JPH04235192A - １―ケストース結晶およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１−ケストース結晶およびその製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

１−ケストースはいわゆるフラクトオリゴ糖の一種であ
り、蔗糖のフラクトシル基の１位の炭素原子にフラクト
ースがβ−１，２結合した３糖類のオリゴ糖である。自
然界にも広く分布し、ゴボウ、タマネギ等にも含まれて
いる。近年、この１−ケストースを含んだフラクトオリ
ゴ糖が、難う蝕性であること、及び人体に消化されない
ビヒズス菌活性因子であることにより注目されている。

従来、純度９５％以上の１−ケストースの柱状結晶体は
存在していなかった。１−ケストースに関する製品につ
いて、現在知られているものは、特開昭６０−１４９５
９６号公報に記載されているとおり、ニストース含有量
が６０％以上の、若干の１−ケストースが含まれるフラ
クトオリゴ糖液を固形分濃度７５〜９０％に濃縮し、結
晶ニストースを含む種晶を添加分散させ、結晶固化、熟
成を行なったのち、粉砕して粉末とするものであって主
成分はニストースであり、高純度の１−ケストース結晶
そのものではなかった。そればかりではなく、この粉末
は、糖液全体を固化、粉砕したものであり、種々の成分
をそのまま含んでおり、１−ケストース結晶を単離した
ものではなかった。その粉末は全体としては３〜５糖類
のフラクトオリゴ糖の混合したアモルファス粉末と言う
べきものであろう。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしなから、上記構成の従来のフラクトオリゴ糖混合
品の粉末品は、アモルファス形態の粉末であるがゆえに
吸湿性が依然としてあり、湿気を嫌う食品、例えば、粉
末甘味料、インスタントスープ、粉末ジュース等の長期
保存を前提とする食品にそのままの形で使用することは
不都合であった。このような問題を解決するためには、
吸湿性の少ない高純度の結晶としなければならないが、
前記３〜５糖類の混合フラクトオリゴ糖溶液から結晶を
おこなうためには、まず個々のオリゴ糖をカーボンセラ
イトカラム等を用いて分離せねばならないというわずら
わしさがある。

そこで、本発明は湿気を嫌う食品にもそのままのかたち
で使用できる、吸湿性のない高純度の１−ケストース結
晶を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、後に述べる■■■
の方法により高純度１−ケストース結晶を製造すること
ができる。

本発明者らは、本発明より以前にスコプラリオプシス．
ブレビカウリス（Ｓｃｏｐｕｌａｒｉｏｐｓｉｓ　ｂｒ
ｅｖｉｃａｕｌｉｓ）（ＦＥＲＭＰＳ−１０４３８）が
１−ケストースを豊富に生産することに着目し、その生
産条件をすでに検討していた（特開平２−１６３０９３
号公報）。また、さらに本発明者らは、１−ケストース
含有液の精製法もすでに検討していた（特願平１−７０
６９８号）。なお本菌の菌学的性質は特願昭６３−３１
３９４３号明細書に詳細に開示されている。

先行技術である前記生産条件および精製方法を次に説明
する。

前記生産条件について、培地としては炭素源、窒素源、
無機塩類等を含むものが用いられる。炭素源としてシュ
ークロースが用いられ、培地中の濃度は５〜５０％、こ
のましくは１０〜２０％が適当である。シュークロース
としては、製糖工程中のジュース、たとえば粗糖汁の脱
コロイド後のジュースまたは蔗糖の結晶化工程で生じる
糖蜜などを用いることもできる。窒素源としては酵母エ
キス、肉エキス、コーンスチープリカー、ペプトン等の
有機または無機の窒素化合物が用いられ、その濃度は１
〜４％、好ましくは１．５．〜２．５％が適当である。

さらに、リン酸塩類、マグネシウム塩、鉄塩など、例え
ばリン酸カリウム、硫酸マグネシウム等の無機塩類を０
．１５〜１．０％、好ましくは０．２〜０．５％加える
。培地のｐＨは５〜８、好ましくは６．５〜７．０に調
節する。

本菌の培養は、あらかじめ２４〜４８時間浸透培養した
本菌を上記培地に接種し、２４〜４０℃、好ましくは２
８〜３０℃で２４〜１２０時間、好ましくは７２〜９０
時間通気攪拌培養することにより行なう。なお、炭素源
のシュークロースは培養開始時にすべてを添加するほか
、培養開始時の添加量を抑え、培養中に１乃至数回に分
割して加えても良い。

このような培養方法によって得られた培養液中の糖組成
の１例を示すと、前記の本発明者らにより単離された微
生物を用い、初発シュークロース濃度１５％のとき、全
糖質量は１１．５％であり、全糖質あたり１−ケストー
スは７８％、ニストースは３．０％、フラクトースは１
２．３％、マンニトールは３．０％、シュークロースは
３．７％、であり、グルコースは認められなかった。

１５％のシュークロース溶液から生成する１−ケストー
スは理論上１１％であるから、上記の場合の１−ケスト
ースの収率は約８０％となり、極めて高率で１−ケスト
ースか得られていることがわかる。

上記培養液からろ過、遠心分離などの固液分離手段によ
って菌体等の固形分を除くことによって１−ケストース
含有液が得られる。

前記精製条件について、まず、上記培養方法によって得
られた１−ケストース含有液を６０〜８０℃、好ましく
は７０〜７５℃に加温後、酸化カルシウムを加える。こ
こで、酸化カルシウムは０．１〜０．５％、好ましくは
、０．２〜０．３％の濃度となるように加える。次いで
、５〜１０分間静かに攪拌すると、１−ケストース含有
液中のコロイド物質の大部分が沈澱する。そのろ過液の
温度を８０〜９０℃、好ましくは、８５℃とし、再び酸
化カルシウムを加える。このときの酸化カルシウムの添
加量は０．５〜２．０％、好ましくは、１．０〜１．５
％となるようにすればよい。次いで、３〜８分間攪拌す
ると、還元性単糖類が分解し、かつ残存するタンパク質
も沈澱して除かれる。なお、酸化カルシウムの添加によ
り液体のｐＨは１２〜１２．５になり、多量のカルシウ
ムイオンは溶解した状態にある。そこで、この溶液に炭
酸ガスを導入してｐＨを下げると共に過剰のカルシウム
イオンを炭酸カルシウムとして沈澱させる。

この際の炭酸ガスの導入量は液体のｐＨを８〜９に下げ
ることができる量とすればよい。炭酸ガスの導入を止め
、炭酸カルシウムの沈澱を成長させる。

次いて、ろ過により沈澱を除いたのち、カチオンおよび
アニオンイオン交換樹脂を用いる脱塩処理を行なう。こ
の脱塩処理は既知の条件の下に行なえばよい。次いて、
必要により、活性炭処理を行なう。

以上の操作によって無色透明のＢｘ１０．５の液体か得
られる。この液体を活性炭処理後、濃縮することによっ
て、Ｂｘ７０で糖組成が１−ケストース８０〜９０％、
ニストース２〜５％、マンニトール３〜８％、シューク
ロース２〜１２％の組成の１−ケストース高含有シロッ
プを得ることかできる。

■この１−ケストース高含有シロップを適量のメタノー
ルに溶解し、減圧濃縮により乾固する。さらに純度を上
げるためにメタノールに再溶解し、１〜３日間、１〜５
℃で放置し、析出した結晶を常法により、分離採取して
、純度９０〜９７％の結晶を得る。

■次に、前記■の方法によって得られた結晶を種結晶と
して用いることにより、さらに低純度の１−ケストース
７０％以上の水溶液から１−ケストース結晶を得る方法
を述べる。まず、前記１の結晶をメタノール等の有機溶
媒に溶解しなくなるまで加え、ガラスビーズ等とともに
振とうさせ、微細結晶のけん濁液を作成する。次に、こ
れとは別に、１−ケストース純度７０％以上の組成物を
７０Ｂｘ以下に調整し、減圧濃縮器に入れ、７０〜９０
℃にて８５Ｂｘ以上まで濃縮する。以後、液温を８０℃
以上にした後、前記微細結晶のけん濁液を適量入れ、攪
拌しながらゆっくりと６５〜７５℃まで液温を下げなが
ら助晶する。析出した結晶は温度６０〜８０℃条件下で
遠心分離し、通常の方法で乾燥した。乾燥させた結晶の
純度は９５〜９９％であり、回収率は３０〜４０％であ
った。なお、本法によれば結晶を分離した後のいわゆる
振密の１−ケストース純度が７０％になるまで結晶回収
が可能であり、１−ケストース純度８５％以上の組成物
から結晶の回収を始める場合は３回以上の回収が可能で
あった。その結果、総回収率は７０％以上であった。

■さらに、このようにして得られた結晶を再溶解させ、
純度９７％以上の母液を調整し、前記■と同一の方法で
結晶を得たところ、純度９９．６％以上の高純度結晶が
回収可能となった。

上記方法により得られた結晶のうち、純度９５〜９９％
の１−ケストースについては、６ヵ月間の外気にさらし
ても吸湿しなかった。また、不純物も主としてニストー
スと痕跡程度のシュークロースであるので、食品に添加
使用可能である。

さらに、純度９９．６％以上の１−ケストース高純度結
晶については、医薬品の増量剤として使用可能である。

また、３糖類無水結晶の高純度標品とすることができる
。

つぎに、得られた結晶の理化学的性質を示すと次の表１
のようになる。

〔実施例〕

（実施例１） 前記の精製方法によって調整された１−ケストース８８
％含有物の７０Ｂｘ調整液を１４０ｇ計量し、８００ｃ
ｃのメタノールで溶解、エバポレーターで乾固した。新
しいメタノール３００ｃｃで溶解し、４℃で５日間放置
した。析出した結晶をろ過、乾燥し４９ｇを回収した。

その純度は９４％であった。それをすべて３００ｃｃの
メタノールに再溶解し、４℃で２日間放置、析出した結
晶をろ過、乾燥し、結晶１６ｇを回収した。これらの結
果を表２にまとめた。

（実施例２） 実施例１で得た結晶１０ｇをガラスビーズとともに５０
ｃｃメタノール中で振とうし、微細結晶けん濁液を得た
。一方、１−ケストース９０％組成物６０Ｂｘに調整し
たもの３００ｇを１ｌ容ロータリーエバポレーターに入
れ、８０℃にて８５Ｂｘ以上まで濃縮した。

上記けん濁液を種結晶として１ｍｌ加え低速でフラスコ
をゆっくり回転させなから煎糖し、その後徐々に７０℃
まで液温を下げながら助晶した。充分晶析した所で回転
を止め、すぐさま遠心分離機により７０〜８０℃を保ち
ながら結晶を分離した。分離した結晶は６０〜７０℃で
乾燥させた。

以上の様にして得られた結晶は９９％の純度であり、回
収率は３６％であった。さらにその振密から結晶回収を
行った。同様の手順で結晶が回収され純度９８％、回収
率３４％であった。さらにその振密よりも結晶が回収さ
れ、純度９５％、回収率３２％であった。以上の手順に
より母液中の１−ケストース７２％が回収可能となった
。以上の経過を表３に示した。

上記結晶混合品は９８％純度を示し、６ヵ月間外気に放
置しても固結しなかった。

（実施例３） 実施例２で得た結晶を水に再溶解し、純度９８．６％の
母液を調整した。その母液から実施例２に従って高純度
結晶品の回収を行った。１回目の結晶、すなわち１番結
晶は純度９９．９％であり、回収率は４１．０％であっ
た。その振密からの結晶、すなわち２番結晶の純度も９
９．８％であり回収率３９．９％であった。さらにその
振密からの結晶の純度は９９．６％であり回収率３９．
１％であった。以上の経過を表４に示した。総回収率は
７８％であった。

上記純度９９．９％１−ケストース結晶のｍ．ｐは１８
９〜１９４℃であり比施光度［α］２０は２９．５〜３
０．５℃であった。１−ケストース結晶の構造の顕微鏡
写真を図に示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば次の効果が奏される。

（１）本発明の高純度の１−ケストースの結晶は吸湿性
がないので、湿気を嫌う食品の添加物として利用可能で
ある。

（２）純度７０％以上の１−ケストースの低純度水溶液
から１−ケストース結晶を製造することができる。

（３）高純度の１−ケストースの結晶の大量生産が可能
となった。

（４）本発明の製造方法によって純度９４〜９９．９％
の範囲の内からの任意の純度の１−ケストース結晶を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は１−ケストース結晶の構造の顕微鏡写真を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】純度９５％以上の１−ケストースを主体と
   し、不純物がニストース、およびシュークロースからな
   る柱状結晶体。
2. 【請求項２】柱状結晶体がスコプラリオプシス属に属す
   る 微生物に由来するものである請求項１記載の柱状結晶体
   。
3. 【請求項３】純度８０％以上の１−ケストースを主成分
   として含む水溶液にメタノールを加え、乾固し、さらに
   メタノールを加えることにより析出する結晶を回収する
   ことを特徴とする純度９０％以上の１−ケストース結晶
   の製造方法。
4. 【請求項４】純度８０％以上の１−ケストースを主成分
   として含む水溶液が、スコプラリオプシス属に属する微
   生物を培養して製造されたものである請求項３記載の１
   −ケストース結晶の製造方法。
5. 【請求項５】純度７０％以上の１−ケストースを主成分
   として含む水溶液を濃縮し、これに１−ケストース微細
   結晶を添加し、析出する結晶を回収することを特徴とす
   る１−ケストース結晶の製造方法。