WO2019004554A1 - 결정형 기능성 감미료의 제조방법 - Google Patents

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WO2019004554A1
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김고은
류경헌
박성원
박종진
박지원
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주식회사 삼양사
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a crystalline functional sweetener
  • the present invention relates to a method for producing a crystalline functional sweetener, which comprises controlling the content of impurities converted from an allylose in the process of producing a crystalline functional sweetener, for example, an allylus crystal, thereby increasing the crystal yield and increasing the grain size
  • the present invention relates to a method for producing a losse crystal.
  • Sugar and starch sugar are the largest sugars in the world, about 65 trillion dollars. As consumers' needs for health-oriented functionalities and premium products become stronger worldwide, sugar alcohols such as xylitol, oligosaccharides such as fructose and sugar, functional saccharides such as crystalline fructose, sucrose and asparagin The market for functional sweeteners such as sweeteners is growing.
  • Sweeteners which collectively refers to seasonings and food additives that make them feel sweet.
  • sugar, glucose, and fructose are most widely distributed as natural ingredients in foods and are most widely used in the manufacture of processed foods.
  • a functional substitute sweetener that can be used in place of sugar has attracted attention.
  • the present invention relates to a method for producing an allrix crystal for increasing crystal yield and increasing grain size by controlling the production of impurity content or impurities contained in a solution for producing crystals.
  • the present invention can produce an all-round crystal having a uniform particle size by appropriately controlling the crystal grain growth, thereby reducing the loss in the recovery process, thereby improving the crystal yield and increasing the productivity of the all- And to provide a method of manufacturing an alumina crystal.
  • the present invention has a uniform particle size and can reduce the loss in the recovery process. (Impuritiy-S) is adjusted to a specific concentration range to provide a composition for the crystallization of an egg white.
  • the present invention relates to a process for producing an allyl compound having a uniform particle size and capable of reducing a loss in a recovery process and improving the yield of crystals, Composition for Crystallization and Alloy Crystals Using It . And a manufacturing method thereof.
  • the present invention is the particle size increases the yield determined by controlling the generation of the impurities or impurities contained in the solution for preparing a crystal. To increase the crystallinity of the crystals.
  • the impurity (Impurity-S) is adjusted to a specific amount or less, for example, 2% or less by weight, before or after the high-purity separation step, It is possible to prevent the size from becoming smaller and / or to control the crystal grain growth appropriately to produce an allylose having a uniform particle size. In addition, by growing the particles uniformly, the loss in the recovery process can be reduced and the yield of crystals can be increased to improve the productivity.
  • Alloy syrup which is a raw material used in the Alloy crystallization process, contains various allyl residues, which are impurities other than Allox, which are generated in the process of manufacturing Allox, Al-Roth conversion can be generated.
  • a specific conversion hereinafter referred to as " Impurity "
  • the shape, structure and size of crystal grains, crystal purity, crystal formation rate, and crystal yield can be improved by controlling (controlling) the content to a specific content or less, for example, 2 wt% or less.
  • the Impuritus acts as an inhibitor (Inhi bi tor) which inhibits the growth of the Alloy crystal grains and thereby lowers the crystal yield.
  • the present invention provides a method for increasing the grain size of aldol crystals and improving the yield by controlling the production process of the allylos under the condition that the allyl conversion is not produced.
  • the allyl conversion may be a substance having a mass / charge ratio in the range of 300 to 400 m / z as measured by LC / MS analysis or may be analyzed by HPLC And a maximum peak measured at a time of 31 +/- 2 minutes.
  • the LC / MS analysis was carried out by HPLC analysis, and the material obtained by separating the substance having the maximum peak measured at the elution time of 31 ⁇ 2 minutes was analyzed.
  • the above-mentioned alkyl-substituted product may be an alkyl-modified product, and the above-mentioned alkyl-substituted product (Impuritiys) may be at least 1.5 times, for example, at least 1.5 times, Preferably 2 to 10 times or more than 2 times Lt; / RTI > to 4 times its molecular weight.
  • the above-mentioned allergy-transforming substance (Impuritiy-S) is continuously exposed to external stimuli, for example, high temperature or acidic conditions, (a tetramer analog of Alloys) having a molecular weight close to that of a dimer. This is because the allylos is easily denatured by external stimuli and is caused by a mechanism in which dehydration and condensation reactions are repeated randomly with allyl or allyl conversions and then converted to such a modified polymer .
  • the LC-MS analysis showed that the component detected at a molecular weight of 341 m / z increased as the crude crystallization solution containing allylose was subjected to a severe treatment, and the dimer, which was modified by dehydration or condensation reaction, It can be confirmed through molecular weight analysis that it is a substance of similar structure. As a result of the analogy of the structure through LC-MS analysis, it can be predicted that it is an allylose-modified polymer with a chemical formula of C12H22011.
  • the content of the allotrope-modified polymer (tetramer analog of Alloys), which has a molecular weight similar to the dimer of the above-mentioned allodewise polymers of C25H28011, C24H42021 or C24H44022, is also increased. Respectively. It can be seen that Allo Ross is easily denatured by external stresses, such as heat treatment, and Allo or Al is converted to substances such as ROS and Randomly Dehydrated and Condensed.
  • the production, separation and / or purification process of an allrose is carried out under the condition that no allrose conversion product is produced, so that a conversion product contained in the raw material, Impuritiy S) can be removed or reduced. Accordingly, according to the method of the present invention, the impurity-S content of the crystallization raw solution can be reduced to improve the crystal shape and crystal yield by lowering the impurity content that hinders crystal growth.
  • the adjustment of the content of the conversion can be carried out by preventing or reducing the production of impuritiys, or by eliminating or reducing the impuritiys produced.
  • a method of controlling the production process of an allrose under conditions that prevent or reduce the production of an allrose conversion comprising the steps of: It can be formed in a close shape, and the yield of the alumina can be improved. More specifically, the allylose crystal grain growth and the yield can be improved by controlling the content of the Alloy transition product (Impuritiy-S) component in the crystallization stock solution to 2 wt% or less.
  • the method of preventing or reducing the generation of Impuritus-S can be achieved by controlling the conditions of the production process of allergy such as the control of the pH, the temperature and the electrical conductivity in the conditions in which an alluric conversion is not produced, Can be achieved.
  • the method of removing or reducing the generated Impuritivity may be performed by a method of performing activated carbon treatment or a method of re-dissolving the crystals obtained in the first crystallization and secondary crystallization.
  • a method of removing impurities in syrup can be used.
  • the impurity generation or content control method may be carried out by one or more of the following methods.
  • an example of a method of preventing or reducing the production of an Alloy Ross conversion (Impuritiys) in an Alloy Ross production process may include contacting the Alloy production process with a pH of at least 4 and / or a temperature of less than 70 ° C Lt; / RTI > Specifically, the pH is relatively stable under the conditions of 4 to 7 or pH 4 to 6 and the temperature is less than 70 ° C, preferably 6 (rc or less). Therefore, It is preferable to control the temperature of the liquid of the reaction liquid not to exceed 70 ° C, preferably 60 ° C, and particularly to carry out the concentration process in two or more stages so as not to be continuously exposed to external stimuli.
  • the concentration process may be carried out at a temperature of less than 40 to 70 [ deg.] C in the alolose fraction obtained in the SMB chromatographic separation process , And optionally, the concentration step may be carried out in at least two or more stages.
  • the concentration step is divided into two steps, the first step is to concentrate the whole lotus syrup to a concentration of 30-50 Bx, and the first concentrate can be further concentrated to a concentration of 60-85Bx It is possible to remove the impurities contained in the concentrate or to reduce the content, preferably further including an activated carbon treatment step between the primary and secondary enrichment processes.
  • the allylus crystallization material The method of removing or reducing the content of impurities (Impuritiys) is to remove impurities by treating activated carbon or by adsorbing a polymeric or low-molecular organic substance, a colored ionic substance or a protein substance, .
  • the alum obtained by performing the SMB chromatographic separation process on the alum obtained from the substrate is subjected to a process of treating the alum with the activated carbon before the concentration of the Los fraction to remove or reduce the content of the impurity (S-S) can do.
  • the activated carbon process can be carried out using an allylose obtained in an SMB chromatographic separation process.
  • the fraction may be further subjected to an ion purification process.
  • the activated carbon is contacted with the activated carbon and the reaction is carried out at a temperature of 40 to 50 ° C for 0.5 to 5 hours. Then, the filtrate containing the activated carbon is subjected to a solid-liquid separation process to obtain a filtrate. It can be removed with water. The filtration can be performed using filtration equipment such as a filter press. .
  • the activated carbon may be selectively stirred in the reaction process, and the stirring speed of the reaction solution may be 5 to 500 rpm, preferably 50 to 300 rprri.
  • the stirring speed may be appropriately selected in consideration of the degree of dispersion of the activated carbon and the cost required for stirring.
  • the time of contact between the activated carbon and the Vanoli liquid may be appropriately selected in consideration of the degree of dispersion of the activated carbon and the removal efficiency of the impurities, and may be, for example, 0.5 to 5 hours, preferably 0.5 to 2 hours, If it is short, the removal of impurities, for example, discoloration may not be sufficiently performed, and if the contact time is long, destruction and browning of the main component may occur.
  • the activated carbon used in the activated carbon treatment step may be a coal-based or wood-based one, and the impurities may be selectively removed according to the pore size size of the activated carbon.
  • a method of preventing or reducing the production of an Alloy transition (Impurity-S) of an Alloy crystallization composition is to perform recrystallization.
  • the primary crystallization is carried out with an Alloy solution which has undergone a high-purity separation and concentration process, the supernatant liquid is removed from the primary crystallization stock solution, and the recovered aluminoid crystals are dissolved again in water to prepare a solution for crystallization.
  • the content of the aluminum conversion (Impuritiy-S) can be removed or reduced in the primary crystallization step.
  • an example of the present invention provides a method for controlling the content of the crystallization agent in an amount of 2 mass% or less based on the solids content of the composition.
  • the method may be carried out by adjusting one or more conditions selected from the group consisting of a pH condition and a temperature condition of the composition,
  • the above-described crystallization agent can be prepared by treating the Ross composition with an alcohol-containing anti-saline solution by an SMB chromatographic separation process, and concentrating the obtained alum rosu solution at a temperature of less than 40 to 70 ° C.
  • the concentration step may be carried out in at least two stages. The first step is to concentrate the Alloy solution to a concentration of 30 to 50 Bx, and the first step to second concentration to a concentration of 60 to 85 Bx.
  • the activated carbon treatment may be further performed before the concentration step.
  • Another embodiment of the present invention is a process for the preparation of a composition, wherein the content of the Alloy Conversion (Impuritiy-S) is less than or equal to 2%, preferably less than or equal to 1.5%, less than or equal to 1.3% %, Or less than 1. 1% by weight, and preferably not more than 1.0% by weight, of the total weight of the composition. More preferably, the composition contains no impurities.
  • Alloy Conversion is less than or equal to 2%, preferably less than or equal to 1.5%, less than or equal to 1.3% %, Or less than 1. 1% by weight, and preferably not more than 1.0% by weight, of the total weight of the composition. More preferably, the composition contains no impurities.
  • the composition for crystallization of the alumina has a total aluminum content of 90 wt% or more, 91 wt% or more, 92 wt% or more, 93 wt% or more, 94 wt% or more , Or 95% or more by weight of the composition.
  • the viscosity of the composition for crystallization may be 2 cps to 200 cps at a temperature of the composition of 45 ° C, and the electrical conductivity may be 1,000 uS / cm or less, for example, 0.01 to 1,000 uS / cm, preferably 30 uS / cm or less, for example, 0.1 to 30 uS / cm.
  • the electrical conductivity of the alum los syrup is a value measured on a solids content basis of 30 Bx.
  • the Alloy solution for the crystallization may have a solids content of from 60 to 85 Bricks, such as greater than 60 Bricks to 80 Bricks, 65-85 Bricks, 65-80 Bricks, or 68-85 Bricks.
  • An example of the present invention is a method for crystallizing alum More particularly, the present invention relates to a method for producing crystals, which comprises subjecting the composition to an amount of not more than 2% by weight, preferably not more than 1.5% by weight, based on 100% by weight of the total solid content of the composition, 1. 3% by weight or less, 1. 1% by weight or less, preferably 1.0% by weight or less, and a step of agglomerating the aqueous solution of the allylus to prepare an allylus crystal And the like.
  • the method for producing allelose crystal ol comprises the steps of: a second ion purification of an allyl fraction obtained in an SMB chromatographic separation process; a step of concentrating the ion-purified allylose fraction; Crystallizing the allylose to obtain an Alloy crystal and an Alloy crystallization mother liquor, and may further include a step of collecting the Alloy crystal, a washing process and a drying process.
  • a solution obtained by ion-refining the allylose, the fraction itself, or the allyl fraction obtained in the SMB chromatographic separation step is treated with activated carbon before the concentration step, and the content of the impurity (Impuritiy-S) Can be reduced or eliminated.
  • the method for producing the allylose composition for crystallization comprises the steps of: subjecting an allyl-containing anti-body fluid prepared from a substrate to an SMB chromatographic separation process; And an ion purification process, an activated carbon treatment process, or an activated carbon treatment process and an ion purification process, which include the step of concentrating the ion-purified allyl fraction, or the treatment of the allyl fraction obtained by the SMB chromatographic separation process can do.
  • the step of providing the above-mentioned crystallization alumino compound preferably comprises mixing the allylus conversion (Impuritiy-S) in an amount of not more than 2% by weight, preferably not more than 1% by weight, based on 100% by weight of the total solid content contained in the composition for crystallization.
  • allylus conversion Impuritiy-S
  • the process for producing an allolous crystal according to the present invention is characterized in that the yield of the aldol crystals is 45% or more, preferably 48% or more, 50% or more, more preferably 5 or more It can be more than 60%.
  • the adjustment of the content of the allyl conversion may be carried out by adjusting at least one selected from the group consisting of pH conditions and silver halide solutions, wherein the pH is adjusted in the range of pH 4 to 7, pH 4.5 to 7, a pH of 5 to 7, preferably a pH of 5 to 7, and the temperature of the solution is lower than 70 ° C, preferably 30 to 70 ° C, 30 to 69 ° C, 30 to 65 ° C or
  • the composition for crystallization according to the present invention may be a reaction product containing aldolase obtained by a biological or chemical method, an allyl fraction obtained by SSMB chromatography separation of the reaction product, or a concentrate obtained by concentrating the allyl fraction.
  • the ion purification and / or the activated carbon treatment may be further performed before the concentration step for preparing the egg white concentrate, and the concentration step may be divided into at least two steps.
  • the reaction product containing the above-mentioned allose is obtained from a fructose substrate by a biological or chemical method, preferably by a biological method, using an allotransformation enzyme or a microorganism producing the enzyme.
  • the above-mentioned alallos solution is composed of an ion purification and a simulated moving bed (SMB)
  • SMB simulated moving bed
  • the separation process of the psicose conversion product including the chromatographic separation process can be performed.
  • the cyclosporin conversion product is subjected to an ion purification and an SMB chromatographic separation process to separate the cyclosporin and fructose raffinate having a higher sikosu content than the conversion product, And then introduced into the crystallization process.
  • Alreul alreul Los solution content in the alreul loss to give the Los crystal can not be done directly to the crystallization because one must include high bass "road to the supersaturated state, alreul Los converted content of banung water alreul loss is low alreul before crystallization step Loss should be purified to increase its content and concentrated to the desired level.
  • the step of concentrating the purified allyl solution can be carried out at a temperature of less than 40 to 70 ° C.
  • the temperature of the concentrate is 70 o C or higher, thermal denaturation of D-allose may occur, and thus an allelic conversion according to the present invention may be generated or increased.
  • the condensate must be rapidly concentrated while maintaining the temperature of the condensate below 70 ° C.
  • the concentration of the allyl fraction obtained in the SMB chromatography ' separation process may be carried out by various methods, and the solid content of the concentrate may be 70 brix or more.
  • the alumina fraction obtained by the simulated moving bed adsorption separation method (for example, a solid content of 20 to 30% by weight) can be concentrated to a solid content of 60 bricks or more through a concentration process.
  • the composition for crystallization of an allrous according to the present invention has a solids content of 60 to 85 Brix, such as greater than 60 bricks to 85 Bricks, 65 to 85 Bricks, 70 to 85 Bricks, 75 to 85 Bricks, 60 Bricks greater than 83.5 Briggs, 65-83. 5 bricks, 70 to 83.5 bricks, or 75 to 83.5 bricks.
  • the composition for crystallization is prepared by a column chromatography packed with a cation exchange resin having a calcium activator attached thereto, (SMB) chromatographic separation process.
  • SMB cation exchange resin having a calcium activator attached thereto, chromatographic separation process.
  • an allylose conversion reaction product that converts a fructose-containing raw material into an aldehyde by using a biological catalyst
  • the allylose fraction obtained by carrying out the step of separating the above-mentioned Ross conversion reaction into activated carbon, ion purification, and a simulated moving bed (SMB) chromatographic separation process.
  • the alfylos fraction may be obtained in the SMB chromatographic separation process itself or in an ion purification process.
  • the fructose content of the fructose-containing raw material is 85 wt.%> A-phase based on the total solid content of the fructose-containing raw material of 100 wt%, and the biological conversion rate of the allyl conversion agent is 15% to 70% Lt; / RTI >
  • the allyl fraction obtained in the SMB chromatographic separation step may be further subjected to ion purification and / or activated carbon treatment before the concentration step.
  • the method of preparing an allrozole crystal according to the present invention can crystallize by controlling the temperature and concentration of an alcohol concentrate solution. Specifically, the supersaturated state required for crystallization can be controlled by lowering the temperature of the allolose solution or by adjusting the D- Alloy can be maintained by varying the concentration of D-Allox in the solution. In one embodiment of the present invention, the crystallization process is monitored by collecting a sample at a predetermined interval in the crystallization step and observing it with the naked eye, a microscope, or analyzing the sugar concentration in the supernatant obtained from the centrifugation of the sample, The temperature or the concentration of D-allose can be controlled according to the concentration of the D-alanine. In the case of crystallization by cooling the Allox concentrate solution to make an Alloy crystal, it is possible to cool rapidly through a heat exchanger at a temperature in the range of 10 to 25 ° C and then repeatedly perform the heating and cooling to induce crystal growth have.
  • the method for preparing an allrozole crystal according to the present invention can crystallize by controlling the temperature and concentration of an alcohol concentrate solution. Specifically, the supersaturation state required for crystallization can be determined by lowering the temperature of the alcohol solution or by adjusting the D- Alloy can be maintained by varying the concentration of D-Allox in the solution.
  • the method for producing an allrozole crystal according to the present invention can be carried out by various methods, and preferably by the grating method. In the present invention One example of a cooling method is to cool the Alloy solution to a temperature of 35 to 10 < 0 > C to induce a supersaturated state to produce crystals.
  • the angular velocity in the range of 0.01 to 20 / min.
  • the cooling rate is low, the co-crystal formation time may be long and productivity may be low, and when the angular velocity is high, small particle size crystals are formed, Can be difficult.
  • the method for producing the above-mentioned all-round crystals comprises the steps of: producing crystal nuclei in an Alloy solution containing 90% by weight or more of Alloy and having an electrical conductivity of 1,000 to 5000 su / cm and having an electrical conductivity of 60 to 85 Bricks; Growth step.
  • the production method of the alreul LOS determining comprises alreul loss of 90% or more and 60 to 85 the alreul Los solution of Brix 20 to 40 ° C, or "30 to 40 ° C, for example 35 ° C Slowly agitating at a temperature to produce crystal nuclei, and growing the crystal by agitating the solution to 10 ° C.
  • the method may further include one or more steps of increasing the temperature of the solution to a range of 30-35 ° C to redissolve the microcrystals formed during cooling.
  • the method for producing the allylose crystal may further include a step of adding the seed.
  • the seedling addition step and the redissolving step may be optionally included in the method for producing an all-round crystal, or may include both of the above two steps.
  • the larger the size of the crystal is the more the physical properties are improved and the ease of use is increased.
  • both the seed crystal classified by the transport process and the present crystallization process must be performed.
  • the crystallization process according to the present invention can easily produce crystals of comparatively large size at a high yield even in a one-step process.
  • the crystallization process may include a process of dissolving the microcrystals by raising the temperature of the solution to 30 to 35 ° C in order to redissolve the microcrystals produced in the crystal growth process.
  • the crystal growth process and the microcrystalline dissolution process can be repeated at least once or more.
  • seeds may be further added for the purpose of increasing the crystal generation rate and size.
  • Method for producing a alreul Los determined in accordance with the present invention the step, and drying step of washing the step, de-ionized water to collect in the "separate various high-cost alrol Los crystal obtained in the crystallization step method, for example, centrifugation .
  • the drying step may be performed in a fluidized bed dryer or a vacuum dryer, but is not limited thereto.
  • the allylose included in the alumina crystals may be at least 94 wt%, at least 95 wt%, at least 96 wt%, at least 97 wt%, at least 98 wt%, or at least 99 wt% in total solids content of 100 wt% .
  • purity of crystals &quot means the purity of the crystals of the alumina crystals.
  • the physical properties including the purity of the crystals of the present invention can be measured by, for example, X-ray powder diffraction analysis, differential scanning calorimetry (DSC) Infrared spectroscopy (FTIR) analysis, HPLC analysis, LC / MS analysis and the like, and the purity can be specifically analyzed by HPLC chromatography.
  • the Alloy crystals according to an embodiment of the present invention may be an Alloy crystal having an X-ray spectral spectrum having peaks at diffraction angles (2 ⁇ ) ⁇ 0. 2 ⁇ of 15.24, 18.78, and 30.84 in the X-ray spectral spectrum.
  • the Alloy crystal according to the present invention can be obtained by various crystallization methods, but it can be a characteristic that the Alloys prepared by the Angle method are measured with a Ross crystal.
  • Alloy crystals according to an embodiment of the present invention may have a Tm temperature of 125.8 ° C soil 5 ° C or a melting enthalpy ( ⁇ H 2) of 200 to 220 J / g according to DSC analysis, and the Tm is 125.8 ° C. 3 ° C.
  • Differential Scanning Calorimetry (DSC) is operated according to the temperature gradient and is a measure of the energy provided to maintain the temperature increase of the sample. In the DSC analysis of crystals, it can be predicted that the higher the heat capacity, the easier the dissolution is, and the higher the heat capacity and the narrower the width of the endothermic peak, the more uniform and harder the crystal is formed.
  • Another example of the present invention is an allyl crystal prepared from the composition for crystallizing the allyl, preferably an allyl crystal having at least one characteristic selected from the group consisting of the following (1) to (5) :
  • Powder X-ray Having a powder X-ray spectroscopy spectrum with peaks at diffraction angles (2 ⁇ ) soil 0.2 ° of 15.24, 18.78, and 30.84 on the spectroscopic spectrum,
  • the ratio of the length (micrometer) of the long diameter to the short diameter of the aluminum crystal is in the range of 1.0 to 8.0.
  • the Alloy crystal according to the present invention may have an average short diameter of crystals of 50 or more to 1,000, preferably 50 or more to 500 1, and an average long diameter of 350 / im or more, preferably 350 To 2,000, more preferably from 400 micrometers to 2,000.
  • the Alloy crystal according to the present invention is a pure crystal grain and has a rectangular hexahedron or a structure close thereto.
  • the allyl crystal of the present invention has better flowability than the powder of the non-powder type, has a good caking property, is stable in storage, and is easy to be circulated and handled. It is possible to easily and conveniently carry out production of a sweetener, a solid sweetener, a chocolate, a chewing gum, an instant juice, an instant soup, a granule, a tablet and the like since the sweetener has a lower calorie and has characteristics similar to sugar.
  • the above-mentioned alumina crystal powder is used for foods, beverages, foods, feeds, cosmetics. Pharmaceuticals and the like.
  • the method for producing the aldol crystals according to the present invention can prevent the size of the allose particles from becoming small by controlling the content of the aluminum oxide (Impurity-S) contained in the solution for producing crystals, By appropriately controlling the particle growth, it is possible to produce an allylose having a uniform particle size. In addition, by growing the particles uniformly, the loss in the recovery process can be reduced, and the yield of crystal can be improved to improve the productivity.
  • Impurity-S aluminum oxide
  • FIG. 1 is a graph showing changes in the content of allyl syrup at a pH of 5 when stored at a temperature of 70 Br IX.
  • Fig. 2 shows the results of the storage of Alloys syrup at a pH of 5 at 70 Brix And a change in the content of the allylus conversion.
  • Fig. 3 is a graph showing changes in the content of allylose when allylose syrup having a pH of 70 and having a Br ix concentration was stored at 70 ° C.
  • FIG. 4 is a graph showing changes in the content of aldolase conversion when allylose syrup having a different pH and having a concentration of 70 Br ix was stored at 70 ° C.
  • 5 is an optical microscope photograph of the aldolose powder obtained in Example 5 at a magnification X100.
  • FIG. 6 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a sample obtained in Example 5 and measured at a magnification X50 of a red powder.
  • Alloy syrup was prepared from the fructose substrate in a biological method substantially the same as that described in Korean Patent Publication No. 2014- 0054997. Colored and syrup.
  • a column of normal temperature layered with a resin mixed with a cation exchange resin, anion exchange resin, and a cation and anion exchange resin is added to the column at a rate of 2 times (1 to 2 times) And then separated and dissolved into a high purity allyl solution by chromatography packed with an ion exchange resin of calcium (Ca2 +) type.
  • the concentrated alum was slowly agitated at a temperature of 35 ° C to supersaturation to a temperature of 1 ° C.
  • the aldolose syrup was added and slowly stirred at 35 ° C to obtain a small amount of crystal nuclei Created
  • the crystal was grown by decreasing the temperature by rc per hour, and in order to redissolve the microcrystals produced during the crystal growth process in the crystal growth process, the temperature of the solution
  • the temperature was raised to 30 ⁇ 35 ° C to dissolve the fine crystals.
  • the crystal growth process and the microcrystalline melting process were repeated at least once to perform crystallization.
  • the "LOS alrol crystal produced here was collected and dried after removal of the mother liquors by centrifugal dehydration and washing the crystals with nyaeng gaksu.
  • the HPLX analysis was carried out on the content of the allylus of the crude crystallization solution, the content of the alcohol conversion (Impuritiy-S), and the purity of the allolus crystal.
  • the content of the alcohol conversion (Impuritis S) in the aqueous solution for crystallization was 0.4% by weight, and the content of the allylose was 9.0% by weight.
  • the yield of the allylose crystals prepared by the above method was 63.6%.
  • the crystal yield is expressed as a percentage of the weight of the raw material for crystallization and the weight of the recovered powder after the dehydration washing with respect to the solid content weight of the syrup.
  • Example 2 By concentrating the alumolina solution, Example 2 contained 81 Bx (w / w%) concentration for crystallization with an electrical conductivity of 81 Bx (w / w%) containing 96.6 wt% ), And Example 2 contains 81 Bx (w / w%) concentration for crystallization with an electric conductivity of 81 Bx (w / w%) concentration containing 95.8 wt% ) ≪ / RTI > Crystallization in the same manner as in Example 1, crystallization is performed by using the above concentrated alreul Los syrup, which was collected and washed the crystals with "cooling water, and dried.
  • Example 4 Alloy crystal preparation
  • the alum was treated with activated carbon suitable for removing impurities at a temperature of 40 DEG C for 30 minutes and then filtered to minimize the impurities contained in the syrup.
  • the allyl syrup after the activated carbon treatment was concentrated to a concentration of 81 Bx (w / w%) to obtain a crystallization egg having an electric conductivity of 81 Bx (w / w) concentration containing 97.3 wt% Los Syrup was prepared.
  • the concentrated alum was allowed to grow in a supersaturated state at a temperature of 35 ° C to a temperature of 10 ° C to grow crystals.
  • an alumite crucible was added and slowly stirred at a temperature of 35 ° C to produce a small amount of crystal nuclei.
  • the crystal was grown by decreasing the temperature by 1 ° C per hour.
  • a process of dissolving the microcrystals was carried out by raising the silver of the solution to 30 to 35 ° C.
  • the crystal growth process and the microcrystalline melting process were repeated at least once to perform crystallization.
  • the alumina crystals prepared here were removed by centrifugal dehydration to remove the mother liquor, and the crystals were washed with cooling water and dried to recover.
  • Example 5 Preparation of Alloys Crystal
  • Alloulose high purity syrup containing 97.0% by weight of Allo Ross was obtained at a concentration of 35 Bx (w / w%) by a high purity separation process (SMB) by carrying out substantially the same method as the preparation of Allox of Example 1 above.
  • the aloe vera syrup was concentrated to a concentration of 81 Bx (w / w%) of high-purity aloe syrup containing 97% by weight of alohol based on 100% Concentration to obtain a crystallization alose having an electrical conductivity of 8 US / cm to prepare a los syrup.
  • the concentrated Al was subjected to crystallization using Ross syrup, and the crystals were washed with cooling water, followed by drying and recovery.
  • the obtained primary crystals were dissolved in water to prepare an 81.2Bx solution of the Alloy solution.
  • the solution of the above Alloy solution was analyzed by the HPLC method of Example 1 to find that the content of the Allox conversion (Impuritis S) 0.07% by weight, and the content of allylose was 99.5% by weight.
  • a secondary crystallization step was carried out in the substantially same manner as the primary crystallization method with the above-prepared alolose solution.
  • the yield of the second crystal was 62.5%.
  • the crystallization stock solution for secondary crystallization prepared by dissolving the allyl crystals obtained by performing the primary crystallization in Example 5 in water was treated at a pH of 3.5 and a temperature of 80 ° C for 3 hours to prepare a crystallization stock solution Respectively.
  • the concentrated allyl Crystallization was carried out, and the crystals were washed with water and then dried and recovered.
  • the following HPLC analysis was carried out for the content of the allylus, the content of the allyl conversion (Impuritiys) and the purity of the Alloy crystals of the crystallization stock solution, Respectively.
  • COMPARATIVE EXAMPLES 2 to 4 Method for producing an Alloy crystal
  • Example 2 The method of proceeding crystallization using the prepared crystallization stock solution was carried out in substantially the same manner as in Example 1. Specifically, Comparative Examples 2 to 4 were obtained in different heat treatment times as shown in Table 4 below, and a crystallization stock solution having an egg yolk content and an alumoxane conversion value as shown in Table 2 was prepared, and an all-round crystallization process was performed.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, the following HPLC analysis was carried out for the content of the allylus, the content of the allyl conversion (Impuritiy-S) and the purity of the Alloy crystals of the crystallization stock solution, Respectively.
  • the separated impurity fraction was directly obtained at a peak of the elution time of 31 +/- 2 min, and the diluted solution at the separation fraction was lyophilized and concentrated to about 100 times concentration Were used for analysis.
  • the molecular weight of the impurity was analyzed by a liquid chromatograph / mass spectrometer (LC / MS system, Model: LTQ, manufacturer: Thermo Finmgan, USA) The molecular weight was a material having a range of 300 to 400 m / z (ratio to mass / total amount) (Fig. 6)
  • the heat-treated crystallization stock solution used in Comparative Examples 2 to 4 was used for LC-MS analysis.
  • LC-MS analysis of the change in molecular weight of the Allo Ross and Allo Ross Conversion products following the heat treatment was carried out, and the results of analysis of the Allox content and the Allox Conversion content (%) contained in the crystallization stock solutions used in Comparative Examples 2 to 4 Shown in Table 3 and FIG.
  • Table 3 shows LOMS analysis of the allylose syrup by the heat treatment time (Comparative Examples 2 to 4), and the values obtained by converting the area values of peaks detected for each molecular weight (m / z) As shown in Fig. In Row 1 of Table 3, the molecular weight 179.1 m / z is an allyose. In Table 3, Row 4, 8, and 10 show that the content of the Impurity S is increased after the heat treatment, while the remaining Row shows that the content of the Impurity S is decreased after the heat treatment ⁇
  • FIG. 1 shows the results obtained when the pH was kept at 70% Br ix
  • FIG. 2 is a graph showing the change in the content of aldolase conversion when the allylose / syrup having a pH of 5 at a concentration of 70% Br ix was stored at a temperature of.
  • the higher the storage temperature the lower the content of allylose and the content of the alluric conversion (Impuritiy-S).
  • Example 1 in order to test the effect of the pH of the allylose and allylus conversion on the pH, the syrup of the allylose content of Example 1 was adjusted to different pH values using caustic soda and hydrochloric acid solution, C), and the contents were sampled by time to analyze changes in contents.
  • the results are shown in FIG. 3 and FIG. Figure 3 is when the pH is kept at 70 ° C temperature alrol Los syrup all of the other 70 Br ix concentration, a graph showing the contents in the alreul loss.
  • FIG. 4 is a graph showing the change in the content of aldolase conversion when allyl syrup at a pH of 70 Br ix is stored at 70 ° C.
  • FIG. As shown in Figs. 3 and 4, at a temperature of 70 [ deg.] C, the lower the pH, the lower the alolose content and the greater the amount of the aldolose conversion.
  • the particle size distribution of the aldol crystals obtained in Example 5 was confirmed using a standard mesh of each mesh. 20, 30, 40, 60, 80, and 100mesh of standard mesh were used and the size distribution of crystal grains was measured by the size of the hole of the standard net.
  • the hole size of the standard net for each mesh is 850, 600, 425, 250, 180, 15 ⁇ ⁇ .
  • Each sample was weighed lOOg, placed in a standard mesh of mesh size, and vibrated for 3 minutes to pass through a standard mesh. The weight of the sample remaining in the sieve according to each mesh size is determined and the percentage value is shown in Table 4.
  • Table 4 the particle size distribution of each mesh shows the weight percentage of the particles.
  • the Alloy crystal of Example 5 had a very narrow distribution of 90.2% by weight of the particle distribution, while the Alloy crystal of Example 3 showed the largest distribution at 40 ⁇ , 80 ⁇ , 60 ⁇ ,
  • Example 5 the long diameter / short diameter as in Example 5. It was confirmed that the fine particle content of the product was relatively low and the particle size distribution was uniform as the ratio of crystal grains was small and solid. Further, particles having a large diameter / small diameter ratio and a low uniformity are undifferentiated due to particle breakage during drying and transportation, and the particle size becomes uneven, so that a wide range of particle size distribution can be obtained.
  • FIG. 5 shows an optical microscope photograph obtained by measuring the magnification X100 of the aluminum chloride crystals obtained in Example 5.
  • FIG. A scanning electron microscope (SEM) photograph taken at magnification X100 of the aldol crystals obtained in Example 5 is shown in FIG.
  • the Alloy crystal according to the present invention has a rectangular hexahedron or a crystal structure close thereto.
  • the ratio of the length () of the long diameter (1) to the short diameter length () of the crystals shown in Table 2 was 1. & Each of the crystal planes grows uniformly to form an orthorhombic crystal form close to a square. In addition, it was confirmed that the ratio of specific diameter / end diameter tended to decrease when the crystal plane was uniformly grown. It is considered that, as the purity of the crystallization raw material is lower, the influence of the other components on the crystal shape is caused by the fact that other components act as impurities which interfere with the crystal growth of the pure aluminum.
  • Example 5 The DSC analysis of the allyl crystals obtained in Example 5 was performed, and specific DSC analysis conditions were as follows.
  • Example 5 had a high Tm value and a high heat capacity.
  • Example 5 The infrared absorption (IR) spectral analysis of the crystals of Example 5 was carried out under the following measurement conditions in order to confirm the alallose crystals prepared above.
  • Example 5 The aldol crystals obtained in Example 5 were subjected to X-ray diffraction analysis according to the following specific analytical conditions, and the X-ray diffraction analysis results of the Alloy crystals obtained in Example 5 were compared with the results of five peaks and shapes (Relative Intensity% The specific peaks were selected and shown in Table 7.
  • Tube voltage 45 kV / tube current: 200 mA
  • Scan range: 5 to 80 ° 2 ⁇
  • the Alloy crystals obtained in Example 5 had an Angle 2-Theta degree value of 15.24, 18.78 and 30.84; 15.24, 18.78, 30.84, and 28.37; 15.24, 18.78, 30.84 and 31.87; 15.24, 18.78, 30.84 and 47.06; or 15.24, 18.78, 30.84, 28.37, 31.87 and 47.06.

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Abstract

본 발명은 결정형 기능성 감미료의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 결정을 제조하기 위한 용액에 포함된 불순물 함량 또는 불순물의 생성을 제어함으로써 결정 수율을 높이고 입도 크기를 증가시키기 위한 결정형 감미료의 제조방법에 관한 것이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
결정형 기능성 감미료의 제조방법 【기술분야】
본 발명은 결정형 기능성 감미료의 제조방법에 관한 것으로서, 결정형 기능성 감미료, 예를 들면 알를로스 결정을 제조하는 과정에서 알를로스로부터 전환된 불순물의 함량을 제어함으로써 결정 수율을 높이고 입도 크기를 증가시키기 위한 알를로스 결정을 제조하는 방법에 관한 것이다.
【배경기술】
설탕 및 전분당으로 대변되는 일반당류가 전세계 약 65조 정도로 가장 큰 시장을 형성하고 있지만. 전세계적으로 건강지향 기능성 및 프리미엄 제품으로 소비자 니즈 (needs )가 강해지면서, 자일리틀 같은 당알콜류, 프락토 을리고당과 같은 올리고당류, 그리고 결정 과당과 같은 기능성 당류, 수크라로스나 아스파팜과 같은 감미료 등의 기능성 감미료 시장이 성장하고 있다.
단맛을 느끼게 하는 조미료 및 식품첨가물을 총칭하는 감미료. 수많은 감미료 중에서 설탕, 포도당, 과당 등은 식품 중의 자연성분으로 가장 널리 분포하고 있으며, 가공식품 제조 시에도 가장 널리 사용되고 있다. 그러나, '설탕 '이 층치, 비만, 당뇨병 등을 유발한다는 부정적인 측면이 부각되면서 세계적으로 설탕을 대신하여 사용할 수 있는 기능성 대체 감미료가 주목받고 있다.
최근, 기능성 감미료로서 설탕 또는 과당 등을 대체할 수 있는 당류로서 각광받는 당류 중 하나로서 알를로스가 있다. 알를로스는 화학적 또는 생물학적 방법으로 제조될 수 있으나, 생산물 중 알롤로스 함량이 낮기 때문에 정제 및 농축하는 공정이 필요하다. 그러나 농축된 시럽의 경우 그 적용의 한계가 있으므로, 결정 분말에 대한 요구가 높으나, 알를로스는 결정성이 낮아 결정화 하기 어렵다. 또한, 알를로스 전환 효소 또는 상기 효소를 생산하는 균주를 이용한 생물학적 방법으로 알를로스를 생산하는 경우에도, 낮은 전환율로 인해 D-알를로스의 순도를 높힌 후, 결정화하지 않으면 안되어 D-알를로스의 공업적 이용을 목적으로 했을 경우, 정제 공정이나 정제 수율, 결정화 수율 등에 미해결의 과제가 남아 있다. 따라서, 결정화를 위한 알를로스 용액에 포함된 불순물의 함량 또는 알를로스 제조과정에서 불순물의 생성을 최소화하고, 알를로스로부터 전환된 불순물의 함량을 제어함으로써 결정 수율을 높이고 입도 크기를 증가시키기 위한 알롤로스 결정을 제조하는 방법이 절실히 필요한 실정이다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명은 결정을 제조하기 위한 용액에 포함된 불순물 함량 또는 불순물의 생성을 제어함으로써 결정 수율을 높이고 입도 크기를 증가시키기 위한 알를로스 결정을 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 결정 입자 성장을 적절하게 조절함으로써 균일한 입자 크기를 갖는 알를로스 결정을 제조하고, 이로 인해 회수 공정에서의 손실을 줄일 수 있어 결정 수율을 향상시켜 알를로스 결정화 공정의 생산성을 높일 수 있는, 알를로스 결정의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 균일한 입자 크기를 가지며, 회수 공정에서의 손실을 줄일 수 있어 결정 수율을. 향상시킬 수 있는, 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량을 특정 농도 범위로 조절한 알를로스 결정화용 조성물을 제공하고자 한다.
【기술적 해결방법】
' 본 발명은 균일한 입자 크기를 가지며, 회수 공정에서의 손실을 줄일 수 있어 결정 수율을 향상시킬 수 있는, 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량을 특정 농도범위로 조절한 알를로스 결정화용 조성물 및 이를 이용한 알를로스 결정의 .제조방법에 관한 것이다. '또한, 본 발명은 결정을 제조하기 위한 용액에 포함된 불순물 함량 또는 불순물의 생성을 제어함으로써 결정 수율을 높이고 입도 크기를. 증가시키기 위한 알를로스 .결정을 제조하는 방법에 관한 것이다.
알롤로스는 pH가 낮고 온도가 높을수록 불안정하여 (도 2, 도 3) , 실제 생산 공정 중 특히 농축 단계에서 알를로스의 함량이 변화된다. 이러한 문제는 고순도의 알를로스 순도를 낮추게 하여 결정화 단계에 많은 영향을 주게 된다. 실제 이 과정에서 알를로스의 함량이 감소되면서 부가적으로 생성되는 알를로스 전환물 ( Impur i ty)의 함량이 증가하게 되는데, 이 성분이 알롤로스의 결정화에 큰 영향을 주는 것으로 본 발명에서 확인하였다. 여러 가지의 알를로스 전환물 중에서 Impur i ty— S라는 성분이 존재할 경우, 알를로스 결정 입자가 성장하는데 Inhibi tor로 작용됨을 알 수 있었고, 이로 인해 결정 입자의 입도와 결정 수율에 큰 영향을 주는 것을 발견하였다.
이에, 본 발명은 알를로스 결정화 공정을 수행하는 데 있어서 고순도 분리 공정 이후에 농축 전후 단계에서 불순물 ( Impur i ty-S)을 특정 함량 이하, 예를 들면 2중량 %이하로 조절함으로써, 알롤로스 입자 크기가 작아지는 것을 방지할 수 있으며 /결정 입자 성장을 적절하게 조절함으로써 균일한 입자 크기를 갖는 알를로스를 생산할 수 있다. 또한 입자를 균일한 크기로 성장시킴으로써, 회수 공정에서의 손실을 줄일 수 있으며 결정 수율을 향상시켜 생산성을 높일 수 있다.
알를로스 결정화 공정에 사용되는 원료인 알를로스 시럽에는 알를로스를 제조하는 과정에서 발생되는 알를로스 이외의 불순물인 다양한 알를로스 전환물을 포함하거나 알를로스 결정화 공정에서 . 알를로스 전환물이 생성될 수. 있다. 상기 전환물 중에서 특정 전환물 (이하, Impur i ty— S)를 . 특정 함량 이하, 예를 들면 2중량 %이하로 조절 (제어)함으로써 알를로스 결정 입자의 모양, 구조 및 크기, 결정 순도, 결정 생성 속도, 및 결정 수율을 향상시킬 수 있다. 상기 Impur i ty— S는 알를로스의 결정 입자가 성장하는 것을 방해하고 이로 인해 결정 수율을 낮추는 저해제 ( Inhi bi tor )로 작용한다. 본 발명에서는 알를로스 전환물이 생성되지 않는 조건에서 알를로스의 생산 공정을 제어함으로써 알를로스 결정 입도를 증대시키고 수율을 향상시킬 수 있는 방법을 제공한다.
상기 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)은, LC/MS 분석법으로 측정한 질량 /하전량과의 비율이 300 내지 400 m/z 범위를 갖는 물질일 수 있으며, 또는 HPLC 분석법으로 분석하여 용출시간 31± 2분 시간에 측정되는 최대피크를 갖는 물질일 수 있다. 상기 LC/MS 분석법은 HPLC 분석법으로 분석하여 용출시간 31 ± 2분대 시간에 측정되는 최대피크를 갖는 물질을 분리하여 얻어진 물질을 분석한 것이다.
또한, 상기 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)은 알를로스 변성 중합체일 수 있으며, 상기 알를로스 전환물 ( Impur i ty— S)은 1.5배 이상, 예를 들면 1.5배 이상 내지 10배, 바람직하게는 2배 이상 내지 10배 또는 2배 이상 내지 4배의 분자량을 갖는 알를로스 변성 중합체일 수 있다. 일예로, 상기 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)은 외부 자극, 예를 들면 고온이나 산성 조건에 지속적으로 노출될수록 알롤로스 전환물 ( Impur i ty— S)인 알를로스 변성 중합체는 이량체 (dimer )에 근사한 분자량을 갖는 알를로스 변성 중합체 (알를로스의 tetramer 유사체)로도 전환될 수 있다. 이는 알를로스가 외부자극에 의해 쉽게 변성되면서 알를로스 또는 알를로스 전환물과 random하게 탈수 및 축합 중합 (dehydrat ion and condensat ion) 반웅이 반복되어 상기와 같은 변성 중합체로 전환되는 메커니즘에 기인하기 때문이다.
구체적으로 LC-MS 분석 결과 분자량 341 m/z에서 검출된 성분은 알롤로스를 함유하는 결정화 원액을 가혹조건처리 할수록 증가하는 성분으로, 알를로스가 탈수 또는 축합 반응에 의해 변성된 이량체 (Dimer ) 유사구조의 물질임을 분자량 분석을 통해 확인할 수 있다. 이는 LC-MS 분석을 통해 구조를 유추해 본 결과, C12H22011의 화학식을 갖는 물질로, 알를로스 변성 중합체임을 예측할 수 있다. 추가적으로 열처리가 진행될수록 C25H28011 , C24H42021 또는 C24H44022의 상기 알를로스 변성 중합체의 이량체와 유사한 분자량을 갖는 알를로스.변성 중합체 (알를로스의 tetramer 유사체)의 함량도 함께 증가하는. 것을 확인하였다. 이는 알를로스가 외부 자극 ( st ress) , 예를 들면 열처리에 의해 쉽게 변성되면서 알를로스 또는 알를로스 전환물과 랜덤하게 탈수 및 축합반웅이 반복되어 삼기와 같은 물질들로 전환된 것으로 볼 수 있다.
본 발명에 따라, 알를로스 전환물이 생성되지 않는 조건에서 알를로스의 생산, 분리 및 /또는 정제 공정을 수행하여, 알를로스 결정화 공정에 사용도ᅵ는 원료인 알를로스 시럽에 포함된 전환물 ( Impur i tyᅳ S)의 함량을 제거 또는 감소하는 방법을 수행할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 방법에 따라 결정화 원액의 Impur i ty-S의 함량을 감소시켜 결정 성장을 방해하는 불순의 함량을 낮추어 결정 모양과 결정 수율을 향상시킬 수 있다.
. 구체적으로, 상기 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량 조절은 Impur i ty— S의 생성을 방지 또는 감소시키거나, 생성된 Impur i ty— S를 제거 또는 감소시키는 방법으로 수행할 수 있다. 본 발명의 일예에서, 알를로스 전환물의 생성을 방지 또는 감소시키는 조건에서 알를로스의 생산 공정을 제어하는 방법으로서, 알를로스 결정 입도를 증대, 결정을 정방형 모양에 가까운 모양으로 형성하고, 알를로스 수율을 향상시킬 수 있다. 더욱 자세하게는, 결정화 원액에서의 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S) 성분 함량이 2중량 ¾ 이하가 되도록 제어하면, 알롤로스 결정 입자 성장 및 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 Impur i ty-S의 생성을 방지 또는 감소시키는 방법은, 알를로스 전환물이 생성되지 않는 조건, 특히 농축 공정에서 pH , 온도, 전기전도도의 제어와 같은 알를로스의 생산 공정의 조건을 제어함으로써 달성할 수 있다. 또한, 상기 생성된 Impur i ty— S를 제거 또는 감소시키는 방법은, 활성탄 처리를 수행하는 방법 또는 1차 결정화에서 수득된 결정을 재용해하여 2차 결정화하는 방법 등을 사용할 수 .있으몌 알롤로스 시럽 내 불순물을 제거 방법을 사용할 수 있다.
구체적으로, 불순물 생성 또는 함량 조절 방법은 하기 방법 중에서 하나 이상의 방법로 수행될 수 있다.
일 예로서, 알를로스 생산 공정에서 알를로스 전환물 ( Impur i ty— S)의 생성을 방지 또는 감소시키는 방법의 일예는, 알를로스 생산 공정을 pH는 4 이상 및 /또는 온도는 70°C 미만에서 수행하는 방법일 수 있다. 구체적으로, 상기 pH는 4 내지 7 또는 pH 4 내지 6인 조건, 온도는 70°C 미만, 바람직하게는 6(rc 이하 조건에서 비교적 안정하므로, 탈색, 이온정게, 고순도 분리 등의 알를로스 생산 공정에서 반웅액의 온도가 70°C , 바람직하게는 60°C초과 되지 않도록 관리하고, 특히 농축 공정을 2단계 이상으로 나누어 수행함으로써, . 지속적으로 외부자극에 노출되지 않도록 관리하는 것이 바람직하다.
알를로스 생산 공정에서 Impur i ty-S의 생성을 방지 또는 감소시키기 위해, 상기 농축 공정은, SMB 크로마토그래피 분리 공정에서 얻어진 알롤로스 분획을 40 내지 70°C 미만의 온도 조건에서 .수행할 수 있으며, 선택적으로 상기 농축 공정을 적어도 2단계 이상으로 나누어 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 농축 공정을 2단계로 나누어 수행하는 경우에는 알를로스 시럽을 30 ~ 50Bx 농도가 되도록 1차로 농축을 수행하고, 1차 농축액올 다시 60 ~ 85Bx 농도로 2차로 농축을 수행할 수 있으며, 바람직하게는 1차 농축 공정과 2차 농축 공정 사이에 활성탄 처리 공정을 추가로 포함하여 농축물 내에 포함된 Impur i ty— S를 제거하거나 또는 함량을 감소시킬 수 있다.
또 다른 일예에서, 알를로스 결정화 원료인 알를로스 시럽에 포함된 전환물 ( Impur i ty— S)의 함량을 제거 또는 감소하는 방법은 활성탄을 처리하여 불순물로 작용하거나ᅳ 알를로스의 변성을 유도할 수 있는 고분자 또는 저분자 유기물, 유색이온성 물질 또는 단백질 둥을 흡착시켜 제거하는 것이다.
자세하게는, 기질로부터 얻어지는 알를로스 반웅액에 대해 SMB 크로마토그래피 분리공정를 수행하여 얻어진 알를로스 분획을 농축하기 전에 활성탄으로 처리하는 공정을 수행하여 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량을 제거 또는 감소할 수 있다. 상기 활성탄 공정은 SMB 크로마토그래피 분리 공정에서 얻어진 알를로스. 분획을 이온정제 공정을 수행하고 추가로 수행할 수 있다.
상기 활성탄 공정은 알를로스 용액에 활성탄을 접촉시켜 온도 40 내지 50°C에서 0.5 내지 5시간 동안 반웅한 후에, 상기 활성탄을 포함한 반웅액을 고액분리 공정을 수행하여 여액을 수득하고, 불순물은 여과 잔류물로 제거될 수 있다. 상기 여과는 필터프레스와 같은 여과 장비를 이용하여 수행할 수 있다. .
상기 활성탄 반웅 공정에서 선택적으로 교반할 수 있으며, 상기 반웅액의 교반 속도는 5 내지 500rpm , 바람직하게는 50 내지 300rprri일 수 있다. 상기 교반속도는 활성탄의 분산 정도 및 교반에 소요되는 비용을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 활성탄과 반웅액의 접촉시간은 활성탄의 분산정도 및 불순물의 제거효율 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면, 0.5 내지 5시간, 바람직하게는 0.5 내지 .2시간일 수 있으며, 접촉시간이 짧으면 불순물 제거 예를 들면 탈색이 충분히 이루어지지 않을 수 있으며, 접촉시간이 길면 주요성분의 파괴 및 갈변이 일어날 수 있다. 상기 활성탄 처리 공정에 사용된 상기 활성탄은 석탄계 또는 목질계 유래일 수 있으며 , 활성탄의 기공 입경 사이즈에 따라 선택적으로 불순물을 제거할 수도 있다.
추가 일예로서, 알를로스 결정화 조성물의 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 생성을 방지 또는 감소시키는 방법은 재결정화를 수행하는 것이다. 고순도 분리 및 농축 공정을 거친 알를로스 용액으로 1차 결정화를 수행하고, 1차 결정화 원액에서 상등액을 제거하여 탈수하여 회수한 알를로스 결정을 다시 물에 용해하여 결정화용 알를로스 용액을 제조한 후 2차 결정화 공정에 투입함으로써 , 1차 결정화 공정에서 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량을 제거 또는 감소할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일예는 결정화용 알를로스 조성물에 포함된 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량이 상기 조성물의 고형분 함량올 기준으로 2중량 이하로 조절하는 방법을 제공한다.
상기 방법은 조성물의 pH 조건 및 온도조건으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 조건을 조절하여 수행될 수 있으며, 상기 pH 조건은 pH
4 내지 7 범위이거나 온도 조건을 70oC 미만일 수 있다.
상기 결정화용 알를로스 조성물을, 알를로스 함유 반웅액을 SMB 크로마토그래피 분리공정으로 처리하고, 상기 얻어진 알를로스 용액을 40 내지 70°C 미만의 온도 조건에서 농축하여 제조될 수 있다. 상기 농축 공정은 적어도 2개 단계로 분할하여 수행하며, 알를로스 용액을 30~50Bx 농도가 되도록 1차로 농축을 수행하고, 1차 농축액을 다사 60~85Bx 농도로 2차로 농축하는 것일 수 있다. 상기 농축 공정을 수행하기 전에 활성탄 처리 공정을 추가로 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일예는, 조성물의 고형분 총함량 100중량 %를 기준으로 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량이 2중량 % 이하, 바람직하게는 1 .5 중량%이하, 1.3 중량 %이하, 1. 1 중량 %이하, 바람직하게는 1.0 중량 % 이하를 포함하는 알를로스 결정화용 조성물에 관한 것이며 , 불순물을 포함하지 않는 것이 더욱 바람직하다.
바람직하게는, 상기 알를로스 결정화용 조성물은 조성물의 고형분 총함량 100중량 %를 기준으로 알를로스 함량이 90중량 % 이상, 91 중량 % 이상, 92 중량 %이상, 93 중량 %이상, 94 중량 %이상, 또는 95중량 %이상으로 포함할 수 있다.
상기 결정화용 알를로스조성물의 점도는 조성물의 온도 45 °C에서 2 cps 내지 200 cps일 수 있으며, 전기전도도는 l , 000uS/cm 이하, 예를 들면 0.01 내지 l , 000uS/cm , 바람직하게는 30 uS/cm 이하, 예를 들면 0. 1 내지 30 uS/cm일 수 있다. 상기 알를로스 결정화용 조성물의 전기 전도도는 낮을수록 결정화에 바람직하다. 상기 알를로스 시럽의 전기 전도도는 고형분 함량 30 Bx 기준으로 측정한 값이다.
' 상기 결정화를 위한 알를로스 용액은, 고형분 함량이 60 이상 내지 85 브릭스 이하, 예를 들면 60 브릭스 초과 내지 80브릭스, 65 내지 85 브릭스, 65 내지 80브릭스, 또는 68 내지 85브릭스일 수 있다.
본 발명의 일예는 결정화용 알를로스 용액을 이용하여 알를로스 결정을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 조성물의 고형분 총함량 100중량 %를 기준으로 알를로스 전환물 ( Impur i ty— S)의 함량이 2중량 % 이하, 바람직하게는 1.5 중량 %이하, 1 .3 중량 %이하, 1. 1 중량%이하, 바람직하게는 1.0 중량 % 이하를 포함하는 알를로스ᅳ 결정화용 조성물을 제공하는 단계, 및 상기 알를로스 수용액을 넁각시켜 알를로스 결정을 제조하는 단계를 포함하는 알를로스 결정을 제조하는 방법이다.
본. 발명의 일 구체예에서, 알를로스 결정올 제조하는 방법은 SMB 크로마토그래피 분리 공정에서 얻어진 알를로스 분획을 제 2차 이온정제하는 단계, 상기 이온 정제된 알롤로스 분획을 농축하는 단계, 상기 농축물로부터 알를로스를 결정화하여 알를로스 결정과 알를로스 결정화 모액을 얻는 단계를 포함하몌 선택적으로 알를로스 결정의 회수 공정, 세척 공정 및 건조 공정을 추가로 포함할 수 있다.
또한, SMB 크로마토그래피 분리 공정에서 얻어진 알를로스,분획 자체 , 또는 상기 알를로스 분획을 이온정제한 용액을, 농축단계 전에, 활성탄으로 처리하여 알.를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량을 감소 또는 제거.할 수 있다. 또한, 상기 결정화용 알를로스 용액을 농축한 후에 1차로 결정화를 수행하고 얻어진 결정을 용해하여 2차로 결정화를 수행하여 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량을 감소 또는 제거할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 결정화용 알롤로스 조성물을 제조하는 방법은, 기질로부터 제조된 알를로스 함유 반웅액을 SMB 크로마토그래피 분리 공정으로 처리하여 얻어진 알를로스 분획을 제 2차 이온정제하는 단계 및 상기 이온 정제된 알를로스 분획을 농축하는 단계를 포함하거나, SMB 크로마토그래피 분리 공정으로 처리하여 얻어진 알를로스 분획을 처리하는 이온정제 공정, 활성탄 처리공정, 또는 활성탄 처리공정과 이온정제 공정을 모두 포함할 수 있다.
상기 결정화용 알를로스 조성물을 제공하는 단계는, 결정화용 조성물에 포함된 고형분 총함량 100중량 %를 기준으로 알롤로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량을 2중량 % 이하 바람직하게는 1 .5 중량 %이하, 1.3 중량 %이하, 1. 1 중량 %이하, 바람직하게는 1 .0 중량 % 이하 또는 바람직하게는 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)을 포함하지 않도록, 알를로스 결정을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 알를로스 결정의 제조방법은 알를로스 결정 수율이 45%이상, 바람직하게는 48%이상, 50%이상, 더욱 바람직하게는 5 이상 또는 60%이상일 수 있다.
상기 알를로스 전환물의 함량 조절은, pH 조건 및 알를로스 용액의 은도로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 조절하여 수행될 수 있으며, 상기 pH 조절은, pH 4 내지 7 범위, pH 4.5 내지 7 , 또는 pH 5 내지 7 , 바람직하게는 pH 5 내지 7으로 달성할 수 있으며, 상기 용액의 온도는 70°C 미만, 바람직하게는 30 내지 70 °C 미만, 30 내지 69 °C , 30 내지 65°C 또는
30 내지 60°C 범위로 조절하여 달성할 수 있다. .
알를로스는 pH가 낮고 온도가 높을수록 불안정하여, 실제 생산 공정 중 특히 농축 단계에서 알를로스의 함량이 변화된다. 이러한 문제는 알를로스 용액의 알를로스 순도를 낮추게 하여 결정화 단계에 큰 영향을 주게 된다. 상기 과정에서 알를로스의 함량이 감소되면서 부가적으로 생성되는 특정 알를로스 전환물 ( Impur i ty)의 함량이 증가하게 되는데, 이 성분이 알를로스의 결정화에 큰 영향을 주는 것으로 확인하였다. 여러 가지의 알롤로스 전환물 중에서 ImpLir i ty-S라는 성분의 함량이 2% 넘게 존재할 경우, 알롤로스 결정 입자가 성장하는데 주요한 방해요인으로 작용됨을 알 수 있었고, 이로 인해 결정 입자의 입도와 결정 수율에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다.
구체적으로, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 보관 온도가 높을수록 알를로스 함량은 감소하였고, 알를로스 전환물 ( Impur i ty— S)의 함량은 증가하였다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 70°C 온도에서 pH가 낮을수록 알를로스 함량은 감소하였고, 알를로스 전환물의 . 생성량은 증가한다.
본 발명에 따른 결정화용 알를로스 조성물은 생물학적 또는 화학적 방법으로 얻어지는 알롤로스를 함유하는 반응물, 상기 반웅물을 SSMB 크로마토그래피 분리하여 얻어진 알를로스 분획물, 또는 상기 알를로스 분획물을 농축한 농축물일 수 있다. 상기 알를로스 농축물을 제조하기 위한 농축 공정을 수행하기 전에, 이온정제 및 /또는 활성탄 처리 공정을 추가로 수행할 수 있으며, 농축 공정을 적어도 2단계로분할하여 수행할 수도 있다. 상기 알를로스를 함유하는 반응물은 과당 기질로부터 생물학적 또는 화학적 방법으로 얻어지며, 바람직하게는 생물학적 방법으로 알를로스 전환 효소 또는 상기 효소를 생산하는 미생물을 이용하여 제조할 수 있다.
상기 알롤로스 반웅액은 이온정제 및 모사이동층 (SMB) 크로마토그래프 분리 공정을 포함하는 사이코스 전환 반웅물의 분리공정을 수행할 수 있다. 구체적인 일예에서, 상기 사이코스 전환 반웅물을 이온정제 및 SMB 크로마토그래피 분리공정를 수행하여 전환 반웅물보다 사이코스 함량이 높은 사이코스 분획과 과당 라피네이트로 분리하고, 상기 사이코스 분획은 사이코스 농축 공정을 거쳐 결정화 공정으로 투입된다. 알를로스 결정을 수득하기 위한 알를로스 용액 중 알를로스의 함량은 과포화 상태로 높은 농'도로 포함되어야 하나, 알를로스 전환 반웅물의 알를로스의 함량은 낮기 때문에 직접 결정화를 수행할 수 없으며 결정화 단계 전에 알를로스를 함량을 증가시키가 위해 정제하고 원하는 수준까지 농축하는 공정을 수행해야 한다.
상기 조성물을 얻는 방법은, 고순도 알를로스 용액의 온도가 70°C 미만, 예를 들면 40 이상 내지 70°C 미만에서 농축'공정을 수행될 수 있으며, 구체적으로 박막농축기 또는 다중효용 증발기를 사용하여 수행할 수 있다ᅳ 본 발명의 일 구체예에서, 상기 정제된 알를로스 용액을 농축시키는 단계는 40 내지 70oC미만의 온도 조건에서 수행될 수 있다. 농축액의 온도가 70oC 이상인 경우 D-알를로스의 열변성이 일어날 수 있으며, 이에 본 발명에 따른 알를로스 전환물 ( Impur i tyᅳ S)가 생성되거나 증가될 수 있다. 또한, 농축이 진행되면서 증발열에 의해 반응물의 온도가 급격히 증가되므로, 농축액의 온도를 70 °C 미만으로 유지하.면서 신속하게 농축해야 한다.
구체적으로, 상기 SMB 크로'마토그래피 분리공정에서 얻어진 알를로스 분획의 농축 공정은 다양한 방법으로 수행할 수 있으며, 농축물의 고형분 함량이 70브릭스 이상이 되도록 할 수 있다. 예를 들면, 모사 이동층 흡착 분리 방법으로 얻어진 알를로스 분획 (예를 들면, 고형분 함량 20~30 중량 %)을 농축 공정을 통해 고형분 함량 60 브릭스 이상으로 농축할 수 있다. 본 발명에 따른 알를로스 결정화용 조성물은, 고형분 함량이 60 이상 내지 85 브릭스 (Bx) 이하, 예를 들면 60 브릭스 초과 내지 85브릭스, 65 내지 85 브릭스, 70 내지 85브릭스, 75 내지 85브릭스, 60 브릭스 초과 내지 83 .5 브릭스, 65 내지 83 . 5 브릭스, 70 내지 83.5브릭스, 또는 75 내지 83 .5브릭스일 수 있다.
일예로세 상기 결정화용 조성물은, 칼슘 활성기가 부착된 양이온교환수지가 충진된 칼럼 크로마토그래프를 이용하여 모사 이동층 ( s imu l at ed moving bed , SMB) 크로마토그래피 분리 공정을 수행하여 얻어지는 알롤로스 분획일 수 있으며, 구체적으로 생물학적 촉매를 이용하여 과당ᅳ함유 원료를 알를로스로 전환하는 알를로스 전환 반응물을 얻고, 상기 알를로스 전환 반응물의 활성탄 처리, 이온정제 및 모사 이동층 ( s imu l ated moving bed , SMB) 크로마토그래피 분리 공정을 수행하여 얻어진 알롤로스 분획일 수 있다. 상기 알를로스 분획물은 SMB 크로마토그래프 분리 공정에서 얻어진 그 자체 또는 이온정제 공정을 거쳐 수득한 것일 수 있다. 상기 과당 -함유 원료의 과당 함량은 과당 -함유 원료의 고형분 총함량 100중량 %를 기준으로 85중량 ¾>아상이며, 알를로스 전환반웅의 알를로스 전환율은 15% 내지 70%인 생물학적 촉매를 사용하는 것일 수 있다.
상기 SMB 크로마토그래프 분리 공정에서 얻어진 알를로스 분획은 농축 공정을 수행하기 전에, 이온정제 및 /또는 활성탄 처리 공정을 추가로 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 알를로스 결정을 제조하는 방법은 알를로스 농축물 용액의 온도 및 농도를 조절하여 결정화할 수 있으며, 구체적으로 결정화를 위해 요구되는 과포화 상태는 알롤로스 용액의 온도를 낮추거나 또는 D- 알를로스 용액 중 D-알를로스의 농도를 변화시키는 것에 의해 유지될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서 상기 결정화 단계에서 일정 간격으로 시료를 채취하여 육안이나 현미경으로 관찰하거나 또는 시료의 원심분리로부터 수득된 상층액 중 당 농도를 분석하는 것에 의해 결정화 경과를 모니터링하고, 그 결과에 따라 온도 또는 D-알롤로스의 농도를 조절할 수 있다. 알를로스 결정을 제조하기 위해, 알를로스 농축 용액을 냉각시켜 결정화하는 경우, 열 교환기를 통하여 10 내지 25 °C온도 범위로 급속히 냉각시킨 후, 승온과 냉각을 반복적으로 수행하여 결정성장을 유도할 수 있다.
본 발명에 따른 알를로스 결정을 제조하는 방법은 알를로스 농축물 용액의 온도 및 농도를 조절하여 결정화할 수 있으며, 구체적으로 결정화를 위해 요구되는 과포화 상태는 알를로스 용액의 온도를 낮추거나 또는 D- 알를로스 용액 중 D—알를로스의 농도를 변화시키는 것에 의해 유지될 수 있다. 본 발명에 따른 알를로스 결정의 제조방법은, 다양한 방법으로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 넁각법으로 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 냉각법의 일예는, 알를로스 용액을 35 내지 10oC 온도로 냉각시켜 과포화 상태를 유도하여 결정을 생성시킬 수 있다. 넁각속도는 0 .01 내지 20 /분을 유지하는 것이 좋으며, 냉각속도가 낮을 경우 공결정 형성시간이 길어서 생산성이 낮을 수 있고, 넁각속도가 높을 경우 작은 입자 크기의 결정이 형성.되어 결정의 회수가 어려울 수 있다.
상기 알를로스 결정의 제조방법은 알를로스 90중량 % 이상을 포함하며 60 내지 85 브릭스의 전기 전도도 l , 000uS/cm 이하인 알를로스 용액에서 결정핵을 생성하는 단계, 상기 용액의 온도를 넁각시켜 결정을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 알를로스 결정의 제조방법은 알를로스 90중량 % 이상을 포함하며 60 내지 85 '브릭스의 알를로스 용액을 20 내지 40 °C , 또는' 30 내지 40 °C , 예를 들면 35 °C 온도에서 천천히 교반하여 결정핵을 생성하는 단계, 및 상기 용액의 온도를 10 °C까지 넁각시켜 결정을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 용액의 온도를 30-35 °C범위로 증가시켜 냉각 도중 생성된 미세 결정을 재용해하는 단계를 1회 이상 추가로 포함할 수 .있다. 상기 알롤로스 결정의 제조방법은 상기 종정 ( seed)을 첨가하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. 상기 종정 첨가단계 및 재용해 단계는 각각 선택적으로 상기 알를로스 결정의 제조방법에 포함되거나, 상기 두 단계를 모두 포함할 수 있다.
. 통상의 경우 알를로스 결정의 크기가 클수록 물성이 좋아지고 사용 편의성이 증가되는 것으로 알려져 있으며, 이러한 큰 크기의 결정을 제조하기 위해서는 이송공정으로 구분되는 종결정과 본결정화 공정을 모두 수행해야 하나, 본 발명에 따른 결정화 공정은 한 단계 공정으로도 비교적 큰 크기의 결정을 고수율로 용이하게 제조할 수 있다.
또한 상기 결정화 공정은 상기 결정 성장 공정에서 넁각 도중에 생성된 미세 결정을 재용해 하기 위해 용액의 온도를 30 내지 35°C까지 높여 미세 결정을 용해하는 공정을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 결정화 공정에서는, 결정 성장 공정과 미세결정 용해 공정을 적어도 1회 이상 반복하여 수행할 수 있다.
상기 결정을 제조하는 공정에 있어서, 결정 생성 속도 및 크기를 증가시킬 목적으로 종정 ( seed)을 추가로 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 구체적인 일예에서, 알를로스 결정은 고형분 기준으로 알를로스 90중량 % 이상으로 포함하며, 전체 고형분 함량이 60 내지 85브릭스인 알를로스 용액을 35 온도에서 천천히 교반하여 소량의 결정 핵이 생성시키게 한 후, 온도를 시간당 1씩 감소시켜 온도 1Q 0C까지 넁각시켜 결정을 성장시켜 제조하며, 선택적으로 넁각 도중에 생성된 미세 결정을 재용해하기 위해 용액의 온도를 30 내지 350C까지 높여 미세 결정을 용해하는 공정을 적어도 1희 이상 반복하여, 알롤로스 결정을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 알를로스 결정을 제조하는 방법은 상기 '결정화 단계에서 수득된 알롤로스 결정을 다양한 고액 분리 방법, 예를 들면 원심분리로 회수하는 단계, 탈이온수로 세척하는 단계, 및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 건조 단계는 유동층 건조기 또는 진공 건조기에서 수행될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 결정화용 알를로스 조성물을 냉각하는 방법을 알를로스 결정을 제조할 수 있다. 상기 결정화용 알롤로스 조성물은 상술한 바와 같다.
상기 알를로스 결정에 포함돤 알를로스는 고형분 총함량 100중량 %를 기춘으로 94 중량 %이상, 95 중량 %이상, 96 중량%이상, 97 중량 %이상, 98 중량 %이상 또는 99중량 %이상일 수 있다.
본 발명에서, "결정체의 순도' '는 알를로스의 결정의 순도를 의미한다. 본 발명의 결정체의 순도를 포함한 물성은, 예를 들면 X-선 분말 회절분석법, 시차주사 열량계 (DSC)분석법, 적외선분광 (FTIR) 분석, HPLC 분석, LC/MS 분석법 등과 같은 방법에 의해 구할 수 있으며 , 순도는 구체적으로 HPLC 크로마토그래피로 분석할 수 있다.
본 발명의 일예에 따른 알를로스 결정은 X—선 분광 스펙트럼에서 15.24 , 18.78 , 및 30.84의 회절각 (2Θ ) ± 0 .2ο에서 피크를 갖는 X-선 분광 스펙트럼을 갖는 알를로스 결정일 수 있다. 본 발명의 일예에서, 상기 X-선 분광 스펙트럼은 X-선 분광 스펙트럼에서 15.24, 18 .78 , 30.84 및 28 .37의 회절각 (2Θ) ± 0.2ο에서, 15.24 , 18 .78 , 30 .84 및 31 .87의 회절각 (2Θ) ±
0 .2°에서, 또는 15.24 , 18.78, 30.84 및 47.06의 회절각 (2Θ) 土 0.2°에서 피크를 갖는 X—선 분광 스펙트럼을 갖는 알를로스 결정일 수 있다. 상기 알를로스 결정의 갖는 X—선 분광 스펙트럼에서 피크를 갖는 회절각은 X선 회절 분석 결과를 상위 (Relative Intensity %) 주요 피크 및 형태 특이적인 피크를 선정하여 표시한 것이다.
본 발명에 따른 알를로스 결정은 다양한 결정화 방법으로 얻어질 수 있으나, 넁각법에 의해 제조한 알를로스 결정으로 측정한 특성일 수 있다. 본 발명의 일예에 따른 알를로스 결정은 DSC 분석에 따라 125.8 °C 土 5°C의 Tm 온도 또는 200 내지 220 J/g 의 용융 엔탈피 (ΔΗ)를 가질 수 있으며, 상기 Tm은 125.8°C 士 3°C일 수 있다. 시차 주사 열량법 (DSC)은 온도 구배에 따라 조작되며, 알를로스 분말 시료의 온도 증가를 유지하기 위해 제공된 에너지를 측정한 것이다. 결정의 DSC 분석에서 열용량이 높을 수록 쉽게 녹기 어려우며, 열용량이 높고 흡열 피크의 폭이 좁을수록 결정이 균일하고 단단하게 형성되어 있음을 예측할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일예는, 상기 알를로스 결정화용 조성물로 제조된 알를로스 결정으로서, 바람직하게는 하기 (1) 내지 (5)으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 하나 이상의 특성을 갖는 알를로스 결정일 수 있다:
(1) 분말 X-선. 분광 스펙트럼 상에서 15.24, 18.78, 및 30.84의 회절각 (2Θ) 土 0.2° 에서 피크를 갖는 분말 X-선 분광 스펙트럼을 갖는 것,
(2) 시차주사열량분석 (DSC)에 따라 125.8°C 土 5°C의 Tm 온도를 갖는 것,
(3) 시차주사열량분석에 따라 200 내지 220 J/g 의 용융 엔탈피 (ΔΗ)를 갖는 것, .
(4) 35 이상, 바람직하게는 350 내지 2,000 의 평균 장직경을 갖는 것, 및
(5) 알를로스 결정의 단직경에 대한 장직경 길이 (마이크로미터)의 비율 (=장직경 /단직경)이 1.0 내지 8.0 범위인 것.
본 발명에 따른 알를로스 결정은, 결정의 평균 단직경이 50 이상 내지 1,000 일 수 있으며, 바람직하게는 50 이상 내지 500 1일 수 있으며, 평균 장직경이 350/im이상, 바람직하게는 350 내지 2,000 , 더욱 바람직하게는 400 마이크로 미터 이상 내지 2, 000 일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 알를로스 결정의 단직경에 대한 장직경의 길이 (마이크로미터 ) 비율 (=장직경 /단직경 )이 , 1.0 내지 8.0, 1.0 내지 6.9,
1.0 내지 6.0, 1.0 내지 5.5, 1.0 내지 5.0, 1.1 내지 8.0, 1.1 내지 6.9,
1.1 내지 6.0, 1.1 내지 5.5, 1.1 내지 5.0, 1.3 내지 8.0, 1.3 내지 6.9, 1.3 내지 6.0, 1.3 내지 5.5, 1.3 내지 5.0, 1.5 내지 8.0, 1.1 내지 6.9, 1.5 내지 6.0, 1.5 내지 5.5, 1.5 내지 5.0, 2,0 내지 8.0, 2.0 내지 6.9, 2.0 내지 6.0, 2.0 내지 5.5, 2.0 내지 5.0일 수 있다.
본 발명에 따른 알를로스 결정에 대한 분말 XRD 패턴분석 결과에 의하면, 본 발명에 따른 알를로스 결정은 순수한 결정 입자로서, 장방형 육면체 또는 이에 근접하는 구조를 갖는다. 본 발명의 결정 구조가 입방정계에 근접할 수록, 결정의 균일도와 견고함이 높아지므로 더욱 바람직하다 .
또한, 알를로스의 결정화 공정에서 제조된 결정이 균일할수록., 결정의 강도가 높아지고 입자 깨짐이 최소화됨으로써 입도 분포가 균일해지고, 이로 인해 흐름성이 향상될 수 있다. 반면, 균일도가 낮을 경우, 건조 및 이송 단계에서 결정 입자의 깨짐에 의해 미분화 되고, 상대적으로 쉽게 녹을 수도 있어 제품의 품질에 악영향을 끼친다.
본 발명의 알를로스 결정은 미분형의 분말에 비해 흐름성이 좋고, 케이킹 (Caking)이 잘 되지 않아 보관 시 안정하고, 유통 및 취급이 용이한 특성을 가진다ᅳ 또한, 상기 알를로스 분말을 설탕보다 낮은 칼로리를 갖고, 감미는 설탕과 유사한 특성을 가지므로, 흔합 감미료, 고형 흔합 감미료, 초콜릿, 추잉껌, 즉석 쥬스, 즉석 스프, 과립, 정제 등의 제조가 용이하게 유리하게 실시할 수 있다. 또한, 상기 알를로스 결정 분말은, 식음료품, 기호물, 사료, 사료, 화장품. 의약품 등의 각종 조성물에 함유되어 사용될 수 있다.
【발명의 효과】
본 발명에 따른 알롤로스 결정의 제조방법은, 결정을 제조하기 위한 용액에 포함된 알를로스 전환물 (Impurity— S) 함량을 제어함으로써, 알를로스 입자 .크기가 작아지는 것을 방지할 수 있으며, 결정 입자 성장을 적절하게 조절함으로써 균일한 입자 크기를 갖는 알를로스를 생산할 수 있다. 또한, 입자를 균일한 크기로 성장 시킴으로쎄 회수 공정에서의 손실을 줄일 수 있으며 결정 수율을 향상시켜 생산성을 높일 수 있다ᅳ 【도면의 간단한 설명】
도 1은 pH 5인 70 Br IX 농도의 알를로스 시럽을 온도별로 보관했을 때, 알를로스의 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 pH 5인 70 Brix 농도의 알를로스 시럽을 온도별로 보관했을 때, 알를로스 전환물의 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 상이한 pH을 가지며 70 Br ix 농도의 알를로스 시럽을 70°C 온도에서 보관했을 때, 알를로스의 함량 변화를 나타낸 그래프 이다.
도 4은 상이한 pH을 가지며 70 Br ix 농도의 알를로스 시럽을 70 °C 온도에서 보관했을 때, 알롤로스 전환물의 함량 변화를 나타낸 그래프 이다. 도 5은 실시예 5에서 얻어진 알롤로스 분말의 배율 X100으로 측정된 광학 현미경 사진이다.
도 6은 실시예 5에서 얻어잔 알를로스 분말의 배율 X50으로 측정된 주사전자현미경 (SEM)사진이다.
도 7은 실시예 5에서 얻어진 알를로스 결정의 적외선분광 분석 ( IR) 스펙트럼 이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
본 발명을 하기 실시예에 의해 더 상세하게 설명된다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예 일뿐, 본 발명은 이에 한정되지 않는다ᅳ 실사예 1 : 알를로스 결정 제조
한국 공개특허 제 2014— 0054997에 기재된 제조방법과 실질적으로 동일한 생물학적 방법으로 과당 기질로부터 알를로스 시럽을 제조하였다. 알를로스 시럽을 유색 및. 이온 성분 등의 불순물을 제거하기 위해 양이온 교환수지, 음이온 교환수지 및 양이온과 음이온교환수지가 흔합된 수지로 층진된 상온의 컬럼에 시간 당 이온교환수지 2배 ( 1~2배) 부피의 속도로 통액시켜 탈염시킨 후, 칼슘 (Ca2+) 타입의 이온교환수지로 충진된 크로마토그래피를 이용하여 고순도의 알롤로스 용액으로 분리 수득하였다ᅳ 상기 고순도 분리 공정 (SMB)에 의해 알를로스 97 중량 %을 포함하는 알를로스 고순도 시럽을 35 Bx(w/w%) 농도로 얻고 농축하여, 알를로스 97중량 %를 포함하는 81 Bx(w/w%) 농도, 12 uS/cm 의 전기 전도도를 갖는 결정화용 알롤로스 시럼을 제조하였다. 상기 알를로스 시럽의 전기 전도도는 고형분 함량 30 Bx 기준으로 측정한 값이다.
상기 농축된 알를로스 시럽을 과포화 상태가 되는 온도 35 °C에서 서서히 온도 1( C까지 넁각시켜 결정을 성장시켰다. 이 때 알롤로스 종정을 첨가하고 온도 35°C에서 천천히 교반하여 소량의 결정 핵을 생성시키게 한 후, 온도를 시간당 rc씩 감소시켜 결정을 성장시켰으며, 상기 결정 성장 공정에서 넁각 도중에 생성된 미세 결정을 재용해하기 위해 용액의 온도를
30~35 °C까지 높여 미세 결정을 용해하는 공정을 수행하였다. 상기 결정 성장공정과 미세결정 용해 공정을 적어도 1회 이상 반복하여 결정화를 수행하였다. 여기서 제조된' 알롤로스 결정은 원심 탈수에 의해 모액을 제거하고 결정을 넁각수로 세척한 후, 건조하여 회수하였다.
상기 결정화 원액의 알를로스 함량과 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량과, 알롤로스 결정의 순도는 하기 HPLX 분석을 수행하였으며, 분석 조건은 다음과 같다.
분석 컬럼 : Bi o l ad Ami nex HPX-87C co l umn
이동상: 물
Flow rate : 0.6ml /m i n
컬럼 은도: 80 °C
검출기: RI detector
상기 HLPC 분석 결과, 결정화용 알롤로스 수용액의 고형분 함량
100중량 %를기준으로, 결정화용 · 알를로스 수용액의 알를로스 전환물 ( Impur i ty S)의 함량은 0.4 중량 %이고, 알를로스 함량은 9그 0 중량 ¾이었다.
상기 방법으로 제조된 알를로스 결정 수율은 63.6% 이었다. 상기 결정수율은 결정화를 위한 원료 알를로스 시럽의 고형분 중량 대비 탈수 세척 후의 회수된 알를로스 결정분말의 중량을 백분율로 표시한 것이다. 실시예 2 및 3 : 알를로스 결정 제조
상기 실시예 1의 알를로스 제조와 실질적으로 동일한 방법.으로 수행하여 고순도 분리 공정 (SMB)에 의해 , 실시예 2에서 알롤로스 96.6 중량 %을 포함하는 알를로스 고순도 시럽을 35 Bx(w/w%) 농도로 얻었고, 실시예 3에서 알를로스 95.8 중량 %을 포함하는 알를로스 고순도 시럽을 35 Bx(w/w%) 농도로 얻었다. 상기 알를로스 용액을 농축하여, 실시예 2는 알를로스 96 .6 중량 %를 포함하는 81 Bx(w/w%) 농도, 14 uS/cm 의 전기 전도도를 갖는 결정화용 81 Bx(w/w%) 농도의 알를로스 시럽을 제조하고, 실시예 2는 알를로스 95.8 중량 %를 포함하는 81 Bx(w/w%) 농도, 14 uS/cm 의 전기 전도도를 갖는 결정화용 81 Bx(w/w%) 농도의 알롤로스 시럽을 제조하였다. 상기 실시예 1과 동일한 결정화 방법으로, 상기 농축된 알를로스 시럽을 이용하여 결정화를 수행하고, 결정을 '냉각수로 세척한 후, 건조하여 회수하였다.
상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 상기 결정화 원액의 알를로스 함량과 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량과, 알를로스 결정의 순도는 하기 HPLC 분석을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다. 실시예 4: 알를로스 결정 제조
상기 실시예 1의 알를로스 . 제조과 실질적으로 동일한 방법으로 수행하여 고순도 분리 공정 (SMB)에 의해 알를로스 9그 0 중량 %을 포함하는 알를로스 고순도 시럽을 35 Bx(w/w%) 농도로 얻었다.
상기 알를로스 시럽 내 함유된 불순물을 최소화하기 위하여 불순물 제거에 적합한 활성탄을 사용하여 40 °C 온도에서 30분간 처리 후 여과하였다. 활성탄 처리 후의 알를로스 시럽을 81 Bx(w/w%) 농도로 농축시켜 알를로스 97 .3중량%를 포함하는 81 Bx(w/w ) 농도, 10 uS/cm 의 전기 전도도를 갖는 결정화용 알를로스 시럽을 제조하였다.
상기 농축된 알를로스 시럽을 과포화 상태가 되는 온도 35°C에서 서서히 온도 10°C까지 넁각시켜 결정을 성장시켰다. 이 때 알를로스 종정을 첨가하고 온도 35 °C에서 천천히 교반하여 소량의 결정 핵을 생성시키게 한 후, 온도를 시간당 1 °C씩 감소시켜 결정을 성장시켰으며, 상기 결정 성장 공정에서 냉각 도중에 생성된 미세 결정을 재용해하기 위해 용액의 은도를 30~35°C까지 높여 미세 결정을 용해하는 공정을 수행하였다. 상기 결정 성장공정과 미세결정 용해 공정을 적어도 1회 이상 반복하여 결정화를 수행하였다. 여기서 제조된 알를로스 결정은 원심 탈수에 의해 모액을 제거하고 결정을 냉각수로 세척한 후, 건조하여 회수하였다.. 실시예 5 : 알를로스 결정 제조
상기 실시예 1의 알를로스 .제조과 실질적으로 동일한 방법으로 수행하여 고순도 분리 공정 (SMB)에 의해 알를로스 97.0 중량 %을 포함하는 알를로스 고순도 시럽을 35 Bx(w/w%) 농도로 얻었다. 상기 알를로스 시럽을 농도로 농축시켜 고형분 함량 100중량 %를 기준으로 알롤로스 97 중량 %을 포함하는 고순도 알를로스 시럽을 81Bx(w/w%) 농도로 농축시켜 8 US/cm 의 전기 전도도를 갖는 결정화용 알를로스 시럽을 제조하였다. 상기 실시예 1과 동일한 결정화 방법으로, 상기 농축된 알를로스 시럽을 이용하여 결정화를 수행하고, 결정을 냉각수로 세척한 후, 건조하여 회수하였다.
상기 얻어진 1차 결정을 물에 용해하여 알를로스 용해액 81.2Bx을 제조하였으며 , 상기 알를로스 용해액을 실시예 1의 HPLC 분석법으로 분석한 결과, 알를로스 전환물 ( Impur i ty S)의 함량은 0.07 중량 %이고, 알를로스 함량은 99.5 중량 %이었다.
2차 결정화 공정의 원료로서 , 상기 제조된 알롤로스 용해액으로 상기 1차 결정화 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 2차 결정화 공정을 수행하였다. 여기서 제조된 알를로스 결정은 원심 탈수에 의해 모액을 제거하고 2차 결정화로 얻은 최종 결정을 냉각수로 세척한 후, 건조'하여 회수하여 2차 결정을 제조하였다. 2차 결정의 수율은 62.5 %이었다.
【표 11
Figure imgf000021_0001
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 알를로스 결정 수율이 60%를 초과하는 것에 비해, 비교예 1은 비록 결정화 원액의 알를로스 함량이 높더라도 알를로스 전환물 ( Impur i ty— S)의 함량이 2 중량 %를 초과하면 제대로 된 결정을 얻을 수 없으며, 작은 결정으로 인해 결정 수율도 대폭 줄어들게 됨을 확인하였다. 비교예 1 : 알를로스 결정 제조 방법
상기 실시예 5에서 1차 결정화를 수행하여 얻은 알를로스 결정을 물에 용해하여 제조된 2차 결정화를 위한 결정화 원액을 이용하여, pH 3.5 , 온도 80oC 조건에서 3시간 처리하여 결정화 원액을 제조하였다. 상기 실시예 1과 동일한 결정화 방법으로, 상기 농축된 알를로스 시럽을 이용하여 결정화를 수행하고, 결정을 넁각수로 세척한 후, 건조하여 회수하였다. 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 , 상기 결정화 원액의 알를로스 함량과 알를로스 전환물 ( Impur i ty— S)의 함량과, 알를로스 결정의 순도는 하기 HPLC 분석을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다. 비교예 2 내지 4 : 알를로스 결정 제조 방법
상기 실시예 5에서 1차 결정화를 수행하여 얻은 알를로스 결정을 물에 용해하여 제조된 2차 결정화를 위한 결정화 원액을 이용하여, pH 5.6 ,
75°C에서 6, 13 , 또는 24시간 동안 열처리를 수행하여 결정화 원액을 제조하였다, 상기 결정화 원액에 포함된 알를로스 함량과 알를로스 전환물의 함량은 하기 표 2에 나타냈다.
상기 제조된 결정화 원액을 이용하여 결정화를 진행하는 방법은 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법에 따라 수행하였다. 구체적으로, 비교예 2 내지 4는 하기 표 4에 상이한 열처리 시간으로 얻어지며 하기 표 2의 알를로스 함량과 알를로스 전환물의 함량을 갖는 결정화 원액을 제조하여 , 알를로스 결정화 공정을 수행하였다.
상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 상기 결정화 원액의 알를로스 함량과 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량과, 알를로스 결정의 순도는 하기 HPLC 분석을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
[표 2】
Figure imgf000022_0001
비교예 4의 경우, 결정화 원액에서 알를로스의 순도가 낮고 알를로스 전환물의 함량이 높아, 결정 입자의 성장이 잘 되지 않고 미세 결정으로 생성되어 결정을 탈수, 세척하기가 매우 어려웠다. 비교예 1 및 4와 마찬가지로, 알를로스 전환물의 함량이 높을수록 결정 입자 크기 성장이 잘 이루어지지 .않고 미세 결정으로 생성되는 것을 확인하였다. 실험예 1: 알를로스 전환물 (Impurity S)의 LC— MS 분석
(1) 실시예 2의 알를로스 전환물 (Impurity S) 분석
실시예 2에서 사용한 결정화를 위한 알를로스 시럽의 HPLC 분석에서, 용출시간 31±2분대 피크에서 분리된 불순물 분획을 직접 수득하였으며, 분리 분획 시 희석된 액을 동결 건조하여 약 100배 농도로 농축하여 분석에 사용하였다. 이를 액체 크로마토그래프 /질량분석기 (LC/MS system, 모델명 : LTQ, 제조사: Thermo Finmgan, USA) 장비로 불순물의 분자량을 분석 수행하여, LC/MS 분석법으로 측정한 알를로스 전환물 (Impurity S)의 분자량은 300 내지 400 m/z (질량 /하전량과의 비) 범위를 갖는 물질이었다 (도 6)
(2) 비교예 2 내지 4의 알를로스 전환물 (Impurity S) 분석 .
상기 LC— MS 분석 방법과 실질적으로 동일한 방법에 따라, 상기 HPLC 분석에서, 비교예 2 내지 4에 사용한 열처리한 결정화 원액을 LC-MS 분석에 사용하였다. 상기 열처리에 따른 알롤로스와 알를로스 전환물의 분자량 변화를 LC-MS 분석을 수행하고, 비교예 2 내지 4에서 사용한 결정화 원액에 포함된 알를로스 함량과 알롤로스 전환물 함량 (%)의 분석 결과를 하기 표 3 및 도 7에 나타냈다.
하기 표 3는 열처리 시간 (비교예 2 내지 4)별 알롤로스 시럽을 LOMS 분석한 데이터 이며,: 각 분자량 (m/z)별로 검출된 Peak의 면적 (Area) 값을 백분율로 환산한 수치를 표에 나타낸 것입니다. 표 3의 Row 1에서 분자량 179.1 m/z 은 알를로스이다. 하기 표 3에서 Row 4, 8, 및 10은 열처리 후 알를로스 전환물 (Impurity S)의 함량이 증가된 것을 나타내고, 나머지 Row에서는 .열처리 후에 알를로스 전환물 (Impurity S)의 함량이 감소한 것을 나타낸다ᅳ
【표 3]
Row m/ z 실시예 5 비교예 2 비교예 3 비교예 4 Formula
Finder
Result
1 179.1 56.68 38.53 31.65 24.75 C6H1206
2 225.1 9.27 6.26 5.12 4.26 C7H1408
3 251.1 0.36 1.05 1.09 1.18 C9H1608
4 341.1 6.03 16.68 18.99 19.71 C12H22011 5 . 359. 1 21.31 14.66 11.50 8.42 C12H24012
6 387. 1 1.37 3.44 3.91 4.76 C13H24013
7 485. 1 0.04 0.06 0. 17 0.61 C18H30015
8 503.2 0.44 2. 11, 5.53 9.89 C25H28011
9 665.2 0.06 0. 16 0.60 2.03 C24H42021
10 683.2 4. 13 16.01 18.50 18.51 C24H44022
11 711.2 0.02 0.02 0. 15 0.56 C25H44023
12 827.3 0.01 0.02 0.06 0.35 C37H48021
13 845.3 0.09 0.60 1.37 1.92 C30H54027
14 1007.3 0.01 0. 13 0.90 2.31 C36H64032 상기 분석 결과에 나타낸 바와 같이, 열처리 시간이 증가할수록 분자량 분석에서도 알를로스 함량이 낮아지고, 불순물의 함량이 높아짐을 확인하였다. 상기 표 3의 Row 1에서 분자량 179. 1 m/z 은 알를로스이며, 열처리 후에 Peak 면적값의 수치가 감소함을 확인하였다. 반면 분자량 341 m/z (표 Row5)에서 검출된 성분은 알를로스를 함유하는 결정화: 원액을 열처리 할수록 증가하는 성분으로, 알를로스가 탈수 또는 축합 반응에 의해 변성된 이량체 (Dimer ) 유사구조의 물질임을 분자량 분석을 통해 확인할 수 있었다. 이는 LC-MS 분석을 통해 구조를 유추해 본 결과, C12H22011의 화학식을 갖는 물질로, 알를로스 변성 중합체임을 예측할 수 있다. '추가적으로 열처리가 진행될수록 C25H28011 , C24H42021 또는 C24H44022의 상기 알를로스 변성 중합체의 이량체와 유사한 분자량을 갖는, 알를로스 변성 중합체 (알를로스의 tetramer 유사체)의 함량도 함께 증가하는 것을 확인하였다. 이는 알를로스가 외부 자극 ( st ress ) , 예를 들면 비교예 2- 4에서는 산성 pH 및 /또는 열처리에 의해 쉽게 변성되면서 알를로스 또는 알를로스 전환물과 랜덤하게 탈수 및 축합반응이 반복되어 상기와 같은 물질들로 전환된 것으로 볼 수 있다. 실험예 2 : 알를로스 안정성 분석
알를로스 및 알를로스 전환물의 온도에 따른 영향을 시험하고자, 실시예 1의알를로스 97 중량 %을 포함하는 알를로스 시럽을 동일한 양 30g씩 나눠 담고 온도가 다른 각각와 항온수조에 보관하여 시간별로 샘플링해서 함량 변화를 분석하였으며, 그 결과를 도 1 및 도 2에 나타냈다.
도 1은 pH 5인 70% Br i x 농도의 알를로스 시럽올 온도별로 보관했을 때, .알를로스와 함량 변화를 나타낸 그래프이다. 도 2는 pH 5인 70% Br i x 농도의 알를로스 .시럽을 온도뷜로 보관했을 때 , 알롤로스 전환물의 함량 변화를 나타낸 그래프이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 보관 온도가 높을수록 알롤로스 함량은 감소하였고, 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량은 증가하였다.
또한, 알를로스 및 알를로스 전환물의 pH에 따른 영향을 시험하고자, 실시예 1의 알를로스 함량 97.0% 시럽을 가성소다와 염산 용액을 이용하여 각각의 다른 pH로 조정한 후, 동일한 온도 (70°C)에서 보관하여 시간별로 샘플링해서 함량 변화를 분석하였으며, 그 결과를 도 3 및 도 4에 나타냈다. 도 3은 pH가 다른 70 Br ix 농도의 알롤로스 시럽올 70 °C온도에서 보관했을 때, 알를로스의 함량 변화를 나타낸 그래프이다. 도 4는 pH가 다른 70Br ix 농도의 알를로스 시럽을 70°C 온도에서 보관했을 때, 알롤로스 전환물의 함량 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 70 °C 온도에서 pH가 낮을수록 알롤로스 함량은 감소하였고, 알롤로스 전환물의 생성량은 증가하였다.
따라서, 알를로스는 pH가 낮고 온도가 높을수록 불안정하여, 실제 생산 공정 중 특히 농축 단계에서 알를로스의 함량이 변화된다. 이러한 문제는 고순도의 알를로스 순도를 낮추게 하여 결정화 단계에 많은 영향을 주게 된다. 실제 이 과정에서 알를로스의 함량이 감소되면서 부가적으로 생성되는 특정 알를로스 전환물 ( Impur i ty)의 함량이 증가하게 되는데, 이 성분이 알를로스의 결정화에 큰 영향을 주는 것으로 확인하였다. 여러 가지의 알를로스 전환물 중에서 Impur i ty— S라는 성분의 함량이 2% 넘게 존재할 경우, 알롤로스 결정 입자가 성장하는데 주요한 방해요인으로 작용됨을 알 수 있었고, 이로 인해 결정 입자의 입도와 결정 수율에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 실험예 3 : 알를로스 결정의 특성 분석
( 1)결정 입도 분포 분석
실시예 5에서 얻어진 알롤로스 결정의 입도 분포는 Mesh별 표준망체를 이용하여 확인 하였다. 표준망체의 Mesh si ze는 20 , 30 , 40 , 60 , 80 , lOOmesh를 사용하였고 표준망체의 구멍의 사이즈로 결정 입자의 크기 분포를 측정하였다. 각 메쉬 (mesh)별 표준 망체의 구멍 사이즈는 850, 600 , 425 , 250, 180 , 15 μη\ 이다. 각 샘플별 lOOg의 무게를 취하여 Mesh 크기별 표준망체에 넣고 3분간 진동을 가하여 표준망체를 통과시켜 주었다. 각 mesh 크기별로 체에 남아있는 샘플의 무게를 재어 백분율 값을 표 4에 기재하였다 하기 표 4에서 각 메쉬별 입도 분포는 입자의 중량 %를 수치로 나타냈다.
【표 4】
Figure imgf000026_0001
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 5의 알를로스 결정은 입자 분포가 90.2 중량%가 집중되어 매우 좁은 분포를 나타내며, 실시예 3의 알를로스 결정은 40†에서 가장 많은 분포를 보이기는 하지만, 80† , 60† ,
40† , 및 30†에서 고르게 분포하여 입자 분포가 넓게 퍼져 있는 것으로 확인하였다. 실시예 5와 같이 장직경 /단직경의. 비율이 작고 견고한 결정 입자일 수록, 제품의 미분함량이 상대적으로 낮고, 균일한 입도 분포를 갖고 있음을 확인하였다. 또한 장직경 /단직경의 비율이 크고 낮은 균일도의 입자일수록, 건조 및 이송 과정에서 입자 깨짐에 의해 미분화되고, 입도가 불균일하게 되어 넓은 범위의 입도 분포를 갖게 될 수 있다.
(2)결정 형태 및 결정 입자 크기 분석
실시예 5에서 얻어진 알를로스 결정의 배율 X100으로 측정된 광학 현미경 사진을 도 5에 나타냈다. 실시예 5에서 얻어진 알롤로스 결정의 배율 X100으로 ^정된 주사전자현미경 (SEM)사진을 도 6에 나타냈다.
또한 실시예 5에서 얻어진 알를로스 결정 9개 시료에 대해 장직경 (세로) 및 단직경 (가로)을 측정하고, 입자 직경 비율 (=장직경 /단직경.)을 얻어 하기 표 5에 나타냈다 . 구체적으로 , 5개 결정에 대해서, 단직경 길이 mi)을 1로 기준으로, 장직경의 길이 ( ) 비율을 나타냈다.
【표 5】
Figure imgf000027_0001
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 알를로스 결정은 장방형 육면체 또는 이에 근접한 결정구조를 가진다. 상기 표 2에 나타낸 결정의 단직경 길아 ( )을 1로 기준하여 나타낸 장직경의 길이 ( ) 비율은, 실시예 5의 경우 평균 1 . & 각각의 결정면이 균일하게 성장하여 정방형에 가까운 사방정계의 결정형태를 형성하고 있다. 또한, 결정면이 균일하게 성장할 수특 장직경 /단직경 비율이 감소하는 경향을 나타남을 확인할 수 있었다. 이는 결정화 원료의 알를로스 순도가 낮을수록, 알를로스 외 다른 성분들이 순수 알를로스의 결정 성장을 방해하는 불순물로써 작용하기 때문에 결정 모양에 영향을 미친 것으로 해석된다 .
(3) 시차주사열량계법 (DSC)분석
실시예 5에서 얻어진 알를로스 결정의 DSC분석을 수행하였으며 구체적인 DSC 분석조건은 다음과 같다.
장비명 : DSC[di f ferent i al scanning calor imet ry]
제조사: Perkin Elmer 방법 : 30 내지 250 °C' 10°C/min.승온, N2 gas purge
(기준 방법 : ASTM D 3418 참고)
상기 알를로스 결정의 DSC분석 결과를 하기 표 6에 나타냈다.
【표 6】
Figure imgf000028_0001
상기 DSC 분석 결과, 실시예 5의 결정은 Tm값이 높고, 열용량도 높게 측정되었다. 결정의 DSC 분석에서 열용량이 높을 수록 쉽게 녹기 어려우며, 열용량이 높고 흡열 피크의 폭이 좁을수록 결정이 균일하고 단단하게 형성되어 있음을 예측할 수 있다. 상기 실시예 5의 열용 ¾과 흡열피크 엔탈피 값을 고려할 때, 실시예 5의 결정이 상대적으로 더욱 균일하고 단단하게 형성되어 있음을 확인하였다ᅳ
(4) 적외선흡수 (IR) 스펙트럼 분석
상기 제조된 알롤로스 결정을 확인하고자, 실시예 5의 결정에 대해 적외선흡수 (IR) 스펙트럼 분석을 하기 측정 조건으로 수행하였다.
분석 기기: TENSOR II with Platinum ATR, 제조사; Bruker (German) 검출기: highly sensitive photovoltaic MCT detector with liquid ni trogen cool ing.
스캔 (Scan) 횟수: 64 scans at 20 kHz . , ― 스캔 (Scan) 범위: 800 - 4,000 cm"1 and averaged at 4 cm"1 resolution.
적외선흡수 (IR) 스펙트럼 분석 결과에 따르면, 알롤로스 분자 구조 내에 작용기 — 0H 와 C-0— C, C-C, C-0H 등으로 구성되어 있어 알를로스 분자만의 고유한 구조 특성을 .가지는 것임을 확인할 수 있어,. 이에 실시예 5의 결정은 동일한 알를로스 결정임을 확인하였다. 상기 IR 분석 스펙트럼을 도 7에 나타냈다.
(5) X-선 회절 분석법 (XRD) 분석
실시예 5에서 얻어진 알롤로스 결정을 하기 구체적 분석조건에 따라 X-선 회절 분석법을 수행하였으며 실시예 5에서 얻어진 알를로스 결정의 X선 회절 분석 결과를 상위 (Relative Intensity %) 5개 피크 및 형태 특이적인 피크를 선정하여 표 7에 나타냈다.
분석기기: D/MAX— 2200 Ultima/PC
제조사: Rigaku International Corporat ion(Japan)
X-ray sauce system target: sealed tube Cu
관 전압: 45 kV / 관 전류: 200 mA
Scan range: 5 내지 80°
Step. size: 0.019°
Scan speed: 5° /min 【표 7】
Figure imgf000029_0001
상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 5에서 얻어진 알를로스 결정은, 분말 X—선 분광 스펙트럼 상에서 Angle 2-Thet a degree 값이 15.24, 18.78 및 30.84; 15.24, 18.78, 30.84, 및 28.37; 15.24, 18.78, 30.84 및 31.87 ; 15.24, 18.78, 30.84 및 47.06; 또는 15.24, 18.78, 30.84, 28.37, 31.87 및 47.06 에서 특이적인 피크를 갖는 것임을 확인하였다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
알를로스를 함유하는 결정화용 알를로스 조성물을 제공하는 단계; 및 상기 결정화용 알를로스 조성물을 넁각시켜 알를로스 결정을 제조하는 단계를 포함하는 알를로스 결정을 제조하는 방법으로서,
상기 결정화용 알롤로스 조성물을 제공하는 단계는, 결정화용 알롤로스 조성물에 포함된 고형분 총함량 기준으로 알롤로스 전환물의 함량을 2 중량 % 이하로 조절하는 것인 알를로스 결정을 제조하는 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서, 상기 알를로스 전환물은, LC/MS 분석법으로 측정한 질량 /하전량과의 비율이 300 내지 400 m/z 범위를 갖는 물질인 방법 .
[청구항 3】
제 1항에 있어서, 상기 알를로스 전환물은, HPLC 분석법으로 분석하여 용출시간 31분 土 2분 시간에 측정되는 최대 피크를 갖는 물질인 방법.
【청구항 4】
제 1항에 있어서, 상기 알롤로스 전환물의 함량 조절은, pH 조건 및 결정화용 알를로스 조성물의 온도로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 조절하여 수행되는 것인 방법 .
【청구항 5】
제 4항에 있어서, 상기 pH 조건은 pH 4 내지 7 범위인 방법.
【청구항 6】
제 4항에 있어서, 상기 온도 조건은 70 °C 미만인 방법 .
【청구항 7】 .
제 1항에 있어서, 상기 결정화용 알를로스 조성물은, 조성물에 포함된 고형분 총함량 기준으로 알를로스 90중량 ¾ 이상으로 포함하는 것인 방법.
【청구항 8】
제 1항에 있어서, 상기 알를로스 결정을 제조하는 단계는, 결정화용 알롤로스 조성물을 20 내지 40 °C온도에서 교반하여 결정핵을 생성하는 공정 및 상기 조성물의 온도를 냉각시켜 결정을 성장시키는 공정을 포함하는 것인, 방법.
【청구항 9】
제 8항에 있어서, 상기 알를로스 결정을 제조하는 단계는, 결정화용 알롤로스 조성물의 온도를 30 내지 35°C범위로 증가시켜 냉각 도중 생성된 결정을 재용해하는 단계를 1회 이상 추가로 포함하는 것인 방법.
【청구항 10】
제 8항에 있어서, 상기 방법은 종정 ( seed)을 첨가하는 공정을 추가로 포함하는 것인 방법 .
【청구항 11】
제 1항에 있어서, 상기 방법은 알를로스 결정 수율이 45%이상인 방법.
【청구항 12】
제 1항에 있어서, 상기 결정화용 알를로스 조성물을.제공하는 단계는, 알를로스 함유 반응액을 SMB 크로마토그래피 분리공정으로 처리하고, 상기 얻어진 알롤로스 분획을 40 내지 7( C 미만의 온도 조건에서 농축하여 수행하는 것인 방법,
【청구항 13】
제 12항에 있어서, 상기 농축 공정은 적어도 2개 단계로 분할하여 수행하는 것인 방법 .
【청구항 14】
제 12항에 있어서, 상기 농축 공정을 수행하기 전에 활성탄 처리 공정을 추가로 수행하는 것인 방법.
【청구항 15】
제 1항에 있어서, 상기 결정화용 알롤로스 조성물을 제공하는 단계는, 알를로스 결정 또는 분말을 물에 용해한 용해액으로 제공하는 것인 방법.
【청구항 16】
제 15항에 있어서, 상기 알를로스 결정은 SMB 크로마토그래피 분리공정으로 얻어진 알를로스 분획을 농축하여 얻어진 농축물을 결정화하여 얻어진 결정인 방법.
【청구항 17】
고형분 총함량을 기준으로 알를로스 함량아 90중량 % 이상 및 알롤로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량이 2중량 %이하로 포함하는, 알를로스 결정화용 조성물.
【청구항 18】
제 17항에 있어서, 상기 알를로스 결정화용 조성물은 온도 45°C에서 2 cps 내지 200 cps 점도인, 조성물.
【청구항 19】
제 17항에 있어서, 상기 알롤로스 결정화용 조성물 은 전기전도도 l , 000uS/cm 이하인 조성물.
【청구항 20】
제 17항에 있어서, 상기 알롤로스 전환물 ( Impur i ty— S)은, LC/MS 분석법으로 측정한 질량 /하전량과의 비율이 300 내지 400 m/z 범위를 갖는 물질인 조성물.
【청구항 21】
제 17항에 있어서, 상기 알를로스' 전환물은, HPLC 분석법으로 분석하여 용출시간 31분 ± 2분에 측정되는 최대 피크를 갖는 물질인, 알를로스 결정화용 조성물.
【청구항 22】
제 17항에 있어서, 상기 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)은, 알를로스 분자량의 1 .5배 내지 10배의 분자량을 갖는 알를로스 변성 중합체를 포함하는 것인 조성물.
【청구항 23】
제 17항에 있어서, 상기 조성물은 pH 4 내지 7인 알를로스 결정화용 조성물.
【청구항 24】
.제 17항에 있어서, 상기 조성물은 온도 70 °C 미만으로 조절하는 것인 알를로스 결정화용 조성물.
【청구항 25】
알를로스 용액 .조성물에 포함된 알를로스 전환물 ( Impur i ty-S)의 함량을 고형분 함량을 기준으로 2중량 %이하로 조절하는'방법 .
【청구항 26】
제 25항에 있어서, 상기 방법은 pH 조건 및 온도조건으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 조건을 조절하여 수행되는 것인 방법.
【청구항 27】
제 25항에 있어세 상기 pH조건은 pH 4 내지 7 범위인 방법 .
【청구항 28】
제 25항에 있어서, 상기 온도 조건을 70 °C미만인 방법 .
【청구항 29】
제 25항에 있어서, 상기 알롤로스 용액 조성물을, 알를로스 함유 반웅액을 SMB 크로마토그래피 분리공정으로 처리하고, 상기 얻어진 알를로스.용액을 40 내지 70°C 미만의 온도 조건에서 농축하여 제조하는 것인 방법.
【청구항 30】
제 29항에 있어서, 상기 농축 공정은 적어도 2개 단계로 분할하여 수행하며, 알를로스 용액을 30~50Bx 농도가 되도록 1차로 농축을 수행하고, 1차 농축액을 다시 60~85Bx 농도로 2차로 농축하는 것인 방법 .
【청구항 31】
제 29항에 있어서, 상기 농축 공정을 수행하기 전에 활성탄 처리 공정을 추가로 수행하는 것인 방법.
【청구항 32】
제 25항에 있어서, 상기 알를로스 용액 조성물을 알를로스 결정 또는 분말을 물에 용해한 용해액으로 제공하는 것인 방법.
【청구항 33]
제 25항에 있어서, 상기 알롤로스 용액 조성물은 전기 전도도 l,000uS/cm 이하인 방법 .
【청구항 34】
제 17항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 따른 항에 있어서, 알를로스 용액 조성물을 냉각하여 제조되는 알를로스 결정 .
【청구항 35]
제 34항에 있어서, 상기 알를로스 결정으로서, 하기 (1) 내지 (5)으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 하나 이상의 특성을 갖는 알를로스 결정 .
(1) 분말 X-선 분광 스펙트럼 상에서 15.24, 18.78, 및 30.84의 회절각 (2Θ)土 0.2° 에서 피크를 갖는 분말 X-선 분광 스펙트럼을 갖는 것,
(2) 시차주사열량분석 (DSC 1 따라 125.8°C ±5°C의 Tm 온도를 갖는 것, (3) 시차주사열량분석에 따라 200 내지 220 J./g 의 용융 엔탈피 (ΔΗ)를 갖는 것 ,
(4) 350 이상, 350 내지 2000//H1의 평균 장직경을 갖는 것 , 및
(5) 알를로스 결정의 단직경에 대한 장직경 길이 (마이크로미터)의 비율 (=장직경 /단직경)이 1.0 내지 8.0 범위인 것.
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