JPH05504256A - タガトースの製造方法 - 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】 発明の名称 タガトースの製造方法 発明の背景 主所久分団 本発明は糖ガラクトースが異性体の垢タガトースへ転化する方法に関するもので ある。本発明はまた原料としてラクトース、ホエー、或いは除タンパク化された ホエーからタガトースを生成すること及び糖混合物からタガトースを回収するこ とに関するものである。

又１茨五公記述 ロブレイ・ドウ・プルイン（Ｌｏｂｒｙ　Ｄｅ　Ｂｒｕｙｎ）等によるｒＲｅｃ ｕｅｉｌ　ｄｅｓ　Ｔｒａｖａｕｘ　Ｃｈｉｍｉｑｕｅｓ　ｄｅｓ　Ｐａｙｓ− ｂａｓ　（オランダの化学論文集）　ｊ　（１８９７年）、１６巻：２６２〜２ ７３頁にはアルカリでＤ−ガラクトースを処理することによって得られた複合体 混合物から低収率でのＤ−ガラクトースの分離が開示されている。ライヒスタイ ン（Ｒｅｉｃｈｓｔｅｉｎ）等による”Ｈｅ１ｖ、　Ｃｈｉａ＋、　Ａｃｔａ、 （スイスの化学論文）　」（１９３４年）１７巻ニア５３〜７６１頁にはピリジ ンを使用するＤ−タガトースへのＤ−ガラクトースの異性化が開示されている。

パブルスカ（Ｐａｖｌｏｕｓｋａ）等による「チェコスロハキア特許番号１４２ ．９５９．１９７１年３月３１日出願にはピリジンを使用するＤ−タガトースの 製造が開示されている。これらの方法は、ガラクトースのある方向へ進む逆平衡 によって産出されるものに限定されていた。ヒンクス（Ｈｉｃｋｓ）による「ア メリカ特許番号４，２７３，９２２」１９８１年６月１６日出願には第３または 第４アミンの存在でアルドース糖へのホウ酸の付加が開示されている。ホウ酸は それが形成された時ケトースを合成し、そして効果的に平衡をシフトする。この 反応の進行は約５０％のＤ−タガトースを産出する。反応が完了した後のホウ酸 の除去は困難であり、高価な特殊なイオン交換樹脂を必要とする。スジエヤ（Ｓ ｚｅｊａ）等による「ボーランド特許番号１１３，４８７」１９５２年５月１５ 日出願には、異性化剤及びｔＷ（ヒ荊として１，３−ディサイクロへキシルカー ボディイミドを用いることによってＤ−ガラクトースからＤ−タガトースを提供 することが開示されている。クハラ（Ｋｕｂａ−１ａ）等による「チェコスロハ キア特許番号２２１，０３９Ｊ　１９８２年９月１５日出願にはハイドロキシル 型における強塩基性の陰イオン交換樹脂による異性化によってガラクトースがら Ｄ−タガトースを提供することが開示されている。ヘーカ−（Ｂａｒｋｅｒ）等 による「ヨーロッパ特許出願番号ＥＰ　０１０９２０３　Ｊ　１９８４年５月２ ３日出願には酸性の条件下でカルシウムクロライド（塩酸カルシウム）によるケ トースへのアルドースの異性化が開示されている。クハラ（Ｋｕｂａｌａ）によ る「チェコスロハキア特許番号８４０２７４５−　Ａ　Ｊ　（１９８５年）には イオン交換によるし一タガトースへのし一ガラクトースの異性化が開示されてい る。すべての従来技術の方法はタガトースの大量生産には不適当である。

発明の概要 ケトヘキソース、Ｄ−タガトース、及びＬ−タガトースは除カロリー食物の甘味 剤及びバルキング剤として、他の光学的に活性化する化合物の合成の中間生成物 として、及び洗浄性、美容性及び薬学性のある調合物における付加剤として使用 できる。

本発明はＤ−タガトース或いはＬ−タガトースの合成に関するものである。特に 、塩基性の条件下及び触媒の存在下で金属ハイドロキシドとＤ−或いはＬ−ガラ クトースとの反応を述べている。これらの条件下では、固形の金属ハイトロキシ ド−タガトース複合体中間生成物は高速にそして高収率で生成される。酸で中和 されたとき中間生成物はＤ−或いはＬ−タガトースをそれぞれ産出する。

ここで記述されている方法は、Ｄ−或いはＬ−ガラクトースからＤ−或いはＬ− タガトースをそれぞれ合成する２工程の方法からなっている。第１工程において 、それは異性化であるが、Ｄ−ガラクトース或いはＬ−ガラクトースは、強塩基 性の条件下、触媒の存在下、及び相対的に低温下で、反応容器中で塩基性金属ハ イドロキシドと接触し、中間反応生成物を生成する。中間生成物は金属ハイドロ キシドとタガトースとの化合物である。使用された方法の特定の形態によれば、 中間生成物は第２工程前に反応混合物からろ過されるか、或いはその反応混合物 はろ過なしで第２工程中に直接使用される。

第２工程において、それは中和であるが、中間生成物の金属ハイトロキシド−タ ガトース複合体は酸で中和され、タガトースと塩とを産出する。

ホエー、或いは除タンパク化ホエー、或いはラクトースからのタガトースの製造 方法もまた開示されている。第１工程において、それは加水分解であるが、ラク トースは酸或いは酵素を触媒とすることによって加水分解され、Ｄ−ガラクトー ス及びＤ−グルコースとの混合物を産出する。

Ｄ−グルコースは分離されるか或いは反応溶液中に残っている。次に続く工程は 記述されているようにＤ−ガラクトースからＤ−タガトースを製造するためのも のである。

本発明の目的はタガトースの大量生産方法を提供するものである。本発明の目的 は豊富にありかつ低コストの原料を用いるタガトースの製造方法を提供するもの である。本発明の目的は高価で独立した工程を含まないタガトースの製造方法を 提供するものである。本発明の目的はタガトースの低温製造方法を提供するもの である。本発明の目的はタガトースの大規模な製造に適した方法を提供するもの である。本発明の他の目的は処理を経済的に行いかつ環境に悪影響を及ぼすこと のないタガトースの製造方法を提供するものである。本発明の目的はホエー、除 タンパク化ホエー、或いはラクトースからのタガトースの製造方法を提供するも のである。本発明の最後の目的は他の垢と混合しているタガトース溶液からタガ トースの回収方法を提供するものである。

Ｎ皿Ω旦単五寒所 図１はラクトースの加水分解及び後続するＤ−タガトースへのＤ−ガラクトース の異性化を示すフローチャートである。

図２は他の糖と混合しているタガトース溶液からのタガトースの回収を示すフロ ーチャートである。

図３はＤ−ガラクトース及びＤ−タガトースのピークを示すクロマトグラムであ る。

図４はカルシウムハイトロキシド−タガトース複合体の赤外線スペクトルである 。

好適実施例の詳述 反−疫一葬 初めの反応体の選択は、タガトースのどの鏡像異性化が要望されているか、原料 の有効性、及びある点まではどんな種類の処理用備品が有効であるかに従ってい る。この記述は主としてラクトースから得られたＤ−ガラクトースがらＤ−タガ トースを提供することに焦点を合わせている。

しかしながら、純粋なもしくは他の化合物との混合状態であるＤ−ガラクトース のあらゆる資源は原料として供給される。チーズ製造時に得られる副産物である ホエー、或いはほとんどのタンパク質が除去されている除タンパク化ホエーは原 料として使用される。また、ここで記述された技術がＬ−ガラクトースから或い はＬ−ガラクトースを含む混合物からし一タガトースを製造することに応用でき る、ということが理解される。Ｌ−ガラクトースは現実には豊富に存在しないの で、それは通常合成して生成される。それにもかかわらず、ここで記述された合 成はＬ−タガトースを製造する既存の方法に重要な改良を加えた方法である。

Ｄ−ガラクトース この方法によって生成されたＤ−ガラクトースの経済的な産出物はＤ−ガラクト ースの容易な資源を必要している。

Ｄ−ガラクトースの最良の資源はラクトースであり、それは豊富に存在し低減な 三糖類であり、チーズ製造時の副産物である。酸或いは酵素を触媒とした加水分 解では、ラクトースは単ＩｍであるＤ−グルコースとＤ−ガラクトースとの等モ ルの混合物を産出する。特定の加水分解の進行は方法の結果を批判していない、 すなわちあらゆる公知の方法が適している。

Ｄ−ガラクトースとＤ−グルコースとを手動で混合すると、２つの方法の選択（ オプション）が可能である。第１の選択はクロマトグラフィー、結晶化或いはい くつかの他の方法により二種の糖を全体的に或いは部分的に分離することである 。これがなされると、Ｄ−グルコースは市販化され、或いは高分子フルクトース コーンシロップ（ＨＦ　Ｃ３）のような市販可能な製品にさらに化学的処理がな される。より低価な全体の製造コストはＤ−グルコース値を回収した為に生しる 。また、この選択は廃棄物処理コストを最小限にする。もしＤ−グルコース回収 手段が利用できないのなら第２の選択が好適である。この場合、糖の混合物は異 性化工程で直接使用される。Ｄ−グルコース（及びその異性化副産物）は異性化 工程後に金属ハイドロキシド−Ｄ−タガトース複合体から分離される。

金　ハイドロキシド この方法の異性化工程において、Ｄ−ガラクトースは塩基性の条件下で金属ハイ ドロキシドと反応して安定なり一タガトース複合体を形成する。低コストでのタ ガトース製造のための最も好適な金属ハイトロキシドはカルシウムハイドロキシ ド（水酸化カルシウムＣａ　（［）Ｈ）　ｚ　）　、或いはナトリウムハイトロ キシドとカルシウムハイトロキシドとの混合物である。すなわち、カルシウムハ イトロキシドはスラリー水のようなり一ガラクトース溶液に付加される。スラリ ーは、水とＣａ　（ＯＨ）　２を混合することか或いは水と石灰（Ｃａｂ）を混 合することかのどちらか一方によって、及び水和反応（スラッキング）が生しる ことによって得られる。

バリウムバイドロキシド、鉛（ＩＩ）ハイドロキシド、ストロンチウムハイドロ キシド、マグネシウムハイドロキシド、錫（ＩＩ）ハイドロキシド、及びアルミ ニウムハイドロキシドのような他の金属ハイドロキシドもまた使用可能である。

放課 少量を付加されるある化合物は異性体反応に対し有益であることがわかる。もっ とも効果的な化合物はアルカリ性の反応媒体中で溶解可能である無機塩である。

ナトリウムクロライド、カルシウムクロライド、マグネシウムクロライド、ナト リウムアセテート、カリウムクロライド、カリウムブロマイド、カリウムアセテ ート、カルシウムブロマイド、及びカリウムアセテートはすべて活性化触媒であ ることがわかる。触媒塩の必要量はＤ−ガラクトースの量を基準として約１〜５ モル％である。触媒の１つの有益な効果は異性化の割合の増加である。また、触 媒が存在するとき、それ：よ微細に分割された固体のような中間生成物の沈澱を 促進する。触媒の付加がないとき、ろ紙とは異なる厚いゲル状のものが形成され る。

主担匁 中和工程は従来の技術と多くの酸を使用することによって処理される。ろ過によ ってタガトース溶液から分離される不溶解性塩を形成する酸を使用することが特 に便利である。残余イオンは標準的なイオン交換樹脂を通って溶液を通過するこ とによってその後除去される。低コストでかつ他の方法の有益性のために、産業 上利用すべき好適な酸はカーボンディオキサイド（二酸化炭素、ＣＯ□）である 。中間生成物であるカルシウムハイトロキシド−タガトースをＣＯ□で中和する ことは、タガトースが溶性となる間に不溶解性Ｃａ　ＣＯ３を生成する。回収さ れたＣａＣ０，はそれが加熱によりＣａＯに転化して戻った後再び使用可能とな る。硫酸、塩酸、及びリン酸のような共通したプロトン性の酸はまた中間生成物 複合体を中和するのに用いられる。

反−一一息 本発明の方法は２つの工程を含んでいる。第１工程は異性化であり、その工程に おいて、Ｄ−ガラクトースは、触媒の存在下及び相対的に低温で、水溶液中でカ ルシウムハイドロキシドと反応し、アルカリ性の条件下で安定である不溶性カル シウムハイドロキシド−Ｄ−タガトース複合体を形成する。

不溶解性Ｃａ　（ＤＨ）　ｚ−タガトース複合体の生成はい（つかの理由により この反応の重要なポイントである。第１に、不溶解性複合体の生成はＤ−タガト ースに対する平衡を強く推進する。第２に、糖は周知のとおりアルカリ性の条件 下では不安定であり、多種の他の異性化（例えばＤ−ソルボースの生成）及び劣 化反応を被る傾向がある。複合化（錯化）はこれらの所望しない副反応に対して Ｄ−タガトースを安定化する。他の有益性は、不溶性複合体が反応溶液からろ過 され、副産物或いは出発材料中に存在する他の垢からそれを分離する、というこ とである。この特徴は、純粋なガラクトースが原料として要求されないために、 この処理方法の経済性を大いに促進する。その代わりとして、ラクトースの加水 分解から得られたようなガラクトースを含む混合物が使用される。

異性化工程中、比較的低温を維持することの重要性は本発明の意外性のある重要 なポイントである。特に、温度は約−１５〜４０°Ｃにすべきである。より高い 温度での処理は所望の金属ハイトロキシド−タガトース複合体の生成を妨げる劣 化副反応を引き起こす。

第２工程は中和であり、この工程において、中間生成物は中和され溶解性り一タ ガトースとカルシウム塩とを生成する。

異１ゴＵλ階 以下には、この方法の異性化工程の好適実施例が詳述されている。多種の変化が 本発明の意図した範囲内でなされ、これらのいくつかが以下に記述されている。

処理方法の変化の条件と要求は使用される特定の反応物と操作備品とに一部基づ いている、ということが明らかである。

反応容器、すなわち強力な撹拌器、及び約１５〜３０°Ｃの温度で反応器の内容 物を維持する手段が配設されている反応容器には、Ｄ−ガラクトース水溶液の重 量の２０％が充填されている。分離容器中でＣａ　（ＯＨ）　ｚのスラリー水は 、水にＣａ（ＤＨ）２を付加することによってか或いは水に石灰を付加すること によって得られ、そして水和反応（スラブキング）を引き起こす。触媒すなわち カルシウムクロライドはスラリー或いは糖溶液のどちらか一方に対して付加され る。過熱によって生じる不適当な副反応を防ぐために、スラリーはガラクトース へ付加される前に２５°Ｃまで冷却される。反応器の内容物を攪拌している間、 Ｃａ　（ＯＨ）　ｚスラリーが付加され、はとんどのＣａ　（ＯＨ）、が溶解す る。攪拌が継続されると、反応器の内容物は約２５°Ｃの温度で維持される。約 ０．５〜１時間後、反応媒体の著しい粘性の増加が生じる。これは、中間生成物 であるカルシウムハイトロキシド−タガトース複合体が生成される、ということ のサインである。その間に、ＨＰＬＣ分析がガラクトースの消滅を常に監視して おり、転位が約８０％以上になったとき、異性化工程は完了する。この時点で、 反応器は中間生成物のカルシウムハイトロキシド−タガトース複合体を含み、そ してそれは微細な白色の粘着性のある固体である。

他の実施例において、すなわち原料がラクトース、Ｄ−グルコース及びＤ−ガラ クトースの混合物であるとき、好適な処理操作は幾分か異なる。以下に、Ｄ−ガ ラクトースの分離なしにラクトースから出発した異性化工程が説明されている。

図１はこの方法のフローチャートである。

いま、内容物の加熱手段が配設されている反応容器にはラクトースの重量の約２ ０％を含む水溶液が充填されている。

混合物は５０°Ｃまで加熱され、その後ラクトース酵素が付加される。加水分解 が約４時間生じた後、ＨＰＬＣ分析は、ｆ４液が存在する糖の総容量に基づき４ ５％のＤ−グルコース、４５％のＤ−ガラクトース及び１０％のラクトースを含 んでいる、ということを措摘している。溶液は異性化反応を引き起こすために２ ５°Ｃまで冷却される。前工程で用意されたＣａ　（ＯＨ）　ｚスラリーは糖混 合物に付加され、攪拌される。約２時間後に溶液は濁り、非常に微細な沈澱が存 在する。沈澱はろ過或いは遠心（分離）機により混合物から分離され、少量の水 で洗浄される。粘着性のあるろ過ケークは水中で再浮遊し、中和工程の準備がな される。

車止２り〉カイ」］リョｄシシわしヒニん１１木ｑ光祈反応混合物からのろ過及 び自然乾燥の後は、カルシウムハイトロキシド−タガトース複合体は白い粉末で ある。ＨＰＬＣ分析は、それがタガトースの重量の６５％であることを示してい る。元素分析は、それがカルシウムの重量の１４．８％を含んでいることを示し ている。化合物はカルシウムハイドロキシド及びタガトースの水和複合体であり 、化学式Ｃａ　（ＯＨ）　２・タガトース・ＨｚＯを有する。それは化学式Ｃ６ Ｈ＋ｂＯ＊Ｃａで分子量２７２を有する。計算された重量％はタガトース６６． ２、カルシウム１４．７であった。測定された重量％はタガトース６５．８、カ ルシウム１４．８であった。真空状態では複合体は水分を失い黄色に変化する。

図４は無水複合体の赤外線スペクトルを示している。無水複合体は十分に定義さ れた融点を有しない。それは加熱されたとき徐々に分解する。

主担段ユ 本発明の方法の第２工程は、中間生成物のカルシウムハイドロキシドータガトー ス複合体の中和であり、溶液中でＤ−タガトースからなる産出物を生成する。Ｈ ，５０，、ＨＣＩ、或いはＨ：＋ＰＯ４及び特にＣＯ□のようなほとんど共通し た無機酸は中和工程に適している。中和を行うためには、酸の約１当量が、存在 するカルシウムハイトロキシド−タガトース複合体の中間生成物の量に関係して 付加される。ｐＨ（ペーパー）の変化を追うことにより中和を監視することは有 効である。ｐＨが７以下のとき中和は完了する。酸が付加されている間、温度は 有害な副反応を避けるために２５°Ｃ或いはそれ以下に保持すべきである。一旦 ｐＨが７以下になると、反応器の内容物は遊離したタガトースと中和塩とからな っている。精製されたＤ−タガトース産物を回収するためには、通常ろ過とイオ ン交換との組み合わせによってその塩を除去することが必要である。脱イオン化 後、溶液は真空状態で濃縮され、結晶化しやすくなる。その代わりに、脱イオン 化なしの中和の後で回収されたタガトースは、シロップとして或いはさらなる反 応中で直接使用される。

然タガトースシロンブからの′タガトースの日本発明の他の実施例は天然の、非 結晶化状態のシロップからタガトースを回収するためのものである。Ｄ−タガト ース製造方法の最終工程は母液から純り一タガトースを正常な状態で結晶化する ことである。不純物の割合が多い多少の残留タガトースはろ過液中に残る。発生 した多くの結晶を収集した後、タガトースがもはや結晶化しないと思われる点を 不純物レベルの基礎とする。天然シロップ中のタガトースはカルシウムハイドロ キシドで処理することによって回収でき、複合体のろ過及び中和により、不溶解 性カルシウムハイトロキシド−タガトース複合体を生成する。

図２と例７は、どのような方法が連続した製造方法において非結晶性シロップか らタガトースを回収するのに有効であるかを説明している。

例　１ 媒　在のＤ−ガラクトースの　ヒ Ｃａ　（ＯＨ）、スラリーは、４．６６ｋｇのＣａＯを１４！の水に注意深く混 合することによって発熱反応中に小バケツに生成された。強力な攪拌器を備えた ２３０１の容量のステンレススチール製のケトルには、１５．０ｋｇのＤ−ガラ クトースと１３５１の脱イオン水が充填され、糖が分解するまで攪拌された。

溶液を２０°Ｃで撹拌しながら、１８．７ｋｇの重量を有するＣａ　（ＯＨ）２ スラリーが徐々にケトルへ付加された。付加は１時間で完了した。反応の進行は 以下に述べるように、０．５時間毎にＨＰＬＣ分析で監視された。２時間後混合 物は厚いゲルに変化し、活発な攪拌は継続されていた。約４時間後、ガラクトー スの転位は８５％以上に達し、反応はｐＨが５．８になるまでリン酸の重量の５ ０％をゆっくり付加することによって終了した。この方法において、ゲルは分解 しカルシウムフォスフアート（リン酸カルシウム）が沈澱した。カルシウムフォ スフアートの固体は遠心（分離）機によって反応混合物から分離された。水和さ れたカルシウム塩（カルシウム含水塩）はその後さらなる時間ケトル中で２５１ の水で攪拌しながら再洗浄された。遠心機を使用することによって、洗浄された 物は分離され反応混合物と結合した。１５０２の反応混合物はＡＭＢＥＲＬ４Ｔ Ｅ　ＩＲ−１２０（Ｈ＋フオーム、７１）、その後ＡＭＢＥＲＬＩＴＥ　ＩＲＡ −６８（フリーヘースフォーム、９１）のカラム（樹脂柱）を通って通過するこ とによって脱イオン化された。ＡＭＢＥＲＬＩＴＥ　ＩＲ−１２０はペンシルバ ニア州のフィラデルフィアにあるローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ　ａｎｄＨ ａａｓ）社により市販されている陽イオン交換樹脂用の商標である。ＡＭＢＥＲ ＬＩＴＥ　ＩＲＡ−６８は同しく同社により市販されている陰イオン交換樹脂用 の商標である。それぞれの樹脂の接触時間は少なくとも２０分であった。２００ １の無色の溶離剤はＨＰＬＣにより分析され、溶解した固体が充填されたＤ−ガ ラクトースの量を基準として７２％のＤ−タガトースを含んでいた、ということ が示された。大量の溶液のために、溶液は結晶化のためにいくつかの部分に分配 された。

脱イオン溶液の第１部分をｖａｃｕｏ中で濃縮することによって、５８７１ｇの ９５％のＥｔＯＨが付加された５８６２　ｇの濁ったシロップが生した。攪拌さ れた混合物は加熱されシロップを溶解し、その後冷却され少量のＤ−タガトース 結晶の種がまかれた。２４時間の撹拌後、ＨＰＬＣによると９３％の純度の２３ ９０　ｇの重量を有する結晶性り一タガトースが真空ろ過によって分離された。

９５％のＥｔＯＨからの再結晶化によって、融点が１２７〜１３０　”ＣでＨＰ ＬＣによれば以下の組成となる１３８６　ｇのＤ−タガトースが生した。すなわ ち、９７．５％のＤ−タガトース、１．００％のＤ−ソルボース、０．６５％の 未知物体Ｎ１１１、及び１．００％の未知物体ＮＯ，２である（未知物体Ｎｏ、 　２は十分に再溶解しないため見積もりである）。脱イオン溶液の残りの部分は 濃縮され同じ方法で結晶化された。

２種の結晶群はそれぞれの部分から得られた。Ｄ−タガトースを６０％以下含む シロップはそれ以上結晶が生じない。

全体として、ｍｐ　（融点）が１３１〜１３３°Ｃである４、　１５ｋｇの結晶 性り一タガトースが分離され、これはＤ−ガラクトースを基準にすれば２７．６ ％の収率である。

応のＨＰＬＣＯ２視　−約１ｇの整除数の反応混合物がケトルから回収され、脱 イオン水で１０倍に希釈された。

ｐＨプローブ及び磁石製撹拌器を使用して、８３ＰＯ４の重量の１０％がｐＨが ６．２〜６．５になるまで１滴１滴付加された。

ろ過された試料はＡＭＩＮＥＸ　ＨＰＸ−８７Ｃカラムを使用して分析された。

ＡＭＩＮＥＸ　ＨＰＸ−８７Ｃはカルフォルニア州のリッチモンド（Ｒｉｃｈｍ ｏｎｄ）にあるバイオ−ラド（Ｂｉｏ−Ｒａｄ）社によって市販されている炭水 化物分析用のＨＰＬＣカラム用の商標である。移動相は脱イオン化、脱ガス化さ れた水中で５０ｐｐｍのカルシウムアセテート（酢酸カルシウム）であった。カ ラム温度は８５°Ｃであり、流動率は１分間に０．６ｄであった。

注入ループは２ｏミクロであり屈折率検出器が使用された。

図３は、Ｄ−タガトースへ４５％のＤ−ガラクトースが転位する反応の２時間後 に採取された試料のクロマトグラムである。

結晶性り一タガトースの試料（水１−に対し２５１ｍｇ）は同じカラムと条件を 用いて分析された。

例　２ を　いたＤ−ガラクトースの　化 Ｃａ　（ＯＨ）　２　と触媒スラリーとは、４．６６ｋｇのＣａＯと０．２３１ 　ｋｇのカルシウムクロライドとを１４１の水で注意深く混合することによって 発熱反応中に生成された。２３０　ｆの容量のステンレススチール製ケトルに、 １５．０ｋｇのＤ−ガラクトースと１３５１の脱イオン水が充填され、内容物は 糖が溶解するまで撹拌された。溶液を２０℃で撹拌しながら、１８．７ｋｇのＣ ａ（ＯＨ）２とカルシウムクロライド（塩化カルシウム）スラリーが徐々にケト ルへ付加された。付加完了後、溶液のｐＨが測定された。１０％のＮａＯＨ溶液 の少量が付加されｐ）（が１２．５まで増加した。反応の進行は０．５時間毎に ＨＰＬＣ分析によって例１におけるように監視された。０．５時間後混合物は濃 いゲルに変化し、沈′ｉＩｉ吻の生成が始まった。約１．５時間後、ガラクトー スの転位が８５％以上に達した時、反応はＰＨが６．５まで下がるまでその中に カーボンディオキサイド（二酸化炭素）をバブリングすることによって終了する 。この方法において、沈澱物は溶解しカルシウムカーボネート（炭酸カルシウム ）の沈澱物が生成された。カルシウムカーボネートは遠心機によって糖溶液を含 む反応混合物から分離された。　１５０ｐの容量の反応混合物：よ例１における ように脱イオン化された。　２００ｆの無色の溶離剤は、例１におけるようにＨ ＰＬＣによって分析された時、１０．８嘘のＤ−タガトースの存在を示し、それ は充填されたＤ−ガラクトースを基準として７２％の収率を示していた。

例　３ 一りトースか人　太れたタガトース ２３０１容量のステンレススチール製ケトルに、１０．０ｋｇのラクトースと４ ０１の脱イオン水が充填され、攪拌され、５゜°Ｃへ加熱された。ＴＡＫＡＭＩ ＮＥ　Ｂｒａｎｄ　Ｆｕｎｇａｌ　１ａｃｔａｓｅ　３０，０００の酵素は混合 物へ付加され攪拌された。ＴＡＫＡＭＩＮＥ　Ｂｒａｎｄ　Ｆｕｎｇａｌ　１ａ ｃｔａｓｅ　３０，０００はＡｓ　ｅｒ　１ｌｌｕｓ　ｏｒ　ｚａｅから分離し たラクターゼ酵素用の商標であり、インディアナ州のエルクバー）　（Ｅｌｋｈ ａｒｔ）にあるマイルズ・ラボラトリーズ・インク０４ｉ１ｅｓ　Ｌａｂｏｒａ ｔｏｒｉｅｓ、　Ｉｎｃ、、）によって市販されている。

６時間後、ＨＰＬＣ分析は、ラクトースの加水分解が特に完了したことを指摘し た。混合物は約１０％のラクトース、４５％のＤ−グルコース、及び４５％のＤ −ガラクトースを含んでいた。反応混合物は異性化工程のために２５°Ｃへ冷却 された。冷却しながら、１５４ｇのカルシウムクロライド（塩酸カルシウム）が 加水分解されたラクトース溶液中で溶解され、その後２．０ｋｇのＣａ　（ＯＨ ）２を２．５１！、の水で混合することによって生じたＣａ　（ＯＨ）　ｚスラ リーは徐々にケトルへ付加された。付加完了後、溶液のｐＨが測定された。１０ ％の〜ａＯＨ？８液の少量が付加され、ｐＨが１２．５まで増加した。３．０時 間後、混合物は濁り、沈澱物が生成された。沈澱物は遠心機を使用することによ り反応混合物からろ過され、ペースト状のろ過ケークが生した。ろ過ケークはケ トル中で２５２の水で再浮遊され、スラリーはＣＯ□の付加によって中和された 。最終ｐＨは６．５であった。中和工程において、ろ過ケークは溶解しカルシウ ムカーボネートの沈澱物は生成された。カルシウムカーボネートは遠心機によっ て反応混合物から分離された。３５ｒの反応混合物は例１におけるように脱イオ ン化された。５０１の無色の溶離剤は、例１におけるようにＨＰＬＣによって検 定され、４７．６％の収率である２、３８ｋｇのＤ−タガトースを含むことが見 出された。

例　４ ラクトース、回収グルコースから合　されるタガトース１０．０　ｇのラクトー スと５０紙の水を含む１００−のフラスコは５０°Ｃに加温され、例３における ように、８０■のラクターゼ３０，０００酵素で処理された。６時間後、溶液は ＨＰＬＣによって分析され、付加されたラクトースを基準として１０％のラクト ース、４５％のＤ−グルコース、及び４５％のＤ−ガラクトースを含むことが見 出された。混合物は短時間で７５°Ｃへ加熱され、タンパク質を変性させ、その 後ろ過された。内径が２．５ＣＩで長さが６０ｃｍのガラスカラムは、約３００ ｍ１ｌのカルシウム組成の一４００メノンユの８１０−ＲＡＤ　ＡＧ　５０Ｗ− Ｘ８樹脂で包装されていた。８１０−ＲＡＤへＧ　５０Ｗ−Ｘ８はカルフォルニ ア州のＲｉｃｈｍｏｎｄにあるＢｉｏ−Ｒａｄ社によって市販されている陽イオ ン交換樹脂用の商標である。カラムは７０°Ｃへ加熱された。移動相は、ろ過さ れ、脱ガス化され、１分間に４．０ｄの流動率で吸引された脱イオン水であった 。

標準的な圧力は３０ｐｓｉｇであった。試料の注入ループは１０ｄであった。駆 動時間は約５５分であった。上述されたろ過反応混合物は固体重量の３０％まで 濃縮され、その後カラムの中へ一部分注入された。屈折率検出器を使用すること によって溶離剤を監視し、混合物は２つのフラクション（一定分画）へ分離され た。フラクションの結合した第１グループは０．８ｇのラクトースと４．２ｇの Ｄ−グルコースとを含んでいた。フラクションの結合した第２グループは０．３ ｇのＤ−グルコースと４．４ｇのＤ−ガラクトースとを含んでいた。フラクショ ンの第２グループは異性化工程中に固体重量の１０％まで濃縮された。小フラス コ中で室温で撹拌されたＤ−ガラクトース溶液は、２．ＯｇＯカルシウムハイド ロキシドとＯ，１５ｇのカルシウムクロライドとで処理され、そして沈澱物は１ ．５時間以内に生成された。カルシウムハイトロキシド−タガトース複合体の沈 澱物はＣＯ２で中和され２．２ｇのＤ−タガトースが生成された。

例　５ バリウムバイ′ロキシ゛に　Ｄ−ガータ　−スの１００　ｄのエルレンマイヤー フラスコに、１５０　ｄの水、１５゜０ｇのＤ−ガラクトース、２５．２ｇのＢ ａ　（ＯＨ）　ｚオクタハイドレート、及び０．８３ｇのＢａＣ１ｚが充填され ている。混合物は、異性化が例１におけるようにＨＰＬＣにより監視されている 間、室温で撹拌される。３時間後、分析結果はＤ−タガトースへのＤ−ガラクト ースの８０％の転移を示し、反応は混合物中へＣＤ□をバブリングすることによ って終了する。

中和混合物はろ過されてＢａＣＯ３を除去し、脱イオン化され、ｖａｃｕｏ中で 濃縮され、結晶化されてＤ−タガトースが生成された。

例　６ カルシウムアセテートを触媒とする Ｌ−ガラクトースの　ヒ 磁石製の攪拌器を備えた２５ｍ１のエルレンマイヤーフラスコに、０．５ｇのし 一ガラクトース、５ｍの水、０．２ｇのカルシウムハイドロキシド、及び２２瀬 のカルシウムアセテートが付加された。混合物は撹拌された。２時間後、？ｇ液 はろ過され、生成したカルシウムハイトロキシド−し−タガトース複合体が収集 された。粘着性のある複合体は５−のＨ２Ｏ中で再浮酋し、ＣＤ□はｐＨが７以 下になるまでスラリーを通ってパブルングされた。カルシウムカーボネートをろ 過して除去した後、溶液は例１におけるように脱イオン化され、ｖａｃｕｏ中で シロップへと濃縮され、それは少量のし一タガトース結晶の種がまかれた後に、 ４４％の収率である０、２２ｇの純り一タガトースが生成された。

例　７ 然シロップからの′タガトースの口 強力な機械的な攪拌器を備えた２２２のフラスコに、５３％のＤ−タガトース、 ２１％のＤ−ガラクトース、１６％のＤ−ソルボース、５％のグルコース、２％ のマンノース、及び３％のフルクトースからなる固体の重量の２０％を含んでい る９、５１の糖混合物が充填された。混合物へ４１４ｇのＣａ　（ＯＨ）ｚと１ ５．０　ｇのＣａＣ１ｚが付加され、混合物は室温で撹拌された。２時間後、カ ルシウムハイドロキシド−Ｄ−タガトース複合体の沈澱物が大きなブフナー漏斗 上で収集され、少量の水で洗浄された。沈澱物はＣＤ□で中和され４２０ｇの純 り一タガトースが生成された。

上述した開示は多種の変化を仮定しているもので、上記の例は単に説明されてい るだけであり、ここで詳述した本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定され るべきものである、ということが理解されるべきである。

分 １”１Ｂ 図４ 要約書 触媒の存在下で、相対的に低温で、金属ハイドロキシドによりＤ−タガトースを 含んでいる混合物を異性化して中間生成物の金属ハイドロキシド−Ｄ−タガトー ス複合体を生成し、その後、酸で中間生成物を中和してＤ−タガトースを生成す る、Ｄ−タガトースの合成方法が開示されている。この方法は、またし−ガラク トースからし一タガトースを合成するのに、及び天然のタガトースシロ、プから 純タガトースを回収するのに適している。ホエー、除タンパク化ホエー、或いは ラクトースがＤ−ガラクトース用の原料として使用される。このような場合にお けるラクトースは異性化工程前にＤ−ガラクトースとＤ−グルコースとへ加水分 解される。

国際ｖ４査報告

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．Ａ．触媒的に用いる量の溶解性アルカリ金属塩或いはアルカリ土類塩の存在 下で、ｐＨが約１０以上、及び約−１５〜４０℃の温度で、ほとんどが金属ハイ ドロキシドータガトース複合体からなっている不溶解性沈澱物が生成されるまで 、金属ハイドロキシドによりガラクトース水溶液を異性化する工程と、 Ｂ．ｐＨが約７以下になるまで前記沈澱物を適した酸で中和する工程と、及び Ｃ．タガトースを回収する工程と からなるガラクトースからタガトースを合成する方法。
2. ２．前記ガラクトースはＤ−ガラクトースであり、前記タガトースはＤ−タガト ースである特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．前記ガラクトースはＬ−ガラクトースであり、前記タガトースはＬ−タガト ースである特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. ４．前記金属ハイドロキシドはアルミニウムハイドロキシド、バリウムハイドロ キシド、カルシウムハイドロキシド、鉛（ＩＩ）ハイドロキシド、マグネシウム ハイドロキシド、ストロンチウムハイドロキシド、及び錫（ＩＩ）ハイドロキシ ドからなるグループから選択される特許請求の範囲第１項記載の方法。
5. ５．前記金属ハイドロキシドはカルシウムハイドロキシドである特許請求の範囲 第１項記載の方法。
6. ６．前記アルカリ金属塩或いは前記アルカリ土類塩はバリウムクロライド、カル シウムクロライド、カリウムクロライド、ナトリウムクロライド、マグネシウム クロライド、カルシウムプロライド、カリウムブロマイド、カルシウムアセテー ト、カリウムアセテート、及びナトリウムアセテートからなるグループから選択 される特許請求の範囲第１項記載の方法。
7. ７．前記アルカリ金属塩或いは前記アルカリ土類塩はバリウムクロライド、カル シウムクロライド、及びカルシウムアセテートからなるグループから選択される 特許請求の範囲第１項記載の方法。
8. ８．前記酸は二酸化炭素、炭酸、硫酸、塩酸、及びリン酸からなるグループから 選択される特許請求の範囲第１項記載の方法。
9. ９．前記酸はＣＯ２及びリン酸からなるグループから選択される特許請求の範囲 第１項記載の方法。
10. １０．前記温度は約１５〜３０℃である特許請求の範囲第１項記載の方法。
11. １１．前記ガラクトース水溶液はホエーである特許請求の範囲第１項記載の方法 。
12. １２．前記ガラクトース水溶液は除タンパク化ホエーである特許請求の範囲第１ 項記載の方法。
13. １３．前記金属ハイドロキシドータガトース複合体が生成される特許請求の範囲 第１項記載の方法。
14. １４．前記金属ハイドロキシドータガトース複合体は化学式Ｃａ（ＯＨ）２・タ ガトースを有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
15. １５．Ａ．触媒的に用いる量のカルシウムクロライドの存在下で、ｐＨが約１２ ．５、及び約１５〜３０℃の温度で、特にカルシウムハイドロキシド−Ｄ−タガ トース複合体からなっている不溶解性沈澱物が生成されるまで、カルシウムハイ ドロキシドでＤ−ガラクトース水溶液を異性化する工程と、Ｂ．ｐＨが約６．５ になるまで前記複合体を二酸化炭素で中和する工程と、及び Ｃ．結晶化によってＤ−タガトースを回収する工程とからなるＤ−ガラクトース からＤ−タガトースを合成する方法。
16. １６．Ａ．Ｄ−ガラクトース及びＤ−グルコースの組成を有するラクトースを加 水分解する工程と、Ｂ．触媒的に用いる量の溶解性アルカリ金属或いはアルカリ 土類塩の存在下で、ｐＨが約１０以上、及び約１５〜４０℃の温度で、ほとんど が金属ハイドロキシド−タガトース複合体からなっている不溶解性沈澱物が生成 されるまで、金属ハイドロキシドでガラクトース水溶液を異性化する工程と、 Ｃ．前記沈澱物を分離する工程と、 Ｄ．ｐＨが約７以下になるまで前記沈澱物を適した酸で中和する工程と、及び Ｅ．Ｄ−タガトースを回収する工程と からなるラクトースからＤ−タガトースを合成する方法。
17. １７．前記Ｄ−グルコースから前記Ｄ−ガラクトースを分離する前記Ａ工程とＢ 工程間の工程からなる特許請求の範囲第１６項記載の方法。
18. １８．Ａ．触媒的に用いる量の溶解性アルカリ金属或いはアルカリ土類塩の存在 下で、ｐＨが約１０以上、及び約−１５℃の温度で、ほとんどが金属ハイドロキ シド−Ｄ−タガトース複合体からなっている不溶解性沈澱物が生成されるまで、 金属ハイドロキシドとＤ−タガトース混合水溶液とを反応させる工程と、 Ｂ．前記沈澱物を分離する工程と、 Ｃ．ｐＨが約７以下になるまで前記沈澱物を適した酸で中和する工程と、及び Ｄ．Ｄ−タガトースを回収する工程と からなる他の糖類と混合したＤ−タガトース水溶液からＤ−タガトースを回収す る方法。
19. １９．Ａ．触媒的に用いる量の溶解性アルカリ金属或いはアルカリ土類塩の存在 下で、ｐＨが約１０以上、及び約−１５〜４０℃の温度で、ほとんどが金属ハイ ドロキシドータガトース複合体からなっている不溶解性沈澱物が生成されるまで 、金属ハイドロキシドとシロップとを反応させる工程と、Ｂ．前記沈澱物を分離 する工程と、 Ｃ．ｐＨが約７以下になるまで前記沈澱物を適した酸で中和する工程と、及び Ｄ．結晶化によってタガトースを回収する工程とからなる他の糖類と混合したタ ガトースからなるシロップから結晶性タガトースを回収する方法。