強(qiáng)化作為母乳成分的半乳糖乳糖的低聚半乳糖的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半乳糖乳糖的含量高的低聚半乳糖的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低聚半乳糖作為存在于母乳且生理功能優(yōu)秀的多糖類，正在開發(fā)很多利用 該低聚半乳糖的產(chǎn)品（韓國公開特許10-1997-0043065號(hào)）。其中，已知半乳糖乳糖 (galactosyllactose)有利于人體免疫功能。
[0003] 半乳糖乳糖由三糖類組成，是以乳糖作為原料制備的生理功能優(yōu)秀的低聚半乳糖 成分的一種（圖1)。并且，已知半乳糖乳糖具有使存在于人體的大腸的雙歧桿菌或乳桿 菌等增殖的效果，并使用于改善排便活動(dòng)或預(yù)防腹瀉的食品等以幼兒及老人為對(duì)象的食品 等。并且，已知半乳糖乳糖具有通過改善大腸活動(dòng)來抑制皮膚的老化速度的效果，而這推定 為通過大腸內(nèi)菌落變化（腸內(nèi)有益菌的增殖效果）來誘導(dǎo)順暢的排便活動(dòng)，從而抑制皮膚 的老化。
[0004] 但是，在按現(xiàn)有方法從乳糖中制備低聚半乳糖的情況下，上述低聚半乳糖內(nèi)的半 乳糖乳糖的含量并不高。因此，本發(fā)明人員在對(duì)半乳糖乳糖的含量高的低聚半乳糖進(jìn)行研 宄的過程中，確認(rèn)了可以利用特定酶來制備半乳糖乳糖的含量高的低聚半乳糖，從而完成 了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明的目的在于，提供半乳糖乳糖的含量高的低聚半乳糖的制備方法。
[0007] 技術(shù)方案
[0008] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供半乳糖乳糖的含量為40重量百分比以上的糖液 的制備方法，上述糖液的制備方法包括：使乳糖溶解于水的步驟；向乳糖溶液添加選自1) 乳糖酶、2)葡萄糖氧化酶及3)過氧化氫酶中的一種以上的酶及β-半乳糖苷酶，來發(fā)生酶 反應(yīng)的步驟；以及對(duì)上述酶反應(yīng)液進(jìn)行純化的步驟。
[0009] 發(fā)明的效果
[0010] 本發(fā)明能夠制備半乳糖乳糖的含量為40重量百分比以上的低聚半乳糖。
【附圖說明】
[0011] 圖1表示半乳糖乳糖的結(jié)構(gòu)。
[0012] 圖2為表示本發(fā)明的制備方法的模式圖。
[0013] 圖3為表示現(xiàn)有的糖液的制備方法的模式圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 本發(fā)明涉及半乳糖乳糖的含量為40重量百分比以上的低聚半乳糖的制備方法， 上述低聚半乳糖的制備方法包括：使乳糖溶解于水的步驟；向乳糖溶液添加選自1)乳糖 酶、2)葡萄糖氧化酶及3)過氧化氫酶中的一種以上的酶及β-半乳糖苷酶，來發(fā)生酶反應(yīng) 的步驟；以及對(duì)上述酶反應(yīng)液進(jìn)行純化的步驟。
[0015] 并且，本發(fā)明涉及半乳糖乳糖的含量為40重量百分比以上的低聚半乳糖的制備 方法，上述低聚半乳糖的制備方法包括：使乳糖溶解于水的步驟；向上述乳糖溶液添加乳 糖酶及β -半乳糖苷酶，來發(fā)生酶反應(yīng)的步驟；再添加酵母的步驟；以及對(duì)上述酶反應(yīng)液進(jìn) 行純化的步驟。
[0016] 并且，本發(fā)明涉及半乳糖乳糖的含量為40重量百分比以上的低聚半乳糖的制備 方法，上述低聚半乳糖的制備方法包括：使乳糖溶解于水的步驟，向上述乳糖溶液添加葡萄 糖氧化酶、過氧化氫酶及β -半乳糖苷酶，來發(fā)生酶反應(yīng)的步驟；以及對(duì)上述酶反應(yīng)液進(jìn)行 純化的步驟。
[0017] 以下，詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0018] ILM
[0019] 作為本發(fā)明的乳糖，可購買市場(chǎng)銷售中的乳糖來使用，也可通過從牛奶等直接分 離來使用。并且，本發(fā)明的乳糖也可通過從牛奶加工過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物分離來使用。
[0020] 低聚半乳糖
[0021] 本發(fā)明的低聚半乳糖為以乳糖作為原料，利用酶反應(yīng)等制備的含有二糖類至六糖 類的半乳糖的低聚糖，而乳糖除外。本發(fā)明的低聚半乳糖包含4-β -半乳二糖、6-β -半 乳二糖、3' -半乳糖乳糖、4' -半乳糖乳糖、6' -半乳糖乳糖、4-β-二-半乳糖乳糖、 4- β -三-半乳糖乳糖及4- β -四-半乳糖乳糖等。
[0022] 制備例1
[0023] 在向反應(yīng)罐投入乳糖之后，添加熱水，并運(yùn)行攪拌器，從而使乳糖溶液的濃度為約 40~45%。若乳糖溶液的濃度在40~45%范圍內(nèi)，則調(diào)整反應(yīng)罐的溫度，使得酶的反應(yīng)溫 度成為55~60°C。在調(diào)整反應(yīng)罐的溫度之后，向反應(yīng)罐投入乳糖酶和β-半乳糖苷酶，來 發(fā)生酶反應(yīng)。此時(shí)，β-半乳糖苷酶使乳糖合成為低聚半乳糖，而乳糖酶特異性地分解乳糖 成分。
[0024] 進(jìn)行約24~48小時(shí)的酶反應(yīng)，此時(shí)，使用高效液相色譜法（HPLC)來分析反應(yīng)液 的糖組成成分，若低聚半乳糖的含量為50重量百分比以上，則之后向反應(yīng)罐投入酵母，并 使存在于已生成的糖液內(nèi)的葡萄糖和半乳糖成分發(fā)酵，并轉(zhuǎn)化為乙醇和醋酸。
[0025] 此時(shí)，隨著葡萄糖和半乳糖成分發(fā)酵，低聚半乳糖內(nèi)半乳糖乳糖成分相對(duì)逐漸變 高，且在酵母發(fā)酵之前，低聚半乳糖內(nèi)半乳糖乳糖的含量為約20%水平，而在發(fā)酵之后，低 聚半乳糖內(nèi)半乳糖乳糖的含量以40重量百分比以上，優(yōu)選為45重量百分比以上，更優(yōu)選為 50重量百分比以上，尤其優(yōu)選為55重量百分比以上的水平變高，且糖液內(nèi)低聚半乳糖的含 量也從初期的40%水平提高到約75%以上。此時(shí)，發(fā)酵時(shí)間需要約24~48小時(shí)。若酶反 應(yīng)和酵母反應(yīng)全部結(jié)束，則向反應(yīng)罐投入粉末活性炭，并一邊在70~80°C溫度下攪拌20至 50分鐘，一邊吸附糖液的顏色物質(zhì)。
[0026] 在以下工序中，在以使糖液得到過濾的方式去除糖液的活性炭和異物之后，通過 離子純化工序去除醋酸成分。此時(shí)，去除反應(yīng)機(jī)理如下列式1，所生成的-CH3COCK-)在離子 純化工序中被去除。
[0027] 式 I
[0028] R-OH (-) +CH3COO (-) /H (+) - R-CH3COO (-) +H2O
[0029] 注 Dr :樹脂（Resin)體
[0030] 注2)〇H(-):與樹脂（Resin)體相結(jié)合的官能團(tuán)
[0031] 對(duì)糖液進(jìn)行離子純化處理來去除醋酸之后，通過濃縮工序以所需的濃度濃縮糖 液。糖液的濃縮濃度可根據(jù)用途、需要等適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)定，但通常，按約75%的濃度實(shí)施濃 縮（圖2)。
[0032] 制備例2
[0033] 以與制備例1相同的方法制備乳糖溶液之后，向反應(yīng)罐同時(shí)投入β -半乳糖苷酶、 葡萄糖氧化酶及過氧化氫酶（catalase)，或者連續(xù)投入β -半乳糖苷酶、葡萄糖氧化酶及 過氧化氫酶（catalase)，由此發(fā)生酶反應(yīng)。此時(shí)，優(yōu)選地，為了便于工序，同時(shí)投入β -半乳 糖苷酶、葡萄糖氧化酶及過氧化氫酶。
[0034] 此時(shí)，在酶反應(yīng)中從乳糖生成的葡萄糖成分與葡萄糖氧化酶發(fā)生反應(yīng)，從而轉(zhuǎn)化 為葡萄糖酸，反應(yīng)機(jī)理如下列式2。在上述式3中所生成的H 2O2借助過氧化氫酶被去除，且 R-C6H12O6(-)借助后續(xù)的離子交換樹脂被去除。
[0035] 式 2
[0036] I) C6H12O6+葡萄糖（Glucose)-氧化酶（oxidase) 一 C6H1207+H202
[0037] 2) C6H1207+H202+過氧化氛酶（Catalase) - H2〇2+〇2+C6H1207
[0038] 3) R-OH (-) +C6H1207- R-C 6H12〇6 ㈠ +O3 (離子交換工序）
[0039] 注 Dr :樹脂（Resin)體
[0040] 注2)〇H(-):與樹脂（Resin)體相結(jié)合的官能團(tuán)
[0041] 若酶反應(yīng)結(jié)束，則后續(xù)的工序與制備例1相同。
[0042] 本發(fā)_的糖液
[0043] 利用本發(fā)明的方法制備的糖液內(nèi)低聚半乳糖中半乳糖乳糖的含量為40重量百分 比以上。本發(fā)明的糖液內(nèi)低聚半乳糖內(nèi)的上述半乳糖乳糖的含量?jī)?yōu)選為45重量百分比以 上。
[0044] 并且，若觀察利用本發(fā)明的方法制備的糖液內(nèi)的糖組成成分，則可知葡萄糖及半 乳糖的含量小于20重量百分比。上述葡萄糖及半乳糖的含量小于20重量百分比的情況還 包括葡萄糖及半乳糖以檢測(cè)不到的程度甚微或?qū)嵸|(zhì)上并不存在的情況。
[0045] 參照附圖詳細(xì)說明的以下實(shí)施例，能夠使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及特征以及達(dá)成這些優(yōu)點(diǎn) 及特征的方法更加明確。但是，本發(fā)明并不局限于以下所公開的實(shí)施例，能夠以相互不同的 各種方式實(shí)施，只是，本實(shí)施例僅用于使本發(fā)明的公開內(nèi)容更加完整，能夠使本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更加完整地理解發(fā)明的范疇，本發(fā)明僅根據(jù)發(fā)明要求保護(hù)范圍來定 義。
[0046] 材料及方法
[0047] 作為原材料的乳糖及酶購買市場(chǎng)銷售中的乳糖及酶來使用。作為從牛奶制備奶酪 的工序中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物的乳清從韓國每日乳業(yè)有限公司（Maeil Dairies Co.，Ltd)購買 并使用。
[0048] 高效液相色譜法（HPLC)分析
[0049] 向試樣糖液添加超純水（非傳導(dǎo)率值：0. 05 μ S/cm以下），并以使試樣糖液濃度成 為約2. 5~3. 0%的方式進(jìn)行稀釋（試樣濃度分析使用折射儀（Refracto