KR20070010062A

KR20070010062A - 락토수크로오스 고함유 당질과 그 제조 방법 및 용도

Info

Publication number: KR20070010062A
Application number: KR1020067024240A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 오카베; 하지메 아가; 미치오 구보타; 도시오 미야케
Original assignee: 가부시끼가이샤 하야시바라 세이부쓰 가가꾸 겐꾸조
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2007-01-19
Also published as: US20080027027A1; EP1746164A1; JPWO2005103276A1; TW200538462A; WO2005103276A1; AU2005235857A1

Abstract

수크로오스와 락토오스를 함유하는 수용액에, 바실루스속(屬)에 속하는 미생물 유래의 β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 작용시킴으로써, 락토수크로오스를 당조성으로서 70％ 이상, 1-케스토오스와 프룩토실락토수크로오스를 합계 3％ 미만 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질을 제조하는 방법, 이 락토수크로오스 고함유 당질을 크로마토그래피 처리를 함으로써, 당조성으로서 락토수크로오스를 90％ 이상 함유하는 고순도 락토수크로오스를 제조하는 방법, 결정 락토수크로오스를 제조하는 방법을 제공하고, 더욱이 이 제조 방법에 의하여 얻어지는 락토수크로오스 고함유 당질 및 고순도 락토수크로오스를 제공한다.

Description

락토수크로오스 고함유 당질과 그 제조 방법 및 용도{SUGAR WITH HIGH CONTENT OF LACTOSUCROSE, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND USE THEREOF}

본 발명은, 락토수크로오스 고함유 당질과 그 제조 방법 및 용도, 보다 상세히는, 당조성으로서, 락토수크로오스를 70％ 이상, 1-케스토오스(kestose)와 프룩토실락토수크로오스를 합계 3％ 미만 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질과 그 제조 방법, 더욱이는, 이 락토수크로오스 고함유 당질을, 수지를 사용한 크로마토그래피 처리하여, 당조성으로서 락토수크로오스를 90％ 이상 함유하는 획분을 채취하는 것을 특징으로 하는 고순도 락토수크로오스의 제조 방법, 더욱이는 결정 락토수크로오스의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 올리고당을 비롯한 여러 가지 종류의 당질이 가진 기능이 속속 밝혀지고 있다. 기능성 올리고당 중에서, 락토수크로오스[β-D-갈락토실-(1,4)-α-D-글루코실-(1,2)-β-D-프룩토시드]는, 난(難)소화성, 비피더스균 증식 촉진성, 난(難)우식성, 보습성 등의 우수한 기능을 가지고 있어, 식품, 화장품, 의약품 등의 광범한 용도에 유용한 올리고당이다.

락토수크로오스는, 수크로오스와 락토오스를 함유하는 수용액에, 아르드로박터속(屬)에 속하는 미생물 유래의 β-프룩토푸라노시다아제를 작용시켜, 이 β-프 룩토푸라노시다아제가 촉매하는 당전이 반응에 의해 공업적으로 제조되고 있다(일본국 특개평3-27285호 공보를 참조). 그러나 β-프룩토푸라노시다아제의 전이 반응만으로는, 얻어지는 반응물의 락토수크로오스 함량은, 당조성으로서 약 30％ 정도로서 낮고, 또한 그 반응물은, 미반응의 락토오스, 수크로오스, 반응 잔류물인 글루코오스, 프룩토오스, 부생성물인 1-케스토오스, 프룩토실락토수크로오스 등을 비교적 다량으로 함유하기 때문에, 락토수크로오스 본래의 기능을 충분히 발휘할 수 있는 당(糖) 조성물이라고는 하기 어렵다. 따라서 락토수크로오스의 순도를 올리기 위해서, 효소반응 후, 미반응의 락토오스를 부분적으로 결정화시켜서 여과·제거하거나, 효소반응 시에, 인베르타아제 결손 효모를 첨가해서 글루코오스 등의 단당을 자화(資化)시키거나 하는 방법이 실시되어, 락토수크로오스 함유 당질(등록상표 「乳果 올리고」)이 제조되고 있다(藤田孝輝, 「바이오세파레이션 프로세스 편람」, 196-201 페이지, 일본국의 共立출판 발행, 1996년을 참조). 특히, β-프룩토푸라노시다아제의 전이 반응에 인베르타아제 결손 효모를 병용하는 방법에는, 단순히 반응액으로부터 글루코오스 등의 단당을 제거할 뿐만 아니라, 단당이 제거됨으로써 전이 반응이 락토수크로오스를 생성하는 경향이 있기 때문에, 락토수크로오스의 생성량도 향상한다는 이점이 있고, 생성하는 락토수크로오스는 반응물의 당조성으로 약 65％에 달한다(일본국 특개평4-293494호 공보를 참조). 더욱이 이 락토수크로오스 함량이 증가한 반응물을 원료로 하고, 이온교환 수지를 사용한 크로마토그래피를 하여 락토수크로오스 순도를 약 80％로 향상시키고, 계속해서, 옥타데실 실리카 수지(ODS)를 이용한 크로마토그래피에서 순도 약 99％의 정제 락토수크로오스를 얻 을 수 있다(藤田孝輝, 「바이오세파레이션 프로세스 편람」, 196-201 페이지, 일본국의 共立출판 발행, 1996년을 참조).

그러나 아르드로박터속 미생물 유래 β-프룩토푸라노시다아제는, 수크로오스의 프룩토실기를 락토오스로 전이해서 락토수크로오스를 생성하는 반응 이외에도, 부반응으로서, 프룩토실기를 수크로오스 자체로 전이해서 1-케스토오스를 생성하는 반응이나, 생성한 락토수크로오스에 추가로 프룩토실기를 전이해서 프룩토실락토수크로오스를 생성하는 반응도 촉매한다. 부생성물로서 1-케스토오스나 프룩토실락토수크로오스 등이 생성하는 것은, 락토수크로오스의 제조라고 하는 관점에서는 바람직하지 못하고, 락토수크로오스 생성량을 저하시키고 있는 한가지 원인으로 되어 있다. 또한 상기의 부생성물은, 인베르타아제 결손 효모에서는 자화되지 않기 때문에, β-프룩토푸라노시다아제와 인베르타아제 결손 효모를 동시에 작용시켜 얻어지는 반응물 중에 축적하며, 이들의 함량은 5 내지 10％에 달한다. 또한 부생성물로서 1-케스토오스나 프룩토실락토수크로오스를 비교적 다량 함유하는 반응물을 원료로 해서 고순도 락토수크로오스를 제조할 경우, 상기의 이온교환 수지 및 옥타데실 실리카 수지(ODS)를 이용하는 크로마토그래피 등의 복수의 정제 수단을 필요로 하는 외에도, 정제해서 얻어지는 고순도 락토수크로오스의 수율이 낮다는 문제가 있어, 고순도 락토수크로오스의 공업적 제조에는 적합하지 않다고 생각된다.

한편, 락토수크로오스 함유 분말은, 그 순도를 높임으로써 흡습성을 저감하여, 비교적 안정성이 높은 분말이 얻어지는 것이 알려져 있다(일본국 특개평4-281795호 공보). 그러나 그 후의 연구에 있어서, 이 분말도 여름철의 고온 고습도 의 환경하, 예를 들면, 온도 27℃, 상대습도 75％에서는, 극히 흡습하기 쉽고, 불안정해서 취급하기가 곤란하다는 것이 밝혀져서, 보다 안정한 락토수크로오스 고형물의 제공이 요망된다.

한편, 락토수크로오스의 결정으로서는, 90％(v/v) 에탄올 수용액으로부터 얻어진 락토수크로오스 5함수 결정이 문헌[Gad Avigad, 『Journal Biological Chemistry』, 1957년, 제229권, 121 내지 129 페이지에 개시(開示)되어 있다. 그러나 이 결정은 흡습성이 강하고, 또한 결정화가 곤란한 경우도 있어, 결정 락토수크로오스는 공업규모에서의 생산에 이르지 않고 있다.

이와 같은 상황을 감안하여, 본 발명의 과제는, 부생성물로서의 1-케스토오스나 프룩토실락토수크로오스 함량이 낮고, 또한 당조성으로서 락토수크로오스를 70％ 이상 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질을 제공하고, 또한 공업적 제조에 적합한 락토수크로오스 고함유 당질 및 당조성으로서 락토수크로오스를 90％ 이상 함유하는 고순도 락토수크로오스의 제조 방법을 제공하며, 더욱이는, 결정 락토수크로오스의 제조 방법과 흡습성이 낮은 결정 락토수크로오스를 함유시킨 고상 조성물을 제공함에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은, β-프룩토푸라노시다아제를 이용한 락토수크로오스 제조에 있어서, 수크로오스 비자화성(非資化性) 효모를 병용할 뿐만 아니라, β-프룩토푸라노시다아제의 유래 및 반응 조건에도 착안하여, 락토수크로오스의 제조 방법을 검토하였다. 그 결과, 종래, β-프룩토푸라노시다아제와 인베르타아제 결손 효모를 병용해도 이 반응에 의한 반응물 중의 락토수크로오스 함량은, 당조성으로서 최대 약 65％까지밖에 달하지 않는다고 생각되어 왔음에도 불구하고, 전혀 의외로, 수크로오스와 락토오스를 함유하는 수용액에, 동일한 특허 출원인에 의한 일본국 특개평9-224665호 공보에 기재한 바실루스속(屬)에 속하는 미생물 유래의 β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 병용해서 반응시키고, 반응액의 pH를 4.0 내지 5.5로 제어함으로써, 얻어지는 반응물 중의 락토수크로오스 함량이, 당조성으로서 70％ 이상에 달하는 것이 밝혀졌다. 또한 얻어진 반응물을 조사한 결과, 부생성물인 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스가, 당조성으로서 합계 3％ 미만으로서 극히 낮은 것도 밝혀졌다. 그리고 이 반응물을 원료로 해서 크로마토그래피법에 의해서 정제하면, 더욱 고순도의 락토수크로오스를 용이하게 고수율로 제조할 수 있는 것이 밝혀졌다.

그리고 상기한 부생성물인 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스의 함량이 낮은 락토수크로오스의 과포화 수용액으로부터는, 의외로, 용이하게 결정 락토수크로오스(5함수 결정)가 결정 석출하는 것을 발견하고, 채취한 결정 락토수크로오스는, 여름철의 고온 고습도의 환경하, 예를 들면, 온도 27℃, 상대습도 75％에 있어서도 흡습성이 낮아, 취급하기가 용이한 락토수크로오스의 고형제품인 것이 밝혀지고, 더욱이, 결정 락토수크로오스를 함유시킨 각종 고형물의 제조에 유리하게 이용할 수 있는 것이 밝혀졌다.

즉, 본 발명은, 당조성으로서, 락토수크로오스를 70％ 이상, 1-케스토오스와 프룩토실락토수크로오스를 합계 3％ 미만 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질을 제공하고, 또한 수크로오스와 락토오스를 함유하는 수용액에, 바실루스속에 속하는 미생물 유래의 β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 작용시켜, 락토수크로오스를 당조성으로서 70％ 이상, 1-케스토오스와 프룩토실락토수크로오스를 합계 3％ 미만 함유하는 반응물로 하고, 이것을 채취하는 것을 특징으로 하는 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법, 및 이 락토수크로오스 고함유 당질을, 수지를 사용한 크로마토그래피에 의해 처리하여 당조성으로서 락토수크로오스를 90％ 이상 함유하는 획분을 채취하는 것을 특징으로 하는 고순도 락토수크로오스의 제조 방법을 제공하며, 더욱이는, 상기 방법으로 얻어지는 락토수크로오스 고함유 당질 또는 고순도 락토수크로오스를 이용한 결정 락토수크로오스의 제조 방법 및 이것을 함유시킨 각종 고상 조성물을 제공함으로써 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 발명에 의하면, 칼럼 크로마토그래피 등의 정제 수단을 사용하지 않더라도, 수크로오스와 락토오스로부터, β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 병용한 생성 반응만으로, 락토수크로오스를 당조성으로서 70％ 이상 함유하고, 또한 부생성물인 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스의 함량이 당조성으로서 합계 3％ 미만으로서 낮은 락토수크로오스 고함유 당질을 제조할 수 있다. 또한 이 락토수크로오스 고함유 당질을, 수지를 사용한 크로마토그래피 처리에 의해 당조성으로서 락토수크로오스를 90％ 이상 함유하는 고순도 락토수크로오스를 용이하게 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 종래, 결정화가 어려웠던 락토수크로오스를 락토수크로오스의 과포화 수용액으로부터 용이하게 결정 석출시키는 것이 가능해지고, 또한 얻어지는 결정 락토수크로오스는 여름철의 고온 고습도의 환경하에 두어도 흡습성이 낮아 취급이 용이하며, 이 결정 락토수크로오스를 함유시킴으로써 흡습성이 낮은 안정한 각종 고상 조성물을 제공할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

본 발명의 락토수크로오스 고함유 당질은, 당조성으로서, 락토수크로오스를 70％ 이상, 1-케스토오스와 프룩토실락토수크로오스를 합계 3％ 미만 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질이며, β-프룩토푸라노시다아제의 부반응에 의해 생성하는 1-케스토오스와 프룩토실락토수크로오스의 함량이, 종래의 락토수크로오스 함유 당질에 비하여 극히 낮은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 락토수크로오스 고함유 당질이 함유하는 락토수크로오스, 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스 이외의 당질로서는, 미반응의 수크로오스 및 락토오스, 락토오스의 알칼리 이성화물인 락튤로오스, β-프룩토푸라노시다아제의 작용에 의한 수크로오스의 분해물인 글루코오스 및 프룩토오스, 및 수크로오스 비자화성 효모에 의한 글루코오스 및 프룩토오스의 발효 산물인 글리세롤 등을 들 수 있다. 다음에 설명하는 실시예에도 나온 바와 같이, 이들 당질의 대부분은 β-프룩토푸라노시다아제에 의해 분해되지 않고, 수크로오스 비자화성 효모에 의해 자화·분해되지 않는 락토오스가 차지하고 있다.

본 발명의 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법(이하, 간단히 「본 발명의 제조 방법」 또는 「이 제조 방법」이라고 할 경우가 있다.)은, 바실루스속에 속하는 미생물 유래의 β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 말하는 β-프룩토푸라노시다아제라 함은, 적어도 수크로오스, 라피노오스 및 에를로오스의 β-프룩토푸라노시드 결합을 가수분해하여 프룩토오스를 유리하는 반응 및 이들 β-프룩토푸라노시드 결합을 가진 당질을 당공여체로 하고, 당공여체 이외의 기타의 당질, 당 알코올 및 알코올류로부터 선택되는 수용체에 β-프룩토푸라노실기를 전이하는 반응을 촉매하는 효소를 의미한다. 본 발명에서 이용할 수 있는 β-프룩토푸라노시다아제는, 이와 같이 정의되고, 기원이 바실루스속에 속하는 미생물이며, 또한 아래에서 상세히 설명하는 본 발명에서 이용하는 수크로오스 비자화성 효모와 병용해서 작용시켰을 경우, 락토수크로오스를 당조성으로서 70％ 이상 함유하고, 또한 부생성물인 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스의 함량이 당조성으로서 합계 3％ 미만으로서 낮은 락토수크로오스 고함유 당질을 제조할 수 있는 것인 한, 조제 방법 등은 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 출원과 동일한 특허 출원인에 의한 일본국 특개평9-224665호 공보에 개시된, 바실루스 스피시즈 V230(FERM BP-5054) 기원의 천연형 β-프룩토푸라노시다아제, 및 본 출원과 동일한 특허 출원인에 의한 일본국 특개평10-66586호 공보에 개시된, 상기 β-프룩토푸라노시다아제를 코드하는 DNA를 이용해서 유전자 재조합 기술로 제조된 재조합형의 β-프룩토푸라노시다아제는 모두 본 발명에서 유리하게 이용할 수 있다.

재조합형 효소의 경우, 바실루스속에 속하는 미생물 이외의 숙주세포로부터 얻어진 β-프룩토푸라노시다아제도 본 발명에서 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 더욱이 이 공보에 개시된 β-프룩토푸라노시다아제를 코드하는 DNA에 단백질 공학적 수법을 적용해서 얻어지는 변이 효소도, 소기의 전이작용을 실질적으로 소실하지 않고 있는 것인 한, 본 발명에 이용할 수 있다.

본 발명에서 말하는 수크로오스 비자화성 효모라 함은, 단당류를 자화하지만, 2당 이상의 올리고당류를 자화 및/또는 분해할 수 없는 효모를 의미한다. 본 발명에서 이용하는 수크로오스 비자화성 효모는, 글루코오스 및 프룩토오스를 자화하고, 수크로오스, 락토오스 및 락토수크로오스를 모두 자화 및/또는 분해할 수 없는 효모인 한, 그 종류는 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 천연으로부터 분리한 효모를 각종 변이제로 돌연변이시켜서 인베르타아제를 결손시키거나, 또는 수크로오스 자화 능력을 상실시켜, 목적에 맞춰서 육종(育種)한 것을 이용할 수도 있다. 또한 인베르타아제 결손 효모로서 알려져 있는 공지균인 사카로미세스 세레비시아에 ATCC56741이나 사카로미세스 세레비시아에 ATCC56742 등도 본 발명에 유리하게 이용할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에서의 원료가 되는 수크로오스 및 락토오스는, 그것들의 조제 방법이나 형태는 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 시판품을 포함한, 천연으로부터 단리된 조제품, 효소적 또는 화학적으로 조제 또는 합성된 조제품, 더욱이는 본 발명의 제조 방법에서의 효소반응이나 수크로오스 비자화성 효모에 의한 단당의 자화의 진행이나, 이 제조 방법에 의한 생성물의 이용에 지장을 초래하지 않는 범위에서, 이와 같은 당질 이외의 협잡 물질을 함유하고 있는 조제품이나, 이상과 같은 조제품을 조합해서 된 조성물이어도 좋다.

바실루스속에 속하는 미생물 유래의 β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 병용하고, 수크로오스 및 락토오스(이하, 수크로오스 및 락토오스의 어느 한쪽 또는 양자를 가리켜서 「기질」이라고 할 경우가 있다.)를 함유하는 수용액에, 반응액의 pH를 4.0 내지 5.5로 제어하는 이외는, 사용하는 β-프룩토푸라노시다아제의 효소학적 성질 및 수크로오스 비자화성 효모의 생리학적 성질에 따라서 적당히 선택되는 조건하에서 작용시키면, 락토수크로오스를 당조성으로서 70％ 이상 함유하고, 또한 부생성물인 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스 함량이 당조성으로서 합계 3％ 미만으로서 낮은 반응물을 얻을 수 있다.

이 락토수크로오스 생성 반응만으로 얻어지는 반응물의 락토수크로오스 함량은, 통상, 당조성으로서 70％ 이상 80％ 미만이며, 80％ 이상으로 되는 일은 없다.

락토수크로오스 생성 반응의 조건으로서는, 예를 들면, 동일한 특허 출원인에 의한 일본국 특개평9-224665호 공보에 개시된 바실루스속에 속하는 미생물 유래의 β-프룩토푸라노시다아제 및 수크로오스 비자화성 사카로미세스 세레비시아에 ATCC56741을 이용할 경우, 이 효소가 완전히는 실활하지 않고, 또한 이 효모가 글루코오스 및 프룩토오스를 자화할 수 있는 조건, 즉, 온도는, 통상, 약 0 내지 40℃의 범위, 바람직하게는 약 15 내지 35℃의 범위가 적합하고, pH는, 통상, 4.0 내지 5.5의 범위로 제어하는 것이 바람직하다. 반응 혼합물 중의 기질의 농도는 소기의 반응이 진행하여, 얻어지는 반응물이 락토수크로오스를 당조성으로서 70％ 이상, 또한 부생성물인 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스의 함량이 당조성으로서 합계 3％ 미만인 한, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 수크로오스와 락토오스를, 각각, 통상, 0.1 내지 40 질량％의 범위, 바람직하게는 1 내지 30 질량％의 범위가 바람직하고, 양자의 양(量)의 비는 1:0.65 내지 1.3으로 하는 것이 바람직하다.

β-프룩토푸라노시다아제의 사용량에 관해서는, 반응 원료(기질) 중의 수크로오스의 건조 질량 1g당, 통상, 0.1 내지 50 단위의 범위, 바람직하게는 0.5 내지 10 단위의 범위로 하는 것이 적합하다.

또한 본 명세서에서 말하는 β-프룩토푸라노시다아제 활성의 1 단위라 함은, 동일한 특허 출원인에 의한 일본국 특개평9-224665호 공보에 기재한 방법에 따라, pH 6.0, 40℃에서 수크로오스를 기질로 해서 반응시켰을 때, 1분당 2μ㏖의 D-글루코오스에 상당하는 환원력을 증가시키는 효소량을 의미한다.

수크로오스 비자화성 효모의 사용량에 관해서는, 반응 원료(기질) 중의 수크로오스의 건조 질량 1g당, 통상, 습질량(濕質量)으로서 0.01 내지 1g의 범위, 바람직하게는 0.05 내지 0.2g의 범위로 하는 것이 적합하다.

β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 병용하는 방법은, 얻어지는 반응물이 락토수크로오스를 당조성으로서 70％ 이상 함유하고, 또한 부생성물인 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스의 함량이 당조성으로서 합계 3％ 미만인 한, 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 수크로오스와 락토오스를 함유하는 수용액에 β-프룩토푸라노시다아제와 효모를 동시에 혹은 다른 시점에서 첨가하여 작용시켜도 좋고, β-프룩토푸라노시다아제와 효모의 어느 한쪽 또는 양자를 반응 중에 적당히 추가해서 작용시켜도 좋다. 더욱이 β-프룩토푸라노시다아제 반응과 수크로오스 비자화성 효모에 의한 처리를 별도의 반응 용기에서 실시하고, 각각의 반응액을 서로 순환시킴으로써 연속적으로 반응시켜도 좋은데, 이러한 경우, 고정화 β-프룩토푸라노시다아제나 고정화 수크로오스 비자화성 효모를 사용한 바이오리액터를 유리하게 이용할 수 있다.

β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 병용해서 반응시키는 시간은, 그것들을 병용하는 방법이나 반응의 진행의 정도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 통상, 2 내지 200시간의 범위, 바람직하게는 10 내지 80시간의 범위가 적합하다.

반응에 사용한 β-프룩토푸라노시다아제 및/또는 수크로오스 비자화성 효모는, 필요에 따라서, 원심분리, 막여과 등의 수법에 의해 반응물과 분리·회수하여, 다시, 이 반응에 사용하는 것도 유리하게 실시할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법에 의하면, 락토수크로오스를 당조성으로서 70％ 이상 함유하고, 또한 부생성물인 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스의 함량이 당조성으로서 합계 3％ 미만으로서 낮은 반응물을 락토수크로오스 고함유 당질로서 얻을 수 있다. 이와 같은 락토수크로오스 고함유 당질은, 그대로의 상태로 이용해도 좋고, 또한 알칼리 처리에 의해 잔존하는 락토오스를 부분적으로 락튤로오스로 이성화해서 락토오스 함량을 저감시켜, 함유되는 락토오스의 결정이 석출하는 것을 억제한 락토수크로오스 고함유 당질로 한 후, 사용하는 것도 마음대로이다. 더욱이는 본 발명의 락토수크로오스 고함유 당질을, 관용의 방법, 예를 들면, 활성탄 처리 등에 의한 탈색, 이온교환 수지 처리 등에 의한 탈염, 탄산포충에 의한 불순물의 불용화, 결정화에 의한 락토오스의 제거, 규조토 등의 조제를 사용하는 여과, 에바포레이터 등을 사용하는 농축, 필요에 따라서, 추가로 분무 건조 등으로부터 선택되는 적당한 공정에 의해 소망의 레벨까지 정제한 제품으로 해서, 여러 가지 종류의 용도에 이용할 수 있다.

또한 본 발명의 락토수크로오스 고함유 당질을 원료로 하고, 이온교환 수지 등을 이용하는 크로마토그래피에 의해 더욱 정제하여, 당조성으로서 락토수크로오스를 90％ 이상 함유하는 획분을 회수하고, 농축해서 시럽상 고순도 락토수크로오스로 할 수도 있고, 또한 이것을 분무 건조, 진공 건조, 동결 건조 등으로부터 선택되는 적당한 건조 공정에 의해 분말화한 분말 또는 과립제품으로 해서 여러 가지 종류의 용도에 이용할 수도 있다.

또한 이상 설명한 락토수크로오스 고함유 당질 또는 고순도 락토수크로오스를 사용하여 락토수크로오스의 과포화 수용액으로 하고, 이어서 결정 락토수크로오스를 결정 석출시켜, 이것을 채취하는 것도 유리하게 실시할 수 있다. 결정 석출 조건으로서는, 락토수크로오스의 과포화 용액으로서, 결정 락토수크로오스가 석출하면 되는데, 통상, 락토수크로오스 농도 75 질량％ 이상의 수용액이 적합하다. 구체적으로 설명하면, 예를 들면, 순도 약 75％ 이상, 바람직하게는 약 80 내지 95％의 락토수크로오스를, 농도 약 75 내지 95 질량％ 또는 이 이상의 농도로 하고, 이 용액의 온도는, 용액이 동결하지 않고, 또한 결정의 융점 이하에서 락토수크로오스의 갈변과 분해의 우려가 적은 온도, 예를 들면, 수분 약 5 내지 25 질량％의 용액을 20 내지 60℃에서 결정 석출시키면 좋다. 또한 결정을 석출시킬 때에, 용액의 과포화도, 점도 등을 조정하기 위해서, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 아세톤 등을 공존시키는 것도 마음대로이다.

결정 석출 방법은, 통상, 비교적 고온의 과포화 락토수크로오스 함유 용액을 조정관(助晶罐)에 넣고, 여기에 종정(種晶)을, 바람직하게는 0.1 내지 20 질량％ 공존시키고, 천천히 교반하면서 서냉하여 결정 석출을 촉진해서 매스키트로 하면 좋다.

결정 석출한 매스키트로부터 결정 락토수크로오스를 제조하는 방법은, 결정 락토수크로오스를 채취할 수 있으면 되는데, 예를 들면, 분밀(分蜜) 방법, 블록 분쇄 방법, 유동 조립(造粒) 방법, 분무 건조 방법 등의 공지의 방법을 이용하면 좋다.

예를 들면, 분밀 방법은, 통상, 바스켓형 원심 분리기에서 처리하여 결정 락토수크로오스와 당밀(糖蜜)을 분리하는 방법인데, 필요에 따라, 이 결정에 소량의 냉수를 스프레이하여 세정하는 것도 용이해서, 보다 고순도의 결정 락토수크로오스를 제조하는데도 적합하다. 기타의 세가지 방법은, 당밀(糖蜜)을 분리하지 않으므로, 얻어지는 결정 제품에 순도의 상승은 나타나지 않지만 제품 수득량이 많은 특징을 가지고 있다. 따라서, 이 제품의 경우에는, 통상, 결정 제품에 락토수크로오스 이외에 원료 또는 제조 공정에서 유래하는 당질, 예를 들면, 수크로오스, 락토오스 등이 함유된다.

분무 건조 방법의 경우에는, 통상, 결정 석출율 약 20 내지 50％의 매스키트를 고압 펌프에서 노즐로부터 분무하여 결정 분말이 용융하지 않는 온도, 예를 들면, 약 40 내지 65℃의 온풍에서 건조하고, 이어서, 온풍에서 건조 숙성하면, 비흡습성 또는 난(難)흡습성의 결정 함유 분말을 용이하게 제조할 수 있다.

또한 블록 분쇄법은, 통상, 결정 석출율 약 10 내지 60％의 매스키트를 약 0.5 내지 5일간 정치해서 전체를 블록상으로 결정 석출하여 고화(固化)시키고, 이것을 분쇄 또는 절삭 등의 방법에 의해 파쇄하고, 건조하면, 비흡습성 및 난흡습성의 결정 함유 분말을 용이하게 제조할 수 있다.

또한 락토수크로오스 함유 수용액을 통상적인 방법에 따라, 수분 5 질량％ 미만으로 가열 농축하여 용융상태로 한 락토수크로오스의 과포화 수용액으로 하고, 이 용액에 종정을 결정의 융점 이하의 온도에서 혼합하여, 이것을 각종 형상, 예를 들면, 분체, 과립, 봉상, 판상, 입방체 등으로 직접 성형하여 비흡습성 또는 난흡습성의 결정 함유 고체를 제조하는 것도 마음대로이다.

본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 락토수크로오스 고함유 당질 및 고순도 락토수크로오스, 더욱이는 결정 락토수크로오스는 종래 공지의 락토수크로오스 및 락토수크로오스 함유 당질과 마찬가지의 용도에, 예를 들면, 감미료, 난(難)소화성 감미료, 낮은 충치 유발성 감미료, 보습제, 전분 노화 방지제, 정장제, 미네랄 흡수 촉진제 등으로서 건강식품·음료를 포함하는 음식품 분야, 화장품 분야, 의약품 분야, 사료 분야 등의 여러 가지 종류의 분야에서 유리하게 이용할 수 있다.

특히, 결정 락토수크로오스는 상기한 각종 기능에 더해서 실질적으로 비흡습성이고, 유동성이며, 점착, 고착의 우려도 적어 취급하기 용이해서, 그 포장, 수송, 저장 등의 관리에 필요로 하는 물적, 인적 경비를 대폭 삭감할 수 있는 특징을 가진다.

또한 본 발명의 결정 락토수크로오스는 실질적으로 비흡습성 내지 난흡습성의 분말이고, 내열성이 높으며, 안정성도 좋으므로, 종래, 극히 곤란하다고 하고 있었던 각종 고상(固狀) 조성물, 예를 들면, 분말상 혼합 감미료, 초콜렛, 츄잉검, 즉석 쥬스, 즉석 수프, 과립, 정제 등의 고착 억제제, 부형제, 증량제, 분말 기제(基劑) 등으로서 결정 락토수크로오스를, 바람직하게는 1 질량％ 이상 함유시켜서, 예를 들면, 음식물, 화장품, 의약품, 성형물 등의 각종 고상 조성물을 제조하는 것도, 더욱이는 시약, 화학공업 원료 등으로서 이용하는 것도 유리하게 이용할 수 있다.

또한 본 발명의 락토수크로오스는, 기타의 결정 당질, 예를 들면, 말토오스, 락토오스, 말티톨, 트레할로오스, 팔라티노오스, 수크로오스 등과, 바람직하게는 결정 락토수크로오스의 질량에 대하여 0.01 내지 100배량의 배합 비율로 병용하여, 흡습성이 낮고 취급이 용이한 각종 고상 조성물을 제조하는 것도 유리하게 실시할 수 있다.

더욱이는 앞서 설명한 바와 같이 해서 얻은 고순도 락토수크로오스 분말품 또는 결정품을, 적당한 수용성 고분자, 예를 들면, 풀룰란, 수용성 풀룰란 에테르, 수용성 풀룰란 에스테르, 젤라틴, 아라비아 고무, 카르복시메틸 셀룰로오스, 해초 다당류 등을 결합제로 해서 통상적인 방법에 의해 조립(造粒)하여, 유동성이 우수하고, 취급이 용이한 조립품(造粒品)으로 해서 각종 용도에 이용하는 것도 유리하게 실시할 수 있다.

이하, 실시예에 근거해서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예 1 <락토수크로오스 고함유 당질의 제조>

<실시예 1-1: β-프룩토푸라노시다아제의 제조>

동일한 특허 출원인에 의한 일본국 특개평9-224665호 공보에 기재된 방법에 따라서 바실루스 스피시즈 V230(FERM BP-5054)을, 수크로오스를 탄소원으로서 함유하는 배지 중에서 40L의 배양 규모로 배양하였다. 계속해서, 상기 공보에 기재한 방법에 따라, 배양물을 원심분리하고, 그 상청을 약 38L 채취하여 β-프룩토푸라노시다아제의 활성을 측정함으로써, 이 배양 상청이 β-프룩토푸라노시다아제 활성을 나타내는 것을 확인하였다.

상기의 배양 상청을 UF 막농축하고, 1ml당 약 360 단위의 β-프룩토푸라노시다아제 활성을 가진 조(粗)효소액 360ml을 얻었다. 이어서, 이것을 상기 공보에 기재한 방법에 따라, 『DEAE-Toyopearl』 겔(일본국의 Tosoh 주식회사제)을 사용한 이온 교환 크로마토그래피, 『Butyl-Toyopearl 650』 겔(일본국의 Tosoh 주식회사제)을 사용한 소수 크로마토그래피, 및 다시, 『DEAE-Toyopearl』 겔을 사용한 이온 교환 크로마토그래피 처리를 하여, 7.5％(w/v) 폴리아크릴아미드 겔 전기영동에서 단일의 밴드를 나타내는 β-프룩토푸라노시다아제의 정제 표품(標品)을 얻었다. 얻어진 정제 표품의 비(比)활성은 단백질 1mg당 약 205 단위이었다.

<실시예 1-2: 수크로오스 비자화성(非資化性) 효모의 제조>

글루코오스 2.0％(w/v), 효모 엑스 2.0％(w/v) 및 물로 된 액체 배지를 500ml 용량(容量)의 삼각 플라스크에 200ml 넣고, 오토클레이브에서 121℃에서 20분간 멸균하여 냉각하고, 사카로마이세스·세레비시아에 ATCC56741을 접종하고, 27℃, 230rpm에서 24시간 회전 진탕 배양한 것을 종배양(種培養)으로 하였다.

용량 30L의 퍼멘터에 종배양과 동일한 조성의 배지를 넣고, 가열 멸균, 냉각해서 온도 27℃로 한 후, 종배양액 1％(v/v)을 접종하고, 온도 27℃, pH 4.0 내지 7.0으로 유지하면서, 48시간 통기(通氣) 교반 배양하였다. 배양 후, 배양액을 원심분리(8,000rpm, 20분간)해서 이 효모의 균체(菌體)를 습(濕)질량으로서 약 680g 회수하였다.

<실시예 1-3: 락토수크로오스 생성 반응>

수크로오스 및 락토오스를 각각 20 질량％ 함유하는 수용액을 pH 6.0으로 조정하고, 여기에 실시예 1-1에서 제조한 β-프룩토푸라노시다아제 정제 표품을 수크로오스 1 그램당 1 단위, 및 실시예 1-2에서 제조한 효모를 고형물 질량당 습질량으로 6.9％가 되도록 가하고, 1N의 수산화 나트륨 용액을 사용해서 이 반응액을 pH 4.0 내지 5.5로 제어하면서 30℃에서 24시간 및 42시간 반응시켰다.

반응 후, 반응액의 당조성을 고속 액체 크로마토그래피법(HPLC)에 의해서 측정하였다. HPLC는, 『TSK-GEL AMIDE-80』 칼럼(일본국의 Tosoh 주식회사제)을 사용하고, 칼럼 온도 35℃, 용리액으로서 아세토니트릴:물(71:29)을 사용하며, 유속 1.0ml/min의 조건에서 실시하고, 검출은 시차(示差) 굴절계 『RI-8012』(일본국의 Tosoh 주식회사제)를 사용해서 하였다. 당조성 분석의 결과를 표 1에 나타낸다.

또한 대조 실험으로서, 아르드로박터·스피시즈 K-1 유래의 β-프룩토푸라노 시다아제를, 문헌[藤田孝輝 등, 『어그리컬츄랄 바이올로지컬 케미스트리(Agric. Biol. Chem.)』, 54권, 913-919 페이지(1990)]에 기재한 방법으로 정제하고, 이것을 수크로오스 1 그램당 10 단위 가하고, 반응액을 pH 5.5 내지 6.5로 제어한 이외는 완전히 동일한 조작을 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

표 중의 Gly, DP1, Suc, Lac, Kes, LS, F-LS 및 UN은 각각 글리세롤, 글루코오스와 프룩토오스를 합친 단당, 수크로오스, 락토오스, 1-케스토오스, 락토수크로오스, 프룩토실락토수크로오스, 및 기타의 미지(未知) 당질을 의미한다.

표 1에 나온 바와 같이, 본 발명에서 사용하는 바실루스 스피시즈 V230의 β-프룩토푸라노시다아제는, 당조성으로서 락토수크로오스를 71.0％(반응 시간 24시간) 내지 73.6％(반응 시간 42시간)로서 70％ 이상 생성하고, 또한 부생성물인 1-케스토오스와 프룩토실락토수크로오스를 합계 0.1％(반응 시간 24시간) 내지 0.3％(반응 시간 42시간)로서 1％ 미만밖에 생성하지 않는 것이 밝혀졌다.

한편, 대조인 아르드로박터 스피시즈 K-1의 β-프룩토푸라노시다아제는, 당조성으로서 락토수크로오스를 63.3％(반응 시간 24시간) 내지 63.0％(반응 시간 42시간)로서 65％ 미만밖에 생성하지 않고, 또한 부생성물인 1-케스토오스와 프룩토실락토수크로오스를 합계 5.9％(반응 시간 24시간) 내지 12.4％(반응 시간 42시간)로서 현저한 양을 생성하는 것도 밝혀졌다.

실시예 2 <락토수크로오스 고함유 당질 분말의 제조>

수크로오스를 24 질량％ 및 락토오스를 16 질량％ 함유하는 수용액을 pH 6.0으로 조정하고, 여기에 실시예 1-1에서 제조한 β-프룩토푸라노시다아제 조(粗)효소액을 수크로오스 1 그램당 1 단위, 및 실시예 1-2에서 제조한 수크로오스 비자화성(非資化性) 효모를 원료 고형물당 습질량으로 7.5％가 되도록 가하고, 1N의 수산화 나트륨 용액을 사용해서 이 반응액을 pH 4.0 내지 5.5로 제어하면서, 30℃에서 45시간 반응시켰다.

반응 후, 반응액의 당조성을 HPLC에 의해서 측정한 결과, 글리세린을 2.0％, 글루코오스 및 프룩토오스를 합계 2.1％, 수크로오스를 5.4％, 락토오스를 14.7％, 1-케스토오스를 1.4％, 락토수크로오스를 73.0％, 프룩토실락토수크로오스를 0.1％ 및 기타의 미지(未知) 당질을 1.3％ 함유하고 있었다.

얻어진 반응액을 90℃에서 30분간 가열해서 효소를 실활시킨 후, 통상적인 방법에 따라서 활성탄으로 여과하였다. 얻어진 여과액을 60℃로 조정한 후, 소석회를 고형물 질량당 1.5％ 가하여 pH를 11로 조정해서 15분간 유지한 후에, 이산화 탄소를 취입하여 pH를 8로 해서 탄산 포충을 실시하였다.

이것을 통상적인 방법에 따라서 여과하고, 이온교환 수지를 사용해서 탈염하고, 농축한 후, 분무 건조함으로써, 당조성으로서 글리세린을 1.9％, 글루코오스 및 프룩토오스를 합계 2.2％, 수크로오스를 5.5％, 락토오스를 10.8％, 락튤로오스를 3.3％, 1-케스토오스를 1.3％, 락토수크로오스를 73.5％, 프룩토실락토수크로오스를 0.1％ 및 기타의 미지 당질을 1.4％ 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질 분말을 제조하였다.

이 제품은, 감미료, 난(難)소화성 감미료, 낮은 충치 유발성 감미료, 보습제, 전분 노화 방지제, 정장제 등으로 해서, 건강식품·음료를 포함하는 음식품 분야, 화장품 분야, 의약품 분야, 사료 분야 등의 여러 가지 종류의 분야에서 유리하게 이용할 수 있다.

실시예 3 <락토수크로오스 고함유 당질 시럽의 제조>

수크로오스를 18 질량％ 및 락토오스를 22 질량％ 함유하는 수용액을 pH 6.0으로 조정하고, 여기에 실시예 1-1에서 제조한 β-프룩토푸라노시다아제 조(粗)효소액을 수크로오스 1 그램당 1 단위, 및 실시예 1-2에서 제조한 수크로오스 비자화성 효모를 고형물 질량당 습질량으로 5.0％가 되도록 가하고, 1N의 수산화 나트륨 용액을 사용해서 이 반응액을 pH 4.0 내지 5.5로 제어하면서, 32℃에서 42시간 반응시켰다.

반응 후, 반응액의 당조성을 HPLC에 의해서 측정한 결과, 글리세롤을 1.9％, 글루코오스 및 프룩토오스를 합계 0.1％, 수크로오스를 1.2％, 락토오스를 22.6％, 1-케스토오스를 0.3％, 락토수크로오스를 72.4％, 프룩토실락토수크로오스를 0.1％, 및 기타의 미지 당질을 1.4％ 함유하고 있었다.

얻어진 반응액을 통상적인 방법에 따라서 SF막(膜)으로 여과해서 효모를 제거하고, 다시 통상적인 방법에 따라서 UF막으로 여과해서 β-프룩토푸라노시다아제 등의 고분자 성분을 제거하고, 계속해서 활성탄으로 여과한 후, 감압건조해서 고형물 약 80 질량％의 농축액을 얻었다. 이 농축액을 온도 약 25℃로 조정한 후, 배합 락토오스의 약 3 질량％의 결정 락토오스 분말을 가해서 락토오스를 부분적으로 결정화하였다. 결정 석출한 락토오스를 통상적인 방법에 따라서 여과에 의해 제거한 후, 이온교환 수지를 사용해서 탈염하고, 농축함으로써, 당조성으로서 글리세롤을 2.2％, 글루코오스 및 프룩토오스를 합계 0.1％, 수크로오스를 1.4％, 락토오스를 10.1％, 1-케스토오스를 0.4％, 락토수크로오스를 84.1％, 프룩토실락토수크로오스를 0.1％, 및 기타의 미지 당질을 1.6％ 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질 시럽을 제조하였다.

실시예 4 <고순도 락토수크로오스 분말의 제조>

수크로오스를 20 질량％ 및 락토오스를 20 질량％ 함유하는 수용액을 pH 6.0으로 조정하고, 여기에 실시예 1-1에서 제조한 β-프룩토푸라노시다아제 조(粗)효소액을 수크로오스 1 그램당 1 단위, 및 실시예 1-2에서 제조한 수크로오스 비자화성 효모를 고형물 질량당 습질량으로 5.0％가 되도록 가하고, 1N의 수산화 나트륨 용액을 사용해서 이 반응액을 pH 4.0 내지 5.5로 제어하면서, 30℃에서 30시간 반응시켰다.

반응 후, 반응액의 당조성을 HPLC에 의해서 측정한 결과, 글리세롤을 2.0％, 글루코오스 및 프룩토오스를 합계 0.2％, 수크로오스를 1.6％, 락토오스를 19.2％, 1-케스토오스를 0.6％, 락토수크로오스를 74.7％, 프룩토실락토수크로오스를 0.1％, 및 기타의 미지 당질을 1.7％ 함유하고 있었다.

얻어진 반응액을 통상적인 방법에 따라서 SF막으로 여과해서 효모를 제거하고, 다시 통상적인 방법에 따라서 UF막으로 여과해서 β-프룩토푸라노시다아제 등의 고분자 성분을 제거하고, 계속해서 활성탄으로 여과한 후, 감압건조해서 고형물 약 60 질량％의 농축액을 얻었다.

이 락토수크로오스 고함유 당질 시럽을 원당액(原糖液)으로 하고, 락토수크로오스의 순도를 높이기 위해서, 강산성 양이온(cation) 교환 수지(상품명 『앰버라이트 CR-1310』 (Na⁺형), 오르가노 주식회사)를 사용해서 칼럼 크로마토그래피를 하였다. 즉, 상기 수지를 내경 12.5cm의 쟈켓 부착 스테인레스제 칼럼 10개에 충전하고, 이들 칼럼을 직렬로 접속해서 수지층 전장(全長)을 16m로 하였다. 칼럼 내 온도를 40℃로 유지하면서, 상기 시럽을 수지량에 대하여 1.5％(v/v) 가하고, 여기에 40℃의 온수를 SV O.2에서 흘려서 분획(分劃)하고, 용출액의 당조성을 HPLC법으로 모니터하면서 락토수크로오스 고함유 획분을 채취하고, 이것을 통상적인 방법에 따라서 여과하고, 이온교환 수지, 활성탄을 사용해서 탈염, 탈색 정제하여, 농축한 후, 분무 건조함으로써, 당조성으로서 수크로오스를 0.1％, 락토오스를 2.3％, 1-케스토오스를 1.1％, 락토수크로오스를 96.0％, 프룩토실락토수크로오스를 0.2％, 및 기타의 미지 당질을 0.3％ 함유하는 고순도 락토수크로오스 분말을 제조하였다.

실시예 5 <고순도 락토수크로오스 조립품(造粒品)의 제조>

실시예 4에서 얻은 고순도 락토수크로오스 분말 100 질량부에 대하여, 미리 풀룰란(상품명 『풀룰란 PF-20』, 일본국의 주식회사 林原상사 판매)을 탈(脫)이온 수에 최종 농도 약 3％(w/v)가 되도록 용해해서 얻은 풀룰란 수용액 약 6 질량부를 통상적인 방법에 따라 분무함으로써 조립(造粒)을 하였다. 얻어진 조립품(造粒品)을 체(sieve)의 눈 크기 1.7mm의 체로 분급(分級)하여 고순도 락토수크로오스 조립품을 얻었다.

이 조립품의 입도(粒度) 분포를 측정하고, 원료인 고순도 락토수크로오스 분말의 입도 분포와 비교한 결과, 원료인 고순도 락토수크로오스 분말에서는 입자경 106㎛ 이하의 입자가 85％ 이상을 차지하고 있었던 것에 대해서, 고순도 락토수크로오스 조립품에서는 입자경 150㎛ 이상의 입자가 70％ 이상을 차지하고 있었다.

이 제품은 조립품이므로 유동성이 우수하고, 취급이 용이하며, 또한 용해시에 덩어리를 일으키기 어려운 특징을 가지고 있다. 이 제품은, 감미료, 난(難)소화성 감미료, 낮은 충치 유발성 감미료, 보습제, 전분 노화 방지제, 정장제 등으로 해서, 건강식품·음료를 포함하는 음식품 분야, 화장품 분야, 의약품 분야, 사료 분야 등의 여러 가지 종류의 분야에서 유리하게 이용할 수 있다.

실시예 6 <결정 락토수크로오스>

실시예 4의 방법으로 얻은 락토수크로오스 고함유 획분을, 통상적인 방법에 따라, 여과하고, 이온교환 수지, 활성탄을 사용하여 탈염, 탈색 정제하고, 수분 약 25 질량％로 감압(減壓) 농축하여 조정관(助晶罐)에 넣고, 종결정(種結晶)을 1 질량％ 가해서 천천히 교반하면서 24시간 동안 약 30℃로 서냉(徐冷)하였다. 이것을 원심 분리기에서 처리하여 락토수크로오스 5함수 결정을 수율 약 40％로 얻었다.

이 제품은 순도 약 98％ 이상의 결정 락토수크로오스이고, 여름철의 고온 다습한 환경에 두어도 실질적으로 흡습성을 나타내지 않으며, 취급이 용이해서, 감미료, 난(難)소화성 감미료, 정장제 등으로서, 음식물, 화장품, 의약품 등의 여러 가지 종류의 분야, 특히 결정 락토수크로오스를 함유시킨 고상(固狀) 조성물에의 용도에 유리하게 이용할 수 있다.

실시예 7 <감미료>

실시예 6의 방법으로 얻은 결정 락토수크로오스 1 질량부에, α-글루코실스테비오시드(일본국의 東洋精糖 주식회사 판매, 상품명 「αG-스위트」) 0.05 질량부를 균일히 혼합하고, 과립성형기에서 과립상 감미료를 얻었다.

이 제품은 감미의 질이 우수하고, 설탕의 약 2배의 감미를 가지며, 감미도 당(當)의 칼로리는 설탕의 약 1/2로 저하해 있다. 이 감미료는 저칼로리 감미료로서, 칼로리 섭취를 제한하고 있는 비만자, 당뇨병자 등을 위한 저칼로리 음식물 등에 대한 감미 부여에 적합하다. 또한 이 감미료는 충치 유발균에 의한 산의 생성이 적고, 불용성 글루칸의 생성도 적으므로, 충치를 억제하는 음식물 등에 대한 감미 부여에 적합하다. 더욱이 이 감미료는 장내의 균총(菌叢)을 조절하는 정장제로서도 적합하다.

실시예 8 <성형(成形) 감미료>

실시예 6의 방법으로 얻은 결정 락토수크로오스 1 질량부와 설탕 가루 2 질량부를 균일히 혼합하고, 여기에 적당량의 물을 분무하고, 통상적인 방법에 따라서 성형해서 성형 감미료를 얻었다.

이 제품은 장내의 균총(菌叢)을 조절하는 정장기능을 가진 성형 감미료로서, 커피, 홍차 등에 대한 감미 부여에 유효하게 이용할 수 있다.

실시예 9 <초콜렛>

카카오 페이스트 40 질량부, 카카오 버터 10 질량부, 설탕 20 질량부, 실시예 6의 방법으로 얻은 결정 락토수크로오스 30 질량부를 혼합해서 리파이너를 통과시켜서 입도(粒度)를 감소시킨 후, 콘체에 넣고 50℃에서 2 주야 동안 혼합하였다. 그 동안에, 레시틴 0.5 질량부를 가해서 충분히 혼화 분산시켰다. 이어서, 온도 조절기로 31℃로 조절하고, 버터가 굳어지기 직전에 모울드에 부어 넣고, 진동기로 기포를 제거하고, 10℃의 냉각 터널을 20분간 통과시켜서 고화시켰다. 이것을 탈형(脫型)해서 포장하여 제품을 얻었다.

이 제품은 흡습성이 없고, 색, 광택 모두 양호하며, 내부조직도 양호해서, 입안에서 매끈매끈하게 녹고, 고상한 감미과 부드러운 풍미를 가진다. 또한 이 제품은 정장작용을 가진 초콜렛으로서도 적합하다.

실시예 10 <츄잉검>

츄잉검 베이스 3 질량부를 유연해질 정도로 가열 용융하고, 여기에 무수 결정 말티톨(일본국의 주식회사 林原상사 판매, 등록상표 「마빗토」) 4 질량부 및 실시예 6의 방법으로 얻은 결정 락토수크로오스 3 질량부를 가하고, 다시 적당량의 향료와 착색료를 혼합하여, 통상적인 방법에 따라, 롤에 의해 혼합하여, 성형, 포장해서 제품을 얻었다.

이 제품은 텍스처, 풍미 모두 양호한 츄잉검이다. 또한 이 제품은 정장작용을 가진 츄잉검으로서도 적합하다.

실시예 11 <음료>

요구르트 100 질량부, 실시예 4의 방법으로 얻은 고순도 락토수크로오스 분말 50 질량부, 트레할로오스 10 질량부, 요구르트 플레이버 0.25 질량부 및 레몬 에센스 0.1 질량부에 물을 가해서 전체를 1000 질량부로 배합하고, 통상적인 방법에 따라, 요구르트 음료를 제조하였다.

이 제품은 풍미가 풍부하고, 또한 장내의 균총(菌叢)을 조절하는 정장기능을 가지고 있다.

실시예 12 <경관(經管) 영양제>

실시예 6의 방법으로 얻은 결정 락토수크로오스 10 질량부, 트레할로오스 10 질량부, 글라이신 1.1 질량부, 글루탐산 나트륨 1 질량부, 락트산 칼슘 0.4 질량부, 탄산 마그네슘 0.1 질량부, 티아민 0.01 질량부 및 리보플라빈 0.01 질량부로 된 배합물을 제조하였다.

이 배합물 24g 씩을 라미네이트 알루미늄제 소포에 충전하고, 히이트 시일해서 제품을 얻었다.

이 제품은, 1 자루분을 약 33 내지 500ml의 물에 용해해서 영양 보급액으로 해서 경관방법에 의해, 비강, 위장 등에 투여해서 사용한다.

이 제품은 인간뿐만 아니라, 가축 등에의 비경구적 영양 보급액으로서도 유리하게 이용할 수 있다. 또한 이 제품은 장내 균총(菌叢)을 조절하는 정장작용을 가지고 있다.

실시예 13 <당의정>

질량 150mg의 소정(素錠)을 심제(芯劑)로 하고, 여기에 실시예 6의 방법으로 얻은 결정 락토수크로오스 45 질량부, 풀룰란(평균 분자량 20만) 2 질량부, 물 30 질량부, 탈크 25 질량부 및 산화 티타늄 3 질량부로 된 코팅액을 사용해서 정제 질량이 약 230mg이 될 때까지 당의(糖衣)하고, 이어서, 동일한 결정 락토수크로오스 65 질량부, 풀룰란 1 질량부 및 물 34 질량부로 된 코팅액을 사용해서 당의하며, 또한 왁스액으로 광택을 내어서 광택이 있고 외관이 우수한 당의정을 얻었다.

이 제품은 당의(糖衣)시의 작업성이 우수할 뿐만 아니라, 내충격성도 우수하며, 고품질을 장시간 유지한다. 또한 이 제품은 장내의 균총(菌叢)을 조절하는 정장기능을 가지고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법 에 의하면, 칼럼 크로마토그래피 등의 정제 수단을 사용하지 않더라도, 수크로오스와 락토오스로부터 β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 병용한 반응만으로, 당조성으로서 70％ 이상의 락토수크로오스를 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질을 제조할 수 있다.

또한 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 락토수크로오스 고함유 당질은, 부생성물인 1-케스토오스 및 프룩토실락토수크로오스의 함량이 당조성으로서 합계 3％ 미만으로 낮기 때문에, 이것을 원료로 해서 크로마토그래피법에 의해서 정제하면, 더욱 고순도의 락토수크로오스를 용이하게 고수율로 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 의해 얻어지는 락토수크로오스 고함유 당질 또는 고순도 락토수크로오스는, 기능을 발휘하는데 유효한 락토수크로오스를 당조성으로서 70％ 이상 또는 90％ 이상 함유하므로, 락토수크로오스 함량이 낮은 종래의 락토수크로오스 함유 당질에 비하여, 락토수크로오스가 원래 가진 난(難)소화성, 비피더스균 증식 촉진성, 난(難)우식성, 보습성 등의 우수한 기능을, 비교적 소량으로 발휘할 수 있다.

따라서 본 발명에서 얻어지는 락토수크로오스 고함유 당질 또는 고순도 락토수크로오스는, 이것을 배합해서 음식품, 화장품, 의약품, 사료 등의 각종 조성물을 제조할 경우, 다른 원재료와 배합함으로써, 보다 폭넓은 배합 조성을 선택할 수 있다.

더욱이는 락토수크로오스 고함유 당질 또는 고순도 락토수크로오스를 함유하는 락토수크로오스의 과포화 수용액으로부터 결정 석출하여, 채취해서 제조되는 락 토수크로오스 5함수 결정은, 실질적으로 비흡습성이고, 유동성이 양호하며, 점착, 고착의 우려도 적어 취급이 용이하므로, 각종 고상(固狀) 조성물에 유리하게 이용할 수 있다.

본 발명은 이와 같이 현저한 작용 효과를 나타내는 발명이어서, 이 기술분야에 공헌하는 바가 실로 큰 의의가 있는 발명이다.

Claims

당조성으로서, 락토수크로오스를 70％ 이상, 1-케스토오스와 프룩토실락토수크로오스를 합계 3％ 미만 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질.
제1항에 있어서, 기타의 당질로서 글리세린, 글루코오스, 프룩토오스, 수크로오스, 락토오스, 및 락튤로오스로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 추가로 함유하는 락토수크로오스 고함유 당질.
제1항 또는 제2항에 있어서, 수크로오스와 락토오스를 함유하는 수용액에, 바실루스속(屬)에 속하는 미생물 유래의 β-프룩토푸라노시다아제와 수크로오스 비자화성 효모를 작용시켜, 당조성으로서 락토수크로오스를 70％ 이상, 1-케스토오스와 프룩토실락토수크로오스를 합계 3％ 미만 함유하는 반응물로 하고, 필요에 따라서, 혼재하는 락토오스를 이성화시켜서 락토오스와 락튤로오스와의 혼합물로 한 후, 이것을 채취하는 것을 특징으로 하는 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법.
제3항에 있어서, 바실루스속에 속하는 미생물 유래의 β-프룩토푸라노시다아제가 재조합형 효소인 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 바실루스속에 속하는 미생물이 바실루스 스피시즈 V230(FERM BP-5054)인 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법.
제3항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 수크로오스 비자화성 효모가 사카로미세스 세레비시아에 ATCC56741 또는 사카로미세스 세레비시아에 ATCC56742인 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법.
제3항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 락토수크로오스 생성 반응에 있어서의 반응 원료로서의 수크로오스와 락토오스의 비율이 1:0.65 내지 1.3인 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법.
제3항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 락토수크로오스 생성 반응에 있어서의 반응액의 pH를 4.0 내지 5.5로 제어하는 것을 특징으로 하는 락토수크로오스 고함유 당질의 제조 방법.
제1항 또는 제2항 기재의 락토수크로오스 고함유 당질을, 수지를 사용한 크로마토그래피 처리를 하여, 당조성으로서 락토수크로오스를 90％ 이상 함유하는 획분을 채취하는 것을 특징으로 하는 고순도 락토수크로오스의 제조 방법.
제1항 또는 제2항 기재의 락토수크로오스 고함유 당질을, 수지를 사용한 크 로마토그래피 처리를 하여, 당조성으로서 락토수크로오스를 90％ 이상 함유하는 획분을 채취하고, 이것을 농축하여, 분무 건조하는 것을 특징으로 하는 고순도 락토수크로오스 분말의 제조 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 조립(造粒)하는 공정을 추가로 포함하는 고순도 락토수크로오스 분말의 제조 방법.
제1항 또는 제2항 기재의 락토수크로오스 고함유 당질 또는 제9항 기재의 고순도 락토수크로오스의 제조 방법에 의해 얻어지는 고순도 락토수크로오스를 사용하여, 락토수크로오스의 과포화 용액으로부터 결정 락토수크로오스를 결정 석출시켜, 이것을 채취하는 것을 특징으로 하는 결정 락토수크로오스의 제조 방법.
제12항에 있어서, 결정 락토수크로오스가 락토수크로오스 5함수 결정인 결정 락토수크로오스의 제조 방법.
제12항 또는 제13항 기재의 결정 락토수크로오스의 제조 방법에 의해 얻어지는 결정 락토수크로오스를 함유시켜서 된 고상 조성물.
제14항에 있어서, 결정 락토수크로오스와 함께, 기타의 결정 당질을 결정 락토수크로오스의 질량에 대하여 0.01 내지 100배량의 범위에서 함유시키는 것을 특 징으로 하는 고상 조성물.
제14항 또는 제15항에 있어서, 음식물, 화장품 또는 의약품 중의 어느 형태에 있는 고상 조성물.