WO2019004579A1 - 감미료 알룰로스를 제조하는 방법 - Google Patents

감미료 알룰로스를 제조하는 방법 Download PDF

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WO2019004579A1
WO2019004579A1 PCT/KR2018/004440 KR2018004440W WO2019004579A1 WO 2019004579 A1 WO2019004579 A1 WO 2019004579A1 KR 2018004440 W KR2018004440 W KR 2018004440W WO 2019004579 A1 WO2019004579 A1 WO 2019004579A1
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allylose
bricks
less
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박지원
박성원
박종진
이강표
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주식회사 삼양사
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    • C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
    • C07H3/02—Monosaccharides

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an allylose, in particular, a method for concentrating an allylose-containing solution at a low temperature to reduce the content of impurities such as fructose and reducing sugar, increase the content of allylose, To a process for producing a concentrate.
  • D-al lulose is a kind of functional saccharide known as a rare saccharide which is an epimer of fructose (Df ructose). It shows high sweetness of about 60-70% of sugar and almost calories of calories, It is known to have efficacy in prevention and improvement. In addition, it is known that Allo Ross is also excellent in solubility, and it is one of the materials where utilization for food is attracting attention.
  • Methods for producing allelose are chemical methods and biological methods. Recently, a method for producing allelose by a biological method has been known, in which a fructose-containing substrate solution is contacted with an allelox epimerase or a cell producing the enzyme, Perform the reaction all.
  • a fructose-containing solution used as a reaction raw material used in an allolos conversion step may be a fructose isomerization product obtained by isomerization reaction of glucose obtained from decomposition of starch and the like.
  • reaction solution containing D-allose is a low-purity product, it is required to separate allols at high purity.
  • various methods have been used to separate industrially produced materials into high purity.
  • high purity liquid is produced using chromatography and then crystallized to produce a product.
  • a high-purity separation process is performed.
  • a high-purity aldolose syrup can be used to carry out an alumina crystallization process.
  • a method of minimizing the conversion of alcohols obtained from the separation step into alcohols from impurities and increasing the content of allylose to concentrate the allylose in a high yield, And a method of concentration in which the Allo-Loss concentrate has storage stability during the storage period is needed.
  • one example of the present invention is a method for concentrating allylose from an aqueous solution of Allyl, comprising the steps of minimizing the conversion of allylose to an impurity, increasing the content of allylose, concentrating the allylose with high yield and high storage stability And a device used therefor.
  • It is a further object of the present invention to provide a method of making allelose comprising a method of minimizing the conversion of allelos to an impurity and increasing the content of allelos, and concentrating the alleles at a high yield, and a device used therefor.
  • the present invention relates to a method for concentrating an allylose aqueous solution at a low temperature to increase the allylus content while reducing the content of blisters such as fructose and reducing sugar and to concentrate the allylose having a high yield and storage stability.
  • the aqueous solution of the Ross may be obtained from the ALOX fraction obtained in the ALOX separation process.
  • the present invention adopts a method of concentrating an aqueous solution of Alloy at a low temperature, preferably a method of carrying out the concentration step by at least two or more distillation processes, thereby minimizing the conversion of Allox to impurities in the concentration process, To increase the utilization rate of the raw material and increase the storage stability of the allergy concentrate because the allergy can be obtained at a high yield.
  • the low-temperature thickening step may be performed by dividing into at least two stages using a thin-film vacuum concentrator or a multi-utility tube concentrator and concentrating stepwise.
  • the alallose concentrate obtained according to the method for concentrating the alallose solution according to the present invention is characterized in that the concentration of the allylose before the concentration is maintained at 35 ° C for 5 weeks on the basis of 100% Or less, 3, 0 wt% or less, 2 or 5 wt% or less, or 1. It is possible to obtain an egg yolk concentrate having an excellent storage stability of 5% by weight or less. And thus, the invention is not a relatively low temperature in alrol can produce a product with no loss solution content change in concentration of the concentrated upon alreul content reduction of the loss, product quality has been reliably confirmed that it is possible production eu below, the present invention I will explain in more detail
  • the present invention provides a method for preparing an aqueous solution comprising the steps of: obtaining an aqueous solution of an alkyllithaldehyde; And distilling the allylose aqueous solution, wherein the distilling step is carried out at a temperature of the concentrated solution of 85 ° C or lower, for example, the temperature of the allylose solution of 40 to 85 ° C, and the solid content Of at least 60, for example at least 60 and at most 85, brix.
  • the term " Bricks " is defined herein as the mass (g) of the saccharide contained in 100 g of the sample solution.
  • the distilling step may be carried out by repeating the distilling step two or more times.
  • the distilling step may be performed in at least two or more distillation steps.
  • each constituent step is carried out at least in consideration of the distillation temperature, the distillation time, the distillation method, the solid content (bricks) of the concentrate,
  • the conditions of one distillation step may be set differently and divided.
  • a step of distilling an aqueous solution of Allox to produce a low concentration liquid having a total solids content of not less than 10 bricks and not more than 60 brix a process for producing a high concentration liquid having a content of more than 60 bricks and less than 85 bricks.
  • the lower limit of the final solids content of the egg roll concentrate obtained by the process according to the present invention is 60 bricks or more, 65 bricks or more, 70 bricks or more, 75 bricks or more, 78 bricks or more, 79 bricks or more, 80 bricks or more, 81 Crugs or greater, 82 Crugs or greater, 83 Crugs or less, or And the upper limit of the final solids content may be less than or equal to 85.
  • the upper limit of the final solids content may be less than or equal to 85.
  • the final solids content of the allergy concentrate may range from a combination of one selected from the upper limit to the one selected at the lower limit of the content described above, for example from 60 bricks to 80 bricks, from 60 bricks to 80 bricks, 65 to 85 Bricks, 65 to 80 Bricks, or 68 to 85 Bricks.
  • the concentration may also range from greater than 10 to less than 60, such as from 10 to 55, such as 10 to 60, such as from 10 to 60, such as from 15 to 55, as well as from 15 to 60, 19 bricks, 20 to 29 Bricks 30 to 39 Bricks, 40 to 49 Bricks or 50 to 60 Bricks or less, and the primary concentrate is applied in a concentration of more than 60 bricks to less than 85 Bricks, for example, more than 60 Bricks to 80 Bricks , 65 to 85 Bricks, 65 to 80 Bricks, or 68 to 85 Bricks, so that the content of Alloy can be maintained stably after high purity separation have.
  • the difference between the solution temperature of the step of producing the high concentration liquid and the solution temperature of the step of producing the low concentration liquid is 0 ° C to 35 ° C, for example, 0 ° C to 25 ° C, 5 to 25T, 25 ° C, 5 ° C to 35 ° C, 10 ° C to 35 ° C, 0 ° C to 20 ° C, 5 ° C to 20 ° C, or 10 ° C to 20 ° C.
  • the distillation concentration process can be carried out in the range of 40 ° C to 85 ° C of the solubility of the Alloy solution, and when the concentration step is carried out in two processes, the solution temperature is 4 ) ° C to 75 ° C, and the solution temperature during the second concentration may be between 50 ° C and 85 ° C.
  • a two-stage concentration process using a multiple-utility tube concentrator is carried out in such a manner that the Bricks of the concentrate obtained by primary concentration in the range of 40 ° C to 60 ° C of the Alloy solution is 20 to 29,
  • the concentration of the bricks of the concentrate obtained by performing the second concentration in the range of 60 ° C to 85 ° C or the first concentration of the Alloy solution in the range of 45 ° C to 70 ° C is 30 to 39, Can be performed in the range of 50 [deg.] C to 75 [deg.] C.
  • the two-stage concentration process using a thin film vacuum concentrator can be carried out by using a concentrate obtained by first concentrating the temperature of the Alloy solution in the range of 40 ° C to 55 ° C Bricks are 10 to 60 Bricks, and the temperature of the solution is in the range of 45 ° C to 75 ° C
  • the pressure condition (inside the still) is preferably 10 ⁇ Hg or less (for example, 0.0001 to 10 ⁇ Hg, more specifically 0.0001 8 3 ⁇ 4), and preferably 5 mmHg or less More preferably 1 mmHg or less (for example, 0. to 1 mmHg, more specifically 0.01-0.8 mmHg).
  • a vacuum pump can be used to achieve this pressure condition.
  • the distillation step may further include the step of deviating from the depressurization condition or stopping the depressurization pump, for example, between the step of producing a low concentration solution and the step of producing a high concentration solution. For example, To a concentration apparatus for producing a low concentration liquid and a concentration apparatus for producing a high concentration liquid.
  • distillation pressure is higher than 10 mmHg, the distillation temperature must be increased in order to distill the alcohol without alcohol, and the above-described problems may arise.
  • an excessively low distillation pressure is undesirable because additional high vacuum equipment costs are required to lower the distillation pressure.
  • it In addition to depressurizing the interior of the still through the vacuum line during the distillation step, it can be further depressurized via the distillation residue discharge line.
  • the aqueous solution of Allox for preparing the concentrate according to the present invention may be a high purity Alloy solution containing at least 90% by weight, for example, at least 95% by weight of Alloy.
  • the viscosity of the aqueous solution may be 2 cps to 40 cps at a temperature of 45 ° C and the electrical conductivity may be 0.01 to 100 uS / cm, 0.1 to 100 LiS / cm, preferably 0.01 to 30 uS / cm, or 0.1 To 30 uS / cm.
  • aqueous solution of allylose to be subjected to the concentration step is an aldolase solution obtained by performing a simulated moving bed (SMB) chromatographic separation process using a column chromatography packed with a cation exchange resin with a calcium activating group
  • SMB simulated moving bed
  • the folate-containing feedstock is converted into an allyl conversion product by converting a fructose-containing raw material into an allyl los by using a biological catalyst, and the allyl conversion reaction product is subjected to activated carbon treatment, ion purification and simulated moving bed, SMB) chromatographic separation process.
  • SMB simulated moving bed
  • the fructose content of the fructose-containing feedstock may be at least 85% by weight based on 100% by weight of the total solids content of the fructose-containing feedstock, and the biological conversion rate of the alcohol conversion of the fructose- have.
  • the above-mentioned alallose aqueous solution will be described in more detail below.
  • the bulk concentrate of the present invention obtained in accordance with the method of concentration of the present invention may have a solids content of 60 or more to 85 Bricks or less, such as greater than 60 Bricks to 80 Bricks, 65-85 Bricks, 65-80 Bricks, or 68-85 Bricks .
  • the alohol concentrate may have a purity of at least 90 wt / wt%, such as at least 91 wt / wt%, at least 92 wt / wt%, at least 93 wt / wt, at least 94 wt / wt%, at least 95.5 wt / Or more, 96 wt% or more, 97 wt% or more, 98 wt% or more, or 99 wt% or more.
  • the content of allylose contained in the above-mentioned allergy concentrate is substantially the same as that of the allyl fraction obtained in the SMB chromatographic separation process, and the solids content thereof is increased, so that the crystallization process can be performed thereafter.
  • 'reducing sugar' means a sugar having a free aldehyde group or a ketone group and exhibiting a reducing property.
  • the 'reducing sugar' of the present invention includes monosaccharides of glass except for glucose, glucose and fructose, and sugar alcohols obtained by reducing aldoose or ketose. More specifically, the reducing sugar type of the present invention includes arabinose , Monosaccharide including xylose, mannose, Al t rose and Al lose; And sugar alcohols including Glucil tol, Mann tol, Altri tol, and Alli tol.
  • the alallose concentrate may have a fructose content of 3.0 wt% or less and a reducing sugar content of 2.5 wt% or less, and preferably a total content of fructose and reducing sugar of 4.5 wt% or less.
  • the total concentrate may have a fructose content of 2.8% by weight or less, a reducing sugar content of 2.0% by weight or less, 2.0% by weight or less, 1.5% by weight or less, 1.3% by weight or less, 1.0% Or less.
  • the method of obtaining an allrox concentrate according to the present invention can be carried out in such a way that the high purity alum can be carried out at a temperature of 85 ° C or lower, for example, 40 ° C to 85 ° C, Using . Can be performed.
  • Available thin film vacuum concentrator (Thin Fi lm Evaporator) in Los alreul production method of the present invention includes a built-in or external thin-film vacuum concentrator.
  • a specific example of the built-in thin film vacuum concentrator is a condenser built-in thin film vacuum concentrator, which includes an internal condenser, a feed line for feedstock, a distillation residue discharge line, a vacuum formation line, a vacuum line and a distillate discharge line.
  • the condenser built-in thin film vacuum concentrator usable in the present invention may further include additional components as required in addition to the above-described components, and may have various forms.
  • the evaporator used in the method of manufacturing allergy of the present invention is a multipurpose tube concentrator capable of evaporating the vapor in the solution supplied by the steam supplied to the heat source to the heat source of the ef fect concentrator Increase energy efficiency by using steam.
  • the evaporator is connected to several stages and the evaporation takes place sequentially, and the initially charged solution is concentrated at a high concentration.
  • Typical methods for improving the evaporative performance of multi-utility evaporation systems include fl ash evaporation, vapor ecompression, and vapor bleeding.
  • Instantaneous evaporation is a phenomenon in which high-temperature and high-pressure liquids are decompressed in a fl ash tank and evaporate instantaneously, and are separated into a liquid phase and a vapor phase.
  • the steam generated at this time has a high energy and is put into the evaporation system to increase the overall energy efficiency.
  • Steam separation means raising the temperature of the solution to a vapor separated from the evaporation system.
  • a typical device for raising the temperature of the solution is a preheater, which uses the vapor separated from the evaporator as an energy source to raise the temperature of the solution.
  • the vapor used for the first pipe is sequentially supplied to the next pipe to evaporate and is used as a heat source.
  • a vacuum pump to the lowest pressure and gradually lowering the pressure and boiling point of each pipe.
  • it may be a reduced pressure concentrator.
  • Another embodiment of the present invention relates to a process for the production of alallose comprising a process for producing the above-mentioned allergy concentrate.
  • the method of making an allrose of the present invention comprises the steps of: (1) performing an allelos conversion reaction step of performing an allelos biosynthesis reaction with a fructose-containing raw material; (2) an allylose separation step of obtaining the allylose fraction and the fructose raffinate by performing separation using the first conversion medium and the simulated moving bed (SMB) chromatography of the conversion reaction product; And (3) concentrating the alumina fraction.
  • the step of obtaining the alumina crystal using the alumulus concentrate may include the step of concentrating the alumina fraction.
  • the process for producing an allrose of the present invention can be used both as a continuous type and as a batch type, and is preferably a continuous type process.
  • the product obtained in the step of converting an allelose is a residue containing fructose as a raw material substrate and aldolase as a product,
  • the residual liquid is obtained, and the residual liquid may include excessive raffinate since it contains a large amount of fructose, which is a substrate of the allrich transformation reaction.
  • the term " raffinate" The product obtained by passing the raw material through the separation process includes a target fraction containing the target substance to be increased in the separation process and a substance to be removed or reduced in the separation process , And is referred to as the residual liquid raffinate.
  • the allyl fraction obtained in the high purity separation process using the SMB chromatography in the present invention can be produced as a liquid syrup through an alcohol concentration process or can be commercialized as an allolus crystal through an Alloy crystallization process. Ion fractionation of the allyl fraction obtained in the SMB chromatographic separation step and concentration to obtain a concentrate.
  • the concentrate may be used as a product of an allrose syrup, or may be added to a crystallization process to produce an allrose crystal.
  • a reaction solution containing allolose converted from fructose is obtained as a product of the process.
  • a strain producing an allelic epimerase or a recombinant strain in which a gene encoding the allelic epimerase has been introduced is cultured, obtained alreul fructose Los epimerase-containing raw material can be produced by the banung.
  • the above-mentioned alleles epimerase can be carried out by a solid phase reaction using a liquid phase reaction or an immobilized enzyme.
  • a recombinant strain into which a gene encoding an allelic epimerase has been introduced or a gene encoding an allelic epimerase has been introduced is obtained, and the culture of the strain, the culture of the strain, the lysate of the strain, and the extract of the lysate or culture , which comprises reacting a fructose-containing raw material with a composition for the production of an allrose comprising at least one member selected from the group consisting of:
  • a composition for the production of an allrose comprising at least one member selected from the group consisting of:
  • the step of converting an allelic lipase according to an embodiment of the present invention is carried out by a biological method, and the step of immobilizing the allelic lipid epimerase to a carrier comprises the steps of filling the immobilized enzyme in a column, Supplying the solution. .
  • Columns to be packed with carriers on which the enzyme or cells are immobilized and the method of layering on the columns can be easily selected and carried out according to enzymes, cells, or immobilized carriers used by those skilled in the art.
  • the immobilized enzyme can be layered on a column to produce a packed-bed column. Enzymatic reactions, i. E., Conversion of fructose to allylose, can be performed by feeding the lyophilized column with a supernatant solution that is a substrate.
  • the fructose starting material to be subjected to the allelos conversion process according to the present invention can be produced by a biological method or a chemical method, and is preferably a biological method.
  • the fructose source may be provided as a liquid source such as fructose syrup or as a powder source such as fructose powder and in the case of fructose syrup it may be in the form of a product obtained in a biological or chemical manufacturing process, Or may be one prepared by dissolving.
  • An example of producing a fructose raw material by a biological method includes a step of performing a fructose isomerization step of isomerizing a glucose-containing raw material with a fructose isomerase or a cell producing the enzyme, and separating, purifying and concentrating the fructose And the like. .
  • the concentration of fructose used as a substrate may be 85 w / v or more, 90 w / v% or more, or 95 w / v% or more based on the total reaction product (W / v), 88 to 99 w / v, 88 to 99 w / v, 88 to 99 w / v, 85 to 87 v), 94 to 99 (w / v) or 97 to 99 3 ⁇ 4 (w / v).
  • the concentration of fructose, and the solubility of fructose, and the fructose can be used in a solution state dissolved in a buffer solution or water (for example, distilled water).
  • the fructose raffinate obtained in the high purity separation step of producing allrose can be added alone as a raw material for the allelose conversion reaction or as a novel fructose starting material.
  • the feces of the fructose raffinate and the new fructose source are used as a reaction raw material for the conversion reaction of the loses.
  • the ratio of the fructose raffinate and the new fructose raw material can be adjusted appropriately.
  • the process for producing allelos according to the present invention comprises converting the allelos conversion reaction product into an allelos conversion including an ion purification and a mass transfer layer (SMB)
  • a separation process of the reaction product can be performed.
  • the allylus conversion reaction product is subjected to SMB chromatographic separation to separate the allylus fraction and the fructose raffinate, which have a higher total allyl content than the conversion reaction product, and the allylus fraction is subjected to an alcohol concentration process or crystallization Can be added to the process.
  • Content in the Los alreul alreul Los fraction may comprise the separation / purification is at least 85% by weight, for example 85,% by weight, to about 95% (w / w) or more.
  • the ion purification process may be performed before and / or after the SMB chromatographic separation process.
  • the primary ion purification which performs the ion purification process before performing the SMB chromatographic separation can be carried out by the same or different method as the secondary ion purification of the following arts fraction, for example, the same kind or different kinds Of the ion exchange resin is filled in the separation tower.
  • the ion purification process may be performed at a temperature of 35 ° C to 50 ° C, or 38 ° C to 58 ° C, in consideration of the physical properties of the resin used for ion purification and ion purification efficiency.
  • a step of selectively treating the alluric conversion antiprotozoal product with activated charcoal may be further performed before the first ionic purification process of the alkylation conversion reaction product is performed.
  • the high-purity separation process using SMB chromatography is an easy separation method for securing the stability of the material because there is no phase change during the separation process.
  • a chromatographic separation method is widely used as a liquid adsorption separation method.
  • the simulated moving bed adsorption separation method (SMB) is a separation technique proposed in US Pat. No. 2,985,589 in 1961, and is continuously separated using a plurality of columns, Purity and productivity compared to batch chromatography And has an advantage of being able to use less solvent.
  • the simulated moving bed (SMB) adsorbing and separating step is a step of continuously injecting a separation target and producing raffinate and extract.
  • the product obtained after the separation process includes metal ions.
  • An example of the cation exchange resin of the strong acid may be a cation exchange resin with a calcium activator attached thereto.
  • the high purity separation process may be carried out at a temperature of 45 to 70 ° C, for example, 50 to 65 ° C.
  • a method for producing an allrox crystal comprises the steps of: a second ion purification of an allyl fraction obtained in an SMB chromatographic separation step; Comprising the steps of: concentrating an ion-purified allyl fraction; and crystallizing the allylose from the concentrate to obtain an allelic acid crystal and an allolosic crystallization mother liquor, wherein the step of collecting, washing and drying the allylus crystals May be further included.
  • the preparation of the above-mentioned all-round crystals may include a first ion purification, an SMB chromatographic separation, a secondary ion purification, a concentration and a crystallization process.
  • the allyl conversion reaction product may be subjected to an activated carbon treatment process, The purification process, or both the activated carbon treatment process and the ion purification process can be performed.
  • the method for preparing the aldol crystals according to the present invention can be carried out by controlling the temperature and concentration of the alcohol concentrate solution. Specifically, the supersaturated state required for the crystallization can be determined by lowering the temperature of the alcohol solution, Gt; D-allose < / RTI > 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 or a microscope or by analyzing the sugar concentration in the supernatant obtained from 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 crystallization of an Alloy concentrate solution to make an Alloy crystal, rapid cooling is carried out through a heat exchanger in a temperature range of 10 ° C to 25 ° C, .
  • the method for producing an allrox crystal according to the present invention is characterized by further comprising the steps of recovering the allyl crystals obtained in the crystallization step by various solid-liquid separation methods, for example, centrifugal separation, washing with deionized water, and drying .
  • the drying step may be performed in a fluidized bed dryer or a vacuum dryer, but is not limited thereto. 95% by weight or more, 96% by weight or more, 97% by weight or more, 98% by weight or more, or 99% by weight or more based on 100% by weight of total solids content) .
  • Alreul Los crystallization mother liquor according to the invention may be a filtrate obtained after removing the alreul Los crystal in the crystallization process, and also may further comprise a washing water obtained in the crystal washing step.
  • the alumina crystallization mother liquor may have an allyl content of 80 wt% or more, for example, 80 wt% to 99 wt% or 85 wt% to 96 wt% based on 100 wt% of the total solid content, and the solid content is 70 It may be less than bricks, for example 60 bricks to 70 bricks.
  • the mother liquor crystallization mother liquor obtained in the crystallization step can be recycled by the separation step of the alcohol conversion reaction product.
  • the aldolosylation crystallization mother liquor is introduced into one or more separation processes selected from the group consisting of an activated carbon treatment of an alcohol conversion reaction product, ion purification, and a separation process of a mobile phase (SMB) chromatographic separation layer Can be recycled to Allo Ross manufacture.
  • an example of the separation step is a step of separating the allyl conversion reaction product.
  • the primary ion purification process and the SMB chromatographic separation process can be performed, or the activated carbon treatment, the primary ion purification process, and the SMB chromatographic separation process can be performed on the alluric conversion reaction product, and in the separation process, the SMB chromatographic separation process , An enrichment process may optionally be performed.
  • the separation process is the same as described above in the separation process of the allotrolysis reaction products.
  • the mother liquor crystallization mother liquor when introduced into the primary ion purification step and subjected to an ion purification process such as an allose conversion reaction product, it is sequentially treated with an ion purification and SMB chromatographic separation process, or sequentially Activated carbon treatment process, ion purification and SMB chromatography separation Process. ≪ / RTI > Optionally, an additional thickening can be performed prior to the SMB chromatographic separation process.
  • the method for producing an allergy concentrate according to the present invention is characterized in that the concentration of the allergy product is prevented from deteriorating by improving the purity and yield of the allergy product and the utilization ratio of the raw material, It is a method to improve stability.
  • 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.
  • the coding gene (DPE gene: Gene bank: EDS06411.1) derived from Clostridium scintens ATCC 35704 was introduced into a recombinant vector (pCES-sodCDPE) , And the prepared recombinant vector (pCES_sodCDPE) plasmid was transformed with Corynebacterium glutaricum using electroporation. The beads containing the transformed Corynebacterium glutaricum cells were prepared and filled in an immobilization reaction column.
  • the content of the allylose syrup in the raw material syrup is 20 to 27% by weight, which is obtained by subjecting the raw substrate solution (alorose syrup) having a fructose content of 88% by weight or 95% To obtain a syrup having an alcohol concentration of 45 to 55% by weight.
  • High purity chromatography was carried out using a Ca 2+ -type separation resin to obtain an allyl fraction of 5 to 15% by weight.
  • Alloy fraction was ion-purified and its electrical conductivity was adjusted to 20 uS / cm or less and then concentrated using a multi-utility tube concentrator. Concentration was carried out at n hr / hr and the temperature of the steam was 125 ° C to WO. At this time, the temperature of the solution was concentrated from 86 ° C to 100 ° C. The steam condition is the concentration temperature conventionally used in the starch industry. Concentration was concentrated from the initial 5 to 15% by weight to 70 to 72% by weight, based on the amount of the allylose, and the time required for the allrox fraction to concentrate in the multi-effusion tube was between 8 and 15 minutes.
  • the concentrated product was packed in a PE container at a temperature of 10 to 30 DEG C through a heat exchanger.
  • Table 1 shows the results of the concentration process of the allose syrup A and the results of the concentration process of the allose syrup B are shown in Table 2.
  • Tables 1 and 2 the contents of allose, glucose, fructose and reducing sugar were measured using HPLC.
  • Alloy fraction was adjusted to a conductivity of 20 uS / cm or less through ion purification process and then concentrated by two stage concentration using a multi - utility tube concentrator in the concentration process. Concentration was first concentrated to 20 to 29 wt% at an initial solid content (br ix) of 5 to 15 wt%, and secondarily concentrated to 70 to 72 wt%. '
  • the temperature of the steam was given in the range of 80 ° C to 90 ° C, and the temperature of the liquid was heated to 45 ° C to 50 ° C to conduct the concentration.
  • the steam temperature for tea concentrate was heated to 110 ° C to 120 ° C
  • alreul Ross solution of progress in the concentration temperature 7 rc to 8 (rc. That alreul Los fraction takes in and concentrated in multiple effect Related Equipment
  • the time was between 8 and 15 minutes for both primary and secondary enrichment.
  • the concentrated product was packed in a PE container at a temperature of 10 to 30 DEG C through a heat exchanger. The contents of each process are shown in Table 3 below.
  • Example 1 The procedure of Example 1 was followed except that the concentration was carried out by a two-stage concentration using a multi-utility tube concentrator in the concentration process. Concentration is performed in the initial 5 <
  • the degree of saturation of the steam was given at 9 ° C to 100 ° C, at which time the temperature of the liquid was warmed to 50 ° C to 60 ° C and concentration proceeded.
  • the steam temperature was raised from ioo ° C to Liqur, and the solution was concentrated at a temperature of 60 ° C to 70 ° C.
  • the time required for the enrichment of the Allo Ross fraction in the multiple effluent line was between 8 and 15 minutes for both primary and secondary enrichment.
  • the concentrated product was packed in a PE container at an angle of 10 ° C to 30 ° C through a heat exchanger. The contents of each process are shown in Table 4 below.
  • Example 1 The procedure of Example 1 was followed except that the concentration was carried out by a two-stage concentration using a thin film vacuum concentrator in the concentration step.
  • Alloy fraction was ion-purified and its conductivity was adjusted to 20 uS / cm or less and concentrated using a centrifugal thin film vacuum concentrator. Using a centrifugal thin film vacuum concentrator, at a concentration rpm of 400 to 600, the temperature of the steam
  • the temperature of the solution was first warmed to rc to 5 (rc), and the primary concentration of the initial aldolose solution was 5 to 15 wt% to 50 to 60 wt% .
  • the steam temperature was raised to 80 to 90 DEG C. and the concentration was carried out at a temperature of 50 to 60 DEG C. to concentrate the allyl content to 70 to 72 wt.
  • the time required for the concentration of the Ross fraction in the centrifugal thin film vacuum concentrator apparatus was in the range of 30 minutes to 90 minutes for the first and second concentrations, respectively.
  • the concentrate was passed through a heat exchanger at a temperature of between io ° C and 3 ° C The contents of each process are shown in Table 5 below.
  • the storage stability of the comparative sample produced by one stage condensation using the multi-utility tube concentrator was lowered, while the products of Examples 2 and 3 had a smaller decrease width than the comparative sample .
  • the storage stability test results at 35 ° C showed 4.1% reduction in contents, 1.1% in Example 2, and 1.3% in Example 3, respectively, and the effect of improving the stability of the allylose by lowering the concentration temperature .

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Abstract

본 발명은 기능성 감미료인 알룰로스 함유 용액을 고순도 분리하여 얻어진 정제물을 농축하여, 프럭토오스와 환원당과 같은 불순물의 함량을 감소시키고 알룰로스 함량을 증가시키고， 높은 수율로 안정성이 있는 알룰로스를 정제하는 방법에 관한 것이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
감미료 알를로스를 제조하는 방법 【기술분야】
본 발명은 알를로스 제조하는 방법에서, 특히 알를로스 함유 용액을 저온에서 농축하여 프 ¾]토오스와 환원당과 같은 불순물의 함량을 감소시키고 알롤로스 함량을 증가시키고, 높은 수율로 안정성이 있는 알롤로스 농축물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
【배경기술】
알를로스 (D-al lulose)는 과당 (D-f ructose)의 에피머로서 희소당으로 알려진 기능성 당류의 일종으로, 설탕의 약 60 내지 70%의 높은 감미도를 나타내면서도 열량은 거의 제로 칼로리에 가까워 당뇨병의 예방 및 개선에 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 또한 알를로스는 용해성도 우수한 것으로 알려져 있어, 식품에의 활용이 주목되고 있는 소재 중 하나이다.
알를로스를 제조하는 방법은 화학적 방법 및 생물학적 방법이 있으며 최근 생물학적 방법으로 알를로스를 제조하는 방법은， 과당 -함유 기질 용액과 알롤로스 에피머화 효소 또는 상기 효소를 생산하는 균체와 접촉하여 알를로스 전환반응올 수행한다. 알롤로스 전환 공정에 사용되는 반응 원료인 과당 함유 용액이 전분 등의 분해로부터 얻어지는 포도당을 이성화 반응으로 얻어진 과당 이성화 반응생성물일 수 있다.
그러나, D-알를로스를 포함하는 반응액은 저순도 제품이기 때문에 고순도로 알롤로스를 분리하는 것이 요구된다. 실제로 산업적으로 생산되는 소재들은 고순도로 분리하기 위해 다양한 방법들이 적용되고 있으며， 당의 경우 주로 크로마토그래피를 사용하여 고순도액을 만든 후， 결정화하여 제품을 생산하고 있다.
상기 알를로스 전환 반응생성액으로부터 고순도 알를로스 제품을 얻기 위해서는 고순도 분리공정을 수행하며, 또한 알를로스 결정을 얻기 위해서는 고순도의 알롤로스 시럽을 이용하여 알를로스 결정화 공정을 수행할 수 있다ᅳ 상기 알롤로스 분리공정에서 얻어진 알를로스 분획으로부터 알롤로스로부터 불순물로 전환하는 것을 최소화하고 알를로스 함량을 증가시켜 고수율로 알롤로스를 농축하는 방법 및 원료의 이용률을 높이고, 알를로스 농축액이 보관 기간 동안 저장 안정성을 갖는 농축방법이 필요한 실정이다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
이에， 본 발명의 일 예는 알를로스 수용액으로부터 알를로스를 농축하는 방법으로서, 알를로스로부터 불순물로 전환하는 것을 최소화하고 알를로스 함량을 증가시켜, 고수율 및 저장안정성이 높은 알롤로스를 농축하는 방법 및 이에 사용되는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 추가 목적은, 알를로스로부터 불순물로 전환하는 것을 최소화하고 알롤로스 함량을 증가시켜 고수율로 알를로스를 농축하는 방법을 포함하는 알를로스 제조방법 및 이에 사용되는 장치에 관한 것이다.
【기술적 해결방법】
본 발명은 알를로스 수용액을 저온 농축하여, 프릭토오스와 환원당과 같은 블순물의 함량을 감소시키면서 알롤로스 함량을 증가시키고, 고수율 및 저장안정성이 높은 알를로스를 농축하는 방법에 관한 것이다ᅳ 상기 알롤로스 수용액은 알를로스 분리공정에서 얻어진 알를로스 분획으로부터 얻어지는 것일 수 있다.
알롤로스의 농축 공정을 통해 높은 브릭스까지 한번에 고형분 함량을 증가시킬 경우, 프럭토오스와 환원당과 같은 블순물 또는 알를로스 전환물의 함량이 증가하여 알롤로스 순도가 낮아져 최종 생산 수율 및 제품의 품질이 떨어지며, 또한 보관기간 동안 저장 안정성이 낮은 문제가 있다. 따라서, 생산 수율， 제품 품질 및 보관 안정성을 고려하여 기존 전분당 제조 방식과 다른 농축 방법을 필요로 할 수 있다.
이에， 본 발명은 알를로스 수용액을 저온에서 농축하는 방법， 바람직하게는농축 공정을 적어도 2 이상의 증류 공정으로 수행하는 방법을 채택함으로써, 농축과정에서 알를로스가 불순물로 전환하는 것을 최소화하고 알를로스 함량을 증가시켜， 고수율로 알를로스를 얻을 수 있어 원료의 이용률을 높이고， 알를로스 농축액의 이 저장 안정성이 증가하는 장점이 있다. 상기 저온 농축 공정은 박막진공 농축기 또는 다중효용관 농축기를 이용하여 적어도 2단계 이상으로 나누어 단계적으로 농축하는 것으로 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 알롤로스 용액의 농축방법에 따라 얻어진 알롤로스 농축물은, 농축전 알를로스 함량 100중량 %를 기준으로， 35°C에서 5주간 보관 조건에서， 알를로스 함량 감소폭이 3. 5중.량¾)이하, 3 , 0중량 %이하, 2 , 5 중량%이하, 또는 1 . 5중량 %이하인 보관 안정성이 우수한 알를로스 농축액을 얻을 수 있다. , 이에, 본 발명은 비교적 저온에서 알롤로스 수용액을 농축 시 함량 변화 없이 제품을 생산할 수 있으며， 농축 시 알를로스의 함량 감소가 없고， 제품 품질이 안정적으로 생산 가능한 것을 확인하였다ᅳ 이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다ᅳ
본 발명은 알를로스를 포함하는 알를로스 수용액을 얻는 단계; 및 상기 알롤로스 수용액을 증류하는 단계를 포함하며， 상기 증류하는 단계는 농축 용액의 온도가 85 °C 이하, 예를 들면 알뽈로스 용액의 온도가 40 내지 85 °C인 범위에서 수행되며, 고형분 함량이 60 이상， 예를 들면 60브릭스 이상 내지 85 브릭스 이하인 알를로스 농축액을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 명세서에서 '브릭스' 용어는 시료 용액 100g에 포함된 당류의 질량 (g)으로 정의된다.
상기 증류하는 단계는, 상기 증류하는 단계는 2회 이상 반복하여 수행될 수 있다. 상기 증류하는 단계는, 적어도 2 이상의 증류 공정으로 수행될 수 있다.
상기 증류 농축 단계를 적어도 2이상의 구성 증류공정으로 수행하는 경우， 각 구성 공정은, 증류 온도， 증류 시간， 증류 방식, 농축액의 고형분 함량 (브릭스) , 농축액에 포함된 알를로스 순도 등을 고려하여 적어도 하나의 증류 공정의 조건을 상이하게 설정하여 나누어 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 증류단계를 2 공정을 수행하는 경우에는, 알를로스 수용액을 증류하여 전체 고형분 함량 10 브릭스 이상 내지 60 브릭스 이하로 저농축액을 제조하는 공정 및 상기 저농축액을 증류하여 전체 고형분 함량 60 브릭스 초과 내지 85 브릭스 이하의 고농축액을 제조하는 공정을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법으로 얻어진 알를로스 농축액의 최종 고형분 함량의 하한치는 60브릭스 이상 또는 초과， 65브릭스 이상 또는 초과, 70브릭스 이상 75 브릭스 이상, 78 브릭스 이상, 79 브릭스 이상, 80 브릭스 이상, 81 브릭스 이상, 82 브릭스 이상, 83 브릭스 이하， 또는 84브릭스 이상일 수 있으며 , 최종 고형분 함량의 상한치는 85.브릭스 이하， 84 브릭스 이하， 82 브릭스 이하, 81 브릭스 이하， 80 브릭스 이하， 79 브릭스 이하， 78 브릭스 이하， 75 브릭스 이하 또는 70 브릭스 이하일 수 있다. 또한, 알를로스 농축액의 최종 고형분 함량은 상기 기재된 함량의 하한치에서 선택된 하나와 상한치에서 선택한 하나의 수치를 조합한 범위일 수 있으며， 예를 들면 60 브릭스 이상 내지 80 브릭스, 60 브릭스 초과 내지 80 브릭스, 65 내지 85 브릭스， 65 내지 80브릭스， 또는 68 내지 85브릭스 둥일 수 있다.
또한， 농축은 초기 전체 고형분 함량 (brix) 5 내지 15 브릭스에서 10 브릭스 이상 내지 60 브릭스 이하까지， 예를 들면 10 내지 55브릭스, 10 내지 60브릭스, 15 내지 55 브릭스, 15 내지 60브릭스， 10 내지 19브릭스， 20 내지 29브릭스 30 내지 39 브릭스, 40 내지 49브릭스 또는 50 내지 60브릭스 이하까지 1차 농축하고, 상기 1차 농축액을 60 브릭스 초과 내지 85브릭스 이하， 예를 들면 60 브릭스 초과 내지 80 브릭스， 65 내지 85 브릭스, 65 내지 80브릭스， 또는 68 내지 85브릭스까지 2차 농축하는 적어도 2단계로 구분된 농축 공정으로 수행할 수 있으며, 이에 따라 알를로스의 함량이 고순도 분리 후부터 안정적으로 유지될 수 있다.
상기 고농축액을 제조하는 공정의 용액 온도와 저농축액을 제조하는 공정의 용액 온도와의 차이는 0°C 내지 35°C , 예를 들면 0°C 내지 25°C , 5 내지 25T：， 10 내지 25°C , 5°C 내지 35°C， 10 °C 내지 35°C , 0°C 내지 20°C , 5°C 내지 20°C , 또는 10°C 내지 20°C일 수 있다.
예를 들면， 상기 증류 농축 공정은， 알를로스 용액의 은도가 40°C 내지 85°C인 범위에서 수행할 수 있으며, 농축단계를 2개 공정으로 수행하는 경우 1차 농축 시 용액 온도가 4()°C 내지 75°C인 범위이고， 2차 농축 시 용액 온도가 50°C 내지 85°C일 수 있다.
구체적인 예로서 , 다중효용관 농축기를 이용하는 2단 농축 공정은, 알를로스 용액의 온도가 40°C내지 60°C인 범위에서 1차 농축하여 얻어지는 농축물의 브릭스가 20 내지 29이고， 용액의 온도가 60 °C 내지 85°C인 범위에서 2차 농축을 수행하거나, 알를로스 용액의 온도가 45°C 내지 70°C인 범위에서 1차 농축하여 얻어지는 농축물의 브릭스가 30 내지 39이고， 용액의 온도가 50°C 내지 75°C인 범위에서 2차 농축을 수행할 수 있다.
또한, 박막진공 농축기를 이용하는 2단 농축 공정은， 알를로스 용액의 온도가 40°C 내지 55°C인 범위에서 1차 농축하여 얻어지는 농축물의 브릭스가 10 내지 60브릭스이고, 용액의 온도가 45 °C 내지 75°C인 범위에서
2차 농축을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 증류하는 단계에서 압력조건 (증류기 내부)은 10 瞧 Hg 이하 (예컨대, 0.0001~10腿 Hg, 보다 구체적으로는 0.0001 8 隱 ¾)인 것이 바람직하고， 5 mmHg 이하 (예컨대 0.001-5 瞧¾)인 것이 더 바람직하며, 1 mmHg 이하 (예컨대, 0.이〜 1 mmHg, 보다 구체적으로는 0.01-0.8 隱 Hg)인 것이 보다 바람직하다. 이러한 압력조건을 달성하고자 감압펌프를 사용할 수 있다. 상기 증류하는 단계에서, 상기 감압조건을 벗어나.거나, 예를 들면 감압펌프를 중단하여 공정을， 저농축액올 제조하는 공정과 고농축액을 제조하는 공정 사이에 추가로 포함할 수 있으며， 예를 들면 저농축액을 제조하는 농축장치와 고농축액을 제조하는 농축 장치로 이송하는 것으로 수행될 수 있다.
상기 증류 압력이 10 mmHg 보다 높으면 무수당 알코올을 증류해 내기 위해서는 증류 온도를 높여야 하고, 그럴 경우 상기한 바와 같은 문제점이 발생할 수 있다. 반면 증류 압력을 낮추기 위해서는 고진공 장치비용이 추가로 소요되므로 지나치게 낮은 증류 압력은 바람직하지 않다 . 본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면，. 증류 단계의 수행시 증류기 내부를 진공 라인을 통해 감압하는 것에 더하여, 증류 잔여물 배출 라인을 통하여 추가로 감압할 수 있다.
본 발명에 따른 농축액을 제조하기 위한 알를로스 수용액은， 알를로스를 90중량 % 이상， 예를 들면 95 중량 % 이상 함량으로 포함하는 고순도 알롤로스 용액을 일 수 있다. 상기 알를로스 수용액의 점도는 온도 45°C에서 2 cps 내지 40 cps일 수 있으며， 전기전도도는 0.01 내지 100 uS/cm, 0.1 내지 100 LiS/cm, 바람직하게는 0.01 내지 30 uS/cm, 또는 0.1 내지 30 uS/cm일 수 있다.
상기 농축공정의 대상이 되는 알롤로스 수용액의 일예는, 칼슘 활성기가 부착된 양이온교환수지가 충진된 칼럼 크로마토그래프를 이용하여 모사 이동층 (simulated moving bed, SMB) 크로마토그래피 분리 공정을 수행하여 얻어지는 알를로스 분획일 수 있으며， 구체적으로 생물학적 촉매를 이용하여 과당 -함유 원료를 알를로스로 전환하는 알를로스 전환 반응생성물을 얻고, 상기 알를로스 전환 반응생성물의 활성탄 처리， 이온정제 및 모사 이동층 (simulated moving bed, SMB) 크로마토그래피 분리 공정을 수행하여 얻어진 알를로스 분획일 수 있다. 상기 알롤로스 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 %이상이며， 알를로스 전환반응의 알를로스 전환율은 15% 내지 7 인 생물학적 촉매를 사용하는 것일 수 있다. 상기 알롤로스 수용액에서는 하기에서 더욱 자세히 설명하고자 한다 .
본 발명의 농축 방법에 따라 얻어진 알를로스 농축액은 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. 상기 알롤로스 농축액은, 알를로스 순도 90 wt /wt% 이상, 예를 들면 91 wt/wt% 이상， 92 wt/wt% 이상， 93 wt /wt 이상, 94 wt/wt% 이상, 95.5 wt /wt 이상, 96중량 %이상， 97 중량 %이상， 98 중량%이상 또는 99중량 %이상일 수 있다. 상기 알를로스 농축물에 포함된 알롤로스 함량은 상기 SMB 크로마토그래피 분리 공정에서 얻어진 알를로스 분획의 알를로스 함량과 변동이 거의 없으며, 고형분 함량이 증가하여 이후 결정화 공정을 수행할 수 있도록 한다.
본 발명에서 '환원당 (reducing sugar ) ' 은 유리 알데히드기 또는 케톤기를 갖고 환원성을 나타내는 당을 의미한다. 본 발명의 '환원당' 은 알를로스, 글루코스 및 프락토스를 제외한 유리의 단당류와， 알도오스 혹은 케토오스를 환원하여 얻어자는 당알코올류를 포함하며， 더욱 상세하게 본 발명의 환원당 종류는 아라비노오스, 키실로오스, 만노오스， 알트로오스 (Al t rose) 및 알로스 (Al lose)를 포함하는 단당류; 및 글루시를 (Gl uci tol ) , 만나를 (Manni tol ) , 알트리를 (Al tr i tol ) 및 알리를 (Al l i tol )을 표함하는 당알코오류를 포함한다.
상기 알를로스 농축물에 포함된 프럭토오스 및 환원당의 합계 함량이
4.5 중량 %이하， 바람직하게는 4.0중량 %이하, 3.7 중량 %이하, 3.5중량 ¾이하, 3.0중량¾이하, 2.0 중량 %이하， 또는 1.0 중량 ¾)이하일 수 있다. 상기 알롤로스 농축액은 프럭토오스 함량이 3.0 중량 %이하이고, 환원당의 함량이 2.5 중량 %이하일 수 있으며 바람직하게는 상기 프럭토오스와 환원당의 합계 함량은 4.5 중량 % 이하 조건을 만족하는 것이다. 구체적인 예로서, 상기 알를로스 농축액은 프럭토오스 함량이 2.8 중량 %이하이고, 환원당의 함량이 2.0 중량 % 이하, 2.0 중량 % 이하， 1.5 중량 % 이하， 1.3 중량 %이하， 1.0 중량 % 이하, 0.5 중량 % 이하일 수 있다. 본 발명에 따른 알를로스 농축액을 얻는 방법은, 고순도 알를로스 용액의 온도가 85 °C 이하, 예를 들면 40°C 내지 85°C의 온도에서 수행될 수 있으며, 구체적으로 박막농축기 또는 다중효용 증발기를 사용하여 .수행할 수 있다.
본 발명의 알를로스 제조 방법에서' 사용 가능한 박막진공 농축기 (Thin Fi lm Evaporator )는 내장형 또는 외장형 박막진공농축기를 포함한다. 내장형 박막진공농축기의 구체예는 응축기 내장형 박막진공 농축기로서, 내장형 응축기， 원료 투입라인, 증류 잔여물 배출 라인, 진공형성용 결가지 라인, 진공 라인 및 증류물 배출 라인을 구비하며， 그 외에 가열을 위한 가열 자켓 , 와이퍼 (wiper ) , 응축기 가드 및 넁각수 유입 /유출 라인을 포함한다. 본 발명에서 사용 가능한 응축기 내장형 박막진공 농축기는 상기한 구성요소들 이외에 필요에 따라 추가의 구성요소들을 더 포함할 수 있으며， 그 형태도 다양할 수 있다.
본 발명의 알를로스 제조 방법에서 사용 가능한 다증효용관 농축기 (mul t ip l e ef fect evaporator )는 열원으로 공급되는 증기에 의해 투입된 용액에서 증발된 증기를 다음 단 (ef fect ) 농축기 (증발기 )의 열원 증기로 쓰는 방식으로 에너지 효율을 증진시킨다. 증발기가 여러' 단으로 연결되어 순차적으로 증발이 일어나며 초기에 투입된 용액은 고농도로 농축된다. 다중효용증발시스템의 증발성능을 향상시키는 대표적인 방법으로 순간 증발 ( f l ash evaporat ion) , 증기 재압죽 (vapor ecompress i on) , 증기 분리 (vapor bleeding)등 이 있다. 순간 증발은 고온, 고압의 액체가 f l ash tank에서 감압되어 순간적으로 증발이 일어나는 현상으로 액상과 기상으로 분리된다. 이때 발생된 증기는 높은 에너지를 갖게 되며 증발시스템에 투입되어 전체적인 에너지 효율을 상승시킨다. 증기 분리는 증발시스템에서 분리된 증기로 용액의 온도를 상승시키는 것을 의미한다. 용액의 온도를 상승시키는 대표적인 장치는 예열기 (preheater )이며 증발기에서 분리된 증기를 에너지원으로 이용하여 용액의 온도를 상승시킨다. 증발기에 투입된 용액의 은도가 상승되면 증발기와의 온도차가 커지므로 용액으로부터 증발하는 수분의 양은 증가한다. 증기 재압축은 증발과정 중 발생된 저압의 증기를 고압으로 압축하여 고온의 증기를 증발시스템에 재공급하는 것을 의미한다ᅳ 투입된 증기유량의 증가와 온도의 상승으로 높은 에너지의 증기가 증발시스템에 투입되며 증발성능은 향상된다. 증발기에 증기가 유입되면 용액과의 열 교환으로 증기는 웅축되고 용액 은 방출된 응축열을 흡수하여 증발과정을 거쳐 증기와 농축된 용액으로 분리된다. 분리된 증기는 다음 증발기의 에너지원으로 사용되며 농축된 용액은 증발과정을 거쳐 고농도로 농축된다. 이와 같은 연쇄 반웅으로 증발이 일어나고 용액의 농도는 상승하게 된다.
수증기의 잠열을 회수해서 이용하기 위하여 같은 형의 증발관올 보통
2 내지 7개를 직렬로 연결하여， 최초의 관에 사용한 증기를 다음 관에 순차적으로 공급해서 증발을 행하며， 열원으로서 이용하는 방식을 말한다. 최후의 관에서 발생증기를 응축기로 넁각하고， 진공펌프로 배기시켜 최저압력으로 하고 각 관의 압력 및 비점을 차츰 강하시켜서 가열을 유효하게 하여, 에너지 효율을 높이기 위한 것으로서, 액상 성분의 농축을 위한 용도로 사용된다. 바람직하게는 감압 농축기일 수 있다.
3중 효용 (효용수 N=3)의 증발농축장치에 3중 효용 증발농축장치는 수봉식 수증기 압축기 외에, 주된 기구로서, 제 1 효용증발기, 제 2 효용증발기, 제 3 효용증발기， 웅축기， 응축수 펌프 및 진공 펌프 등으로 이루어진 시스템이며， 필요에 따라 상기 구성요소 이외의 추가의 구성요소들을 더 포함할 수 있으며 , 그 형태도 다양할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일예는, 상기 알를로스 농축물을 제조하는 방법을 포함하는 알롤로스의 제조방법에 관한 것이다.
구체적 일예에서， 본 발명의 알를로스 제조방법은 ( 1)과당 -함유 원료로 알를로스의 생물학적 전환 반웅을 수행하여 알를로스 전환 반웅생성물을 제조하는 알를로스 전환 공정; (2)상기 전환 반응생성물을 제 1차 이은정제 및 모사 이동층 (s imul ated movi ng bed , SMB) 크로마토그래피를 이용한 분리를 수행하여 알를로스 분획과 과당 라피네이트를 얻는 알를로스 분리 공정; 및 (3) 상기 알를로스 분획을 농축하는 공정을 포함할 수 있으며, 추가적으로 (4)상기 알를로스 농축물을 이용하여 알를로스 결정을 얻는 공정을 포함할 수 있다.
본 발명의 알를로스 제조 공정은 연속식과 배치식 모두 사용가능하며, 바람직하게는 연속식 공정이다. 본 발명의 일 예에서 알를로스 전환 공정에서 얻어지는 산물은 원료 기질인 과당과 생산물인 알롤로스를 포함하는 흔합물이며， 고순도 분리공정을 거치면서 목적 물질인 알를로스의 함량이 증가된 알를로스 분획과 잔류액을 얻으며， 잔류액에는 알를로스 전환 반응의 기질인 과당이 다량 포함되므로 과량 라피네이트를 의미할 수 있다. 본 명세서에서， 용어 "라피네이트 (raf f inate) "라 함은 추잔액이라고도 하며， 분리공정에 투입된 원료가 분리공정을 통과하여 얻어지는 산물에는 분리공정으로 함량을 높이고자 하는 목적 물질을 포함하는 목적 분획과， 분리공정에서 제거 또는 함량을 감소하고자 하는 물질등을 포함하는 잔류액을 포함하며， 상기 잔류액 라피네이트라고 한다 . 본 발명의 알를로스 제조 공정에서 SMB 크로마토그래피를 이용한 고순도 분리공정에서 얻어진 알를로스 분획은 알를로스 농축 공정을 거쳐 액상 시럽으로 제품화하거나， 알를로스 결정화 공정을 거쳐 알롤로스 결정으로 제품화할 수 있다. 상기 SMB 크로마토그래프 분리 공정에서 얻어진 알를로스 분획을 이온정제하고 농축하여 얻어진 농축물을 제조하는 단계이다. 상기 농축물은 알를로스 시럽제품으로 사용되거나, 결정화 공정에 투입되어 알를로스 결정으로 제조될 수 있다.
이하, 본 발명에 따라 알를로스 전환 반응의 산물의 고순도 분리 공정에서 얻어지는 알를로스 분획을 농축하는 공정을 이용한 알를로스 제조 공정을 각 단계별로 자세히 기술하고자 한다.
알를로스 전환 공정으로서, .알를로스 전환 반응을 수행하여 과당- 함유 원료로부터 알를로스를 전환하는 공정으로서， 공정의 산물로서 과당으로부터 전환된 알를로스를 함유하는 반응액을 얻는다.
본 발명의 일 구체예에서, 생물학적 방법에 따라 알를로스를 제조하는 방법으로는 알를로스 에피머화 효소를 생산하는 균주 또는 알를로스 에피머화 효소를 암호화하는 유전자가 도입된 재조합 균주를 배양하고, 이로부터 얻어진 알를로스 에피머화 효소를 과당 -함유 원료와 반웅하여' 생산할 수 있다. 상기 알롤로스 에피머화 효소는 액상 반응 또는 고정화 효소를 이용한 고상 반응으로 수행될 수 있다.
또는, 알를로스 에피머화 효소를 생산하는 균주 또는 알를로스 에피머화 효소를 암호화하는 유전자가 도입된 재조합 균주를 얻고， 균주의 균체 상기 균주의 배양물， 상기 균주의 파쇄물， 및 상기 파쇄물 또는 배양물의 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 알를로스 생산용 조성물을， 과당 -함유 원료와 반응하여 제조될 수 있다. 알를로스 에피머화 효소를 생산하는 균주의 균체를 이용하여 알를로스를 제조하는 경우 액상 반응 또는 고정화 균체를 이용한 고상 반웅으로 수행될 수 있다. 본 발명의 일 예에 따른 알를로스 전환 공정은 생물학적 방법으로 수행하며, 상기 알를로스 에피머화 효소를 담체에 고정화시키는 단계는 고정화된 효소를 컬럼에 충진시키는 단계 및 상기 층진된 컬럼에 과당 용액을 공급하는 단계를. 더 포함할 수 있다. 효소나 균체가 고정화된 담체를 충진시킬 컬럼 및 상기 컬럼에 층진시키는 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 사용된 효소나 균체， 또는 고정화 담체에 따라 적합한 것으로 용이하게 선택하여 수행할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서 , 상기 고정화된 효소를 컬럼에 층진시켜 충진상 컬럼 (packed- bed co lumn)을 제조할 수 있다. 층진상 컬럼에 기질인 과당 용액을 공급하는 것에 의해 효소 반응， 즉, 과당의 알롤로스로의 전환이 수행될 수 있다.
알를로스 및 이의 제조방법에 관한 자세한 기술내용은 한국공개특허 제 2014-0021974호， 한국공개특허 제 2014-0054997， 한국공개특허 제 2014- 0080282호， 또는 한국등록특허 제 10-1318422호에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 알를로스 전환 공정에 투입되는 과당 원료는 생물학적 방법또는 화학적 방법으로 제조될 수 있으며, 바람직하게는 생물학적 방법이다. 상기 과당 원료는 과당 시럽과 같은 액상 원료， 또는 과당 분말과 같은 분말 원료로 제공될 수 있으며， 상기 과당 시럽의 경우 생물학적 방법 또는 화학적 제조 공정에서 얻어진 산물의 형태이거나, 과당 분말을 물과 같은 용매에 용해하여 제조된 것일 수 있다.
상기 .과당 원료를 생물학적 방법으로 제조하는 일예는， 포도당 -함유 원료를 과당 이성화 효소 또는 상기 효소를 생산하는 균체를 이용하여 이성화하는 과당 이성화 공정을 수행하고， 상기 과당의 분리， 정제 및 농축하는 공정을 통해 분리하여 얻을 수 있다. .
상기 알를로스 생산 방법에 있어서， 효율적인 알를로스 생산을 위하여, 기질로서 사용되는 과당의 농도는 전체 반응생성물 기준으로 85 w/v 이상， 90 w/v% 이상， 또는 95 w/v% 이상일 수 있으며， 예를 들면 85 내지 99 w/v , 88 내지 99 w/v% , 88 내지 99w/v% , 85 내지 87 (w/v) , 88 내지 90 (w/v) , 91 내지 93 (w/v) , 94 내지 99 (w/v) 또는 97 내지 99 ¾(w/v)일 수 있다. 과당의 농도공정의 경제성 및 과당의 용해성을 고려하여, 결정할 수 있으며, 상기 과당은 완충용액 또는 물 (예컨대 증류수)에 용해된 용액 상태로 사용될 수 있다.
본 발명의 일예에서 , 알를로스 제조의 고순도 분리공정에서 얻어지는 과당 라피네이트는 알를로스 제조의 알를로스 전환 반응의 원료로 단독， 또는 신규 과당 원료로 함께 투입될 수 있다. 상기 과당 라피네이트와 신규 과당 원료의 흔합물을 알를로스 전환 반응의 반응 원료로 사용하는 경우, 과당 라피네이트의 활용을 최대화하고 기존 공정에서 얻어지는 알롤로스의 수율을 최대로 유지할 수 있도록, 과당 라피네이트와 신규 과당 원료의 흔합비를 적절히 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 알를로스 전환 반응생성물의 분리공정으로서, 본 발명에 따른 알롤로스 제조 공정은， 상기 알를로스 전환 반응생성물을 이온정제 및 모사이동층 (SMB) 크로마토그래프 분리 공정을 포함하는 알를로스 전환 반응생성물의 분리공정을 수행할 수 있다. 구체적인 일예에서, 상기 알를로스 전환 반응생성물을 SMB 크로마토그래피 분리를 수행하여, 전환 반웅생성물보다 알를로스 함량이 높은 알를로스 분획과 과당 라피네이트로 분리하고, 상기 알를로스 분획은 알를로스 농축 공정 또는 결정화 공정으로 투입될 수 있다. 상기 알를로스 분획 내 알를로스의 함량은 85중량 % 이상, 예를 들면 85.중량 % '내지 95 %(w/w) 이상이 되도록 분리 /정제하는 것을 포함할 수 있다.
상기 알를로스 제조 공정에서 이온 정제 공정은 반웅생성물내 포함된 이온을 제거하는 공정으로서， SMB 크로마토그래피 분리 공정 전 및 /또는 이후에 수행할 수 있다. 상기 SMB 크로마토그래피 분리를 수행하기 전에 이온정제 공정을 수행하는 제 1차 이온정제는 하기 알를로스 분획의 제 2차 이온정제와 동일 또는 상이한 방법으로 수행할 수 있으며 , 예를 들면 동일 종류 또는 상이한 종류의 이온교환수지가 충진된 분리탑을 1개 또는 2이상 사용하여 수행할 수 있다. 상기 이온 정제 .공정은 이온정제에 사용되는 수지의 물성 및 이온 정제 효율을 고려하여 35 °C 내지 50 °C 온도, 또는 38 °C 내지 58 °C에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일예에서， 상기 알를로스 전환 반응생성물의 제 1차 이온 정제 공정을 수행하기 전에, 선택적으로 알를로스 전환 반웅생성물을 활성탄으로 처리하는 공정을 추가로 수행할 수도 있다.
본 발명의 일 예에서， SMB 크로마토그래피를 이용한 고순도 분리 공정은 분리과정에서 상 변화가 없어 물질의 안정성 확보에 용이한 분리방법이다. 이러한 흡착 분리방법 중에서 액상 흡착 분뫼방법으로는 크로마토그래피 분리방법이 많이 사용되고 있다. 이중， 모사 이동층 흡착 분리 방법 ( s i mul at ed movi ng bed , SMB)은 1961년 미국특허 제 2，985，589호 에서 제안된 분리 기술로, 다수의 컬럼을 이용하여 연속적으로 분리함으로써 기존의 회분식 크로마토그래피에 비해 순도 및 생산성이 우수하고, 적은 용매의 사용이 가능하다는 장점을 지닌다. 상기 모사 이동층 (SMB) 흡착 분리 공정은 분리대상 흔합물의 주입과 라피네이트 및 추출물의 생산이 연속적으로 이루어지는 공정이다.
상기 SMB에서 분리수지로서 단당 분리 공정에도 널리 사용되고 있는 염이 첨가된 강산의 양이온 교환수지를 사용하므로 분리공정을 수행 후 얻어지는 산물에는 금속이온이 포함된다. 상기 강산의 양이온 교환수지의 예는 칼슘 활성기가 부착된 양이온교환수지일 수 있다.
상기 고순도 분리 공정은 45 내지 70 °C 온도， 예를 들면 50 내지 65°C에서 수행될 수 있다.
상기 알롤로스 농축물의 제조공정은 상술한 바와 같다.
본 발명에 따른 알를로스 농축물의 결정화를 위한 단계로서, 본 발명의 일 구체예에서, 알롤로스 결정을 제조하는 방법은 SMB 크로마토그래피 분리 공정에서 얻어진 알를로스 분획을 제 2차 이온정제하는 단계， 상기 이온 정제된 알를로스 분획을 농축하는 단계， 상기 농축물로부터 알롤로스를 결정화하여 알를로스 결정과 알롤로스 결정화 모액을 얻는 단계를 포함하며， 선택적으로 알를로스 결정의 회수 공정， 세척 공정 및 건조 공정을 추가로 포함할 수 있다.
상기 알를로스 결정 제조의 구체적인 예는, 제 1차 이온정제， SMB 크로마토그래피 분리, 제 2차 이온정제， 농축 및 결정화 공정을 포함할 수 있으며， 선택적으로 알를로스 전환 반응생성물을 활성탄 처리공정 , 이온정제 공정, 또는 활성탄 처리공정과 이온정제 공정을 모두 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 알롤로스 결정을 제조하는 방법은 알를로스 농축물 용액의 온도 및 농도를 조절.하여 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 발명의 일 체예에서， 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 넁각시켜 결정화하는 경우, 열 교환기를 통하여 10 °C 내지 25 °C온도 범위로 급속히 냉각시킨 후, 승온과 넁각을 반복적으로 수행하여 결정성장을 유도할 수 있다.
본 발명에 따른 알를로스 결정을 제조하는 방법은 상기 결정화 단계에서 수득된 알를로스 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. 상기 알를로스 결정에 포함된 알롤로스는 고형분 총함량 100중량 %를 기준으로 94 중량 %이상, 95 중량 ¾이상, 96 중량 %이상, 97 중량 )이상， 98 중량 %이상 또는 99중량 %이상일 수 있다.
본 발명에 '따른 알를로스 결정화 모액은 결정화 공정에서 알를로스 결정을 제거한 후에 얻어지는 여액일 수 있으며, 또한 결정 세척단계에서 얻어지는 세척수를 추가로 포함할 수 있다. 상기 알를로스 결정화 모액은 고형분 총함량 100중량 %를 기준으로 알를로스 함량이 80중량 %이상， 예를 들면 80중량 % 내지 99 중량 % 또는 85 증량 % 내지 96중량 %일 수 있으며， 고형분 함량은 70브릭스 미만， 예를 들면 60브릭스 내지 70브릭스일 수 있다.
본 발명에 따른 알를로스 결정화 모액의 재순환 공정으로서， 상기 결정화 단계에서 얻어진 알를로스 결정화 모액은 알를로스 전환 반응생성물의 분리 공정으로 투입되어 재활용할 수 ¾다. 구체적으로， 알롤로스 결정화 모액은 알를로스 전환 반응생성물의 활성탄 처리, 이온정제 및 모사 이동층 ( s i mul ated movi ng bed , SMB) 크로마토그래피 분리 공정으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 분리 공정으로 투입되어 알를로스 제조에 재순환될 수 있다. 구체적으로， 상기 분리 공정의 예는, 알를로스 전환 반응생성물을. 1차 이온정제 공정 및 SMB 크로마토그래프 분리공정을 수행, 또는 알를로스 전환 반웅생성물을 활성탄 처리， 1차 이온정제 공정 및 SMB 크로마토그래프 분리공정을 수행할 수 있고， 상기 분리 공정에서 SMB 크로마토그래프 분리 공정을 수행하기 전에, 선택적으로 농축 공정을 추가로 수행할 수 있다. 상기 분리 공정은 알를로스 전환 반웅생성물의 분리공정 항목에서 상술한 바와 동일하다.
일 예에서, 알롤로스 결정화 모액을 상기 1차 이온정제 공정에 투입되어 알를로스 전환 반응생성물과 같이 이온정제 공정을 수행하는 경우， 순차적으로 이온정제 및 SMB 크로마토그래피 분리 공정으로 처리되거나, 또는 순차적으로 활성탄 처리 공정, 이온정제 및 SMB 크로마토그래피 분리 공정으로 처리될 수 있다. 또한 선택적으로 SMB 크로마토그래피 분리 공정 전에 농축 고정을 추가로 수행할 수 있다.
【발명의 효과】
본 발명에 따른 알를로스 농축액의 제조방법은， 특히 저온 조건에서 농축공정을 수행함으로써， 알를로스 제품의 품질 저하를 막고， 알를로스 순도 및 수율을 향상시키고， 원료의 이용률을 높이고, 알를로스의 보관 안정성을 향상시키는 방법이다. 【발명의 실시를 위한 형태】
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며， 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 제조예 1. 알를로스 시럽의 제조
한국공개특허 제 2014— 0054997에 기재된 제조방법과 실질적으로 동일한 생물학적 방법으로 과당 기질로부터 알를로스 시럽을 제조하였다. 구체적으로, 크로스트리디움 신댄스 (Clost r i diuim sc indens ATCC 35704)로부터 유래된 알를로스 에피머화 효소의 암호화 유전자 (DPE gene ; Gene bank : EDS06411. 1)를 재조합 백터 (pCES— sodCDPE)에 도입하여， 상기 제조된 재조합 백터 (pCES_sodCDPE) 플라스미드를 전기천공법 (electroporat i on)을 사용하여 코리네박테리움 글루타리쿰을 형질전환시켰다. 상기 형질전환된 코리네박테리움 글루타리쿰 세포를 포함하는 비드를 제조하고 고정화 반응 컬럼에 충진하고, . 40브릭스의 88 중량 % 과당 또는 95 중량 % 과당으로부터 알를로스 시럽을 제조하였다. 즉, 88 중량 % 과당함유 기질로부터 포도당 :과당 :알롤로스 :올리고당 = 41 : 39 : 15 : 5인 21~23(w/w > 알를로스 시럽을 수득하였고 (알를로스 시럽 A)， 과당 함량 95 중량 %로 포함하는 원료로 부터 포도당 :과당 :알를로스 :올리고당 = 6 : 67 : 25 : 2인 24~27(w/w)% 알를로스 시럽을 수득하였다 (알를로스 시럽 B) . 비교예 1
. 제조예 1과 같이 과당 함량 88 중량 % 또는 95 중량 %의 알를로스 시럽을 이용하여 알를로스 함량 95 중량 %의 고형분 10톤을 생산하기 위해， 유량 3 .8 mVhr로 알를로스 전환 공정과 분리 공정을 수행하였다.
구체적으로， 과당 함량 88 중량 % 또는 95 중량 %의 원료 기질용액 (알롤로스 시럽)을 알를로스 전환 공정을 거쳐 수득한 알를로스 시럽의 알를로스 함량은 20 내지 27 중량%이며， 이온정제 및 농축 공정을 수행한 후 45 내지 55 중량 %의 알를로스 농도의 시럽이 얻어졌다. Ca2+-유형 분리 수지를 이용하여 고순도 크로마토그래피를 수행하여 5 내지 15 중량 %의 알를로스 분획을 수득하였다.
알를로스 분획은 이온정제 공정을 거쳐 전기 전도도를 20uS/cm 이하로 맞춘 뒤 다중효용관 농축기를 이용하여 농축을 하였다. 농축은 시간당 n hr로 진행하였고， 스팀의 온도는 125 °C 내지 WO T 이었다. 이때 액의 온도는 86 °C 내지 100 °C로 농축이 이루어졌다. 해당 스팀 은도 조건은 전분당 산업에서 통상적으로 사용되는 농축 온도이다. 농축은 알를로스 함량을 기준으로 초기 5 내지 15중량 %에서 70 내지 72중량 %까지 한번에 농축을 하였고， 알를로스 분획이 다중효용관 설비에서 농축에 소요되는 시간은 8분에서 15분 사이이다. 농축된 제품은 열교환기를 거쳐 10 내지 30 °C 온도로 넁각하여 PE용기에 포장하였다. 각 공정별 함량은 알를로스 시럽 A의 농축공정의 결과를 표 1에 나타내고， 알를로스 시럽 B의 농축공정의 결과를 표 2에 나타내었다. 하기 표 1 및 표 2에서 알를로스， 글루코스, 프락토스 및 환원당의 함량은 HPLC를 사용하여 측정하였다.
표 1 및 표 2와 같이 고순도 알를로스는 농축공정에서 알를로스 함량이 감소되는 것을 확인되었다.
【표 1】
Figure imgf000016_0001
과당 원료 50 0. 1% 3.5% 95.2% 0.0% 1.2% 전환 산물 50 0. 1% 3.5% 68. 1% 27. 1% 1.2% 고순도분리 10-15 0.0% 0.0% 1.5% 97.6% 0.9% 알를로스 분획
이온정제 후 10-15 0.0% 0.0% 1.5% 97.6% 0.9% 농축 후 71. 1 0.0% 0.3% 2.9% 95. 1% 1.7% 최종 용기 71. 1 0.0% 0.3% 2.9% . 95. 1% 1.7% ' 상기 표 1 및 표 2에서 나타낸 것과 같이, 하당 원료의 과당 함량이 낮을수록 고순도 분리 공정에서 알를로스 분획의 br ix가 낮아지고 그로 인해 농축공정을 거쳤을 때 알를로스 함량이 낮아지는 결과를 확인하였다. 본 농축 공정을 통해 70 중량%까지 한번에 고형분 함량을 증가시킬 경우， 생산 수율 및 제품 품질을 고려하여 알를로스 생산 수율이 유지되도록 기존 전분당 제조 방식과 다른 농축 방법을 필요로 할 수 있다. 실시예 1
비교예 1과 같이 (알를로스 시럽 A)를 얻고, 이를 이용하여 알롤로스 전환 공정과 분리 공정을 수행하였다. 구체적으로， 과당 함량 88 중량 % 의 원료 기질용액 (알를로스 시럽)을 알를로스 전환 공정을 거쳐 수득한 알를로스 시럽의 알롤로스 함량은 20 내지 27 중량 %이며， 이온정제 및 농축 공정을 수행한 후 알를로스 농도 45 내지 55 중량 >의 알롤로스 시럽이 얻어졌다. Ca2+—유형 분리 수지를 이용하여 고순도 크로마토그래피를 수행하여 5 내지 15 중량 %의 알를로스 분획을 수득하였다.
알를로스 분획은 이온정제 공정을 거쳐 전도도를 20 uS/cm 이하로 맞춘 뒤, 농축 공정에서 다중효용관 농축기를 이용하여 2단 농축으로 농축을 수행하였다. 농축은 초기 고형분 함량 (br ix) 5 내지 15중량 %에서 20 내지 29중량 %까지 1차 농축하였고, 다시 70 내지 72 중량 %까지 2차 농축하였다. '
상기 1차 농축의 경우 스팀의 온도는 80°C 내지 90°C로 주었고， 이때 액의 온도는 45°C 내지 50°C 로 가온되어 농축이 진행되었다. 2차 농축의 경우 스팀 온도는 110°C 내지 120 °C로 가온하였고， 알를로스 '용액의 농축 온도 7(rc 내지 8(rc에서 진행하였다. 알를로스 분획이 다중효용관 설비에서 농축에 소요되는 시간은 1차, 2차 농축 모두 8분에서 15분 사이로 진행하였다. 농축된 제품은 열교환기를 거쳐 10 내지 30°C 온도로 넁각하여 PE용기에 포장하였다. 각 공정별 함량은 아래 표 3에 나타내었다.
【표 3】
Figure imgf000018_0001
상기 표 3에 나타낸 것과 같이, 알를로스를 다중효용관 농축 설비를 이용하여 2단계 농축을 할 때 초기 20 내지 30 .중량? ¾로 농축 후 다시 70 내지 72 중량 %로 할 경우 2단계에서 가해지는 스팀의 세기가 높아 알를로스의 함량이 소폭 감소하는 것을 볼 수 있다. . 실시예 2
실시예 1과 동일한 방법으로 진행하되， 농축 공정에서 다중효용관 농축기를 이용하여 2단 농축으로 농축을 수행하였다. 농축은 초기 5 내지
15중량 %에서 30 내지 39중량 %까지 1차 농축을 하였고， 다시 70 내지 72 중량 %까지 2차 농축을 하였다.
알를로스 1차 농축의 경우 스팀의 은도는 9C C 내지 100°C로 주었고， 이때 액의 온도는 50 °C 내지 60°C 로 가온되어 농축이 진행되었다. 2차 농축의 경우 스팀 온도는 ioo°c 내지 licrc로 가온하였고， 용액의 농축 온도 60 °C 내지 70°C에서 진행하였다. 알를로스 분획이 다중효용관 설비에서 농축에 소요되는 시간은 1차， 2차 농축 모두 8분에서 15분 사이로 진행하였다. 농축된 제품은 열교환기를 거쳐 10 °C 내지 30°C 은도로 넁각하여 PE용기에 포장하였다. 각 공정별 함량은 아래 표 4에 나타내었다.
【표 4】
Figure imgf000018_0002
고순도분리 5-8 0.0% 0.1% 1.8% 97.6% 0.7% 알를로스 분획
이온정제 후 5-8 0.0% 0.1% 1.8% 97.6% 0.7%
1차 농축 후 30.8 0.0% 0.1% 1.8% 97.6% 0.7%
2차 농축 후 70.3 0.0% 0.1% 1.8% 97.6% 0.7% 최종 용기 70.3 0.0% 0.1% 1.8% 97.6% 0.7% 상기 표 4에 나타낸 바와 같이， 알를로스를 다중효용관 농축 설비를 이용하여 2단계 농축을 할 때 초기 30 내지 40 중량 ¾로 농축 후 다시 70 내지 72 중량 %로 할 경우 알를로스의 함량이 고순도 분리 후부터 안정적으로 유지되는 것을 볼 수 있다. 실시예 3
실시예 1과 동일한 방법으로 진행하되, 농축 공정에서 박막진공 농축기를 이용하여 2단 농축으로 농축을 수행하였다.
알를로스 분획은 이온정제 공정을 거쳐 전도도를 20 uS/cm 이하로 맞춘 뒤 원심식 박막진공농축기를 이용하여 농축하였다. 원심식 박막진공농축기를 이용하여 400 내지 600의 농축 rpm으로, 스팀의 온도
70 r 내지 8(rc로 주었고, 이때 용액의 온도는 4(rc 내지 5(rc로 가온하여， 초기 알롤로스 용액의 알를로스 함량 5 내지 15중량 %에서 50 내지 60중량 %까지 1차 농축을 하였다. 이어서， 2차 농축의 경우 스팀 온도는 80 내지 90°C로 가온하였고, 농축 대상 용액의 온도 50 내지 60°C에서 수행하여, 알를로스 함량 70 내지 72 중량 ¾>까지 2차 농축하였다. 알를로스 분획이 원심박막진공농축기 설비에서 농축에 소요되는 시간은 1차 농축 및 2차 농축은 각각 30분 내지 90분 범위로 진행하였다. 농축액은 열교환기를 거쳐 io°c 내지 3(rc로 넁각하여 폴리에틸렌 용기에 포장하였다. 각 공정별 함량은 아래 표 5에 나타내었다.
【표 5】
Figure imgf000019_0001
1차 농축 후 54.6 0.0% 0.1% 2.2% 96.9% 0.8%
2차 농축 후 70.5 0.0% . 0.1% 2.2% 96.9% 0.8% 최종 용기 70.5 0.0% 0.1% 2.2% 96.9% 0.8% 상기 표 5 에 나타낸 바와 같이, 알를로스를 원심박막진공 농축 설비를 이용하여 2단계 농축을 할 때， 초기 함량의 50 내지 60 중량 %로 농축 후 다시 70 내지 72 중량 %로 할 경우， 알롤로스의 함량이 고순도 분리 후부터 안정적으로 유지되는 것을 볼 수 있었다. 실시예 4
비교예， 실시예 2 및 실시예 3 에서 얻어진 알를로스 시럽을 이용하여 SUS304 재질의 보관용기에 각각 500g씩 담아 25°C , 35 °C , 45 °C 보관하였고 1주일에 한번씩 알를로스 함량 변화를 측정하였다. 실험은 5주 동안 진행하였다. 각 주차별 알를로스 함량은 아래 표 6에 나타내었다.
【표 6】
Figure imgf000020_0001
상기 표 6 에 나타낸 바와 같이， 알롤로스를 다중효용관 농축기를 사용하여 1단계 농축으로 생산한 비교예 샘플의 경우 저장 안정성이 떨어지는데 반해, 실시예 2 및 3의 제품은 비교예 샘플보다 감소폭이 적은 것을 알 수 있었다. 특히, 35°C 저장 안정성 테스트 결과에서는 함량 감소폭이 각각 비교예 4.1%, 실시예 2의 1.1%， 및 실시예 3의 1.3%을 나타내어 농축 온도를 낮춤으로써 알를로스의 안정성을 향상시키는 효과를 얻었다.

Claims

【청구범위】
【청구항 11
알를로스를 포함하는 알롤로스 수용액을 얻는 단계; 및 상기 알롤로스 수용액을 증류하는 단계를 포함하며, 상기 증류하는 단계는 농축 용액의 온도가 40 내지 85°C 범위에서 수행되며, 고형분 함량이 60 브릭스 이상 내지 85브릭스 이하인 알를로스 농축액의 제조방법 .
【청구항 2】
제 1항에 있어서, 상기 증류하는 단계는， 적어도 2 이상의 증류 공정으로 수행되며, 알롤로스 수용액을 증류하여 전체 고형분 함량 10 브릭스 이상 내지 60 브릭스 이하로 저농축액을 제조하는 공정; 및 상기 저농축액을 증류하여 전체 고형분 함량 60 브릭스 초과 내지 85브릭스 이하의 ,고농축액을 제조하는 공정을 포함하는 것인， 제조방법.
【청구항 3】
제 2항에 있어서, 상기 증류하는 단계는, 2회 이상 반복하여 수행되는 것인 제조방법 .
【청구항 4】
제 1항에 있어서, 상기 알를로스 수용액은， 전체 고형분 함량 100%를 기준으로 알를로스 90중량 %이상으로 포함하는 것인 제조방법.
【청구항 5]
게 1항에 있어서， 상기 증류하는 단계는 박막진공 농축기 또는 다중효용관 농축기를 이용하여 수행되는 것인 제조방법.
【청구항 6】
제 1항에 있어서, 상기 알를로스 농축액은， ' 알를로스 순도 90 wt/wt이상이고， 프럭토오스 및 환원당의 합계 함량이 4.5 중량 %이하인 것인, 제조방법.
【청구항 7】
제 1항에 있어서， 상기 알롤로스 농축액은， 프릭토오스 함량이 3.0 중량%이하이고: 환원당의 함량이 2.5 중량 %이하인 제조방법.
【청구항 8】
제 1항에 있어서, 상기 알를로스 농축액은, 농축전 알를로스 용액의 알를로스 고형분 함량 100중량 %를 기준으로， 35°C에서 5주간 보관 조건에서， 알롤로스 함량 감소폭이 3.5중량? ¾이하인 '제조방법 .
【청구항 9】 게 1항에 있어서, 상기 고농축액을 제조하는 공정의 용액 온도와 저농축액을 제조하는 공정의 용액 온도와의 차이는 0°C 내지 35°C인 제조방법.
【청구항 10]
제 2항에 있어서, 상기 증류하는 단계는， 고농축액을 제조하는 공정의 용액 온도가 40°C 내지 75°C인 범위이고, 저농축액을 제조하는 공정의 용액 온도가 50°C 내지 85 °C인 범위에서 수행되는 것인 제조방법.
【청구항 11]
제 1항에 있어서， 상기 증류하는 단계는, 압력 조건 으 0001-10 隱 Hg에서 수행되는 것인 제조방법ᅳ
【청구항 12】
거 U항에 있어서, 상기 알를로스 수용액은, 온도 45°C에서 2 cps 내지 40 cps 점도인， 제조방법 .
【청구항 13】
제 1항에 있어서， 상기 알를로스 수용액은， 전기전도도 0.01 내지 100 uS/cm 인 제조방법 .
【청구항 14】
. 제 1항에 있어서, 상기 알를로스 수용액은, 칼슘 활성기가 부착된 양이온교환수지가 층진된 칼럼 크로마토그래프를 이용하여 모사 이동층 (s imu l ated moving bed , SMB) 크로마토그래피 분리 공정을 수행하여 얻어지는 알롤로스 분획인， 제조방법.
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