KR100356839B1

KR100356839B1 - 결정 말토실 글루코시드, 그 제조 방법 및 그것을 함유한성형물

Info

Publication number: KR100356839B1
Application number: KR1020020023689A
Authority: KR
Inventors: 다부찌아끼히꼬; 시부야다까시; 스기모도도시유끼; 미야께도시오
Original assignee: 가부시끼가이샤 하야시바라 세이부쓰 가가꾸 겐꾸조
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2002-10-19
Also published as: US5912330A; EP0670326B1; KR100381889B1; TW421651B; EP0670326A3; DE69519532T2; DE69519532D1; EP0670326A2; KR950032255A; KR100350845B1

Abstract

신규의 결정 말토실 글루코시드를 말토실 글루코시드 용액으로부터 말토실 글루코시드를 결정화하여 제조하거나, 트레할로오스와 α-글루코실 당질을 함유하는 수용액 또는 환원성의 전분 부분 가수분해물을 함유하는 수용액에 당전이 효소를 작용시켜 제조한다.

이 결정 말토실 글루코시드는 비흡습성, 비환원성, 우수한 용해성, 난발효성 및 올리고 펩티드와 생물학적 활성 물질의 안정화 작용과 전분 물질의 변성방지 작용을 가지고 있으므로 음식물, 화장품, 의약품 및 성형물 등의 각종 `조성물에 극히 유용하다.

Description

결정 말토실 글루코시드, 그 제조 방법 및 그것을 함유한 성형물{Crystalline maltosyl glucoside, its preparation and shaped bodies containing the same}

본 발명은 신규의 결정 당질, 그 제조 방법 및 그것을 함유한 성형물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 결정 말토실 글루코시드 및 그 제조 방법과 용도에 관한 것이다.

말토트리오스는 O-α-D-글루코피라노실-(1→4)-O-α-D-글루코피라노실-(1→4)-D-글루코피라노오스의 일반식으로 나타내어지는 3 당류로서 시럽이나 전분 분말에 첨가할 수 있는 감미제로서 알려져 있다. 이 당은 저감미도의 특징을 가지고 있어서 음식물이나 담배등의 기호물을 비롯한 각종 조성물에 사용된다.

말토트리오스는 환원당이므로 음식물에 함유된 아미노산이나 단백질과 용이하게 갈변 반응을 일으켜 이들을 쉽사리 열화, 변성시키는 결점을 가지고 있어서, 본 발명자들은 이러한 결점을 해결하고자 연구를 한 결과, 글루코오스 중합도가 3 이상인 환원성의 전분 부분 가수 분해물에 말단 단위로서 트레할로오스 구조를 가진 비환원성 당질을 생성할 수 있는 효소(이하 "비환원성 당질 생성 효소"라 함)를 작용시킴으로써 말토트리오스로부터 비환원성의 말토실 글루코시드를 제조할 수 있음을 발견 하였다(일본국 특허 출원 제349,216/93호 참조). 그러나 비환원성 당질 맡토실 글루코시드의 분말은 비결정질이고 물리적으로 불안정하므로 그 안정성을 위해서 보다 안정한 결정질 말토실 글루코시드의 확립이 요망되고 있다.

한편, 말토실 글루코시드의 경우에 있어서 예컨대 종래의 문헌에 보고된 방법, 즉 미생물로부터의 추출 방법[Von Werner Fisher et al. in "Hoppe-Seyler'sZeitshrift fur Physiologishe Chemie", Vol.350, pp.1137∼1147 (1969)] 또는 화학적 합성 방법[Shinkiti Koto et al. in "Bulletin of Chemical Society of Japan", Vol.59, pp.411∼414(1986) 및 Hans Peter Wessel et al. in "Helvetica Chimica Acta", Vol.74, pp.682∼ 695 (1991)]이 있으나 말토실 글루코시드의 결정화 방법에 대해서는 그 보고된 바가 전혀 없고 아직까지 알려져 있지 않다.

본 발명은 비흡습성, 비환원성, 우수한 자유 유동성, 난발효성 및 우수한 용해성을 가진 신규의 결정 말토실 글루코시드의 확립과, 그 제조 방법 및 그것을 함유한 성형물을 제공함에 있다.

도 1은 리조븀 sp. M-11 유래의 비환원성 당질 생성 효소의 활성에 미치는 온도의 영향을 나타낸 그래프.

도 2는 리조븀 sp. M-11 유래의 비환원성 당질 생성 효소의 활성에 미치는 pH 의 영향을 나타낸 그래프.

도 3은 리조븀 sp. M-11 유래의 비환원성 당질 생성 효소의 열적 안정성을 나타낸 그래프.

도 4는 리조븀 sp. M-11 유래의 비환원성 당질 생성 효소의 pH 안정성을 나타낸 그래프.

도 5는 함수 결정 말토실 글루코시드의 적외선 흡수 스펙트럼.

도 6은 말토실 글루코시드의 탄소 핵자기 공명 분석 결과를 나타낸 그래프.

도 7은 함수 결정 말토실 글루코시드의 분말 X 선 회절도.

도 8은 무수 결정 말토실 글루코시드의 분말 X 선 회절도.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 환원성의 전분 부분 가수분해물인 말토펜타오스에 비환원성 당질 생성효소를 작용시켜 말토펜타오스를 비환원성 말토테트라오실 글루코시드로 전환시키고, 생성된 비환원성 말토테트라오실 글루코시드에 β-아밀라아제를 작용시켜 말토실 글루코시드를 함유하는 용액을 얻은 다음, 말토실 글루코시드의 용액을 강산성 양이온 교환 수지를 사용하는 칼럼 크로마토그래피 처리하여 여기서 수득한 말토실 글루코시드 고함유액을 더욱 농축한 후 저온 저장실에서 방치함으로써 결정을 석출한다는 것을 발견하였다. 더욱이 수득한 결정이 말토실 글루코시드 결정인 것을 확인함으로써 본 발명은 신규의 결정 말토실 글루코시드를 확립하였고 그 제조방법과 용도도 아울러 확립하였다. 또한 함수 결정과 무수 결정 말토실 글루코시드의 존재를 확인함으로써 본 발명은 결정 말토실 글루코시드의 제조 방법과 그것을 함유한 성형물을 실현하였다.

본 발명에서 적용 가능한 결정 말토실 글루코시드의 제조 방법은 통상적으로 말토실 글루코시드 수용액을 결정화하여 수득한 결정을 채취하는 등의 본 발명의 결정을 생성시킬 수 있는 방법들이다.

본 발명에서 적용 가능한 말토실 글루코시드의 제조 방법은 화학적 방법인데 일반적으로는 당전이 효소 또는 비환원성 당질 생성 효소를 사용하는 생화학적인 방법들이다.

당전이 효소를 사용하는 방법으로서는 예컨대 본 발명에서는 트레할로오스와 α-글루코실당을 함유하는 용액에 당전이 효소를 작용시켜 말토실 글루코시드, 말토트리오실 글루코시드 및 말토테트라오실 글루코시드 등의 α-D-올리고글루코실 글루코시드를 제조할 수 있는 것이면 적용 가능하고, 필요에 따라서는 트레할 로오스와 α-글루코실당을 함유하는 용액에 β-아밀라아제를 작용시키거나 β-아밀라아제와 더불어 풀룰라나아제 또는 이소아밀라아제 등의 전분 지절 효소(starch-debranching enzyme)를 작용시켜 말토실 글루코시드의 함량을 임의로 증대시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 본 발명에 사용하는 α-글리코실 당류는 당전이 효소를 사용하여 α-1,4 결합을 통해 글루코오스 잔기 하나 이상을 트레할로오스에 전이 시킬 수 있는 것들인데, 예컨대 전분, 호화 전분, 액화 전분, 가용화 전분, 아밀 로오스, 아밀로펙틴, 환원성의 전분 부분 가수분해물, 당전이 전분 생성물, 시클로덱스트린, 덱스트린, 말토올리고당 및 수크로오스로 된 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.

시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제(EC 2.4.1.19) 또는 α-아밀라아제(EC 3.2.1.1)를 당전이 효소로 사용할 경우에 있어서 예컨대 전분, 호화 전분, 아밀로펙틴, 아밀로오스, 환원성의 전분 부분 가수분해물, 시클로덱스트린, 덱스트린 및 말토올리고당을 사용하는 것이 바랍직하고, α-글루코시다아제를 사용할 경우에 있어서는 말토오스, 말토트리오스, 말토테트라오스 및 말토펜타오스 등의 올리고당과 덱스트린 및 수크로오스를 사용하는 것이 바람직하다.

고순도 말토실 글루코시드에 비환원성 당질 생성 효소를 작용시켜 말토실 글루코시드를 제조할 경우에 있어서 통상적으로 글루코오스 중합도가 3 이상인 환원성의 전분 부분 가수분해물에 비환원성 당질 생성 효소를 작용시켜 말단 단위로서 트레할로오스 구조를 가진 비환원성 당질, 예컨대 말토실 글루코시드, 말토트리오실 글루코시드 또는 말토테트라오실 글루코시드 등의 α-D-올리고 글루코실 글루코시드를 생성시킨다. 이 방법에 있어서 필요한 경우에는 당전이 효소를 사용하는 경우와 마찬가지로 β-아밀라아제 또는 β-아밀라아제와 전분 지절 효소를 작용시켜 말토실 글루코시드의 함량을 증대시킬 수 있다.

본 발명에서 사용하는 환원성의 전분 부분 가수분해물은 비환원성 당질 생성 효소를 작용시킴에 있어서 말토실 글루코시드의 구조를 가진 당류 또는 말토실 글루코시드를 생성할 수 있는 것들인데, 통상적으로 DE가 1∼40인 환원성의 전분 부분 가수분해물, 덱스트린, 아밀로오스, 아밀로펙틴, 전분 생성물, 가용화 전분, 액화 전분, 호화 전분 및 글루코오스 중합도가 3 이상인 말토올리고당을 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 비환원성 당질 생성 효소는 예컨대 본 발명자들의 일본국 특허출원 제349,216/93호에 개시되어 있는 것들, 즉 리조븀(Rhizobium) sp. M-11 과 아르드로박터(Arthrobacter) sp. Q36 [이들은 일본국의 특허 미생물 기탁 기관(National Institute of Bioscience and Human-technology, Agency of Industrial Science and Technology, 1-3, Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, Japan)에 각각 수탁 번호 FERM BP-4130 및 FERM BP-4316으로 기탁되어 있음]과, 브레비박테리움 헬로볼룸(ATCC 11822), 플라보박테리움 아쿠아틸레(IFO 3772), 마이크로코커스 루테우스(IFO 3064), 마이크로코커스 로제우스(ATCC 186), 쿠르토박테리움 시트레움(IFO 15231), 마이코박테리움 스메그마티스(ATCC 19420) 및 테라박터 투메센스(IFO 12960) 등과 같은 비환원성 당질 생성능이 있는 종래의 미생물을 영양배지에서 배양하여 수득되는 효소 제제 등이 있는데, 필요에 따라 이 효소 제제를 종래의 방법으로 정제하여 사용한다.

이렇게 해서 수득한 비환원성 당질 생성 효소는 글루코오스 중합도가 3 이상인 환원성의 전분 부분 가수분해물들 중에서 선택되는 1 종 이상에 작용시켰을 때 말단 단위로서 트레할로오스 구조를 가진 비환원성 당질을 생성하는 특징이 있다.

효소 반응을 진행할 수 있는 것이면 어떠한 효소 반응 조건도 본 발명에서 사용할 수 있는데, 일반적으로 1 ∼ 50 w/w % (여기서 사용된 % 는 이후 부터는 별달리 명시하지 않는 한 건조 고형분 기준으로 w/w %을 뜻함)의 범위의 기질 농도와20 ∼ 80℃ 범위의 온도, pH 4∼10 및 1 ∼ 100 시간 범위의 반응 시간을 본 발명에서 이용할 수 있다. 필요에 따라서는 담체 결합법, 가교법 및 함입법 등을 포함한 종래의 방법으로 부동화 했을때 이 반응에 대한 효소를 연속식 또는 회분식으로 사용할 수 있다.

위에 나온 효소 반응에서 수득한 수용액 중에는 보통 말토실 글루코시드를 약 1 ∼ 67 % 함유하는데, 이 용액으로부터 결정 말토실 글루코시드를 제조하자면 미정제 용액으로부터 불순물을 제거한 다음 정제하여 말토실 글루코시드 고함유액을 얻어 이것을 더욱 농축한 후 말토실 글루코시드를 결정화하여 이 결정을 회수한다.

위에 나온 분리법과 정제법으로서는 예컨대 효모 발효법, 멤브레인 여과법, 분별 침강법, 알칼리 처리법 및/또는 칼럼 크로마토그래피법을 사용할 수 있다. 특히 일본국 특허 공개 제23,799/83호 공보 및 제148,794/84호 공보에 개시된 강산성 양이온 교환 수지를 사용하는 칼럼 크로마토그래피를 이용하여 협잡 당류를 제거하여 말토실 글루코시드 고함유 획분을 채취하는 것이 바람직하다. 이러한 크로마토그래피법에 있어서 종래의 고정상법, 이동상법 및 의사(擬似) 이동상법을 임의로 사용할 수 있다.

말토실 글루코시드 고함유 획분으로부터 말토실 글루코시드를 결정화하기 위하여 결정형의 종류에 따라 적절한 결정화 조건을 선택한다. 본 발명에서 사용하는 결정화 조건은 원래의 말토실 글루코시드의 제조 방법과는 관계 없이 말토실 글루코시드의 과포화 용액을 결정화하여 말토실 글루코시드를 생성시키는 조건이면 된다.

특히 위에 나온 결정화 조건하에서는 말토실 글루코시드 용액의 농도가 적어도 60 %인 것을 농축하여 농도를 약 65 ∼ 95 % 또는 그 이상으로 하고, 수득한 용액의 온도는 용액이 동결되지 않는 온도와 말토실 글루코시드의 융점 이하의 온도 사이의 범위로 하면 말토실 글루코시드의 갈변 반응과 분해가 일어나지 않는데, 예컨대 본 발명에서는 말토실 글루코시드 함수 결정의 경우에 있어서 수분 함량이 약 10 % 이상인 말토실 글루코시드 용액의 결정화는 약 10 ∼ 90℃에서 일어나고, 말토실 글루코시드 무수 결정의 경우에 있어서는 수분 함량이 약 10 % 이하인 말토실 글루코시드 용액의 결정화가 가능하다. 더욱이 무수 결정 말토실 글루코시드는 함수 결정 말토실 글루코시드를 감압하에 건조하거나 가열하여 건조함으로써 용이하게 제조할 수 있다. 이러한 결정화법에 있어서 에탄올, 메탄올 및/또는 아세톤을 말토실 글루코시드 용액에 첨가하여 이들의 과포화도와 점도를 조정한다.

본 발명에 의한 말토실 글루코시드의 결정화법은 말토실 글루코시드 함유 과포화 용액을 비교적 고온으로 한 다음 결정화기에 넣고 씨결정(seed crystal)을 0.1∼20 % 가하여 수득한 혼합물을 교반하면서 서서히 냉각함으로써 매스키드(massecuite)를 생성시키는 방법이다.

결정화 된 매스키트로부터 결정 말토실 글루코시드를 제조할 수 있는 종래의 방법, 예컨대 분리법, 블록 분쇄법, 유동층 조립법(造粒法) 및 분무 건조법 등으로 결정 말토실 글루코시드를 제조한다.

예컨대 분리법은 바스켓형 원심 분리기에서 당밀로부터 결정 말토실 글루코시드를 분리하고, 필요에 따라서는 수득한 결정에 소량의 냉각수를 분무하여 세척하는 방법인데, 이 분리법은 고순도 결정 말토실 글루코시드 제조에 적합하다. 기타의 방법들은 당밀 분리 공정이 없으나 수득한 결정의 순도를 개선하지는 못하더라도 결정 말토실 글루코시드의 제조 수율을 향상시킬 수 있는 방법들이다. 따라서 본 발명에서는 통상적으로 결정 말토실 글루코시드에 추가하여 제조 공정에서 생성되거나 원료중에 함유된 트레할로오스, 글루코오스, 말토오스, 말토트리오스 및 말토테트라오스를 비롯한 각종 전분질 당류를 함유하고 있다.

분무 건조법에서는 통상적으로 결정화도가 약 25 ∼ 60 %인 말토실 글루코시드의 매스키트를 노즐을 통해 고압 펌프로부터 분무하고 결정 말토실 글루코시드가 용융하지 않을 정도의 고온, 예컨대 약 60 ∼ 100℃에서 가열 건조한 다음 여기에다 열풍을 불어주어 숙성함으로써 실질적으로 비흡습성 내지 난흡습성인 함수 결정 말토실 글루코시드 분말을 얻는다.

블록 분쇄법에서는 통상적으로 결정화도가 약 10 ∼ 60 %인 말토실 글루코시드의 매스키트를 0.5 ∼ 5 일 동안 방치하여 결정화 함으로써 블록 상태로 얻는다. 수득한 블록을 분쇄하거나 스크레이핑한 다음 건조하여 실질적으로 비흡습성 내지 난흡습성인 말토실 글루코시드 함유 결정의 분말을 얻는다.

한편, 말토실 글루코시드 함유 용액을 종래의 방법으로 가열 농축하여 수분 함량 5 % 이하로 말토실 글루코시드 함유의 과포화 용액을 얻은 다음, 여기에 씨결정을 가하여 결정 말토실 글루코시드의 융점 이하의 온도에서 교반한 후 분말, 과립, 단봉상, 판상 또는 입방체 등 각종 형상으로 성형함으로써 실질적으로 비흡습성 또는 난흡습성의 말토실 글루코시드의 함수 결정을 얻는다.

수득한 결정 말토실 글루코시드는 비흡습성에 약간의 변화가 있더라도 실질적으로 비흡습성이고 유동성이 자유로우며, 또한 점성이 거의 없고 고화도 하지 않으므로 취급이 용이하다. 이러한 특성으로 인해 결정 말토실 글루코시드의 포장, 운송 및 저장에 소요되는 재료비와 인건비를 절감할 수 있다.

본 발명의 결정 말토실 글루코시드는 내열성과 안정성이 비교적 큰 비흡습성 내지 난흡습성 분말이다. 이러한 분말을 예컨대 음식물, 화장품, 의약품, 성형물 및 기타 조성물 등의 종래의 방법으로 제조되는 혼합 감미료 분말, 쵸콜렛, 츄잉검, 인스탄트 쥬우스, 인스탄트 수우프, 과립 및 정제 등에 있어서 분말 기재, 부형제, 증량제, 비히클로 사용되며, 더욱이 화학 공업에 사용되는 시약, 원료 등과 같이 여러가지 응용 분야에 사용된다.

또한 결정 말토실 글루코시드의 물리 화학적 성질, 즉 융점이나 비선광도는 결정 말토실 글루코시드의 순도에 따라 달라진다. 융점은 순도가 감소함에 따라 낮아지고 그 범위도 확대된다. 예컨대 순도가 88.6 %인 결정 말토실 글루코시드의 융점 범위는 138 ∼ 146 ℃이므로 어떤 용도에 따라 임의로 선택된 순도를 가진 결정 말토실 글루코시드를 얻을 수 있다.

더욱이 본 발명의 결정 말토실 글루코시드는 물에 쉽사리 용해하며 감미가 양호하다. 경구 투여하면 결정 말토실 글루코시드는 소화되어 에너지원으로 이용된다. 또한 결정 말토실 글루코시드는 충치 유발균에 의해 실질적으로 발효되지 않으므로 충치 예방 감미료로 사용할 수 있고, 또한 감미가 양호하고 비히클로서의 용도를 가지므로 풀룰란 및/또는 히드록시에틸 전분 등의 바인더와 더불어 사용함으로써 정제의 당의제로서 유리하게 사용할 수 있다. 더욱이 결정 말토실 글루코시드는 보디 부여성, 광택 부여성, 보습성, 점도 부여성, 내열성, 내산성 및 비환원성 내지 저환원성 등의 기타 여러가지 특성을 가지고 있다.

결정 말토실 글루코시드의 이러한 특성을 음식물, 사료 및 이료 등의 식품제조와 화장품, 의약품, 성형물 등의 각종 조성물 제조에 유리하게 이용할 수 있다.

본 발명에 의한 결정 말토실 글루코시드는 감미 조리용으로 그대로 사용할 수 있다. 이러한 결정 말토실 글루코시드를 기타 감미제, 예컨대 전분 시럽 분말, 글루코오스, 말토오스, 수크로오스, 이성화당, 꿀, 메이플 슈거, 소르비톨, 디히드로칼콘, 스테비오시드, 알파-글리코실 스테비오시드, 레바우디오시드, 글리시리진, L-아스파르틸-L-페닐알라닌 메틸 에스테르, 사카린, 글리신 및 알라닌 등의 1 종 이상 적당량과, 필요에 따라 덱스트린, 전분 및 락토오스 등의 증량제 적당량과 더불어 사용할 수 있다.

더욱이 분말상 결정 말토실 글루코시드를 그대로 증량제, 비히클 또는 분말 기재로 사용하거나 필요에 따라서는 기타 증량제, 비히클 및/또는 결합제와 더불어 혼합한 후 과립, 구형(球形), 단 봉상, 판상, 입방체 또는 정제(tablet) 등의 형상으로 성형할 수 있는데, 그 이유는 이 분말이 실질적으로 비흡습성, 큰 내열성과 높은 안정성을 가지고 있기 때문이다. 이러한 분말은 예컨대 밀가루, 옥수수 가루, 전분을 이러한 분말로 전부 또는 일부 대체하여 제과, 제빵 등의 원료로 유리하게 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 결정 말토실 글루코시드는 그 맛이 신맛, 짠맛, 떫은 맛, 단맛 및 쓴맛 등의 기타 정미를 가진 각종 물질과 잘 조화하고, 내산성과 내열성도 크기 때문에 일반적으로 식품과 음료수의 감미 부여와 맛과 품질 개선제 등으로서 유리하게 이용할 수 있다. 예를 들자면 본 발명의 말토실 글루코시드 결정은 간장, 분말 간장, 된장, 분말 된장, 모로미(거르지 않은 간장), 히시오(소금에 절인 야채와 혼합한 된장), 어육 조미품, 마요네즈, 드레싱, 식초, 산바이주(설탕, 간장, 식초로 된 소오스), 초밥용 분말 식초, 츄가노 모토(중화 요리용 조미료), 텐츠유(일본식 튀김 식품용 소오스), 멘츠유(일본식 국수용 소오스), 소오스, 켓찹, 야구니쿠 노 타레(일본식 불고기용 소오스), 커리 루우, 스튜우 프리믹스, 수우프 프리믹스, 다시 노 모토(말린 가다랭이 맛의 조미료), 혼합 조미료, 미린(감미나는 술), 신미린(합성 미린), 테이블 슈거, 커피 슈거 등 각종 조미료 로서 유리하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 말토실 글루코시드 결정은 각종 일본식 과자류[예 : 센베이(쌀 크래커), 아라레(찹쌀 크래커), 오코시 (기장과 쌀로 된 크래커), 모치(떡), 만주(팥 잼 넣은 만두), 우이로(단맛의 젤리), 안(팥 잼), 요캉(단맛의 팥 젤리), 미즈 요캉(연질의 아즈키 팥 젤리), 킹요쿠(요캉의 일종), 젤리, 카스텔라, 아메다마(일본식 토피)] ; 양과자류[예 : 빵, 비스켓, 크래커, 쿠우키, 파이, 푸딩, 버터 크리임, 커스터드 크리임, 크리임 퍼프, 와플, 스폰지 케이크, 도우넛, 초콜렛, 츄잉검, 카라멜, 캔디] ; 빙과류[예 : 아이스 크리임, 셔어벳] ; 시럽류[예 : 과실의 시럽 절임, 빙수용 설탕 시럽] ; 스프레드 및 페이스트류[예 : 플라워 페이스트, 피이넛 페이스트, 푸루트 페이스트, 스프레드] ; 과실과 야채의 가공 식품류[예 : 잼, 마아멀 레이드, 시럽 즈케(과실 피클류), 토카(당과)] ; 절임 제품[예 : 푸쿠진 즈께(썰은 야채의 간장 절임), 베타라 츠케(통무우 피클), 센마이 즈케(썰은 무우 절임), 라쿄 즈케(파 절임)] ; 절임 제품의 프리믹스[예 : 단무지 프리믹스, 배추 절임 프리믹스] ; 축육 제품류[예 : 햄, 소오세지] ; 어육제품[예 : 어육햄, 어육 소오세지, 어묵, 치쿠와(어묵의 일종), 튀김] ; 각종 진미류[예 : 성게 내장젓, 오징어젓, 가공된 다시마, 말린 오징어채, 미린으로 조미된 말린 복어] ; 츠쿠다니(간장에 끓인 음식)[예 : 말린 해초, 산채, 말린 오징어, 소어(小魚), 조개] ; 평상시 식품[예 : 볶은 팥, 감자 샐러드, 다시마 말이] ; 우유 제품 ; 병조림 및 통조림 제품[예 : 축육, 어육, 과실, 야채 등의 통조림 및 병조림] ; 주류[예 : 합성주, 와인, 소주, 위스키 등] ; 음료수[예 : 커피, 차, 코코아, 주우스, 탄산 음료, 유산 음료, 유산균 음료등] ; 프리믹스 및 즉석 식품[예 : 푸딩 프리믹스, 핫 케이크 프리믹스, 즉석 시루코(떡이 혼합된 아즈키 팥 수우프의 프리믹스, 즉석 수우프 ] ; 베이비 푸우드 ; 다이어트 식품 ; 및 영양 음료수 등에 대한 감미 부여, 맛 개량, 품질 개량 등에 유리하게 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 결정 말토실 글루코시드는 가축, 가금, 꿀벌, 누에, 물고기 등의 사육 동물을 위한 사료, 이료 등의 기호성을 향상시킬 목적으로 사용할 수 있다. 그 외에 본 발명의 결정 말토실 글루코시드는 담배, 치약, 입술 연지, 립 크림, 내복약, 정제, 트로치, 간유 드롭, 구중 청량제, 구중 향제, 가아글제 등, 각종 고형물, 페이스트상, 액상 등으로 하여 기호물, 화장품, 의약품 등을 비롯한 경구용 제품의 감미제로서 또는 정미 개량제, 교미제로서, 더욱이 품질 개량제, 안정제 등으로서 유리하게 이용할 수 있다.

그리고 본 발명의 결정 말토실 글루코시드는 비누, 스킨 크리임, 보디 샴푸우, 헤어 크리임, 립 크리임, 피부 정화제, 양모제 등의 화장품 제조시 안정제, 삼투압 조절제, 비히클, 습도 조절제, 점도 조절제 및 품질 개량제 등으로 유리하게 이용할 수 있다.

더욱이 본 발명의 결정 말토실 글루코시드는 각종 생리 활성 물질의 활성 또는 이러한 물질에서의 유효 성분의 활성에 필요한 안정제로서 유리하게 적용할 수 있다. 예를 들자면, 사이토카인류[예 : α-β- 및 γ-인터페론, 종양 괴사 인자-α, 종양 괴사 인자-β, 대식 세포 유주(遊走) 저지 인자, 콜로니 자극 인자, 트랜스퍼 팩터, 인터로이킨 2 등] ; 호르몬류[예 : 인슐린, 성장 호르몬, 프롤락틴, 에리트로포이에틴, 난포(卵胞) 자극 호르몬 등] ; 백신류[예 : BCG 백신, 일본 뇌염 백신, 홍역 백신, 소아마비 백신, 천연두 비루스 백신, 파상풍 톡소이드, 유구열도산 반시뱀 항사독소, 인간 면역 글로불린 등] ; 항생 물질[예 : 페니실린, 에리드로마이신, 클로람페니콜, 테트라사이클린, 스트렙토마이신, 황산 카나마이신등] ; 비타민류[예 : 티아민, 리보플라빈, L-아스코르브산, 간유, 카로티노이드, 에르고스테롤, 토코페롤 등] ; 효소류[예 : 리파아제, 엘라스타아제, 우로키나아제, 프로테아제, 글루카나아제 등] ; 엑스류[예 : 약용 인삼 엑스, 자라 엑스, 클로렐라 엑스, 로얄젤리, 프로폴리스 엑스 등] ; 생균류[예 : 바이러스, 유산균, 비피드 박테리아, 효모 등]도 그 유효 성분, 활성을 상실함이 없이 안정하게 의약품 제조 등에 용이하게 사용할 수 있고, 그 밖에도 의약품 제조시 삼투압 조절제, 비히클, 경관영양제, 당의제 및 시럽제로서도 사용할 수 있다. 이상 설명한 식품, 음료수, 화장품, 의약품 및 성형물 등의 각종 조성물에 본 발명의 결정 말토실 글루코시드를 함유시키는 방법은 그 제품이 완성되기까지의 공정중에서 함유시키면 좋은데, 예를 들자면 혼화, 용해, 융해, 침지, 침투, 살포, 포, 피복, 분무, 주입, 고화 등 공지의 방법이 적절히 선택된다. 결정 말토실 글루코시드의 첨가량은 말토실 글루코시드 결정을 함유하는 조성물에 따라 다르나 그 특징을 발휘할 수 있는 량, 통상적으로 0.1 % 이상, 바람직하게는 0.5 % 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 수득되는 조성물은 경구적 또는 비경구적으로 사용되는 음식물, 화장품, 의약품뿐만 아니라, 예컨대 생활용품, 농림 수산용품, 화학 공업용품 등 광범위한 용도를 가진다.

본 발명을 아래의 실험에서 상세히 설명한다.

실험 A에서는 먼저 리조븀 sp. M-11 유래의 비환원성 당질 생성 효소의 제조방법, 정제 및 특징에 대해 설명한 다음, 이 효소를 사용하여 환원성의 전분 부분 가수 분해물로부터 말단 단위로서 트레할로오스 구조를 가진 비환원성 당질과 트레할로오스를 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 실험 B에서는 본 발명의 결정 말토실 글루코시드의 제조 방법과 물리화학적인 성질에 대해 설명한다.

(실험 A-1)

리조븀 sp. M-11 로부터 비환원성 당질 생성 효소의 제조

말토오스 2.0 w/v %, 펩톤 0.5 w/v %, 효모 엑스 0.1 w/v %, 인산 수소 2 나트륨 0.1 w/v %, 인산 2 수소 칼륨 0.1 w/v % 및 물로 된 액체 배지를 pH 7.0 으로조정하였다. 500㎖ 용량의 플라스크에 이 배지를 약 100 ㎖ 씩 나누어 넣고 120℃ 에서 20 분간 멸균하고 냉각한 다음, 리조븀 sp. M-11 (FERM BP-4130)을 접종하고, 27℃, 130 rpm에서 24 시간 배양한 것을 종배양액(seed culture)으로 하였다.

용량 30ℓ의 자아 퍼어멘터(jar fermentor)에 종배양의 경우와 동일한 조성의 배지 약 20ℓ을 넣고 멸균 후 냉각하여 온도 30℃로 한 후 종배양액 1 v/v %을 접종하고 온도 30℃, pH 6.0 ∼ 8.0에서 유지하면서 약 24 시간 통기, 교반하에 배양하였다. 수득한 배양액의 효소 활성은 약 1.5 단위/㎖이었다. 배양액의 일부를 취하여 원심 분리하여 균체와 배양 상청액으로 분리하고, 다시 균체를 50 mM 인산 완충액(pH 7.0)으로 원래의 배양액과 동일한 액량의 현탁액으로 한 후 균체 현탁액과 배양 상청액의 효소 활성을 측정한 결과, 균체 현탁액은 효소활성이 약 0.6 단위/㎖이었고 배양 상청액은 효소활성이 약 0.9 단위/㎖이었다.

그리고 비환원성 당질 생성 효소의 활성 측정 방법은 기질로서 말토펜타오스 1.25 w/v % (50 mM 인산 완충액, pH 7.0) 4㎖에 효소액을 1ℓ가하고 40℃에서 60 분간 반응시킨 후 100℃에서 10 분간 가열하여 효소를 실활(失活)시킨 다음 이 반응액을 탈염수중에 정확히 10 배로 희석하고 이 희석액의 환원력을 스모기-넬슨법(Somogyi-Nelson's method)으로 측정한다. 대조로서 미리 100℃에서 10 분간 가열하여 실활(失活)시킨 동일한 효소액을 사용하여 마찬가지로 측정한다.

상기의 측정방법을 사용하여 1 분간에 1 μmole 의 말토펜타오스에 상당하는 환원력을 감소시키는 효소량을 효소의 활성 1 단위로 정의하였다.

(실험 A-2)

효소 정제

실험 A-1에서 얻은 배양액 약 18ℓ을 초고압 균체 파쇄 장치 "MINI-LAB" (일본국 大日本 제약 주식회사제)로 처리하여 균체를 파쇄하였다. 처리액을 원심 분리(10,000 r.p.m., 30 분간) 함으로써 약 16ℓ의 상청액을 얻었다. 이 상청액에 포화도 0.2가 되도록 황산 암모늄을 용해시키고 4℃에서 1 시간 방치한 후 원심 분리(10,000 r.p.m., 30 분간) 함으로써 상청액을 회수하였다.

다시 이 상청액에 포화도 0.6이 되도록 황산 암모늄을 용해 시키고 4℃에서 24 시간 방치한 후 원심 분리(10,000 r.p.m., 30 분간)하여 생성된 침강물을 회수하였다. 수득한 침강물을 10 mM 인산 완충액(pH 7.0)에 용해시킨 후 동일한 완충액에 대하여 24 시간 투석하고 원심 분리(10,000 r.p.m., 30 분간)하여 불용물을 제거하였다. 이 투석액(360㎖)을 2 부분으로 나누어 DEAE-TOYOPEARL? 겔(일본국 Tosoh 주식회사제) 300㎖을 사용한 이온 교환 칼럼 크로마토그래피를 하였다.

목적으로 하는 효소를 겔에 흡착시켜 염화 나트륨을 함유한 동일한 인산 완충액으로 칼럼으로부터 용출하였다. 수득한 효소 활성 획분을 2M 황산 암모늄을 함유한 동일한 인산 완충액에 대하여 투석하고, 이 투석액을 원심 분리(10,000 r.p.m., 30 분간)하여 불용물을 제거하여 수득되는 상청액을 "부틸-TOYOPEARL? 650"[일본국의 Tosoh 주식회사제의 소수성(疎水性) 겔] 300㎖을 사용한 소수성 칼럼 크로마토그래피를 하였다. 겔에 흡착된 이 효소를 황산 암모늄 2M으로부터 0M까지의 직선 기울기 완충액에 의하여 칼럼으로부터 용출시켜 효소 활성 획분을 회수한 다음 TOYOPEARL? HW-55 겔(일본국의 Tosoh 주식회사제) 300㎖을 사용한 겔 여과 크로마토그래피를 하여 효소 활성 획분을 회수하였다. 정제의 각 공정에서의 효소 활성량, 비활성(比活性) 및 수율을 표 1에 나타내었다.

[표 1]

정제공정	효소활성량(단위)	비활성(단위/mg 단백질)	수율(%)
배양액	26,800	-	100
세포 파쇄 후의 상청액	20,300	0.10	76
염석 후의 투석액	16,100	0.32	60
이온 교환 칼럼 용출액	11,300	5.5	42
소수성(疎水性) 칼럼 용출액	5,730	98.0	21
겔 여과 용출액	3,890	195.0	15

표 1의 겔 여과 공정에서 각각 겔 여과 용출액으로서 수득한 정제 효소 제품을 폴리아크릴아미드 겔(겔 농도 7.5 w/v %)을 사용하는 전기 영동법으로 순도를 측정한 결과 단백질 밴드는 단 하나가 나타났고, 수득한 효소 제품은 전기 영동적 으로 균질의 고순도의 것이었다.

(실험 A-3)

효소의 특성화

실험 A-2에서 수득한 정제 효소 제품 일부를 SDS (소디움 도데실술페이트)-폴리아크릴아미드 겔(겔 농도 10 w/v %)을 사용하는 전기 영동법으로 처리한 다음, 동일한 겔에서 전기 영동 처리된 표준 분자량 마아커(marker)(일본국의 Bio-Rad Laboratory 주식회사제)와 비교하여 이 효소의 분자량을 측정한 결과 분자량 약 77,000 ∼ 87,000 돌턴이었다.

별도의 정제 효소 제품을 2 w/v % "AMPHOLINE" (스웨덴국의 Pharmacia LKB Biotechnology AB 사제의 폴리아크릴아미드 겔)을 사용하는 등전점 전기 영동법으로 처리한 후, 전기 영동 처리된 겔의 pH를 측정하여 이 효소의 등전점(PI)을 구한 결과, 등전점은 약 3.6 ∼ 4.6이었다.

이 효소 활성에 대한 온도의 영향과 pH의 영향을 위에 나온 활성 측정 방법에 준하여 조사하였다. 그 결과는 도 1과 도 2에 각각 나와 있다. 효소의 최적 온도는 pH 7.0에서 60 분간 반응에서는 40℃ 부근이었고, 최적 pH는 40℃에서 60 분간 반응에서 약 7.0이었다. 이 효소의 열적 안정성은 효소 용액(50 mM 인산 완충액을 함유, pH 7.0)을 각 온도에서 60 분간 유지하고 워터 배드(water bath)에서 냉각한 후 잔존하는 효소 활성을 측정함으로써 구하였다. 그리고, pH 안정성은 이 효소를 각기 상이한 pH의 50 mM 인산 완충액 중에서 25℃에서 16 시간 유지한 후 pH를 7.0으로 조정하고 잔존하는 효소 활성을 측정함으로써 구하였다. 각각의 결과는 도 3(열적 안정성)과 도 4에 나와 있다. 이 효소의 열적 안정성은 40℃ 부근까지 안정하였고, pH 안정성은 약 6 ∼ 9이었다.

(실험 A-4)

비환원성 당질의 제조

기질로서 글루코오스, 말토오스, 말토트리오스, 말토테트라오스, 말토펜타오스, 말토헥사오스 또는 말토헵타오스를 20 w/v % 함유하는 수용액에 실험 A-2에서 제조한 정제 효소 제품을 기질 고형물 1g 당 2 단위의 비율로 가하여 40℃, pH 7.0에서 48 시간 반응시킨 후 탈염하고 "WAKO-BEADS WB-T-330" 칼럼(일본국 和光純藥공업 주식회사제)을 사용한 고속 액체 크로마토그래피(HPLC)로 반응 생성물을 분석하였다. 고속 액체 크로마토그래피는 실온에서 실시하였고, 물을 용리액으로 사용하여 0.5㎖/min의 유속으로 칼럼에 공급하면서 시차 굴절계(differential refractometer ; 일본국의 Tosoh 주식회사제의 RI-8012 사용)로 용출물을 모니터링 하였다. 그 결과는 표 2에 나와 있다.

[표 2]

기질	반응생성물	HPLC 용출시간(분)	조성비(%)
글루코오스	글루코오스	33.4	100.0
말토오스	말토오스	28.5	100.0
말토트리오스	PI말토트리오스	23.325.9	35.065.0
말토테트라오스	PII말토테트라오스	21.624.1	85.614.4
말토펜타오스	PIII말토펜타오스	19.722.6	92.77.3
말토헥사오스	PIV말토헥사오스	18.721.4	93.56.5
말토헵타오스	PV말토헵타오스	17.821.0	93.46.6

(주) : 위의 표에서 PI, PII, PIII, PIV 및 PV는 각각의 기질 즉, 말토트리오스, 말토테트라오스, 말토펜타오스, 말토헥사스 및 말토헵타오스로부터 생성된 신규 당질을 뜻함.

표 2의 결과로부터 명백한 바와 같이 반응 생성물은 잔존하는 기질과 새로 생성된 당질인 PI, PII, PIII, PIV 및 PV로 구성되어 있고 기타 당질은 전혀 검출되지 않았다. PII, PIII, PIV, 및 PV는 글루코오스 중합도가 4 이상의 것들로서 그 수율은 85 % 이상으로서 높은 반면, PI는 글루코오스 중합도가 3으로서 그 수율은 비교적 낮았다. 따라서 글루코오스와 말토오스로부터는 당질이 전혀 생성되지 않았음을 알 수 있다.

이어서 이들 새로 생성된 당질을 정제하기 위하여 반응 생성물을 탈색, 탈염, 농축하고 알칼리 금속형 강산성 양이온 교환수지("XT-1016", Na⁺형, 가교도 4 %, 일본국 東京 유기화학공업 주식회사 제조)를 사용한 칼럼 분획을 하였다. 즉, 양이온 교환 수지를 내경 2.0 cm, 길이 1 m의 자켓부 스테인레스제 칼럼 3 개에 충전하고 직렬로 연결하여 반응 생성물을 양이온 교환 수지 체적에 대하여 5 v/v % 가하고 여기에 55℃의 온수를 SV 0.13에서 흘려 분획함으로써 새로 생성된 당질 함량 97 % 이상의 고순도 획분을 채취하였다. 수득한 고순도 획분을 각각 동결 건조하여 고순도 당질 제품을 제조하였다. 원료 기질에 대한 각각의 수율은 고형물 환산으로 PI 약 9 %, PII 약 65 %, PIII 약 82 %, PIV 약 80 %, 그리고 PV 약 77 %이었다. 최종 순도는 PI 97.5 %, PII 98.6 %, PIII 99.5 %, PIV 98.4 %, PV 98.4 %이었다.

또한 이들 신규의 고순도 당질 제품의 환원력을 소모기-넬슨법으로 측정하여 DE(dextrose equivalent)로 나타내었다. 그 결과는 표 3에 나와 있다.

[표 3]

당질 제품	순도(%)	DE
PI	97.5	0.83
PII	98.6	0.35
PIII	99.5	0.10
PIV	98.4	0.27
PV	98.4	0.23

표 3의 결과로부터 명백한 바와 같이 각 당질 제품에서 극히 약간 정도의 환원력 밖에 나타나지 않았다. 이러한 약간 정도의 환원력은 제품중에 잔존하고 있는 기질 유래의 흔적량의 환원성 말토올리고당에서 기인하는 것으로 추정되고, 새로이생성한 당질은 어느 것이나 실질적으로 비환원성이라고 판단된다.

(실험 A-5)

글루코아밀라아제에 의한 효소 분해

실험 A-4에서 제조한 비환원성 당질 제품 PI, PII, PIII, PIV 및 PV 각각 50 mg을 50 mM 아세트산 완충액(pH 4.5) 1㎖에 용해하고 1 단위의 글루코아밀라아제(일본국 生化學 공업 주식화사 제조)를 가하여 40℃에서 6 시간 유지하여 효소 분해하였다. 수득한 분해물을 고속 액체 크로마토그래피(HPLC)로 분석한 결과 어느 것이나 분해물에서 글루코오스와 트레할로오스만이 검출되었다. 검출된 글루코오스 함량, 트레할로오스 함량 및 그 조성 몰비의 결과는 표 4에 나와 있다.

[표 4]

당질제품	글루코오스(%)	트레할로오스(%)	조성몰비(글루코오스/트레할로오스)
PI	36.2	63.8	1.07
PII	52.0	48.0	2.06
PIII	61.4	38.6	3.02
PIV	68.3	31.7	4.09
PV	72.9	27.1	5.11

표 4의 결과로부터 명백한 바와 같이 글루코아밀라아제에 의하여 PI는 글루코오스 1 분자와 트레할로오스 1 분자로 분해되었고, PII는 글루코오스 2 분자와 트레할로오스 1 분자로, PIII는 글루코오스 3 분자와 트레할로오스 1 분자로, PIV는 글루코오스 4 분자와 트레할로오스 1 분자로, 그리고 PV는 글루코오스 5 분자와 트레할로오스 1 분자로 각각 분해 되었음이 판명되었다.

또한 글루코아밀라아제의 효소 반응 특성을 고려하면 이들 비환원성 당질의구조는 트레할로오스 1 분자에 글루코오스 1 분자 이상이 α-1,4 결합 또는 α-1,6 결합으로 결합한 당질이다. 특히 PI는 트레할로오스 1 분자에 글루코오스 1 분자가 결합한 글루코오스 중합도 3의 비환원성 당질이고, PII는 트레할로오스 1 분자에 글루코오스 2 분자가 결합한 글루코오스 중합도 4의 비환원성 당질이고, PIII는 트레할로오스 1 분자에 글루코오스 3 분자가 결합한 글루코오스 중합도 5의 비환원성 당질이고, PIV는 트레할로오스 1 분자에 글루코오스 4 분자가 결합한 글루코오스 중합도 6의 비환원성 당질이고, PV는 트레할로오스 1 분자에 글루코오스 5 분자가 결합한 글루코오스 중합도 7의 비환원성 당질이다. 그리고 PI, PII, PIII, PIV 및 PV 에 β-아밀 라아제를 작용시켰을때 PI와 PII는 가수분해되지 않았고 PIII는 말토오스 1 분자와 PI 1 분자로 분해되고 PIV는 말토오스 1 분자와 PII 1 분자로 분해되며, PV는 말토오스 2 분자와 PI 1 분자로 분해됨이 판명되었다.

이상의 결과로부터 본 발명의 비환원성 당질 생성 효소에 의한 반응은 기질의 분해와 고분자화를 수반하지 않는, 환언하자면 글루코오스 중합도의 변화를 수반하지 않는 분자내 변환 반응이라 판단되고, 또한 이 비환원성 당질 생성 효소에 의해 생성된 PI, PII, PIII, PIV 및 PV는 α-글루코실 트레할로오스[Gn-T 로 나타냄, 여기서 G는 글루코오스 잔기, n은 1 이상의 정수, T는 α,α- 트레할로오스 잔기임], 더욱 상세하게는 각각 α-글루코실 트레할로오스(또는 α-말토실 글루코시드), α-말토실 트레할로오스(또는 α-말토트리오실 글루 코시드), α-말토트리오실 트레할로오스(또는 α-말토테트라오실 글루코시드), α-말토테트라오실 트레할로오스(또는 α-말토펜타오실 글루코시드) 및 α- 말토펜타오실 트레할로오스(또는α-말토헥사오실 글루코시드)라고 판단된다.

(실험 A-6)

말단 단위로서 트레할로오스 구조를 가진 비환원성 당질 및 트레할로오스의 제조

PINE-DEX #4 [일본국의 松谷화학공업 (주) 제의 전분 부분 가수분해물] 40 중량부를 물 60 중량부에 가열, 용해하고, 수득한 용액을 45℃, pH 6.5로 조정하여 여기에 실험 A-2의 방법으로 제조한 비환원성 당질 생성 효소를 환원성 전분 부분 가수분해물 1g 당 1 단위 가한 다음 96 시간 반응시켜 말단 단위로서 트레할로오스 구조를 가진 비환원성 당질을 생성시킨 후 100℃에서 10 분간 가열하여 효소를 실활시켰다. 반응액을 약 20 %로 희석하여 글루코자임(Glucozyme)[일본국의 Nagase Biochemicals 사제의 글루코아밀라아제]를 전분부분 가수분해물 1g 당 10 단위 가하고 40 시간 반응시킨 다음 가열하여 효소를 실활시켰다. 수득한 용액을 활성탄으로 탈색하고 이온 교환 수지로 탈염한 후 약 60 % 용액으로 농축하였다. 수득한 당액은 트레할로오스를 29.5 % 함유하고 있었다. 이 농축액을 CG6000 (일본국 Japan Organo사 판매의 강산성 양이온 교환 수지, Na⁺형)이 충전된 스테인레스강제 칼럼에 60℃에서 SV 0.4에서 공급하여 트레할로오스 고함유 획분을 회수하였다. 이 획분은 약 90 %의 트레할로오스를 함유하고 있었다. 이어서 이 획분을 약 75 %로 농축하여 결정화기에 넣고 여기에 약 2 %의 트레할로오스 수화물 결정을 종정(seed crystal)으로 가하여 서서히 냉각함으로써 결정화율이 약 45 %인매스키트(massecuite)를 얻었다. 이 매스키트를 건조탑 상부에서 150 kg/cm²의 압력으로 노즐로부터 분무하였다. 이와 동시에 건조탑 상부로부터 바닥쪽을 향해 85℃의 열풍을 공급하고 건조탑 바닥에 설치된 컨베이어의 와이어 네트 위에 축적된 결정 분말을, 와이어 네트 아래를 통해 45℃의 공기를 공급하면서 건조탑 밖으로 서서히 배출하였다. 이어서 결정질 분말을 숙성탑으로 보내어 열풍중에서 10 시간 숙성하여 결정화와 탈수를 완료함으로써 트레할로오스 수화물 결정 분말을 제조하였다.

(실험 B-1)

말토실 글루코시드의 제조

98 % 말토펜타오스[일본국의 (주) 林原생물화학 연구소 제] 5 중량부를 물 10 중량부에 가열 용해하여 수득한 용액을 40℃로 가열하고 pH 7.0으로 조절하여 실험 A-2의 방법으로 제조한 비환원성 당질 생성 효소를 말토펜타오스 1g 당 2 단위의 양으로 해서 혼합한 후 48 시간 반응시킨 다음 반응 혼합물을 100℃에서 20 분간 가열하여 효소를 실활하였다. 수득한 용액중의 말토테트라오실 글루코시드의 함량은 약 88 %이었다.

말토테트라오실 글루코시드 함유액을 40℃로 가열하고 pH 5.5로 조절하여 "β-아밀라아제 #1500 ＂ (일본국의 Nagase 생화학 공업 주식회사제)를 건조 고형분 기준으로 전분 부분 가수분해물 1g 당 20 단위와 혼합한 다음 24 시간 반응시킨 후 100℃에서 20 분간 가열하여 효소를 실활하였다. 수득한 용액 중에는 말토오스 및말토트리오스와 더불어 말토실 글루코시드를 약 53 % 함유하고 있었다.

수득한 용액을 통상의 방법으로 탈색하고 이온 교환 수지(H⁺형 및 OH^-형)로 탈염하여 약 50 % 농도로 농축한 다음, 수득한 농축액을 실험 A-6의 방법에 따라 강산성 양이온 교환 수지로 충전된 칼럼을 통과시킨 후 말토실 글루코시드 고함유 획분을 회수하였다. 이들 획분을 한데 모아 말토실 글루코시드 함량이 약 81 %인 용액을 얻었다.

순도를 더욱 높이기 위해 이 용액에 수산화 나트륨을 0.1N가 되도록 가하고, 100℃에서 2 시간 가열하여 환원당을 분해하였다. 이 반응액을 통상의 방법으로 탈색하고 탈염한 다음 약 50 % 농도로 농축하였다. 농축액 중의 말토실 글루코시드의 함량은 약 94 %이었는데, 이것을 다시 예비 액체 크로마토그래피용 칼럼으로서 "YMC-PACK R-355-15" (일본국의 YMC 사제의 옥타데실 실리카 겔)이 충전된 칼럼에서 예비 액체 크로마토그래피 처리하여 말토실 글루코시드를 약 99 % 이상 함유한 획분을 채취하였다.

위에서 얻은 획분을 통상의 방법에 따라 정제하고 78 %의 농도로 농축한 다음 비이커에 넣고 4℃의 냉실 속에 방치하여 결정을 석출시켰다. 이 결정을 원심분리하고 여기에 소량의 물을 분무하여 세척함으로써 99.9 % 순도의 함수 결정 제품을 얻었다. 이 제품을 100℃에서 감압하에 하룻밤 건조하여 무수 결정 제품을 얻었다.

이들 결정 제품에 대해 다음과 같이 물리화학적 성질을 측정하여 결과를 얻었다.

(1) 원소 분석(무수물로서)

함수 결정 C = 42.4 %, H = 6.8 %

무수 결정 C = 42.6 %, H = 6.7 %

이론치 C = 42.86 %, H = 6.39 %

(2) 질량 스펙트럼 분석(무수물로서)

MW = 504 (분자식 : C₁₈H₃₂O₁₆)

(3) 수분 함량

카알 피셔법에 의한 측정.

함수 결정 9.9 % (말토실 글루코시드 : 물의 몰비 = 1 : 3)

무수 결정 0.3 %

(4) 융점

함수 결정 또는 무수 결정 말토실 글루코시드를 융점 측정 장치에 넣고 1 분당 1℃의 승온 속도로 그 융점을 관찰하였다. 이들 결정은 180℃에서 용융하였다. 이 결과는 예컨대 함수 결정이 승온 상태로 가열되는 동안 그 외관이 변하지 않고 무수 결정으로 변환되어 함수 결정의 융점만이 관찰된 것으로 생각할 수 있기 때문에 이들 두가지 결정의 융점은 반드시 동일한 것은 아니라는 것을 뜻한다.

(5) 비선광도(무수물로서)

함수 결정 및 무수 결정의 비선광도는 다음과 같았다.

[α]_D ²⁰+ 207.9° (c = 5.0, H₂O)

(6) 자외선 흡수 스펙트럼

함수 결정 및 무수 결정은 그 수용액 상태에서 분석했을 때 특징적인 흡수 스펙트럼을 나타내지 않았다.

(7) 적외선 흡수 스펙트럼

함수 결정 분말 또는 무수 결정 분말 2 mg과 KBr 200 mg을 혼합하여 투명한 정(tablet)을 만든 다음 적외선 흡수 스펙트럼을 분석하였다. 그 결과, 이들 결정은 거의 동일한 적외선 흡수 스펙트럼 패턴을 나타내었다. 함수 결정의 결과는 도 5에 나와 있다.

(8) 용해도(무수물로서)

25℃의 물 100㎖ 중에 함수 결정과 무수 결정은 각각 약 163g 용해하였다.

(9) 감미도(무수물로서)

말토실 글루코시드 25 % 수용액의 감미도는 10 % 수크로오스 수용액의 것과 동등하였다. 본 발명의 결정들은 수크로오스에 대해 약 40 %의 감미도를 가지며 이 감미의 질은 극히 만족하다.

(10) 정색 반응

함수 결정과 무수 결정은 안트론-황산 반응에서 녹색으로 착색하였으나 페엘링 반응과 요오드 반응에 대해서는 모두 음성이었다.

(11) 구조(무수물로서)

(가) 1N 황산으로 가수분해시 이들 결정은 D-글루코오스만을 생성하였음.

(나) 글루코아미라아제에 작용시켰을때 이들 결정은 각각 글루코오스와 네오트레할로오스 1 몰을 생성하였음.

(다) 탄소 핵자기 공명 분석 결과는 도 6에 나와 있다. 이들 결정의 모든 탄소 원자를 문헌[Klaus Bock et al. in Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, Vol.42, pp.192∼225 (1984)]에 보고된 표준 물질인 α-D-글루코피라노오스, α,α- 트레할로오스 및 말토올리고당의 화학 이동값에 비교한 결과 이들 결정은 O-α-D-글루코피라노실-(1→4)-α-D-글루코피라노실 α-D- 글루코피라노시드의 구조를 가지고 있음이 확인되었는데, 이것이 즉 말토실 글루코시드이다.

(12) 분말 X 선 회절

문헌[F. H. Stodola et at., in Journal of the American Chemical Society, Vol.78, pp. 2,514∼2,518 (1956)]에 보고된 방법에 따라 CuKα 선을 사용하여 말토실 글루코시드 결정에 대해 분말 X 선 회절도를 얻었다. 함수 결정 또는 무수 결정의 결과는 도 7 또는 도 8에 각각 나와 있다. 도 7과 도 8의 결과로부터 명백한 바와 같이 함수 결정은 분말 X 선 회절 분석시의 주회절각(2θ)이 7.9°, 13.2°, 17.2°, 22.8°이었고, 무수 결정은 주회절각(2θ)이 7.7°, 13.5°, 17.6°, 23.6°이었다.

위와 같은 결과에 따라 본 발명의 결정은 이제까지 알려지지 아니한 결정 말토실 글루코시드인 것을 확인할 수 있다.

(실험 B-2)

결정 말토실 글루코시드 및 비결정의 흡습성 및 그 영향

말토실 글루코시드의 함수 결정 분말, 무수 결정 분말 또는 비결정 분말 약 1g을 폴리에틸렌 용기에 넣고 상대 습도 90.1 %의 고습도 조건하에 방치하여 일정 시간 간격으로 이들 분말의 수분 함량과 외관의 변화를 관찰하여 측정하였다. 실험 B-1의 방법으로 제조한 함수 결정 및 무수 결정과, 함수 결정을 탈염수에 용해하여 감압 건조해서 제조한 비결정을 시료로 하였다. 그 결과는 표 5에 나와 있다.

표 5의 결과로부터 명백한 바와 같이 비결정 말토실 글루코시드는 극히 흡습성이 많고 쉽사리 고화하며 유동성을 상실하였다. 한편, 함수 결정은 난흡습성이고 유동이 자유로우며 취급이 용이하였으나 무수 결정은 흡습성이고 외관의 변화가 전혀 없고 자유 유동성이 있었다. 따라서 무수 결정은 함수 결정으로 전환되어 안정화 된 것으로 생각되었다.

[표 5]

	시간간격(시간)
	0	2	8	24
함수 결정수분 함량(%)외관	9.9++	10.4++	10.5++	10.5++
무수 결정수분 함량(%)외관	0.3++	10.3++	10.4++	10.5++
비결정수분함량(%)외관	0.5++	6.3+	17.4-	20.0-

(주) ++ : 분말상이고 유동이 자유로움

+ : 다소 고화하나 유동이 자유로움

- : 고화하여 시럽이 되며 자유 유동성의 외관 상실

(실험 B-3)

급성 독성

실험 B-1의 방법으로 제조한 함수 결정 및 무수 결정 말토실 글루코시드를 마우스에 경구 투여하여 급성 독성을 시험하였다. 그 결과, 결정 말토실 글루코시드는 저독성이었고 최대 투여량으로 투여했을 때도 사망예는 없었다. 따라서 이들의 LD₅₀은 대략 50 g/kg 이상 이었다.

다음의 실시예 A와 실시예 B는 본 발명의 결정 말토실 글루코시드의 제조 방법과 그 용도를 각각 설명하는 것이다.

(실시예 A-1)

95 % 말토펜타오스(일본국의 林原생물화학 연구소 판매) 50 중량부를 물 200 중량부에 가열 용해하여 수득한 용액을 pH 7.0 및 40℃로 조정하여 여기에 실험 A-2의 방법으로 제조한 비환원성 당질 생성 효소를 말토펜타오스 1g 당 5 단위 가해 혼합한 후 24 시간 반응시킨 다음 가열하여 효소를 실활하였다. 이 용액의 말토테트라오실 글루코시드의 함량은 83 %이었다. 이 용액을 건조 고형분 기준으로 약 50 % 농도로 농축한 다음 냉실에 방치하여 말토실 글루코시드 결정을 석출시킨 후 여과하여 결정 말토실 글루코시드를 얻었다.

본 발명의 결정 말토실 글루코시드 결정 10 중량부를 물 100 중량부에 가열하여 용해하고, 이 용액을 50℃로 가열하고 pH 5.5로 조정한 후 "β-아밀라아제#1500" (일본국의 Nagase 생화학 공업 주식회사 판매)을 고형분 1g 당 20 단위 가해 혼합하고 24 시간 반응시킨 다음 100℃에서 20 분간 가열하여 효소를 실활하였다. 이 용액중에는 말토실 글루코시드 58 %와 소량의 말토오스 및 말토트리오스를 함유하고 있었다.

이 용액을 통상의 방법으로 활성탄으로 탈색하고 이온교환 수지(H⁺형 및 OH^-형)로 탈염하여 건조 고형분 기준으로 농도 약 50 %로 농축하였다. 농축물을 강산성 양이온 교환수지(일본국의 Japan Organo 사제의 "XT-1016", Na⁺형)를 충전한 자켓부 스테인레스강제의 칼럼(4 개를 직렬로 연결, 5.4 cm x 4 m) 속으로 60℃ 및 SV 0.4에서 통과시키고 60℃의 온수로 용출시켜 말토실 글루코시드를 약 92 % 함유하는 용액을 얻었다.

이 용액을 통상의 방법으로 활성탄으로 탈색하고 이온 교환 수지(H⁺형 및 OH^-형)로 탈염하여 약 80 %의 농도(건조 고형분 기준)로 농축한 다음 결정화기에 넣고, 여기에 2 % 말토실 글루코시드를 씨결정으로 혼합하여 교반하면서 서서히 냉각하여 결정화함으로써 매스키트를 얻었다. 수득한 매스키트를 바스켓형 원심 분리기로 당밀로부터 분리하고 여기에 소량의 물을 분무하여 세척한 다음 건조하여 약 99.4 %의 함수 결정 말토실 글루코시드를 얻었다.

수득한 제품은 실질적으로 흡습성이 전혀 없고 취급이 용이하며, 음식물, 화장품, 의약품, 성형물 등의 각종 조성물에 있어서 감미료, 맛 개선제, 품질 개선제, 안정제 및 비히클로서 유리하게 사용할 수 있다.

(실시예 A-2)

탄산 칼슘 0.1%를 함유하는 약 20 % 농도의 감자 전분을 pH 6.0으로 조정한 다음 여기에 "Termamyl 60L" (덴마크국의 Novo Nordisk Bioindustry사 판매의 α-아밀라아제)을 전분 고형분에 대해 0.3 %의 양으로 가해 혼합하고 95 ∼ 100℃에서 액화한 다음 가열하여 효소를 실활함으로써 DE 19.5의 액화 전분액을 제조하였다.

수득한 용액을 40℃로 가열하고 pH 6.2로 조정하여 실험 A-2의 방법으로 제조한 비환원성 당질 생성 효소 3 단위/전분 g 및 이소아밀라아제(일본국 林原 생화학 연구소 판매) 1000 단위를 혼합하여 72 시간 반응시켰다. 혼합액을 가열하여 효소를 실활한 다음 50℃로 냉각하고 pH 5.5로 조정하였다. 수득한 용액을 "β-아밀라아제 #1500" (일본국의 Nagase 생화학사 판매) 50 단위/고형분 g와 혼합하고 24 시간 반응시킨 후 가열하여 효소를 실활하였다. 이 용액중의 말토실 글루코시드 함량은 약 21 %이었다.

이 용액을 정제하고 농축한 다음 실시예 A-1과 동일한 방법으로 강산성 양이온 교환 수지를 사용하는 칼럼 크로마토그래피 처리하여 말토실 글루코시드 고함유 획분을 얻었다. 이 획분을 한데 모아 말토실 글루코시드 함량이 약 89 %인 용액을 얻었다.

이 용액을 통상의 방법으로 활성탄으로 탈색하고 이온 교환 수지(H⁺형 및 OH^-형)로 탈염하여 약 85 % 농도로 농축한 다음 2 % 말토실 글루코시드를 씨결정으로 해서 혼합하여 교반하면서 서서히 냉각하여 결정화하였다. 수득한 매스키트를 바스켓형 원심 분리기로 당밀로부터 분리하고 여기에 소량의 물을 분무하여 세척한 다음 건조하여 약 98.1 % 함수 결정 말토실 글루코시드를 얻었다.

수득한 제품은 실질적으로 흡습성이 전혀 없고 취급이 용이하며 음식물, 화장품, 의약품 및 성형물 등의 각종 조성물에 있어서 감미료, 맛 개선제, 품질 개선제, 안정제 및 비히클로서 유리하게 사용할 수 있다.

(실시예 A-3)

"PINE-DEX #4" [일본국의 松谷화학공업 (주) 판매의 전분 부분 가수분해물)을 20 % 농도, 45℃ 및 pH 5.5로 조정하고 여기에 이소아밀라아제를 전분 부분 가수 분해물 1g 당 500 단위 가하여 24시간 반응시켜 전분의 α-1,6 결합을 분해 하였다. 수득한 반응액을 100℃에서 가열하고 10 분간 방치한 후 40℃로 냉각하고 pH 6.5로 조정하였다. 이 용액에 실험 A-2의 방법으로 제조한 비환원성 당질 생성 효소 5 단위/고형분 g 혼합하고 48 시간 반응시켜 얻은 반응액을 100℃에서 가열한 후 10 분간 방치하여 냉각하였다. 이 용액을 50℃로 가열하고 β-아밀라아제 50 단위/고형분 g 및 α-아밀라아제 10 단위/ 고형분 g와 혼합해서 24 시간 반응시키고 100℃에서 20 분간 가열하여 효소를 실활하였다. 이 용액의 말토실 글루코시드 함량은 약 24 %이었다.

이 용액을 정제하고 농축한 후 실시예 A-1과 동일한 방법으로 강산성 양이온 교환 수지를 사용하는 칼럼 크로마토그래피 처리하여 말토실 글루코시드 고함유 획분을 얻었다. 이 획분의 말토실 글루코시드 함량은 약 91 %이었다.

이들 획분을 한데 모아 통상의 방법으로 활성탄으로 탈색하고 이온 교환 수지(H⁺형 및 OH^-형)로 탈염한 후 약 85 % 농도로 농축하여 3 % 말토실 글루코시드를 씨결정으로 해서 혼합한 다음이 혼합물을 서서히 교반하면서 결정화하여 결정화도가 약 45 %인 매스키트를 얻었다.

수득한 매스키트를 건조탑의 상부에 장치된 노즐로부터 150 kg/cm²의 압력 으로 분무하였다. 이와 동시에 건조탑의 상부로부터 바닥쪽을 향해 85℃ 의 열풍을 공급하고 건조탑의 바닥에 설치된 컨베이어의 와이어 네트에 축적된 분말을, 45℃의 온풍을 와이어 네트 밑을 통해 공급하면서 건조탑 밖으로 서서히 배출하였다. 배출된 결정 분말을 숙성탑에 공급하고 열풍속에서 10 시간 숙성하여 결정화와 탈수를 완료함으로써 결정 말토실 글루코시드 분말을 얻었다.

수득한 제품은 흡습성이 전혀 없고 취급이 용이하며, 음식물, 화장품, 의약품 및 성형물 등의 각종 조성물에 감미료, 맛 개선제, 품질 개선제, 안정제 및 비히클로서 유리하게 사용할 수 있다.

(실시예 A-4)

실시예 A-3과 동일한 방법으로 이소아밀라아제와 전분 부분 가수분해물과 비환원성 당질 생성 효소를 반응시킨 다음 이 반응액을 β-아밀라아제 및 α-아밀라아제와 반응시킨 후 분리, 정제하고 농도 약 80 %로 하여 제조한 말토실 글루코시드 고함유액을 결정화기에 넣고 씨결정으로서 2 % 말토실 글루코시드를 혼합하여 서서히 교반하면서 결정화한 후 용기에 옮겨 블록상으로 하였다. 이 블록을 약 25℃에서 2 일간 방치하여 숙성하고 절삭형 분쇄기로 분쇄하여 유동층 건조법으로 건조한 다음 분급하여 함수 결정 말토실 글루코시드 분말을 얻었다.

수득한 제품은 실질적으로 흡습성이 전혀 없고 취급이 용이하며 음식물, 화장품, 의약품 및 성형물 등의 각종 조성물에 감미료, 맛 개선제, 품질 개선제, 안정제 및 비히클로서 유리하게 사용할 수 있다.

(실시예 A-5)

실시예 A-1의 방법으로 제조한 함수 결정 말토실 글루코시드를 감압하에 100℃에서 하룻밤 건조하여 수분 함량이 약 0.2 %인 무수 결정 말토실 글루코시드를 얻었다.

이 제품은 실내에서 방치하였을때 수분을 흡수하여 수분 함량이 약 10 %인 말토실 글루코시드 함수 결정으로 전환되어 안정화 하였다. 무수 결정 말토실 글루코시드는 씨결정으로서 뿐만 아니라 흡습제, 탈수제 및 화공원료로서도 유리하게 사용할 수 있고, 더욱이 음식물, 화장품, 의약품 및 성형물 등의 각종 조성물에서도 이용할 수 있다.

(실시예 A-6)

트레할로오스 1 중량부와 "PINE-DEX #4" [일본국의 松谷화학공업 (주) 사 판매의 전분 부분 가수분해물] 1 중량부를 물 3 중량부에 가열 용해하고, 수득한 용액을 65℃로 하여 pH 6.0으로 조정한 후 바실러스 스테아로더어모필러스 유래의 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제(일본국의 林原생화학 연구소 판매)를 전분 부분 가수분해물 1g 당 10 단위 가해 혼합한 다음 24 시간 반응시키고 가열하여효소를 실활시켰다. 이어서 이 용액을 55℃로 조정하고 풀룰라나아제(일본국의 林原생물화학 연구소 판매)를 전분 부분 가수분해물 1g 당 25 단위와 β-아밀라아제를 전분 부분 가수분해물 1g 당 50 단위 가해 혼합한 다음 24 시간 반응시킨 후 가열하여 효소를 실활시켰다. 이 용액의 말토실 글루코시드 함량은 약 25 %이었다.

이 용액을 실시예 A-1과 동일한 방법으로 정제하고 강산성 양이온 교환 수지를 사용하는 칼럼 크로마토그래피 처리하여 말토실 글루코시드 고함유 획분을 얻었다. 이들 획분을 한데 모아 탈색, 탈염, 농축, 결정화하고 용기에 옮겨 넣어 블록상으로 하였다. 이 블록을 분쇄하고 건조하여 분급함으로써 함수 결정 말토실 글루코시드 분말을 출발 원료에 대해 약 17 %의 수율로 얻었다.

(실시예 B-1)

감미료

실시예 A-1의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 1 중량부와 α-글리코실 스테비오시드(일본국의 東洋精糖 주식회사 판매, 상품명 "αG Sweet") 0.05 중량부를 균일히 혼합하여 조립기(造粒機)에서 과립상 감미료를 제조하였다. 이 감미료는 감미의 질이 우수하여 수크로오스의 약 2 배의 감미도를 가지며 감미도당 칼로리는 수크로오스의 약 1/2로 저하되어 있다. 이 감미료는 칼로리 섭취를 제한하고 있는 비만자, 당뇨병자 등을 위한 저칼로리 음식물 등에 대한 감미 부여를 위한 저칼로리 감미제로서 적당하다. 또한 이 감미료는 충치 유발균에 의한 산의 생성이 적고 불용성 글루칸의 생성도 적으므로 충치를 억제하는 음식물 등에 대한 감미 부여에도 적당하다.

(실시예 B-2)

하아드 캔디

농도 55 % 수크로오스 용액 100 중량부에 실시예 A-3의 방법으로 제조한 함수 결정 말토실 글루코시드 분말 30 중량부를 가열 혼합한 다음 감압하에 수분 함유량 2 % 이하가 될 때까지 가열, 농축하고, 여기에 시트르산 1 중량부와 적당량의 레몬향료 및 착색료를 가하여 혼합해서 통상의 방법에 따라 성형하였다. 이 제품은 깨물기와 맛이 우수하고 수크로오스의 결정화를 일으키지 않는 고품질의 하아드 캔디이다.

(실시예 B-3)

딸기 잼

신선한 딸기 150 중량부, 수크로오스 60 중량부, 말토오스 20 중량부, 실시예 A-4의 방법으로 제조한 함수 결정 말토실 글루코시드 분말 40 중량부, 펙틴 5 중량부 및 시트르산 1 중량부를 포트중에서 바짝 졸인 것을 병에 넣어 포장하였다. 이 제품은 향기와 색상이 우수한 잼이다.

(실시예 B-4)

크리임 웨이퍼

고순도 무수 결정 말토실 글루코시드 무수 결정 2000 중량부, 쇼오트닝 1000중량부, 레시틴 1 중량부, 레몬 오일 1 중량부 및 바닐라오일 1 중량부를 통상의 방법으로 혼합하여 크리임을 제조하였다. 이 크리임을 40 ∼ 45℃로 가열하여 이 온도를 유지하면서 웨이퍼 사이에 넣어 크리임 웨이퍼를 제조하였다.

이 제품은 원만히 용융하는 크리임이며 맛과 풍미가 우수하다.

(실시예 B-5)

가당 연유

원유 100 중량부에 실시예 A-2의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 5 중량부를 용해하고 플레이트 히이터에서 가열 살균한 다음 약 70 %로 농축하고 무균 상태에서 통조림하여 제품을 얻었다. 이 제품은 온화한 감미로서 풍미도 좋아서 유아 식품, 과실, 커피, 코코아, 차 등의 조미용으로 유리하게 이용할 수 있다.

(실시예 B-6)

락트산 음료수

탈지 우유 10 중량부를 80℃에서 20 분간 살균하고 40℃로 냉각해서 여기에 스타아터(starter) 0.3 중량부를 가하고 약 37℃에서 10 시간 발효시켰다. 수득한 발효액을 균질화하고 실시예 A-2의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 5 중량부, 이성화당 2 중량부를 가하여 70℃로 유지하면서 살균한 다음 이 혼합물을 냉각하고 여기에 적당량의 향료를 가하여 병에 포장하였다. 이 제품은 향기와 감미도가 신맛과 잘 조화되는 고품질의 락트산 드링크이다.

(실시예 B-7)

분말 쥬우스

분무 건조에 의해 제조한 오렌지 과즙 분말 33 중량부에 대하여 실시예 A-2의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 50 중량부, 수크로오스 10 중량부, 무수 시트르산 0.65 중량부, 말산 0.1 중량부, L-아스코르브산 0.1 중량부, 시트르산 나트륨 0.1 중량부, 풀룰란 0.5 중량부 및 분말 향료 적당량을 균일히 혼합하고 분쇄하여 미분말로 한 후 이것을 유동층 조립기(造粒機)에서 배풍 온도 40℃로 하여 여기에 실시에 A-2의 방법으로 제조한 말토실 글루코시드 고함유 시럽을 바인더로 하여 내용물에 대해 분무해서 30 분간 조립(造粒)하고, 계량, 포장해서 제품을 얻었다. 이 제품은 과즙 함유율이 약 30 %인 분말 쥬우스이고 만족하지 못한 맛과 냄새, 흡습성 및 고화 현상이 없으며 장기간 안정하였다.

(실시예 B-8)

초콜렛

카카오 페이스트 40 중량부, 카카오 버터 10 중량부, 수크로오스 20 중량부 및 실시예 A-1의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 30 중량부를 혼합한 다음 리파이너(refiner)에서 입자 크기를 작게 분쇄하고 콘체에서 50℃에서 2 일간 반죽하였다. 반죽도중 혼합물에 레시틴 0.5 중량부를 가하여 충분히 혼합하여 분산시켰다. 이어서 이 혼합물을 온도 조절기로 31℃로 유지하여 버터가 응고하기 직전에 모울드속에 부어넣고 바이브레이터로 탈기한 다음 10℃의 냉각 터널속으로 20 분 동안 통과시켜 완전히 고화시켰다. 모울드의 내용물을 탈형하여 포장하였다. 이 제품은 색깔, 광택 및 텍스쳐가 우수하며 흡습성이 없고 입속에서 원활하게 녹아 적당한 감미와 향기를 발휘한다.

(실시예 B-9)

츄잉검

검 베이스 3 중량부를 유연하게 될 정도로 가열 융용하고 여기에 "MABIT" (일본국 林原 상사 (주) 판매의 무수 말티톨 결정) 4 중량부와 실시예 A-2의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 3 중량부를 가하고 적당량의 향료와 착색료를 혼합한 후 통상의 방법에 따라 로울에서 반죽하여 성형, 포장 함으로써 제품을 얻었다. 이 제품은 텍스쳐와 풍미가 모두 양호한 츄잉검이다.

(실시예 B-10)

커스타드 크리임

옥수수 전분 100 중량부, 실시예 A-3의 방법으로 제조한 함수 결정 말토실 글루코시드 함유 분말 100 중량부, "SUNMALT" (일본국의 林原 상사 (주) 판매의 말토오스) 80 중량부, 수크로오스 20 중량부 및 식염 1 중량부를 충분히 혼합하고 계란 280 중량부를 가하여 교반하였다. 여기에 끓인 우유 1000 중량부를 교반하면서 서서히 가한 후 교반하면서 계속 가열하여 옥수수 전분이 완전히 호화하여 전체가 반투명하게 되었을 때 가열을 중지하고 냉각하여 적당량의 바닐라 향료를 가하고 계량, 충전, 포장하여 제품을 얻었다. 이 제품은 평활한 표면과 광택을 가지며 온화한 감미를 가지고 있다.

(실시예 B-11)

"우이로-노-모토" (인스탄트 "우이로")

쌀가루 90 중량부에 옥수수 전분 20 중량부, 실시예 A-6의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 분말 120 중량부 및 풀룰란 4 중량부를 균일히 혼합하여 "우이로-노-모토"를 제조하였다. 이것을 적당량의 분말녹차 및 물과 혼련하고 용기에 나누어 넣어 60 분간 증기찜하여 "분말 녹차 우이로"를 제조하였다. 이 제품은 광택과 깨물기가 양호하고 풍미도 양호하다.

또한, 전분의 노화도 효과적으로 억제되어 비교적 장기간 보존할 수 있다.

(실시예 B-12)

인스탄트 옥수수 된 수우프(potage soup)

α-옥수수 분말 30 중량부, α 분 5 중량부, α-감자 전분 4 중량부, α-찰옥수수 전분 12 중량부, 실시예 A-3의 방법으로 제조한 함수 결정 말토실 글루코시드 분말 8 중량부, 글루탐산 나트륨 5 중량부, 염화 나트륨 8.5 중량부, 탈지유 7 중량부 및 양파 분말 0.5 중량부를 충분히 혼합하고 여기에 경화유 9 중량부와 소르비탄 지방산 에스테르 0.5 중량부를 가열 용해한 것을 가한 다음 락토오스 10 중량부를 혼합하였다. 실시예 B-7과 마찬가지로 이 혼합물을 유동층 조립기(造粒機)에 넣고 소량의 물을 분무하여 70℃의 배풍 온도에서 과립으로 만든 후 일정량씩 나누어 포장해서 인스탄트 옥수수로 된 수우프를 제조하였다. 이 제품은 뜨거운 물에 쉽사리 용해하여 맛있는 수우프로 된다.

(실시예 B-13)

"베타라-즈케-노-모토"

실시예 A-4의 방법으로 제조한 함수 결정 말토실 글루코시드 분말 4 중량부,감초 분말 0.05 중량부, 말산 0.008 중량부, 글루탐산 나트륨 0.07 중량부, 소르브산 칼륨 0.03 중량부 및 풀룰란 0.2 중량부를 균질히 혼합하여 생무우 피클 제조용 프리믹스인 베타라-즈케-노-모토를 제조하였다. 생무우 30 kg을 통상의 방법으로 식염에 절인 후 수크로오스에 절인 것을 베타-즈케-노-모토 4 kg으로 제조된 용액중에 침지하여 생무우 피클인 베타라-즈케를 제조하였다. 이 제품은 색상, 광택 및 풍미가 우수하고 적당한 단맛과 우수한 아삭아삭한 맛이 있으며 장기간 저장해도 시어지지 않고 안정하다.

(실시예 B-14)

경관 영양식(Intubation Feeding)

실시예 A-1의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 20 중량부, 글리신 1.1 중량부, 글루탐산 나트륨 1 중량부, 락트산 칼슘 0.4 중량부, 탄산 마그네슘 0.1 중량부, 티아민 0.01 중량부 및 리보플라빈 0.01 중량부로 된 조성물을 소형 라미네이트 알루미늄제 팩에 24g 씩을 넣고 가열 밀봉하였다. 이 제품의 팩 하나를 물 300 ∼ 500㎖에 용해한 용액을 비강(nasal cavity), 위 또는 장에다 경관급식으로 투여할 수 있는 액상의 영양 보급물이다. 또한 이 제품은 비경구 경로를 통해 가축에 경관 급식하는 액상의 영양 보급물로 유리하게 사용할 수 있다.

(실시예 B-15)

경관 영양식

실시에 A-2의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 분말 580 중량부, 건조 난황 190 중량부, 탈지 우유 209 중량부, 식염 4.4 중량부, 염화칼륨 1.85 중량부, 황산 마그네슘 4 중량부, 티아민 0.01 중량부, 아스코르브산 나트륨 0.1 중량부, 비타민 E 아세테이트 0.6 중량부 및 니코틴 아미드 0.04 중량부로 된 조성물을 제조하여 소형 라미네이트 알루미늄제 팩에 25g 씩 넣고 가열 밀봉하였다. 이 제품의 팩 하나를 물 약 150 ∼ 300㎖에 용해한 후 비강, 위 또는 장에 비경구 투여한다.

(실시예 B-16)

외상연고

실시예 A-1의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 300 중량부와 말토오스 결정 200 중량부를 요오드 3 중량부 함유의 메탄올 5 중량부와 혼합한 다음 10 % 풀룰란 200 중량부를 가해 혼합하여 퍼짐성과 부착성이 적당한 외상연고를 제조하였다. 이 제품은 치료 기간을 단축하고 흠집이 없이 외상을 치료한다.

(실시예 B-17)

인터페론 액제

인간의 천연형 인터페론-γ 제품[일본국 (주) 林原 생물화학 연구소 제조, Cosmo Bio (주) 판매]을 통상의 방법에 따라 고정화 항인간 인터페론-γ 항체 칼럼에다 가하여 이 제품에 함유된 인간의 천연형 인터페론-γ를 흡착시키고, 안정제인 소혈청 알부민을 칼럼 속을 통과시킨 다음 흡착된 인간의 천연형 인터페론-γ 를 실시예 A-1의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드를 7 % 함유하는 생리 식염수를 사용하여 생리 식염수의 pH를 변화시키면서 칼럼을 통과시켜 용출하였다. 이 용출액을 정밀 여과하고 여액을 바이알 속에 멸균충전, 밀봉함으로써 1㎖ 당 인간의 천연형 인터페론-γ를 10⁵단위 함유하는 인터페론 액제를 제조하였다. 이 액제는 하루에 성인 1 인당 1 ∼ 20㎖를 경구 또는 비경구 투여하여 바이러스성 질환, 알레르기성 질환, 류머티즘, 당뇨병, 악성 종양 등의 치료에 유리하게 이용할 수 있다. 이 액제는 본 발명의 말토실 글루코시드가 안정제로서 작용하므로 4℃ 또는 25℃에서 20 일간 방치하더라도 그 초기 활성을 장기간 잘 유지한다.

(실시예 B-18)

종양괴사 인자 액제

인간의 천연형 종양괴사 인자-α 제품[일본국의 (주) 林原생물화학 연구소 제조, Cosmo Bio (주) 판매]을 통상의 방법에 따라 고정화 항인간 종양괴사 인자-α항체 칼럼에다 가하여 이 제품에 함유된 인간의 천연형 종양괴사 인자-α를 흡착시키고, 안정제인 소혈청 알부민을 칼럼에 가한 다음 흡착된 인간의 천연형 종양괴사 인자-α를 실시예 A-1의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드를 10 % 함유하는 생리 식염수를 사용하여 생리 식염수의 pH를 변화시키면서 칼럼을 통과시켜 용출하였다. 이 용출액을 정밀 여과하고 여액을 바이알속에 멸균 충전, 밀봉함으로써 1㎖ 당 인간의 천연형 종양괴사 인자-α를 10⁴단위 함유하는 액제를 제조하였다. 이 액제는 하루에 성인 1 인당 1 ∼ 20㎖ 를 경구 또는 비경구 투여하여 바이러스성 질환, 알레르기성 질환, 류머티즘, 당뇨병, 악성 종양 등의 치료에 유리하게 이용할 수 있다. 이 액제는 본 발명의 말토실 글루코시드가 안정제로서 작용하므로 4℃ 또는 25℃에서 20 일간 방치하더라도 그 초기 활성을 장기간 잘 유지한다.

(실시예 B-19)

인터페론 정제(tablet)

인간의 천연형 인터페론-α 제품[일본국의 (주) 林原생물화학 연구소 제조, Cosmo Bio (주) 판매]을 통상의 방법에 따라 고정화 항인간 인터페론-α항체 칼럼에다 가하여 이 제품에 함유된 인간의 천연형 인터페론-α를 흡착시키고, 안정제인 소혈청 알부민을 칼럼에 가한 다음 흡착된 인간의 천연형 인터페론-α을 실시예 A-1의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드를 5 % 함유하는 생리 식염수를 사용하여 생리 식염수의 pH를 변화시키면서 칼럼을 통과시켜 용출하였다. 이 용출액을 정밀 여과하고 여액을 약 20 배량의 무수 결정 말토오스 분말[일본국의 (주) 林原상사 판매, 상품명 "Finetose T"]에 가하여 탈수, 분말화한 다음, 이 분말을 타정기에서 타정하여 1 정(약 200 mg)당 인간의 천연형 인터페론-α 를 약 150 단위 함유하는 정제를 제조하였다. 이 제품은 함당정제(lozenge) 등으로 하여 하루에 성인 1 인당 1 ∼ 10 정 정도를 경구 투여하여 바이러스성 질환, 알레르기성 질환, 류머티즘, 당뇨병, 악성 종양 등의 치료에 유리하게 이용할 수 있다. 특히, 근년에 와서 환자수가 급증하고 있는 에이즈 환자 및 간염 환자의 치료제로서 유리하게 이용할 수 있다. 이 제품은 첨가된 본 발명의 말토실 글루코시드가 무수 말토오스 결정과 함께 안정제로서 작용하므로 실온에서 방치하더라도 그 초기 활성을 장기간 잘 유지한다.

(실시예 B-20)

당의정

중량 150 mg의 소정(素錠)을 심제(core)로 하고 여기에 실시예 A-2의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 분말 45 중량부, 풀룰란(평균 분자량 200,000) 2 중량부, 물 30 중량부, 탈크 25 중량부 및 산화티탄 3 중량부로 된 용액으로 당의(糖衣) 처리하여 정제 중량이 약 230 mg되게 한 다음 동일한 함수 결정 말토실 글루코시드 분말 65 중량부, 풀룰란 1 중량부 및 물 34 중량부로 된 용액을 사용하여 다시 당의 처리한 후 왁스액으로 광택을 나게 해서 외관이 우수한 당의정을 제조하였다. 이 제품은 당의(糖衣) 작업시의 작성성의 우수하고 내충격성도 우수하며 고품질을 장시간 유지한다.

(실시예 B-21)

밀크 로우션

폴리옥시 에틸렌 베헤닐 에테르 0.5 중량부, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 테트라올레에이드 1 중량부, 유용성 글리세릴 모노스테아레이트 1 중량부, 베헤닐 알코올 0.5 중량부, 아보카도 오일 1 중량부, 실시예 A-2의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 3.5 중량부, 알파-글리코실 루틴 1 중량부 및 적당량의 비타민 E와 살균제를 통상의 방법으로 가열 용해하고, 여기에 1,3-부틸렌글리콜 5 중량부, 카르복시비닐 중합체 0.1 중량부 및 정제수 85.3 중량부를 가하고 호모지나이저(homogenizer)에서 에멀젼화 하였다. 이 제품은 보습성이 있는 밀크 로우션이며 일광 차단제 및 피부 색백제로서 유리하게 사용할 수 있다.

(실시예 B-22)

스킨 크리임

폴리옥시에틸렌 글리콜 모노스테아레이트 2 중량부, 자기 유화형 글리세린 모노스테아레이트 5 중량부, 실시예 A-1의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 분말 4 중량부, α-글리코 실루틴 2 중량부, 유동 파라핀 1 중량부, 글리세릴 트리옥타네이트 10 중량부, 말티톨 3 중량부 및 적당량의 방부제를 통상의 방법에 따라 가열 용해하였다. 여기에 1,3-부틸렌 글리콜 5 중량부 및 정제수 66 중량부를 가하여 호모지나이저로 에멀젼화하고, 향료를 적당량 가하여 교반 혼합하여 스킨 크리임을 제조하였다. 이 제품은 퍼짐성이 좋아 고품질의 햇빛 그을음 방지제, 피부 정화제, 색백제 등으로서 유리하게 이용할 수 있다.

(실시예 B-23)

치약

인산 수소 칼슘 45 중량부, 라우르산 나트륨 1.5 중량부, 글리세린 25 중량부, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 라우레이트 0.5 중량부, 실시예 A-2의 방법으로 제조한 고순도 함수 결정 말토실 글루코시드 함수 결정 15 중량부, 사카린 0.02 중량부 및 방부제 0.05 중량부를 물 13 중량부와 혼합하여 치약을 제조하였다. 이 제품은 광택과 세척력이 우수하여 치약으로 적당하다.

(실시예 B-24)

봉상 비료(Fertilizer rod)

배합비료(N = 14 %, P₂O₅= 8 %, K₂O = 12 %), 풀룰란, 실시예 A-6의 방법으로 제조한 함수 결정 말토실 글루코시드 분말, 황산 칼슘 및 물을 각각 중량비로 70 : 5 : 5 : 15 : 5 균질하게 혼합한 다음 압출기(L/D = 20, 압축비 = 1.8, 다이스의 내경 30 mm)에서 80℃에서 가열하면서 압출하여 짧은 봉상의 비료를 제조하였다. 이 제품은 취급이 극히 용이하여 비료를 담을 용기가 필요가 없다. 이 제품은 전체층 시비(施肥) 시에 사용할 수 있을 정도로 충분한 강도를 가지고 있고 그 용융 속도는 조성비를 변화시켜 조절할 수 있다. 이 제품에 식물 호르몬, 농약 및 토양 조절제를 필요에 따라 첨가하여 사용할 수도 있다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 결정 말토실 글루코시드는 비흡습성, 비환원성, 취급 용이, 적당한 점도, 우수한 감미를 가진 물에 잘 용해되는 물질이다. 또한 본 발명의 결정 말토실 글루코시드는 향상된 화학 안정성을 가지며 갈변 반응을 쉽게 일으키는 올리고펩티드와 아미노산을 안정화하는 성질과 활성 또는 활성 성분을 쉽사리 상실하는 생물학적 활성 물질을 안정화하는 성질을 가지고 있다. 더욱이 본 발명의 말토실 글루코시드는 활성화 작용, 적당한 점성 및 난발효성 등의 추가적인 특성과 삼투압 조절성, 광택 부여성, 보습성, 기타 당질의 결정화 방지 특성 및 전분 물질의 변성 방지 특성 등을 가지고 있다. 이들 특성으로 인하여 음식물, 화장품, 의약품 및 성형물 등의 각종 조성물 제조에 유리하게 사용할 수 있다.

따라서 본 발명의 결정 말토실 글루코시드 및 그 제조 방법과 용도의 확립은 음식물, 화장품 및 의약품등의 분야에 있어서 산업적인 의의가 크다.

Claims

결정 말토실 글루코시드를 건조 고형분 기준으로 0.1 w/w % 이상 99.9 w/w %까지의 양으로 함유하는 성형물.
제1항에 있어서, 당전이 효소는 시클로말토덱스트린 글루카노트란스퍼라아제, α-아밀라아제 및 이들의 혼합물로 된 군으로부터 선택되는 성형물.
제2항에 있어서, 가수분해 효소는 β-아밀라아제와, β-아밀라아제와 전분 지절 효소와의 혼합물로 된 군으로부터 선택되는 성형물.
제2항에 있어서, 비환원성 당질 생성 효소는 환원성의 전분 부분 가수분해물로부터 말단 단위로서 트레할로오스 구조를 가진 비환원성 당질 생성능이 있는 것인 결정 말토실 글루코시드.
결정 말토실 글루코시드를 건조 고형분 기준으로 0.1 w/w % 이상 99.9 w/w %까지의 양으로 상기 성형물의 원료에 첨가하는 단계를 포함하는 성형물의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 결정 말토실 글루코시드는 무수 결정 말토실 글루코시드, 함수 결정 말토실 글루코시드 및 이들의 혼합물로 된 군으로부터 선택되는 1종인 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 함수 결정 말토실 트레할로오스의 분말 X 선 회절 분석에서의 주회절각(2θ)이 7.9 °, 13.2°, 17.2° 및 22.6°인 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 무수 결정 말토실 글루코시드의 분말 X 선 회절 분석에서의 주회절각(2θ)이 7.7 °, 13.5°, 17.6°및 23.6°인 제조 방법.