WO2025234792A1 - 결정형 케스토스 - Google Patents

결정형 케스토스

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WO2025234792A1
WO2025234792A1 PCT/KR2025/006192 KR2025006192W WO2025234792A1 WO 2025234792 A1 WO2025234792 A1 WO 2025234792A1 KR 2025006192 W KR2025006192 W KR 2025006192W WO 2025234792 A1 WO2025234792 A1 WO 2025234792A1
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WO
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less
kestose
crystalline
kestos
solution
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Pending
Application number
PCT/KR2025/006192
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English (en)
French (fr)
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류경헌
김도현
박지원
한정숙
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Samyang Corp
Original Assignee
Samyang Corp
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Preparation or treatment thereof
    • A23L2/52—Adding ingredients
    • A23L2/60—Sweeteners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/06—Separation; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
    • C07H3/06—Oligosaccharides, i.e. having three to five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/13—Crystalline forms, e.g. polymorphs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
    • C12R2001/66—Aspergillus
    • C12R2001/685—Aspergillus niger

Definitions

  • the present application relates to crystalline kestos.
  • Kestose is a type of fructooligosaccharide that exhibits various physiological activities, including enhancing the production of immunoglobulin A (IgA) antibodies, inhibiting the production of immunoglobulin E (IgE) antibodies, activating the proliferation of intestinal bifidobacteria, and improving atopic dermatitis in infants. Based on these efficacy properties of kestose, efficient production of kestose is industrially very useful for utilizing its utility as an allergy-suppressing composition, allergy-suppressing food, or allergy-suppressing agent.
  • IgA immunoglobulin A
  • IgE immunoglobulin E
  • Kestose powder is amorphous and highly hygroscopic, making it easily sticky, with poor flowability and sensitivity to ambient humidity. This makes it prone to hardening like candy during storage, making handling extremely inconvenient. Therefore, a technology is needed to manufacture Kestose crystalline particles with improved flowability and low hygroscopicity, making them easier to handle and use, similar to sugar.
  • kestose is a trisaccharide, it is more difficult to crystallize than monosaccharides or disaccharides such as glucose, fructose, and sucrose. This is because kestose, as a trisaccharide, has a high viscosity, requiring a lot of energy during the crystallization process, which must be performed at a high concentration. Furthermore, it is difficult to remove the mother liquor attached to the crystal surface during the dehydration process after crystal formation. For this reason, evaporative crystallization, which induces supersaturation by concentrating the feed within the crystallizer, is more suitable than cooling crystallization, which gradually lowers the temperature to induce supersaturation. Considering these viscosity characteristics of kestose, the choice of crystallization method is a very important factor to consider in factory-scale processes.
  • the present invention performs crystallization twice using the evaporative crystallization method.
  • the second evaporative crystallization is performed using the byproduct (hydrol) produced after the first evaporative crystallization.
  • evaporative crystallization Compared to cooling crystallization, evaporative crystallization has a reaction time more than twice as fast, reducing the sample's exposure to heat and, consequently, reducing heat damage, resulting in a whiter crystal color. Furthermore, by performing evaporative crystallization twice, it effectively reduces the amount of hydrol, a byproduct.
  • the crystallization reaction To perform evaporative crystallization twice, the crystallization reaction must proceed within a supersaturation range that facilitates crystal growth. If the supersaturation is too low or too high, microcrystals are formed and crystal growth is hindered.
  • the present invention utilizes evaporative crystallization as a method for producing kestose crystals, thereby achieving a higher yield compared to cooling crystallization and conventional evaporative crystallization methods. Furthermore, the kestose crystals produced according to the present invention exhibit a high single crystal distribution, resulting in a rapid dissolution rate, enhanced flowability, and improved hygroscopicity, making them very easy to handle and use as a food ingredient.
  • An example of the present application is to provide crystalline kestos.
  • One example of the present application provides a crystalline castos comprising a single crystal having an interfacial angle of 55° to 68° between two adjacent crystal planes.
  • An example of the present application is to provide a crystalline kestos having a single crystal distribution (%) of 64% or more.
  • fructooligosaccharide composition comprising crystalline kestose.
  • An example of the present application provides a method for producing crystalline kestose, comprising: (i) generating crystal nuclei in a kestose-containing solution, wherein the kestose content is less than 10 wt% based on 100 wt% of solids content and the degree of supersaturation is greater than 1.0 and less than 1.1; and (ii) growing crystals while maintaining the degree of supersaturation of the solution at greater than 1.0 and less than 1.1.
  • One example of the present application provides a manufacturing method, which further includes a step of performing steps (i) and (ii) to secondarily obtain crystalline kestose by evaporating and concentrating the obtained mother liquor after separating crystalline kestose from the solution in step (ii) so that the solid content becomes 70 wt% or more.
  • An example of the present application is to provide a crystalline kestos having a high single crystal distribution and improved flowability, dissolution rate, and hygroscopicity.
  • An example of the present application provides a crystalline kestos.
  • crystalline kestos has a low fines content and a uniform size distribution.
  • the fines content is high and the size uniformity is low, agglomeration between crystals increases, leading to increased hygroscopicity and slow dissolution rate, which adversely affects product quality.
  • the crystalline kestos of the present invention exhibits improved hygroscopicity compared to fine powders, preventing caking and facilitating storage stability and easy distribution and handling. Furthermore, its improved dissolution rate allows for efficient product use and broad application.
  • the crystalline castos may comprise a single crystal having an interfacial angle between two adjacent crystal planes of 55° to 68°.
  • the crystalline Kestos has an interfacial angle between two adjacent crystal planes of 55° to 68°, 50° to 72°, 50° to 70°, 50° to 69°, 50° to 68°, 50° to 67°, 50° to 66°, 50° to 64°, 50° to 63.5°, 50° to 63°, 50° to 62.5°, 50° to 62°, 50° to 60°, 52° to 72°, 52° to 70°, 52° to 69°, 52° to 68°, 52° to 67°, 52° to 66°, 52° to 64°, 52° to 63.5°, 52° to 63°, 52° to 62.5°, 52° to 62°, 52° to 60°, 54° to 72°, 54° to 70°, 54° to 69°, 54° to 68°, 54° to 67°, 54° to 66°, 54° to 64°, 54° to 63.5°, 54° to 63°, 54° to 6 62.5
  • the average face angle of a single crystal of the crystalline kestos may be 56° to 65°.
  • the average face angle of a single crystal of the above crystalline Kestos is 56° to 65°, 56° to 64°, 56° to 63°, 56° to 62.5°, 56° to 62°, 56° to 61.8°, 56° to 61.5°, 56° to 61°, 56° to 60.5°, 56° to 60°, 57° to 65°, 57° to 64°, 57° to 63°, 57° to 62.5°, 57° to 62°, 57° to 61.8°, 57° to 61.5°, 57° to 61°, 57° to 60.5°, 57° to 60°, 58° to 65°, 58° to 64°, 58° to 63°, 58° to 62.5°, 58° to 62°, 58° to 61.8°, 58° to 61.5°, 58° to 61°, 58° to 60.5°, 58° to 60°, 58° to 65°, 58° to 64°,
  • interfacial angle refers to the angle formed between two adjacent crystal faces within a crystal.
  • the interfacial angle is a unique structural characteristic determined by the crystal structure in which the molecules or atoms constituting the crystal are regularly arranged in three dimensions, and tends to have a constant value regardless of the shape of the crystal. This is based on the “Law of Constancy of Interfacial Angles,” widely known in the field of crystallography, which is an empirical law that states that the interfacial angles between adjacent crystal faces are always constant for crystals with the same chemical composition and crystal structure, even if their external shapes are somewhat different.
  • the shape of the crystal plane and the external appearance of the crystal form can vary depending on various environmental factors such as solution concentration, temperature, growth rate, and the presence of impurities. Accordingly, the interfacial angle may also fluctuate within a certain range rather than a single fixed value. Furthermore, observational errors and interpretation deviations that may occur during the interfacial angle measurement process can also lead to a certain range of interfacial angle tolerance.
  • the present application determines whether a crystal is derived from the same crystal structure based on the average facet angle and/or its tolerance range. For example, if the facet angle repeatedly observed in multiple crystal samples converges to a constant average value and the deviation is within a technically acceptable range, the facet angle can be considered a reliable criterion for identifying the crystal type.
  • the interfacial angle is not a single fixed value but repeatedly appears within a specific tolerance range, it can be determined as a crystal form derived from the same crystal structure, and based on this, the crystalline kestose can be clearly identified.
  • the crystalline kestose according to the present application has somewhat different external shapes, its crystallographic identity can be secured by maintaining the interfacial angle formed by adjacent crystal planes within a certain range.
  • the dihedral angle is a key indicator reflecting the symmetry and repeatability of the crystal structure, enabling the identification of crystal forms regardless of the diversity of their external shapes, and this dihedral angle characteristic can be utilized as a structural criterion for specifying crystal forms of kestos.
  • the interfacial angle can be measured based on the angle between lines extending perpendicularly from two adjacent crystal planes, for example, by drawing lines perpendicular to two adjacent crystal planes on an image enlarged at a magnification of about 400 times (X400) using a scanning electron microscope (SEM) and directly measuring the angle between them.
  • the crystalline kestos may have a particle size distribution having an average particle size of 260 ⁇ m or more, represented by D(4,3).
  • the crystalline kestos may have a particle size distribution in which the average particle size represented by D(4,3) is 260 ⁇ m or more, 265 ⁇ m or more, 270 ⁇ m or more, 275 ⁇ m or more, 280 ⁇ m or more, 285 ⁇ m or more, 290 ⁇ m or more, 295 ⁇ m or more, 300 ⁇ m or more, 305 ⁇ m or more, 310 ⁇ m or more, 315 ⁇ m or more, 320 ⁇ m or more, 325 ⁇ m or more, 330 ⁇ m or more, 335 ⁇ m or more, 340 ⁇ m or more, 345 ⁇ m or more, 350 ⁇ m or more, 360 ⁇ m or more, 370 ⁇ m or more, 380 ⁇ m or more, 390 ⁇ m or more, or 400 ⁇ m or more.
  • the crystalline kestos may have a single crystal distribution (%) of 64% or more.
  • the crystalline Kestos has a single crystal distribution (%) of 64% or more, 64% or more and 100% or less, 64% or more and 90% or less, 64% or more and 80% or less, 64% or more and 75% or less, 64.5% or more and 64.5% or more and 100% or less, 64.5% or more and 90% or less, 64.5% or more and 80% or less, 64.5% or more and 75% or less, 65% or more and 65% or more and 100% or less, 65% or more and 90% or less, 65% or more and 80% or less, 65% or more and 75% or less, 65.5% or more and 65.5% or more and 100% or less, 65.5% or more and 90% or less, 65.5% or more and 80% or less, 65.5% or more and 75% or less, 66% Above, 66% to 100%, 66% to 90%, 66% to 80%, 66% to 75%, 66.5% to 100%, 66.5% to 90%, 66.5% to 80%, 66.5% to 75% or
  • single crystal distribution (%) means a value expressed as a percentage of the number of particles having a single crystal form among all crystal particles.
  • a single crystal means a particle having a single continuous crystal structure without internal cracks, crack lines, aggregation of multiple crystals, etc.
  • the single crystal distribution (%) can be defined by observing crystal particles using a specific analysis method (e.g., an optical microscope, a polarizing microscope, a scanning electron microscope (SEM), or image analysis software, etc.), and dividing the number of particles determined to be independent single crystals without internal defects or entanglement of multiple crystal planes by the total number of particles, and then multiplying the result by 100.
  • a specific analysis method e.g., an optical microscope, a polarizing microscope, a scanning electron microscope (SEM), or image analysis software, etc.
  • the above-mentioned crystalline Kestos possesses a single crystal distribution, allowing a large number of crystal particles to maintain a uniform, single crystal form without internal cracks or polycrystallinity. This may indicate that nucleation and growth conditions were stably controlled during the crystal growth process, resulting in the formation of independent, complete crystal structures.
  • the crystalline kestos may have a circularity of 0.880 or greater.
  • the crystalline kestos has a circularity of 0.880 or more, 0.880 or more but less than 1, 0.880 or more but 0.99 or less, 0.880 or more but 0.97 or less, 0.880 or more but 0.95 or less, 0.880 or more but 0.93 or less, 0.880 or more but 0.91 or less, 0.880 or more but 0.9 or less, 0.880 or more but 0.897 or less, 0.880 or more but 0.895 or less, 0.880 or more but 0.893 or less, 0.880 or more but 0.891 or less, 0.880 or more but 0.89 or less, 0.880 or more but 0.889 or less, 0.881 or more but less than 1, 0.881 or more but 0.99 or less, 0.881 or more 0.97 or less, 0.881 or more but 0.95 or less, 0.881 or more but 0.93 or less, 0.881 or more but 0.91 or less, 0.881 or more but 0.9 or less, 0.881 or more but 0.95 or less, 0.881 or
  • the term “circularity” is a value indicating how close the outer shape of a particle is to an ideal circle, and has a value between 0 and 1, and the closer the value is to 1, the closer the shape is to a circle.
  • the above crystal-like kestos may have the above circularity and may exhibit a shape close to a circle. This may mean that crystal planes were uniformly expressed during the crystal growth process, resulting in the formation of a crystal form with an orthorhombic crystal system close to a square shape.
  • the crystalline kestos may have an angle of repose of 42° or less.
  • the above Kestos crystals were shown to have excellent flowability due to a small angle of repose, and specifically, the crystalline Kestos has an angle of repose of 42° or less, 10° or more below 42°, 20° or more below 42°, 30° or more below 42°, 35° or more below 42°, 41.5° or less, 10° or more below 41.5°, 20° or more below 41.5°, 30° or more below 41.5°, 35° or more below 41°, 10° or more below 41°, 20° or more below 41°, 30° or more below 41°, 35° or more below 41°, 10° or more below 41°, 20° or more below 41°, 30° or more below 41°, 35° or more below 40.5°, 10° or more below 40.5°, 20° or more below 40.5°, 30° or more below 40.5°, 40.5° or less 35° or more, 40° or less, 40° or less 10° or more, 40° or less 20° or more, 40° or less 30° or more below
  • angle of repose refers to the angle of inclination of the side of a cone-shaped pile formed when powder or crystal particles are naturally piled up when dropped on a flat surface, and is a physical indicator that quantitatively represents the flowability of the particles.
  • the above angle of repose can be measured by various methods, such as the fixed funnel method, the circular platform method, the tilting plate method, or the revolving cylinder method.
  • the above crystalline kestose may have excellent flowability because it has a smaller angle of repose compared to fructooligosaccharide powder.
  • Excellent flowability means that there is little friction between particles and a smooth surface, which may indicate that the crystal shape, size, and crystal plane are uniformly formed during crystal growth.
  • the crystalline kestos may be dissolved in water at a concentration of 10% (w/w) in a time period of 45 seconds or less.
  • the crystalline kestos may be dissolved in water at a concentration of 10% (w/w) in a time of 50 seconds or less, 49 seconds or less, 47 seconds or less, 45 seconds or less, 43 seconds or less, 41 seconds or less, 39 seconds or less, 38 seconds or less, 37 seconds or less, 35 seconds or less, 33 seconds or less, 32 seconds or less, 31 seconds or less, 29 seconds or less, 27 seconds or less, 25 seconds or less, 23 seconds or less, 22 seconds or less, 21 seconds or less, or 20 seconds or less.
  • the time required for dissolving in the water may be the time required for the crystals of kestose to be completely dissolved when adding 10 wt% of crystalline kestose to water at a temperature of 25°C and stirring at a speed of 150 rpm.
  • Kestos crystal form has a high distribution of single crystals, so that the crystal surface is uniformly exposed, and thus the contact efficiency with water is improved, and the dissolution process proceeds more quickly, which may improve the dissolution rate.
  • the crystalline kestos may have improved hygroscopicity.
  • the hygroscopicity may be 2% or less, 1.95% or less, 1.9% or less, 1.85% or less, 1.8% or less, 1.75% or less, 1.7% or less, 1.65% or less, 1.6% or less, 1.55% or less, or 1.5% or less.
  • the crystalline kestose may have a purity of 70 wt% or more.
  • the purity refers to the purity of kestose.
  • the crystalline Kestos has a purity of 70 wt% or more, 70 wt% or more but less than 100 wt%, 80 wt% or more, 80 wt% or more but less than 100 wt%, 85 wt% or more, 85 wt% or more but less than 100 wt%, 90 wt% or more, 90 wt% or more but less than 100 wt%, 95 wt% or more, 95 wt% or more but less than 100 wt%, 96 wt% or more, 96 wt% or more but less than 100 wt%, 97 wt% or more, 97 wt% or more but less than 100 wt%, 98 wt% or more, 98 wt% or more but less than 100 wt%, 99 wt% or more, 99 wt% or more but less than 100 wt%, 99.3 wt% or more, 99.3 wt% or more,
  • the crystalline kestose may comprise less than 1.0 wt% of nystose.
  • the crystalline kestos may include less than 1.4 wt%, less than 1.3 wt%, less than 1.2 wt%, less than 1.1 wt%, less than 1.0 wt%, less than 1.0 wt%, less than 0.9 wt%, less than 0.8 wt%, less than 0.7 wt%, less than 0.6 wt%, less than 0.5 wt%, less than 0.4 wt%, less than 0.3 wt%, less than 0.25 wt%, or less than 0.2 wt% of nystose.
  • An example of the present application provides a method for preparing crystalline kestos.
  • Kestos crystal production method can produce large Kestos crystals with a high yield in a single step.
  • the crystalline kestos manufactured according to the method for manufacturing the crystalline kestos of the present application has a high single crystal distribution, a circularity close to 1, excellent flowability, dissolution rate, and hygroscopicity, and thus is stable during storage, easy to distribute and handle, efficient in product use, and has the characteristics of being usable in a wide range of fields.
  • the method for producing the crystalline kestose may include a step of generating crystal nuclei by controlling the supersaturation of a kestose-containing solution; and a step of growing crystals.
  • the method for producing the crystalline kestose may include: (i) a step of generating crystal nuclei in a kestose-containing solution having a nystose content of less than 10 wt% based on a solid content of 100 wt% and a degree of supersaturation of more than 1.0 and less than 1.1; and (ii) a step of growing crystals while maintaining the degree of supersaturation of the solution at more than 1.0 and less than 1.1.
  • the above manufacturing method may additionally include a step of manufacturing a ketose-containing solution.
  • the above kestose-containing solution may be a kestose conversion reactant obtained by performing a kestose conversion.
  • the step of preparing the kestose-containing solution may include the steps of performing a kestose conversion reaction from sugar; the step of separating kestose from the kestose conversion reactant with high purity; and the step of optionally performing a filtration process and/or an ion purification process.
  • the above method for producing crystalline kestose may include a first ion purification, SMB chromatography separation, a second ion purification, concentration and crystallization process, and optionally, the kestose conversion reactant may be subjected to an activated carbon treatment process, an ion purification process, or both an activated carbon treatment process and an ion purification process.
  • the above kestose conversion reactant can be produced using ⁇ -fructofuranosidase derived from Non-GMO Aspergillus niger .
  • sugar is dissolved in water, heated to 40 to 65°C, and the pH is titrated to 6.5 to 7.0 using a 1.0 to 4.0 N sodium hydroxide solution, followed by addition of ⁇ -fructofuranosidase for reaction.
  • the pH is titrated to 7.6 or higher, for example, pH 8.0, and then heated to 70 to 90°C to inactivate the enzyme.
  • the mixture is filtered to remove color by treating it with activated carbon at 0.5 to 1.0% based on the solid content.
  • ion purification is performed.
  • the Brix is adjusted to 50 to 60 wt% through concentration, and then kestose is separated with high purity using SMB (simulated moving bed), a chromatographic high-purity separation process.
  • the resin used here can be Na + type or Ca2 + type resin.
  • the separated raw solution is obtained with a kestose content of 80 to 98 wt%.
  • the high-purity separated kestose goes through an ion purification process again.
  • the high-purity kestose-containing solution that passes through SMB passes through an ion purification column to have a pH of 5.0 to 8.0.
  • the crystallization process can be performed after concentrating to 70 wt% or more through a concentration process.
  • the Kestos-containing solution may have a solids content of 60 to 90 wt%, 60 to 85 wt%, 60 to 80 wt%, 60 to 75 wt%, 60 to 70 wt%, 65 to 90 wt%, 65 to 85 wt%, 65 to 80 wt%, 65 to 75 wt%, 65 to 70 wt%, 70 to 90 wt%, 70 to 85 wt%, 75 to 90 wt%, 75 to 85 wt%, 78 to 90 wt%, 78 to 85 wt%, 80 to 90 wt%, or 80 to 85 wt%.
  • the kestose-containing solution may be a high-purity kestose-containing solution containing kestose in an amount of 75 wt% or more based on a solid content of 100 wt%.
  • the kestose-containing solution may contain kestose in an amount of 75 wt% or more, 76 wt% or more, 77 wt% or more, 78 wt% or more, 79 wt% or more, 80 wt% or more, 81 wt% or more, 82 wt% or more, 83 wt% or more, 84 wt% or more, 85 wt% or more, 86 wt% or more, 87 wt% or more, 88 wt% or more, 89 wt% or more, 90 wt% or more, or 95 wt% or more.
  • the kestose-containing solution may have a nystose content of 10 wt% or less, less than 10 wt%, 9 wt% or less, 8 wt% or less, 7 wt% or less, 6 wt% or less, 5 wt% or less, 4 wt% or less, 3 wt% or less, 3.5 wt% or less, 3 wt% or less, 2.5 wt% or less, 2 wt% or less, or 1 wt% or less, based on a solid content of 100 wt%.
  • the crystallization yield and the particle size of the crystal can be improved by controlling the impurities of the kestose-containing solution.
  • the kestose-containing solution may have a pH of 5 to 8, pH 5 to 7.5, pH 5.5 to 8, pH 5.5 to 7.5, pH 6 to 8, pH 6 to 7.5, pH 6.5 to 8, pH 6.5 to 7.5, pH 7 to 8, or pH 7.5 to 8.
  • the crystallization of the kestose crystal is preferably performed at an appropriate pH.
  • the crystalline kestose according to an example of the present application can be crystallized by controlling the temperature and/or concentration of the kestose-containing solution, and specifically, the supersaturation state required for crystallization can be maintained by lowering the temperature of the kestose-containing solution or changing the concentration of the kestose-containing solution.
  • the crystallization progress can be monitored by collecting samples at regular intervals during the crystallization step and observing them with the naked eye or a microscope, or by analyzing the sugar concentration and crystal particle morphology of the supernatant obtained from centrifugation of the sample. Based on the results, the temperature or the concentration of kestose can be adjusted.
  • the crystal growing step may additionally include one or more steps of dissolving the microcrystals generated during crystal growth.
  • the above crystallization process can be performed in various ways, including a cooling method in which the temperature is cooled to form crystals in a supersaturated state, and/or an evaporative concentration method in which water is evaporated to increase the concentration and form crystals.
  • cooling method may be one that induces crystal growth by controlling the cooling rate and temperature.
  • the cooling method may induce crystal growth by controlling the cooling rate and temperature without performing reduced pressure concentration.
  • the present application may include one or two periods during the cooling process, including cooling at a constant temperature.
  • the cooling method can induce a supersaturated state by cooling the kestose-containing solution to a temperature of 75 to 30°C, 70 to 30°C, 65 to 30°C, 60 to 30°C, 55 to 30°C, 50 to 30°C, 45 to 30°C, 40 to 30°C, or 35 to 30°C, thereby forming crystals.
  • the cooling rate may be -0.1 to -5°C/hour, -0.1 to -3°C/hour, -0.1 to -2°C/hour, -0.1 to -1.5°C/hour, -0.5 to -5°C/hour, -0.5 to -3°C/hour, -0.5 to -2°C/hour, -0.5 to -1.5°C/hour, -1 to -5°C/hour, -1 to -3°C/hour, -1 to -2°C/hour, or -1 to -1.5°C/hour.
  • the cooling rate is low, the co-crystal formation time may be long, which may result in low productivity, and when the cooling rate is high, crystals of small particle size may be formed, which may make it difficult to recover the crystals.
  • the method for producing the crystalline kestose may include a step of generating crystal nuclei from a high-purity kestose-containing solution, which contains kestose at 85 wt% or more based on 100 wt% of solid content, has a solid content of 60 to 90 wt%, or 78 to 85 wt%, and has a pH in the range of 6 to 8, or a pH of 6.5 to 7.5, at a supersaturation of more than 1 and 1.4 or less, or 1.01 to 1.3, and a step of cooling the temperature of the solution to grow crystals.
  • the method for producing the crystalline kestose may include a step of slowly stirring a kestose-containing solution having a solid content of 60 to 90 wt% and containing kestose at 85 wt% or more based on a solid content of 100 wt% at a temperature of 50 to 70°C to generate crystal nuclei, and a step of cooling the temperature of the solution to 25 to 35°C to grow crystals.
  • the method for producing the crystalline kestose may additionally include a step of adding a seed. The seed is as described below.
  • the method for producing crystalline kestos according to one specific example can be performed by an evaporation concentration method.
  • the kestose-containing solution of step (i) may have a supersaturation of more than 1.0 and less than 1.1.
  • the kestose-containing solution of the above step (i) has a supersaturation of more than 1.0 and less than 1.1, more than 1.0 and less than 1.095, more than 1.0 and less than 1.09, more than 1.0 and less than 1.08, more than 1.0 and less than 1.07, more than 1.0 and less than 1.06, more than 1.0 and less than 1.05, more than 1.0 and less than 1.04, more than 1.0 and less than 1.03, more than 1.0 and less than 1.02, more than 1.0 and less than 1.01, more than 1.01 and less than 1.1, more than 1.01 and less than 1.095, more than 1.01 and less than 1.09, more than 1.01 and less than 1.08, more than 1.01 and less than 1.07, more than 1.01 and less than 1.06, more than 1.01 and less than 1.05, 1.01 or more but less than 1.04, 1.01 or more but less than 1.03, 1.01 or more but less than 1.02, 1.02 or more but less than 1.1, 1.02 or more but less less less
  • the degree of supersaturation in step (ii) may be greater than 1.0 and less than 1.1.
  • the supersaturation of the step (ii) is greater than 1.0 and less than 1.1, greater than 1.0 and less than 1.095, greater than 1.0 and less than 1.09, greater than 1.0 and less than 1.08, greater than 1.0 and less than 1.07, greater than 1.0 and less than 1.06, greater than 1.0 and less than 1.05, greater than 1.0 and less than 1.04, greater than 1.0 and less than 1.03, greater than 1.0 and less than 1.02, greater than 1.0 and less than 1.01, greater than 1.01 and less than 1.1, greater than 1.01 and less than 1.095, greater than 1.01 and less than 1.09, greater than 1.01 and less than 1.08, greater than 1.01 and less than 1.07, greater than 1.01 and less than 1.06, greater than 1.01 and less than 1.05, greater than 1.01 1.04 or less, 1.01 or more but 1.03 or less, 1.01 or more but 1.02 or less, 1.02 or more but less than 1.1, 1.02 or more but 1.095 or less, 1.02 or more but 1.09
  • the manufacturing method may further include, prior to step (i), a step of evaporating and concentrating the kestose-containing solution so that the solid content becomes 70 wt% or more.
  • the above manufacturing method may further include, prior to step (i), a step of evaporating and concentrating a kestose-containing solution having a nystose content of less than 10 wt% based on a solid content of 100 wt% so that the solid content becomes 70 wt% or more.
  • the above manufacturing method may further include, prior to step (i), a step of evaporating and concentrating a kestose-containing solution having a nystose content of less than 10 wt%, 9 wt% or less, 8 wt% or less, 7 wt% or less, 6 wt% or less, 5 wt% or less, 4 wt% or less, 3 wt% or less, 3.5 wt% or less, 3 wt% or less, or 2.5 wt% or less based on a solid content of 100 wt% to have a solid content of 70 wt% or more, 71 wt% or more, 73 wt% or more, 75 wt% or more, 77 wt% or more, 79 wt% or more, or 80 wt% or more.
  • the above manufacturing method may further include, prior to step (i), a step of evaporating and concentrating a kestose-containing solution having a solid content of 70 wt% or less, 69 wt% or less, 67 wt% or less, 65 wt% or less, 63 wt% or less, 61 wt% or less, or 60 wt% or less so that the solid content becomes 70 wt% or more, 71 wt% or more, 73 wt% or more, 75 wt% or more, 77 wt% or more, 79 wt% or more, or 80 wt% or more.
  • step (ii) may include a step of additionally adding the kestose-containing solution to the solution of step (i) and evaporating and concentrating the solution so that the solid content is maintained at 70 wt% or more and the supersaturation degree is greater than 1.0 and less than 1.1.
  • the range of the supersaturation degree is the same as the range of the supersaturation degree of step (ii) mentioned above.
  • the step (ii) may include a step of additionally adding a kestose-containing solution having a nystose content of less than 10 wt% based on a solid content of 100 wt% to the solution of step (i), and evaporating and concentrating the solution so that the solution maintains a solid content of 70 wt% or more and a supersaturation degree of more than 1.0 and less than 1.1.
  • the range of the supersaturation degree is the same as the range of the supersaturation degree of step (ii) mentioned above.
  • the step (ii) may include a step of additionally adding a kestose-containing solution having a nystose content of less than 10 wt%, 9 wt% or less, 8 wt% or less, 7 wt% or less, 6 wt% or less, 5 wt% or less, 4 wt% or less, 3 wt% or less, 3.5 wt% or less, 3 wt% or less, or 2.5 wt% or less based on a solid content of 100 wt% to the solution of step (i), and evaporating and concentrating the solution so as to maintain a solid content of 70 wt% or more, 71 wt% or more, 73 wt% or more, 75 wt% or more, 77 wt% or more, 79 wt% or more, or 80 wt% or more and a supersaturation of more than 1.0 and less than 1.1.
  • the range of the supersaturation of
  • the step (ii) may include a step of additionally adding a kestose-containing solution having a solid content of 70 wt% or less, 69 wt% or less, 67 wt% or less, 65 wt% or less, 63 wt% or less, 61 wt% or less, or 60 wt% or less to the solution of step (i), and evaporating and concentrating the solution so as to maintain the solid content of 70 wt% or more, 71 wt% or more, 73 wt% or more, 75 wt% or more, 77 wt% or more, 79 wt% or more, or 80 wt% or more and the supersaturation degree of more than 1.0 and less than 1.1.
  • the range of the supersaturation degree is the same as the range of the supersaturation degree of the step (ii) mentioned above.
  • Maintaining the above concentration constant may be achieved by additionally adding the above-mentioned Kestose-containing solution. Specifically, this may be accomplished by repeating the additional addition of the solution 1 to 5 times during the above-mentioned crystal growth process.
  • the above-mentioned supersaturation can be stably maintained.
  • the additional addition of the above-mentioned kestose-containing solution may be performed under constant temperature conditions, i.e., may not be accompanied by a temperature drop.
  • the concentration may not be accompanied by a decrease in the temperature of the kestose-containing solution and/or an increase in the degree of supersaturation.
  • the manufacturing method may further include a step of isolating crystalline kestose from the solution of step (ii).
  • the above separation step means obtaining crystalline kestose, and may be a step of first obtaining crystalline kestose.
  • the step of separating the above-mentioned crystalline kestos may further include various solid-liquid separation methods, such as a step of recovering by centrifugation, a step of washing with deionized water, etc., and/or a step of drying.
  • the drying step may be performed in a fluidized bed dryer or a vacuum dryer, but is not limited thereto.
  • the manufacturing method may further include a step of performing steps (i) and (ii) to secondarily obtain crystalline kestose by evaporating and concentrating the obtained mother liquor after separating crystalline kestose from the solution in step (ii) so that the solid content becomes 70 wt% or more.
  • the above manufacturing method may further include a step of performing steps (i) and (ii) to secondarily obtain crystalline kestose by evaporating and concentrating the obtained mother liquor after separating crystalline kestose from the solution in step (ii) so that the solid content becomes 70 wt% or more, 71 wt% or more, 73 wt% or more, 75 wt% or more, 77 wt% or more, 79 wt% or more, or 80 wt% or more.
  • the above manufacturing method further includes a step of secondary obtaining of crystalline kestose by performing steps (i) and (ii) after separating crystalline kestose from the solution in step (ii) and concentrating the obtained mother liquor, the crystallization yield of the above manufacturing method can be maximized.
  • the step of secondary obtaining the above crystalline kestos may further include various solid-liquid separation methods, such as a step of recovering by centrifugation, a step of washing with deionized water, etc., and/or a step of drying.
  • the drying step may be performed in a fluidized bed dryer or a vacuum dryer, but is not limited thereto.
  • the kestose-containing solution of step (i) may have a kestose content of 80 wt% or more based on 100 wt% of solid content.
  • the kestose-containing solution of step (i) may have a kestose content of 80 wt% or more, 81 wt% or more, 82 wt% or more, 83 wt% or more, 84 wt% or more, 85 wt% or more, 86 wt% or more, 87 wt% or more, 88 wt% or more, 89 wt% or more, 90 wt% or more, or 95 wt% or more based on 100 wt% of solid content.
  • the manufacturing method may be such that at least one of steps (i) and (ii) is performed at a pH of 5 or higher, at a temperature of 40 to 80° C., and/or in a vacuum.
  • the manufacturing method may be performed at least one of steps (i) and (ii) at a pH of 5 or higher, pH 5 to 8, pH 5 to 7.5, pH 5.5 to 8, pH 5.5 to 7.5, pH 6 to 8, pH 6 to 7.5, pH 6.5 to 8, pH 6.5 to 7.5, pH 7 to 8, or pH 7.5 to 8; at a temperature of 40 to 80°C, a temperature of 40 to 75°C, a temperature of 40 to 70°C, a temperature of 50 to 80°C, a temperature of 50 to 75°C, or a temperature of 50 to 70°C; and/or in a vacuum.
  • step (i) may include a step of adding a seed.
  • the size of the above seed is 50 to 500 ⁇ m, 50 to 450 ⁇ m, 50 to 400 ⁇ m, 50 to 350 ⁇ m, 50 to 300 ⁇ m, 100 to 500 ⁇ m, 100 to 450 ⁇ m, 100 to 400 ⁇ m, 100 to 350 ⁇ m, 100 to 300 ⁇ m, 150 to 500 ⁇ m, 150 to 450 ⁇ m, 150 to 400 ⁇ m, 150 to 350 ⁇ m, 150 to 300 ⁇ m, 200 to 500 ⁇ m, 200 to 450 ⁇ m, 200 to 400 ⁇ m, 200 to 350 ⁇ m, 200 to 300 ⁇ m,
  • the size may be 250 to 500 ⁇ m, 250 to 450 ⁇ m, 250 to 400 ⁇ m, 250 to 350 ⁇ m, 250 to 300 ⁇ m, 300 to 500 ⁇ m, 300 to 450 ⁇ m, 300 to 400 ⁇ m, or 300 to 350 ⁇ m.
  • the amount of the seed may be 0.01 to 5 wt%, 0.01 to 3 wt%, 0.01 to 2 wt%, 0.01 to 1.5 wt%, 0.01 to 1 wt%, 0.1 to 5 wt%, 0.1 to 3 wt%, 0.1 to 2 wt%, 0.1 to 1.5 wt%, 0.1 to 1 wt%, 0.5 to 5 wt%, 0.5 to 3 wt%, 0.5 to 2 wt%, 0.5 to 1.5 wt%, 0.5 to 1 wt%, 1 to 5 wt%, 1 to 3 wt%, 1 to 2 wt%, or 1 to 1.5 wt%, based on the weight of the solid content of the crystallization solution.
  • the step (ii) may include a step of dissolving microcrystals generated during crystal growth at least once.
  • the step (ii) above may include a step of dissolving the microcrystals generated during crystal growth one or more times, two or more times, three or more times, four or more times, five or more times, six or more times, or seven or more times.
  • the crystallization yield of the manufacturing method may be 40% or more.
  • the crystallization yield of the above manufacturing method may be 40% or more, 45% or more, 46% or more, 47% or more, 48% or more, 49% or more, 50% or more, 51% or more, 52% or more, 53% or more, 54% or more, 55% or more, 56% or more, 57% or more, 58% or more, 59% or more, 60% or more, 61% or more, 62% or more, 63% or more, 64% or more, 65% or more, 66% or more, 67% or more, 68% or more, 69% or more, or 70% or more.
  • Crystalline kestose is a type of oligosaccharide and has a lower sweetness than sugar, and thus can be used in the manufacture of mixed sweeteners, solid mixed sweeteners, chocolate, chewing gum, instant juice, instant soup, granules, tablets, etc.
  • the crystalline kestose can be contained and used in various compositions such as food and beverage products, flavors, feed, cosmetics, and pharmaceuticals, and a method for containing the carbohydrate can be appropriately selected from known methods such as blending, mixing, dissolution, melting, immersion, penetration, spraying, coating, spraying, injection, crystallization, and solidification, as a process until the product is completed.
  • One example of the present application provides a sweetener composition comprising crystalline kestose.
  • An example of the present application provides a fructooligosaccharide composition comprising crystalline kestose.
  • the composition may include crystalline kestose in various amounts and may further include one or more selected from the group consisting of high-potency sweeteners, monosaccharides, disaccharides, sugar alcohols, dietary fibers, and oligosaccharides.
  • the monosaccharides and disaccharides may be at least one selected from the group consisting of allose, deoxyribose, erythrulose, galactose, idose, mannose, ribose, sorbose, tagatose, erythrose, fuculose, gentiobiose, gentiobiulose, isomaltose, isomaltulose, kosibiose, lactulose, altrose, laminaribiose, arabinose, leucose, fucose, rhamnose, sorbose, maltulose, mannobiose, mannosucrose, melezitose, melibiose, melibiulose, nigerose, raffinose, rutinose, rutinulose, stachyose, threose, trehalose, trehalulose, turanose, xylobios
  • the above sugar alcohols may be at least one selected from the group consisting of xylitol, maltitol, erythritol, mannitol, lactitol, inositol, and sorbitol.
  • the above dietary fiber may be a water-soluble dietary oil, and the water-soluble dietary fiber may be at least one selected from the group consisting of polydextrose, indigestible maltodextrin, inulin, carrageenan, guar gum, alginic acid, agar, and pectin.
  • oligosaccharides may be at least one selected from the group consisting of fructooligosaccharides, isomaltooligosaccharides, maltooligosaccharides, human milk oligosaccharides, and galactooligosaccharides.
  • the high-intensity sweetener may be at least one selected from the group consisting of aspartame, acesulfame potassium, sodium cyclamate, sodium saccharin, sucralose, stevia sweetener (steviol glycoside, enzyme-processed stevia), dulcin, thaumatin, thaumatin, neotame, rebaudioside, nuohan-gwa, mogroside, and monellin.
  • the crystalline kestos according to an example of the present application can be usefully utilized in the food field in the following manner.
  • a low-calorie water beverage composition containing 0.05 to 10 wt% of Kestos can be prepared, and low-calorie and anti-browning effects can be obtained.
  • a rice cake containing 1 to 50 wt% of ketose can be produced, and browning prevention and anti-aging effects of the rice cake can be obtained.
  • Soy milk containing 1 to 20 wt% of ketose can be produced, and soy milk with low calories and reduced soybean odor can be obtained.
  • a sauce containing 50 to 65 wt% of kestos can be produced, and a sauce that is low in calories and maintains an appropriate viscosity while reducing the use of starch or thickener can be obtained.
  • a kestose syrup containing 5 to 99.9 wt% of kestose can be prepared, and by using this syrup at 35 to 70 wt%, a liquid creamer composition with reduced sugar and stable emulsification can be obtained.
  • a temperature-sensitive phase transition food composition comprising a mixture of kestos and starch, which can be used as a phase transition gelling agent for food.
  • a coffee beverage composition containing 1 to 20% by weight of kestos can be prepared, and effects of low calories and improved bitterness can be obtained.
  • a cereal bar composition containing 1 to 50 wt% of Kestos can be prepared, which can provide low calories and a crunchy texture.
  • a red pepper paste containing 10 to 20 wt% of ketose can be made, and an effect of improving surface hardening can be obtained.
  • a ssamjang containing 10 to 20 wt% of ketose can be manufactured, and an effect of improving surface hardening can be obtained.
  • a gel-like beverage containing 0.1 to 20 wt% of kestos can be prepared, and the storage stability of the gel-like beverage can be improved.
  • a nutritional drink containing 0.1 to 20 wt% of Kestos can be made, and the color can be maintained during storage.
  • a fruit drink containing 0.1 to 20 wt% of ketose can be produced, and the effects of reducing heating odor and improving body feel can be obtained.
  • a chewing gum containing 10 to 40 wt% of ketose can be manufactured, and low calories and storage stability can be improved.
  • a dried ginseng product containing 1 to 80 wt% of ketose can be manufactured, and the texture and storage stability of the dried ginseng product can be improved.
  • a composition for preparing a spread containing 1 to 10 wt% of Kestos can be prepared, and a spread having excellent spreadability can be prepared.
  • the crystalline kestos of the present application has a high single crystal distribution, a large average particle size, excellent flowability, dissolution rate, and hygroscopicity, so it is stable during storage, easy to distribute and handle, efficient in product use, and can be used in a wide range of fields.
  • FIG. 1 is a drawing showing an optical microscope photograph of a crystalline kestos according to an example of the present application.
  • a and/or B means A or B, or A and B.
  • the enzyme inactivation was complete, it was subjected to decolorization/filtration and purification processes, and concentrated to a solid content of 75 wt%. Afterwards, high-purity separation was performed using SMB filled with Na + type separation resin, and concentration was performed to secure a raw solution for the crystallization process containing more than 85 wt% of kestose among the total solid content.
  • the secured raw solution for crystallization was analyzed under the following analysis conditions. As a result, a raw solution for crystallization was obtained with a solid content of 80 to 83 wt%, and containing 91.4 wt% of kestose, 7.0 wt% of nystose, and 1.6 wt% of sugar among the total solid content.
  • the stock solution for the crystallization process containing kestose in a total solid content of 85 wt% or more was secured in the same manner as in Manufacturing Example 1, except that the stock solution was subjected to decolorization/filtration and ion purification processes and concentrated to a solid content of 40 to 60 wt%.
  • the content and sugar composition were analyzed.
  • a stock solution for crystallization was obtained with a solid content of 80 to 83 wt% and containing 94.0 wt% of kestose, 3.5 wt% of nystose, and 2.5 wt% of sugar in the total solid content.
  • the mother liquor was removed by centrifugal dehydration, and the crystals obtained through the first crystallization were washed with cooling water and then dried to recover them.
  • the purity of the manufactured kestose crystals was analyzed by HPLC using the same method as in Manufacturing Example 1, and the purity of the manufactured kestose crystals was 99.7 wt%, and the crystallization yield was 56.8%.
  • the solution was added under a constant temperature condition of 50 to 70°C, and concentrated to a solid content of 83 wt% so as to maintain a supersaturation of 1.10 to 1.20.
  • the crystals were sufficiently grown while maintaining a supersaturation of 1.10 to 1.20 under a constant vacuum and temperature. As crystals grow, microcrystals may also precipitate. Therefore, a small amount of water was added to dissolve the microcrystals, and then the original solution was added again to prevent the microcrystals from inhibiting crystal particle growth.
  • the above-mentioned method of adding the original solution and adding water was repeated three times.
  • the mother liquor was removed by centrifugal dehydration to obtain the kestose crystals first, and the kestose crystals obtained first were washed with cooling water and then dried to be recovered.
  • the purity of the manufactured kestose crystals was analyzed by HPLC using the same method as in Manufacturing Example 1, and the purity of the manufactured kestose crystals was 99.0 wt%, and the crystallization yield was 37.5%.
  • the solution was added under a constant temperature condition of 50 to 70°C, and concentrated to a solid content of 80 wt% so as to maintain a supersaturation of 1.04 to 1.07.
  • the crystals were sufficiently grown while maintaining a supersaturation of 1.04 to 1.07 under a constant vacuum and temperature. As crystals grow, microcrystals may also precipitate. Therefore, a small amount of water was added to dissolve the microcrystals, and then the original solution was added again to prevent the microcrystals from inhibiting crystal particle growth.
  • the above-mentioned method of adding the original solution and adding water was repeated three times.
  • the mother liquor was removed by centrifugal dehydration to obtain the kestose crystals first, and the kestose crystals obtained first were washed with cooling water and then dried to be recovered.
  • the purity of the manufactured kestose crystals was analyzed by HPLC using the same method as in Manufacturing Example 1, and the purity of the manufactured kestose crystals was 99.8 wt%, and the crystallization yield was 47.2%.
  • the mother liquor from which the kestose crystals of Example 3, having a purity of 99.8 wt% and a crystallization yield of 47.2%, were removed was further subjected to evaporative crystallization under the same conditions and method as Example 3.
  • the sugar composition of the mother liquor from which the kestose crystals of Example 3 were removed was 90 wt% kestose, 7 wt% nystose, and 3 wt% sugar, and the crystal purity of the kestose obtained after two-stage evaporative crystallization was 99.7 wt%, and the crystallization yield was 32.0%.
  • the above crystallization yield of 32.0% is the yield for the mother liquor, which is 52.8% of the original solution for crystallization, and when converted to the original solution for crystallization, it corresponds to approximately 16.9%.
  • the total crystallization yield after sequentially performing the first and second crystallizations from the same raw solution was confirmed to be 64.1%.
  • a crystallization process was performed by slowly cooling the temperature to precipitate crystals using a crystallization solution containing 91.4 wt% of kestose, 7.0 wt% of nystose, and 1.6 wt% of sugar prepared in Manufacturing Example 1.
  • seed crystals of 150 ⁇ m in size were added at 1 wt% based on the solid weight to the crystallization solution having an initial temperature of 60°C, pH 7.5, and solid content of 82.5 wt%.
  • the supersaturation degree was 1.1, and the solution was cooled to 30°C at a constant cooling rate of -1°C/hour.
  • the mother liquor was removed by centrifugal dehydration, and the crystals obtained from the first crystallization were washed with cooling water and then dried to recover the kestos crystals.
  • the purity of the manufactured Kestos crystals was confirmed through HPLC analysis using the same method as in Manufacturing Example 1 above.
  • the purity of the manufactured Kestos crystals was 99.3 wt%, and the crystallization yield was 48.4%.
  • a crystallization process was performed in the same manner as in Comparative Example 1 using a crystallization solution containing 91.4 wt% of kestose, 7.0 wt% of nystose, and 1.6 wt% of sugar prepared in Manufacturing Example 1, but crystallization was performed using seed crystals having a size of 300 ⁇ m.
  • the purity of the manufactured Kestos crystals was confirmed through HPLC analysis using the same method as in Manufacturing Example 1 above.
  • the purity of the manufactured Kestos crystals was 99.4 wt%, and the crystallization yield was 46.6%.
  • the purity analysis of the manufactured Kestos crystals was performed by HPLC analysis using the same method as in Manufacturing Example 1.
  • the purity of the manufactured Kestos crystals was 99.7 wt%, and the crystallization yield was 51.6%.
  • a crystallization process was performed by slowly cooling the temperature to precipitate crystals using a crystallization solution containing 94.0 wt% of kestose, 3.5 wt% of nystose, and 2.5 wt% of sugar prepared in Manufacturing Example 2.
  • seed crystals having a D(4,3) average particle size of 50 ⁇ m or less and a span value of 1.268 were added to a crystallization solution having an initial temperature of 60°C, pH 7.0 to 7.5, and a solid content of 83 wt%, in an amount of 0.01 wt% based on the solid content of the crystallization solution.
  • the supersaturation degree was 1.10 to 1.20
  • crystallization was performed by cooling to 30°C at a constant rate of -0.5°C/hour.
  • the cooled solution was centrifuged to remove the mother liquor to first obtain kestose crystals, and the kestose crystals obtained in the first manner were washed with cooling water and dried to recover the kestose crystals.
  • the purity analysis of the manufactured Kestos crystals was performed by HPLC analysis using the same method as in Manufacturing Example 1.
  • the purity of the manufactured Kestos crystals was 98.5 wt%, and the crystallization yield was 32.4%.
  • Fig. 1 is an optical microscope photograph of the Kestos crystal particles manufactured in Example 4, measured at a magnification of X100. As shown in Fig. 1, it was found that the Kestos crystals according to the present application had a square hexahedral shape, indicating high uniformity and hardness of the crystals.
  • Test Example 2 Particle size distribution analysis of kestos crystals
  • the average particle size and particle size distribution of the Kestos crystals manufactured in Examples 2 to 4 and Comparative Example 4 were measured using a laser diffraction type particle size analysis device, and are listed in Table 1.
  • Examples 2 to 4 showed an average particle size of 281.4 ⁇ m or more, which showed a larger particle shape compared to Comparative Example 4 which showed an average particle size of 250.2 ⁇ m.
  • a comparative test of the dissolution rate of the Kestos crystals manufactured in Examples 3 to 4 and Comparative Example 4 was conducted. Specifically, 20 g of the sample was added to 180 g of water, and the time until complete dissolution was measured. The sample was stirred at a constant speed of 150 rpm at 25°C, and the solid content of the supernatant was measured to calculate the solubility until the final dissolution concentration was reached as a percentage, and the time of complete dissolution was confirmed. The solubility percentage (%) of each sample is shown in Table 2.
  • Example 4 Comparative Example 4 0 82.1 79 71.3 10 98.2 95 83.1 20 100 98.7 89 32 100 100 93 35 100 100 96.2 38 100 100 100 49 100 100 100 60 100 100 100 100 100
  • the dissolution rate may be fast because the distribution of single crystals is higher than that of twin crystals in the case of Kestos crystals according to the daily aspect.
  • the crystals of Examples 2 to 4 had a higher single crystal distribution than the crystals of Comparative Example 4, and the crystal shapes were closer to circles than those of the Comparative Example. This can be inferred that the crystal planes grew uniformly to form an orthorhombic crystal shape close to a square shape. This is interpreted to have had a positive effect on the crystal shape by maintaining a constant supersaturation range in which the crystals can grow well.
  • Kestos crystals manufactured in Examples 2 to 4 and Comparative Example 4 were prepared in an amount of 150 g, and the angle of repose was measured using an automatic stirring type angle of repose measuring device (Manufacturer: K-one Nano., Ltd., Model: BT-200DA).
  • the Kestos crystal samples were passed through a special funnel fixed at a certain height on a completely flat reference plate of the measuring device in a certain volume, and the angle of repose of the cone-shaped crystals piled up on the reference plate was measured, and the results are shown in Table 4. Since the angle of repose is measured by measuring the slope of the crystals piled up on the reference plate and no longer flowing, a smaller angle of repose means better flowability.
  • Kestos crystals according to the aspect may have improved flowability and dissolution rate as the single crystal distribution increased.
  • the Kestos crystals of Examples 2 to 4 had average face angles of 59.15 ⁇ , 61.525 ⁇ , and 61.8 ⁇ of single crystals, respectively, and the Kestos crystal of Comparative Example 4 had an average face angle of 70.525 ⁇ of single crystals. That is, the Kestos crystals according to one aspect can exhibit an orthorhombic crystal form close to a square shape by having face angles in a specific range.

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Abstract

본 출원은 결정형 케스토스 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 출원의 결정형 케스토스는 단일 결정 분포도가 높고, 평균 입도가 크며, 흐름성, 용해 속도, 및 흡습성이 우수하여 보관시 안정하고, 유통 및 취급이 용이하며, 제품 사용에 효율적이고, 폭넓은 분야에 이용 가능하다.

Description

결정형 케스토스
본 출원은 결정형 케스토스에 관한 것이다.
케스토스(Kestose)는 프락토올리고당의 일종으로, 면역 글로불린 A(IgA) 항체의 생산 증강 작용 및 면역 글로불린 E(IgE) 항체의 생산 억제 작용, 장내 비피더스균의 증식 활성 작용 및 유아의 아토피성 피부염의 개선 효과 등 다양한 생리활성을 나타낸다. 이러한 케스토스의 효능을 바탕으로, 알레르기 억제 조성물, 알레르기 억제 식품, 또는 알레르기 억제제로 사용되는 효용성을 이용하기 위하여, 케스토스를 효율적으로 생산하는 것은 산업적으로 매우 유용하다.
그러나, 케스토스 분말은 비결정성으로 흡습성이 매우 높아 쉽게 끈적여지며 흐름성이 낮고 주위 습도에 민감하여 보관 시 캔디처럼 굳기 쉬워, 제품 사용 시 취급이 매우 불편한 점이 있다. 따라서, 흡습성이 낮고 흐름성이 개선되어 설탕과 같이 취급 사용이 개선된 결정형 입자의 케스토스를 제조할 수 있는 기술이 필요하다.
케스토스는 3당류에 해당하므로, 포도당, 과당, 설탕 등과 같은 1당류 또는 2당류에 비해 결정을 얻는 것이 어렵다. 이는 케스토스가 3당류이기 때문에 점도가 높아, 고농도 상태에서 수행해야 하는 결정화 공정에서 많은 에너지이 필요하고 결정 생성 후 탈수 공정에서도 결정 표면에 붙은 모액을 제거하기도 용이하지 않기 때문이다. 이러한 이유로, 온도를 서서히 낮추어 과포화도를 유도하는 냉각결정화 방식보다는, 결정관 내에서 공급액(feed)을 농축시켜 과포화도를 유도하는 증발결정화 방식이 더 적합하다. 이러한 케스토스의 점도 특성을 고려할 때, 공장 규모의 공정에서는 결정화 방식의 선택은 매우 중요한 고려 요소이다.
이러한 배경하에, 본 발명에서는 증발결정화 방식으로 결정화를 2회 진행한다. 1차 증발결정화 후 나온 부산물(하이드롤)을 가지고 2차 증발결정화를 진행한다.
증발결정화 방식은 냉각결정화 방식에 비해 반응 시간이 2배 이상 짧아, 시료가 열에 노출되는 시간이 줄어들고, 이에 따라 열에 의한 데미지가 적어져 결정 색상을 더 희게 할 수 있다는 장점이 있다. 또한 증발결정화를 2회 실시함으로써 부산물인 하이드롤의 양을 효과적으로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
증발결정화를 2회 진행하기 위해서는 결정이 잘 성장할 수 있는 과포화도 범위 안에서 결정화 반응이 진행되어야 한다. 과포화도가 너무 낮거나 높으면 미세결정이 생성되고 결정 성장이 용이하지 않다.
이에, 본 발명에서는 증발결정화 방식을 케스토스 결정 생산방식으로 적용함으로써, 냉각결정화 및 종래의 증발결정화 방식에 비해 더욱 높은 수율을 달성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 케스토스 결정은 단일 결정 분포도가 높고 그에 따라 용해 속도가 빠르고, 흐름성이 향상되며, 흡습성이 개선되어 식품 원료로써 취급 및 사용이 매우 용이하다.
본 출원의 일 예는 결정형 케스토스를 제공하는 것이다.
본 출원의 일 예는 인접한 두 결정면 사이의 면각(interfacial angle)이 55° 내지 68°인 단일 결정을 포함하는, 결정형 케스토스를 제공하는 것이다.
본 출원의 일 예는 단일 결정 분포도 (%)가 64% 이상인, 결정형 케스토스를 제공하는 것이다.
본 출원의 일 예는 결정형 케스토스를 포함하는, 프락토올리고당 조성물을 제공하는 것이다.
본 출원의 일 예는 (i) 고형분 함량 100 중량% 기준으로 니스토스 함량이 10중량% 미만이고, 과포화도가 1.0 초과 1.1 미만인, 케스토스 함유 용액 내 결정핵을 생성시키는 단계; 및 (ii) 상기 용액의 과포화도를 1.0 초과 1.1 미만으로 유지하면서 결정을 성장시키는 단계를 포함하는, 결정형 케스토스의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 출원의 일 예는 상기 (ii) 단계의 용액으로부터 결정형 케스토스를 분리한 후 수득된 모액을 고형분 함량이 70 중량% 이상이 되도록 증발 농축한 후, (i) 단계 및 (ii) 단계를 수행하여 결정형 케스토스를 2차 수득하는 단계를 추가로 포함하는, 제조방법을 제공하는 것이다.
본 출원의 일 예는 단일 결정 분포도가 높고, 흐름성, 용해 속도, 및 흡습성이 개선된 결정형 케스토스를 제공하기 위한 것이다.
이하, 본 출원을 더욱 자세히 설명하고자 한다.
본 출원의 일 예는 결정형 케스토스를 제공한다.
본 출원의 일 예에 따른 결정형 케스토스는 미분함량이 적고 균일한 크기 분포를 가진다. 케스토스 결정화 공정에서 제조된 결정의 미분 함량이 적고 크기 분포가 균일할수록, 결정 간 응집현상이 줄어들어 흐름성이 향상되고 용해 속도가 향상되며, 흡습성이 줄어들 수 있다. 반면, 미분함량이 높고 크기의 균일도가 낮을 경우 결정 간 응집 발생이 더 커져 흡습이 잘되고 용해 속도는 느려져 제품의 품질에 악영향을 끼친다.
본 출원의 일 예에 따른 결정형 케스토스는 미분형 분말에 비해 흡습성이 개선되어 고결(caking)이 잘 되지 않아 보관 시 안정하고 유통 및 취급이 용이한 특성을 가진다. 또한, 용해 속도가 향상되어 제품 사용이 효율적이고 폭넓은 분야에 이용 가능한 특성을 가진다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 인접한 두 결정면 사이의 면각(interfacial angle)이 55° 내지 68°인 단일 결정을 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 결정형 케스토스는 인접한 두 결정면 사이의 면각이 55° 내지 68°, 50° 내지 72°, 50° 내지 70°, 50° 내지 69°, 50° 내지 68°, 50° 내지 67°, 50° 내지 66°, 50° 내지 64°, 50° 내지 63.5°, 50° 내지 63°, 50° 내지 62.5°, 50° 내지 62°, 50° 내지 60°, 52° 내지 72°, 52° 내지 70°, 52° 내지 69°, 52° 내지 68°, 52° 내지 67°, 52° 내지 66°, 52° 내지 64°, 52° 내지 63.5°, 52° 내지 63°, 52° 내지 62.5°, 52° 내지 62°, 52° 내지 60°, 54° 내지 72°, 54° 내지 70°, 54° 내지 69°, 54° 내지 68°, 54° 내지 67°, 54° 내지 66°, 54° 내지 64°, 54° 내지 63.5°, 54° 내지 63°, 54° 내지 62.5°, 54° 내지 62°, 54° 내지 60°, 55° 내지 72°, 55° 내지 70°, 55° 내지 69°, 55° 내지 68°, 55° 내지 67°, 55° 내지 66°, 55° 내지 64°, 55° 내지 63.5°, 55° 내지 63°, 55° 내지 62.5°, 55° 내지 62°, 55° 내지 60°, 55.5° 내지 72°, 55.5° 내지 70°, 55.5° 내지 69°, 55.5° 내지 68°, 55.5° 내지 67°, 55.5° 내지 66°, 55.5° 내지 64°, 55.5° 내지 63.5°, 55.5° 내지 63°, 55.5° 내지 62.5°, 55.5° 내지 62°, 55.5° 내지 60°, 56° 내지 72°, 56° 내지 70°, 56° 내지 69°, 56° 내지 68°, 56° 내지 67°, 56° 내지 66°, 56° 내지 64°, 56° 내지 63.5°, 56° 내지 63°, 56° 내지 62.5°, 56° 내지 62°, 56° 내지 60°, 56.5° 내지 72°, 56.5° 내지 70°, 56.5° 내지 69°, 56.5° 내지 68°, 56.5° 내지 67°, 56.5° 내지 66°, 56.5° 내지 64°, 56.5° 내지 63.5°, 56.5° 내지 63°, 56.5° 내지 62.5°, 56.5° 내지 62°, 56.5° 내지 60°, 57° 내지 72°, 57° 내지 70°, 57° 내지 69°, 57° 내지 68°, 57° 내지 67°, 57° 내지 66°, 57° 내지 64°, 57° 내지 63.5°, 57° 내지 63°, 57° 내지 62.5°, 57° 내지 62°, 57° 내지 60°, 57.5° 내지 72°, 57.5° 내지 70°, 57.5° 내지 69°, 57.5° 내지 68°, 57.5° 내지 67°, 57.5° 내지 66°, 57.5° 내지 64°, 57.5° 내지 63.5°, 57.5° 내지 63°, 57.5° 내지 62.5°, 57.5° 내지 62°, 57.5° 내지 60°, 58° 내지 72°, 58° 내지 70°, 58° 내지 69°, 58° 내지 68°, 58° 내지 67°, 58° 내지 66°, 58° 내지 64°, 58° 내지 63.5°, 58° 내지 63°, 58° 내지 62.5°, 58° 내지 62°, 58° 내지 60°, 58.5° 내지 72°, 58.5° 내지 70°, 58.5° 내지 69°, 58.5° 내지 68°, 58.5° 내지 67°, 58.5° 내지 66°, 58.5° 내지 64°, 58.5° 내지 63.5°, 58.5° 내지 63°, 58.5° 내지 62.5°, 58.5° 내지 62°, 58.5° 내지 60°, 59° 내지 72°, 59° 내지 70°, 59° 내지 69°, 59° 내지 68°, 59° 내지 67°, 59° 내지 66°, 59° 내지 64°, 59° 내지 63.5°, 59° 내지 63°, 59° 내지 62.5°, 59° 내지 62°, 59° 내지 60°, 59.5° 내지 72°, 59.5° 내지 70°, 59.5° 내지 69°, 59.5° 내지 68°, 59.5° 내지 67°, 59.5° 내지 66°, 59.5° 내지 64°, 59.5° 내지 63.5°, 59.5° 내지 63°, 59.5° 내지 62.5°, 59.5° 내지 62°, 59.5° 내지 60°, 60° 내지 72°, 60° 내지 70°, 60° 내지 69°, 60° 내지 68°, 60° 내지 67°, 60° 내지 66°, 60° 내지 64°, 60° 내지 63.5°, 60° 내지 63°, 60° 내지 62.5°, 60° 내지 62°, 60.5° 내지 72°, 60.5° 내지 70°, 60.5° 내지 69°, 60.5° 내지 68°, 60.5° 내지 67°, 60.5° 내지 66°, 60.5° 내지 64°, 60.5° 내지 63.5°, 60.5° 내지 63°, 60.5° 내지 62.5°, 또는 60.5° 내지 62°일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스의 단일 결정의 면각 평균값은 56° 내지 65°일 수 있다.
구체적으로, 상기 결정형 케스토스의 단일 결정의 면각 평균값은 56° 내지 65°, 56° 내지 64°, 56° 내지 63°, 56° 내지 62.5°, 56° 내지 62°, 56° 내지 61.8°, 56° 내지 61.5°, 56° 내지 61°, 56° 내지 60.5°, 56° 내지 60°, 57° 내지 65°, 57° 내지 64°, 57° 내지 63°, 57° 내지 62.5°, 57° 내지 62°, 57° 내지 61.8°, 57° 내지 61.5°, 57° 내지 61°, 57° 내지 60.5°, 57° 내지 60°, 58° 내지 65°, 58° 내지 64°, 58° 내지 63°, 58° 내지 62.5°, 58° 내지 62°, 58° 내지 61.8°, 58° 내지 61.5°, 58° 내지 61°, 58° 내지 60.5°, 58° 내지 60°, 58.5° 내지 65°, 58.5° 내지 64°, 58.5° 내지 63°, 58.5° 내지 62.5°, 58.5° 내지 62°, 58.5° 내지 61.8°, 58.5° 내지 61.5°, 58.5° 내지 61°, 58.5° 내지 60.5°, 58.5° 내지 60°, 59° 내지 65°, 59° 내지 64°, 59° 내지 63°, 59° 내지 62.5°, 59° 내지 62°, 59° 내지 61.8°, 59° 내지 61.5°, 59° 내지 61°, 59° 내지 60.5°, 59° 내지 60°, 59.5° 내지 65°, 59.5° 내지 64°, 59.5° 내지 63°, 59.5° 내지 62.5°, 59.5° 내지 62°, 59.5° 내지 61.8°, 59.5° 내지 61.5°, 59.5° 내지 61°, 59.5° 내지 60.5°, 59.5° 내지 60°, 60° 내지 65°, 60° 내지 64°, 60° 내지 63°, 60° 내지 62.5°, 60° 내지 62°, 60° 내지 61.8°, 60° 내지 61.5°, 60° 내지 61°, 60° 내지 60.5°, 60.5° 내지 65°, 60.5° 내지 64°, 60.5° 내지 63°, 60.5° 내지 62.5°, 60.5° 내지 62°, 60.5° 내지 61.8°, 60.5° 내지 61.5°, 60.5° 내지 61°, 61° 내지 65°, 61° 내지 64°, 61° 내지 63°, 61° 내지 62.5°, 61° 내지 62°, 61° 내지 61.8°, 61° 내지 61.5°, 61.5° 내지 65°, 61.5° 내지 64°, 61.5° 내지 63°, 61.5° 내지 62.5°, 61.5° 내지 62°, 또는 61.5° 내지 61.8°일 수 있다.
본 출원에서 용어, “면각(interfacial angle)”은 결정 내에서 인접한 두 결정면(faces) 사이에 형성되는 각도를 의미한다. 면각은 결정체를 구성하는 분자 또는 원자들이 3차원적으로 규칙적으로 배열된 결정 구조(crystal structure)에 따라 결정되는 고유한 구조적 특성으로, 결정의 형태와 무관하게 일정한 값을 갖는 경향이 있다. 이는 결정학(crystallography) 분야에서 널리 알려진 '면각 일정의 법칙(Law of Constancy of Interfacial Angles)'에 기초한 것으로, 동일한 화학 조성과 결정 구조를 갖는 결정들은 외형이 다소 상이하더라도 인접하는 결정면 사이의 면각은 항상 일정하다는 경험적 법칙이다.
그런데, 실제 결정의 성장 과정에서는 용액의 농도, 온도, 성장 속도, 불순물의 존재 등 다양한 환경적 요인에 따라 결정면의 모양 및 결정형의 외형이 달라질 수 있으며, 이에 따라 면각 역시 단일한 고정 값 보다는 일정한 범위 내에서 변동이 발생할 수 있다. 또한, 면각의 측정 과정에서 발생할 수 있는 관측 오차 및 해석의 편차 역시 일정한 범위의 면각 허용 오차로 이어질 수 있다.
이와 같은 특성을 반영하여, 본 출원에서는 면각의 평균값 및/또는 그 허용 오차 범위를 기준으로, 해당 결정이 동일한 결정 구조로부터 유래한 것인지 여부를 판단한다. 예컨대, 복수의 결정 시료에서 반복적으로 관찰되는 면각이 평균적으로 일정한 값에 수렴하며, 그 편차가 기술적으로 허용 가능한 범위 내에 있는 경우, 해당 면각은 결정형을 특정하는 신뢰할 수 있는 기준으로 간주될 수 있다.
따라서 본 출원에서는, 면각이 단일 고정 값이 아니라, 특정한 허용 오차 범위 내에서 반복적으로 나타나는 경우에도 동일한 결정 구조로부터 유래한 결정형으로 판단할 수 있으며, 이를 기준으로 결정형 케스토스(crystalline kestose)를 명확히 특정할 수 있다. 즉, 본 출원에 따른 결정형 케스토스는 외형이 다소 상이하더라도, 인접한 결정면이 이루는 면각이 일정 범위 내에서 유지됨으로써, 그 결정학적 동일성을 확보할 수 있다.
결론적으로, 면각은 결정 구조의 대칭성과 반복성을 반영하는 핵심적인 지표로서, 외형의 다양성과 무관하게 결정형을 식별할 수 있게 하며, 이러한 면각 특성은 결정형 케스토스를 특정하기 위한 구조적 기준으로 활용될 수 있다.
한편, 면각은 인접한 두 결정면에서 각각 수직으로 뻗은 선 사이의 각도를 기준으로 측정될 수 있으며, 예를 들어, 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 약 400배(X400)의 배율로 확대한 이미지 상에서 인접한 두 결정면에 수직한 선을 긋고, 이들 사이의 각도를 직접 측정함으로써 면각을 측정할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 D(4,3)로 나타내는 평균 입도가 260 μm 이상인 입자 크기 분포를 가지는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 결정형 케스토스는 D(4,3)로 나타내는 평균 입도가 260 μm 이상, 265 μm 이상, 270 μm 이상, 275 μm 이상, 280 μm 이상, 285 μm 이상, 290 μm 이상, 295 μm 이상, 300 μm 이상, 305 μm 이상, 310 μm 이상, 315 μm 이상, 320 μm 이상, 325 μm 이상, 330 μm 이상, 335 μm 이상, 340 μm 이상, 345 μm 이상, 350 μm 이상, 360 μm 이상, 370 μm 이상, 380 μm 이상, 390 μm 이상, 또는 400 μm 이상인 입자 크기 분포를 가지는 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 상기 결정형 케스토스는 단일 결정 분포도(%)가 64% 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 결정형 케스토스는 단일 결정 분포도(%)가 64% 이상, 64% 이상 100% 이하, 64% 이상 90% 이하, 64% 이상 80% 이하, 64% 이상 75% 이하, 64.5% 이상, 64.5% 이상 100% 이하, 64.5% 이상 90% 이하, 64.5% 이상 80% 이하, 64.5% 이상 75% 이하, 65% 이상, 65% 이상 100% 이하, 65% 이상 90% 이하, 65% 이상 80% 이하, 65% 이상 75% 이하, 65.5% 이상, 65.5% 이상 100% 이하, 65.5% 이상 90% 이하, 65.5% 이상 80% 이하, 65.5% 이상 75% 이하, 66% 이상, 66% 이상 100% 이하, 66% 이상 90% 이하, 66% 이상 80% 이하, 66% 이상 75% 이하, 66.5% 이상, 66.5% 이상 100% 이하, 66.5% 이상 90% 이하, 66.5% 이상 80% 이하, 66.5% 이상 75% 이하, 67% 이상, 67% 이상 100% 이하, 67% 이상 90% 이하, 67% 이상 80% 이하, 67% 이상 75% 이하, 67.5% 이상, 67.5% 이상 100% 이하, 67.5% 이상 90% 이하, 67.5% 이상 80% 이하, 67.5% 이상 75% 이하, 68% 이상, 68% 이상 100% 이하, 68% 이상 90% 이하, 68% 이상 80% 이하, 68% 이상 75% 이하, 68.5% 이상, 68.5% 이상 100% 이하, 68.5% 이상 90% 이하, 68.5% 이상 80% 이하, 68.5% 이상 75% 이하, 69% 이상, 69% 이상 100% 이하, 69% 이상 90% 이하, 69% 이상 80% 이하, 69% 이상 75% 이하, 69.5% 이상, 69.5% 이상 100% 이하, 69.5% 이상 90% 이하, 69.5% 이상 80% 이하, 69.5% 이상 75% 이하, 70% 이상, 70% 이상 100% 이하, 70% 이상 90% 이하, 70% 이상 80% 이하, 또는 70% 이상 75% 이하일 수 있다.
본 출원에서 용어 “단일 결정 분포도(%)”는 전체 결정 입자 중에서 단일 결정(single crystal) 형태를 갖는 입자의 개수 비율을 백분율로 나타낸 값을 의미한다. 구체적으로는, 단일 결정은 내부 균열, 균열선, 복수 결정의 응집 등 없이 하나의 연속된 결정 구조를 갖는 입자를 의미하며, 특정 분석 방법(예: 광학 현미경, 편광 현미경, 전자현미경(SEM) 또는 이미지 분석 소프트웨어 등)을 통해 결정 입자들을 관찰하고, 이들 중 내부 결함이나 복수의 결정면이 얽혀 있지 않은 독립된 단일 결정으로 판단되는 입자 수를 전체 입자 수로 나눈 후 100을 곱하여 산정된 값을 단일 결정 분포도(%)로 정의할 수 있다.
상기 결정형 케스토스는 상기 단일 결정 분포도를 가짐으로써 결정 입자의 다수가 내부 균열이나 다결정성 없이 균일한 단일 결정 형태를 유지할 수 있다. 이는 결정 성장 과정에서 핵 형성과 성장 조건이 안정적으로 제어되었으며, 그 결과 결정들이 독립적이고 완결된 구조로 형성되었음을 의미하는 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 원형도(circularity)가 0.880 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 결정형 케스토스는 원형도가 0.880 이상, 0.880 이상 1 미만, 0.880 이상 0.99 이하, 0.880 이상 0.97 이하, 0.880 이상 0.95 이하, 0.880 이상 0.93 이하, 0.880 이상 0.91 이하, 0.880 이상 0.9 이하, 0.880 이상 0.897 이하, 0.880 이상 0.895 이하, 0.880 이상 0.893 이하, 0.880 이상 0.891 이하, 0.880 이상 0.89 이하, 0.880 이상 0.889 이하, 0.881 이상, 0.881 이상 1 미만, 0.881 이상 0.99 이하, 0.881 이상 0.97 이하, 0.881 이상 0.95 이하, 0.881 이상 0.93 이하, 0.881 이상 0.91 이하, 0.881 이상 0.9 이하, 0.881 이상 0.897 이하, 0.881 이상 0.895 이하, 0.881 이상 0.893 이하, 0.881 이상 0.891 이하, 0.881 이상 0.89 이하, 0.881 이상 0.889 이하, 0.882 이상, 0.882 이상 1 미만, 0.882 이상 0.99 이하, 0.882 이상 0.97 이하, 0.882 이상 0.95 이하, 0.882 이상 0.93 이하, 0.882 이상 0.91 이하, 0.882 이상 0.9 이하, 0.882 이상 0.897 이하, 0.882 이상 0.895 이하, 0.882 이상 0.893 이하, 0.882 이상 0.891 이하, 0.882 이상 0.89 이하, 0.882 이상 0.889 이하, 0.884 이상, 0.884 이상 1 미만, 0.884 이상 0.99 이하, 0.884 이상 0.97 이하, 0.884 이상 0.95 이하, 0.884 이상 0.93 이하, 0.884 이상 0.91 이하, 0.884 이상 0.9 이하, 0.884 이상 0.897 이하, 0.884 이상 0.895 이하, 0.884 이상 0.893 이하, 0.884 이상 0.891 이하, 0.884 이상 0.89 이하, 0.884 이상 0.889 이하, 0.886 이상, 0.886 이상 1 미만, 0.886 이상 0.99 이하, 0.886 이상 0.97 이하, 0.886 이상 0.95 이하, 0.886 이상 0.93 이하, 0.886 이상 0.91 이하, 0.886 이상 0.9 이하, 0.886 이상 0.897 이하, 0.886 이상 0.895 이하, 0.886 이상 0.893 이하, 0.886 이상 0.891 이하, 0.886 이상 0.89 이하, 0.886 이상 0.889 이하, 0.887 이상, 0.887 이상 1 미만, 0.887 이상 0.99 이하, 0.887 이상 0.97 이하, 0.887 이상 0.95 이하, 0.887 이상 0.93 이하, 0.887 이상 0.91 이하, 0.887 이상 0.9 이하, 0.887 이상 0.897 이하, 0.887 이상 0.895 이하, 0.887 이상 0.893 이하, 0.887 이상 0.891 이하, 0.887 이상 0.89 이하, 0.887 이상 0.889 이하, 0.888 이상, 0.888 이상 1 미만, 0.888 이상 0.99 이하, 0.888 이상 0.97 이하, 0.888 이상 0.95 이하, 0.888 이상 0.93 이하, 0.888 이상 0.91 이하, 0.888 이상 0.9 이하, 0.888 이상 0.897 이하, 0.888 이상 0.895 이하, 0.888 이상 0.893 이하, 0.888 이상 0.891 이하, 0.888 이상 0.89 이하, 0.888 이상 0.889 이하, 0.889 이상, 0.882 이상 1 미만, 0.889 이상 0.99 이하, 0.889 이상 0.97 이하, 0.889 이상 0.95 이하, 0.889 이상 0.93 이하, 0.889 이상 0.91 이하, 0.889 이상 0.9 이하, 0.889 이상 0.897 이하, 0.889 이상 0.895 이하, 0.889 이상 0.893 이하, 0.889 이상 0.891 이하, 또는 0.889 이상 0.89 이하일 수 있다.
본 출원에서 용어, “원형도(circularity)”는 입자의 외곽 형상이 이상적인 원형에 얼마나 근접하는지를 나타내는 값으로, 0과 1 사이의 값을 가지며, 값이 1에 가까울수록 원형에 근접한 형태를 의미한다.
상기 결정형 케스토스는 상기 원형도를 가지며 원형에 가까운 형상을 나타낼 수 있다. 이는 결정 성장 과정에서 결정면이 균일하게 발현되었으며, 그 결과 정방형에 가까운 사방정계(crystal system) 결정 형태가 형성되었음을 의미하는 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 안식각(angle of repose)이 42° 이하일 수 있다.
상기 케스토스 결정은 안식각이 작아 흐름성이 우수한 것으로 나타났으며, 구체적으로 상기 결정형 케스토스는 안식각(angle of repose)이 42° 이하, 42° 이하 10° 이상, 42° 이하 20° 이상, 42° 이하 30° 이상, 42° 이하 35° 이상, 41.5° 이하, 41.5° 이하 10° 이상, 41.5° 이하 20° 이상, 41.5° 이하 30° 이상, 41.5° 이하 35° 이상, 41° 이하, 41° 이하 10° 이상, 41° 이하 20° 이상, 41° 이하 30° 이상, 41° 이하 35° 이상, 40.5° 이하 10° 이상, 40.5° 이하 20° 이상, 40.5° 이하 30° 이상, 40.5° 이하 35° 이상, 40° 이하, 40° 이하 10° 이상, 40° 이하 20° 이상, 40° 이하 30° 이상, 40° 이하 35° 이상, 39.5° 이하, 39.5° 이하 10° 이상, 39.5° 이하 20° 이상, 39.5° 이하 30° 이상, 39.5° 이하 35° 이상, 39° 이하, 39° 이하 10° 이상, 39° 이하 20° 이상, 39° 이하 30° 이상, 39° 이하 35° 이상, 38.5° 이하, 38.5° 이하 10° 이상, 38.5° 이하 20° 이상, 38.5° 이하 30° 이상, 38.5° 이하 35° 이상, 38.1° 이하, 38.1° 이하 10° 이상, 38.1° 이하 20° 이상, 38.1° 이하 30° 이상, 또는 38.1° 이하 35° 이상 일 수 있다.
본 출원에서 용어, “안식각(angle of repose)”은 분말 또는 결정 입자를 평면 위에 떨어뜨렸을 때 입자들이 자연적으로 쌓이며 형성하는 원추형 더미의 측면 경사각을 의미하며, 입자의 흐름성(flowability)을 정량적으로 나타내는 물리적 지표이다.
상기 안식각은 고정 깔때기법(Fixed Funnel Method), 원형 플랫폼법(Circular Platform Method), 기울어진 판법(Tilting Plate Method), 또는 회전 실린더법(Revolving Cylinder Method) 등 다양한 방법에 의해 측정될 수 있다.
상기 결정형 케스토스는 프락토올리고당 분말과 비교하여 안식각이 작으므로 흐름성이 우수한 것일 수 있다. 우수한 흐름성은 입자 간 마찰이 작고 표면이 매끄러운 형태를 가짐을 의미하며, 이는 결정 성장 시 결정의 형상, 크기, 결정면이 균일하게 형성된 것을 의미할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 10 %(w/w) 농도로 물에 용해되는데 소요되는 시간이 45초 이하일 수 있다.
구체적으로, 상기 결정형 케스토스는 10 %(w/w) 농도로 물에 용해되는데 소요되는 시간이 50초 이하, 49초 이하, 47초 이하, 45초 이하, 43초 이하, 41초 이하, 39초 이하, 38초 이하, 37초 이하, 35초 이하, 33초 이하, 32초 이하, 31초 이하, 29초 이하, 27초 이하, 25초 이하, 23초 이하, 22초 이하, 21초 이하, 또는 20초 이하일 수 있다.
상기 물에 용해하는데 소요되는 시간은 25℃ 온도에서 물에 결정형 케스토스를 10중량% 농도로 첨가한 뒤 150 rpm 속도로 교반하면서 케스토스 결정이 완전 용해되는데 소요되는 시간일 수 있다.
상기 케스토스 결정형은 단일 결정의 분포도가 높아 결정 표면이 균일하게 노출되며, 이에 따라 물과의 접촉 효율이 향상되고, 용해 과정이 보다 신속하게 진행되어 용해 속도가 개선된 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 흡습성이 개선된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 결정형 케스토스를 25℃ 온도 및 75% 상대습도에서 6시간 보관 시 흡습성이 2% 이하, 1.95% 이하, 1.9% 이하, 1.85% 이하, 1.8% 이하, 1.75% 이하, 1.7% 이하, 1.65% 이하, 1.6% 이하, 1.55% 이하, 또는 1.5% 이하일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 순도가 70 중량% 이상일 수 있다. 상기 순도는 케스토스의 순도를 의미한다.
구체적으로, 상기 결정형 케스토스는 순도가 70 중량% 이상, 70 중량% 이상 100 중량% 미만, 80 중량% 이상, 80 중량% 이상 100 중량% 미만, 85 중량% 이상, 85 중량% 이상 100 중량% 미만, 90 중량% 이상, 90 중량% 이상 100 중량% 미만, 95 중량% 이상, 95 중량% 이상 100 중량% 미만, 96 중량% 이상, 96 중량% 이상 100 중량% 미만, 97 중량% 이상, 97 중량% 이상 100 중량% 미만, 98 중량% 이상, 98 중량% 이상 100 중량% 미만, 99 중량% 이상, 99 중량% 이상 100 중량% 미만, 99.3 중량% 이상, 99.3 중량% 이상 100 중량% 미만, 99.5 중량% 이상, 99.5 중량% 이상 100 중량% 미만, 99.7 중량% 이상, 99.7 중량% 이상 100 중량% 미만, 99.8 중량% 이상, 또는 99.8 중량% 이상 100 중량% 미만일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 1.0 중량% 미만의 니스토스를 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 결정형 케스토스는 1.4 중량% 미만, 1.3 중량% 미만, 1.2 중량% 미만, 1.1 중량% 미만, 1.0 중량% 이하, 1.0 중량% 미만, 0.9 중량% 미만, 0.8 중량% 미만, 0.7중량% 미만, 0.6중량% 미만, 0.5중량% 미만, 0.4중량% 미만, 0.3중량% 미만, 0.25중량% 미만, 또는 0.2중량% 미만의 니스토스를 포함하는 것일 수 있다.
본 출원의 일 예는 결정형 케스토스의 제조방법을 제공한다.
케스토스 결정은 평균 크기가 클수록 물성이 좋아지고 사용 편의성이 증가되며, 이러한 큰 크기의 결정을 제조하기 위해서는 이송공정으로 구분되는 종결정과 본결정화 공정을 모두 수행해야 한다. 그러나, 본 출원의 일 예에 따른 케스토스 결정 제조방법은 한 단계 공정으로도 큰 크기의 케스토스 결정을 고수율로 제조할 수 있다.
또한, 본 출원의 결정형 케스토스의 제조방법에 따라 제조된 결정형 케스토스는 단일 결정 분포도가 높고, 원형도가 1에 가까우며, 흐름성, 용해 속도, 및 흡습성이 우수하여 보관시 안정하고 유통 및 취급이 용이하고, 제품 사용에 효율적이며 폭넓은 분야에 이용 가능한 특성을 가진다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스의 제조방법은, 케스토스 함유 용액의 과포화도를 조절하여 결정핵을 생성하는 단계; 및 결정을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스의 제조방법은, (i) 고형분 함량 100 중량% 기준으로 니스토스 함량이 10 중량% 미만이고, 과포화도가 1.0 초과 1.1 미만인, 케스토스 함유 용액 내 결정핵을 생성시키는 단계; 및 (ii) 상기 용액의 과포화도를 1.0 초과 1.1 미만으로 유지하면서 결정을 성장시키는 단계를 포함하는, 제조방법일 수 있다.
상기 제조방법은 케스토스 함유 용액을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 케스토스 함유 용액은 케스토스 전환을 수행하여 얻어진 케스토스 전환 반응물일 수 있다. 구체적으로, 상기 케스토스 함유 용액을 제조하는 단계는, 설탕으로부터 케스토스 전환 반응을 수행하는 단계; 케스토스 전환 반응물에서 케스토스를 고순도 분리하는 단계; 및 선택적으로 여과공정 및/또는 이온정제공정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결정형 케스토스 제조방법은 제1차 이온정제, SMB 크로마토그래피 분리, 제2차 이온정제, 농축 및 결정화 공정을 포함할 수 있으며, 선택적으로 케스토스 전환 반응물을 활성탄 처리공정, 이온정제 공정, 또는 활성탄 처리공정과 이온정제 공정을 모두 수행할 수 있다.
상기 케스토스 전환 반응물은 Non-GMO인 Aspergillus niger 유래의 β- fructofuranosidase를 이용하여 제조할 수 있다. 구체적으로, 설탕을 물에 용해 후 40 내지 65℃로 가온하고, pH를 6.5 ~ 7.0으로 1.0 내지 4.0N 수산화나트륨 용액을 이용하여 적정 후 β-fructofuranosidase를 첨가하여 반응한다. 이후 케스토스 함량이 45 중량% 이상으로 생성 시 pH를 7.6 이상, 일 예로 pH 8.0으로 적정한 후 70 내지 90℃에서 가온하여 효소를 불활성화 한다. 이후 활성탄을 고형분 대비 0.5 % 내지 1.0% 처리하여 색가를 제거하는 여과공정을 통과시킨다. 여과공정을 거친 후 이온정제를 진행하는데 일반적인 정제 공정은 K(양이온)-A(음이온)-MB(Mixed Bed: K:A=1:2)를 통과시키는데 반해 케스토스의 경우 MB-A, 또는 A와 같이 A탑을 마지막에 설치하여 반응액의 pH를 높인다. 이는 제조과정 중에 케스토스, 니스토스와 같은 프락토올리고당 물질들이 분해가 되는 것을 막기 위함이다. 이후 농축을 통해 50 내지 60 중량%로 Brix를 맞춘 후 크로마토그래피 고순도 분리 공정인 SMB (simulated moving bed)를 이용하여 케스토스를 고순도로 분리한다. 이때 사용되는 수지는 Na+타입과 Ca2+타입 수지를 사용할 수 있다. 분리된 원액은 케스토스 함량 80 내지 98 중량%로 얻어진다. 고순도 분리된 케스토스는 다시 이온정제공정을 거치는데 SMB를 거쳐서 나온 고순도 케스토스 함유 용액은 이온 정제탑을 통과하여 pH 5.0 내지 8.0의 pH를 가지게 된다. 이후 농축 공정을 통해 70 중량% 이상으로 농축 후 결정화 공정을 수행할 수 있다.
일 구체예에 있어서 상기 케스토스 함유 용액은, 고형분 함량이 60 내지 90 중량%, 60 내지 85 중량%, 60 내지 80 중량%, 60 내지 75 중량%, 60 내지 70 중량%, 65 내지 90 중량%, 65 내지 85 중량%, 65 내지 80 중량%, 65 내지 75 중량%, 65 내지 70 중량%, 70 내지 90 중량%, 70 내지 85 중량%, 75 내지 90 중량%, 75 내지 85 중량%, 78 내지 90 중량%, 78 내지 85 중량%, 80 내지 90 중량%, 또는 80 내지 85 중량%일 수 있다.
일 구체예에 있어서 상기 케스토스 함유 용액은, 고형분 함량 100 중량% 기준으로 케스토스를 75 중량% 이상 포함하는 고순도 케스토스 함유 용액일 수 있다. 구체적으로, 상기 케스토스 함유 용액은 케스토스를 75 중량% 이상, 76 중량% 이상, 77 중량% 이상, 78 중량% 이상, 79 중량% 이상, 80 중량% 이상, 81 중량% 이상, 82 중량% 이상, 83 중량% 이상, 84 중량% 이상, 85 중량% 이상, 86 중량% 이상, 87 중량% 이상, 88 중량% 이상, 89 중량% 이상, 90 중량% 이상, 또는 95 중량% 이상의 함량으로 포함할 수 있다.
일 구체예에 있어서 상기 케스토스 함유 용액은, 고형분 함량 100 중량% 기준으로 니스토스 함량이 10 중량% 이하, 10 중량% 미만, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량%이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 3.5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2.5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하일 수 있다.
일 구체예에 따른 케스토스 결정의 제조방법에 있어서, 케스토스 함유 용액의 불순물을 조절함으로써, 결정화 수율 및 결정의 입도 크기를 향상시킬 수 있다.
일 구체예에 있어서 상기 케스토스 함유 용액은, pH 5 내지 8, pH 5 내지 7.5, pH 5.5 내지 8, pH 5.5 내지 7.5, pH 6 내지 8, pH 6 내지 7.5, pH 6.5 내지 8, pH 6.5 내지 7.5, pH 7 내지 8, 또는 pH 7.5 내지 8일 수 있다.
상기 케스토스 함유 용액의, pH가 낮을수록, 공정 중에 프락토올리고당이 분해되어 순도가 낮아질 수 있는 바, 결정화 수율 및 결정 입자에 악영향을 줄 수 있다. 반면, 상기 케스토스 함유 용액의 pH가 너무 높을 경우에는 상기 용액의 색이 노랗게 변하는 갈변이 심화될 수 있다. 따라서, 일 구체예에 따른 케스토스 결정의 결정화는 적정한 pH에서 수행하는 것이 바람직하다.
본 출원의 일 예에 따른 결정형 케스토스는 케스토스 함유 용액의 온도 및/또는 농도를 조절하여 결정화할 수 있으며, 구체적으로 결정화를 위해 요구되는 과포화 상태는 케스토스 함유 용액의 온도를 낮추거나 또는 케스토스 함유 용액의 농도를 변화시키는 것에 의해 유지될 수 있다.
본 출원의 일 구체예에서, 상기 결정화 단계에서 일정 간격으로 시료를 채취하여 육안이나 현미경으로 관찰하거나 또는 시료의 원심분리로부터 수득된 상등액의 당 농도와 결정 입자 형태를 분석하는 것에 의해 결정화 경과를 모니터링하고, 그 결과에 따라 온도 또는 케스토스의 농도를 조절할 수 있다. 또한, 상기 결정을 성장시키는 단계는, 결정 성장 중 생성된 미세 결정을 용해하는 단계를 1회 이상 추가로 포함하는 것일 수 있다.
상기 결정화 공정은 다양한 방법으로 수행할 수 있으며, 온도를 냉각하여 과포화 상태에서 결정을 생성시키는 냉각법 및/또는 물을 증발시켜 농도를 높이고 결정을 생성시키는 증발 농축법으로 수행할 수 있다.
상기 “냉각법”의 일 예는, 냉각 속도 및 온도 조절을 통해 결정 성장을 유도하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 냉각법은 감압농축을 하지 않고, 냉각 속도 및 온도 조절을 통해 결정 성장을 유도하는 것일 수 있다. 결정 성장이 잘 이루어지기 위해서는 온도를 냉각하는 과정에서 결정 원액 농도의 과포화도를 일정하게 유지되도록 냉각속도를 조절하는 것이 중요하다. 따라서 본 출원에서는 온도를 일정한 속도로 냉각하는 것을 포함하여 냉각하는 도중에 온도를 일정하게 정치시키는 구간을 1회 또는 2회 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 냉각법은 케스토스 함유 용액을 75 내지 30℃, 70 내지 30℃, 65 내지 30℃, 60 내지 30℃, 55 내지 30℃, 50 내지 30℃, 45 내지 30℃, 40 내지 30℃, 또는 35 내지 30℃온도로 냉각시켜 과포화 상태를 유도하여 결정을 생성시킬 수 있다.
구체적으로, 냉각 속도는 -0.1 내지 -5℃/시간, -0.1 내지 -3℃/시간, -0.1 내지 -2℃/시간, -0.1 내지 -1.5℃/시간, -0.5 내지 -5℃/시간, -0.5 내지 -3℃/시간, -0.5 내지 -2℃/시간, -0.5 내지 -1.5℃/시간, -1 내지 -5℃/시간, -1 내지 -3℃/시간, -1 내지 -2℃/시간, 또는 -1 내지 -1.5℃/시간일 수 있다. 냉각속도가 낮을 경우 공결정 형성시간이 길어서 생산성이 낮을 수 있고, 냉각속도가 높을 경우 작은 입자 크기의 결정이 형성되어 결정의 회수가 어려울 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 결정형 케스토스의 제조방법은 고형분 함량 100중량% 기준으로 케스토스를 85 중량% 이상으로 포함하며, 고형분 함량이 60 내지 90 중량%, 또는 78 내지 85 중량%이고, pH 6 내지 8 범위, 또는 pH 6.5 내지 7.5 인, 고순도의 케스토스 함유 용액으로부터 과포화도가 1 초과 1.4 이하, 또는 1.01 내지 1.3에서 결정핵을 생성하는 단계, 및 상기 용액의 온도를 냉각시켜 결정을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 결정형 케스토스의 제조방법은 고형분 함량 100 중량% 기준으로 케스토스를 85 중량% 이상으로 포함하며, 고형분 함량이 60 내지 90 중량%인 케스토스 함유 용액을 50 내지 70℃ 온도에서 천천히 교반하며 결정핵을 생성하는 단계, 및 상기 용액의 온도를 25 내지 35℃까지 냉각시켜 결정을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 결정형 케스토스의 제조방법은 종정(seed)을 첨가하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. 상기 종정은 후술하는 바와 같다.
일 구체예에 따른 결정형 케스토스의 제조방법은 증발 농축법으로 수행할 수 있다.
일 구체예에 따른 케스토스 결정의 제조방법에 있어서, 상기 (i) 단계의 케스토스 함유 용액은 과포화도가 1.0 초과 1.1 미만일 수 있다.
구체적으로, 상기 (i) 단계의 케스토스 함유 용액은 과포화도가 1.0 초과 1.1 미만, 1.0 초과 1.095 이하, 1.0 초과 1.09 이하, 1.0 초과 1.08 이하, 1.0 초과 1.07 이하, 1.0 초과 1.06 이하, 1.0 초과 1.05 이하, 1.0 초과 1.04 이하, 1.0 초과 1.03 이하, 1.0 초과 1.02 이하, 1.0 초과 1.01 이하, 1.01 이상 1.1 미만, 1.01 이상 1.095 이하, 1.01 이상 1.09 이하, 1.01 이상 1.08 이하, 1.01 이상 1.07 이하, 1.01 이상 1.06 이하, 1.01 이상 1.05 이하, 1.01 이상 1.04 이하, 1.01 이상 1.03 이하, 1.01 이상 1.02 이하, 1.02 이상 1.1 미만, 1.02 이상 1.095 이하, 1.02 이상 1.09 이하, 1.02 이상 1.08 이하, 1.02 이상 1.07 이하, 1.02 이상 1.06 이하, 1.02 이상 1.05 이하, 1.02 이상 1.04 이하, 1.02 이상 1.03 이하, 1.03 이상 1.1 미만, 1.03 이상 1.095 이하, 1.03 이상 1.09 이하, 1.03 이상 1.08 이하, 1.03 이상 1.07 이하, 1.03 이상 1.06 이하, 1.03 이상 1.05 이하, 1.03 이상 1.04 이하, 1.04 이상 1.1 미만, 1.04 이상 1.095 이하, 1.04 이상 1.09 이하, 1.04 이상 1.08 이하, 1.04 이상 1.07 이하, 1.04 이상 1.06 이하, 1.04 이상 1.05 이하, 1.05 이상 1.1 미만, 1.05 이상 1.095 이하, 1.05 이상 1.09 이하, 1.05 이상 1.08 이하, 1.05 이상 1.07 이하, 1.05 이상 1.06 이하, 1.06 이상 1.1 미만, 1.06 이상 1.095 이하, 1.06 이상 1.09 이하, 1.06 이상 1.08 이하, 1.06 이상 1.07 이하, 1.07 이상 1.1 미만, 1.07 이상 1.095 이하, 1.07 이상 1.09 이하, 1.07 이상 1.08 이하, 1.08 이상 1.1 미만, 1.08 이상 1.095 이하, 1.08 이상 1.09 이하, 1.09 이상 1.1 미만, 또는 1.09 이상 1.095 이하일 수 있다.
일 구체예에 따른 케스토스 결정의 제조방법에 있어서, 상기 (ii) 단계의 과포화도는 1.0 초과 1.1 미만일 수 있다.
구체적으로, 상기 (ii) 단계의 과포화도는 1.0 초과 1.1 미만 1.0 초과 1.095 이하, 1.0 초과 1.09 이하, 1.0 초과 1.08 이하, 1.0 초과 1.07 이하, 1.0 초과 1.06 이하, 1.0 초과 1.05 이하, 1.0 초과 1.04 이하, 1.0 초과 1.03 이하, 1.0 초과 1.02 이하, 1.0 초과 1.01 이하, 1.01 이상 1.1 미만, 1.01 이상 1.095 이하, 1.01 이상 1.09 이하, 1.01 이상 1.08 이하, 1.01 이상 1.07 이하, 1.01 이상 1.06 이하, 1.01 이상 1.05 이하, 1.01 이상 1.04 이하, 1.01 이상 1.03 이하, 1.01 이상 1.02 이하, 1.02 이상 1.1 미만, 1.02 이상 1.095 이하, 1.02 이상 1.09 이하, 1.02 이상 1.08 이하, 1.02 이상 1.07 이하, 1.02 이상 1.06 이하, 1.02 이상 1.05 이하, 1.02 이상 1.04 이하, 1.02 이상 1.03 이하, 1.03 이상 1.1 미만, 1.03 이상 1.095 이하, 1.03 이상 1.09 이하, 1.03 이상 1.08 이하, 1.03 이상 1.07 이하, 1.03 이상 1.06 이하, 1.03 이상 1.05 이하, 1.03 이상 1.04 이하, 1.04 이상 1.1 미만, 1.04 이상 1.095 이하, 1.04 이상 1.09 이하, 1.04 이상 1.08 이하, 1.04 이상 1.07 이하, 1.04 이상 1.06 이하, 1.04 이상 1.05 이하, 1.05 이상 1.1 미만, 1.05 이상 1.095 이하, 1.05 이상 1.09 이하, 1.05 이상 1.08 이하, 1.05 이상 1.07 이하, 1.05 이상 1.06 이하, 1.06 이상 1.1 미만, 1.06 이상 1.095 이하, 1.06 이상 1.09 이하, 1.06 이상 1.08 이하, 1.06 이상 1.07 이하, 1.07 이상 1.1 미만, 1.07 이상 1.095 이하, 1.07 이상 1.09 이하, 1.07 이상 1.08 이하, 1.08 이상 1.1 미만, 1.08 이상 1.095 이하, 1.08 이상 1.09 이하, 1.09 이상 1.1 미만, 또는 1.09 이상 1.095 이하일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 제조방법은 (i) 단계에 이전에, 상기 케스토스 함유 용액을 고형분 함량이 70 중량% 이상이 되도록 증발 농축하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제조방법은 (i) 단계에 이전에, 고형분 함량 100중량% 기준으로 니스토스 함량이 10 중량% 미만인 케스토스 함유 용액을 고형분 함량이 70 중량% 이상이 되도록 증발 농축하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제조방법은 (i) 단계에 이전에, 고형분 함량 100중량% 기준으로 니스토스 함량이 10 중량% 미만, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량%이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 3.5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 또는 2.5 중량% 이하인 케스토스 함유 용액을 고형분 함량이 70 중량% 이상, 71 중량% 이상, 73 중량% 이상, 75 중량% 이상, 77 중량% 이상, 79 중량% 이상, 또는 80 중량% 이상이 되도록 증발 농축하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제조방법은 (i) 단계에 이전에, 고형분 함량이 70 중량% 이하, 69 중량% 이하, 67 중량% 이하, 65 중량% 이하, 63 중량% 이하, 61 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하인 케스토스 함유 용액을 고형분 함량이 70 중량% 이상, 71 중량% 이상, 73 중량% 이상, 75 중량% 이상, 77 중량% 이상, 79 중량% 이상, 또는 80 중량% 이상이 되도록 증발 농축하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
일 구체예에 따른 상기 제조방법에 있어서, (ii) 단계는, (i) 단계의 용액에 상기 케스토스 함유 용액을 추가 투입하고, 용액이 고형분 함량 70 중량% 이상 및 과포화도 1.0 초과 1.1 미만을 유지하도록 증발 농축하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 과포화도의 범위는 상기에서 언급한 (ii) 단계의 과포화도 범위와 같다.
구체적으로, 상기 (ii) 단계는, (i) 단계의 용액에 고형분 함량 100 중량% 기준으로 니스토스 함량이 10 중량% 미만인 케스토스 함유 용액을 추가 투입하고, 용액이 고형분 함량 70 중량% 이상 및 과포화도 1.0 초과 1.1 미만을 유지하도록 증발 농축하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 과포화도의 범위는 상기에서 언급한 (ii) 단계의 과포화도 범위와 같다.
구체적으로, 상기 (ii) 단계는, (i) 단계의 용액에 고형분 함량 100 중량% 기준으로 니스토스 함량이 10 중량% 미만, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량%이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 3.5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 또는 2.5 중량% 이하인 케스토스 함유 용액을 추가 투입하고, 고형분 함량이 70 중량% 이상, 71 중량% 이상, 73 중량% 이상, 75 중량% 이상, 77 중량% 이상, 79 중량% 이상, 또는 80 중량% 이상 및 과포화도 1.0 초과 1.1 미만을 유지하도록 증발 농축하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 과포화도의 범위는 상기에서 언급한 (ii) 단계의 과포화도 범위와 같다.
구체적으로, 상기 (ii) 단계는, (i) 단계의 용액에 고형분 함량이 70 중량% 이하, 69 중량% 이하, 67 중량% 이하, 65 중량% 이하, 63 중량% 이하, 61 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하인 케스토스 함유 용액을 추가 투입하고, 고형분 함량이 70 중량% 이상, 71 중량% 이상, 73 중량% 이상, 75 중량% 이상, 77 중량% 이상, 79 중량% 이상, 또는 80 중량% 이상 및 과포화도 1.0 초과 1.1 미만을 유지하도록 증발 농축하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 과포화도의 범위는 상기에서 언급한 (ii) 단계의 과포화도 범위와 같다.
상기 농도를 일정하게 유지하는 것은, 상기 케스토스 함유 용액을 추가로 투입하여 농도를 유지하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 결정 성장 공정에서 상기 용액을 1 내지 5 회 추가 투입을 반복하여 수행할 수 있다.
상기 케스토스 함유 용액을 추가 투입함에 따라, 상기 과포화도가 안정적으로 유지될 수 있다. 상기 케스토스 함유 용액을 추가 투입하는 것은 일정한 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있으며, 즉 온도 하강을 동반하지 않는 것일 수 있다.
케스토스 함유 용액의 온도를 하강하게 되면 용액의 점도가 높아짐에 따라 원액의 유동성이 적어지고 이로 인해 분자 간의 충돌이 적어져 결정 성장에 영향을 줄 수 있다. 또한, 점도가 높아짐에 따라 끈적임이 심해져 결정을 회수하는 공정에 어려움이 있을 수 있다. 또한, 결정 모액의 점도가 높으면 결정과 모액의 분리가 어려워지며, 세척을 위한 공정이 더 많이 필요하게 되어 결국엔 회수율에 부정적인 영향을 미치게 된다. 결정에 모액이 소량이라도 묻어 있을 경우, 결정 입자의 순도가 낮아지거나 보관상 흡습성이 가중되어 굳거나 뭉칠 수 있다. 이에, 본 출원의 일 예에서 상기 농축은 상기 케스토스 함유 용액의 온도 하강, 및/또는 과포화도 증가를 동반하지 않는 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 제조방법은 (ii) 단계의 용액으로부터 결정형 케스토스를 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 분리하는 단계는 결정형 케스토스를 수득하는 것을 의미하며, 결정형 케스토스를 1차 수득하는 단계일 수 있다.
상기 결정형 케스토스를 분리하는 단계는 다양한 고액 분리 방법, 예를 들면 원심분리로 회수하는 단계, 탈이온수 등으로 세척하는 단계, 및/또는 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 건조 단계는 유동층 건조기 또는 진공 건조기에서 수행될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에 있어서, 상기 제조방법은 (ii) 단계의 용액으로부터 결정형 케스토스를 분리한 후 수득된 모액을 고형분 함량이 70 중량% 이상이 되도록 증발 농축한 후, 상기 (i) 단계 및 (ii) 단계를 수행하여 결정형 케스토스를 2차 수득하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제조방법은 (ii) 단계의 용액으로부터 결정형 케스토스를 분리한 후 수득된 모액을 고형분 함량이 70 중량% 이상, 71 중량% 이상, 73 중량% 이상, 75 중량% 이상, 77 중량% 이상, 79 중량% 이상, 또는 80 중량% 이상이 되도록 증발 농축한 후, 상기 (i) 단계 및 (ii) 단계를 수행하여 결정형 케스토스를 2차 수득하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제조방법이 (ii) 단계의 용액으로부터 결정형 케스토스를 분리한 후 수득된 모액을 증발 농축한 후, 상기 (i) 단계 및 (ii) 단계를 수행하여 결정형 케스토스를 2차 수득하는 단계를 추가로 포함함에 따라, 상기 제조방법의 결정화 수율이 극대화될 수 있다.
상기 결정형 케스토스를 2차 수득하는 단계는 다양한 고액 분리 방법, 예를 들면 원심분리로 회수하는 단계, 탈이온수 등으로 세척하는 단계, 및/또는 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 건조 단계는 유동층 건조기 또는 진공 건조기에서 수행될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에 따른 상기 제조방법에 있어서, 상기 단계 (i)의 케스토스 함유 용액은 고형분 함량 100 중량% 기준으로 케스토스 함량이 80 중량% 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 단계 (i)의 케스토스 함유 용액은 고형분 함량 100 중량% 기준으로 케스토스 함량이 80 중량% 이상, 81 중량% 이상, 82 중량% 이상, 83 중량% 이상, 84 중량% 이상, 85 중량% 이상, 86 중량% 이상, 87 중량% 이상, 88 중량% 이상, 89 중량% 이상, 90 중량% 이상, 또는 95 중량% 이상일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 제조방법은, (i) 단계 및 (ii) 단계 중 하나 이상이, pH 5 이상, 40 내지 80℃의 온도, 및/또는 진공 상태에서 수행되는 것 일 수 있다.
구체적으로, 상기 제조방법은, (i) 단계 및 (ii) 단계 중 하나 이상이, pH 5 이상, pH 5 내지 8, pH 5 내지 7.5, pH 5.5 내지 8, pH 5.5 내지 7.5, pH 6 내지 8, pH 6 내지 7.5, pH 6.5 내지 8, pH 6.5 내지 7.5, pH 7 내지 8, 또는 pH 7.5 내지 8; 40 내지 80℃의 온도, 40 내지 75℃의 온도, 40 내지 70℃의 온도, 50 내지 80℃의 온도, 50 내지 75℃의 온도, 또는 50 내지 70℃의 온도; 및/또는 진공 상태에서 수행되는 것 일 수 있다.
일 구체예에 따른 상기 제조방법에 있어서, 상기 (i) 단계는 종정(seed)을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 종정의 크기는 50 내지 500 μm, 50 내지 450 μm, 50 내지 400 μm, 50 내지 350 μm, 50 내지 300 μm, 100 내지 500 μm, 100 내지 450 μm, 100 내지 400 μm, 100 내지 350 μm, 100 내지 300 μm, 150 내지 500 μm, 150 내지 450 μm, 150 내지 400 μm, 150 내지 350 μm, 150 내지 300 μm, 200 내지 500 μm, 200 내지 450 μm, 200 내지 400 μm, 200 내지 350 μm, 200 내지 300 μm, 250 내지 500 μm, 250 내지 450 μm, 250 내지 400 μm, 250 내지 350 μm, 250 내지 300 μm, 300 내지 500 μm, 300 내지 450 μm, 300 내지 400 μm, 또는 300 내지 350 μm 크기일 수 있다.
상기 종정의 투입량은, 결정화 용액의 고형분 중량 대비 0.01 내지 5 중량%, 0.01 내지 3 중량%, 0.01 내지 2 중량%, 0.01 내지 1.5 중량%, 0.01 내지 1 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 0.1 내지 3 중량%, 0.1 내지 2 중량%, 0.1 내지 1.5 중량%, 0.1 내지 1 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 0.5 내지 3 중량%, 0.5 내지 2 중량%, 0.5 내지 1.5 중량%, 0.5 내지 1 중량%, 1 내지 5 중량%, 1 내지 3 중량%, 1 내지 2 중량%, 또는 1 내지 1.5 중량%로 투입하는 것일 수 있다.
일 구체예에 따른 상기 제조방법에 있어서, 상기 (ii) 단계는 결정 성장 중 생성된 미세 결정을 용해하는 단계를 1 회 이상 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 (ii) 단계는 결정 성장 중 생성된 미세 결정을 용해하는 단계를 1 회 이상, 2 회 이상, 3 회 이상, 4 회 이상, 5 회 이상, 6 회 이상, 또는 7 회 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에 따른 상기 제조방법에 있어서, 상기 제조방법의 결정화 수율은 40% 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 제조방법의 결정화 수율은 40% 이상, 45% 이상, 46% 이상, 47% 이상, 48% 이상, 49% 이상, 50% 이상, 51% 이상, 52% 이상, 53% 이상, 54% 이상, 55% 이상, 56% 이상, 57% 이상, 58% 이상, 59% 이상, 60% 이상, 61% 이상, 62% 이상, 63% 이상, 64% 이상, 65% 이상, 66% 이상, 67% 이상, 68% 이상, 69% 이상, 또는 70% 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 결정형 케스토스는 올리고당의 한 종류로서, 설탕보다 낮은 감미도를 가지므로, 혼합 감미료, 고형 혼합 감미료, 초콜릿, 추잉껌, 즉석 쥬스, 즉석 스프, 과립, 정제 등의 제조에 사용될 수 있다. 또한, 상기 결정형 케스토스는, 식음료품, 기호물, 사료, 화장품, 의약품 등의 각종 조성물에 함유되어 사용될 수 있으며, 당질을 함유시키는 방법은 그 제품이 완성할 때까지의 공정으로 예를 들면 혼화, 믹싱, 용해, 융해, 침지, 침투, 살포, 도포, 피복, 분무, 주입, 결정화, 고화 등의 공지 방법이 적절히 선택될 수 있다.
본 출원의 일 예는 결정형 케스토스를 포함하는, 감미료 조성물을 제공한다.
본 출원의 일 예는 결정형 케스토스를 포함하는, 프락토올리고당 조성물을 제공한다.
일 구체예에 있어서, 상기 조성물은 다양한 함량으로 결정형 케스토스를 포함할 수 있으며, 고감미 감미료, 단당류, 이당류, 당알코올류, 식이섬유류 및 올리고당류로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 단당류 및 이당류는, 알로스, 데옥시리보스, 에리트룰로스, 갈락토스, 이도스, 만노스, 리보스, 솔보스, 타가토스, 에리트로스, 푸쿨로스, 겐티오비오스, 겐티오비울로스, 이소말토스, 이소말툴로스, 코지비오스, 락툴로스, 알트로스, 라미나리비오스, 아라비노스, 류크로스, 푸코스, 람노스, 소르보스, 말툴로스, 만노비오스, 만노수크로스, 멜레지토스, 멜리비오스, 멜리비울로스, 니게로스, 라피노스, 루티노스, 루티눌로스, 스타키오스, 트레오스, 트레할로스, 트레할룰로스, 투라노스, 자일로비오스, 프룩토스, 글루코스, 및 알룰로스로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 이상일 수 있다.
상기 당알코올류는 자일리톨, 말티톨, 에리스리톨, 만니톨, 락티톨, 이노시톨 및 솔비톨로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 식이섬유류는 수용성 식이석유일 수 있으며, 수용성 식이섬유는 폴리덱스트로스, 난소화성말토덱스트린, 이눌린, 카라기난, 구아검, 알긴산, 한천및 펙틴으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 올리고당류는 프락토올리고당, 이소말토올리고당, 말토올리고당, 모유올리고당 및 갈락토올리고당으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 고감미 감미료는 아스파탐, 아세설팜칼륨, 사이클라민산 나트륨, 사카린 나트륨, 수크랄로스, 스테비아 감미료(스테비올 배당체, 효소처리 스테비아), 둘신, 타우마틴, 토마틴, 네오탐, 리바우디오사이드, 나한과, 모그로사이드 및 모넬린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 결정형 케스토스는 식품 분야에서 하기와 같은 방식으로 유용하게 활용될 수 있다.
케스토스 0.05 내지 10 중량%를 함유하는 저칼로리 워터 음료 조성물을 만들 수 있으며, 저칼로리 및 갈변 방지 효과를 얻을 수 있다.
케스토스 1 내지 50 중량%를 함유하는 떡류를 만들 수 있으며, 갈변방지 및 떡의 노화방지 효과를 얻을 수 있다.
케스토스 1 내지 20 중량%를 함유하는 두유를 제조할 수 있으며, 저칼로리 및 콩취가 감소된 두유를 얻을 수 있다.
케스토스 50 내지 65 중량%를 함유하는 소스류를 제조할 수 있으며, 저칼로리 및 전분이나 증점제 사용을 줄이면서도 적절한 점도를 유지할 수 있는 소스류를 얻을 수 있다.
케스토스 5 내지 99.9 중량%를 함유하는 케스토스 시럽을 만들 수 있으며, 이 시럽을 35 내지 70 중량%로 사용하여 당류가 저감되고 유화가 안정된 액상 크리머 조성물을 얻을 수 있다.
케스토스와 전분을 혼합한 온도 감응성 상전이 식품 조성물로써 식품의 상전이 겔화제로 사용할 수 있다.
케스토스 1 내지 20% 중량%를 함유하는 커피 유음료 조성물을 제조할 수 있으며, 저칼로리 및 쓴맛이 개선된 효과를 얻을 수 있다.
케스토스 1 내지 50 중량%를 함유하는 시리얼바 조성물을 만들 수 있으며, 저칼로리 및 바삭한 식감을 제공할 수 있다.
케스토스 10 내지 20 중량%를 함유하는 고추장을 만들 수 있으며, 표면 경화 개선 효과를 얻을 수 있다.
케스토스 10 내지 20 중량%를 함유하는 쌈장을 제조할 수 있으며, 표면 경화 개선 효과를 얻을 수 있다.
케스토스 0.1 내지 20 중량%를 함유하는 겔상 음료를 만들 수 있으며 겔상 음료의 저장 안정성을 향상시킬 수 있다.
케스토스 0.1 내지 20 중량%를 함유하는 영양드링크를 만들 수 있으며, 보관 중 색상을 유지할 수 있다.
케스토스 0.1 내지 20 중량%를 함유하는 과채드링크를 제조할 수 있으며, 가열취를 감소키시고 바디감을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
케스토스 10 내지 40 중량%를 함유하는 츄잉껌을 제조할 수 있으며, 저칼로리 및 보관 안정성을 향상시킬 수 있다.
케스토스를 1 내지 80 중량%를 함유하는 인삼 건조 제품을 제조할 수 있으며, 인삼 건조제품의 식감 개선 및 보관 안정성을 향상시킬 수 있다.
케스토스 1 내지 10 중량%를 함유하는 스프레드 제조용 조성물을 만들 수 있으며, 발림성이 우수한 스프레드를 조제할 수 있다.
케스토스 40 중량%를 함유하는 당시럽 조성물로써, 식품에 사용하여 저칼로리, 색도안정성, 바디감 향상 등 긍정적 물성특성을 부여할 수 있으며, 동시에 배변활동 원활, 세포 노화 억제 등 기능성을 줄 수 있다.
본 출원의 결정형 케스토스는 단일 결정 분포도가 높고, 평균 입도가 크며, 흐름성, 용해 속도, 및 흡습성이 우수하여 보관시 안정하고, 유통 및 취급이 용이하며, 제품 사용에 효율적이고, 폭넓은 분야에 이용 가능하다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 결정형 케스토스의 광학 현미경 사진을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, "A 및/또는 B"는, A 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
제조예 1: 케스토스 결정화 원액 제조 (1)
당화조에 55℃ 가온된 물을 45kg 투입 후, 설탕 55kg 첨가하여 1시간 내지 2시간 교반하여 설탕 결정을 완전히 녹였다. 이후 pH를 6.5 내지 7.0으로 적정 후 케스토스 고함유 시럽 제조 효소인 Aspergillus niger 유래의 β-fructofuranosidase를 첨가하여, 한국 공개특허 제10-2018-0078065호에 개시된 제법에 따라 24시간 내지 48시간 반응시켰다. 이때 설탕 함량 26 중량%이 남아있는 효소 반응 구간에서 4N NaOH를 이용하여 pH 7.6 이상으로 적정과 동시에 80℃로 2시간 가온 시켜 효소 실활을 유도했다. 효소 실활이 완료된 시점에서 탈색/여과, 정제 과정을 거치고, 고형분 함량 75 중량%가 되도록 농축하였다. 이후 Na+ type 분리수지가 충진되어 있는 SMB를 이용하여 고순도 분리를 진행하고 농축하여, 전체 고형분 함량 중 케스토스를 85 중량% 이상 함유하고 있는 결정화 공정을 위한 원액을 확보하였다. 확보된 결정화용 원액을 하기의 분석 조건으로 분석하였다. 그 결과, 고형분 함량 80 내지 83 중량%이며, 전체 고형분 함량 중 케스토스 91.4 중량%, 니스토스 7.0 중량%, 및 설탕 1.6 중량%를 포함하는 결정화용 원액을 얻었다.
<케스토스 함량 및 당 조성 분석 조건>
- 분석장비: HPLC Agilent, 1100 Series
- 컬럼: Shodex Asahipak NH2P-50 4E
- 주입량: 10㎕
- 유속: 1ml/min
- 컬럼온도: 30℃
- 이동상: Acetonitrile 70%
제조예 2: 케스토스 결정화 원액 제조 (2)
효소 실활이 완료된 시점에서 탈색/여과, 이온정제 과정을 거치고, 고형분 함량 40 내지 60 중량%가 되도록 농축하였다는 점을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 전체 고형분 함량 중 케스토스를 85 중량% 이상 함유하고 있는 결정화 공정을 위한 원액을 확보한 후, 함량 및 당 조성을 분석하였다. 그 결과, 고형분 함량 80 내지 83 중량%이며, 전체 고형분 함량 중 케스토스 94.0 중량%, 니스토스 3.5 중량%, 및 설탕 2.5 중량%를 포함하는 결정화용 원액을 얻었다.
실시예 1: 증발농축법을 이용한 케스토스 결정 제조 (1)
제조예 1에서 제조한 케스토스 91.4 중량%, 니스토스 7.0 중량%, 및 설탕 1.6 중량%를 포함하는 고형분 함량 68 중량%, pH 7.5의 결정화용 원액을 진공 및 60℃의 온도에서 반응기 부피의 25%가 되게 투입하고, 고형분 함량 82.5 중량%가 되도록 반응기 내에서 진공 농축을 진행하였다.
과포화도 1.1을 가지는 원액 농도에서 종정(seed)을 투입하고 천천히 교반하여 결정핵을 생성시켰다. 진공 상태를 유지하면서 초기 용액의 동일 부피로 원액을 추가 투입하고 82.5 중량%의 고형분 함량과 과포화도가 일정하게 유지되도록 농축을 진행하면서 결정을 성장시켰다. 이 때, 온도를 낮추지 않고, 일정한 온도 조건에서 용액을 추가하고 과포화도 1.1을 유지할 수 있도록 고형분 함량 82.5 중량%까지 농축하였다. 결정이 성장되면서 미세 결정도 함께 석출될 수 있으므로, 원액을 추가 투입하기 전에 소량의 물을 가수하여 미세결정을 용해한 후 원액을 투입하여 미세결정으로 인해 결정입자 성장이 저해되는 것을 방지하였다. 상기와 같이 원액 투입과 가수하는 방법을 동일하게 총 4회를 반복하여 추가 수행하였다.
제조된 케스토스 결정을 반응기에서 배출한 후 원심 탈수에 의해 모액을 제거하고 1차 결정화로 얻은 결정을 냉각수로 세척한 후, 건조하여 회수하였다. 상기 제조된 케스토스 결정의 순도 분석은 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 HPLC 분석을 수행하였으며, 상기 제조된 케스토스 결정의 순도는 99.7 중량%이었고, 결정화 수율은 56.8%이었다.
실시예 2: 증발농축법을 이용한 케스토스 결정 제조 (2)
제조예 2에서 제조한 케스토스 94.0 중량%, 니스토스 3.5 중량%, 및 설탕 2.5 중량%를 포함하는 고형분 함량 68중량%, pH 7.0 내지 7.5의 결정화용 원액을 진공 및 50 내지 70℃의 온도에서 반응기 부피의 25%가 되게 투입하고, 고형분 함량 83 중량%가 되도록 반응기 내에서 1차 진공 농축을 진행하였다.
과포화도 1.10 내지 1.20을 가지는 원액 농도에서 결정화 원액에 D(4,3) 평균 입경 50 μm 이하 크기 및 스팬값 (span) 1.268의 종정 (seed)을 고형분 중량 대비 0.01 중량% 투입하고, 천천히 교반하여 결정핵을 생성시켰다. 진공 상태를 유지하면서 제조예 2에서 제조한 상기 결정화용 원액을 추가 투입하고 83 중량%의 고형분 함량과 과포화도 1.10 내지 1.20이 일정하게 유지되도록 2 차 농축을 진행하면서 결정을 성장시켰다. 이 때, 온도를 낮추지 않고, 50 내지 70 ℃의 일정한 온도 조건에서 용액을 추가하고 과포화도 1.10 내지 1.20를 유지할 수 있도록 고형분 함량 83 중량%까지 농축하였다. 일정한 진공 상태와 온도 하에 과포화도 1.10 내지 1.20을 유지하며 결정을 충분히 성장시켰다. 결정이 성장되면서 미세 결정도 함께 석출될 수 있으므로, 소량의 물을 가수하여 미세결정을 용해한 후 다시 원액을 투입하여 미세결정으로 인해 결정입자 성장이 저해되는 것을 방지하였다. 상기와 같이 원액 투입과 가수하는 방법을 동일하게 총 3회 반복하여 추가 수행하였다.
제조된 케스토스 결정을 반응기에서 배출한 후 원심 탈수에 의해 모액을 제거하여 케스토스 결정을 1차로 얻고, 상기 1차로 얻은 케스토스 결정을 냉각수로 세척한 후, 건조하여 회수하였다. 상기 제조된 케스토스 결정의 순도 분석은 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 HPLC 분석을 수행하였으며, 상기 제조된 케스토스 결정의 순도는 99.0 중량%이었고, 결정화 수율은 37.5% 이었다.
실시예 3: 증발농축법을 이용한 케스토스 결정 제조 (3)
제조예 2에서 제조한 케스토스 94.0 중량%, 니스토스 3.5 중량%, 및 설탕 2.5 중량%를 포함하는 고형분 함량 68중량%, pH 7.0 내지 7.5의 결정화용 원액을 진공 및 50 내지 70℃의 온도에서 반응기 부피의 25%가 되게 투입하고, 고형분 함량 80 중량%가 되도록 반응기 내에서 1차 진공 농축을 진행하였다.
과포화도 1.04 내지 1.07을 가지는 원액 농도에서 결정화용 원액에 D(4,3) 평균 입경 50 μm 이하 크기 및 스팬값 (span) 1.268의 종정(seed)을 고형분 중량 대비 0.01 중량% 투입하고, 천천히 교반하여 결정핵을 생성시켰다. 진공 상태를 유지하면서 실시예 7에서 제조한 상기 결정화용 원액을 추가 투입하고 80 중량%의 고형분 함량과 과포화도 1.04 내지 1.07이 일정하게 유지되도록 2 차 농축을 진행하면서 결정을 성장시켰다. 이 때, 온도를 낮추지 않고, 50 내지 70 ℃의 일정한 온도 조건에서 용액을 추가하고 과포화도 1.04 내지 1.07를 유지할 수 있도록 고형분 함량 80 중량%까지 농축하였다. 일정한 진공 상태와 온도 하에 과포화도 1.04 내지 1.07를 유지하며 결정을 충분히 성장시켰다. 결정이 성장되면서 미세 결정도 함께 석출될 수 있으므로, 소량의 물을 가수하여 미세결정을 용해한 후 다시 원액을 투입하여 미세결정으로 인해 결정입자 성장이 저해되는 것을 방지하였다. 상기와 같이 원액 투입과 가수하는 방법을 동일하게 총 3회 반복하여 추가 수행하였다.
제조된 케스토스 결정을 반응기에서 배출한 후 원심 탈수에 의해 모액을 제거하여 케스토스 결정을 1차로 얻고, 상기 1차로 얻은 케스토스 결정을 냉각수로 세척한 후, 건조하여 회수하였다. 상기 제조된 케스토스 결정의 순도 분석은 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 HPLC 분석을 수행하였으며, 상기 제조된 케스토스 결정의 순도는 99.8 중량%이었고, 결정화 수율은 47.2% 이었다.
실시예 4: 2단 증발결정법을 이용한 케스토스 결정 제조
상기 실시예 3에서 제조한 순도 99.8 중량% 및 결정화 수율 47.2%의 케스토스 결정을 제거한 모액을 상기 실시예 3과 동일한 조건 및 방법으로 증발결정화를 추가로 실시하였다. 이때, 상기 실시예 3의 케스토스 결정을 제거한 모액의 당조성은 케스토스 90 중량%, 니스토스 7 중량%, 설탕 3 중량% 이며, 2단 증발결정화 후 얻어진 케스토스의 결정 순도는 99.7 중량%이었고, 결정화 수율은 32.0%이었다.
상기 32.0%의 결정화 수율은 결정화용 원액의 52.8%인 모액에 대한 수율로서, 이를 결정화용 원액 기준으로 환산하면 약 16.9%에 해당한다.
즉, 동일한 원액으로부터 1차 및 2차 결정화를 순차적으로 실시한 후의 총 결정화 수율은 64.1%로 확인되었다.
비교예 1: 냉각법을 이용한 케스토스 결정화 (1)
제조예 1에서 제조한 케스토스 91.4 중량%, 니스토스 7.0 중량%, 및 설탕 1.6 중량%를 포함하는 결정화용 원액을 이용하여 온도를 서서히 냉각하여 결정을 석출시키는 방법으로 결정화 공정을 수행하였다.
구체적으로, 초기 온도 60℃, pH 7.5 및 고형분 함량 82.5 중량%의 결정화용 원액에 150 μm 크기의 종정 (seed) 결정을 고형분 중량 대비 1 중량% 투입하였다. 이 때 과포화도는 1.1 이었으며, 냉각 속도 -1℃/시간으로 30℃까지 동일한 속도로 냉각하였다. 원심 탈수로 모액을 제거하고 1차 결정화로 얻은 결정을 냉각수로 세척한 후, 건조하여 케스토스 결정을 회수하였다.
제조된 케스토스 결정의 순도는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 HPLC 분석을 통해 확인하였으며, 상기 제조된 케스토스 결정의 순도는 99.3 중량%이었고, 결정화 수율은 48.4% 이었다.
비교예 2: 냉각법을 이용한 케스토스 결정 제조 (2)
제조예 1에서 제조한 케스토스 91.4 중량%, 니스토스 7.0 중량%, 및 설탕 1.6 중량%를 포함하는 결정화용 원액을 이용하여 비교예 1과 동일한 방법으로 결정화 공정을 수행하되, 300 μm 크기의 종정을 사용하여 결정화를 수행하였다.
제조된 케스토스 결정의 순도는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 HPLC 분석을 통해 확인하였으며, 상기 제조된 케스토스 결정의 순도는 99.4 중량%이었고, 결정화 수율은 46.6% 이었다.
비교예 3: 냉각법을 이용한 케스토스 결정 제조 (3)
제조예 1에서 제조한 케스토스 91.4 중량%, 니스토스 7.0 중량%, 및 설탕 1.6 중량%를 포함하는 결정화용 원액을 이용하여 비교예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 300 μm 크기의 종정을 고형분 중량 대비 0.5 중량% 투입하고, 냉각 속도를 -0.5℃/시간으로 30℃까지 동일한 속도로 냉각하였다.
제조된 케스토스 결정의 순도 분석은 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 HPLC 분석을 수행하였으며, 상기 제조된 케스토스 결정의 순도는 99.7 중량%이었고, 결정화 수율은 51.6% 이었다.
비교예 4: 냉각법을 이용한 케스토스 결정 제조 (4)
제조예 2에서 제조한 케스토스 94.0 중량%, 니스토스 3.5 중량%, 및 설탕 2.5 중량%를 포함하는 결정화용 원액을 이용하여 온도를 서서히 냉각하여 결정을 석출시키는 방법으로 결정화 공정을 수행하였다.
구체적으로, 초기 온도 60℃, pH 7.0 내지 7.5 및 고형분 함량 83 중량 %의 결정화용 원액에, D(4,3) 평균 입경 50 μm 이하 및 스팬값 (span) 1.268의 종정(seed)을 결정화용 원액의 고형분 중량 대비 0.01 중량% 투입하였다. 이 때 과포화도는 1.10 내지 1.20 이었으며, 냉각 속도 -0.5℃/시간으로 30℃까지 동일한 속도로 냉각하여 결정화를 수행하였다. 상기 냉각된 용액을 원심 탈수로 모액을 제거하여 케스토스 결정을 1차로 얻고, 상기 1차로 얻은 케스토스 결정을 냉각수로 세척하고 건조하여 케스토스 결정을 회수하였다.
제조된 케스토스 결정의 순도 분석은 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 HPLC 분석을 수행하였으며, 상기 제조된 케스토스 결정의 순도는 98.5 중량% 이었고, 결정화 수율은 32.4% 이었다.
시험예 1: 케스토스 결정 형태 관찰
실시예 4에서 제조한 케스토스 결정의 형태를 광학 현미경으로 관찰하였다. 도 1은 실시예 4에서 제조한 케스토스 결정 입자의 배율 X100으로 측정된 광학 현미경 사진이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 본 출원에 따른 케스토스 결정은 정방형 육면체 형태를 가져 결정의 균일도와 견고함이 높은 것을 알 수 있었다.
시험예 2: 케스토스 결정의 입도 분포 분석
실시예 2 내지 4 및 비교예 4에서 제조한 케스토스 결정을 레이저 회절 방식의 입도 분석 장비를 이용하여 평균 입도 및 입도분포를 측정하여 표 1에 기재하였다.
<분석 조건>
분석기기: Mastersizer2000 (MALVERN Instrument)
Accessory 장비명: Hydro 2000MU (A)
Dispersant: Isopropyl alcohol
평균입도(㎛)
(Vol. Weighted Mean D[4,3])
실시예 2 281.4
실시예 3 312.3
실시예 4 296.1
비교예 4 250.2
그 결과, 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 2 내지 4는 281.4 ㎛ 이상의 평균입도를 나타나는 바, 250.2 ㎛의 평균입도를 나타내는 비교예 4와 비교하여 큰 입자 형태를 나타내었다.
시험예 3: 케스토스 결정의 용해 속도 측정
실시예 3 내지 4와 비교예 4에서 제조한 케스토스 결정의 용해 속도 비교 테스트를 진행하였다. 구체적으로, 물 180g에 시료 20g을 넣어 완전히 용해될 때까지의 시간을 측정하였다. 시료는 25℃에서 150 rpm의 일정한 속도로 교반하면서 상등액의 고형분 함량을 측정하여 최종 용해농도에 도달하기까지의 용해도를 백분율로 계산하였으며 완전히 용해되는 시점을 확인하였다. 각 시료의 용해도 백분율(%)을 표 2에 나타냈다.
시간(sec) 실시예 3 실시예 4 비교예 4
0 82.1 79 71.3
10 98.2 95 83.1
20 100 98.7 89
32 100 100 93
35 100 100 96.2
38 100 100 100
49 100 100 100
60 100 100 100
그 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 3 및 실시예 4의 결정이 완전히 용해될 때까지 걸리는 시간은 각각 20초 및 32초로 비교예 4와 비교하여 약 1.18배 내지 1.9배의 시간 차이가 발생하였다.
즉, 일 양상에 따른 케스토스 결정은 상대적으로 쌍결정을 이루는 형태보다 단일 결정의 분포도가 높기 때문에 용해 속도가 빠르게 나타날 수 있다.
시험예 4: 입자 형상 분석
실시예 2 내지 4 및 비교예 4에서 제조한 케스토스 결정을 입자 형상 분석 장치를 통해 단일 결정 분포도, 원형도(Circularity)를 분석하여 표 3에 나타내었다. 입자의 형태가 원형에 가까울수록 Circularity는 1에 가까운 수치를 나타낸다.
- 분석기기: Morphologically-Directed Raman Spectroscopy, Morphologi 4
- 제조사: Malvernpanalytical
단일 결정 분포도 (%) Circularity
실시예 2 66.0 0.881
실시예 3 69.5 0.889
실시예 4 69.0 0.887
비교예 4 61.4 0.879
그 결과, 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 2 내지 4의 결정은 비교예 4의 결정과 비교하여 단일 결정 분포도가 높았으며, 결정의 형상은 비교예보다 원형에 가까운 것을 알 수 있다. 이는 결정면이 균일하게 성장하여 정방형에 가까운 사방정계 결정 형태를 형성했다는 것을 유추할 수 있다. 이는 결정이 잘 성장할 수 있는 과포화도 범위를 일정하게 유지시켜 줌으로써 결정 형상에 긍정적인 영향을 준 것으로 해석된다.
시험예 5: 흐름성 분석
실시예 2 내지 4 및 비교예 4에서 제조한 케스토스 결정을 각각 150g씩 준비하고, 자동 교반 타입의 안식각 측정기 장비(제조사: K-one Nano., Ltd., 모델명: BT-200DA)를 이용하여 안식각을 측정하였다. 측정 장비의 완전 평면인 기준판 위에 일정한 높이에 고정된 특수한 깔때기를 통해 상기 케스토스 결정 샘플들을 일정 부피로 통과시켜 기준판에 쌓인 원뿔 형태의 안식각을 측정하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다. 기준판에 쌓여 더 이상 흐르지 않는 상태에서 쌓인 결정의 경사면을 측정하는 것이기 때문에 안식각이 작을수록 흐름성이 좋은 것을 의미한다.
안식각, flowability
(Angle of repose, °)
실시예 2 41.5
실시예 3 38.1
실시예 4 38.5
비교예 4 43.0
그 결과, 표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 2 내지 4는 비교예 4와 비교하여 안식각이 작았다. 즉, 일 양상에 따른 케스토스 결정은 단일결정 분포도가 높아지면서 흐름성과 용해속도가 개선된 것일 수 있다.
시험예 6: 면각 분석
실시예 2 내지 4 및 비교예 4에서 제조한 케스토스 결정의 면각을 분석하기 위해 SEM(Scanning Electron Microscope)분석을 실시하였다. X400 배율로 확대하여 케스토스 결정의 3차원 입체상을 관찰하였다. SEM 관찰 결과, 결정 케스토스는 길쭉한 육각 단면을 갖는 기둥형태인 것을 확인하였으며, 이때 가장 긴 결정면과 이와 접하는 결정면에서 내린 수직선 사이의 각(면각)을 측정하였다. 총 4개의 단일결정의 면각을 측정하였고 그 평균은 아래 표 5와 같다.
Interfacial angles (θ˚) 평균
실시예 2 57.2 57.3 60.9 61.2 59.15
실시예 3 60.5 60.7 62.2 62.7 61.525
실시예 4 60.8 61.7 62.4 62.4 61.8
비교예 4 69.1 70.6 71.1 71.3 70.525
그 결과, 표 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 2 내지 4의 케스토스 결정은 단일결정의 평균 면각이 각각 59.15˚, 61.525˚ 및 61.8˚로 나타났고, 비교예 4의 케스토스 결정은 단일결정의 평균 면각이 70.525˚로 나타났다. 즉, 일 양상에 따른 케스토스 결정은 특정 범위의 면각을 가짐으로써, 정방형에 가까운 사방정계 결정 형태를 나타낼 수 있다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실험예 및 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 인접한 두 결정면 사이의 면각(interfacial angle)이 55° 내지 68°인 단일 결정을 포함하는, 결정형 케스토스.
  2. 제1항에 있어서, 단일 결정의 면각 평균값이 56° 내지 65°인, 결정형 케스토스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 D(4,3)로 나타내는 평균 입도가 260 μm 이상인 입자 크기 분포를 가지는, 결정형 케스토스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 단일 결정 분포도(%)가 64% 이상인, 결정형 케스토스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 원형도(circularity)가 0.880 이상인, 결정형 케스토스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 안식각이 42° 이하인, 결정형 케스토스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 10 %(w/w) 농도로 물에 용해되는데 소요되는 시간이 45초 이하인, 결정형 케스토스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 순도 70 중량% 이상인, 결정형 케스토스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 결정형 케스토스는 1.0 중량% 미만의 니스토스를 포함하는 것인, 결정형 케스토스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 결정형 케스토스를 포함하는, 프락토올리고당 조성물.
  11. (i) 고형분 함량 100중량% 기준으로 니스토스 함량이 10중량% 미만이고, 과포화도가 1.0 초과 1.1 미만인, 케스토스 함유 용액 내 결정핵을 생성시키는 단계; 및
    (ii) 상기 용액의 과포화도를 1.0 초과 1.1 미만으로 유지하면서 결정을 성장시키는 단계
    를 포함하는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 결정형 케스토스의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, (i) 단계에 이전에,
    고형분 함량 100중량% 기준으로 니스토스 함량이 10중량% 미만인 케스토스 함유 용액을 고형분 함량이 70 중량% 이상이 되도록 증발 농축하는 단계를 추가로 포함하는, 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, (ii) 단계는, (i) 단계의 용액에 고형분 함량 100중량% 기준으로 니스토스 함량이 10중량% 미만인 케스토스 함유 용액을 추가 투입하고, 용액이 고형분 함량 70 중량% 이상 및 과포화도 1.0 초과 1.1미만을 유지하도록 증발 농축하는 단계를 포함하는, 제조방법.
  14. 제11항에 있어서, (ii) 단계의 용액으로부터 결정형 케스토스를 분리하는 단계를 추가로 포함하는, 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    (ii) 단계의 용액으로부터 결정형 케스토스를 분리한 후 수득된 모액을 고형분 함량이 70 중량% 이상이 되도록 증발 농축한 후, (i) 단계 및 (ii) 단계를 수행하여 결정형 케스토스를 2차 수득하는 단계를 추가로 포함하는, 제조방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 단계 (i)의 케스토스 함유 용액은 고형분 함량 100중량% 기준으로 케스토스 함량이 80중량% 이상인, 제조방법.
  17. 제11항에 있어서, (i) 단계 및 (ii) 단계 중 하나 이상이,
    pH 5 이상, 40 내지 80℃의 온도, 및 진공 상태에서 수행되는, 제조방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 (i) 단계는 종정(seed)을 첨가하는 단계를 포함하는, 제조방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 (ii) 단계는 결정 성장 중 생성된 미세 결정을 용해하는 단계를 1 회 이상 포함하는, 제조방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 제조방법의 결정화 수율은 40% 이상인, 제조방법.
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