TW201904446A - 結晶功能性甜味劑 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於具有特定結晶度的功能性醣類，製備其之方法，以及包含該結晶醣類的功能性甜味劑。

Description

結晶功能性甜味劑
本發明係關於具有特定結晶度的功能性醣類，製備其之方法，以及包含該結晶醣類的功能性甜味劑。
以糖及澱粉糖為代表的一般醣類組成了世界上約65萬億韓元的最大市場，但隨著消費者對於健康導向的需求，世界各地強化了功能性及高端產物，已發展功能性甜味劑，諸如包括木糖醇的糖醇、包括寡果糖的寡醣、包括結晶果糖的功能性醣類、以及包括蔗糖素(sucralose)或阿斯巴甜的甜味劑等的市場。
甜味劑為提供甜味的調味料及食品添加劑的通稱。眾多甜味劑中的糖、葡萄糖、果糖等作為天然成分分佈最廣，並且最廣泛地用於製備加工食品。然而，隨著諸如蛀牙、肥胖症、糖尿病等糖的負面態樣變得更有名，用於替代糖的功能性甜味劑已在全世界受到關注。
近期，有一種阿洛酮糖(allulose)為可作為功能性甜味劑取代糖或果糖的替代醣類。阿洛酮糖可藉由化學或生物方法所製備，但由於阿洛酮糖在產物中含量低，純化及濃縮過程係必需的。然而，由於濃縮糖漿的應用有限，因此對結晶粉末的需求很高。由於阿洛酮糖的低結晶度而難以使其結晶化。
此外，在根據使用阿洛酮糖轉化酶或產生該酶的菌株的生物方 法所製造的阿洛酮糖的情況下，由於其轉化率低，結晶係在增加D-阿洛酮糖純度之後進行。當D-阿洛酮糖實際上旨在用於工業用途時，仍有尚未解決的純化過程或純化產率、結晶產率等問題。
本發明的目的為提供一種特定的結晶阿洛酮糖，以及以高產率及高純度製備結晶阿洛酮糖的方法。
此外，本發明的目的為提供包括結晶阿洛酮糖的甜味劑，以及應用該甜味劑的各種食品及飲料。
本發明提供一種特定的結晶阿洛酮糖，以高產率及高純度製備結晶阿洛酮糖的方法以及該特定結晶阿洛酮糖的各種用途。
根據本發明一個具體實例的阿洛酮糖結晶可為在X-射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78及30.84±0.2°處具有峰的阿洛酮糖結晶。在本發明一個具體實例中，X射線光譜可為在繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84及28.37±0.2°處具有峰的阿洛酮糖結晶，或為在繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84及47.06±0.2°處具有峰的X射線光譜。在阿洛酮糖結晶的X射線光譜中具有繞射角的峰顯示出選自X射線繞射分析結果的較高主峰(相對強度%)及形態特異性峰(morphology-specific peak)。
根據本發明一個具體實例的阿洛酮糖結晶根據示差掃描熱量分析可具有125.8℃±5℃的Tm或200至220J/g的熔化焓(△H)，並且Tm可為125.8℃±3℃。
根據本發明一個具體實例的阿洛酮糖結晶之結晶之長直徑長度 (微米)與短直徑之比(=長直徑/短直徑)可為1.0至8.0。
根據本發明一個具體實例的阿洛酮糖結晶可為具有一或多個選自以下(1)至(5)組成之群之特徵的阿洛酮糖結晶：(1)在X射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78及30.84±0.2°處具有峰，(2)根據示差掃描熱量分析(differential scanning calorimetry analysis；DSC)，Tm溫度為125.8℃±5℃，(3)根據示差掃描熱量分析，熔化焓(△H)為200至220J/g，(4)平均長直徑為350μm或350μm以上，較佳350至2,000μm，及(5)結晶的長直徑長度(微米)與短直徑之比(=長直徑/短直徑)在1.0至8.0範圍內。
本發明額外的具體實例係關於甜味劑組成物，其包含具有一或多個選自特徵(1)至(5)組成之群之特徵的阿洛酮糖結晶。本發明另一個具體實例包括包含阿洛酮糖結晶的食品、飲料、牲畜飼料、藥物或化妝品。
下文將更詳細地描述本發明。
根據本發明一個具體實例的阿洛酮糖結晶可為具有一或多個選自以下(1)至(5)組成之群之特徵的阿洛酮糖結晶：(1)在X射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78及30.84±0.2°處具有峰的X射線光譜，(2)根據示差掃描熱量分析(DSC)，Tm溫度為125.8℃±5℃，(3)根據示差掃描熱量分析，熔化焓(△H)為200至220J/g，(4)平均長直徑為350μm或350μm以上，350至2,000μm，及(5)結晶的長直徑長度(微米)與短直徑之比(=長直徑/短直徑)在1.0至8.0範圍內。
根據本發明的阿洛酮糖結晶可藉由各種結晶方法獲得，例如， 可使用藉由冷卻方法所製備的阿洛酮糖結晶來測量特徵。
根據本發明中之阿洛酮糖結晶之粉末之X射線光譜分析，阿洛酮糖結晶可具有X射線光譜，其在X射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78及30.84±0.2°處具有峰。較佳者，結晶可具有X射線光譜，其在繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84及28.37±0.2°處，繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84及31.87±0.2°處，或繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84及47.06±0.2°處具有峰。更具體來說，X-射線光譜可在X-射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84、27.37、47.06及31.87±0.2°處具有峰。
上述繞射角(2θ)中之繞射峰值可表示由於測量裝置或測量條件等引起的測量的小誤差。具體來說，測量誤差可在±0.2°範圍內，較佳±0.1°範圍內，更佳±0.06°範圍內。
根據本發明的阿洛酮糖結晶可藉由熱分析方法，具體來說示差掃描熱量分析(DSC)來分析。藉由DSC分析，根據本發明的阿洛酮糖結晶的熔融溫度(Tm)可為125.8℃±5℃，較佳±3.0℃，或更佳±1.0℃。藉由DSC分析，阿洛酮糖結晶的熔化焓(△H)為200至220J/g，例如212.7J/g。示差掃描熱量分析(DSC)係根據溫度梯度進行操作，並且測量所提供的能量以維持阿洛酮糖粉末樣品的溫度升高。可預測，結晶的DSC分析中熱容量越高，其溶解越困難，並且隨著熱容量越高及吸熱峰的寬度越窄，結晶形成越均勻及更硬。
根據本發明的阿洛酮糖結晶，結晶的平均短直徑或次直徑可為50至1000μm，或較佳50至500μm，並且平均長直徑可為350μm或350μm以上，較佳350至2000μm，或更佳400μm至2,000μm。
此外，根據本發明的阿洛酮糖結晶的長直徑長度(微米)與短直徑之比(=長直徑/短直徑)可為1.0至8.0、1.0至6.9、1.0至6.0、1.0至5.5、1.0至5.0、1.1至8.0、1.1至6.9、1.1至6.0、1.1至5.5、1.1至5.0、1.3至8.0、1.3至 6.9、1.3至6.0、1.3至5.5、1.3至5.0、1.5至8.0、1.1至6.9、1.5至6.0、1.5至5.5、1.5至5.0、2.0至8.0、2.0至6.9、2.0至6.0、2.0至5.5或2.0至5.0。
藉由對本發明的阿洛酮糖結晶粉末進行XRD圖譜分析的結果，阿洛酮糖結晶為純結晶粒子，且具有矩形六面體或與之接近的結構。更佳者，由於本發明的結晶結構接近於立方晶系，所以結晶的均勻性及固性增加。
此外，由於在結晶過程中所製備的阿洛酮糖結晶更均勻，結晶的強度增加並且粒子破裂最小化，從而使得粒度分佈均勻。因此，可提高阿洛酮糖結晶的流動性。另一方面，當均勻性較低時，由於在乾燥及轉移過程中結晶粒子的破裂，其可能會微粉化，並且可相對容易溶解，從而負面地影響產物品質。
於此，術語「結晶純度(purity of crystal)」係指阿洛酮糖結晶的純度。本發明包括結晶純度的性質可藉由例如X射線粉末繞射分析、示差掃描熱量(DSC)分析、紅外光譜(FTIR)分析、HPLC分析、LC/MS等的方法所獲得，且純度可藉由HPLC色譜法具體分析。
本發明的結晶純度可為70wt%或70wt%以上，較佳80wt%或80wt%以上，更佳90wt%或90wt%以上，更佳95wt%或95wt%以上，或最佳98wt%或98wt%以上。為了保證品質，較佳達到純度範圍。
本發明的阿洛酮糖結晶具有比微粉化粉末更高的流動性，並且由於低結塊及容易分佈及處理而在儲存期間為穩定的。此外，阿洛酮糖粉末具有比糖低的熱量以及類似於糖的甜味，因此其可容易且有利地用於製備混合甜味劑、固體混合甜味劑、巧克力、口香糖、即溶汁、即溶湯、顆粒劑、錠劑等。此外，阿洛酮糖結晶粉末可藉由包含在諸如食品及飲料、最喜愛的精緻食物、飼料、化妝品、藥物等的各種組成物中而使用，並且可在諸如摻合、混合、溶解、熔融、浸泡、滲透、分散、鋪展、塗佈、噴霧、注射、結晶、固化 等的公開已知的方法中適當地選擇含有醣類的方法作為完成產物製造的過程。
本發明的特定的一個具體實例可提供包含阿洛酮糖結晶粉末的甜味劑組成物。甜味劑組成物可包含不同含量的阿洛酮糖結晶粉末。甜味劑組成物可進一步包含選自由以下組成之群之一或多者：高強度甜味劑、除了阿洛酮糖以外的單醣、雙醣、糖醇、膳食纖維及寡糖。
例如，單醣及雙醣可為選自由以下組成之群之一或多者：阿洛糖、脫氧核糖、赤藻酮糖、半乳糖、艾杜糖、甘露糖、核糖、山梨糖、塔格糖、赤藻糖、墨角藻糖、龍膽二糖、龍膽二酮糖、異麥芽糖、異麥芽酮糖、麴二糖、乳酮糖、阿卓糖、海帶二糖、樹膠糖、白雙糖、海藻糖、鼠李糖(ramnose)、山梨糖、麥芽酮糖、甘露二糖、甘露薦糖(mannosucrose)、松三糖、蜜二糖、蜜二酮糖、黑曲霉二糖(nigerose)、蜜三糖、芸香糖、芸香酮糖、水蘇糖、蘇糖、海藻糖、海藻酮糖、松二糖、木二糖(xylobiose)、果糖、葡萄糖及阿洛酮糖。
糖醇可為選自由以下組成之群之一或多種：木糖醇、麥芽糖醇、赤藻糖醇、甘露醇、乳糖醇、肌醇及山梨糖醇。膳食纖維可為水溶性膳食纖維，且膳食纖維可為選自由以下組成之群之一或多者：聚葡萄糖、不可消化的麥芽糊精及果膠。寡糖可為選自由以下組成之群之一或多者：果寡糖(fructooilgosaccharide)、異麥芽寡醣、麥芽寡醣及半乳寡醣。
高強度甜味劑可為選自由以下組成之群之一或多者：阿斯巴甜、乙醯磺胺酸鉀、甜蜜素、糖精鈉、蔗糖素、甜菊糖甜味劑(甜菊醣苷、經酶處理之甜菊糖)、甜精、索馬甜、紐甜、瑞鮑迪甙(rebaudioside)及莫內林(monellin)。
根據本發明的阿洛酮糖結晶的製備方法可藉由各種方法進行，並且較佳可藉由冷卻方法進行。作為根據本發明的冷卻方法的一個具體實例， 阿洛酮糖結晶的製備方法可包含藉由在20至40℃，或30至40℃，例如35℃的溫度下緩慢攪拌製造晶核的步驟，阿洛酮糖溶液包含90wt%或90wt%以上的阿洛酮糖且具有60至85白利糖度(Brix)；以及藉由降低溶液的溫度來生長結晶的步驟。例如，可藉由將阿洛酮糖溶液的溫度冷卻至35至10℃範圍而誘導過飽和狀態來製造結晶。較佳維持冷卻速率為0.01至20℃/min。當冷卻速率低時，形成共結晶的時間長，從而降低生產率。當冷卻速率高時，形成小粒度的結晶，從而使結晶的回收困難。
阿洛酮糖結晶的製備方法可包含在包含90wt%或90wt%以上的阿洛酮糖且具有60至85白利糖度及1000μS/cm或1000μS/cm以下導電率的阿洛酮糖溶液中製造晶核的步驟，以及藉由降低溶液的溫度來生長結晶的步驟。具體來說，阿洛糖結晶的製備方法可包含藉由在35℃的溫度下緩慢攪拌包含90wt%或90wt%以上的阿洛酮糖且具有80-83白利糖度的阿洛酮糖溶液來製造晶核的步驟，以及藉由降低溶液的溫度來生長晶核的步驟。該方法可進一步包含藉由將溶液的溫度升高20℃至40℃範圍內，較佳30至35℃範圍內一或多次來重新溶解在冷卻過程中產生的微結晶的步驟。阿洛酮糖結晶的製備方法可進一步包含添加晶種的步驟。阿洛酮糖結晶的製備方法可選擇性地包括晶種添加步驟及再溶解步驟各者，或可包括該兩個步驟。
用於結晶的阿洛酮糖溶液可為包含90wt%或90wt%以上，例如95wt%或95wt%以上的阿洛酮糖的高純度阿洛酮糖溶液。在45℃的溫度下，組成物的黏度可為2cps至200cps，並且導電率可為1000μS/cm或1000μS/cm以下，例如0.01至1000μS/cm，較佳30μS/cm或30μS/cm以下，例如0.1至30μS/cm。用於阿洛酮糖結晶的組成物的較低導電率較佳用於結晶。用於結晶的阿洛酮糖溶液可具有60至85白利糖度，例如，高於60白利糖度至80白利糖度，65至85白利糖度，65至80白利糖度或68至85白利糖度的固體含量。
在一般情況下，已知阿洛酮糖結晶的尺寸越大，性質越好，使用便利性增加得越多。為了製備大尺寸的結晶，需要藉由轉移過程來分開晶種結晶及主結晶。然而，本發明的結晶過程可僅藉由一步法容易地以高產率製備具有相對較大尺寸的結晶。
此外，結晶過程可藉由將溶液的溫度升高至30至35℃範圍內來進行溶解微結晶的步驟，以便重新溶解在結晶生長步驟的冷卻過程中所產生的微結晶。在本發明的結晶過程中，結晶生長步驟及微結晶溶解步驟可重複進行一或多次。
在製備結晶的過程中，為了提高結晶的生產速度及尺寸，可進一步添加晶種。
在根據本發明的一個具體實例中，可藉由在20至40℃，較佳30至40℃，或例如35℃的溫度下攪拌包含總固體含量為60至85白利糖度的90wt%或90wt%以上的阿洛酮糖的阿洛酮糖溶液，以產生少量晶核，然後藉由將溶液的溫度以每小時1℃的速度冷卻至10℃來生長結晶。視情況，阿洛酮糖結晶的製備方法進一步包括藉由將溶液的溫度升高至30至35℃範圍來溶解微結晶以使冷卻過程期間所產生的微結晶重新溶解一或多次的步驟。
在本發明的一個特定具體實例中，用於製備阿洛酮糖結晶的方法可包含以下步驟：二次離子純化在SMB色譜分離過程中所獲得的阿洛酮糖餾份的步驟，濃縮經離子純化的阿洛酮餾份的步驟，藉由結晶來自濃縮物的阿洛酮糖來獲得阿洛酮糖結晶的步驟，以及視情況可進一步包含回收阿洛酮糖結晶、洗滌及乾燥的步驟。
製備阿洛酮糖結晶的特定具體實例可包含初級離子純化、SMB色譜分離、二次離子純化、濃縮及結晶步驟，並且可選擇性地對阿洛酮糖轉化產物執行活性碳處理步驟、離子純化步驟或活性碳處理步驟及離子純化步驟兩 者。
根據本發明的用於製備阿洛酮糖結晶的方法可包括藉由控制阿洛酮糖濃縮溶液的溫度及濃度來結晶阿洛酮糖的方法，具體來說，可藉由降低阿洛酮糖溶液的溫度或改變D-阿洛酮糖溶液中D-阿洛酮糖的濃度來維持結晶所需的過飽和條件。在本發明的一個特定具體實例中，可藉由用肉眼或顯微鏡觀察在結晶步驟中以恆定間隔所收集的樣品，或分析藉由離心樣品所收集的上清液中醣類的濃度並且根據分析結果可控制D-阿洛酮糖的溫度或濃度來監測結晶過程。為了製備阿洛酮糖結晶，當將阿洛酮糖濃縮溶液冷卻並且結晶時，用熱交換器快速冷卻溫度至10至25℃範圍後，藉由反復進行溫度的升高及降低可誘導結晶生長。
根據本發明的製備阿洛酮糖結晶的方法可進一步包含藉由各種固液分離方法(例如離心、用去離子水洗滌的步驟以及乾燥的步驟)在結晶步驟中回收阿洛酮糖結晶的步驟。乾燥步驟可在流化床乾燥器或真空乾燥器中進行，但不限於此。阿洛酮糖結晶中所含的阿洛酮糖含量以100wt%固體總含量計可為94wt%或94wt%以上，95wt%或95wt%以上，96wt%或96wt%以上，97wt%或97wt%以上，98wt%或98wt%以上，或99wt%或99wt%以上。
根據本發明的阿洛酮糖結晶以及其製備方法可提供高產率及高純度的阿洛酮糖結晶，並且阿洛酮糖結晶包含在甜味劑中以用於各種食品及飲料。
圖1至圖3為本發明實施例1至3中所獲得的阿洛酮糖粉末在倍率X 100下所 測量的光學顯微鏡照片。
圖4至圖6為本發明實施例1至3中所獲得的阿洛酮糖粉末在倍率X 50下所測量的掃描電子顯微鏡(scanning electron microscopic；SEM)照片。
圖7為本發明實施例1至3中所獲得的阿洛酮糖結晶的紅外光譜分析(IR)光譜。
將藉由以下實施例更詳細地描述本發明。然而，以下實施例為本發明的理想實施例，本發明並不限於此。
實施例1：阿洛酮糖結晶的製備
將包括以100wt%固體含量計94.6wt%的阿洛酮糖的高純度阿洛酮糖糖漿濃縮，以製備用於結晶的具有8μS/cm導電率的阿洛酮糖糖漿。將所製備用於結晶的阿洛酮糖糖漿自過飽和狀態的35℃的溫度緩慢冷卻至10℃的溫度以生長結晶。此時，藉由在35℃的溫度下緩慢攪拌並且加入阿洛酮糖晶種來形成少量晶核，並且藉由每小時降低1℃溫度來生長結晶。在結晶生長步驟中，藉由將溶液的溫度升高至30至35℃範圍以將冷卻所產生的微結晶再溶解。將結晶生長過程及微結晶溶解過程重複一或多次以進行結晶。藉由用離心機脫水除去母液來回收所製備的阿洛酮糖結晶，並且用冷卻水洗滌及乾燥初級結晶中所回收的結晶。
將所獲得的初級結晶溶解於水中以製備81.6 Bx及以100wt%固體含量計99.5wt%阿洛酮糖的阿洛酮糖溶液。
根據與初級結晶方法實質上相同的方法，用所製備的溶解阿洛酮糖的溶液進行二次結晶過程。藉由用離心機脫水除去母液來回收所製備的阿洛酮糖結晶，並且將二次結晶中所回收的結晶用冷卻水洗滌及乾燥。
對於所製備的阿洛酮糖結晶的純度，使用以下分析條件進行以下HPLC分析：分析柱：Biolax Aminex HPX-87C柱
流動相：水
流速：0.6ml/min
柱溫：80℃
檢測器：RI檢測器
HLPC分析的結果為，實施例1所製備的阿洛酮糖結晶中的阿洛酮糖純度為99.8wt%，結晶產率為62.5%。結晶產率係以所回收的阿洛酮糖結晶粉末的重量與用於結晶的原料阿洛酮糖糖漿的固體重量的百分比所表示。
實施例2：阿洛酮糖結晶的製備
將包含以100wt%固體含量計94.6wt%阿洛酮糖的高純度阿洛酮糖糖漿濃縮至82.6 Bx，由此製備用於結晶的具有16μS/cm導電率的阿洛酮糖糖漿。將所製備用於結晶的阿洛酮糖糖漿自過飽和狀態的35℃的溫度緩慢冷卻至10℃的溫度以生長結晶。此時，藉由在35℃的溫度下緩慢攪拌並且加入阿洛酮糖晶種來形成少量晶核，並且藉由每小時降低1℃溫度來生長結晶。在結晶生長步驟中，藉由將溶液的溫度升高至30至35℃範圍以將冷卻所產生的微結晶再溶解。將結晶生長過程及微結晶溶解過程重複一或多次以進行結晶。藉由用離心機脫水除去母液來回收所製備的阿洛酮糖結晶，並且用冷卻水洗滌及乾燥初級結晶中所回收的結晶。
採用與實施例1相同的方法，藉由HPLC分析進行所製備的阿洛酮糖結晶的純度分析，實施例2所製備的阿洛酮糖結晶的阿洛酮糖純度為99.6wt%，結晶產率為52.8%。
實施例3：阿洛酮糖結晶的製備
將包含以100wt%固體含量計91.5wt%阿洛酮糖的高純度阿洛酮糖糖漿濃縮至81.2 Bx，由此製備用於結晶的具有21μS/cm導電率的阿洛酮糖糖漿。將所製備用於結晶的阿洛酮糖糖漿自過飽和狀態的35℃的溫度緩慢冷卻至10℃的溫度以生長結晶。此時，藉由在35℃的溫度下緩慢攪拌並且加入阿洛酮糖晶種來形成少量晶核，並且藉由每小時降低1℃溫度來生長結晶。在結晶生長步驟中，藉由將溶液的溫度升高至30至35℃範圍以將冷卻所產生的微結晶再溶解。將結晶生長過程及微結晶溶解過程重複一或多次以進行結晶。藉由用離心機脫水除去母液來回收所製備的阿洛酮糖結晶，並且用冷卻水洗滌及乾燥初級結晶中所回收的結晶。
採用與實施例1相同的方法，藉由HPLC分析進行所製備的阿洛酮糖結晶的純度分析，實施例3所製備的阿洛酮糖結晶的阿洛酮糖純度為99.6wt%，結晶產率為34%。
根據實施例1至3的阿洛酮糖結晶的製備，由於除了阿洛酮糖以外的其他成分作為雜質干擾了純阿洛酮糖的結晶生長，當用作結晶原料的阿洛酮糖純度低，結晶產率所發生的差異取決於結晶原料的阿洛酮糖純度。具體來說，實施例1中藉由阿洛酮糖糖漿的兩次結晶過程所獲得的結晶與進行一次結晶過程的實施例2相比，展現了阿洛酮糖結晶更高的純度及結晶產率。實施例1及實施例2與使用相對低純度的結晶原料的實施例3相比，展現了阿洛酮糖結晶更高的純度及結晶產率。
實施例4：阿洛酮糖結晶特徵的分析
4-1：結晶粒度分佈的分析
藉由使用標準篩的網目確認實施例1及實施例3中所獲得的阿洛酮糖結晶的粒度分佈。標準篩的網目尺寸為20、30、40、60、80、100網目，並且藉由標準篩的孔尺寸來測量結晶粒子的尺寸分佈。
標準篩每個網目的孔尺寸分別為850、600、425、250、180及150μm。收集每種樣品100g並且將其放入標準篩的網目尺寸中，並且藉由加入振動使其通過標準篩。在表1中藉由測量篩的每個網目尺寸中所殘留的樣品的重量來描述百分比值。在以下表1中，每個網目的粒度分佈係由具有數值的粒子的wt%所表示。
如表1所示，確認實施例1的阿洛酮糖結晶展現非常窄的分佈，收斂至90.2wt%的粒子分佈，並且實施例3的阿洛酮糖結晶在40中中展現最多的分佈，但粒子分佈在80↑、60↑、40↑及30↑中均勻分佈。此確認了與實施例1相比，具有低的長直徑/短直徑比的硬結晶粒子具有相對低的微粉化產物含量及均勻的粒度分佈。此外，具有高的長直徑/短直徑比及低均勻性的粒子可藉由在乾燥及轉移過程中的粒子破裂而微粉化，並且粒子尺寸可為不均勻的，從而具有寬範圍的粒子尺寸分佈。
4-2：晶形及結晶粒子尺寸的分析
圖1至3顯示在倍率X100下測量的實施例1至3中所獲得的阿洛酮糖結晶的光學顯微鏡照片。圖4至6顯示在倍率X100下測量的實施例1至3中所獲得的阿洛酮糖結晶的掃描顯微鏡照片。
此外，測量實施例1至3中所獲得的9個阿洛酮糖結晶樣品的長直徑(高度)及短直徑(寬度)，求出粒徑比(=長直徑/短直徑)，結果於以下表1所示。具體來說，對於5個結晶，顯示出以短直徑長度(μm)為1計長直徑(μm)的長度比。
如圖4至6所示，本發明的阿洛酮糖結晶具有矩形六面體或與其接近的結晶結構。表2中結晶1的長直徑長度(μm)與短直徑長度(μm)之比顯示了實施例1中平均1.6，實施例2中平均4.3，以及實施例3中平均7.6。與實施例2及實施例3的結晶相比，實施例1在每個結晶側均勻生長的情況下形成接近方形的菱形系統的晶型。此外，確認了在每個結晶側均勻生長的情況下，長直徑/短直徑之比傾向於降低。此建議了由於除了阿洛酮糖之外的其他組分作為雜質干擾了純阿洛酮糖的結晶生長，當用於結晶的原料中的阿洛酮糖純度低時，其會影響結晶形狀。
實施例5：示差掃描熱量法(DSC)分析
在特定的DSC分析條件下進行實施例1至3中所獲得的阿洛酮糖 結晶的DSC分析。
設備名稱：DSC[示差掃描熱量儀]
製造商：Perkin Elmer
方法：30至250℃，升溫10℃/分鐘，氮氣吹掃
(標準方法：參考ASTM D 3418)
以下表3顯示阿洛酮糖結晶的DSC分析結果。
如DSC分析結果所示，實施例1中的結晶具有最高的Tm值及最高的熱容量。可預測，由於結晶的DSC分析中熱容量較高，其不容易溶解，並且隨著熱容量較高且吸熱峰寬度變窄，結晶形成均勻及堅固。考慮到實施例1至3的熱容量及吸熱峰焓值，確認了實施例1的結晶形成相對更均勻及堅固。
實施例6：紅外吸收(IR)光譜分析
為了確認所製備的阿洛酮糖結晶，在測量條件下對實施例1至3的結晶進行紅外吸收(IR)光譜分析。
分析設備：TENSOR II with Platinum ATR，製造商；Bruker(德國)
檢測器：採用液氮冷卻的高靈敏度光伏MCT檢測器。
掃描次數：以20kHz掃描64次
掃描範圍：800-4,000cm-1，平均解析度4cm-1。
根據本發明的阿洛酮糖結晶的紅外吸收(IR)光譜分析的結果，阿洛酮糖結晶具有獨特的結構特徵，因為阿洛酮糖分子在阿洛酮糖分子結 構中包括官能基-OH及C-O-C，C-C，C-OH等。此證明實施例1至3的結晶為相同的阿洛酮糖結晶。圖7顯示IR分析光譜。
實施例7：X射線繞射(XRD)分析
對實施例1至3中所獲得的阿洛酮糖結晶根據以下特定分析條件進行X射線繞射分析，並且將實施例1至3中所獲得的阿洛酮糖結晶的X射線繞射分析結果藉由選擇較高(相對強度%)的五個峰及形態特異性峰顯示於圖4中。
分析設備：D/MAX-2200 Ultima/PC
製造商：Rigaku International Corporation(日本)
X射線源系統目標：經密封之管Cu
管電壓：45kV/管電流：200mA
掃描範圍：5至80°2θ
步長：0.01°
掃描速度：5°/min
如表4所示，確認了實施例1中所獲得的阿洛酮糖結晶在粉末X射線光譜中的2θ值的特徵峰為15.24、18.78及30.84；15.24、18.78、30.84及 28.37；或15.24、18.78、30.84及31.87。
在X射線光譜中，確認了實施例1至3的結晶具有相同的晶格結構，因為其具有相同的角度2θ度值範圍。由於實施例1的結晶與實施例2及3的結晶具有些微不同的外部晶形，因此可能致使晶格的不同定向，從而致使強度%值的差異。
實施例8：測量阿洛酮糖結晶的流動性
為了分析阿洛酮糖結晶的流動性，測量實施例1及實施例3的結晶粉末的休止角。
具體來說，在3個不同的點處基於如山的水平面所覆蓋的斜率測量靜止角，其中藉由將實施例1及3的結晶粉末通過固定在標準板上恆定20cm的高度處的漏斗，該標準板為完整平面。
實施例1中所獲得的結晶的休止角分別為42.6°、43.3°、42.2°±0.2°，平均值為42.7±0.2°，實施例3中所獲得的結晶的休止角分別為46.0°、45.3°、46.2°±0.2°，平均值為45.8°±0.2°。休止角為粉末在水平面上自然落下所形成的形狀，此對流動性有很大影響。通常，當休止角小時，可判斷粉末的流動性良好。如使用與測量阿洛酮糖結晶的休止角的方法相同的方法來測量糖(平均粒子直徑420μm)以及結晶果糖(平均粒子直徑341μm)的休止角的結果所示，糖的休止角平均值為41.2°±0.2°，結晶果糖的休止角平均值為41.8°±0.2°。與糖及結晶果糖的休止角相比，阿洛酮糖結晶具有與其水平相當的粉末流動性。

Claims (18)

  1. 一種阿洛酮糖結晶，其具有X射線光譜，其在X-射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78及30.84±0.2°處具有峰。
  2. 如請求項1所述之阿洛酮糖結晶，其中X射線光譜在X-射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84及28.37±0.2°處具有峰。
  3. 如請求項1所述之阿洛酮糖結晶，其中X射線光譜在X-射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84及31.87±0.2°處具有峰。
  4. 如請求項1所述之阿洛酮糖結晶，其中X射線光譜在X-射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84及47.06±0.2°處具有峰。
  5. 如請求項1所述之阿洛酮糖結晶，其中X射線光譜在X-射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78、30.84、27.37、47.06及31.87±0.2°處具有峰。
  6. 一種阿洛酮糖結晶，其根據示差掃描熱量分析(DSC)測量具有125.8℃±5℃的Tm或200至220J/g的熔化焓(△H)。
  7. 如請求項4所述之阿洛酮糖結晶，其中該Tm為125.8℃±3℃的溫度。
  8. 一種阿洛酮糖結晶，其具有350μm或350μm以上的結晶平均主直徑。
  9. 如請求項1至請求項8中任一項所述之阿洛酮糖結晶，其中結晶的主直徑長度(微米)與次直徑之比(=主直徑/次直徑)在1.0至8.0範圍內。
  10. 如請求項1至請求項8中任一項所述之阿洛酮糖結晶，其中結晶的平均次直徑為50至1000μm。
  11. 一種阿洛酮糖結晶，其具有一或多個選自以下(1)至(5)組成之群之特徵：(1)在X射線光譜中在繞射角(2θ)為15.24、18.78及30.84±0.2°處具有 峰，(2)Tm溫度為125.8℃±5℃，(3)熔化焓(△H)為200至220J/g，(4)平均主直徑為350μm或350μm以上，及(5)結晶的主直徑長度(微米)與次直徑之比(=主直徑/次直徑)在1.0至8.0範圍內。
  12. 如請求項11所述之阿洛酮糖結晶，其中該Tm為125.8℃±3℃的溫度。
  13. 如請求項11所述之阿洛酮糖結晶，其中阿洛酮糖結晶純度為70wt%或70wt%以上。
  14. 一種甜味劑組成物，其包含如請求項1至請求項13中任一項所述之阿洛酮糖結晶。
  15. 如請求項14所述之甜味劑組成物，其中該甜味劑組成物進一步包含選自由以下組成之群之一或多者：除了阿洛酮糖以外的單醣、雙醣、糖醇、膳食纖維及寡糖。
  16. 一種製備阿洛酮糖結晶的方法，其包含在包含90wt%或90wt%以上阿洛酮糖且具有60至85白利糖度(Brix)的阿洛酮糖溶液中在20至40℃的溫度下製造晶核，及藉由降低溶液的溫度來生長結晶。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該方法進一步包含藉由將溶液的溫度升高20℃至40℃範圍內一或多次來重新溶解在冷卻過程中產生的微結晶的步驟。
  18. 如請求項16所述之方法，其中該方法進一步包含添加晶種的步驟。
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