Title:
Verfahren zum Aufbereiten von aus Meeresalgen stammender Galactose unter Verwenden von Agarase
Kind Code:
A1
Abstract:

Es wird ein Verfahren zum Aufbereiten von Galactose mittels einer enzymatischen Behandlung eines Rotalgenrückstands bereitgestellt. Das Verfahren zum Aufbereiten von Galactose umfasst: das Aufbereiten eines Rückstands; das Behandeln des Rückstands mit einem Enzym; das Aufkonzentrieren des mit dem Enzym behandelten Rückstands, der eine Zuckermischung enthält; und das Ausfällen und das Bilden von Feststoffteilchen der Galactose durch Zugeben eines Alkohols zu der aufkonzentrierten Zuckermischung. Das Aufbereitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Technik bereit, welche die Möglichkeit bietet, großtechnisch eine wesentliche Menge an Galactose, die als wichtiges Zwischenmaterial bei der Zubereitung biochemischer Substanzen eingesetzt wird, herzustellen.



Inventors:
Hong, Chae Hwan (Seoul, KR)
Yun, Na Kyong (Gyeonggi-do, Suwon-si, KR)
Jeon, SungWan (Gyeonggi-do, Hanam-si, KR)
Application Number:
DE102015219343
Publication Date:
01/05/2017
Filing Date:
10/07/2015
Assignee:
Hyundai Motor Company (Seoul, KR)
International Classes:
Foreign References:
KR20150094302A2015-08-19
Other References:
Kazlowski B., Pan C. L., Ko Y. T. (2008)
Kim H. T., Lee S., Lee D. et al. (2009)
Applied microbiology and biotechnology, 1432–0614 (Online)
Bacillus gelaticus, 1902 von Gran isoliert wurde, wurde von den Gattungen Agarivorans, Alteromonas, Cytophaga und Microbulbifer berichtet (Swartz M. N., Nancy G. (1958). Agarase from an agar-digesting bacterium. Journal of bacteriology, 77, 403–409
Ekborg N. A., Gonzalez, J. M. et al. (2005)
Saccharophagus degradans gen. nov., sp. Nov., a versatile marine degrader of complex polysaccharides. International journal of systematics and evolutionary microbiology, 55, 1545–1549
U. S. Department of Energy Joint Genome Institute) wurde 2008
Weiner R. M., Talyor L. E., Henrissat B. et al. (2008)
Saccharophagus degradans strain 2–40, PLOS Genetics, 4, e1000087
Attorney, Agent or Firm:
isarpatent - Patentanwälte- und Rechtsanwälte Behnisch Barth Charles Hassa Peckmann & Partner mbB, 80801, München, DE
Claims:
1. Verfahren zum Aufbereiten von Galactose, wobei das Verfahren umfasst:
Aufbereiten eines Rückstands von Rotalgen durch Schritte, die eine Verzuckerung und
eine Filtration der Rotalgen umfassen;
Umsetzen des Rückstands der Rotalgen mit einer Agarase enthaltenden Lösung, um
eine Zuckermischung zu erhalten;
Filtern der Zuckermischung;
Aufkonzentrieren der gefilterten Zuckermischung; und
Ausfällen der Galactose durch Schritte, die das Zugeben eines Alkohols zu der aufkonzentrierten Zuckermischung umfassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rotalgen eine oder mehrere Rotalgen sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus den Gattungen Chondrus, Eucheuma, Gigartina, Pterocladia, Hypnea, Iridaea, Kappaphycus, Gellidium und Gracilaria.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verzuckerung bei einer Temperatur von 80 bis 150°C durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verzuckerung durch Hydrolyse der Rotalgen erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Hydrolyse durch Schritte erfolgt, die das Zugeben einer Säure mit einer Konzentration von etwa 0,1% (w/v) bis 15% (w/v) umfassen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Säure eine oder mehrere Säuren ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Schwefelsäure (H2SO4), Salzsäure (HCl), Bromsäure (HBr), Salpetersäure (HNO3), Essigsäure (CH3COOH), Ameisensäure (HCOOH), Perchlorsäure (HClO4), Phosphorsäure (H3PO4) und para-Toluolsulfonsäure (PTSA).

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Filtration der Rotalgen mittels einer Chromatographie über Kieselsäuregel oder mittels einer Filtration unter Verwenden eines Filters durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Agarase aus Saccharophagus degradans 2–40 erhalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Agarase enthaltende Lösung durch Schritte erhalten wird, die das Kultivieren von Saccharophagus degradans 2–40; das Entfernen von Saccharophagus degradans 2–40 aus einem Kulturmedium; und das Aufkonzentrieren der im Kulturmedium verbleibenden Agarase umfassen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Saccharophagus degradans über einen Zeitraum von etwa 36 bis 72 Stunden bei einer Temperatur von etwa 30 bis 40°C kultiviert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zuckermischung durch Schritte gefiltert wird, die das Filtern der Zuckermischung unter Verwenden einer Säulenchromatographie und das zusätzliche Filtern der Zuckermischung unter Verwenden eines Mikrofilters umfassen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Säulenchromatographie ein Kieselsäuregel mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 0,1 bis 0,5 mm enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Mikrofilter eine Porengröße von etwa 0,45 bis 0,9 μm aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Filtern der Zuckermischung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0,1 bis 100 ml/min durchgeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufkonzentrieren durch Destillation der gefilterten Zuckermischung unter Vakuum durchgeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufkonzentrieren bei einer Temperatur von etwa 30 bis 60°C erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufkonzentrieren bei einem Druck von etwa 10 bis 120 mbar erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausfällen bei einer Temperatur von etwa –10°C bis 25°C erfolgt.

19. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zum Ausfällen zugegebene Alkohol ein Alkohol oder mehrere Alkohole ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Methanol, Ethanol und Propanol.

20. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein zusätzliches Filtern nach dem Ausfällen, um Galactose-Teilchen zu erhalten.

Description:
Querverweis auf verwandte Anmeldungen

Die Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0094302, die am 01. Juli 2015 beim koreanischen Patentamt eingereicht wurde und auf deren gesamten Inhalt hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Galactose durch eine enzymatische Behandlung von Meeresalgen, wie beispielsweise einem Rückstand von Rotalgen. Das Verfahren zum Aufbereiten von Galactose umfasst insbesondere: Aufbereiten eines Rückstands von Meeresalgen, Behandeln des Meeresalgenrückstands mit einem Enzym, und Eindicken bzw. Aufkonzentrieren, Ausfällen und Bilden von Feststoffteilchen aus der in dem Meeresalgenrückstand enthaltenen Galactose.

Hintergrund

Galactose ist einer der Kohlenhydratbestandteile in Meeresalgen, wie beispielsweise Rotalgen, und kann, wenn sie in der Entwicklung von Ausgangsmaterialien für chemische Reaktionen und physiologisch wirksame Materialien und im pharmazeutischen Bereich eingesetzt wird, verschiedene nützliche Funktionen haben.

Galactose ist eine Aldohexose, die in der Natur eher selten in einer freien Form vorkommt, sondern meistens in Form eines Polymers verteilt vorliegt, und sie besitzt die chemische Formel C6H12O6 und einen Schmelzpunkt von etwa 167°C. Galactose kann in Form eines weißen Pulvers, das einen süßlichen Geschmack besitzt, aufbereitet werden; sie löst sich leicht in Wasser und kann, wenn bei einer Kristallisation Wasser mit enthalten ist, einen Schmelzpunkt von etwa 118°C aufweisen. Galactose kann als optisches Isomer im D- und im L-Typ vorliegen, wobei die Galactose üblicherweise als D-Galactose vorkommt.

Aktuelle Untersuchungen zur Aufbereitung von Galactose als Bio-Zucker konzentrierten sich auf eine Verzuckerungstechnik, bei der saure Substanzen eingesetzt werden; eine Verzuckerungstechnik, bei der saure Substanzen eingesetzt werden, wurde bislang jedoch noch nicht kommerziell eingesetzt. Da die Verzuckerungstechnik, bei der saure Substanzen eingesetzt werden, den Einsatz von sauren Chemikalien erfordert, haben sie den Nachteil, dass die sauren Chemikalien neutralisiert werden müssen. Daneben wurde eine hohe Konzentration der sauren Substanzen eingesetzt, um die Zellwände der Rotalgen möglichst vollständig abzubauen, was zu einer Veränderung der Struktur des Bio-Zuckers als Monosaccharid führen kann, so dass vermehrt Nebenprodukte gebildet werden können. In ungünstiger Weise nimmt die Ausbeute der Verzuckerung ab.

Des Weiteren kann die Galactose, die in dem Verzuckerungsprozess aufbereitet wird, ein Monosaccharid sein und nicht direkt als Teilchen aus der Verzuckerungsflüssigkeit gewonnen werden, weil Proteine und andere Verunreinigungen der Algenbestandteile und der sauren Chemikalien während der sauren Verzuckerung in der Flüssigkeit enthalten sein können.

Aktuelle Untersuchungen einer Technik zur Aufbereitung von Bio-Zuckern, wie beispielsweise Galactose, aus Algen mit Hilfe eines Verzuckerungsprozesses konzentrierten sich jedoch auf ein Verfahren des Verzuckerns von Algen unter Verwenden von sauren Chemikalien, des Neutralisierens der sauren Chemikalien und des anschließenden Erzeugens von Brennstoffen, wie beispielsweise Bio-Ethanol, unter Einsatz eines Fermentationsprozesses. Eine Technik zum direkten Aufbereiten von Bio-Zuckern, wie beispielsweise Galactose, als Monosaccharid in Form von Teilchen aus einer Verzuckerungsflüssigkeit wurde bislang noch nicht fertig gestellt.

Da die Verzuckerungsflüssigkeit, die bei der Verzuckerungstechnik unter Verwenden von sauren Chemikalien erhalten wird, Bio-Zucker enthält, wurden zudem Verfahren zu deren Einsatz untersucht. Bislang wurde die enzymatische Verzuckerung einer festen Phase, die als Rückstand aus einer Verzuckerung unter Verwenden von sauren Chemikalien erhalten wird, jedoch nicht zufriedenstellend untersucht. Cellulase, die zur Aufbereitung von Zuckern aus auf dem Land wachsenden Pflanzen als Ausgangsmaterial erforderlich ist, wird seit über 20 Jahren untersucht und die kommerziell erhältlichen Produkte wurden von den weltweit größten Herstellern, wie beispielsweise Dänemark-Novozymes, verkauft. Die sich aus wirtschaftlicher Sicht rentierende Herstellung eines Enzyms zum Abbau von Galactan aus Algen, nämlich Agarase, wurde bislang noch nicht möglich gemacht und eine Technik und ein Verfahren zum chemischen Aufbereiten von Agarase wurde noch nicht entwickelt. Die Studien im Hinblick auf eine enzymatische Verzuckerung befinden sich daher noch in einer sehr frühen Phase.

Eine entsprechende enzymatische Verzuckerungstechnik für sich in einer festen Phase befindende Materialien, die bei einer Verzuckerung unter Einsatz von sauren Chemikalien zurückbleiben, kann einen hohen wirtschaftlichen Wert haben und die kostengünstige Aufbereitung eines Enzyms, eine Verzuckerung unter Verwenden dieses Enzyms und die entsprechende Technik zum Abtrennen und Reinigen sind von großer Wichtigkeit für die Industrie.

Bislang steht jedoch weltweit kein Verfahren zum Erzeugen von Galactose mit Hilfe von Enzymen nach einer Verzuckerung von Algen zur Verfügung und es wurde auch noch nirgends von der Entwicklung eines vollständigen Prozesses im Labormaßstand berichtet. Die Techniken beschränken sich derzeit auf Berichte über die in einer Verzuckerungsflüssigkeit vorhandenen Zuckerbestandteile, die nach der Verzuckerung in der Flüssigkeit analysiert wurden.

Zusammenfassung der Erfindung

Um die Probleme zu lösen, haben die vorliegenden Erfinder festgestellt, dass sich die in einer feste Phase befindenden Galactose-Teilchen unter Einsatz von Enzymen durch eine Kombination von bestimmten Einzelprozessen aus Rückständen von Rotalgen aufbereiten lassen, womit die vorliegende Erfindung vervollständigt wurde.

In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufbereiten von Galactose bereit. Das Verfahren kann umfassen: Aufbereiten eines Rückstands von Rotalgen durch Schritte, die eine Verzuckerung und eine Filtration der Rotalgen umfassen; das Umsetzen des Rotalgenrückstands mit einer Agarase enthaltenden Lösung, bei dem eine Zuckermischung erhalten wird; das Filtern der Zuckermischung; das Eindicken bzw. Aufkonzentrieren der gefilterten Zuckermischung; und das Ausfällen der Galactose durch Schritte, die das Zugeben eines Alkohols zur aufkonzentrierten Zuckermischung umfassen. Die Rotalgen können eine oder mehrere Arten sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus den Gattungen Chondrus, Eucheuma, Gigartina, Pterocladia, Hypnea, Iridaea, Kappaphycus, Gellidium und Gracilaria.

Wenn der Rückstand der Rotalgen aufbereitet wird, kann die Verzuckerung bei einer Temperatur von etwa 80 bis 150°C durchgeführt werden. Die Verzuckerung kann vorzugsweise als Hydrolyse der Rotalgen erfolgen und die Hydrolyse kann in Schritten durchgeführt werden, die das Zugeben einer Säure in einer Konzentration von etwa 0,1% (w/v) bis 15% (w/v) umfassen. Insbesondere kann die Säure eine oder mehrere Säuren sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Schwefelsäure (H2SO4), Salzsäure (HCl), Bromsäure (HBr), Salpetersäure (HNO3), Essigsäure (CH3COOH), Ameisensäure (HCOOH), Perchlorsäure (HClO4), Phosphorsäure (H3PO4) und para-Toluolsulfonsäure (PTSA).

Wenn der Rückstand der Rotalgen aufbereitet wird, kann das Filtern der Rotalgen über eine Chromatographie auf Kieselsäuregel oder über eine Filtration unter Verwenden eines Filters erfolgen.

Die Agarase kann aus Saccharophagus degradans 2–40 gewonnen werden. Die die Agarase enthaltende Lösung kann bevorzugt durch Schritte, die das Kultivieren von Saccharophagus degradans 2–40; das Entfernen von Saccharophagus degradans 2–40 aus einem Kulturmedium; und Aufkonzentrieren einer in dem Kulturmedium verbleibenden Agarase umfassen, gewonnen werden. Saccharophagus degradans 240 kann insbesondere bei einer Temperatur von etwa 30 bis 40°C über einen Zeitraum von etwa 36 bis 72 Stunden kultiviert werden.

Die Zuckermischung kann durch Schritte, die das Filtern der Zuckermischung mittels Säulenchromatographie und das zusätzliche Filtern der Zuckermischung unter Verwenden eines Mikrofilters umfassen, gefiltert werden. Die Säulenchromatographie kann ein Kieselsäuregel mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 0,1 bis 0,5 mm beinhalten und der Mikrofilter kann eine Porengröße von etwa 0,45 bis 0,9 μm aufweisen. Das Filtern der Zuckermischung kann vorzugswiese mit einer Strömungs- bzw. Fließgeschwindigkeit von etwa 0,1 bis 100 ml/min erfolgen.

Die gefilterte Zuckermischung kann mittels Destillation der gefilterten Zuckermischung unter Vakuum aufkonzentriert werden. Das Aufkonzentrieren kann bevorzugt bei einer Temperatur von etwa 30 bis 60°C und bei einem Druck von etwa 10 bis 120 mbar erfolgen.

Wenn die Galactose ausgefällt bzw. niedergeschlagen wird, kann dies bei einer Temperatur von etwa –10°C bis 25°C erfolgen. Der zum Ausfallen zugegebene Alkohol kann vorzugsweise ein Alkohol oder mehrere Alkohole sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Methanol, Ethanol und Propanol.

Das Verfahren zum Aufbereiten von Galactose kann ferner ein zusätzliches Filtern nach dem Ausfällen einschließen, um so Galactose-Teilchen zu erhalten.

In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Galactose bereit, die mit Hilfe des hierin beschriebenen Verfahrens aufbereitet wurde. Die auf diese Weise aufbereitete Galactose kann D-Galactose, L-Galactose oder eine Mischung davon einschließen. Des Weiteren kann die Galactose in Form von weißen Feststoffteilchen vorliegen. Die Galactose kann vorzugweise einen Schmelzpunkt von etwa 163 bis 170°C und eine Reinheit von etwa 80 Gew.-% oder mehr besitzen.

Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden erläutert.

Kurze Beschreibung der Figuren

1 zeigt den Ablaufplan eines beispielhaft angegebenen Verfahrens zum Aufbereiten von Galactose gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

2 zeigt die Aufnahme von Galactose-Teilchen als Beispiel, die durch eine enzymatische Behandlung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gewonnen wurden.

Ausführliche Beschreibung

Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck, bestimmte beispielhafte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung daher nicht einschränken. Wie sie hierin verwendet werden, sollen die Singularformen „ein, eine, eines” und „der, die das” auch die Pluralformen umfassen, solange aus dem Kontext nicht klar etwas anderes ersichtlich ist. Weiter soll verstanden werden, dass die Begriffe „umfasst” und/oder „umfassend”, wenn sie in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Zahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente und/oder Komponenten/Bestandteile angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines oder mehrerer weiterer Merkmale, Zahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente, Komponenten/Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie er hierin verwendet wird, schließt der Begriff „und/oder” jegliche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der damit verbundenen aufgelisteten Punkte ein.

Soweit nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich ist, soll der Begriff „etwa”, wie er hierin verwendet wird, als innerhalb eines Bereichs mit in der Wissenschaft normalen Toleranzgrenzen liegend verstanden werden, zum Beispiel als innerhalb von 2 Standardabweichungen vom Mittelwert liegend. „Etwa” kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% vom angegebenen Wert liegend. Soweit es aus dem Kontext nicht anderweitig klar hervorgeht, gelten alle hierin angegebenen Zahlenwerte als um den Begriff „etwa” erweitert.

Im Folgenden werden ein Harzverbundmaterial sowie ein Verfahren zum Aufbereiten von Galactose aus Rotalgen oder dem Rückstand von Rotalgen gemäß verschiedenen beispielhaft angegebenen Ausführungsformen ausführlich beschrieben.

Polysaccharide, die die Zellwände von Rotalgen bilden, enthalten Cellulose, Xylan, Mannan, Agar und Carrageen. Es ist beispielsweise bekannt, dass Agar einer der Hauptbestandteile von viskosen Polysacchariden ist, welche die äußere Schicht und die interzellulären Räume der Zellwand von Rotalgen bilden.

Agar ist ein Polymer, das aus Galactose und 3,6-Anhydro-L-galactose (AHG) als Einheit besteht, die über eine α-1,3-Bindung und eine β-1,4-Bindung abwechselnd miteinander verknüpft sind (Kazlowski B., Pan C. L., Ko Y. T. (2008). Separation and quantification of neoagaro and agaro-oligosaccharide products generated from agarose digestion by beta agarase and HCl in liquid chromatography systems. Carbohydrate Research, 343, 2443–2450). Eine Einheit aus einer 3,6-Anhydro-L-galactose und einer Galactose, die über eine α-1,3-Bindung miteinander verknüpft sind, die Neoagarbiose genannt wird, wurde mittels NMR-Spektrometrie untersucht, bei der sich zeigte, dass 3,6-Anhydro-L-galactose und Galactose (D-Galactose) Neoagarbiose bilden (Kim H. T., Lee S., Lee D. et al. (2009).

Overexpression and molecular characterization of Aga 50D from saccharophagus degradans 2–40. Applied microbiology and biotechnology, 1432–0614 (Online)).

Da als erster mariner Mikroorganismus, der Agar abbaut, z. B. Bacillus gelaticus, 1902 von Gran isoliert wurde, wurde von den Gattungen Agarivorans, Alteromonas, Cytophaga und Microbulbifer berichtet (Swartz M. N., Nancy G. (1958). Agarase from an agar-digesting bacterium. Journal of bacteriology, 77, 403–409).

Unter anderem ist Saccharophagus degradans 2–40 als aerobes, stäbchenförmiges Proteobacterium der Untergruppe gamma bekannt, welches dazu in der Lage ist, viele komplexe Polysaccharide, wie beispielsweise Agarose, abzubauen (Ekborg N. A., Gonzalez, J. M. et al. (2005). Saccharophagus degradans gen. nov., sp. Nov., a versatile marine degrader of complex polysaccharides. International journal of systematics and evolutionary microbiology, 55, 1545–1549). Früher wurde er der Gattung Microbulbifer zugeteilt, wurde jedoch 2005 offiziell Saccharophagus degradans 2–40 genannt. Die Genomsequenz des Stammes (U. S. Department of Energy Joint Genome Institute) wurde 2008 offengelegt (Weiner R. M., Talyor L. E., Henrissat B. et al. (2008). Complete genome sequence of the complex carbohydrate-degrading marine bacterium, Saccharophagus degradans strain 2–40, PLOS Genetics, 4, e1000087).

Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung in einem Aspekt ein Verfahren zum Aufbereiten von Galactose bereit. Das Verfahren, wie es in der 1 gezeigt ist, kann umfassen: Aufbereiten eines Rückstands von Rotalgen durch Schritte, die eine Verzuckerung und eine Filtration der Rotalgen umfassen; Umsetzen des Rotalgenrückstands mit einer Agarase enthaltenden Lösung, bei dem eine Zuckermischung erhalten wird; Filtern der Zuckermischung; Aufkonzentrieren der gefilterten Zuckermischung; und Ausfällen der Galactose durch Schritte, die das Zugeben eines Alkohols zu der aufkonzentrierten Zuckermischung umfassen.

In einer beispielhaft angegebenen Ausführungsform kann die Verzuckerung der Rotalgen bei einer Temperatur von etwa 80 bis 150°C, von etwa 100 bis 150°C oder besonders bevorzugt von etwa 120 bis 150°C durchgeführt werden, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.

Ferner kann der Verzuckerungsprozess eine Hydrolyse der Rotalgen darstellen, wobei die Hydrolyse durchgeführt werden kann, indem eine Säure mit einer Konzentration von etwa 0,05 bis 15% (w/v), von etwa 0,05 bis 10% (w/v), von etwa 0,05 bis 5% (w/v), von etwa 0,1 bis 15% (w/v), von etwa 0,1 bis 10% (w/v), von etwa 0,1 bis 5% (w/v), von etwa 0,5 bis 15% (w/v), von etwa 0,5 bis 10% (w/v), von etwa 0,5 bis 5% (w/v), von etwa 1 bis 15% (w/v), von etwa 1 bis 10% (w/v), oder besonders bevorzugt von etwa 1 bis 5% (w/v), zugegeben wird, wobei dies jedoch keine Einschränkung darstellt.

Des Weiteren kann die Säure eine oder mehrere Säuren sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Schwefelsäure (H2SO4), Salzsäure (HCl), Bromsäure (HBr), Salpetersäure (HNO3), Essigsäure (CH3COOH), Ameisensäure (HCOOH), Perchlorsäure (HClO4), Phosphorsäure (H3PO4) und para-Toluolsulfonsäure (PTSA), ist jedoch nicht hierauf beschränkt.

Die Rotalgen können zudem Galactose oder ein Polymer davon enthalten oder produzieren. Die Rotalgen können insbesondere der Gattung Chondrus, Eucheuma, Gigartina, Pterocladia, Hypnea, Iridaea, Kappaphycus, Gellidium oder Gracilaria angehören. Ohne darauf beschränkt zu sein, können zum Beispiel Rotalgen wie Gracilaria oder Gellidium (Agar) verwendet werden. Ferner können die Rotalgen – ohne darauf beschränkt zu sein – als Trockenprodukt der unbehandelten Rotalgen, als Trockenprodukt nach dem Waschen der unbehandelten Rotalgen oder als Pulver derselben bereitgestellt werden.

Die Filtration zum Aufbereiten des Rotalgenrückstands kann ferner wenigstens unter Verwenden von Säulenchromatographie oder unter Verwenden eines Filters durchgeführt werden, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Es kann – ohne Einschränkung – jeder im Allgemeinen im Stand der Technik eingesetzte Filter verwendet werden.

Die Säulenchromatographie kann insbesondere ein Kieselsäuregel oder ein Kieselsäureharz enthalten. Das Kieselsäuregel kann in Form von Teilchen vorliegen, die eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,1 bis 0,5 mm, von etwa 0,1 bis 0,4 mm, von etwa 0,1 bis 0,3 mm oder insbesondere von etwa 0,1 bis 0,2 mm aufweisen können. Als Kieselsäuregel können verschiedene neutrale Kieselsäuregele verwendet werden, wobei das Kieselsäuregel jedoch nicht auf bestimmte Siliziumdioxid- bzw. Kieselsäurematerialien eingeschränkt ist.

Der Filter kann eine Porengröße von etwa 1 bis 20 μm, von etwa 1 bis 15 μm, von etwa 1 bis 10 μm, von etwa 3 bis 20 μm, von etwa 3 bis 15 μm, von etwa 3 bis 10 μm, von etwa 5 bis 20 μm, von etwa 5 bis 15 μm oder besonders bevorzugt von etwa 5 bis 10 μm aufweisen, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.

Der auf die beschriebene Weise aufbereitete Rotalgenrückstand kann als Feststoff, der nach der Filtration zurückbleibt, erhalten werden. Anschließend kann der Rotalgenrückstand mit einer Agarase enthaltenden Lösung umgesetzt werden, wobei eine Zuckermischung erhalten wird, die die Galactose enthalten kann, die in den Zellwänden der Rotalgen produziert wurde. Die Zuckermischung kann eine Flüssigkeit, zum Beispiel eine wässrige Lösung, sein.

Im Vergleich zu einer Verzuckerungstechnik, bei der saure Substanzen und andere Chemikalien eingesetzt werden, kann ein Verfahren, mit welchem die Galactose enthaltende Zuckermischung mit Hilfe einer enzymatischen Behandlung, wie beispielsweise mit Agarase, gewonnen wird, die Herstellungskosten deutlich senken. So erfordert das Verfahren, bei welchem die enzymatische Behandlung zum Einsatz kommt, beispielsweise nicht die Neutralisation der sauren Substanzen, die bei einer Verzuckerung unter Einsatz von sauren Substanzen eingebracht werden. Daneben kann das Verfahren auch die beständige Durchführbarkeit und die Effizienz dieses Arbeitsschrittes während des Aufkonzentrierens verbessern.

Die Umsetzung bzw. die Reaktion kann bei einer Reaktionstemperatur von etwa 30 bis 70°C, von etwa 30 bis 60°C, von etwa 40 bis 70°C, von etwa 40 bis 60°C oder insbesondere von etwa 50°C erfolgen, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.

Daneben kann die Umsetzung über einen Zeitraum von etwa 48 Stunden oder länger, zum Beispiel von etwa 48 bis 96 Stunden, von etwa 48 bis 84 Stunden, von etwa 48 bis 72 Stunden oder besonders bevorzugt von etwa 48 bis 60 Stunden durchgeführt werden, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.

Die Agarase kann aus einer Kultur gewonnen werden, die einen Mikroorganismus oder einen Stamm, der die Agarase produziert, enthält, wobei die Schritte des Kultivierens des Stamms, der dazu in der Lage ist, die Agarase zu produzieren, und des Entfernens des Stamms aus dem Kulturmedium umfasst sind.

Die Agarase kann aus einem Stamm, wie beispielsweise Bacillus, Agarivorans, Alteromonas, Cytophaga, Microbulbifer, Saccharophagus, und dergleichen gewonnen oder erzeugt werden und beispielsweise kann die Agarase von Saccharophagus degradans 2–40 erzeugt werden.

Der Stamm kann bei einer Temperatur von etwa 30 bis 40°C, von etwa 33 bis 40°C, von etwa 35 bis 40°C oder besonders bevorzugt bei etwa 37°C, über einen Zeitraum von etwa 36 bis 72 Stunden, 36 bis 66 Stunden, 36 bis 60 Stunden, 36 bis 52 Stunden, 42 bis 72 Stunden, 42 bis 66 Stunden, 42 bis 60 Stunden, 42 bis 52 Stunden, oder 48 Stunden kultiviert werden, um die Agarase in geeigneter Weise oder im Wesentlichen produzieren zu lassen, wobei die Kultivierungsbedingungen jedoch nicht auf diese Angaben beschränkt sind.

Daneben kann ein Kulturmedium zum Erzeugen von Agarase in dem vorstehend beschriebenen Stamm zubereitet werden, indem etwa 2,3% künstliches Meerwasser, etwa 0,5% Ammoniumchlorid, 1,5% Agar und 50 mM Tris-HCl zu 11 Wasser gegeben werden.

Das künstliche Meerwasser kann so zubereitet werden, dass seine chemische Zusammensetzung einem Meerwasser mit einem Salzgehalt von 35‰ entspricht. Das künstliche Meerwasser kann zum Beispiel zubereitet werden, indem eine Lösung 1 und eine Lösung 2 miteinander vermischt werden, wobei die Lösung 1 hergestellt wird, indem etwa 23,9 g NaCl, etwa 4,0 g Na2SO4, etwa 0,7 g NaHCO3, etwa 0,1 g KBr, etwa 30 mg H3BO3 und etwa 3 mg NaF in 500 ml destilliertem Wasser gelöst werden, und die Lösung 2 hergestellt wird, indem etwa 10,8 g MgCl2·6H2O, etwa 1,5 g CaCl·2H2O und etwa 25 mg SrCl2·H2O in 455 ml destilliertem Wasser gelöst werden.

Das Filtern kann eine erste Filtration unter Verwenden einer Chromatographie auf einer Kieselsäuregelsäule und eine zweite Filtration unter Verwenden eines Mikrofilters nach dem ersten Filtrationsschritt umfassen.

Die erste Filtration kann in einem oder in mehreren Zyklen, zum Beispiel in 1 bis 10 Zyklen, 1 bis 5 Zyklen oder 1 bis 3 Zyklen unter Verwenden einer Chromatographie auf einer Kieselsäuregelsäule durchgeführt werden. Die Chromatographie über eine Kieselsäuregelsäule kann insbesondere Verunreinigungen, wie beispielsweise irgendwelche Teilchen und Proteinbestandteile aus der Zuckermischung, entfernen.

Ferner können die Teilchen des Kieselsäuregels eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,1 bis 0,5 mm, von etwa 0,1 bis 0,4 mm, von etwa 0,1 bis 0,3 mm oder von etwa 0,1 bis 0,2 mm aufweisen und es können verschiedene neutrale Kieselsäuregele verwendet werden, wobei das Kieselsäuregel nicht auf bestimmte Kieselsäuregelmaterialien eingeschränkt ist. Das Volumen des in die Kieselsäuregelsäule gepackten Kieselsäuregels kann entsprechend 1/2 bis 1/5 des Volumens der einzubringenden Zuckermischung ausmachen. Wenn das Volumenverhältnis diesen Bereich überschreitet, kann die Auftrennung weniger effektiv sein oder der Anteil an verunreinigenden Teilchen kann zunehmen, was zu dem Problem führt, dass bei dem abschließenden Prozess der Bildung von Feststoffteilchen die Kieselsäuregel-Teilchen neben den Galactose-Teilchen vorliegen.

Der für die zweite Filtration verwendete Mikrofilter kann eine Porengröße von etwa 0,45 bis 0,9 μm besitzen. Wenn ein Filter mit einer Porengröße von 0,45 μm oder kleiner verwendet wird, kann die beständige Durchführbarkeit des Filterprozesses abnehmen, was nicht wirtschaftlich ist. Wenn ein Filter mit einer Porengröße von mehr als 0,9 μm verwendet wird, können manche Mikroteilchen nicht herausgefiltert werden, sodass das Endprodukt eine geringere Reinheit besitzt.

Eine Strömungsgeschwindigkeit der Zuckermischung während der Säulenchromatographie kann von etwa 0,1 bis 100 ml/min, von etwa 0,1 bis etwa 80 ml/min, von etwa 0,1 bis etwa 60 ml/min, von etwa 0,1 bis etwa 40 ml/min, von etwa 0,1 bis 20 ml/min, von etwa 0,1 bis 10 ml/min, von etwa 0,1 bis 5 ml/min oder insbesondere etwa 3,5 ml/min betragen, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Eine Strömungsgeschwindigkeit, die für ein großtechnisches System geeignet ist, kann entsprechend angepasst werden.

Die, zum Beispiel durch die erste und die zweite Filtration, gefilterte Zuckermischung kann aufkonzentriert werden. Die Zuckermischung kann zum Beispiel mittels Destillation unter Vakuum aufkonzentriert werden, um das Wasser oder ein anderes Lösemittel zu entfernen, wobei – ohne auf eine bestimmte Vorrichtung beschränkt zu sein – eine Vakuum-Destillationseinheit verwendet wird. Vorzugsweise kann die Zuckermischung auf ein Volumen von etwa 1/10 bis 1/20 des Volumens der gefilterten Zuckermischung aufkonzentriert werden.

Das Aufkonzentrieren der Zuckermischung kann ferner bei einer Temperatur von etwa 30 bis 60°C erfolgen. Wenn die Temperatur höher als etwa 60°C ist, kann sich die aufzukonzentrierende Galactose zum Teil verfärben. Wenn die Temperatur kleiner als 30°C ist, kann die Dauer des Arbeitsschrittes zunehmen.

Das Aufkonzentrieren kann zudem bei einem Druck von etwa 10 bis 120 mbar erfolgen. Wenn der Druck mehr als 120 mbar beträgt, kann die Dauer des Arbeitsschrittes zunehmen. Wenn der Druck 10 mbar oder weniger beträgt, kann die beständige Durchführbarkeit abnehmen.

Aus der aufkonzentrierten Zuckermischung kann Galactose ausgefällt werden. Es kann insbesondere ein Alkohol zu der aufkonzentrierten Zuckermischung gegeben werden, um die Bildung von Galactose-Teilchen (Bildung von Feststoffteilchen) zu induzieren, bei der die Galactose ausgefällt wird. Das Ausfällen kann bei einer Temperatur von etwa –10°C bis 25°C erfolgen, oder, alternativ dazu, kann ein Alkohol mit einer Temperatur von etwa –10°C bis 25°C zu der aufkonzentrierten Zuckermischung gegeben werden. Die ausgefällten, festen Galactose-Teilchen können mit Hilfe einer Vakuum-Filtriereinrichtung gewonnen werden.

Der Alkohol kann – ohne darauf beschränkt zu sein – ein Alkohol oder mehrere Alkohole sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus linearen oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie zum Beispiel Methanol, Ethanol und Propanol (z. B. Isopropylalkohol).

Die Konzentration des Alkohols kann zum Beispiel von etwa 10 bis 100% (v/v), von etwa 20 bis 100 (v/v), von 30 bis 100 (v/v), von etwa 40 bis 100 (v/v), von etwa 50 bis 100 (v/v), von etwa 60 bis 100 (v/v), von etwa 70 bis 100 (v/v), von etwa 80 bis 100 (v/v), von etwa 90 bis 100 (v/v), von etwa 95 bis 100 (v/v) oder von etwa 98 bis 100 (v/v), zum Beispiel etwa 99% (v/v), betragen. In einer bestimmten Ausführungsform kann der Alkohol ein Alkohol mit einer Konzentration von etwa 10 bis 100% (v/v), von etwa 20 bis 100 (v/v), von etwa 30 bis 100 (v/v), von etwa 40 bis 100 (v/v), von etwa 50 bis 100 (v/v), von etwa 60 bis 100 (v/v), von etwa 70 bis 100 (v/v), von etwa 80 bis 100 (v/v), von etwa 90 bis 100 (v/v), von etwa 95 bis 100 (v/v) oder von etwa 98 bis 100 (v/v), zum Beispiel 99% (v/v), Methanol, Ethanol und Propanol (z. B. Isopropylalkohol) sein.

Das Volumen des einzubringenden Alkohols kann entsprechend das etwa 5- bis 10-Fache des Volumens der aufkonzentrierten Zuckermischung ausmachen. Wenn das Volumen etwa 5-mal so groß oder kleiner ist, können die Teilchen nicht richtig ausgefällt werden. Wenn das Volumen 10-mal so groß oder größer ist, können aufgrund der übermäßig großen Menge die Kosten zunehmen.

Die mit Hilfe des Verfahrens zum Aufbereiten von Galactose aufbereitete Galactose kann D-Galactose, L-Galactose oder eine Mischung davon einschließen. Des Weiteren kann die Galactose in Form weißer, fester Teilchen oder als Pulver erhalten werden. Wenn die Galactose in Form von festen Teilchen gewonnen wird, liegen die Vorteile im leichten Gewicht, in einer genauen Steuerbarkeit der einzubringenden Menge, in der leichten Lagerbarkeit und in der Reduktion des Volumens, wenn die Galactose als Ausgangsmaterial für weitere chemische Reaktionen eingesetzt wird. Wenn eine sich in einer flüssigen Phase befindende Galactose als Ausgangsmaterial für sich anschließende chemische Reaktionen verwendet wird, sind die vorstehend beschriebenen Vorteile nicht zu erwarten und der Herstellungsprozess kann daher sehr kompliziert werden.

In einem weiteren Aspekt wird Galactose bereitgestellt, die mit dem Verfahren zum Aufbereiten von Galactose aufbereitet wurde.

Die mit Hilfe des Verfahrens zum Aufbereiten von Galactose aufbereitete Galactose kann D-Galactose, L-Galactose oder eine Mischung davon einschließen. Daneben kann die Galactose in Form weißer, fester Teilchen vorliegen, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.

Die Galactose kann ferner einen Schmelzpunkt von etwa 163 bis 170°C, zum Beispiel von etwa 167 bis 169°C, besitzen. In Anbetracht der Tatsache, dass reine Galactose einen Schmelzpunkt von 167 bis 169°C besitzt, kann die Galactose eine Galactose mit einer Reinheit von etwa 80 Gew.-% oder mehr, 85 Gew.-% oder mehr, 90 Gew.-% oder mehr, 95 Gew.-% oder mehr, 96 Gew.-% oder mehr, 97 Gew.-% oder mehr, 98 Gew.-% oder mehr oder 99 Gew.-% oder mehr besitzen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Galactose durch enzymatische Behandlung eines Rückstands von Rotalgen. Das Verfahren zum Aufbereiten der Galactose kann insbesondere das Aufbereiten eines Rückstands, das Umsetzen des Rückstands mit einem Enzym, das Aufkonzentrieren einer erzeugten Zuckermischung und das Ausfällen und das Bilden von Feststoffteilchen der in der Zuckermischung enthaltenen Galactose umfassen.

Das Aufbereitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung schlägt eine für die Industrie wichtige Technik zum Gewinnen von Galactose mit einer hohen Ausbeuten vor, bei welchen zum Beispiel nicht verschiedene feste Materialien, die bei einem herkömmlichen Verzuckerungsprozess unter Verwenden von sauren Chemikalien erhalten werden, entsorgt werden müssen, da nämlich eine Behandlung mit Enzymen zum Einsatz kommt. Daneben stellt dieses Verfahren wirtschaftliche Vorteile für Fischerdörfer, die Rotalgen züchten, bereit und löst die Umweltprobleme, die durch Nichtbeachten von Algen verursacht werden können.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele ausführlicher beschrieben. Die angegebenen Beispiele dienen jedoch lediglich der Veranschaulichung und der Umfang der Erfindung soll nicht als auf diese Beispiele eingeschränkt gelten.

BeispielZubereitungsbeispiel: Zubereitung der Agarase enthaltenden Lösung

Ein mariner Stamm, Saccharophagus degradans 2–10 (erhältlich von der ATCC (American Type Culture Collection), Manassas, VA, USA) wurde kultiviert.

Genauer gesagt wies das Medium eine Zusammensetzung aus 2,3% künstlichem Meerwasser (Produktname: Aquarium Systems, Mentor, Ohio), 0,5% Ammoniumchlorid (Sigma-Aldrich Corp.), 50 mM Tris-HCl (Sigma-Aldrich Corp.) und 1,5% Agar (Sigma-Aldrich Corp.) in 11 Wasser auf und die Kultivierung erfolgte unter den Bedingungen einer Temperatur von 35°C über einen Zeitraum von 48 Stunden in einem 5 l fassenden Fermentationsreaktor (LiFlus GM, Biotron Inc.).

Die Kultur wurde 30 Minuten lang bei 6.000 rpm abzentrifugiert (Continent 512R, Hanil Science Industrial Co.), wobei 1.000 ml eines flüssigen Überstands, der aus Saccharophagus degradans 2–40 stammende Agarase enthielt, erhalten wurden.

Beispiel 1: Aufbereitung von aus Rotalgen stammender GalactoseSchritt 1: Aufbereiten des Rotalgenrückstands

Die Rotalgen Gracilaria, die im Küstengebiet Chunnam in Südkorea gesammelt worden waren, wurden getrocknet und gemahlen. Anschließend wurden 350 ml destilliertes Wasser und 150 ml 1N HCl-Lösung in einen 500 cm3-Kolben gegeben und die Lösung wurde auf 0,3 N HCL eingestellt. Der Lösung wurden 25 g getrocknete und gemahlene Gracilaria zugegeben und anschließend wurde sie 4 Stunden lang bei 120°C geschüttelt. Als nächstes wurde die Lösung nach Beenden des Schüttelns bei Raumtemperatur (25°C) stehen gelassen und unter Verwenden einer mit Kieselsäuregel-Teilchen gepackten Säule gefiltert, wobei 15 g Rotalgenrückstand erhalten wurden.

Schritt 2: Gewinnung der Galactose enthaltenden Zuckermischung

Pro 1 g des in Schritt 1 erhaltenen Rotalgenrückstands wurden 10 ml der im Zubereitungsbeispiel zubereiteten, Agarase enthaltenden Lösung gemischt. Nach dem Mischen wurde die Lösung 48 Stunden lang bei 50°C umgesetzt, wobei 200 cm3 einer Galactose enthaltenden Zuckermischung erhalten wurden.

Schritt 3: Filtration

Es wurde ein erster Filtrationsschritt durchgeführt, indem die Zuckermischung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 3,5 ml/min auf eine Säule aufgebracht wurde, die mit 100 ml neutralen Kieselsäuregel-Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 0,5 mm gepackt worden war. Anschließend wurden die flüssigen Materialien, die die Kieselsäuregelsäule passiert hatten, einer zweiten Filtration unter Verwenden eines Mikrofilters mit einer mittleren Porengröße von 0,45 μm unterzogen. Durch diese Filtrationsprozesse wurden 150 ml einer flüssigen Zuckermischung erhalten, aus der die sich in einer festen Phase befindenden Materialien entfernt wurden.

Schritt 4: Konzentration und Bildung von Feststoffteilchen (Ausfällung)

Zum Aufkonzentrieren der flüssigen Zuckermischung auf etwa 1/20 des Volumens vor dem Aufkonzentrieren wurde ein Rotationsverdampfer (IKA® RV 10) bei einer Temperatur des Bades von 55°C und bei einem reduziertem Druck von 90 mbar verwendet. Anschließend wurde 99% (v/v) Ethanol, das bei einer niedrigen Temperatur gelagert worden war, zu den aufkonzentrierten Materialien gegeben, um die Teilchen auszufällen. Zu diesem Zweck betrug das Volumen des eingebrachten Ethanols etwa das 20-Fache des Volumens des aufkonzentrierten Materials. Anschließend wurden die ausgefällten Teilchen einer Vakuumfiltration unterzogen, wobei 10 g Galactose-Teilchen erhalten wurden. Die erhaltenen Galactose-Teilchen sind in der 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Die Ausfällung erfolgte auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, außer dass der Schritt 2 unter Verwenden eines kommerziell erhältlichen Enzyms, Cellulase (Viscozyme; Novozyme) anstelle der Agarase enthaltenden Lösung, die in dem Zubereitungsbeispiel zubereitet worden war, durchgeführt wurde.

Vergleichsbeispiel 2

Die Aufbereitung erfolgte auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, außer dass die Schritte des Aufkonzentrierens und des Bildens der Feststoffteilchen ohne einen Schritt der Filtration durchgeführt wurden.

Vergleichsbeispiel 3

Die Aufbereitung erfolgte auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, außer dass im Schritt der Filtration zwar die Chromatographie auf der Kieselsäuregelsäule, jedoch keine Mikrofiltration erfolgte und anschließend die Schritte des Aufkonzentrierens und des Bildens von Feststoffteilchen durchgeführt wurden.

Vergleichsbeispiel 4

Die Aufbereitung erfolgte auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, außer dass im Schritt des Bildens von Feststoffteilchen nach dem Aufkonzentrieren anstelle des Ethanols 99% (v/v) Hexan verwendet wurden. Zu diesem Zweck betrug das Volumen des eingebrachten Hexans das etwa 20-Fache des Volumens des aufkonzentrierten Materials.

Vergleichsbeispiel 5

Die Aufbereitung erfolgte auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, außer dass im Schritt des Bildens von Feststoffteilchen nach dem Aufkonzentrieren anstelle des Ethanols 99% (v/v) Ethylacetat verwendet wurden. Zu diesem Zweck betrug das Volumen des eingebrachten Ethylacetats das etwa 20-Fache des Volumens des aufkonzentrierten Materials.

Versuchsbeispiel 1: Überprüfung der Bildung der Galactose-Teilchen

Die Bildung der Galactose-Teilchen in Beispiel 1 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in der nachfolgend angegebenen Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]

EinteilungBildung der TeilchenBeispiel 1TeilchenVergleichsbeispiel 1Klebrige Materialien/Keine TeilchenVergleichsbeispiel 2Klebrige Materialien/Keine TeilchenVergleichsbeispiel 3Klebrige Materialien/Keine TeilchenVergleichsbeispiel 4Klebrige Materialien/Keine TeilchenVergleichsbeispiel 5Klebrige Materialien/Keine Teilchen

Wie in der Tabelle 1 gezeigt ist, wurden in Beispiel 1 Teilchen gebildet, während sich in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 nur klebrige Materialien bildeten und keine Teilchen gebildet wurden.

Versuchsbeispiel 2: Messung des Schmelzpunktes zur Überprüfung der Bildung von Galactose

Um zu prüfen, ob im Beispiel 1 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 Galactose gebildet worden war, wurde eine Differentialrasterkalorimetrie (differential scanning calorimetry, DSC) (USA, TA instruments) zum Messen des Schmelzpunkts, der der für die Reinheit der Galactose steht, verwendet.

Genauer gesagt, wurde der Schmelzpunkt einer Galactosesubstanz bei 167 bis 169°C gemessen. Die Schmelzpunkte im Beispiel 1 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 wurden gemessen und die Ergebnisse sind in der nachstehend angegebenen Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 2]

Schmelzpunkt (°C)Beispiel 1167Vergleichsbeispiel 165Vergleichsbeispiel 266Vergleichsbeispiel 350Vergleichsbeispiel 445Vergleichsbeispiel 545

Wie in der Tabelle 2 gezeigt ist, wurde festgestellt, dass der Schmelzpunkt in Beispiel 1 bei 167°C lag, was in dem für den Schmelzpunkt der Galactosesubstanz angegebenen Bereich von 167 bis 169°C liegt und für die Erzeugung von Galactose spricht. Im Gegensatz dazu wurde in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 festgestellt, dass der Schmelzpunkt bei 45 bis 65°C lag, was nicht innerhalb des für den Schmelzpunkt der Galactosesubstanz angegebenen Bereichs liegt und damit die Erzeugung von Galactose ausschließt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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