2018 Fiscal Year Research-status Report
亜臨界含水ポリオール処理による希少糖製造技術の開発
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17K07814
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小林 敬 京都大学, 農学研究科, 助教 (70416311)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 亜臨界水 / 希少糖 / 異性化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加圧下で水を加熱すると亜臨界水と呼ばれる状態になる。亜臨界水は水そのものでありながら反応性が高いため、食品加工への応用が期待されている。亜臨界水にエタノールなどを添加して、副反応を抑制する方法が提案されている。しかし、エタノールを加えると、糖類の溶解度が低くなるため、当初ポリオールを加える計画をしていた。
ポリオールの添加では、その効果が認められなかったため、水にガラクトースを高濃度で溶解し、それを亜臨界処理した。その結果、初期の糖濃度の違いにより、反応挙動も大きく異なり、糖を高濃度で溶解すると、希少糖（タガトース）の選択性が低下した。これは、副生成物（有機酸など）が高濃度で生成し、それにより反応液のpHが大幅に低下することで、希少糖が分解したことが原因であると推察された。pHが４以上の範囲ではタガトースの選択率は35％以上であったが、それより低いpHでは大幅に選択性が低下した。あそして、pHが3以下では、選択率は5％以下にまで低下した。
これらの反応挙動を速度解析した。ここでは、ガラクトースがタガトースに異性化し、さらに有機酸に分解する反応と、ガラクトースが直接副生成物に分解する経路を想定した。このモデルに基づき速度解析を行ったところ、タガトース分解の見かけの速度定数が他の速度定数よりも大きく、糖濃度が高くなるほど大きくなる傾向を示した。このことから、タガトースの分解が選択率の低下を招いていると考えられた。
次年度以降は、タガトースの分解を抑制する技術の開発を促進する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ガラクトースを亜臨界水中で異性化させたところ、タガトースが生成した。この挙動が、糖濃度が高いほど抑制される原因はこれまで不明であったが、本研究において、その原因がタガトースの分解にあることが明らかとなった。原因が明らかとなったことで、分解を抑制する技術の開発を目指す今後の方向性が示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
ガラクトースの異性化によるタガトースの生成では、タガトースの分解が問題となる。今後は、速度論的解析を駆使し、タガトースの分解を抑制する技術を開発し、大量合成につながる筋道をつけたい。
また、種々の糖を原料として、各種希少糖の合成手段を確立していく。
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| Causes of Carryover |
ガラクトースの異性化について、その要因が明らかとなった。一方で、その他の糖についても実施する予定であったが、実施できなかった。そこで、種々の糖について、次年度に実施する。
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