專利名稱：子囊吡喃酮p的高效制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及子囊吡喃酮P(2-羥甲基-5-羥基-2，3-二氫-4H-吡喃-4-酮)的高效制造方法。
背景技術(shù)：
在1978年首次報告了由纖維素的熱分解生成子囊吡喃酮P(結(jié)構(gòu)式圖1)(參照Shafizadeh，F(xiàn).，et al.，Carbohydr.Res.67，433-447(1978))，其后，利用1H-NMR及13C-NMR、紅外光譜(IR)進行了結(jié)構(gòu)解析，已搞清了它的三維構(gòu)造。
子囊吡喃酮P(以下稱為APP)被報告具有抗氧化性能、抗菌性能、還有防止褐色變化性能(參照WO00/56838、WO02/26060、WO02/26061)，目前，是對其非常高的功能性期待很高的物質(zhì)。另外，還報告了生產(chǎn)自然界中的某種真菌類(參照M.-A.Baute，phytochemistry，33，41-45(1993))。
關(guān)于APP的制備方法有一些報告。利用纖維素的熱分解的方法，對于作為原料的纖維素來說，APP的收率僅為1.4％左右，很低，還有，其后的精制中需要非常復(fù)雜的分離工序，因此，在工業(yè)化生產(chǎn)中本方法不現(xiàn)實。再有，還有將1，5-D-脫水果糖(以下稱為1，5-AF)置于強堿條件下，生成很多化合物，其化合物生成過程的中間物質(zhì)之一為APP的報告(參照Ahmand，T.，PhD Thesis，The Swedish University ofAgricultural Sciences，Sweden(1995))。但是，在此條件下，APP為中間體，使其反應(yīng)停止在APP的方法或關(guān)于APP的制備法沒有記載。
雖然還有可以使真菌類的盤菌(Pezizales)目(例如，Picarialeiocarpa及Anthracobia melaloma)以及塊菌(Tuberales)目(例如，Tuber melanosporum)的菌體提取液作用于1，5-AF生物合成APP的報告，但這種方法只能進行毫克單位的制備。這種制備方法不僅需要相當(dāng)?shù)氖掷m(xù)和時間，而且收率低，效率也差，所以不是在工業(yè)上可以利用的方法。
最近，作為使用酶生產(chǎn)APP的方法，申請了詳細設(shè)定生產(chǎn)條件的方法的專利(參照WO03/038085、WO03/038107、WO03/038084)。但是，該方法中除酶反應(yīng)需要長時間外，酶生產(chǎn)也需要花費時間。
另一方面，1，5-AF是可以利用α-1，4-葡聚糖裂解酶分解淀粉等的α-1，4-葡聚糖制備的糖，可以廉價大量生產(chǎn)。已經(jīng)提出了關(guān)于利用這種糖作為抗菌劑(參照特開2001-89377號公報)、抗氧化劑(參照特表平9-505988號公報)及著色劑(參照特開2002-27945號公報)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供APP的有效制造方法。
本發(fā)明的進一步的其他目的及優(yōu)點通過以下說明就可以得知。
本發(fā)明人對于1，5-AF及APP反復(fù)專心研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)1，5-AF通過在高溫下加熱一定時間，可以容易地制備出APP，根據(jù)該研究事實，實現(xiàn)了本發(fā)明。
即，第1，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的上述的目的和優(yōu)點用APP的制造方法得以實現(xiàn)，該方法特征在于，在pH值小于或等于10、大于或等于100℃的溫度下，加熱1，5-AF。
第2，進一步，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的上述的目的和優(yōu)點用APP的有效制造方法得以實現(xiàn)，該方法特征在于，在抗氧化劑的共同存在下加熱1，5-AF。
進一步，根據(jù)本發(fā)明，通過在pH值小于或等于10的條件下，加熱1，5-D-脫水果糖溶液，可以比現(xiàn)有方法有效得多、而且廉價地制造子囊吡喃酮P。


圖1為子囊吡喃酮P(2-羥甲基-5-羥基-2，3-二氫-4H-吡喃-4-酮)的結(jié)構(gòu)式。
圖2為分別在125℃、135℃、145℃、155℃分別加熱1，5-AF水溶液時的加熱時間和APP生成率的關(guān)系。
圖3為pH調(diào)整后加熱處理1，5-AF水溶液時的APP生成率的比較。
圖4為在120℃的溫度下加熱1，5-AF水溶液(pH 3.4)時的加熱時間和APP生成率的關(guān)系。
圖5為在150℃的溫度下加熱1，5-AF水溶液(pH 3.4)時的加熱時間和APP生成率的關(guān)系。
圖6為在170℃的溫度下加熱1，5-AF水溶液(pH 3.4)時的加熱時間和APP生成率的關(guān)系。
圖7為在1，5-AF水溶液中添加1％抗壞血酸后加熱時的APP生成率。
具體實施例方式
本發(fā)明的制造方法中所使用的1，5-AF，例如，可以通過使從紅藻類龍須藻提取、精制的α-1，4-葡聚糖裂解酶和淀粉或淀粉分解物反應(yīng)來制備。
這樣制備的含有1，5-AF的溶液進一步進行分離、精制，例如，可以制成1，5-AF含量大于或等于99％的高純度溶液。另外，不特別地進行分離、精制，例如，也可以原樣使用1，5-AF含量40％的溶液。
加熱條件和APP的生成率的關(guān)系，可以就加熱1，5-AF溶液得到的溶液，研究并算出APP的生成率。
APP的生成率根據(jù)以下的要領(lǐng)算出。
就使用在減壓下干燥的APP制備的標(biāo)準(zhǔn)溶液在表1中記載的條件下進行高效液相色譜(HPLC)分析，以得到的色譜圖中的APP的峰面積為基礎(chǔ)，通過測定試樣(用本發(fā)明的制造法制造的含有APP的溶液)的HPLC色譜圖中的APP的峰面積算出生成的APP量。APP生成率可以通過算出得到的APP的生成量對于加熱處理中使用的1，5-AF量的重量％求出。
表1

本發(fā)明中的APP的制造方法中，在pH值小于或等于10的條件下，在大于或等于100℃的溫度下加熱1，5-AF溶液。pH高于10雖然也能生成APP，但生成許多副產(chǎn)物，因此APP的分離、精制變得非常困難。作為優(yōu)選條件是pH2至小于7，如果考慮到APP的穩(wěn)定性等，更優(yōu)選pH2至4。
作為本發(fā)明的APP制造法中的加熱條件，優(yōu)選大于或等于120℃的溫度，更優(yōu)選140-250℃。再有，加熱時間根據(jù)加熱溫度和加熱方法不同而不同，例如，大于或等于100℃為1秒至24小時，優(yōu)選大于或等于120℃為1秒至5小時，更優(yōu)選140℃-250℃為1秒至2小時左右。
作為加熱方法，可舉出各種加熱設(shè)備。例如，作為加熱設(shè)備有加壓蒸汽殺菌器、噴射煮鍋(jet cooker)、油浴等，作為其加熱介質(zhì)，有各種油、蒸汽、過熱水蒸氣等。
作為溶解1，5-AF的溶劑，例如，可舉出水或水和水混合性有機溶劑的混合物。作為水混合性有機溶劑，例如，可舉出碳原子數(shù)1-3的低級醇等。
溶劑中的1，5-AF的濃度，例如，可調(diào)整為0.1-90重量％。
另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)APP在抗氧化劑共同存在下有穩(wěn)定化的傾向。因此，通過在1，5-AF溶液中添加其他的抗氧化劑進行加熱處理，可以更有效地制造APP。作為其他的抗氧化劑，例如，可舉出抗壞血酸、異抗壞血酸、乙二胺四乙酸及它們的鹽類，維生素E、丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、多酚類等，尤其優(yōu)選抗壞血酸、異抗壞血酸、乙二胺四乙酸及它們的鹽類。
這樣，為了從根據(jù)上述方法得到的含有APP的溶液精制APP，例如，可以使用色譜法進行分離精制。分離精制后，利用冷凍干燥得到的APP粉末利用根據(jù)電子沖擊離子法的質(zhì)量分析法進行分析的時候，在m/z 144處觀測到了分子離子(M+)。另外，把同樣的試樣溶解在重水中，使用1H-NMR法及13C-NMR法進行分析時，得到了表2所記載的結(jié)果。這些質(zhì)量分析和NMR的值和已經(jīng)報告的APP的這些值(參照M.-A.Baute，phytochemistry，33，41-45(1993))-致，用本發(fā)明所制造的物質(zhì)具有圖1所記載的結(jié)構(gòu)，確認為是APP。
表2

根據(jù)本發(fā)明的制造方法得到的子囊吡喃酮P可利用于食品工業(yè)、醫(yī)藥品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等中。作為利用方法，例如，可在食品的原料或制品中添加子囊吡喃酮P。另外，作為其他的方法，也可以在制品中添加1，5-AF，在食品的制造工序中實施本發(fā)明。例如，在食品的制造工序中常常存在調(diào)理、殺菌等加熱處理工序。因此，在食品原料中預(yù)先添加1，5-AF，通過在本發(fā)明的條件下加熱，可以在食品中進行子囊吡喃酮P的制造。
以下，根據(jù)實施例對本發(fā)明進行更加詳細的敘述。本發(fā)明并不限定于這些例子。
實施例實施例1把1，5-AF(純度99％)溶解于水中，制備成濃度10％的水溶液，使用加壓加熱殺菌器，在125℃、135℃、145℃、155℃分別加熱，研究各溫度的加熱時間和APP生成率的關(guān)系。其結(jié)果如圖2所示，得知在這些加熱條件下，從1，5-AF生成APP，進一步，在加熱溫度從125℃到155℃的范圍內(nèi)，155℃生成率最高。再有，判明如果進行過度加熱，一旦生成的APP分解，結(jié)果收率降低。從以上結(jié)果得知，通過在高溫下加熱1，5-AF一定時間，可以在短時間高效制備APP。
實施例2用下面表3記載的pH調(diào)節(jié)劑將濃度10％的1，5-AF水溶液調(diào)整為pH1-13的試樣，在121℃，在高壓釜加熱30分鐘，研究pH對于APP生成的影響。結(jié)果示于圖3。
表3

根據(jù)試驗結(jié)果得知，pH條件對于APP的生成有很大影響，特別是在酸性條件下高效生成。
實施例3在抗氧化劑的共同存在下加熱1，5-AF。在濃度10％的1，5-AF(純度99％)水溶液中添加表4所記載濃度的抗氧化劑，使用加壓加熱殺菌器在145℃加熱15分鐘時，添加了抗氧化劑的一方APP生成率變高。
表4

實施例4將用醋酸緩沖液調(diào)整為pH 3.0的濃度10％的1，5-AF水溶液用高壓釜在121℃分別加熱30分鐘和60分鐘，確認APP的生成率。其結(jié)果示于表5。
表5

實施例5將用醋酸緩沖液調(diào)整為pH 3.4的濃度10％的1，5-AF水溶液填充在不銹鋼制的耐壓容器中，在120℃、150℃、170℃的油浴中分別加熱一定時間后，確認APP的生成率。結(jié)果示于圖4、5及6中。如圖6的結(jié)果所示，在170℃、加熱5分鐘生成約35％的APP。另外，對于各自的加熱溫度有其適當(dāng)?shù)募訜釙r間，弄清了效率高的加熱條件。
實施例6將用醋酸緩沖液調(diào)整為pH 3.0的濃度30％的1，5-AF溶液填充在不銹鋼制的耐壓容器中，在160℃、180℃及200℃的油浴中分別加熱3分鐘制備成APP。其結(jié)果示于表6。
表6

實施例7在用醋酸緩沖液調(diào)整為pH 3.5的濃度10％的1，5-AF水溶液中按表7記載的濃度添加抗氧化劑，放入不銹鋼制的耐壓容器密閉，在125℃的油浴中加熱30分鐘，制備成APP。其結(jié)果，添加了抗壞血酸的1，5-AF水溶液生成了無添加區(qū)約2倍的APP。
表7

實施例8將濃度10％的1，5-AF水溶液和在濃度10％的1，5-AF水溶液中添加1％抗壞血酸的溶液放入不銹鋼制的耐壓容器中，在180℃的油浴中加熱3-15分鐘。此時的APP生成率示于圖7中。在抗壞血酸添加區(qū)加熱3分鐘的場合，約40％的1，5-AF的變換為APP，生成率最高。
實施例9使用市售的黃油炒面，制作咖喱粉。添加0.1％的1，5-AF，真空包裝后，在135℃，加熱5分鐘殺菌。冷卻后，測定咖喱粉中的APP含量時，判明含有咖喱粉整體的0.01％的APP。
權(quán)利要求
1.子囊吡喃酮P的制造方法，其特征為，在pH值小于或等于10、大于或等于100℃的溫度下加熱1，5-D-脫水果糖的溶液。
2.權(quán)利要求1所記載的方法，其特征為，在大于或等于120℃的溫度下進行加熱。
3.權(quán)利要求1所記載的方法，其特征為，加熱1秒至24小時。
4.權(quán)利要求1所記載的方法，其特征為，小于或等于10的pH值為大于或等于2且小于7。
5.權(quán)利要求1所記載的方法，其特征為，小于或等于10的pH值為2至4。
6.權(quán)利要求1所記載的方法，其特征為，在抗氧化劑存在下進行加熱。
7.權(quán)利要求6所記載的方法，其特征為，抗氧化劑是從抗壞血酸、異抗壞血酸、乙二胺四乙酸及它們的鹽類組成的群中選出的至少1種。
全文摘要
本發(fā)明提供從1，5－D－脫水果糖有效地制備子囊吡喃酮P的方法。提供將1，5－D－脫水果糖的溶液在pH值小于或等于10的條件下，在大于或等于100℃加熱制造子囊吡喃酮P的方法。
文檔編號C07D309/32GK1882559SQ200480034200
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月20日
發(fā)明者吉永一浩, 川野智波 申請人:日本淀粉工業(yè)株式會社