KR20120004492A - 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 당 조성물의 제조 방법 및 제조된 당 조성물의 용도 - Google Patents

목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 당 조성물의 제조 방법 및 제조된 당 조성물의 용도 Download PDF

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Abstract

[과제]
본 발명은 염가로 안전한 헥소오스를 제조할 수 있는 제조법의 개발 및 그 조성물을 제공한다
[해결 수단]
목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법으로서, 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액을, 염기성 이온 교환 수지, 알칼리, 및 칼슘염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 존재하는 계(係)에서 처리함으로써, 원료당으로서의 헥소오스를 목적으로 하는 헥소오스로 변환하는 평형 반응인 이성화 반응이 일어나도록 하여, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당으로 만드는 것을 특징으로 하는 제조 방법, 및 D-알로오스 및 D-프시코오스를 함유하는 헥소오스 조성물과 그 용도이다.

Description

목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 당 조성물의 제조 방법 및 제조된 당 조성물의 용도{METHOD FOR PRODUCING SUGAR COMPOSITION CONTAINING DEFINITE AMOUNT OF TARGET HEXOSE AND HAVING SUGAR COMPOSITION RATIO DIFFERENT FROM STARTING SUGAR MATERIAL, AND USE OF SUGAR COMPOSITION THUS PRODUCED}
본 발명은, 원료당액으로부터 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 당 조성물을 제조하는 방법, 및 제조된 당 조성물의 용도에 관한 것이다. 또한, 글루코오스와 프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당으로서 넓은 의미의 "이성화 당"으로부터 프시코오스 및 알로오스를 포함하는 변환형 이성화 당을 제조하는 방법, 제조된 프시코오스 및 알로오스를 특정량 포함하는 변환형 이성화 당, 및 그 용도에 관한 것이다.
[이성화 당의 정의]
일반적으로는, 특정 조성비의 글루코오스와 프럭토오스의 혼합 당을 이성화 당이라고 하지만, 본 발명에서 말하는 이성화 당이란, 글루코오스와 프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당으로서 넓은 의미로 파악된다.
전분을 당화시켜 당화액으로 만들고, 이것을 글루코오스 이소머라아제로 처리하여 제조하는 이성화 당의 제조 방법이 있으며, 그 대표적인 방법으로서 전분을 효소로 가수분해하여 덱스트린으로 만들고, 이것을 다른 효소로 가수분해하여 포도당 용액, 즉 당화액으로 만드는 방법이 있다. 글루코오스 이소머라아제에 의한 포도당의 과당으로의 이성화 반응은 평형 반응이며, 이성화 당의 글루코오스와 프럭토오스의 비율은 통상 58:42 정도이다. 또한, 감미(甘味) 부족을 해소하기 위하여, 정제 프럭토오스를 첨가하는 경우가 있지만, 이 경우의 최종 글루코오스와 프럭토오스의 비율은 통상 45:55 정도이다. 이 이성화 당은, 생산 비용이 낮으므로, 소프트 드링크나 다른 음료에 감미료로서 널리 사용되고 있으며, 미국에서는 연간 800만 톤 이상 소비되고 있다.
최근 희소당은, 각종 생리 효과로 인해 주목되어 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그리고, 공업적으로 널리 사용되기 위해서는, 이들 희소당이 효율적으로 생산되는 것이 불가결하다.
희소당의 하나인 D-프시코오스는, D-프럭토오스에, D-케토헥소오스·3-에피머라아제(하기 특허 문헌 1)를 작용시킴으로써 D-프럭토오스로부터 수율 20∼25 %로 생성된다. 또한, D-프시코오스·3-에피머라아제(하기 비특허 문헌 1)를 사용한 경우에는, 40 % 정도의 수율로 D-프시코오스가 생성되고, 붕산을 병용한 경우에는60 % 정도의 D-프시코오스가 생성되는 것으로 보고되어 있다. 이 효소를 사용한 희소당을 공업적으로 대량 제조할 때에는, 효소의 안전성의 확인을 비롯하여 효소원이 되는 균체 배양, 정제, 흡착체 등의 각 생산 공정에 대해서도 문제점을 차례로 극복하지 않으면 안된다.
일본 특허출원 공개번호 평6-125776호 공보 일본 특허출원 공개번호 2001-352936호 공보 EP 0 109 203 A1 PCT/JP2008/001240 일본 특허출원 공개번호 2001-354690호 공보 일본 특허출원 공개번호 2006-153591호 공보 일본 특허출원 공개번호 2007-091696호 공보
Appl. Environ. Microbiol., 2008, 74(10), 3008-13. Carbohydr. Res., 1987, 169, 13-21. J. Am. Chem. Soc. 1955, 77(12), 3323-5. 일본 생물 공학회지, 2008, 86(9), 427-42. Metabolism, 2010, 59, 206-14. J. Agric. Food Chem., 2003, 51, 1894-6. J. Clin. Biochem. Nutr., 2009, 45, 202-6. J. Oleo. Sci., 2004, 53(9), 453-60. Rare Sugar Congress 2008 in Kagawa 포스터 발표 Acute and Chronic Toxicity of D-allose in Rats. Biochimica et Biophysica Acta, 2001, 1528, 116-26. Biosci. Biotechnol. Biochem., 2006, 70(9), 2081-5.
한편, 1800년대부터 로브리·드브류인-알베르다 반 엑켄슈타인(Lobry de Bruyn and Alberda van Ekenstein) 전위 반응으로 불리는, 엔디올을 개입시키는 알도오스, 케토오스의 이성화 반응이 알려져 있다. 이 이성화 반응은, 어떤 헥소오스를 알칼리 조건 하에 둠으로써 다른 헥소오스로 이성화할 수 있는 반응이다. 이 반응을 사용하여, 헥소오스를 이성화할 수 있지만(하기 비특허 문헌 2), 생리 활성을 나타내는 농도에서 이성화물을 얻으려면, 실제 공업 생산 효율에 맞지 않는 반응 시간을 요하는 문제점과, 캬라멜화 등에 의해 생성물의 착색이 현저하여 그 후의 정제가 곤란한 점 등의 문제점이 있다. 또한, 배치(batch) 반응에 의한 대량 생산을 고려할 경우, 설비 규모, 공정수가 많은 점 등의 과제가 있어 현실적으로는 공업적으로 이용하기가 곤란하다.
전술한 방법에 따라 얻어진 조성물의 생리적인 작용의 이용에 대해서도, 감미의 증강제로서, 만노오스로 이루어지는 감미 증강제 및 그 이용법이 제안되어 있지만(상기 특허 문헌 2), 그 이후 실용화에 이르지 않아, 감미제, 항비만제, 섭식(攝食) 억제제, 인슐린 저항성 개선제, 저칼로리 감미료 등으로서 이용이 도모된 실적은 없다.
이성화 당이나 설탕으로 대표되는 당질(동화성 당)은 당뇨병이나 비만을 유발하는 것이 최근 문제시되고 있다. 그래서, 이들 동화성 당을 베이스로 하여, 감미가 우수하며, 전술한 질병을 일으키지 않는 감미료의 시판이 요구된다. 본 발명에 있어서는, 이들 동화성 당, 특히 이성화 당의 전술한 바와 같은 부작용 또는 문제점을 극복하는 조성물에 대하여 검토를 행하였다.
또한, 상기 비특허 문헌 3에 의하면, 전술한 반응에 관하여 이온 교환 수지를 사용하여 글루코오스로부터 소르보오스, 만노오스, 프럭토오스를 생성하는 반응이 기술되어 있지만, 본 발명과 같이 수지를 크로마토그래피 관에 충전하여, 알칼리와 함께 통액(通液)시켜 연속 반응을 가능하게 하고, 그 결과 생산성의 향상이 이루어진 것은 아니다. 또한, 본 발명과 같은 D-프시코오스에 관하여는 생산법에 응용된 것에 대해서는 보고되어 있지 않다. 또한, D-프시코오스와 D-알로오스가 포함되는 조성물로서는 지금까지 검토가 이루어져 있지 않았다.
또한, 전술한 바와 같이, 희소당 헥소오스의 제조 방법은, 효율적 생산, 안전성의 면에서는, 아직까지 공업적으로 실용 가능한 제조법을 얻지 못하고 있다.
이에, 본 발명은, 제조법의 관점에서, [1] 생산 공정이 많아지는 요인 중 필요한 효소의 생산 공정과 효소의 반응 공정을 생략할 수 있고, 또한 [2] 효소의 누출, 균체 잔류물의 혼입 등, 안전성과 관련된 문제점을 없앨 수 있는 것으로 기대되는, 희소당 헥소오스의 효소를 이용하지 않는 제조법의 확립을 과제로 한다.
또한, 상기 비특허 문헌 2의 로브리·드브류인-알베르다 반 엑켄슈타인 전위 반응(도 1 참조)의 이용 시에 생기는 현저한 갈변화를 방지하여, 수율과 생산성 등을 높이는 것을 과제로 한다. 여기서 생산성 향상이란, [3] 예를 들면, 현저한 갈변 물질을 제거하기 위하여 사용되는 정제용 수지량을 대폭 줄이거나 공정의 생략화를 이룰 수 있는 것을 나타낸다. 또한, 본 발명에서는, 이온 교환 수지의 컬럼을 통과시킴으로써, 갈변화를 방지하여, 목적으로 하는 희소당 헥소오스의 생산성을 향상시키는 것을 과제로 한다. 또한, [4] 수지에 원료당, 산성 부산물이 흡착되면 반응이 진행되지 않는 문제점을 해결하는 것도 과제로 하였다.
또한, [5] 수지 상에서의 반응을 어떻게 하면 연속 반응과 연결하여, 반응, 분리, 부생성물의 재이용과 관련된 일련의 공업 생산 플랜트를 구축하고, 생산 공정을 어떻게 하면 줄일 수 있는 지를 과제로 하였다. [6] 크로마토그래피에 의해 이들 복잡한 반응 생성물이 분리되므로, 그 분리 조건을 검토하는 것을 과제로 한다. [7] 또한, 크로마토그래피의 분리 조건을 유지하기 위해, 분리된 생성물에 원료당을 부가하여 일정한 반응 생성물을 얻는 공업적 시스템을 얻는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명은, 당 조성물의 생리적인 작용의 관점에서, 특정 헥소오스가 가지는 생리적인 작용에 착안하여, 특정 헥소오스를 함유하는 당 조성물을 제조하는 것, 즉, [8] 헥소오스에 알칼리를 작용시키는 것에 의해 얻어지는 조성물의 용도를 확립하고, 생성물과 조성비의 범위를 좁히는 것도 과제로 한다.
보다 구체적으로는, 예를 들면, 글루코오스와 프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당으로서 넓은 의미의 "이성화 당", 또는 글루코오스 및/또는 프럭토오스로부터 프시코오스 및 알로오스를 포함하는 변환형 이성화 당을 제조하는, 공업적으로 실용 가능한 제조법의 제공, 및 생리적 효과가 우수한 프시코오스 및 알로오스를 특정량 포함하는 변환형 이성화 당의 제공, 및 그 용도의 확립을 과제로 한다.
상기 [1]∼[8]의 과제를 해결하여, 모든 헥소오스를 생산하는 제조법 및 얻어지는 조성물의 용도를 제공하는 것을 본 발명의 과제로 한다.
또한, 본 발명은, 희소당을 포함하는 식품, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위하여, 연구를 거듭하여 본 발명을 완성한 것이며, 원료당으로서의 헥소오스 또는 그 혼합물이, 강염기성 이온 교환 수지, 알칼리, 및 칼슘염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 존재하는 계(係)에 있어서, 원료당과는 상이한 헥소오스로 변환될 수 있는 것을 발견한 것에 기초한 것이다. 그 중에서도 특히, 제당업에서 필수적인 이온 교환 과정을 반응과 정제의 장으로 하여, 즉 컬럼식으로 하여 연속적으로 반응시킴으로써, 효율적으로 혼합 당을 생산하고, 다음 과정에서 크로마토그래피로 분리하고, 부산물을 원료당에 부가함으로써 효율적 생산의 도모에 성공한 점에 의의를 가진다. 또한, 이온 교환 수지를 사용한 경우를 포함하는, 헥소오스의 알칼리 이성화에 의해 얻어지는 당 조성물의 당 조성과 용도를 검토하여, 의약품, 화장품 등의 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 이하의 (1) 내지 (14)의, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법인 것을 요지로 한다.
(1) 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법으로서, 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액을, 염기성 이온 교환 수지, 알칼리, 및 칼슘염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 존재하는 계에서 처리함으로써, 원료당으로서의 헥소오스를 목적으로 하는 헥소오스로 변환하는 평형 반응인 이성화 반응이 일어나도록 하여, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당으로 만든 것을 특징으로 하는 제조 방법.
(2) 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액 중의 상기 헥소오스의 농도가 5.0 %(w/w)∼100 %(w/w)인 상기 (1)에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(3) 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액 중의 상기 헥소오스가, D-프럭토오스, D-글루코오스, D-프시코오스, D-만노오스, D-알로오스, 및 D-알트로오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 헥소오스인, 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(4) 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액 중의 상기 헥소오스가, D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당인, 상기 (3)에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(5) 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당인 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물이, D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당 조성물인, 상기 (4)에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(6) 상기 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물이, 당질 함량에 대하여, D-프시코오스를 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스를 0.2∼10.0 % 함유하는 당 조성물인, 상기 (5)에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(7) 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액 중의 상기 헥소오스가, L-프럭토오스, L-글루코오스, L-프시코오스, L-만노오스, L-알로오스, 및 L-알트로오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 헥소오스인 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(8) 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액 중의 상기 헥소오스가, D-타가토오스, D-탈로오스, D-갈락토오스, D-소르보오스, D-굴로오스, 및 D-이도오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 헥소오스인, 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(9) 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액 중의 상기 헥소오스가, L-타가토오스, L-탈로오스, L-갈락토오스, L-소르보오스, L-굴로오스, 및 L-이도오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 헥소오스인, 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(10) 염기성 이온 교환 수지가 존재하는 계에서 처리할 때, 사전에 원료당액을 염기성의 용액으로 조제(調製)하여 목적으로 하는 당인 헥소오스의 수율을 높이는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 상기 (9) 중 어느 하나에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(11) 염기성 이온 교환 수지가 존재하는 계에서 처리한 후, 산성 이온 교환 수지 및/또는 믹스 수지에 통액시킴으로써, 반응, 중화, 탈염을 일련의 공정에서 행하는 상기 (1) 내지 상기 (10) 중 어느 하나에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(12) 알칼리가 존재하는 계에서 처리할 때, 원료당액 중의 상기 알칼리의 농도가 0.005 mol/l 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 내지 상기 (11) 중 어느 하나에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(13) 칼슘염이 존재하는 계에서 처리할 때, 원료당액 중의 상기 칼슘염의 농도가 0.005 mol/l이상인 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 내지 상기 (12) 중 어느 하나에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
(14) 제조된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당으로부터 상기 목적으로 하는 헥소오스를 분리하고, 잔사(殘渣)를 원료당으로서 재이용하는, 상기 (1) 내지 상기 (13) 중 어느 하나에 기재된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
또한, 본 발명은, 이하의 (15)의 설탕 유사 감미료, 식품, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 또는 화장품인 것을 요지로 한다.
(15)
상기 (1) 내지 상기 (14) 중 어느 하나에 기재된 방법으로 제조된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하는, 설탕 유사 감미료, 식품, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 또는 화장품.
또한, 본 발명은, 이하의 (16)의 당 조성물인 것을 요지로 한다.
(16) 상기 (1) 내지 상기 (6) 중 어느 하나, 또는 상기 (10) 내지 상기 (14) 중 어느 하나에 기재된 방법으로, D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당, 또는 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스로 이루어지는 원료당액으로부터 제조된, 원료의 당과는 상이한 당 조성의 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당 조성물로서, 그 조성이, 당질 함량에 대하여 0.5∼17.0 %의 D-프시코오스 및 0.2∼10.0 %의 D-알로오스를 포함하는 것을 특징으로 하는 당 조성물.
즉, 원료당으로서의 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당, 또는 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스로 이루어지는 원료당액을, 염기성 이온 교환 수지, 알칼리, 및 칼슘염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 존재하는 계에서 처리함으로써, 원료당으로서의 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스를 목적으로 하는 D-프시코오스와 D-알로오스로 변환하는 평형 반응인 이성화 반응이 일어나도록 하여 제조된, 원료의 당과는 상이한 당 조성의 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당 조성물로서, 그 조성이, 당질 함량에 대하여 0.5∼17.0 %의 D-프시코오스 및 0.2∼10.0 %의 D-알로오스를 포함하는 당 조성물.
또한, 본 발명은, 이하의 (17)의 항비만제, 섭식 억제제, 인슐린 저항성의 개선제, 저칼로리 감미제, 또는 설탕 유사 감미제인 것을 요지로 한다.
(17) 상기 (16)에 기재된 당 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 항비만제, 섭식 억제제, 인슐린 저항성의 개선제, 저칼로리 감미제, 또는 설탕 유사 감미제.
즉, (a) D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당, 또는 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스를 원료당으로 하고, 상기 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스를 D-프시코오스와 D-알로오스로 변환하되, 당질 함량에 대하여 D-프시코오스 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스 0.2∼10.0 %로 되도록 변환한 혼합 당을 유효 성분으로 하는 항비만제.
그리고, 상기 (a)에 있어서, "D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스"를 원료당으로 하는 경우에는, 하기 1)∼3)의 태양을 포함한다. 이하 (b), (c), (d), (e)에 대해서도 동일하다.
1) D-글루코오스를 원료당으로 하고, 상기 D-글루코오스를 D-프시코오스와 D-알로오스로 변환하되, 당질 함량에 대하여 D-프시코오스 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스 0.2∼10.0 %로 되도록 변환한 혼합 당을 유효 성분으로 하는 항비만제.
2) D-프럭토오스를 원료당으로 하고, 상기 D-프럭토오스를 D-프시코오스와 D-알로오스로 변환하되, 당질 함량에 대하여 D-프시코오스 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스 0.2∼10.0 %로 되도록 변환한 혼합 당을 유효 성분으로 하는 항비만제.
3) D-글루코오스 및 D-프럭토오스를 원료당으로 하고, 상기 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 D-프시코오스와 D-알로오스로 변환하되, 당질 함량에 대하여 D-프시코오스 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스 0.2∼10.0 %로 되도록 변환한 혼합 당을 유효 성분으로 하는 항비만제.
(b) D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당, 또는 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스를 원료당으로 하고, 상기 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 D-프시코오스와 D-알로오스로 변환하되, 당질 함량에 대하여 D-프시코오스 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스 0.2∼10.0 %로 되도록 변환한 혼합 당을 유효 성분으로 하는 섭식 억제제.
(c) D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당, 또는 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스를 원료당으로 하고, 상기 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 D-프시코오스와 D-알로오스로 변환하되, 당질 함량에 대하여 D-프시코오스 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스 0.2∼10.0 %로 되도록 변환한 혼합 당을 유효 성분으로 하는 인슐린 저항성의 개선제.
(d) D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당, 또는 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스를 원료당으로 하고, 상기 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 D-프시코오스와 D-알로오스로 변환하되, 당질 함량에 대하여 D-프시코오스 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스 0.2∼10.0 %로 되도록 변환한 혼합 당을 함유하는 저칼로리 감미제.
(e) D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당, 또는 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스를 원료당으로 하고, 상기 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 D-프시코오스와 D-알로오스에(로 변환하되), 당질 함량에 대하여 D-프시코오스 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스 0.2∼10.0 %로 되도록 변환한 혼합 당을 함유하는 설탕 유사 감미제.
본 발명에 의해, 원료당액으로부터 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당을 제조할 수 있다. 특정 헥소오스가 가지는 생리적인 작용에 착안하여, 특정 헥소오스를 함유하는 당 조성물을 제조할 수 있다. 헥소오스를 포함하는 원료당액을 염기성 이온 교환 수지, 알칼리 또는 칼슘염이 존재하는 계에 있어서, 헥소오스를 원료당과는 상이한 구조의 당으로 변환함으로써 상이한 당 조성의 혼합 당을 제조할 수 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들면, D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당으로서 넓은 의미의 "이성화 당"으로부터 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 변환형 이성화 당을 제조할 수 있다.
즉, 본 발명에 의해, 희소당 헥소오스가 가지는 생리적인 작용에 주목하여, 상기 희소당 헥소오스를 함유하는 당 조성물의 신규 제조법이 확립되어 종래의 효소를 사용한 희소당 헥소오스의 제조법의 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 종래의 염기성 조건 하에서의 헥소오스의 이성화 반응으로, 문제로 되는 착색, 정제의 어려움을 해결할 수 있는 화학법을 채용하여, 희소당 헥소오스의 제조가 가능하게 되었다. 특히, 이온 교환 수지를 사용한 하나의 공정으로, 반응, 중화, 이온 제거(탈염)를 행하므로 필요 공정을 대폭 단축할 수 있게 되었다. 또한, 알칼리를 연속적으로 반응 수지에 통액시킴으로써, 이온 교환 수지의 반응성을 높일 수 있다. 이에 따라, 기능성을 발휘하는 희소당을 더욱 고비율로 포함하고, 그리고 착색이 억제된 혼합 당을 얻을 수 있다. 또한, 이 알칼리 통액에 의해 수지의 반응성 저하를 억제했기 때문에, 연속 반응이 가능하게 되었다. 또한, 정제에 사용되는 수지량은, 배치에 의한 갈변물을 정제하는 데 사용되는 수지량의 1/10 이하로 억제할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조법을 사용하면, 필요한 효소를 생산하는 공정을 생략할 수 있고, 나아가서는 효소를 사용하여 제조할 때의 문제점인, 효소 또는 효소 생산균의 오염, 누출 등에 주위를 기울이지 않아도 된다. 또한, 본 발명에 의해, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품 및 식품에 염가로 안전하게 사용할 수 있는 희소당 헥소오스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 특정 헥소오스가 가지는 생리적인 작용에 주목하여, 특정 헥소오스를 함유하는 당 조성물, 및 이들을 사용한 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품 및 식품을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들면, D-프시코오스 및 D-알로오스가 가지는 생리적인 작용에 주목하여, D-프시코오스 및 D-알로오스를 함유하는 당 조성물, 및 이들을 사용한 항비만제, 섭식 억제제, 인슐린 저항성의 개선제, 저칼로리 감미제, 또는 설탕 유사 감미제를 제공할 수 있다.
헥소오스의 이성화에 의해 얻어지는 조성물의 특성 및 용도를 검토한 결과, 특히 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당 조성물이 우수한 생리 활성을 가지는 것을 발견하였다. 즉, D-프시코오스 및 D-알로오스를, 바람직하게는, 당질 함량에 대하여 0.5∼17.0 %의 D-프시코오스 및 0.2∼10.0 %의 D-알로오스를 포함하는 조성물이 의약품 등에 응용될 수 있는 우수한 특성을 발휘하는 것을 발견하였다. 또한, 이들 조성물을 제조하기 위한 제조법에 대해서는, 로브리·드브류인-알베르다 반 엑켄슈타인 반응을 사용한 것이 우수하였다. 특히, 이온 교환 수지를 사용하는 방법이 가장 적합한 것으로 밝혀졌다. 이로써, 동화성 당, 예를 들면, 이성화 당이나 나아가서는 설탕에 우수한 감미제, 항비만제, 섭식 억제제, 인슐린 저항성 개선제, 저칼로리 감미제로서의 특징을 가지도록 할 수 있게 된다. 특히, 얻어지는 조성물은 지금까지 알려져 있는 단당의 항비만 효과보다 우수하다. 또한, 저칼로리임에도 불구하고, 섭식 억제를 일으키는 등 새로운 특징을 가지고 있다. 또한, 감미도 설탕과 유사하며, 칼로리도 낮기 때문에, 저칼로리 감미제로서 널리 사용할 수 있다.
도 1은 로브리·드브류인-알베르다 반 엑켄슈타인 전위 반응을 나타낸 도면이다.
도 2는 육단당의 이즈모링(Izumoring)을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 방법을 도식화하여 설명하는 도면이다.
도 4는 실시예 1 <D-프럭토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>의 목적으로 하는 당을 포함하는 혼합 당의 분석 조성을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 2 <이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>의 목적으로 하는 당을 포함하는 혼합 당의 분석 조성을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예 4 <0.1 mol/l NaOH 용액 중의 D-프럭토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>의 목적으로 하는 당을 포함하는 혼합 당의 분석 조성을 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예 21 <0.1 mol/l NaOH 용액 중의 이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>의 목적으로 하는 당을 포함하는 혼합 당의 분석 조성을 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예 30 <수지의 종류에 따른 D-프시코오스의 생성 효율>의 수지를 사용했을 때 반응 효율이 높은 것과, Cl형보다 OH형에서 효율이 높은 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 실시예 30 <수지의 종류에 의한 D-프시코오스의 생성 효율>의 수지의 모체가 다공질형 쪽이, 겔형보다 반응 효율이 높은 것과, 이온의 총 교환 용량이 큰 것이, 작은 것보다 반응 효율이 높은 것을 나타낸 도면이다.
본 발명은, 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액, 예를 들면, D-글루코오스 또는 D-프럭토오스 및 이들의 혼합 당(예를 들면, 이성화 당)을 원료로 하여 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당, 예를 들면, D-프시코오스와 D-알로오스를 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당을 얻는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 있어서, 당액의 농도에 대하여, w/v 및 w/w를 사용하였다. 실시예의 반응당액의 조제에 있어서는, 이성화 당이 액체이므로, 조제가 용이한 w/v를 사용하여 통일했다. 그 외의 농도에 대해서는, 동물 실험의 먹이 조성은 분체로 조제된 것이며, 브릭스(brix)나 크로마토그래피의 굴절계가 w/w이므로, w/w를 사용하였다.
D-프시코오스와 D-알로오스를 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당은, 그 조성물 비는, 당질 함량에 대하여 0.5∼17.0 %, 바람직하게는 1∼15 %의 D-프시코오스 및 0.2∼10.0 %, 더욱 바람직하게는 0.4∼8%의 D-알로오스를 포함하는 조성물이다. 이 조성에서, 양호한 감미제로서 이용할 수 있다. 또한, 예를 들면, 2.3 % 이상의 D-프시코오스 및 1.3 % 이상의 D-알로오스를 포함하는 조성물에 있어서, 항비만제, 섭식(攝食) 억제제, 인슐린 저항성 개선제로서 사용할 수 있는 특성을 나타낸다. 또한, 저칼로리 감미제 등으로서 사용할 때는, D-프시코오스가 많을 수록 저칼로리로 된다. 또한, 반응 효율(반응 시간)을 고려하면, 1시간 정도의 반응 시간에 생성되는 D-프시코오스 및 알로오스는, 각각, 7%, 5% 정도이다. 이러한 사실로부터, 당질 함량에 대하여 2.5∼8 %의 D-프시코오스 및 1.5∼5 %의 D-알로오스를 포함하는 조성물인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 원료당액으로 되는 헥소오스액을 컬럼상(狀)으로 충전한 염기성 이온 교환 수지에 염기성 용액과 함께 흐르도록 하여, 목적으로 하는 희소당 헥소오스를 제조할 수 있고, 알칼리 또는 칼슘염의 존재 하에 목적으로 하는 희소당 헥소오스, 예를 들면, D-프시코오스와 D-알로오스를 포함하는 조성물을 제조할 수 있다.
[원료당으로서의 헥소오스]
본 발명에 있어서 원료당으로 되는 헥소오스는, D-체 및 L-체 중 어느 쪽이라도 된다. D-글루코오스와 같은 알도오스나 D-프럭토오스와 같은 케토오스라도 된다. 또한, 알도오스와 케토오스의 혼합물이라도 된다. 특히, 포도당 과당 액당(이성화 당)이 원료비의 면에서 유리하다. 또한, 전분으로부터 아밀라아제에 의한 글루코오스의 생성, 글루코오스(크실로오스) 이소머라아제에 의한 이성화 당의 생산 플랜트와 연결함으로써 나아가서는 공정 단축, 스케일 메리트에 의한 이점을 살릴 수 있다. 이 글루코오스이소머라아제에는, 비교적 알칼리 영역에서 작용하고 종류도 많으며, 음이온 교환 수지에 고정화시켜 사용할 수도 있다. 이러한 사실로부터, 글루코오스를 효소로 이성화하면서, 알칼리 조건 하에서 본 발명의 조성물을 생산하는 것도, 공업적인 효율을 고려할 경우 바람직하다.
본반응은 로브리·드브류인-알베르다 반 엑켄슈타인 전위 반응에 의한 평형 반응을 응용한 것이므로, D체의 프럭토오스, 글루코오스, 프시코오스, 만노오스, 알로오스, 알트로오스로부터는, 이들 당 중 어느 하나, 또는 혼합 당을 얻을 수 있다. D체의 타가토오스, 탈로오스, 갈락토오스, 소르보오스, 굴로오스, 이도오스로부터는, 이들 당 중 어느 하나, 또는 혼합 당을 얻을 수 있다. L체에 대해도 마찬가지의 반응이 진행된다. 이는, 상기 비특허 문헌 4의 논문 중의 이즈모링(도 2)을 우측 위(A), 우측 아래(B), 좌측 위(C), 좌측 아래(D)의 4개로 구분으로 나누었을 경우에, 그 블록의 어느 당을 사용해도, 그 블록 내의 다른 당을 본 방법에 의해 만들어 낼 수 있다는 것을 나타낸다.
당 조성물의 생리적인 작용의 관점에서, 특정 헥소오스가 가지는 생리적인 작용에 착안하여, 특정 헥소오스를 함유하는 당 조성물을 제조할 수 있다.
즉, 원료당으로서 D-프럭토오스, D-글루코오스, D-프시코오스, D-만노오스, D-알로오스, 및 D-알트로오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 혼합물을 사용하여, 원료당과는 상이한 D-프럭토오스, D-글루코오스, D-프시코오스, D-만노오스, D-알로오스, 및 D-알트로오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 또는 이들을 포함하는 혼합 당을 생산할 수 있다.
원료당으로서의 헥소오스의 혼합물로서는, 예를 들면, D-글루코오스 및 D-프럭토오스를 함유하는 액상(液狀)의 당이 사용된다. 전술한 양쪽 당의 함유비 등에 특별히 제한받지 않고 사용된다. 일반적으로는, 특정 조성비의 D-글루코오스와 D-프럭토오스의 혼합 당을 이성화 당이라고 하지만, 본 발명에서 말하는 이성화 당이란, D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당으로서 넓은 의미로 파악한다. 본 발명의 원료로서는 입수 가능성 등의 관점에서 보면, 시판되고 있는 포도당 과당 액당, 과당 포도당 액당, 또는 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 혼합하고, 설탕을 가수분해하는 등에 의해 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서의 이성화 당이란, 전분을 아밀라아제 등의 효소 또는 산에 의해 가수분해하여 얻어진, 주로 포도당으로 이루어지는 당액을, 글루코오스이소머라아제 또는 알칼리에 의해 이성화된 포도당 및 과당을 주성분으로 하는 액상의 당으로서, 과당 함유율(당 중 과당의 비율)이 50 % 미만인 "포도당 과당 액당", 50 % 이상 90 % 미만인 "과당 포도당 액당", 90 % 이상인 "고과당 액당", 및 포도당 과당 액당에 포도당 과당 액당을 초과하지 않는 양의 설탕을 부가한 "설탕 혼합 과당 포도당 액당"을 포함하는 것이며, 이들의 구분은 JAS 규격에 따른다.
또한, 원료당 헥소오스로서 D-타가토오스, D-탈로오스, D-갈락토오스, D-소르보오스, D-굴로오스, 및 D-이도오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 혼합물을 사용하여, 원료당과는 상이한 D-타가토오스, D-탈로오스, D-갈락토오스, D-소르보오스, D-굴로오스, 및 D-이도오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 혼합물 또는 이들을 포함하는 혼합 당을 생산할 수 있다.
또한, 원료당 헥소오스로서 L-프럭토오스, L-글루코오스, L-프시코오스, L-만노오스, L-알로오스, 및 L-알트로오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 혼합물을 사용하여, 원료당과는 상이한 L-프럭토오스, L-글루코오스, L-프시코오스, L-만노오스, L-알로오스, 및 L-알트로오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 혼합물 또는 이들을 포함하는 혼합 당을 생산할 수 있다.
또한, 원료당 헥소오스로서 L-타가토오스, L-탈로오스, L-갈락토오스, L-소르보오스, L-굴로오스, 및 L-이도오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 혼합물을 사용하여, 원료당과는 상이한 L-타가토오스, L-탈로오스, L-갈락토오스, L-소르보오스, L-굴로오스, 및 L-이도오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 혼합물 또는 이들을 포함하는 혼합 당을 생산할 수 있다.
그러나, 상기 비특허 문헌 3에 기재된 바와 같이, 당의 개열(開裂)로부터 역알돌 축합 반응을 거쳐, 블록을 벗어나는 당이 약간 생성될 가능성은 있다. 예를 들면, A→B 경로인, D-글루코오스→D-소르보오스 등이다. 본 발명은, 상기 블록 내에서의 반응을 우선적으로 일어나도록 하여, 블록을 벗어나는 반응이 일어나기 어렵게 하는 완만한 반응 조건을 발견하여 사용하고 있다.
또한, 2당, 3당, 올리고머 등에서도, 그 일부를 이성화할 수 있다. 특히, 본 반응을 이용하여, 2당류, 3당류, 올리고당, 덱스트린 등의 말단기의 헥소오스를 이성화할 수도 있다. 예를 들면, 유당(갈락토오스-글루코오스)을 이성화하여, 락툴로오스(갈락토오스-프럭토오스), 갈락토오스-프시코오스 등의 2당류를 생산할 수 있다.
또한, 많은 종류의 헥소오스를 반응시켜, 혼합 당을 얻을 수도 있다. 예를 들면, 유당을 가수분해한 후, 본 방법에 의해 이성화하면, D체의 프럭토오스, 글루코오스, 프시코오스, 만노오스, 알로오스, 알트로오스, 타가토오스, 탈로오스, 갈락토오스, 소르보오스, 굴로오스, 이도오스를 얻을 수 있다.
[원료당액의 농도]
원료당액의 농도에 대해서는, 사후의 농축을 고려하면 농도가 높을수록 바람직한 범위이지만, 원료당액의 농도가 낮을수록, 희소당 헥소오스의 수율을 높일 수 있으므로, 생산 효율을 고려하면, 원료당액의 농도는 5 %∼90 %가 바람직하고, 10 %∼60 %가 더욱 바람직하며, 20 %∼40 %가 가장 바람직하다. 농도가 높은 경우에(수분이 적으면), 부산물의 생성이 보다 적어질 것으로 여겨지지만, 농도 조절에 의해 생성물의 비를 바꾸어 혼합 당을 얻을 수도 있다. 예를 들면, 100 % 농도, 즉 분체에 알칼리를 분무하여 생산할 수도 있다.
[이온 교환 수지]
당액 농도에 대해서는, 5%(w/w) 이상이 사후 농축의 면에서 바람직하지만, 크로마토그래피의 분리 조건에 따라 변경할 수 있다. 수지의 부유를 방지하기 위해서는 5∼30 % 정도가 더욱 바람직하다. 또한, 60 %의 당액에서 반응을 행할 때는, 알칼리는 2.5배 정도 필요량이 증가하지만, 농축이 적은 등의 이점이 있으므로, 30∼60 % 농도에서 반응을 행하는 것도 바람직한 조건이다.
본 발명에 사용되는 염기성 이온 교환 수지로서는, 관능기로서 1급 아민, 2급 아민, 3급 아민, 4급 아민 등이 사용되지만, 그 중에서도 4급 아민이 바람직하다.
또한, 지지체로서는, 여러 가지가 있지만, 겔형보다 다공질형이 바람직하다. 또한, 지지체 당(當)의 이온 교환기가 많을수록 바람직하다. 보다 구체적으로는, 실험 결과, 수지를 사용하지 않은 경우보다, 수지를 사용했을 때 반응 효율이 높고, 수지가 Cl형보다 OH형에서 효율이 높았다(도 8 참조). 또한, 수지의 모체(母體)가 다공질형인 것이, 겔형인 것보다 반응 효율이 높고, 이온의 총교환 용량이 큰 것이, 작은 것보다 반응 효율이 높은 것으로 나타났다(도 8, 9 참조).
[알칼리 및 칼슘염]
본 발명에 사용되는 염기성 용액으로서는, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 암모니아, 수산화 칼슘, 산화 칼슘, 수산화 바륨, 수산화 납, 수산화 스트론튬, 수산화 마그네슘, 수산화 주석, 수산화 알루미늄 등도 적절하게 사용될 수 있지만, 안전성, 비용의 면에서 수산화 나트륨, 수산화 칼슘 등이 바람직하다.
최적 알칼리 농도는 이온 교환 수지의 존재에 따라서 다르지만, 통상, 헥소오스 용액 중에 0.005 mol/l 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 강염기성 이온 교환 수지를 사용할 때는 알칼리는 반드시 필요한 것은 아니며, 헥소오스의 변환 반응은 강염기성 이온 교환 수지 만에 의해서 진행될 수 있다.
또한, 상기 특허 문헌 3에는, 염화 칼슘을 사용한 D-글루코오스의 이성화가 기재되어 있지만, 본 발명에 있어서도 칼슘 이온의 촉매 작용을 사용함으로써, 이성화가 일어나도록 한다. 본 발명에서는, 칼슘 이온을 생성하는 칼슘염, 예를 들면, 염화 칼슘의 존재 하에 헥소오스의 이성화 반응이 진행되어, 예를 들면, D-프럭토오스로부터 D-프시코오스와 D-알로오스를 함유하는 당 조성물을 제조할 수 있다. 칼슘염은, 알칼리 공존 하에 있는 것이 바람직하며, 당액 중에 0.005 mol/l 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 칼슘염이 존재하는 계에서는, 염기성 이온 교환 수지의 공존은 반드시 필요한 것은 아니다.
[염기성 이온 교환 수지를 사용한 헥소오스의 제조 공정]
본 발명에서는, 알칼리의 존재의 유무에 관계없이, 염기성 이온 교환 수지에 의해 헥소오스의 구조를 다른 헥소오스로 변환할 수 있다. 알칼리를 사용하면 반응 컬럼을 연속적으로 사용할 수 있게 되는 이점이 있다. 본 발명은, 염기성 이온 교환 수지에 의해 헥소오스를 이성화하는 점에서도 특징을 가지는 것이다.
일반적인 제당업에서는, 반응 후의 탈염 공정은, 알칼리 조건에서의 여분의 부반응을 방지하기 위해, 통상은 산성 이온 교환 수지에 통액시킨 후, 염기성 이온 교환 수지에 통액시키고, 마지막에 혼합 수지에 통액시킨다. 본 발명의 제조법은, 이 통상의 통액 공정을 역으로 배치함으로써, 부반응에 의해 생성하는 부반응물을 주생성물(목적으로 하는 헥소오스)로서 얻는 것이다.
예를 들면, 글루코오스, 프럭토오스의 알칼리 조건 하에서 희소당으로의 변환 반응을 염기성 이온 교환 수지 상에서 행하고, 다음으로, 산성 이온 교환 수지로 중화하고, 이온 교환을 행하고, 혼합 수지에 통액을 유도하는 것이다. 이 경우에 사용되는 수지는, 일반적으로 산 또는 알칼리의 성질을 가지며, 이온 교환능을 가지는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 마지막의 혼합 수지는, 생성 순도에 따라서는 반드시 필요한 것은 아니다. 또한, 적절한 정제 공정을 추가하는 것에 의해 생성물의 순도를 조절할 수도 있다. 필요하다면, 염기성 이온 교환 수지에 의한 정제를 추가해도 된다.
또한, 주목해야 할 점으로서는, 이 수지 상에서의 반응 과정에서 원료당, 산성 부생성물의 흡착에 의한 반응 효율의 저하가 인정되지만, 이 문제점도, 원료당을 처음부터 알칼리성으로 유지함으로써 효율의 저하를 억제할 수 있는 것도 본 발명자들이 발견하여, 본 발명을 완성했다는 것이다.
알칼리성 용액의 농도의 상한에 대해서는, 부생성물이 생기지 않는 농도가 바람직하지만, 수지의 사용 조건에 따라서도 규정된다. 하한에 대해서는, 반응 생성물이 충분히 생성되는 농도인 0.005 mol/l 이상이 바람직하다. 이온 교환 수지를 사용했을 때의 가장 바람직한 알칼리 농도는 0.005 mol/l 내지 2 mol/l이며, 실시예에서는 0.0029 mol/l∼0.1 mol/l의 범위에서 사용하였다.
반응 온도에 대해서는, 바람직하게는 20 ℃ 이상, 나아가서는 40℃∼70℃에서 통액시키는 것이 더욱 바람직하다. 반응 온도 및 알칼리 농도, 원료 농도를 변경함으로써, 생성되는 조성물의 조성을 조절할 수도 있다. 이 조성의 조제에 의해, 조성물이 인체에 섭취되었을 때의 칼로리량을 조절한 조성물을 얻을 수 있다. 특히, D-프시코오스의 에너지값은 0(제로) 킬로칼로리(상기 비특허 문헌 5)인 것이 보고되어 있어, D-프시코오스 함량을 조정함으로써 그 양에 따라 칼로리를 줄일 수 있다.
상기 비특허 문헌 6의 논문 등의 방법과 같이 압력을 인가하여, 이성화를 촉진하는 방법이 알려져 있지만, 본 방법에 있어서도, 압력을 인가하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 생산 규모에 따라서는, 수지를 배치(batch) 조건으로 사용하는 것이나, 수지를 사용하지 않고, 알칼리만을 사용하여 본 발명의 조성물을 얻을 수도 있다.
또한, 상기 특허 문헌 4에 의하면, 당질 함량에 대하여 8 % 이상의 D-프시코오스 함량으로, 항비만제로서 사용할 수 있는 것이 나타나 있다. 또한, 상기 비특허 문헌 7의 논문에 의하면, 당질 함량에 대하여 9 % 정도의 D-프시코오스 함량으로, 식후 혈당 저하제로서 사용할 수 있는 것이 나타나 있다. 본 발명에 따른 이성화 반응과 이온 교환에 의해 얻어진 혼합 당은, 희소당, 특히 D-프시코오스를 8 %이상 포함하도록 할 수 있으므로, 분획(分劃)을 행하지 않아도 항비만, 식후 혈당 저하 작용 등의 기능성을 가지는 소재로서 제공할 수 있다.
이온 교환 수지에 통액시킨 후, 반응액은 컬럼 크로마토그래피에 의해 목적으로 하는 당의 분리를 행해도 되고, 또한, 당과 킬레이트하는 약제를 사용하여 침전 분리해도 된다. 본 발명의 반응법에서는 컬럼에서의 분리를 행하기 전에 현저한 갈변(褐變) 등은 일어나지 않는 것이지만, 컬럼의 수명을 고려하여 활성탄에 의한 탈취, 탈색 과정 등 일반적으로 알려진 정제 공정을 추가할 수도 있다. 크로마토그래피에 대해서는, 유사 이동상 크로마토그래피(상기 특허 문헌 5, 6 참조)가 본 목적에는 최적이지만, 그 분리 양식은 특별히 제한하지 않는다. 본 발명에 의해 제조된 조성물로부터, D-프시코오스 및 D-알로오스를 크로마토그래피(크로마토그램)에 의해 분획하여, D-프시코오스 및/또는 D-알로오스를 얻어도 된다.
목적으로 하는 당을 분리한 후에 남은 목적 이외의 당을 재이용할 수 있다. 예를 들면, 원료당에 부가하여 다시 반응 매체인 염기성 이온 교환 수지로 안내할 수 있고, 이와 같은 연속 플랜트에 의해 필요 공정을 생략할 수 있다. 본 발명의 바람직한 태양을 도 3에 도식화하여 나타낸다.
여기서 얻어진 희소당은 항비만, 식후 혈당 저하 작용 등의 기능성을 가지는 소재로서 제공할 수 있다.
[알칼리 또는 칼슘염을 사용한 헥소오스의 제조 공정]
본 발명에 있어서는, 이온 교환 수지를 사용하지 않아도 헥소오스를 다른 구조의 헥소오스로 변환할 수 있다. 예를 들면, 헥소오스로부터 D-프시코오스 및 D-알로오스를 함유하는 조성물을 제조할 수 있다. 헥소오스에 알칼리 또는 칼슘염을 혼합하여 공존 상태로 하여 25℃∼100℃의 범위 내에서 가열 처리함으로써, 원료 헥소오스를 다른 종류의 헥소오스인 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당 조성물로 변환할 수 있다. 가열 처리 온도는 40℃ 이상이 특히 바람직하다. 당액 중에 칼슘염은, 0.005 mol/l∼6 mol/l의 농도로 함유되어 있는 것이 바람직하고, 수산화 나트륨 등의 알칼리는 0.005 mol/l ∼2 mol/l의 농도로 함유되어 있는 것이 바람직하다. 알칼리 또는 칼슘염을 사용한 방법에서는, 생성된 당 조성물 중에, 예를 들면, 전체 당량에 대하여, 0.5 %∼5.0 %의 D-알로오스와 3.0 %∼7.0 %의 D-프시코오스를 포함한 당이 제조된다. 제조 공정은, 혼합과 가열 처리로 이루어지는 간편한 공정으로 이루어지고, 배치식 또는 연속식의 어느 방식도 적용할 수 있다.
[D-프시코오스와 D-알로오스를 함유하는 신규당 조성물]
본 발명의 제조법에 있어서, 특정 헥소오스가 가지는 생리적인 작용에 착안하여, 특정 헥소오스를 함유하는 당 조성물을 얻을 목적으로 제조되는 혼합 당은, 신규한 당 조성물이다.
예를 들면, 생리적 효과가 우수한 D-프시코오스 및 D-알로오스를 목적으로 하는 헥소오스로서 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당으로서 넓은 의미의 "이성화 당"으로부터 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 변환형 이성화 당을 제조할 경우, 제조되는 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당은, 신규한 당 조성물이다.
목적하는 기능의 종류나 정도, 사용 태양, 사용량 등에 따라 당질 함량에 대하여, 목적으로 하는 헥소오스의 함유량을 결정하고, 그것을 얻을 목적으로 최적인 제조 조건에서 처리함으로써 목적으로 하는 조성의 혼합 당을 제조할 수 있다. 즉, 원료당으로서의 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당, 또는 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스로 이루어지는 원료당액을, 염기성 이온 교환 수지, 알칼리, 및 칼슘염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 존재하는 계에서 처리함으로써, 원료당으로서의 D-글루코오스와 D-프럭토오스를 목적으로 하는 D-프시코오스와 D-알로오스로 변환하는 평형 반응인 이성화 반응이 일어나도록 하여, 원료의 이성화 당과는 상이한 당 조성의 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당 조성물로서, 그 조성이, 당질 함량에 대하여 0.5∼17.0 %인 D-프시코오스 및 0.2∼10.0 %인 D-알로오스를 포함하는 당 조성물을 제조할 수 있다. 상기 헥소오스 조성물은, D-프시코오스 및 D-알로오스를 동시에 함유하는 것을 특징으로 하며, 당질 함량에 대하여 1.0∼15.0 %의 D-프시코오스와 0.4∼8.0 %의 D-알로오스를 함유하는 조성으로 이루어지는 것이 바람직하며, 2.5∼8.0 % 정도의 D-프시코오스 및 1.5∼5.0 %의 D-알로오스를 함유하는 조성으로 이루어지는 것이 가장 바람직한 것으로서 예시된다. D-프시코오스와 D-알로오스가 공존하는 헥소오스 조성물에는 현저한 효과가 나타나며, D-프시코오스 또는 D-알로오스가 단독일 때의 효과와 대비하면 예기치 못한 상승(相乘) 효과가 나타난다. 예를 들면, 생리 효과에 있어서 우수한 효과가 발휘된다. 이러한 상승 효과는, 실시예 31∼33에 있어서 실증되고 있으며, 특히, 체중 감소율, 체지방 감소율이나 섭이량(攝餌量) 감소율에 있어서 본 발명의 특이적 효과가 나타나 있다. 또한, 본 발명의 D-프시코오스 및 D-알로오스를 함유하는 당 조성물을 섭취한 경우에는, 혈당치의 감소, 인슐린치의 저하가 인정된다. 특히, 본 발명의 당 조성물에 의한 인슐린치의 저하에 대해서는, 지금까지 D-프시코오스 또는 D-알로오스를 단독으로 섭취한 시험에서는 알려지지 않았던 효과이다.
본 발명의 헥소오스 조성물이 전술한 우수한 효과를 발휘하기 위해서는, 전체 당질에 대한 D-프시코오스와 D-알로오스의 비율에 대해서는, D-프시코오스에서는 0.5∼15.0 %이며, 1.0∼15.0 %가 바람직하고, 2.5∼8 %가 가장 바람직한 범위이다. 또한, D-알로오스는 0.2∼10.0 %이며, 0.4∼8.0 %가 바람직하며, 1.5∼5.0 %가 가장 바람직한 범위이다.
D-프시코오스와 D-알로오스의 총량으로서는, 0.7∼25.0 %이며, 또한 1.4∼23.0 %가 바람직하고, 4.0∼13.0 %가 가장 바람직한 범위이다.
[헥소오스 조성물의 용도]
본 발명의 제조법을 사용하면, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품 및 식품에 염가로 안전하게 사용할 수 있는 희소당 헥소오스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 특정 헥소오스가 가지는 생리적인 작용에 주목하여, 특정 헥소오스를 함유하는 당 조성물, 및 이들을 사용한 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품 및 식품을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들면, D-프시코오스 및 D-알로오스가 가지는 생리적인 작용에 주목하여, D-프시코오스 및 D-알로오스를 함유하는 당 조성물, 및 이들을 사용한 항비만제, 섭식 억제제, 인슐린 저항성의 개선제, 저칼로리 감미제, 또는 설탕 유사 감미제를 제공할 수 있다. 본 발명의 제조법에 따른 헥소오스 조성물은, 식품, 보건용 식품, 환자용 식품, 식품 소재, 보건용 식품 소재, 환자용 식품 소재, 식품첨가물, 보건용 식품첨가물, 환자용 식품첨가물, 음료, 보건용 음료, 환자용 음료, 음료수, 보건용 음료수, 환자용 음료수, 약제, 제재 원료, 사료, 환축(患畜) 및/또는 환수용(患獸用) 사료 등, 감미 또는 기능성을 필요로 하는 모든 것에 사용할 수 있다.
헥소오스의 이성화에 의해 얻어지는 조성물의 특성 및 용도를 검토한 결과, 특히 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당 조성물이 우수한 생리 활성을 가지는 것을 발견하였다. 즉, D-프시코오스 및 D-알로오스를, 바람직하게는, 당질 함량에 대하여 0.5∼15.0 %의 D-프시코오스 및 0.2∼10.0 %의 D-알로오스를 포함하는 조성물이 의약품 등에 응용될 수 있는 우수한 특성을 발휘하는 것을 발견하였다. 또한, 이들 조성물을 제조하기 위한 제조법에 대해서는, 로브리·드브류인-알베르다 반 엑켄슈타인 반응을 사용한 것이 우수하였고, 특히 이온 교환 수지를 사용하는 방법이 가장 적합한 것으로 밝혀졌다. 이로써, 동화성 당, 예를 들면, 이성화 당이나 나아가서는 설탕에 우수한 감미제, 항비만제, 섭식 억제제, 인슐린 저항성 개선제, 저칼로리 감미제로서의 특징을 가지도록 할 수 있다. 특히, 얻어지는 조성물은 지금까지 알려진 단당의 항비만 효과보다 우수하다. 또한, 저칼로리임에도 불구하고, 섭식 억제를 일으키는 등 새로운 특징을 구비하고 있다. 또한, 감미도 설탕과 유사하며, 칼로리도 낮기 때문에, 저칼로리 감미제로서 널리 사용할 수 있다.
본 발명의 헥소오스를 식품에 이용하는 경우, 그대로의 형태, 오일 등에 희석한 형태, 유액상(乳液狀) 형태식(形態食), 또는 식품 업계에서 일반적으로 사용되는 담체(擔體)를 첨가한 형태 등으로 조제해도 된다. 음료의 형태는, 비알코올 음료 또는 알코올 음료이다. 비알코올 음료로서는, 예를 들면, 탄산계 음료, 과즙 음료, 넥타 음료 등의 비탄산계 음료, 청량 음료, 스포츠 음료, 차, 커피, 코코아 등, 그리고, 알코올 음료의 형태로서는 약용주, 츄하이, 매실주, 맥주, 발포주, 제3 맥주 등의 일반 식품의 형태를 예로 들 수 있다.
본 발명의 조성물(헥소오스)의, 상기 당질 대사 이상(異常) 및/또는 지질(脂質) 대사 이상 개선을 목적으로 한 식품 소재 혹은 식품 첨가물, 약제로서의 사용 형태로서는, 정제, 캡슐제, 음료 등에 용해시키는 분말 또는 과립 등의 고형제, 젤리 등의 반고형체, 음료수 등의 액체, 희석하여 사용하는 고농도 용액 등이 있다.
또한, 본 발명의 헥소오스 조성물을 식품에 적절하게 첨가하여 당질 대사 이상 및/또는 지질 대사 이상 개선 등을 목적으로 한 보건식 또는 환자식으로 만들 수 있다. 임의적 성분으로서, 통상적으로 식품에 첨가되는 비타민류, 탄수화물, 색소, 향료 등을 적절하게 배합할 수 있다. 식품은 액상 또는 고형의 임의의 형태로 섭취할 수 있다. 젤라틴 등으로 외포(外包)하여 캡슐화한 소프트 캡슐제로서 복용할 수 있다. 캡슐은, 예를 들면, 원료 젤라틴에 물을 부가하여 용해시키고, 여기에 가소제(글리세린, D-소르비톨 등)를 부가함으로써 조제하여 젤라틴 피막으로 만들어진다.
본 발명에 따른 헥소오스는 조리나 차, 커피, 조미료(미림 등) 등에도 사용할 수 있다.
음식물로서는, 구체적으로는 이하의 것을 예시할 수 있다. 양과자류(푸딩, 젤리, 구미 캔디, 캔디, 드롭프스, 카라멜, 추잉껌, 초콜릿, 페스트리, 버터크림, 카스타드크림, 슈크림, 핫케익, 빵, 포테이토칩, 프라이드 포테이토, 팝콘, 비스킷, 크래커, 파이, 스폰지 케이크, 카스테라, 와플, 케이크, 도너츠, 쿠키, 센베, 일본식 구운 떡, 일본식 밥풀 과자, 만쥬, 사탕 등), 건조 면제품(마카로니, 파스타), 유제품(마요네즈, 생크림), 음료(기능성 음료, 락트산 음료, 락트산균 음료, 농후 유성(乳性) 음료, 과즙 음료, 무과즙 음료, 과육 음료, 투명 탄산 음료, 과즙이 든 탄산 음료, 과실 착색 탄산 음료), 기호품(녹차, 홍차, 인스턴트 커피, 코코아, 캔 커피 드링크), 유제품(아이스크림, 요구르트, 커피용 밀크, 버터, 버터 소스, 치즈, 발효유, 가공유), 페이스트류[마말레이트, 잼, 플라워(flour) 페이스트, 피너츠 페이스트, 프루츠 페이스트, 과실의 시럽 절임], 축육 제품[햄, 소시지, 베이컨, 드라이 소시지, 비프저키, 라드(lard)], 어패류 제품(어육 햄, 어육 소시지, 어묵, 대롱 어묵, 한펜, 생선 건어물, 가쓰오부시(가다랑어포), 사바부시(고등어포), 멸치, 성게, 오징어 젓갈, 말린 오징어, 생선을 미림에 양념한 후 말린 것, 건조 조개, 연어 등의 훈제품), 해산물 조림류(작은 생선, 조개류, 산채, 버섯, 다시마), 카레류(즉석 카레, 레토르트 카레, 캔 카레), 조미료제[된장, 분말 된장, 간장, 분말 간장, 거르지 않은 간장, 어장(魚醬), 소스, 케첩, 굴 소스, 고형(固形) 부용(bouillon), 불고기 소스, 카레 루(roux), 스튜의 원료, 스프의 원료, 국물 원료, 페이스트, 인스턴트 스프, 밥에 뿌려먹는 일본식 후리카게, 드레싱, 샐러드유], 튀김 제품(튀김,튀김 과자, 즉석 라면), 두유, 마가린, 쇼트닝 등을 예로 들 수 있다.
전술한 음식물은, 헥소오스 조성물을 통상적인 방법에 따라 일반 식품의 원료와 배합함으로써, 가공 제조할 수 있다. 상기 음식물에 대한 조성물의 배합량은 식품의 형태에 따라 상이하며 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로는 0.1∼20 중량%가 바람직하다. 또한, 상기 음식물은, 기능성 식품, 영양 보조 식품 또는 건강 식품류로서도 사용할 수 있다. 그 형태는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 식품의 제조예로서는, 아미노산의 균형이 양호하며 영양가가 높은 유단백질, 대두 단백질, 계란 알부민 등의 단백질, 이들의 분해물, 난백(卵白)의 올리고펩티드, 대두 가수분해물 등의 외에, 아미노산 단체(單體)의 혼합물 등을, 통상적인 방법에 따라 사용할 수 있다. 또한, 소프트 캡슐, 태블릿 등의 형태로 이용할 수도 있다.
영양 보조 식품 또는 기능성 식품의 예로서는, 당류, 지방, 미량 원소, 비타민류, 유화제, 향료 등이 배합된 유동식, 반소화 영양식, 성분 영양식, 드링크제, 캡슐제, 경장(經腸) 영양제 등의 가공 형태가 있다. 전술한 각종 식품에는, 예를 들면, 스포츠 드링크, 영양 드링크 등의 음식물은, 영양의 균형, 풍미를 양호하게 하기 위하여, 아미노산, 비타민류, 미네랄류 등의 영양 첨가물이나 감미료, 향신료, 향료, 색소 등을 더 배합할 수도 있다.
본 발명의 조성물은, 가축, 가금, 애완동물류의 사료용으로 응용할 수 있다. 예를 들면, 드라이 도그푸드, 드라이 캣푸드, 웨트 도그푸드, 웨트 캣푸드, 세미모이스트 도그푸드, 양계용 사료, 소, 돼지 등의 가축용 사료에 배합할 수 있다. 사료 자체는, 통상적인 방법에 따라 조제할 수 있다.
이들 치료제 및 예방제는, 사람 이외의 동물, 예를 들면, 소, 말, 돼지, 양 등의 가축용 포유류, 닭, 메추리, 타조 등의 가금류(家禽類), 파충류, 조류 또는 소형 포유류 등의 애완동물류, 양식 어류 등에도 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 혼합 당은, 아스파테임(aspartame) 등의 고감미도 감미료, 당 알코올, 케토오스, 알도오스 등의 감미료와 혼합하여, 감미를 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 헥소오스 조성물을 포함하는 당질 대사 이상 및/또는 지질 대사 이상 개선 효과, 비만 개선 효과를 목적으로 한 약제는, 이들을 단독으로 사용하는 것 외에, 일반적 부형제, 안정제, 보존제, 결합제, 붕괴제 등의 적절한 첨가제를 배합하고, 액제, 과립제, 세립제, 가루약, 정제, 캡슐제, 환약, 연고제, 첩부제(貼付劑), 살포제, 스프레이제 또는 주사제 등의 적절한 제형(劑型)을 선택하여 제제(製劑)하고, 경구적, 경비적, 경피적 혹은 경정맥적으로 투여할 수 있다.
경구 투여, 경비 투여, 경피 투여 또는 경정맥 투여에 적합한 의약용의 유기 또는 무기의 고체, 반고체 또는 액체의 담체, 용해제 또는 희석제를, 본 발명의 조성물을 약제로 하여 조제하기 위해 사용할 수 있다. 물, 젤라틴, 유당, 전분, 스테아린산 마그네슘, 탈크, 동·식물성유, 벤질 알코올, 껌, 폴리알킬렌글리콜, 석유 수지, 야자유, 라놀린, 또는 의약에 사용되는 다른 캐리어(담체)는 모두, 본 발명의 조성물을 포함하는 약제의 담체로서 사용할 수 있다. 또한, 안정제, 습윤제, 유화제나, 침투압을 변경하거나, 배합제의 적절한 pH를 유지하기 위한 염류를 보조 약제로서 적절하게 사용할 수 있다.
또한, 화장품 등의 제제화에, 가용성 필름이 사용되고 있다. 예를 들면, 향료 등을 함유시킨 플래이버 필름 등으로 만들어, 기분 전환, 구취 예방 등을 목적으로, 가식성(可食性)의 가용성 필름이 사용되고 있다. 또한, 보습제 등을 함유시킨 화장품용 필름을, 팩으로서 사용하거나, 물에 혼합하여 유액으로서 사용하는 아이디어도 있다. 또한, 항염증제 등을 함유시켜 습포약(濕布藥)으로서 사용하는 것도 검토되고 있다. 식품, 의약품 등의 포장재로서, 또한 식품, 의약품 등의 유효 성분을 함유하는 담체로서 우수한 용해성과 필름 특성을 나타내고, 이들 용도에 바람직하게 사용할 수 있는 가용성 필름이 제안되어 있으며(상기 특허 문헌 7), 이와 같이 하여, 본 발명의 헥소오스 조성물을 의약품 또는 의약부외품, 화장품에 적응할 수 있다.
본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
그리고, 실시예 등에 있어서, 염기성 이온 교환 수지는, Cl형을 구입하여, OH형으로 변환하여 사용하였다. 그러므로, 실시예 중의 염기성 이온 교환 수지는, Cl형으로 표시되어 있는 것도 있지만, 이들은 실시예 30을 제외하고, 실험 시에는 OH형으로 변환하여 사용하였다. 실시예 30에 대해서만, Cl형과 OH형의 반응을 비교하는 것이 목적이므로 IRA900J[Cl]만은 Cl형인 상태로 사용하였다. 특별히 언급하지 않는 한, 염기성 이온 교환 수지에서 반응 후, 강산성 이온 교환 수지에 통액시켜, 분석을 행한 것이다.
[실시예 1]
<D-프럭토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
D-프럭토오스 10 %(w/v) 용액 500 ml를, 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로, 충전 후의 강염기성 이온 교환 수지 38.5 ml에 송액했다(수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 내경 1.5 cm). 이 때 경시적으로 컬럼으로부터 용출되어 나오는 반응액을 샘플링하여, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다. 착색도의 측정은, 광로 폭 10 mm의 셀을 사용하여 분광 광도계에 의해 행하였다. BRIX10에서 [(420 nm의 흡광도)-(720 nm의 흡광도)]×10의 값을 착색도로 하였다.
분석 조성을 도 4에 나타낸다. 통액시킨 후(500 ml)의 용액의 당 조성은, D-글루코오스 15.0 %, D-만노오스 + D-알트로오스 6.3 %, D-프럭토오스 69.3 %, D-알로오스 1.8 %, D-프시코오스 5.2 %이며, 5.2 %의 D-프시코오스 용액을 얻을 수 있었다. 착색도는, 0.05(BRIX10 환산)이며, 갈변은 거의 생기지 않았다. 이러한 사실로부터, 본 방법에 의해, D-프럭토오스, D-글루코오스, D-프시코오스, D-알로오스, D-알트로오스, D-만노오스의 어느 당으로부터 출발해도, 그 외의 당을 얻을 수 있는 것이 밝혀졌다. 또한, 이 방법에서는, 통액함에 따라 산성 부산물이 생기고 반응성이 저하되는 것은 분명하다. 본 발명의 조성물의 특징은, 대체로 출발 물질, 반응 시간, 자유에너지 차(상기 비특허 문헌 4의 p431-433)에 따라 생성물의 비율이 정해지며, D-글루코오스, D-프럭토오스 등의 동화성 당은 수십 %, 희소당은 수 %의 비율인 것이 밝혀졌다. 특히, D-프시코오스는, 반응 시간 또는, 알칼리 농도를 증가시킴으로써, 약 15%, D-알로오스는 약 8% 생성된다.
[실시예 2]
<이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
이성화 당 10 %(w/v) 용액 500 ml를, 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로, 충전 후의 강염기성 이온 교환 수지 38.5 ml에 송액했다(수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
분석 조성을 도 5에 나타낸다. 통액시킨 후(500 ml)의 용액의 당 조성은, D-글루코오스 45.9%, D-만노오스 + D-알트로오스 4.9 %, D-프럭토오스 37.7 %, D-알로오스 1.5 %, D-프시코오스 3.7 %이며, 3.7 %의 D-프시코오스 용액을 얻을 수 있었다. 이 때의 착색도는, 0.04(BRIX10 환산)이며, 갈변은 거의 인정되지 않았다.
[실시예 3]
<배치법에 따른 헥소오스의 생성>
D-프럭토오스 40 % 용액을 pH 11로 조정하고, 배치법으로 100℃, 90분 가열하였다. pH를 유지하기 위하여, 30분마다 4 N의 NaOH를 적정량 부가하였다.
이 때의 반응액의 당 조성은 D-글루코오스 18.8 %, D-만노오스 + D-알트로오스 21.9 %, D-프럭토오스 29.3 %, D-알로오스 10.0 %, D-프시코오스 9.5%이며, 9.5 %의 D-프시코오스를 얻을 수 있었지만, 착색도는 292.2(BRIX10 환산)였다. 이 생성물을 이온 교환 수지에 의해 갈변을 제거하기 위해 사용한 수지량은, 실시예 1, 2에서 사용한 수지량의 10배 이상이며, 이러한 사실로부터, 본 방법의 비용 절감은, 배치법의 10배 이상인 것이 밝혀졌다.
[실시예 4]
<0.1 mol/l NaOH 용액 중의 D-프럭토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
D-프럭토오스를 0.1 M의 NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 500 ml를, 강염기성 이온 교환 수지, 강산성 이온 교환 수지의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로 통액시켰다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
분석 조성을 도 6에 나타낸다. 통액시킨 후의 용액의 당 조성은, D-글루코오스 29.0 %, D-만노오스 + D-알트로오스 14.2 %, D-프럭토오스 39.8 %, D-알로오스 4.3 %, D-프시코오스 8.8 %였다. 알칼리 용액을 원료로서 사용하는 본 방법은, 반응 효율이 저하되지 않는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실은, 알칼리 용액의 통액에 의해, 연속적으로 이 수지 상에서의 반응이 가능하게 되는 것을 밝혀, 본 제조법에 적용한 것을 나타낸다.
[실시예 5]
<D-글루코오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
D-글루코오스 10 %(w/v) 용액 500 ml를, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로, 충전 후의 강염기성 이온 교환 수지 38.5 ml에 송액했다(수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(250 ml), D-글루코오스, D-만노오스, D-프럭토오스, D-알로오스, D-프시코오스의 혼합 당액이 얻어졌고, 갈변은 거의 인정되지 않았다. 이러한 사실로부터, D-글루코오스(알도오스)를 출발 물질로서 사용해도, A 블록의 당(케토오스 및 알도오스)을 얻을 수 있는 것이 밝혀졌다.
[실시예 6]
<0.005 mol/l NaOH 용액 중의 D-프럭토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
D-프럭토오스를 0.005 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 500 ml를, 강염기성 이온 교환 수지, 약산성 이온 교환 수지의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로 통액시켰다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후, D-글루코오스, D-만노오스, D-프럭토오스, D-알로오스, D-프시코오스의 혼합 당액을 얻을 수 있었다. 0.005 M의 알칼리 용액을 원료로서 사용하는 본 방법은, 반응 효율이 저하되지 않는 것이 밝혀졌다. 이는, 알칼리 용액의 통액에 의해 수지로의 원료당, 부생성물의 흡착을 억제하는 것에 의해, 연속적으로 이 수지 상에서의 반응이 가능하게 되는 것을 밝혀, 본 제조법에 적용한 것을 나타낸다.
[실시예 7]
<0.1 mol/l NaOH 용액 중의 이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
이성화 당을 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 500 ml를, 강염기성 이온 교환 수지, 약산성 이온 교환 수지의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로 통액시켰다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후, D-글루코오스, D-만노오스, D-프럭토오스, D-알로오스, D-프시코오스의 혼합 당액을 얻을 수 있었다. 이성화 당의 알칼리 용액을 원료로서 사용하는 본 방법에 있어서도, 알칼리 용액의 통액에 의해 연속적으로 이 수지 상에서의 반응이 가능하게 되는 것을 밝혀, 본 제조법에 적용한 것을 나타낸다.
[실시예 8]
<5% 이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
이성화 당을, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 5%(w/v)로 되도록 조제한다. 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로, 충전 후의 강염기성 이온 교환 수지 38.5 ml에 송액했다(수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(250 ml), D-글루코오스, D-만노오스, D-프럭토오스, D-알로오스, D-프시코오스의 혼합 당액이 얻어졌고, 갈변은 거의 인정되지 않았다. 이러한 사실로부터, 5% 정도의 묽은 용액에 있어서도, A 블록 내의 원료당을 사용하여, A블록 내의 당을 생산할 수 있는 것이 밝혀졌다.
[실시예 9]
<30 % 이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
이성화 당을, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 30 %(w/v)로 되도록 조제한다. 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로, 충전 후의 강염기성 이온 교환 수지 38.5 ml에 송액했다(수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(250 ml), D-글루코오스, D-만노오스, D-프럭토오스, D-알로오스, D-프시코오스의 혼합 당액이 얻어졌고, 갈변은 거의 인정되지 않았다.
[실시예 10]
<D-타가토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
D-타가토오스를, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로, 충전 후의 강염기성 이온 교환 수지 38.5 ml에 송액했다(수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(250 ml), D-갈락토오스, D-타가토오스, D-소르보오스, D-이도오스, D-굴로오스의 혼합 당액이 얻어졌고, 갈변은 거의 인정되지 않았다. 이러한 사실로부터, B 블록의 원료당으로부터, 본 이온 교환 수지를 사용하는 방법으로, B블록의 당을 생산할 수 있는 것이 밝혀졌다.
[실시예 11]
<L-프럭토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
L-프럭토오스를, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로, 충전 후의 강염기성 이온 교환 수지 38.5 ml에 송액했다(수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(250 ml) L-글루코오스, L-만노오스, L-프럭토오스, L-알로오스, L-프시코오스의 혼합 당액이 얻어졌고, 갈변은 거의 인정되지 않았다. 이러한 사실로부터, D블록의 원료당으로부터, 본 이온 교환 수지를 사용하는 방법으로, D 블록의 당을 생산할 수 있는 것이 밝혀졌다.
[실시예 12]
<L-타가토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
L-타가토오스를, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로, 충전 후의 강염기성 이온 교환 수지 38.5 ml에 송액했다(수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(250 ml), L-갈락토오스, L-타가토오스, L-소르보오스, L-이도오스, L-굴로오스의 혼합 당액이 얻어졌고, 갈변은 거의 인정되지 않았다. 이러한 사실로부터, C블록의 원료당으로부터, 본 이온 교환 수지를 사용하는 방법으로, C블록의 당을 생산할 수 있는 것이 밝혀졌다.
[실시예 13]
<이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 연속 반응>
이성화 당 20 %(w/v) 용액 500 ml를, 10 %로 희석하여 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로, 충전 후의 강염기성 이온 교환 수지 38.5 ml에 송액했다(수지: 앰버라이트 IRA900J[Cl], 컬럼 내경 1.5 cm). 이 반응액(조성물 1)을 양이온 교환 수지 컬럼, 혼합 수지 컬럼에 통액시킨 후, 활성탄으로 탈색, 여과하고, 이 여과액을 농축했다. 농축액을 유사 이동 크로마토그래피에 의해 D-프시코오스를 분리하고, 그 외의 혼합 당 분리액에 감소분의 이성화 당을 부가하고, 또한 염기성 이온 교환 수지에 제공하여, 반응 조성물(조성물 2)을 얻었다. 이 조성물을 상기 HPLC에 의해 확인하였다.
원료당 조성물 1과 원료당 조성물 2의 비율이 대략 동일한 조성을 얻을 수 있었다. 이러한 사실로부터, 분리액에 이성화 당을 혼합하고 반응시켰을 경우에도 일정 조성의 반응액을 얻을 수 있는 것이 밝혀졌다. 이 조성의 발견은, 연속적으로 분리 가능한 것을 나타낸다.
[실시예 14]
<강염기성 이온 교환 수지 상에서 생성한 당액의 관능 검사>
패널 6명에 의해, 실시예 7에서 조제한 10 % 당액을 조정하고, 미질 시험을 행하였다. 평가는, 설탕과 동일한 감미도를 나타내는 당액 및 설탕과 비교하여 "가볍다", "변함없다", "무겁다"의 3 종류 중에서 감미질을 선택시켰다. 선택한 인원수를 구하여, 관능 시험을 행하였다. 패널의 구성은, 20대∼30대의 미각에 정통한 남녀 6명이었다.
그 결과, 본 방법으로 얻어진 당의 혼합액의 미질은 설탕과 유사하였다.
[실시예 15]
<강염기성 이온 교환 수지 상에서 생성한 당액을 함유하는 산성 음료의 제조>
본 제조법에 따른 혼합 당 및 자당을 사용한 음료를 제조하였으나, 본 방법으로 얻어진 당의 혼합액을 사용한 미질은 설탕과 유사하였다.
[실시예 16]
<수지를 사용하지 않는 반응 1>
D-프럭토오스를 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조정하고, 60℃로 가온(加溫)했다. 가온 시간 13분과 20분에 샘플링하고, 각각의 당액에 강산성 이온 교환 수지(앰버라이트 200CT[H형])를 부가하여 중화시켰다. 각 당액의 조성을 HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
13분 가온한 반응액의 당 조성은, 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 16.4 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 4.7 %, D-프럭토오스 70.9 %, D-알로오스 0.9 %, D-프시코오스 4.7 %이며, 이 때의 착색도는 0.37(Brix10 환산)이었다. 또한, 20분 가온한 반응액의 당 조성은, 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 21.9 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 7.0 %, D-프럭토오스 60.1 %, D-알로오스 1.5 %, D-프시코오스 6.3 %이며, 이 때의 착색도는 0.87(Brix10 환산)이었다. 이들은, 실시예 1, 2에서 얻어진 당액과 비교하면, 착색도가 10∼30 배였다. 이러한 사실로부터, 수지를 사용하지 않는 방법으로서도, 본 발명의 조성물을 얻을 수 있지만, 수지를 사용한 방법은, 나중의 정제 효율의 면에서 우수한 것이 분명하다. 그리고, 소르보오스는, 역알돌 축합에 의한 부산물로서, 수 % 정도 생기는 것으로 여겨진다.
[실시예 17]
<수지를 사용하지 않는 반응 2>
이성화 당(D-글루코오스 55 %, D-프럭토오스 45 %; w/w)을 0.07 mol/l Ca(OH)2 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조정하고, 60℃에서 1시간 반응시켰다. 반응 후의 당액을 탈염하고, 당 조성을 HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
반응액의 당 조성은, 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 39.8%, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 10.8 %, D-프럭토오스 27.8 %, D-알로오스 2.8 %, D-프시코오스 5.2 %였다. 이러한 사실로부터, 수산화 나트륨뿐만 아니라, 수산화 칼슘에서도 본 발명의 조성물을 얻을 수 있는 것이 밝혀졌다. 또한, 0.0029 mol/lCa(OH)2 용액을 사용하여 동일 조건에서 실험한 결과에 있어서도, 2시간 동안의 반응에 의해, 1.3 %의 D-프시코오스와 0.3 %의 D-알로오스를 포함하는 조성물을 얻을 수 있었다.
[실시예 18]
<수지를 사용하지 않는 반응 3>
실시예 4의 조건에서, 수지를 사용하지 않는 조건, 즉 0.1 mol/l NaOH 용액 중의 D-프럭토오스의 가온 셀에 의한 반응을 행하였다. D-프럭토오스를 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 600 ml를, 60℃의 보온 셀(길이; 30 cm, 내경 1.5 cm), 강산성 이온 교환 수지 26 ml의 차례로, 송액 속도 1.6 ml/min로 통액시켰다(강산성 이온 교환 수지: 앰버라이트 200CT[H형]). 이 때 보온 셀로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(600 ml)의 용액의 당 조성은, 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 18.2 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 5.9 %, D-프럭토오스 67.0 %, D-알로오스 1.2 %, D-프시코오스 5.1 %이며, 착색도는 1.24였다. 이러한 사실로부터, 가온만으로도 반응은 진행되지만, 실시예 4의 강염기성 이온 교환 수지를 사용한 경우, 반응 속도가 빠르고, 또한 착색도도 낮기 때문에, 생산 효율 면에서 유리한 것을 나타낸다.
[실시예 19]
<D-글루코오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
D-글루코오스를 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로 강염기성 이온 교환 수지 45 ml(수지: 앰버라이트 IRA900J OH, 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm), 강산성 이온 교환 수지 26 ml(수지: 앰버라이트 200CT[H형], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm)의 차례로 송액했다. 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(400 ml), 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 47.4 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 9.6 %, D-프럭토오스 32.1 %, D-알로오스 2.7 %, D-프시코오스 5.7 %의 혼합 당액이 얻어졌고, 갈변은 거의 인정되지 않았다. 이러한 사실로부터, D-글루코오스(알도오스)를 출발 물질로서 사용해도, A 블록의 당(케토오스 및 알도오스)을 얻을 수 있는 것이 밝혀졌다.
[실시예 20]
<0.005 mol/l NaOH 용액 중의 D-프럭토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
D-프럭토오스를 0.005 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 1100 ml를, 강염기성 이온 교환 수지 45 ml, 강산성 이온 교환 수지 26 ml의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 0.8 ml/min로 통액시켰다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J OH, 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(1000 ml), 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 9.4 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 3.2 %, D-프럭토오스 80.0 %, D-알로오스 1.1 %, D-프시코오스 3.9 %의 혼합 당액을 얻을 수 있었다. NaOH를 첨가하지 않고, 그 외에는 동일 조건으로 통액시키면, 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 6.2 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 2.3 %, D-프럭토오스 86.1 %, D-알로오스 0.9 %, D-프시코오스 2.9 %의 혼합 당액을 얻을 수 있다. 알칼리 용액을 원료로서 사용하는 본 방법은, 반응 효율의 저하를 억제하고, 목적으로 하는 당인 헥소오스의 생산성을 향상시키는 방법으로서 유효한 것이 밝혀졌다. 알칼리의 농도에 대해서는, 투입량에 따라 반응은 진행되고, 매우 작은 양이라도 반응 시간이나 온도를 증가시키면, 본 발명의 조성물을 얻을 수 있지만, 1시간 정도의 단시간이나 60℃ 정도의 낮은 온도에서 효율적으로 본 발명의 조성물을 얻기 위해서는, 알칼리 농도가 0.005 mol/l 이상인 용액인 것이 바람직하다.
[실시예 21]
<0.1 mol/l NaOH 용액 중의 이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
이성화 당을 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 500 ml를, 강염기성 이온 교환 수지 45 ml, 강산성 이온 교환 수지 26 ml의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로 통액시켰다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J OH, 강산성 이온 교환 수지: 앰버라이트 200CT[H형], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
분석 조성을 도 7에 나타낸다. 통액시킨 후(400 ml)의 용액의 당 조성은, 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 40.3 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 10.7 %, D-프럭토오스 32.2 %, D-알로오스 3.2 %, D-프시코오스 6.3 %였다. 알칼리 용액을 원료와 함께 통액시키는 본 방법은, 실시예 2와 마찬가지로, 이성화 당을 원료로 한 경우에도, 반응 효율이 저하되지 않는 것이 밝혀졌다. 이는, 알칼리 용액의 통액에 의해 수지에 대한 원료당, 부생성물의 흡착을 억제함으로써, 목적으로 하는 당인 헥소오스의 생산성을 향상시키는 방법으로서 유효한 것을 나타낸다.
[실시예 22]
<5% 이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
이성화 당을, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 5%(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 1100 ml를, 강염기성 이온 교환 수지 45 ml, 강산성 이온 교환 수지 26 ml의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 0.8 ml/min로 통액시켰다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J OH, 강산성 이온 교환 수지: 앰버라이트 200CT[H형], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(1000 ml), 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 34.3 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 12.4 %, D-프럭토오스 25.8 %, D-알로오스 4.1 %, D-프시코오스 6.3 %의 혼합 당액을 얻을 수 있었다. 이러한 사실로부터, 희박(稀薄) 용액이라도 A 블록 내의 원료당을 사용하여, A 블록 내의 당을 생산할 수 있어, 본 발명의 조성물을 얻을 수 있지만, 나중의 농축을 간편하게 하기 위해서는, 특히 5% 정도 이상의 원료 용액이 바람직하다.
[실시예 23]
<40 % 이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
이성화 당을, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 40 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 1100 ml를, 강염기성 이온 교환 수지 45 ml, 강산성 이온 교환 수지 26 ml의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 0.8 ml/min로 통액했다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J OH, 강산성 이온 교환 수지: 앰버라이트 200CT[H형], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
통액시킨 후(1000 ml), 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 46.2 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 6.3 %, D-프럭토오스 32.8 %, D-알로오스 2.0 %, D-프시코오스 4.8 %의 혼합 당액을 얻을 수 있었다. 실시예 21, 22와 비교하여, 희소당 헥소오스의 생산량이 적은 것을 보면, 원료당액의 농도가 낮을수록, 희소당 헥소오스의 수율을 높일 수 있는 것을 나타낸다. 이러한 사실로부터, 생산 효율을 고려하면, 원료당액의 농도는 5 %∼40 %, 특히 10∼30 % 정도가 바람직하다.
[실시예 24]
<D-타가토오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
D-타가토오스를 주성분(90 %이상)으로 하는 당액을, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 500 ml를, 강염기성 이온 교환 수지 45 ml, 강산성 이온 교환 수지 26 ml의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로 통액시켰다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J OH, 강산성 이온 교환 수지: 앰버라이트 200CT[H형], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다. 또한, 얻어진 당액의 30 % 용액의 미질을 확인했다.
통액시킨 후(400 ml), 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 1.8 %, D-갈락토오스 + D-소르보오스 45.1 %, D-이도오스 8.7 %, D-타가토오스 + D-굴로오스 29.2 %, D-탈로오스 8.8 %의 혼합 당액을 얻을 수 있었다. 이러한 사실로부터, B 블록의 원료당으로부터, 본 이온 교환 수지를 사용하는 방법으로, B 블록의 당을 생산할 수 있는 것이 밝혀졌다. 또한, 이 혼합 당의 미질은 설탕과 유사하였다.
[실시예 25]
<L-소르보오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
L-소르보오스를, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 500 ml를, 강염기성 이온 교환 수지 45 ml, 강산성 이온 교환 수지 26 ml의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로 통액시켰다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J OH, 강산성 이온 교환 수지: 앰버라이트 200CT[H형], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다. 또한, 얻어진 당액의 30 % 용액의 미질을 확인했다.
통액시킨 후(400 ml), 당질 함량에 대하여, L-글루코오스 2.0 %, L-갈락토오스 + L-소르보오스 59.2 %, L-이도오스 9.9 %, L-타가토오스 + L-굴로오스 17.2 %, L-탈로오스 5.0 %의 혼합 당액을 얻을 수 있었다. 이러한 사실로부터, C 블록의 원료당으로부터, 본 이온 교환 수지를 사용하는 방법으로, C블록의 당을 생산할 수 있는 것이 밝혀졌다. 또한, 이 혼합 당의 미질은 설탕과 유사하였다.
[실시예 26]
<L-프시코오스의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 반응>
L-프시코오스를, 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액 500 ml를, 강염기성 이온 교환 수지 45 ml, 강산성 이온 교환 수지 26 ml의 차례로, 온도 60℃, 송액 속도 1.6 ml/min로 통액시켰다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J OH, 강산성 이온 교환 수지: 앰버라이트 200CT[H형], 컬럼 길이; 30 cm, 내경 1.5 cm). 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 경시적인 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다. 또한, 얻어진 당액의 30 % 용액의 미질을 확인했다.
통액시킨 후(400 ml), 당질 함량에 대하여, L-글루코오스 7.7 %, L-소르보오스 + L-만노오스 + L-알트로오스 17.7 %, L-프럭토오스 21.5 %, L-알로오스 12.4 %, L-프시코오스 34.1 %의 혼합 당액을 얻을 수 있었다. 이러한 사실로부터, D 블록의 원료당으로부터, 본 이온 교환 수지를 사용하는 방법으로, D블록의 당을 생산할 수 있는 것이 밝혀졌다. 또한, 이 혼합 당의 미질은 설탕과 유사하였다.
[실시예 27]
<이성화 당의 강염기성 이온 교환 수지에 의한 연속 반응>
이성화 당을 0.1 mol/l NaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한다. 이 용액을, 강염기성 이온 교환 수지, 강산성 이온 교환 수지의 차례로, 60℃에서 송액했다(강염기성 이온 교환 수지: 앰버라이트 IRA900J OH, 강산성 이온 교환 수지: 앰버라이트 200CT[H형]). 이 반응액(조성물 1)을 정제한 후, 유사 이동 크로마토그래피에 의해 D-프시코오스만을 분리하고, 나머지 당액을, 전술한 조건으로 염기성 이온 교환 수지에 제공하여, 반응 조성물(조성물 2)을 얻었다. 이 조성물을 상기 HPLC에 의해 확인하였다.
조성물 1은, 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 40.1 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 11.4 %, D-프럭토오스 32.5 %, D-알로오스 3.4 %, D-프시코오스 6.7 %였다. 조성물 2는, 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 33.2 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 16.1 %, D-프럭토오스 14.3 %, D-알로오스 4.6 %, D-프시코오스 6.1 %였다. 이러한 사실로부터, 본반응 생성물로부터 목적으로 하는 당인 헥소오스를 분리한 후, 잔여액을 다시 원료당으로서 사용하여 반응·분리함으로써 목적으로 하는 당인 헥소오스만을 얻을 수 있는 것이 밝혀졌다. 이와 같이, 연속적으로 반응 분리 공정을 반복하는 것에 의해, 효율적으로 목적으로 하는 당인 헥소오스를 얻을 수 있다.
[실시예 28]
<칼슘을 사용한 헥소오스의 반응>
6.0 g의 물에 4.0 g의 염화 칼슘과 0.25 g의 D-프럭토오스를 부가하여, 60℃, 30분 반응시켰다. 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)에 의해 분석하였다.
분석 결과, 당질 함량에 대하여, D-글루코오스 2.54 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 4.09 %, D-프럭토오스 86.54 %, D-알로오스 0.72 %, D-프시코오스 4.82 %의 혼합 당액을 얻을 수 있었다. 이러한 사실로부터, 칼슘의 촉매 반응을 이용하더라도 본 발명의 조성물이 얻어지는 것을 나타낸다.
[실시예 29]
<이성화 당에 포함되는 D-프시코오스의 정량>
이성화 당에 포함되는 D-프시코오스는 매우 함량이 낮아 지금까지 방법으로는 정량(定量)하기 곤란했다. 이에, 이성화 당을 효모에 의해 동화시켜, 주된 당인, 글루코오스와 프럭토오스를 제거한 후에, HPLC에 의한 D-프시코오스의 정량을 행하였다.
건조 효모 11.5 g을, 2 % 농도의 알긴산 나트륨 용액 100 ml에 현탁했다. 현탁액을, 양호하게 냉각시킨 5% 농도의 염화 칼슘 용액에 적하함으로써, 효모를 포함하는 고정화 겔을 제조하였다. 삼각 플라스크에, 이성화 당(후지프럭토 95, 일본식품화공)을 14.4 g, 순수 85.6 g을 투입하여, 100 ml로 만들었다. 이 용액 중에는, 이성화 당이 고형분으로서 10 g 포함되어 있다. 이 용액과 내부 표준 물질과 고정화 효모를 메스 실린더로 50 ml에 상당하는 위치까지 칭량한 것을 함께, 500 ml의 삼각 플라스크에 넣어 진탕 배양기에 의해, 24시간 진탕 배양을 행하였다. 배양 종료액은, 0.8㎛의 셀룰로오스막 필터(어드밴텍크 제품)를 사용하여 효모를 제거하고, 이온 교환 수지를 통액시켜 탈염한 후, 로터리 증발기로 농축시킨 것을, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC)를 사용하여 분석하였다.
D-프시코오스의 이성화 당 중의 함유량은, 0.1 %였다. 이러한 사실로부터, 이성화 당 중에도 D-프시코오스가 포함되어 있는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실로부터, 전술한 실시예 중의 이온 교환 수지법에 따른 D-프시코오스의 생산법은, 이성화 당에 포함되어 있는 D-프시코오스 함량을 더욱 대폭 증가시키는 방법인 것을 알 수 있다.
[실시예 30]
<수지의 종류에 따른 D-프시코오스의 생성 효율>
4종류의 이온 교환 수지(IRA400J, IRA900J, IRA900J[Cl], IRA904)를 사용하여, 이성화 효율이 높은 수지의 검토를 행하였다. 0.1 mol/lNaOH 용액으로, 10 %(w/v)로 되도록 조제한 이성화 당을, 염기성 이온 교환 수지 2리터로 온도 60℃에서, 송액 속도 2 l/h로 컬럼에 통액시켰다.
경시적으로 반응액을 샘플링한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; (주) 히타치하이테크노로지즈 GL-C611)에 의해 분석하였다.
도 8, 9에 나타낸 바와 같이, 수지의 종류에 따른 이성화 효율을 검토했다. 도 8의 결과로부터, 수지를 사용하지 않은 경우보다, 수지를 사용했을 때 반응 효율이 높은 것과, 수지가 Cl형(IRA900J[Cl])보다 OH형(IRA900J)에서 효율이 높은 것으로 나타났다. 도 9의 결과로부터, 수지의 모체가 다공질형(IRA900J) 쪽이, 겔형(IRA400J)보다 반응 효율이 높은 것과, 이온의 총교환 용량이 큰(IRA900J: ≥1.0 mg당량/ml 습윤 수지) 것이, 작은(IRA904: ≥0.65 mg당량/ml 습윤 수지) 것보다 반응 효율이 높은 것으로 나타났다.
[실시예 31]
<D-프시코오스와 D-알로오스를 포함하는 당액의 관능 검사>
20대∼50대의 미각에 정통한 남녀 패널 6명에 의해, 표 1에 기재된 조성의 10 %(w/v) 당액(1∼8)을 조정하여 미질 시험을 행하였다. 평가는, 감미의 강도, 뒷맛의 양호함, 감미의 깔끔함, 감미의 균형, 질감에 관한 것이며, 가장 우수하면 패널이 느낀 당액(1∼8)에 1표를 투표하는 방법에 의해 행하였다. 또한, 설탕과 비교한 경우의 미질의 앙케이트를 행하였다. 또한, 당액 7과 실시예 21에서 생긴 조성물(D-글루코오스 40.3 %, D-프럭토오스 32.2 %, D-알로오스 3.2 %, D-프시코오스 6.3 %, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스가 10.7%를 함유)의 미질의 비교를 행하였다.
[표 1]
Figure pct00001
표 1의 결과로부터, 기존의 이성화 당(당액 1, 2)과 비교하여, D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 조성물(당액 6, 7, 8)이 미질을 향상시키는 것이 밝혀졌다. 특히 본 발명의 당액(당액 6, 7, 8)은, 감미의 균형 및 질감에서 우수하여, 포함되어 있는 함량이 적은 경우, 또는 많은 경우라도, 미질의 개선 효과가 인정되었다. 또한, 당액 7과 실시예 21에서 얻어진 당액의 미질을 비교하면, 미질은 거의 구별할 수 없었다. 또한, 각 조성물(당액 1∼8)과 10 % 설탕액에 대하여, 미질을 비교한 결과, D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 조성물이, 다른 조성물에 비해, 설탕의 미질과 유사한 것으로 나타났다. D-알로오스의 감미도는 설탕의 8할 정도이며, 미질도 설탕과 유사하므로, 감미의 개선 효과를 나타내는 것으로 고찰할 수 있지만, 특히 D-프시코오스와 성질이 서로 잘 맞는 것으로 추측되었다.
[실시예 32]
<D-프시코오스와 D-알로오스를 포함하는 당액을 함유하는 산성 음료의 제조>
표 2에 나타내는 비율에 따라, 본 발명의 감미료(실시예 21의 방법에 의해 얻어진 당액) 및 자당을 사용한 음료를 제조하였다.
[표 2]
Figure pct00002
D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당액(배합 비율 a, b, c)과, 본 실시예 21(배합 비율 d)에 의해 얻어진 당액 및 자당(배합 비율 e)을 사용한 음료를 제조하였다. 그 결과, 배합 비율 e에 비해, 배합 비율 a, b, c, d 모두, 미질은 설탕과 유사하였다. 이러한 사실로부터, D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 본 특허 조성물은 설탕 유사 감미제로서 이용할 수 있는 것을 나타낸다.
[실시예 33]
<D-프시코오스와 D-알로오스를 포함하는 당액의 생리 효과>
기존에 알려진 배합의 이성화 당을 본 발명에 따라 이성화하면, 이성화 당의 구성 당인 글루코오스와 과당이 이성화되어, 7% 정도의 D-프시코오스 및 4% 정도의 D-알로오스를 포함하는 조성물을 얻을 수 있다(이후, 본 발명의 조성물이라고 함). 본 실험에서는, 기존의 이성화 당(글루코오스 55% 및 프럭토오스 45%)과 비교하여, 본 발명법에 따라 얻어진 조성물의 기능성에 관하여, 랫을 사용하여 검토했다.
[실험 방법]
실험 동물로서 3주령의 수컷 Wistar계 랫(rat)을 사용하였다. 군으로서는, 이성화 당 섭취군[이성화 당 유래 당질 28.5% + 스타치 28.5%(w/w)] 및 본 발명의 조성물을 이성화 당으로 치환한 본 발명의 조성물 섭취군(본 발명의 조성물 유래 당질 28.5% + 스타치 28.5%), 컨트롤군으로서 스타치 섭취군(스타치 57%)으로 하였다. 먹이의 단백원으로서 카제인 17.5%, 지방질원으로서 분말 유지(油脂) 43.9%를 사용하였다.
실험 사료와 물을 자유롭게 섭취하도록 하여 8주간 사육했다. 사육 종료 후, 체중을 측정하고 해부를 행하였다. 해부 시에, 채혈하여, 혈당치 및 인슐린치를 측정하였다. 또한, 체지방을 채취하여 그 중량을 측정하였다. 섭이량의 집계도 행하였다. 측정값은 평균값 및 표준 편차로 나타내고, 다중 검정법으로 검정을 행하였다.
그리고, (A) 이성화 당 섭취군은, 이성화 당 유래 당질로서 D-글루코오스 55%, D-프럭토오스 45%를 포함하고, (B) 본 발명의 조성물 섭취군은, 본 발명의 조성물 유래 당질로서 D-글루코오스 40%, D-프럭토오스 31%, D-만노오스 + D-소르보오스 + D-알트로오스 12%, D-프시코오스 7%, D-알로오스 4%를 포함하는 실시예 21에 기재한 방법을 이용하여 얻은 조성물을 사용하였다.
[결과]
체중 증가량(g)은, 스타치(대조) 군에서 195±21, 이성화 당 군에서 189±15, 본 발명의 조성물 군에서 158±17이며, 대조군 및 이성화 당 군과 비교하여, 본 발명의 조성물 군에서 유의한 체중의 저하가 인정되었다(P<0.01). 부고환 지방 조직(g)은, 스타치(대조) 군에서 7.85±1.7, 이성화 당 군에서 8.56±1.4, 본 발명의 조성물 군에서 4.62±0.7이며, 대조군 및 이성화 당 군과 비교하여, 본 발명의 조성물 군에서 유의한 지방 조직 중량의 저하가 인정되었다(P<0.01). 신장 주위 지방 조직(g)은, 스타치(대조) 군에서 7.05±1.1, 이성화 당 군에서 7.84±1.4, 본 발명의 조성물 군에서 4.74±0.8이며, 대조군 및 이성화 당 군과 비교하여, 본 발명의 조성물 군에서 유의한 지방 조직 중량의 저하가 인정되었다(P<0.01). 장간막(腸間膜) 지방 조직(g)은, 스타치(대조) 군에서 5.34±1.2, 이성화 당 군에서 6.30±1.3, 본 발명의 조성물 군에서 3.76±0.6이며, 대조군 및 이성화 당 군과 비교하여, 본 발명의 조성물 군에서 유의한 지방 조직 중량의 저하가 인정되었다(P<0.01). 총 복강내 지방 조직(g)은, 스타치(대조) 군에서 20.2±3.8, 이성화 당 군에서 22.7±3.9, 본 발명의 조성물 군에서 13.1±1.9이며, 본 발명의 조성물 군에서 유의한 지방 조직 중량의 저하가 인정되었다(P<0.01).
또한, 섭이량(g/일)은, 스타치(대조) 군에서 18.1±1.8, 이성화 당 군에서 18.6±1.4, 본 발명의 조성물 군에서 16.6±1.5이며, 대조군 및 이성화 당 군과 비교하여, 본 발명의 조성물 군에서 유의한 섭이량의 저하가 인정되었다(P<0.05, P<0.01).
D-프시코오스, 또는 D-알로오스의 체중 감소량 및 체지방 저하량, 섭이량의 저하는, 상기 비특허 문헌 8의 (보고 1), 또는 상기 비특허 문헌 9의 (보고 2)에서 보고되어 있고, 그에 의하면, 컨트롤 군의 체중, 체지방, 섭식 감소량과 비교한, D-프시코오스, 또는 D-알로오스 섭취군의 체중, 체지방, 섭식 감소량(%)은 이하와 같다. 또한, 본 발명의 조성물에 포함되는 D-만노오스는, 체중, 섭식량에 기여하지 않는 것도 상기 비특허 문헌 10의 (보고 4)에 나타나 있다.
결과를 비교하면(표 3), 본 실험의 D-프시코오스와 D-알로오스를 포함하는 조성물은, 함유량을 비교하면, 분명히 상승적인 체중 감소율, 체지방 감소율 및 섭식량 감소율을 나타내고 있다. 그리고, 보고 1 + 보고 2의 값은, 각각의 값을 D-프시코오스 2.3%, 또는 D-알로오스 1.3%당의 값으로 다시 계산한 것이다. 이러한 사실로부터, D-프시코오스와 D-알로오스를 포함하는 본 발명의 조성물은, 지금까지 없었던, 체지방 감소율 및 섭식량 감소율을 나타내는 조성물인 것이 밝혀졌다. 또한, 본 실험에서는, 혈당치(mg/dl)는, 스타치(대조) 군에서 115±17, 이성화 당 군에서 95±12, 본 발명의 조성물 군에서 98±21이며, 대조군과 비교한 경우, 본 발명의 조성물 군에서는, 유의한 감소가 인정되었지만(P<0.05), 이성화 당 군과 비교한 경우, 유의차는 인정되지 않았다. 인슐린치(ng/dl)는, 스타치(대조) 군에서 3.2±0.9, 이성화 당 군에서 3.7±1.1, 본 발명의 조성물 군에서 2.3±0.9이며, 대조군 및 이성화 당 군과 비교하여, 본 발명의 조성물 군에서 유의한 체중의 저하가 인정되었다(P<0.05, P<0.01). 보고 1 및 보고 2의 D-프시코오스 및 D-알로오스에 있어서는, 혈당치 및 인슐린치에는 유의한 저하는 인정되지 않았다. 또한, D-프시코오스를 투여한 경우의 인슐린치의 일내 변동(daily variation)에 대해서도, 인슐린치의 저하는 보고되어 있지 않다(상기 비특허 문헌 11 참조). 이러한 사실로부터, 본 조성물이, 당 대사의 개선 효과, 특히 인슐린 저항성의 개선 효과를 가지는 조성물인 것이 밝혀졌다.
[표 3]
Figure pct00003
[산업상 이용가능성]
본 발명의 프시코오스 및 알로오스 등의 희소당을 함유하는 헥소오스 조성물은, 소프트 드링크나 다른 음료의 감미료로서 널리 사용되는 것을 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 식품, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품에 이용되는 것을 기대할 수 있다. 또한, 이성화 당을 원료당으로 함으로써 제조된 본 발명의 헥소오스 조성물은, 낮은 생산 비용으로 대량생산하여 제공할 수 있는 것과 동시에, 우수한 특성을 이용함으로써 용도 범위가 더욱 확대되는 것을 기대할 수 있다.

Claims (17)

  1. 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법으로서,
    원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 원료당액을, 염기성 이온 교환 수지, 알칼리, 및 칼슘염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 존재하는 계(係)에서 처리함으로써, 원료당으로서의 헥소오스를 목적으로 하는 헥소오스로 변환하는 평형 반응인 이성화 반응이 일어나도록 하여, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당으로 만드는, 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 상기 원료당액 중의 상기 헥소오스의 농도가 5.0 %(w/w)∼100 %(w/w)인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 상기 원료당액 중의 상기 헥소오스가, D-프럭토오스, D-글루코오스, D-프시코오스, D-만노오스, D-알로오스, 및 D-알트로오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 헥소오스인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 상기 원료당액 중의 상기 헥소오스가, D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당인 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물이, D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당 조성물인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물이, 당질 함량에 대하여, D-프시코오스를 0.5∼17.0 % 및 D-알로오스를 0.2∼10.0 % 함유하는 당 조성물인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 상기 원료당액 중의 상기 헥소오스가, L-프럭토오스, L-글루코오스, L-프시코오스, L-만노오스, L-알로오스, 및 L-알트로오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 헥소오스인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 상기 원료당액 중의 상기 헥소오스가, D-타가토오스, D-탈로오스, D-갈락토오스, D-소르보오스, D-굴로오스, 및 D-이도오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 헥소오스인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원료당으로서의 헥소오스 또는 헥소오스를 포함하는 혼합물로 이루어지는 상기 원료당액 중의 상기 헥소오스가, L-타가토오스, L-탈로오스, L-갈락토오스, L-소르보오스, L-굴로오스, 및 L-이도오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 헥소오스인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 염기성 이온 교환 수지가 존재하는 계에서 처리할 때, 사전에 상기 원료당액을 알칼리성의 용액으로 조제하여 목적으로 하는 당인 헥소오스의 수율을 높이는, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 염기성 이온 교환 수지가 존재하는 계에서 처리한 후, 산성 이온 교환 수지 및/또는 혼합 수지에 통액(通液)시킴으로써, 반응, 중화, 탈염을 일련의 공정에서 행하는, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    알칼리가 존재하는 계에서 처리할 때, 상기 원료당액 중의 상기 알칼리의 농도가 0.005 mol/l 이상인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    칼슘염이 존재하는 계에서 처리할 때, 상기 원료당액 중의 상기 칼슘염의 농도가 0.005 mol/l 이상인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    제조된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 상기 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당으로부터 상기 목적으로 하는 헥소오스를 분리하고, 잔사(殘渣)를 원료당으로서 재이용하는, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물의 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는, 원료당과는 상이한 당 조성의 혼합 당인, 목적으로 하는 헥소오스를 소정량 포함하는 당 조성물을 함유하는 설탕 유사 감미료, 식품, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 또는 화장품.
  16. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항, 또는 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로, D-글루코오스와 D-프럭토오스를 주요 조성으로 하는 혼합 당인 이성화 당, 또는 D-글루코오스 및/또는 D-프럭토오스로 이루어지는 원료당액으로부터 제조된, 원료의 당과는 상이한 당 조성의 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 당 조성물로서, 그 조성이, 당질 함량에 대하여 0.5∼17.0 %인 D-프시코오스 및 0.2∼10.0 %인 D-알로오스를 포함하는, 당 조성물.
  17. 제16항에 기재된 당 조성물을 함유하는 항비만제, 섭식 억제제, 인슐린 저항성의 개선제, 저칼로리 감미제, 또는 설탕 유사 감미제.
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