プソイドフルクトースの製造法
【課題】これまで飼料や肥料としてしか利用されていなかったさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣や黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得る方法を提供することであり、詳しくは、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣や黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分画分子量１８０以上の分画物から、高純度のプソイドフルクトースを高収率で得る方法を提供すること。
【解決手段】さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理してプソイドフルクトースを得るプソイドフルクトースの製造法とする。
【解決手段】さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理してプソイドフルクトースを得るプソイドフルクトースの製造法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得る製造法に関する。詳しくは、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物を擬似移動層カラムでクロマト分離してプソイドフルクトースを得ることを特徴とするプソイドフルクトースの製造法に関する。
本明細書において、糖蜜とは、さとうきび搾汁から遠心分離によって砂糖を除去して残った残渣のことをいい、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣とは、前記糖蜜を酵母によってアルコール発酵させた後、蒸留して得られる残渣のことをいい、黒糖アルコール発酵蒸留残渣とは、黒糖焼酎の製造で得られる蒸留残渣及びラム酒の製造で得られる蒸留残渣などのことをいう。
【背景技術】
【０００２】
自然界において、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、アラビノース、リボース、キシロースなどは、多量に存在する単糖の代表的なものとして知られている。
一方、自然界に微量しか存在しない単糖は非常に多く、プソイドフルクトース、アロピラノース、アリトールなど約５０種類存在すると言われており、低カロリーのもの、糖吸収を抑制し糖尿病を予防や改善するもの、動脈硬化を予防や改善するもの、抗菌作用、活性酸素産生抑制作用などを示すものなどが基礎研究によって解明され、食品や化粧品分野への高付加価値の利用の研究が盛んに行われ始めている。これらの単糖は、微量しか存在していないためにほとんどは市販されておらず、市販されていても大変高価である。そのために実用的には使用されていないのが現状であるが、大量生産できれば製造価格も安価になり、種々の用途に使用できるものである。
【０００３】
自然界に微量しか存在しない単糖の内、プソイドフルクトースの製造方法として、アルカリゲネス属の細菌によるタリトールから産生する方法（特許文献１、特許文献２）、グルコノバクター属の細菌によるアリトール（アロ−ヘキシトール）から産生する方法（特許文献３）、シュードモナス属の細菌の産生するＤ−ケトヘキソース・３−エピメラーゼ酵素による変換反応による方法（特許文献４）、焙煎したコーヒー豆の外皮、シルバースキンから抽出する方法（特許文献５）などが知られている。
プソイドフルクトースは、さとうきび由来の糖蜜中にも存在することが知られている（非特許文献１）。黒砂糖、黒かりんとう、ウイスターソース、ちんすこう、スポンジケーシなどの食品にも０．０１〜０．１３％含有されることが報告されている（非特許文献２）。
高純度のプソイドフルクトースを得るために、フルクトースとの混合物からカルシウム型陽イオン交換樹脂の擬似移動層カラムによるクロマト分離方法（特許文献６）、アロピラノースとの混合物からカルシウム型陽イオン交換樹脂の擬似移動層カラムによるクロマト分離方法（特許文献７）、フルコース、グルコース及びマンノースとの混合物からカルシウム交換Ｙ型ゼオライトの擬似移動層カラムによるクロマト分離方法（特許文献８）が知られている。
【０００４】
しかしながら、アルカリゲネス属やグルコノバクター属の微生物による製造法、あるいはシュードモナス属の細菌の産生する酵素による製造法では、安全性の問題から微生物由来の不純物の除去、酵素の調製における不純物の除去をしなければならないという問題や、原料に用いるフルクトースやその他の単糖などを分離しなければならないという問題があった。
焙煎したコーヒー豆の外皮、シルバースキンから抽出する方法では、得られるプソイドフルクトースの収率が０．３〜０．８％と低く、経済的に大量に得られないという問題があった。黒砂糖、黒かりんとうなどの食品からプソイドフルクトースを抽出する方法は経済的に困難であり、実用化はされていないのが現状である。
微生物や酵素によるプソイドフルクトースの製造、または異性化反応によるプソイドフルクトースの製造においては、イオン交換樹脂による脱塩やカルシウム型陽イオン交換樹脂やカルシウム交換Ｙ型ゼオライトの擬似移動層カラムによるクロマト分離方法によって高純度のプソイドフルクトースを得る方法が知られているが、限外ろ過膜やナノろ過膜などの膜による精製方法は知られていない。
コーヒー豆の外皮やシルバースキンなどの食品副産物からのプソイドフルクトースの抽出法においては、カルシウム型陽イオン交換樹脂やカルシウム交換Ｙ型ゼオライトの擬似移動層カラムによるクロマト分離方法、及び限外ろ過膜やナノろ過膜などの膜による精製方法は知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２２８６８７号公報
【特許文献２】特開平８−１０３２８６号公報
【特許文献３】特開平９−５６３９０号公報
【特許文献４】特開平６−１２５７７６号公報
【特許文献５】特開２００４−１４３０６２号公報
【特許文献６】特開２００１−３５４６９０号公報
【特許文献７】特開２００６−１５３５９１号公報
【特許文献８】特開昭６４−５０８９３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】International Sugar Journal, 65,105-106（1963）
【非特許文献２】Food Sci. Technol. Res., 12(2), 137-143(2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を行ったところ、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣や黒糖アルコール発酵蒸留残渣の中に、プソイドフルクトースが高濃度で含有されていることを発見し、これらのアルコール発酵蒸留残渣より得られる分子量１８０以上の分画物から高純度のプソイドフルクトースを経済的に安価に得られることを見出した。
【０００８】
従って、本発明の目的は、これまで飼料や肥料としてしか利用されていなかったさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣や黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得る方法を提供することであり、詳しくは、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣や黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分画分子量１８０以上の分画物から、高純度のプソイドフルクトースを高収率で得る方法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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得ることを特徴とするプソイドフルクトースの製造法に関する。
【００１０】
請求項２に係る発明は、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物からプソイドフルクトースを得ることを特徴とする請求項１記載のプソイドフルクトースの製造法に関する。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記分子量１８０以上の分画物を擬似移動層カラムでクロマト分離してプソイドフルクトースを得ることを特徴とする請求項２記載のプソイドフルクトースの製造法に関する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、プソイドフルクトースがさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣に高濃度で含まれることにより、容易に高純度のプソイドフルクトースを得ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、プソイドフルクトースがさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物に、より高濃度で含まれることにより、容易に、より高純度のプソイドフルクトースを高収率で得ることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、プソイドフルクトースがさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物を擬似移動層カラムでクロマト分離することにより、工業的に有効な高純度のプソイドフルクトースを連続的に大量生産することができ、これにより、プソイドフルクトースを食品、嗜好品、化粧品、石鹸やシャンプーなどのトイレタリー品、医薬部外品、飼料などに経済的な価格で提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に用いられるさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣とは、さとうきびの搾汁から砂糖を製造する工程において発生する糖蜜を酵母によってアルコール発酵させた後、アルコール蒸留して得られる残渣である。
本発明のさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣に使用される糖蜜とは、さとうきびの搾汁から砂糖を製造する工程において、遠心分離によって砂糖を除去して残った残渣であり、例えば、原糖製造工場における一番白下、二番白下、製糖廃蜜、および精製糖製造工場における洗糖蜜、ブラウンリカー、製糖廃蜜などが挙げられる。特に製糖廃蜜とは、一般に糖蜜と呼ばれ、さとうきびの搾汁から砂糖の大部分を除去して残った残渣であって、製糖工場で最終的に得られ、経済的に砂糖を回収できない粘稠な液体である。
【００１６】
本発明に用いられるさとうきび由来の糖蜜類である黒糖アルコール発酵蒸留残渣とは、黒糖焼酎の製造で得られる蒸留残渣、ラム酒の製造で得られる蒸留残渣などである。
本発明のさとうきび由来の黒糖アルコール発酵蒸留残渣に使用される黒糖とは、さとうきびの搾汁を水分約５％まで濃縮して得られる黒褐色の固体、ブロックまたは粉状の濃縮物であり、前記の糖蜜と白砂糖などの原料糖と加熱混合して得られる加工黒糖、再生糖などがある。
ラム酒の製造に用いられる原料としては、前記記載の糖蜜、黒糖、加工黒糖、再生糖などが挙げられる。
【００１７】
本発明に用いられる糖蜜アルコール発酵蒸留残渣または黒糖アルコール発酵蒸留残渣は、アルコール発酵酵母を分離したもの、また分離せずに酵母を含有している固体または液体であってもよい。
本発明に用いられる糖蜜アルコール発酵蒸留残渣で酵母を分離した代表的な液体のものは、一般に水分６５〜７５％、糖分１５〜２５％、塩類３〜１０％、その他にポリフェノール、たんぱく質、有機酸などから構成されている。乾燥物のものは、糖分５０〜６５％、塩類１５〜２５％、その他にポリフェノール、たんぱく質、有機酸、水分などから構成されている。
黒糖アルコール発酵蒸留残渣の成分は、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の成分とほとんど同様である。
【００１８】
プソイドフルクトース（Pseudofructose、Ribo-hexulose、Allulose、Altrulose、Erythro-hexulose 、Ribo-2-ketohexose、6 - (hydroxymethyl) oxane -2,3,4,5 - tetrol、IUPAC名：(3R,4R,5R)-1,3,4,5,6-pentahydroxyhexan-2-one、ＣＡＳＮｏ．５５１−６８−８）とは、六炭糖に分類される単糖の一種であり、希少糖である。希少糖とは、自然界にその存在量が少ない単糖とその誘導体のことをいう。
プソイドフルクトースは、下式（化１）に示す構造を有している。
【００１９】
【化１】
【００２０】
本発明のプソイドフルクトースの製造法は、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得る方法である。
本発明のプソイドフルクトースの製造法としては、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣を、活性炭、合成吸着剤などの吸着剤によって脱色精製してプソイドフルクトースを得る方法や、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣を、分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理して得られる膜透過液からプソイドフルクトースを得る方法がある。
【００２１】
以下、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣を分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理して得られる膜透過液からプソイドフルクトースを得る方法について説明する。
【００２２】
糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣は、ナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理する前に、異物除去の目的でろ過することが好ましい。ろ過の方法としては、特に限定されないが、食品工業で広く用いられているケイソウ土ろ過、スクリーンろ過によるろ過、分画分子量５０万以上の限外ろ過膜法や精密ろ過膜法などが挙げられる。ろ過による方法の他に、遠心分離によって異物を除去してもよい。
【００２３】
糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣を、分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理する。
分画分子量１８０以上とする理由は、プソイドフルクトースの分子量が１８０であるからであり、プソイドフルクトースを膜透過させるためである。分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理することにより、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から、プソイドフルクトースを含有する膜透過液が得られる。
【００２４】
本発明において、膜透過液を得るためのナノろ過膜は、分画分子量１８０〜１０００のものを使用することが好ましい。分画分子量１０００以下のナノろ過膜を透過させることにより、分子量１０００を超える化合物が膜透過液に含まれることを防ぐことができ、効率的にプソイドフルクトースの純度を高めることができる。
本発明の分画分子量１８０〜１０００のナノろ過膜で処理することによって得られる膜透過液は、プソイドフルクトース以外に、分画分子量以下の分子量を有する、ポリフェノール、単糖、５糖類以下の糖類、塩類、有機酸、アミノ酸などから構成されていると推定される。
ナノろ過膜処理を実施する前に、分画分子量１０００〜１０万の限外ろ過膜で処理してもよい。これにより、着色物質を除去することができ、効率的に膜透過液を得ることができる。
分画分子量１８０〜１０００のナノろ過膜は、プソイドフルクトースが透過する膜であれば良く、酢酸セルロース系、ポリサルホン系、ポリエーテルサルホン系、ポリアミド系などの高分子膜が好適に用いられる。
【００２５】
本発明において、膜透過液を得るための限外ろ過膜は、分画分子量１０００〜１０万の限外ろ過膜のものが好ましく、より好ましくは分画分子量３０００〜２万のものを使用することが、経済的な処理量や分離膜の汚染防止の点から望ましい。分画分子量２万を超える分離膜で得られる膜透過液は、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣または黒糖アルコール発酵蒸留残渣中に含まれる高分子量の黒色色素成分を含むために、活性炭などによる脱色工程が必要となる。
本発明の分画分子量１０００〜１０万の限外ろ過膜は、プソイドフルクトースが透過する膜であれば良く、高分子材料を用いる有機膜やセラミックなどの無機膜に大別され、高分子膜としては酢酸セルロース系、ポリアクリロニトリル系、ポリサルホン系、ポリエーテルサルホン系、ポリフッ化ビニリデン系などが挙げられる。
本発明の分画分子量１０００〜１０万の限外ろ過膜で処理することによって得られる膜透過液は、プソイドフルクトース以外に、分画分子量以下の分子量を有する、ポリフェノール、単糖、２糖類以上の糖類、塩類、有機酸、アミノ酸、低分子量の黒色色素などから構成されていると推定される。
【００２６】
膜処理において、ナノろ過膜や限外ろ過膜などの分離膜を金属、セラミック、プラスチックなどのフィルタ部材に装着した管状のろ過膜装置が通常使用される。膜構造や膜材質についてはいろいろなものがあるが特定するものではない。使用温度が４０℃以上に耐えられる仕様の膜がろ過能力や雑菌による汚染を考慮すると好ましい。
【００２７】
膜処理によって得られた膜透過液は、プソイドフルクトースの純度を上げるために、擬似移動層カラムによるクロマト分離を行うことが好ましい。
糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣の膜透過液の糖濃度が１０重量％以上、プソイドフルクトース組成が４０重量％以上の溶液を、擬似移動層により連続的にクロマト分離することにより、工業的に有効な高純度のプソイドフルクトースを高収率で連続的に大量生産することができる。
擬似移動層のカラムに充填する吸着剤として、プソイドフルクトースに対して高い吸着能力を有するカルシウム型強酸性陽イオン交換樹脂が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
本発明で得られたプソイドフルクトースの応用分野としては、活性酸素産生抑制作用、抗糖尿病作用、抗動脈硬化症作用などの生理機能を有する菓子類、清涼飲料、乳飲料、機能性食品、健康食品、特定保健用食品、調味料などの食品分野、ペットフードなどの飼料分野、クリーム、口紅などの基礎化粧品、石鹸、洗顔クリーム、ボディローション、ボディシャンプー、ヘアケアーシャンプー、歯磨製品、入浴剤などのトイレタリー・サニタリー分野、口腔清涼剤、軟膏などの医薬品・医薬部外品分野などが挙げられる。これらの製品は、本発明品を添加する以外は通常と同様の方法で調製される。
【００２９】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は当該実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００３０】
実施例１
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣（日本アルコール産業株式会社製）の液体品５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量５千の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ００５、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黄色の膜透過液３．３Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７５．６％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９６．１％であった。回収率は９５．５％であった。
本明細書の実施例および比較例において、プソイドフルクトースの組成の分析は、純度９９．２％のＤ−プソイドフルクトースの試薬（東京化成工業（株）製品）を標準物質として下記の条件で実施した。
使用機器：ダイネクスＨＰＡＥＣ−ＰＡＤ：ＤＸ−５００、カラム：ＣａｒｂｏＰａｃ ＰＡ−２０カラム、溶離条件：１０ｍＭ ＮａＯＨ（０．４ｍＬ/ｍｉｎ）
ポストカラムシステム：ポストカラムサプレッサー ３００ｍＭ ＮａＯＨ
他に純度９８％以上のグルコース、スクロース、フラクトースの試薬を標準物質として同様に分析した。分析の結果、各糖の溶出順序は、グルコース（ＲＴ:１１．２ ｍｉｎ）、スクロース(ＲＴ:１２．７ ｍｉｎ)、フラクトース(ＲＴ:１４．５ ｍｉｎ)、プソイドフルクトース(ＲＴ:１８．０ ｍｉｎ)であった。
【００３１】
実施例２
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の液体品（日本アルコール産業株式会社製）５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量１０００に相当するナノろ過膜（コーク社製、スパイラル型モジュール、型番：ＭＰＳ−３６）で、水を補給しながらナノろ過膜処理を実施して淡黄色の膜透過液２．５Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７９．６％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９８．１％であった。回収率は９６．５％であった。
【００３２】
実施例３
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の液体品（日本アルコール産業株式会社製）５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量１０万の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、スパイラル型モジュール、型番：ＵＳ１００、膜材質：ポリサルホン）で、水を補給しながら限外ろ過膜処理を実施して黒色の膜透過液３．８Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７３.５％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９７．９％であった。回収率は９６．１％であった。
【００３３】
実施例４
黒色の黒糖アルコール発酵蒸留残渣の液体品（奄美大島産）を固形分３０％になるように水を加えて５Ｌに調製し、８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量３万の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ０３０、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黒褐色の膜透過液３．３Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は６５．３％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９５．６％であった。回収率は９６．７％であった。
【００３４】
実施例５
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の液体品（日本アルコール産業株式会社製）５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量１８０に相当するナノろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、スパイラル型モジュール、型番：ＮＰ０３０、膜材質：ポリエーテルサルホン）で、水を補給しながらナノろ過膜処理を実施して淡黄色の膜透過液１．５Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は８５．３％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９８．７％であった。回収率は９７．５％であった。
【００３５】
実施例６
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣（日本アルコール産業株式会社製）の液体品３Ｌと、固形分２０％になるように調製した黒色の黒糖アルコール発酵蒸留残渣の液体品（奄美大島産）２Ｌを混合してから８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量５千の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ００５、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黄色の膜透過液３．２Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は６９．１％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９７．１％であった。回収率は９６．９％であった。
【００３６】
実施例７
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣（日本アルコール産業株式会社製）の液体品５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量５千の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ００５、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黄色の膜透過液３．３Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７５．６％であった。
その後、分画分子量１８０に相当するナノろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、スパイラル型モジュール、型番：ＮＰ０３０、膜材質：ポリエーテルサルホン）で、水を補給しながらナノろ過膜処理を実施して淡黄色の膜透過液１．２Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は８８．３％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９９．０％であった。回収率は９８．０％であった。
【００３７】
実施例８
黒色の黒糖アルコール発酵蒸留残渣の液体品（奄美大島産）を固形分３０％になるように水を加えて５Ｌに調製し、８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、活性炭１００ｇを加えて７０℃で３０分間撹拌処理して、茶色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の脱色液を得た。この茶色の脱色液の糖分組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７１．３％であった。
【００３８】
比較例１
糖分４５重量％、水分２０重量％、塩類２０重量％、その他１５重量％からなる黒色の種子島産糖蜜（新光糖業株式会社製）に含まれる糖分中のプソイドフルクトースを分析したところ、純度は約０．１％であった。
【００３９】
比較例２
糖分９３．５重量％、水分４．７重量％を含む黒色の種子島産黒糖（沖ケ浜田生産者組合製）に含まれるプソイドフルクトースを分析したところ、純度は約０．０５％であった。
【００４０】
比較例３
糖分４５重量％、水分２０重量％、塩類２０重量％、その他１５重量％からなる黒色の種子島産糖蜜（新光糖業株式会社製）１ｋｇに水４Ｌを加え、８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量５千の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ００５、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黄色の膜透過液３．３Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は０．１５％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は２１．４％であった。回収率は３９．５％であった。
【００４１】
さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣にはプソイドフルクトースが高い濃度で含まれており、分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜で処理することによって得られる膜透過液の分画物からは、更に高い濃度のプソイドフルクトースを得ることができることが明らかである。
糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣の分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜の分離膜処理液を擬似移動層カラムでクロマト分離を行うことにより、高純度のプソイドフルクトースを得ることができることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の製造法によって、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られるプソイドフルクトースは、経済的に高純度で得られるためにその生理機能性を有する食品、機能性食品、化粧品、トイレタリー、飼料、医薬部外品に応用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得る製造法に関する。詳しくは、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物を擬似移動層カラムでクロマト分離してプソイドフルクトースを得ることを特徴とするプソイドフルクトースの製造法に関する。
本明細書において、糖蜜とは、さとうきび搾汁から遠心分離によって砂糖を除去して残った残渣のことをいい、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣とは、前記糖蜜を酵母によってアルコール発酵させた後、蒸留して得られる残渣のことをいい、黒糖アルコール発酵蒸留残渣とは、黒糖焼酎の製造で得られる蒸留残渣及びラム酒の製造で得られる蒸留残渣などのことをいう。
【背景技術】
【０００２】
自然界において、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、アラビノース、リボース、キシロースなどは、多量に存在する単糖の代表的なものとして知られている。
一方、自然界に微量しか存在しない単糖は非常に多く、プソイドフルクトース、アロピラノース、アリトールなど約５０種類存在すると言われており、低カロリーのもの、糖吸収を抑制し糖尿病を予防や改善するもの、動脈硬化を予防や改善するもの、抗菌作用、活性酸素産生抑制作用などを示すものなどが基礎研究によって解明され、食品や化粧品分野への高付加価値の利用の研究が盛んに行われ始めている。これらの単糖は、微量しか存在していないためにほとんどは市販されておらず、市販されていても大変高価である。そのために実用的には使用されていないのが現状であるが、大量生産できれば製造価格も安価になり、種々の用途に使用できるものである。
【０００３】
自然界に微量しか存在しない単糖の内、プソイドフルクトースの製造方法として、アルカリゲネス属の細菌によるタリトールから産生する方法（特許文献１、特許文献２）、グルコノバクター属の細菌によるアリトール（アロ−ヘキシトール）から産生する方法（特許文献３）、シュードモナス属の細菌の産生するＤ−ケトヘキソース・３−エピメラーゼ酵素による変換反応による方法（特許文献４）、焙煎したコーヒー豆の外皮、シルバースキンから抽出する方法（特許文献５）などが知られている。
プソイドフルクトースは、さとうきび由来の糖蜜中にも存在することが知られている（非特許文献１）。黒砂糖、黒かりんとう、ウイスターソース、ちんすこう、スポンジケーシなどの食品にも０．０１〜０．１３％含有されることが報告されている（非特許文献２）。
高純度のプソイドフルクトースを得るために、フルクトースとの混合物からカルシウム型陽イオン交換樹脂の擬似移動層カラムによるクロマト分離方法（特許文献６）、アロピラノースとの混合物からカルシウム型陽イオン交換樹脂の擬似移動層カラムによるクロマト分離方法（特許文献７）、フルコース、グルコース及びマンノースとの混合物からカルシウム交換Ｙ型ゼオライトの擬似移動層カラムによるクロマト分離方法（特許文献８）が知られている。
【０００４】
しかしながら、アルカリゲネス属やグルコノバクター属の微生物による製造法、あるいはシュードモナス属の細菌の産生する酵素による製造法では、安全性の問題から微生物由来の不純物の除去、酵素の調製における不純物の除去をしなければならないという問題や、原料に用いるフルクトースやその他の単糖などを分離しなければならないという問題があった。
焙煎したコーヒー豆の外皮、シルバースキンから抽出する方法では、得られるプソイドフルクトースの収率が０．３〜０．８％と低く、経済的に大量に得られないという問題があった。黒砂糖、黒かりんとうなどの食品からプソイドフルクトースを抽出する方法は経済的に困難であり、実用化はされていないのが現状である。
微生物や酵素によるプソイドフルクトースの製造、または異性化反応によるプソイドフルクトースの製造においては、イオン交換樹脂による脱塩やカルシウム型陽イオン交換樹脂やカルシウム交換Ｙ型ゼオライトの擬似移動層カラムによるクロマト分離方法によって高純度のプソイドフルクトースを得る方法が知られているが、限外ろ過膜やナノろ過膜などの膜による精製方法は知られていない。
コーヒー豆の外皮やシルバースキンなどの食品副産物からのプソイドフルクトースの抽出法においては、カルシウム型陽イオン交換樹脂やカルシウム交換Ｙ型ゼオライトの擬似移動層カラムによるクロマト分離方法、及び限外ろ過膜やナノろ過膜などの膜による精製方法は知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２２８６８７号公報
【特許文献２】特開平８−１０３２８６号公報
【特許文献３】特開平９−５６３９０号公報
【特許文献４】特開平６−１２５７７６号公報
【特許文献５】特開２００４−１４３０６２号公報
【特許文献６】特開２００１−３５４６９０号公報
【特許文献７】特開２００６−１５３５９１号公報
【特許文献８】特開昭６４−５０８９３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】International Sugar Journal, 65,105-106（1963）
【非特許文献２】Food Sci. Technol. Res., 12(2), 137-143(2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を行ったところ、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣や黒糖アルコール発酵蒸留残渣の中に、プソイドフルクトースが高濃度で含有されていることを発見し、これらのアルコール発酵蒸留残渣より得られる分子量１８０以上の分画物から高純度のプソイドフルクトースを経済的に安価に得られることを見出した。
【０００８】
従って、本発明の目的は、これまで飼料や肥料としてしか利用されていなかったさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣や黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得る方法を提供することであり、詳しくは、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣や黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分画分子量１８０以上の分画物から、高純度のプソイドフルクトースを高収率で得る方法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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得ることを特徴とするプソイドフルクトースの製造法に関する。
【００１０】
請求項２に係る発明は、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物からプソイドフルクトースを得ることを特徴とする請求項１記載のプソイドフルクトースの製造法に関する。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記分子量１８０以上の分画物を擬似移動層カラムでクロマト分離してプソイドフルクトースを得ることを特徴とする請求項２記載のプソイドフルクトースの製造法に関する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、プソイドフルクトースがさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣に高濃度で含まれることにより、容易に高純度のプソイドフルクトースを得ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、プソイドフルクトースがさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物に、より高濃度で含まれることにより、容易に、より高純度のプソイドフルクトースを高収率で得ることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、プソイドフルクトースがさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物を擬似移動層カラムでクロマト分離することにより、工業的に有効な高純度のプソイドフルクトースを連続的に大量生産することができ、これにより、プソイドフルクトースを食品、嗜好品、化粧品、石鹸やシャンプーなどのトイレタリー品、医薬部外品、飼料などに経済的な価格で提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に用いられるさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣とは、さとうきびの搾汁から砂糖を製造する工程において発生する糖蜜を酵母によってアルコール発酵させた後、アルコール蒸留して得られる残渣である。
本発明のさとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣に使用される糖蜜とは、さとうきびの搾汁から砂糖を製造する工程において、遠心分離によって砂糖を除去して残った残渣であり、例えば、原糖製造工場における一番白下、二番白下、製糖廃蜜、および精製糖製造工場における洗糖蜜、ブラウンリカー、製糖廃蜜などが挙げられる。特に製糖廃蜜とは、一般に糖蜜と呼ばれ、さとうきびの搾汁から砂糖の大部分を除去して残った残渣であって、製糖工場で最終的に得られ、経済的に砂糖を回収できない粘稠な液体である。
【００１６】
本発明に用いられるさとうきび由来の糖蜜類である黒糖アルコール発酵蒸留残渣とは、黒糖焼酎の製造で得られる蒸留残渣、ラム酒の製造で得られる蒸留残渣などである。
本発明のさとうきび由来の黒糖アルコール発酵蒸留残渣に使用される黒糖とは、さとうきびの搾汁を水分約５％まで濃縮して得られる黒褐色の固体、ブロックまたは粉状の濃縮物であり、前記の糖蜜と白砂糖などの原料糖と加熱混合して得られる加工黒糖、再生糖などがある。
ラム酒の製造に用いられる原料としては、前記記載の糖蜜、黒糖、加工黒糖、再生糖などが挙げられる。
【００１７】
本発明に用いられる糖蜜アルコール発酵蒸留残渣または黒糖アルコール発酵蒸留残渣は、アルコール発酵酵母を分離したもの、また分離せずに酵母を含有している固体または液体であってもよい。
本発明に用いられる糖蜜アルコール発酵蒸留残渣で酵母を分離した代表的な液体のものは、一般に水分６５〜７５％、糖分１５〜２５％、塩類３〜１０％、その他にポリフェノール、たんぱく質、有機酸などから構成されている。乾燥物のものは、糖分５０〜６５％、塩類１５〜２５％、その他にポリフェノール、たんぱく質、有機酸、水分などから構成されている。
黒糖アルコール発酵蒸留残渣の成分は、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の成分とほとんど同様である。
【００１８】
プソイドフルクトース（Pseudofructose、Ribo-hexulose、Allulose、Altrulose、Erythro-hexulose 、Ribo-2-ketohexose、6 - (hydroxymethyl) oxane -2,3,4,5 - tetrol、IUPAC名：(3R,4R,5R)-1,3,4,5,6-pentahydroxyhexan-2-one、ＣＡＳＮｏ．５５１−６８−８）とは、六炭糖に分類される単糖の一種であり、希少糖である。希少糖とは、自然界にその存在量が少ない単糖とその誘導体のことをいう。
プソイドフルクトースは、下式（化１）に示す構造を有している。
【００１９】
【化１】
【００２０】
本発明のプソイドフルクトースの製造法は、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得る方法である。
本発明のプソイドフルクトースの製造法としては、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣を、活性炭、合成吸着剤などの吸着剤によって脱色精製してプソイドフルクトースを得る方法や、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣を、分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理して得られる膜透過液からプソイドフルクトースを得る方法がある。
【００２１】
以下、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣を分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理して得られる膜透過液からプソイドフルクトースを得る方法について説明する。
【００２２】
糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣は、ナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理する前に、異物除去の目的でろ過することが好ましい。ろ過の方法としては、特に限定されないが、食品工業で広く用いられているケイソウ土ろ過、スクリーンろ過によるろ過、分画分子量５０万以上の限外ろ過膜法や精密ろ過膜法などが挙げられる。ろ過による方法の他に、遠心分離によって異物を除去してもよい。
【００２３】
糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣を、分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理する。
分画分子量１８０以上とする理由は、プソイドフルクトースの分子量が１８０であるからであり、プソイドフルクトースを膜透過させるためである。分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜などで膜処理することにより、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から、プソイドフルクトースを含有する膜透過液が得られる。
【００２４】
本発明において、膜透過液を得るためのナノろ過膜は、分画分子量１８０〜１０００のものを使用することが好ましい。分画分子量１０００以下のナノろ過膜を透過させることにより、分子量１０００を超える化合物が膜透過液に含まれることを防ぐことができ、効率的にプソイドフルクトースの純度を高めることができる。
本発明の分画分子量１８０〜１０００のナノろ過膜で処理することによって得られる膜透過液は、プソイドフルクトース以外に、分画分子量以下の分子量を有する、ポリフェノール、単糖、５糖類以下の糖類、塩類、有機酸、アミノ酸などから構成されていると推定される。
ナノろ過膜処理を実施する前に、分画分子量１０００〜１０万の限外ろ過膜で処理してもよい。これにより、着色物質を除去することができ、効率的に膜透過液を得ることができる。
分画分子量１８０〜１０００のナノろ過膜は、プソイドフルクトースが透過する膜であれば良く、酢酸セルロース系、ポリサルホン系、ポリエーテルサルホン系、ポリアミド系などの高分子膜が好適に用いられる。
【００２５】
本発明において、膜透過液を得るための限外ろ過膜は、分画分子量１０００〜１０万の限外ろ過膜のものが好ましく、より好ましくは分画分子量３０００〜２万のものを使用することが、経済的な処理量や分離膜の汚染防止の点から望ましい。分画分子量２万を超える分離膜で得られる膜透過液は、糖蜜アルコール発酵蒸留残渣または黒糖アルコール発酵蒸留残渣中に含まれる高分子量の黒色色素成分を含むために、活性炭などによる脱色工程が必要となる。
本発明の分画分子量１０００〜１０万の限外ろ過膜は、プソイドフルクトースが透過する膜であれば良く、高分子材料を用いる有機膜やセラミックなどの無機膜に大別され、高分子膜としては酢酸セルロース系、ポリアクリロニトリル系、ポリサルホン系、ポリエーテルサルホン系、ポリフッ化ビニリデン系などが挙げられる。
本発明の分画分子量１０００〜１０万の限外ろ過膜で処理することによって得られる膜透過液は、プソイドフルクトース以外に、分画分子量以下の分子量を有する、ポリフェノール、単糖、２糖類以上の糖類、塩類、有機酸、アミノ酸、低分子量の黒色色素などから構成されていると推定される。
【００２６】
膜処理において、ナノろ過膜や限外ろ過膜などの分離膜を金属、セラミック、プラスチックなどのフィルタ部材に装着した管状のろ過膜装置が通常使用される。膜構造や膜材質についてはいろいろなものがあるが特定するものではない。使用温度が４０℃以上に耐えられる仕様の膜がろ過能力や雑菌による汚染を考慮すると好ましい。
【００２７】
膜処理によって得られた膜透過液は、プソイドフルクトースの純度を上げるために、擬似移動層カラムによるクロマト分離を行うことが好ましい。
糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣の膜透過液の糖濃度が１０重量％以上、プソイドフルクトース組成が４０重量％以上の溶液を、擬似移動層により連続的にクロマト分離することにより、工業的に有効な高純度のプソイドフルクトースを高収率で連続的に大量生産することができる。
擬似移動層のカラムに充填する吸着剤として、プソイドフルクトースに対して高い吸着能力を有するカルシウム型強酸性陽イオン交換樹脂が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
本発明で得られたプソイドフルクトースの応用分野としては、活性酸素産生抑制作用、抗糖尿病作用、抗動脈硬化症作用などの生理機能を有する菓子類、清涼飲料、乳飲料、機能性食品、健康食品、特定保健用食品、調味料などの食品分野、ペットフードなどの飼料分野、クリーム、口紅などの基礎化粧品、石鹸、洗顔クリーム、ボディローション、ボディシャンプー、ヘアケアーシャンプー、歯磨製品、入浴剤などのトイレタリー・サニタリー分野、口腔清涼剤、軟膏などの医薬品・医薬部外品分野などが挙げられる。これらの製品は、本発明品を添加する以外は通常と同様の方法で調製される。
【００２９】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は当該実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００３０】
実施例１
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣（日本アルコール産業株式会社製）の液体品５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量５千の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ００５、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黄色の膜透過液３．３Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７５．６％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９６．１％であった。回収率は９５．５％であった。
本明細書の実施例および比較例において、プソイドフルクトースの組成の分析は、純度９９．２％のＤ−プソイドフルクトースの試薬（東京化成工業（株）製品）を標準物質として下記の条件で実施した。
使用機器：ダイネクスＨＰＡＥＣ−ＰＡＤ：ＤＸ−５００、カラム：ＣａｒｂｏＰａｃ ＰＡ−２０カラム、溶離条件：１０ｍＭ ＮａＯＨ（０．４ｍＬ/ｍｉｎ）
ポストカラムシステム：ポストカラムサプレッサー ３００ｍＭ ＮａＯＨ
他に純度９８％以上のグルコース、スクロース、フラクトースの試薬を標準物質として同様に分析した。分析の結果、各糖の溶出順序は、グルコース（ＲＴ:１１．２ ｍｉｎ）、スクロース(ＲＴ:１２．７ ｍｉｎ)、フラクトース(ＲＴ:１４．５ ｍｉｎ)、プソイドフルクトース(ＲＴ:１８．０ ｍｉｎ)であった。
【００３１】
実施例２
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の液体品（日本アルコール産業株式会社製）５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量１０００に相当するナノろ過膜（コーク社製、スパイラル型モジュール、型番：ＭＰＳ−３６）で、水を補給しながらナノろ過膜処理を実施して淡黄色の膜透過液２．５Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７９．６％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９８．１％であった。回収率は９６．５％であった。
【００３２】
実施例３
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の液体品（日本アルコール産業株式会社製）５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量１０万の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、スパイラル型モジュール、型番：ＵＳ１００、膜材質：ポリサルホン）で、水を補給しながら限外ろ過膜処理を実施して黒色の膜透過液３．８Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７３.５％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９７．９％であった。回収率は９６．１％であった。
【００３３】
実施例４
黒色の黒糖アルコール発酵蒸留残渣の液体品（奄美大島産）を固形分３０％になるように水を加えて５Ｌに調製し、８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量３万の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ０３０、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黒褐色の膜透過液３．３Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は６５．３％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９５．６％であった。回収率は９６．７％であった。
【００３４】
実施例５
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の液体品（日本アルコール産業株式会社製）５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量１８０に相当するナノろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、スパイラル型モジュール、型番：ＮＰ０３０、膜材質：ポリエーテルサルホン）で、水を補給しながらナノろ過膜処理を実施して淡黄色の膜透過液１．５Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は８５．３％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９８．７％であった。回収率は９７．５％であった。
【００３５】
実施例６
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣（日本アルコール産業株式会社製）の液体品３Ｌと、固形分２０％になるように調製した黒色の黒糖アルコール発酵蒸留残渣の液体品（奄美大島産）２Ｌを混合してから８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量５千の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ００５、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黄色の膜透過液３．２Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は６９．１％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９７．１％であった。回収率は９６．９％であった。
【００３６】
実施例７
糖分１８重量％からなる黒色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣（日本アルコール産業株式会社製）の液体品５Ｌを８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量５千の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ００５、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黄色の膜透過液３．３Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７５．６％であった。
その後、分画分子量１８０に相当するナノろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、スパイラル型モジュール、型番：ＮＰ０３０、膜材質：ポリエーテルサルホン）で、水を補給しながらナノろ過膜処理を実施して淡黄色の膜透過液１．２Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は８８．３％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は９９．０％であった。回収率は９８．０％であった。
【００３７】
実施例８
黒色の黒糖アルコール発酵蒸留残渣の液体品（奄美大島産）を固形分３０％になるように水を加えて５Ｌに調製し、８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、活性炭１００ｇを加えて７０℃で３０分間撹拌処理して、茶色の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣の脱色液を得た。この茶色の脱色液の糖分組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は７１．３％であった。
【００３８】
比較例１
糖分４５重量％、水分２０重量％、塩類２０重量％、その他１５重量％からなる黒色の種子島産糖蜜（新光糖業株式会社製）に含まれる糖分中のプソイドフルクトースを分析したところ、純度は約０．１％であった。
【００３９】
比較例２
糖分９３．５重量％、水分４．７重量％を含む黒色の種子島産黒糖（沖ケ浜田生産者組合製）に含まれるプソイドフルクトースを分析したところ、純度は約０．０５％であった。
【００４０】
比較例３
糖分４５重量％、水分２０重量％、塩類２０重量％、その他１５重量％からなる黒色の種子島産糖蜜（新光糖業株式会社製）１ｋｇに水４Ｌを加え、８０℃に加熱してケイソウ土ろ過を行った。
その後、分画分子量５千の限外ろ過膜（ダイセル化学工業（株）製、ＮＡＤＩＲスパイラル型モジュール、型番：ＵＰ００５、膜材質：ポリエーテルサルホン）で限外ろ過を実施して黄色の膜透過液３．３Ｌを得た。この膜透過液の糖分の組成を分析したところ、プソイドフルクトースの純度は０．１５％であった。
その後、カルシウム型の強酸性陽イオン交換樹脂：アンバーライトＣＲ１３１０（ロームアンハース社製）１．１３Ｌを充填したカラム（カラム内径２０ｍｍ、高さ９０ｃｍ、４本）からなる擬似移動層方式クロマト分離装置（オルガノ社製）を用いて、充填カラム内温度６０℃で濃縮膜透過液を原液として、原液供給量：０．０８０Ｌ、水供給量：０．４９０Ｌ、プソイドフルクトース区分液抜取量（吸着質画分）：０．２８７Ｌ、その他糖区分液抜取量（非吸着質画分）：０．２８７Ｌ、循環量：０．９０３Ｌ、１サイクルあたりの時間：０．７１Ｈの条件で運転した。
定常状態において抜き出された吸着質画分のプソイドフルクトースの純度は２１．４％であった。回収率は３９．５％であった。
【００４１】
さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣にはプソイドフルクトースが高い濃度で含まれており、分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜で処理することによって得られる膜透過液の分画物からは、更に高い濃度のプソイドフルクトースを得ることができることが明らかである。
糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣の分画分子量１８０以上のナノろ過膜や限外ろ過膜の分離膜処理液を擬似移動層カラムでクロマト分離を行うことにより、高純度のプソイドフルクトースを得ることができることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の製造法によって、さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られるプソイドフルクトースは、経済的に高純度で得られるためにその生理機能性を有する食品、機能性食品、化粧品、トイレタリー、飼料、医薬部外品に応用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得ることを特徴とするプソイドフルクトースの製造法。
【請求項２】
さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物からプソイドフルクトースを得ることを特徴とする請求項１記載のプソイドフルクトースの製造法。
【請求項３】
前記分子量１８０以上の分画物を擬似移動層カラムでクロマト分離してプソイドフルクトースを得ることを特徴とする請求項２記載のプソイドフルクトースの製造法。
【請求項１】
さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣からプソイドフルクトースを得ることを特徴とするプソイドフルクトースの製造法。
【請求項２】
さとうきび由来の糖蜜アルコール発酵蒸留残渣および／または黒糖アルコール発酵蒸留残渣から得られる分子量１８０以上の分画物からプソイドフルクトースを得ることを特徴とする請求項１記載のプソイドフルクトースの製造法。
【請求項３】
前記分子量１８０以上の分画物を擬似移動層カラムでクロマト分離してプソイドフルクトースを得ることを特徴とする請求項２記載のプソイドフルクトースの製造法。
【公開番号】特開２０１２−２４６２５４（Ｐ２０１２−２４６２５４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９５６７（Ｐ２０１１−１１９５６７）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（５１１０４６２６５）
【出願人】（５０３１８６５６０）株式会社ベスビオ (9)
【出願人】（３９７０１９２８７）コスメテックスローランド株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（５１１０４６２６５）
【出願人】（５０３１８６５６０）株式会社ベスビオ (9)
【出願人】（３９７０１９２８７）コスメテックスローランド株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]