 오염을 억제하며 당전이 반응을 용이하게 한다는 등의 이유로 해서 공업적인 관점에서 극히 바람직하다.
이 경우에 있어서, 통상 덱스트로오스 당량(DE)이 약 1~50인 전분 부분 가수 분해물, 호화전분, 액화전분, 아밀로덱스트린 및 시클로덱스트린등의 전분물질과 락토오스를 함유한 수용액에 전분 물질 1g당 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제 1단위이상, 바람직하게는 10~ 1,000단위를 약 1~100시간, 바람직하게는 약 4 ~ 70시간 작용시키면 락토네오트레할로오스와 더불어 락토네오트레할로오스에 하나 이상의 α-글루코실 잔기가 결합한 올리고당류, 예를 들자면 α-글루코실 락토네오트레할로오스, α-말토실락토네오트레할로오스, α-말토트리오실 락토네오트레할로오스 및 α-말토테트라오실 락토네오트레할로오스 등과 같은 α-글리코실 락토네오트레할로오스를 생성시킨다. 이어서 이들 올리고 당류를 글루코아밀라아제로 처리하여 락토네오트레할로오스를 생성시켜 축적시킨 다음 이것을 회수한다.
글루코아밀라아제 대신 β-아밀라아제를 사용하면 락토네오트레할로오스, α-글루코실 락토네오트레할로오스 및 말토오스를 생성시켜 축적하게 된다.
위에 나온 당전이 반응은 가수분해 반응을 수반하거나 수반함이 없이 건조 고형물 기준으로 통상적으로 약 5 ~ 40%의 락토네오트레할로오스를 함유하는 락토네오트레할로오스 함유 용액을 생성하는데, 이 용액을 여과하고 정제하여 액체를 수득한 후 사용한다. 이 액체를 농축하여도 좋고 필요에 따라서는 건조시켜 시럽이나 고체로 할 수도 있다.
일반적으로, 락토네오트레할로오스의 장점을 증대시키자면 락토네오트레할로오스 함유 용액을 분리하고 정제하여 락토네오트레할로오스 함량이 많은 생성물을 얻어 이를 사용하는 것이다. 이러한 분리 및 정제는 예컨대 함유된 협잡당류를 함께 제거하는 한 효모를 이용한 발효법, 멤브레인 여과법, 분별 침전법, 결정화법 및/또는 칼럼 크로마토그래피법 등으로 실시할 수 있다. 특히, 일본국 특허 공개 공보 제23, 799/83호 및 제72,598/83호에 게시되어 있는 강산성 양이온 교환수지를 사용하는 칼럼 크로마토그래피법을 사용하여 함유된 협잡 당류를 제거하고 락토네오트레할로오스 함량이 많은 획분을 얻을 수 있다. 이 경우에 있어서, 고정상 (床)법, 이동상법 및 의사(擬似) 이동상법을 적절히 사용할 수도 있다.
락토네오트레할로오스는 락토네오트레할로오스 함량이 많은 용액의 농축물로부터 쉽사리 결정화하기 때문에 용액으로부터 결정질 락토네오트레할로오스를 유리하게 제조하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 결정질 락토네오트레할로오스의 제조방법에는 통상적으로 포화도가 1.05 ~ 3.5인 락토네오트레할로오스 용액을 제조하는 공정단계, 더욱 구체적으로는 건조 고형물 기준으로 60%이상의 락토네오트레할로오스를 함유하는 당질(糖質)을 농도가 약 30 ~ 95%인 용액으로 제조하는 공정 단계와, 용액을 동결시키지 아니하고 락토네오트레할로오스 결정의 융점을 초과하지 아니하는 온도, 예컨대 약 10 ~ 100。C 범위의 온도에서 용액을 유지함으로써 락토네오트레할로오스의 결정화를 촉진시키는 또 다른 공정단계를 포함하고 있다.
본 발명에서 사용되는 결정화 단계에는 결정화 장치중에 비교적 고온, 예컨대 40 ~ 80。C로 유지된 락토네오트레할로오스의 과포화 용액을 투입하여 종자 결정 0.1 ~ 20% 존재하에 완만히 교반하면서 용액을 점차로 냉각시키면서 결정화를 촉진시키는 단계를 포함한다. 수득한 매스키트(massecuite)로부터 결정질 락토네오트레할로오스를 수거하기 위해서는 결정질 락토네오트레할로오스를 수득할 수 있는 한 종래의 방법, 예를 들자면 분리법, 블록(block) 분쇄법, 유동상 조립법(造粒法) 및 분무 건조법 등을 사용한다. 분리법은 바스켓형 원심분리기를 사용하여 매스키트를 결정질 락토네오트레할로오스와 모액(당밀:molasses)으로 분리하는 것이다. 수득한 결정질 락토네오트레할로오스에다 필요에 따라 소량의 냉수를 분무하여 쉽사리 세척할 수도 있다.
나머지 세가지 방법은 당밀을 제거하지 못하기 때문에 수득한 매스키드에서 락토네오트레할로오스의 순도를 향상시키지는 못하지만 제품의 수율을 증대시킨다. 따라서 제품중에는 통상적으로 기타 당 성분과 함께 결정질 락토네오트레할로오스를 함유한다. 당 성분은 사용된 효소반응에 따라 달라진다. 즉, 글루코아밀라아제와 더불어 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제를 사용할 경우에 있어서, 최종 제품중에는 락토네오트레할로오스외에 락토오스와 글루코오스를 통상적으로 함유한다. β-갈락토시다아제를 사용할 경우에 있어서, 최종제품중에는 락토네오트레할로오스와 더불어 락토오스, 네오트레할로오스 및 글루코오스를 통상적으로 함유한다.
블록 분쇄법의 경우에 있어서, 농도가 85 ~ 95%이고 결정화율이 약 10 ~ 60%인 매스키트를 통상적으로 약 0.5 ~ 5일간 방치함으로서 전체 성분을 결정화하고 블록(block)상으로 고화한 다음 스크레이핑(scraping)또는 절삭(cuting)등의 방법으로 분쇄하고 건조하여 당밀을 함유하는 저흡성의 결정질 분말을 얻는다.
분무 건조법의 경우에 있어서, 농도가 65 ~ 80%이고 결정화율이 약 20 ~ 40%인 매스키트를 통상적으로 결정질 락토네오트레할로오스를 용융시키지 아니하는 고온공기, 예컨대 60 ~ 100。C의 공기를 통풍시키면서 분무건조한 후 30 ~ 60。C의 공기 통풍하에 약 1 ~ 20시간 동안 숙성시켜 당밀을 함유하는 저흡습성의 결정질 분말을 얻는다.
분말의 이화학적 특성, 예컨대 융점과 비선광도 등은 건조 고형물 기준으로 락토네오트레할로오스 함량에 따라 달라진다.
통상적으로 락토네오트레할로오스 함량이 낮을수록 융점은 폭 넓게 저하한다. 분말의 흡습성은 락토네오트레할로오스 함량이 낮을수록 증가한다. 따라서, 분말중의 락토네오트레할로오스 함량을 최종 용도에 부합하게끔 적절히 선택하여야 한다. 락토오스는 용매중에 거의 용해하지 아니하고 갈변 반응을 일으키기 쉬운 환원성 올리고당인 반면, 락토네오트레할로오스는 락토오스와는 달리 실질적으로 비흡습성이고 극히 안정하며 물에 쉽사리 용해될 뿐만 아니라 고품위이며 적절한 감미도를 가진 비환원성 올리고당이다. 락토네오트레할로오스를 경구 투여했을 때 락토네오트레할로오스가 소장(小腸)에서 에너지원으로써 주로 동화되는 한편 락토네오트레할로오스의 일부는 대장(大腸)으로 가서 미생물 생장을 선택적으로 촉진시키기 때문에 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속(屬) 미생물의 증식 촉진제로서 사용된다. 더욱이 충치 유발 미생물은 락토네오트레할로오스를 거의 동화하지 못하므로 락토네오트레할로오스를 충치 유발가능성이 적은 감미제로 사용할 수 있다. 락토트레할로오스는 안정성이 만족스럽기 때문에 풀룰란(pullan), 히드록시에틸 전분등과 같은 결합제와 더불어 정제(錠劑)용 당의제(sugar coating agent)로 유리하게 사용할 수 있다.
락토네오트레할로오스는 유효성분 및 활성을 쉽사리 상실하게 되는 생리 활성물질, 올리고당 및 아미노산을 안정화하는 성질이 있을 뿐만 아니라 기타 당류에 대하여 양호한 화학적인 안정성, 삼투압 조절성, 부형제(賦形劑), 광택 부여성, 보습성(保濕性), 저발효성, 결정석출 방지성 등의 특성을 가지고 있다.
이들 장점으로 인하여 경구투여용 제품, 예를 들자면 식품, 음료, 담배, 사료 및 애완용 동물 먹이나 화장품, 의약 등의 제조시에 락토네오트레할로오스는 극히 유용성을 가지게 된다.
락토네오트레할로오스는 더 처리할 필요없이 감미를 부여하기 위한 조미료로 사용할 수도 있다. 필요에 따라서는 한가지 이상의 기타 감미제, 예를 들자면 전분당 분말, 글루코오스, 말토오스, 수크로오스, 이성화당, 꿀, 메이플 슈거, 소르비톨, 디히드로칼콘, 스테비오시드, α-글리코실 스테비오시드, 레바우디오시드, 글리시리진, L-아스파르틸, L-페닐알라닌 메틸 에스테르, 사카린, 글리신 및 알라닌 등의 중에서 한가지 이상 적당량을 락토노에트레할로오스와 함께 사용할 수 있다.
락토네오트레할로오스를 덱스트린, 전분 및 락토오스 등의 증량제와 혼합한 후 사용한다.
분말형태의 락토네오트레할로오스를 단독으로 성형하거나 증량제 , 부형제 및/또는 결합제와 혼합하여 성형하여 과립형, 구형(求刑), 짧은 막대모양, 판상, 입방체 또는 정제로 만들어 사용한다.
락토네오트레할로오스는 비교적 내산성과 내열성이 크고 신맛, 짠맛, 쓴맛, 단맛, 떫은 맛을 가진 기타 물질과 조화가 잘되는 감미를 가지고 있기 때문에 락토네오트레할로오스를 일반적으로 식품이나 윰료에 사용하여 감미를 부여하고 맛과 품질을 개선할 수 있다.
따라서 락토네오트레할로오스를 일반적으로 식품과 음료, 예를 들자면 간장, 분말 간장, 된장, 분말 된장, 모로미(moromi), 히시오(hishio), 후리카케(furikake), 마요네즈, 드레싱, 식초, 산바이-주(sambi-zu), 분말 수시-수(sushi-su), 츄카-노-모토(chuka-no-moto), 텐쯔유(tentsuyu), (튀김 음식용 국물), 멘쯔유(mentsuyu:일본식 국수용 국물), 우스터 소오스(Worcester sauce), 케찹, 야키니쿠-노-타레(yakiniku-no-tare)(고기 구이용 국물), 카레루(curry roux), 스튜우 프리믹스, 수우프 프리믹스, 다시-노-모토(dashi-no-moto), 혼합 조미료, 미린(mirin:감미가 강한 술), 신-미린(shin-mirin)(합성 미린), 설탕 및 커피용 설탕 등에 사용할 수 있다.
락토네오트레할로오스를 식품과 음료에 사용하여 감미를 내고 맛과 품질을 개선할 수 있다.
이러한 식품과 음료의 예로서는 일본식 과자류[예:센베이(senbei : rice caracker), 아라레(arare:펠릿형성의 센베이), 오꼬시(okoshi: milet-and rice cracker), 쌀풀(rice paste), 만두, 우이로(uiro : 단맛 나는 쌀 젤리), 고물, 요깡(yokan: 단맛나는 팥 젤리), 미즈-요깡(mizu-yokan : 연질의 팥젤리), 킹교쿠(kingyoku), 젤리, 카스텔라 및 아메다마(amedama:일본식 토피(toffee))]; 서양과자류[예: 소형 로울빵 , 비스켓, 크래커, 쿠우키, 파이, 푸딩 버터 크리임, 커스터드 크리임, 크리임 퍼프, 웨플, 스폰지 케이크, 도우넛, 초콜렛, 츄잉검, 카라멜 및 캔디]; 빙과류 [ 예:아이스 크리임 셔어벗(sherbet)]; 시럽류 [예: 저장과일의 시럽, 카키-고리(kaki-gori:shaved ice)]; [ 예: 밀가루 페이스트, 땅콩 페이스트, 과일 페이스트, 스프레드]; 가공과일 [ 예:젬, 마아멀레이드, 시럽 보존 과일, 결정화 과일]; 가공 야채식품; 절임 제품 [ 예:후쿠진-즈케(fukujin-zuke:야채 썰은 것을 간장에 절인 것), 베타라-즈케(bettara-zuke:무어 것절임), 센마이-즈케(senmai-zuke), 라키오-즈케(rakkyo-zuke : 쪽파 절임)]; 절임 제품용 프리믹스 [ 예:타쿠앙 -즈케-노-모토(takuan-zuke-no-moto), 하쿠사이-즈케-노-모토(hakusai-zuke-no-moto)]; 육류제품(예:햄, 소오세지); 어육 제품 [예:어육햄, 어육소오세지, 카마보코(kamaboko), 치쿠와(chikuwa), 덴푸라(tenpura)] ; 맛돋음 음식[예: 우니-노-시오카라(uni-no-shiokara:섬게 내장 소금절임)], 이카-노-시오카라(ika-no-shiokara: 오징어 내장 소금절임), 수콘부(su-konbu), 사키-수루메(saki-surume), 후구-노-미린보시(fuku-no-mirinboshi)]; 쯔쿠다니(tsukudani : 간장 졸임 음식)[예:말린 해초, 산사이(sansai ; 산채), 수루메(surume:말린 오징어), 멸치, 패류; 일상의 요리[예:니나메(niname:붉은 콩), 콘부-마키(konbu-maki:두루마리 다시마)]; 달걀 및 우유제품; 병조림 및 통조림 제품 [예:육류, 어육, 과실 및 채소등의 것]; 알코올성 음료 [ 예:합성주, 조조슈(zojo-shu), 소주, 포도주, 위스키] ; 음료 (예: 커피, 코코아, 쥬우스, 탄산음료, 유산 음료, 유산균 음료) ; 프리믹스 및 즉석 식품 [ 예 : 푸딩 프리믹스, 핫 케이크 프리믹스, 소쿠세키-시루코(sokuseki-shiruko:떡이 첨가된 팥 수우프의 프리믹스] 등이 있고, 베이비 푸우드, 영양제가 첨가된 음료, 치료용 식품 등과 같은 식품과 음료도 여기에 포함된다.
꿀벌, 누에, 애완용 물고기 등을 비롯한 가축과 가름류의 사료 및 애완동물 먹이에 락토네오트레할로오스를 사용하여 사료와 애완동물 먹이의 맛을 개선한다. 예를 들자면 담배, 치약, 립스틱, 립크리임, 내복약, 트로치, 대구 간유드롭, 구강용 청량제, 카튜, 가아글 등과 같은 고상, 페이스트상 또는 액상의 기호물, 화장품, 의약 등에 락토네오트레할로오스를 감미제, 맛 개선제 및 품질 개선제로 사용한다.
더욱이 비누, 스킨 크리임, 보디 샴푸우, 헤어크리임, 립 크리임, 양모제 및 피부 청정제 등의 향장품 제조시에 락토네오트레할로오스를 안정제, 삼투암 조절제, 충전제, 보습제, 점도 조절제 및 품질 개선제로 사용한다.
락토네오트레할로오스를 생리 활성 물질에 사용하여 그 유효성분과 활성을 안정화 시킬 수 있다.
이러한 생리 활성 물질의 예로서는 사이토카인 (cytokine) [ 예:인더페론, 종양 괴사 인자, 림포톡신, 대식세포 유주 저지인자(macrophage migration inhibitory factor), 콜로니 자극 인자, 전이 인자, 인터루우킨 2], 호르몬류 (예: 인슐린, 성장 호르몬, 프롤락틴, 에리트로포이에틴, 난포 자극 호르몬), 왁진류 (예 :BCG왁진, 일본 뇌염 바이러스 왁진, 홍역왁진, 소아마비 왁진, 천연두 왁진, 파상풍균, 톡소이드, 유구열도산 반시뱀 항사독소(Antivenum Trimeresurus Flavoviridis), 인체 면역글로불린), 항생물질(예:페니실린, 에리트로마이신, 클로람페니콜, 테트라사이클린, 스트렙토마이신, 카나마이신 술페이트), 비타민류 (예:티아민, 리보플라빈, L-아스코르브산, 대구 간유드롭, 카로티노이드, 에르고스테롤, 토코페롤) 효소류 (예: 리파아제, 엘라스타아제, 유로키나아제, 프로테아제, 글루카나아제), 추출물 (예: 인삼추출물, 자라 추출물, 봉랍 (propolis; 로얄 젤리), 바이러스 및 미생물 (예:락토바실루스, 효모, 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속(屬) 미생물등이 있다.
락토네오트레할로오스는 의약제조시에 삼투압 조절제, 부형제, 경관(經管)영양제, 또는 당의제(糖衣劑)로 사용할 수 있다.
경구투여 제품, 화장품 및 의약 등과 같은 제품에 락토네오트레할로오스를 첨가하는 방법은 이들 제품에 락토네오트레할로오스를 첨가하여 가공을 하는 한 본 발명에서 이용할 수 있다. 예를 들자면 혼합, 혼련, 용해, 용융, 침지, 투과, 산포, 도포, 코우팅, 분무, 주사, 결정화, 응고 등과 같은 종래의 방법을 마음대로 선택한다. 결정성 락토네오트레할로오스는 실질적으로 무수상태이고 완전히 무수상태인 결정으로 쉽사리 만들 수 있기 때문에 락토네오트레할로오스의 에테르 유도체와 에스테르 유도체는 필요에 따라 비수계(非水系) 에서의 화학 반응을 이용하여 유리하게 제조할 수 있다.
고급 지방산이 함유된 락토네오트레할로오스의 에스테르 유도체와 에테르 유도체는 유화제 또는 계면 활성제로 유리하게 사용할 수 있다.
본 발명의 락토네오트레할로오스를 다음 실험에 따라 구체적으로 설명한다.
[실험]
락토네오트레할로오스 제조 및 그 이화학적 특성
[실험1]
락토네오트레할로오스 제조
시판품인 락토오스 50 중량부와 시판품인 덱스트린 제품 (DE 8)인 PINE-DEX #1 일본국 Matsutani Chemical Ind., Co., Ltd., 제) 50중량부를 물 150중량부중에 가열하면서 용해시키고, 이 혼합물을 60。C로 가열한 다음 pH6.0으로 조절하고 바실루스 스테아로더어모필루스(Bacillus stearothermophillus)종(種)의 미생물 유래의 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제(일본국 Hayashibara Biochemical Laboratories Inc.판매)을 덱스트린 1g당 300단위가한 후 20시간 반응시켰다. 이어서 수득한 혼합물을 100℃에서 30분간 가열하여 잔존하는 효소를 실활하고 55℃로 냉각한 다음 ph5.0으로 조절하고 Glucozyme (일본국 Nagase Biochemicals Ltd., 판매의 글루코아밀라아제)을 덱스트린 1g 15단위가한 후 16시간 반응시키고 나서 100℃에서 15분간 가열하여 잔존하는 효소를 실활하였다. 본 발명에 의한 신규의 올리고당인 락토네오트레할로오스를 건조 고형물 기준으로 약 24%함유하는 수득한 용액을 활성탄으로 탈색처리하고 이온 교환 수지 (H+형 및 OH+형)로 처리하여 탈염하고 정제하였다. 수득한 용액을 농축하여 농도가 약 45%되게 한 것을 칼럼 크로마토그래피 처리한 다음 락토네오트레할로오스 함량이 많은 획분 (fraction)을 회수하였다. Amberlite XT-1016(Na+형, 일본국의 Japan Ogano Co., Ltd., 판매의 강산성 양이온 교환수지)를 분획(分劃)용 수지로 사용하여 물속에 현탁시킨 것을 내경이 5.4cm인 쟈켓 달린 스테인레스 칼럼속에 충전하였다. 각각의 겔 상(gel-bed)깊이가 5m인 칼럼 4개를 직열로 연결하여 총 겔상 깊이가 약 20m가 되게 하였다.
칼럼의 내부온도를 55℃로 유지하면서 칼럼에다 원료인 당용액(溶液)을 5 v/v%되게 가한 다음 칼럼에 55℃의 물을 SV 0.3의 유속으로 공급하여 분획함으로써 락토네오트레할로오스 함량이 많은 획분을 얻었다. 위의 분획을 반복하여 수득한 락토네오트레할로오스 고함유 용액 (건조 고형물 기준으로 약 67%함유)의 일부를 취하여 락토네오트레할로오스 농도가 75 w/w%되게 한 다음 20℃에서 하룻밤 방치하여 결정화하였다. 수득한 결정을 씨 결정 (seed crystal)으로 하여 락토네오트레할로오스 고함유 용액 (이것은 락토네오트레할로오스 고함유 획분을 농축하여 농도가 70 w/w%되게 제조한 것임)에 가하여, 완만히 교반하면서 결정화하였다. 수득한 매스키드를 분리하고, 이렇게 해서 수득한 결정에 소량의 물을 분무하여 세척함으로써 고순도의 결정질 락토네오트레할로오스를 얻은 다음, 이것을 물속에 용해시키고 위에서와 마찬가지로 처리하여 재결정화하였다. 이와 같이 하여 고순도(순도:99.8%이상의 결정질 락토네오트레할로오스 약 3 중량부를 얻었다.
[실험2]
락토네오트레할로오스의 이화학적 특성
실험 1의 방법으로 제조한 고순도의 결정질 락토네오트레할로오스에 대하여 그 이화학적 특성을 조사하였다.
(1) 원소 분석
실측치 : C=42.8%, H=6.4%, O=50.8%
이론치 : C=42.86%, H=6.39%, O=50.75%
(화학식 C18H32O16)
(2) 분자량 : 504.4
(3) 융점 : 168.5 ~ 169.0℃
(4) 비선광도 : [α]D 20= + 82.6。(C=2.0, H2O)
(5) 자외선 흡수 스펙트럼
수용액으로 하여 측정할 경우 특징적인 UV흡수를 전혀 나타내지 않음
(6) 적외선 흡수 스펙트럼
결정 2mg과 건조된 KBr 200mg을 교반하여 혼합해서 약 0.6mm두께의 투명한 정(tablet)을 만들어, 이것을 사용하여 결정의 적외선 스펙트럼을 측정하였다. 그 결과는 제2도에 나와있다.
(7) 용해도 : 결정 21.7g은 25℃에서 물 100g에 용해함.
(8) 용해열 : 20.0cal/g
(9) 물리적 성질 및 색상
참비중이 1.59인 무색 투명한 결정이고, 결정의 분말은 양호한 맛을 가지며 감미도는 수크로오스에 비해 1/4이며 외관은 백색이고 악취는 전혀 없다. 또한 흡습성과 조해성도 없다.
카알 피셔(Karl Fischer)의 방법에서는 60℃에서 16시간 감압하에 예비건조시킨 결정의 수분 함량은 3.0%미만이다. 제2도에는 수용액중에서 결정화하여 결정의 현미경 사진이 나와 있다. 결정의 수용액은 중성 또는 약산성을 나타낸다.
(10) 용매에 대한 용해도
물, 0.1N 수산화 나트륨 및 0.1N 염산에는 쉽사리 용해하고, 메탄올과 에탄올에는 난용성이며, 클로로포름과 에틸 아세테이트에는 불용성이다.
(11) 착색반응
안트론-황산 반응에서는 녹색으로 변하고 페엘링 반응(Fehling's reaction)과 요오드 착색 반응에서는 모두 음성.
(12) 구조
(가) 1N황산으로 가수분해하면 D-글루코오스 2몰과 D-갈락토오스 1몰을 생성한다.
(나) 결정을 메틸헥시톨로 아세틸화하여 수득한 당류에 대하여 가스 크로마토그래피 분석을 한 결과, 결정은 1,5-디-O-아세틸 -2,3,4,6-테트라-O-메틸글루시톨 1몰, 1,5-디-O-아세틸 -2,3,4,6 테트라 - O - 메틸갈락시톨 1몰 및 1,4,5-트리-O-메틸글루시톨 1몰을 생성하였다.
(다) 결정의 적외선 흡수 스펙트럼에서는 910cm-1부근에서 β-D-갈락토피라노실 결합에 고유한 흡수와, 880 ~ 875 cm-1부근에서 β-D-글루코피라노실 결합에 고유한 흡수 및 860 ~ 840cm-1부근에서 α-D-글루코피라노실 결합에 고유한 흡수를 나타낸다.
(라) β-갈락토시다아제를 작용시킬 경우, D-갈락토오스와 네오트레할로오스를 생성한다.
(마) α-글루코시다아제를 작용시킬 경우, D-글루코오스와 락토오스를 생성한다.
(바) C-13핵자기 공명 (13C-NMR)분석에서는13C 시그날 18개가 나타났고 결정의 탄소 18개 모두가 각각 상이한 화학적 이동을 보였다. 문헌[J.H.Bradbury et al., Carbohydrate Research, Vol.126, pp.125-156(1984)]에 보고된 표준물질로서의 β-D-글루토피라노오스, β-D-클루코피라노오스 및 α-D-글루코피라노오스의 화학적 이동으로부터 결정의 각 탄소를 확인한 결과, 이 결정은 O-β-D-갈락토피라노실 - (1→4)-O-β-D-글루코피라노실 α-D-글루코피라노시드의 구조를 가지고 있는 것으로 판명된다.
위와 같은 결과에 근거하여 이 물질의 화학구조는 아래와 같이 나타낼 수 있다.
위와 같은 구조식을 근거로 하여 본 발명의 물질을 락토네오트레할로오스로 명명하였다.
(13) 분말 X선 회절 분석
GEIGERFLEX RAD-IIB(CuKα ray)(일본국 Rigaku Corp. 제)를 사용하여 결정질 락토네오트레할로오스의 분말 X선 회절도(power X-ray diffraction pattern)를 얻었다. 제3도에서 명백한 바와 같이 결정질 락토네오트레할로오스는 분말 X선 회절분석에 있어서 주(主) 회절각(2θ)은 12.8。, 18.1。, 19.2。, 19.7。, 및 24.2。를 나타내고 있다.
[실험3]
소화시험
실험1의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 시료를 사용하여 Okada등의 방법으로 [Journal of Japanese Society of Nutrition and Food Science, Vol.43, No.1, pp.23-29(1990)]에 따라 생체외에서의 소화율(digestibility)을 시험하고 가수분해율 (전체당에 대한 환원당의 비)로 소화율을 평가하였다.
그 결과는 표1에 나와있다.
표1에있는 결과로부터 명백한 바와 같이, 락토네오트레할로오스는 장의 점막에서 나오는 효소에 의해 주로 가수분해되고 나머지는 대장으로 간다는 것으로 결론지을 수 있다.
[실험4]
장내(腸內) 세균에 의한 동화작용
Tomotari Mitsuoka의 연구보고[A Color Atlas of Anaerobic Bacteria, p.325(1984), 일본국 Kabushiki Kaisha Sobunsha간행]에 의한 PYF배지(펩톤 효모 추출물의 필데스 용액 배지) 및 PYE배지에서 실험 1의 방법으로 제조한 결정성 락토네오트레할로오스 0.5w/v%을 첨가한 가당(加糖)배지에서 장내 세균을 37℃에서 96시간 혐기(嫌氣) 배양하였다. 수득한 배양액을 5배로 희석하고, 희석된 용액의 혼탁도를 1cm셀 쿠베트(cell cuvette)에서 750nm에서 측정하였다. 장내 세균의 성장과 락토네오트레할로오스의 동화율(assimilability)을 혼탁도로서 판정하였다. 락토네오트레할로오스 대신 대조용으로서 글루코오스와 락토오스를 사용하였다.
판정 기준은 표2에 나와있다.
시험결과는 표 3에 나와있다.
표3에 있는 결과로부터 명백한 바와 같이, 락토네오트레할로오스는 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속의 세균에 의하여 비교적 고농도에서 선택적으로 사용되는 당이다.
실험3 및 4의 결과를 종합하여 결론 내릴 수 있는 것은 락토네오트레할로오스는 주로 소장내에서 에너지원으로 이용되고 나머지는 대장으로 가서 비피도 박테리움 속 세균의 생장 촉진제로 작용한다는 것이다.
[실험5]
급성 독성
실험1의 방법으로 제조한 결정성 락토네오트레할로오스를 7주령 되는 dd계 마우스에게 경구투여하여 급성 독성 시험을 한결과, 투여량 5g까지는 마우스의 사망예는 없었고 5g이상 투여는 곤란하였다.
이들 결과로부터 확인할 수 있는 것은 결정성 락토네오트레할로오스는 독성이 극히 적다는 점이다.
본 발명의 락토네오트레할로오스의 제조방법과 그 용도에 대하여 실시예 A의 실시예 B에서 각각 상세히 설명한다.
[실시예 A-1]
락토오스 1중량부와 덱스트린 제품(DE18)인 PINE-DEX#4(일본국 Matsutani Chemical Ind., Co., Ltd. 제의 시판품)2중량부를 물 3.7 중량부중에 가열하면서 용해시키고, 이 혼합물을 60℃ 및 pH5.6으로 조절하고, 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제 (일본국 Hayashibara Biochemical Laboratories, Inc.판매)를 덱스트린 1g당 300 단위가한 후 20시간 반응시켰다. 이어서, 수득한 혼합물을 가열하여 잔존하는 효소를 실활하고 활성탄으로 탈색한 후 이온교환수지 (H형 및 OH형)로 탈염, 정제하고 나서 농축하여 농도가 75%인 시럽을 건조 고형물 기준으로 약 92%의 수율로 얻었다.
건조 고형물 기준으로 락토네오트레할로오스 15%를 함유한 이 제품은 온화한 단맛, 적당한 점도 및 보습성(保濕性)을 나타내며, 이 제품을 경구투여용 제품, 화장품 및 의약품 등에 극히 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 A-2]
락토오스 1중량부와 1 중량부와 α-시클로덱스트린 1.5중량부를 물 4중량부에 가열하면서 용해하고, 이 혼합물을 우선 65℃ 및 pH5.6으로 조절하고, 실시예 A-1에서 사용한 것과 같은 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제를 덱스트린 1g당 200단위가하고 24시간 반응시켰다. 이어서, 수득한 혼합물을 우선 가열하여 잔존하는 효소를 실활한 후, 55℃로 냉각하고 pH5.6으로 조절하고 나서 β-아밀라아제 표품인 β-아밀라아제 #1500(일본국 Nagase Biochemical Ltd. 판매)를 덱스트린 1g당 10단위가하고 16시간 반응시켰다. 반응이 끝난 후 혼합물을 가열하여 잔존하는 효소를 실활하였다. 수득한 혼합물을 실시예A-1에서와 마찬가지로 정제하고 농축하여 농도가 75%인 시럽을 건조 고형물 기준으로 약 93%의 수율로 얻었다.
건조 고형물 기준으로 락토네오트레할로오스 약 25%를 함유한 이 제품은 온화한 단맛, 적당한 점도 및 보습성을 나타내며, 이 제품을 실시예 A-1의 제품과 마찬가지로 경구투여용 제품, 화장품 및 의약품 등에 극히 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 A-3]
농도가 20w/w%인 전분 슬러리에 α-아밀라아제 표품인 Termamyl 60L(덴마크국의 Novo Industri A/S 판매)을 전분 건조 고형물 기준으로 전분에 대하여 0.15%가하고, 이 혼합물을 95 ~ 100℃범위내의 온도로 가열하여 액화시킨 다음, 다시 더 가열하여 잔존하는 효소를 실활하여 액화용액(DE 3)을 얻은 다음, 여기에 고형물으로서 전분물질과 등중량(等重量)의 락토오스를 가하였다. 수득한 혼합물을 우선 55℃로 가열하고 pH5.3으로 조절한 다음 이소아밀라아제 (일본국 Hayashibara Biochemical Laboratories Inc. 판매)를 전분 1g당 50단위와 실시예 A-1에서 사용한 것과 같은 시클로 말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제를 전분 1g당 300단위가한 후 24시간 반응시켰다. 이어서 이와 같이 수득한 혼합물을 가열하고 잔존하는 효소를 실활하고 나서 물로 희석하여 농도가 약 25w/w%되게 한 다음 55℃로 가열하고 pH5.3으로 조절하고, 여기에 글루코아밀라아제를 덱스트린 1g당 15단위가하고, 16시간 반응시킨 후 가열하여 잔존하는 효소를 실활하였다.
이와 같이 하여 수득한 용액을 실시예 A-1에서와 마찬가지로 정제하고 농축하여 농도가 75%인 시럽을 건조 고형물 기준으로 약 90%의 수율로 얻었다.
건조 고형물 기준으로 락토네오트레할로오스 약 34%를 함유한 이 제품은 실시예 A-1의 제품과 마찬가지로 온화한 단맛, 적당한 점도 및 보습성을 나타내며, 이 제품을 경구투여용 제품, 화장품 및 의약품 등에 극히 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 A-4]
실시예 A-3의 방법으로 제조한 액화용액(DE-3)에 건조 고형물 기준으로 액화용액중의 전분물질에 대하여 2배량의 락토오스를 용해하고, 이 혼합물을 60℃로 가열하고 pH5.6으로 조절한 다음, 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제를 덱스트린 1g당 100단위가하여 48시간 반응시킨 후 가열하여 잔존하는 효소를 실활하였다. 수득한 혼합물에 실시예 A-3과 마찬가지로 글루코아밀라아제를 가하여 효소반응시킨 다음, 가열하여 잔존하는 효소를 실할하였다. 수득한 용액을 실시예 A-1에서와 마찬가지로 정제하고 농축하여 농도가 75%인 시럽을 얻고, 이것을 결정화 장치로 옮겨 소량의 락토오스를 첨가하여 결정화 하였다. 이어서, 이 혼합물을 원심분리하여 결정질 락토네오트레할로오스를 분리하고 농축하여 농도가 75%인 시럽을 건조 고형물 기준으로 약 70%의 수율로 얻었다.
건조 고형물 기준으로 락토네오트레할로오스 약 35%를 함유한 이 제품은 실시예A-1의 제품과 마찬가지로 온화한 맛, 적당한 점도 및 보습성을 가지며, 제품을 경구 투여용 제품, 화장품 및 의약품 등에 극히 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 A-5]
실험 1에 나온 반응방법과 정제방법을 사용하여 제조한 건조 고형물 기준으로 약 24%의 락토네오트레할로오스 함유 용액을 원료 당 용액으로 하여 농축해서 농도가 약 45%가 되게 하였다. 수득한 용액중의 락토네오트레할로오스 함량을 증대시키기 위하여 강산성 양이온 교환수지인 DOWEX 50W×4(Ca 형)(미국의 Dow Chemical 사 판매)을 분획용 수지로 사용한 것 외에는 실험 1의 방법에 따라 칼럼 크로마토그래피 처리하므로서 건조 고형물 기준으로 락토네오트레할로오스를 약 70%함유한 락토네오트레할로오스 고함유 획분을 얻었다.
이 획분을 농축하여 농도가 약 83%가 되게 하고, 이 용액을 결정화 장치로 옮겨 씨결정 약 1%를 첨가하여 혼합하였다. 이 혼합물을 트레이(tray)에 옮기고 20℃에서 4일간 방치하여 결정화시키고 고화시켰다. 이어서, 수득한 고체를 절삭형 분쇄기로 분쇄하고 건조시켜 당밀을 함유한 결정성 락토네오트레할로오스 분말을 건조 고형물 기준으로 약 25%의 수율로 얻었다.
이 제품은 취급이 용이하고 실질적으로 흡습성이 없으며, 이 제품을 경구투여용 제품, 화장품 및 의약품 등에 감미제, 안정제, 맛 개선제 및 품질 개선제로 극히 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 A-6]
실시예 A-4에 나온 반응방법과 정제방법을 사용하여 제조한 건조 고형물 기준으로 약 35%의 락토네오트레할로오스 함유 용액을 원료 당 용액으로 하여, 이 액중의 락토네오트레할로오스 함량을 증대시키기 위하여 실시예 A-5의 방법으로 칼럼 크로마토그래피 처리하여 건조 고형물 기준으로 약 75%의 락토네오트레할로오스를 함유하는 락토네오트레할로오스 고함유 획분을 얻었다. 이 획분을 농축하여 농도가 약 77%되게 한 다음 결정화 장치에 옮겨 씨결정 약 2%를 가하고 서서히 냉각하여 결정화율이 약 35%인 매스키트를 얻어, 이것을 분무탑의 상부에 장치된 노즐을 통해 150kg/cm 의 압력으로 분무하였다.
이와 동시에 탑의 상부로부터 탑 저부에 설치된 네트 콘베이어쪽으로 85℃의 열풍을 통과시켜 네트 콘베이어 위에 분말 제품을 수집하고, 네트 콘베이어속의 아래쪽에서 상방향으로 45℃의 온풍을 통과시키면서 수득한 결정질 분말을 탑으로부터 배출시켰다. 배출된 결정질 분말을 숙성탑에 보내어 온풍을 공급하면서 10시간 숙성시켜 결정화 및 탈수처리 하였다. 이와같이 하여 당밀을 함유한 결정형태의 결정질 락토네오트레할로오스 분말을 건조 고형물 기준으로 약 30%의 수율로 얻었다.
이 제품은 취급이 용이하고 실질적으로 흡습성이 없으며, 이 제품을 경구투여용 제품, 화장품 및 의약품 등에 감미제, 안정제, 맛 개선제 및 품질 개선제로 극히 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 A-7]
실시예 A-3의 반응방법과 정제방법을 사용하여 건조 고형물 기준으로 약 34%의 락토네오트레할로오스 함유 용액을 원료 당 용액으로 하여 이것을 농축하여 농도가 약 50%되게 하였다. 수득한 용액중의 락토네오트레할로오스 함량을 증대시키기 위하여 강산성 양이온 교환수지인 HFS-471X(Na 형)(일본국 Organo사 판매)을 사용하고 실험 1의 방법에 따라 이 용액을 칼럼 크로마토그래피 처리하였다. 이와 같이 하여 건조 고형물 기준으로 락토네오트레할로오스 약 80%를 함유하는 락토네오트레할로오스 고함유 획분을 얻었다. 이 획분을 농축하여 농도가 약 75%되게 한 후 결정화 장치에 옮기고 분말상 씨결정 약 1%를 가한 다음 완만히 교반하면서 서서히 냉각하여 결정화 한 후, 바스켓형 원심분리기에서 분리하여 결정을 얻고, 이 결정을 소량의 물과 더불어 분무, 세척하여 고순도의 결정질 락토네오트레할로오스를 건조 고형물 기준으로 약 15%의 수율로 얻었다.
이 제품은 실험 2의 제품과 동일한 이화학적 특성을 가지고 있기 때문에, 경구투여용 제품, 화장품 및 의약품 등에 감미제, 안정제, 맛 개선제 및 품질개선제로 극히 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 B-1]
감미제
실시예 B-6의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 1중랑부를 α-글리코실 스테비오시드 제품인 α-G 스위트(일본국 Toyo Sugar Refining사 판매) 0.05중량부와 균일하게 혼합한 것을 과립성형기에서 처리하여 과립형태의 감미제를 얻었다.
이 감미제는 만족스러운 단맛을 가지고 있고 수크로오스에 비해 감미도가 2배이상이기 때문에 이 감미제의 감미도당 칼로리 값은 수크로오스의 약 절반정도까지 내려간다.
이 감미제는 저 칼로리 감미제로서 칼로리 섭취를 제한하고 있는 비만자, 당뇨병자 등을 위한 저칼로리 음식물 등에 대한 단맛을 부여하는 데 적당하다.
이 감미제를 투여했을 경우 충치 유발균에 의한 산의 생성이 적고 불용성 글루칸(glucan)의 생성도 적기 때문에 이 감미제를 충치를 억제하는 음식물에 양호하게 사용할 수 있다.
[실시예 B-2]
하아드 캔디
55%수크로오스 용액 10중량부와 실시예 A-2의 방법으로 제조한 락토네오트레할로오스를 함유하는 시럽 30중량부를 가열하여 혼합한 다음 감압하에 가열하여 농축함으로써 수분함량을 2%미만으로 감소시키고, 여기에 시트르산 1중량부와 적당량의 색소 및 레몬 향료를 가하여 혼합하였다. 수득한 혼합물을 통상의 방법으로 성형하여 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 맛이 만족스럽고 깨물기 좋으며, 제품중의 수크로오스의 결정화를 방지할수 있기 때문에 고품질의 하아드 캔디이다.
[실시예 B-3]
딸기 잼
딸기 150중량부, 수크로오스 60중량부, 말토오스 20중량부, 실시예 A-4의 방법으로 제조한 락토네오트레할로오스를 함유한 시럽 40중량부, 펙틴 5중량부 및 시트르산 1중량부를 용기에 넣고 끓인 다음 병에 넣어 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 풍미와 색깔이 만족스러운 딸기 잼이다.
[실시예 B-4]
락트산 음료
탈지 우유 10중량부를 80℃에서 20분간 가열하여 살균한 다음 40℃로 냉각하고, 여기에 발효개시제(starter) 0.3중량부를 가하여 약 37℃에서 10시간 발효시킨 후 이 혼합물을 균질화하고, 여기에 실시예 A-5의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 분말 4중량부, 수크로오스 1중량부 및 이성화 시럽 2중량부를 가하였다. 수득한 혼합물을 70℃에서 살균하고 냉각한 후 적당량의 향료를 가한 다음 병에 넣어 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 풍미와 단맛이 신맛과 만족스럽게 조화된 고품질의 락트산 음료이다.
[실시예 B-5]
가당연유(加糖練乳)
우유 100중량부에다 수크로오스 1중량부와 실시예 A-1의 방법으로 제조한 락토네오트레할로오스를 함유한 시럽 3중량부를 용해시킨 것을 가열판에서 가열하여 살균하고 농축하여 농도가 약 70%가 되게 한 다음 무균 상태에서 통조림하여 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 적당한 단맛과 만족스러운 풍미를 가지고 있기 때문에 어린이와 유아용 식품, 과일, 커피, 코코아, 차 등에 조미용으로 극히 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 B-6]
과실 쥬우스 분말
분무 건조법으로 제조한 오렌지 쥬우스 분말 33중량부를 실시예 A-7의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 50중량부, 수크로오스 10중량부, 무수 시트르산 0.65중량부, 말산 0.1 중량부, L-아스코르브산 0.1중량부, 시트르산 나트륨 0.1 중량부, 풀룰란(pullulan) 0.5중량부 및 적당량의 분말 향료와 함께 교반 혼합하여 균질화 하였다. 이 혼합물을 분쇄하여 얻은 분말을 유동층 조립기(造粒機)에 넣어 40℃의 배풍(排風)온도와 공기 유속 150m /min에서 실시예 A-5의 방법으로 제조한 락토네오트레할로오스 고함유 용액을 결합제로 하여 함께 분무하여 30분간 조립한 다음 중량을 달아 포장하여 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 오렌지 쥬우스 함량이 약 30%인 과실 쥬우스 분말인데, 불쾌한 맛과 냄새가 없고 장기간에 걸쳐 보관하더라도 수분을 흡수하여 고화하는 일이 없이 안정하다.
[실시예 B-7]
쵸콜렛
카카오 페이스트 50중량부, 카카오 버터 10중량부 및 실시예 A-7의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 50중량부를 혼합한 것을 리파이너(refiner)를 통과시켜 입자크기를 작게한 다음 콘체(conche)로 옮겨 50℃에서 2일간 혼련하였다. 혼련 단계에서 레시틴 0.5중량부를 가하여 균일히 분산시킨 다음 내용물을 열조절 장치로 31℃로 조절하고 버어터가 응고하기 직전에 모울드에 넣고 바이브레이터(vibrator)로 탈기(脫氣)시킨 후, 10℃의 냉각 터널속으로 20분간 통과시켜 고화시켰다. 내용물을 모울드에서 분리하고 포장하여 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 색상과 광택 및 내부 조직이 우수하고 흡습성이 없으며, 입안에서 원만하게 녹아 적당한 단맛과 원만한 풍미를 발휘한다.
[실시예 B-8]
츄잉검
검 베이스 3중량부를 연화할 때까지 가열하여 용융시키고 여기에 수크로오스 4중량부, 실시예 A-6의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 분말 3중량부 및 적당량의 향료와 착색제를 가하여 혼합한 다음 통상의 방법으로 로울에서 혼련하고 성형 및 포장하여 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 텍스쳐(texture)와 풍미가 양호한 츄잉검이다.
[실시예 B-9]
커스타드 크리임
옥수수 전분 100중량부, 실시예 A-4의 방법으로 제조한 락토네오트레할로오스를 함유한 시럽 100중량부, 말토오스 80중량부, 수크로오스 20중량부 및 식염 1중량부를 균일하게 혼합하고, 여기에 달걀 280중량부를 혼합한 다음 끓는 우유 1000중량부를 서서히 첨가하였다. 수득한 혼합물을 교반하면서 가열하고
전체가 반투명하게 되었을 때 가열을 중지한 다음 냉각하고, 여기에 적당량의 바닐라향을 가하고 무게를 달아 채워 포장하여 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 광택이 원만하고 적당한 단맛이 있으며 맛이 만족스러운 것이다.
[실시예 B-10]
우이로-노-모토 (Uiro-no-moto : 단맛이 있는 쌀 젤리의 프리믹스)
쌀가루 90중량부, 옥수수 전분 20중량부, 실시예 A-5의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 분말 120 중량부 및 플풀란 4중량부를 균일하게 혼합하여 우이로-노-모토를 제조하였다. 여기에 적당량의 녹차 분말과 물을 가해 혼련한 다음 용기에 넣고 60분간 증기로 처리하여 분말 녹차를 함유한 우이로를 얻었다.
이렇게 하여 수득한 제품은 광택과 향기가 만족스럽고 씹기도 만족스럽다. 이 제품의 저장기간은 제품중의 전분의 노화가 방지되기 때문에 비교적 장기간이다.
[실시예 B-11]
밀키 로우션(Milky lotion)
폴리옥시에틸렌 베헤닐 에테르 0.5중량부, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 테트라올레에이트 1중량부, 유용성(油溶性) 글리세릴 모노스테아레이트 1중량부, 베헤닐 알코올 0.5중량부, 아보카도 기름 1중량부, 실시예 A-1의 방법으로 제조한 락토네오트레할로오스를 함유한 시럽 3.5중량부, α-글리코실 루틴 1중량부 및 적당량의 비타민 E와 방부제를 통상의 방법으로 가열하면서 용해시켰다. 이 용액에 1,3-부틸렌 글리콜 5중량부, 카르복시비닐 폴리머 0.1 중량부 및 정제수 85.3중량부를 가하여 혼합하고 균질화 장치에서 유화시켜 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 보습성이 있는 밀키 로우션이므로 햇볕 그을음 방지 및 색백제(色白劑) 등으로서 극히 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 B-12]
스킨 크리임
폴리옥시에틸렌 글리콜 모노스테아레이트 2중량부, 자기 유화형 글리세린 모노스테아레이트 5중량부, α-글리코실 루틴 2중량부, 유동 파라핀 1중량부, 글리세릴 트리옥타네이트 10중량부, 실시예 A-5의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 분말 4중량부 및 적당량의 방부제를 통상의 방법으로 가열하여 용해시킨 것을 1,3-부틸렌 글리콜 5중량부와 정제수 66중량부를 가하여 혼합하였다. 수득한 혼합물을 균질화 장치에서 유화한 다음 적당량의 향료를 가하고 교반, 혼합하여 표제의 제품을 얻었다.
이 제품은 피부에 잘 확산되므로 햇볕 그을음 방지, 피부 청정제 및 색백제등으로 사용할 수 있다.
[실시예 B-13]
치약
제2인산 칼슘 45중량부, 소디움 라우릴 술페이트 1.5중량부, 글리세린 25중량부, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 라우레이트 0.5중량부, 실시예A-4의 방법으로 제조한 락토네오트레할로오스를 함유한 시럽 15중량부, 사카린 0.02중량부 및 방부제 0.05중량부를 함유한 혼합물을 물 13중량부와 혼합하여 치약을 제조하였다.
이 제품은 광택 세척력이 만족스러운 치약이다.
[실시예 B-14]
경관 영양제(Intubation nutrition)
실시예 A-6의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 분말 20중량부, 글리신 1.1중량부, 글루탐산 나트퓸 1중량부, 락트산 칼슘 0.4 중량부, 탄산 마그네슘 0.1 중량부, 티아민 0.01중량부 및 리보플라민 0.01 중량부로 된 조성물을 제조하고, 이 조성물 24g씩을 적층 알루미늄 백 (laminated aluminum bag)에 넣어 포장하여 밀봉함으로써 표제의 제품을 얻었다.
사용시에는 이제품 포장 백 하나를 약 300 ~ 500ml의 물에 용해시켜 영양보급액으로 하여 경관 투여방법으로 콧구멍, 식도 및 위장 속으로 비경구 투여할 때 유리하게 사용할 수 있다.
이 제품은 사람뿐만 아니라 가축등에 대한 비경구적 영양 보급액으로서도 유리하게 사용할 수 있다.
[실시예 B-15]
경관 영양제
실시예 A-7의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 580중량부, 건조 난황(卵黃) 190중량부, 탈지 우유 209중량부, 식염 4.4중량부, 염화칼륨 1.85중량부, 황산 마그네슘 4중량부, 티아민 0.01중량부, 아스코르브산 나트품 0.1 중량부, 비타민 E아세테이트 0.6중량부 및 니코틴 아미드 0.04중량부로 된 조성물을 제조하고, 이 조성물 25g씩을 소형 적층 알루미늄백에 넣어 포장하여 가열 밀봉함으로서 표제의 제품을 얻었다.
사용시에는 이 제품 포장 백 하나를 약 150 ~ 300ml의 물에 용해시켜 영양보급액으로 하여 경관 투여방법으로 콧구멍, 위장 및 장속으로 비경구 투여할때 사용할 수 있다.
[실시예 B-16]
액상 인터페론 제제
인간 천연형 인터페론-γ표품 (일본국 Hayashibara Biochemical Laboratiories Inc.제로서 일본국 Cosmo Bio Co., Ltd에서 판매)을 통상의 방법으로 고정화 항(抗) 인간 인터페론-γ(anti-human interferon-γ)항체를 사용하는 칼럼 크로마토그래피로 처리하여 시료중에 함유된 인간 천연형 인터페론 -γ를 흡착시킴과 아울러 안정제인 소혈청 알부민을 칼럼을 통과시켜 제거하였다. 이어서, 칼럼의 pH를 바꾸어 주고 실험 1의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 7%를 함유하는 생리 식염수를 사용하여 인간 천연형 인터페론 -γ를 용출하였다. 수득한 용액을 멤브레인 여과하고 바이알 속에 무균상태에서 충전하여 인간 천연형 인터페론 -γ를 10 단위/ml 함유하는 표제의 제품을 얻었다.
사용시에는 이 제품을 성인에게 1인당 1 ~ 20ml/day의 양으로 경구 또는 비경구 투여하는데, 바이러스성 질환, 알레르기성 질환, 류어머티스, 당뇨병 및 악성 종양치료시에 유리게 사용할 수 있다. 이 제품은 락토네오트레할로오스가 안정제로 작용하기 때문에 4℃ 또는 25℃에서 20일간 방치하더라도 인간 천연형 인터페론-γ의 활성은 만족스럽게 유지된다.
[실시예 B-17]
종양 괴사 인자 액상 제제
인간 천연형 종양 괴사 인자 표품(일본국 Hayashibara Biochemical Laboratories Inc.제로서 일본국 Cosmo Bio Co., Ltd.에서 판매)을 통상의 방법으로 고정화 항인간 종양 괴사 인자-α항체를 사용하는 칼럼 크로마토그래피로 처리하여 시료중에 함유된 인간 천연형 종양 괴사 인자를 흡착시킴과 아울러 안정제인 소혈청 알부민을 칼럼을 통과시켜 제거하였다. 이어서, 칼럼의 pH를 바꾸어 주고 실시예A-7의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 10%를 함유한 생리 식염수를 사용하여 인간 천연형 종양 괴사 인자-α를 칼럼으로부터 용출하였다.
수득한 용액을 멤브레인 여과하고 바이알 속에 무균상태에서 충전하여 인간천연형 종양 괴사 인자 -α를 약 10 단위/ml을 함유하는 표제의 제품을 얻었다.
사용시에는 이 제품을 성인에게 1인당 1 ~ 20ml/day의 양으로 경구 또는 비경구 투여하는데, 바이러스성 질환, 알레르기성 질환, 류우머티스, 당뇨병 및 악성종양 치료시에 유리하게 사용할 수 있다. 이 제품은 락토네오트레할로오스가 안정제로 작용하기 때문에 4 ℃ 또는 25℃에서 20일간 방치하더라도 인간 천연형 종양 괴사 인자 -α의 활성은 만족스럽게 유지된다.
[실시예 B-18]
인터페론 정제(錠劑)
인간 천연형 인터페론-α시료(일본국 Hayashibara Biochemical Laboratories Inc.,제로서 일본국 Cosmo Bio Co., Ltd에서 판매)를 통상의 방법으로 고정화 항인간 인터페론 -α항체를 사용하는 칼럼 크로마토그래피로 처리하여 시료중에 함유된 인간 천연 인터페론 -α를 흡착시킴과 아울러 안정제인 소혈청 알부민을 칼럼을 통과시켜 제거하였다. 이어서 칼럼의 pH를 바꾸어 주고 실시예A-7의 방법으로 제조한 결정정 락토네오트레할로오스 5%를 함유한 생리식염수를 사용하여 인간 천연형 인터페론 -α를 칼럼으로부터 용출하였다. 수득한 용액을 멤브레인 여과하고 20배량의 무수 결정질 말토오스 분말인 FINETOSE (일본국 Hayashibara Shoji Inc.에서 판매)을 가하여 탈수하고 분쇄하였다.
수득한 분말을 타정기에서 타정하여 정제 하나(약200mg)당 인간 천연형 인터페론-α 약 150단위를 (약20mg) 함유하는 표제의 제품을 얻었다.
사용시에는 이 제품을 설하정(Sublingual tablet)으로 하여 성인에게 1인당 1 ~ 10정/일의 양으로 경구투여하는데, 바이러스성질환 , 알레르기성 질환, 류우머티스, 당뇨병 및 악성종양 치료시에 유리하게 사용할 수 있다. 특히 이 제품은 최근 그 수가 급격히 늘어나고 있는 후천성 면역결핍증, 즉 에이즈(AIDS)와 간염의 치료제로서 유리하게 사용할 수 있다.
이 제품은 락토네오트레할로오스와 더불어 말토오스가 안정제로서 작용하기 때문에 실온에서 방치하더라도 제품의 활성을 장기간 유지할 수 있다.
[실시예 B-19]
당의정
중량 150mg의 소정(素鋌)을 심제(芯劑)로 하여 여기에 실시예 A-7의 방법으로 제조한 결정질 락토네오트레할로오스 40중량부, 풀풀란(평균 분자량 : 200,000) 2중량부, 물 30중량부, 활석 25중량부 및 산화 티타늄 3중량부로 된 1차 당의용 조성물을 코우팅하여 정제 한 개의 중량이 약 230mg이 되게 하였다.
이어서 수득한 정제를 위에서 사용한 것과 동일한 결정질 락토네오트레할로오스 65중량부, 플룰란 (평균 분자량 : 200,000) 1중량부 및 물 34중량부로 된 2차 당의용 조성물로 코우팅한 다음 왁스 용액으로 코우팅하여 광택을 부여하였다. 이와 같이 하여 광택과 만족스러운 외관을 가진 표제의 제품을 얻었다.
이 제품의 당 코우팅 공정 단계에서 취급은 만족스럽고 내충격성도 만족스러우며 비교적 장기간에 걸쳐 품질을 고품위로 유지한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 락토네오트레할로오스를 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
(1) 비환원성 올리고 당이다.
(2) 안정성이 극히 우수하다.
(3) 물에 쉽사리 용해하지만 흡습성은 없다.
(4) 품질이 만족스럽고 적당한 단맛을 가지고 있다.
락토네오트레할로오스는 경구투여할 경우 이것은 주로 소장에서 소화되어 에너지원으로 되고, 나머지는 대장으로 가서 비피도 박테리움 속의 미생물을 선택적으로 증식시키는 활성을 발휘한다.
락토네오트레할로오스는 화학적 안정성이 만족스럽고 갈변 반응을 일으키기쉬운 아미노산과 올리고당류 뿐만 아니라 유효성분과 활성을 쉽사리 상실하게 되는 생리 활성 물질을 안정화 시킨다.
락토네오트레할로오스는 예를 들자면 기타 당류에 대한 결정화 방지성, 삼투압 조절성, 부활성(賦活性), 광택부여성, 보습성, 점도 부여성, 및 난발효성 등의 장점을 가지고 있다.
이러한 장점으로 인해 경구투여용 조성물, 향장품 및 의약 등에 있어서 락토네오트레할로오스를 극히 유용하게 사용할 수 있다.
따라서, 락토네오트레할로오스와 그 제조방법 및 용도를 확립함으로써 식품, 화장품 및 의약품등의 산업분야에서 그 중요성이 크다.

Claims (13)

  1. O-β-D-갈락토피라노실-(1→4)-O-β-D-글루코피라노실 α-D-글루코피라노시드의 식으로 나타내어지는 락토네오트레할로오스.
  2. 분말 x선 회절분석에서 주회절각(2θ)이 12.8°, 18.1°, 19.2°, 19.7°, 및 24.2°인 결정질 락토네오트레할로오스.
  3. (a) 락토오스와 전분 물질을 함유하는 수용액에 당전이 효소를 작용시키고, (b) 수득한 락토네오트레할로오스를 회수함을 특징으로 하는 O-β-D-갈락토피라노실-(1→4)-O-β-D-글루코피라노실 α-D-글루코피라노시드의 식으로 나타내어지는 락토네오트레할로오스 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 전분 물질은 호화전분, 액화전분, 가용화전분, 전분 부분 가수분해물 및 전분질의 당전이 된 생성물로된 군으로부터 선택되는 것인 제조방법.
  5. 제3항에 있어서, 당전이 효소는 시클로말토덱스트린 글루카노트란 스퍼라아제 (EC2.4.1.19), α-글루코시다아제(EC 3.2.1.20) 및 β-갈락토시다아제(EC3.2.1.23)으로 된 군으로부터 선택되는 것인 제조방법.
  6. 제3항에 있어서, 락토오스에 대한 전분물질의 중량비가 0.01 ~ 100배인 제조방법.
  7. 제3항에 있어서, (a) 단계를 20 ~ 80℃범위내의 온도와 3 ~ 9범위내의 pH에서 약 1 ~ 100시간 실시하는 방법.
  8. 제3항에 있어서, 당전이 효소를 전분 물질 1g당 최소한 1단위의 양으로 사용하는 제조방법.
  9. 제3항에 있어서, (a) 단계에서의 락토네오트로할로오스를 α-글리코실락토네오트레할로오스와 더불어 생성시키는 제조방법.
  10. 제3항에 있어서, 당전이 효소를 글루코아밀라아제 또는 β-아밀라아제와 더불어 사용하는 제조방법.
  11. 제3항에 있어서, (b)단계중에 결정화 단계를 포함하는 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 결정화 단계는 락토네오트레할로오스 고함유 용액을 제조하여 이 용액을 농축함으로써 락토네오트레할로오스를 결정화하는 공정단계로 된 제조방법.
  13. 제3항에 있어서, (b) 단계중에는 강산성 양이온 교환수지를 사용하는 칼럼 크로마토그래피 처리단계를 포함하는 제조방법.
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