强化作为母乳成分的半乳糖乳糖的低聚半乳糖的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半乳糖乳糖的含量高的低聚半乳糖的制备方法。
【背景技术】
[0002] 低聚半乳糖作为存在于母乳且生理功能优秀的多糖类，正在开发很多利用 该低聚半乳糖的产品（韩国公开特许10-1997-0043065号）。其中，已知半乳糖乳糖 (galactosyllactose)有利于人体免疫功能。
[0003] 半乳糖乳糖由三糖类组成，是以乳糖作为原料制备的生理功能优秀的低聚半乳糖 成分的一种（图1)。并且，已知半乳糖乳糖具有使存在于人体的大肠的双歧杆菌或乳杆 菌等增殖的效果，并使用于改善排便活动或预防腹泻的食品等以幼儿及老人为对象的食品 等。并且，已知半乳糖乳糖具有通过改善大肠活动来抑制皮肤的老化速度的效果，而这推定 为通过大肠内菌落变化（肠内有益菌的增殖效果）来诱导顺畅的排便活动，从而抑制皮肤 的老化。
[0004] 但是，在按现有方法从乳糖中制备低聚半乳糖的情况下，上述低聚半乳糖内的半 乳糖乳糖的含量并不高。因此，本发明人员在对半乳糖乳糖的含量高的低聚半乳糖进行研 宄的过程中，确认了可以利用特定酶来制备半乳糖乳糖的含量高的低聚半乳糖，从而完成 了本发明。
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 本发明的目的在于，提供半乳糖乳糖的含量高的低聚半乳糖的制备方法。
[0007] 技术方案
[0008] 为了达成上述目的，本发明提供半乳糖乳糖的含量为40重量百分比以上的糖液 的制备方法，上述糖液的制备方法包括：使乳糖溶解于水的步骤；向乳糖溶液添加选自1) 乳糖酶、2)葡萄糖氧化酶及3)过氧化氢酶中的一种以上的酶及β-半乳糖苷酶，来发生酶 反应的步骤；以及对上述酶反应液进行纯化的步骤。
[0009] 发明的效果
[0010] 本发明能够制备半乳糖乳糖的含量为40重量百分比以上的低聚半乳糖。
【附图说明】
[0011] 图1表示半乳糖乳糖的结构。
[0012] 图2为表示本发明的制备方法的模式图。
[0013] 图3为表示现有的糖液的制备方法的模式图。
【具体实施方式】
[0014] 本发明涉及半乳糖乳糖的含量为40重量百分比以上的低聚半乳糖的制备方法， 上述低聚半乳糖的制备方法包括：使乳糖溶解于水的步骤；向乳糖溶液添加选自1)乳糖 酶、2)葡萄糖氧化酶及3)过氧化氢酶中的一种以上的酶及β-半乳糖苷酶，来发生酶反应 的步骤；以及对上述酶反应液进行纯化的步骤。
[0015] 并且，本发明涉及半乳糖乳糖的含量为40重量百分比以上的低聚半乳糖的制备 方法，上述低聚半乳糖的制备方法包括：使乳糖溶解于水的步骤；向上述乳糖溶液添加乳 糖酶及β -半乳糖苷酶，来发生酶反应的步骤；再添加酵母的步骤；以及对上述酶反应液进 行纯化的步骤。
[0016] 并且，本发明涉及半乳糖乳糖的含量为40重量百分比以上的低聚半乳糖的制备 方法，上述低聚半乳糖的制备方法包括：使乳糖溶解于水的步骤，向上述乳糖溶液添加葡萄 糖氧化酶、过氧化氢酶及β -半乳糖苷酶，来发生酶反应的步骤；以及对上述酶反应液进行 纯化的步骤。
[0017] 以下，详细说明本发明。
[0018] ILM
[0019] 作为本发明的乳糖，可购买市场销售中的乳糖来使用，也可通过从牛奶等直接分 离来使用。并且，本发明的乳糖也可通过从牛奶加工过程中所产生的副产物分离来使用。
[0020] 低聚半乳糖
[0021] 本发明的低聚半乳糖为以乳糖作为原料，利用酶反应等制备的含有二糖类至六糖 类的半乳糖的低聚糖，而乳糖除外。本发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] 制备例1
[0023] 在向反应罐投入乳糖之后，添加热水，并运行搅拌器，从而使乳糖溶液的浓度为约 40~45%。若乳糖溶液的浓度在40~45%范围内，则调整反应罐的温度，使得酶的反应温 度成为55~60°C。在调整反应罐的温度之后，向反应罐投入乳糖酶和β-半乳糖苷酶，来 发生酶反应。此时，β-半乳糖苷酶使乳糖合成为低聚半乳糖，而乳糖酶特异性地分解乳糖 成分。
[0024] 进行约24~48小时的酶反应，此时，使用高效液相色谱法（HPLC)来分析反应液 的糖组成成分，若低聚半乳糖的含量为50重量百分比以上，则之后向反应罐投入酵母，并 使存在于已生成的糖液内的葡萄糖和半乳糖成分发酵，并转化为乙醇和醋酸。
[0025] 此时，随着葡萄糖和半乳糖成分发酵，低聚半乳糖内半乳糖乳糖成分相对逐渐变 高，且在酵母发酵之前，低聚半乳糖内半乳糖乳糖的含量为约20%水平，而在发酵之后，低 聚半乳糖内半乳糖乳糖的含量以40重量百分比以上，优选为45重量百分比以上，更优选为 50重量百分比以上，尤其优选为55重量百分比以上的水平变高，且糖液内低聚半乳糖的含 量也从初期的40%水平提高到约75%以上。此时，发酵时间需要约24~48小时。若酶反 应和酵母反应全部结束，则向反应罐投入粉末活性炭，并一边在70~80°C温度下搅拌20至 50分钟，一边吸附糖液的颜色物质。
[0026] 在以下工序中，在以使糖液得到过滤的方式去除糖液的活性炭和异物之后，通过 离子纯化工序去除醋酸成分。此时，去除反应机理如下列式1，所生成的-CH3COCK-)在离子 纯化工序中被去除。
[0027] 式 I
[0028] R-OH (-) +CH3COO (-) /H (+) - R-CH3COO (-) +H2O
[0029] 注 Dr :树脂（Resin)体
[0030] 注2)〇H(-):与树脂（Resin)体相结合的官能团
[0031] 对糖液进行离子纯化处理来去除醋酸之后，通过浓缩工序以所需的浓度浓缩糖 液。糖液的浓缩浓度可根据用途、需要等适当地进行设定，但通常，按约75%的浓度实施浓 缩（图2)。
[0032] 制备例2
[0033] 以与制备例1相同的方法制备乳糖溶液之后，向反应罐同时投入β -半乳糖苷酶、 葡萄糖氧化酶及过氧化氢酶（catalase)，或者连续投入β -半乳糖苷酶、葡萄糖氧化酶及 过氧化氢酶（catalase)，由此发生酶反应。此时，优选地，为了便于工序，同时投入β -半乳 糖苷酶、葡萄糖氧化酶及过氧化氢酶。
[0034] 此时，在酶反应中从乳糖生成的葡萄糖成分与葡萄糖氧化酶发生反应，从而转化 为葡萄糖酸，反应机理如下列式2。在上述式3中所生成的H 2O2借助过氧化氢酶被去除，且 R-C6H12O6(-)借助后续的离子交换树脂被去除。
[0035] 式 2
[0036] I) C6H12O6+葡萄糖（Glucose)-氧化酶（oxidase) 一 C6H1207+H202
[0037] 2) C6H1207+H202+过氧化氛酶（Catalase) - H2〇2+〇2+C6H1207
[0038] 3) R-OH (-) +C6H1207- R-C 6H12〇6 ㈠ +O3 (离子交换工序）
[0039] 注 Dr :树脂（Resin)体
[0040] 注2)〇H(-):与树脂（Resin)体相结合的官能团
[0041] 若酶反应结束，则后续的工序与制备例1相同。
[0042] 本发_的糖液
[0043] 利用本发明的方法制备的糖液内低聚半乳糖中半乳糖乳糖的含量为40重量百分 比以上。本发明的糖液内低聚半乳糖内的上述半乳糖乳糖的含量优选为45重量百分比以 上。
[0044] 并且，若观察利用本发明的方法制备的糖液内的糖组成成分，则可知葡萄糖及半 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重量百分比的情况还 包括葡萄糖及半乳糖以检测不到的程度甚微或实质上并不存在的情况。
[0045] 参照附图详细说明的以下实施例，能够使本发明的优点及特征以及达成这些优点 及特征的方法更加明确。但是，本发明并不局限于以下所公开的实施例，能够以相互不同的 各种方式实施，只是，本实施例仅用于使本发明的公开内容更加完整，能够使本发明所属技 术领域的普通技术人员更加完整地理解发明的范畴，本发明仅根据发明要求保护范围来定 义。
[0046] 材料及方法
[0047] 作为原材料的乳糖及酶购买市场销售中的乳糖及酶来使用。作为从牛奶制备奶酪 的工序中所产生的副产物的乳清从韩国每日乳业有限公司（Maeil Dairies Co.，Ltd)购买 并使用。
[0048] 高效液相色谱法（HPLC)分析
[0049] 向试样糖液添加超纯水（非传导率值：0. 05 μ S/cm以下），并以使试样糖液浓度成 为约2. 5~3. 0%的方式进行稀释（试样浓度分析使用折射仪（Refracto