TWI405774B - 無水結晶β-麥芽糖與其製造方法及用途 - Google Patents
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Description
本發明係關於無水結晶β－麥芽糖與其製造方法及用途，詳細而言，係關於包含具有熔點於154至159℃之無水結晶β－麥芽糖、與含水結晶β－麥芽糖於有機溶劑中，保持室溫以上的溫度進行脫水之步驟而成為特徵之該無水結晶β－麥芽糖之製造方法，及該無水結晶β－麥芽糖之作為含水或含醇組成物等之固化或粉末化基材之用途。
麥芽糖(maltose)係由2分子之葡萄糖以α－1,4鍵結而結合之還原性雙糖，亦稱為麥芽糖。因為麥芽糖具有還原末端，亦即醛基，所以存在作為異構物之α－光學異構物(anomer)(α－麥芽糖)及β－光學異構物(β－麥芽糖)。另外，作為結晶麥芽糖，已知1含水結晶(以下簡稱為「含水結晶」)及無水結晶。含水結晶麥芽糖，通常係作為β－麥芽糖所得之工業上製造成β－麥芽糖含水結晶含有粉末銷售。
另－方面，自水份未滿5質量%之麥芽糖之濃縮液結晶無水結晶(參考特公平5－43360號公報)。因為此無水結晶麥芽糖含有55至80質量%之α－光學異構物、20至45質量%之β－光學異構物，該實體雖為α/β複合體結晶，但因為α－光學異構物含量高，一般稱為「無水結晶α－麥芽糖」(參考特公平5－43360號公報及特公平7－10341號公報等)。無水結晶α－麥芽糖係吸濕變成為安定的含水結晶β－麥芽糖，因為含水結晶β－麥芽糖於相對濕度90%以下幾乎不吸濕而安定，所以無水結晶α－麥芽糖係應用於含水食品之粉末化(參考特公平5－59697號公報及特公平7－10341號公報)。另外，上述之無水結晶α－麥芽糖粉末係由林原商事股份有限公司市售之註冊商標『Finetose』。
另－方面，特公平5－59697號公報及J.E.Hodge等之『Cereal Science Today』,第17卷,第7號,180至188頁(1972年)中揭示於減壓下將無水結晶β－麥芽糖及含水結晶β－麥芽糖加熱、脫水，調製無水結晶β－麥芽糖之方法。然而，因為此無水結晶β－麥芽糖具有容易吸濕之缺點，所以未達成工業上生產。另外，於J.E.Hodge等之文獻中揭示，上述方法所得之無水結晶β－麥芽糖顯示熔點於120至125℃。然而，未知具有熔點於比125℃更高溫度之無水結晶β－麥芽糖。
本發明係以提供新穎的無水結晶β－麥芽糖與其製造方法及用途為課題。
本發明者等著眼於結晶糖質之製造方法，持續努力研究。該研究過程係發現將含水結晶β－麥芽糖於有機溶劑中，保持室溫以上的溫度進行脫水而得之無水結晶β－麥芽糖，意外的是，比傳統之無水結晶α-麥芽糖(α/β複合體無水結晶麥芽糖)之熔點(168至175℃)低，而且，比J. E. Hodge等之『Cereal Science Today』，第17卷，第7號，180至188頁(1972年)記載之無水結晶β-麥芽糖之熔點(120至125℃)高，具有熔點於154至159℃之新穎的無水結晶β-麥芽糖。另外，發現此新穎的無水結晶β-麥芽糖係與已知之無水結晶β-麥芽糖不同，具備吸濕性低，以粉末結晶容易操作之優異作用效果。
另外，本發明者等係發現此新穎的無水結晶β-麥芽糖，意外地作為含水或含醇組成物之固化或粉末化基材，比已知之無水結晶α-麥芽糖更具有有效性。本發明者等基於此等發現，由確立新穎的無水結晶β-麥芽糖與其製造方法及用途而完成本發明。
亦即，本發明係藉由提供包含具有熔點於154至159℃之無水結晶β-麥芽糖、與含水結晶β-麥芽糖於有機溶劑中，保持室溫以上的溫度進行脫水之步驟而成之該無水結晶β-麥芽糖之製造方法及作為該含水或含醇組成物等之固化或粉末化基材之用途以解決上述課題者。
因為本發明之無水結晶β-麥芽糖係具有吸濕性比傳統之無水結晶β-麥芽糖低之優異特徵，所以容易以粉末結晶之操作。另外，依據本發明，藉由包含將含水結晶麥芽糖於有機溶劑中進行脫水之步驟而成之製造方法，可容易地製造新穎的無水結晶β-麥芽糖。另外，使本發明之無水結晶β-麥芽糖溶解成較高濃度時，雖然光學異構物為β型，但迅速地晶析含水結晶β－麥芽糖，由此晶析可固化含水組成物，另外，若使本發明之無水結晶β－麥芽糖粉末吸濕時仍可維持粉末的形態，迅速地轉換成安定的含水結晶β－麥芽糖。另外，因為本發明之無水結晶β－麥芽糖粉末為多孔性，具有大的細孔體積，所以可保持較多量之醇等。由此等特性，本發明之無水結晶β－麥芽糖係作為含水或含醇組成物等之固化或粉末化基材，比至今使用於該領域之無水結晶α－麥芽糖，可更有效地利用於各種飲食品、化粧品及醫藥品用途。
本發明之無水結晶β－麥芽糖係指具有熔點於154至159℃之新穎的無水結晶β－麥芽糖。本發明之無水結晶β－麥芽糖通常顯示作為麥芽糖異構物之β－光學異構物(β－麥芽糖)含量為90%以上。另外，本發明之無水結晶β－麥芽糖係該粉末X光線繞射圖之繞射角(2 θ)為7.8°、19.5°、20.7°及22.6°，顯示認為傳統之含水結晶β－麥芽糖、無水結晶α－麥芽糖或無水結晶β－麥芽糖所沒有的特徵的波峰。
本發明之無水結晶β－麥芽糖係具有多數細孔之多孔性結晶形態。在此所謂多孔性結晶，具體上係指使用掃描式電子顯微鏡(以下簡稱為「SEM」)，例如以倍率2,000倍照相拍攝時，認為有許多細孔之結晶糖質。多孔性結晶係作為該物理特性，具有較大的比表面積及特有的細孔分佈。本發明之無水結晶β－麥芽糖之多孔性結晶，具體上係使用氮氣之氮氣吸附法所測定之比表面積為1m2
/g以上，而且，由水銀壓入法所測定之細孔分佈中，具有細孔有0.1ml/g以上之細孔面積，於細孔徑未滿5μ
m顯示明確波峰之特有的物理特性。
本發明之無水結晶β－麥芽糖係將含水結晶β－麥芽糖於有機溶劑中，以室溫以上的溫度進行脫水處理而可製造。作為有機溶劑，通常係以醇、丙酮等與水混合之極性較高之有機溶劑為宜，以醇含量為85%以上之醇水溶液為宜，以乙醇含量為85%以上之乙醇水溶液尤其適合使用。
將含水結晶β－麥芽糖進行脫水處理時，含水結晶β－麥芽糖與有機溶劑之比率係只要可達成該目的之範圍即可，並無特別的限制。使用乙醇作為有機溶劑時，相對於含水結晶β－麥芽糖之質量，通常以使用容量為5倍量以上，以10倍量以上為宜，脫水處理之溫度若考慮處理時間時，通常為40℃以上，以50℃以上為宜，以60℃以上之溫度尤佳，適合進行。關於脫水處理，為有效率地進行脫水，以攪拌懸濁含水結晶β－麥芽糖之有機溶劑為宜。另外，使用於脫水處理之有機溶劑雖成為含水之溶劑，但可由蒸餾而再利用。
相對於傳統之無水結晶β－麥芽糖容易吸濕，難以粉末結晶操作，本發明之無水結晶β－麥芽糖係具有吸濕性低，容易以粉末結晶操作之優異特徵。另外，使於較高濕度之條件下吸濕時，雖與傳統之無水結晶β－麥芽糖或無水結晶α－麥芽糖同樣地轉換成含水結晶β－麥芽糖，但並未顯示傳統之無水結晶麥芽糖所見之過度吸濕。另外，本發明之無水結晶β－麥芽糖之多孔性結晶因為具有許多細孔，比表面積大，所以比傳統之含水結晶β－麥芽糖，對水之溶解性優異，尤其可對冷水迅速溶解。
本發明之無水結晶β－麥芽糖係具有使溶解於水成超過含水結晶β－麥芽糖之飽和濃度之較高濃度時，一旦溶解後，迅速地晶析含水結晶β－麥芽糖，固化成塊狀之特徵。關於實施例，如後所述之傳統以來含水組成物之粉末化所使用之無水結晶α－麥芽糖，即使同樣地處理，含水結晶β－麥芽糖之晶析及固化需要較高濃度、長時間，相對於此，本發明之無水結晶β－麥芽糖係以較低濃度，可迅速地進行晶析、固化含水結晶β－麥芽糖。此本發明之無水結晶β－麥芽糖之特性係可將各種含水組成物，例如日本酒、洋酒等之酒類、水果或蔬菜等之果汁類、糖漿類或鮮奶油等之含脂肪含水物固化成塊狀，有效地使用於以食物領域為首之各種領域。
另外，使本發明之無水結晶β－麥芽糖吸收水份時，具有以保持粉末之形態，迅速地轉換成含水結晶β－麥芽糖之特性，可容易地調製果汁粉末等。另外，本發明之無水結晶β－麥芽糖之多孔性結晶，因為具有許多細孔，比表面積大，具有大的細孔體積，具有以粉末形態保持較多量的醇或油脂之性質，所以利用此特性，可容易調製粉末醇、粉末油脂等。
進而，本發明之無水結晶β－麥芽糖之多孔性結晶係運用該物理特性，可利用於各種用途。例如藉由於多孔性結晶粒子之細孔收納各種有效物質，安定化有效物質，或於粒子細孔收納揮發性香料後，藉由包覆以阻塞細孔表面，亦可作微膠囊使用。另外，因為此多孔性結晶糖質係包含空氣於該細孔，所以具有起泡性，可利用於調製極細發泡鮮奶油等。另外，本發明之無水結晶β－麥芽糖當然亦可與傳統的含水結晶β－麥芽糖或無水結晶α－麥芽糖同樣地廣範圍地利用於飲食品、化粧品、醫藥外用品及醫藥品範圍。
以下係藉由實施例更詳細地說明本發明。然而，本發明當然不侷限於此等實施例者。
於安裝攪拌機及溫度計之2L容量之圓底燒瓶中，加入1,200 ml之乙醇，預熱成70℃後，投入120 g之市售含水結晶β－麥芽糖(商品名「MaltoseOM」，林原股份有限公司製，麥芽糖純度為98%以上)，以旋轉數170 rpm攪拌。藉由每隔一定時間，採取約100 ml之結晶懸濁液，以籃式離心分離機固液分離後，攤開結晶於盤上，以50℃之通氣乾燥機內乾燥20分鐘，可除去結晶表面所附著之乙醇。所得之結晶含水量係以常法之卡爾－費歇法測定。結晶之含水量之經時變化如表1所示。
如表1所示，判定含水結晶β－麥芽糖係藉由以70℃，480分鐘，於乙醇中之脫水處理(乙醇轉換法)，降低含水量至未滿1質量%，轉換成無水結晶麥芽糖。處理480分鐘所得之無水結晶麥芽糖標準品之含水量及基於粉末光線繞射圖形之Ruland方法所求之結晶化度係分別為0.32質量%及78%。以下係將乙醇中加熱、脫水處理而得之無水結晶麥芽糖，與傳統之無水結晶麥芽糖區分，稱為「乙醇轉換無水結晶麥芽糖」。
作為與實施例1所得之乙醇轉換無水結晶麥芽糖比較各種物性用之對照，作為原料使用之含水結晶β－麥芽糖、以傳統法調製之無水結晶α－麥芽糖(林原股份有限公司製，α/β複合體結晶，麥芽糖純度為98%以上)、及依據J.E.Hodge等之『Cereal Science Today』,第17卷,第7號,180至188頁(1972年)之文獻記載之方法，將含水結晶β－麥芽糖於減壓下，以95℃加熱40小時而調製之無水結晶β－麥芽糖，分別作為對照1、對照2及對照3使用。另外，對照1至3之結晶麥芽糖之各標準品之含水量係由氣液色層分析(GLC)法所求之α－光學異構物及β－光學異構物之比率(以下稱為「光學異構物比」)、及藉由基於粉末X光線繞射圖形之Ruland方法所求之結晶化度係總括於表2。
將實施例1所得之乙醇轉換無水結晶麥芽糖，以倍率100倍及2,000倍拍攝之掃描式電子顯微鏡(SEM)照片分別如圖1及2所示。另外，關於各個對照1、對照2及對照3之結晶麥芽糖，同樣地拍攝倍率100倍及2,000倍之SEM照片，分別如圖3及圖4、圖5及圖6、以及7及圖8所示。
由圖4、圖6及圖8顯示，原料之含水結晶β-麥芽糖(對照1)、以傳統法調製之無水結晶α-麥芽糖(對照2)及依據J. E. Hodge等之文獻記載之方法調製之無水結晶β-麥芽糖(對照3)幾乎未觀察到細孔，相對於此，以乙醇加熱、脫水而得之無水結晶麥芽糖，判斷如圖2所示之微細柱狀結晶之集合體，以及認為有許多細孔，多孔性之無水結晶麥芽糖。
乙醇轉換無水結晶麥芽糖之粉末X光線繞射分析係使用X光線繞射裝置「Geigerflex RDA-IIB」(使用Cu、K α線)(Rigaku股份有限公司製)進行。以實施例1所得之乙醇轉換無水結晶麥芽糖及對照1、對照2及3之結晶麥芽糖之粉末X光線繞射圖合併如圖7所示。
如圖7所示，乙醇轉換無水結晶麥芽糖之粉末X光線繞射圖(圖9中之符號a)係與對照3之無水結晶β-麥芽糖(圖9中之符號b)、對照2之無水結晶麥芽糖(圖9中之符號c)及對照1之含水結晶β－麥芽糖(圖9中之符號d)中任一種完全相異。乙醇轉換無水結晶麥芽糖於粉末X光線繞射圖中，於繞射角(2 θ)為7.8°、19.5°、20.7°及22.6°顯示對照1至3之結晶麥芽糖所沒有的特徵波峰。此係指乙醇轉換無水結晶麥芽糖具有與傳統的結晶麥芽糖完全不同的結晶型。
示差掃描熱量計(DSC)分析中之吸熱模式係使用示差掃描熱量計「DSC8230」((Rigaku股份有限公司製))測定。於實施例1中調製之乙醇轉換無水結晶麥芽糖與對照2及對照3之無水結晶麥芽糖於DSC分析中之吸熱模式合併如圖10所示。
如圖10所示，乙醇轉換無水結晶麥芽糖係於DSC分析之吸熱模式(圖10中之符號a)中，於167.3℃顯示銳利的吸熱波峰。另一方面，對照3之無水結晶β－麥芽糖之吸熱模式(圖10中之符號b)係於131.4℃顯示吸熱波峰，對照2之無水結晶α－麥芽糖之吸熱模式(圖10中之符號c)係於176.8℃及187.7℃顯示廣範圍的吸熱波峰。乙醇轉換無水結晶麥芽糖於DSC分析之吸熱模式係與對照之無水結晶麥芽糖中任一種完全不同。
因為乙醇轉換無水結晶麥芽糖之粉末X光線繞射圖及於DSC分析之吸熱模式與作為對照2及3使用之傳統無水結晶麥芽糖中任一種完全不同，所以判斷實施例1所得之乙醇轉換無水結晶麥芽糖係新穎的無水結晶麥芽糖。因此，以下之實施例2－4及2－5中，測定乙醇轉換無水結晶麥芽糖之熔點及麥芽糖之光學異構物比，與作為對照之傳統無水結晶麥芽糖比較。
以實施例1所得之乙醇轉換無水結晶麥芽糖粉末為試樣，使用熔點測定裝置(商品名「MP－21」，Yamato科學股份有限公司製)，依據常法，測定熔點。該結果係判定乙醇轉換無水結晶麥芽糖之熔點為154至159℃。此值係比J.E.Hodge等之文獻所記載之無水結晶α－麥芽糖(α/β複合體無水結晶，α－光學異構物含量為73%)之熔點168至175℃明顯為低，另外，比該文獻所記載之無水結晶β－麥芽糖(β－光學異構物含量為88%)之熔點120至125℃明顯為高。實施例1所得之乙醇轉換無水結晶麥芽糖係與傳統已知之無水結晶α－麥芽糖及無水結晶β－麥芽糖中任一種完全不同的結晶，具有熔點於154至159℃之無水結晶麥芽糖，為傳統未知之新穎的無水結晶麥芽糖。
溶解約70mg之實施例1所得之乙醇轉換無水結晶麥芽糖於5ml之無水吡啶後，將此100μ
l依據常法三甲基矽烷化(TMS化)，以GLC法分析，由單純面積百分率法求出麥牙糖之α－光學異構物及β－光學異構物之含量，作為光學異構物比。另外，GLC係以下述條件進行。
氣液色層分析儀：GC－14A(島津製作所股份有限公司製)管柱：2%之Silicone OV－17/Chromosorb W．AW．DMCS(內徑為3mm,長度為2m)管柱溫度：210℃注入口溫度：330℃攜帶氣體(Carrier gas)：氮 流速：40ml/min燃燒氣體：氫 流速：40ml/min助燃氣體：空氣 流速：600ml/min偵測：FID(火焰離子化偵測器)法
乙醇轉換無水結晶麥芽糖之氣液色層分析如圖11所示。實施例1所得之乙醇轉換無水結晶麥芽糖係α－光學異構物(圖11中之符號a)含量為5.5%及β－光學異構物(圖11中之符號b)含量為94.5%，β－光學異構物佔有其大部份。由此結果判定乙醇轉換無水結晶麥芽糖係β－麥芽糖。依據此結果，以下將乙醇轉換無水結晶麥芽糖稱為「乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖」。
實施例1所得之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之比表面積係使用比表面積/細孔分佈測定裝置(ASAP－2400型，島津Micromeritics製)，以氮氣吸附法測定。採取約3g之實施例1所得之無水結晶β－麥芽糖，於裝置之前處理部份，以約40℃減壓乾燥約15小時後，提供於依氮氣吸附法測定比表面積。測定值係由常法之BET(Brunauer－Emmett－Tellern method)法分析。另外，對於對照2之無水結晶α－麥芽糖及對照3之無水結晶β－麥芽糖，亦同樣地測定比表面積。
測定乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之比表面積為3.39m2
/g，與對照2之無水結晶α－麥芽糖及對照3之無水結晶β－麥芽糖之比表面積分別為0.48m2
/g及0.82m2
/g比較，顯示約7~4倍大之值。乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖係具有起因於多數細孔之大的比表面積。
乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之細孔分佈及細孔體積係使用細孔分佈測定裝置(9520型,島津Autopore製)，以水銀壓入法測定。採取約0.5g之實施例1中以70℃處理480分鐘所得之無水結晶麥芽糖，以初期壓為15kPa之條件測定。同時對於對照2之無水結晶α－麥芽糖及對照3之無水結晶β－麥芽糖同樣地測定。結果如表3所示，另外，細孔分佈圖如圖12所示。
如表3所示，乙醇轉換無水結晶β-麥芽糖係顯示1.05 ml/g之較大的細孔體積，細孔分佈圖中於未滿5 μm之細孔徑具有明確的波峰(圖12中之符號○)。另外，於圖12中，因為對照2之無水結晶α-麥芽糖及對照3之無水結晶β-麥芽糖所觀察之分佈(圖12中之符號△及●)係無細孔，結晶粒子小，所以係藉由壓入水銀於粒子間隙所觀察者。
<乙醇轉換無水結晶β-麥芽糖之吸濕性>
由常法進行吸濕試驗，使乙醇轉換無水結晶β-麥芽糖之吸濕性與對照1之含水結晶β-麥芽糖、對照2之無水結晶α-麥芽糖及對照3之無水結晶β-麥芽糖比較。以硝酸鋰、溴化鈉、氯化鈉或氯化鋇之飽和水溶液，調整濕度分別成為相對濕度(RH)47%、58%、75%或90%之密閉容器(300mm×210mm×100mm)，精秤約1g之各結晶麥芽糖試樣，以放入鋁製之秤量杯(直徑50mm×高度25 mm)之狀態靜置，以27℃保持2、4、6、8、24、96、192小時，由各時間之自試驗開始時之試樣質量變化，測定水量。試驗開始時之各試樣之含水量係以卡爾－費歇法測定。各濕度條件下之各試樣之含水量之經時變化係總括於表4。
由表4之結果顯示，對照1之含水結晶β-麥芽糖係於任一種濕度條件中，含水量幾乎完全無變化，約為5.3質量%，為吸濕性低之安定結晶。對照2之無水結晶α-麥芽糖雖於RH75%以上之濕度條件下，自試驗剛開始後吸濕，但於RH58%以下幾乎不吸濕，維持含水量約0.8質量%。另一方面，對照3之無水結晶β-麥芽糖即使於RH58%之條件下，自試驗剛開始後吸濕，4小時後含水量達到約7質量%後，自試驗開始6小時至24小時，放濕含水量至約5.5質量%。相對於此，本發明之乙醇轉換無水結晶β-麥芽糖係即使於RH58%之濕度條件下，至24小時仍維持含水量約0.4質量%，之後雖然吸濕，與傳統之無水結晶β-麥芽糖(對照3)比較，具有難吸濕之特性。
另外，由表4之結果顯示，對照3之無水結晶β-麥芽糖及對照2之無水結晶α-麥芽糖於RH90%之條件下發現一旦吸濕時，含水量超過含水結晶之含水量約5.3質量%，約達10質量%或17質量%後，顯示放濕之趨勢。相對於此，乙醇轉換無水結晶β-麥芽糖係於RH75%之條件下，於2至6小時，RH90%之條件下，於0至4小時緩緩吸濕，不超過含水結晶之含水量約5.3質量%，判定轉換成含水結晶。具有此特性之本發明之乙醇轉換無水結晶β-麥芽糖(新穎的無水結晶β-麥芽糖)係不使含水組成物結塊，有效地作為粉末化用之粉末化基材。
調查本發明之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之作為含水組成物之固化基材之有效性為目的，使用去離子水作為模式含水組成物，進行固化實驗。亦即，秤取10 g之水溫為25℃之去離子水於60 ml容積之玻璃容器(內徑為44 mm，高度為57 mm)，以攪拌子，以240~250 rpm攪拌下，分別以1分鐘添加、溶解8.2 g、10.0 g、11.5 g、13.3 g、或18.8g之實施例1之方法所得之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖。自添加、溶解試樣結束起繼續攪拌4分鐘，停止攪拌後，靜置試樣溶液，肉眼觀察2小時，因含水結晶麥芽糖之晶析而試樣溶液固化。對於認為固化者，記錄結晶之晶析開始時間及因晶析而固化完成時間(但是，因為添加、溶解18.8 g之試驗系，於溶解後3分鐘含水結晶麥芽糖開始晶析，所以此時停止攪拌)。另外，肉眼觀察2小時之各種試料溶液係將容器加蓋後，再靜置18小時，肉眼觀察自添加、溶解試樣20小時後試樣溶液之狀態，以(1)透明液狀；(2)白濁液狀；(3)固化之3個階段評估。除了使用10.0 g、11.5 g、13.3 g、或18.8 g之實施例2使用之無水結晶α－麥芽糖以外，進行同樣處理者為對照。另外，試驗係保持溫度為25℃之室內實施。於各試驗系觀察2小時之結果分別如表5及圖13所示，另外，添加、溶解試樣20小時後試樣溶液之狀態分別如表6及圖14所示。
如表5及圖13所示，添加、溶解18.8g之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之試樣溶液係溶解後3分鐘開始晶析，於3.5分鐘後固化結束(圖13中之符號a)。另外，添加、溶解13.3g之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之試樣溶液係溶解後6分鐘含水結晶麥芽糖開始晶析，於8分鐘後固化結束(圖13中之符號b)。乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之添加、溶解量係11.5g以下之試驗系統(圖13中之符號c~e)中未觀察到固化。另一方面，添加、溶解無水結晶α－麥芽糖之對照試驗系統，經試驗之任一種系統(圖13中之符號a’~d’)皆未於2小時以內觀察到固化。
另外，如表6及圖14所示，溶解後3.5分鐘或8分鐘固化結束之添加、溶解18.8g或13.3g之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之試樣系統，即使於20小時後，仍維持完全固化之狀態(圖14中之符號a或b)。溶解後2小時以內未固化之添加、溶解11.5g之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之試樣系統，即使於20小時後，雖認為因含水結晶麥芽糖之部份晶析而白濁，但認為未固化(圖14中之符號c)。另外，乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之添加、溶解量為10.0g以下之試驗系統(圖14中之符號d~e)中認為無晶析。另一方面，添加、溶解18.8g之乙醇轉換無水結晶α－麥芽糖之試樣系統，雖於20小時後完全固化結束(圖14中之符號a’)，但添加、溶解13.3g之試樣系統為白濁液狀(圖14中之符號b’)，於11.5g以下之試樣系統認為無結晶，保持透明的液狀(圖14中之符號c’~d’)。
此等結果係說明本發明之無水結晶β-麥芽糖比傳統上作為含水組成物之固化或粉末化基材所使用之無水結晶α-麥芽糖，以更少量可使含水組成物固化，有效地作為固化基材。
<固體威士忌>
採取15質量份之市售威士忌(酒精濃度為40%)於容器，將其攪拌下，緩緩加入20質量份之以實施例1之方法調製之乙醇轉換無水結晶β-麥芽糖。添加之無水結晶β-麥芽糖係完全溶解於威士忌後，自此威士忌溶液迅速地晶析含水結晶β-麥芽糖，整體固化成塊狀。本品係具有滑順食感及高雅甜味之固體威士忌，可有效地使用於製作點心用途等。
<固體楓糖漿>
以去離子水稀釋市售之楓糖漿(糖濃度為66質量%)，調整糖濃度成50質量%。採取14質量份之所得之楓糖漿於容器，將其攪拌下，緩緩添加9質量份之以實施例1之方法調製之乙醇轉換無水結晶β-麥芽糖。添加之無水結晶β-麥芽糖係完全溶解於楓糖漿後，自此楓糖漿迅速地晶析含水結晶β-麥芽糖，整體固化成塊狀。本品係具有滑順食感之固體楓糖漿，可有效地使用於製作點心用途等。
採取15質量份之市售鮮奶油(乳脂肪份為40質量%，無脂乳固形物為4質量%)於容器，將其攪拌下，緩緩加入13.8質量份之以實施例1之方法調製之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖。添加之無水結晶β－麥芽糖係完全溶解於鮮奶油後，自此混合物迅速地晶析含水結晶β－麥芽糖，整體固化成塊狀。本品係具有滑順食感之固體鮮奶油，可有效地使用於製作點心用途等。
調查作為含水組成物之粉末化基材之作用效果為目的，使用去離子水作為模式含水組成物，使用乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖，進行粉末化試驗。於200 ml容積之玻璃燒杯中秤取10 g之以實施例1之方法所得之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖粉末，以藥匙混合下，每次添加0.25 ml之去離子水，直至不再維持粉末狀態之去離子水之添加量，判斷作為粉末化基材之有效性。粉末狀態係以(1)粉末狀；(2)顆粒狀(維持包含顆粒物之粉末狀態)；(3)塊狀；(4)糊狀；之4個階段評估。除了使用實施例2使用之無水結晶α－麥芽糖以外，進行同樣處理者為對照。另外，試驗係保持溫度為25℃之室內實施。試驗結果如表7所示，添加、混合1.25 ml之去離子水時之各試樣之狀態係分別如圖15所示。
如表7之結果所示，乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖，於添加、混合1.25 ml以下之去離子水時，維持良好的粉末狀態(圖15中之符號a)，即使加入1.5~2.0 ml之去離子水時，仍維持發生顆粒物之粉末狀態。另一方面，對照之無水結晶α－麥芽糖，於添加、混合0.5 ml以下之去離子水時，雖維持良好的粉末狀態，但於0.75 ml之去離子水時產生顆粒，於1.0 ml成塊狀，於1.25 ml成糊狀(圖15中之符號b)，添加、混合1.0 ml以上之去離子水時，不能維持粉末狀態。此結果係顯示乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖比無水結晶α－麥芽糖有效地作為含水組成物之粉末化基材者。
除了使用無水乙醇取代去離子水，每次添加、混合0.5ml以外，與實施例8同樣地調查乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖作為醇之粉末化基材之有效性。試驗結果如表8所示，添加、混合6ml之無水乙醇時之試樣之狀態分別如圖16所示。
如表8之結果所示，乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖，於添加、混合8.0ml以下之無水乙醇時，維持良好的粉末狀態，即使加入9.0~10.0 ml之無水乙醇時，仍維持發生顆粒物之粉末狀態。另一方面，對照之無水結晶α－麥芽糖，於添加、混合3 ml以下之無水乙醇時，雖維持良好的粉末狀態，但於3.5 ml之無水乙醇產生顆粒，於4.0~5.0 ml成塊狀，於5.5 ml以上成糊狀(參考圖16中之符號b)，添加、混合4.0 ml以上之無水乙醇時，不能維持粉末狀態。此結果係顯示乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖比無水結晶α－麥芽糖有效地作為含醇組成物之粉末化基材者。
採取1,000 g之以實施例1之方法所得之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖粉末於不鏽鋼容器，於攪拌下，緩緩添加300 ml之市售白蘭地(酒精濃度為40%)於其中，調製白蘭地粉末。本品係具有濕潤感之白蘭地粉末，可有效地使用於製作點心用途等。
本發明係提供新穎的無水結晶β－麥芽糖者，本發明之無水結晶β－麥芽糖之吸濕性比傳統之無水結晶β－麥芽糖低，容易以粉末結晶操作。另外，本發明之無水結晶β－麥芽糖若吸水時迅速地轉換成含水結晶β－麥芽糖，並且因為比至今作為含水組成物之粉末化基材廣泛使用之無水結晶α－麥芽糖，發揮更優異的作用效果，所以有效地作為含水或含醇組成物等之固化或粉末化基材。另外，本發明之無水結晶β－麥芽糖之多孔性結晶不僅利用作為傳統麥芽糖之機能，及作為固化或粉末化基材之機能，以及具有多數細孔之物理上特性，可期待有效物質之安定化、揮發性香料等之微膠囊化、起泡劑等之用途。確立新穎的無水結晶β－麥芽糖與其製造方法及用途，不僅學術的意義，製糖產業或相關食品、化粧品、醫藥品產業中之工業的意義極大。
a．．．乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)
b．．．無水結晶β－麥芽糖(對照3)
c．．．無水結晶α－麥芽糖(對照2)
d．．．含水結晶麥芽糖(對照1)
↓．．．乙醇轉換無水結晶麥芽糖具特徵之繞射波峰
a．．．乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)
b．．．無水結晶β－麥芽糖(對照3)
c．．．無水結晶α－麥芽糖(對照2)
a．．．麥芽糖之α－光學異構物(α－麥芽糖)
b．．．麥芽糖之β－光學異構物(β－麥芽糖)
○．．．乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)
●．．．無水結晶β－麥芽糖(對照3)
△．．．無水結晶α－麥芽糖(對照2)
a~e．．．添加、溶解18.8g、13.3g、11.5g、10.0g或8.2g之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)之試樣
a’~d’．．．添加、溶解18.8g、13.3g、11.5g或10.0g之無水結晶α－麥芽糖(對照)之試樣
a．．．添加、混合1.25ml之去離子水於10g之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)之試樣
b．．．添加、混合1.25ml之去離子水於10g之無水結晶α－麥芽糖(對照)之試樣
a．．．添加、混合6ml之乙醇於10g之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)之試樣
b．．．添加、混合6ml之乙醇於10g之無水結晶α－麥芽糖(對照)之試樣
[圖1]藉由於乙醇中，以70℃，處理480分鐘而得無水結晶麥芽糖之SEM照片(倍率為100倍)。
[圖2]藉由於乙醇中，以70℃，處理480分鐘而得無水結晶麥芽糖之SEM照片(倍率為2,000倍)。
[圖3]對照1之含水結晶麥芽糖之SEM照片(倍率為100倍)。
[圖4]對照1之含水結晶麥芽糖之SEM照片(倍率為2,000倍)。
[圖5]對照2之無水結晶α－麥芽糖之SEM照片(倍率為100倍)。
[圖6]對照2之無水結晶α－麥芽糖之SEM照片(倍率為2,000倍)。
[圖7]對照3之無水結晶β－麥芽糖之SEM照片(放大倍率為100倍)。
[圖8]對照3之無水結晶β－麥芽糖之SEM照片(放大倍率為2,000倍)。
[圖9]乙醇轉換無水結晶麥芽糖之粉末X光線繞射圖，與對照1之含水結晶β－麥芽糖、對照2之無水結晶α－麥芽糖及對照3之無水結晶β－麥芽糖之粉末X光線繞射圖之比較圖。
[圖10]乙醇轉換無水結晶麥芽糖於示差掃描熱量計(DSC)之吸熱模式，與對照2之無水結晶α－麥芽糖及對照3之無水結晶β－麥芽糖於示差掃描熱量計(DSC)之吸熱模式之比較圖。
[圖11]調查乙醇轉換無水結晶麥芽糖之光學異構物比之氣液色層分析(gas－liquid chromatography,GLC)。
[圖12]以水銀壓入法測定之乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖之細孔分佈，與對照2之無水結晶α－麥芽糖及對照3之無水結晶β－麥芽糖之細孔分佈之比較圖。
[圖13]將乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)與無水結晶α－麥芽糖(對照)之作為固化基材之有效性，藉由去離子水之固化試驗進行比較(添加、溶解試樣後2小時)之照片。
[圖14]將乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)與無水結晶α－麥芽糖(對照)作為固化基材之有效性，藉由去離子水之固化試驗進行比較(添加、溶解試樣後20小時)之照片。
[圖15]將乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)與無水結晶α－麥芽糖(對照)之作為固化基材之有效性，藉由去離子水之添加試驗進行比較之照片。
[圖16]將乙醇轉換無水結晶β－麥芽糖(本發明)與無水結晶α－麥芽糖(對照)之作為固化基材之有效性，藉由乙醇之添加試驗進行比較之照片。
Claims (6)
- 一種無水結晶β-麥芽糖，其特徵為具有熔點於154至159℃，麥芽糖之β-光學異構物(anomer)含量為90%以上，於粉末X光線繞射圖中，於繞射角(2 θ)為7.8°、19.5°、20.7°及22.6°具有特徵的波峰。
- 如申請專利範圍第1項之無水結晶β-麥芽糖，其具有以使用氮氣之氣體吸附法測定之比表面積為1 m2 /g以上，而且，以水銀壓入法測定之細孔分佈中，具有細孔為0.1 ml/g以上之細孔體積，於細孔徑未滿5 μm具有波峰之多孔性結晶形態。
- 一種如申請專利範圍第1項之無水結晶β-麥芽糖之製造方法，其特徵為包含將含水結晶β-麥芽糖於有機溶劑中，保持40℃以上的溫度進行脫水之步驟而成。
- 如申請專利範圍第3項之無水結晶β-麥芽糖之製造方法，其中有機溶劑係醇。
- 如申請專利範圍第4項之無水結晶β-麥芽糖之製造方法，其中醇係乙醇。
- 一種作為含水或含醇組成物之固化或粉末化基材，其特徵為使用如申請專利範圍第1項或第2項之無水結晶β-麥芽糖。
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