(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・４０〜８５重量％のベタイン、
・１〜２０重量％のフルクタン、ならびに
・１〜３０重量％のグルコースおよび／またはフルクトース、
を含有する、ベタイン組成物。
【請求項２】
０〜１０重量％のスクロースをさらに含有する、請求項１に記載のベタイン組成物。
【請求項３】
グルコースおよび／またはフルクトースの総量は、フルクタンの量より少なくとも０．５重量％少ない、請求項１または２に記載のベタイン組成物。
【請求項４】
前記フルクタンは、フルクトオリゴ糖から本質的になる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のベタイン組成物。
【請求項５】
・４０〜７２重量％のグルコース、
・０〜２５重量％のフルクトース、
・０．５〜３０重量％のフルクタン、
・０．０５〜５重量％のベタイン、および
・０〜１０重量％のスクロース
を含有する、グルコース組成物。
【請求項６】
前記フルクタンは、フラクトオリゴ糖から本質的になる、請求項５に記載のグルコース組成物。
【請求項７】
多くても５重量％の、デンプンの加水分解によって得られ得る二糖、オリゴ糖、または多糖を含有する、請求項５または６に記載のグルコース組成物。
【請求項８】
１〜４０重量％の、請求項５〜７のいずれか一項に記載のグルコース組成物を含有する、仔牛用代用乳組成物。
【請求項９】
甜菜糖蜜から請求項１〜４のいずれか一項に記載のベタイン組成物および請求項５〜７のいずれか一項に記載のグルコース組成物を調製するための方法であって、
・該糖蜜をフルクタン形成酵素の作用に供してフルクタン含有糖蜜を形成する変換ステップと、
・ベタイン組成物、グルコース組成物、およびフルクタン組成物が回収されるように、該フルクタン含有糖蜜をクロマトグラフィー分離に供する回収ステップと、
を含む、上記方法。
【請求項１０】
前記糖蜜または前記フルクタン含有糖蜜中の有機および無機の両方の塩の総量を２重量％未満のレベルに至らせる脱ミネラル化ステップをさらに含み、その場合、該脱ミネラル化ステップは、前記回収ステップの前に実行される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記脱ミネラル化ステップは、前記変換ステップの前に実行される、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベタイン組成物およびグルコース組成物に関する。本発明はさらに、ベタイン組成物およびグルコース組成物を調製するための方法、ならびに前記組成物の使用に関する。
【０００２】
ベタインは、それ自体既知であり、動物栄養剤および他の用途において広く使用されている。既知のベタイン組成物は、典型的には、全乾燥物質に対して約９０重量％のベタインを有する、かなり高純度の形態で供給される。
本発明の１つの目的は、効率的な様式で生成することができ、その上さらなる利益を提供することができる、代替的なベタイン組成物を提供することである。
この目的は、
・４０〜８５重量％のベタイン、
・１〜２０重量％のフルクタン、ならびに
・１〜３０重量％のグルコースおよび／またはフルクトース
を含有するベタイン組成物によって達成される。
【０００３】
本明細書に示される重量パーセントは、別途記載のない限り、全乾燥物質に基づいて計算される。
【背景技術】
【０００４】
国際公開第ＷＯ−Ａ−２０１１／１４１１７５号は、糖蜜からベタインを回収するためのプロセスを開示している。国際公開第ＷＯ−Ａ−２０１１／１４１１７５号の実施例１において、甜菜糖蜜は、フルクトシルトランスフェラーゼ活性を有する酵素で処理され、続いてクロマトグラフィー分離が行われ、特にベタインのみから本質的になる画分が得られる。
【０００５】
国際公開第ＷＯ２０１３／０７２０４８号は、糖蜜から本質的になる原料からベタインを回収するためのプロセスを開示しており、該プロセスは、糖蜜中の塩の総量を（全乾燥物質に対して）２重量％未満のレベルに至らせる脱ミネラル化ステップと、糖蜜をフルクタン形成酵素の作用に供してフルクタン含有糖蜜（フルクタン−糖蜜）を形成する変換ステップと、フルクタン−糖蜜をクロマトグラフィー分離に供し、それによってベタイン含有画分を得る分離ステップとを含む。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、ベタイン組成物に関する。本明細書で意味する場合、ベタインは、特に甜菜（Ｂｅｔａ  ｖｕｌｇａｒｉｓ：ベータ・ブルガリス）に見出される双性イオンであり、式（Ｉ）の構造を有する、グリシンベタインまたはΝ，Ν，Ν−トリメチルグリシンという意味で使用される。
【化１】
0006438130.tif 000002
【０００７】
既知であるように、ベタインは、浸透圧の調製物質であること、またメチル供与体として機能すること等、哺乳動物において数多くの機能を有する。これらの機能から、ベタインの市場が存在するという状況が生まれ、したがって、効率的な方法で生成物としてベタインを得ることが望ましい。ベタインの源として知られている１つの群は、例えば、甜菜糖蜜等のベタイン含有糖蜜の群である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明によるベタイン組成物は、少なくとも４０重量％のベタインを含有する。好ましくは、ベタインは、ベタイン組成物の最多量乾燥物質成分である。より好ましくは、ベタイン組成物は、少なくとも４５、５０、５５、６０、６５重量％、またはさらには少なくとも７０重量％のベタインを含有する。
【０００９】
ベタイン組成物が付加的な利益を有する可能性を開くべく、さらなる化合物の存在を許容するために、本発明によるベタイン組成物は、多くても８５重量％のベタインを含有するべきである。好ましくは、本発明によるベタイン組成物は、多くても８３、８１、７９、７７重量％、またはさらには多くても７５重量％のベタインを含有する。
【００１０】
本発明によるベタイン組成物は、フルクタンを含有するべきである。本明細書で使用されるフルクタンという用語は、任意選択的にグルコース開始部分を有する、主にフルクトシル−フルクトース結合からなる炭水化物材料に関連する総称としてのその一般的な意味を有する。フルクタンの意味は、より具体的な化合物であるイヌリン（フルクトシル−フルクトース結合が主にβ（２→１）型の結合である）およびレバン（フルクトシル−フルクトース結合が主にβ（２→６）型の結合である）を包含する。イヌリンおよびレバンは両方とも直鎖または分岐鎖であり得、両方とも多分散型、すなわち、種々の重合度の混合物の形態、または単分散型であり得る。
【００１１】
イヌリンは、通常、多分散である、すなわち、個々の化合物の重合度（ＤＰ）が２〜１００またはそれ以上の範囲であり得る、種々の鎖長の化合物の混合物である。ｎ個のフルクトース部分からなる個々のイヌリン化合物は、大抵の場合式Ｆｎで表され、グルコース開始部分およびｍ個のフルクトース部分を有する個々のイヌリン化合物は、大抵の場合ＧＦｍで表される。ＦＯＳと略されるフルクトオリゴ糖という用語は、本明細書で使用される場合、個々の化合物のＤＰが２〜１０、実際には大抵の場合２〜９、または２〜８、または２〜７の範囲である、単分散または多分散のいずれかの特定の形態のイヌリン材料を意味する。市販のＦＯＳは、通常、約２〜５の数平均重合度
【化２】
0006438130.tif 000003
を有する多分散材料である。スクロースから合成されるＦＯＳ化合物は、典型的には、式ＧＦｍを有する化合物の大半を占め、その場合、ｍは、化合物の重合度から１を引いたものである。
【００１２】
実際には、ＦＯＳは、オリゴフルクトースとも称される。本明細書で使用される場合、フルクトオリゴ糖およびオリゴフルクトースという用語は、同義であると見なされる。
【００１３】
本発明のベタイン組成物中のフルクタンの存在は、使用における特定の利益をもたらすことができ、例えば、動物栄養剤の用途に使用された場合、消化器系および／または免疫系の機能改善等、プレバイオティクスで既知の効果のうちの１つ以上に寄与し得る。フルクタンはまた、触感または粘性への寄与等、使用におけるさらなる種類の利益に寄与し得、フルクタンに関するそのような利益は、それ自体既知である。これらの利益が現れる程度は、ベタイン組成物が使用される特定の方法に依存するであろう。
【００１４】
本発明によるベタイン組成物は、ベタインよりも少ないフルクタンを含有し、具体的には、少なくとも１、２、または少なくとも３重量％のフルクタンを含有する。好ましくは、フルクタンの量は、ベタイン組成物中のグルコースおよび／またはフルクトースの量より少なくとも０．５重量％、またはさらには少なくとも１、２、もしくは３重量％高い。より好ましくは、フルクタンの量は、少なくとも５、７重量％、またはさらには少なくとも９重量％である。
【００１５】
本発明によるベタイン組成物は、多くても２０重量％のフルクタンを含有するべきである。好ましくは、本発明によるベタイン組成物は、多くても１８、１６、１４重量％、またはさらには多くても１２重量％のフルクタンを含有する。
【００１６】
ベタイン組成物中のフルクタンは、好ましくは、イヌリンから本質的になる。より好ましくは、ベタイン組成物中のフルクタンは、イヌリンからなる。最も好ましくは、ベタイン組成物中のフルクタンは、ＦＯＳから本質的になるか、またはさらにはＦＯＳからなる。
【００１７】
本明細書で使用される場合、「本質的に」、「〜から本質的になる（なっている）」、「本質的に全ての」という用語および均等物は、別途記載のない限り、組成物またはプロセスステップに関連して、組成物またはプロセスステップにおいて逸脱が生じ得るが、その組成物またはプロセスステップの本質的な特徴および効果がそのような逸脱によって実質的に影響を受けない程度までしか生じないという通常の意味を有する。
【００１８】
本発明によるベタイン組成物は、グルコースおよび／またはフルクトースを含有するべきである。好ましい一実施形態において、ベタイン組成物は、グルコース、および任意選択的にフルクトースを含有し、好ましくはフルクトースを本質的に含有しないか、またはさらにはフルクトースを全く含有しない。代替の好ましい実施形態において、ベタイン組成物は、フルクトース、および任意選択的にグルコースを含有し、好ましくはグルコースを本質的に含有しないか、またはさらにはグルコースを全く含有しない。グルコースおよび／またはフルクトースの存在は、ベタイン組成物のエネルギー源を高める。ベタイン組成物中のグルコースおよび／またはフルクトースの総量は、少なくとも１．０重量％、好ましくは少なくとも１．５、２．０、２．５、３．０、３．５重量％、またはさらには少なくとも４．０重量％であるべきである。ベタイン自体およびフルクタンの利益が十分に存在し得ることを確実にするために、グルコースおよび／またはフルクトースの総量は、多くても３０重量％、好ましくは多くても２５、２０、１５、もしくは１０重量％、より好ましくは多くても９．５、９．０、８．５、８．０、７．５、７．０、６．５重量％、またはさらには多くても６．０重量％であるべきである。好ましい実施形態において、グルコースおよび／またはフルクトースの総量は、フルクタンの量より好ましくは少なくとも１重量％、またはさらには少なくとも２重量％少ない。
【００１９】
本発明の実施形態において、ベタイン組成物中のフルクタンの量は、ベタインの量より少なくとも０．５重量％少なく、グルコースおよび／またはフルクトースの総量は、フルクタンの量より少なくとも０．５重量％少ない。
【００２０】
本発明によるベタイン組成物は、例えば、混合またはブレンドによって、個々の成分を本明細書に示される範囲内の所望の比率で組み合わせることによって調製され得る。ベタイン組成物は、粉末混合物の形態であってもよく、本発明によるベタイン組成物はまた、液体形態、例えば、水性分散液または水溶液の形態であってもよい。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態において、本発明によるベタイン組成物は、最初に、国際公開第ＷＯ−Ａ−１４１１７５号に詳述されるような変換ステップを適用し、続いて、国際公開第ＷＯ−Ａ−１４１１７５号に詳述されるようなクロマトグラフィー分離ステップの修正版を適用することによって、甜菜糖蜜から調製され得る。分離ステップの修正は、本発明によるベタイン組成物がクロマトグラフィー分離から得られるようなものであるべきである。修正の目的をここに記したが、修正自体は、日常的な実験を通して当業者によって達成され得る。
【００２２】
本発明によるベタイン組成物の実施形態において、ベタイン組成物は、いくらかのスクロースを含有してもよい。好ましくは、スクロースの量は、最大１０重量％まで、好ましくは０．１〜８重量％、より好ましくは０．５〜６重量％である。より好ましくは、スクロースの量は、多くても５、４、３、または２重量％である。最も好ましくは、スクロースの量は、グルコースおよび／またはフルクトースの総量より少なくとも０．５重量％少ない。
【００２３】
本発明はさらにグルコース組成物に関する。グルコース組成物は、それ自体既知であり、食品、動物栄養剤、および他の用途において広く使用されている。既知のグルコース組成物は、大抵の場合デンプン加水分解物の形態で供給される。
【００２４】
効率的な様式で生成することができ、その上さらなる利益を提供することができる、代替的なグルコース組成物を提供することが、本発明の目的である。
【００２５】
この目的は、
・４０〜７２重量％のグルコース、
・０〜２５重量％のフルクトース、
・０．５〜３０重量％のフルクタン、
・０．０５〜５重量％のベタイン、および
・０〜１０重量％のスクロース
を含有するグルコース組成物によって達成される。
【００２６】
本発明のグルコース組成物の利点は、グルコースの送達自体を超えていくつかの利益をもたらすことができることであり、そのような利益は、既知のデンプン加水分解物には見出されない。
【００２７】
本発明のグルコース組成物は、少なくとも４０重量％のグルコースを含有するべきである。好ましくは、グルコース組成物は、少なくとも４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８重量％、またはさらには少なくとも６０重量％のグルコースを含有する。
【００２８】
本発明のグルコース組成物は、多くても７２重量％のグルコースを含有するべきである。好ましくは、グルコース組成物は、多くても７１、７０、６９、６８、６６、６４重量％、またはさらには多くても６２重量％のグルコースを含有する。
【００２９】
本発明のグルコース組成物は、最大２５重量％まで、好ましくは最大２０、１５、または１０重量％までのフルクトースを含有してもよい。好ましい実施形態において、本発明のグルコース組成物は、少なくとも０．５、１．０、２．０、２．５重量％、またはさらには少なくとも３．０重量％のフルクトースを含有する。好ましくは、本発明のグルコース組成物は、多くても９．５、９．０、８．５、８．０、７．５重量％、またはさらには多くても７．０重量％のフルクトースを含有する。
【００３０】
本発明のグルコース組成物は、少なくとも０．５重量％、好ましくは少なくとも１重量％のフルクタンを含有するべきである。好ましくは、グルコース組成物は、少なくとも１．５、２．０、２．５、３．０、３．５重量％、またはさらには少なくとも４．０重量％のフルクタンを含有する。
【００３１】
本発明のグルコース組成物は、多くても３０重量％、好ましくは多くても２５重量％のフルクタンを含有するべきである。好ましくは、グルコース組成物は、多くても２４、２３、２２、２１、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３重量％、またはさらには多くても１２重量％のフルクタンを含有する。好ましい実施形態において、グルコース組成物は、フルクトースより少なくとも０．５重量％多くのフルクタンを含有する。
【００３２】
グルコース組成物中のフルクタンは、好ましくは、イヌリンから本質的になるか、またはさらにはイヌリンからなる。より好ましくは、グルコース組成物中のフルクタンは、ＦＯＳから本質的になるか、またはさらにはＦＯＳからなる。
【００３３】
本発明のグルコース組成物は、少なくとも０．０５重量％のベタインを含有するべきである。好ましくは、グルコース組成物は、少なくとも０．１０、０．１５重量％、またはさらには少なくとも０．２０重量％のベタインを含有する。
【００３４】
本発明のグルコース組成物は、多くても５重量％、好ましくは多くても４、３、または２重量％のベタインを含有するべきである。より好ましくは、グルコース組成物は、多くても１．８、１．７、１．６、１．５、１．４、１．３、１．２、１．１重量％、またはさらには多くても１．０重量％のベタインを含有する。好ましい実施形態において、グルコース組成物は、フルクタンより少なくとも０．５重量％少ないベタインを含有する。本発明によるグルコース組成物がフルクトースを含有する場合、ベタインの量は、フルクトースの量より、好ましくは少なくとも０．１重量％少ないことが好ましい。
【００３５】
本発明のグルコース組成物は、最大１０重量％までのスクロースを含有してもよい。好ましくは、グルコース組成物は、多くても９．０、８．０、７．０、６．５、６．０、５．５、５．０、４．５重量％、またはさらには多くても４．０重量％のスクロースを含有する。
【００３６】
好ましくは、本発明のグルコース組成物は、少なくとも０．５、１．０、１．５、２．０重量％、またはさらには２．５重量％のスクロースを含有する。
【００３７】
本発明のグルコース組成物は、好ましくは、デンプンの加水分解によって得られ得る二糖、オリゴ糖、または多糖を含有しないか、または多くてもその５、４、３、２、１、０．５、もしくはさらには０．１重量％を含有するべきである。そのような化合物の例は、マルトースおよびマルトトリオースである。デンプンの加水分解は、それ自体周知であり、例えば、酸加水分解または酵素加水分解によって実行され得る。
【００３８】
本発明のグルコース組成物における化合物の組み合わせ、およびそれらに関連する利益が、仔牛用代用乳組成物における使用に対する高い適合性をもたらすことが分かった。したがって、本発明は、１〜４０重量％の本発明のグルコース組成物を含有する仔牛用代用乳組成物にも関する。本発明の好ましい実施形態において、グルコース組成物は、鉄を本質的に含有しないか、またはさらには鉄を全く含有しない。
【００３９】
本発明のグルコース組成物は、個々の成分を本明細書に示される範囲内の所望の比率で組み合わせることによって調製され得る。グルコース組成物は、粉末混合物の形態であってもよく、本発明によるグルコース組成物はまた、液体形態、例えば、水性分散液または水溶液の形態であってもよい。
本発明の好ましい実施形態において、本発明によるグルコース組成物は、甜菜糖蜜から調製され得る。
【００４０】
本明細書で使用される場合の糖蜜という用語は、スクロースの調製のためのプロセスにおいて、具体的には結晶化段階において形成される副産物としてのその一般的な意味を有し、さらに、本発明による方法（プロセス）で使用される糖蜜は、ベタインを含有するべきである。本明細書で使用される場合、糖蜜という用語は、スクロースの調製のためのプロセスにおいて得られる糖蜜、またはその濃縮もしくは希釈された形態を指し、その場合、希釈は、好ましくは水相を用いて行われる。本明細書で意味する場合の糖蜜はまた、１つ以上の前処理に供されたが、依然としてかなりの量のスクロース、ベタイン、および塩を含有し続けている糖蜜も包含する。そのような前処理の一例は、スクロースの量の１０、２０、もしくは３０〜５０、６０％、またはさらには７０％の減少であり、そのような前処理の別の例は、カルシウムの量を１０、２０、３０、もしくは４０〜５０、６０％、またはさらには７０％減少させることを目標とする、いわゆる軟化ステップである。一実施形態において、糖蜜は水で希釈され、別の実施形態において、糖蜜は蒸留残渣で希釈される。一実施形態において、糖蜜は、部分的に発酵した蒸留残渣に完全に置き換えられるが、その場合、蒸留残渣は、変換ステップが行われるために十分な量のスクロースを有するべきである。好ましくは、糖蜜は甜菜糖蜜である。既知であるように、甜菜糖蜜は、典型的には、無希釈の前処理されていない形態の総重量に基づいて、４５〜６５重量％のスクロース、典型的には３〜８重量％のベタイン、典型的には６〜１０重量％のアミノ酸、ペプチド、またはタンパク質、より少量の約１重量％の非スクロース炭水化物（フルクトースおよびグルコース等）、ならびにかなりの量の他の化合物、例えば、有機塩および無機塩を含有することができる。
【００４１】
本発明のグルコース組成物は、好ましくは、最初に、国際公開第ＷＯ−Ａ−１４１１７５号に詳述されるような変換ステップを適用し、続いて、国際公開第ＷＯ−Ａ−１４１１７５号に詳述されるようなクロマトグラフィー分離ステップの修正版を適用することによって、糖蜜から調製され得る。分離ステップの修正は、本発明によるグルコース組成物がクロマトグラフィー分離から得られるようなものであるべきである。修正の目的をここに記したが、修正自体は、日常的な実験を通して当業者によって達成され得る。
【００４２】
本発明の実施形態において、本発明のベタイン組成物および本発明のグルコース組成物は、
・糖蜜をフルクタン形成酵素の作用に供してフルクタン含有糖蜜を形成する変換ステップと、
・ベタイン組成物、グルコース組成物、およびフルクタン組成物が回収されるように、フルクタン含有糖蜜をクロマトグラフィー分離に供する回収ステップと
を含むプロセスにおいて、甜菜糖蜜から同時に調製される。
【００４３】
本明細書で意味する場合の変換ステップは、例えば、国際公開第ＷＯ−Ａ−２０１１／１４１１７５号に開示されるような変換ステップから、それ自体既知である。本発明による変換ステップにおいて、糖蜜は、フルクタン形成酵素の作用に供される。これは、それ自体既知の手段によって達成され得る。糖蜜は、それ自体で、または濃縮もしくは希釈された形態で存在してもよく、好ましくは、糖蜜は、希釈された形態で存在し、希釈は、好ましくは水を用いて行われている。特定の希釈または希釈の増加が、使用される酵素の効率の低下をもたらす場合、特定の状況のための最適条件を確立するために、日常的な様式で、当業者によって希釈の利益と効率の低下とのバランスが保たれるべきである。一実施形態において、適切な酵素は、遊離形態であり、糖蜜と完全に混合されており、その酵素含有糖蜜は、酵素が相当の活性を示すような温度およびｐＨの条件に付される。代替として、糖蜜は、最初に酵素が相当の活性を示すことができるように温度およびｐＨの条件に付され、続いて酵素が混合される。別の実施形態において、酵素は、固定化された形態で利用可能であり、糖蜜は、固定化酵素に沿って流される一方で、同時に温度およびｐＨの適切な条件に付される。
【００４４】
本発明によるプロセスで使用される酵素は、スクロースからのフルクタンの形成を触媒することが可能であるべきである。遊離グルコースが、副産物として形成されてもよい。
【００４５】
スクロースからのフルクタンの形成は、フルクトシルトランスフェラーゼ活性を有する酵素を選択することによって達成され得る。例えば、酵素分類番号ＥＣ２．４．１．９９またはＥＣ２．４．１．９下に分類されているようなそのような酵素は、それ自体既知である。そのような酵素の初期の開示は、“Ｔｈｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｒｕｃｔｏｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｉｎｕｌｉｎ  ｏｒ  Ｓｕｃｒｏｓｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｉｎｕｌｉｎａｓｅ  ｏｒ  Ｆｒｕｃｔｏｓｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ  ｆｒｏｍ  Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｆｉｃｕｕｍ”（アスペルギルスフィクム（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｆｉｃｕｕｍ）からのイヌリナーゼまたはフルクトシルトランスフェラーゼを使用したイヌリンまたはスクロースからのフルクトオリゴ糖の生成），Ｂａｒｒｉｅ  Ｅ．Ｎｏｒｍａｎ＆Ｂｉｒｇｉｔｔｅ  Ｈｏｅｊｅｒ−Ｐｅｄｅｒｓｅｎ，Ｄｅｎｐｕｎ  Ｋａｇａｋｕ  ｖｏｌ  ３６，Ｎｏ．２，ｐｐ１０３−１１１（１９８９）に記載されている。
【００４６】
さらに、いくつかのβ−フルクトフラノシダーゼまたはインベルターゼ、すなわち、ＥＣ３．２．１．２６下に分類される酵素もまた、フルクトシルトランスフェラーゼ活性を有することができることが既知であり、したがって、本発明によるプロセスに好適であり得る。
【００４７】
さらに、エンドイヌリナーゼ活性を有する酵素、例えば、ＥＣ３．２．１．７下に分類される酵素もまた、特に、それらが４０または５０重量％のスクロースまたはそれ以上の高いスクロース含有量を有する混合物中で作用する場合、スクロースの存在下でＦＯＳ等のフルクタンの形成を生じさせ得る。
【００４８】
なおもさらに、レバンスクラーゼ活性を有する酵素、例えば、ＥＣ２．４．１．１０下に分類される酵素は、本発明による方法における使用に好適であり得る。
【００４９】
また、イヌリン合成酵素活性を有する酵素、例えば、ＥＰ−Ａ−１２９８２０４に開示される酵素等も、本発明による方法における使用に好適であり得る。
【００５０】
本発明の変換ステップにおける使用に好ましい酵素の一例は、エンドイヌリナーゼＮｏｖｏｚｙｍｅ  ９６０（供給業者：Ｎｏｖｏｚｙｍｅｓ）である。本発明の変換ステップにおける使用に好ましい酵素の別の例は、Ｐｅｃｔｉｎｅｘ  Ｕｌｔｒａ  ＳＰ−Ｌ（供給業者：Ｎｏｖｏｚｙｍｅｓ）である。また、本発明によれば、酵素は、フルクトシルトランスフェラーゼ活性および／またはエンドイヌリナーゼ活性を有する２つ以上の酵素の組み合わせであることも可能である。
【００５１】
本発明の実施形態において、糖蜜は、スクロースからのフルクトオリゴ糖（ＦＯＳ）の形成を触媒することが可能な酵素に接触させられる。したがって、この実施形態は、変換ステップにおいて、糖蜜が、フルクトオリゴ糖含有糖蜜（ＦＯＳ−糖蜜）を形成するために、エンドイヌリナーゼ活性および／またはフルクトシルトランスフェラーゼ活性を有する酵素の作用に供され、そのＦＯＳ−糖蜜に対して回収ステップが実行される、本発明によるプロセスに関する。
【００５２】
本発明によるプロセスにおいて必要な酵素の量は、プロセス温度、原料の量、ｐＨ、許容プロセス時間、および所望の変換率等の、それ自体既知の種々の要因に依存する。これらおよび他の関連要因は、本技術分野で一般的に許容されている手順に従って、当業者によって本発明のプロセスのために決定されてもよい。
【００５３】
本発明によるプロセスにおいて、酵素は、フルクタン含有糖蜜、好ましくはＦＯＳ含有糖蜜を作製するのに十分長い期間、糖蜜に作用させる。本発明によるこのステップの実行期間は、主に、フルクタン、好ましくは所望されるＦＯＳの量の関数で選択される。当業者には既知であるように、この期間は、大抵の場合、０．５または１〜７２時間、好ましくは１．５または２〜５０時間、より好ましくは３または４〜３６時間の範囲であり、その間に、フルクタン含有糖蜜、好ましくはＦＯＳ含有糖蜜が形成される。
【００５４】
変換ステップにおいて、糖蜜中の５重量％〜１００重量％のスクロースが変換されることが好ましい。より好ましくは、少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、または９０重量％のスクロースが変換される。本質的に全てのスクロースを変換することが特に好ましい。変換されるスクロースの割合が増加すると、それに続くベタインの回収がより効率的に実行され得ることが分かった。
【００５５】
フルクタン含有糖蜜、好ましくはＦＯＳ含有糖蜜の形成の完了時に、遊離型の非固定化酵素が使用され、糖蜜中に混合された場合、酵素が失活されていることを確実にすることが望ましい場合がある。そうである場合、酵素失活ステップが実施されてもよい。酵素の失活は、それ自体既知の方法によって達成され得、それぞれ特定の種類の酵素ごとに異なり得る。そのような失活方法の一例は、例えば、約８０、８５、または９０℃のレベルまでの温度の上昇、それ後のそのような高温での５〜３０分間の滞留時間である。そのような温度に曝露することのさらなる利点は、存在し得るあらゆる細菌の量が減少されることである。酵素失活方法のさらなる例は、ＵＨＴ（超低温殺菌）処理である。
【００５６】
本発明の回収ステップは、変換ステップの間または変換ステップの後のいずれかに実行される。好ましくは、回収ステップは、変換ステップの後に実行される。回収ステップにおいて、フルクタン−糖蜜は、クロマトグラフィー分離に供される。既知であるように、材料をクロマトグラフィー分離に供することは、材料の種々の画分への分割を引き起こし得る。本発明による回収ステップは、少なくとも３つの画分、すなわち、本発明によるベタイン組成物、本発明によるグルコース組成物、およびフルクタン組成物が形成されるように行われるべきである。クロマトグラフィー分離における固定相の特定の選択が回収ステップの性能に影響し得ることは、当業者に既知である。クロマトグラフィー分離は、フルクタン−糖蜜に樹脂の上を通過させる等のそれ自体既知の手段によって実行されてもよい。
【００５７】
本発明の主な実施形態において、回収ステップは、イオン交換クロマトグラフィーに典型的な樹脂の使用によって行われる。既知であるように、この目的のために様々な樹脂が利用可能である。本発明のプロセスの好ましい一実施形態において、強酸カチオン交換樹脂が選択される。そのような樹脂の一例は、スチレン−ＤＶＢ樹脂、すなわち、ジビニルベンゼンＤＶＢと共重合したスチレンに基づく構造を有する樹脂、例えば、Ｄｏｗｅｘ（商標）樹脂である。
【００５８】
回収ステップにおいて、イオン交換樹脂を使用する目的は、主としてイオンを交換することではなく、実際は、フルクタン−糖蜜は、好ましくは非常に少ない量のイオンを有するであろうということである。むしろ、イオン交換樹脂は、ベタイン組成物、グルコース組成物、および他の有用な画分、例えば、フルクタン組成物を得ることに向けて、分離効率に好ましい影響を及ぼし得ることが分かった。また、（強酸）カチオン交換樹脂が選択された場合、カチオンの選択が分離効率に影響を及ぼし得ることも分かった。本発明の一実施形態において、本質的にナトリウム型であるカチオン交換樹脂が好ましい。本発明のさらなる実施形態において、本質的にカリウム型であるカチオン交換樹脂が好ましい。本発明のなおもさらなる実施形態において、本質的にカルシウム型であるカチオン交換樹脂が好ましい。さらなる好ましい実施形態は、マグネシウム型または鉄型の樹脂を含む。
【００５９】
本発明の主な実施形態において、混合型のカチオン交換樹脂が使用されるが、これは、異なる型の樹脂、すなわち、少なくともそれらのカチオン型が異なる樹脂の混合物からなる樹脂系を使用することによって回収ステップが行われることを意味する。この主な実施形態におけるカチオンの好ましい選択は、マグネシウム、鉄、ナトリウム、カリウム、およびカルシウムである。より好ましくは、ナトリウム、カリウム、およびカルシウムが使用される。
【００６０】
カルシウム型の樹脂の存在の増加が、ベタインの分離効率の向上に寄与し得ることが分かったが、カルシウム型の樹脂の割合が非常に高いと、樹脂からのベタイン放出が糖蜜中の全ての他の化合物の放出にはるかに遅れを取っているという状況がもたらされ得ることも発見された：これは、高純度のベタイン含有画分を回収することが望ましい場合は好ましい特徴であるが、本発明によるベタイン組成物が回収されるように本発明に従ってバランスが保たれるべきである。したがって、好ましい一実施形態において、５〜８０重量％の樹脂系がカルシウム型の樹脂からなるカチオン交換樹脂が使用され、その場合、９５〜２０重量％の樹脂系がナトリウムおよび／またはカリウム型の樹脂からなることが好ましい。好ましくは、樹脂系中の６、７、もしくは８〜７８、７６、７４、７２、もしくは７０重量％、または１０〜６５もしくは６０重量％、または１２もしくは１４〜５５もしくは５０重量％、または１５〜４５もしくは４０重量％、または１８、２０もしくは２２〜３５もしくは３０重量％の樹脂が、カルシウム型である。それに応じて、樹脂系中の２２、２４、２６、２８、もしくは３０〜９４、９３、もしくは９２重量％、３５〜４０〜９０重量％、４５もしくは５０〜８８もしくは８６重量％、５５もしくは６０〜８５重量％、または６５もしくは７０〜８２、８０、もしくは７８重量％の樹脂が、ナトリウムおよび／またはカリウム型であることが好ましい。樹脂のカチオン型の混合物の選択は、本発明によるベタイン組成物およびグルコース組成物を得るという目的に基づいて、日常的な最適化によって決定されるべきである。本発明によるベタイン組成物および本発明によるグルコース組成物の形成は、典型的には、プロセスの物質収支から得られるような相当な量のフルクタンを有する残りの組成物の形成を伴うであろう。残りの組成物は、本明細書においてフルクタン組成物と称される。
【００６１】
樹脂が回収ステップに使用される場合に既知であるように、例えば、樹脂の架橋度を変化させることによる特定の日常的な最適化が、最適な種類の樹脂を選択するために必要である場合がある。
【００６２】
好ましくは、クロマトグラフィー分離は、疑似移動床（ＳＭＢ）システム、またはＳＭＢシステムのさらなる開発版、例えば、連続疑似移動床（ＳＳＭＢ）もしくは改良型疑似移動床（ＩＳＭＢ）等で行われる。これは、回収ステップが連続的に行われ得るという利点を有する。一実施形態において、ＮＭＣＩシステムのように複数の画分の同時生成を可能にするシステムが選択される。
【００６３】
本発明の回収ステップにおいて特定の所望のカチオン組成物を有することおよび維持することが好ましいことを考慮すると、回収ステップを実行する前に脱ミネラル化ステップを実行することが望ましいかもしれない。脱ミネラル化ステップにおいて、糖蜜中の有機および無機の両方の塩の総量を２重量％未満のレベルに至らせる。
【００６４】
脱ミネラル化ステップは、それ自体既知であり、このステップを実行する１つの方法は、例えば、イオン交換樹脂等の樹脂を使用したクロマトグラフィーによるものである。脱ミネラル化ステップは、第１の「主要」ステップおよび第２の「ポリッシング」ステップの２つの連続ステップの形態で実行されてもよい。当業者には既知であるように、強酸カチオン交換樹脂等のイオン交換樹脂が脱ミネラル化ステップにおいて使用され得るが、この場合、樹脂中のカチオンは、典型的に、主として交換される目的で存在するのではなく、むしろ、非イオン化合物（炭水化物等）からのイオン化合物（塩等）の分離を達成するために補助する役割を果たすために存在しているということに留意されたい。カチオン樹脂が脱ミネラル化ステップにおいて使用される場合、樹脂のカチオン型は、主として糖蜜中に存在する主要なカチオン（単数または複数）を反映するものであることが好ましく、実際に大抵の場合、これは、カリウムおよび／またはナトリウム型の樹脂が好ましく使用され得ることを意味するであろう。脱ミネラル化ステップにおいて、ベタインは、たとえそれが双性イオンであっても、典型的には非イオン化合物の画分に入ることが分かった。
【００６５】
脱ミネラル化ステップはまた、連続するカチオン交換体とアニオン交換体との組み合わせを含むクロマトグラフィーによって実行されてもよく、この実施形態はまた、大抵の場合「ポリッシング」ステップとして好適である。
【００６６】
好ましくは、糖蜜中の塩の総量を、糖蜜中の全乾燥物質の２．０、１．５、１．０、０．７５、０．６０、０．５０、０．４０、０．３０、０．２５、０．２０、０．１５、０．１０重量％未満、またはさらには０．０８、０．０５、０．０４、０．０３、０．０２、もしくは０．０１重量％未満のレベルに至らせる。同時に、糖蜜から分離された塩を含有する画分（単数または複数）中への糖蜜からのベタインのいかなる喪失も、最小限に抑えられるべきである。好ましくは、脱ミネラル化ステップに入ったベタインの総量の多くても４０、３５、３０、２５、２０重量％、またはさらには多くても１５もしくは１０重量％が、糖蜜から分離された塩を含有する画分（単数または複数）中に喪失される。同様に、糖蜜から分離された塩を含有する画分（単数または複数）中への糖蜜からの炭水化物の喪失も、最小限に抑えられるべきである。好ましくは、脱ミネラル化ステップに入った炭水化物の総量の多くても４０、３５、３０、２５、２０重量％、またはさらには多くても１５もしくは１０重量％が、糖蜜から分離された塩を含有する画分（単数または複数）中に喪失される。
【００６７】
脱ミネラル化ステップにおける糖蜜からのベタインおよび／または炭水化物の喪失の制限は、それ自体既知の手段によって、例えば、好ましくはクロマトグラフィー分離の日常的な最適化によって達成され得る。
【００６８】
糖蜜中の塩の量の減少が、本発明のプロセスにおいて後に実行される回収ステップの効率に有益な影響を及ぼし得ることが分かった。さらに、脱ミネラル化ステップは、食品品質の生成物、すなわち、人の飲食用に適した生成物が、より効率的に調製され得るという利点を有し得ることも分かった。したがって、脱ミネラル化ステップは、好ましくは、糖蜜中のカチオンが、いかなる残留カチオンも回収ステップにおいて樹脂系のカチオン組成に著しい影響を及ぼさないであろう程度まで除去されるように実行されるべきである。好ましくは、脱ミネラル化ステップは、回収ステップで得られた画分が、２８重量％で水中に入れられたときに、多くても２ｍＳ／ｃｍ、好ましくは多くても１．５、１、または０．５ｍＳ／ｃｍの電導率を有するように実行される。より好ましくは、電導率はさらに低く、多くても４００、３００、２００、またはさらには１００μＳ／ｃｍの値である。
【００６９】
脱ミネラル化ステップは、代替の実施形態において、部分的または完全に電気透析によって実行されてもよい。電気透析は、それ自体既知であり、例えば、国際公開第ＷＯ−Ａ−２００７／０７１７２７号は、糖蜜からイオンを除去する目的で、甜菜糖蜜が電気透析ステップにおいて処理されることを開示している。電気透析は、フルクタン含有糖蜜に成功裏に適用され得ることが分かった。
【００７０】
脱ミネラル化ステップは、さらなる実施形態において、電気透析とクロマトグラフィーとの組み合わせとして実行されてもよい。
【００７１】
脱ミネラル化ステップが実行される場合、それは回収ステップの実行前に行われるべきである。一実施形態において、それは変換ステップの後に実行される。代替の実施形態において、脱ミネラル化ステップは変換ステップの前に実行され、塩含有画分（単数または複数）中へのスクロースの喪失は、塩含有画分（単数または複数）中へのフルクタンの喪失よりも少ないことが分かった。