JPS6041689A - ラクト−ス製品の製造法 - 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】 本発明はα型およびβ型ラクトースの混合結晶からなる
安定熱水ラクト−スガラスス製品法に関するものである
。

メタノールあるいは他の有機溶媒を用いての結晶化によ
りα−ラク１−−スとβ−ラク１−−スの混合結晶を作
ることはホケッ１−およびハドソンによりジャーナル　
オブ　ジ　アメリカン　ケミカル　ソサイエティ　３３
　（１９３１）４４５５〜４４５６に記載されている。

この混合結晶はα−型５分子とβ−型型置分子すなわち
β型／α型＝３７．５／６２゜５　重量比混合結晶であ
ると報告されている。別の研究者ブー７はヘット　゛ネ
ーブルランド　メルクエン　ツィベルチドシュリフｌ−
３２（１９７８）２５８〜２６１にβ型とα型の上記と
はことなる比、すなわち５４．／４６および４５１５５
の混合結晶を見出したと報告している。米国特許第３，
５１１，２２６号にはスキムミルク粉末あるいはウェイ
粉末をメタノールで抽出し、結晶化により該抽出液から
ラクトースを分離する方法が記載されている。同特許に
はこのラクトースがどのような型のものかについては記
載されていないが、製法からみて、上記各文献にみられ
る通りα型とβ型ラクトースの無水混合結晶と思われる
。

無定型無水物以外に少なくとも４つの結晶無水型ラクト
ースが知られているので、各々独自の結晶格子を示す結
晶α−ラクトースと結晶β−ラク１−−スの混合物と、
α−型とβ−型が同一結晶格子中にみられる混合結晶は
厳密に区別さるべきである。α型とβ型の混合結晶ある
いは衆知のα−ラクトース水和物以外に、別の結晶型ラ
クトースとして、（無水）β−ラクトース、安定型無水
α−ラクトースおよび不安定型無水α−ラクトースがあ
る。この不安定性は製品が中等度の大気湿度でも吸湿性
で、水分を吸収しα−ラクトース水和物を作る事実に関
係している。β−ラクトースおよび無水安定αラクト−
スは共に、室温高湿度で特に溶解後に最も安定な型のα
−ラク１−−ス水和物になるのでメタステーブルと呼ば
れる。結晶格子の差異は物理特性の差異を併ない、この
物理特性により、各型のものが区別される。ブー７は彼
の得た製品の均一な比重から２つの異なつ起型のものの
混合物ではなく、真の混合結晶であったと結論づけてい
る。

米国特許第２，３１９，５６２号には結晶無水ラフ１−
−ス製品、特にα−ラクトース無水物の安定型を製造す
る多くの方法が述べられているが、米国特許第２，１８
２．６１９号に見られる様な不安定無水α−ラク１−−
スならびにβ−ラ°り１−−スの生成もこの特許中に記
載されている。出発物質はα−ラクト−ス水和物で、こ
れが制御された湿度条件下１００°〜１９０℃に加熱さ
れ、低水蒸気圧の減圧下に不安定α−型が作られ、また
高水蒸気圧ではβ−型が作られる。６’ｃｍ〜８０　ｃ
ｍＨｇの水蒸気圧では安定α−型ラクトースが作られる
。

オランダ特許第７．．６１３，２５７号にはα−ラクト
ース水和物と１．５〜１５％の水を混ぜ、混合物を押出
し、残存水分を９３℃以上での乾燥により除去して所定
β−ラク１ヘースを得る方法が記載されている。かくし
て得られる製品の一部にはβ−型ラクトースが４０％で
従って残余はα−型ラクトースを含むが、水分が通常１
．５％以上である点に鑑み、そのかなりの部分は衆知の
α−ラクトース水和物であると考えられている。

有機溶媒を用いずにα−型ラクトースとβ−型ラクトー
スの混合結晶を製造しうる方法は未だ知られていない。

エタノール、メタノール等の溶媒の使用はみりよくがな
い。というのは食品あるいは医薬品目的に適したものと
するためには残存溶媒を製品から完全に除去する必要が
あるからである。溶媒回収においてロスができ、コスト
高となる。また易燃性のため特別な注意が必要である。

有機溶媒を使用せずとも、従って手記欠点なしに、不安
定無水ラクトース製品を大気圧あるいは大気圧以下の圧
力下、低水蒸気圧で過熱を排除しつつ１００°〜２２０
℃まで加熱し、α−型とβ−型ラクトースの混合結晶の
結晶化が行なわれる時間にわたり製品を前記温度に保つ
ことにより、α−型とβ−型ラクトースからなる安定無
水ラフ１ヘース製品を製造しうろことが見出された。

不安定無水ラクトース製品は、α−型とβ−型の無定型
混合物、あるいは無定型α−ラクトースまたは無定型β
−ラクトースと同様、α−ラク１−−スの不安定結晶型
でありうる。使用しうる別の出発物質はラフ１〜−ス溶
液で、これは先づ結晶化が起らぬよう乾燥され無定型無
水ラクトース製品が作られる。

本発明方法はまたα−ラクトース水和物から出発し、先
づこれを公知方法、例えば米国特許第２，３１９，５６
２号記載の条件下に乾燥させて不安定無水α−ラクトー
スを作り、次いで完全に混合結晶に変わるまで加熱処理
を続けて実施することもできる。高い水蒸気圧、例えば
８０　ａｎｌ１ｇ以上の水蒸気圧での加熱処理では望ま
しからざるβ−ラク１−−ス結晶が生成する。

安定あるいは準安定製品、β−ラクトース結晶あるいは
安定型のα−ラクトース無水物の加熱では本発明により
混合結晶に変換することができない。

加熱は過熱をさけるように実施さるべきである。

このことは加熱源に最も近くに位置する製品部分が残り
の部分の温度より著るしく高くなることのないようある
いは最高温度２２０℃をこえることがないような割合で
加熱さるべきことを意味する。加熱は種々の方法例えば
熱風の供給、＠射熱、マイクロ波等により行なわれる。

本発明方法によるラクトース混合結晶の生成は迅速の進
行し、特に１５０°−１８０℃での副反応が少ないこと
が見出されている。衆知の如く、糖例えばラクトースは
乾燥条件で加熱されると水を放出しながら分解し、先づ
無水の糖あ、るいはグリカンができ、後者からヒドロキ
シメチルフルフラールおよびその分解生成物ができ、そ
れがカラメル化により製品に褐色を付与する。これを回
避するため、ラクトース混合結晶を作る際の全加熱時間
が制限さるべきで、ＩＰましくは３０分をこえぬように
なされねばならない。

酸素含有大気内での製品加熱をさけることにより、着色
は幾分遅延せしめられる。本発明に従いラクトースが加
熱せられる大気中に負の触媒効果をもつ特定化合物例え
ば二酸化硫黄を存在せしめることにより黒褐色の生成を
抑制することができる。

本発明方法による生成物はα−型とβ−型ラう１−−ス
をほぼ等割合で含む。しかしながら古い文献から推定さ
れる如く２つの型の内一方が幾分過剰に存在するかも知
れず、このことは例えば沈降試験での比重から明らかと
ならう。混合結晶のＸ−線回折図は純粋β−ラクトース
および純粋α−ラク１−−ス結晶の安定型あるいは不安
定型が明らかにことなる図に示す。例えば示差熱分析で
示される熱含量の如き他の物理特性において混合結晶は
他の結晶ラクトース型から区別される。こういった特性
に於て本発明方法で得られる混合結晶はメタノール溶液
からラフ１−−スを結晶化させて得られる混合結晶に相
当している。平衡条件下において水に対する溶解度は全
ての型のラクトースで同じである。というのはムタロー
テーションによりα−型とβ−型の間に同じ混合物が常
に作られるからである。しかしながら他の無水ラクトー
ス型と同様、混合結晶はα−ラク１−−ス水和物よ、り
も迅速に溶解せしめられる。また溶解後、α−型とβ−
型の平衡比率がただ１種の立体異性型のみからなる結晶
ラクトース製品の１種を溶解させる場合よりもより迅速
に固定せしめられる。その結果、本発明方法により得ら
れる製品の特性は医薬品あるいは食品に用いるのに適し
ており、他のラクトース型のものでは得られず、あるい
は得られるとしても例えば別種の糖あるいは炭化水素例
えばグルコース、マルトデキストリン、澱粉、セルロー
スあるいは無機物質等で補なうのでなければ効果が少な
いことが判った。

以下実施例により本発明を説明する。

実施例　ｌ 不安定結晶無水α−ラクトースを示差熱分析（ＤＴΔあ
るいはＤＳＣ）に付した。この原料はα−ラクト−ス水
和物を真空乾燥ストーブ中、１００〜１３０℃の大、気
中で２時間加熱することにより脱水して作った。ガス液
クロマトグラフィー（ＧＬＣ）でこの原料物質にはβ−
型ラクトースが約８％含まれることが判った。相対湿度
５０％、温度２０℃で。

この原料物質は急速に５％の水分を吸収し不安定になる
。その結晶化度はＸ−線回折により示された。

ＤＳＣオーブン中で、この原料物質１０ｍＨをサーモグ
ラムを取りながら１０℃／分の割合で加熱した。

第１図は得られたサーモグラムである。約１６０’〜１
８０°Ｃでの直線のたちあがりは吸熱効果を意味し、こ
れは元の結晶物質の軟化あるいは溶解を示すものである
。１８０℃以上での直線の下降は結晶化熱の放出に関し
ての発熱効果を意味する。ムタローテーション反応は熱
含量のごく僅かな変化をともなうにすぎず、従って溶融
ならびに結晶化といったより大きな効果のため、この反
応は可視的とはならない。β−ラクトース含量がα−ゲ
クトース含量と等しい値に上昇したことはガス液クロマ
１−グラフィーにより示すことができる。１９０　℃以
上に加熱された製品のＸ−線回折図はラクト−スをメタ
ノールから結晶化させて得られる製品のものに一致した
。

実施例　２ 実施例１と同じ原料の不安定結晶無水α−ラク１−−ス
を１８０℃の一定温度に保たれた乾燥ス１ヘーブ中に入
れた。この大気中に１０分間残留させたあと、製品の着
色は著るしくないことが判った。ＤＳＣ分析でこのもの
は約３７％β−ラフ１−−スを含む安定型に完全に変わ
っていることが判った。Ｘ−線分析で、このものはα−
型とβ−型のラクトースの混合結晶の図を与えた。

実施例　３ ａ）ラクトース溶液をスプレー乾燥して、４０％β−ラ
クトースと６０％α−ラクトースを含む生成物を得、 ｂ）常温溶解β−ラクトースとＩｔ温溶解α−ラクトー
ス水和物の混合物を凍結乾燥し、α−型とβ−型の各種
割合の無定型ラクト−ス製品を作った。こうしてβ−含
量のことなる一連の製品を得た。

Ｘ−線分析で全ての製品が無定型ラクトースガラスと同
様の挙動を示した。相対温度約５０％でそれらは極めて
吸湿性が大であった。上記生成物サンプル１０ｍｇを１
００°から２００°Ｃまでの上昇温度でＤＳＣＳＣオー
プン熱加熱。冷却後、β−ラク１−−ス含爪をｉｌｌ！
Ｉ定した。出発原料中のβ−ラクトース量に関わりなく
１４０℃付近の温度でいづれのサンプルでもムタローテ
ーション反応が起り、α−型とβ−型の割合は見掛は上
等しく、約５０％であることが判った。次に１５５°〜
１７０℃の範囲でこれら製品は発熱効果を示し゛、これ
はα型とβ型うク１−−スの混合結晶の結晶化によるも
のであった。

２００°Ｃに加熱した製品のβ−ラクトース含量および
出発原料のβ−ラクト−ス含景を下記表に示す。

７７．２％　５１．５％ ５９．６％　４９．５％ ４６．２％　４９．７％ ４３．０％　４８．５％ ４０．０％　４７．５％ （ＮＢスプレードライ） ２６．７％　４７．５％ 実施例　４ 実施例３のものと同じ出発原料、すなわちスプレードラ
イあるいは凍結乾燥で得られた無定型ラクトースガラス
を１６５℃の一定温度に保持された乾燥ストーブ中に入
れた。この環境に５分間残留させたが製品は視覚的着色
を認めなかった。ＤＳＣ分析でこれが完全に安定型に変
わっていることが確認されＸ線分析で、α型とβ型うク
１−−スの混合結晶の図と一致した。凍結乾燥品は始め
β−ラク１−−ス含凰が４６．２％であったが、処理後
５３．８％となった。スプレードライ品は始めβ−ラク
１−−ス含量が４０．０％であったが、処理層は４４．
１％になった。加熱時間を長くしてもこの組成に変化は
なかったが着色傾向は大となった。スト−ブ中の乾燥ガ
スに少量の二酸化硫黄を含有せしめるとこの着色は１延
せしめられた。

【図面の簡単な説明】

第１図は不安定結晶無水α−ラク１−−スを加熱した際
のサーモグラム。 特許出願代理人 弁理士　伊　藤　武　雄 手続補正書（方式） 昭和５９年８月３０日 ２発明の名称　ラクトース製品の製造法３補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所オランダ国５４６２ジーイー　ヴエーゲルエヌシー
ビーラーン８０ 名称ディエムブイ　カムビナピーブイ 代表者フランツブロウアー 国籍オランダ国 ４代理人 住所〒５４０大阪市東区京橋３丁目５７ｆ＃地６補正の
対象　明細書

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）不安定無水ラクトース製品を大気圧もしくは大気
   圧以下の圧力ならびに低水蒸気圧下、過熱を回避しつつ
   １００°〜２２０℃まで加熱し、ラフ１−−スのα型お
   よびβ型の混合結晶が析出するまで該温度に製品を保持
   することを特徴とする、α形型とβ型の混合結晶ラフ１
   −−スからなる安定無水ラフ１−−ス製品の製造方法。
2. （２）α−ラクＩ−−ス水和物をそれ自体公知の方法に
   より不安定無水α−ラク１〜−スに変換し不安定無水ラ
   クト−ス製品を特徴とする特許請求の範囲第１゛項記載
   の方法。
3. （３）不安定無水ラクトース製品として無水αラクトー
   スの不安定型製品を用いる特許請求の範囲第１項記載の
   方法。
4. （４）不安定無水ラクトース製品として無定型ラクトー
   スあるいはラクトースガラスを用いる特許請求の範囲第
   １項記載の方法。
5. （５）最終温度を１５０°−１８０℃に保つ特許請求の
   範囲第１項記載の方法。
6. （６）ラクトース製品を１００℃以上に保つ時間を３０
   分に制限する特許請求の範囲第１項記載の方法。
7. （７）変色防止触媒を含む大気中で製品を調製する特許
   請求の範囲第１項記載の方法。