KR940004080B1 - L-람노오스의 제조방법. - Google Patents

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Description

L-람노오스의 제조방법

본 발명은, L-람노오스의 제조방법, 더 상세하게는 원료로서 아오사목히도에그사과(Ulvales Monostromaceae)의 해조를 사용한 간단한 조작에 의하여, 그리고 효율적으로 L-람노오스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

L-람노오스는, 후코오스와 함께 전형적인 6-데옥시헥소오스의 1종으로서 6-데옥시-L-만노오스(6-dexy-L-mannose), L-만노오메틸로오스 또는 이소즐싯 라고도 불리운다. L-람노오스는 통상 수용액으로 부터, α형 1수화물의 결정이 얻어진다. 그 결정은 융점이 88∼92℃에서 승화성이 있으며, 수용액의 비선광도는 최소 좌선성(

)을 나타내지만, 변선광하여, 약 1시간 후에는, 우선성(

)을 나타내게 된다.

L-람노오스는 약간 쓴맛의 감미를 나타내며, 이는 D-만노오스의 감미와 비슷하다.

최근, 여러가지의 단당이 연결된 당쇄에 생리 활성이 있음이 판명되었다. 그리하여, 이들 당류를 의약·농약등의 합성원료로서 사용하는 시도가 기도되고 있는데, 이와 같은 당쇄의 구성 성분으로서, L-람노오스 또는 그 유도체가 사용될 경우가 있다. 또 L-람노오스는 장래, 식물세포학·미생물 공학·유전자 공학·발효 공학·면역학 등의 분야에서의 이용도 고려되어 바이오텍놀로지의 분야에서 기대되고 있다. 기타 L-람노오스는 아미노산류와 메이러드 반응을 일으켜서 특징 있는 향내를 발하므로, 액션 플레이버의 원료로서도 사용되고 있다.

L-람노오스는 천연으로는 루틴, 키산트럼닌, 헤스펠리진, 켈시틀린 등의 배당체의 당성분으로서 또는 아라비어 고무, 카라야 고무등의 구성당으로서, 식물계를 중심으로 널리 존재하고 있다.

종래 L-람노오스는 전기 배당체를 가수분해 함으로써 제조되고 있는데, 이들 배당체는 생산량이 적고, 고가이므로 공업적인 L-람노오스의 원료로서 이용하기 곤란하였다. 또 예를들면 루틴을 원료로한 경우에는 발암성이 염려되는 켈세틴의 혼입도 고려되므로, 용도에 따라서는 바람직하지 못하다.

또, 일본 특개소 61-146200호 공보에는 아라비아 고무를 원료로한 L-람노오스의 제조방법이 개시되어 있는데, 이 방법은 불순물의 제거, L-람노오스와 동량 함유되는 L-람노오스와의 분리에 대량의 유기용매를 사용할 필요가 있으며, 또 공업적인 크로마토 분리는 번잡한 조작과 제어된 설비가 필요하게 되어 염가로 L-람노오스를 제조하기 곤란 하였다.

전기한 바와같이, 현재는 L-람노오스를 공업적으로 염가로 안정공급하기 위하여는 많은 곤란이 있다. 즉, 루틴과 같이 고가이고, 생산량이 적은 원료를 사용할 경우에는 고가의 L-람노오스 밖에 제조할 수가 없으며, 또 아라비아고무를 원료로한 경우에는 가수분해후의 당의 조성이 바람직하지 못하므로, L-람노오스를 고순도로 얻기 위하여는 크로마토 분리장치와 같은 특수 설비를 설치할 필요가 있었다.

본 발명자들은 L-람노오스의 제조에 있어서의 이와같은 종래의 문제점을 해결하고 양질의 L-람노오스를 염가로 제공하기 위하여 예의 검토를 실시한 결과, 녹조의 1종인 아오사목히도에구사과에 속하는 해조가 원료로서 극히 뛰어난점 그리고 이와같은 해조를 원료로서 사용하면, 간단한 조작에 의하여 그리고 효율적으로 양질의 L-람노오스를 제조할 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성 하였다.

즉, 본 발명은 아오사목히도에구사과의 해조에 수용성용매를 가하고 가열 추출하여서 얻은 람난 황산염을 함유하는 추출액을 가수분해 처리한 후, 정제처리에 회부함을 특징으로 하는 L-람노오스의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 있어, 원료로서 사용되는 아오사목히도에구사과에 속하는 해조로서는 예를들면 히도에구사(혁명 Monostromanitidum Wittrock), 이하 단지「히도 에구사」라 하면 이를 지칭한다. 모쯔끼히도에(학명 Monostromazostericola Tilden), 에조히도에구사(학명 Monostromaangicava Kjellman), 히로하노히도에구사(학명 Monostromalatissimum Wittrock), 시와히도에구사(학명 Monostromapulchrum Farlow)등을 들 수가 있다. 예를들면, 히도에구사는 온대해역에 야생하는 녹조의 1종으로서 일본에 있어서는 태평양으로 부터 새도내해에 걸쳐서 양식되고 있는 것이다. 그 풍건품의 조성은 일예를 제시하면, 수분 16.9%, 단백질 16.6%, 지질 1.0%, 당질 47.5%, 섬유 5.6%, 회분 12.4%이다. 또 그 당질은 L-람노오스를 약 60% 함유하는 다당으로서 기타 우론산, D-크실로오스, D-글루코오스, D-만노오스당을 함유한다. 이 당질의 대부분은 람난 황산염의 형태를 존재한다.

이와같은 히도에구사과의 해조로부터 L-람노오스를 제조하기 위한 개략적인 공정은,

① 조체로 부터 L-람노오스의 폴리머인 람난 황산염의 추출(이하 추출공정이라 한다)

②추출물의 가수분해에 의한 유리 L-람노오스의 생성(이하 가수분해처리 공정이라 한다)

③탈염, 탈색, 농축, 결정화등에 의한, 가수분해액의 정제(이하 정제처리 공정이라 한다)로써 된다.

다음에, 일본에 있어 가장 입수용이하고, 그리고 L-람노오스의 원료로서, 적합한 히도에구사를 예로 각 공정을 구체적으로 설명한다.

(1) 추출공정

본 발명자들은 먼저 히도에구사중에 함유하는 람난 황산염의 추출방법에 대하여 여러가지의 검토를 실시한 결과, 다음의 방법에 의하여 목적의 람난 황산염을 효율적으로 추출함에 성공하였다.

건조해 있는 히도에구사를 대량의 물에 침지하여 팽윤시킴과 동시에, 세정하여 조체에 부착하는 염분을 제거한다. 나중의 연구에 의하여 염을 제거하지 않아도 그후의 공정은 지장없이 진행함이 판명되었지만, 세정함으로써 탈염 공정의 이온 교환 부하가 대폭으로 저하한다. 이 팽윤한 조체를 수용성 용매와 함께 가열하여 조체내에 함유된 람난 황산염을 추출한다. 그리고 추출 용매로서는 수용성용매, 예를들면 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린등의 일종, 또는 이들의 혼합 용매를 사용할 수 있는데, 뒤의 공정에의 영향및 가격면을 고려하면 물이 가장 바람직하다. 또한 추출 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 건조 히도에구사 1중량부의 추출에 사용하는 물은, 5∼20 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하기는 7∼15중량부이다. 추출온도는 90∼160℃가 바람직한데, 추출온도가 높을때는 추출시간은 짧아도 되며, 낮은 온도이면, 오랜시간을 요한다. 추출시간은 90℃이상, 100℃ 이하에서 6∼96시간, 100℃를 넘어서, 120℃이하에서 20분∼6시간, 120℃를 넘어서 160℃ 이하에서 1분∼1시간이 바람직하며, 100℃의 경우에는 24∼96시간, 130℃의 경우에는 10∼40분이 특히 바람직하다. 또 추출할때, 전체를 교반함은 추출 시간을 짧게 하는데 도움이 된다. 상기에서 발명자들은 건조 히도에구사를 사용한 경우의 설명을 하였는데, 당연하지만 수확 직후의 미건조의 히도에구사를 사용하여도 같이 추출할 수가 있다. 또, 1회의 추출 수량을 적게하고, 추출 회수를 많이하는 방법을 사용할 수도 있다.

그후, 원심분리나 여과에 의하여 조체를 제거하고 람난 황산염을 함유하는 추출액을 얻는다. 이 액의 pH는 대개의 경우 4이상이다. 이 액중에 함유되는 람난 황산염은, L-람노오스의 폴리머에 황산기가 결합하고, 또한, 그 황산기에는 칼륨등의 알카리금속이나 마그네슘등의 알카리 토류 금속이 결합해 있다. 발명자 등의 분석에 의하면, 이 폴리머는 L-람노오스 1분자당, 약 1개의 비율로, 황산기를 갖고 있다.

(2) 가수분해 처리공정

추출액중의 람난 황산염을 가수분해하기 위하여는 다음의 2방법이 있으며, 각각 유효한 방법이지만 이들 2방법의 조합에 의하여도 양호한 결과가 얻어진다.

제1의 가수분해 방법은, 다음과 같다. 상술한 바와같이 얻어진 추출액의 고형분에 대하여, 5∼30 중량%의 예를들면 황산, 수산, 인산, 염산, 초산등의 산중의 1종 또는 이들 산의 혼합물을 첨가하고 가압 용기중에서 가열하여 가수분해를 행한다. 가수분해 온도는, 120∼160℃가 바람직하며, 특히 바람직하기는 130∼145℃이며, 시간은 0.5∼3시간이 바람직하다.

제2의 가수분해 방법은 추출액에 산을 참가함이 없이 추출액을 양이온 교환수지, 상세하게는 H형 강산성 양이온 교환수지를 충전한 칼람에 통액시킨 후, 가열을 행하는 방법이다. 추출액을 양이온 교환수지를 충전한 칼람에 통액 시킴으로써 추출액중에 함유되는 염의 카티온이나, 람난 황산염에 결합해 있는 금속이온이 제거되어, 수소이온과 교환하여 액의 pH는 거의 1전후까지 저하한다. 양이온 교환수지는 처리하는 추출액의 바람직하기는 0.1∼1용량배로 특히 바람직하기는 0.2∼0.5 용량배 사용하면, 양호한 결과가 얻어진다. 이와같이하여, pH가 내린 액은 산을 첨가함이 없이 그대로 가압용기중에서 가수분해한다. 가수분해조건은 제1의 방법의 조건과 같다.

또, 가수분해를 순조롭게 행하기 위하여, 제1의 방법과 제2의 방법을 조합하여 사용할 수도 있다. 즉, 이는 람난 황산염을 함유하는 추출액을 양이온 교환수지로 처리한 후의 액에 소량의 산을 가하여서 가수분해하는 방법으로서, 특히 수세한 조체를 사용하였을때에 효과가 있는 방법이다. 이 가수분해를 행하기 전에 이온 교환 처리하는 방법은 뒤의 중화 공정에 있어 수산화칼슘등에 의하여 탈황산 이온한 후의 액중에 잔존하는 음이온의 양이 적으며, 다음 공정의 이온 교환수지에 의한 정제 부하를 저하 시킬 수가 있으므로 대단히 유효하다.

(3) 정제처리 공정

정제처리 공정은, 탈염, 탈색등으로써된 탈염 공정과 결정 L-람노오스를 얻기 위한 결정화 공정으로써 된다.

발명자들은 상기의 가수분해후의 액으로부터 탈염함에 있어, 여러가지 검토를 행한결과 다음과 같은 3종의 방법이 효과적임을 발견하였다.

탈염 방법 I은 가수분해액을 이온 교환수지 또는 이온 교환막에 의하여 탈염하는 방법이다.

탈염 방법 Ⅱ는 가수분해액에 칼슘 또는 바륨의 수산화물, 또는 탄산염을 첨가하여 생성하는 불용물을 제거한 후, 이온교환 수지에 의하여 탈염하는 방법이다.

탈염 방법 Ⅲ은, 가수분해액을, 알카리로 중화한 후, 알카리 금속형 또는 알카리토류 금속형 양이온 교환수지에 통하고, 가수분해 액중의 성분을 L-람노오스를 함유하는 당액 부분과 염을 함유하는 부분으로 나누는 방법이다. 이 방법 Ⅲ을 상세히 설명하면, 가수분해를 마친 액에, 알카리금속 또는 알카리토류 금속의 수산화물 또는 탄산염을 가하여, pH 5∼7에 중화한 후, 1∼5%(대액)의 활성탄으로 활성탄 처리하고, 여과를 행함으로써 얻은 중화액의 일정량을 알카리 금속형 또는 알카리토류 금속형 양이온 교환수지, 바람직하기는 중화 하는데 사용한 금속과 동일한 금속형 양이온 교환수지를 칼람에 충전한 것의 칼람에 상부로 부터 공급한 후, 다시 물을 공급하고 칼람 하부로 부터, 최초에 염을 함유하는 수용액을 이어서 당을 함유하는 수용액을 유출시켜서 따로따로 채취함으로써 염이 적은 당액을 얻는다. 당과 염을 잘 분리시키기 위하여, 칼람의 온도는 40∼60℃로 유지함이 바람직하다. 이 당액부를 모으고, 필요에 따라서는 활성탄을 가하여서 여과하고, 이온 교환수지에 의하여, 탈색·탈염한다. 이 방법을 공업적으로 행할 경우에는 1본의 칼람을 사용하여 바치식으로 행할수도 있는데, 4∼8본의 칼람을 직열 그리고, 환상으로 연결하여, 액을 순환 시켜서, 칼람 상부로 부터 중화액을 공급한 후, 물을 흘려서 탑의 하부로 부터 각각 당액 및 염을 탈취하는 소위 연속 분리 방법을 사용할 수도 있다.

다음에, 결정 공정을 설명한다. 탈염 공정을 마친액으로 부터 L-람노오스의 결정을 얻기 위하여는 다음과 같은 일반적인 방법이 취해진다. 즉, 탈염 공정을 마친 액을 감압 농축등의 수단에 의하여, 소정 농도까지 농축한 후, 냉각하여, L-람노오스의 결정을 석출 시키든지, 필요하다면, 농축한 후 냉각한 액에, 에탄올 등의 유기용매를 가하여, L-람노오스의 결정 성장을 촉진시킬 수도 있다.

여기서, 발명자들은, 상기의 일련의 제조 공정에서, L-람노오스의 수율을 다시 상승 시키는 방법을 검토한 결과, 다음과 같은 방법을 채용하면, 한층 더 바람직한 결과를 얻음을 발견하였다. 즉 이는, L-람노오스는 일반적인 효모(예를들면, 저가격으로 입수가 용이한, 시판 빵 효모)에는, 자화되지 않는 점에 착안한 것으로서, L-람노오스를 함유 하는 당액을 효모 처리함으로써, L-람노오스 이외의 당을 자화시켜서, 당액중의 L-람노오스의 함유율을 상승 시키는 방법이다. 이 결과, L-람노오스의 결정화 수율을 비약적으로 상승 시킬수가 있으므로, 본 발명을 더욱 충실화 하기에 이르렀다.

다음에 그 방법을 설명한다.

효모 처리는 정제처리 공정에 있어 행함이 바람직하며, 탈염 공정에서 행하는 이외에, 결정화 공정에서, L-람노오스의 결정을 제거한 당액은, 효모자화를 받는 당의 함유율이 높으므로, 이 액에 대하여 행하여, L-람노오스를 채취하면, 더욱 바람직한 결과를 준다.

효모 처리는 가수분해액 그대로써 행할 수 있으나, 정제 처리공정에 있어 가수분해액을 알카리 금속 또는 알카리토류 금속의 수산화물 또는 탄산염으로 중화한 것에 적용한 편이 자화 속도는 빠르므로 바람직하다.

여기서, 중화제로서, 칼슘 또는 바륨의 수산화물 또는 탄산염을 사용함은, 불용성의 염을 생성시켜 여과분리가 가능하므로, 효모처리후의 정제 공정에서 양호한 결과를 가져온다. 중화에 의하여 생성한 불용성의 염은 효모처리 전에 여과할 수도 있다. 효모처리는, pH 3∼8에서 행함이 바람직하다. 기타, 중화액을 활성탄 처리한 것, 또한 이온 교환처리한 것을 효모처리할 수도 있다. 또 정제 공정에서 설명한 탈염 방법 I, Ⅱ, Ⅲ에서 얻어지는 당액을 효모 처리할 수도 있다.

효모 처리의 일예를, 구체적으로 설명한다.

상기에 나타낸 당액에, 이들에 함유되는 당질 고형분에 대하여 통상 0.5∼5 중량%의 빵 효모를 가하고, 온도 25∼45℃에서 12∼48 시간 동안 교반 또는 방치하여, L-람노오스 이외의 당질을 자화시킨 후, 원심분리나 여과에 의하여, 효모를 제거한다. 이 조작에 의하여, 당액에 함유되는 D-글루코오스, D-만노오스등이 탄산 가스 또는 에탄올로 변하므로, 당질중의 L-람노오스의 순도가 상승한다. 이와같이 하여, L-람노오스의 순도를 상승시킨 액을 이미 설명한 탈염 정제 방법의 적절한 것을 채용하여 정제한 후, 농축하여, L-람노오스의 결정화를 행하여, L-람노오스의 수율은, 이 방법을 취하지 않는 경우에 비하여, 비약적으로 상승한다.

다음에 실시예에 의하여, 다시 구체적으로 설명하는데, 이들은 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

① 히도에구사 200g(수분 19% 함유품)와, 물 2ℓ을 내용적으로 약 5ℓ의 가압솥에 사입하고, 서서히 교반하면서 솥 내부의 온도를 150℃에서 20분 유지한 후, 냉각하여 솥으로부터 처리물을 취출하고, 원심분리기에 의하여 수용액과 불용물로 나누어서 불용물을 물 1ℓ로 세정하고, 세액을 수용액에 가하여, 수용성 성분액(추출액) 2.7kg을 얻었다. 이 추출액중의 고형분은 122g로서, 이는 원료 고형분에 대하여, 75.3%이었다.

② ①에서 얻은 추출액에 농황산 10g을 첨가하고, 내산성가압용기 중에서, 120℃, 60분간 가수분해를 행하였다.

③ ②에서 얻은 가수분해액을 수산화칼슘으로 중화후 여과하고, 활성탄을 사용하여, 탈색·탈취하고, 다시 이온 교환 처리를 하였다. 얻어진 액의 당 조성은 L-람노오스 84%, L-글리코오스 5%, D-크실로오스 4%(대고형분)이었다.

④ ③에서 얻어진 당액을 감압하에서 농도 약 81%까지 농축하여, L-람노오스 1수화물의 결정 21g을 얻었다. 이 결정의 순도는, 액체 크로마토 그래피에 의하여 측정한 결과, 99.2%이었다. 또 융점은 91.5℃이고, 수용액의 비선광도는 조제후 1시간째에 측정한 결과,

(무수물 환산)이었다.

[실시예 2]

① 히도에구사(수분 20% 함유품) 200g에, 물 1ℓ을 가하고, 10ℓ의 가압솥 중에서 솥 내에, 간결적으로 6kg/cm²의 증기를 취입하여, 증자추출을 행하였다. 즉 솥내에 3분간 증기를 취입한 후, 솥 내에 고인 추출액을 솥의 저부에 형성한 발브를 서서히 개방함으로써, 배출 채취하고 재차 발브를 잠근 후, 다시 3분간 증기를 취입하여, 추출액을 채취하는 조작을 6회 반복하였다. 그동안 내부 온도는 160℃를 나타냈다. 원심 분리기에 의하여, 불용물을 분리하고, 1ℓ의 물로 세정 후, 세액을 합하여, 고형분 105g을 함유하는 추출액 약 5ℓ을 얻었다.

② ①에서 얻은 추출액에, 농황산 26g을 가하여, 내산성 가압용기 중에서 130℃, 3시간 가수분해를 행하였다.

③ ②에서 얻은 가수분해액을 냉각후, 수산화칼슘으로 중화하고, 칼슘염을 여과 후, 활성탄 처리 및 이온교환 처리등의 정제를 행하여, L-람노오스 81%, D-글루코오스, D-크실로오스 각각 4%(대고형분)의 당액을 얻었다.

④ ③에서 얻어진 당액을 감압하에서 농도 약 83%로 농축하고 결정화하여, L-람노오스 1수화물의 결정 22g을 얻었다. 이 결정순도는 98%, 융점은 89℃이었다.

[실시예 3]

① 히도에구사(수분 17% 함유품)500g에 물 1kg을 가하고, 10ℓ의 가압솥에 사입하고, 2.7kg/cm²의 증기를 취입(내부온도 130℃)하고, 10분마다 추출액을 발취하면서, 연 1시간 가열증자를 계속 하였다. 냉각후, 원심 분리기로 불용물을 분리하여, 온수 세정을 하였다. 세정액을 합하여, 약 6ℓ의 추출액을 얻었다. 이 추출액의 pH의 4.3으로서, 그 고형분은 275g이었다.

② ①에서 얻은 추출액 약 6ℓ에 황산 34g을 가하고, 140℃에서 40분간 가수분해를 행하였다.

③ ②에서 얻은 가수분해액을 냉각후, 수산화 칼슘으로 중화하고, 생성한 황산 칼슘을 여과하여 제거한 후, 활성탄, 이온 교환 처리를 행한 결과, 액의 당조성은, L-람노오스 83%, D-글루코오스 3%, D-크실로오스 8%이었다.

④ ③에서 얻어진 당액을 감압하에서, 약 81%의 농도로 농축한 후, 1밤 방치하여 L-람노오스 1수화물의 백색 결정 54g을 얻었다. 이 결정순도는 99%, 융점은 91℃이었다.

[실시예 4]

① 히도에구사(수분 19% 함유품) 120g와, 물 1.2ℓ을, 3ℓ의 3구 플러스코에 넣고, 온도계, 냉각기 및 교반기를 장착하여, 교반하면서, 100℃에서 24시간 유지하였다. 냉각후 내용물을 취출하고, 여과를 행하여, 추출액을 얻었다. 이 추출액의 고형분은 80.4g이었다.

② 이 추출액에, 농염산 29g을 첨가하고, 내산성 용기내에서, 130℃, 60분간 가열하여, 가수분해 하였다.

③ ②에서 얻은 가수분해액에 1% 수산화나트륨을 가하여, pH6까지 중화하였다. 이 중화액에 활성탄 20g을 가하고, 50℃에서 1시간 교반한 후, 여과하고, 농도 약 10%까지 농축하여, 968g의 농축액을 얻었다.

④ 다음에, 폴리스틸렌술폰산형 양이온 교환수지 SK-1B(일본 미쯔비시가세이공업(주) 제, 50∼10맷쉬) 300ml을 쟈켓다린 칼람(내경 2.4cm×길이 80cm)에 충전하고, 이에 희염산을 주입하고, 수세한 후, 다시 5% 염화 나트륨 수용액을 주입하고 수세하여, 수지를 나트륨 형으로 하였다. 이 칼람은 60℃로 유지하면서, ③에서 조제한 농축액 60g을 탑상부로 부터 공급하고, 이어서, 물을 공급함으로써, 농축액을 연속적으로 용출시켜서, 플럭션 콜렉터에 의하여 채취하였다. 이때의 용출액의 유속은 100ml/h이고, 각 플럭션 용량은, 12ml이었다. 각 플럭션을 액체 크로마토 그래피(칼람 시마즈 SCR-101N, 용리액은 물)에 의하여 분석하였다. 그 결과를 표-1에 나타낸다. 또 이 플력션 번호 22∼28을 모은 액의 조성은, 당 92%, 염류 8%이었다.

⑤ ④에서 모은 플럭션 번호 22∼28의 액을, 양 이온 교환수지 SK-1B 20ml에 이어서 음이온 교환수지 WA-30(일본미쯔비시가세이공업(주)제, ) 20ml에 통하여, 탈염하고, 70%까지 농축하였다. 이에 0.9%(당 고형물에 대하여, 50중량%)의 에탄올을 가하고, 1밤 방치한 결과, 1.12g의 L-람노오스 1수화물을 얻었다. 따라서, 수분함유 히도에구사 120g로부터 L-람노오스 1수화물 18.1g이 얻어진 셈이다. 가스 크로마토그래피(충전제액상 QF-1, 아세틸 유도체로서)에 의하면, L-람노오스 1수화물의 순도는 98.8%이었다.

[표 1]

[실시예 5]

① 실시예 4의 ① 및 ②와 같이 하여서, 히도에구사로부터 람난 황산염을 추출하고, 가수분해를 행하였다.

② ①에서 얻은 가수분해액을 10% 수산화칼륨 수용액에서, 중화하는 일 및 폴리스틸렌 술폰산형 양이온 교환 수지에 5% 수산화칼륨 수용액을 주입하고, 수지를 칼륨형으로 하여 사용하는 이외는, 실시예 4와 같은 방법에 의하여, 칼람 통액을 행하였다. 그 결과를 표에 나타낸다.

③ 이 플럭션 번호 23∼30을 모아, 실시예 4의 ⑤와 같이 처리를 행하여, L-람노오스 1수화물 1.06g을 얻었다. 따라서, 수분 함유 히도에구사 120g로부터, L-람노오스 1수화물 17.1g이 얻어진 셈이다. 이의 순도는 98.6%이었다.

[표 2]

[실시예 6]

① 히도에구사(수분 19% 함유품) 120g와, 물 1.2ℓ을 3ℓ의 3구 플러스코에 넣고, 온도계, 냉각기 및 교반기를 장착하고, 교반하면서, 100℃에서 24시간 유지하였다. 냉각 후 내용물을 취출하고, 여과를 행하여 추출액을 얻었다.

② ①에서 얻은 추출액에 50% 황산 20g을 첨가하고, 내산성 용기내에서, 130℃, 60분간 가열하여, 가수분해하였다. 냉각후 가수분해 액을 취출하고, 수산화 칼슘으로 pH6까지 중화하였다. 이 중화액에 활성탄 20g을 가하고, 50℃에서 1시간 교반한 후, 여과하고, 농도 약 10%까지 농축하여 826g의 농축액을 얻었다.

③ 다음에, 폴리스틸렌술폰산형 양이온 교환수지에 5% 염화칼슘을 주입하고, 수지를 칼슘형으로 하여, 사용하는 이외는 실시예 4의 ④와 같은 방법에 의하여, 칼람통액을 행하였다. 그 결과를 표-3에 나타낸다.

④ 이 플럭션 번호 25∼34를 모아, 실시예 4의 ⑤와 같은 처리를 행하여, L-람노오스 1수화물 1.18g을 얻었다. 따라서, 수분 함유 히도에구사 120g으로부터 L-람노오스 1수화물 16.2g이 얻어진 셈이다. 이의 순도는 98.5%이었다.

[표 3]

[실시예 7]

① 히도에구사(수분 19% 함수품) 12kg와, 물 140을 300의 스테일리스조에 넣고, 온도계, 교반기를 장착하고, 교반하면서 96∼100℃에서 72시간 유지하였다. 냉각후, 내용물을 취출하고, 여과하여 추출액(고형분 8.1kg)을 얻었다.

② ①에서 얻은 추출액에 농염산 2.9kg을 첨가하고 내산성 용기 내에서 130℃, 60분간 가열하여 가수분해 하였다. 냉각후, 가수분해액을 취출하고, 10% 수산화 나트륨으로 pH4까지 중화하였다. 이 중화액은 당질 3.56kg을 함유하고, 그 조성은 다음과 같았다.

③ 상기에서 얻은 중화액에 시판의 빵 효모 35g을 첨가하고, 35℃에서 24시간 자화반응하여 반응액을 얻었다. 이 반응액은 당질 2.75kg을 함유하며, 당질의 조성은 다음과 같았다.

④ ③에서 얻은 당액에 활성탄 0.2kg을 가하고, 50℃에서 1시간 교반한 후, 여과하고, 이온 교환 수지에 의하여 탈염하고, 감압하에서 농도 84%까지 농축하고 에탄올 1.3kg을 가하고, 결정화하여, L-람노오스 1수화물의 결정 2.12kg을 얻었다. 이 결정의 순도는 액체 크로마토 그래피에 의하여 측정한 결과 L-람노오스 순도 99.2%이었다. 또 이의 융점 91.0℃, 수용액의 비선광도는 조정 후 1시간째에 측정한 결과

(무수물 환산)이었다.

⑤ 비교를 위하여, ③의 공정을 생략하고, 뒤의 조작을 행한 결과 결정 수량은 1.28kg이고, 결정의 순도는 98.6%이었다.

[실시예 8]

① 실시예 7의 ①과 같은 조작후, pH를 6으로 하는 이외는 실시예 7의 ②와 같이 조작하여 얻어진 중화액에 활성탄 0.2kg을 가하고, 50℃에서 1시간 교반한 후, 여과하고, 이온 교환수지에 의하여 탈염하여 L-람노오스를 함유한 농도 1%의 당액 300kg을 얻었다.

② ①에서 얻은 당액에 시판의 빵 효모 30g을 가하고, 39℃로써 18시간 자화 반응시켰다. 이 반응액은 당질 2.39kg을 함유하고 있다.

③ ②에서 얻은 당액을 셀라믹 필터로써 여과하여 균체를 제거하고, 이온 교환수지로써 탈염한 후, 감압하에서 농도 81%까지 농축 후, 에탄올 1.2kg을 가하고, 결정화하여, L-람노오스 1수화물의 결정 1.78kg을 얻었다(순도(99.4%).

각각의 당 조성은 다음과 같았다.

[실시예 9]

① 실시예 8의 1과 같은 조작에 의하여 얻은 당액 300kg (액중의 당 농도 1%)을 84%까지 농축하고 에탄올 1.7kg을 가하여서, 결정하고 결정을 여별하여 결정 1.03kg(순도 98.1%)와 여액 4.2kg을 얻었다. 이 여액을 농축하고, 에탄올을 제거한 후 물을 가하여 19.7kg로 하였다. 이때의 농도는 10%이었다.

② ①에서 얻은 여액에 빵 효모 20g을 첨가하고, 35℃에서 24시간 자화 반응시켰다. 그후, 활성탄 0.3kg을 첨가하고, 여과하여, 균제 및 활성탄을 제거하고, 이온 교환 수지에 의하여 탈염 하였다.

③ ②에서 얻은 당액을 85%까지 농축하고, 에탄올 1.7kg을 가하여 냉각, 결정화하여서, L-람노오스 1수화물의 결정 0.77kg(순도 98.8%)을 얻었다.

④ 비교를 위하여, ①에서 얻은 여액을 그대로 ③과 같이 농축 결정화 하였는데, L-람노오스 1수화물의 결정은 얻어지지 못하였다.

①∼②의 당 조성은 다음과 같았다.

[실시예 10]

①히도에구사(수분 17% 함유품) 12kg와, 물 155ℓ을 300ℓ의 스테인리스조에 넣고, 온도계, 냉각기, 교반기를 장착하고, 교반하면서 96∼100℃로 72시간 유지하였다. 냉각 후, 내용물의 상징액을 여과하여 추출액(농도 5%)을 얻었다. 이 추출액의 전 카티온 은 6,600mg as CaCO₃/ℓ이었다.

② ①에서 얻은 추출액 145ℓ를, H형 강산성 양이온 교환수지 SK-1B(일본 미쯔비시가세이공업(주)제)30ℓ을 충전한 탑(내경 20cm, 길이 1m) 상부로부터 통하고, 이어서 물을 주입하였다. 하부로 부터 42ℓ 유출시킨때, 농도가 일정(3.9%)하게 되었다. 또한 유출시킨 액 110ℓ을 분취하였다.

③ ②에서 얻은 액을 그대로 140℃에서 1시간 가수분해 하였다. 이때, 생성한 L-람노오스의 양은 19.5mg/ml이었다. 냉각 후, 수산화칼슘(1.38kg)으로 pH5까지 중화하고, 불용성의 황산 칼슘(함수 4.2kg)을 여과하였다. 이 액의 전 카티온은 5,600mg as CaCO₃/ℓ, 전 아니온은 7,000mg as CaCO₃/ℓ이었다.

④ 비교를 위하여, ②의 공정을 생략한 것에, 고형분의 12.5%의 농황산을 가하고, 140℃에서 1시간 가수분해한 액의 L-람노오스의 생성량은 ③에 비교하여 손색이 없는 19.7mg/ml이었다. 냉각후 ③과 같이 수산화칼슘(0.94kg)으로 pH 5까지 중화하고, 황산 칼슘(함수 2.3kg)으로 여과하였다. 이 액의 전 카티온은 12,800mg as CaCO₃/ℓ로서, 전 아니온은 13,000ma as CaCO₃/ℓ이었다.

⑤ ③에서 얻은 당액에 활성탄 28g을 가하고, 50℃에서 1시간 교반한 후, 여과하고, 이온 교환 수지에 의하여 탈염하고, 감압하에서 농도 80%까지 농축하고, 에탄올 1.4kg을 가하여, 결정화 하여서 L-람노오스 1수화물의 결정 1.22kg을 얻었다. 이 결정의 순도는 크로마토 그래피에 의하여 측정한 결과 L-람노오스 순도 98.8%이었다. 또 이 융점은 89.5℃ 수용액의 비선광도는 조제후 1시간째에 측정한 결과

(무수물 환산)이었다.

[실시예 11]

① 히도에구사(수분 17% 함유품) 12kg을, 물 500ℓ로 세정하여 조체에 부착한 염류를 제거 하였다. 이 조작에 의하여, 용출하는 람난 황산염은, 흔적 정도의 양이며, 한편 제거된 염량은 2.26kg이었다. 세정후 물을 함유하는 히두에구사 132kg을 300ℓ의 스테인리스조에 넣고, 교반하면서 96∼100℃에서 48시간 유지하였다. 냉각후, 내용물을 여과하고, 추출액(농도 4%)을 얻었다. 이 추출액의 전 카티온은 2,100mg as CaCO₃/ℓ이었다.

② ①에서 얻은 추출액 85ℓ을 H형 강산성 양이온 교환수지, SK-1B(일본 미쯔비시가세이 공업(주)제)20ℓ을 충전한 탑(내경 15cm, 길이 1.2m) 상부로 부터 통하고, 이어서 물을 주입하였다. 하부로부터 10ℓ유출시킨데, 농도가 일정(3.2%) 하게 되었다. 다시 유출시킨 액 60ℓ을 분취 하였다.

③ ②에서 얻은 액을 그대로 140℃에서 1시간 가열하고, 가수분해 하였다. 이때, 생성한 L-람노오스의 양은 20.5mg/ml이었다. 냉각 후, 수산화칼슘(0.82kg)으로 pH 5.8까지 중화하고, 불용성의 황산 칼슘(함수 3.15kg)을 여과하였다. 이 여액의 전 카티온은 2,800mg as CaCO₃/ℓ, 전 아니온은 2,900mg as CaCO₃/ℓ이었다.

④ ③에서 얻은 당액에 활성탄 24g을 가하고, 50℃에서 1시간 교반한 후, 여과하고, 이온 교환 수지에 의하여 탈염하고, 감압하에서 농도 80%까지 농축하고, 에탄올 1kg을 가하여 결정화 하여서 L-람노오스 1수화물의 결정 1.03kg을 얻었다. 이 결정의 순도는 액체 크로마토그래피에 의하여 측정한 결과, L-람노오스 순도 98.8%이었다. 또, 이 융점은 89.5℃이고, 수용액의 비선광도는 조제후 1시간째에 측정한 결과,

(무수물 환산)이었다.

Claims (13)

1. 아오사목히도에구사과(Ulvales Monostromaceae)의 해조에 수용성 용매를 가하고, 가열 추출하여서 얻은 람난 황산염을 함유하는 추출액을 가수분해 처리한 후, 정제 처리에 회부함을 특징으로 하는 L-람노오스의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 아오사목히도에구사과의 해조가 해도에구사(학명 Monostroma nitidum Wittrock)인 L-람노오스의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 수용성 용매가 물인 L-람노오스의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 가열 추출의 온도가 90∼160℃인 L-람노오스의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 가열 추출의 온도와 시간이 다음의 조합인 L-람노오스의 제조방법.

   
6. 제1항에 있어서, 가수분해 처리가 람난 황산염을 함유한 추출액에 산을 가함을 특징으로 하는 L-람노오스의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 가수분해 처리에 사용하는 산이 황산, 수산, 인산, 염산, 초산으로써된 군으로 부터 선택되는 산의 1종 또는 이들 산의 혼합물인 L-람노오스의 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 가수분해 처리가 람난 황산염을 함유하는 추출액을 양이온 교환 수지를 충전한 칼람에 통액 후, 가열함을 특징으로 한 L-람노오스의 제조방법.
9. 제1항에 있어서, 가수분해 처리가 람난 황산염을 함유하는 추출액을 양이온 교환 수지를 충전할 칼람에 통액후, 이에 산을 가하여 가열함을 특징으로 하는 L-람노오스의 제조방법.
10. 제1항에 있어서, 정제 방법이 이온교환수지 또는 이온 교환막을 사용하여 탈염함을 특징으로 하는 L-람노오스의 제조방법.
11. 제1항에 있어서, 정제방법이 칼슘 또는 바륨의 수산화물 또는 탄산염을 첨가하여서 생성하는 불용물을 제거한 후, 이온교환 수지를 사용함을 특징으로 하는 L-람노오스의 제조방법.
12. 제1항에 있어서, 정제 방법이 알카리로 중화하고, 알카리 금속형 또는 알카리토류 금속형 양이온 교환수지를 사용함을 특징으로 하는 L-람노오스의 제조방법.
13. 제10 내지 12항중 어느 한항에 있어서, 정제 방법이 효모를 첨가하여 L-람노오스 이외의 당을 자화시킨 후 효모를 제거하는 조작을 함유하는 L-람노오스의 제조방법.