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2020 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 17K07814
研究機関京都大学

研究代表者

小林 敬  京都大学, 農学研究科, 助教 (70416311)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード亜臨界水 / 緩衝液 / 希少糖 / 異性化 / 有機酸
研究実績の概要

加圧下で水を加熱すると亜臨界水になる。亜臨界水は安全な溶媒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。我々は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、エタノールは燃えやすく、糖類を溶かしにくい。そこで、亜臨界水中での反応を改良するように計画を改めた。
水に少量のリン酸塩を溶解した水(リン酸緩衝液)を反応溶媒とした。これにガラクトースを溶解し、亜臨界状態にすることで、希少糖の合成を試みた。また、亜臨界水中では処理後にpHが低下することが見いだされており、その原因を検討した。その結果、レブリン酸や酢酸などの各種有機酸類の生成が確認された。この生成を抑制するために、緩衝液の濃度などを変更し、希少糖生成挙動を検証した。その結果、高濃度の緩衝液を用いると反応挙動も大きく変化し、希少糖のうちタロースの生成率が大幅に上昇(約3%)した。一方、タガトースの生成率に顕著な変化は認められなかった。このように、亜臨界水中ではタガトースの収率は1%に達しなかったが、亜臨界緩衝液中で大幅に収率が改善した。また、本来高温が必要な反応の温度を下げることもでき、結果的に省エネルギーで合成できることが判明した。
このように、リン酸緩衝液を溶媒として用いることで、種々の希少糖を合成できた。希少糖の合成が実用化できる段階に達すれば、健康増進社会の進展に寄与できるものと思われる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Isomerization and Epimerization of Galactose to Tagatose and Talose in a Phosphate Buffer Containing Organic Solvents under Subcritical Water Conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Onishi Yuichiro、Furushiro Yuya、Adachi Shuji、Kobayashi Takashi
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.1c00682

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of Tagatose from Galactose in a Batch-type Reactor Using a Phosphate Buffer under Subcritical Water Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Adachi Shuji、Miyagawa Yayoi、Kobayashi Takashi
    • 雑誌名

      Food Science and Technology Research

      巻: 26 ページ: 695~699

    • DOI

      10.3136/fstr.26.695

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of tagatose and talose through isomerization of galactose in a buffer solution under subcritical water conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Onishi Yuichiro、Furushiro Yuya、Hirayama Yusuke、Adachi Shuji、Kobayashi Takashi
    • 雑誌名

      Carbohydrate Research

      巻: 493 ページ: 108031~108031

    • DOI

      10.1016/j.carres.2020.108031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction Behavior of Glucose and Fructose in Subcritical Water in the Presence of Various Salts2020

    • 著者名/発表者名
      Furushiro Yuya、Kobayashi Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Glycoscience

      巻: 67 ページ: 11~15

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2019_0014

    • 査読あり
  • [学会発表] 亜臨界水中での希少糖の合成に及ぼす緩衝液とアルコールの影響2021

    • 著者名/発表者名
      尾西 佑一朗、古城 侑也、安達 修二、谷 史人、小林 敬
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会

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公開日: 2021-12-27  

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