KR20130070596A - 당밀로부터 베타인의 회수 방법 - Google Patents

당밀로부터 베타인의 회수 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130070596A
KR20130070596A KR1020127029400A KR20127029400A KR20130070596A KR 20130070596 A KR20130070596 A KR 20130070596A KR 1020127029400 A KR1020127029400 A KR 1020127029400A KR 20127029400 A KR20127029400 A KR 20127029400A KR 20130070596 A KR20130070596 A KR 20130070596A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
molasses
fructan
betaine
separation
enzyme
Prior art date
Application number
KR1020127029400A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101761442B1 (ko
Inventor
잔 반 루
볼프강 바흐
Original Assignee
티엔세 수이케라피나데리예 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 티엔세 수이케라피나데리예 엔.브이. filed Critical 티엔세 수이케라피나데리예 엔.브이.
Publication of KR20130070596A publication Critical patent/KR20130070596A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101761442B1 publication Critical patent/KR101761442B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23KFODDER
    • A23K10/00Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A23K10/33Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from molasses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23KFODDER
    • A23K20/00Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10Organic substances
    • A23K20/163Sugars; Polysaccharides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/30Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing carbohydrate syrups; containing sugars; containing sugar alcohols, e.g. xylitol; containing starch hydrolysates, e.g. dextrin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/20Reducing nutritive value; Dietetic products with reduced nutritive value
    • A23L33/21Addition of substantially indigestible substances, e.g. dietary fibres
    • A23L33/22Comminuted fibrous parts of plants, e.g. bagasse or pulp
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C227/00Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C227/38Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C227/40Separation; Purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/007Carnitine; Butyrobetaine; Crotonobetaine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/18Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a glycosyl transferase, e.g. alpha-, beta- or gamma-cyclodextrins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y204/00Glycosyltransferases (2.4)
    • C12Y204/01Hexosyltransferases (2.4.1)
    • C12Y204/01099Sucrose:sucrose fructosyltransferase (2.4.1.99)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y302/00Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
    • C12Y302/01Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12Y302/01007Inulinase (3.2.1.7)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00Sugars not otherwise provided for in this class

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Fodder In General (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

본 발명은 당밀에 엔도이눌리나제 활성 및/또는 프룩토실트랜스퍼라제 활성을 갖는 효소의 작용을 가해 프룩탄 함유 당밀(프룩탄 당밀)을 형성하는 전환 단계; 상기 프룩탄 당밀에 크로마토그래피 분리를 가해, 그로 인해 베타인 함유 부분을 수득하는 분리 단계를 포함하는, 당밀로부터 베타인의 회수 방법에 관한 것이다.

Description

당밀로부터 베타인의 회수 방법{PROCESS FOR THE RECOVERY OF BETAINE FROM MOLASSES}
본 발명은 당밀(molasses)로부터 베타인의 회수 방법에 관한 것이다.
그러한 방법은 제US-A-5 127 957호에 공지되어 있다. 공지된 방법에서, 사탕무 당밀(beet molasses)의 공급 용액은 모의 이동층 크로마토그래피 시스템으로 공급된다. 물이 용리액으로써 사용된다. 크로마토그래피 분리는 다양한 부분, 예를 들면, 증가된 베타인 함량을 갖는 부분 및 증가된 수크로오스 함량을 갖는 부분의 형성을 가져온다. 제US-A-5 127 957호의 실시예 1에서, 증가된 베타인 함량을 갖는 부분은 70.9 wt.%의 베타인(건조 물질 기준) 및 11 wt.%의 수크로오스(건조 물질 기준)를 갖고; 증가된 수크로오스 함량을 갖는 부분은 86.6 wt.%의 수크로오스(건조 물질 기준) 및 3.3 wt.%의 베타인(건조 물질 기준)을 갖는다.
공지된 방법의 단점은 당밀 내의 다른 부분으로터 베타인의 분리가 항상 최적인 것이 아니라는 것이다.
상기 단점을 감소시키는 것이 본 발명의 목적이다.
상기 목적은 본 방법이 다음을 포함한다는 점에서 달성된다:
- 당밀에 프룩탄 형성 효소의 작용을 가해 프룩탄 함유 당밀(프룩탄 당밀)을 형성하는, 전환 단계; 및
- 상기 프룩탄 당밀에 크로마토그래피 분리를 가해, 그로 인해 베타인 함유 부분을 수득하는, 분리 단계.
고 순도의 베타인 함유 부분이 더 효율적으로 수득될 수 있다는 것이 본 발명의 방법의 장점이다.
공지된 방법에서의 수크로오스 함유 부분과 비교할 때, 본 방법의 중요한 나머지 부분, 즉 프룩탄 함유 부분이 공지된 방법의 상응하는 수크로오스 함유 부분보다 더 높은 값을 가질 수 있다는 것이 본 발명의 방법의 추가 장점이다.
이라즈 가지(Iraj Ghazi) 등은 문헌[J. Agric. Food Chem., 2006, 54 (8), pp 2964-2968]에 어떻게 사탕 무 가공으로부터 설탕 시럽 및 당밀이 프룩토올리고당(FOS)의 효소 합성에 대한 저비용, 이용가능한 기질로 분석되었는지를 개시한다. 트랜스프룩토실레이트화(transfructosylating) 활성의 존재를 특징으로 하는 시판 중인 펙티나제(pectinase)(아스페르길루스 아큘레아투스(Aspergillus aculeatus)로부터의 펙티넥스 울트라 SP-L(Pectinex Ultra SP-L))가 생체 촉매로써 사용되었다.
본 발명의 방법은 베타인의 회수에 관한 것이다. 본원에서 의미된 바와 같이, 베타인은 예로 사탕 무(베타 불가리스(Beta vulgaris))에서 발견되는 쯔비터이온, N,N,N-트리메틸글리신 또는 글리신 베타인의 의미로 사용되며 구조식(Ⅰ)을 갖는다:
Figure pct00001
공지된 바와 같이, 베타인은 포유동물에서 다양한 기능을 가지며, 예컨대 삼투압 및 메틸 공여체로써의 기능에 기여자이다. 이들 기능은 베타인에 대한 시장이 형성되어 있는 환경을 가져왔으며, 따라서 효율적인 방식으로 생성물로써 베타인을 수득하는 것이 바람직하다. 베타인의 공급원 중 하나의 공지된 그룹은 예를 들어, 사탕 무 당밀과 같은 베타인 함유 당밀의 것이다. 본원에서 사용되는 용어 당밀은 수크로오스의 제조 방법, 특히 결정화 스테이지에서 형성되는 부산물이라는 그의 통상의 의미를 갖고; 또한, 본 발명에 따른 방법에 사용되는 당밀은 베타인을 함유해야 한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 당밀은 수크로오스의 제조 방법에서 수득되는 당밀 또는 그의 희석된 형태를 지칭하고, 여기서 희석은 바람직하게 수성 상으로 행해진다. 바람직하게, 당밀은 사탕 무 당밀이다. 공지된 바와 같이, 사탕 무 당밀은 전형적으로, 비희석된 형태의 전체 중량을 기준으로, 45 내지 65 wt.%의 수크로오스, 전형적으로 3 내지 8 wt.%의 베타인, 전형적으로 6 내지 10 wt.%의 아미노산, 약 1 wt.%보다 적은 양의 프룩토오스 및 글루코오스, 및 상당한 양의 다른 화합물, 예컨대 (무)유기 염을 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서, 당밀에 프룩탄 형성 효소의 작용을 가한다. 이는 공지된 수단에 의해 달성될 수 있다. 당밀은 그 자체로 또는 희석된 형태로 존재할 수 있고; 바람직하게는, 당밀은 희석된 형태로 존재하며, 희석은 바람직하게 물로 행해진다. 임의의 희석 또는 희석의 증가가 사용된 효소의 효율 감소를 야기한다면, 특정한 환경에 대한 최적 조건을 확립하기 위해, 일반적인 방식으로 통상의 기술자에 의해 희석의 이점은 효율 감소에 대해 균형을 이루어야 한다. 한 실시양태에서, 적절한 효소는 유리형이고, 당밀과 철저히 혼합되며; 효소 함유 당밀은 효소가 주목할 만한 활성을 보일 수 있도록 하는 온도 및 pH의 조건으로 된다. 또 다른 실시양태에서, 효소는 고정화된 형태로 이용가능하고, 당밀은 고정화된 효소를 따라 흐르게 되며, 그러는 동안 당밀은 또한 적절한 조건의 온도 및 pH로 된다.
본 발명에 따른 방법에 사용되는 효소는 수크로오스로부터 프룩탄의 형성을 촉매할 수 있어야 한다. 유리 글루코오스는 부산물로서 형성될 수 있다.
본원에 사용되는 용어 프룩탄은 임의로 글루코오스 출발 잔기를 갖는, 주로 프룩토실-프룩토오스 연결로 이루어진 탄수화물 물질에 관한 일반적 용어인 그의 통상적 의미를 갖는다. 프룩탄의 의미는 더 특정한 화합물 이눌린(여기서, 프룩토실-프룩토오스 연결은 주로 β(2→1) 형이다) 및 레반(levan)(여기서, 프룩토실-프룩토오스 연결은 주로 β(2→6) 형이다)을 포함한다. 두 가지 이눌린 및 레반 모두 선형 또는 분지형일 수 있고, 둘 다 모두 다분산계 형태, 즉 다양한 정도의 중합의 혼합물의 형태 또는 단분산계 형태일 수 있다.
이눌린은 일반적으로 다분산계, 즉, 다양한 사슬 길이의 화합물의 혼합물이고, 여기서 개별 화합물의 중합 정도(degree of polymerisation; DP)는 2 내지 100 또는 그 초과 범위일 수 있다. 본원에 사용되는 용어 프룩토올리고당(FOS로 약칭됨)은 단분산계 또는 다분산계 중 하나인, 이눌린 물질의 특정한 형태를 나타내고, 여기서 개별 화합물의 DP는 2 내지 10, 실제로는 종종 2 내지 9, 또는 2 내지 8 또는 2 내지 7 범위이다. 상업적으로 입수가능한 FOS는 일반적으로 약 2 내지 5의 수평균 중합 정도(
Figure pct00002
)를 갖는 다분산계 물질이다.
실제로는, FOS는 또한 올리고프룩토오스로 지칭된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 프룩토올리고당 및 올리고프룩토오스는 동의어인 것으로 고려된다.
수크로오스로부터 프룩탄의 형성은 프룩토실트랜스퍼라제 활성을 갖는 효소를 선택함으로써 달성될 수 있다. 그러한 효소는 예를 들어, 효소 분류 번호 EC 2.4.1.99 또는 EC 2.4.1.9로 분류된 바와 같이, 그 자체가 공지되어 있다. 그러한 효소의 초기 개시는 문헌["The Production of Fructooligosaccharides from Inulin or Sucrose Using Inulinase or Fructosyltransferase from Aspergillus ficuum", Barrie E. Norman & Birgitte Hojer-Pedersen, Denpun Kagaku vol 36, No. 2, pp 103-111 (1989)]에 있다.
또한, 일부 β-프룩토푸라노시다제 또는 인버타제, 즉 EC 3.2.1.26으로 분류된 효소들 또한 프룩토실트랜스퍼라제 활성을 가질 수 있고, 따라서 본 발명에 따른 방법에 적합할 수 있다는 것은 공지되어 있다.
게다가, 또한 EC 3.2.1.7로 분류된 효소와 같은, 엔도이눌리나제 활성을 갖는 효소는 수크로오스의 존재하에서, 특히 효소가 40 또는 50 wt.% 수크로오스 또는 초과의 고 수크로오스 함량을 갖는 혼합물에서 작용하는 경우, FOS와 같은 프룩탄의 형성을 야기할 수 있다.
심지어 또한, EC 2.4.1.10으로 분류된 효소와 같은, 레반수크라제 활성을 갖는 효소는 본 발명에 따른 방법에서 사용에 적합할 수 있다.
본 발명의 전환 단계에서 사용에 바람직한 효소의 한 예는 엔도이눌리나제 노보짐(Novozyme) 960(공급자: 노보짐스)이다. 본 발명의 전환 단계에서 사용에 바람직한 효소의 또 다른 예는 펙티넥스 울트라 SP-L(공급자: 노보짐스)이다. 효소가 프룩토실트랜스퍼라제 및/또는 엔도이눌리나제 활성을 갖는 2 이상의 효소의 조합물을 이루는 것은 또한 본 발명에 따라 가능하다.
본 발명의 주된 실시양태에서, 당밀은 수크로오스로부터 프룩토올리고당(FOS)의 형성을 촉매할 수 있는 효소와 접촉된다. 따라서, 이러한 주된 실시양태는 다음과 관련된 것이다:
- 상기 당밀에 엔도이눌리나제 활성 및/또는 프룩토실트랜스퍼라제 활성을 갖는 효소의 작용을 가해 프룩토올리고당 함유 당밀(FOS 당밀)을 형성하는, 전환 단계;
- 상기 FOS 당밀에 크로마토그래피 분리를 가해 그로 인해 베타인 함유 부분을 수득하는, 분리 단계.
본 발명에 따른 방법에 필요한 효소의 양은 다양한(그 자체가 공지된) 요인, 예컨대 가공 온도, 원료 물질의 양, pH, 용인가능한 가공 기간 및 원하는 전환율에 의존한다. 이들 및 다른 관련 인자는 당해 분야의 통상의 기술자에 의해 본 발명의 방법에 대해 결정될 수 있고, 다음은 이 기술 분야에서 일반적으로 용인되는 절차이다.
본 발명에 따른 방법에서, 효소가 프룩탄 함유 당밀, 바람직하게 FOS 함유 당밀을 생성하기에 충분히 긴 시간 동안 당밀에 작용하도록 한다. 본 발명에 따른 이 단계의 수행 기간은 주로, 원하는 프룩탄, 바람직하게는 FOS의 양의 함수로 선택된다. 통상의 기술자가 아는 바와 같이, 이러한 기간은 종종 0.5 또는 1 내지 72 시간, 바람직하게는 5 내지 50 시간, 더욱 바람직하게는 12 내지 36 시간 범위 내이고, 이들 기간 중 프룩탄 함유 당밀(프룩탄 당밀), 바람직하게는 FOS 함유 당밀(FOS 당밀)이 형성된다.
전환 단계에서, 당밀 내의 5 wt.% 내지 100 wt.%의 수크로오스가 전환되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 또는 90 wt.% 이상의 수크로오스가 전환된다. 필수적으로 모든 수크로오스를 전환하는 것이 특히 바람직하다. 전환되는 수크로오스의 비율이 증가하면, 후속하는 베타인의 회수가 더욱 효율적으로 수행될 수 있다는 것이 확인되었다.
프룩탄 당밀, 바람직하게는 FOS 당밀의 형성 완료시 및 유리, 비고정화된 효소가 사용되고 당밀에 혼합된 경우, 효소가 반드시 불활성이게 하는 것이 바람직 할 수 있다. 상기 경우라면, 그 후에 효소 불활성화 단계가 시행될 수 있다. 효소의 불활성화는 그 자체가 공지된 방법에 의해 달성될 수 있고, 효소의 각각의 특정 유형에 대해 다를 수 있다. 그러한 불활성화 방법의 예는 온도의 증가(예를 들어, 약 80, 85 또는 90 ℃의 수준으로)이며, 그 후 증가된 온도에서 5 내지 30 분 동안의 체류 시간이 온다. 그러한 온도에서의 노출의 추가적 이점은 존재할 수 있는 임의의 박테리아의 양이 감소된다는 것이다.
본 발명의 방법에서, 분리 단계가 프룩탄 당밀에 행해진다. 분리 단계는 전환 단계 동안 또는 전환 단계에 후속하여 수행된다. 바람직하게는, 분리 단계는 전환 단계에 후속하여 수행된다. 분리 단계에서, 프룩탄 당밀에 크로마토그래피 분리를 가한다. 공지된 바와 같이, 물질에 크로마토그래피 분리를 가하는 것은 다양한 부분으로 물질의 분할을 야기할 수 있다. 본 발명에 따른 분리는 베타인 함유 부분이 형성되도록 행해져야 한다. 크로마토그래피 분리에서 고정 상의 특정한 선택이 분리의 성능에 영향을 줄 수 있다는 것은 당해 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 크로마토그래피 분리는 그 자체가 공지된 수단, 예컨대 수지 위로의 프룩탄 당밀의 통과에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 주된 실시양태에서, 분리 단계는 이온교환 크로마토그래피를 통해 행해진다. 공지된 바와 같이, 다양한 이온교환 크로마토그래피 기술, 예컨대 가능하게는 크기배제 메카니즘과 조합으로 수지 기재 이온교환 크로마토그래피가 이용가능하며; 또한, 여기서 이 목적에 다양한 수지가 이용가능하다. 본 발명의 방법의 한 바람직한 실시양태에서, 강산 양이온 교환 수지가 선택된다. 또한 양이온 교환 수지가 선택되는 경우, 양이온의 선택이 분리 효율에 영향을 줄 수 있다는 것이 확인되었다. 본 발명의 한 실시양태에서, 필수적으로 소듐 형태의 양이온 교환 수지가 바람직하다. 이러한 실시양태에서, 소듐 이온이 포타슘과 같은 다른 이온에 의해 큰 정도로(바람직하게는 50, 40, 30, 25 이하 또는 심지어 20 또는 15 % 이하) 대체되지 않는 것이 바람직하며, 이는 분리 효율에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 그러므로, 분리 단계가 양이온 교환 수지로 행해질 예정이고, 여기서 상기 유형 양이온(예, 소듐)이 분리 효율에 상당히 관련되고, 프룩탄 당밀이 상당한 양의 다른 이온(예를 들어, 포타슘 이온)을 함유하는 경우, 분리 단계 이전에 당밀 또는 프룩탄 당밀에 대해 이온 교환 및/또는 제거 단계를 시행하는 것이 바람직하다. 그러한 단계는 그 자체로 공지되어 있고, 예를 들어 크기배제 크로마토그래피 또는 전기투석를 통한 것이다.
그러므로, 분리 단계 이전에, 당밀 또는 프룩탄 당밀에 이온교환 단계를 가하는 것이 바람직하고, 여기서, 양이온 교환 수지 내에 있는 양이온과 상이한, 당밀 또는 프룩탄 당밀 내의 이들 양이온의 양이 감소되고; 바람직하게는 이러한 감소는 50 % 이상, 더욱 바람직하게는 75 %, 80 %, 85 %, 90 % 이상, 또는 심지어 95 % 이상 만큼이다.
공지된 바와 같이, 수지가 분리 단계에서 사용되는 경우, 예를 들어 수지 내의 가교의 정도를 다르게 함으로써, 수지의 최적 유형을 선택하기 위해, 임의의 일반적인 최적화가 필요할 수 있다.
바람직하게, 크로마토그래피 분리가 모의 이동층(SMB) 시스템, 또는 순차적 모의 이동층(SSMB) 또는 개선된 모의 이동층(ISMB)과 같은 추가 개발의 SMB 시스템에서 행해진다. 이는 베타인 함유 부분의 분리 단계 및/또는 회수가 연속적인 기반으로 행해 질 수 있다는 장점을 갖는다.
놀랍게도, 고 순도의 베타인 함유 부분이 프룩탄 당밀로부터 회수될 수 있다는 것이 확인되었다. 임의의 이론으로 묶고자 하지 않더라도, 크로마토그래피 분리에서 프룩탄, 특히 FOS 및 가능하게는 또한 글루코오스의 거동은 수크로오스의 것보다 더 날카롭고, 더 적게 분산된 피크가 존재하도록 할 수 있고, 가능하게는 또한 그로 인해 고 순도 베타인을 수득하는 데에 유리하게 임의의 다른 화합물의 용리 거동에 영향을 줄 수 있는 것으로 생각된다.
본 발명의 방법에서, 베타인 함유 부분이 수득된다. 본원에서 의미되는 바와 같이, 베타인 함유 부분은 다른 건조 물질 성분에 대한 베타인의 비율이 분리 단계에 들어가는 프룩탄 당밀에 비하여 증가된 부분을 의미한다. 바람직하게, 다른 건조 물질 성분에 대한 베타인의 비율은 25:75 이상, 더욱 바람직하게는 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, 80:20 이상, 또는 심지어 90:10 또는 95:5 이상으로 증가된다.
본 발명의 방법에서 수득되는 베타인 함유 부분 또는 부분들은, 원한다면, 예를 들어 용리액의 양이 증발 또는 멤브레인 기술과 같은 수단을 통해 감소되거나 심지어는 필수적으로 0으로 되는 농축 단계와 같은 공지된 수단에 의해 추가로 가공될 수 있다.
본 발명의 방법은 또한 프룩탄 함유 부분의 수득을 가져올 수 있다. 바람직하게 FOS와 같은 프룩탄의 존재로 인해, 심지어 그들의 베타인 함량이 낮을 수 있을지라도, 그러한 부분은 동물 사료와 같은 다양한 응용분야에 상당한 가치를 가질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 또한 10 wt.% 이상(전체 탄수화물 건조 물질에 대해 측정됨)의 프룩탄, 바람직하게는 프룩토올리고당, 및 동시에 2.0, 1.0 또는 0.5 wt.% 이하의 베타인(전환된 사탕 무 당밀 제품의 전체 건조 물질에 대해 측정됨)을 함유하는 전환된 사탕 무 당밀 제품에 관한 것이다. 본 발명의 전환된 사탕 무 당밀 제품은 바람직하게 2, 2.5, 3, 3.5, 또는 심지어 4 wt.% 이상(사탕 무 당밀의 전체 건조 물질에 대해 측정됨)의 베타인 함량을 갖는 사탕 무 당밀로부터 수득가능하고, 바람직하게는 수득된다. 바람직하게, 전환된 사탕 무 당밀 제품은 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 또는 심지어 1 wt.% 이하의 수크로오스(전체 탄수화물 건조 물질에 대해 측정됨)를 함유한다. 또한 전환된 사탕 무 당밀 제품이 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 또는 심지어 50 wt.% 이상의 FOS(전체 탄수화물 건조 물질에 대해 측정)를 함유하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 전환된 사탕 무 당밀 제품은 0.4, 0.3, 0.2, 또는 심지어 0.1 wt.% 이하의 베타인(전체 건조 물질에 대해)을 함유한다. 또한, 전환된 사탕 무 당밀 제품은 35, 30, 25, 20, 15, 10, 또는 5 wt.% 이하의 글루코오스(전체 탄수화물 건조 물질에 대해 측정됨)를 포함한다.
원하는 경우, 본 발명의 전환된 사탕 무 당밀 제품은 예를 들어, 프룩탄, 특히 FOS를 필수적으로 순수한 형태로 수득하기 위한 목적으로 추가로 가공될 수 있다.
도면에서, 도 1은 실시예 1의 분리 단계 결과의 도표상 표현을 보여준다.
본 발명의 방법은 하기의 실시예에 의해 예시될 것이며, 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1
84 %의 고체 함량을 갖는 1000 g의 사탕 무 당밀을 물로 희석하여 당밀이 57.6 %의 고체 함량을 갖고; 그리고는 수크로오스 함량이 38.5 wt.%이도록 하였다. 당밀의 pH를 8.1로부터 6.2로 조절하였다. 이 실시예에서 임의의 pH 조절은 HCl의 수용액(9 %) 또는 NaOH의 수용액(4 %)을 사용하여 수행하였다. 당밀의 온도를 56 ℃로 하였다. 당밀에 591 ㎕의 양의 효소 노보짐 960을 첨가하였다. 당밀을 24 시간 동안 pH 6.2 및 56 ℃의 조건에서 유지시켰고, 그 후에 FOS 당밀이 성공적으로 형성되었다. FOS의 양이 51 %(전체 탄수화물에 대한 wt.%)로 측정되었다.
FOS 당밀을 크로마토그래피 분리를 위해 배치(batch) 컬럼으로 공급하였다. 컬럼은 100 ㎝ 길이 및 5 ㎝ 직경이였고, 소듐 형태의 도웩스(Dowex) 99/320 수지로 98 ㎝를 채웠다. 공지된 바와 같이, 이 수지는 강산 양이온 교환 수지이다. 용리액, 물을 10 ml/분의 속도로 컬럼으로 공급하였고; FOS 당밀의 70 ml의 샘플을 컬럼으로 공급했다. 샘플 주입 후 69 분과 209 분의 시간 사이에, 개별 부분을 10 분 마다 모았고 분석하였다.
결과는 표 1에 제시되고, 도 1에 도표 형태로 제시된다.
Figure pct00003
표 1에 대한 설명
- 시간 = 샘플 주입 후의 분
- 숫자의 값은 g/kg 단위의 농도이다
- '나머지' 부분은 표에 구체적으로 확인된 것(이들은 프룩토오스, 글루코오스, 수크로오스, FOS, 및 베타인) 이외의 모든 건조 물질 성분을 함유하고; '나머지' 부분에 포함된 화합물의 예는 염이다.
상기 결과로부터 베타인이 매우 고 순도로 수득된다는 것이 명확하고; 169 및 199 분 사이에 수득된 부분은 수크로오스 또는 다른 화합물을 필수적으로 함유하지 않지만, 반면에 FOS 함유 부분은 베타인을 필수적으로 함유하지 않는다.

Claims (12)

  1. - 당밀에 프룩탄 형성 효소의 작용을 가해 프룩탄 함유 당밀(프룩탄 당밀)을 형성하는, 전환 단계; 및
    - 상기 프룩탄 당밀에 크로마토그래피 분리를 가해, 그로 인해 베타인 함유 부분을 수득하는, 분리 단계
    를 포함하는, 당밀로부터 베타인의 회수 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프룩탄 형성 효소가 엔도이눌리나제 활성을 갖는 효소, 프룩토실트랜스퍼라제 활성을 갖는 효소 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분리 단계를 이온교환 크로마토그래피로 행하는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이온교환 크로마토그래피 분리에 양이온 교환 수지를 사용하는 것인 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 양이온 교환 수지가 소듐 형태인 것인 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 분리 단계 이전에, 상기 당밀 또는 상기 프룩탄 당밀에 이온교환 단계를 가하고, 이로 인해 상기 양이온 교환 수지 내에 있는 양이온과 상이한, 상기 당밀 또는 상기 프룩탄 당밀 내의 양이온의 양이 50 % 이상 만큼 감소하는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 당밀에 엔도이눌리나제 활성 및/또는 프룩토실트랜스퍼라제 활성을 갖는 효소의 작용을 가해 프룩토올리고당 함유 당밀(FOS 당밀)을 형성하는, 전환 단계;
    - 상기 FOS 당밀에 크로마토그래피 분리를 가해 그로 인해 베타인 함유 부분을 수득하는, 분리 단계
    를 포함하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 당밀 내의 10 wt.% 이상의 수크로오스가 전환되도록, 상기 전환 단계를 수행하는 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 단계를 모의 이동층(SMB) 크로마토그래피 시스템에서 수행하는 것인 방법.
  10. 전체 탄수화물 건조 물질에 대해 측정했을 때, 10 wt.% 이상의 프룩탄; 및
    - 전체 건조 물질에 대해 측정했을 때, 1.0 wt.% 이하의 베타인
    을 함유하는, 전환된 사탕 무 당밀 제품.
  11. 제10항에 있어서, 전체 건조 물질에 대해 측정했을 때 3 wt.% 이상의 베타인 함량을 갖는 사탕 무 당밀로부터 수득된, 전환된 사탕 무 당밀 제품.
  12. 제10항 또는 제11항의 전환된 사탕 무 당밀 제품의 동물 사료의 용도.
KR1020127029400A 2010-05-12 2011-05-12 당밀로부터 베타인의 회수 방법 KR101761442B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10005025A EP2386649A1 (en) 2010-05-12 2010-05-12 Process for the recovery of betaine from molasses
EPEP10005025 2010-05-12
PCT/EP2011/002357 WO2011141175A1 (en) 2010-05-12 2011-05-12 Process for the recovery of betaine from molasses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130070596A true KR20130070596A (ko) 2013-06-27
KR101761442B1 KR101761442B1 (ko) 2017-07-25

Family

ID=42813414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127029400A KR101761442B1 (ko) 2010-05-12 2011-05-12 당밀로부터 베타인의 회수 방법

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10246729B2 (ko)
EP (2) EP2386649A1 (ko)
JP (2) JP2013526268A (ko)
KR (1) KR101761442B1 (ko)
CN (1) CN102884198B (ko)
BR (1) BR112012028517B1 (ko)
CA (1) CA2796984C (ko)
CL (1) CL2012003133A1 (ko)
EA (1) EA027961B1 (ko)
ES (1) ES2938064T3 (ko)
MX (1) MX344159B (ko)
WO (1) WO2011141175A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2386649A1 (en) 2010-05-12 2011-11-16 Tiense Suikerraffinaderij N.V. Process for the recovery of betaine from molasses
MX355197B (es) * 2011-11-15 2018-04-09 Tiense Suikerraffinaderij Nv Proceso para la recuperación de betaína de melazas.
US20170135377A1 (en) * 2014-06-26 2017-05-18 Tiense Suikerraffinaderij N.V. Betaine composition, glucose composition, and uses thereof
KR101964115B1 (ko) * 2015-12-14 2019-04-01 서울대학교산학협력단 올리고당 고함유 당밀의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 올리고당 고함유 당밀 및 이의 용도
RU2727661C1 (ru) * 2016-12-27 2020-07-22 Хиллс Пет Нутришн, Инк. Кормовые композиции для домашних животных и связанные с ними способы
CN107266327A (zh) * 2017-06-25 2017-10-20 宜兴市天石饲料有限公司 一种天然甜菜碱的分离纯化方法
EP3927180A1 (en) * 2019-02-19 2021-12-29 DSM IP Assets B.V. Method for reducing fructan in a food product with aid of invertase (ec 3.2.1.26)

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5420578B1 (ko) 1970-12-09 1979-07-24
US3884714A (en) * 1973-07-09 1975-05-20 Pfeiffer & Langen Process for making sugar from molasses by ion removal
US3898328A (en) 1973-12-03 1975-08-05 Syntex Inc Dry stable composition for the treatment of scours and dehydration
US4359430A (en) * 1980-02-29 1982-11-16 Suomen Sokeri Osakeyhtio Betaine recovery process
FI86416C (fi) 1988-06-09 1992-08-25 Suomen Sokeri Oy Foerfarande foer tillvaratagande av betain ur melass.
US5756132A (en) 1996-05-03 1998-05-26 Domain, Inc. Milk replacer for calves, and method
US6224776B1 (en) 1996-05-24 2001-05-01 Cultor Corporation Method for fractionating a solution
US6348222B1 (en) 1998-08-18 2002-02-19 Grober Inc. Milk replacer without animal fat, for feeding veal calves
EP1298204B1 (en) 2000-06-28 2007-04-04 Fuji Nihon Seito Corporation Novel inulin synthase and process for producing inulin by using the same
FI20010977A (fi) 2001-05-09 2002-11-10 Danisco Sweeteners Oy Kromatografinen erotusmenetelmä
FI20021251A0 (fi) 2002-06-26 2002-06-26 Finnfeeds Finland Oy Menetelmä betaiinin talteenottamiseksi
FR2851425A1 (fr) 2003-02-21 2004-08-27 Oligocaps Lab Complement nutritionnel a base de chitosan ayant une composition original sous diverses formes galeniques
DE10355302A1 (de) * 2003-11-27 2005-06-23 Technische Universität München Verfahren zur fermentativen Anreicherung von Lebensmitteln mit Fructose-Oligosacchariden
GB2433518A (en) 2005-12-21 2007-06-27 Danisco Process for the recovery of sucrose and non-sucrose materials
CN100537774C (zh) * 2006-11-28 2009-09-09 江门量子高科生物股份有限公司 一种以糖蜜为原料制备低聚果糖的方法
AU2008291589A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Iogen Energy Corporation Process of removing calcium and obtaining sulfate salts from an aqueous sugar solution
BRPI0705359B1 (pt) * 2007-12-12 2017-05-02 Univ Estadual De Campinas - Unicamp processo de obtenção de frutooligossacarídeos em bioreator utilizando enzima frutosiltransferase
CN103583949A (zh) * 2008-06-12 2014-02-19 蒂西苏克拉菲纳德里有限公司 低聚果糖组合物
EP2386649A1 (en) 2010-05-12 2011-11-16 Tiense Suikerraffinaderij N.V. Process for the recovery of betaine from molasses
MX355197B (es) 2011-11-15 2018-04-09 Tiense Suikerraffinaderij Nv Proceso para la recuperación de betaína de melazas.

Also Published As

Publication number Publication date
ES2938064T3 (es) 2023-04-04
MX344159B (es) 2016-12-06
EA201291224A1 (ru) 2013-04-30
EP2569440B1 (en) 2022-11-16
CN102884198A (zh) 2013-01-16
EA027961B1 (ru) 2017-09-29
US20130071519A1 (en) 2013-03-21
JP6161169B2 (ja) 2017-07-12
CL2012003133A1 (es) 2013-01-04
CA2796984A1 (en) 2011-11-17
US10246729B2 (en) 2019-04-02
WO2011141175A1 (en) 2011-11-17
CN102884198B (zh) 2015-04-29
KR101761442B1 (ko) 2017-07-25
CA2796984C (en) 2019-10-01
JP2016005467A (ja) 2016-01-14
BR112012028517A2 (pt) 2015-11-24
EP2386649A1 (en) 2011-11-16
MX2012013094A (es) 2013-01-18
BR112012028517B1 (pt) 2020-10-27
EP2569440A1 (en) 2013-03-20
JP2013526268A (ja) 2013-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6161169B2 (ja) 糖蜜からベタインを回収する方法
JP6215833B2 (ja) 糖蜜からベタインを回収する方法
CA2801258C (en) Process for manufacturing tagatose and glucose
US20210298329A1 (en) Process for preparing a betaine composition, a glucose composition, and uses thereof
JP5007878B2 (ja) クロマトグラフィ分画段階及び結晶化を用いた植物ベースのバイオマスに由来する溶液からガラクトースを回収するための方法。
EP3119792B1 (en) Process for isolating fermentable sugars from the acid hydrolyzate of a material containing cellulose, hemicellulose and lignin
JP7483878B2 (ja) ケストース含有フラクトオリゴ糖の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant