KR20040099306A

KR20040099306A - 수크랄로스 순도 및 수율을 개선시키는 방법

Info

Publication number: KR20040099306A
Application number: KR10-2004-7014007A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 제이. 캐타니; 제임스 에드윈 윌리; 니콜라스 엠. 버넌; 캐롤린 머클; 에드워드 미킨스키
Original assignee: 테이트 앤드 라일 퍼블릭 리미티드 컴파니
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-11-26
Also published as: EP1487846B1; CN1639179A; PT1487846E; DE60316853T2; DK1487846T3; JP4916089B2; AU2003216516B2; PT1657246E; CN1330659C; IL163717A0; DE60303305D1; AR038902A1; EP1657246A1; AU2008249208A1; US6998480B2; AU2008249184A1; DK1657246T3; KR101025235B1; RU2324407C2; ES2256765T3

Abstract

본 발명은 초기 비결정화 정제 공정과 이어지는 3회 이상의 일련의 결정화 공정 및 각 결정화 단계로부터 남은 모액을 다른 결정화 또는 정제 단계의 공급물로 재순환시키는 공정을 이용하여 수크랄로스를 정제하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 수크랄로스 조성물에 관한 것이며, 뿐만 아니라, 본 발명의 수크랄로스 조성물을 포함하는 조성물에 관한 것이기도 하다. 상기 조성물은 매우 순도가 높으며 우수한 맛의 형태를 지닌다.

Description

수크랄로스 순도 및 수율을 개선시키는 방법{Process for improving sucralose purity and yield}

수크로스보다 몇 백배 강한 단맛을 내는 감미제인 수크랄로스, 4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스는, 수크로스의 4,1', 및 6' 위치의 히드록실기를 염소로 대체함으로써 얻는다. 수크랄로스의 합성은, 반응성이 매우 높은 제 1 히드록실기를 포함한 기타의 히드록실기는 보존하면서, 특정 히드록실기만 염소 원자로 선택적 치환할 것을 요구하기 때문에 기술적으로 어려움이 있다. 상기 합성에 관한 방법들이 많이 개발되고 있다. 예를 들어, 본 명세서에 참고문헌으로 모두 포함되어 있는 미국 특허 제 4,362,869호; 제 4,826,962호; 제 4,980,463호; 및 제 5,141,860호를 참조. 그러나, 상기 방법들은 보통 수크랄로스 외에 기타의당 화합물의 염소화물이 다양한 수준으로 포함된 생성물을 제공한다. 수크랄로스 합성에 대한 많은 노력이 있어왔음에도 불구하고, 상기 불순물 복합 혼합물로부터 고도로 순수한 형태의 수크랄로스를 단리하는 것에 대하여는 지금까지 비교적 주목이 덜 되었다. 종래 보고된 연구는, 보통 합성 혼합물로부터 직접 수크랄로스를 결정화시키는 과정에 관한 것이었는데, 이것은 불순물 수준이 높은 물질을 생성하였다. 수크랄로스는 실리카겔 크로마토그래피에 의해 합성 혼합물로부터 정제하기도 한다. 예를 들어, 본 명세서에 참고문헌으로 포함되어 있는 미국 특허, 제 5,128,248호를 참조. 그러한 과정은, 실리카겔을 사용하기 때문에, 고순도 수크랄로스의 대규모 상업적 생산에는 부적당할 수 있다. 게다가 수크랄로스로부터 할로겐화된 당 불순물을 제거하기 위한 접근에는 거의 초점이 맞추어져 있지 않았다. 이들 불순물은 아주 낮은 농도라 할지라도 수크랄로스의 당도, 맛, 및 풍미 변화의 성질에 악영향을 미칠 수 있기 때문에, 불순물의 효과적인 제거는 매우 중요하다.

수크랄로스의 수율과 순도를 떨어뜨리는 구체적인 문제점 중 하나는, 치환되지 않은 당이 비교적 순수한 결정 형태로 빠르게 결정화될 수 있는 조건 하에서 수크랄로스는 결정화가 잘 되지 않는다는 점이다. 수크로스 용액과 비교하면, 수크랄로스 포화 용액은 씨앗 결정을 넣어주어도 비교적 느리게 결정화가 진행되며, 여러 가지 디-, 트리-, 및 테트라클로로수크로스 유도체의 존재로 인해 순수한 수크랄로스 결정의 형성이 더욱 방해된다.

수크랄로스 정제와 관련된 두 번째 문제점은, 수크랄로스 결정화 후에도 용액 내에 여전히 남아있는 비교적 많은 양의 수크랄로스로서, 이는 총 수율을 감소시킨다. 업계에서 "모액(mother liquor)" 또는 "리크롭(recrop)"로 알려진 상기 용액은 하나 이상의 원하지 않는 불순물을 포함한다. 간단한 수학적 분석을 통해, 모액로부터의 물질의 회수를 채택하지 않는 경우, 반복 결정화에 기초한 정제로부터 낮은 수율이 얻어짐을 보여준다. 예를 들어, 각 결정화 단계에서 물질의 60%를 결정으로 회수하면 반복되는 결정에 의한 총 수율은 0.6 X 0.6 X 0.6 X 0.6 또는 13% 미만이 될 것이다.

수크랄로스의 정제 및 수율과 관련된 또다른 문제점은 수크랄로스 합성 동안 관련된 염소화 탄수화물이 다양한 범위로 형성되는데 이들이 정제 과정동안 단지 일부만이 제거될 뿐이라는 점이다. 상기 관련된 화합물, 또는 불순물은 단맛의 정도를 변화시키며, 식품 및 음료 제품의 풍미 시스템과 바람직하지 않게 상호작용을 일으킬 수 있다는 점이다. 식품 의약 코덱스, 미국 약전, 및 식품 첨가물에 관한 합동 전문 위원회 등과 같은 여러가지 방대한 소스에 의하면, 수크랄로스에 대한 상세 사항이 정의되어 있다. 상기 모든 출전에서, 수크랄로스 내 불순물은 2%까지 허용하고 있다. 불순물 수준이 약 1% 정도로 낮은 경우 불순물로부터 유발되는 단맛 차이를 검출할 수 있으며, 더욱 낮은 수준의 불순물도 복합 풍미 시스템의 감지되는 맛에 영향을 줄 수 있다. 그러므로, 염소화 탄수화물은 수크랄로스 합성 동안 맛에 깊은 영향을 미칠 수 있으며, 최종 제품의 품질에도 영향을 미칠 수 있다. 반대로, 불순물을 제거하면 맛, 단맛 및 맛 선호도에 유리한 영향을 미칠 수 있다.

순수한 수크랄로스는, 차단된 또는 부분적으로 차단된 수크랄로스 전구물질을 정제하고, 그 전구물질을 차단해제(deblock)하고, 그리고 나서 수크랄로스를 단리함으로써 제조할 수 있다. 또다른 방법은, 순수한 수크랄로스를 차단해제한 후 수크랄로스를 정제 및 단리하는 것이다. 또다른 방법은, 차단된 또는 부분적으로 차단된 수크랄로스 전구물질을 부분적으로 정제하고, 전구물질을 차단해제하고, 그리고 나서 수크랄로스를 정제 및 단리하는 것이다. 그러므로, 상기 전구 화합물의 정제는, 후속하는 반응 단계의 총 수율을 증가시키기 위해 요구된다.

수크랄로스 및 차단된 또는 부분적으로 차단된 수크랄로스 전구물질은 결정화, 액체-액체 추출, 또는 크로마토그래피로써 정제할 수 있다. 순도를 증가시키기 위하여, 재결정화, 재추출 및 추가의 크로마토그래피를 이용할 수도 있다. 그러나, 수크로스 및 대부분의 탄수화물과 달리, 기타의 염소화 탄수화물 및 차단된 또는 부분적으로 차단된 염소화 탄수화물을 포함하는 조(組) 용액으로부터, 수크랄로스 및 차단된 또는 부분적으로 차단된 수크랄로스 전구물질을 결정화하면, 상기 기타 화합물들을 상당량 포함하는 결정이 생성된다. 이것은, 비교적 순수한 결정이 얻어지는 수크로스의 결정화와 확연히 대비된다. 모든 경우에 있어서, 결정화 과정에서의 수크랄로스 및 차단된 또는 부분적으로 차단된 수크랄로스 전구물질의 회수율은 100% 미만이며, 더욱 일반적으로는 약 50%로서, 정제과정동안 수크랄로스의 상당한 손실이 야기된다.

수크랄로스 추출에 대한 여러 가지 방법들이 개발되고 있다. 예를 들어, 본 명세서에 참고문헌으로 통합되어 있는 미국 특허 제 4,343,934 호는, 수용액으로부터 수크랄로스를 결정화한 후, 남은 모액을 가열하고, 농축하고, 결정 씨앗을 가하고, 냉각하는 과정을 2 사이클 행하는 방법에 관한 것이다. 결정화 과정을 3 사이클 행할 경우 76.6%의 총수율을 제공한다. 본 명세서에 참고문헌으로 포함되어 있는 미국 특허 제 4,362,869 호는 하나의 합성 경로에서 수크랄로스 전구물질로서, 4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스 펜타-아세테이트(TOSPA)를 개시하고 있지만, 불순물이나 재순환 모액은 정의하지 않고 있다.

본 명세서에 참고문헌으로 포함되어 있는 미국 특허 제 4,380,476호는, 3회의 일련의 결정화에 의해 TOSPA를 정제하고, 탈아실화하여 수크랄로스를 얻고, 그리고 나서 생성물 스트림으로부터 수크랄로스를 1회 결정화하는 방법에 관한 것이다. 결정화 전 추출은 이용하지 않았고, 모액의 재순환도 행하지 않았다. 이 과정은 99%의 순도를 달성한다고 알려져 있지만, 이 과정의 수율은 매우 낮다(5%).

미국 특허 제 4,405,654 호는 다양한 할로수크로스 유도체를 합성하는 합성 경로에 관한 것으로서, 본 명세서에 참고문헌으로서 통합되어 있다. 이온 교환 크로마토그래피에 의해, 또는 디에틸에테르, 아세트산 에틸, 및 페트롤과 같은 용매로부터의 결정화에 의하여 화합물을 단리한다.

본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 4,980,463 호는, 전구물질인 수크랄로스-6-벤조에이트를 어떤 합성 경로에 의해 수크랄로스로 정제하는 다양한 방법에 관한 것으로서, 결정화 및 후속하는 재결정화 과정을 포함한다. 또한, 추출성 결정화가 개시되어 있는데, 이는 추출과 제 1 결정화 과정을 하나의 단계로 결합시킨 것이다. 본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,298,611 호는, 수크랄로스 펜타에스테르의 결정화 과정 동안의 추출 정제 방법에 관한 것이다.이 방법에서, 수크랄로스 펜타에스테르는, 톨루엔과 같은 용매 중의 비순수 반응 혼합물 형태로 존재한다. 물을 가하여 2상 혼합물을 생성하고, 이것을 냉각하여 수크랄로스 펜타에스테르의 결정화를 유도한다. 그리고 나서 펜타에스테르를 정제하고, 비교적 순수한 형태의 수크랄로스를 에스테르의 가수분해에 의해 회수한다. 물은 극성 물질이 추출될 수 있는 제2 상을 제공하여, 더욱 순수한 수크랄로스 펜타에스테르 결정의 생성을 유도한다.

본 명세서에 참고문헌으로 통합되어 있는 미국 특허 제 5,498,709호는 정제되지 않은 수크랄로스 반응 혼합물을, ROBATEL 역류 추출기에서 아세트산 에틸로써 추출하는 방법에 관한 것이다. 그 후, 수크랄로스의 아세트산 에틸 용액을 시럽으로 농축하고, 물에 용해한 후, 탈색제로 처리하고, 다시 시럽으로 농축하고, 아세트산 에틸로 희석한다. 상기 용액은 수크랄로스 결정을 씨앗으로 가하여 결정화가 수일간 진행되도록 한다.

본 명세서에 참고문헌으로 통합되어 있는 미국 특허 제 5,530,106 호는, 반응 혼합물 내의 수크랄로스-6-아세테이트를 아세트산 에틸로써 추출(회분식 추출 도는 역류 추출 방법을 이용)하고, 그리고 나서 이전 회 분의 제 2 결정화로부터의 모액 및 이전 회분으로부터의 제 2 크롭 고체와 합한 후에 결정화하는 방법에 관한 것이다. 제 2 결정화 단계에서, 일단 결정화된 수크랄로스-6-아세테이트를 이전 회분의 제 3 결정화로부터의 모액과 합하여 물과 아세트산 에틸의 혼합물로부터 결정화하였다. 제 3 결정화는, 물과 아세트산 에틸 혼합물 내에 2번 결정화된 물질을 용해함으로써 수행한다. 이렇게 3번 결정화시킨 물질을 탈아세틸화하고 정제하여 수크랄로스를 생산한다.

선행하는 논의를 통하여, 순도가 향상된 수크랄로스 조성물을 제조함과 동시에 정제 과정 동안 수크랄로스의 총 손실을 최소화하는 수크랄로스 정제 방법에 대한 필요성을 확인한다.

도 1은 여러 가지 결정화 방법과 관련된 수크랄로스의 회수율에 대한 다양한 요인의 영향을 도시한 도표를 나타낸다.

도 2는 여러 가지 결정화 방법과 관련된 수크랄로스의 회수율에 대한 다양한 요인의 영향을 도시한 도표를 나타낸다.

도 3a 및 도 3b는 여러 가지 결정화 방법과 관련된 수크랄로스의 회수율에 대한 다양한 요인의 영향을 도시한 도표를 나타낸다.

도 4는 농축 후 재결정화 과정의 모액 회수 방법의 흐름도를 나타낸다.

도 5는 농축 및 재결정화 전에, 복수의 결정화 단계로부터의 모액을 취합하는 방법의 흐름도를 나타낸다.

도 6은 모액에 대하여 농축 및 결정화의 연속 조작을 행하는, 복수의 크롭 모액 회수 방법의 흐름도를 나타낸다.

도 7은 수크랄로스 또는 부분적으로 차단된 수크랄로스 전구물질의 회수를위한 몇가지 바람직한 방법의 흐름도를 나타낸다.

도 8은 모액의 재순환과 함께 결정화하고 이어서 차단 작용기를 제거하고, 그리고 부가적으로 결정화함으로써, 아실화된 또는 다르게 치환된 수크랄로스 전구물질을 정제하는 방법의 흐름도를 나타낸다.

도 9는 본 발명의 정제된 수크랄로스의 분석 도표를 나타낸다.

도 10a은 결정화에 의한 수크랄로스의 회수에 대하여 불순물이 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.

도 10b는 모액 내에 남게 되는 수크랄로스와 불순물 수준을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 10c는 수크랄로스 수율을 불순물 수준과 비교하여 나타낸 그래프이다.

본 발명은, 고순도의 수크랄로스를 고수율로 생산하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 합성 완결 후 존재하는 불순물의 상당 부분을 제거하는 초기 비결정화 단계, 및 이어지는 1회 이상의 일련의 결정화 및 선택적 용해 단계, 그리고 후속하는 재결정화 단계를 포함한다. 한 태양에서는, 하나 이상의 결정화 단계로부터의 모액의 적어도 일부를 초기 결정화 단계 또는 비-결정화 추출 단계로 재순환시킨다. 중요한 발견은, 초기 결정화 단계로의 모액의 재순환이 수율을 상당히 개선시키고, 재결정화 과정의 효율을 개선시킨다는 점이다. 이는 각각의 후속 결정화 단계에서의 모액의 불순물 수준이 일반적으로, 초기 결정화 단계에서 사용된 수크랄로스 용액보다 낮으며, 이로 인하여 결정화 속도가 더 빨라지고 형성되는 결정이 다른 방법으로 얻어지는 경우보다 더욱 순수해지기 때문이다.

또한, 초기 비결정화 추출 단계를 채용함으로써, 결정화에 의하여 제거되는 것과는 다른 불순물을 제거한다. 따라서, 결정화 단계로부터 비-결정화 추출 단계로의 모액의 재순환은 수크랄로스의 순도를 효과적으로 개선시킬 수 있는 수단을 제공한다. 상기 두 과정을 결합함으로써 종래에 얻어진 것보다 더욱 순수한 수크랄로스 조성물을 생산한다.

본 발명의 한 태양은, 정제되지 않은 조(crude)수크랄로스 용액으로부터 수크랄로스를 정제하는 방법을 포함하는데, 상기 방법은, 정제되지 않은 조수크랄로스 용액을 비결정화 추출 공정을 거치게 함으로써 순도가 증가된 수크랄로스 용액을 생산하는 단계, 상기 순도가 증가된 수크랄로스 용액에 대하여 결정화를 행함으로써 수크랄로스 결정과 모액을 얻는 단계, 및 모액의 적어도 일부를 상기 용액으로 재순환시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 태양에서, 비결정화 추출 공정은 1회 이상 행할 수 있다. 부가적으로, 상기 비결정화 추출 공정은 1회 또는 1회 이상 행할 경우, 상기 재순환 단계는 1회 이상 행할 수 있다. 상기 결정화 수행 단계 또한 적어도 3회, 3회, 4회, 5회, 또는 그 이상 행할 수 있으며, 이 때 상기 비결정화 추출 공정 및 재순환 단계는 1회 또는 2회 이상 행할 수 있다. 비결정화 추출 공정은, 액체-액체 추출, 추출 침전법, 크로마토그래피, 침전 후 용매 세척 및 유도체 형성 후 추출 또는 증류로 구성된 군으로부터 선택할 수 있다. 상기 비결정화 추출 공정은 회분식 공정 또는 연속식 공정으로 수행할 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양은, 정제되지 않은 조수크랄로스 용액으로부터 수크랄로스를 정제하는 방법을 포함하는데, 상기 방법은, 정제되지 않은 조수크랄로스 용액을 비결정화 정제 과정을 거치게 함으로써 순도가 증가된 수크랄로스 용액을 생산하는 단계, 상기 정제되지 않은 조수크랄로스 용액에 결정화 과정을 행하여 수크랄로스 결정과 제 1 모액을 얻는 단계, 수크랄로스 결정을 용해하여 수크랄로스 용액을 얻고 수크랄로스 용액에 결정화 과정을 행하여 더욱 순수한 수크랄로스 결정 및 또다른 모액을 얻는 단계, 및 상기 하나 이상의 결정화 과정으로부터 얻어진모액을, 초기 결정화 과정에서 이용되는 하나 이상의 수크랄로스 용액으로 재순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 태양에서, 비결정화 정제 과정을 거치는 단계는 1회 이상 행할 수 있다. 상기 결정화 과정을 행하는 단계 역시 3회 이상, 3회, 4회, 5회, 또는 6회 이상 행할 수 있으며, 이 때 비결정화 정제 과정은 1회 또는 그 이상 행할 수 있다. 본 태양의 모든 단계들은 회분식 공정 또는 연속식 공정으로서 행할 수 있다.

본 발명의 또다른 태양은, 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스, 기타의 염소화 수크로스 부산물, 및 선택적으로 차단된 또는 부분적으로 차단된 염소화 수크로스 부산물을 포함하는 공급 혼합물로부터 수크랄로스를 얻는 방법을 포함하는데, 상기 방법은, 상기 공급 혼합물에 비결정화 추출 단계를 수행함으로써 순도가 증가된 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스 조성물을 얻는 단계, 순도가 증가된 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스 조성물을 결정화하여 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스 및 모액을 얻는 단계, 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스를 부가적으로 3회 이상 일련의 결정화를 행함으로써 실질적으로 순수한 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스와 또다른 모액을 얻는 단계, 및 실질적으로 순수한 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스를 거의 순수한 수크랄로스로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 태양에서, 결정화 단계는 3회 이상, 3회, 4회, 5회, 또는 5회 이상 행할 수 있다. 부가적으로, 비결정화 추출 단계는 1회 이상 수행할 수 있으며, 이 때 결정화 단계는 3회 이상 행할 수 있고, 액체-액체 추출, 크로마토그래피, 침전 후 용매 세척법으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 본 태양에서, 상기 하나 이상의 비결정화 추출 단계 또는 결정화 단계로부터의 상기 모액은 초기 비결정화 추출단계 또는 결정화 단계로 재순환될 수 있다.

또한 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스, 기타의 염소화 수크로스 부산물, 및 선택적으로 차단된 또는 부분적으로 차단된 기타의 염소화 수크로스 부산물을 포함하는 공급 혼합물로부터 수크랄로스를 얻는 방법도 본 발명의 범위 내이며, 상기 방법은, 상기 공급 혼합물에 비결정화 추출 단계를 수행함으로써 순도가 증가된 수크랄로스 전구물질 스트림을 얻는 단계, 순도가 증가된 수크랄로스 전구물질 스트림 내의 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스를 수크랄로스로 전환하는 단계, 및 수크랄로스를 결정화하여 수크랄로스 결정과 모액을 얻고 실질적으로 순수한 수크랄로스와 또 다른 모액을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 태양에서, 각각의 비결정화 추출 단계, 결정화 단계, 및 전환 단계는 1회 이상 행할 수 있다. 구체적으로, 결정화 단계는 3회 이상, 3회, 4회, 5회, 또는 5회 이상 행할 수 있다. 비결정화 추출 단계는 1회 이상 행할 수 있으며, 이 때 결정화 단계는 1회 이상 행하거나 또는 모든 상기 단계들을 1회 이상 행한다. 부가적으로, 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리갈락토수크로스를 전구물질 스트림으로부터 결정화하여 상기 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스를 수크랄로스로 전환할 수있다.

본 발명은 또한 정제되지 않은 조수크랄로스 용액으로부터 수크랄로스를 정제하는 방법으로서, 상기 방법은 정제되지 않은 수크랄로스 용액에 비결정화 추출을 행함으로써 순도가 증가된 수크랄로스 용액을 생산하는 단계, 상기 순도가 증가된 수크랄로스 용액에 결정화 과정을 행하여 수크랄로스 결정과 모액을 얻는 단계, 모액의 적어도 일부를 첫 번째 단계에서 이용되는 공급물로 재순환시킴으로써, 기타의 염소화 당의 수준이 전체 조성물 중량의 약 0.2% 미만인 최종 수크랄로스 조성물 결정을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 포함한다. 상기 최종 수크랄로스 조성물 결정은 또한 수크랄로스 대 아실화 수크랄로스, 유기염 또는 무기염, 탄수화물 또는 할로겐화 유도체의 비가 약 500:1, 내지 약 750:1 및 약 1000:1로까지 정제될 수 있다. 할로겐화 당 유도체는 디클로로수크로스 아세테이트, 6,1',6'-트리클로로수크로스, 4,6,6'-트리클로로수크로스, 4,1',4',6'-테트라클로로갈락토타가토스, 4,1',6'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트, 및 4,6,1',6'-테트라클로로갈락토수크로스, 4,1'-디클로로갈락토수크로스, 3',6'-디클로로무수수크로스, 4,6'-디클로로갈락토수크로스, 1',6'-디클로로수크로스, 6,6'-디클로로수크로스, 및 4,1',6'-트리클로로수크로스를 포함할 수 있다.

본 발명의 또다른 태양은, 상술한 각각의 태양으로부터 얻어진 정제된 수크랄로스 조성물을 포함하는 수용액을 포함한다. 정제된 수크랄로스 조성물의 또다른 태양은, 소르브산, 벤조산, 또는 디히드록시벤조산과 같은 부가적인 보존제, 및 인간에 주입하기에 적절한 그 염의 형태를 포함할 수 있다. 음료, 혼합 감미료,소비제, 및 감미료 제품을 포함하는 제품은, 본 발명의 정제된 수크랄로스 조성물을 포함할 수 있다. 본 발명의 방법은 수크랄로스 이외의 화합물의 정제에도 적용할 수 있다. 구체적으로, 상기 방법들은, 예를 들어, 다양한 수크랄로스 합성 경로에서 수크랄로스 전구물질이 되는 다양한 히드록실기가 치환된 트리클로로갈락토수크로스 화합물을 정제하는데 유사하게 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 방법은, 구분되는 맛을 가지며 다양한 식료품의 단맛을 변형하는데 사용될 수 있는 기타의 모노-, 디-, 트리- 및 테트라-클로로수크로스의 비교적 순수한 제조물을 생산하는데 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 방법 중 하나 및/또는 방법들의 조합에 의해 얻어지는 수크랄로스 조성물 뿐만 아니라, 본 발명의 방법 중 하나 및/또는 방법들의 조합에 의하여 얻어지는 수크랄로스 조성물을 포함하는 제품도 본 발명의 범위 내로 생각될 수 있다.

본 발명의 또다른 태양은 소비제의 맛 선호도를 향상시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, 소비제에 정제된 수크랄로스를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 한 태양에 있어서, 정제된 수크랄로스는 99.9% 순수할 수 있다. 또다른 태양에서, 소비제 내의 수크랄로스는 약 백만 분의 3 내지 약 0.1%의 수준으로 존재할 수 있다. 또다른 태양에서, 소비제 내의 수크랄로스는 약 백만 분의 5 내지 약 백만 분의 1000의 수준으로 존재할 수 있다. 또다른 태양에서, 수크랄로스는 소비제 내에서 약 백만 분의 10 내지 약 백만 분의 500의 수준으로 존재할 수 있다.

본 발명의 부가적인 태양은, 음료에 정제된 수크랄로스를 첨가하는 단계를포함하는, 음료의 맛 선호도를 향상시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 태양에 있어서, 정제된 수크랄로스는 99.9% 순수할 수 있다. 또다른 태양에서, 음료 내의 수크랄로스는 약 백만 분의 3 내지 약 0.1%의 수준으로 존재할 수 있다. 또다른 태양에서, 음료 내의 수크랄로스는 약 백만 분의 5 내지 약 백만 분의 1000의 수준으로 존재할 수 있다. 또다른 태양에서, 수크랄로스는 음료 내에서 약 백만 분의 10 내지 약 백만 분의 500의 수준으로 존재할 수 있다.

본 발명의 또다른 태양은 소비제의 맛을 향상시키는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 소비제에 정제된 수크랄로스를 첨가하는 단계를 포함하며, 제조된 소비제 내의 상기 수크랄로스 수준은 제조된 소비제의 단맛을 변화시키지 않는 정도인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 태양은 음료의 맛을 향상시키는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 소비제에 정제된 수크랄로스를 첨가하는 단계를 포함하며, 최종 음료 내의 상기 수크랄로스 수준은 제조된 음료의 단맛을 변화시키지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기타의 목적, 구성 및 효과는 하기하는 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 상세한 설명 및 구체적 실시예는 본 발명의 구체적 태양을 나타내는 것이지만, 예시의 목적으로만 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 정신과 범위 내에서의 다양한 변화와 개조도 본 발명에 포함되며, 이것은 하기하는 상세한 설명으로부터 당업자가 명백히 알 수 있을 것이다.

발명의 상세한 설명

본 명세서에 기재된 구체적 방법, 프로토콜, 용매 및 시약 등으로 본 발명이 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 왜냐면 이들 값은 다양할 수 있기 때문이다. 또한, 본 발명에 사용된 기술은 구체적인 구현예를 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하는 의도는 아니다. 본 명세서에서는 예를 들어, "용매"라고 하면 하나 또는 그 이상의 용매를 말하는 것이며, 당업자가 알 수 있는 등가물을 포함한다.

다르게 정의되지 않는다면, 본 명세서에 사용되는 모든 과학 기술적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 상식적으로 이해될 수 있는 것과 같은 의미를 갖는다. 바람직한 방법, 장치 및 물질을 설명하고 있지만, 여기에 기재된 방법 및 물질에 유사한 또는 등가의 것도 본 발명을 실시하고 시험하는데 사용될 수 있다. 모든 인용 문헌은 그 전체 내용이 참고문헌으로서 본 명세서에 포함되어 있다.

정의

회분식 공정 : 본 명세서에서 사용되는 회분식 공정이라 함은, 정해진 양의 재료를 하나의 공정에 투입하고, 상기 정해진 양의 입력물로부터 얻어진 생성물을 회수한 후에 또다른 입력물 재료를 부가하는 공정을 말한다.

음료: 본 명세서에 사용되는 음료에는, 비-탄산 또는 탄산 음료를 포함하는데, 예를 들면, 콜라, 다이어트 콜라, 소다, 다이어트 소다, 쥬스 칵테일, 루트 비어, 버치 비어(birch beer), 음료대 음료(fountain drink), 탄산 과일 쥬스, 물, 소다수, 토닉 워터, 스포츠 드링크, 및 클럽 소다를 포함한다. 음료는 또한, 비-알콜 또는 알콜 음료를 포함하는데, 예를 들면, 에일, 필젠, 라거 맥주 또는 이들로부터 유래한 것, 맥아주, 적포도주, 백포도주, 소다 와인, 강화 포도주, 와인 쿨러, 와인 스프리처, 마가리타 믹스, 사워 믹스, 또는 데이커리 믹스를 포함하는 미리 제조된 칵테일 믹서, 발효 과일 또는 차 음료, 증류주 및 브랜디, 쉬냅스, 비터 또는 코디알처럼 맛이 가미된 술을 포함한다. 음료에는 유제품, 우유제품 또는 크림 제품 또는, 하프 앤 하프, 비-유제품 크리머, 분말형 크리머, 맛이 가미된 크리머, 두유 제품 및 락토스-프리 유제품 등과 같이 유제품 대체물, 크림 대체물, 또는 우유 대체물이 포함된다. 음료는 또한, 농축된 또는 분말형의 또는 원액 형태의 과일 또는 야채 쥬스가 포함되며, 과일 및 야채 쥬스 또는 기타 음료의 혼합물이 포함된다. 음료에는 커피, 기타 커피 드링크, 기타 커피맛 시럽, 차, 아이스 티, 코코아, 그리고 이들의 혼합물 형태를 포함할 수 있다.

차단된 수크랄로스: 본 명세서에서 사용되는 차단된 수크랄로스라 함은, 남아 있는 히드록실기의 일부 또는 전부가 에스테르화에 의하여 또는 기타의 방법에 의하여 차단되어 있는 수크랄로스 분자를 말한다.

혼합 감미제: 본 명세서에서 사용되는 혼합 감미제라 함은, 수크랄로스, 사카린, 아스파탐, 아세술팜 칼륨, 시클라메이트, 알리탐, 스테비오사이드, 글루코스, 프럭토스, 레불로스, 말토스, 락토스, 기타의 당알콜, 솔비톨, 자일리톨 및 만니톨의 혼합을 포함하는 감미제들의 혼합 또는 치환을 포함한다.

소비제: 본 명세서에서 사용되는 소비제라 함은, 애플소스, 잼, 젤리, 마말레이드, 과일 스낵, 과일 버터, 및 과일 스프레드와 같은 과일 제품을 포함한다.소비제는 또한 치즈, 아이스크림 및 요구르트와 같은 유제품, 우유 제품 또는 크림 제품을 포함한다. 소비제는 또한 빵, 도넛, 케이크, 치즈케이크, 데니쉬, 패스트리, 파이, 베이글, 쿠키, 스콘, 크랙커, 머핀 및 와퍼와 같은 구운 제품을 포함한다. 소비제는, 콜드 시리얼, 그릿, 핫 시리얼, 그라놀라 믹스, 오트밀, 및 트레일 믹스와 같은 시리얼 제품을 포함한다. 소비제는 버터, 땅콩 버터, 휘핑 크림, 사우어 크림, 바비큐 소스, 칠리, 시럽, 그레이비, 마요네스, 올리브, 시즈닝, 렐리쉬, 피클, 소스, 스낵 딥, 케첩, 살사, 머스타드, 샐러드 드레싱, 및 절인 고추를 포함한다. 소비제는 또한 푸딩, 캔디 바, 하드 캔디, 초콜렛 제품, 롤리팝, 과일 검, 매쉬맬로, 검, 풍선검, 구미 베어, 태피, 파이 속, 시럽, 젤 스낵, 민트, 팝콘, 칩스, 및 프레츨과 같은 스낵 푸드를 포함한다. 소비제는 핫도그, 생선 통조림, 소세지, 고기 가공품, 고기 통조림, 탈수된 고기 및 런천 미트와 같은 육류 제품을 포함한다. 소비제는 수프, 콘소메, 및 불리언을 포함한다. 소비제는 치약, 치실, 입헹굼액, 의치 접착제, 에나멜 미백제, 불소 처리제 및 구강 케어겔과 같은 치과용 제품을 포함한다. 소비제는 립스틱, 립 밤, 립 글로스 및 페트롤륨 젤리와 같이 화장료 제품을 포함한다. 소비제는 또한 담배가 아닌 흡입제, 담배 대체물, 약학 조성물, 씹을 수 있는 약제, 기침 시럽, 인후용 스프레이, 인후용 정제, 기침용 적제, 항균 제품, 환약 코팅, 겔 캐플릿, 가용성 섬유제제, 제산제, 정제 코아, 신속히 흡수되는 액체 조성물, 안정한 포말 조성물, 속붕해 약제 복용 형태, 치료 목적을 위한 음료 농축물, 수성 현탁 약제, 액상 농축 조성물, 및 안정화된 소르브산 용액과 같은 치료 제품을 포함한다. 소비제는, 식사 대용 바, 식사 대용 스낵,다이어트 보충물, 단백질 믹스, 단백질 바, 탄수화물 조절 바, 저 탄수화물 바, 식사 보충물, 전해질 용액, 밀 단백질 제품, 대사 반응 조절제, 식욕 억제 음료, 및 에크나시아 스프레이와 같은 영양제를 포함한다. 소비제는 개 및 고양이 푸드 및 새 모이와 같은 동물 사료를 포함한다. 소비제는 유아 푸드와 같은 식품을 포함한다. 소비제는 파이프 담배, 궐련 담배, 및 씹는 담배와 같은 담배 제품을 포함한다.

연속식 공정: 본 명세서에서 말하는 연속식 공정이라 함은, 입력물이 가해지는 동안 생성물이 공정으로부터 제거될 수 있는 과정을 포함하는 것으로서, 생성물의 제거 또는 입력물의 첨가는 증가식일 수 있으며, 비연속식일 수도 있고 또는 일정 속도로 행할 수 있다. 당업계의 통상의 지식을 가진자라면, "회분식 공정" 및 "연속식 공정"이라는 용어가 다소 임의적이라는 것을 잘 알 것이며, 순수한 회분식 공정과 순수한 연속식 공정 사이에는 많은 중간형태의 조작이 가능하다는 것도 알 것이다. 본 발명의 태양은, 이렇게 넓은 범위의 가능한 공정에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

조(組) 수크랄로스: 본 명세서에서 사용되는 조 수크랄로스라 함은 기타의 염소화 당과 혼합된 수크랄로스를 포함할 뿐만 아니라, 염소화 후에 남은 히드록실기의 일부 또는 전부가 에스테르화 또는 당업자에게 달려진 기타의 방법에 의하여 차단되어 있는 수크랄로스 및 기타의 염소화 당을 포함한다.

결정화: 본 발명에서 말하는 결정화라 함은, 용해 성분으로 용액을 포화 또는 과포화되게 하여, 상기 성분의 결정이 형성되도록 하는 과정을 포함한다. 결정형성의 개시는 자발적일 수도 있고, 또는 결정 씨앗을 넣어주어야 할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 결정화 역시 고체 또는 액체 물질을 용매에 녹여서 용액이 되게 하고 이것을 포화 또는 과포화되게 하여 결정을 얻는 상태를 말한다. 또한, 결정화라는 말에는, 하나 이상의 용매로 결정을 세척하고, 결정을 건조시키고, 이렇게 얻어진 최종 생성물을 회수하는 부수적인 과정이 포함된다.

추출 공정: 본 명세서에서 사용되는 추출 공정이라 함은, 모액으로부터 불순물을 제거하기 위하여 모액에 대하여 행할 수 있는 공정을 말한다. 구체적인 공정은, 원하지 않는 불순물을 제거하기에 적절할 수 있는 몇 가지로부터 선택될 수 있다. 상기 조작에는, 증류, 용매 추출, 크로마토그래피, 및 유도화와 이어지는 유도화된 물질의 제거가 포함될 수 있는데, 여기에 제한되는 것은 아니다.

불순물: 본 발명에서 사용되는 불순물이라 함은, 수크랄로스 이외의 화합물을 포함하며, 수크랄로스의 합성 과정에서 생성되는 수크랄로스가 아닌 생성물을 포함한다. 불순물에는, 수크로스 및 수크로스로부터 유도된 기타 이당류의 모노클로로-, 디클로로-, 테트라클로로- 및 펜타클로로- 유도체, 그리고 수크랄로스 외의 트리클로로- 유도체가 (유리 형태로 또는 카르복시산의 에스테르 형태로 존재함) 포함된다. 불순물에는 표 1 내지 4에 기재된 할로겐화 당 유도체 중 어떤 것이 포함되는데, 예를 들면, 아세트산 디클로로수크로스, 6,1',6'-트리클로로수크로스, 4,6,6'-트리클로로수크로스, 4,1',4',6'-테트라클로로갈락토타가토스, 4,1',6'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트, 4,6,1',6'-테트라클로로갈락토수크로스, 4,1'-디클로로갈락토수크로스, 3',6'-디클로로무수수크로스, 4,6'-디클로로갈락토수크로스, 1',6'-디클로로수크로스, 6,6'-디클로로수크로스, 4,1',6'-트리클로로수크로스, 4,6,6'-트리클로로갈락토수크로스, 4,1',5'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트 및 4,6,6'-트리클로로갈락토수크로스가 포함된다. 기타의 유기염 또는 무기염, 탄수화물, 또는 수크랄로스 아실화물이 포함된다.

모액의 재순환: 본 명세서에서 사용되는 모액의 재순환이라 함은, 결정화 전에 또는 결정화 동안, 다른 수크랄로스 용액에 모액을 첨가하는 방식을 말한다. 모액은 재순환하기 전에 더 농축하거나 정제할 수도 있다. 모액에 남아 있는 수크랄로스의 상당 부분의 회수는, 경제적으로 수용가능한 공정 수율을 달성하는데 중요할 수 있다.

용매: 본 발명에서 말하는 용매라 하는 다른 물질을 녹일 수 있는 액체를 포함한다.

감미료 제품: 본 명세서에서 사용되는 감미료 제품이라 함은, 수크랄로스 및/또는 기타의 감미제의 혼합 또는 치환을 포함하는 제품을 포함하며, 사카린, 아스파탐, 아세술팜 칼륨, 시클라메이트, 알리탐, 스테비오사이드, 글루코스, 수크로스, 프럭토스, 레불로스, 말토스, 락토스, 기타의 당 알콜, 솔비톨, 자일리톨, 및 만니톨이 포함된다.

추출 방법 및 결과적인 수크랄로스 생성물

고순도의 수크랄로스의 상업적 생산에서 중요한 문제점 하나는, 수크랄로스의 연속되는 결정화 및 재결정화에 수반되는 낮은 수율이다. 결정화에 의해 얻어지는 수크랄로스가 점차적으로 순수해지기 때문에, 남은 모액에 함유된 수크랄로스의 비율은 증가하고, 염소화 탄수화물 불순물의 비율은 감소한다. 따라서, 최종 생성물의 순도를 감소시키지 않으면서 다양한 모액에 존재하는 수크랄로스의 상당 부분을 회수하는 것이 바람직하다. 한 태양에 있어서, 본 발명은, 결정 추출 및 모액의 재순환과 같은 기타의 공정과 초기의 비결정성 추출을 합함으로써, 수크랄로스 추출 및/또는 정제와 관련된 종래의 문제점을 해결하고자 한다. 상기 단계, 또는 방법은, 어떠한 순서로도 조합될 수 있으며, 몇 번이든 반복할 수 있다. 결정성 추출은 바람직하게는 3회 이상 수행한다.

본 발명의 한 태양은 모액으로부터의 불순물이 최종의 정제된 수크랄로스 생성물 내로 재통합되는 것을 제한하면서, 모액 내에 존재하는 수크랄로스를 효과적으로 회수하는 방법을 포함한다. 본 발명의 방법에 있어서, 전형적인 염소화 수크로스 혼합물은 예를 들어, 본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,977,349 호에 기재된 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 염소화 혼합물에 존재하는 화합물의 유형은 이용되는 합성 경로에 따라, 그리고 합성의 구체적인 조건에 따라 달라질 수 있다. 하기 표 1은, 본 설명에 기재된 정제 과정에 선행할 수 있는 합성 과정에 의해 얻어지는 대표적인 물질 내의 수크랄로스와 몇 가지 불순물의 수준을 보여준다. 상기 과정들은 당업계에 공지된 것이며 쉽게 이용할 수 있는 것들이다. 사실, 구체적으로는, 본 출원과 같은 날에 출원된 미국 가출원 "Extrative Methods for Purifying Sucralose"에 개시된 추출 방법을 채용할 수 있다. 본 발명은 폭넓게 적용가능하며, 합성 경로로부터 유래되는 불순물의 구체적 프로필에 의하여 제한되는 것은 아니다, 일반적으로, 수크랄로스는 정제되지 않은수크랄로스 조성물 중의 총 수크로스 유도체의 40중량% 이상을 포함할 수 있다. 염소화 혼합물은 고체 물질일 수도 있고, 또는 물이나 기타 허용가능한 용매 중의 용액일 수도 있다. 염소화 혼합물이 고체라면, 본 명세서에 기재된 방법 중 정제 과정 전에 용액으로 전환시키는 것이 바람직하다.

대표적인 조수크랄로스 조성물

성분	조성(용액의 중량%)
수크랄로스	3.252
4,1'-디클로로갈락토수크로스	0.138
3',6'-무수갈락토수크로스	0.165
4,6'-디클로로갈락토수크로스	1.115
1',6'-디클로로수크로스	0.394
6,6'-디클로로수크로스	0.075
4,1',6'-트리클로로수크로스	0.079
6,1',6'-트리클로로갈락토수크로스	0.302
4,6,6'-트리클로로수크로스	0.273
4,1',4',6'-테트라클로로갈락토타가토스	0.110
4,1',6'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트	0.030
4,6,1',6'-테트라클로로갈락토수크로스	0.410

본 발명의 한 태양은, 비결정화 추출 단계, 결정화 추출 및 모액의 재순환, 및 그 역의 방법에 의한 수크랄로스 정제를 통하여 결정화를 방해하는 불순물을 제거하고자 하는 것이다. 그러므로, 하기 상술하는 바와 같이, 모액 재순환 단계와 함께 여러번 결정화하는 방법을 이용함으로써, 상업적 공정에 중요한 총수율을 높게 유지하면서도 종래에 보고된 것보다 더 순수한 수크랄로스 조성물을 생산할 수 있다.

본 발명에 기재된 각각의 공정 단계들은 일반적으로 회분식 공정 또는 연속식 공정으로 수행할 수 있으며, 하나 이상의 추출 및/또는 결정화 단계를 포함할 수 있다. 추출과 결정화를 조합함으로써, 원하지 않는 염소화 탄수화물 또는 원하지 않는 차단된 또는 부분적으로 차단된 염소화 탄수화물을 제거하여 수크랄로스의 순도를 증가시킬 수 있다. 또한 추출과 결정화를 조합함으로써 수크랄로스의 높은 회수율을 가져올 수 있다.

비결정화 정제

한 태양에서, 본 발명은, 용액 내의 불순물 수준을 낮추기 위하여, 조 수크랄로스 용액의 초기 비결정화 정제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 한 태양으로 용매 추출이 이용될 수 있다. 크로마토그래피, 역용매 침전 또는 단순 침전 및 이어지는 세척, 또는 유도체의 형성 후 추출 또는 증류를 포함하는 다른 대안들도 사용될 수 있는데, 상기 방법들은 본 명세서에 참고문헌으로 통합되어 있는 미국 특허 제, 4,980,463 호; 제 5,034,551 호; 제 5,498,709 호; 제 5,530,106 호; 및 미국 가출원 "Extractive Methods for Purifying Sucralose"에 개시되어 있다.

추출 방법에 있어서, 넓은 범위의 추출 용매가 사용될 수 있는데, 그 용매로는 n-펜탄, n-헥산, 프레온TF, n-헵탄, 디에틸 에테르, 1,1,1 트리클로로에탄, n-도데칸, 휘발유(white spirit), 테레빈유(turpentine), 시클로헥산, 아세트산 아밀, 사염화탄소, 자일렌, 아세트산 에틸, 톨루엔, 테트라히드로퓨란, 벤젠, 클로로포름, 트리클로로에틸렌, 아세트산 셀로솔브(등록명), 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 디아세톤 알콜, 이염화 에틸렌, 염화 메틸렌, 부틸 셀로솔브(등록명), 피리딘, 셀로솔브(등록명), 모르폴린, 디메틸포름아미드, n-프로필 알콜, 에틸 알콜, 디메틸 설폭시드, n-부틸 알콜, 메틸 알콜, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 글리세롤 및물이 포함되며, 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 용매들은, 바람직하게는 수크랄로스와 기타의 원하지 않는 염소화 탄수화물에 대하여 상이한 용해도를 나타내는 2개의 분리가능한 상의 형성을 가능하게 하는 것이 바람직하다. 구체적인 태앙에서, 아세트산 에틸과 물 시스템을 추출에 사용할 수 있다. 이러한 용매 조합은, 저비용일 뿐만 아니라, 사용되는 용매의 안전성 프로파일에 더하여 우수한 추출을 제공할 수 있다. 회분식 혼합기-침강기부터 연속식 다중스테이지 역류 추출기에 걸친 넓은 범위의 추출 장치가 본 방법에 사용될 수 있다. 바람직한 태양에서, 아세트산 에틸 대 물의 비는 약 3:1일 수 있다.

도 1은, 각 결정화 단계에서의 회수율 및 총 회수율에 대하여 여러 요인들이 미치는 영향, 특히 결정화 전에 불순물을 제거하는 전체적인 효과를 나타낸다. 높은 수율과 낮은 불순물을 얻기 위하여, 결정화 전에 불순물을 제거할 수 있다.

도 1을 보면, 불순물 100 파운드(C열, 31행)와 함께, 수크랄로스 100파운드(C열, 11행)를 시스템으로 보낸다. 제 1 결정화 전에는 불순물을 제거하지 않는다.

제 1 결정화 후에, 45 파운드의 결정을 생산하였고(C열,14행), 83 파운드의 모액을 생산한다(C열, 15행). 모액은 시스템으로부터 제거한다.

그 다음, 제 1 결정화로부터 나온 결정을 재결정화하였다. 재결정화기로 보내어진 총공급물은 45 파운드이며(C열, 17행), 이는 제 1 결정화에 의하여 생산된 것이다. 재결정화는 17 파운드의 수크랄로스 결정(C열, 18행)과 28 파운드의 모액(C열, 19행)을 생산하였다. 모액은 재순환시키며, 정상상태 평형에서 시스템에 주어지는 총 공급량은 128 파운드(C열, 13행)이다. 전체 공정은 시스템으로의 공급량의 17% 또는 수크랄로스 17 파운드를 생산한다(C열, 28행).

상기와 동일한 공정에 대하여 도 1에서는 불순물 제거율로써도 분석한다. 앞서 서술한 바와 같이, 불순물 100파운드가 시스템 초기에 존재한다(C열, 31행). 결정화 전에는 불순물을 제거하지 않는다. 제 1 결정화 후에, 결정에는 11 파운드의 불순물이 남고(C열, 35행), 99 파운드의 모액이 남는다(C열, 35행). 모액은 시스템으로부터 제거한다.

그 다음, 제 1 결정화로부터의 결정과 불순물을 재결정한다. 시스템으로의 총 공급물은 11 파운드의 결정과 불순물이며(C열, 37행), 이것은 제 1 결정화로부터 생성된 것이다. 결정화를 통하여, 결정 내 불순물 1파운드(C열, 38행)와 모액 10 파운드(C열, 39행)를 생성한다. 모액은 재순환시키며, 총 공급량은 110 파운드가 된다(C열, 33행). 총 불순물 제거율은 98.90%이다(C열, 48행). 따라서, 불순물 대부분이 초기 공급물로부터 제거됨에도 불구하고 수크랄로스 수율은 매우 낮다.

반대로, 불순물을 제 1 결정화 전에 제거한다면, 수크랄로스 수율은 증가할 수도 있다. 다시 도 1, D 열을 참조하면, 상기한 하나 이상의 추출 방법에 의하여, 불순물의 1/2이 시스템으로부터 제거될 수 있다. 본 예에서, 100 파운드의 수크랄로스를 시스템으로 공급하고(D열, 11행), 50 파운드의 불순물을 시스템으로 보낸다(D열, 31행)

제 1 결정화 후에, 57 파운드의 결정을 생성하고(D열, 14행), 74 파운드의모액을 생성한다(D열, 15행). 모액은 시스템으로부터 제거한다.

그 다음, 제 1 결정화로부터 나온 결정을 재결정한다. 재결정화기로의 총 공급량은 57 파운드(D열, 17행)이며, 이것은 제 1 결정화로부터 생성된 것이다. 재결정화는 26 파운드의 수크랄로스 결정(D열, 18행)과 31 파운드의 모액(D열, 19행)을 생성한다. 모액은 재순환시키고 총 공급량은 131 파운드가 된다(D열, 13행). 상기 전체 공정으로부터, 26 파운드의 수크랄로스 또는 시스템으로의 총 공급량의 26%가 생성되며, 이것은 결정화 전에 불순물을 제거하지 않는 경우보다 상당히 높은 수율이며, 불순물 제거를 행하지 않는 공정보다 155% 개선된 것이다(D열, 29행).

또한 상기와 동일한 공정을 도 1의 불순물 제거율에 의해 분석한다. 앞서 기술된 바와 같이, 100 파운드의 불순물이 초기 시스템에 존재한다. 불순물의 1/2을 결정화 전에 제거하여, 50 파운드의 불순물(D열, 31행)을 남긴다. 제 1 결정화 후에, 결정에는 5 파운드의 불순물이 남고(D열, 34행), 49 파운드의 모액이 남는다(D열, 35행). 모액은 시스템으로부터 제거한다.

그 다음, 제 1 결정화로부터의 결정과 불순물을 재결정한다. 시스템으로의 총 공급량은 5파운드의 결정과 불순물이며(D열, 37행), 이것은 제 1 결정화에 의하여 생성된 것이다. 재결정화를 통하여 1 파운드의 불순물(D열, 38행)과, 5 파운드의 모액(D열, 39행)을 생산한다. 모액은 재순환시키고, 총 공급량은 55 파운드가 된다(D열, 33행). 총 불순물 제거율은 98.90%이다(D열, 48행). 따라서, 제거된 불순물의 백분율은, 결정화 전에 불순물을 제거하지 않은 경우와 같지만, 수크랄로스 수율은 훨씬 더 컸다. 이러한 효과는 도 1, E, F, 및 G 열에 나타낸 부가적인 결정화 단계로써 더욱 표명된다.

E 열에서는, 불순물을 결정화 전에 제거하지 않고, 공급물은 초기에 결정화시키며, 생성된 모액은 상기한 바와 같이 제거한다. 제 1 결정화 후에 3개의 재결정화가 후속되며, 여기서 생성된 모액은 재순환시킨다. 상기 공정은 9%의 수크랄로스 회수율(E열, 28행), 및 99.99%의 총 불순물 제거율(E열, 48행)을 초래한다. F 열에 사용된 과정은 E 열에 사용된 과정과 같은데, 단, 불순물의 1/2을 결정화 전에 제거한다. 상기 공정은 7%의 수크랄로스 회수율(F열, 28행), 및 99.99%의 총불순물 제거율(F열, 48행)을 초래하는데, 이것은 불순물 제거가 없는 공정보다 186% 개선된 것이다(F열, 29행).

더 나아가, 만약 불순물의 75%를 어떠한 결정화 단계 전에 제거한다면, 수크랄로스의 회수율은 더욱 크다(G열). 결정화 전 추출을 통하여 불순물의 75%를 제거하면, 25%의 수크랄로스 회수율(G열, 28행), 및 99.99%의 총 불순물 제거율(G열, 48행)이 산출된다. 이러한 분석은, 결정화 전에 불순물을 제거하는 것에 의하여 총 수크랄로스 회수율의 개선을 달성할 수 있다는 것을 보여준다.

결정화에 의한 정제

결정화에 의한 수크랄로스 정제는, 포화 또는 과포화 수크랄로스 용액을 준비하는 단계, 상기 용액을 결정화가 가능한 조건에 노출시키는 단계(여기에는 결정 씨앗의 첨가를 포함), 상기에서 얻어진 결정을 회수하는 단계, 상기 결정을 재용해시키고 포화 또는 과포화 되도록 농축하는 단계, 및 결정 형성이 일어나도록 하는단계를 포함하는 반복 공정일 수 있다. 한 태양에서, 각 결정화 단계는, 그 단계에서의 출발 물질의 약 2 배 내지 5 배 만큼 수크랄로스의 순도를 개선시킬 수 있다.

도 2는 결정화의 횟수를 증가시키는 것이 비결정성 추출(즉, 불순물 제거)의 효과를 없애거나 감소시키지는 않는다는 것을 보여준다. 예를 들어, 도 2의 데이터를 만드는 데 이용한 공정에서, 시스템으로의 공급물을 1회 결정화하였고, 3번 더 재결정화하였고, 이어서 모액을 재결정화함으로써, 총 5회의 결정화를 행하였다. 실제로, 3, 4, 5, 또는 그 이상의 순차적 또는 비순차적인 결정화는 본 발명의 방법의 범위 내로 생각된다. 사용된 기본 과정은 도 1에 사용된 것과 같은 공정이었으며, 단, 모액의 결정화를 행한다는 점이 달랐다. 그러나, 초기 비결정성 추출의 효과는 여전히 나타난다. 구체적으로, 비결정성 추출을 통하여 불순물을 제거하지 않는 경우, 총 5번의 결정화에 대하여, 총 수크랄로스 회수율은 27%이다(D열, 32행). 결정화 전에 비결정성 추출을 이용하여 50%의 불순물을 제거하는 경우, 수크랄로의 총 회수율을 39%까지 증가한다(E열, 32행). 더 나아가, 결정화 전에 불순물의 75%를 추출하는 경우, 수크랄로스의 총 회수율은 48%이다(F열, 32행).

도 3a 및 3b는 같은 경향을 보여준다. 도 3a를 보면, 결정화의 횟수를 증가시켰다. 도 2에서와 같이, 시스템으로의 공급물을 1회 결정화하였으나, 그 후 공급물을 5회 더 재결정화하였고, 모액 또한 재결정화하여, 총 7회의 결정화를 행하였다. 상기한 바와 같이, 비결정성 추출의 효과는 여전히 나타날 수 있다. 그러나 초기 비결정성 추출의 효과는 여전히 표명된다. 구체적으로, 비결정성 추출을통하여 불순물을 제거하지 않을 때, 수크랄로스의 총 회수율은 총 7회의 결정화에 있어서 18%이다(J열, 47행). 결정화 전에 비결정성 추출을 이용하여 불순물의 50%를 제거하면, 수크랄로스의 총 회수율이 32%로 증가하며(K열, 47행), 이것은 불순물 제거가 없는 공정보다 180% 개선된 것이다(K열, 48행)

모액의 재순환에 의한 수율의 증가

총 수율을 개선하는데 있어서 비결정성 추출 공정의 효과는 후속하는 하나 이상의 결정화 단계로부터의 모액을, 추출 단계를 위한 공급물 용액으로 재순환시킴으로써 향상시킬 수 있다. 상기 모액은 결정화 후 남은 불순물을 농축할 수 있고, 추출 상으로 상기 용액을 재순환시킴으로써 총 회수율을 손상시키지 않고 상기 불순물의 효과적인 제거를 가능하게 할 수 있다.

당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면, 수크랄로스의 총 수율과 얻어진 수크랄로스의 순도는, 모액의 재순환을 위한 흐름 순서를 주의깊게 설계함으로써 조절될 수 있다는 것을 쉽게 알 것이다. 예를 들어, 비교적 높은 불순물 수준을 갖는 모액은, 초기 비결정화 추출의 공급 스트림으로 그 모액을 되돌림으로써 가장 효과적으로 진행될 수 있다. 부가적으로, 높은 불순물 수준을 갖는 모액은, 또한 다른 공급 스트림과 합하지 않고, 비결정화 추출을 직접 거치게 할 수도 있다. 택일적으로, 낮은 불순물 수준을 갖는 모액은 업스트림 결정화 단계로 재순환시킬 수 있으며, 이 때 비교적 낮은 불순물 수준으로 인하여 생성되는 결정의 순도 또는 결정화 속도를 손상시키지 않을 수 있다(사실, 모액의 불순물 수준이 첨가되는 공급 용액의 불순물 수준보다 작다면, 결정화 속도 및 얻어지는 결정의 순도는 향상될수도 있다).

본 발명의 한 태양에서, 수크랄로스의 회수율은, 결정이 제거된 후 결정 단계로부터 남는 모액을 농축 및 재결정화시킴으로써 개선될 수 있다. 이것은 각각의 결정화 또는 재결정화 단계에서 행해질 수 있다. 첫 번째 단계로부터의 모액이 문제로 남지만, 이것은 농축에 의하여 처리될 수 있으며, 그리고 만약 불순물이 허락한다면, 재결정화에 의하여 처리될 수 있다. 결정화가 완결된 후 모액에 남은 수크랄로스는, 초기 비결정화 추출 단계로 모액을 재순환시킴으로써 가장 효과적으로 회수할 수 있다.

도 4를 보면, 대표적인 모액 회수의 구성에 대한 하나의 구현예가 도시되어 있다. 먼저, 정제되지 않은 수크랄로스 용액(100)을 제 1 결정화기(150)로 공급한다. 결정화 후에, 결정(200) 및 남은 모액(300)을 분리한다. 분리된 모액(300)을 모액 농축기(350)로 농축하고, 결과물인 스트림(400)은제 2 결정화기(450)로 보낸다. 그리고 나서 제 2 결정화기(450)로부터의 결정(500)을 제 1 결정화기(150)로부터의 모액과 혼합하여 총 생성물(600)로 한다. 제 2 결정화기(450)로부터의 모액인 스트림(700)은, 순전히 시스템으로부터 제거된 불순물이다. 결정(500)은, 제 1 결정화기보다 더 높은 불순물 수준을 갖는 모액으로부터 나오는 것이기 때문에, 결정(200)보다 순도가 낮을 수 있다.

도 5는 여러 단계로부터 나온 모든 모액을 합한 스트림을 이용하는 또다른 구현예를 도시한 것이다. 조 수크랄로스(800)를 제 1 결정화기(850)로 보낸다. 결정화한 후에, 결정(900)과 남은 모액(1000)을 분리한다. 그리고 나서 결정(900)을 제 1 재결정화기(950)로 보낸다. 재결정화 후에, 결정(1200)과 남은 모액(1100)을 분리한다. 모액(1000 및 1100)을 모액 농축기(1150)에 의해 농축하고, 생성된 스트림(1300)을 제 2 결정화기(1350)로 공급한다. 제 2 결정화기(1350)로부터의 결정(1400)을 제 1 재결정화기(950)로부터의 결정(1200)과 혼합하여 총 생성물(1600)로 한다. 제 2 결정화기(1350)로부터의 모액, 스트림(1500)은 순전히 시스템으로부터 제거된 불순물이다. 결정(1400)은, 제 1 결정화기보다 높은 불순물 수준을 갖는 모액으로부터 나온 것이기 때문에, 스트림(1300)보다 덜 순수할 수 있다. 같은 방식으로, 결정(1200)은 순수한 원료물로부터 나온 것이기 때문에 스트림(900)보다 순수할 것이다.

도 6은 멀티-크롭 모액을 회수하는 실시예, 즉 이전의 모액 및 재결정화로부터 나온 여러 모액의 농축 및 재결정화를 도시한 것이다. 상기 도면에서, 조 수크랄로스(1800)를 제 1 결정화기(1850)로 보낸다. 결정화 후에, 결정(1900) 및 남은 모액(2000)을 분리한다. 모액(2000)은 모액 농축기(2050)에서 농축하고, 생성된 스트림(2100)은 제 2 결정화기(2150)로 보낸다. 결정화 후에, 제 2 결정화기(2150)로부터의 모액(2300)을 모액 농축기(2350)로써 농축하여 스트림(2400)으로 보내고, 이것을 제 3 결정화기(2450)로 보낸다. 제 2 결정화기(2150)로부터의 결정(2200)과 제 3 결정화기(2450)로부터의 결정(2500)을 제 1 결정화기(1850)로부터의 결정(1900)과 혼합하여 총 생성물(2600)로 한다. 제 3 결정화기(2450)로부터의 모액인 스트림(2700)은 순전히 시스템으로부터 제거된 불순물이다.

도 7은 용매 추출, 결정화 추출, 및 모액 재순환을 조합하기 위한 구체적인구현예를 나타낸다. 이와 같은 접근에서, 조 수크랄로스(2900)를 액체-액체 추출기(2950)로 보낸다. 상기 추출기 및 추출 방법은 당업자에게 공지된 것이며, 앞에서 상세히 설명하였다. 일반적으로, 수크랄로스는, 정제되지 않은 수크랄로스 스트림 내에서 염소화 탄수화물의 약 50% 또는 그 미만을 차지할 것이다. 이 방법에서, 생성된 스트림(3100)은 원하는 최종 생성물 내의 수크랄로스 순도를 달성하지 못할 수도 있지만, 높은 수크랄로스 회수율을 제공함으로써 본 방법의 전체 효율을 유지할 뿐만 아니라 불순물의 상당한 감소를 가져올 수 있다. 상기 방법은 결과적인 정제의 잠재적 수율에 있어서 상당한 개선을 제공할 수 있다. 원하지 않는 탄수화물은 스트림(3000)으로 제거한다. 바람직하게는, 이전의 합성 단계로부터 남은 기타의 비탄수화물 불순물도 제거될 수 있다.

결정(3200, 3300, 3400, 및 3500)은 제 1 결정화기(3150), 제 1 재결정화기(3250), 제 2 재결정화기(3350), 및 제 3 재결정화기(3450) 각각으로부터 나온 결정이다. 스트림(3600, 3700, 및 3800)은 제 3 재결정화기(3450), 제 2 재결정화기(3350), 및 제 1 재결정화기(3250), 각각으로부터의 모액을 나타내며, 이들은 결정화하고자는 스트림으로 재순환되어 회수율을 향상시킬 수 있다. 스트림(3900)은 결정화 시스템으로부터의 순수한 제거분을 나타낸다. 제거분(3900)으로부터 불순물을 추출하는 선택적 추출기(3920)도 가능하다. 만약 제 2 추출기(3920)가 사용된다면, 불순물(3940)이 추출되어 제거될 것이다. 생성된 더욱 순수한 스트림은 경로(3950)으로 제 1 추출기(3150)로 재순환되거나 또는 경로(3960)으로 추출기(2950)에 의해 다시 추출된다.

만약 도 7에 나타난 선택적 제 1 결정화 모액 불순물 추출을 채용한다면, 모액의 재순환 과정이 없는 재결정화에 비하여 수크랄로스 회수율이 개선될 수 있다;그러나 불순물 제거의 효과는 동일하게 유지될 것이다. 다시, 도 1, 2, 및 3은, 보다 높은 정제 수준을 원할 경우, 결정화 전 불순물 제거의 중요성이 증가됨을 보여준다. 결정화 전 불순물을 제거하면, 수크랄로스 회수율이 100% 이상 개선될 수 있음을 주목할 것.

도 7을 다시 참조하면, 공정 스트림(3940)은 선택적 추출로부터의 제거분일 수 있으며, 스트림(3950)은 정제된 재순환 제 1 모액 스트림일 수 있다. 결정화 전 추출단계의 선택적 추출 단계 업스트림으로부터의 모액을 재순환시킴으로써 상기 효과를 증강시킬 수 있다(도 7의 공정 스트림(3960)). 이와 같은 방법으로 모액을 재순환함으로써, 회수율을 저하시키지 않으면서, 불순물이 농축된 상기 스트림으로부터 불순물의 효율적인 제거가 가능할 것이다.

동일한 기술을 수크랄로스 전구물질의 정제에 적용할 수도 있고, 또한 정제의 일부는 전구물질 단계에서 행하고 일부 정제는 수크랄로스를 만드는 최종 반응 후에 행하는 것을 특징으로 하는 혼합 공정에 적용할 수도 있다. 도 8은 또다른 구현예를 나타낸다. 이 예에서는, 수크랄로스 전구물질을 수크랄로스로 전환하기 전에 3회의 결정화를 행할 수 있으며, 전환 후에 1회의 결정화를 행한다. 그러나, 결정화의 총 횟수 및 탈아실화 전 및 후에 행해지는 횟수는 중요하지 않다.

도 8에서는, 예를 들어 아실화 수크랄로스와 같이 정제되지 않은 수크랄로스 전구물질(4000)을 액체-액체 추출기(4050)로 보낸다. 구체적인 태양에서, 아세트산 에틸/물 시스템을 추출에 이용할 수 있다. 보통 조 수크랄로스 전구물질은, 조 수크랄로스 전구물질 스트림 내에서 염소화 탄수화물의 50% 미만을 차지할 수 있다. 원하지 않는 탄수화물은 스트림(4100)으로 제거한다. 그리고 나서 추출된 용액(4200)을 결정화기(4250)에서 결정화한다. 앞서 논의한 바와 같이, 생성된 결정(4300)은 전구물질에 대하여 동등한 최종 요구 수크랄로스 순도를 달성할 필요는 없다. 유사하게, 수크랄로스 전구물질의 손실은 최소한이면서 기타 염소화 수크랄로스 전구물질의 감소는 상당히 큰 것이 바람직할 것이다.

추출 단계 후에, 재순환 모액의 복수의 재결정화 설계, 또는 그와 등가의 설계를 이용하여, 수크랄로스 전구물질을 더 정제할 수도 있다. 스트림(4300, 4400, 및 4500)은 각각의 연속하는 결정화단계로부터의 결정이며, 스트림(5000 및 5100)은 다시 재순환되어 회수율을 향상시키는, 상기 단계로부터의 모액을 나타낸다. 스트림(5200)은 결정화기로부터의 순 제거량을 나타낸다. 최종 수크랄로스 전구물질 결정화(4500)로부터의 결정은 탈아실화기(deacylator)(4550)로 보내서, 부분적으로 정제된 수크랄로스 전구물질을 수크랄로스로 전환시킨다. 그리고 나서 생성된 스트림(4600)을 결정화시켜서 고순도의 수크랄로스 결정을 생성한다(4700). 본 예에서, 상기 단계로부터의 모액(4800)은, 예를 들면 미국 특허 제 5,298,611호의 방법에 의하여, 재아실화기(reacylator)(4850)에 의해 재아실화시켜서 스트림(4900)을 생성하고, 이것은 재결정화되는 단계로 다시 재순환시킨다.

수크랄로스의 정제는, 정제된 수크랄로스 대 다른 불순물 또는 기타의 염소화 수크로스 유도체의 비로서 나타낼 수 있다. 도 9는 본 발명의 정제된 수크랄로스의 대표적인 분석을 제공한다. 도 9는 로트 넘버, 조정된 분석값 및 다양한 불순물(염소화물 불순물 및 기타 불순물로서 나눔)을 제공한다. 강열 잔분은, 분석값으로부터의 증발되지 않은 무기물로 정의된다. 모든 불순물은 백분율 값이다. 표에는 2개 열의 비율이 있다. 수크랄로스 대 전체 불순물의 비율은, 각 로트에 대한 각 불순물과 관련된 개별 값을 더하여, 100으로 나눈 후 결과치를 역수로 하여 계산하였다. 예를 들어, 로트 SCN 412에 대하여, 수크랄로스 대 전체 불순물의 비율을 계산하기 위하여, 다음 값들:물(0.06), 강열 잔분(0.01), 4,6'-디클로로갈락토수크로스(0.01), 4,1'-디클로로갈락토수크로스(0.01), 1',6'-디클로로수크로스(0.01), 3',6'-무수-4,1-디클로로갈락토수크로스(0.01), 4,1',6'-트리클로로갈락토수크랄로스-6-아세테이트(0.01), 6,1',6'-트리클로로수크랄로스(0.01), 및 미지의 염소화 탄수화물(0.01)을 모두 더하여, 100으로 나눈 후, 역의 값으로 하였다. 같은 방식으로, 수크랄로스 대 염소화물 불순물의 비율은 염소화물 불순물에 대한 값들을 모두 더한 후, 100으로 나누고, 그리고 나서 결과값을 역의 값으로 하였다. 하기하는 바와 같이, 불순물 대 수크랄로스의 비율은 대략 500:1(전체 불순물) 내지 대략 1400:1(염소화물 불순물)의 범위, 구체적으로 556:1 내지 1428:1이다. 나열된 불순물 중 다수가 0.01 미만임이 명백하다. 따라서, 비율을 결정함에 있어서, 상기 값들은 0.01 근처가 되었다. 결과적으로, 수크랄로스 대 불순물의 실제 비율은 시험의 분석 방법에 따라 더 클 수도 있을 것이다.

당업계에 공지된 기타의 방법, 예를 들면, IR 스펙트럼 또는 핵자기 공명 스펙트럼("NMR")을 사용해서 본 발명의 정제된 수크랄로스 조성물을 나타낼 수도 있다. IR 스펙트럼을 사용하여 불순물을 측정할 수도 있는데, 이는, 샘플의 측정된 적외선 스펙트럼을 샘플의 상과 연관시킴으로써, 샘플의 스펙트럼들 사이의 차이를 샘플의 상 조성물의 차이와 연관시키고; 그리고 미지의 상 조성물의 샘플의 적외선 스펙트럼을 얻어서 교정 모델과 그 스펙트럼을 비교함으로써 상을 결정하는 방법에 의한다.

NMR은, 정자장(static magnetic field)을 이용하여, 핵의 양성자 및/또는 중성자가 홀수인 원자를 정열시키는 과정을 수반한다. 상기 정자장에 횡측 펄스로 가해지는 제 2 자기장을 이용하여 상기 핵 내로 에너지를 펌핑함으로써, 정자장에 상대적인 과정을 유발시킨다. 여기과정 후, 핵을 점차적으로 되돌려서, 상기 정자장과 일렬이 되게 하고, 약하지만 검출가능한 자유 유도 붕괴(FID) 신호의 형태로 에너지를 버린다. 상기 FID 신호는 컴퓨터로써 이용되어, 샘플의 분자 성분을 나타내는 스펙트럼을 생성한다.

수크랄로스와 기타 원하지 않는 화합물(염소화 탄수화물을 포함)에 대하여 상이한 용해도를 갖는 넓은 범위의 추출 용매를, 앞서 언급한 미국 가출원에 기재된 바와 같은 액체-액체 추출기에 사용할 수 있다. 같은 방식으로, 회분식 혼합기-침강기부터 연속식 다단계 역류 추출기에 걸친 넓은 범위의 추출 장비가 설계에 사용될 수 있으며, 이것 또한 상기 참고된 가출원에 개시되어 있다. 결국, 몇가지 물리적인 장치들은 사용하여 추출을 수행할 수 있음은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자들에게 명백할 것이다.

부가적으로, 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 수크랄로스 제조물은 다양한제품으로 통합될 수 있다. 그러한 제품에는, 음료, 혼합 감미제, 소비제, 감미료 제품, 정제 코아(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,227,409 호), 약학 조성물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,258,381 호; 제 5,817,340 호; 제 5,593,696호), 신속히 흡수되는 액체 조성물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,211,246 호), 안정한 포말 조성물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,090,401), 치실(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 6,080,481 호), 속붕해 약제 복용 형태(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,876,759 호), 치료 목적을 위한 음료 농축물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,674,522 호), 수성 현탁 약제(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,658,919 호; 제 5,621,005 호; 제 5,409,907 호; 제 5,374,659 호; 제 5,272,137 호), 과일 스프레드(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,397,588 호; 제 5,270,071 호), 액상 농축 조성물(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,384,311 호) 및 안정화된 소르브산 용액(본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제 5,354,902)가 포함된다.

수크랄로스는 소비제 또는 음료의 맛선호도를 향상시키기 위하여 사용될 수 있다. 수크랄로스는, 예를 들어, 아이스크림, 소프트드링크, 또는 커피 등과 같은 음료 또는 소비제에, 맛선호도를 향상시키기 위하여 첨가될 수 있다. 수크랄로스는, 예를 들어 소비제 또는 음료 상에 또는 그 내부로 분무 또는 살포함으로써 소비제 또는 음료에 부가할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 소비제 및 수크랄로스를 결합시킬 수 있고, 그리고/또는 혼합할 수 있다.

수크랄로스는, 음료 또는 소비제의 풍미 또는 풍미 특성을 향상시키기에 충분한 양으로 음료 또는 소비제에 포함시킬 수 있다. 더 나아가, 수크랄로스는, 음료 또는 소비제의 단맛 특성에 큰 영향을 주지 않을 정도로 음료 또는 소비제에 포함시킬 수 있다. 상기 수크랄로스는 상기 소비제 내에서 약 백만 분의 3 내지 약 0.1%의 수준으로 존재할 수 있으며, 다른 태양에서는, 약 백만 분의 5 내지 약 백만 분의 1000의 수준으로, 또는 다른 태양에서는 약 백만 분의 10 내지 약 백만 분의 500의 수준으로 존재할 수 있다.

당업자는 특별한 노력없이 상술한 기술 내용을 사용하여 본 발명을 최대로 이용할 수 있다. 하기 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서 기타 다른 어떤 방법으로도 상술되지 않은 부분을 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

결정화법 및 크로마토그래피를 결합한 추출로서, 고순도로 수크랄로스를 얻었다. 보다 낮은 순도의 중간 생성물은 이전 공정 단계로 순환시켜 수율 및 순도의 효율을 향상시켰다. 초기 추출 공정을 거쳐서 불필요한 수성상을 폐기하였고, 결정화를 위한 용매상은 통과시켰다. 상기 제1 결정화 단계의 비결정성 부분을 우선 수성 매질로 이송하였고, 크로마토그래피로 재정제한 후 추출 시스템으로 다시 공급하여 목적하지 않은 물질을 제거하였다. 초기 수계 결정화도 유사하게, 동일한 추출 시스템으로 비결정화 부분을 반환하였다. 이어지는 결정화는 이들 비결정화된 모액을 이전의 결정화 장치로 반환하였다. 이러한 일반적인 과정을 도 7에 도시하였다.

추출 단계

이전 공정(예를 들어 합성 공정)에서 얻어진 공급 스트림, 모사 이동상(Simulated Moving Bed: SMB) 크로마토그래피 정제, 및 제2 (제1 수성) 결정화기를 결합하여 단일 공급물을 얻었다. 이를 2-6% 용해된 탄수화물로 농축하고, 액체/액체 추출 컬럼(Karr reciprocating extraction column, Koch, Inc., Kansas City, MO)으로 공급한 후, 용매(아세트산 에틸)를 하부로부터 연속하여 흘려 보내고, 수성 탄수화물 스트림을 상기 용매의 1/3 공급 속도(질량 기준)로 상부로부터 공급하였다. 상기 공급물을 50℃로 가열하여 에멀젼 형성을 억제하였다. 적절한 혼합이 가능한 속도로 상기 컬럼을 교반하였다. 하부로부터 유출되는 상기 아세트산 에틸 유출액은 수크랄로스를 포함하며, 계속 유지되었다. 상기 수성 스트림은 유기 및 무기 불순물을 포함하며 폐기되었다.

결정화 단계

제1 결정화기 - 아세트산 에틸로부터의 결정화

상기 에틸 아세테이트 유출액을 물로 포화시켰다. 제1 결정화기 상부의 비그리오우(vigreaux) 증류 걸럼의 상단부로 공급시켜 탈수시켰다. 상기 결정화기를 진공으로 유지하면서 아세트산 에틸에 용해시킨 탄수화물 용질을 포함시켰다. 이 단계에서 대부분의 물을 제거하였다(최종 레벨 0.1 내지 2%). 상기 물의 제거로 인해 탄수화물의 용해도가 감소하며, 상기 용매가 진공하에서 증류됨에 따라 결정화에 대한 자극을 제공한다. 상기 결정화기로 되돌리는 원심성 또는 다이아프램(diaphragm) 펌프를 구비한 열교환기를 통해 상기 결정성 슬러리를 순환시킬 뿐만 아니라 혼합도 제공함으로써 상기 결정화기 온도를 유지하였다. 상기 진공도를 조절하여 상기 결정성 슬러리의 온도를 최소 39℃로 조절하였다. 상기 열교환기를 가열하는 매질의 온도를 조절하여 상기 증류 속도를 유지하였다. 상기 가열 매질의 온도를 42 내지 65℃로 변화시켰다. 상기 결정화기의 상측 절반은 하측 절반의 2배의 직경을 가지며, 원뿔형 단면부에 의해 결합된 2개의 파트를 가지며 충분한 순환을 보조하게 된다. 공급 속도는 2 및 14시간 사이의 평균 잔류 시간을 유지할 수 있도록 하였다. 더 긴 평균 잔류 속도는 수율을 증가시키지만, 이에 상응하여 용기의 생성 속도의 감소를 유발한다. 상기 순환 펌프의 출력을 상부가 개방된 바스킷 원심분리기로 일시적으로 전환시킴으로써 슬러리를 추출하여 결정을 수집하였다. 상기 원심분리기 상의 케익을 0.1% 이하의 물을 포함하는 냉각된 아세트산 에틸로 필요시 세척하였다.

상기 모액을 회전 증발기에서 증류하여 유기 용매가 포함되지 않은 22%의 탄수화물 농도(브릭스 측정법)를 갖는 수성 혼합물을 얻고, 이를 여과한 후 미국특허 5,977,349호에 개시된 바와 같이 추출불가한 불순물을 제거하기 위하여 2개의 SMB 시스템을 연속 사용하여 크로마토그래피로 정제하였다. 상기 제1 SMB 시스템의 생성물을 회전 증발기를 사용하여 18% 고형분으로 재농축하고 제2 SMB 상에서 정제하였다. 크로마토그래피 정제법으로 얻어진 생성물을 회전 증발기를 사용하여 30%로 재농축하고, 이전에 언급한 추출 공급으로 보내었다.

제2 결정화 - 수성

제1 결정화기에서 얻어진 케이크를 45 내지 50℃의 물, 혹은 선택적으로 제3 결정화기에서 얻어진 모액에서 30%의 농도로 용해하였다. 이와 같은 용해를 위한 용기는 교반이 가능한 둥근 바닥 자켓 플라스크로 구성되었다. 이를 상기 제1 결정화기와 유사한 구조를 갖지만, 탈수 컬럼이 없는 제2 결정화기로 공급하였다. 상기 용해용 용기의 용량은 13리터 대신에 9리터였으며, 상단면의 가장 큰 직경은 더 작은 하단부보다 단지 50% 더 컸다. 슬러리 온도를 다시 39℃로 유지하였다. 작은 다이아프램 또는 원심성 펌프를 사용하여, 증류 속도를 조절하기 위하여 온도가 맞추어진 튜브 열교환기를 통해 연속 순환을 유지하였다. 상기 가열 매질의 온도를 65℃ 이하 및 통상적으로는 56℃ 또는 그 이하로 유지하였다. 평균 잔류 시간은 약 3 내지 약 12시간 사이에서 변화시켰다. 일정 시간 간격을 두고 바스켓 원심분리기로 상기 재순환 스트림을 전환시켜 원심분리를 다시 수행하였다. 상기 원심분리 케익은 찬 물로 세척하거나 세척하지 않을 수 있다. 상기 모액을 제2 결정화기 이전에 용해 용기로 돌려보내 제1 결정화기로부터 케익을 용해하는데 사용하였다.

제4 결정화기는 부피가 3리터이며, 일반적인 둥근바닥 플라스크이다. 제3 결정화기로부터 얻어진 원심분리 케익을 약 45 내지 50℃의 온도에서 물에 용해하였다. 이와 같은 용해 용기를 교반하고 자켓으로 감싸서 온도를 유지하였다. 용해된 수크랄로스를 연속식으로 제4 결정화기로 공급하여 결정화기에서 일정 레벨을 유지하도록 하였다. 증류속도를 일정하게 유지하기 위하여 이용되는 매질 가열 온도로써 튜브 열교환기를 통해 결정성 슬러리를 원심성 또는 다이아프램 펌프를 사용하여 재순환하였다. 진공을 조절하여 온도를 39℃로 조절하였다. 슬러리를 주기적으로 개방형 탑바스켓 원심분리기로 전환하고, 세척하지 않거나 소량의 냉순수로 필요시 세척하였다. 모액은, 제3 결정화기에 첨가하기 위하여 상기 제2 결정화기로부터 케익을 용해하는데 사용되는 용해 용기로 돌려 보냈다.

제4 결정화기에서 얻어진 상기 수크랄로스 결정을, 5-9% 물 내지 2% 미만의 물을 일반적으로 포함하는 케익으로부터 유동상 건조기를 통해 건조하였다. 상기 정제 공정의 다양한 단계에서의 순도 및 수율을 하기 표 2에 기재하였다.

공정 단계	성분 또는 스트림	부하 평균	탄수화물 프로필(% 수크랄로스)
합성공정으로부터의 새로운 공급물			65.3%
SMB 반환 생성물		22.0%	78.7%±2.0%
E-2 12단계 추출기	총 회수율	99.5%±0.1%	91.3%±0.8%
EV-5 E-2 농축물		7.3%	91.3%±0.8%
제 1 결정화	수율슬러리 농축고형분 분석모액 분석(SMB로 반환)	84.2%±2.7%33.8%±2.9%79.3%±5.5%7.3%±1.2%	95.8%±0.5%72.2%±2.6%
제 2 결정화	수율슬러리 농축고형분 분석모액 분석(SMB로 반환)	50.5%±3.9%51.0%±2.7%89.5%±3.2%36.2%±1.5%	99.6%±0.3%93.7%±0.7%
제 3 결정화	수율슬러리 농축고형분 분석모액 분석(SMB로 반환)	48.4%±5.9%46.3%±2.9%92.2%±2.4%32.4%±3.8%	99.90%±0.04%99.11%±0.39%
제 4 결정화	수율슬러리 농축고형분 분석모액 분석	49.4%±5.7%46.0%±2.8%90.5%±2.8%31.4%±2.4%	99.97%±0.01%측정안됨
최종 결정화로부터의 건조고형분	건조시 손실	6.8%±0.7%

실시예 2

도 10a 내지 10c는 수크랄로스 결정화에서 불순물 레벨의 효과를 나타내는 데이터를 제공한다. 도 10a는 상기 장치내에서 용액의 불순물 레벨을 모액내에 잔존하는 수크랄로스(즉 결정 상태로 변환되지 않은 수크랄로스)에 대하여 도시한 것으로 연속 공정 결정화 장치로부터 얻은 데이터를 제공한다. 이와 같은 도면을 통해 상기 모액 내의 수크랄로스의 레벨이 불순물 레벨에 따라 증가하며, 이는 결정화에 대한 불순물의 억제 효과를 나타냄을 알 수 있다. 도 10b는 이들 데이터의 다른 분석결과를 나타내며, 증가된 불순물 레벨이 수크랄로스의 결정화 감소를 유발함을 다시 한번 보여준다. 마지막으로, 도 10c는 결정화에서 얻어지는 수율에 불순물 레벨이 미치는 영향을 보여준다. 5% 내지 14%(중량/용액의 중량)의 범위 이상으로 증가된 불순물 레벨은 결정화에서 얻어지는 수크랄로스의 전체 수율에 상당한 영향을 미쳤다. 상술한 바와 같이 도 1, 2 및 3은 궁극적인 수율 및 최종 생성물 순도에 대한 다양한 단계에서의 불순물 제거의 효과에 관한 데이터를 제공한다.

실시예 3

정제된 수크랄로스를 본 발명의 실시예 1 및 2에서 나타낸 바와 같은 용매-용매 추출 및 일련의 재결정화 공정을 통해 준비한다. 그 다음, 얻어진 조성물의 맛을 음료 내에서 테스트한다.

0.14% 시트르산 및 0.04% 트리소듐 포스페이트를 포함하는 소프트 드링크 조성물에 결정성 수크랄로스를 첨가하여 수크랄로스 용액을 제조한다. 이 조성물의pH는 3.2이이다. 결정성 수크랄로스 조성물을 상기 소프트 드링크 조성물에 첨가하여 100ppm의 최종 레벨을 얻었다.

수크랄로스 용액을 일반적 거주집단으로부터 검증인을 선택하고, 상기 검증인을 모집함에 있어서는 어떤 특정한 인구통계적 파라미터도 사용하지 않았다. 상기 생성물 샘플을 제조하고 냉장시켰다. 상기 검증인 개인에게 제공되도록 여러 부분으로 나눈다. 샘플을 밀실 방법으로 검증인에게 제공한다(샘플은 단지 무작위 숫자에 의해서만 구별된다). 각 검증인은 맛보기용 샘플 3개를 제공받으며(한 샘플은 100ppm 수크랄로스를 포함하며, 나머지 2개는 포함하지 수크랄로스를 포함하지 않는다), 검증인은 무작위 순서로 상기 샘플의 맛을 보게 된다. 따라서 맛을 보는 순서는 완전히 무작위 순서이다. 검증인은 상이한 샘플을 선택하게 되며, 그 결과를 기록하고, 그 결과에 대하여 어떻게 확신하는지를 기록하며, 특이한 샘플이 왜 차이를 보이는가를 최종적으로 기록하게 된다. 샘플을 맛 보는 중간에, 상기 검증인은 팔레트를 세척하기 위하여 준비된 순수로 완전히 세척한 후, 일반적인 과자 한조각을 먹게 된다. 검증인은 또한 다음 샘플을 맛보기 전에 오분간을 기다려야 한다.

상기 점수의 정확성(즉 다른 2개와 상이한 샘플을 검출해내는 검증인의 능력)에 대한 통계학적 의의는, 정확한 응답 숫자와 p값이 상관된 통계표를 이용하여 결정된다.

검증인은 특이한 샘플을 선택한 이유를 말해야 하며, 정확한 샘플을 선택한 검증인들이 한 많은 발언들은 상기 특정 샘플의 증가된 맛선호도와 관련있다. 선호도 파라미터(여기서 p는 0.05보다 작거나 같은 값이 바람직하다)에 대하여 수크랄로스를 포함하는 샘플과 스크랄로스를 포함하지 않는 샘플 사이에는 통계적 유의차가 있음을 알 수 있다.

실시예 4

본 발명의 실시예 1 및 2에 나타낸 바와 같이 용매-용매 추출 및 순차적 재결정화 공정을 통해 정제된 수크랄로스를 제조한다. 그 다음, 수크랄로스를 사용하여 음료 또는 소비제의 맛 선호도를 개선한다.

동일한 부피의 액체를 포함하는 과일 쥬스의 2개의 동일한 서빙 용기(FJ1 및 FJ2), 동일한 부피의 액체를 포함하는 일반 콜라의 2개의 동일한 서빙 용기(C1 및 C2), 동일한 부피의 액체를 포함하는 다이어트 콜라의 2개의 동일한 서빙 용기(DC1 및 DC2), 및 동일한 부피의 액체를 포함하는 커피의 2개의 동일한 서빙 용기(CF1 및 CF2)를 나타내는 표와 함께 2시간 동안 방에 30명의 사람을 방치하였다.

각 쌍의 제1 서빙 용기는 150ppm의 수크랄로스를 포함하는 음료를 담고 있으며; 각 쌍의 제2 서빙 용기는 수크랄로스가 없는 음료를 담고 있다. 모든 용기 내의 부피는 2시간 동안 30명의 사람들이 소비할 것으로 기대되는 부피를 초과하도록 설정하였다. 수집에 앞서, 평소 2시간 동안 음료를 소비하는 것과 동일하게 상기 음료를 소비하도록(또는 소비하지 않도록) 사람들에게 교육하였다.

상기 2시간이 경과한 후, 각 용기에서 소비된 액체의 부피를 측정하였다. 상기 측정은 "소비된 부피 / 2시간"의 단위로 나타내었다. 3종류의 다른 패널의 검증인을 테스트한다.

과일 쥬스에 대한 평균적인 측정값을 통해 FJ2보다 더 큰 속도로 FJ1이 소비되었음을 알 수 있다. 콜라에 관한 평균적인 측정값을 통해 C1이 C2보다 더 빠른 속도로 소비되었음을 알 수 있다. 다이어트 콜라에 대한 평균적인 측정값을 통해 DC1이 DC2보다 더 큰 속도로 소비되었음을 알 수 있다. 커피에 대한 평균적인 측정값을 통해 CF1이 CF2보다 더 큰 속도로 소비되었음을 알 수 있다. 이들 결과는, 맛 선호도를 강화시킨 조성물을 포함하는 음료에 대한 선호도가 높음을 강하게 암시한다.

실시예 5

본 발명의 실시예 1 및 2에서 나타낸 바와 같이 용매-용매 추출 및 순차적 재결정의 공정을 통해 정제된 수크랄로스를 제조한다. 이어서 수크랄로스를 사용하여 소비제의 맛선호도를 개선한다.

상기 수크랄로스를 아이스크림과 같은 일반 소비품목의 2개 그룹(1G 및 2G)중 한 그룹(1G)에 첨가하여 최종 레벨이 150ppm인 수크랄로스를 얻는다.

일반인으로부터 검증인을 선택하고, 상기 검증인을 모집함에 있어서는 어떤 특정한 인구통계학적 파라미터를 사용하지 않는다. 상기 샘플 2개 그룹을 준비하고 냉장시킨다. 각 검증인에게 개별적으로 제공될 부분으로 나눈다. 샘플은 밀실 방법(샘플은 단지 무작위 숫자 표시에 의해서만 구별된다)으로 검증인에게 제공된다. 각 검증인은 맛을 볼 2개의 샘플을 받게 되며, 무작위 순서로 상기 샘플의 맛을 보게 된다. 그 결과, 맛을 보는 순서는 완전히 무작위로 설정된다. 각 세트의 2개 샘플에서, 한 샘플은 G1으로부터 얻어지며, 다른 샘플은 G2에서 얻어진다. 검증인은 가장 맛이 좋다고 느껴지는 샘플을 선택하게 되며, 그 결과를 기록하고, 그와 같은 결과를 어떻게 확신하는지를 기록하게 된다. 상기 샘플의 맛을 보는 중간에, 상기 검증인은 팔레트를 세척하기 위하여 정제된 물로 완전히 입을 헹구도록 해야 하며, 일반 과자 한 조각을 먹게 된다. 검증인은 또한 다음 샘플을 맛 보기 전에 오분을 기다려야 한다.

상기 점수의 정확성(즉 가장 맛이 좋은 샘플을 찾아내는 검증인의 능력)에 대한 통계적 유의성은, 정확한 답변의 숫자와 p값이 상관된 통계표를 사용하여 결정된다.

상기 결과는 수크랄로스를 포함하지 않는 샘플보다 포함하는 샘플이 더 맛이 좋다는 참가자들의 의견을 나타내는 것으로 평가된다. 맛 선호도의 파라미터(여기서 p는 0.05보다 작거나, 또는 같은 값이 바람직하다)에 대하여 수크랄로스를 포함하는 샘플과 포함하지 않는 샘플 사이에는 통계적 유의차가 발견된다.

실시예 6

본 발명의 실시예 1 및 2에서 나타낸 바와 같이 용매-용매 추출 및 순차적 재결정 공정을 통해 정제된 수크랄로스를 제조한다. 이어서 수크랄로스를 사용하여 음료의 맛선호도를 개선한다.

다이어트 소프트 드링크의 4개 배치를 제조한다: DSD1(0ppm 수크랄로스 함유), DSD2( 10ppm 수크랄로스 함유), DSD3(50ppm 수크랄로스 함유), 및 DSD4(100ppm 수크랄로스 함유).

일반인으로부터 검증인을 선택하고, 상기 검증인을 모집함에 있어서는 어떤 특정한 인구통계학적 파라미터를 사용하지 않는다. 상기 4개의 배치에서 얻어진 샘플을 준비하고 냉장시킨다. 각 검증인에게 개별적으로 제공될 부분으로 나눈다. 샘플은 밀실 방법(샘플은 단지 무작위 숫자 표시에 의해서만 구별된다)으로 검증인에게 제공된다. 각 검증인은 맛을 볼 4개의 샘플을 받게 되며, 무작위 순서로 상기 샘플의 맛을 보게 된다. 그 결과, 맛을 보는 순서는 완전히 무작위로 설정된다. 각 세트의 4개 샘플에서, 한 샘플은 DSD1으로부터 얻어지며, 다른 샘플은 DSD2에서 얻어지고, 또 다른 샘플은 DSD3에서 얻어지며, 또 다른 샘플은 DSD4에서 얻어진다. 검증인은 가장 맛이 좋다고 느껴지는 샘플을 선택하게 되며, 그 결과를 기록하고, 그와 같은 결과를 어떻게 확신하는지를 기록하게 된다. 상기 샘플의 맛을 보는 중간에, 상기 검증인은 팔레트를 세척하기 위하여 정제된 물로 완전히 입을 헹구도록 해야 하며, 일반 과자 한 조각을 먹게 된다. 검증인은 또한 다음 샘플을 맛 보기 전에 오분을 기다려야 한다.

상기 결과는 수크랄로스를 포함하지 않는 샘플(즉 DSD1에서 얻어진 샘플)보다 포함하는 샘플(즉 DSD2, DSD3, 및 DSD4에서 얻어진 샘플)이 더 맛이 좋다는 참가자들의 의견을 나타내는 것으로 평가된다. 맛 선호도의 파라미터(여기서 p는 0.05보다 작거나, 또는 같은 값이 바람직하다)에 대하여 수크랄로스를 포함하는 샘플과 포함하지 않는 샘플 사이에는 통계적 유의차가 발견된다.

실시예 7

본 발명의 실시예 1 및 2에서 나타낸 바와 같이 용매-용매 추출 및 순차적 재결정의 공정을 통해 정제된 수크랄로스를 제조한다. 이어서 수크랄로스를 사용하여 음료의 맛선호도를 개선한다.

0.14% 시트르산 및 0.04% 트리소듐 포스페이트를 포함하는 모델 소프트 드링크 조성물에 결정성 수크랄로스를 첨가하여 수크랄로스 용액을 제조한다. 이 조성물의 pH는 3.2이다. 결정성 수크랄로스 조성물을 상기 소프트 드링크 조성물에 첨가하여 최종적으로 10ppm 레벨의 수크랄로스를 제조한다.

수크랄로스가 포함되지 않은 모델 소프트 드링크 조성물도 제조한다.

일반인으로부터 검증인을 선택하고, 상기 검증인을 모집함에 있어서는 어떤 특정한 인구통계학적 파라미터를 사용하지 않는다. 상기 4개의 배치에서 얻어진 샘플을 준비하고 냉장시킨다. 각 검증인에게 개별적으로 제공될 부분으로 나눈다. 샘플은 밀실 방법(샘플은 단지 무작위 숫자 표시에 의해서만 구별된다)으로 검증인에게 제공된다. 각 검증인은 맛을 볼 3개의 샘플을 받게 되며, 무작위 순서로 상기 샘플의 맛을 보게 된다. 그 결과, 맛을 보는 순서는 완전히 무작위로 설정된다. 각 세트의 3개 샘플에서, 두개의 샘플은 수크랄로스를 포함하지 않는다는 면에서 동일하며, 나머지 하나의 샘플은 수크랄로스를 포함한다는 면에서 상이하다. 검증인은 가장 맛이 좋다고 느껴지는 샘플을 선택하게 되며, 그 결과를 기록하고, 그와 같은 결과를 어떻게 확신하는지를 기록하게 된다. 상기 샘플의 맛을 보는 중간에, 상기 검증인은 팔레트를 세척하기 위하여 정제된 물로 완전히 입을 헹구도록 해야 하며, 일반 과자 한 조각을 먹게 된다. 검증인은 또한 다음 샘플을 맛 보기 전에 오분을 기다려야 한다.

본 발명의 상기 설명은 원칙적으로 수크랄로스의 정제에 초점이 맞추어져 있지만, 수크랄로스 전구물질의 정제 및 혼합 과정(정제의 일부는 전구물질 단계에서 행하고, 수크랄로스를 만드는 최종 반응 후에 추가의 정제를 행하는)에도 동일한 기술이 적용될 수 있음은 당업자라면 명백히 알 수 있을 것이다. 더 나아가, 본 발명의 중요한 구성의 실시 범위 내(고순도를 얻기 위한 여러번의 재결정화에서 회수율을 향상시키기 위하여 모액을 재순환시키고, 선행 단계로서, 불순물로 인한 회수율 저하를 방지하기 위하여 불순물을 대량 제거하기 위한 비결정화 추출 기술을이용함)에서 기타의 모액 스트림도 처리될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.

당업자라면, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고, 본 발명에 기재된 방법과 시스템의 다양한 변화 및 개조가 쉽게 가능할 것이다. 본 발명이 구체적인 바람직한 구현예와 관련하여 기재되어 있지만, 본 발명의 청구범위가 그러한 구체적 구현예로 부당하게 한정되어서는 안 될 것이다. 사실, 본 발명을 실시함에 있어서, 당업자가 쉽게 할 수 있는, 기재된 태양에 대한 다양한 변경은 하기하는 청구항의 범위 내에 포함되어야 한다.

Claims

정제되지 않은 조 수크랄로스 용액으로부터 수크랄로스를 정제하는 방법으로서,

(a) 상기 조 수크랄로스 용액을 포함하는 공급물에 대하여 비결정화 정제 공정을 행함으로써, 순도가 증가된 수크랄로스 용액을 생산하는 단계;

(b) 상기 순도가 증가된 수크랄로스 용액에 대하여 결정화 공정을 수행함으로써, 수크랄로스 결정과 모액을 얻는 단계;

(c) 상기 모액의 적어도 일부를 (a) 단계의 상기 공급물로 재순환시키는 단계;

(d) 상기 수크랄로스 결정에 대하여 적어도 3회의 부가적인 일련의 결정화 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 비결정화 정제 공정을 행하는 단계는, 액체-액체 추출, 추출 침전, 크로마토그래피, 침전 후 용매 세척, 및 유도체 형성 후 추출 또는 증류로 구성된 군으로부터 선택되는 비결정화 정제 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 비결정화 정제 공정을 행하는 단계는, 회분식 공정 및 연속식 공정으로 구성된 군으로부터 선택되는 비결정화 정제 공정을 포함하는것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 비결정화 정제 공정을 행하는 단계는, 아세트산 에틸과 물로써 행하는 액체-액체 추출을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, (d) 단계의 상기 부가적인 결정화 공정 중 적어도 하나로부터의 모액의 적어도 일부를, 하나 또는 그 이상의 초기 결정화 공정의 공급 용액으로 통합시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, (b) 단계의 상기 모액에 있어서, 또는 (c) 단계의 상기 모액의 적어도 일부에 있어서, 상기 재순환 단계 전에 추출 공정을 거치는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 비결정화 정제 공정을 행하는 단계는 크로마토그래피 정제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 결정화 공정은 3회 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 결정화 공정은 4회 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 결정화 공정은 5회 수행하는 것을 특징을 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 결정화 공정은 5회 이상 수행하는 것을 특징을 하는 방법.
정제되지 않은 조 수크랄로스 용액으로부터 수크랄로스를 정제하는 방법으로서,

(a) 상기 조 수크랄로스 용액에 대하여 결정화 공정을 수행함으로써 수크랄로스 결정과 제 1 모액을 얻는 단계;

(b) 상기 수크랄로스 결정을 용해시켜서 수크랄로스 용액을 얻고, 상기 수크랄로스 용액에 대하여 결정화 공정을 행함으로써 더욱 순수한 수크랄로스 결정과 또 다른 모액을 얻는 단계;

(c) (b) 단계를 2회 이상 더 수행하는 단계; 및

(d) 하나 이상의 상기 결정화 공정으로부터 얻어진 상기 모액을, 초기 결정화 공정에서 이용되는 상기 수크랄로스 용액 중 하나 이상으로 재순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
정제되지 않은 조 수크랄로스 용액으로부터 수크랄로스를 정제하는 방법으로서,

(a) 상기 조 수크랄로스 용액을 포함하는 공급물에 대하여 비결정화 정제 공정을 행함으로써 순도가 증가된 수크랄로스 용액을 얻는 단계;

(b) 상기 순도가 증가된 수크랄로스 용액에 대하여 결정화 공정을 수행함으로써 수크랄로스 결정과 제 1 모액을 얻는 단계;

(c) 상기 수크랄로스 결정을 용해하여 수크랄로스 용액을 얻고, 상기 수크랄로스 용액에 대하여 결정화 공정을 수행함으로써 더욱 순수한 수크랄로스 결정과 제 2 모액을 얻는 단계; 및

(d) (c) 단계를 추가로 2회 이상 반복함으로써 더욱 정제된 수크랄로스 및 하나 이상의 모액을 추가로 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 용해 단계는 3회 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 용해 단계는 4회 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 용해 단계는 5회 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 용해 단계는 5회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 하나 이상의 모액을 상기 비결정화 정제 공정을 행하는 단계의 상기 공급물로 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 결정화 공정으로부터의 상기 모액을, 하나 이상의 초기 결정화 공정으로 재순환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 하나 이상의 단계를 회분식 공정으로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 하나 이상의 단계를 연속식 공정으로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스, 기타의 염소화 수크로스 부산물, 및 선택적으로 차단된 또는 부분적으로 차단된 염소화 수크로스 부산물을 포함하는 공급 혼합물로부터 수크랄로스를 얻는 방법으로서,

(a) 상기 공급 혼합물에 비결정화 추출 공정을 수행함으로써, 순도가 증가된6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스 조성물을 얻는 단계;

(b) 상기 순도가 증가된 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스 조성물에 대하여 결정화 공정을 수행함으로써, 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스 및 모액을 얻는 단계;

(c) 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스에 대하여 부가적으로 3회 이상 일련의 결정화를 수행함으로써, 실질적으로 순수한 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스와 또 다른 모액을 얻는 단계; 및

(d) 상기 실질적으로 순수한 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스를 거의 순수한 수크랄로스로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, (b) 단계 또는 (c) 단계의 하나 이상의 모액을, 하나 이상의 상기 비결정화 추출 수행 단계 및 상기 결정화 수행 단계로 재순환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 비결정화 추출 공정의 수행은, 액체-액체 추출, 크로마토그래피 및 침전 후 용매 세척으로 이루어진 군으로부터 선택되는 비결정화 정제 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스의 결정화는 3회 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스의 결정화는 4회 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스의 결정화는 5회 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스의 결정화는 5회 이상 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스, 기타의 염소화 수크로스 부산물, 및 선택적으로 차단된 또는 부분적으로 차단된 기타의 염소화 수크로스 부산물을 포함하는 공급 혼합물로부터 수크랄로스를 얻는 방법으로서,

(a) 상기 공급 혼합물에 비결정화 추출 단계를 수행함으로써 순도가 증가된 수크랄로스 전구물질 스트림을 얻는 단계;

(b) 상기 순도가 증가된 수크랄로스 전구물질 스트림 내의 6-O-아실-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스를 수크랄로스로 전환하는단계;

(c) 수크랄로스를 결정화하여 수크랄로스 결정과 모액을 얻는 단계; 및

(d) 상기 수크랄로스 결정을 3회 이상 부가적인 일련의 결정화를 수행함으로써, 실질적으로 순수한 수크랄로스와 또 다른 모액을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서, (b) 단계를 수행하기 전에, (a) 단계의 순도가 증가된 수크랄로스 전구물질 스트림으로부터 6-O-4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토수크로스를 결정화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 3회 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 4회 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 5회 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 5회 이상 반복하는 것을 특징으로하는 방법.
정제되지 않은 조 수크랄로스 용액으로부터 수크랄로스를 정제하는 방법으로서,

(a) 정제되지 않은 수크랄로스 용액에 비결정화 정제 공정을 행함으로써 순도가 증가된 수크랄로스 용액을 생산하는 단계;

(b) 상기 순도가 증가된 수크랄로스 용액에 결정화 공정을 수행함으로써 수크랄로스 결정과 모액을 얻는 단계;

(c) 모액의 적어도 일부를 (a) 단계에서 이용되는 공급물로 재순환시키는 단계; 및

(d) 상기 수크랄로스 결정에 대하여 3회 이상의 일련의 결정화 공정을 더 수행함으로써, 기타의 염소화 당의 수준이 전체 조성물 중량의 약 0.2% 미만인 최종 수크랄로스 조성물 결정을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 35 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 3회 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 35 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 4회 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 35 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 5회 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 35 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 5회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항의 방법에 의하여 얻어진 정제된 수크랄로스 조성물.
제 12 항의 방법에 의하여 얻어진 정제된 수크랄로스 조성물.
제 13 항의 방법에 의하여 얻어진 정제된 수크랄로스 조성물.
제 22 항의 방법에 의하여 얻어진 정제된 수크랄로스 조성물.
제 29 항의 방법에 의하여 얻어진 정제된 수크랄로스 조성물.
제 35 항의 방법에 의하여 얻어진 정제된 수크랄로스 조성물.
정제된 수크랄로스를 포함하는 감미제 조성물로서, 상기 정제된 수크랄로스 대 불순물의 비가 약 500:1보다 큰 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 46 항에 있어서, 상기 정제된 수크랄로스 대 불순물의 비가 약 750:1보다 큰 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 47 항에 있어서, 상기 정제된 수크랄로스 대 불순물의 비가 약 1000:1보다 큰 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 46 항에 있어서, 상기 불순물은, 물, 4,6'-디클로로갈락토수크로스, 4,1'-디클로로갈락토수크로스, 1',6'-디클로로수크로스, 3',6'-무수-4,1-디클로로갈락토로수크로스, 4,1',6'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트, 6,1',6'-트리클로로수크로스, 및 기타의 염소화 탄수화물로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 46 항에 있어서, 상기 정제된 수크랄로스는 수용액 형태인 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 50 항에 있어서, 상기 용액은 보존제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 51 항에 있어서, 상기 보존제는 소르브산, 벤조산 또는 디히드록시벤조산, 또는 인간에 주입하기에 적절한 이들의 염인 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 1 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 조성물을 포함하는 제품으로서, 상기 제품은 음료, 혼합 감미제, 소비제, 및 감미료 제품으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제품.
제 12 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 조성물을 포함하는 제품으로서, 상기 제품은 음료, 혼합 감미제, 소비제, 및 감미료 제품으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제품.
제 13 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 조성물을 포함하는 제품으로서, 상기 제품은 음료, 혼합 감미제, 소비제, 및 감미료 제품으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제품.
제 22 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 조성물을 포함하는 제품으로서, 상기 제품은 음료, 혼합 감미제, 소비제, 및 감미료 제품으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제품.
제 29 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 조성물을 포함하는 제품으로서,상기 제품은 음료, 혼합 감미제, 소비제, 및 감미료 제품으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제품.
제 35 항의 방법에 의해 생성된 수크랄로스 조성물을 포함하는 제품으로서, 상기 제품은 음료, 혼합 감미제, 소비제, 및 감미료 제품으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제품.
0.01% 미만의 불순물을 포함하는 정제된 수크랄로스 조성물.
제 59 항에 있어서, 상기 불순물의 한 가지 이상은 할로겐화 당 유도체, 아실화 수크랄로스, 염, 또는 탄수화물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 60 항에 있어서, 상기 할로겐화 당 유도체는, 디클로로수크로스 아세테이트, 6,1',6'-트리클로로수크로스, 4,6,6'-트리클로로수크로스, 4,1',4',6'-테트라클로로갈락토타가토스, 4,1',6'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트, 및 4,6,1',6'-테트라클로로갈락토수크로스, 4,1'-디클로로갈락토수크로스, 3',6'-디클로로무수수크로스, 4,6'-디클로로갈락토수크로스, 1',6'-디클로로수크로스, 6,6'-디클로로수크롯, 및 4,1',6'-트리클로로수크로스를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
정제되지 않은 조 수크랄로스 용액으로부터 수크랄로스를 정제하는 방법에 있어서,

(a) 상기 조 수크랄로스 용액을 포함하는 공급물에 대하여 비결정화 정제 공정을 행함으로써, 순도가 증가된 수크랄로스 용액을 생산하는 단계; 및

(b) 상기 순도가 증가된 수크랄로스 용액에 대하여 3회 이상의 결정화 공정을 행함으로써 수크랄로스 결정과 모액을 얻는 단계롤 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 62 항에 있어서, 상기 비결정화 정제 공정을 행하는 단계는, 액체-액체 추출, 추출 침전, 크로마토그래피, 침전 후 용매 세척, 및 유도체 형성 후 추출 또는 증류로 구성된 군으로부터 선택되는 비결정화 정제 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 62 항에 있어서, 상기 비결정화 정제 공정을 행하는 단계는, 회분식 공정 및 연속식 공정으로 구성된 군으로부터 선택되는 비결정화 정제 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 62 항에 있어서, 상기 비결정화 정제 공정을 행하는 단계는, 아세트산 에틸과 물로써 행하는 액체-액체 추출을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 62 항에 있어서, 상기 비결정화 정제 공정을 행하는 단계는 크로마토그래피 정제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 62 항에 있어서, 상기 결정화 공정은 3회 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 62 항에 있어서, 상기 결정화 공정은 4회 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 62 항에 있어서, 상기 결정화 공정은 5회 수행하는 것을 특징을 하는 방법.
제 62 항에 있어서, 상기 결정화 공정은 5회 이상 수행하는 것을 특징을 하는 방법.
정제된 수크랄로스를 포함하는 감미제 조성물로서, 상기 정제된 수크랄로스 대 염소화물 불순물의 비가 약 500:1보다 큰 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 71 항에 있어서, 상기 정제된 수크랄로스 대 염소화물 불순물의 비가 약750:1보다 큰 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 72 항에 있어서, 상기 정제된 수크랄로스 대 염소화물 불순물의 비가 약 1000:1보다 큰 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
제 71 항에 있어서, 상기 염소화물 불순물은, 4,6'-디클로로갈락토수크로스, 4,1'-디클로로갈락토수크로스, 1',6'-디클로로수크로스, 3',6'-무수-4,1-디클로로갈락토로수크로스, 4,1',6'-트리클로로갈락토수크로스-6-아세테이트, 및 6,1',6'-트리클로로수크로스로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 감미제 조성물.
소비제의 맛을 향상시키는 방법에 있어서, 상기 소비제에 정제된 수크랄로스를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 75 항에 있어서, 상기 정제된 수크랄로스는 99.9% 순수한 것을 특징으로 하는 방법.
제 75 항에 있어서, 상기 수크랄로스는 상기 소비제 내에서 약 백만 분의 3 내지 약 0.1%의 수준으로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 77 항에 있어서, 상기 수크랄로스는 상기 소비제 내에서 약 백만 분의 5 내지 약 백만 분의 1000의 수준으로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 77 항에 있어서, 상기 수크랄로스는 상기 소비제 내에서 약 백만 분의 10 내지 약 백만 분의 500의 수준으로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
음료의 맛을 향상시키는 방법에 있어서, 상기 음료에 정제된 수크랄로스를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 80 항에 있어서, 상기 정제된 수크랄로스는 99.9% 순수한 것을 특징으로 하는 방법.
제 80 항에 있어서, 상기 수크랄로스는 상기 소비제 내에서 약 백만 분의 3 내지 약 0.1%의 수준으로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 82 항에 있어서, 상기 수크랄로스는 상기 소비제 내에서 약 백만 분의 5 내지 약 백만 분의 1000의 수준으로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 82 항에 있어서, 상기 수크랄로스는 상기 소비제 내에서 약 백만 분의 10 내지 약 백만 분의 500의 수준으로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
소비제의 맛을 향상시키는 방법에 있어서, 상기 방법은 소비제에 정제된 수크랄로스를 첨가하는 단계를 포함하며, 제조된 소비제 내의 상기 수크랄로스 수준은 상기 소비제의 단맛을 변화시키지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
음료의 맛을 향상시키는 방법에 있어서, 상기 방법은 소비제에 정제된 수크랄로스를 첨가하는 단계를 포함하며, 최종 음료 내의 상기 수크랄로스 수준은 제조된 음료의 단맛을 변화시키지 않는 것을 특징으로 하는 방법.