JPS6185397A

JPS6185397A - 糖類の分離方法

Info

Publication number: JPS6185397A
Application number: JP59208592A
Authority: JP
Inventors: Osamu Hirai; 修平井; Yoshiyuki Mukoyama; 向山　吉之; Takeo Awano; 粟野　武夫; Toshihiko Ito; 敏彦伊藤
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1984-10-04
Filing date: 1984-10-04
Publication date: 1986-04-30

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、糖及び糖アルコール、特に食品中に一般に含
まわているシュークロース、マルトース。

フルクトース及びソルビトールを液体クロマドグシフイ
ーにより分離する方法に関する。

（従来の技術）液体クロマトグラフィーによって糖類を分離する方法と
しては、１）アミン基等を化学結合した充填剤（例えば
、アミノプロピルシリル基を化学結合したシリカゲル等
）を用いた分配型の分離〔ジャーナル・クロマトグラフ
ィー（Ｊ、　Ｃｂｒｏｍａｔｏｇｒ、　）１４４巻１６
９頁（１９７７年１．１．２）架橋デキストランゲル等
を用いた分子ふるいによる分離〔ニス・シー・チャーム
ズ（Ｓ、　Ｃ，Ｃｈｕｒｍｓ　）著。

アトパンシーズ・イン・カーボハイドレート・ケミスト
リー（Ａｄｖａｎｃｅｓ　　ｉｎ　　Ｃａｒｂｏｈｙｄ
ｒａｔｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙ　）２５巻１３頁、アカデ
ミツク・プレス（Ａｃａｄｅｍｉｃ　　Ｐｒｅｓｓ　）
　１９７０年発行、米国〕。

３）陰イオン交換樹脂を用いたホウ酸錯イオンとしての
分離（アナリティカル・ケミストリー（Ａｎａ　ＩＣｂ
ｅｍ、　）　５２巻１０７９頁（１９ＳＯ年））、４）
塩型陽イオン交換樹脂を用いた分子ふるいと分配の折衷
モードによる分離〔ジャーナル・クロマトグラフィー（
Ｊ、　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ、　）　１０３巻２２９頁
（１９７５年）〕等が知られている。これらのうち２）
及び４）の方法は溶離液として水を使用するため操作が
容易である。

（発明が解決しようとする問題点）しかし１食品、特に菓子類に多く含まれている糖類（シ
ュークロース、マルトース、フルクトース）や糖アルコ
ール類（ソルビトール）の分離は。

上記２）の方法では不可能である。また、上記４）の方
法でも満足すべき分離結果は達成されていない。

一般に、糖類を塩型陽イオン交換樹脂粒子を用いて分離
する場合、その分離性は対イオンの種類（塩を構成して
いる陽イオンの種類）に左右されることが知られている
。

三糖類の分離においては、　Ａｇ”イオン以外の陽イオ
ン、例えばＬｒ”、　Ｎａ”、　Ｋ＋＋　Ｒｂ”、　Ｃ
ｓ＋　等のアルカリ金属イオン、Ｍｇ　　、　Ｃａ　　
、　Ｓｒ　　、Ｂａ等のアルカリ土類金属イオン、Ｆｅ
、Ｐｅ、Ｃｏ。

Ｎｉ”、　Ｃｕ２＋等の遷移金属イオンは対イオンとし
て効果はなく、三糖類であるシュークロースとマルトー
スの分離に好適な対イオンけＡｇ＋イオンである。しか
し、対イオンがＡｇ４イオンであると。

フルクトースとソルビトールの良好な分離ができｆｌイ
。マタ、フルクトースとソルビトールの分離に好適な対
イオンは、　Ｓｒ”、　Ｂａ２＋等のアルカリ土類金属
イオンであり、これらのうち一つ或いは複数を対イオン
とすることにより、フルクトースとソルビトールの分離
が可能となるが、複数の三糖類、即ち、シュークロース
とマルトースの良好な分離は不可能である。

従って９本発明は、前記の従来技術の問題点を解決り、
、シュークロース、マルトース、フルクトース、ソルビ
トールを含む糖類混合物を液体クロマトグラフィーによ
り好適に分離する方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は、シュークロース、マルトース、フルクトース
及びソルビトールを含有する糖類混合物からそれぞれを
、　ＳＯ３−基含有イオン交換樹脂粒子であって該ＳＯ
３−基の対イオンとしてＡｇ＋並びにＢａ＋＋及び／又
はＳｒ＋＋を有する充填剤を充填したカラムを１個以上
用い溶離液として水又は水溶液を用いる液体クロマトグ
ラフィーにより分離することを特徴とする糖類の分離方
法に関する。

本発明におけるイオン交換樹脂粒子は＋ＳＯ３−基を樹
脂１ｇ当たり２ミリ当量（２ｍｅｑ／ｇ１以上有するの
が好ましく、特に３〜５　ｍｅｑ　／　ｇ有するのが好
ましい。ＳＯ３−基が２ｍｅｑ／ｇ未満になると。

親水性が不充分となる傾向がある。壕だ、陽イオン交換
樹脂は９分離性能の点で実質的にＳＯ３Ｈ基又はＳＯ３
Ｈ基が上記以外の無機陽イオンによって中和された基を
有しないのが好ましい。ここで。

「実質的に」とは、中和滴定等によりＳＯ３１−１基又
はその中和された基が検出されない程度であることを意
味する。

また９本発明におけるイオン交換樹脂粒子の粒子径は、
液体クロマトグラフィー分析用としては１〜２０μｍ及
び液体クロマトグラフィーによる分取用としては２０〜
３００μｍであるものが好ましい。

また１本発明におけるイオン交換樹脂粒子の細孔の程度
には特に制限はないが、排除限界が４００〜Ｉ　Ｘ　１
０’の範囲になるようにするのが好ましい。

ＳＯ３−基含有イオン交換樹脂粒子は、スルホン化多孔
性スチレン−ジビニルベンゼン系共重合体粒子であるの
が好ましい。このようなイオン交換樹脂粒子において、
５０３−基はスチレン−ジビニルベンゼン系共重合体に
結合しているが、該共重合体は、ジビニルベンゼンとス
チレン系単量体の共重合体テあり、ジビニルベンゼン全
２〜６０重量％含むのが好着しい。該スチレン系単量体
としては。

スチレン、エチルモノビニルベンゼン、ビニルトルエン
、α−Ｍｅ−スチレン等があり、酢酸ビニル、メタクリ
ル酸、アクリル酸等の他のモノマー（ｉ７５重舊チ以下
の範囲で含有してもよい。また。

スチレン−ジビニルベンゼン系共重合体は、細孔を有す
る粒子状のものである。

スルホン化多孔性スチレン−ジビニルベンゼン系共重合
体粒子は、従来公知の方法で製造することができる。

例、ｔｔｆ、ジビニルベンゼン及びスチレン系単量体を
アミルアルコール、トルエン等の非水溶性有機溶剤の存
在下に懸濁重合させ、得られる粒子を単離してジクロル
エタン、トリクロルエタン等の膨潤剤で膨潤させ、濃硫
酸又はクロル硫酸等を添加し、室温〜１２０℃でスルホ
ン化反応させることにより得ることができる。上記した
イオン交換容量は、濃硫酸又はクロル硫酸との反応時に
、その反応条件を適宜調整することにより調整すること
ができ１本発明におけるイオン交換樹脂の細孔の程度は
、上記懸濁重合時に、その条件、主に非水溶性有機溶剤
の種類及び量を調整することにより調整することができ
９粒径は懸濁重合条件を適宜選択して調整できる。

なお、上記反応成分の総量に対してジビニルベンゼンを
５〜６０重量％使用するのが好ましい。

また、スチレン系単量体としては、上記したものがち９
．酢酸ビニル、メタクリル酸、アクリル酸等の他のモノ
マーを反応成分の総量に対して５重１１％以下の範囲で
使用【７てもよい。なお、ＲＳ重合に際して、過酸什ベ
ンゾイル等の過酸化物等。

通常使用される重合開始剤を使用することができる。

捷た。−上記スルホン化多孔性スチレンージビニルベン
ゼン系共重合体粒子は、イオン交換容量が２ｍｅＱ／ｇ
以上のものが好捷しく、特に３〜５ｍｅｑ／ｇのものが
好ましい。

本発明における充填剤としては、　ＳＯ３−基含有イオ
ン交換樹脂粒子であって、５０３−基の対イオンとして
、　Ａｇ＋とＢａ＋＋及び／又はＳｒ＋＋とを粒子中に
同時に有するもの、対イオンとしてＡｇ＋のみを有する
もの並びに対イオンとしてＢａ＋＋及び／又はＳｒ□＋
のみを有するものが使用できる。ただし、対イオンとし
てＡｇ＋のみを有するものと対イオンとしてＢａ＋＋及
び／又はＳｒ＋＋のみを有するものは、これらを混合し
てカラム充填して使用するか、又はそれぞれ別個にカラ
ムに充填してこれらを連結して使用される。すなわち、
カラム充填剤全体として、５０３−基の対イオンである
Ａｇ＋とＢａ＋４及び／又けＳｒ　　とが存在すればよ
い。

カラム充填剤中に存在するＳＯ３−基の対イオンである
Ａｇ＋とＢａ”及び／又はＳｒ＋＋とけ、当量比で前者
／後者が９／１〜１／１の割合で存在するのが好ましい
。この比が大きすぎる場合、シュークロースとマルトー
スの分離は良好となるが、フルクトースとソルビトール
の分離が悪くなり、小さすぎる場合には、フルクトース
とソルビトールの分離は良くなるが、シュークロースと
マルトースの分離が悪くなる。−上記当量比は好ましく
は４／１〜２／１である。

上記対イオンの比率を調整するために次のように、充填
剤を準備し、使用するのが好ましい。

すなわち、対イオンとしてＡｇ＋のみを有するＳＯ３−
基含有イオン交換樹脂粒子と対イオンとしてアルカリ金
属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンのみを有す
る５０３−基含有イオン交換樹脂粒子を別個に用意して
おき、それぞれについて、単位重量当たり又は単位容積
当たりの対イオンの当量を測定しておき、これを目やす
として、それぞれの使用重量割合又は使用体積割合を決
め、それぞれを混合してカラムに充填する方法か別個の
カラムに充填したのち連結する方法が、使用上、簡単で
好ましい。このためＫは１粒径、イオン交換容置、多孔
度等の特性がほぼ同一の５ｏ３−基含有イオン交換樹脂
粒子を二とおり用意し、それぞれに上記ニゲループのイ
オンを同当量、対イオンとして存在させるのが特に好ま
しい。このときは１両者をＡ　ｇ４／’　ｒ（ａ　’＋
及び／又はＳｒ＋＋が当量比で９／１〜１／１になるよ
うに１重量比又は体積比で９／１〜１／１で用いればよ
く、取り扱いが容易である。

５０３−基の対イオンがＡｇ゛であるイオン交換樹脂粒
子は、ＳＯ１基の対イオンがＮａ４．　Ｈ＋等であるＳ
０３〜基含有イオン交換樹脂粒子を硝酸銀等の水溶性銀
塩の水溶液で処理することによって得られる。

また、５０３−基の対イオンがＢａ＋＋及び／又はＳｒ
＋＋であるＳＯ３−基含有イオン交換樹脂粒子は、　Ｓ
Ｏ３−基の対イオンがＮａ”、　ＩＩ“婢であるＳＯａ
−基含有イオン交換樹脂粒子をバリウス及び／又はスト
ロンチウムの金属塩、水酸化物等の水溶液で処理するこ
とによって得られる。

更に、　ＳＯ３−基の対イオンとして同時ＫＡｇ”とＢ
ａ＋＋及び／又はＳｒ″１を有するＳＯ３−基含有イオ
ン交換樹脂粒子は、　ＳＯ３−基の対イオンがＡｇ“で
あるＳＯ３−基含有イオン交換樹脂粒子を適量のＢａ″
１及び／又はＳｒ”　ｋ含む水溶液で処理するか、又’
ｌ’１８（ｈ−基の対イオンがＢａ＋＋及び／又はＳｒ
＋＋であるＳＯ３−基含有イオン交換樹脂粒子を適量の
Ａｇ’を含む水溶液で処理する。又は、５０３−基の対
イオンがＮａ＋。

Ｈ＋等であるＳＯ３−基含有イオン交換樹脂粒子を適量
のＡｇ＋と適量のＢａ＋＋及び／又はＳｒ＋＋を含む水
溶液で処理することＫよって得られる。

本発明において、溶離液としては、水着たけ水溶液が使
用され、水溶液としては、メタノール。

エタノール、プロパツール、アセトニトリル、テトラヒ
ドロフラン等の有機溶媒、　ＳＯ３−基含有イオン交換
樹脂粒子のＳＯ３−基の対イオンが置換されない程度に
希薄な塩、酸又はアルカリ性物質などを水に溶解された
ものである。

溶離液と１．では、特に、アルカリ性物質の水溶液を使
用するのが好捷しい。こねは、他の溶離液よりもカラム
充填剤の寿命を長くするからである。

使用されるアルカリ性物質としては、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属等の水酸化物、炭酸水素塩及び炭酸塩等
、水溶液としたときにアルカリ性を示すものであり、具
体的には、Ｉ、ｉｏＨ、ＮａＯＨ。

Ｘｏ）Ｔ　、　Ｓｒ　（ＯＨ）２　、　Ｂａ　（ＯＨ）
ｚ　、　ＮａＨＣＯｓ　、　ＫＨＣＯｓ　。

Ｎａｔ　ＣＯ３，Ｋ２ＣＯ３”４がある。これらのアル
カリ性物質は５×１０−５〜１０−３Ｍ／ｌの濃度で使
用される。濃度が５　Ｘ　１０−５Ｎｊ／／未満ではカ
ラム充填剤の寿命が短くなり、１０−３Ｍ／ｌを超える
と。

カラム充填剤の対イオンとのイオン交換が無視できなく
なり１分離性能が変化する。

本発明方法では、サンプル注入口より試料を注入し、」
二重のカラム充填剤を充填したカラム内に上記溶離液を
通液しつつ通過させ９通過物を検知器により検知させて
、クロマトグラムを書かせる高速液体クロマトグラフィ
ー分析、カラム充填剤を充填したカラム内圧試料を通過
させ９分画毎に採取する分取等に適用できる。このよう
な分離方法において９本発明に使用したカラム充填剤は
イオン交換樹脂として機能しない。

また、カラム充填剤をカラムに充填するには。

従来公知の方法を採用することができ９％にスラリー状
で圧入するのが好ましい。

なお９本発明において、シュークロース、マルトース、
フルクトース及びソルビトールを含有する糖類混合物の
形態は任意である。ただし、液体クロマトグラフィーを
適用するに当たって、それに適した形態１例えば、少な
くとも上ｌｉ［及び糖アルコールを溶解した水溶液にさ
れる。

（作用）本発明において、カラム充填剤中、ＳＯ１基の対イオン
がＡｇ＋であることにより、シュークロースとマルトー
スの分離に役立つ。他方、　ＳＯ３−基の対イオンがＢ
ａ”／　Ｓｒ＋＋であることにより、フルクトースとソ
ルビトールの分離に役立つ。これらの糖及び糖アルコー
ルの分離が、上記二種の対イオンを使用することによっ
て互いに阻害されることがなく、従って、相乗的に可能
となる。

（実施例）次に１本発明の実施例及び比較例を示す。

実施例１粒径１２±２μｎｌ　、イオン交換容量４．３　ｍｅＱ
　／ｇ及び架橋度（共重合体中のジビニルベンゼン成分
の重合割合、以下同様）１０％であるスルホン化多孔性
スチレン−エチルモノビニルベンゼン−ジビニルベンセ
ン三元共重合体粒子２４ｇを水に膨潤させガラスフィル
ターＪ［のせた。これに５チの硝酸銀水溶液１１を流し
、５０３−基の対イオンを完全ＫＡｇ”にし水洗した抜
水で膨潤させスラリー状にする。これをスラリー（Ａｌ
とする。

粒径１０μｍ、イオン交換容量４．３　ｍｅｑ　／　ｇ
および架橋度１０％であるスルホン化多孔性スチレンー
ジヒニルベンゼン共重合体粒子１０ｇを１５０ｇの水で
膨潤させてスラリー状とし、これにＢａ　（ＯＨ）２・
８１−Ｔ２Ｏ６，８ｇを水に溶解させて５００ｍ／とじ
た水溶液を混合し、１時間攪拌した。その後、濾過し、
水洗し、水で膨潤させスラリー状圧する。これをスラリ
ー（Ｂ）とする。

スラリー（Ａ）とスラリー（Ｂｌをよく混合し、１０７
聰φ×３００１１ＩＩ１１のステンレスカラムに充填し
、カラムｆｃｌを得た。

これを高速液体クロマトグラフィー用分析装置にセット
シ、シュークロース、マルトース、グルコース、マルチ
トール、フルクトース及びソルビトールを含有する試料
（以下試料Ｉと記す）を分析した。分析条件は、流量１
．０＋ｎｊ？／分、溶離液は１０””Ｍ／ｌ　ＮａＯＨ
水溶液及びカラム温度６０℃とし、検知器は示差屈折計
を用いて、クロマトグラムを得た。得られたクロマトグ
ラムを第１図に示す。

第１図において、ビーク１はシュークロース。

ビーク２はマルトース、ビーク３はグルコース。

ビーク４はマルチトール、ビーク５はフルクトース、ビ
ーク６けソルビトールである。

実施例２実施例１においてＢａ　（ＯＨ）２　・８　ＨｚＯ６，
８ｇの代わりにＳｒ　（ＯＨ）２・８１−ｈｏ　　５．
７　ｇを使用した以外は実施例１と同様にして、カラム
充填剤を得た。

この後、実施例１と同様にしてカラムに充填し。

高速液体クロマトグラフィーにより試料ｌのクロマトグ
ラムを得た。得られたクロマトグラムを第２図に示す。

第２図において、各ピーク名は実施例１と同じである。

実施例３実施例１において、　Ｂａ　（ＯＨ）ｚ　・８　Ｈ２Ｏ
６，８ｇの代わりにＢａ　（ＯＨ）２・８　Ｈ２Ｏ３，
４ｇ及び５ｒ（ＯＨ）ｚ・８１ｈＯ２，９ｇを使用した
以外は、実施例１と同様にして、カラム充填剤を得た。

この後、実施例１と同様にしてカラムに充填し、高速液
体クロマトグラフィーｒ（より試料■のクロマトグラム
を得た。得られたタロマドグラムを第３図に示す。

第３図において、各ピーク名は実施例１と同じである。

比較例１実施例１において、スラリー（Ａｌのみをカラムに充填
した以外は、実施例１と同様にしてカラム（Ｃ）を得た
。

高速液体クロマトグラフィーによし試料ｒのクロマトグ
ラムを得た。得られたクロマトグラムを第４図に示す。

第４図において、ビーク１げシュークロース。

ビーク２はマルトース、ビーク３Ｈグルコース。

ビーク４はマルチトール、ビーク８けフルクトースとソ
ルビトールの合同ビークである。

比較例２実施例３において、スラリーｆｉｌのみを充填した以外
は、実施例３と同様にしてカラム（Ｃ）を得た。

高速液体クロマトグラフィーにより試料■のクロマトグ
ラムを得た。得られたクロマトグラムを第５図に示す。

第５図において、各ピーク名は実施例１と同じである。

クロマトグラムから明らかなように、シュータースとマ
ルトースの分離が不十分であることがわかる。

なお９以上の分析に用いた装置の模式図を第６図に示す
。この装置において、溶離液は容器１０に蓄えられ、溶
離液はポンプ１１によりパイプ１２を通し２て、カラム
１３及び検知器１４′ｊｆｒ−通して容器１５に廃液さ
れる。試料は注入口１６（例えば三方コック）より導入
され、検知器１４にはクロマトグラノ・の記録計１７が
連結される。

（発明の効果）本発明により、シュークロース、マルトース。

フルクトース及びソルビトールを含有する試料を極めて
良好に分離することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の結果を示すクロマトグラム。第２図は実施例２の結果を示すクロマトグラム。第３図は実施例３の結果を示すクロマトグラム。第４図は比較例１の結果を示すクロマトグラム。第５図は比較例２の結果を示すクロマトグラム。第６図は実施例及び比較例に用いた分析装置の模式図を
示す。符号の説明１・・・シュークロースのピーク２・・・マルトースのピーク３・・・グルコースのピーク４・・・マルチトールのピーク５・・フルクトースのピーク６・・・ソルビトールのピーク７・・・フルクトースとソルビトールの合同ピーク案　
３　　口

Claims

【特許請求の範囲】１、シュークロース、マルトース、フルクトース及びソ
ルビトールを含有する糖類混合物からそれぞれを、ＳＯ
＿３＾−基含有イオン交換樹脂粒子であつて該ＳＯ＿３
＾−基の対イオンとしてＡｇ＾＋並びにＢａ＾＋＾＋及
び／又はＳｒ＾＋＾＋を有するカラム充填剤を充填した
カラムを１個以上用い、溶離液として水又は水溶液を用
いる液体クロマトグラフィーにより分離することを特徴
とする糖類の分離方法。２、ＳＯ＿３＾−基の対イオンがＡｇ＋＾であるＳＯ＿
３＾−基含有イオン交換樹脂粒子とＳＯ＿３＾−基の対
イオンがＢａ＾＋＾＋及び／又はＳｒ＾＋＾＋であるＳ
Ｏ＿３＾−基含有イオン交換樹脂粒子とを同一のカラム
に充填するか、又はそれぞれ別個のカラムに充填しこれ
らを連結して用いる特許請求の範囲第１項記載の糖類の
分離方法。３、ＳＯ＿３＾−基イオン交換樹脂粒子がＳＯ＿３＾−
基含有多孔性スチレン−ジビニルベンゼン系共重合体粒
子である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の糖類の
分離方法。４、カラム充填剤中、ＳＯ＿３＾−基の対イオンである
Ａｇ＾＋とＢａ＾＋＾＋及び／又はＳｒ＾＋＾＋とが前
者／後者の当量比で９／１〜１／１の割合で存在する特
許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の糖
類の分離方法。５、ＳＯ＿３＾−基の対イオンがＡｇ＾＋であるＳＯ＿
３＾−基含有陽イオン交換樹脂粒子とＳＯ＿３＾−基の
対イオンがＢａ＾＋＾＋及び／又はＳｒ＾＋＾＋である
ＳＯ＿３＾−基含有陽イオン交換樹脂粒子とを体積比９
／１〜１／１で充填したカラムを用いる特許請求の範囲
第１項〜第３項のいずれか１項に記載の糖類の分離方法
。６、アルカリ金属イオンがＮａ＾＋である特許請求の範
囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の糖類の分離方
法。