TW202003538A - 製備結晶功能性甜味劑之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於製備結晶功能性甜味劑之方法，且更特定言之，係關於一種用於製備結晶功能性甜味劑之方法，其用於藉由控制用於製備晶體之溶液中所包含的雜質之含量或雜質之產生來提高結晶產率且增加粒度。

Description

製備結晶功能性甜味劑之方法

本發明係關於一種用於製備結晶功能性甜味劑之方法，且關於一種用於製備阿洛酮糖晶體之方法，其用於藉由控制在製備結晶功能性甜味劑（例如阿洛酮糖晶體）之過程中由阿洛酮糖轉化之雜質之含量來提高結晶產率且增加粒度。

由糖及澱粉糖代表之一般醣類構成全球約65萬億韓元之最大市場，但隨著消費者對健康定向的功能性及優質產品之需求在全球範圍加強，已發展出功能性甜味劑，諸如包括木糖醇之糖醇、包括果寡醣之寡醣、包括結晶果糖之功能性醣及包括蔗糖素或阿斯巴甜之甜味劑等之市場。

甜味劑係用於提供甜味之調味料及食品添加劑之通用術語。在眾多甜味劑中，糖、葡萄糖、果糖等作為天然成分分佈最廣且係加工食品製備中使用最廣的。然而，隨著諸如齲齒、肥胖糖、尿病等之糖之不利方面愈加突出，糖之替代功能性甜味劑已得到全世界關注。

最近，一種作為替代醣之阿洛酮糖可作為功能性甜味劑代替糖或果糖。阿洛酮糖可藉由化學或生物方法製備，但需要純化及濃縮製程，因為阿洛酮糖在產物中含量低。然而，濃縮糖漿應用有限，對結晶粉末之需求很高。由於阿洛酮糖之低結晶度，難以使其結晶。

因此，已迫切地需要一種用於製備阿洛酮糖晶體之方法，用於藉由在阿洛酮糖晶體之製備過程中最小化包含在用於結晶之阿洛酮糖溶液中之雜質之含量或最小化雜質產生來提高結晶產率且增加粒度；及控制由阿洛酮糖轉化之雜質之含量。

[技術問題]

本發明係關於一種用於製備阿洛酮糖晶體之方法，其用於藉由控制用於製備晶體之溶液中所含有之雜質之含量或雜質之產生來增加結晶產率及粒度。

此外，本發明提供一種阿洛酮糖晶體之製備方法，其可藉由恰當地控制晶體粒子生長來製備具有均勻粒度之阿洛酮糖，從而減小在回收製程中之損失且增加結晶產率用以提高產率。

此外，本發明提供一種用於使阿洛酮糖結晶之組成物，其中阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量控制在特定含量範圍內，從而藉由均勻粒度及減小回收製程中之損失來增加結晶產率。 [技術解決方案]

本發明係關於一種用於阿洛酮糖之結晶之組成物用於提供均勻粒度且藉由減小回收製程中之損失來增進結晶產率，其中阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量控制在特定含量範圍，及一種使用該組成物製備阿洛酮糖晶體之方法。此外，本發明係關於一種用於製備阿洛酮糖晶體之方法，其用於藉由控制用於製備晶體之溶液中所含有之雜質之含量或雜質之產生來提高結晶產率且增加粒度。

因為阿洛酮糖更不穩定，在實際生產製程中，尤其濃縮步驟中，隨著pH降低及溫度升高（圖2、圖3）阿洛酮糖之含量發生變化。此問題降低高純度阿洛酮糖之純度，且因此很大程度上影響結晶步驟。據證實，在此製程中，實際上隨著阿洛酮糖之含量降低，另外產生之阿洛酮糖轉化物質（雜質）之含量變高，且此成分很大程度上影響阿洛酮糖之結晶。本發明人發現，當各種阿洛酮糖轉化物質中含有雜質-S含量時，此可能為阿洛酮糖晶體粒子生長之抑制劑，從而很大程度上影響晶體粒子之粒度及結晶產率。

因此，本發明可防止阿洛酮糖之粒度之減小且提供具有均勻粒度之阿洛酮糖用於進行阿洛酮糖結晶製程，藉由在高純度分離製程之後之濃縮之前及之後之步驟中控制雜質（雜質-S）之含量至特定含量或更低。此外，具有均勻粒度之粒子之生長可減小回收製程中之損失且增進結晶產率，從而增加產率。

在作為用於阿洛酮糖結晶製程之原料的阿洛酮糖糖漿中，可包括各種阿洛酮糖轉化物質，其為製備阿洛酮糖之製程中產生之除阿洛酮糖以外的雜質。或者，阿洛酮糖轉化物質可在阿洛酮糖結晶製程中產生。藉由調節（控制）轉化物質中之特定轉化物質（下文中，雜質-S）低於特定量，例如2 wt%或更低，可增進阿洛酮糖晶體粒子之形狀、結構及尺寸、晶體純度、晶體產生速率及結晶產率。雜質-S為阿洛酮糖晶體粒子生長之抑制劑，且因此降低結晶產率。在本發明中，用於增加阿洛酮糖晶體之粒度及產率之方法可藉由控制阿洛酮糖之生產製程在不產生阿洛酮糖轉化物質之條件下提昇。

阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）可為藉由LC/MS分析量測之質量/電荷數量之比率為10至600 m/z、10至550 m/z、10至500 m/z、10至450 m/z、10至400 m/z、20至600 m/z、20至550 m/z、20至500 m/z、20至450 m/z、20至400 m/z、30至600 m/z、30至550 m/z、30至500 m/z、30至450 m/z、30至400 m/z、40至600 m/z、40至550 m/z、40至500 m/z、40至450 m/z、40至400 m/z、50至600 m/z、50至550 m/z、50至500 m/z、50至450 m/z或50至400 m/z的物質，或藉由HPLC分析量測之最大峰在洗提時間31±2分鐘時間處的物質。LC/MS分析係為了分析藉由分離由HPLC分析量測之最大峰在洗提時間31±2分鐘時間處之物質而獲得的物質。

此外，阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）可為阿洛酮糖變性產物、阿洛酮糖變性產物之聚合物或在阿洛酮糖降解期間產生或轉化的中間物質。阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）分子量之下限可為阿洛酮糖分子量之0.2倍或更高、0.3倍或更高、0.4倍或更高、0.5倍或更高、0.6倍或更高、0.7倍或更高、0.8倍或更高、0.9倍或更高、1倍或更高、1.1倍或更高、1.2倍或更高、1.3倍或更高、1.4倍或更高、1.5倍或更高、1.6倍或更高、1.7倍或更高、1.8倍或更高、1.9倍或更高、或兩倍或更高。阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）分子量之上限可為阿洛酮糖分子量之10倍或更低、9倍或更低、8倍或更低、7倍或更低、6倍或更低、5倍或更低、4倍或更低、3倍或更低、2倍或更低、低於1.5倍、1.5倍或更低、1.4倍或更低、1.3倍或更低、1.2倍或更低、1.1倍或更低、1倍或更低、0.9倍或更低、0.8倍或更低、0.7倍或更低、0.6倍或更低、0.5倍或更低、0.4倍或更低、0.3倍或更低、或0.2倍或更低。阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）可具有在由下限及上限值之組合設定之範圍內的分子量。舉例而言，阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）可為分子量為阿洛酮糖分子量之0.4倍或更高至10倍、0.5倍或更高至10倍、0.53倍或更高至10倍、0.4倍或更高至9倍、0.5倍或更高至9倍、0.53倍或更高至9倍、0.4倍或更高至8倍、0.5倍或更高至8倍、0.53倍或更高至8倍、0.4倍或更高至7倍、0.4倍或更高至6倍、0.4倍或更高至5倍、0.4倍或更高至4倍、0.4倍或更高至3倍、0.4倍或更高至2倍、0.4倍或更高至低於1.5倍、0.4倍或更高至1.5倍或更低、0.4倍或更高至1.4倍、0.4倍或更高至1.3倍、0.4倍或更高至1.2倍、0.4倍或更高至1.1倍、0.4倍或更高至1倍、0.4倍或更高至0.9倍、0.4倍或更高至0.8倍、0.4倍或更高至0.7倍、0.4倍或更高至0.6倍、0.4倍或更高至0.5倍、0.5倍或更高至7倍、0.53倍或更高至7倍、0.4倍或更高至6倍、0.5倍或更高至6倍、0.5倍或更高至5倍、0.5倍或更高至4倍、0.5倍或更高至3倍、0.5倍或更高至2倍、0.5倍或更高至低於1.5倍、0.5倍或更高至1.5倍或更低、0.5倍或更高至1.4倍、0.5倍或更高至1.3倍、0.5倍或更高至1.2倍、0.5倍或更高至1.1倍、0.5倍或更高至1倍、0.5倍或更高至0.9倍、0.5倍或更高至0.8倍、0.5倍或更高至0.7倍、0.5倍或更高至0.6倍、0.53倍或更高至6倍、0.4倍或更高至5倍、0.5倍或更高至5倍、0.53倍或更高至5倍、0.4倍或更高至4倍、0.5倍或更高至4倍、0.53倍或更高至4倍、1.5倍或更高至10倍、2倍或更高至10倍、2倍或更高至4倍，且更佳阿洛酮糖分子量之0.4倍或更高至4倍的阿洛酮糖變性產物、阿洛酮糖變性產物之聚合物或在阿洛酮糖降解期間產生或轉化的中間物質。

在一具體實例中，隨著阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）連續地曝露於外部應力，例如高溫或酸性條件，作為阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之阿洛酮糖變性聚合物可轉化為分子量類似於二聚物之阿洛酮糖變性聚合物（阿洛酮糖之四聚物類似物）。此係因為阿洛酮糖易於由外部應力變性，且因此使用阿洛酮糖或阿洛酮糖轉化物質隨機重複由其轉化為變性聚合物之機制所引起之脫水及縮合反應。或者，阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）可為在阿洛酮糖降解期間產生或轉化的中間物質。

特定言之，隨著含有阿洛酮糖之結晶之原料經嚴重處理且阿洛酮糖之類二聚物結構之物質藉由脫水或縮合反應變性，341 m/z之分子量中偵測到之成分係含量增加之成分。藉由LC-MS分析推斷結構之結果為，可預測，該物質具有化學式C12H22O11且係阿洛酮糖變性聚合物。據證實，隨著熱處理之進行，分子量類似於C25H28O11、C24H42O21或C24H44O22之阿洛酮糖變性聚合物之二聚物的阿洛酮糖變性聚合物（阿洛酮糖之四聚物類似物）之含量連同阿洛酮糖之類二聚物結構之物質增加。此可認為係，阿洛酮糖易於因外部應力，例如熱處理，而變性，隨機重複與阿洛酮糖或阿洛酮糖轉化物質之脫水及縮合反應，從而轉化為該等物質。

特定言之，作為LC-MS分析之結果，阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）中之偵測組分可含有在己醣諸如阿洛酮糖藉由脫水反應分解為HMF期間產生的中間物質（呋喃醛中間物），[C₆ H₁₂ O₆ +Na]⁺ ，其中Na +離子鍵結至阿洛酮糖，或[C₆ H₁₂ O₆ +Na]⁺ ，其中Na +離子鍵結至阿洛酮糖二聚物分子。

此外，作為經由LC-MS分析推斷化學結構之結果，阿洛酮糖轉化物質可含有分子式CxHyOz之化合物，其中x可為3至15、3至14、3至13、3至12、4至15、4至14、4至13、4至12、5至15、5至14、5至13或5至12之整數，y可為1至15、1至14、1至13、1至12、2至15、2至14、2至13、2至12、3至15、3至13、3至12、4至15、4至14、4至13或4至12之整數，且z可為1至10、1至9、1至8、1至7或1至6之整數。

舉例而言，阿洛酮糖轉化物質可含有具有分子式C₅ H₄ O₃ 、C₅ H₆ O₄ 、C₅ H₈ O₃ 、C₅ H₄ O₂ 、C₅ H₁₀ O₃ 、C₆ H₄ O₅ 、C₆ H₁₀ O₃ 、C₆ H₄ O₄ 、C₆ H₆ O₃ 、C₆ H₈ O、C₆ H₄ O₅ 、C₆ H₆ O₄ 、C₆ H₄ O₄ 、C₆ H₄ O₃ 、C₆ H₈ O₃ 、C₁₁ H₈ O₆ 、C₁₂ H₁₂ O₅ 或C₁₂ H₁₀ O₅ 之化合物。

特定言之，阿洛酮糖轉化物質可含有選自由以下組成之群的一或多個種類之化合物：乙醯丙酸（4-側氧基戊酸）、糠醛、羥甲基糠醛（HMF）、γ-羥基戊酸（GVB）、2,5-二甲基呋喃、2,5-呋喃二甲酸（FDCA）、5-羥甲基-2-糠酸、2,5-甲醯基呋喃甲酸、2,5-呋喃二甲醛、2,5-雙-(羥甲基)呋喃、雙(5-甲醯基-2-糠基)醚、2-糠酸、3-糠酸、5-羥基糠醛、2,5-二氫-2,5-二甲氧基呋喃、(2R)-5-側氧基四氫-2-呋喃甲酸、2,5-甲醯基呋喃甲酸、5,5'-亞甲基二(2-糠酸)及雙(5-甲基糠基)醚。

根據本發明，提供一種藉由在不產生阿洛酮糖轉化物質之條件下進行阿洛酮糖之產生、分離及/或純化製程，移除或減小作為用於阿洛酮糖結晶製程之原料的阿洛酮糖糖漿中所含有之轉化物質（雜質-S）之含量的方法。相應地，可藉由減小結晶原料中之雜質-S之含量及降低防止晶體生長之雜質之含量增進晶體形狀及結晶產率。

特定言之，可藉由用於防止或減小雜質-S之產生或移除或減少所產生之雜質-S的方法控制轉化物質（雜質-S）之含量。在本發明之一個具體實例中，由於將阿洛酮糖之生產製程控制在阿洛酮糖轉化物質之產生受到抑制或降低之條件下的方法，阿洛酮糖晶體粒度能夠增加且晶體能夠以接近方形之形狀形成且阿洛酮糖產率能夠增進。更特定言之，當未經稀釋結晶溶液中之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）成分之含量為2 wt%或更低時，可增進阿洛酮糖晶體粒子生長及產率。

抑制或減少雜質-S產生之方法可藉由控制條件以便不產生阿洛酮糖轉化物質來達成，尤其是阿洛酮糖之生產製程之條件，諸如控制尤其濃縮製程中之pH、溫度、導電率。此外，移除或減少所產生之雜質-S之方法可使用用於進行活性碳處理之方法或藉由再溶解在初始結晶中獲得之晶體的二次結晶之方法等，且可使用用於移除阿洛酮糖糖漿中之雜質之方法。

特定言之，控制雜質之產生或含量之方法可藉由以下方法中之一或多個方法執行。

作為一個具體實例，用於抑制或減少阿洛酮糖生產製程中之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之產生的方法之一個具體實例可為用於在pH 4或更高及/或70℃或更低溫度下進行阿洛酮糖生產製程之方法。特定言之，因為其在pH 4至7或pH 4至6且70℃或更低、較佳60℃或更低之溫度之條件下相對穩定，所以較佳藉由控制如脫色、離子純化、高純度分離等的阿洛酮糖生產製程中之反應溶液之溫度不高於70℃、較佳不高於60℃，且尤其將濃縮製程分成2個步驟或更多步驟地進行，從而持續地使其不曝露於外部應力。

為抑制或減少阿洛酮糖中之雜質-S之產生，針對在SMB層析分離製程中獲得之阿洛酮糖分液（fraction），生產製程可在40℃至70℃或更低之溫度條件下進行，且選擇性地，濃縮製程可分成至少2個步驟或更多個步驟執行。舉例而言，當分成2個步驟執行濃縮製程時，阿洛酮糖糖漿可濃縮為30至50 Bx濃度，且第一濃縮物可進而再次濃縮為60至85 Bx濃度，且較佳可另外介於第一濃縮製程與第二濃縮製程之間進行活性碳處理製程，從而移除包含於濃縮物中之雜質-S或減少其含量。

在另一具體實例中，用於移除或減少包含於作為阿洛酮糖結晶之原料的阿洛酮糖糖漿中之轉化物質（雜質-S）之含量的方法，為作為活性碳處理雜質，或藉由吸附會引起阿洛酮糖變性之高分子或小分子有機物、有色離子物質或蛋白質等將其移除。

詳細地，可藉由在將藉由執行阿洛酮糖反應溶液之SMB層析分離製程獲得之阿洛酮糖分液濃縮之前進行活性碳處理製程來移除或減少轉化物質（雜質-S）之含量，該阿洛酮糖反應溶液獲自基質。在進行在SMB層析分離製程中獲得之阿洛酮糖分液之離子純化製程之後，可另外進行活性碳製程。

活性碳製程可在接觸活性碳與阿洛酮糖溶液且使其在40至50℃之溫度下反應0.5至5小時之後，對包含活性碳之反應溶液進行固液分離製程，從而收集剩餘物，且可作為過濾殘渣移除雜質。過濾可藉由使用如壓濾機之過濾設備進行。

在活性碳反應製程中，可選擇性地進行攪拌，且對反應溶液之攪拌速率可為5至500 rpm、較佳50至300 rpm。可以考慮活性碳之分散程度及攪拌之費用成本恰當地選擇攪拌速率。可考慮活性碳之分散程度與雜質之移除效率等恰當地選擇活性碳與反應溶液之接觸時間，且例如可為0.5至5小時、較佳0.5至2小時，且當接觸時間短時可能無法充分達成雜質之移除，例如脫色，且當接觸時間長時可能引起主要成分之破壞及褐變。

用於活性碳處理製程之活性碳可衍生自石炭系統或木質纖維素系統，且可根據活性碳之孔徑尺寸選擇性地移除雜質。

作為另一個具體實例，用於抑制或減少阿洛酮糖結晶組成物之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之產生之方法係進行再結晶。藉由在執行經過高純度分離與濃縮製程之阿洛酮糖溶液之初始結晶且將藉由移除初始結晶未經稀釋溶液中之上清液回收之阿洛酮糖晶體再次溶解於水中用於脫水之後將其進行二次結晶製程，可移除或減少初始結晶製程中之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量。

相應地，本發明之一個具體實例提供用於將包含於用於結晶之阿洛酮糖組成物中之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量控制為，以組成物之固體含量計，2 wt%或更少的方法。

該方法可藉由控制選自由以下pH條件及溫度條件組成之群之一或多種條件進行，且該pH條件可在pH 4至7範圍內或該溫度條件可為70℃或更低。

用於結晶之阿洛酮糖組成物可藉由以下方式製備：藉由SMB層析分離製程處理含有阿洛酮糖之反應溶液，且在40至70℃或更低之溫度條件下濃縮所獲得之阿洛酮糖溶液。濃縮製程可分成至少2個步驟進行，且可進行阿洛酮糖溶液之第一濃縮達成30至50 Bx濃度，且再進行第一濃縮物之第二濃縮以達成60至85 Bx濃度。可在進行濃縮製程之前另外執行活性碳處理製程。

本發明之另一具體實例係關於用於使阿洛酮糖結晶之組成物，該阿洛酮糖包含，以組成物之總固體含量100 wt%計，含量為2 wt%或更少、1.9 wt%或更少、1.8 wt%或更少、1.7 wt%或更少、1.6 wt%或更少、1.5 wt%或更少、1.4 wt%或更少、1.3 wt%或更少、1.2 wt%或更少、1.1 wt%或更少、1.0 wt%或更少、0.9 wt%或更少、0.8 wt%或更少、0.7 wt%或更少、0.65 wt%或更少、0.6 wt%或更少、0.5 wt%或更少、0.4 wt%或更少、0.3 wt%或更少、0.2 wt%或更少、0.1 wt%或更少、較佳1.0 wt%或更少之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）且更佳不包括雜質。

較佳地，用於使阿洛酮糖結晶之組成物可包含，以組成物之總固體含量100 wt%計，含量為90 wt%或更多、91 wt%或更多、92 wt%或更多、93 wt%或更多、94 wt%或更多或95 wt%或更多之阿洛酮糖。

用於結晶之阿洛酮糖組成物在45℃組成物溫度下之黏度可為2 cp至200 cp，且導電率可為1,000 uS/cm或更低，例如0.01至1,000 uS/cm、較佳30 uS/cm或更低、例如0.1至30 uS/cm。用於使阿洛酮糖結晶之組成物之導電率較佳為更低。阿洛酮糖糖漿之導電率為基於30 Bx之固體含量量測之值。

用於結晶之阿洛酮糖溶液之固體含量可為60或更多至85 Bx或更少，例如高於60 Bx至80 Bx、65至85 Bx、65至80 Bx或68至85 Bx。

本發明之一個具體實例係關於藉由使用用於結晶之阿洛酮糖溶液製備阿洛酮糖晶體之方法，且更特定言之，包含以下步驟之用於製備阿洛酮糖晶體之方法：提供用於使阿洛酮糖結晶之組成物之步驟，該阿洛酮糖包含，以組成物之固體總含量100 wt%計，含量為2 wt%或更少、1.9 wt%或更少、1.8 wt%或更少、1.7 wt%或更少、1.6 wt%或更少、1.5 wt%或更少、1.4 wt%或更少、1.3 wt%或更少、1.2 wt%或更少、1.1 wt%或更少、1.0 wt%或更少、0.9 wt%或更少、0.8 wt%或更少、0.7 wt%或更少、0.65 wt%或更少、0.6 wt%或更少、0.5 wt%或更少、0.4 wt%或更少、0.3 wt%或更少、0.2 wt%或更少、0.1 wt%或更少、較佳1.0 wt%或更少之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S），及製備阿洛酮糖晶體之步驟，其藉由冷卻阿洛酮糖水溶液。

在本發明之一個特定具體實例中，用於製造阿洛酮糖晶體之方法可包含以下：在SMB層析分離製程中獲得之阿洛酮糖分液之二級離子純化步驟、濃縮經離子純化之阿洛酮糖分液之步驟及藉由自濃縮物使阿洛酮糖結晶以獲得阿洛酮糖晶體及阿洛酮糖結晶母液之步驟，且選擇性地，可另外包含阿洛酮糖晶體之回收製程、洗滌製程及乾燥製程。

此外，可藉由在濃縮步驟之前用活性碳處理SMB層析分離製程中獲得之阿洛酮糖分液溶液本身或離子純化阿洛酮糖分液之溶液，來減少或移除阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量。此外，可藉由在濃縮用於結晶之阿洛酮糖溶液之後進行初始結晶且藉由溶解所獲得之晶體進行二次結晶，來減少或移除阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量。

在本發明之一個特定具體實例中，用於製備阿洛酮糖晶體之方法可包含：藉由經SMB層析分離製程處理自基質製備之含阿洛酮糖的反應溶液所獲得之阿洛酮糖分液之二級離子純化步驟，及濃縮經離子純化之阿洛酮糖分液之步驟，或可包含處理藉由SMB層析分離製程處理獲得之阿洛酮糖分液之離子純化製程、活性碳處理製程或活性碳處理製程及離子純化製程。

提供用於結晶之阿洛酮糖組成物之步驟係關於用於製備阿洛酮糖晶體之方法，使其包含，以用於結晶之組成物中所包含之固體之總含量計，含量為2 wt%或更少、1.9 wt%或更少、1.8 wt%或更少、1.7 wt%或更少、1.6 wt%或更少、1.5 wt%或更少、1.4 wt%或更少、1.3 wt%或更少、1.2 wt%或更少、1.1 wt%或更少、1.0 wt%或更少、0.9 wt%或更少、0.8 wt%或更少、0.7 wt%或更少、0.65 wt%或更少、0.6 wt%或更少、0.5 wt%或更少、0.4 wt%或更少、0.3 wt%或更少、0.2 wt%或更少、0.1 wt%或更少、較佳1.0 wt%或更少之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）且更佳不包含阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）。

根據本發明之阿洛酮糖晶體之製備方法之阿洛酮糖之結晶產率可為45%或更多、較佳48%或更多、50%或更多、53%或更多、54% or more、更佳55%或更多、56%或更多、57%或更多、58%或更多、59%或更多或60%或更多。

控制阿洛酮糖轉化物質之含量可藉由控制選自由以下阿洛酮糖溶液之pH條件及溫度組成之群之一或多種來進行，且該pH控制可達pH 4至7範圍、pH 4.5至7、或pH 5至7、較佳pH 5至7，且該溫度控制可藉由控制其在80℃或更低、75℃或更低、70℃或更低之範圍內、較佳30至70℃或更低、30至69℃、30至65℃或30至60℃來達成。

因為在pH低且溫度高時阿洛酮糖不穩定，在實際生產製程中在濃縮步驟中之阿洛酮糖之含量發生變化。此問題降低高純度阿洛酮糖之純度，且因此很大程度上影響結晶步驟。據證實，在此製程中，實際上隨著阿洛酮糖之含量降低，另外產生特定阿洛酮糖轉化物質（雜質）之含量，且此成分很大程度上影響阿洛酮糖之結晶。據證實，當各種阿洛酮糖轉化物質中之雜質-S成分之含量高於2%時，此可能為阿洛酮糖晶體粒子生長之主要阻障因素，且從而很大程度上影響晶體粒子之粒度及結晶產率。

特定言之，如圖1及圖2中所示，隨著儲存溫度升高，阿洛酮糖之含量降低且阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量增加。如圖3及圖4中所示，在70℃溫度下隨著pH降低，阿洛酮糖之含量降低且阿洛酮糖轉化物質之產生增加。

根據本發明之用於結晶之阿洛酮糖組成物可為含有藉由生物或化學方法獲得之阿洛酮糖之反應物、藉由使用SMB層析分離該反應物獲得之阿洛酮糖分液或濃縮該阿洛酮糖分液之濃縮物。在執行用於製備阿洛酮糖濃縮物之濃縮製程之前，可另外進行離子純化及/或活性碳處理製程，且濃縮製程可分成至少2個步驟進行。含有阿洛酮糖之反應物可自果糖基質藉由生物或化學方法獲得，且較佳可以生物方法形式藉由使用阿洛酮糖轉化酶或產生該酶之微生物製備。

對於阿洛酮糖反應溶液，阿洛酮糖轉化反應物之分離製程包含離子純化及模擬移動床（simulated moving bed，SMB）層析分離製程。在一個特定具體實例中，藉由進行離子純化及SMB層析分離製程，阿洛酮糖轉化反應物作為具有比轉化反應物及果糖萃餘物更高之阿洛酮糖含量之阿洛酮糖分液分離，且將阿洛酮糖分液經由阿洛酮糖濃縮製程進行結晶製程。

用於收集阿洛酮糖晶體之阿洛酮糖溶液中之阿洛酮糖之含量應以如過飽和狀態般之高濃度包含，但因為阿洛酮糖轉化反應物之阿洛酮糖之含量低，直接結晶無法執行，且為在結晶步驟之前增加阿洛酮糖之含量，應進行期望水平之純化及濃縮製程。

用於獲得組成物之方法可以以90℃或更低、85℃或更低、80℃或更低、75℃或更低、70℃或更低、低於70℃，例如40至70℃或更低之高純度阿洛酮糖溶液溫度進行濃縮製程，且尤其藉由使用薄膜蒸發器或多效蒸發器進行。在本發明之一個特定具體實例中，濃縮經純化之阿洛酮糖溶液之步驟可在40至70℃或更低之溫度條件下進行。當濃縮物之溫度高於70℃時，會引起D-阿洛酮糖之熱變性，且因此會產生或增加根據本發明之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）。此外，因為隨著濃縮之進行汽化熱會使反應物之溫度快速增加，應快速濃縮來保持濃縮物之溫度為70℃或更低。

特定言之，SMB層析分離製程中所獲得之阿洛酮糖分液之濃縮製程可藉由各種方法進行，且其可以使得濃縮物之固體含量為70布里度（Brix）或更多之方式進行。舉例而言，藉由模擬移動床分離方法獲得之阿洛酮糖分液（例如20至30 wt%之固體含量）可藉由濃縮製程濃縮60布里度或更多之固體含量。根據本發明之用於使阿洛酮糖結晶之組成物之固體含量可為60至85 Bx或更少，例如高於60 Bx至85 Bx、65至85 Bx、70至85 Bx、75至85 Bx、高於60 Bx至83.5 Bx、65至83.5 Bx、70至83.5 Bx、或75至83.5 Bx。

作為一個具體實例，用於結晶之組成物可為藉由使用填充有連接鈣活性基團之陽離子交換樹脂之管柱層析儀進行模擬移動床（SMB）層析分離製程獲得之阿洛酮糖分液，且尤其可為藉由使用生物催化劑獲得阿洛酮糖轉化反應物，該阿洛酮糖轉化反應物將含果糖原料轉化為阿洛酮糖，且進行該阿洛酮糖轉化反應物之活性碳處理、離子純化及模擬移動床（SMB）層析分離製程獲得之阿洛酮糖分液。阿洛酮糖分液可在SMB層析分離製程本身中所獲得或藉由經過離子純化製程收集。以固體之總含量100 wt%計，含果糖原料之果糖含量為85 wt%或更多，且可使用阿洛酮糖轉化反應之阿洛酮糖轉化率為15%至70%的生物催化劑。

在進行濃縮製程之前，可對SMB層析分離製程中所獲得之阿洛酮糖分液另外執行離子純化及/或活性碳處理製程。

根據本發明之用於製備阿洛酮糖晶體之方法可將阿洛酮糖濃縮物之溶液之溫度及濃度控制為使其結晶，且特定言之，可藉由降低阿洛酮糖溶液之溫度或改變D-阿洛酮糖溶液中之D-阿洛酮糖之濃度保持結晶所需之過飽和條件。在本發明之一個特定具體實例中，可藉由用裸眼或顯微鏡觀測結晶步驟中以恆定時間間隔收集之樣品或分析藉由離心樣品所收集之上清液中之糖濃度來監測結晶進展，且可根據結果控制D-阿洛酮糖之溫度或濃度。對於製備阿洛酮糖晶體，當冷卻及使阿洛酮糖濃縮物之溶液結晶時，在經由熱交換器在10至25℃之溫度範圍內快速冷卻之後可藉由反覆地進行升溫及冷卻來引發晶體生長。

根據本發明之用於製備阿洛酮糖晶體之方法可將阿洛酮糖濃縮物之溶液之溫度及濃度控制為使其結晶，且特定言之，可藉由降低阿洛酮糖溶液之溫度或改變D-阿洛酮糖溶液中之D-阿洛酮糖之濃度保持結晶所需之過飽和條件。根據本發明之用於製備阿洛酮糖晶體之方法可藉由各種方法進行較佳藉由冷卻方法。根據本發明之冷卻方法之一個具體實例可藉由以35至10℃之溫度範圍冷卻阿洛酮糖溶液來引發過飽和狀態以製備晶體。較佳保持冷卻速率為0.01至20℃/分鐘，且當冷卻速率較低時，用於形成晶體之時間較長且因此產率會較低，且當冷卻速率較高時形成小粒度晶體，且因此晶體會很難回收。

阿洛酮糖晶體之製備方法可包含在阿洛酮糖溶液中產生結晶晶核之步驟，該阿洛酮糖溶液包含90 wt%或更多之阿洛酮糖且具有60至85布里度及1,000 uS/cm或更低之導電率，及藉由降低該溶液之溫度使晶體生長之步驟。

特定言之，阿洛酮糖晶體之製備方法可包含藉由緩慢攪拌阿洛酮糖溶液產生結晶晶核之步驟，該阿洛酮糖溶液包含90 wt%或更多之阿洛酮糖且在20至40℃或30至40℃，例如35℃之溫度下具有60至85布里度，及藉由降低該溶液之溫度使晶體生長之步驟。該方法可另外包含藉由一或多次在30至35℃範圍內升高溶液之溫度來再溶解冷卻期間產生之微晶之步驟。阿洛酮糖晶體之製備方法可另外包含添加晶種之製程。晶種添加步驟及再溶解步驟可分別選擇性地包含於阿洛酮糖晶體之製備方法中或可包含兩個步驟。

通常，已知阿洛酮糖晶體之尺寸越大，特性越好且使用便利性增加越多，且為製備大尺寸晶體，皆必須以藉由轉移製程及主要結晶製程分類之種晶來進行，但根據本發明之結晶製程可僅藉由一個步驟製程輕易地製備具有高產率的相對大尺寸之晶體。

此外，結晶製程可進行溶解微晶之製程，其藉由以30至35℃之範圍升高溶液之溫度來再溶解晶體生長製程之冷卻中所形成之微晶。在根據本發明之結晶製程中，可重複晶體生長製程及微晶溶解製程且進行一或多次。

用於製備晶體之製程中，可另外添加晶種用以增加晶體產率及尺寸。

在根據本發明之一個特定具體實例中，阿洛酮糖晶體可藉由以下方式製備：在藉由在35℃之溫度下攪拌阿洛酮糖溶液產生少量晶核之後，藉由以每小時降低1℃溫度將溫度冷卻10℃來使晶體生長，該阿洛酮糖溶液包含90 wt%或更多之阿洛酮糖且總固體含量為60至85布里度，且視需要，藉由進一步包括溶解微晶之步驟，其藉由增加溶液之溫度30至35℃至少一次或更多次用以再溶解冷卻期間產生之微晶以製備阿洛酮糖晶體。

根據本發明，用於製備阿洛酮糖晶體之方法可另外包含藉由各種固液分離方法，例如離心，以回收在結晶步驟中所收集之阿洛酮糖晶體之步驟；藉由去離子水洗滌之步驟；及乾燥步驟。可在流體化床乾燥器或真空乾燥器中進行乾燥步驟，但不限於此。

阿洛酮糖晶體可藉由冷卻根據本發明之用於結晶之阿洛酮糖組成物之方法製備。用於結晶之阿洛酮糖組成物與前述的相同。

按總固體含量100 wt%計，包含於阿洛酮糖晶體中之阿洛酮糖可為94 wt%或更多、95 wt%或更多、96 wt%或更多、97 wt%或更多、98 wt%或更多、或99 wt%或更多。

本文中，「晶體之純度」意指阿洛酮糖晶體之純度。本發明之包括晶體之純度的特性可藉由諸如X射線粉末繞射分析、差示掃描熱量測定（differential scanning calorimetry，DSC）分析、紅外光譜（infrared spectroscopic，FTIR）分析、HPLC分析、LC/MS分析等方法獲得，且純度尤其可藉由HPLC層析分析。

根據本發明之一個具體實例，阿洛酮糖晶體可為在X射線光譜分析中具有位於繞射角（2θ）15.24、18.78及30.84±0.2°處之峰的X射線光譜的阿洛酮糖晶體。在本發明之一個具體實例中X射線光譜分析可為具有位於繞射角（2θ）15.24、18.78、30.84及28.37±0.2°處、繞射角（2θ）15.24、18.78、30.84及31.87±0.2°處或繞射角（2θ）15.24、18.78、30.84及47.06處之峰的X射線光譜的阿洛酮糖晶體。在具有阿洛酮糖晶體之X射線光譜分析中之峰之繞射角係藉由選擇且表示上限（相對強度%）主要峰及形態特定峰之X射線繞射分析之結果。

根據本發明之阿洛酮糖晶體可藉由各種結晶方法獲得，但該等特性可使用藉由冷卻方法製備之阿洛酮糖晶體量測。

根據DSC分析，根據本發明之阿洛酮糖晶體之Tm溫度可為125.8℃±5℃或熔融焓（DH）為200至220J /g，且Tm可為125.8℃±3℃。差示掃描熱量測定分析（DSC）根據溫度梯度操作，且其量度提供用來保持阿洛酮糖粉末樣品之溫度增加之能量。可以預測，在晶體之DSC分析中熱容量越高，其越難溶解，且熱容量越高吸熱峰之寬度越窄，所形成之晶體越均勻且越硬。

本發明之另一具體實例為使用用於阿洛酮糖結晶之組成物製備之阿洛酮糖晶體，且可為具有選自由以下（1）至（5）組成之群之一或多種特徵的阿洛酮糖： （1）在X射線光譜分析中具有位於繞射角（29）15.24、18.78及30.84±0.2°處之峰的X射線光譜， （2）根據差示掃描熱量測定分析（DSC），Tm溫度為125.8℃±5℃， （3）根據差示掃描熱量測定分析，熔融焓（D H）為200至220 J/g， （4）平均長徑為350 μm或更長，較佳350至2,000 μm，及 （5）晶體之長徑長度（微米）與短徑之比（=長徑/短徑）在1.0至8.0範圍內。

根據本發明之阿洛酮糖晶體之晶體之平均短徑（小徑（minor diameter））可為50至1,000 μm、較佳50至500 μm，且平均長徑（大徑（major diameter））可為350 μm或更長、較佳350至2,000 μm、更佳400 μm或更長至2,000 μm。

此外，根據本發明之阿洛酮糖晶體之晶體之長徑長度（微米）與短徑之比（=長徑/短徑）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、2.0至5.0。

藉由根據本發明之阿洛酮糖晶體之粉末之XRD圖案分析之結果，根據本發明之阿洛酮糖晶體為純晶體粒子，且具有矩形六面體或與其接近之結構。其為更佳，因為隨著本發明之晶體結構接近於立方系統，晶體之均勻度及硬度增加。

此外，因為在阿洛酮糖之結晶製程中製備之晶體均勻，晶體之強度增加且粒子破裂減至最少，且從而粒徑分佈變得均勻，且因此能夠增進流動性。另一方面，當均勻度低時，其可能會在乾燥及轉移階段因晶體粒子之破裂而微粉化，且可能會相對易於溶解，且因此對產物之品質有不利影響。

本發明之阿洛酮糖晶體比微粉化粉末具有更好流動性，且因為其不太可能結塊而在儲存期間穩定，且具有易於分配及處理之特徵。此外，阿洛酮糖粉末之卡路里比糖低，且甜味類似於糖，且因此其可用於容易且有利地執行混合甜味劑、固體混合甜味劑、巧克力、口香糖、速溶果汁、速溶湯、粒劑、錠劑等之製備。另外，阿洛酮糖晶體粉末可藉由包含於各種組成物，諸如食品及飲料、喜愛的精美食品、飼料、化妝品、藥物等中使用。 [本發明之功效]

用於製備根據本發明之阿洛酮糖晶體之方法能夠藉由控制包含於用於製備晶體之溶液中之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）內含物之含量來防止阿洛酮糖之粒度減小且能夠藉由恰當地控制晶體粒子生長製備具有均勻粒度之阿洛酮糖。此外，藉由生長呈均勻尺寸之粒子，能夠降低回收製程中之損失且能夠增進結晶產率，從而增加產率。

本發明將藉由以下實施例來更詳細地描述。然而，以下實施例為本發明之合乎需要的實施例，且本發明不限於此。 實施例1：阿洛酮糖晶體製備

阿洛酮糖糖漿係使用與韓國特許公開專利公開專利申請案第2014-0054997號中所揭示之製備方法實質上相同之生物方法自果糖基質製備。在藉由在室溫下以每小時2倍（1至2倍）離子交換樹脂體積之速率穿過填充有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂及陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂之混合樹脂之管柱來移除如有色成分及離子成分等雜質將阿洛酮糖糖漿脫鹽之後，藉由使用填充有Ca²⁺ 類型之離子交換樹脂之層析單獨地收集高純度阿洛酮糖溶液。

經由高純度分離製程（SMB）及濃縮，獲得含有97 wt%阿洛酮糖具有35 Bx（w/w%）之高純度阿洛酮糖糖漿，從而製備用於結晶之阿洛酮糖糖漿，其含有97 wt%之阿洛酮糖具有81 Bx（w/w%）且導電率為12 uS/cm。阿洛酮糖糖漿之導電率為基於30 Bx之固體含量量測之值。

將用於結晶之濃縮阿洛酮糖糖漿自過飽和狀態之35℃溫度緩慢冷卻至10℃溫度以使晶體生長。此時，進行添加阿洛酮糖晶種之製程，且在藉由在35℃溫度下緩慢攪拌產生少量晶核之後，藉由以每小時1℃降低溫度使晶體生長，且溶解微晶，其藉由升高溶液之溫度30至35℃範圍用以再溶解在晶體生長製程之冷卻中所產生之微晶。重複晶體生長製程及微晶溶解製程至少一次或更多次以進行結晶。本文中所產生之阿洛酮糖晶體藉由以下方式回收：藉由離心脫水移除母液且用冷卻水洗滌初始結晶所獲得之晶體，之後乾燥。

在以下分析條件下分析用於結晶之原料之阿洛酮糖之含量及阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量及阿洛酮糖晶體之純度。 分析管柱：Biolad Aminex HPX-87C管柱 移動相：水 流速：0.6毫升/分鐘 管柱溫度：80℃ 偵測器：RI偵測器

HLPC分析結果為，用於結晶之阿洛酮糖水溶液中之阿洛酮糖轉化物質（雜質S）之含量為0.4 wt%且阿洛酮糖之含量為97.0 wt%。

藉由該方法製備之阿洛酮糖晶體之產率為63.6%。產率表示為經回收之阿洛酮糖晶體粉末之重量相對於用於結晶之阿洛酮糖糖漿原料之固體之重量之百分比。 實施例2及3：阿洛酮糖晶體製備

藉由進行與實施例1之阿洛酮糖製備實質上相同之方法，在實施例2中以35 Bx（w/w%）之濃度獲得包含96.6 wt%之阿洛酮糖之高純度阿洛酮糖糖漿，在實施例3中濃縮包含95.8 wt%之阿洛酮糖之高純度阿洛酮糖糖漿以獲得35 Bx（w/w%）糖漿，且在實施例6中濃縮包含95.5 wt%之阿洛酮糖之高純度阿洛酮糖糖漿以獲得35 Bx（w/w%）糖漿。藉由濃縮阿洛酮糖溶液，實施例2製備用於結晶的81 Bx（w/w%）之阿洛酮糖糖漿，其包括96.6 wt%阿洛酮糖具有81 Bx（w/w%）且導電率為14 uS/cm，實施例3製備用於結晶的81 Bx（w/w%）之阿洛酮糖糖漿，其包括95.8 wt%阿洛酮糖具有81 Bx（w/w%）且導電率為14 uS/cm，且在實施例6中，製備用於結晶之阿洛酮糖糖漿，其包括95.5 wt%阿洛酮糖具有81 Bx（w/w%）且導電率為12 uS/cm。阿洛酮糖糖漿之導電率為基於30 Bx固體含量量測之值。

根據與實施例1相同之結晶方法，將濃縮阿洛酮糖糖漿結晶且晶體用冷卻水洗滌且乾燥以回收晶體。

根據與實施例1相同之方法，分析用於結晶之原料之阿洛酮糖之含量及阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量及阿洛酮糖晶體之純度，且結果顯示於以下表1中。

特定言之，由實施例2中之用於結晶之阿洛酮糖糖漿製備的阿洛酮糖晶體之產率（阿洛酮糖轉化物質之含量為0.3 wt%，且阿洛酮糖之含量為96.6 wt%）為61.9%，由實施例3中之用於結晶之阿洛酮糖糖漿製備的阿洛酮糖晶體之產率（阿洛酮糖轉化物質之含量為0.5 wt%，且阿洛酮糖之含量為95.8 wt%）為61.6%，且由實施例6中之用於結晶之阿洛酮糖糖漿製備的阿洛酮糖晶體之產率（阿洛酮糖轉化物質之含量為0.25 wt%，且阿洛酮糖之含量為95.5 wt%）為62.1%。 實施例4：阿洛酮糖晶體製備

藉由執行與實施例1之阿洛酮糖製備實質上相同之方法，藉由高純度分離製程（SMB）以35 Bx（w/w%）之濃度獲得包括97.0 wt%阿洛酮糖之高純度阿洛酮糖糖漿。

為最小化阿洛酮糖糖漿中所含有之雜質，將其在40℃溫度下使用適當活性碳處理30分鐘，且隨後過濾。在活性碳處理之後將阿洛酮糖糖漿濃縮為81 Bx（w/w%），從而製備用於結晶之阿洛酮糖糖漿，其包括97.3 wt%之阿洛酮糖具有81 Bx（w/w%）且導電率為10 uS/cm。

將濃縮阿洛酮糖糖漿自過飽和狀態下之溫度35℃緩慢冷卻至溫度10℃以使晶體生長。隨後，進行添加阿洛酮糖晶種，且在藉由在35℃溫度下緩慢攪拌產生少量晶核之後，藉由以每小時1℃降低溫度使晶體生長，且溶解微晶，其藉由升高溶液之溫度30至35℃範圍用以再溶解在晶體生長製程之冷卻中所產生之微晶的製程。重複晶體生長製程及微晶溶解製程至少一次或更多次以進行結晶。本文中所產生之阿洛酮糖晶體藉由以下回收：藉由離心脫水移除母液且用冷卻水洗滌初始結晶所獲得之晶體，之後乾燥。 實施例5：阿洛酮糖晶體製備

藉由執行與實施例1之阿洛酮糖製備實質上相同之方法，藉由高純度分離製程（SMB）濃縮包括97.0 wt%阿洛酮糖之高純度阿洛酮糖糖漿以獲得35 Bx（w/w%）之濃度。

濃縮阿洛酮糖糖漿，且按固體含量100 wt%計，包括97 wt%阿洛酮糖之高純度阿洛酮糖糖漿以81 Bx（w/w%）之濃度濃縮，從而製備導電率為8 uS/cm之用於結晶之阿洛酮糖糖漿。根據與實施例1相同之結晶方法，將濃縮阿洛酮糖糖漿結晶且晶體用冷卻水洗滌且乾燥以回收晶體。

將所獲得之第一晶體溶解於水中，從而製備81.2 Bx之阿洛酮糖溶解溶液，且藉由實施例1之HPLC分析分析阿洛酮糖溶解溶液之結果為，阿洛酮糖轉化物質（雜質S）之含量為0.07 wt%且阿洛酮糖之含量為99.5 wt%。

藉由與初始結晶方法實質上相同之方法，使用所製備之阿洛酮糖溶解溶液作為二次結晶製程之原料進行二次結晶製程。本文中所製備之第二晶體藉由以下回收：藉由離心脫水移除母液且用冷卻水洗滌藉由二次結晶獲得之晶體，之後乾燥。第二晶體之產率為62.5%。 [表1]

如表1中所示，據證實，實施例1至3之阿洛酮糖結晶產率高於60%，另一方面，儘管結晶未經稀釋溶液之阿洛酮糖含量較高，但比較實施例1在阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量大於2 wt%時不能獲得適當晶體，且由於晶體較小結晶，而使產率大幅度降低。 比較實施例1：當阿洛酮糖轉化物質之含量超過2 wt%時的阿洛酮糖晶體製備

為了測定當結晶溶液中之阿洛酮糖轉化物質之含量超過2 wt%時的阿洛酮糖晶體之產率，將酸性pH條件或熱處理條件應用於用於實施例5中之二次結晶的結晶溶液以觸發阿洛酮糖轉化物質之形成。

特定言之，藉由在水中溶解藉由進行實施例5中之初始結晶獲得之阿洛酮糖晶體且隨後在pH 3.5且溫度80℃之條件下熱處理3小時來製備二次結晶之起始物質。根據與實施例1相同之結晶方法，將濃縮阿洛酮糖糖漿結晶且晶體用冷卻水洗滌且乾燥以回收晶體。

根據與實施例1相同之方法，分析用於結晶之原料之阿洛酮糖之含量及阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量及阿洛酮糖晶體之純度，且結果顯示於以下表2中。 比較實施例2及實施例7至8：阿洛酮糖晶體製備方法，阿洛酮糖轉化物質含量

二次結晶之起始物質係藉由以下方式製備：在水中溶解藉由進行實施例5中之初始結晶獲得之阿洛酮糖晶體且隨後在pH 4.5且溫度70℃之條件下處理6、13或24小時。用於結晶之原料之阿洛酮糖之含量及阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量顯示於表2中。

以與實施例1實質上相同之方法進行使用製備之結晶溶液進行結晶之方法。特定言之，在比較實施例2及實施例7至8中，使用具有不同熱處理時間、具有表2中所示的不同阿洛酮糖含量及阿洛酮糖轉化物質之不同阿洛酮糖結晶溶液進行阿洛酮糖結晶製程。

根據與實施例1相同之方法，分析用於結晶之原料之阿洛酮糖之含量及阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量及阿洛酮糖晶體之純度，且結果顯示於以下表2中。 [表2]

在比較實施例2之情況中，因為阿洛酮糖之純度較低且阿洛酮糖轉化物質之含量較高，晶體粒子之生長進行不佳且產生了微晶，且因此晶體之脫水及洗滌十分困難。在比較實施例1之情況中，據證實，由於阿洛酮糖轉化物質之含量更高，晶體粒子尺寸之生長進行不佳且產生了微晶，與比較實施例2相同。在實施例7及實施例8之情況中，據證實，阿洛酮糖轉化物質之含量低於2 wt%，表明與比較實施例之晶體產率相比，晶體產率較高。 實驗實施例1： 阿洛酮糖轉化物質（雜質S）之LC-MS分析 （1）實施例2之阿洛酮糖轉化物質（雜質S）之分析

在實施例2中所使用之用於結晶之阿洛酮糖糖漿之HPLC分析中直接收集在洗提時間31±2分鐘處之峰中分離之雜質分液，且將在分液分離期間稀釋之溶液冷凍乾燥且以約100倍濃度濃縮用於分析。藉由LC/MS分析，藉由使用液相層析/質譜分析儀（LC/MS系統，型號名稱：LTQ，製造商：Thermo Finnigan，USA）執行雜質之分子量之分析所量測的阿洛酮糖轉化物質（雜質S）之分子量為300至400 m/z（質量/電荷數量之比率）範圍內之物質。 （2）比較實施例2及實施例7至8之阿洛酮糖轉化物質（雜質S）之分析

根據實質上相同之LC-MS分析方法，使用經熱處理之比較實施例2及實施例7至8中所使用之結晶未經稀釋溶液。針對根據熱處理之阿洛酮糖及阿洛酮糖轉化物質之分子量之變化，執行LC-MS分析，且比較實施例2及實施例7至8中所使用之結晶未經稀釋溶液中所包含之阿洛酮糖之含量及阿洛酮糖轉化物質之含量（%）的分析之結果顯示於以下表3中。

下表3係隨著熱處理時間變化之阿洛酮糖糖漿之LC-MS分析之資料（實施例7、實施例8、比較實施例2），且數值，藉由各分子量（m/z）偵測到之峰之面積之值轉化為百分比，顯示於表中。表3之第1列中之分子量為179.1 m/z的係阿洛酮糖。下表3中之第4、8及10列表示，在熱處理之後阿洛酮糖轉化物質（雜質S）之含量增加，且其他列表示，在熱處理之後阿洛酮糖轉化物質（雜質S）之含量降低。 [表3]

如分析結果中所示，據證實，在分子量分析中隨著熱處理時間增加，阿洛酮糖之含量降低且雜質之含量升高。表3之第1列中之分子量為179.1 m/z的係阿洛酮糖，且證實在熱處理之後峰面積值之數值降低。另一方面，可以證實，在341 m/z之分子量（表第5列）中偵測到之成分為隨著對含有阿洛酮糖之結晶未經稀釋溶液之熱處理而增加之成分且為阿洛酮糖藉由脫水或縮合反應改性之類二聚物結構之物質。藉由LC-MS分析推斷結構之結果為，可以預測，其為具有化學式C12H22O11之物質且係阿洛酮糖變性聚合物。據證實，隨著熱處理之進一步進行，分子量類似於C25H28O11、C24H42O21或C24H44O22之阿洛酮糖變性聚合物之二聚物的阿洛酮糖變性聚合物（阿洛酮糖之四聚物類似物）之含量。對此可認為，阿洛酮糖容易因外部應力，例如酸性pH及/或比較實施例1或2中之熱處理而變性，且使用阿洛酮糖或阿洛酮糖轉化物質隨機重複脫水及縮合反應，從而轉化為上述物質。（ 3 ）實施例 3 之阿洛酮糖轉化物質之分析

在實施例3中使用的用於結晶之阿洛酮糖糖漿之HPLC分析中，在31 +/- 2分鐘之洗提時間峰處，直接獲得分離之雜質分液，且將在HPLC分析期間稀釋之分液凍乾且濃縮約100倍，且用於分析。 - 分析儀名稱：Ultimate-3000 ISQ EC（Thermo Fisher） - 分析管柱：Bio-rad Aminex HPX-87C - 管柱溫度：80℃ - 流速：0.3 mL/min - 溶劑：蒸餾水 - 注射體積：5㎕

作為阿洛酮糖轉化物質之LC/MS分析之結果，存在接近於55.22 m/z、60.24 m/z、74.14 m/z、79.25 m/z、82.22 m/z、83.23 m/z、109 m/z、117 m/z、124.26 m/z、127.1 m/z、141.5 m/z、144 m/z、163.23 m/z、203.16 m/z及365.16 m/z之峰，且主峰接近於127 m/z、163 m/z、198.2至203 m/z及365 m/z。

因此，阿洛酮糖轉化物質為阿洛酮糖衍生物質，其為由C、H及O構成、具有5至12個碳原子（C）之分子，分子量電荷值為50 m/z或更大至400 m/z或更小，含有HMF及乙醯丙酸組分，且包括含有呋喃結構之衍生物質。特定言之，在163 m/z峰之情況中，其視為來自諸如阿洛酮糖之己醣藉由脫水反應分解為HMF的製程之中間物質（呋喃醛中間物）。在198.2至203 m/z之峰之情況中，其視為[C₆ H₁₂ O₆ +Na]⁺ 分子，其中Na⁺ 離子鍵結至阿洛酮糖分子，且在365 m/z峰之情況中，其視為[C₆ H₁₂ O₆ +Na]⁺ 分子，其中Na⁺ 離子鍵結至阿洛酮糖二聚物分子。

基於阿洛酮糖轉化物質之LC/MS分析結果，阿洛酮糖轉化物質中所包括之化合物展示於以下表4中。 [表4]

（ 4 ） 5-HMF 之 LC/MS 分析

對5-HMF進行LC/MS分析以證實阿洛酮糖轉化物質包括5-HMF。

作為5-HMF分析樣品，購買及使用標準物質（SIGMA-ALDRICH，CAS編號67-47-0）。

因此，量測水溶液狀態中可藉由電荷轉移、消除及脫水由5-HMF產生的結構之分子量m/z值，其在79.09 m/z、109 m/z、124.22 m/z、127 m/z、144.15 m/z等具有峰，其與阿洛酮糖轉化物質之LC/MS分析結果之結果部分一致，表明阿洛酮糖轉化物質包含5-HMF。 實驗實施例2：阿洛酮糖穩定性分析

為測試阿洛酮糖及阿洛酮糖轉化物質之溫度之影響，將實施例1之包括97 wt%之阿洛酮糖的阿洛酮糖糖漿分組且以相同之各組30 g之量放置且儲存在彼此溫度不同之恆溫水浴中，且隨時間推移取樣，從而分析含量變化，且結果顯示於圖1及圖2中。

圖1係顯示當儲存pH 5之70%布里度濃度之阿洛酮糖糖漿時阿洛酮糖之含量隨溫度變化的圖。圖2係顯示當儲存pH 5之70%布里度濃度之阿洛酮糖糖漿時阿洛酮糖轉化物質之含量對溫度變化的圖。如圖1及圖2中所示，隨著儲存溫度升高，阿洛酮糖之含量降低且阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量增加。

此外，為測試阿洛酮糖及阿洛酮糖轉化物質之pH之影響，在將實施例1之97.0%阿洛酮糖含量之糖漿藉由使用苛性鈉及鹽酸溶液控制在分別不同之pH之後，將其儲存在相同溫度（70℃）下且隨時間推移取樣，從而分析含量變化，且結果顯示於圖3及圖4中。

圖3係顯示當不同pH之70%布里度濃度之阿洛酮糖糖漿在70℃溫度下儲存時阿洛酮糖之含量變化的圖。圖4係顯示當不同pH之70%布里度濃度之阿洛酮糖糖漿在70℃溫度下儲存時阿洛酮糖轉化物質之含量變化的圖。如圖3及圖4中所示，在70℃溫度下隨著pH降低，阿洛酮糖之含量降低且阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量增加。

相應地，因為阿洛酮糖不穩定，在實際生產製程中，尤其濃縮步驟中，隨著pH降低及溫度升高阿洛酮糖之含量發生變化。此問題降低高純度阿洛酮糖之純度，且因此很大程度上影響結晶步驟。據證實，在此製程中，實際上隨著阿洛酮糖之含量降低，另外產生特定阿洛酮糖轉化物質（雜質）之含量，且此成分很大程度上影響阿洛酮糖之結晶。據證實，當各種阿洛酮糖轉化物質中之雜質-S成分之含量高於2%時，此可能為阿洛酮糖晶體粒子生長之主要阻障因素，且從而很大程度上影響晶體粒子之粒度及結晶產率。 實施例3：阿洛酮糖晶體特徵之分析 （1）：晶體粒度分佈之分析

藉由使用按篩目之標準篩證實實施例5中所獲得之阿洛酮糖晶體之粒度分佈。標準篩之篩孔尺寸為20、30、40、60、80、100篩目，且晶體粒子之尺寸分佈藉由標準篩之孔尺寸量測。

各篩孔之標準篩之孔尺寸為850、600、425、250、180及150 μm。收集100 g之各樣品且置於按篩孔尺寸之標準篩中，且藉由添加振動穿過標準篩。藉由測量各篩孔尺寸之篩中保留之樣品之重量的百分比值描述於表5中。在下表5中，藉由各篩孔之粒度分佈由wt%粒子與數值表示。 [表5]

如表5中所示，據證實，實施例5之阿洛酮糖晶體展現收斂90.2 wt%之粒子分佈之極窄分佈，且實施例3之阿洛酮糖晶體展現在40↑中分佈最多，但粒子分佈廣泛分散，呈均勻分佈於80↑、60↑、40↑及30↑中。據證實，具有如實施例5之低長徑/短徑之比的硬質晶體粒子，具有相對低微粉化產物之含量及粒度之均勻分佈。此外，具有較高長徑/短徑之比及較低均勻性的粒子，在乾燥及轉移製程中會因粒子破裂而微粉化，且粒度可為非均勻的，從而具有寬範圍之粒度分佈。 （2）結晶形式及晶體粒度之分析

以放大倍數X100量測之實施例5中所獲得之阿洛酮糖晶體之光學顯微相片顯示於圖5中。以放大倍數X100量測之實施例5中所獲得之阿洛酮糖晶體之掃描顯微相片（SEM）顯示於圖6中。

此外，量測實施例5中所獲得之阿洛酮糖晶體之9個樣品之長徑（高度）及短徑（寬度），且得到粒子直徑比（=長徑/短徑）且顯示於以下表6中。特定言之，對於5個晶體，顯示基於短徑長度（μm）為1之長徑之長度（μm）之比。 [表6]

如圖6中所示，本發明之阿洛酮糖晶體具有矩形六面體或與其接近之晶體結構。表5中之晶體之長徑長度（μm）與短徑長度（μm）1之比顯示在實施例5中平均為1.6。

隨著各晶體側均勻地生長，實施例5形成接近方形之菱形系統之結晶形式。此外，據證實，隨著晶體側均勻地生長，長徑/短徑之比傾向於降低。此結果表明，因為隨著用於結晶之原料中之阿洛酮糖純度較低，除阿洛酮糖之外之其他成分起干擾純阿洛酮糖之晶體生長的雜質的作用，其影響晶體形狀。 （3）差示掃描熱量測定（DSC）分析

在特定DSC分析條件下進行實施例5中所獲得之阿洛酮糖晶體之DSC分析。 設備名稱：DSC[差示掃描熱量測定] 製造商：珀金埃爾默（Perkin Elmer） 方法：30至250℃，10℃/分鐘升溫，N2氣體沖洗（標準方法：參考ASTM D 3418） 阿洛酮糖晶體之DSC分析之結果顯示於以下表7中。 [表7]

DSC分析之結果為，在實施例5中之晶體具有最高Tm值及最高熱容量。可以預測，在晶體之DSC分析中因為熱容量較高，其不容易溶解，且因為熱容量較高且吸熱峰之寬度較窄，晶體均勻且穩固地形成。考慮實施例5之熱容量及吸熱峰焓值，證實實施例5之晶體相對而言更均勻且穩固地形成。 （4）紅外吸收（IR）光譜分析

為證實所製備之阿洛酮糖晶體，在量測條件下進行實施例5之晶體之紅外吸收（IR）光譜分析。

分析設備：具有鉑ATR之TENSOR II，製造商；布魯克（Bruker）（德國（German））

偵測器：具有液氮冷卻之高敏度光伏MCT偵測器。

掃描次數：20 kHz下64次掃描

掃描範圍：800至4,000 cm^-1 且平均4 cm-1解析度。

根據根據本發明之阿洛酮糖晶體之紅外吸收（IR）光譜分析之結果，阿洛酮糖晶體具有獨特結構特徵，因為阿洛酮糖分子包括官能基-OH及C-O-C、C-C、C-OH等在阿洛酮糖分子結構中。其表明實施例5之晶體為相同阿洛酮糖晶體。IR分析譜顯示於圖7中。 （5）X射線繞射（X-ray diffraction，XRD）分析

根據以下特定分析條件對實施例5中所獲得之阿洛酮糖晶體進行X射線繞射分析，且藉由選擇較高（相對強度%）五個峰及形態特定峰，實施例5中所獲得之阿洛酮糖晶體之X射線繞射分析的結果顯示於表8中。 分析設備：D/MAX-2200 Ultima/PC 製造商：Rigaku International公司（Japan） X射線源系統目標：密封管Cu 管電壓：45 kV/管電流：200 mA 掃描範圍：5至80°2θ 步長：0.019° 掃描速度：5°/分鐘 [表8]

如表8中所示，據證實，實施例5中所獲得之阿洛酮糖晶體在粉末X射線光譜分析中具有位於2θ值15.24、18.78及30.84；15.24、18.78、30.84及28.37；15.24、18.78、30.84及31.87；15.24、18.78、30.84及47.06；或15.24、18.78、30.84、28.37、31.87及47.06處之特定峰。

無

圖1係顯示當儲存pH 5且70布里度濃度之阿洛酮糖糖漿時阿洛酮糖之含量隨溫度變化的圖。 圖2係顯示當儲存pH 5且70布里度濃度之阿洛酮糖糖漿時阿洛酮糖轉化物質之含量隨溫度之變化的圖。 圖3係顯示當在70℃溫度下儲存不同pH且70布里度濃度之阿洛酮糖糖漿時阿洛酮糖之含量之變化的圖。 圖4係顯示當在70℃溫度下儲存不同pH且70布里度濃度之阿洛酮糖糖漿時阿洛酮糖轉化物質之含量之變化的圖。 圖5係以放大倍數X100量測之在實施例5中獲得之阿洛酮糖粉末之光學顯微相片。 圖6係以放大倍數X50量測之在實施例5中獲得之阿洛酮糖粉末之掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）相片。 圖7係在實施例5中獲得之阿洛酮糖晶體之紅外光譜分析（infrared spectroscopy，IR）譜。

Claims (35)

1. 一種用於製備阿洛酮糖晶體之方法，其包含提供含有阿洛酮糖之用於結晶之阿洛酮糖組成物；及藉由冷卻該用於結晶之阿洛酮糖組成物製備阿洛酮糖晶體， 其中該提供該用於結晶之阿洛酮糖組成物之步驟使阿洛酮糖轉化物質之含量控制為，按該用於結晶之阿洛酮糖組成物中所包括之總固體含量計，2 wt%或更少。
2. 如請求項1所述之方法，其中該阿洛酮糖轉化物質藉由LC/MS分析方法量測所含之質量/電荷數量之比率為10至600 m/z。
3. 如請求項1所述之方法，其中該阿洛酮糖轉化物質含有藉由HPLC分析方法量測之最大峰在洗提時間31分鐘±2分鐘時間處的物質。
4. 如請求項1所述之方法，其中提供該用於結晶之阿洛酮糖組成物之步驟提供該用於結晶之阿洛酮糖組成物，其中該阿洛酮糖轉化物質之該含量藉由調節選自由該用於結晶之阿洛酮糖組成物的pH條件及溫度條件組成之群之一或多者控制為2 wt%或更少， 其中該pH條件為4至7，且 其中該溫度條件為40℃或更高至70℃或更低。
5. 如請求項1所述之方法，其中該阿洛酮糖轉化物質含有由分子式CxHyOz表示之化合物，其中x為3至15之整數，y為1至15之整數，且z為1至10之整數。
6. 如請求項1所述之方法，其中該阿洛酮糖轉化物質含有選自由以下組成之群的一或多個種類： 乙醯丙酸（4-側氧基戊酸）， 糠醛， 羥甲基糠醛（HMF）， γ-羥基戊酸（GVB）， 2,5-二甲基呋喃， 2,5-呋喃二甲酸（FDCA）， 5-羥甲基-2-糠酸， 2,5-甲醯基呋喃甲酸， 2,5-呋喃二甲醛， 2,5-雙-(羥甲基)呋喃， 雙(5-甲醯基-2-糠基)醚， 2-糠酸， 3-糠酸， 5-羥基糠醛， 2,5-二氫-2,5-二甲氧基呋喃， (2R)-5-側氧基四氫-2-呋喃甲酸， 2,5-甲醯基呋喃甲酸， 5,5'-亞甲基二(2-糠酸)，及 雙(5-甲基糠基)醚。
7. 如請求項1所述之方法，其中該用於結晶之阿洛酮糖組成物包含，按該組成物中所包括之該總固體含量計，90 wt%或更高之阿洛酮糖。
8. 如請求項1所述之方法，其中該用於製備該阿洛酮糖晶體之步驟包含藉由在20至40℃之溫度下攪拌該用於結晶之阿洛酮糖組成物來形成晶核晶體，及藉由降低溶液之溫度來使該晶體生長。
9. 如請求項8所述之方法，其中該用於製備該阿洛酮糖晶體之步驟包含藉由一或多次在30℃至35℃範圍內升高用於結晶之阿洛酮糖組成物之溫度來再溶解在冷卻中所形成之晶體之步驟。
10. 如請求項8所述之方法，其中該方法另外包含添加晶種。
11. 如請求項1所述之方法，其中阿洛酮糖晶體之產率為45%或更高。
12. 如請求項1所述之方法，其中該提供該用於結晶之阿洛酮糖組成物之步驟藉由以下進行：藉由SMB層析分離製程處理含有阿洛酮糖之反應溶液，且在40至70℃或更低之溫度條件下濃縮所獲得之阿洛酮糖分液。
13. 如請求項12所述之方法，其中該濃縮製程分成至少兩個階段進行。
14. 如請求項12所述之方法，其另外包含在該濃縮製程之前進行活性碳處理。
15. 如請求項1所述之方法，其中該提供該用於結晶之阿洛酮糖組成物之步驟係提供阿洛酮糖晶體或粉末溶解於水中之溶液。
16. 如請求項15所述之方法，其中該阿洛酮糖晶體係藉由使藉由濃縮來自SMB層析分離製程之該阿洛酮糖分液獲得之濃縮物結晶獲得的晶體。
17. 一種用於使阿洛酮糖結晶之組成物，其包含，按組成物之總固體含量計，90 wt%或更高之阿洛酮糖及2 wt%或更低之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）。
18. 如請求項17所述之組成物，其中該用於使阿洛酮糖結晶之組成物在45℃之溫度下的黏度為2 cp至200 cp。
19. 如請求項17所述之組成物，其中該用於使阿洛酮糖結晶之組成物之導電率為1,000 uS/cm或更低。
20. 如請求項17所述之組成物，其中該阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）係藉由LC/MS分析方法量測之質量/電荷數量之比率為10至600 m/z的物質。
21. 如請求項17所述之組成物，其中該阿洛酮糖轉化物質係藉由HPLC分析方法量測之最大峰在洗提時間31分鐘±2分鐘處之物質。
22. 如請求項17所述之組成物，其中該阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）包含分子量為阿洛酮糖之分子量的0.2倍至10倍之阿洛酮糖變性聚合物。
23. 如請求項17所述之用於使阿洛酮糖結晶之組成物，其中該組成物具有pH 4至7。
24. 如請求項17所述之用於使阿洛酮糖結晶之組成物，其中組成物之溫度控制在70℃或更低。
25. 一種用於將用於使阿洛酮糖結晶之組成物中所含有之阿洛酮糖轉化物質（雜質-S）之含量控制為，按固體含量計，2 wt%或更低的方法。
26. 如請求項25所述之方法，其中該方法藉由控制選自由pH條件及溫度條件組成之群之一或多者進行， 其中該pH條件為4至7，且 其中該溫度條件為40℃或更高至70℃或更低。
27. 如請求項25所述之方法，其中該阿洛酮糖轉化物質含有分子式CxHyOz之化合物， 其中x為3至15之整數，y為1至15之整數，且z為1至10之整數。
28. 如請求項25所述之方法，其中該阿洛酮糖轉化物質含有選自由以下組成之群的一或多個種類： 乙醯丙酸（4-側氧基戊酸）， 糠醛， 羥甲基糠醛（HMF）， γ-羥基戊酸（GVB）， 2,5-二甲基呋喃， 2,5-呋喃二甲酸（FDCA）， 5-羥甲基-2-糠酸， 2,5-甲醯基呋喃甲酸， 2,5-呋喃二甲醛， 2,5-雙-(羥甲基)呋喃， 雙(5-甲醯基-2-糠基)醚， 2-糠酸， 3-糠酸， 5-羥基糠醛， 2,5-二氫-2,5-二甲氧基呋喃， (2R)-5-側氧基四氫-2-呋喃甲酸， 2,5-甲醯基呋喃甲酸， 5,5'-亞甲基二(2-糠酸)，及 雙(5-甲基糠基)醚。
29. 如請求項25所述之方法，其中該阿洛酮糖溶液組成物藉由以下方式製備：藉由SMB層析分離製程處理含有阿洛酮糖之反應溶液，且在40至70℃或更低之溫度條件下濃縮所獲得之阿洛酮糖分液。
30. 如請求項29所述之方法，其中該濃縮製程分成至少兩個階段進行，其中該阿洛酮糖溶液之第一濃縮進行至30至50 Bx以得到第一濃縮物且該第一濃縮物二次濃縮至60至85 Bx。
31. 如請求項29所述之方法，其另外包含在執行該濃縮製程之前進行活性碳處理。
32. 如請求項25所述之方法，其中該阿洛酮糖溶液組成物提供為阿洛酮糖晶體或粉末溶解於水中之溶解溶液。
33. 如請求項25所述之方法，其中該阿洛酮糖溶液組成物之導電率為1,000 uS/cm或更低。
34. 一種阿洛酮糖晶體，其藉由冷卻如請求項17至請求項24中任一項製備之阿洛酮糖溶液組成物製備， 其中該阿洛酮糖晶體在X射線光譜分析中具有位於繞射角（2θ）15.24、18.78及30.84±0.2°處之峰。
35. 如請求項34所述之阿洛酮糖晶體，其具有一或多個選自由以下（1）至（4）組成之群之特徵： （1）根據差示掃描熱量測定分析（DSC），Tm溫度為125.8℃±5℃， （2）根據差示掃描熱量測定分析，熔融焓（DH）為200至220 J/g， （3）平均長徑為350 μm或更長、350至2000 μm，及 （4）該晶體之長徑長度（微米）與短徑之比（=長徑/短徑）在1.0至8.0範圍內。

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