JPH0614880B2

JPH0614880B2 - 高純度マルトースの製造方法

Info

Publication number: JPH0614880B2
Application number: JP1102186A
Authority: JP
Inventors: 俊雄三宅; 修造堺; 孝渋谷
Original assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1989-04-22
Filing date: 1989-04-22
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: JPH02139000A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、高純度マルトースの製造方法に関する。

近年、マルトースの持つ長所が次々と見いだされ、その
用途は飲食物、医薬などに急速に拡大されてきた。

それにつれて、高純度マルトースに対する要望は非常に
高まってきた。

従来、マルトースは、液化澱粉に麦芽酵素を作用させ
て、マルトース含有量が固形物当り約４０〜５０Ｗ／Ｗ
％（以下、特にことわらない限り、含有量％は、固形物
当りＷ／Ｗ％を意味する）の澱粉糖化物として供給され
てきた。近年になって、澱粉糖化方法の研究開発が進
み、例えば、澱粉枝切酵素とβ−アミラーゼとの併用に
より澱粉からマルトース含有量５０％以上の澱粉糖化物
も比較的容易に得られるようになってきた。

しかし、これらの澱粉糖化方法によっても、澱粉からマ
ルトース含有量９０％以上の高純度マルトースを直接製
造することは経済的、技術的にかなり困難がともなって
いる。

最近、高純度マルトースを製造する方法として、マルト
ースを含有する澱粉糖液をアニオン交換樹脂を充填した
カラムに通液する方法が開示されている。

例えば、昭和５２年特許出願公告第４６２９０号公報に
は、澱粉から主としてマルトースとデキストリンとから
なるマルトース含有量約６５％の澱粉糖液を製造し、こ
の糖液をＯＨ型アニオン交換樹脂に通液し、マルトース
を選択的に吸着させ、デキストリンを分別除去する方法
により高純度マルトースを得ようとしている。しかしな
がら、この方法では、マルトースをＯＨ型イオン交換樹
脂に吸着させるため、その処理量が少ないだけでなく、
異性化を防ぐために、できるだけ低温望ましくは２０℃
以下で通液しなければならず、糖液の粘度上昇及び微生
物汚染を受け易く、工業的に実施することは極めて困難
である。

また、昭和５４年特許出願公告第２０５７９号公報に
は、マルトースとグルコースとを含有する澱粉糖液を、
亜硫酸型または亜硫酸水素型アニオン交換樹脂に通液
し、マルトースとグルコースとを分別して高純度マルト
ースを得ようとしている。しかしながら、この方法は、
アニオン交換樹脂から亜硫酸または亜硫酸水素がはずれ
やすく、高純度マルトースの大量生産方法としては不適
当である。

本発明者らは、上述のような欠点を有するアニオン交換
樹脂を避け、カチオン交換樹脂、なかでもアルカリ金属
型またはアルカリ土類金属型強酸性カチオン交換樹脂を
用いる高純度マルトースの製造方法を鋭意研究した。

その結果、原料の澱粉糖液（以下、単に原糖液と略称す
る。）をマルトース含有量７０％以上の澱粉糖液とし、
これをアルカリ金属型またはアルカリ土類金属型強酸性
カチオン交換樹脂を樹脂層の全長を７ｍ以上に充填した
カラムに流し、次いで水で溶出し、デキストリン高含有
画分、デキストリン・マルトース高含有画分、マルトー
ス高含有画分、マルトース・グルコース高含有画分及び
グルコース高含有画分の順になるように複数の画分、通
常５乃至１００、望ましくは５乃至３０画分に分画し
て、このうちマルトース高含有画分を採取することによ
り、容易に高純度マルトースが製造されることを見いだ
した。

また、原料糖をカラムに流して分画するに際し、既に得
られているデキストリン・マルトース高含有画分及びマ
ルトース・グルコース高含有画分とともに流して分画
し、マルトース高含有画分を採取し、同時に得られるデ
キストリン・マルトース高含有画分及びマルトース・グ
ルコース高含有画分を更に次回の原糖液とともに流す方
式を採用することにより目的とする高純度マルトースを
高濃度、高収率で繰り返し安定して製造し得ることを見
いだし、本発明を完成した。

本発明に用いる原糖液は、マルトース含有量が７０％以
上で、実質的にケトースを含有しない澱粉質由来のアル
ドース混合物含有液であり、本発明によってマルトース
含有量９０％以上、望ましくはマルトース含有量９３％
以上の高純度マルトースが高収率で採取できるものであ
ればよく、例えば、澱粉にα−アミラーゼ、β−アミラ
ーゼ、澱粉枝切酵素などの澱粉分解酵素を作用させて得
られるマルトース含有量７０％以上の澱粉糖化液であっ
ても、また、マルトース含量７０％以上を含有する市販
の澱粉糖化物溶液であってもよい。

また、本発明で使用されるアルカリ金属型またはアルカ
リ土類金属型強酸性カチオン交換樹脂には、例えば、ス
ルホン酸基を結合したスチレン−ジビニルベンゼン架橋
共重合体樹脂のＮａ^＋型、Ｋ^＋型などのアルカリ金属塩
型またはＣａ⁺⁺型、Ｍｇ⁺⁺型などのアルカリ土類金属塩
型の１種または２種以上が適宜使用され、市販品として
は、例えば、ダウケミカル社製造の商品名ダウエックス
５０Ｗ×２、ダウエックス５０Ｗ×４、ダウエックス５
０Ｗ×８、ロース＆ハース社製造の商品名アンバーライ
トＣＧ−１２０、東京有機化学工業社製造の商品名ＸＴ
−１０２２Ｅ、三菱化成工業社製造の商品名ダイヤイオ
ンＳＫ１Ｂ、ダイヤイオンＳＫ１０２、ダイヤイオンＳ
Ｋ１０４などがある。これらの樹脂は、マルトース高含
有画分の分画に優れているだけでなく、耐熱性、耐摩耗
性にも優れ、高純度マルトースの大量生産に極めて有利
である。

本発明では、通常、０．０１〜０．５ｍｍ程度の粒径の
樹脂をカラムに充填して使用すればよい。カラム内に充
填する樹脂層の長さは全長で７ｍ以上が望ましく、この
際１本のカラムで７ｍ以上にしても、また、２本以上の
カラムを直列に連結して７ｍ以上にしてもよい。

カラムの材質、形状は、本発明の目的が達成できる限り
自由に選択できる。その材質は、例えば、ガラス、プラ
スチック、ステンレスなどが利用でき、その形状は充填
した樹脂層内を液ができるだけ層流になる、例えば、円
筒状、角柱状などが適宜利用できる。

以下、本発明の実施方法をより具体的に述べる。

アルカリ金属型またはアルカリ土類金属型強酸性カチオ
ン交換樹脂を水に懸濁してカラムに充填して樹脂層の全
長が７ｍ以上になるようにし、このカラム内の温度を通
常４５℃〜８５℃に維持しつつ、これに濃度約１０〜７
０Ｗ／Ｗ％の原糖液を樹脂に対して約１〜６０Ｖ／Ｖ％
を加え、これに水をＳＶ約０．１〜２．０の流速で上昇
法または下降法により流して溶出し、原糖液をデキスト
リン高含有画分、デキストリン・マルトース高含有画
分、マルトース高含有画分、マルトース・グルコース高
含有画分及びグルコース高含有画分に分画し、このマル
トース高含有画分を採取すればよい。

この際、溶出液の採取は、通常、使用樹脂に対して約１
〜２０Ｖ／Ｖ％毎に行われるが、これを自動化し、前記
画分に振り分けることも容易である。

また、原糖液をカラムに流して分画するに際し、既に得
られているデキストリン・マルトース高含有画分及びマ
ルトース・グルコース高含有画分を原糖液の前後に、ま
たは原糖液とともに流すことにより分画に要する使用水
量を減少させ、原糖液中のマルトースを高純度、高濃
度、高回収率で採取できるので好都合である。

一般的には、既に得られているデキストリン・マルトー
ス高含有画分を流した後に原糖液を流し、次いで既に知
られているマルトース・グルコース高含有画分を流すと
いう順序を採用するのが好ましい。

また、本発明で使用される分画法は、固定床方式、移動
床方式、擬似移動床方式のいずれであってもよい。

このようにして分画し、採取されたマルトース高含有画
分を、そのままで用いることもできるが、必要ならば、
常法に従って、例えば、濾過、脱色、脱塩、精製した
後、例えば、濃縮してシラップとするか、さらに晶出さ
せてマスキットとし、これを噴霧乾燥して含蜜結晶粉末
とするか、または晶出させたマスキットを分蜜してさら
に高純度のマルトース結晶を採取することも自由であ
る。

マスキットの調製方法は、通常３０〜７０℃の比較的高
温の過飽和マルトース溶液を助晶缶により、これに種晶
を望ましくは０．１〜２０％共存せしめて、ゆっくり攪
拌しつつ除冷し、晶出を促がせばよい。マスキットを噴
霧乾燥する場合は、通常、濃度７０〜８０％、晶出率２
５〜６０％程度のマスキットを高圧ポンプでノズルから
噴霧するか、回転円板などを利用して噴霧し、結晶粉末
が溶融しない温度、例えば６０〜１００℃の熱風で乾燥
し、次いで３０〜６０℃の温風で約１〜２０時間熟成す
れば、非吸湿性又は難吸湿性の含蜜結晶が容易に製造で
きる。また、ブロック粉砕方法の場合は、通常、水分７
〜１５％、晶出率１０〜６０％程度のマスキットを０．
５〜７日間静置して全体をブロック状に晶出固化させ、
これを粉砕または切削などの方法によって粉砕し、乾燥
すれば、非吸湿性又は難吸湿性の含蜜結晶が容易に製造
できる。更には、分蜜方法の場合は、マスキットをバス
ケット型遠心分離機にかけ、結晶と蜜とに分離する方法
で、必要により、該結晶に小量の冷水をスプレーして洗
浄することも容易であり、より高純度の結晶マルトース
を製造するのに好都合である。

このようにして製造される高純度マルトースは、飲食
物、医薬など、更には、マルチトール結晶粉末の原料な
ど各種用途に対して有利に利用できる。

以下、本発明を実験で詳細に説明する。

実験１．原糖液の比較原糖液は、第１表に示した林原株式会社製造の各種澱粉
糖商品を濃度４５Ｗ／Ｗ％水溶液にして使用した。

樹脂は、アルカリ金属型強酸性カチオン交換樹脂（ダウ
ケミカル社製造、商品名ダウエックス５０Ｗ×４、Ｎａ
^＋型）を使用し、これを水懸濁液として内径５．４ｃｍ
のジャケット付ステンレス性カラム１本に樹脂層長が１
０ｍになるように充填した。

カラム内温度を７５℃に維持しつつ、原糖液を樹脂に対
して５Ｖ／Ｖ％加え、これに７５℃の温水をＳＶ0.4の
流速で流して分画し、マルトース含有量９３％以上のマ
ルトース高含有画分を採取した。結果は第２表に示し
た。

第２表の結果から明らかなように、原糖液の糖組成とし
てマルトース含有量を７０％以上にすれば、マルトース
含有量９３％以上のマルトース高含有画分中にマルトー
スが原糖液マルトースに対して８０％以上の高収率で採
取できることが判明した。

実験２．樹脂層長の比較実験１と同様にして、アルカリ金属型強酸性カチオン交
換樹脂をカラムの１本または２本に充填し、その樹脂層
の全長を１〜２０ｍとした。

これら樹脂層長の異なる各カラムに、カラム内温度を７
５℃に維持しつつ、マルトース含有量８５．０％の澱粉
糖（商品名サンマルト）を濃度４５Ｗ／Ｗ％水溶液とし
た原糖液を樹脂に対して５Ｖ／Ｖ％加え、７５℃の温水
をＳＶ０．４の流速で流して各画分に分画し、マルトー
ス含有量９３％以上のマルトース高含有画分を採取し
た。結果は第３表に示した。

第３表の結果から明らかなように、樹脂層の全長を７ｍ
以上にすれば、マルトース含有量９３％以上のマルトー
ス高含有画分中にマルトースが原糖液マルトースに対し
て８０％以上にも達し、樹脂層の全長が６ｍ以下の場合
と比較して極めて高収率に採取できることが判明した。

実験３．分画時の温度の比較実験１と同様にして、アルカリ金属型強酸性カチオン交
換樹脂を樹脂層長が１０ｍになるように充填し、このカ
ラムに実験２と同様にして調整した原糖液を加え、カラ
ム内温度を３５〜９５℃に変えた以外は、実験２と同様
に分画して、マルトース含有量９３％以上のマルトース
高含有画分を採取した。

結果は第４表に示した。

第４表の結果から明らかなように、分画温度を４５〜８
５℃の範囲内にすれば、糖の褐変着色を懸念することも
なく、マルトース含有量９３％以上のマルトース高含有
画分中にマルトースが原糖液マルトースに対して８０％
以上の高収率で採取できることが判明した。

以下、２〜３の実施例を述べる。

実施例１マルトース含有量７６．８％の澱粉糖液（林原株式会社
製造、商品名ＨＭ−７５）を濃度４５Ｗ／Ｗ％水溶液に
して原糖液とした。樹脂は、アルカリ金属型強酸性カチ
オン交換樹脂（東京有機化学工業社製造、商品名ＸＴ−
１０２２Ｅ、Ｎａ^＋型）を使用し、内径５．４ｃｍのジ
ャケット付ステンレス製カラム水懸濁液状で充填した。
この際、樹脂層長５ｍのカラム４本に充填し、その液が
直列に流れるようにカラム４本を連結して樹脂層全長を
２０ｍとした。

カラム内温度を５５℃に維持しつつ、原糖液を樹脂に対
して５Ｖ／Ｖ％加え、これに５５℃の温水をＳＶ０．１
３の流速で流して分画し、マルトース含有量９３％以上
のマルトース高含有画分を採取した。このマルトース高
含有画分には、マルトースが８０８．２ｇ含まれ、原糖
液マルトースに対して８４．３％の高収率であった。

実施例２マルトース含有量８５．０％の澱粉糖粉末（林原株式会
社製造、商品名サンマルト）を濃度６０Ｗ／Ｗ％水溶液
にして原糖液とした。樹脂は、実施例１に用いたものを
Ｋ^＋型に変えた後使用し、内径２．２ｃｍのジャケット
付ステンレス製カラム１本に樹脂層長が１０ｍになるよ
うに充填した。

カラム内温度を６０℃に維持しつつ、原糖液を樹脂に対
して３Ｖ／Ｖ％加え、これに６０℃の温水をＳＶ０．２
の流速で流して分画し、マルトース含有量９３％以上の
マルトース高含有画分を採取した。このマルトース高含
有画分にはマルトースが６５．７ｇ含まれ、原糖液マル
トースに対して８８．３％の高収率であった。

実施例３マルトース含有量８５．０％の澱粉糖粉末（商品名サン
マルト）を濃度４５Ｗ／Ｗ％水溶液にして原糖液とし
た。樹脂は、アルカリ土類金属型強酸性カチオン交換樹
脂（ダウケミカル社製造、商品名ダウエックス５０Ｗ×
４、Ｍｇ⁺⁺型）を使用し、実施例１と同じカラムに樹脂
層の全長が１５ｍになるように充填した。カラム内温度
を７５℃に維持しつつ原糖液を樹脂に対して６．６Ｖ／
Ｖ％加え、これに７５℃の温水をＳＶ０．１３の流速で
流して分画し、マルトース含有量９３％以上のマルトー
ス高含有画分を採取した。このマルトース高含有画分に
はマルトースが９１３．７ｇ含まれ、原糖液マルトース
に対して８７．１％の高収率であった。

実施例４まず、第１回目の分画に際して、原糖液を樹脂に対して
２０Ｖ／Ｖ％使用した以外は、実施例３と同様にして分
画した。分画品の溶出パターンを図に示した。

図で、Ａはデキストリン高含有画分を示し、Ｂはデキス
トリン・マルトース高含有画分を示し、Ｃはマルトース
高含有画分を示し、Ｄはマルトース・グルコース高含有
画分を示し、Ｅはグルコース高含有画分を示す。その溶
出順序はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順であった。

分画品Ｃ（マルトース高含有画分）は採取し、分画品Ａ
及びＥは除去した。

第２回目以降の分画は同じカラムに分画品Ｂ、樹脂に対
して約１０Ｖ／Ｖ％の原糖液及び分画品Ｄの順に加え、
更に７５℃の温水を実施例３と同様に流してマルトース
含有量９４％のマルトース高含有画分を採取した。第２
回目以降の分画操作を延べ３０回繰り返して１回当りの
平均結果を求めたところ、マルトース高含有画分にはマ
ルトースが１４８３ｇ含まれ、原糖液マルトースに対し
て９３．３％の高収率であった。

実施例５マルトース含有量９１．５％の澱粉糖粉末（林原株式会
社製造、商品名マルトースＨ）を濃度４５Ｗ／Ｗ％水溶
液にして原糖液とした。樹脂は、アルカリ土類金属型強
酸性カチオン交換樹脂（ローム＆ハース社製造、商品名
アンバーライトＣＧ−１２０、Ｃａ⁺⁺型）を使用し、実
施例１で使用したカラムに、樹脂層の全長が１０ｍにな
るように充填した。カラム内温度を８０℃に維持しつつ
原糖液を樹脂に対して第１回目の分画に際しては２０Ｖ
／Ｖ％加え、これに８０℃の温水をＳＶ０．６の流速で
流し分画した。

実施例４の場合と同様に分画品Ｃ（マルトース高含有画
分）は、採取し、分画品Ａ及びＥは除去した。第２回目
以降の分画は同じカラムに分画品Ｂ、樹脂に対して約１
０Ｖ／Ｖ％の原糖液、及び分画品Ｄの順に加え、更に８
０℃の温水をＳＶ０．６の流速で流してマルトース含有
量９６％以上のマルトース高含有画分を採取した。

第２回目以降の分画操作を延べ１００回繰り返して１回
当りの平均結果を求めたところ、マルトース高含有画分
にはマルトースが１０８４ｇ含まれ、原糖液マルトース
に対して９５％の高収率であった。

【図面の簡単な説明】

図は、原糖液の溶出パターンの一例を示す図である。図
中の符号Ａはデキストリン高含有画分、Ｂはデキストリ
ン・マルトース高含有画分、Ｃはマルトース高含有画
分、Ｄはマルトース・グルコース高含有画分、及びＥは
グルコース高含有画分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マルトース含有量が固形物当り70〜91.5％
の澱粉糖液を、アルカリ金属型又はアルカリ土類金属型
強酸性カチオン交換樹脂を樹脂層の全長を７ｍ以上に充
填したカラムに流し、次いで水で溶出し、テキストリン
高含有画分、デキストリン・マルトース高含有画分、マ
ルトース含有量が固形物当り93％以上のマルトース高含
有画分、マルトース・グルコース高含有画分及びグルコ
ース高含有画分の順に分画し、このマルトース高含有画
分を採取してマルトース含有量が固形物当り93％以上の
高純度マルトースを澱粉糖液中のマルトースに対し80％
以上の収率で得ることを特徴とする高純度マルトースの
製造方法。
【請求項２】カラム内温度を45〜85℃の範囲に維持する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高純度マ
ルトースの製造方法。
【請求項３】マルトース高含有画分を採取する工程が、
分画したマルトース高含有画分を濃縮し、マルトースを
晶出させる工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の高純度マルトースの製造方法。
【請求項４】得られる高純度マルトースが粉末品である
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の高純度マ
ルトースの製造方法。