(57)【要約】【課題】クロマトグラフィ分画段階及び結晶化を用いた植物ベースのバイオマスに由来する溶液からガラクトースを回収するための方法を提供する。【解決手段】本発明は植物ベースのバイオマスに由来する溶液からガラクトースを回収する方法に関する。本発明の方法において、出発溶液に、強塩基性陰イオン交換樹脂及び所望により強酸性陽イオン交換樹脂を用いて所望の順序で実行され得る、一つ以上のクロマトグラフィ分画を受けさせ、続いて少なくとも一つのガラクトースに富んだ画分を回収する。このように得られるガラクトース画分は結晶性ガラクトースを得るために結晶化によってさらに精製される。本発明はまた非−動物由来の結晶性Ｄ−ガラクトースに関する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物ベースのバイオマスに由来する溶液からガラクトースを回収する方法であって、
前記溶液に一つ以上のクロマトグラフィ分画を受けさせること、
少なくとも一つのガラクトースに富んだ画分を回収すること、
前記少なくとも一つのガラクトースに富んだ画分に結晶化を受けさせること、及び
植物ベースの結晶性ガラクトース生成物を回収することを含む方法。
【請求項２】
前記一つ以上のクロマトグラフィ分画が強塩基性陰イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する一つ以上のクロマトグラフィ分画段階を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記強塩基性陰イオン交換樹脂のイオン形態がＳＯ42-、ＳＯ32-,ＨＳＯ3-及びＣＨ3ＣＯＯ-から選ばれる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記一つ以上のクロマトグラフィ分画がＨＳＯ3-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する一つ以上のクロマトグラフィ分画段階を含む、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記一つ以上のクロマトグラフィ分画がＨＳＯ3-形態の樹脂での二つのクロマトグラフィ分画段階を含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記一つ以上のクロマトグラフィ分画が強酸性陽イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する一つ以上のクロマトグラフィ分画段階を含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記強酸性陽イオン交換樹脂のイオン形態がＢａ2+、Ｐｂ2+、Ｃａ2+及びＳｒ2+から選ばれる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記一つ以上のクロマトグラフィ分画が強塩基性陰イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する一つ以上のクロマトグラフィ分画段階及び強酸性陽イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する一つ以上のクロマトグラフィ分画段階を所望の順序で含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記クロマトグラフィ分画がＲＤＳ（屈折率乾燥物質含有量）に基づきガラクトース３８％以上の純度を持つガラクトース画分を提供する、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記クロマトグラフィ分画がＲＤＳに基づきガラクトース３８％ないし９５％の純度を持つガラクトース画分を提供する、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記クロマトグラフィ分画が３５％ないし９５％のガラクトース収率を提供する、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記結晶化が結晶化溶媒として水並びに水及びアルコールの混合物から選ばれる溶媒を使用して行われる、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記結晶化溶媒がエタノール及び水の混合物である、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記結晶化溶媒が水である、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記結晶化がＲＤＳに基づき３８％以上のガラクトース純度を持つガラクトース溶液から行われる、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記ガラクトースの結晶化は、ＲＤＳに基づき３８％ないし９５％のガラクトース純度を持つガラクトース溶液から行われる、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記結晶化がＤＳ（乾燥物質含有量）に基づき９０％以上のガラクトース純度を持つ結晶性ガラクトース生成物を提供する、請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記結晶化がＤＳに基づき９5％以上のガラクトース純度を持つ結晶性ガラクトースを提
供する、請求項１記載の方法。
【請求項１９】
前記結晶化がＤＳに基づき９８％以上のガラクトース純度を持つ結晶性ガラクトースを提供する、請求項１記載の方法。
【請求項２０】
前記結晶化がＤＳに基づき９９．５％以上のガラクトース純度を持つ結晶性ガラクトースを提供する、請求項１記載の方法。
【請求項２１】
前記結晶化がＤＳに基づき０．５０％のＤ−グルコース最大含有量を持つ結晶性ガラクトースを提供する、請求項１記載の方法。
【請求項２２】
前記結晶化が０．３０％のＤ−グルコース最大含有量を持つ結晶性ガラクトースを提供する、請求項１記載の方法。
【請求項２３】
前記結晶化が、キシロース、アラビノース、ラムノース及びマンノースから選ばれる少なくとも一つの糖を含む不純物プロフィルを持つ結晶性ガラクトースを提供する、請求項１記載の方法。
【請求項２４】
前記結晶化が、前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量で前記糖の少なくとも一つを含む結晶性ガラクトースを提供する、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記結晶化が、前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量でアラビノースを含む結晶性ガラクトースを提供する、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記結晶化が、前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量でマンノースを含む結晶性ガラクトースを提供する、請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
前記結晶化が、前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．１０％以上の量で前記糖の少なくとも一つを含む結晶性ガラクトースを提供する、請求項２３記載の方法。
【請求項２８】
前記方法が、前記クロマトグラフィ分画の前、後又は間で行われる膜ろ過、イオン交換、蒸発及びろ過から選ばれる一つ以上の精製段階をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項２９】
前記方法が前記クロマトグラフィ分画段階の間で結晶化をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３０】
前記結晶化がキシロースの析出結晶化を含む、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記植物ベースのバイオマスに由来する溶液が植物ベースのヘミセルロース加水分解物及び植物ベースのヘミセルロース抽出物から選ばれる、請求項１記載の方法。
【請求項３２】
前記植物ベースのヘミセルロース加水分解物が木材材料に由来する加水分解物である、請
求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記植物ベースのヘミセルロース加水分解物が軟木又は硬木に由来する加水分解物である、請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
前記植物ベースのバイオマスに由来する溶液がパルピング加工から得られる古液である、請求項１記載の方法。
【請求項３５】
前記パルピング加工から得られる古液が亜硫酸パルピング廃液である、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記亜硫酸パルピング廃液がキシロース主要部の分離後回収された亜硫酸パルピング廃液である、請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
前記植物ベースのバイオマスに由来する溶液がガラクトース並びにキシロース、アラビノース、ラムノース及びマンノースから選ばれる一つ以上の糖を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３８】
前記植物ベースのバイオマスに由来する溶液がガラクトース並びにアラビノース及びマンノースから選ばれる一つ以上の糖を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３９】
前記ガラクトースがＤ−ガラクトースである、請求項１記載の方法。
【請求項４０】
前記キシロースがＤ−キシロース、前記アラビノースがＬ−アラビノース、前記マンノースがＤ−マンノース及び前記ラムノースがＬ−ラムノースである、請求項２３又は３７記載の方法。
【請求項４１】
請求項１に従って得られる結晶性植物ベースのＤ−ガラクトース生成物。
【請求項４２】
１６３℃ないし１６９℃の範囲の融点及びＤＳに基づき９０％を超えるの純度を持つ結晶性植物ベースの非−動物由来のガラクトース。
【請求項４３】
ガラクトース並びにキシロース、アラビノース、ラムノース及びマンノースから選ばれる一つ以上の糖を含有する植物ベースのバイオマスに由来する、請求項４２記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項４４】
ガラクトース並びにアラビノース及びマンノースから選ばれる一つ以上の糖を含む植物ベースのバイオマスに由来する、請求項４３記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項４５】
ヘミセルロース含有物質に由来する請求項４２記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項４６】
木材に由来する請求項４５記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項４７】
軟木又は硬木に由来する請求項４６記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項４８】
ＤＳに基づき９５％を超える純度を持つ請求項４２記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項４９】
ＤＳに基づき９８％を超える純度を持つ請求項４８記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項５０】
ＤＳに基づき９９．５％を超える純度を持つ請求項４９記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項５１】
Ｄ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノース及びＬ−ラムノースから選ばれる少なくとも一つの糖を含む不純物プロフィルを持つ、結晶性非−動物由来のＤ−ガラクトース。
【請求項５２】
前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量で前記糖を少なくとも一つ含む、請求項５１記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項５３】
前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量でＬ−アラビノースを含む、請求項５２記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項５４】
前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量でＤ−マンノースを含む、請求項５２記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項５５】
前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．１０％以上の量でＤ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノース及びＬ−ラムノースから選ばれる前記糖を少なくとも一つ含む、請求項５１記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項５６】
ＤＳに基づき０．５０％未満の量でＤ−グルコースを含む不純物プロフィルを持つ、結晶性非−動物由来のＤ−ガラクトース。
【請求項５７】
前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．３０％未満の量でＤ−グルコースを含む、請求項５６記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項５８】
ＤＳに基づき０．１０％未満の量でラクトースを含む不純物プロフィルを持つ、結晶性非−動物由来のＤ−ガラクトース。
【請求項５９】
前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％未満の量でラクトースを含む、請求項５８記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項６０】
ＤＳに基づき０．５０％未満の量でＤ−グルコース、ＤＳに基づき０．１０％未満の量のラクトース並びにＤ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノース及びＬ−ラムノースから選ばれる少なくとも一つの更なる糖を含む不純物プロフィルを持つ、結晶性非−動物由来のＤ−ガラクトース。
【請求項６１】
前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量でＤ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノース及びＬ−ラムノースから選ばれる少なくとも一つの前記糖を含む、請求項６０記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項６２】
前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量でＬ−アラビノースを含む、請求項６０記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項６３】
前記不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量でＤ−マンノースを含む、請求項６０記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項６４】
前記不純物プロフィルが０．３０％未満の量でグルコースを含む、請求項６０記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項６５】
前記不純物プロフィルが０．０３％未満の量でラクトースを含む、請求項６０記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項６６】
植物ベースのＤ−ガラクトースである、請求項５１、５６、５８及び６０のいずれか一つに記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項６７】
植物ベースのバイオマスに由来する、請求項６６記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項６８】
植物ベースのヘミセルロース加水分解物に由来する、請求項６６記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項６９】
植物ベースのヘミセルロース抽出物に由来する、請求項６６記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項７０】
木材に由来する、請求項６６記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項７１】
前記木材が軟木及び硬木から選ばれる、請求項６５記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項７２】
１６３℃ないし１６９℃の範囲に融点をもつ、請求項５１、５６、５８及び６０のいずれか一つに記載の結晶性Ｄ−ガラクトース。
【請求項７３】
医薬的に有効な成分の調整のための医薬の中間体としての請求項４１、４２、５１、５６、５８及び６０のいずれか一つに記載の結晶性Ｄ−ガラクトースの使用。
【請求項７４】
医薬における成分としての請求項４１、４２、５１、５６、５８及び６０のいずれか一つに記載の結晶性Ｄ−ガラクトースの使用。
【請求項７５】
医療用途のための静脈注射における成分としての請求項４１、４２、５１、５６、５８及び６０のいずれか一つに記載の結晶性Ｄ−ガラクトースの使用。
【請求項７６】
食品における成分としての請求項４１、４２、５１、５６、５８及び６０のいずれか一つに記載の結晶性Ｄ−ガラクトースの使用。
【請求項７７】
前記食品がスポーツドリンクから選ばれる、請求項７６記載の使用。
【請求項７８】
細胞培養媒体における成分としての請求項４１、４２、５１、５６、５８及び６０のいずれか一つに記載の結晶性Ｄ−ガラクトースの使用。
【請求項７９】
ＤＳに基づき７０％を超えるガラクトース純度を持ち、並びにさらにＤＳに基づき２ないし１０％の量のキシロース、アラビノース、ラムノース及びマンノースから選択された更なる糖を含む結晶性ガラクトース中間体生成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラクトースを含有する溶液から、特に他の糖及び炭水化物との混合物としてガラクトースを含有する植物ベースのバイオマスに由来する溶液から、ガラクトースを回収する方法に関する。本発明はまた非−動物由来の結晶性ガラクトース、特に植物ベースの結晶性Ｄ−ガラクトースに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラクトースは主に乳糖すなわちラクトースにみられる単糖類であり、そこではガラクトースはグルコースと結合している。いくつの酸乳製品において、ラクトースはグルコース及びガラクトースに分解されている。
ガラクトースは医薬分野及び食品技術において多くの用途を持つ。医薬分野において、ガラクトースは例えばいくつかの薬のための医薬中間体として有用である。さらに、ガラクトースはまた医療用途のための静脈用溶液における安定剤としても有用である。食品技術において、ガラクトースは例えばスポ−ツドリンクにおける有望なエネルギ−源として有用なことが見出されている。ガラクトースは細胞培養媒体における栄養素として又は発酵における誘導因子としてもまた有用である。
ガラクトースは通例牛乳のような、乳製品において見られる、ラクトース（グルコース及びガラクトースからなる二糖）を加水分解することによって得られる。最近、例えばＢＳＥ病が原因で、非乳製品及び非動物由来のガラクトース生成への関心が増大している。
【０００３】
特許文献1，ジョセフ  ダナリ−（１９６３年５月８日発行）にはラクトース、メリビ
オ−ス及びラフィノ−スのような、オリゴ糖の分解によって生成される粗無水（Ｄ）（＋）−ガラクトースの精製のための結晶化に基づく方法を開示している。前記精製方法はメチルアルコ−ル又はエチルアルコ−ル又はその水との混合物中に粗ガラクトースを溶解すること、溶解してない不純物を除去すること、結晶化によって溶液からガラクトースを回収すること、所望によりその後に再結晶化することを含む。ガラクトース生成物の純度は報告されていない。
【０００４】
特許文献２，デヴァプロセッシングサ−ビスリミテッド（Ｄｅｖａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｌｔｄ）（１９９９年１０月２１日発行）には加水分解及び酵素処理によって、ラクトースのような、ガラクトースを含有する二糖類又は多糖類からガラクトースを生成する方法を開示している。この方法によって得られるガラクトースは結晶化してない。上記文献には医薬品等級純度を有するガラクトースを得るためにガラクトースから混入物質を分離することは非常に難しいと説明されている。
【０００５】
ガラクトースは植物ベースの物質においてかなり珍しいが、ガラクトースは他の糖及び炭水化物の多成分混合物として様々な植物においてあまり豊富な量ではないが見出されている。ガラクトースは例えば木材資源において見出され、そこでガラクトースは他の炭水化物及びリグニン成分との混合として存在する。
【０００６】
例えば、木材資源は、従って植物ベースのガラクトース回収のための有望な供給源である。酸性の木材パルピング加工から得られるパルプ廃液、特に軟木パルピング加工からの液体は、ガラクトース回収のための有望な出発原料の例として述べられ得る。
【０００７】
最先端技術において、結晶化を伴う、抽出、加水分解及び吸着剤及び陽イオン及び陰イオン交換体での処理から選ばれる方法を使用して様々な植物ベースの材料からガラクトー
スを回収することが知られている。植物ベースの材料からのガラクトース含有溶液の回収のためのクロマトグラフィ法がまた最先端技術において知られている。しかしながら、ガラクトース含有溶液の回収のためのそれらのクロマトグラフィ法は一般的に他の近縁種の糖との混合物としてガラクトースを提供する。ガラクトースは該糖混合物から回収されてはいない。
【０００８】
特許文献３，カ−ギルＢ．Ｖ．（２０００年１０月２５日発行）は微量糖、例えばアラビノース、ラムノース、フコ−ス及びマンノ−スはガラクトース配合物において望ましくないと説明されている、なぜならそれらの成分の存在は例えばガラクトース配合物が使用され得る食品用途範囲を限定するためである。前記欧州公報は、主にＤ−グルコース及び／又はＤ−フルクトースとの化学的組合せにおいてＤ−ガラクトースを含有するオリゴ糖含有マメ科植物組成物からＤ−ガラクトースを製造するための加水分解に基づく方法を開示する。オリゴ糖含有材料は典型的に大豆、菜種、ヒマワリの種又はそれらの混合物に由来する。実施例において、乾燥質量に基づき３ないし１０％の量でＤ−ガラクトース含有のガラクトース配合物が回収された。前記文献の実施例４に従って、前記配合物のＤ−ガラクトース含有量はクロマトグラフィによって増加し得る。前記方法によって得られたガラクトース配合物は結晶化してない。
【０００９】
特許文献４，サスカ，M．ルイジアナ州立農科及び機械科大学の大学管理委員会  （２
００２年９月１７日発行）はキシロース、マンノ−ス、ガラクトース、アラビノース、グルコース、キシリト−ル、アラビト−ル、ガラクチト−ル及びマンニト−ルから選ばれる炭水化物を含む水相から該炭水化物及び少なくとも一つの他の非同一成分（糖又は糖アルコ−ル）を分離する方法を開示する。炭水化物が分離される水相は例えば軟木液、硬木液又はその加水分解物であり得る。分離は、ヒドロキシル形態以外で、陰イオン形態において強塩基性陰イオン交換樹脂を使用し行われると記載されている。分離に使用される樹脂は十分な濃度のヒドロキシイオンにより調整される。前記方法の典型的な適用において、塩化物形態の樹脂が使用される。この方法において、ガラクトースは回収されない。
上記の特許文献４はカルエルH．等によって開示されたＣａ2+及びＰｂ2+（２頁、表２
、６５及び６６行）から選ばれる強酸性陽イオンを用いたマンノ−ス／ガラクトース分離を言及する。
カルエルH．等は非特許文献１において炭水化物分離を研究している。炭水化物分離（
ヘキソ−ス、ペント−ス及び対応するポリオ−ル）は溶離液として水を用い強酸陽イオン交換樹脂カラム上で配位子交換を使用する液体クロマトグラフィによって研究されたと説明されている。７つの陽イオン（Ｃａ2+，Ｓｒ2+，Ｂａ2+，Ｐｂ2+，Ｙ3+，Ｌａ3+及びＰｒ3+）が試験された。
【００１０】
特許文献５，ラエボサンジセルシャフト（Ｌａｅｖｏｓａｎ−ＧｅｓｅＬＬｓｃｈａｆｔ）ケミカルファームインダストリーズ  フランク及びフル−ドル博士（１９６９年１０月７日発行）は、異なる糖の混合物から該糖を分離する方法であって、ヒドラジンと陽イオン交換樹脂を反応すること、及びその後ヒドラジン含有陽イオン交換樹脂と前記糖の混合物の水性アルコ−ル溶液を接触すること、続いて糖を分画し及び異なる画分において前記糖の混合物中に存在する個々の糖を得るために糖含有樹脂を洗浄することを含む方法を開示する。前記陽イオン交換樹脂はスルフェート基、カルボキシル基又はフォスフィット基のような高い酸活性基を含有し得る。フルクトース及びガラクトースの分離は前記文献の実施例３において開示される。実施例３には又、グルコース画分は結晶化後純結晶性ガラクトースを与えたと説明されている。しかしながら、供給溶液はヘミセルロ−ス加水分解物でない。
【００１１】
特許文献６，カルターリミテッド、ヘッキラ等（１９９２年１月２８日発行）は硫酸塩形態の強塩基性陰イオン交換樹脂でのクロマトグラフィ分画を使用して、さらに他の単糖
類を含有するキシロースに富んだ溶液から高純度キシロース画分を生成する方法を開示する。ガラクトースはこの方法において回収されない。
【００１２】
特許文献７，クレハ化学工業株式会社（１９８８年９月２０日発行）はＬ−ラムノース、Ｌ−アラビノース及びＤ−ガラクトースを含む液体加水分解物を形成するために鉱酸でアラビアゴムを加水分解し、及びＬ−ラムノースからＤ−ガラクトース及びＬ−アラビノースに分離するために中和され及び浄化された加水分解物に溶離液として水及び有機溶媒の混合物を使用した強陽イオン性イオン交換クロマトグラフィを受けさせることによってアラビアゴムから高純度ラムノースを生成する方法を開示する。実施例においては、Ｎａ+形態樹脂が使用された。ガラクトースは回収されない。
【００１３】
特許文献８，ＵＯＰ（１９８９年８月１５日発行）はアラビノース並びにアルド−ス及びケト−スからなる群からの少なくとも一つ他の単糖類を含有する水性供給混合物からアラビノースを分離する方法であって、前記供給混合物をアンモニウム陽イオンを含有するＸ−ゼオライト吸着剤と接触させることによる方法を開示する。前記他の単糖類は典型的にはグルコース、キシロース、ガラクトース及びマンノ−スから選択される。ガラクトースはＸ−ゼオライト吸着剤により選択的に吸収されると記載されている。ガラクトースは回収されない。
【００１４】
非特許文献２はリグノスルホンサン塩の分離後亜硫酸水素塩液中のマンノ−ス、グルコース、ガラクトース、アラビノース、キシロース、ヘキソ−ス及びペント−スを固定し及び測定している。前記液はエタノ−ルで処理され、沈殿物は遠心分離され、リグノスルホン酸塩は分離され、陽イオン及び陰イオン交換樹脂で精製され並びにガスクロマトグラフィ定量及び比色定量を受けさせる。
【００１５】
非特許文献３はホウ酸複合体イオン交換クロマトグラフィを通じた木材多糖類の酸及び酵素加水分解物からの糖の分離及び定量測定のための単純な自動分析方法を記載する。このような方法で分離された糖はマンノ−ス、フルクトース、アラビノース、ガラクトース、キシロース、グルコース並びにキシロビオ−ス、セロビオ−ス及びスクロ−スのような二糖を含み得る。
【００１６】
非特許文献４はＡＧ５０Ｗ−Ｘ８陽イオン交換剤を使用して他の乳糖からのラクトースの分離を開示する。ガラクトース、ラクトース及びラクツロースを含有するシロップを初めにＮａ+形態の樹脂上で溶離してガラクトース画分を除去する。ラクトース及びラクツ
ロースを含有する生成物はその後Ｃａ2+形態の樹脂上で溶離されて事実上純粋な形態でラクトースを与える。ガラクトースはこの方法において回収されない。
【００１７】
特許文献９，科学協議会及び産業調査（インド） (1987年2月21発行)はグリーンイーグルマーメラスフルーツガム（ｇｒｅｅｎ  Ａｅｇｌｅ  ｍａｒｍｅｌｏｓ  ｆｒｕｉｔ−ｇｕｍ）から純Ｄ−ガラクトースを調整する方法を開示する。この方法において、前記果実材料はＨ2ＳＯ4で段階２の加水分解を受けさせられ、続いてアンバ−ライトＩＲ  １２０(Ｈ+)及びＩＲ−４Ｂ（ＯＨ-）で脱イオン化処理をする。このようにして得られた生成物は活性炭素で精製され、そして溶液はシロップを与えるために減圧下で４０℃未満の温度まで加熱された。前記シロップはＤ−ガラクトースを結晶化するために、１００mＬの
熱いＭｅＯＨ及び8ないし10ｍＬの水で処理される。
【００１８】
非特許文献５はカシューナッツの殻からＤ−ガラクトースを分離する商業的な方法を開示する。この方法において、カシューナッツ殻材料は水性抽出、Ｈ2ＳＯ4での加水分解、シロップへの濃縮、抽出、活性炭での脱色、濃縮及び結晶化、続いて結晶性Ｄ−ガラクトースの乾燥及び粉化を受けさせる。
【００１９】
非特許文献6は、ガラクトースを含む単糖類の濃縮溶液生成のための原料としてじゃが
いもを開示する。じゃがいも材料の３．５ないし４時間の９８ないし１００℃での３％Ｈ2ＳＯ4を用いた加水分解物はグルコース、ガラクトース及びアラビノースを含有する濃縮物を生成したことが説明される。
【００２０】
加藤，Y．等は特許文献１０，コスモ総合研究所Ｋｋ，コスモ石油株式会社（1994年7月22日発行）において炭水化物分離のための親和性クロマトグラフィ吸着剤を開示する。前記親和性クロマトグラフィ吸着剤はアルコールヒドロキシル基及びレクチンを含有する多孔質架橋共重合体であることが説明されている。前記吸着剤は炭水化物、特にマンノース及びガラクトースの分離のためにHPＬCにおいて使用されることもまた説明されている。
【００２１】
山田，T．等は非特許文献７において日本の甜菜糖工場における工場方法に適用される
酵素反応によるラフィノースの分解を開示する。ラフィノースはα−ガラクトシダーゼによってスクロース及びガラクトースに分解されることが説明される。
【００２２】
ドュガル．H．等は非特許文献８においてイナゴマメ及びグアーガムの酵素変性を開示
する。発芽したグアー種から単離されたα−ガラクトシダ−ゼによるイナゴマメ及びグア−ガムの加水分解に対する時間、ｐＨ、温度及び酵素及び基質濃度の影響が研究されそして加水分解ガムはX線回折及び分子量側定により特徴付けられた。前記ガムの酵素加水分
解はガラクトース、アラビノース及びマンノ−スを遊離させたと説明されている。しかしながら、分離のために使用された材料中にキシロースの存在はない。
【００２３】
非公開フィンランド特許出願２００１２６０５，ダニスコ  スウィ−トナ−ズ  オイは、少なくとも部分的にＢａ2+形態にある少なくとも一つのクロマトグラフィ分離樹脂及びＢａ2+以外の形態にある少なくとも一つのクロマトグラフィ分離樹脂を使用してバイオマスに由来する溶液にクロマトグラフィ分離方法を受けさせることによって前記溶液からマンノ−スを回収する方法を開示する。後者の樹脂は、陽イオンが好ましくはＣａ2+である陽イオン交換樹脂である。出発バイオマス由来溶液は典型的にはマンノースを、キシロース、ガラクトース、グルコース、ラムノース、アラビノース及びフルクトースのような他の糖との混合物で含有する。ガラクトースは回収されない。
【００２４】
従来技術の上記記載からヘミセルロ−スに基づく原料からガラクトース含有溶液を調整することが知られているようである。しかしながら、純結晶性Ｄ−ガラクトースを生成することが難しいと考えられている、なぜならそれは出発溶液のガラクトース含有が低い場合、他の糖から、特にマンノ−ス及びキシロース、及び又アラビノース及びラムノースからも、ガラクトースを分離することが特に煩瑣であるためである。
【００２５】
この問題は今や、植物ベースのヘミセルロ−ス原料から純結晶性ガラクトースを得るためにクロマトグラフィ分画及び結晶化の組み合わせを提供することによって本発明に従って解決されている。
【特許文献１】英国特許第９２５３８０号明細書
【特許文献２】国際公開第９９／５３０８８号パンフレット
【特許文献３】欧州特許出願公開第１０４６７１９号明細書
【特許文献４】米国特許第６，４５１，１２３号明細書
【特許文献５】米国特許第３，４７１，３２９号明細書
【特許文献６】米国特許第５，０８４，１０４号明細書
【特許文献７】米国特許第４，７７２，３３４号明細書
【特許文献８】米国特許第４，８５７，６４２号明細書
【特許文献９】インド国特許第１５８９４０明細書
【特許文献１０】特開平０６−２０１６７１号公報
【非特許文献１】“配位子交換液体クロマトグラフィによる炭水化物分離：糖−陽イオン錯体の形成と溶出順序との相関関係” Ｊ．クロマトグラフィ  ５５８（１），８９〜１０４頁（１９９１）
【非特許文献２】ボリ−ニ，Ｍ及びガリ，Ｒ（“亜硫酸水素塩液の糖の分離及び測定” ，Ｓｔｎ．Ｓｐｅｒ．Ｃｅｌｌｕｌ．，Ｃａｒｔａ  Ｆｉｂｒｅ  Ｔｅｓｓ．Ｖｅｇ．Ａｒｔｉｆ．，Ｍｉｌａｎ，Ｉｔａｌｙ．Ｉｎｄ．Ｃａｒｔａ（１９７５），１３（１０），３９２−４）
【非特許文献３】シンナ−，M，シマチュパン，M．H．及びディエトリヒ，M．H． （“ホウ酸複合体イオン交換クロマトグラフィによる木材炭水化物の自動定量分析”，ＷｏｏｄＳｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｎｏｌｏｇｙ，１９７５，３０７〜３２２頁）
【非特許文献４】ジハ−ド，Ｌ，デンデン，K及びバリオウ，B．（“低圧力クロマトグラフィによる糖分離”，Ｌａｂ．ＧＰＳＡ，ＥＮＳＣＲ，Ｒｅｎｎｅｓ  Ｂｅａｕｌｉｅｕ，Ｆｒ  Ｒｅｃｅｎｔ  Ｐｒｏｇｒｅｓ  ｅｎ  Ｇｅｎｉｅ  ｄｅｓ  Ｐｒｏｃｅｄｅｓ（１９９１），５（１５，Ｐｒｏｃｅｄｅｓ  Ｓｅｐ．），１６７  −７２）
【非特許文献５】イングル，Ｔ．Ｋ，クルカ−ニ，Ｖ．Ｒ，ヴァイドヤ．Ｓ．Ｈ．及びパイ，Ｍ．Ｕ．，ナショナル  ケミカル  ラボラトリーズ，プ−ナ，インド，リサーチ  インダストリーズ（Ｎａｔｌ．Ｃｈｅｍ．Ｌａｂ，Ｐｏｏｎａ，Ｉｎｄｉａ，Ｒｅｓ．Ｉｎｄ）（１９７６），２１（４），２４３−６
【非特許文献６】セルドゥク，Ｌ．Ｖ，ダッドキン，Ｍ．Ｓ．，ゲルゾフ，Ａ．Ｆ．，オデス  テクノロジカル  インスティテュート（Ｓｅｒｄｙｕｋｕ，Ｌ．Ｖ，Ｄｕｄｋｉｎ，Ｍ．Ｓ．，Ｇｅｒｚｈｏｖ，Ａ．Ｆ．，Ｏｄｅｓｓ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｉｎｓｔ．）Ｐｉｓｈｃｈ．Ｐｒｏｍ．ｉｍ．Ｌｏｍｏｎｏｓａｖａ，Ｏｄｅｓｓａ，ＵＳＳＲ，Ｉｚｖ．Ｖｙｓｓｈ．Ｕｃｈｅｂ．Ｚａｖｅｄ．Ｐｉｓｈｃｈ．ＴｅｋｎｏＬ．（１９７４），（２），２８−３０
【非特許文献７】Ｓｕｃｒ．Ｂｅｌｇｅ／Ｓｕｇａｒｉｎｄ．Ａｂｓｅｒ．（１９７１），９０（７），３４５−３４８
【非特許文献８】ＩＰＰＴＡ（１９７４），１１（１），２９−３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
複合植物ベースのバイオマス由来の溶液からガラクトースを得るためのガラクトース回収方法が本発明の一つの目的である。本発明の目的は独立請求項に記載された事項によって特徴付けられる方法によって成し遂げられる。本発明の好ましい実施態様は従属請求項において開示される。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、ガラクトースを他の近縁種である糖との混合物として含む植物ベースのバイオマス由来の溶液からガラクトースを回収するためのクロマトグラフィ分画及び結晶化の組み合わせに基づいている。クロマトグラフィ分画はガラクトースに富んだ画分を提供し、該画分を次に純結晶性ガラクトースを得るために結晶化を受けさせる。本発明の一つの好ましい実施態様において、クロマトグラフィ分画は亜硫酸水素塩形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を使用して連続する分離を含む。本発明のもう一つの好ましい実施態様において、クロマトグラフィ分画は強塩基性陰イオン交換樹脂での分離及び強酸性陽イオン交換樹脂での分離を含む。
【００２８】
明細書及び実施例及び請求項の全てにわたり、下記の定義が使用されている：
ＳＢＡは強塩基性陰イオン交換樹脂を指す。
ＳＡＣは強酸性陽イオン交換樹脂を指す。
ＤＶＢはジビニルベンゼンを指す。
ＡＣＮはアセトニトリルを指す。
ＤＳは質量％として表す、カール  フィッシャー（Ｋａｒｌ  Ｆｉｓｃｈｅｒ）  適定によって測定された乾燥物質含有量を指す。
ＲＤＳは質量％として表す、屈折率乾燥物質含有量を指す。
ＳＭＢは擬似移動床方法を指す。
“ガラクトース分画”はクロマトグラフィ分画から得られる、ガラクトースに富んだ画分を指す。
“不純物プロフィル”は最終結晶性ガラクトース生成物における不純物及びその含有量を指す。
“非−動物由来のガラクトース”は、非−乳製品ガラクトース及び特にラクトース加水分解物に基づかないガラクトースを指す。
【００２９】
下記の図面は本発明の説明的態様であり決して請求項において定義される本発明の範囲の限定を意味するものではない。
図１Ａ及び１Ｂは実施例１及び２から得られる分離プロフィルのグラフによる提示である（亜硫酸塩廃液に基づき及び主にキシロース、ガラクトース及びマンノ−スを含有する溶液のＳＯ42-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を使用したクロマトグラフィ分画）。
図２は実施例４から得られる分離プロフィルのグラフによる提示である（ＳＯ32-形態
の強塩基性陰イオン交換樹脂を使用する、主にキシロース、マンノ−ス、ガラクトース、グルコース及びアラビノースを含有する溶液のクロマトグラフィ分画）。
図３は実施例５から得られる分離プロフィルのグラフによる提示である（ＨＳＯ3-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を使用する、主にキシロース、マンノ−ス、ガラクトース及びグルコースを含有する溶液のクロマトグラフィ分画）。
図４は実施例６から得られる分離プロフィルのグラフによる提示である（ＣＨ3ＣＯＯ-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を使用する、主にキシロース、マンノ−ス、ガラクトース、グルコース及びアラビノースを含有する溶液のクロマトグラフィ分画）。
図５は実施例７から得られる分離プロフィルのグラフによる提示である（Ｂａ2+形態の強酸性陽イオン交換樹脂を使用する、主にキシロース、ガラクトース及びマンノ−スを含有する溶液のクロマトグラフィ分画）。
図６は実施例８から得られる分離プロフィルのグラフによる提示である（Ｐｂ2+形態の強酸性陽イオン交換樹脂を使用する、主にキシロース、ガラクトース及びマンノ−スを含有する溶液のクロマトグラフィ分画）。
図７は実施例９から得られる分離プロフィルのグラフによる提示である（Ｂａ2+形態の強酸性陽イオン交換樹脂を使用した、ＳＯ42-形態の強酸性陰イオン交換樹脂での分離か
ら得られる亜硫酸塩廃液に基づくガラクトース含有溶液のクロマトグラフィ分画）。
図８は実施例１２から得られる分離プロフィルのグラフによる提示である（H+形態の弱酸性陽イオン交換樹脂でのアラビアゴム加水分解物のクロマトグラフィ分画）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明は植物ベースのバイオマスに由来する溶液からガラクトースを回収する方法に関する。本発明の方法は、
前記植物ベースのバイオマスに由来する溶液に一つ以上のクロマトグラフィ分画を受けさせること、
少なくとも一つのガラクトースに富んだ画分を回収すること、
前記少なくとも一つのガラクトースに富んだ画分に結晶化を受けさせること、及び
植物ベースの結晶性ガラクトース生成物を回収することを含む。
【００３１】
本発明の一つの実施態様において、前記一つ以上のクロマトグラフィ分画は強塩基性陰イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する一つ以上のクロマトグラフィ分画段階を含む。
前記強塩基性陰イオン交換樹脂は、例えば、ＳＯ42-形態，ＳＯ32-形態、ＨＳＯ3-形態又はＣＨ3ＣＯＯ-形態にあり得る。
本発明の一つの好ましい実施態様において、前記強塩基性陰イオン交換樹脂はＨＳＯ3-形態にある。
本発明の特に好ましい実施態様において、前記の一つ以上のクロマトグラフィ分画はＨＳＯ3-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する２つの連続するクロマトグラフィ分画段階を含む。
【００３２】
本発明の他の実施態様において、前記の一つ以上のクロマトグラフィ分画は強酸性陽イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する一つ以上のクロマトグラフィ分画段階を含む。
前記強酸性陽イオン交換樹脂は一価の金属形態又は二価の金属形態にあり得る。本発明の好ましい実施態様において、前記樹脂はＢａ2+、Ｐｂ2+、Ｃａ2+又はＳｒ2+形態にある。
【００３３】
しかしながら、他のクロマトグラフィ分離樹脂、例えば弱酸性陽イオン交換樹脂であっても、酸性、中性又はわずかなアルカリ性条件で使用する、例えばガラクトースからのデオキシ糖の分離のための本発明において有用である。
【００３４】
本発明の一つの実施態様において、前記の一つ以上のクロマトグラフィ分画は、強塩基性陰イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する一つ以上のクロマトグラフィ分画段階及び強酸性陽イオン交換樹脂から選ばれるカラム充てん材を使用する一つ以上のクロマトグラフィ分画段階を含む。
【００３５】
前記強塩基性陰イオン交換樹脂は、例えば、ＳＯ42-形態，ＳＯ32-形態、ＨＳＯ3-形態又はＣＨ3ＣＯＯ-形態にあり得る。
【００３６】
前記強酸性陽イオン交換樹脂は、一価の金属形態又は二価の金属形態にあり得る。本発明の好ましい実施態様において、前記樹脂はＢａ2+、Ｐｂ2+、Ｃａ2+又はＳｒ2+形態にある。
【００３７】
前記強塩基性陰イオン交換樹脂及び前記強酸性陽イオン交換樹脂はスチレン及びアクリル系骨格を有し得る。本発明の好ましい実施態様において、前記樹脂はポリスチレン−コ−ジビニルベンゼンである。アルキル置換したスチレンのような単量体に基づくもののような他のアルケニル芳香族重合体樹脂又はその混合物もまた適用できる。前記樹脂はまたジビニルトルエン、ジビニルキシレン、ジビニルナフタレン、ジビニルベンゼンのような他の適した芳香族架橋性単量体、又はイソプレン、エチレン  グリコ−ル  ジアクリレ−ト、エチレン  グリコ−ル  ジメタクリレ−ト、N,N−メチレン  ビスアクリルアミド又
はその混合物のような脂肪族架橋単量体と架橋し得る。樹脂の架橋度は、典型的にはジビニルベンゼンのような架橋剤の約1から約２０％であり、好ましくは、約３から約８％で
ある。前記樹脂の平均粒径は通常１０ないし２０００μm、好ましくは１００ないし４０
０μmである。
【００３８】
前記強酸性陽イオン交換樹脂は好ましくはスルホン化ポリスチレン−コ−ジビニルベンゼン樹脂である。
本発明の好ましい実施態様において、前記樹脂はゲル状樹脂である。
前記樹脂の製造者は例えばＦｉｎｅｘ，Ｄｏｗ，Ｂａｙｅｒ及びＲｏｍａｎ＆Ｈａａｓである。
クロマトグラフィ分画操作において、樹脂の陽イオン／陰イオンは好ましくはその系の移動相の陽イオン／陰イオンと実質的に平衡状態にある。
クロマトグラフィ分画において使用される溶離液は好ましくは水であるが、塩及び水の溶液でさえ有用である。さらにエタノ−ルのようなアルコ−ル、及び水とエタノ−ルの混合物のような水とアルコ−ルの混合物は有用な溶離液である。
クロマトグラフィ分画の温度は典型的に２０ないし９０℃の範囲、好ましくは４０ないし６５℃にある。分画される溶液のｐＨは通常２ないし９の範囲にある。
クロマトグラフィ分画はバッチ方法又は擬似移動床方法（ＳＭＢ方法）で行い得る。ＳＭＢ方法は好ましくは遂次的な又は連続的な方法として行われる。
【００３９】
擬似移動床方法において、クロマトグラフィ分画は通常は、直列に連結された３ないし１４個のカラムを使用し行われる。カラムはパイプラインで繋がっている。カラムにおける流速は通常カラムの断面積の０．５ないし１０ｍ3／（ｈｍ2）である。カラムは上記樹脂から選ばれるカラム充てん材で充てんされる。カラムには、供給溶液及び溶離液がカラムに送り込まれそしてカラムから生成物画分が集められるために供給ライン及び生成物ラインが設けられている。生成物ラインには、製造フローの値／量が操作中監視できるようにオンライン機器が設けられている。
【００４０】
クロマトグラフィＳＭＢ分離の間に、供給溶液はポンプを用いてカラムを通り循環される。溶離液が加えられ、そしてガラクトース画分、他の所望の生成物画分及び残留画分がカラムから集められる。
クロマトグラフィ分画前に、供給溶液はイオン交換処理又は炭酸塩化による軟化、希釈、濃縮例えば蒸発によるもの、ｐＨ調整及びろ過から選ばれる一つ以上の予備処理段階に付され得る。カラムに送り込む前に、供給溶液及び溶離液は上記で説明された分画温度まで加熱される（例として５０ないし８５℃の範囲）。
【００４１】
クロマトグラフィ分画はガラクトースが溶液の形態にあるガラクトース画分を提供する。クロマトグラフィ分画から得られるガラクトース画分はＲＤＳに基づき３８％を超えるガラクトースの典型的な純度を持つ。本発明の一つの典型的な実施態様において、クロマトグラフィ分画はＲＤＳに基づき３８％ないし９５％の純度を持つガラクトース画分を提供する。クロマトグラフィ分画におけるガラクトース収率は通常３５ないし９５％である。
【００４２】
クロマトグラフィ分画から得られるガラクトース画分は通常不純物としてキシロース、アラビノース、ラムノース及びマンノ−スから選ばれる糖を含む。キシロースの量はＲＤＳに基づき通常1ないし２０％の範囲及びマンノ−スの量は通常２ないし４０％の範囲で
ある。
【００４３】
クロマトグラフィ分画の収率を改善するために、クロマトグラフィ分画の再利用画分もまた使用できる。
【００４４】
本発明のクロマトグラフィ分画方法は膜ろ過（精密ろ過、限外ろ過、ナノろ過）、イオン交換、蒸発、後加水分解及びろ過から選ばれる一つ以上の精製段階をさらに含み得る。これらの精製段階は前記クロマトグラフィ分画の前、後又は間に行われ得る。
【００４５】
クロマトグラフィ分画から得られたガラクトース画分をさらに結晶性ガラクトース生成物質を得るために結晶化を受けさせる。結晶化は通常水並びにエタノ−ルのようなアルコ−ル、並びに、水とエタノ−ルのようなアルコ−ルとの混合物から選ばれる溶媒を使用して行われる。本発明の好ましい実施態様では、結晶化は水で行われる。
【００４６】
結晶化はクロマトグラフィ分画から得られたガラクトース溶液を適当な乾燥物質含有量（例えば、約７０ないし８０％のＲＤＳ）まで蒸発することによって行われる。ガラクト
ース溶液はガラクトース種晶で種晶添加され得る。種は、使用された場合、水、エタノ−ルのようなアルコ−ル、又はその混合物である、結晶化溶媒中に懸濁される。典型的な結晶化溶媒は水である。結晶塊の冷却後、エタノ−ルのような結晶化溶媒を加える。結晶塊は次に、一時期間、好ましくは1日ないし６日、通常室温で静置され、その後結晶をろ過
する。ろ過ケーキは結晶化溶媒で洗浄される。高純度のガラクトース結晶が得られる。
【００４７】
結晶化は、ＤＳに基づき９０％を超え、好ましくは９５％を超え及びさらに好ましくは９８％を超え、もっとも好ましくは９９．５％を超える純度を持つ結晶性ガラクトースを提供する。結晶性ガラクトース生成物は再結晶化段階を使用し９９．９％の純度にまでさらに精製される。
【００４８】
結晶化はＲＤＳに基づき３８％以上のガラクトース純度を持つガラクトース溶液から行われる。本発明の一つの典型的な実施態様において、結晶化はＲＤＳに基づき３８ないし９５％のガラクトース純度を持つ溶液から行われる。結晶化に使用されるガラクトース溶液は通常クロマトグラフィ分画から得られるガラクトース画分を指す。
【００４９】
本発明の一つの実施態様において、ガラクトースはＲＤＳに基づき少なくとも５０％の純度からＤＳに基づき９８％以上の純度を持つ結晶性ガラクトースを得るために、一つの結晶化段階で結晶化され得る。
【００５０】
結晶化は、ＤＳに基づきグルコース最大含有量０．５０％、好ましくはＤＳに基づき最大含有量０．３０％を持つ結晶性ガラクトースを提供する。
結晶化は、キシロース、アラビノース、ラムノース及びマンノ−スから選ばれる少なくとも一つの糖を含む不純物プロフィルを持つ結晶性ガラクトースをまた提供する。本発明の一つの実施態様において、結晶化は、不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上の量で少なくとも一つの前記糖を含む結晶性ガラクトースを提供する。本発明の他の実施態様において、結晶化は、不純物プロフィルがＤＳに基づき０．０３％以上のアラビノース及び／又はマンノ−スを含む結晶性ガラクトースを提供する。本発明のさらなる実施態様において、結晶化は、ＤＳに基づき０．１０％以上の量でキシロース、アラビノース、ラムノース及びマンノ−スから選ばれる少なくとも一つ前記糖を含む不純物プロフィルを持つ結晶性ガラクトースを提供する。
【００５１】
前記ガラクトースは典型的なＤ−ガラクトースを指す。さらに、グルコースはＤ−グルコースを指し、キシロースはＤ−キシロースを指し、アラビノースはＬ−アラビノースを指し、マンノ−スはＤ−マンノ−スを指し及びラムノースはＬ−ラムノースを指す。
【００５２】
本発明の方法は前記クロマトグラフィ分画段階の前、後、間に行われる膜ろ過、イオン交換、蒸発及びろ過から選ばれる精製段階もまた含み得る。
本発明の方法はキシロース、マンノ−ス及び任意でラムノースのような他の糖の部分回収もまた含み得る。他の糖の部分回収は典型的にガラクトース分離の前に行われる。
本発明の方法はさらに前記のクロマトグラフィ分画段階の間に一つ以上の結晶化段階を含み得る。前記一つ以上の結晶化段階は例えばキシロースの沈殿結晶化を含み得る。前記キシロースの沈殿結晶化は通常強塩基性陰イオン交換樹脂での前記クロマトグラフィ分画と強酸性陽イオン交換樹脂での前記クロマトグラフィ分画との間に行われる。
【００５３】
ガラクトース回収のための出発原料は通常単糖類のような、炭水化物を含有する植物ベースの混合物である。本発明の典型的な実施態様において、前記単糖類は主にキシロース、ガラクトース、マンノ−ス、アラビノース、ラムノース及び所望によりグルコースを含む。その混合物は単糖類及び多糖類及びより高級な単糖類もまた含有し得る。特に、本発明はガラクトースと一緒にキシロース及び／又はマンノ−スをかなりの量含有する溶液か
らのガラクトースの生成に適用される。
【００５４】
本発明に従うガラクトース回収のための出発原料は植物ベースのバイオマス、典型的には、軟木又は硬木から選ばれる木材材料、穀物のわら又は外皮、とうもろこしの皮、とうもろこしの穂軸、とうもろこしの繊維、バガス及び甜菜のようなヘミセルロ−スを含有する植物ベースの材料に由来する。軟木材料は特にガラクトースに富んでいる。トウヒ又はマツのような軟木由来のヘミセルロ−ス含有バイオマスは、このように本発明における出発原料として使用するために特に好ましい。
他の適した出発原料として例えばアラビアガム、トラガカントガム及びギャッティガム（ｇｕｍ  ｇｈａｔｔｉ）などのような浸出物ガムが述べられ得る。
【００５５】
ガラクトース回収のための出発原料は通常、上記のヘミセルロ−ス含有バイオマスの加水分解物である。前記加水分解物は通常バイオマスの弱酸加水分解又は酵素加水分解から得られている。グルコースのような、ヘキソ−スは所望により発酵によって除去され得る。本発明の好ましい実施態様において、出発原料は植物ベースのヘミセルロ−ス加水分解物である。本発明の他の好ましい実施態様において、出発原料はガラクトース及びキシロースから選ばれる更なる糖を含んでいる植物ベースのヘミセルロ−ス加水分解物である。本発明の他の好ましい実施態様において、出発原料はガラクトース及びキシロース、アラビノース及びマンノ−スから選ばれる更なる糖を含む植物ベースのヘミセルロ−ス加水分解物である。アルカリ性抽出物のような、ヘミセルロ−ス濃縮物及び抽出物もまた本発明において有用な出発原料である。
【００５６】
本発明に従うガラクトース回収のためのバイオマス加水分解物は通常パルピング加工から得られる廃液である。前記廃液は特に酸性、塩基性又は中性の亜硫酸パルピング、好ましくは酸性亜硫酸パルピングによって得られ得る亜硫酸パルピング廃液である。
本発明において有用である典型的な廃液は好ましくは酸性亜硫酸パルピングから得られる廃液である。前記廃液は亜硫酸パルピングから直接得られ得る。それはまた濃縮された亜硫酸パルピング廃液又は亜硫酸蒸煮から得られる複放出物でもあり得る。それはまた亜硫酸パルピング廃液からクロマトグラフで得られたガラクトース含有画分でもあり得る。
【００５７】
ガラクトースを含有している出発溶液は例えばキシロース主要部の分離後回収された亜硫酸パルピング廃液であり得る。
【００５８】
本発明の一つの実施態様において、出発原料はマンノ−ス主要部の分離後得られる副流であり得、前記副流はガラクトース及び残部のマンノ−ス及びキシロースを含む。マンノ−ス分離はキシロース及びラムノースの主要部回収後の亜硫酸パルプ廃液からマンノ−スを回収する方法を指す。
【００５９】
前記植物ベースのバイオマス由来の溶液は通常ガラクトース並びにキシロース、アラビノース、マンノ−ス及びラムノースから選ばれる一つ以上の更なる糖を含有する。本発明の一つの実施態様において、前記植物ベースのバイオマス由来の溶液はガラクトース並びにアラビノース及びマンノ−スから選ばれる一つ以上の更なる糖を含有する。
【００６０】
通常、ガラクトースの回収に使用される前記溶液は通常およそ等量のキシロース、ガラクトース及びマンノ−スを含む、植物ベースのヘミセルロ−スである。しかしながら、硬木ヘミセルロ−ス加水分解物は通常ガラクトース又はマンノ−スより多くのキシロースを含有する。植物ベースのヘミセルロース加水分解物において、ガラクトース含有量は通常最小５％、好ましくは２０％及び最も好ましくは４０％である。マンノ−ス含有量は通常４０％以上、好ましくは２０％及び最も好ましくは５％以上である。キシロース含有量は通常４０％以上、好ましくは２０％以上及び最も好ましくは５％以上である。
【００６１】
本発明はまた本発明の方法によって得られる植物ベースの結晶性Ｄ−ガラクトースに関する。特に、本発明は非−動物由来の結晶性Ｄ−ガラクトースに関する。非−動物由来のＤ−ガラクトースは非−乳製品Ｄ−ガラクトース及び特にラクトース加水分解物に基づかないＤ−ガラクトースを指す。
【００６２】
さらに、本発明は１６３ないし１６９℃の範囲の融点及び９０％を超える純度を持つ植物ベースの結晶性Ｄ−ガラクトースに関する。本発明の一つの好ましい実施態様において、本発明は軟木又は硬木から選ばれる木材であり得、植物ベースのヘミセルロ−ス含有材料に由来する結晶性Ｄ−ガラクトースに関する。本発明はまたＤＳに基づき９０％を超える、より好ましくはＤＳに基づき９５％を超える、さらに好ましくはＤＳに基づき９８％を超える及び最も好ましくはＤＳに基づき９９．５％を超える純度を持つ植物ベースの結晶性ガラクトースに関する。
本発明はまたＤＳに基づき最大含有量０．５０％のＤ−グルコース好ましくは最大含有量０．３０％ＤＳのＤ−グルコースを持つ植物ベースの結晶性Ｄ−ガラクトースに関する。
【００６３】
さらに、本発明はＤ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノ−ス及びＬ−ラムノースから選ばれる少なくとも一つの糖を含む不純物プロフィルを持つ非−動物由来の結晶性Ｄ−ガラクトースに関する。本発明のこの側面の一つの実施態様において、不純物プロフィルはＤＳに基づき０．０３％以上の量で少なくとも一つの前記糖を含む（ＤＳに基づき少なくとも０．０３％）。本発明のこの側面の他の実施態様において、不純物プロフィルはＤＳに基づき０．０３％以上の量でＬ−アラビノース及び／又はＤ−マンノ−スを含む。本発明のこの側面のさらなる実施態様において、不純物プロフィルはＤＳに基づき０．１０％以上（少なくともＤＳに基づき０．１０％）の量でＤ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノ−ス及びＬ−ラムノースから選ばれる少なくとも一つの前記糖を含む。
【００６４】
本発明はまた、ＤＳに基づき０．５０％未満、好ましくはＤＳに基づき０．３０％未満の量でＤ−グルコースを含む不純物プロフィルを持つ結晶性非−動物由来のＤ−ガラクトースに関する。
本発明はまた、ＤＳに基づき０．１０％未満、好ましくはＤＳに基づき０．０３％未満の量でラクトースを含む不純物プロフィルを持つ結晶性非−動物由来のＤ−ガラクトースに関する。
さらに、本発明はＤＳに基づき０．５０％未満の量でＤ−グルコース、ＤＳに基づき０．１０％未満の量でラクトース及びＤ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノ−ス及びＬ−ラムノースから選ばれる少なくとも一つの更なる糖を含む不純物プロフィルを持つ、非−動物由来のＤ−ガラクトースに関する。本発明のこの側面の一つの実施態様において、不純物プロフィルはＤＳに基づき０．０３％以上の量で、Ｄ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノ−ス、Ｌ−ラムノース及びＤ−リキソ−スから選ばれる少なくとも一つの前記糖、通常ＤＳに基づき０．０３％以上の量でＬ−アラビノース及び／又はＤＳに基づき０．０３％以上の量でＤ−マンノ−スを含む。本発明の他の実施態様において、不純物プロフィルはＤＳに基づき０．１０％以上の量で前記糖の少なくとも一つを含む。本発明のさらなる実施態様において、不純物プロフィルはＤＳに基づき０．３０％未満の量でＤ−グルコース及び０．０３％未満の量でラクトースを含む。
【００６５】
本発明の結晶性Ｄ−ガラクトースにおいて、Ｄ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノ−ス及びＬ−ラムノースから選ばれる個々の糖不純物の合計はガラクトース生成物の純度にもよるが、ＤＳに基づき１０％までになり得る。Ｄ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｄ−マンノ−ス及びＬ−ラムノースから選ばれる個々の糖不純物の各々に対する上
限はＤＳに基づき５％まで、好ましくはＤＳに基づき２％まで、より好ましくはＤＳに基づき1％まで及びさらに好ましくはＤＳに基づき０．５％までになり得る。
前記糖不純物に対する下限値は請求項において定義される、すなわち、典型的にはＤＳに基づき０．０３％である。しかしながら、例えばＤ−キシロースの下限はガラクトース生成物の純度度合いにもよるが、零にさえなり得る。
【００６６】
本発明はまた、ＤＳに基づき７０％以上のガラクトース純度を持ち及びＤＳに基づき２ないし１０％の量でキシロース、アラビノース、ラムノース及びマンノ−スから選ばれる更なる糖を含む結晶性ガラクトースの中間生成物に関する。
【００６７】
本発明の結晶性Ｄ−ガラクトースは、好ましくは、植物ベースのヘミセルロ−ス加水分解物又は植物ベースのヘミセルロ−ス抽出物のような、植物ベースのバイオマスに由来する、植物ベースのＤ−ガラクトースである。本発明の好ましい一つの実施態様において、本発明の結晶性Ｄ−ガラクトースは木材に由来する。
本発明の結晶性Ｄ−ガラクトースはさらに１６３ないし１６９℃の範囲における融点によって特徴付けられる。
上記の不純物プロフィルを持つ本発明の結晶性Ｄ−ガラクトースは好ましくは上記のクロマトグラフィ分画及び結晶化の組み合わせによって植物ベースのバイオマスから得られる。
【００６８】
本発明はまた医薬及び食品における本発明の結晶性Ｄ−ガラクトースの使用に関する。特に本発明は、例えば医療用途のための静脈用溶液における安定剤のような、医薬の中間体として及び医薬における成分としての植物ベースの結晶性Ｄ−ガラクトースの使用に関する。
本発明はまた医薬有効成分、例えば２−デオキシ−２−リボ−ス、Ｌ−デオキシチミジン、Ｄ−タガト−ス、フコ−ス及びカリウムＤ−リキソネ−トの調製のための中間体としての本発明の結晶性Ｄ−ガラクトースの使用に関する。
本発明はまた食品における食材成分として、例えば有望なエネルギ−源としてスポ−ツドリンクにおいての本発明の植物ベースの結晶性Ｄ−ガラクトースの使用に関する。
さらに、本発明は、Ｄ−ガラクトースが発酵において栄養素又は誘導因子として有用である、細胞培養媒体における成分としての本発明の植物ベースの結晶性Ｄ−ガラクトースの使用に関する。
本発明はまた本発明の結晶性Ｄ−ガラクトースを含む医薬、食品及び細胞培養媒体を包含する。
以下の実施例は決して本発明を制限せずに本発明の説明的実施態様を示している。
【００６９】
実施例１
ＳＯ42-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂（ＳＢＡ樹脂）を用いたガラクトース含有溶
液のクロマトグラフィ分画
ガラクトースの分離に使用した出発液はキシロース回収のために使用した亜硫酸カルシウム廃液から分離したガラクトース含有の副流である。樺の木が亜硫酸塩パルピングのための原料として使用された。
ガラクトースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として試験的規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。０．２２５ｍの直径を有するカラムは強塩基性陰イオン交換樹脂（ＦｉｎｅｘＡｓ５３２ＧＣ,３．５％
ＤＶＢ））で充てんされた。樹脂床の高さは５．３ｍであった。樹脂の平均粒径は０．３５ｍｍであった。樹脂は硫酸塩（ＳＯ42-）形態に再生された。カラム及び供給溶液及び
溶離水の温度は６５℃であった。カラムの流速は２５Ｌ／ｈに調整された。供給溶液のｐＨは２．６であった。
供給溶液はＤＳに基づき以下の組成を持つ：
ガラクトース    ：２３％
キシロース      ：４０％
マンノ−ス      ：２０％
その他          ：１７％
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は溶液の屈折率（ＲＩ）に従い１００ｇの溶液において乾燥物質３０ｇに調整された。
段階２：予熱された供給溶液の１２．５Ｌは樹脂床の頂までポンプで汲み上げられた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液の５０ｍＬ試料は５分間隔で集められた。試料の組成はHPＬC（アミノ
カラム）で分析され、そして水及びＡＣＮの混合物が溶離液として使用された。
【００７０】
分離プロフィルは図１Ａに、及び画分デ−タが表１に示される。キシロースが他の糖より遅く溶離を始めていることが分かる。このように硫酸塩−形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いると、ガラクトースはキシロースから分離することができる。溶出液（例えば、流出溶液）のｐＨは３．３ないし３．６である。
表１．ＳＯ42-形態ＳＢＡ樹脂でのクロマトグラフィ分離試験からの画分デ−タ
【表１】
2007520195.tif 000002
収率はカラムから溶離した全ての成分から算出された。
【００７１】
実施例２
工業規模におけるＳＯ42-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂（ＳＢＡ樹脂）を用いたガ
ラクトース含有溶液のクロマトグラフィ分離
分離に使用した出発液はキシロース回収のために使用した亜硫酸カルシウム廃液から分離したガラクトース含有の副流である。樺の木が亜硫酸パルピングのための原料として使用された。
ガラクトースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として試験的規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。１．０ｍの直径を有するカラムは強塩基性陰イオン交換樹脂（Ｆｉｎｅｘ  Ａｓ  ５１０ＧＣ，４．０％
ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さはおよそ５．８ｍであった。樹脂の平均粒径は０．２７ｍｍであった。樹脂は硫酸塩（ＳＯ42-）形態に再生された。カラム及び供給溶
液及び溶離水の温度は５７℃であった。カラムの流速は４９５Ｌ／ｈに調整された。供給溶液のｐＨは２．６であった。
供給溶液はＤＳに基づき以下の組成を持つ：
ガラクトース    ：２４％
キシロース      ：４４％
マンノ−ス      ：１０％
アラビノース    ：１．５％
その他          ：２０．５％
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は溶液の屈折率（ＲＩ）に従い１００ｇの溶液において乾燥物質３０ｇに調整された。
段階２：予熱された供給溶液の２７０Ｌは樹脂床の頂までポンプで汲み上げられた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液の試料は５分間隔で集められた。試料の組成はHPＬC（アミノカラム）
で分析され、そして水及びＡＣＮの混合物が溶離液として使用された。
【００７２】
分離プロフィルは図1Bに、及び画分デ−タが表２に示される。キシロースが他の糖より遅く溶離を始めていることが分かる。このように硫酸塩−形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いると、ガラクトースはキシロースから分離することができる。溶出液（例えば、流出溶液）のｐＨは３．３ないし３．６である。
表２．工業規模におけるＳＯ42-形態のＳＢＡ樹脂を用いたクロマトグラフィ分離試験か
らの画分デ−タ
【表２】
2007520195.tif 000003
収率はカラムから溶離した全ての成分から算出された。
【００７３】
実施例３
ＳＯ42-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂（ＳＢＡ樹脂）を用いたガラクトース含有溶
液のクロマトグラフィ分離
分離に使用した出発液はキシロース回収のために使用した亜硫酸カルシウム廃液から分離したガラクトース含有の副流である。樺の木が亜硫酸パルピングのための原料として使用された。
ガラクトースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として工場規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。２．７４ｍの直径を有するカラムは強塩基性陰イオン交換樹脂（Ｆｉｎｅｓ  ＡＳ  ５１０ＧＣ，４．０％ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さはおよそ６．４ｍであった。樹脂の平均粒径は０．２７ｍｍであった。樹脂は（ＳＯ42-）形態に再生された。カラム及び供給溶液及び溶
離水の温度は６０℃であった。カラムの流速は７７０Ｌ／ｈに調整された。供給溶液のｐＨは２．５ないし２．８であった。
供給溶液はＤＳに基づき以下の組成を持つ：
ガラクトース    ：２３％
キシロース      ：４２％
マンノ−ス      ：８．５％
グルコース      ：７％
その他          ：１９．５％
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は溶液の屈折率（ＲＩ）に従い１００ｇの溶液において乾燥物質３９ｇに調整された。
段階２：予熱された供給溶液の１８９０Ｌは樹脂床の頂までポンプで汲み上げられた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液の試料は５分間隔で集められた。試料の組成はHPＬC（アミノカラム）
で分析され、そして水及びＡＣＮの混合物が溶離液として使用された。
【００７４】
分離プロフィルは表３に示される。キシロースが他の糖より遅く溶離を始めていることが分かる。このように硫酸塩−形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いると、ガラクトースはキシロースから分離することができる。溶出液（例えば、流出溶液）のｐＨは３．３ないし３．６である。
表３．ＳＯ42-形態のＳＢＡ樹脂を用いたクロマトグラフィ分離試験からの画分デ−タ
【表３】
2007520195.tif 000004
【００７５】
実施例４
ＳＯ32-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いたガラクトース含有溶液のクロマトグ
ラフィ分離
キシロース、マンノ−ス、ガラクトース、グルコース及びアラビノースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として予備的規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。０．０４４ｍの直径を有するカラムは強塩基性陰イオン交換樹脂（ZeroＬite  FF，７−９％  ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さ
はおよそ８４ｃｍであった。樹脂の平均粒径は０．１３ｍｍであった。樹脂は亜硫酸塩（SO32-）形態に再生された。カラム及び供給溶液及び溶離水の温度は５５℃であった。カ
ラムの流速は３ｍＬ／ｍｉｎに調整された。
供給溶液はＤＳに基づき以下の組成を持つ合成混合物であった（硬木ヘミセルロ−ス加水分解物における主要糖成分の組成にほぼ相当する）：
ガラクトース    ：１０％
キシロース      ：６０％
マンロ−ス      ：１０％
グルコース      ：１０％
アラビノース    ：１０％
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は１００ｍＬの溶液において乾燥物質４０ｇに調整された。段階２：供給溶液５０ｍＬは樹脂床の頂まで送り込まれた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液は１５ｍＬ試料として集められた。試料の組成はＧＣ機器を用いてアルジト−ル酢酸塩誘導体として分析された；充てんカラム及びＦＩＤ−検出を使用。
【００７６】
分離プロフィルは図２に示される。マンノ−ス、ガラクトース及びグルコースはキシロースの前にカラムから溶離した。アラビノースはマンノ−ス、ガラクトース及びグルコースの後、しかしキシロースの前に、溶離していた。このように亜硫酸塩−形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いると、ガラクトースはキシロースからよく分離することができる。
【００７７】
実施例５
ＨＳＯ3-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いたガラクトース含有溶液のクロマトグラフィ分離
キシロース、マンノ−ス、ガラクトース及びグルコースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として予備的規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。０．０４４ｍの直径を有するカラムは強塩基性陰イオン交換樹脂（ＺｅｒｏＬｉｔｅ  ＩＰ，３−４％  ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さはおよそ２０ｃｍであった。樹脂の平均粒径は０．１３ｍｍであった。樹脂は亜硫酸水素塩（ＨＳＯ3-）形態に再生された。カラム及び供給溶液及び溶離水の温度は５０℃であった。カラムの流速は１．４ないし１．６ｍＬ／ｍｉｎに調整された。
供給溶液は他の糖と同様にキシロース６８％、マンノ−ス８％、ガラクトース８％、グルコース８％を含有する合成混合物であった（硬木ヘミセルロ−ス加水分解物の組成にほぼ相当する）。
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は１００ｇの溶液において乾燥物質３５ｇに調整された。
段階２：供給溶液６５ｍＬは樹脂床の頂まで送り込まれた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液は１０．５ｍＬ試料として集められた。試料の組成物はＧＣ機器を用いてシリル化誘導体として分析された；充てんカラム及びＦＩＤ−検出を使用。
【００７８】
分離プロフィルは図３に示される。キシロースの前に、まずグルコースが溶離しそしてそれからマンノ−ス及びガラクトースがカラムから溶離した。このように亜硫酸水素塩強塩基性陰イオン交換樹脂を用いると、ガラクトースはキシロース及びグルコースからよく分離することができる。
【００７９】
実施例６
ＣＨ3ＣＯＯ-形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いたガラクトース含有溶液のクロマトグラフィ分離
キシロース、マンノ−ス、ガラクトース、グルコース及びアラビノースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として予備的規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。０．０４４ｍの直径を有するカラムは強塩基性陰イオン交換樹脂（ＺｅｒｏＬｉｔｅ  ＦＦ，３−５％  ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さはおよそ８４ｃｍであった。樹脂の平均粒径は０．１３ｍｍであった。樹脂は酢酸塩（ＣＨ3ＣＯＯ-）形態に再生された。カラム及び供給溶液及び溶離水の温度は５５℃
であった。カラムの流速は４．１ｍＬ／ｍｉｎに調整された。
供給溶液はＤＳに基づき以下の組成を持つ合成混合物であった（硬木ヘミセルロ−ス加水分解物の組成にほぼ相当する）：
ガラクトース    ：１０％
キシロース      ：６０％
マンノ−ス      ：１０％
グルコース      ：１０％
アラビノース    ：１０％
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は１００ｍＬの溶液において乾燥物質３８．８ｇに調整された。
段階２：供給溶液５１．５ｍＬは樹脂床の頂まで送り込まれた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液は２０．５ｍＬ試料として集められた。試料の組成はＧＣ機器を用いてアルジト−ル酢酸誘導体として分析された；充てんカラム及びＦＩＤ−検出を使用
【００８０】
分離プロフィルは図４に示される。キシロースの前に、まずグルコースが溶離しそしてそれからマンノ−ス、グルコース及びアラビノースがカラムから溶離した。このように酢酸塩−形態の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いると、ガラクトースはキシロース及びグルコースからよく分離することができる。
【００８１】
実施例７
Ｂａ2+形態の強酸性陽イオン交換樹脂を用いたガラクトース含有溶液のクロマトグラフィ分離
ガラクトースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として工場設備規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。２．７４ｍの直径を有するカラムはＢａ2+形態にある強酸性陽イオン交換樹脂（Ｆｉｎｅｘ  ＣＳ08  ＧＣ，４．０％  ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さはおよそ６．８ｍであった。樹脂の平均粒径は０．３ｍｍであった。カラム及び供給溶液及び溶離水の温度は６８ないし７０℃であった。カラムの流速は０．６９ｍ／ｈに調整された。供給溶液のｐＨはおよそ３だった。
供給溶液はＤＳに基づき以下の組成を持つ：
ガラクトース    ：１７％
キシロース      ：２９％
マンノ−ス      ：２２％
その他          ：３２％
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は溶液の屈折率（ＲＩ）に従い１００ｇの溶液において乾燥物質３５ｇに調整された。
段階２：予熱された供給溶液１８９０Ｌは樹脂床の頂までポンプで汲み上げられた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液の試料は５分間隔で集められた。試料の組成はHPＬC（アミノカラム）
で分析され、そして水及びＡＣＮの混合物が溶離液として使用された。
【００８２】
分離プロフィルは図５に示される。マンノ−スが他の糖より遅く溶離し始めた。このようにバリウム−形態の強酸性陽イオン交換樹脂を用いると、ガラクトース及びキシロースはマンノ−スから分離することができる。
【００８３】
実施例８
Ｐｂ2+形態の強酸性陽イオン交換樹脂用いたガラクトース含有溶液のクロマトグラフィ分離
ガラクトースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として試験的規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。０．１ｍの直径を有するカラムはＰｂ2+形態にある強酸性陽イオン交換樹脂（Ｆｉｎｅｘ  ＣＡ  16  ＧＣ，８．０％ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さはおよそ１．２ｍであった。樹脂の平均粒径は０．３５ｍｍであった。カラム及び供給溶液及び溶離水の温度は６５℃であった。カラムの流速は５０ｍＬ／ｍｉｎに調整された。供給溶液のｐＨはおよそ２．６だった。
供給溶液はＤＳに基づき以下の組成を持つ：
ガラクトース    ：２３％
キシロース      ：４０％
マンノ−ス      ：２０％
その他          ：１７％
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は溶液の屈折率（ＲＩ）に従い１００ｇの溶液において乾燥物質３０ｇに調整された。
段階２：予熱された供給溶液８００ｍＬは樹脂床の頂までポンプで汲み上げられた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液５０ｍＬの試料は３分間隔で集められた。試料の組成はHPＬC（アミノ
カラム）で分析され、そして水及びＡＣＮの混合物が溶離液として使用された。
【００８４】
分離プロフィルは図６に示される。マンノ−スが他の糖より遅く溶離し始めていた。このように鉛−形態強酸性陽イオン交換樹脂を用いると、ガラクトース及びキシロースはマンノ−スから分離することができる。溶出液（例えば、流出溶液）のｐＨは３ないし４であった。
【００８５】
実施例９
Ｂａ2+形態の強酸性陽イオン交換樹脂を用いたガラクトース含有溶液のクロマトグラフィ分離
ガラクトースの分離に使用した出発液は例1に従って作られた硫酸塩−形態のＳＢＡ  
分離からのガラクトース含有の副流である。ガラクトースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として試験的規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。０．０１ｍの直径を有するカラムはＢａ2+形態強酸性陽イオン交換樹脂（Ｋｏｒｅｌａ  Ｖ０６，４％  ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さはおよそ１．６ｍであった。樹脂の平均粒径は０．２５ｍｍであった。カラム及び供給溶液及び溶離水の温度は６５℃であった。カラムの流速は５０ｍＬ／ｍｉｎに調整された。供給溶液のｐＨはおよそ２．７であった。
供給溶液（ＳＯ42-形態のＳＢＡ樹脂での分離から）は以下の組成を持つ（ＤＳに基づく
）：
ガラクトース    ：５８％
キシロース      ：１％
マンノ−ス      ：１８％
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は溶液の屈折率（ＲＩ）に従い１００ｇの溶液において乾燥物質２５ｇに調整された。
段階２：６００ｍＬの予熱された溶液は樹脂床の頂までポンプで汲み上げられた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラム
において下方に溶離された。
段階４：流出溶液の試料は５分間隔で集められた。試料の組成はHPＬC（アミノカラム）
で分析され、そして水及びＡＣＮの混合物が溶離液として使用された。
【００８６】
分離プロフィルは図７に示される。マンノ−スが他の糖より遅く溶離を始めた。このようにＢａ2+形態の強酸性陽イオン交換樹脂を用いると、ガラクトース及びキシロースはマンノ−スから分離することができる。
【００８７】
実施例１０
Ｂａ2+形態の強酸性陽イオン交換樹脂を用いたガラクトース含有溶液のクロマトグラフィ分離
分離に使用した出発液はキシロース回収のために使用したＣａ2+を基礎とした亜硫酸塩廃液から分離したガラクトース含有の副流である。樺の木が亜硫酸パルピングのための原料として使用された。
ガラクトースを含有している溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として工場設備規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。２．７４ｍの直径を有するカラムは強塩基性陰イオン交換樹脂（Ｆｉｎｅｘ  ＣＳ  ０８ＧＣ，４．０％ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さはおよそ６．８ｍであった。樹脂の平均粒径は０．３ｍｍであった。樹脂はバリウム（Ｂａ2+）形態に再生された。カラム及び供給溶液及び溶離水の温度は６８℃であった。カラムの流速は６９０Ｌ／ｈに調整された。供給溶液のｐＨは２．５ないし２．８であった。
供給溶液はＤＳに基づき以下の組成を持つ：
ガラクトース    ：４７％
キシロース      ：３％
マンノ−ス      ：１７％
グルコース      ：１１％
その他          ：２２％
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は溶液の屈折率（ＲＩ）に従い１００ｇの溶液において乾燥物質３５ｇに調整された。
段階２：予熱された供給溶液１７４０Ｌは樹脂床の頂までポンプで汲み上げられた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液の試料は画分カットに基づき集められた。試料の組成はHPＬC（アミノ
カラム）で分析され、そして水及びＡＣＮの混合物が溶離液として使用された。
【００８８】
分離プロフィルは表４に示される。マンノ−スが他の糖より遅く溶離を始めた。このようにバリウム形態の強酸性陽イオン交換樹脂を用いると、ガラクトース及びキシロースはマンノ−スから分離することができる。溶出液のｐＨは（例えば、流出溶液）３．３ないし３．６だった。
表４．Ｂａ2+形態のＳＢＡ樹脂を用いたクロマトグラフィ分離試験からの画分デ−タ
【表４】
2007520195.tif 000005
収率はカラムから溶離した全ての成分から算出された。
【００８９】
実施例１１
ガラクトースの結晶
（1）第一結晶群の結晶化
ＳＡＣ（Ｂａ2+）形態の樹脂を用いた1つのクロマトグラフィ分離及びＳＢＡ（ＳＯ
42-）形態の樹脂を用いた２つのクロマトグラフィ分離から得られ、３５％のＤＳ及び
純ガラクトースの屈折率乾燥固形物含有量（ＲＤＳ）に基づく、ＤＳに基づきガラクト
ース含有量５３％を持つガラクトースシロップ３２．０kgは７２％のＲＤＳまで蒸発に
よって濃縮され６５℃の温度で１０リットルの冷却晶析装置に移された。種晶添加はＤ
Ｓに基づき０．０５％ガラクトース種晶を用いてガラクトースシロップにされた。
その塊は６０℃の温度から２０℃の温度まで冷却された。結晶ケーキは遠心分離により
種晶添加から４０時間後に回収され、それによってＤＳに基づき９２．１％のケーキ純
度が得られた。遠心分離された結果は２９％の乾燥物質収率に相当した。結晶の大きさ
は２００ないし３００μｍであった。
（2）精製結晶
第一群結晶化からのガラクトース結晶１８７３ｇが水に溶解された。１８％のＤＳを
持つガラクトースシロップはＲＤＳとして６４％まで蒸発されそして６０℃の温度で２
リットルの反応槽に移された。ＤＳに基づき０．０２％の種晶を用いてガラクトースシ
ロップに種晶添加を行った。
その塊は６０℃の温度から２０℃の温度まで冷却された。結晶ケーキは遠心分離によ
り種晶添加から４０時間後に回収され、それによってＤＳに基づき９９．５％を超える
ケーキ純度が得られた。遠心分離された結果は６６％の乾燥物質収率に相当した。結晶
の大きさは３００ないし５００μｍであった。結晶は１２時間６０℃の温度でオ−ブン
において乾燥された。結晶水含有量は０．１％と分析された。
（３）ガラクトースの生成結晶化
ＳＡＣ（Ｂａ2+）形態樹脂、ＳＢＡ（ＳＯ42-）形態樹脂及びＳＡＣ（Ｂａ2+）形態
樹脂を用いたクロマトグラフィ分離から得られ、３０％のＤＳ、並びにＤＳに基づきガ
ラクトース含有量６４％を持つガラクトースシロップ５２００ｋｇは７２％ＤＳまで蒸
発されそして６８℃で２０００リットルの冷却晶析装置に移された。ＤＳに基づき０．
０５％のガラクトース種晶を用いて沸騰するシロップに種晶添加（６８％にて、７３％
のＤＳ）を行った。
その塊は６８℃の温度から２８℃の温度まで冷却された。種晶添加から６０時間後、
遠心分離がＤＳに基づき９８．３％の結晶ケーキ純度を与えた。遠心分離された結果は
３１％の乾燥物質収率に相当した。結晶の大きさは１００ないし２００μｍであった。
結晶は１２時間７０℃の温度で回転真空乾燥機において乾燥された。結晶の含水率は０
．１３％であると分析された。
【００９０】
実施例１２
Ｈ+形態の弱酸性陽イオン交換樹脂（ＷＡＣ樹脂）を用いたアラビアゴム加水分解物の
クロマトグラフィ分画及びガラクトース画分からのガラクトース結晶化
分離のための供給溶液はガムアラビックシヤル（Ｇｕｍ  Ａｒａｂｉｃ  Ｓｅｙａｌ）から調製されたアラビアゴム加水分解物であった。主にアラビノース、ガラクトース及びラムノースを含有する、前記加水分解物はＣａ（ＯＨ）2及びＮａＯＨで中和され珪藻土
でろ過された。
供給溶液は以下の組成を持つ（ＲＤＳに基づく％）
【表５】
2007520195.tif 000006
上記で示した組成を持つ溶液にクロマトグラフィ分離を受けさせた。分離はバッチ方法として試験的規模のクロマトグラフィ分離カラムにおいて行われた。０．２ｍの直径を有するカラムは弱酸性陽イオン交換樹脂（Ｆｉｎｅｘ  ＣＡ  １６  ＧＣ，８％  ＤＶＢ）で充てんされた。樹脂床の高さはおよそ１５．８ｍであった。樹脂の平均粒径は０．３０８ｍｍであった。樹脂は５％のＨＣＬで水素（Ｈ+）形態に再生された。カラム、供給溶液
及び溶離水の温度は６０℃であった。カラムの流速は６０Ｌ／ｈに調整された。供給溶液のｐＨは４であった。
クロマトグラフィの分離は以下のように行われた：
段階１：供給溶液の乾燥物質は溶液の屈折率（ＲＩ）に従い１００ｇの溶液において乾燥物質４５ｇに調整された。
段階２：予熱された供給溶液２８Ｌは樹脂床の頂までポンプで汲み上げられた。
段階３：供給溶液は予熱されたイオン交換水をカラムの頂に送り込むことによってカラムにおいて下方に溶離された。
段階４：流出溶液の5ｍＬ試料は５分間隔で集められた。試料の組成物は屈折率検出器及
びＮａ+ ＳＡＣカラムを設けたＨＰＬＣ装置で分析された（水が溶離液として使用された）。
【００９１】
分離プロフィルを図８に、及び画分デ−タは表５において示される。溶出は塩及びポリ−、オリゴ−及び二糖類で始まり、その後に単糖類の溶離がガラクトース、アラビノース及びラムノースの順で続く。ガラクトースは他よりはやく溶離するので、ガラクトース及びアラビノースはこのように酸性状態における弱酸性陽イオン交換樹脂を用いてアラビアゴムマトリックスから分離できる。例えば、残留画分に加え、以下の表で表されるガラクトース及びアラビノース画分が集められる。画分における成分の収率は溶離プロフィル試料の分析から算出される、全ての流出画分における該成分の総量に関して表される。
表５．Ｈ+形態ＷＡＣ樹脂を用いたクロマトグラフィ分離試験からの画分デ−タ
【表６】
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溶出液（すなわち流出溶液）のｐＨは２．７ないし４．６であった。
ガラクトースはＤＳに基づき６６％のガラクトース含有量を持つガラクトース画分から以下のように結晶化された：
上記で得られたガラクトース画分は７２％のＲＤＳまで蒸発され７０℃の温度で１０リットルの冷却晶析装置に移された。種晶添加（７０℃，７２％のＲＤＳ）がＤＳに基づき０．０５％のガラクトース種晶で沸騰シロップになされた。
その塊は７０℃の温度から２０℃の温度まで冷却された。ガラクトース結晶は遠心分離により種晶添加から５０時間後に分離された。ガラクトースの収率は約６５％であった。
このように得られた第一結晶群の結晶は１８％のＤＳを持つガラクトースシロップを得るために水に溶解された。シロップは６３％のＲＤＳまで蒸発され７０℃の温度で2リッ
トルの反応槽に移された。種晶添加（７０℃，６３％のＲＤＳ）はＤＳに基づき０．０２％の種晶で沸騰シロップにされる。
その塊は７０℃の温度から２０℃の温度まで冷却される。ガラクトースの結晶は遠心分離により種晶添加から４０時間後に分離される。このように得られたガラクトース結晶は１２時間６０℃の温度でオ−ブンにおいて乾燥された。ガラクトース収率は約６５％であった。
【００９２】
実施例１３
本発明の結晶性Ｄ−ガラクトース及び商業用ガラクトース試料の単糖類（糖）不純物の比較分析
本発明の結晶性Ｄ−ガラクトース試料並びに比較の商業用マンノ−ス結晶に単糖類分析を受けさせた。単糖類（Ｄ−ガラクトース並びに不純物のＤ−キシロース、Ｌ−アラビノース、Ｌ−ラムノース及びＤ−マンノ−ス）はＨＰＬＣ（Ｄｉｏｎｅｘ）、陰イオン交換カラム（ＰＡ１）及び電気化学検出器（ＰＥＤ）によって測定された。Ｄ−グルコースはＨＰＬＣ、鉛−カラム及び屈折率検出器によって測定された。分析結果は表６に示される。
表６において、試料１，２，３及び４が本発明の結晶性Ｄ−ガラクトースを表す。試料1は実施例２（ＳＯ42-形態のＳＢＡ樹脂）に従いクロマトグラフィ分画によって得られ続いて実施例１１（３）に従い結晶化した。試料２は実施例２（ＳＯ42-形態のＳＢＡ樹脂
）に従いクロマトグラフィ分画によって得られ続いて実施例１１（２）に従い結晶化した。試料３及び４は実施例３及び１０（ＳＯ42-形態のＳＢＡ樹脂での分離及びＢａ2+形態
のＳＡＣ樹脂での分離）に従いクロマトグラフィ分画によって得られ続いて実施例１１（２）に従い同じように結晶化した。
比較のガラクトース試料はＳｉｇｍａ及びＢＤＨによって製造された商業用のＤ−ガラクトースであった。
【００９３】
さらに、本発明の追加の試料（試料５）にＨＰＬＣ、アミノカラム及び屈折率検出器で単糖類試験を受けさせた。試料５は実施例３及び１０（ＳＯ42-形態のＳＢＡ樹脂での分
離及びＢａ2+形態のＳＡＣ樹脂での分離）に従いクロマトグラフィ分画によって得られ続いて実施例１１（１）に従い同じように結晶化した。その結果は表７に示される。
表６．ガラクトース結晶試料の単糖類不純物の含有量（ＤＳに基づく％）
【表７】
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表７．ガラクトース結晶試料の単糖類不純物の含有量（ＤＳに基づく％）
【表８】
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【００９４】
技術が進歩するにつれて、本発明概念が様々な方法において実行され得ることは、当業者には明白であろう。本発明及びその実施態様は実施例に制限されず、請求項の範囲内で
変わり得る。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１Ａ】実施例１から得られる分離プロフィルのグラフである。
【図１Ｂ】実施例２から得られる分離プロフィルのグラフである。
【図２】実施例４から得られる分離プロフィルのグラフである。
【図３】実施例５から得られる分離プロフィルのグラフである。
【図４】実施例６から得られる分離プロフィルのグラフである。
【図５】実施例７から得られる分離プロフィルのグラフである。
【図６】実施例８から得られる分離プロフィルのグラフである。
【図７】実施例９から得られる分離プロフィルのグラフである。
【図８】実施例１２から得られる分離プロフィルのグラフである。
【符号の説明】
【００９６】
図１Ａ、１Ｂ、６及び７中のｃｏｎは、溶液中の総乾燥物質の濃度を指し、図２、３、４、５、８中のＣｏｎｃもまた溶液中の総乾燥物質の濃度を指す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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