CN112367853A - 含有葡萄糖和半纤维素的组合物及其用途 - Google Patents

含有葡萄糖和半纤维素的组合物及其用途 Download PDF

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Abstract

本文提供了纯化的半纤维素组合物、包含纯化的半纤维组合物的甜味剂组合物、以及用于制造其的方法。还提供了该组合物的用途。

Description

含有葡萄糖和半纤维素的组合物及其用途
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年5月10日提交的美国专利申请号62/669,684的优先权。该在先申请的公开内容视为本申请公开内容的一部分,并将其全文纳入本申请。
发明领域
本说明书涉及包含葡萄糖和半纤维素的组合物及其用途,特别是用作食品成分或用作口服产品的甜味剂或添加剂。
背景技术
添加剂和甜味剂用于食品和饮料的生产,以及用于其他摄入物品(例如药物和补充剂)。用于生产此类产品的许多甜味剂均源自天然来源。可以选择这些天然糖及其前体并对其进行组合,以赋予特定产品所需的性能。例如,通过玉米淀粉水解所衍生的糖通常用于食品和饮料工业中以赋予甜味,但也可以赋予食品或饮料其他特征,例如增量(bulk)和质地。
将淀粉加工成糖通常基于酶催化反应,该反应可包括淀粉水解为葡萄糖以及葡萄糖异构化为果糖。通过这些过程,可以由淀粉生产葡萄糖和果糖(蔗糖的成分)。通过在这些反应下改变加工度,可以由淀粉生产具有变化的粘度和甜度以及其他功能规格的糖浆。糖浆也可以进行浓缩或结晶,以形成干燥的添加剂产品。所得甜味剂可以各种方式进行分类,例如,通过测量右旋糖当量(DE)。右旋糖当量(DE)是相对于右旋糖减少糖产品中存在的糖量的量度,以干基百分比表示。
各种DE的葡萄糖浆甜味剂是市售可购得的,包括42DE和63DE糖浆。这些甜味剂用于各种制造的产品,这些产品依赖于由甜味剂提供的一致的化学和物理特性,例如甜度和粘度。替换商业生产的产品中的这些甜味剂可能是困难的,因为除了提供甜味风味外,这些甜味剂还可以为产品提供增量、粘度和其他性质。可以通过淀粉的不完全或部分水解以提供淀粉和葡萄糖的混合物来生产低DE糖浆。可以控制水解度,以生产具有特定DE的产品用于特定应用。
高效甜味剂已是用于卡路里降低的食品和饮料产品的大量研究的主题。在开发该类产品时遇到了许多困难,包括对健康和安全顾虑或异味(如金属风味或过甜的风味)。在生产高效甜味剂中遇到的另一个障碍是,与具有同等甜度的糖组合物相比,这些产品通常在增量和粘度方面具有非常不同的特性。当试图将高效甜味剂掺入现有配方或产品中时,这些差别可能会成为问题,因为即使获得相同程度的甜度,产品的质地也会显著改变。
益生元纤维(prebiotic fiber)是食物中不可消化的部分,它未经消化就穿过小肠,并且在到达结肠后会发酵。发酵过程使有益菌菌落进入消化道,并可能有助于增加消化***中所需细菌的数量,从而可以降低某些疾病的风险并改善整体健康状况。来自植物来源的纤维糖浆可以是益生元纤维的来源。纤维糖浆可以包括:异麦芽低聚糖、受保护的淀粉、聚右旋糖、β-葡聚糖和/或其它类型的可溶性纤维。纤维糖浆还可包括天然存在的甜味剂或添加的甜味剂。纤维糖浆可用于在卡路里降低的产品中大量提供,因为长链纤维不易消化并穿过肠道。饮食中的可溶性纤维可通过将水吸入肠道来改善消化。其还可以产生饱腹感,并防止血糖和胰岛素飙升,从而减少对食物的渴望并减少或防止摄入不适当的食物或不适当的食物量。
由纤维素生物质生产糖(例如葡萄糖)一直是大量研究和开发的重点。用于将纤维素生物质转化成糖的许多不同方法是本领域已知的。这些通常包括:预处理步骤,其中,纤维素生物质进行物理和/或化学改变以使得纤维素生物质中所含的聚合糖结构打开;和酶促或化学水解步骤,其中,聚合糖分解成单体糖。
升糖指数较低的食品和饮料可以在控制血糖和胰岛素水平方面提供健康优势,进而可以降低心脏病和/或糖尿病的风险。升糖指数较低的食品也可用于控制食欲和减肥。含有可溶性纤维的食物可以帮助降低总胆固醇水平,并可以降低患心脏病的风险。
需要替代性增甜产品或食品成分,所述替代性增甜产品或食品成分具有较低的卡路里含量和/或较低的升糖指数,并且在与糖或玉米糖浆相同的甜度水平下仍提供相似的增量和/或粘度性质。
还需要替代性增甜产品,所述替代性增甜产品包括可溶性纤维和/或可用作益生元的成分。
发明内容
已经发现了可以制备一种甜味剂组合物,其包含葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖。还发现,可以以各种比例制备这些组合物,以提供甜度和粘度或增量(bulking)性质变化的组合物。
一方面中,提供了一种甜味剂组合物,其包含葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖。另一方面中,葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖源自木质纤维素生物质。在具体实施方式中,葡萄糖源自纤维素,并且木糖、低聚木糖和木聚糖源自半纤维素。在另一方面中,提供了一种甜味剂组合物,其包含葡萄糖和纯化的半纤维素。
在另一方面中,葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖的比率可以变化以提供甜度和粘度或增量性质变化的组合物。在具体实施方式中,可以选择这些特征,以模仿现有市售甜味剂,例如,源自淀粉的那些。
在另一方面中,提供了一种由木质纤维素生物质制备甜味剂组合物的方法,所述方法包括:
获得葡萄糖;
获得纯化的半纤维素;以及
使得葡萄糖与纯化的半纤维素混合。
在具体实施方式中,纯化的半纤维素包括:木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物。在另一个实施方式中,葡萄糖源自纤维素。另一实施方式中,葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖源自木质纤维素生物质。另一实施方式中,葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖源自相同来源的木质纤维素生物质。
另一实施方式中,对葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖的比例进行选择以提供所需性质。所述性质可以包括:甜度、DE值、粘度、增量、膳食纤维、可溶性纤维或卡路里。
在另一方面中,提供了如上所述甜味剂组合物用于使食品或饮料变甜的用途。在另一方面中,可以将甜味剂组合物添加到食品或饮料中,以提供除了甜味之外的性质,例如,粘度、增量、保水性等。
在另一方面中,提供了如上所述甜味剂组合物在药物组合物或补充剂中用作添加剂的用途。
在另一方面中,提供了一种包含纯化的半纤维素的食品添加剂。在一个实施方式中,纯化的半纤维素进行部分水解以提供木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物。
在另一方面中,提供了包含纯化的半纤维素的食品在食品、饮料、药物或补充剂中的用途。
一方面中,本文提供了甜味剂组合物,所述甜味剂组合物包含约5干重%至95干重%的葡萄糖以及约5干重%至约95干重%的纯化的半纤维素。
实施方式可包括下述特征中的一种或多种。纯化的半纤维素可以包括:木糖、低聚木糖和木聚糖。纯化的半纤维素可以包括:木糖的水解产物、低聚木糖的水解产物或木聚糖的水解产物。甜味剂组合物可以包含约30干重%至约75干重%的葡萄糖。甜味剂组合物可以包含约40干重%至约60干重%的葡萄糖。甜味剂组合物可以包含约45干重%至约55干重%的葡萄糖。甜味剂组合物可以包含约30干重%至约75干重%的纯化的半纤维素。甜味剂组合物可以包含约40干重%至约60干重%的纯化的半纤维素。甜味剂组合物可以包含约45干重%至约55干重%的纯化的半纤维素。纯化的半纤维素可以包含约20干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约30干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约50干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约80干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约87干重%的木聚糖。木聚糖可以包含约70干重%至约99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约80干重%至约99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约90干重%至约99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约95干重%至约99干重%的***木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约5干重%至约60干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素可以包含约5干重%至约30干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素可以包含约5干重%至约15干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素可以包含约9干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素可以包含约0.1干重%至约25干重%的木糖。纯化的半纤维素可以包含约0.1干重%至约40干重%的木糖。纯化的半纤维素可以包含约0.1干重%至约10干重%的木糖。纯化的半纤维素可以包含约4干重%的木糖。纯化的半纤维素可以包括葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。纯化的半纤维素可以包括低于10干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。纯化的半纤维素可以包括低于5干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。纯化的半纤维素可以包括低于1干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。甜味剂组合物可以包括低于10干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。甜味剂组合物可以包括低于5干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。甜味剂组合物可以包括低于1干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。纯化的半纤维素可以包含低于10干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。纯化的半纤维素可以包含低于5干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。纯化的半纤维素可以包含低于1干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。甜味剂组合物可以包含低于10干重%的不是右旋糖、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。甜味剂组合物可以包含低于5干重%的不是右旋糖、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。甜味剂组合物可以包含低于1干重%的不是右旋糖、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。甜味剂组合物的DE可以为约35至约75。甜味剂组合物的DE可以为约40至约65。甜味剂组合物的DE可以为42、53或63。甜味剂组合物的DE可以为约42。甜味剂组合物的DE可以为53。甜味剂组合物的DE可以为约63。甜味剂组合物的升糖指数可以为约35至约50。甜味剂组合物的升糖指数可以为约40至约45。甜味剂组合物的升糖指数可以为约42。甜味剂组合物可以提供约175至约225卡路里/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物可以提供约180至约200卡路里/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物可以提供约190卡路里/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包括可溶性纤维。甜味剂组合物可以包含约20克至约60克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包含约35克至约45克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包含约41克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包括益生元。甜味剂组合物可以提供约2克益生元/100克甜味剂组合物至约6克益生元/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物可以提供约3克益生元/100克甜味剂组合物至约5克益生元/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包含约4克的益生元/100克的甜味剂组合物。甜味剂组合物可以不含不溶性纤维。可以至少以右旋糖的形式提供葡萄糖酸。甜味剂组合物可以是固体。甜味剂组合物可以是糖浆。甜味剂组合物的粘度在120℃可以为约2500cP至约3000cP。甜味剂组合物的粘度在120℃可以为约2700cP至约2900cP。甜味剂组合物的粘度在120℃可以为约2800cP。纯化的半纤维素的分子量(Mw)可以小于4000Da。纯化的半纤维素的多元酚含量可以小于约0.5干重%。纯化的半纤维素的抗氧化剂水平可以低于约10000μmol TE/100g。纯化的半纤维素的纯度可以为至少约95%。木聚糖可以包含约70干重%至99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约80干重%至约99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约90干重%至约99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约95干重%至约99干重%的***木聚糖。
另一方面中,本文提供了甜味剂组合物,所述甜味剂组合物包含约48干重%至53干重%的右旋糖、约41干重%至约45干重%的木聚糖、约4干重%至约5干重%的低聚木糖以及约2干重%至约2.5干重%的木糖。
另一方面中,本文提供了甜味剂组合物,所述甜味剂组合物包含约50干重%的右旋糖、约43干重%的木聚糖、约4干重%的低聚木糖以及约2干重%的木糖。
在另一方面中,本文提供了包含本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物的食品产品。
在另一方面中,本文提供了包含本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物的药物组合物。
在另一方面中,本文提供了包含本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物的膳食补充剂。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物在食品产品中的用途。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物在药物组合物中的用途。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物在膳食补充剂中的用途。
在另一方面中,本文提供了使食品产品变甜的方法,所述方法包括将本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物添加至食品产品中。
在另一方面中,本文提供了使药物组合物变甜的方法,所述方法包括将本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物添加至药物组合物中。
在另一方面中,本文提供了使膳食补充剂变甜的方法,所述方法包括将本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物添加至膳食补充剂中。
在另一方面,本文提供了一种减少由配方制备的食品产品的卡路里含量的方法,该方法包括:提供包括一定量的糖或糖浆的配方,并根据该配方制备食品产品,但是至少部分糖或糖浆量用本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物以部分糖或糖浆量的约50%至约150%量替代。在另一方面,本文提供了一种降低由配方制备的食品产品的升糖指数的方法,该方法包括:提供包括一定量的糖或糖浆的配方,并根据该配方制备食品产品,但是至少部分糖或糖浆量用本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物以部分糖或糖浆量的约50%至约150%的量替代。
实施方式可包括下述特征中的一种或多种。部分量的糖或糖浆可以用本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物以部分糖或糖浆量的约80%至约120%的量替代。糖或糖浆的量可以用本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物以部分糖或糖浆量的约100%的量替代。
另一方面中,本文提供了纯化的半纤维素组合物,所述组合物包含约82干重%至约92干重%的木聚糖、约8干重%至约9干重%的低聚木糖以及约4干重%至约5干重%的木糖。另一方面中,本文提供了纯化的半纤维素组合物,所述组合物包含约87干重%至约88干重%的木聚糖、约8干重%至约9干重%的低聚木糖以及约4干重%至约5干重%的木糖。另一方面中,本文提供了纯化的半纤维素组合物,所述组合物包含约87.3干重%的木聚糖、约8.5干重%的低聚木糖以及约4.2干重%的木糖。
另一方面中,本文提供了纯化的半纤维素组合物,所述组合物包含约85干重%至约95干重%的木聚糖、约5干重%至约25干重%的低聚木糖以及约0干重%至约5干重%的木糖。实施方式可包括下述特征中的一种或多种。纯化的半纤维素组合物可以包含约85干重%至约93干重%的木聚糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约85干重%至约91干重%的木聚糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约85干重%至约89干重%的木聚糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约85干重%至约87干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约87干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约89干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约91干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约93干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约87干重%至约93干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约86干重%至约88干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约88干重%至约92干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约90干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约5干重%至约20干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约5干重%至约15干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约5干重%至约10干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约5干重%至约8干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约10干重%至约25干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约15干重%至约25干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约20干重%至约25干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约10干重%至约20干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约6干重%至约12干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约8干重%至约10干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0干重%至约4干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0干重%至约2干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0干重%至约1干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0干重%至约0.5干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0干重%至约0.1干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.1干重%至约5干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.5干重%至约5干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约1干重%至约5干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约2干重%至约5干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约4干重%至约5干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.1干重%至约5干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.1干重%至约4干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.1干重%至约2干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.1干重%至约1干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.1干重%至约0.5干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.5干重%至约4干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.5干重%至约2干重%的木糖。纯化的半纤维素组合物可以包含约0.5干重%至约1干重%的木糖。
实施方式可包括下述特征中的一种或多种。纯化的半纤维素组合物可以是奶白色的(off-white)。纯化的半纤维素组合物的分子量(Mw)可以小于4000Da。纯化的半纤维素组合物的多元酚含量可以小于约0.5干重%。纯化的半纤维素组合物的抗氧化剂水平可以低于约10000μmol TE/100g。纯化的半纤维素组合物的纯度可以为至少约95%。木聚糖可以包含约70干重%至99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约80干重%至约99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约90干重%至约99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约95干重%至约99干重%的***木聚糖。
在另一方面中,本文提供了包含本文提供的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的食品产品。
在另一方面中,本文提供了包含本文提供的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的甜味剂组合物。
在另一方面中,本文提供了包含本文提供的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的药物组合物。
在另一方面中,本文提供的是包含本文提供的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的膳食补充剂。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物在食品产品中的用途。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物在甜味剂组合物中的用途。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物在药物组合物中的用途。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物在膳食补充剂中的用途。
另一方面中,本文提供了一种制备纯化的半纤维素的方法,该方法包括:提供木质纤维素生物质;使木质纤维素生物质与水混合;使用包括第一温度和第一压力的条件来活化木质纤维素生物质和水,以形成第一活化纤维素流;可以对第一活化纤维素流进行洗涤,以形成经洗涤的第一活化纤维素流和第一可溶性提取物,其中,第一可溶性提取物可包括半纤维素,并对第一可溶性提取物进行纯化以形成纯化的半纤维素。
实施方式可具有下述特征中的一种或多种。第一温度可以为约190℃至大约225℃。第一压力可以为约200psig至约500psig。活化步骤的持续时间可以为约1分钟至约30分钟。洗涤可以包括:在约40℃至约100℃的温度下用水进行洗涤。纯化可以包括如下中的一种或多种:脱色、用碳处理、进行离子交换(IX)、进行反渗透、纳滤或它们的组合。用碳处理可以用活性炭进行处理。进行IX可以包括进行二级离子交换。进行反渗透可以包括使用纳滤膜。脱色可以包括碱性过氧化物处理。脱色可以包括:包括pH为约9.5至约11.5的条件。脱色可以包括:包括pH为约10.0至约11.0的条件。脱色可以包括过氧化物处理。基于半纤维素的木聚糖成分的干重,过氧化物处理可以包括约5%至约40%的过氧化物加载量。基于半纤维素的***木聚糖成分的干重,过氧化物处理可以包括约5%至约40%的过氧化物加载量。脱色可以持续约1小时至约5小时。脱色可以持续约2小时至约4小时。脱色可以在约50℃至约100℃的温度下进行。脱色可以在约60℃至约80℃的温度下进行。纯化可以依次包括:脱色、用碳处理、进行离子交换(IX)、和进行反渗透,以形成纯化的半纤维素。所述方法还可以包括:将分子量降低的半纤维素加入脱色的半纤维素中。所述方法还可以包括对纯化的半纤维素进行干燥。
在另一方面中,本文提供了通过本文提供的任意方法制备纯化的半纤维素。
在另一方面中,提供了一种制备甜味剂组合物的方法,所述方法包括:提供葡萄糖;提供纯化的半纤维素;以及使葡萄糖与纯化的半纤维素混合以形成甜味剂组合物。
实施方式可包括下述特征中的一种或多种。葡萄糖可以包括由木质纤维素生物质制备的葡萄糖。纯化的半纤维素可以包括由木质纤维素生物质制备的纯化的半纤维素。木质纤维素生物质可以包括硬木、软木、植物茎秆、植物秸秆、或它们的组合。木质纤维素生物质可以包括:麦秆、小麦粉、麦麸、玉米秸、甘蔗渣、硬木、软木或它们的组合。葡萄糖可以通过包括如下的方法来制备:对木质纤维素生物质进行蒸汽处理、对木质纤维素生物质进行酶促处理或它们的组合。纯化的半纤维素可以通过包括如下的方法来制备:对木质纤维素生物质进行蒸汽处理、对木质纤维素生物质进行酶促处理或它们的组合。半纤维素可以通过本文提供的任意方法制备。纯化的半纤维素可以是本文提供的任意的纯化的半纤维素。以干重计约1至20份的葡萄糖与以干重计约1份的纯化的半纤维素混合。以干重计约1份的葡萄糖与以干重计约1份的纯化的半纤维素混合。纯化的半纤维素可以包括:木糖、低聚木糖和木聚糖。纯化的半纤维素可以包括:木糖的水解产物、低聚木糖的水解产物或木聚糖的水解产物。甜味剂组合物可以包含约30干重%至约75干重%的葡萄糖。甜味剂组合物可以包含约40干重%至约60干重%的葡萄糖。甜味剂组合物可以包含约45干重%至约55干重%的葡萄糖。甜味剂组合物可以包含约30干重%至约75干重%的纯化的半纤维素。甜味剂组合物可以包含约40干重%至约60干重%的纯化的半纤维素。甜味剂组合物可以包含约45干重%至约55干重%的纯化的半纤维素。纯化的半纤维素可以包含约20干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约30干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约50干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约80干重%至约95干重%的木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约87干重%的木聚糖。木聚糖可以包含约70干重%至99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约80干重%至约99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约90干重%至约99干重%的***木聚糖。木聚糖可以包含约95干重%至约99干重%的***木聚糖。纯化的半纤维素可以包含约5干重%至约60干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素可以包含约5干重%至约30干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素可以包含约5干重%至约15干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素可以包含约9干重%的低聚木糖。纯化的半纤维素可以包含约1干重%至约25干重%的木糖。纯化的半纤维素可以包含约1干重%至约40干重%的木糖。纯化的半纤维素可以包含约1干重%至约10干重%的木糖。纯化的半纤维素可以包含约4干重%的木糖。纯化的半纤维素可以包括葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。纯化的半纤维素可以包括低于10干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。纯化的半纤维素可以包括低于5干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。纯化的半纤维素可以包括低于1干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。甜味剂组合物可以包括低于10干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。甜味剂组合物可以包括低于5干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。甜味剂组合物可以包括低于1干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。纯化的半纤维素可以包含低于10干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。纯化的半纤维素可以包含低于5干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。纯化的半纤维素可以包含低于1干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。甜味剂组合物可以包含低于10干重%的不是右旋糖、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。甜味剂组合物可以包含低于5干重%的不是右旋糖、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。甜味剂组合物可以包含低于1干重%的不是右旋糖、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。甜味剂组合物的DE可以为约35至约75。甜味剂组合物的DE可以为约40至约65。甜味剂组合物的DE可以为42、53或63。甜味剂组合物的DE可以为约42。甜味剂组合物的DE可以为53。甜味剂组合物的DE可以为约63。甜味剂组合物的升糖指数可以为约35至约50。甜味剂组合物的升糖指数可以为约40至约45。甜味剂组合物的升糖指数可以为约42。甜味剂组合物提供约175至约225卡路里/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物提供约180至约200卡路里/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物提供约190卡路里/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包括可溶性纤维。甜味剂组合物可以包含约20克至约60克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包含约35克至约45克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包含约41克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包括益生元。甜味剂组合物可以提供约2克益生元/100克甜味剂组合物至约6克益生元/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物可以提供约3克益生元/100克甜味剂组合物至约5克益生元/100克甜味剂组合物。甜味剂组合物可以包含约4克的益生元/100克的甜味剂组合物。甜味剂组合物可以不含不溶性纤维。可以至少以右旋糖的形式提供葡萄糖酸。甜味剂组合物可以是固体。甜味剂组合物可以是糖浆。甜味剂组合物的粘度在120℃可以为约2500cP至约3000cP。甜味剂组合物的粘度在120℃可以为约2700cP至约2900cP。甜味剂组合物的粘度在120℃可以为约2800cP。
在另一方面中,本文提供了通过本文提供的任意方法制备甜味剂组合物。
在另一方面中,本文提供了一种食品产品,其包含通过本文提供的任意方法制备的甜味剂组合物。
在另一方面中,本文提供了一种药物组合物,其包含通过本文提供的任意方法制备的甜味剂组合物。
在另一方面中,本文提供了一种膳食补充剂,其包含通过本文提供的任意方法制备的甜味剂组合物。
在另一方面中,本文提供了本文提供的通过本文提供的任意方法制备的甜味剂组合物在食品产品中的用途。
在另一方面中,本文提供了本文提供的通过本文提供的任意方法制备的甜味剂组合物在药物组合物中的用途。
在另一方面中,本文提供了本文提供的通过本文提供的任意方法制备的甜味剂组合物在膳食补充剂中的用途。
另一方面中,本文提供了一种食品产品,其包含一定量的本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物,其中,该食品产品的感官性质与包含一定量的除所述甜味剂组合物之外的替代性甜味剂组合物的类似食品产品相当,其中,食品产品中甜味剂组合物的量可以是类似食品产品中替代性甜味剂组合物的量的约50%至约150%。
实施方式可包括下述特征中的一种或多种。甜味剂组合物的右旋糖当量(DE)可以为替代性甜味剂组合物的DE的约50%至约150%。食品产品的卡路里含量为不超过类似食品产品的卡路里含量的约95%。食品产品的卡路里含量为不超过类似食品产品的卡路里含量的约92%。一份食品产品提供的膳食纤维比一份类似食品产品至少多一克。一份食品产品提供的膳食纤维比一份类似食品产品至少多两克。甜味剂组合物的DE可以为约30至约75。甜味剂组合物的DE可以为42、53或63。
另一方面中,本文提供了一种甜味剂组合物,其包含葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖。
实施方式可包括下述特征中的一种或多种。葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖可以由木质纤维素生物质获得。葡萄糖可以由纤维素获得,并且木糖、低聚木糖和木聚糖可以由半纤维素获得。甜味剂组合物的DE可以为35-75。甜味剂组合物的DE可以为42、53或63。甜味剂组合物的DE可以为53。120℉的粘度可以为约2800(cP)。与相同DE的玉米糖浆相比,甜味剂组合物每克的卡路里更低。木糖、低聚木糖和木聚糖可以是可溶性纤维的来源。木糖、低聚木糖和木聚糖可以是益生元的来源。
另一方面中,本文提供了一种甜味剂组合物,其包含50.4重量%的右旋糖、2.1重量%的木糖、4.2重量%的低聚木糖和43.3重量%的木聚糖。
在另一方面中,提供了一种由木质纤维素生物质制备甜味剂的方法,所述方法包括:获得葡萄糖;提供纯化的半纤维素;以及使葡萄糖与纯化的半纤维素混合。
实施方式可包括下述特征中的一种或多种。葡萄糖可以是通过纤维素水解获得的右旋糖。纯化的半纤维素可以包括木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物。纯化的半纤维素可以通过对木质纤维素生物质进行蒸汽处理来制备。纯化的半纤维素可以通过对木质纤维素生物质进行酶促处理来制备。纯化的半纤维素可以通过对木质纤维素生物质进行蒸汽处理和酶促处理来制备。葡萄糖与木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物可以以一定比例混合,以提供具有所需右旋糖当量(DE)值的甜味剂。DE值范围可以为35-75。DE范围可以为40-64。DE可以为53、42或63。葡萄糖和纯化的半纤维素可以在相同的加工设备中和/或由相同的木质纤维素材料来源生产。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物在食品或饮料中的用途。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种甜味剂组合物在药物或补充剂中的用途。
在另一方面中,本文提供了一种包含纯化的半纤维素的食品添加剂,其中,半纤维素可以通过用活性炭(以去除有机杂质)和随后的用于去除无机杂质的两级离子交换(阳离子/阳离子)依次进行处理来纯化。
实施方式可包括下述特征中的一种或多种。纯化的半纤维素可以部分水解以提供木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物。木聚糖的量的范围可以为20-95%,低聚木糖的量的范围可以为5-60%,并且木糖的范围可以为1-40%。纯化的半纤维素还可以包括其它糖聚合物,例如,葡糖醛酸木聚糖、***木聚糖、葡甘露聚糖和木葡聚糖,以及由其衍生的糖。食品添加剂可以包括约87%的木聚糖、约9%的低聚木糖和约4%的木糖。纯化的半纤维素可以是可溶性纤维来源。纯化的半纤维素可以是益生元来源。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种食品添加剂在食品或饮料中的用途。
在另一方面中,本文提供了本文提供的任意一种或多种食品添加剂在药物或补充剂中的用途。
除非另外定义,本文使用的所有技术和科学术语的意义与本发明所属领域普通技术人员通常所理解的相同。虽然与本文所述类似或等同的方法和材料可用来实施本发明,但合适的方法和材料在下文中进行描述。本文中述及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献都通过引用全文纳入本文。在抵触的情况下,以本说明书(包括定义在内)为准。此外,材料、方法和实施例都仅是说明性的,并不意在构成限制。
在附图和下文描述中陈述了本发明的一种或多种实施方式的细节。本发明的其他特征、目的和优势通过描述、附图以及权利要求书将是显而易见的。根据专利法中的标准实践,权利要求中的词“包括”可以替换为“基本上由……组成”或“由……组成”。
附图说明
图1显示了根据一些实施方式加工的木质纤维素生物质的示例性图表。
图2显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的樱桃派馅料(科梅公司(Comet))和对照樱桃派馅料(对照)。
图3显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的樱桃派(科梅公司)和对照樱桃派(对照)。
图4显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的樱桃派馅料(科梅公司)和对照樱桃派馅料(对照)的营养标签。
图5显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的酸奶(科梅公司)和对照酸奶(对照)的营养标签。
图6显示了一块用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的饼干(科梅公司(Comet))和一块对照饼干(对照)。
图7显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的饼干(科梅公司(Comet))和对照饼干(对照)。
图8显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的饼干(科梅公司)和对照饼干(对照)的营养标签。
图9显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的太妃咀嚼糖(taffychew)(科梅公司)和对照太妃咀嚼糖(对照)。
图10显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的太妃咀嚼糖(科梅公司和科梅63DE和42DE)和对照太妃咀嚼糖(对照)的营养标签。
图11显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的谷物棒(科梅公司)和对照谷物棒(对照)。
图12显示了用根据一些实施方式的示例性甜味剂组合物制备的谷物棒(科梅公司)和对照谷物棒(对照)的营养标签。
发明详述
如本文中所使用的,术语“木质纤维素生物质”是指由碳水化合物聚合物纤维素、半纤维素和芳族聚合物木质素组成的植物干物质。其可以从天然存在的植物(如树木、灌木丛和草丛)中获得,也可以从作为各行业副产物(例如农业(玉米秸、甘蔗渣,秸秆等)和林业(锯木厂和造纸厂丢弃物))产生的废物生物质中获得。术语“纤维素生物质”、“木质纤维素”和“生物质”在本文中也可以用作术语“木质纤维素生物质”的简称。
如本文中所使用的,术语“木质纤维素生物质的碳水化合物成分”是指由木质纤维素生物质衍生的纤维素和半纤维素碳水化合物聚合物。
如本文中所用,术语“纤维素”是指由通常由植物材料衍生的线型D葡萄糖组成的多糖聚合物。
如本文所用,术语“半纤维素”是指多糖杂聚物,例如,木聚糖(例如,葡糖醛酸木聚糖、***木聚糖和木葡聚糖)和葡甘露聚糖。半纤维素(如纤维素)也源自植物材料。
应理解***木聚糖是半纤维素的一种。通常,***木聚糖具有木糖主链(例如,1,4-连接的木糖),该木糖主链与一个或多个***糖单元共价连接(例如,通过2,3-连接)。应理解,***木聚糖还可以连接至其它糖,例如,葡萄糖、半乳糖、和麦芽糖。在一些情况中,***木聚糖还可以进一步与一种或多种多元酚共价连接。在一些实施方式中,多元酚单元可以包括:阿魏酸、没食子酸、4-羟基苯甲酸、香豆酸、丁香酸、芥子酸、迷迭香酸、香草醛、表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin gallate)或其组合。在一些实施方式中,多元酚可以共价附着至***木聚糖可以是游离多元酚或者可以是其组合。在一些情况下中,多元酚单元可以是游离单元。在一些实施方式中,多元酚可以主要附着至***木聚糖。
如本文所用,术语“纯化的半纤维素”是指通过一种或多种化学或物理纯化方法(包括水解、提取、膜分离、碳或离子交换、色谱分离和沉淀中的一种或多种)进行纯化的半纤维素。术语“纯化的半纤维素”并不意味着指半纤维素必须是绝对纯的,仅仅是比没有通过一种或多种化学或物理纯化方法进行纯化的半纤维素更纯。水解可以是化学水解,例如通过酸或蒸汽,或酶催化水解。水解可以是部分或完全的。提取可以使用水或各种其他已知的溶剂进行。类似地,其他分离和纯化方法可以在本领域已知的各种条件下进行。纯化过程还可以用于去除一些或所有有机酸、无机物、预处理抑制剂、木质素和来自上游加工的降解产物。
如本文中所用,术语“低聚木糖”或“木寡糖”或“XOS”是指具有2至10个木糖单元的多糖。
如本文中所用,术语“木聚糖”是指具有>10个木糖单元的多糖。应理解“木聚糖”包括:葡糖醛酸木聚糖(GX)、***木聚糖(AX)和木葡聚糖(GAX)。
如本文所用,术语“右旋糖当量”或“DE”是相对于右旋糖减少糖产品中存在的糖量的量度,以基于干重的百分比表示。DE可以通过任意合适的方法来测量。例如,在一些实施方式中,DE可以使用兰-爱农(Lane-Eynon)滴定法测量。在一些实施方式中,DE可以使用渗透压力测定法来确定。
“膳食补充剂”可以包括药用产品、天然保健产品、营养食品、维生素、矿物质、蛋白质补充剂等。在一些情况下,“膳食补充剂”可以由管理机构(例如,美国食品和药物管理局)根据适当法规(例如,21U.S.C.§321)定义。
如本文所用,“食品产品”是用于人或动物的食品或饮料的材料、口香糖或用于其成分的材料(例如,参见21U.S.C.§321)。在一些实施方式中,食品产品可以是食品(例如,固体食品)。例如,在一些实施方式中,食品产品可以是派馅料、饼干(例如,巧克力曲奇饼干)、糖(例如,太妃咀嚼糖)、棒(例如,谷物棒或麦棒)、蛋糕、面包、苏打饼干(cracker)、罐头食品(例如,罐头汤、罐头水果)或乳制品(例如,酸奶、冰激凌)。在一些实施方式中,食品产品可以是饮料。例如,在一些实施方式中,食品产品可以是果汁(例如,果汁鸡尾酒)、苏打水、或能量饮料。在一些实施方式中,食品产品可以是口香糖。
在整个申请中都出现了对组合物成分百分比的各种引用。除非另有说明,否则百分比是重量百分比。
纤维素和半纤维素是在植物材料中发现的两个主要成分,同时还有第三成分木质素。虽然这些物质是己糖(C6)和戊糖(C5)的天然来源,但其通常无法在人体肠道中消化。右旋糖(D-葡萄糖)是易消化的C6糖的常用形式。在一些情况下,右旋糖可以通过对植物来源的纤维素进行化学或酶促水解而获得。半纤维素还可以通过例如化学或酶促加工进行完全或部分水解。例如,半纤维素可以部分水解为低聚木糖,或完全水解为木糖。在一些情况中,可以控制水解条件,以提供不完全的水解,产生木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物。
在一些实施方式中,甜味剂组合物可以通过使葡萄糖与纯化的半纤维素混合来制备。在一些实施方式中,纯化的半纤维素是部分水解的半纤维素,并且包括木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物。在一些实施方式中,葡萄糖源自纤维素。在一些实施方式中,纤维素和半纤维素可以由木质纤维素生物质获得,并且在一些实施方式中,纤维素和半纤维素可以源自相同的木质纤维素生物质。木质纤维素生物质可以包括通常不被认为适用于人类直接硝化的植物材料,例如,硬木或软木、植物茎秆和植物秸秆木质纤维素生物质的来源包括但不限于:秸秆(例如,麦秆)、玉米秸、甘蔗渣、硬木、软木等。木质纤维素生物质可以作为其它行业的副产物获得,例如,农业、林业和能源作物。
用于在组合物中使用的纯化的半纤维素可以部分水解,以任意合适比例提供木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物。在一些情况中,基于纯化的半纤维素的干重,木聚糖的量的范围可以为20-95%,低聚木糖的量的范围可以为5-60%,并且木糖的范围可以为1-40%。在一些情况中,基于纯化的半纤维素的干重,木聚糖的量的范围可以为50-95%,低聚木糖的量的范围可以为5-30%,并且木糖的量的范围可以为1-25%。在一些实施方式中,纯化的半纤维素可以包括低于10%的不是木糖、低聚木糖和木聚糖的其它糖和糖聚合物。在其它实施方式中,纯化的半纤维素可以包括低于5%、或低于2%、或低于1%的不是木糖、低聚木糖和木聚糖的其它糖和糖聚合物。在一些实施方式中,纯化的半纤维素可以是源自木质纤维素生物质的部分水解的半纤维素,并且包含约87%的木聚糖、约9%的低聚木糖和约4%的木糖。
在一些情况中,纯化的木质纤维素组合物可以各种比例与葡萄糖(例如,纯化的葡萄糖、右旋糖、纯化的右旋糖或其组合)混合,以产生DE变化的组合物。相对于甜度和粘度,DE变化的组合物可以具有变化的性质。在一些情况中,如本文所述,可以制备并使用DE范围为35至75、特别是DE为40至65的组合物。在一些情况中,如本文所述,可以制备并使用DE为53、42和63的组合物。本文提供了包含以变化比例与葡萄糖(例如,纯化的葡萄糖、右旋糖、纯化的右旋糖或其组合)混合的纯化的木质纤维素组合物的甜味剂组合物,其可以制备成近似于包括右旋糖、葡萄糖低聚物和淀粉的市售糖浆(例如玉米糖浆)的DE和粘度。在一些实施方式中,包含以变化比例与葡萄糖(例如,纯化的葡萄糖、右旋糖、纯化的右旋糖或其组合)混合的纯化的木质纤维素组合物的甜味剂组合物可以制备成近似于右旋糖和淀粉的市售糖浆的甜度和粘度。
本文还提供了甜味剂组合物。在一些实施方式中,甜味剂组合物可以包含葡萄糖和半纤维素。在一些实施方式中,半纤维素可以是纯化的。半纤维素可以通过任意合适的方法来纯化。在一些实施方式中,半纤维素可以通过本文所公开的方法进行纯化。纯化程度可以通过任意合适的方法来确定。在一些实施方式中,纯化程度可以通过确定纯化的半纤维素中残留的一种或多种杂质(例如多元酚、灰分、蛋白质或其组合)的百分比(例如,干重),并由100减去该数字来确定。仅作为示例,包含0.4%灰分且没有其它杂质的半纤维素可以认为是99.6%纯。在一些实施方式中,纯化程度可以通过评估一种或多种所需成分(例如,木聚糖,如***木聚糖)的百分比(例如,干重)来确定,并使用该百分比作为纯度。仅作为示例,包含97%***木聚糖的半纤维素可以认为是97%纯。在一些实施方式中,半纤维素可以为约80%至约99.9%纯(例如,约85%至约99.9%、约90%至约99.9%、约95%至约99.9%、约98%至约99.9%、约99%至约99.9%、约80%至约99%、约80%至约98%、约80%至约95%、约80%至约90%、约80%至约85%、约85%至约99%、约90%至约99%、约90%至约95%、约95%至约99%、约92%至约98%、或约94%至约96%)。在一些实施方式中,半纤维素可以是至少约90%纯(例如,至少约91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、或99%纯)。在一些实施方式中,葡萄糖可以为约90%至约99.9%纯(例如,约85%至约99.9%、约90%至约99.9%、约95%至约99.9%、约98%至约99.9%、约99%至约99.9%、约80%至约99%、约80%至约98%、约80%至约95%、约80%至约90%、约80%至约85%、约85%至约99%、约90%至约99%、约90%至约95%、约95%至约99%、约92%至约98%、或约94%至约96%)。在一些实施方式中,葡萄糖可以是至少约90%纯(例如,至少约91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、或99%纯)。
本文提供的甜味剂组合物可以具有任意合适比例的葡萄糖和半纤维素(例如,纯化的半纤维素)。例如,在一些实施方式中,甜味剂组合物可以包含约5干重%至约95干重%的葡萄糖(例如约5干重%至约90干重%、5干重%至约80干重%、约5干重%至约75干重%、约5干重%至约70干重%、约5干重%至约60干重%、约5干重%至约50干重%、约5干重%至约40干重%、约5干重%至约30干重%、约5干重%至约25干重%、约5干重%至约20干重%、约5干重%至约10干重%、约10干重%至约95干重%、约10干重%至约90干重%、约10干重%至约80干重%、约10干重%至约75干重%、约10干重%至约70干重%、约10干重%至约60干重%、约10干重%至约50干重%、约10干重%至约40干重%、约10干重%至约30干重%、约10干重%至约25干重%、约10干重%至约20干重%、约20干重%至约95干重%、约20干重%至约90干重%、约20干重%至约80干重%、约20干重%至约75干重%、约20干重%至约70干重%、约20干重%至约60干重%、约20干重%至约50干重%、约20干重%至约40干重%、约20干重%至约30干重%、约20干重%至约25干重%、约25干重%至约95干重%、约25干重%至约90干重%、约25干重%至约80干重%、约25干重%至约75干重%、约25干重%至约70干重%、约25干重%至约60干重%、约25干重%至约50干重%、约25干重%至约40干重%、约25干重%至约30干重%、约30干重%至约95干重%、约30干重%至约90干重%、约30干重%至约80干重%、约30干重%至约75干重%、约30干重%至约70干重%、约30干重%至约60干重%、约30干重%至约50干重%、约30干重%至约40干重%、约40干重%至约95干重%、约40干重%至约90干重%、约40干重%至约80干重%、约40干重%至约75干重%、约40干重%至约70干重%、约40干重%至约60干重%、约40干重%至约50干重%、约45干重%至约55干重%、约48干重%至约53干重%、约50干重%至约95干重%、约50干重%至约90干重%、约50干重%至约80干重%、约50干重%至约75干重%、约50干重%至约70干重%、约50干重%至约60干重%、约60干重%至约95干重%、约60干重%至约90干重%、约60干重%至约80干重%、约60干重%至约75干重%、约60干重%至约70干重%、约70干重%至约95干重%、约70干重%至约90干重%、约70干重%至约80干重%、约70干重%至约75干重%、约75干重%至约95干重%、约75干重%至约90干重%、约75干重%至约80干重%、约80干重%至约95干重%、约80干重%至约90干重%、或约90干重%至约95干重%的葡萄糖)。例如,在一些实施方式中,甜味剂组合物可以包含约5干重%至约85干重%的葡萄糖(例如,约5干重%至约70干重%、约5干重%至约50干重%、约5干重%至约30干重%、约5干重%至约10干重%、约10干重%至约85干重%、约30干重%至约85干重%、约50干重%至约85干重%、约70干重%至约85干重%、约30干重%至约70干重%、约40干重%至约60干重%、或约45干重%至约55干重%的葡萄糖)。例如,在一些实施方式中,甜味剂组合物可以包含约5干重%至约95干重%纤维素(例如,纯化的半纤维素)(例如,约5干重%至约95干重%、约5干重%至约80干重%、约5干重%至约75干重%、约5干重%至约70干重%、约5干重%至约60干重%、约5干重%至约50干重%、约5干重%至约40干重%、约5干重%至约30干重%、约5干重%至约25干重%、约5干重%至约20干重%、约5干重%至约10干重%、约10干重%至约95干重%、约10干重%至约90干重%、约10干重%至约80干重%、约10干重%至约75干重%、约10干重%至约70干重%、约10干重%至约60干重%、约10干重%至约50干重%、约10干重%至约40干重%、约10干重%至约30干重%、约10干重%至约25干重%、约10干重%至约20干重%、约20干重%至约95干重%、约20干重%至约90干重%、约20干重%至约80干重%、约20干重%至约75干重%、约20干重%至约70干重%、约20干重%至约60干重%、约20干重%至约50干重%、约20干重%至约40干重%、约20干重%至约30干重%、约20干重%至约25干重%、约25干重%至约95干重%、约25干重%至约90干重%、约25干重%至约80干重%、约25干重%至约75干重%、约25干重%至约70干重%、约25干重%至约60干重%、约25干重%至约50干重%、约25干重%至约40干重%、约25干重%至约30干重%、约30干重%至约95干重%、约30干重%至约90干重%、约30干重%至约80干重%、约30干重%至约75干重%、约30干重%至约70干重%、约30干重%至约60干重%、约30干重%至约50干重%、约30干重%至约40干重%、约40干重%至约95干重%,约40干重%至约90干重%、约40干重%至约80干重%、约40干重%至约75干重%、约40干重%至约70干重%、约40干重%至约60干重%、约40干重%至约50干重%、约45干重%至约55干重%、约50干重%至约95干重%、约50干重%至约90干重%、约50干重%至约80干重%、约50干重%至约75干重%、约50干重%至约70干重%、约50干重%至约60干重%、约60干重%至约95干重%、约60干重%至约90干重%、约60干重%至约80干重%、约60干重%至约75干重%、约60干重%至约70干重%、约70干重%至约95干重%、约70干重%至约90干重%、约70干重%至约80干重%、约70干重%至约75干重%、约75干重%至约95干重%、约75干重%至约90干重%、约75干重%至约80干重%、约80干重%至约95干重%、约80干重%至约90干重%、or约90干重%至约95干重%纤维素(例如,纯化的半纤维素))。例如,在一些实施方式中,甜味剂组合物可以包含约5干重%至约85干重%的纤维素(例如,纯化的半纤维素)(例如,约5干重%至约70干重%、约5干重%至约50干重%、约5干重%至约30干重%、约5干重%至约10干重%、约10干重%至约85干重%、约30干重%至约85干重%、约50干重%至约85干重%、约70干重%至约85干重%、约30干重%至约70干重%、约40干重%至约60干重%、或约45干重%至约55干重%的纤维素(例如,纯化的半纤维素))。在一些实施方式中,本文提供的甜味剂组合物中葡萄糖的干重百分比以及半纤维素(例如纯化的半纤维素)的干重百分比增加至约95%、约96%、约97%、约98%、约99%、或约100%。
葡萄糖可以任意合适形式提供或以多种形式的混合物提供。在一些实施方式中,葡萄糖可以是右旋糖形式提供。在一些实施方式中,葡萄糖可以右旋糖和其它异构体单体的混合物形式提供。
在一些情况中,本文所述的甜味剂组合物的特征可以是由甜味剂组合物中不存在的成分。在一些情况中,本文所述的甜味剂组合物可以缺少其它甜味剂组合物中存在的成分。在一些情况中,本文所述的甜味剂组合物的特征可以是由不同于其它甜味剂组合物中的量存在的成分。在一些情况下中,本文所述的甜味剂组合物可以缺少可能存在于起始材料(例如,木质纤维素生物质)中、但可能使甜味剂成分(例如,葡萄糖或半纤维素,例如纯化的半纤维素)具有不期望的气味、风味或颜色的成分。在一些情况下中,本文所述的甜味剂组合物可以具有含量降低的成分,所述成分可能存在于起始材料(例如,木质纤维素生物质)中、但可能使甜味剂成分(例如,葡萄糖或半纤维素,例如纯化的半纤维素)具有不期望的气味、风味或颜色。例如,甜味剂组合物的灰分含量可以低于0.4干重%(例如,低于0.3干重%、0.2干重%、或0.1干重%)。例如,在一些情况中,玉米糖浆可以包含麦芽糖、麦芽三糖或其组合。
在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以不含麦芽糖、麦芽三糖或其组合。在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以包含含量低于约15干重%(例如,低于约14干重%、13干重%、12干重%、11干重%、10干重%、9干重%、8干重%、7干重%、6干重%、5干重%、4干重%、3干重%、2干重%、或1干重%)的麦芽糖。在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以包含含量低于约15干重%(例如,低于约14干重%、13干重%、12干重%、11干重%、10干重%、9干重%、8干重%、7干重%、6干重%、5干重%、4干重%、3干重%、2干重%、或1干重%)的麦芽三糖。
在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以具有主要为葡萄糖(例如,右旋糖)、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的成分。因此,在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以包含不是葡萄糖(例如,右旋糖)、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物,其量低于约15干重%(例如,低于约14干重%、13干重%、12干重%、11干重%、10干重%、9干重%、8干重%、7干重%、6干重%、5干重%、4干重%、3干重%、2干重%、或1干重%)。
在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以包含除了葡萄糖(例如,右旋糖)、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物之外的糖。在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以包含含量低于约15干重%(例如,低于约14干重%、13干重%、12干重%、11干重%、10干重%、9干重%、8干重%、7干重%、6干重%、5干重%、4干重%、3干重%、2干重%、或1干重%)的葡甘露聚糖、甘露糖、或其组合。在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以不含葡甘露聚糖。在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可能不含甘露糖。
本文还提供了纯化的半纤维素组合物(也称为“纯化的半纤维素”)。纯化的半纤维素组合物可以是任意适当成分。在一些实施方式中,纯化的半纤维素组合物可以包括:木糖、低聚木糖和木聚糖,以及它们的水解产物。纯化的半纤维素组合物的成分可以任意合适量存在。
例如,木聚糖可以任意合适量存在于纯化的半纤维素组合物中。在一些实施方式中,纯化的半纤维素组合物可以包含约20干重%至约95干重%的木聚糖(例如,约20干重%至约90干重%、约20干重%至约80干重%、约20干重%至约75干重%、约20干重%至约70干重%、约20干重%至约60干重%、约20干重%至约50干重%、约20干重%至约40干重%、约20干重%至约30干重%、约20干重%至约25干重%、约25干重%至约95干重%、约25干重%至约90干重%、约25干重%至约80干重%、约25干重%至约75干重%、约25干重%至约70干重%、约25干重%至约60干重%、约25干重%至约50干重%、约25干重%至约40干重%、约25干重%至约30干重%、约30干重%至约95干重%、约30干重%至约90干重%、约30干重%至约80干重%、约30干重%至约75干重%、约30干重%至约70干重%、约30干重%至约60干重%、约30干重%至约50干重%、约30干重%至约40干重%、约40干重%至约95干重%、约40干重%至约90干重%、约40干重%至约80干重%、约40干重%至约75干重%、约40干重%至约70干重%、约40干重%至约60干重%、约40干重%至约50干重%、约50干重%至约95干重%、约50干重%至约90干重%、约50干重%至约80干重%、约50干重%至约75干重%、约50干重%至约70干重%、约50干重%至约60干重%、约60干重%至约95干重%、约60干重%至约90干重%、约60干重%至约80干重%、约60干重%至约75干重%、约60干重%至约70干重%、约70干重%至约95干重%、约70干重%至约90干重%、约70干重%至约80干重%、约70干重%至约75干重%、约75干重%至约95干重%、约75干重%至约90干重%、约75干重%至约80干重%、约80干重%至约90干重%、约82干重%至约92干重%、约85干重%至约89干重%、约87干重%至约88干重%、约90干重%至约95干重%、约80干重%、约81干重%、约82干重%、约83干重%、约84干重%、约85干重%、约86干重%、约87干重%、约88干重%、约89干重%、约90干重%、约91干重%、约92干重%、约93干重%、约94干重%、或约95干重%的木聚糖)。
在一些情况中,木聚糖可以包含***木聚糖(AX)、葡糖醛酸木聚糖、木葡聚糖、葡甘露聚糖、它们的水解产物,或者它们的组合,其各自以任意合适的量存在于木聚糖中。在一些实施方案中,木聚糖可主要是AX。在一些实施方式中,木聚糖可以包含约70干重%至约99干重%(例如,约70干重%至约95干重%、约70干重%至约90干重%、约70干重%至约85干重%、约70干重%至约80干重%、约70干重%至约75干重%、约75干重%至约99干重%、约75干重%至约95干重%、约75干重%至约90干重%、约75干重%至约85干重%、约75干重%至约80干重%、约80干重%至约99干重%、约80干重%至约99干重%、约80干重%至约95干重%、约80干重%至约90干重%、约80干重%至约85干重%、约85干重%至约99干重%、约85干重%至约95干重%、约85干重%至约90干重%、约90干重%至约99干重%、约90干重%至约95干重%、或约95干重%至约99干重%)的AX。在一些实施方式中,木聚糖可以包含至少约70干重%(例如,至少约75干重%、80干重%、85干重%、90干重%、95干重%、96干重%、97干重%、98干重%、或99干重%)的AX。
例如,低聚木糖可以任意合适量存在于纯化的半纤维素组合物中。在一些实施方式中,纯化的半纤维素组合物可以有约5干重%至约60干重%的低聚木糖(例如,约5干重%至约50干重%、约5干重%至约40干重%、约5干重%至约30干重%、约5干重%至约20干重%、约5干重%至约15干重%、约5干重%至约10干重%、约8干重%至约10干重%、约10干重%至约60干重%、约10干重%至约50干重%、约10干重%至约40干重%、约10干重%至约30干重%、约10干重%至约20干重%、约10干重%至约15干重%、约15干重%至约60干重%、约15干重%至约50干重%、约15干重%至约40干重%、约15干重%至约30干重%、约15干重%至约20干重%、约20干重%至约60干重%、约20干重%至约50干重%、约20干重%至约40干重%、约20干重%至约30干重%、约30干重%至约60干重%、约30干重%至约50干重%、约30干重%至约40干重%、约40干重%至约60干重%、约40干重%至约50干重%、约50干重%至约60干重%、约5干重%、约6干重%、约7干重%、约8干重%、约9干重%、约10干重%、约11干重%、约12干重%、约13干重%、约14干重%、或约15干重%的低聚木糖)。
例如,木糖可以任意合适量存在于纯化的半纤维素组合物中。在一些实施方式中,纯化的半纤维素组合物可以有约0干重%至约40干重%的木糖(例如,约1干重%至约30干重%、约1干重%至约20干重%、约1干重%至约25干重%、约1干重%至约20干重%、约1干重%至约15干重%、约1干重%至约10干重%、约1干重%至约5干重%、约4干重%至约5干重%、约5干重%至约40干重%、约5干重%至约30干重%、约5干重%至约25干重%、约5干重%至约20干重%、约5干重%至约15干重%、约5干重%至约10干重%、约10干重%至约40干重%、约10干重%至约30干重%、约10干重%至约25干重%、约10干重%至约20干重%、约10干重%至约15干重%、约15干重%至约40干重%、约15干重%至约30干重%、约15干重%至约25干重%、约15干重%至约20干重%、约20干重%至约40干重%、约20干重%至约30干重%、约20干重%至约25干重%、约25干重%至约40干重%、约25干重%至约30干重%、约30干重%至约40干重%、约0干重%至约5干重%、约0干重%至约1干重%、约0.1干重%至约40干重%、约0.1干重%至约25干重%、约0.1干重%至约10干重%、约0.1干重%至约5干重%、约0.1干重%至约1干重%、约0.1干重%至约0.5干重%、约0.1干重%、约0.5干重%、约1干重%、约2干重%、约3干重%、约4干重%、约5干重%、约6干重%、约7干重%、约8干重%、约9干重%、或约10干重%的木糖)。例如,在一些实施方式中,纯化的半纤维素组合物可以有约0干重%至约5干重%的木糖(例如,约0干重%至约4干重%、约0干重%至约2干重%、约0干重%至约1干重%、约0干重%至约0.5干重%、约0干重%至约0.1干重%、约0.1干重%至约5干重%、约0.5干重%至约5干重%、约1干重%至约5干重%、约2干重%至约5干重%、约4干重%至约5干重%、约0.1干重%至约5干重%、约0.1干重%至约4干重%、约0.1干重%至约2干重%、约0.1干重%至约1干重%、约0.1干重%至约0.5干重%、约0.5干重%至约4干重%、约0.5干重%至约2干重%、或约0.5干重%至约1干重%的木糖)。
在一些情况中,本文所述的纯化的半纤维素组合物的特征可以是并未存在于半纤维素中的成分。在一些情况中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以缺少其它半纤维素制剂中存在的成分。在一些情况中,本文所述的纯化的半纤维素组合物的特征可以是由不同于其它半纤维素制剂中的量存在的成分。在一些情况下中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以缺少可能存在于起始材料(例如,木质纤维素生物质)中、但可能使木质纤维素(例如,纯化的半纤维素)具有不期望的气味、风味或颜色的成分。在一些情况下中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以具有含量降低的成分,所述成分可能存在于起始材料(例如,木质纤维素生物质)中、但可能使木质纤维素(例如,纯化的半纤维素)具有不期望的气味、风味或颜色。例如,本文所述的纯化的半纤维素组合物的灰分含量可以低于0.4干重%(例如,低于0.3干重%、0.2干重%、或0.1干重%)。
玉米糖浆是通常使用的甜味剂。本文所述的纯化的半纤维素组合物可以包含与一些玉米糖浆不同的成分。例如,在一些情况中,玉米糖浆可以包含麦芽糖、麦芽三糖或其组合。因此,在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以不含麦芽糖、麦芽三糖或其组合。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以包含含量低于约15干重%(例如,低于约14干重%、13干重%、12干重%、11干重%、10干重%、9干重%、8干重%、7干重%、6干重%、5干重%、4干重%、3干重%、2干重%、或1干重%)的麦芽糖。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以包含含量低于约15干重%(例如,低于约14干重%、13干重%、12干重%、11干重%、10干重%、9干重%、8干重%、7干重%、6干重%、5干重%、4干重%、3干重%、2干重%、或1干重%)的麦芽三糖。
在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以具有主要为木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的成分。因此,在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以包含不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物,其量低于约15干重%(例如,低于约14干重%、13干重%、12干重%、11干重%、10干重%、9干重%、8干重%、7干重%、6干重%、5干重%、4干重%、3干重%、2干重%、或1干重%)。
在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以包含除了木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物之外的糖。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以包含含量低于约15干重%(例如,低于约14干重%、13干重%、12干重%、11干重%、10干重%、9干重%、8干重%、7干重%、6干重%、5干重%、4干重%、3干重%、2干重%、或1干重%)的葡甘露聚糖、甘露糖、或其组合。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以不含葡甘露聚糖。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以不含甘露糖。
本文所述的纯化的半纤维素组合物的半纤维素材料(例如,木聚糖(例如,***木聚糖)、低聚木糖、木糖或其组合)可以具有任意合适的分子量。分子量可以通过任意合适的方法来确定。例如,本文所述的纯化的半纤维素组合物的纤维素材料的分子量(Mw)可以小于约4000Da(例如,小于约3500Da或3000Da)。作为另一示例,本文所述的纯化的半纤维素组合物的纤维素材料的分子量(Mw)为约1500至约4000Da(例如,约1500至约3500Da、约1500至约3000Da、约1500至约2500Da、约1500至约2000Da、约2000至约4000Da、约2000至约3500Da、约2000至约3000Da、约2000至约2500Da、约2500至约4000Da、约2500至约3500Da、约2500至约3000Da、约3000至约4000Da、约3000至约3500Da、或约3500至约4000Da)。
本文所述的纯化的半纤维素组合物可以具有任意适当颜色。不囿于任何特定理论的束缚,认为多元酚可有助于使纯化的半纤维素组合物的颜色变得更为褐色;因此,认为浅色的纯化的半纤维素的多元酚含量低于深色的纯化的半纤维素。在一些实施方式中,本文提供的纯化的半纤维素组合物可以是奶白色的。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以是白色的。
本文所述的纯化的半纤维素组合物可以具有任意适当的多元酚含量。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以有低于约0.5干重%(例如,低于约0.4干重%、0.3干重%、0.2干重%、或0.1干重%)的多元酚。
本文所述的纯化的半纤维素组合物可以具有任意适当的抗氧化剂水平。抗氧化剂水平可以通过任意合适的方法来测量。例如,可以确定纯化的半纤维素组合物的微摩尔水溶性维生素E(trolox)当量/100克(μmol TE/100g)。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物的抗氧化剂水平可以为低于约10000(例如,低于约9500、9000、8500、或8000)μmole TE/100g。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物的抗氧化剂水平可以为约0至约10000(例如,约0至约8000、约0至约6000、约0至约4000、约0至约2000、约0至约1000、约1000至约10000、约1000至约10000、约2000至约10000、约4000至约10000、约6000至约10000、约8000至约10000、约1000至约9000、约3000至约7000、或约7000至约9000)μmol TE/100g。
在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以本文所公开的任意量包含木糖、低聚木糖和木聚糖。在一些实施方式中,纯化的半纤维素组合物可以包含约82干重%至约92干重%的木聚糖、约8干重%至约9干重%的低聚木糖以及约4干重%至约5干重%的木糖。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以包含约87干重%至约88干重%的木聚糖、约8干重%至约9干重%的低聚木糖以及约4干重%至约5干重%的木糖。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以包含约87.3干重%的木聚糖、约8.5干重%的低聚木糖以及约4.2干重%的木糖。在一些实施方式中,纯化的半纤维素组合物可以包含:约85干重%至约95干重%(例如,约85干重%至约93干重%、约85干重%至约91干重%、约85干重%至约89干重%、约85干重%至约87干重%、约87干重%至约95干重%、约89干重%至约95干重%、约91干重%至约95干重%、约93干重%至约95干重%、约87干重%至约93干重%、约86干重%至约88干重%、约88干重%至约92干重%、或约90干重%至约95干重%)的木聚糖、约5干重%至约25干重%(例如,约5干重%至约20干重%、约5干重%至约15干重%、约5干重%至约10干重%、约5干重%至约8干重%、约10干重%至约25干重%、约15干重%至约25干重%、约20干重%至约25干重%、约10干重%至约20干重%、约6干重%至约12干重%、或约8干重%至约10干重%)的低聚木糖、和约0干重%至约5干重%(例如,约0干重%至约4干重%、约0干重%至约2干重%、约0干重%至约1干重%、约0干重%至约0.5干重%、约0干重%至约0.1干重%、约0.1干重%至约5干重%、约0.5干重%至约5干重%、约1干重%至约5干重%、约2干重%至约5干重%、约4干重%至约5干重%、约0.1干重%至约5干重%、约0.1干重%至约4干重%、约0.1干重%至约2干重%、约0.1干重%至约1干重%、约0.1干重%至约0.5干重%、约0.5干重%至约4干重%、约0.5干重%至约2干重%、或约0.5干重%至约1干重%)的木糖。在一些实施方式中,木聚糖可以是约95干重%至约99干重%的***木聚糖。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物可以是奶白色的。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物的分子量(Mw)可以小于4000Da。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物的多元酚含量可以小于约0.5干重%。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物的抗氧化剂水平可以小于约10000μmol TE/100g。在一些实施方式中,本文所述的纯化的半纤维素组合物的纯度可以为至少95%。
应理解,本文所述甜味剂组合物中本文所述的纯化的半纤维素组合物的成分的量(例如,木聚糖、低聚木糖、或木糖)可以通过甜味剂组合物中半纤维素的量(例如,以干重百分比计)乘以本文所述的纯化的半纤维素组合物中该成的量(例如,木聚糖、低聚木糖、或木糖)来确定。
本文还提供了甜味剂组合物,所述甜味剂组合物包含约48干重%至53干重%的右旋糖、约41干重%至约45干重%的木聚糖、约4干重%至约5干重%的低聚木糖以及约2干重%至约2.5干重%的木糖。
本文还提供了甜味剂组合物,所述甜味剂组合物包含约50干重%的右旋糖;约43干重%的木聚糖;约4干重%的低聚木糖;以及约2干重%的木糖。
本文所述的甜味剂组合物可以具有任意合适值的右旋糖当量(DE)。DE可以通过任意合适的方法来确定。例如,在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物的DE可以为约35至约75(例如,约35至约40、约35至约45、约35至约50、约35至约55、约35至约60、约35go约65、约35至约75、约40至约45、约40至约50、约40至约55、约40至约60、约40至约65、约40至约70、约40至约75、约45至约50、约45至约55、约45至约60、约45至约65、约45至约70、约45至约75、约50至约55、约50至约60、约50至约65、约50至约70、约50至约75、约55至约60、约55至约65、约55至约70、约55至约75、约60至约65、约60至约70、约60至约75、约65至约70、约65至约75、约70至约75、约42、约53、或约63)。不囿于任何特定理论,认为本文所述的DE在市售甜味剂约10%以内的甜味剂组合物可以约等体积(或在约10%以内)代替市售甜味剂。
本文所述的甜味剂组合物可以具有任意合适值的升糖指数(GI)。GI可以通过任意合适的方法来确定。例如,在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物的GI可以为约10至约80(例如约10至约60、约10至约50、约10至约40、约10至约30、约10至约20、约20至约80、约30至约80、约40至约80、约50至约80、约60至约80、约20至约70、约30至约60、约35至约50、约40至约50、或约40至约45)。葡萄糖(例如,右旋糖)的升糖指数通常记录为100。蔗糖的升糖指数通常记录为65。不囿于任意特定理论,认为GI较低的甜味剂可以有助于管理血糖和胰岛素水平,并且/或者可以用于控制食欲和减肥。
本文所述的甜味剂组合物可以具有任意合适值的卡路里含量。卡路里含量可以通过任意合适的方法来确定。例如,在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物的卡路里含量可以为约100至约225卡路里(例如,约100至约200、约100至约175、约100至约150、约100至约125、约125至约225、约150至约225、约175至约225、约200至约225、约125至约200、约150至约200、约175至约200、或约180至约200)/100g的甜味剂组合物。
本文所述的甜味剂组合物可以包括可溶性纤维。在一些实施方式中,可以通过半纤维素在甜味剂组合物中提供可溶性纤维。本文所述的甜味剂组合物可以包括任意合适量的可溶性纤维。可溶性纤维含量可以通过任意合适的方法来测量。在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以提供约4g至约95g(例如,约4g至约85g、约4g至约75g、约4g至约65g、约4g至约55g、约4g至约45g、约4g至约35g、约4g至约25g、约4g至约15g、约15g至约95g、约25g至约95g、约35g至约95g、约45g至约95g、约55g至约95g、约65g至约95g、约75g至约95g、约85g至约95g、约10g至约80g、约20g至约70g、约30g至约60g、约40g至约50g、约30至约40g、约35g至约45g、约45至约55g、约35g、约36g、约37g、约38g、约39g、约40g、约41g、约42g、约43g、约44g、或约45g)的可溶性纤维/100g甜味剂组合物。在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以不含不溶性纤维。在一些实施方式中,可溶性纤维含量可以与纯化的半纤维素(例如,***木聚糖)含量(例如,以干重百分比计)相同。
本文所述的甜味剂组合物可以包括益生元。在一些实施方式中,可以通过半纤维素在甜味剂组合物中提供益生元。本文所述的甜味剂组合物可以包括任意合适量的益生元。益生元含量可以通过任意合适的方法来测量。在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以提供约4g至约95g(例如,约4g至约85g、约4g至约75g、约4g至约65g、约4g至约55g、约4g至约45g、约4g至约35g、约4g至约25g、约4g至约15g、约4至约10g、约4g至约8g、约15g至约95g、约25g至约95g、约35g至约95g、约45g至约95g、约55g至约95g、约65g至约95g、约75g至约95g、约85g至约95g、约10g至约80g、约20g至约70g、约30g至约60g、约40g至约50g、约30至约40g、约35g至约45g、或约45至约55g)的益生元/100g甜味剂组合物。在一些实施方式中,益生元含量可以与纯化的半纤维素(例如,***木聚糖)含量(例如,以干重百分比计)相同。
本文所述的甜味剂组合物可以是任意合适形式的。例如,在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以是固体。在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以是糖浆。糖浆可以具有任意合适的性质。例如,在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物的粘度在120℃可以为约2500至约7000cP(例如,约2500至约6000cP、约2500至约5000cP、约2500至约4000cP、约2500至约3000cP、约3000至约7000cP、约4000至约7000cP、约5000至约7000cP、约6000至约7000cP、约2700至约3000cP、约3000至约6000cP、约3000至约5000cP、或约4000至约6000cP)。
本文还提供了包含本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的产品。例如,本文还提供了包含本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的甜味剂组合物。例如,本文还提供了包含本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的食品产品。本文还提供了包含本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的药物组合物。本文还提供了包含本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的膳食补充剂。包含本文提供的任意一种或多种素组合物的产品可以具有优点。该优点的非限制示例包括:卡路里减少、升糖指数降低、提供可溶性纤维,提供益生元和提供抗氧化剂。不囿于任意特定理论,认为半纤维素(例如,***木聚糖)是低卡路里的碳水化合物,半纤维素(例如,***木聚糖)是可溶性纤维的来源,微生物组的组分可利用其促进健康。还认为在一些情况下,多元酚和/或多元酚单元可以用作抗氧化剂。
本文还提供了本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物的用途。例如,本文还提供了本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物在食品产品中的用途。例如,本文还提供了本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物在甜味剂组合物中的用途。本文还提供了本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物在药物组合物中的用途。本文还提供了本文所述的任意一种或多种纯化的半纤维素组合物在膳食补充剂中的用途。
本文还提供了包含本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物的产品。例如,本文还提供了包含本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物的食品产品。本文还提供了包含本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物的药物组合物。本文还提供了包含本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物的膳食补充剂。
本文还提供了本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物的用途。例如,本文还提供了本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物在食品产品中的用途。本文还提供了本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物在药物组合物中的用途。本文还提供了本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物在膳食补充剂中的用途。
本文还提供了使用本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物使组合物变甜的方法。例如,本文还提供了使食品产品变甜的方法,所述方法包括将本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物添加至食品产品中。本文还提供了使药物组合物变甜的方法,所述方法包括将本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物添加至药物组合物中。本文还提供了使膳食补充剂变甜的方法,所述方法包括将本文所述的任意一种或多种甜味剂组合物添加至膳食补充剂中。
药物组合物可以是任意合适的药物组合物。通常,药物组合物包含药学上有效量的至少一种活性成分(例如,一种、两种、三种、四种、五种或更多种活性成分,例如药物)。在一些实施方式中,药物组合物是口服药物制剂。通常,口服药物制剂包含甜味剂。
本文还提供了改变食品制剂的方法,例如,以降低卡路里含或降低升糖指数。在一些实施方式中,所述方法可以包括:在配方中的糖或糖浆部分或全部用本文所述的任意甜味剂组合物替代。例如,在一些实施方式中,本文所述的甜味剂组合物可以按质量或按体积计约50%至约150%(例如,约50%至约125%、约50%至约100%、约50%至约75%、约75%至约150%、约75%至约125%、约75%至约100%、约100%至约150%、约100%至约125%、约125%至约150%、约50%、约75%、约100%、约125%、或约150%)的量代替配方中的糖或糖浆(例如,配方中糖或糖浆的25%、50%,75%或100%)。
因此,本文还提供了一种方法,所述方法包括:提供包括糖或糖浆量的配方以及根据配方制备食品产品,但是用本文所述的甜味剂组合物以糖或糖浆部分约50%至约150%(例如,约50%至约125%、约50%至约100%、约50%至约75%、约75%至约150%、约75%至约125%、约75%至约100%、约100%至约150%、约100%至约125%、约125%至约150%、约50%、约75%、约100%、约125%、或约150%)的量代替至少部分量的糖或糖浆。本文还提供了一种降低由配方所制备食品产品的卡路里含量的方法,所述方法包括:提供包括糖或糖浆量的配方以及根据配方制备食品产品,但是用本文所述的甜味剂组合物以糖或糖浆部分约50%至约150%(例如,约50%至约125%、约50%至约100%、约50%至约75%、约75%至约150%、约75%至约125%、约75%至约100%、约100%至约150%、约100%至约125%、约125%至约150%、约50%、约75%、约100%、约125%、或约150%)的量代替至少部分量的糖或糖浆。本文还提供了一种降低由配方所制备食品产品的升糖指数的方法,所述方法包括:提供包括糖或糖浆量的配方以及根据配方制备食品产品,但是用本文所述的甜味剂以糖或糖浆部分约50%至约150%(例如,约50%至约125%、约50%至约100%、约50%至约75%、约75%至约150%、约75%至约125%、约75%至约100%、约100%至约150%、约100%至约125%、约125%至约150%、约50%、约75%、约100%、约125%、或约150%)的量代替至少部分量的糖或糖浆。
在一些情况下,用本文提供的甜味剂组合物来替代替代性甜味剂(例如,不是本文提供的甜味剂组合物的甜味剂)可以提供相似性能(例如,感官性质(例如,味道、气味和/或口感))或物理性质),同时具有较低的卡路里含量、较低的升糖指数、较高的膳食纤维含量或其组合。在一些实施方式中,替代可以包括:使用约50%至约150%(例如,约50%至约125%、约50%至约100%、约50%至约75%、约75%至约150%、约75%至约125%、约75%至约100%、约100%至约150%、约100%至约125%、约125%至约150%、约50%、约75%、约100%、约125%、或约150%)的本文所提供给的甜味剂组合物,用于给定量(例如,以重量或体积计)的替代性甜味剂。在一些实施方式中,体改可以是等量替代(例如,以干重或体积计)。例如,在一些实施方式中,本文提供了一种包含一定量的本文所提供的任意一种或多种甜味剂组合物的食品产品,其中,食品产品的感官性质与含有一定量的除该甜味剂组合物之外的替代性甜味剂组合物的食品产品相当,其中,食品产品中的甜味剂组合物的量为类似食品产品中替代性甜味剂组合物的量的约50%至约150%(例如,约50%至约125%、约50%至约100%、约50%至约75%、约75%至约150%、约75%至约125%、约75%至约100%、约100%至约150%、约100%至约125%、约125%至约150%、约50%、约75%、约100%、约125%、或约150%)。在一些实施方式中,管管性质可以通过经训练的人类专家来确定。例如,在一些实施方式中,本文提供了一种包含一定量的本文所提供的任意一种或多种甜味剂组合物的食品产品,其中,食品产品的物理性质(例如,拉伸强度、内聚力、粘度、外观、温度稳定性、储存温度、pH稳定性和/或烘烤时的铺展性)与含有一定量的除该甜味剂组合物之外的替代性甜味剂组合物的食品产品相当,其中,食品产品中的甜味剂组合物的量为类似食品产品中替代性甜味剂组合物的量的约50%至约150%(例如,约50%至约125%、约50%至约100%、约50%至约75%、约75%至约150%、约75%至约125%、约75%至约100%、约100%至约150%、约100%至约125%、约125%至约150%、约50%、约75%、约100%、约125%、或约150%)。物理性质可以通过任意合适的方法来测量。在一些实施方式中,相当的物理性质可以是与类似食品产品中相同性质差约±25%内(例如,约±20%、±15%、±10%、±5%、±2%或±1%)。在一些这样的实施方式中,甜味剂组合物的右旋糖当量(DE)可以是替代性甜味剂组合物的DE的约50%至约150%(例如,约50%至约125%、约50%至约100%、约50%至约75%、约75%至约150%、约75%至约125%、约75%至约100%、约100%至约150%、约100%至约125%、约125%至约150%、约50%、约75%、约100%、约125%、或约150%)。在一些清洗中,本文所提供的甜味剂组合物的DE为约30至约75(例如,约40至约65,约42、约53、或约63)。在一些实施方式中,食品产品的卡路里含量可以不超过类似食品产品的卡路里含量的95%(例如,不超过93%、92%、91%、90%、或85%)。在一些实施方式中,食品产品的膳食纤维含量可以比类似食品产品的膳食纤维多至少1克/份(例如,多至少2、3、4或5克/份)。在一些实施方式中,替代性甜味剂组合物是玉米糖浆。
在另一方面中,可以制备含有各种比率的葡萄糖与纯化的半纤维素的组合物。在一个实施方式中,组合物含有小于约95%的葡萄糖。在另一实施方式中,组合物含有小于约94%的葡萄糖。在另一实施方式中,组合物含有小于约90%的葡萄糖,或5-90%的葡萄糖。在另一实施方式中,组合物含有小于约75%的葡萄糖,或30-75%的葡萄糖。在另一实施方式中,组合物含有小于约60%的葡萄糖,或30-60%的葡萄糖。在另一实施方式中,组合物含有约30%、约40%、约50%或约60%的葡萄糖。
在另一方面中,可以选择含有葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖的组合物的成分比率,以不赋予显著程度的甜味,而是主要用作食品配料成分以赋予其他特征,例如粘度。
升糖指数(GI)可以使用本领域已知的方法进行测量,例如,见述于R.L.Magaletta等人的“利用模拟消化和人工神经网络预测食品升糖指数的体外方法”(In vitro methodfor predicting glycemic index of foods using simulated digestion and anartificial neural network),谷物化学(Cereal Chemistry)87卷,第4期,2010。
本文还提供了制备半纤维素组合物的方法。本文所述的任意纯化的半纤维素组合物可以通过本文所述的方法制备。
在一些情况中,本文所述的方法可以包括:从木质纤维素生物质提取半纤维素,以及对所提取的半纤维素进行纯化。从木质纤维素生物质提取半纤维素可以通过任意合适的方法来完成。对所提取的半纤维素进行纯化可以使用任意合适的方法来完成。
在一些实施方式中,木质纤维素生物质可以与水混合,并且木质纤维素生物质可以使用包括第一温度和第一压力的条件下进行活化,以形成活化的纤维素流(例如,第一活化步骤)。在一些所释放中,预活化步骤可以在第一活化步骤之前。可以对第一活化纤维素流进行洗涤,以形成经洗涤的第一活化纤维素流和第一可溶性提取物。第一可溶性提取物可以通过任意合适的方法与经洗涤的第一活化纤维素流分离。在一些实施方式中,第一可溶性提取物可以使用过滤(例如,真空过滤)与经洗涤的第一活化纤维素流分离。
示例性方法显示于图1。可以将木质纤维素生物质101进料至反应器103,其中,木质纤维素生物质101经受第一活化步骤,以产生第一活化纤维素流104。在第一活化步骤中,木质纤维素生物质101可以在升高的温度和压力下进行处理,以产生第一活化纤维素流104,例如,包括纤维素II和不溶性固体。第一活化步骤可以在水的存在下进行。可以通过如下一种或多种方式将水引入反应器103中:存在于木质纤维素生物质101中,当将木质纤维素生物质引入反应器103中时存在于反应器103中,或由进料流102引入。反应器103可以是间歇式反应器或连续法反应器。在间歇式反应器的情况下,可以将木质纤维素生物质101进料至反应器103中,该反应器可以是搅拌釜反应器,并且可以在期望的时间升高至运行条件。如果反应器103是连续流动反应器,随后其可以是蒸汽暴露反应器,并且可以保持在所需运行条件下。可以对第一活化纤维素流104进行洗涤,以提取可溶性非纤维素成分,例如,半纤维素和一些灰分、提取物和木质素。可以将第一活化纤维素流104和洗涤水106引入洗涤反应器105中,以产生可溶性提取物107和经洗涤的第一活化纤维素流108。洗涤反应器105可以是任意合适的反应器。任选地,洗涤反应器105可以以逆流方式运行,并且可以是逆流带式过滤器。可以使用其他过滤或分离方法,例如压滤机、双网压榨机、双辊挤出机、旋转真空过滤器或离心机。
木质纤维素生物质可以是任意合适的原料。例如,木质纤维素生物质可以包括如下中的一种或多种:秸秆、玉米秸、甘蔗渣、硬木、软木、能量作物等。在一些情况下,可以对所提供的原始农业物料进行处理,以除去存在于该原始农业物料中的岩石、土壤或其他物质,并减小进料至该过程的原始农业或森林物料的尺寸,例如通过粉碎、研磨、碾磨或以其他方式进行处理。在一些情况中,用于生产本文所述的纯化的木质纤维素组合物的木质纤维素生物质是麦秆。
在一些情况下中,预活化步骤可以包括:用蒸汽对木质纤维素生物质(例如麦秆)进行处理。预活化步骤可以包括任意合适的温度、压力和持续时间。在一些实施方式中,预活化步骤的温度可以是约110℃至约150℃(例如,约110℃至约140℃、约110℃至约130℃、约120℃℃至约150℃、约120℃至约140℃、或约125℃至约135℃)。在一些实施方式中,预活化步骤的持续时间可以是约5分钟至约30分钟(例如,约5分钟至约25分钟、约5分钟至约15分钟、约10分钟至约30分钟、约20分钟至约30分钟、约10分钟至约30分钟、或约13分钟至约17分钟)。在一些实施方式中,预活化步骤的压力可以是约10psi至约20psi(例如,约10至约15psi、约15至约20psi、约10psi、约15psi、或约20psi)。
在一些情况中,第一活化步骤可以在相对于原料中纤维素II的量提高第一活化纤维素流中纤维素II的量的条件下进行。
第一活化步骤的温度可以是任意合适的温度。在一些情况中,第一活化步骤的温度可以大于190℃(例如,大于200℃、210℃、220℃、230℃或240℃)。在一些实施方式中,第一活化步骤的温度可以低于约250℃(例如,低于240℃、230℃、或220℃)。在一些实施方式中,第一活化步骤的温度可以为约190℃至约250℃(e.g.、约190℃至约240℃、约190℃至约230℃、约190℃至约220℃、约190℃至约210℃、约190℃至约200℃、约200℃至约250℃、约200℃至约240℃、约200℃至约230℃、约200℃至约220℃、约200℃至约210℃、约210℃至约250℃、约210℃至约240℃、约210℃至约230℃、约210℃至约220℃、约220℃至约250℃、约220℃至约240℃、约220℃至约230℃、约222℃至约230℃、约230℃至约250℃、约230℃至约240℃、或约240℃至约250℃)。
在第一活化步骤中引入的水分的量可以是任意合适的量。在一些实施方式中,基于木质纤维素生物质加水分,水分的量可以为至少约30%(例如,至少约40%,或至少约50%)。在一些实施方式中,水分的量可以小于约90%(例如,小于80%、70%、或60%)。在一些实施方式中,第一活化步骤中的水分量可以为约50%。在一些实施方式中,第一活化步骤中的水分量可以为约10%至约65%(例如,约10%至约60%、约10%至约50%、约10%至约40%、约10%至约30%、约10%至约20%、约20%至约65%、约30%至约65%、约40%至约65%、约50%至约65%、约20%至约50%、约30%至约60%、或约35%至约55%)。
第一活化步骤中的水分可以蒸气或液体水形式的。应理解,可以对第一活化步骤的温度和压力进行选择,以使得第一活化步骤中是液体水。应理解,可以对第一活化步骤的温度和压力进行选择,以使得蒸汽存在于第一活化步骤中。
第一活化步骤的压力可以是任意合适的压力。在一些实施方式中,压力可以是至少约200psig(例如,至少约250、300、或350psig)。在一些实施方式中,压力可以低于约500psig(例如,低于约450或400psig)。不囿于任意特定理论,认为按照饱和蒸汽热力学最小,反应器中的压力与温度相对应。在一些实施方式中,通过添加增压气体或添加过热,可以使压力增加超过该值或大于该值。
第一活化步骤的持续时间可以是任意合适的持续时间。在一些实施方式中,第一活化步骤可以小于30分钟(例如,小于约20、10、或5分钟)。在一些实施方式中,第一活化步骤的持续时间可以为约1分钟至约30分钟(例如,约1至约25分钟、约1至约20分钟、约1至约15分钟、约1至约10分钟、约1至约5分钟、约5至约30分钟、约5至约25分钟、约5至约20分钟、约5至约15分钟、约5至约10分钟、约10至约30分钟、约10至约25分钟、约10至约20分钟、约10至约15分钟、约15分钟至约30分钟、约15至约25分钟、约15至约20分钟、约20至约30分钟、约20至约25分钟、约25至约30分钟、约1分钟、约5分钟、约10分钟、约15分钟、约20分钟、约25分钟、或约30分钟)。应理解,第一活化步骤的持续时间可以取决于许多因素而变化,包括第一活化步骤的严苛度(severity),例如,第一活化步骤的温度和压力。
应理解,处理的温度、压力和持续时间可以以任意需要的组合进行组合。因此,例如,第一活化步骤可以包括:使得原料在200至500psig的压力、200℃至250℃温度进行1至30分钟,或者在200至500psig的压力、190℃至215℃温度进行小于4分钟。
第一活化纤维素流可以具有合适的固体含量。例如,第一活化纤维素流的固体含量可以为约30重量%至50重量%固体。在一些情况中,固体可以主要是纤维素。在一些情况中,固体可以是木质素、半纤维素和/或次要成分例如灰分、蛋白质或提取物。
可以对第一活化纤维素流进行洗涤,以形成经洗涤的第一活化纤维素流和第一可溶性提取物。第一活化纤维素流可以用水进行洗涤。水可以包含任意合适的溶质。在一些实施方式中,洗涤水的温度可以为约40℃至约100℃(例如,约40℃至约95℃、约40℃至约90℃、约40℃至约80℃、约40℃至约70℃、约40℃至约60℃、约40℃至约50℃、约50℃至约100℃、约50℃至约95℃、约50℃至约90℃、约50℃至约80℃、约50℃至约70℃、约50℃至约60℃、约60℃至约100℃、约60℃至约95℃、约60℃至约90℃、约60℃至约80℃、约60℃至约70℃、约70℃至约100℃、约70℃至约95℃、约70℃至约90℃、约70℃至约80℃、约80℃至约100℃、约80℃至约95℃、约80℃至约90℃、约90℃至约100℃、约90℃至约95℃、或约95℃至约100℃)。在一些实施方式中,洗涤水的温度可以是约25℃至约95℃(例如,约25℃至约75℃、约25℃至约50℃、约50℃至约95℃、约75℃至约95℃、约25℃至约50℃或约25℃至约75℃)。
在一些情况中,第一活化纤维素流、经洗涤的第一活化纤维素流或其组合可以经受其它加工步骤。在一些实施方式中,第一活化纤维素流、经洗涤的第一活化纤维素流或其组合可以经受第二活化步骤,以产生第二活化纤维素流。
在一些情况中,第二活化步骤可以在相对于经洗涤的第一活化纤维素流中纤维素IV的量提高第二活化纤维素流中纤维素IV的量的条件下进行。
第二活化步骤可以在任意合适的温度下进行。在一些实施方式中,温度可高于约60℃(例如,大于约70℃)。在一些实施方式中,温度可低于约180℃(例如,低于约170℃、160℃、150℃、140℃、130℃、120℃、110℃、100℃、90℃或80℃)。在一些实施方式中,第二活化步骤可以在如下温度范围下进行:约60℃至约180℃(例如,约60℃至约160℃、约60℃至约140℃、约60℃至约120℃、约60℃至约100℃、约60℃至约80℃、约80℃至约180℃、约80℃至约160℃、约80℃至约140℃、约80℃至约120℃、约80℃至约100℃、约100℃至约180℃、约100℃至约160℃、约100℃至约140℃、约100℃至约120℃、约120℃至约180℃、约120℃至约160℃、约120℃至约140℃、约140℃至约180℃、约140℃至约160℃、或约160℃至约180℃)。
第二活化步骤可以在任意合适的压力下进行。在一些实施方式中,第二活化步骤可以在超大气压下进行。例如,压力可以是约0.1至约400psig(例如,约0.1至约300psig、约0.1至约200psig、约0.1至约100psig、约0.1至约50psig、约0.1至约10psig、约0.1至约5psig、约0.1至约1psig、约1至约400psig、约1至约300psig、约1至约200psig、约1至约100psig、约1至约50psig、约1至约10psig、约1至约5psig、约5至约400psig、约5至约300psig、约5至约200psig、约5至约100psig、约5至约50psig、约5至约10psig、约10至约400psig、约10至约300psig、约10至约200psig、约10至约100psig、约10至约50psig、约50至约400psig、约50至约300psig、约50至约200psig、约50至约100psig、约100至约400psig、约100至约300psig、约100至约200psig、约200至约400psig、约200至约300psig、或约300至约400psig)。
第二活化步骤的持续时间可以是任意合适的持续时间。例如,第二活化步骤的持续时间可以小于180分钟(例如,小于120分钟、90分钟、或60分钟)。在一些实施方式中,第二活化步骤的持续时间可以小于15分钟(例如,小于30分钟、45分钟、或60分钟)。在一些实施方式中,第二活化步骤的持续时间可以为约15分钟至约180分钟(例如,约15至约120分钟、约15至约90分钟、约15至约60分钟、约15至约45分钟、约15至约30分钟、约30至约180分钟、约30至约120分钟、约30至约90分钟、约30至约60分钟、约30至约45分钟、约45分钟至约180分钟、约45至约120分钟、约45至约90分钟、约45至约60分钟、约60至约180分钟、约60至约120分钟、约60至约90分钟、约90分钟至约180分钟、约90至约120分钟、或约120至约180分钟)应理解,第二活化步骤的持续时间将取决于许多因素而变化,包括活化步骤的严苛度,例如,温度和压力。
应理解,第二活化步骤的温度、压力和持续时间可以以任意需要的组合进行组合。因此,例如,第二活化步骤可以包括:使得第一活化纤维素流在60℃至240℃的温度、0至500psig压力下进行15至120分钟,或者在80℃至150℃的温度、0至300psig压力下进行至少60分钟。
第二活化步骤可以包括任意合适条件。在一些实施方式中,第二活化步骤的条件可以包括碱处理。碱可以任意合适形式提供。在一些实施方式中,碱可以氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁和氨中的一种或多种的形式提供。在一些实施方式中,碱是氢氧化钠。碱处理可以包含任意合适的碱加载量。例如,碱加载量可以为第二活化步骤中(例如,第一活化纤维素流、经洗涤的第一活化纤维素流、或其组合)固体重量的约1%至约10%(e.g.、约1%至约9%、约1%至约8%、约1%至约7%、约1%至约6%、约1%至约5%、约1%至约4%、约1%至约3%、约1%至约2%、约2%至约10%、约2%至约9%、约2%至约8%、约2%至约7%、约2%至约6%、约2%至约5%、约2%至约4%、约2%至约3%、约3%至约10%、约3%至约9%、约3%至约8%、约3%至约7%、约3%至约6%、约3%至约5%、约3%至约4%、约4%至约10%、约4%至约9%、约4%至约8%、约4%至约7%、约4%至约6%、约4%至约5%、约5%至约10%、约5%至约9%、约5%至约8%、约5%至约7%、约5%至约6%、约6%至约10%、约6%至约9%、约6%至约8%、约6%至约7%、约7%至约10%、约7%至约9%、约7%至约8%、约8%至约10%、约8%至约9%、或约9%至约10%)。不囿于任意特定理论,认为碱使纤维素溶胀并进一步破坏纤维素的分子间和分子内氢键,从而进一步修饰晶体结构。
在一些优选实施方式中,第二活化步骤可以在氧化剂的存在下进行。在一些优选实施方式中,第二活化步骤可以在酶(例如,漆酶和/或木质素修饰酶)的存在下进行。
在一些实施方式中,第二活化步骤的条件可以包括氧化剂。适用于第二活化步骤的氧化剂的示例包括但不限于过氧化氢(H2O2)。氧化剂可以任意合适的加载量来加载。在一下实施方式中,氧化剂以第二活化步骤(例如,第一活化纤维素流、经洗涤的第一活化纤维素流、或其组合)中固体干重的约0.0001%至约2%(e.g.、约0.0001%至约1%、约0.0001%至约0.1%、约0.0001%至约0.01%、约0.0001%至约0.001%、约0.001%至约2%、约0.001%至约1%、约0.001%至约0.1%、约0.001%至约0.01%、约0.01%至约2%、约0.01%至约1%、约0.01%至约0.1%、约0.1%至约2%、约0.1%至约1%、or约1%至约2%)进行加载。
第二活化的纤维素流可以具有合适的固体含量。在一些实施方式中,第二活化纤维素流可以具有约5重量%至50重量%固体、优选约20%至约35%固体。在一些实施方式中,固体可以主要包括纤维素。
第二活化纤维素流可以在活化后经受一个或更多个洗涤步骤,例如,去除碱和溶解的木质素。可以对第二活化纤维素流进行洗涤,以形成经洗涤的第二活化纤维素流。第二活化纤维素流可以用水进行洗涤。水可以包含任意合适的溶质。在一些实施方式中,洗涤水的温度可以为约40℃至约100℃(例如,约40℃至约95℃、约40℃至约90℃、约40℃至约80℃、约40℃至约70℃、约40℃至约60℃、约40℃至约50℃、约50℃至约100℃、约50℃至约95℃、约50℃至约90℃、约50℃至约80℃、约50℃至约70℃、约50℃至约60℃、约60℃至约100℃、约60℃至约95℃、约60℃至约90℃、约60℃至约80℃、约60℃至约70℃、约70℃至约100℃、约70℃至约95℃、约70℃至约90℃、约70℃至约80℃、约80℃至约100℃、约80℃至约95℃、约80℃至约90℃、约90℃至约100℃、约90℃至约95℃、或约95℃至约100℃)。
在一些情况中,第二活化纤维素流、经洗涤的第二活化纤维素流、第一活化纤维素流、经洗涤的第一活化纤维素流或其组合可以进一步经受加工步骤。在一些实施方式中,第一活化纤维素流、经洗涤的第一活化纤维素流或其组合可以经受用一种或多种酶进行处理,以产生富含葡萄糖的糖流。
酶可为任何合适的酶。在一些实施方式中,酶可以是纤维素酶。用酶处理可为在任意合适的温度下发生。在一些实施方式中,用酶处理可以在约40℃至55℃的温度下发生。
通常,可以选择纤维素酶,以使得纤维素分解成单体糖。例如,可以选择纤维素酶,以使1,4-β-D糖苷连接水解成单糖。纤维素酶可以包括具有纤维二糖水解酶、内切葡聚糖酶和β-葡糖苷酶活性中的至少一种的酶。尽管可以从多种来源(例如细菌、酵母或真菌的天然培养物)中分离纤维素酶制剂,但是本领域技术人员将理解,可以使用如本文所述可以使用的重组技术所产生的酶。适用于与本文所述方法一起使用的市售酶的示例包括但不限于:诺维信的Ctec 2或3(Novozymes Ctec 2or 3)、AB酶公司的里氏木霉(AB EnzymesRohament)。
酶可为任何合适的加载量添加。添加酶的加载量可以为0.1至120mg、0.2至60mg或1至30mg酶蛋白/克葡聚糖。在一个实施方式中,添加酶的加载量为每克活性纤维素中0.1至5mg酶蛋白/克葡聚糖。在一个实施方式中,酶以约2至约60滤纸单位(FPU)/g葡聚糖的加载量,或任选地以约2至30或1至15FPU/g葡聚糖的加载量添加到活化纤维素中。可以将酶分别直接添加到活化纤维素中,或先与表面活性剂和/或分散剂混合,如下所述。
酶可以与活化纤维素接触合适的时间长度(例如,24小时至144小时,48小时至144小时、48小时至60小时或24小时至72小时)以通过酶水解使纤维素转化为单体糖。
在一些实施方式中,基于活化纤维素的聚糖含量,葡萄糖理论产率的至少约70%、75%、80%、85%、90%或95%在酶促水解过程中转化为葡萄糖以产生富含葡萄糖的糖流。在一些实施方式中,酶水解进行预定的时间长度或直至获得预定的葡萄糖产量。在某一定量时间后,由于纤维素基材被耗尽或葡萄糖的存在抑制了纤维素酶的活性,由纤维素酶水解产生葡萄糖的速率可能降低。
任选地,可以在表面活性剂和/或分散剂的存在下使活化纤维素与酶接触。在一些实施方式中,分散剂是聚天冬氨酸。
表面活性剂可为任何合适的表面活性剂。表面活性剂可以是非离子表面活性剂,任选地是聚山梨醇酯表面活性剂,例如吐温(Tween)。表面活性剂还可以是表面活性剂的掺混物。在一些实施方式中,表面活性剂可以是吐温80、烷氧基化甘油酯、和壬基苯酚的掺混物。在一些实施方式中,表面活性剂以小于约2%和/或大于约0.01%的加载量存在。在一些实施方式中,表面活性剂可以活化纤维素中纤维素含量重量的1%至0.01%、0.5%至0.05%或约0.1%至0.2%的加载量存在。
分散剂可以是任何合适的分散剂。在一些实施方式中,分散剂可以是寡肽,任选地是分子量为500至10,000或1000至5000的非酶促多肽。寡肽可以是聚天冬氨酸。聚天冬氨酸的分子量可以为500至10,000、1000至5000、或3500至4500。聚天冬氨酸可以小于活化纤维素中纤维素含量重量的约2%和/或大于活化纤维素中纤维素含量重量的约0.001%的加载量存在。在一些实施方式中,聚天冬氨酸可以活化纤维素中纤维素含量重量的1%至0.001%、0.25%至0.025%或约0.1%的加载量存在。
任选地,酶促水解混合物中表面活性剂与分散剂(例如,聚天冬氨酸)的比率为0.1:1至10:1,任选地0.5:1至2:1。
任选地,分散剂(例如,聚天冬氨酸)与一种或多种纤维素酶的摩尔比为0.01:1至10:1。
因此,包含一种或多种纤维素酶、一种或多种表面活性剂和一种或多种分散剂的酶促水解混合物可用于任意酶促水解工艺中,或可与本文所述的任意活化和酶促水解工艺结合使用。酶促水解混合物特别适用于包含本文所述的纤维素II和纤维素IV的活化纤维素的酶水解。
在一些情况下,第一可溶性提取物(例如,包括半纤维素)可以经受其它处理步骤。在一些实施方式中,第一可溶性提取物可以经受一个或多个纯化步骤,以形成纯化的半纤维素组合物。
纯化可以包括任意合适的纯化步骤。在一些实施方式中,纯化步骤可以任意合适顺序包括如下中的一个或多个:脱色、用碳(例如,活性炭)处理、进行离子交换(IX)、进行反渗透、和纳滤。在一些实施方式中,第一可溶性提取物可以在任意其它纯化步骤之前进行脱色。
脱色可以包括任意合适的条件。在一些实施方式中,脱色可以包括碱性过氧化物条件。不囿于任意特定理论,认为碱性过氧化物条件用于降低第一可溶性提取物中半纤维素的分子量,和/或用于由半纤维素释放多元酚和/或其它有色化合物。应注意,脱色并不一定意味着半纤维素完全脱色,而是意味着通常会减弱半纤维素的颜色(例如,半纤维素通常变得更白)。
脱色可以在任意合适的温度下进行。在一些实施方式中,温度可高于约50℃(例如,大于约60℃或70℃)。在一些实施方式中,温度能够并且可以低于约100℃(例如,低于约90℃或80℃)。在一些实施方式中,脱色可以在如下的温度范围下进行:约50℃至约250℃(例如,约50℃至约225℃、约50℃至约200℃、约50℃至约175℃、约50℃至约150℃、约50℃至约125℃、约50℃至约100℃、约50℃至约75℃、约75℃至约250℃、约100℃至约250℃、约125℃至约250℃、约150℃至约250℃、约175℃至约250℃、约200℃至约250℃、约225℃至约250℃、约100℃至约200℃、约50℃至约90℃、约60℃至约80℃、约55℃至约85℃、约55℃至约75℃、约55℃至约65℃)。
脱色可以在任意合适的压力下进行。在一些实施方式中,脱色可以在超大气压下进行。例如,压力可以是约0.1至约400psig(例如,约0.1至约300psig、约0.1至约200psig、约0.1至约100psig、约0.1至约50psig、约0.1至约10psig、约0.1至约5psig、约0.1至约1psig、约1至约400psig、约1至约300psig、约1至约200psig、约1至约100psig、约1至约50psig、约1至约10psig、约1至约5psig、约5至约400psig、约5至约300psig、约5至约200psig、约5至约100psig、约5至约50psig、约5至约10psig、约10至约400psig、约10至约300psig、约10至约200psig、约10至约100psig、约10至约50psig、约50至约400psig、约50至约300psig、约50至约200psig、约50至约100psig、约100至约400psig、约100至约300psig、约100至约200psig、约200至约400psig、约200至约300psig、或约300至约400psig)。
脱色的持续时间可以是任意合适的持续时间。例如,脱色的持续时间可以小于约5小时(例如,小于约4小时或小于约3小时)。在一些实施方式中,脱色的持续时间可以大于1小时(例如,大于2小时)。在一些实施方式中,脱色的持续时间可以为约1小时至约5小时(例如,约1小时至约4小时、约1小时至约3小时、约1小时至约2小时、约2小时至约5小时、约2小时至约4小时、约2小时至约3小时、约3小时至约5小时、约3小时至约4小时、约4小时至约5小时、约2小时、约3小时、约4小时、或约5小时)。应理解,脱色的持续时间将取决于许多因素而变化,包括脱色步骤的严苛度,例如,温度和压力。
应理解,脱色的温度、压力和持续时间可以以任意需要的组合进行组合。因此,例如,脱色可以包括:使得第一可溶性提取物在60℃至80℃的温度、0至500psig压力下进行2至4小时,或者在70℃至90℃的温度、0至300psig压力下进行至少1小时。
在一些实施方式中,脱色可以包括碱处理。碱可以任意合适形式提供。在一些实施方式中,碱可以氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁和氨中的一种或多种的形式提供。在一些实施方式中,碱是氢氧化钠。碱处理可以在任意合适的pH下进行。在一些实施方式中,碱处理可以在约9.5至约11.5(例如,约9.5至约11.0、约9.5至约10.5、约9.5至约10.0、约10.0至约11.5、约10.0至约11.0、约10.0至约10.5、约10.5至约11.5、约10.5至约11.0、约11.0至约11.5、约9.5、约10.0、约10.5、约11.0、或约11.5)的pH下进行。
在一些实施方式中,脱色可以包括用氧化剂进行处理。在一些实施方式中,脱色可以包括酶,如漆酶和/或木质素修饰酶。
在一些实施方式中,脱色可以包括用氧化剂进行处理。适用于在脱色步骤中使用的氧化剂的示例包括但不限于过氧化氢(H2O2)。氧化剂可以任意合适的加载量来加载。在一些实施方式中,氧化剂的加载量可以为半纤维素中一种或多种组分(例如,木聚糖(例如,***木聚糖))干重的约5至约40%(例如,约5%至约30%、约5%至约20%、约5%至约10%、约10%至约40%、约10%至约30%、约10%至约20%、约20%至约40%、约20%至约30%、或约30%至约40%)。
碳处理可包括用碳(例如活性炭)对第一可溶性提取物(或经过一个或多个纯化步骤的第一可溶性提取物)进行处理。碳的加载量可以是任意合适的加载量。例如,碳(例如,活性炭)可以如下加载量使用:半纤维素中一种或多种组分(例如,木聚糖(例如,***木聚糖))干重的约0.05%至约0.5%(例如,0.05%至约0.4%、约0.05%至约0.3%、约0.05%至约0.2%、约0.05%至约0.1%、约0.1%至约0.5%、约0.1%至约0.4%、约0.1%至约0.3%、约0.1%至约0.2%、约0.2%至约0.5%、约0.2%至约0.4%、约0.2%至约0.3%、约0.3%至约0.5%、约0.3%至约0.4%、约0.4%至约0.5%、约0.05%、约0.1%、约0.2%、约0.3%、约0.4%、约0.5%)。
离子交换(例如,第一可溶性提取物或经过一个或多个纯化步骤的第一可溶性提取物的离子交换)可包括使第一可溶性提取物(或经过一个或多个纯化步骤的第一可溶性提取物)通过离子交换树脂。离子交换树脂可以是任意合适的离子交换树脂,例如阳离子交换树脂或阴离子交换树脂。在一些实施方式中,在第一可溶性提取物(或经过一个或多个纯化步骤的第一可溶性提取物)纯化期间使用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂(这可以称为二级离子交换)。
反渗透(例如,第一可溶性提取物或经过一个或多个纯化步骤的第一可溶性提取物的反渗透)可包括任意合适的条件。在一些实施方式中,在反渗透中可以使用纳滤膜(例如,孔径为约1至约10nm的过滤器)。在一些实施方式中,在反渗透中可以使用超滤膜(例如,孔径为约0.01μm至约0.1μm的过滤器)。不囿于任意特定理论,认为使用纳滤器的反渗透可以去除低分子量杂质、离子、和/或水,可以使半纤维素浓缩。
纳滤(例如,第一可溶性提取物或经过一个或多个纯化步骤的第一可溶性提取物的纳滤)可包括任意合适的条件。不囿于任意特定理论,认为纳滤可以去除低分子量杂质、离子、和/或水,并且可以使半纤维素浓缩。
在一些实施方式中,第一可溶性提取物可以依续通过脱色、碳处理、离子交换、和用纳滤器进行反渗透来进行纯化,以形成纯化的半纤维素组合物。
在一些情况中,本文所述用于产生葡萄糖(例如右旋糖)的木质纤维素生物质可以是与用于产生本文所述的纯化的半纤维素组合物的木质纤维素生物质相同类型的木质纤维素生物质(例如,两者均为玉米秸,或两者均为麦秆)。在一些情况中,本文所述用于产生葡萄糖(例如右旋糖)的木质纤维素生物质可以是与用于产生本文所述的纯化的半纤维素组合物的木质纤维素生物质相同类型的木质纤维素生物质(例如,同一批玉米秸或同一批麦秆)。
半纤维素(例如,粗制半纤维素)可以通过不同于本文具体公开的那些方法制备(例如,使用本文公开的第一活化步骤以及对第一活化纤维素流进行洗涤以形成本文所述的第一可溶性提取物,由木质纤维素生物质来制备)。例如,粗制半纤维素可以由商业供应商获得。在一些情况中,粗制半纤维素具有碱性pH。在一些实施方式中,粗制半纤维素可以具有分子量(Mw)为至少约20kDa(例如,至少约30、50、75或100kDa)的半纤维素部分。在一些实施方式中,半纤维素的分子量可以为约20kDa至约300kDa(例如,约20至约250kDa、约20至约200kDa、约20至约150kDa、约20至约100kDa、约20至约50kDa、约50至约300kDa、约100至约300kDa、约150至约300kDa、约200至约200kDa、约250至约300kDa、或约100至约200kDa)。
粗制半纤维素可以进行处理以降低分子量(Mw),从而形成质量减小的半纤维素(areduced-mass hemicellulose)。在一些实施方式中,可以使用碱性条件以使粗制半纤维素的分子量减小。在一些实施方式中,碱性条件可以包括pH为约9.5至约11.5(例如,约9.5至约11.0、约9.5至约10.5、约9.5至约10.0、约10.0至约11.5、约10.0至约11.0、约10.0至约10.5、约10.5至约11.5、约10.5至约11.0、约11.0至约11.5、约9.5、约10.0、约10.5、约11.0、或约11.5)。不囿于任意特定理论,认为分子量的降低与处理的pH、持续时间、温度和压力有关。在一些实施方式中,压力可以是大气压。在一些实施方式中,碱处理的持续时间可以为约30分钟至约8小时(例如,约30分钟至约6小时、约30分钟至约4小时、约30分钟至约2小时、约30分钟至约1小时、约1小时至约8小时、约1小时至约6小时、约1小时至约4小时、约1小时至约2小时、约2小时至约8小时、约2小时至约6小时、约2小时至约4小时、约4小时至约8小时、约4小时至约6小时、或约6小时至约8小时)。在一些实施方式中,温度可以为约60℃至约150℃(例如,约60℃至约140℃、约60℃至约120℃、约60℃至约100℃、约60℃至约80℃、约60℃至约100℃、约80℃至约150℃、约80℃至约140℃、约80℃至约120℃、约80℃至约100℃、约100℃至约150℃、约100℃至约140℃、约100℃至约120℃、约100℃至约150℃、约100℃至约140℃、约100℃至约120℃、约120℃至约150℃、约120℃至约140℃、约140℃至约150℃、约60℃、约70℃、约80℃、约90℃、约100℃、约110℃、约120℃、约130℃、约140℃、或约150℃)。取决于条件,碱处理可以使分子量降低至所需分子量。在一些实施方式中,经碱处理的半纤维素的分子量可以为约4500至约6500Da(例如,约4500至约6000Da、约4500至约5500Da、约4500至约5000Da、约5000至约6500Da、约5000至约6000Da、约5000至约5500Da、约5500至约6500、约5500至约6000Da、或约6000至约6500Da)。
分子量降低的半纤维素可以使用任意合适的纯化步骤进行纯化,以形成本文所述的纯化的半纤维素组合物。在一些实施方式中,分子量降低的半纤维素可以使用本文所述的任意纯化步骤进行纯化,以形成纯化的半纤维素组合物。在一些实施方式中,分子量降低的半纤维素可以任意顺序经受用碳(例如,活性炭)处理、进行离子交换(IX)、进行反渗透、或纳滤,以形成纯化的半纤维素组合物。在一些实施方式中,由分子量降低的半纤维素制成的纯化的半纤维素组合物可以用于甜味剂组合物,例如,本文所述的任意甜味剂组合物。
在一些实施方式中,分子量降低的半纤维素可以任意合适比率与脱色的半纤维素混合。例如,约25干重%至约75干重%(例如,约25干重%至约50干重%、约50干重%至约75干重%、约25干重%、约50干重%、或约75干重%)的分子量降低的半纤维素可以与约25干重%至约75干重%(例如,约25干重%至约50干重%、约50干重%至约75干重%、约25干重%、约50干重%、或约75干重%)的脱色的半纤维素。在一些实施方式中,该组合可以任意顺序经受用碳(例如,活性炭)处理、进行离子交换(IX)、进行反渗透、或纳滤,以形成纯化的半纤维素组合物。在一些实施方式中,由分子量降低的半纤维素和脱色的半纤维素的组合制成的纯化的半纤维素组合物可以用于甜味剂组合物,例如,本文所述的任意甜味剂组合物。
纯化的半纤维素组合物可以是干燥的(例如,部分或全部干燥)。纯化的半纤维素组合物可以使用任意合适的方法进行干燥。例如,在一些实施方式中,纯化的半纤维素组合物可以使用喷雾干燥、滤层干燥(mat drying)、或冷冻干燥进行干燥。
本文还提供了制备甜味剂组合物的方法。本文所述的任意甜味剂组合物可以通过本文所述的方法来制备。制备甜味剂组合物的方法可包括:使葡萄糖(例如右旋糖、或葡萄糖和右旋糖的组合)与纯化的半纤维素组合物混合。合并可以包括任意合适的步骤。在一些实施方式中,混合可以包括:相混、掺混、搅拌、溶解、乳化或它们的组合。例如,在一些实施方式中,可以使干燥的葡萄糖和干燥的纯化的半纤维素组合物混合在一起,并且任选地,可以添加水以形成糖浆(例如,以约70%至约80%的干物质)。在一些实施方式中,可以将干燥的纯化的半纤维素组合物添加至葡萄糖糖浆(例如,通过相混、掺混、溶解或其组合)。在一些实施方式中,可以糖浆形式将干燥的葡萄糖添加至纯化的半纤维素组合物中(例如,通过相混、掺混、溶解或其组合)。在一些实施方式中,葡萄糖糖浆可以糖浆形式与纯化的半纤维素组合物混合(例如,通过相混、或掺混)。纯化的半纤维素组合物可以是本文所述的任意纯化的半纤维素组合物。葡萄糖和纯化的半纤维素组合物可以任意比率混合,例如,从而产生本文所述的任意甜味剂组合物。例如,在一些实施方式中,约1至约20(例如,约1至约15、约1至约10、约1至约5、约5至约20、约5至约15、约5至约10、约10至约20、约10至约15、约15至约20、约1、约2、约5、约10、约15、或约20)重量份的葡萄糖可以与约1重量份的纯化的半纤维素混合。例如,在一些实施方式中,约1至约20(例如,约1至约15、约1至约10、约1至约5、约5至约20、约5至约15、约5至约10、约10至约20、约10至约15、约15至约20、约1、约2、约5、约10、约15、或约20)重量份的纯化的半纤维素可以与约1重量份的葡萄糖混合。
在一个实施方式中,含有葡萄糖和纯化的半纤维素的组合通过如下方法来制备:
木质纤维素生物质用蒸汽进行处理以由木质纤维素生物质基质提取、水解并分离半纤维素(参见例如,用于示例性处理的美国专利申请公开号US20180119188(A1)或PCT公开号WO2016161515(A1),所述文献通过引用全文纳入本文);
通过用水洗涤回收半纤维素(参见例如,用于示例性洗涤细节的美国专利申请公开号US20180119188(A1)或PCT公开号WO2016161515(A1));
用活性炭(以去除有机杂质)以及随后的用于去除无机杂质的两级离子交换(阳离子/阳离子)依次进行处理来纯化半纤维素;
半纤维素任选地进行浓缩和/或干燥。
尽管在上述示例中,半纤维素通过依续用活性炭处理、然后进行二级离子交换依次进行处理来纯化,但本领域技术人员应理解,存在本领域已知的用于纯化半纤维素的替代性方法,其可以得到以类似方式纯化的产品。
例如,半纤维素的浓缩可以通过蒸发或反渗透来进行。反渗透也可用于使半纤维素预浓缩,然后蒸发。各种干燥方法是本领域已知的,并且可以单独使用或与各种浓缩方法组合使用。保存味道和/或颜色的优选蒸发方法是真空下的降膜蒸发。保存味道和/或颜色的优选干燥方法是冷冻干燥或喷雾干燥。
本文所述的包含右旋糖和半纤维素的甜味剂组合物可以用于食品和饮料生产。其还可用作药物组合物或补充剂中的添加剂,尤其是口服给药的那些。补充剂可以包括但不限于:天然保健产品、纤维补充剂、维生素或矿物质补充剂、蛋白质或氨基酸补充剂等。本文所述的甜味剂组合物可以作为家用糖替代品出售,例如,在烹饪或烘烤中,或作为调味品出售。
本文所述的包含右旋糖和纯化的半纤维素的甜味剂组合物可以用作为食品产品提供除甜味之外性质的食品配料成分。例如,可以对右旋糖和纯化的半纤维素的比率进行选择以提供增加的粘度或水分保持性质,并且可以赋予非常少甜味风味或没有甜味风味。在另一方中,纯化的半纤维素可单独用作食品添加剂,作为可溶性纤维和/或益生元的来源。在一些实施方式中,纯化的半纤维素将会水解或部分水解。纯化的半纤维素可以包括:木糖、低聚木糖和木聚糖。纯化的半纤维素还可以包括其它糖聚合物。其它糖聚合物也可以水解或部分水解成其它成分的糖或这些糖的低聚糖。在一个实施方式中,纯化的半纤维素可以包括至多10%的其它糖聚合物。在纯化的水解半纤维素的一些实施方式中,木聚糖的量的范围可以为20-95%,低聚木糖的量的范围可以为5-60%,并且木糖的范围可以为1-40%。在一些实施方式中,木聚糖的量的范围可以为50-95%,低聚木糖的量的范围可以为5-30%,并且木糖的范围可以为1-25%。在一些实施方式中,纯化的水解半纤维素包含约87%的木聚糖、约9%的低聚木糖和约4%的木糖。
在另一方面中,提供了一种包含部分水解的纤维素和部分或完全水解的半纤维素的组合物。可以使用该组合物作为甜味剂或食品添加剂,并且可以用于赋予甜味或粘度或其组合。在一些实施方式中,组合物包括右旋糖、右旋糖的低聚糖和纯化的半纤维素。在一些实施方式中,纯化的半纤维素包括:木糖、低聚木糖和木聚糖。在另一方面中,纯化的半纤维素的组合物还可以包括其它糖聚合物。其它糖聚合物也可以水解或部分水解成其它成分的糖或这些糖的低聚糖。在一些实施方式中,纯化的半纤维素可以包括至多10%的其它糖聚合物。在纯化的水解半纤维素的一些实施方式中,木聚糖的量的范围可以为20-95%,低聚木糖的量的范围可以为5-60%,并且木糖的范围可以为1-40%。在一些实施方式中,木聚糖的量的范围可以为50-95%,低聚木糖的量的范围可以为5-30%,并且木糖的范围可以为1-25%。在一些实施方式中,纯化的水解半纤维素包含约87%的木聚糖、约9%的低聚木糖和约4%的木糖。
在另一方面中,本文所述的组合物可以用作味道调节剂。组合物可以用于调节其它甜味剂的味道,包括高效甜味剂和增量甜味剂,例如赤藓糖醇。
示例性实施方式
实施方式1是一种甜味剂组合物,其包含:
约5干重%至约95干重%的葡萄糖;和
约5干重%至约95干重%的纯化的半纤维素。
实施方式2是实施方式1的甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包括:木糖、低聚木糖和木聚糖。
实施方式3是实施方式1或实施方式2的甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包括:木糖的水解产物、低聚木糖的水解产物或木聚糖的水解产物。
实施方式4是实施方式1-3中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约30干重%至约75干重%的葡萄糖。
实施方式5是实施方式1-3中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约40干重%至约60干重%的葡萄糖。
实施方式6是实施方式1-3中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约45干重%至约55干重%的葡萄糖。
实施方式7是实施方式1-6中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约30干重%至约75干重%的纯化的半纤维素。
实施方式8是实施方式1-6中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约40干重%至约60干重%的纯化的半纤维素。
实施方式9是实施方式1-8中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约45干重%至约55干重%的纯化的半纤维素。
实施方式10是实施方式1-8中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约20干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式11是实施方式1-8中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约30干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式12是实施方式1-8中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约50干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式13是实施方式1-8中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约80干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式14是实施方式1-13中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约87干重%的木聚糖。
实施方式15是实施方式2-14中任一甜味剂组合物,其中,木聚糖包含约70干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式16是实施方式2-14中任一甜味剂组合物,其中,木聚糖包含约80干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式17是实施方式2-14中任一甜味剂组合物,其中,木聚糖包含约90干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式18是实施方式2-14中任一甜味剂组合物,其中,木聚糖包含约95干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式19是实施方式1-18中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约5干重%至约60干重%的低聚木糖。
实施方式20是实施方式1-18中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约5干重%至约30干重%的低聚木糖。
实施方式21是实施方式1-18中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约5干重%至约15干重%的低聚木糖。
实施方式22是实施方式1-18中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约9干重%的低聚木糖。
实施方式23是实施方式1-22中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约0.1干重%至约25干重%的木糖。
实施方式24是实施方式1-22中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约0.1干重%至约40干重%的木糖。
实施方式25是实施方式1-22中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约0.1干重%至约10干重%的木糖。
实施方式26是实施方式1-22中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约4干重%的木糖。
实施方式27是实施方式1-26中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包括葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式28是实施方式1-26中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含低于10干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式29是实施方式1-26中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含低于5干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式30是实施方式1-26中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含低于1干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式31是实施方式1-30中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含低于10干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式32是实施方式1-30中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含低于5干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式33是实施方式1-30中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含低于1干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式34是实施方式1-33中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含低于10干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式35是实施方式1-33中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含低于5干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式36是实施方式1-33中任一甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含低于1干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式37是实施方式1-36中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含低于10干重%的不是右旋糖、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式38是实施方式1-36中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含低于5干重%的不是右旋糖、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式39是实施方式1-36中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含低于1干重%的不是右旋糖、木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式40是实施方式1-39中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的DE为约35至约75。
实施方式41是实施方式1-39中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的DE为约40至约65。
实施方式42是实施方式1-39中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的DE为42、53或63。
实施方式43是实施方式1-39中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的DE为42。
实施方式44是实施方式1-39中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的DE为53。
实施方式45是实施方式1-39中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的DE为63。
实施方式46是实施方式1-45中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的升糖指数为约35至约50。
实施方式47是实施方式1-45中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的升糖指数为约40至约45。
实施方式48是实施方式1-45中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的升糖指数为42。
实施方式49是实施方式1-48中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物提供约175卡路里/100克甜味剂组合物至约225卡路里/100克甜味剂组合物。
实施方式50是实施方式1-48中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物提供约180卡路里/100克甜味剂组合物至约200卡路里/100克甜味剂组合物。
实施方式51是实施方式1-48中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物提供约190卡路里/100克甜味剂组合物。
实施方式52是实施方式1-51中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含可溶性纤维。
实施方式53是实施方式1-52中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约20克至约60克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。
实施方式54是实施方式1-52中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约35克至约45克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。
实施方式55是实施方式1-52中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约41克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。
实施方式56是实施方式1-55中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含益生元。
实施方式57是实施方式1-55中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约2克至约6克的益生元/100克的甜味剂组合物。
实施方式58是实施方式1-55中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约3克至约5克的益生元/100克的甜味剂组合物。
实施方式59是实施方式1-55中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约4克的益生元/100克的甜味剂组合物。
实施方式60是实施方式1-59中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物不包含不溶性纤维。
实施方式61是实施方式1-60中任一甜味剂组合物,其中,葡萄糖至少部分以右旋糖的形式提供。
实施方式62是实施方式1-61中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物是固体。
实施方式63是实施方式1-61中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物是糖浆。
实施方式64是实施方式63的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物在120℃温度下的粘度为约2500cp至约3000cp。
实施方式65是实施方式63的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物在120℃温度下的粘度为约2700cp至约2900cp。
实施方式66是实施方式63的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物在120℃温度下的粘度为约2800cp。
实施方式67是一种甜味剂组合物,其包含:
约48干重%至约53干重%的右旋糖;
约41干重%至约45干重%的木聚糖;
约4干重%至约5干重%的低聚木糖;和
约2干重%至约2.5干重%的木糖。
实施方式68是一种甜味剂组合物,其包含:
约50干重%的右旋糖;
约43干重%的木聚糖;
约4干重%的低聚木糖;和
约2干重%的木糖。
实施方式69是包含实施方式1-68中任一甜味剂组合物的食品产品。
实施方式70是包含实施方式1-68中任一甜味剂组合物的药物组合物。
实施方式71是包含实施方式1-68中任一甜味剂组合物的膳食补充剂。
实施方式72是实施方式1-68中任一甜味剂组合物在食品产品中的用途。
实施方式73是实施方式1-68中任一甜味剂组合物在药物组合物中的用途。
实施方式74是实施方式1-68中任一甜味剂组合物在膳食补充剂中的用途。
实施方式75是使食品产品变甜的方法,所述方法包括:将实施方式1-68中任一甜味剂组合物添加至食品产品中。
实施方式76是使药物组合物变甜的方法,所述方法包括:将实施方式1-68中任一甜味剂组合物添加至药物组合物中。
实施方式77是使膳食添加剂变甜的方法,所述方法包括:将实施方式1-68中任一甜味剂组合物添加至膳食添加剂中。
实施方式78是一种减少由配方制备的食品产品的卡路里含量的方法,所述方法包括:
提供包括一定量的糖或糖浆的配方;以及
根据该配方制备食品产品,但是至少部分糖或糖浆量用实施方式1-68中任一的甜味剂组合物以部分糖或糖浆量的约50%至约150%量替代。
实施方式79是一种降低由配方制备的食品产品的升糖指数的方法,所述方法包括:
提供包括一定量的糖或糖浆的配方;以及
根据该配方制备食品产品,但是至少部分糖或糖浆量用实施方式1-68中任一的甜味剂组合物以部分糖或糖浆量的约50%至约150%量替代。
实施方式80是实施方式78或实施方式79的方法,其中,部分糖或糖浆量用实施方式1-68中任一的甜味剂组合物以部分糖或糖浆量的约80%至约120%量替代。
实施方式81是实施方式78或实施方式79的方法,其中,部分糖或糖浆量用实施方式1-68中任一的甜味剂组合物以部分糖或糖浆量的约100%量替代。
实施方式82是一种纯化的半纤维素组合物,其包含:
约82干重%至约92干重%的木聚糖;
约8干重%至约9干重%的低聚木糖;和
约4干重%至约5干重%的木糖。
实施方式83是一种纯化的半纤维素组合物,其包含:
约87干重%至约88干重%的木聚糖;
约8干重%至约9干重%的低聚木糖;和
约4干重%至约5干重%的木糖。
实施方式84是一种纯化的半纤维素组合物,其包含:
约87.3干重%的木聚糖;
约8.5干重%的低聚木糖;和
约4.2干重%的木糖。
实施方式85是实施方式82-84中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物是奶白色的。
实施方式86是实施方式82-85中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物的分子量(Mw)小于4000Da。
实施方式87是实施方式82-86中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物的多元酚含量为低于约0.5干重%。
实施方式88是实施方式82-87中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物的抗氧化剂水平低于约10000μmol TE/100g。
实施方式89是实施方式82-88中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物的纯度为至少95%。
实施方式90是实施方式82-89中任一纯化的半纤维素组合物,其中,木聚糖包含约70干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式91是实施方式82-90中任一纯化的半纤维素组合物,其中,木聚糖包含约80干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式92是实施方式82-90中任一纯化的半纤维素组合物,其中,木聚糖包含约90干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式93是实施方式82-90中任一纯化的半纤维素组合物,其中,木聚糖包含约95干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式94是包含实施方式82-93中任一纯化的半纤维素组合物的食品产品。
实施方式95是包含实施方式82-93中任一纯化的半纤维素组合物的甜味剂组合物。
实施方式96是包含实施方式82-93中任一纯化的半纤维素组合物的药物组合物。
实施方式97是包含实施方式82-93中任一纯化的半纤维素组合物的膳食添加剂。
实施方式98是实施方式82-93中任一纯化的半纤维素组合物在食品产品中的用途。
实施方式99是实施方式82-93中任一纯化的半纤维素组合物在甜味剂组合物中的用途。
实施方式100是实施方式82-93中任一纯化的半纤维素组合物在药物组合物中的用途。
实施方式101是实施方式82-93中任一纯化的半纤维素组合物在膳食补充剂中的用途。
实施方式102是一种制备纯化的半纤维素的方法,所述方法包括:
提供木质纤维素生物质;
使木质纤维素生物质与水混合;
使用包括第一温度和第一压力的条件来活化木质纤维素生物质和水,以形成第一活化纤维素流;
对第一活化纤维素流进行洗涤以形成经洗涤的第一活化纤维素流和第一可溶性提取物,其中,第一可溶性提取物包含半纤维素;和
对第一可溶性提取物进行纯化以形成纯化的半纤维素。
实施方式103是实施方式102的方法,其中,第一温度为约190℃至约225℃。
实施方式104是实施方式102或实施方式103的方法,其中,第一压力为约200psig至约500psig。
实施方式105是实施方式102至104中任一方法,其中,活化步骤的持续时间为约1分钟至约30分钟。
实施方式106是实施方式102至105中任一方法,其中,洗涤包括:在约40℃至约100℃的温度下用水进行洗涤。
实施方式107是实施方式102至106中任一方法,其中,纯化包括如下中的一种或多种:脱色、用碳处理、进行离子交换(IX)、进行反渗透、纳滤或它们的组合。
实施方式108是实施方式107的方法,其中,用碳处理是用活性炭进行处理。
实施方式109是实施方式107的方法,其中,进行IX包括进行二级离子交换。
实施方式110是实施方式107的方法,其中,进行反渗透包括使用纳滤膜。
实施方式111是实施方式107-110中任一的方法,其中,脱色包括:碱性过氧化物处理。
实施方式112是实施方式107-110中任一的方法,其中,脱色包括:包括pH为约9.5至约11.5的条件。
实施方式113是实施方式107-110中任一的方法,其中,脱色包括:包括pH为约10.0至约11.0的条件。
实施方式114是实施方式107-111中任一的方法,其中,脱色包括:过氧化物处理。
实施方式115是实施方式114的方法,其中,基于半纤维素的木聚糖成分的干重,过氧化物处理包括约5%至约40%的过氧化物加载量。
实施方式116是实施方式114的方法,其中,基于半纤维素的***木聚糖成分的干重,过氧化物处理包括约5%至约40%的过氧化物加载量。
实施方式117是实施方式107至116中任一方法,其中,脱色的持续时间为约1小时至约5小时。
实施方式118是实施方式107至116中任一方法,其中,脱色的持续时间为约2小时至约4小时。
实施方式119是实施方式107-118中任一方法,其中,脱色在约50℃至约100℃的温度下进行。
实施方式120是实施方式107-118中任一方法,其中,脱色在约60℃至约80℃的温度下进行。
实施方式121是实施方式102-118中任一方法,其中,纯化依次包括:脱色、用碳处理、进行离子交换(IX)、和进行反渗透,以形成纯化的半纤维素。
实施方式122是实施方式102-121中任一项所述的方法,所述方法还包括:将分子量降低的半纤维素加入脱色的半纤维素中。
实施方式123是实施方式102-122中任一方法,所述方法还包括对纯化的半纤维素进行干燥。
实施方式124是一种通过实施方式102-123中任一方法制备的纯化的半纤维素。
实施方式125是一种制备甜味剂组合物的方法,所述方法包括:
提供葡萄糖;
提供纯化的半纤维素;以及
使葡萄糖与纯化的半纤维素混合以形成甜味剂组合物。
实施方式126是实施方式124的方法,其中,葡萄糖包括由木质纤维素生物质制备的葡萄糖。
实施方式127是实施方式125-126的方法,其中,纯化的半纤维素包括由木质纤维素生物质制备的纯化的半纤维素。
实施方式128是实施方式126或实施方式127的方法,其中,木质纤维素生物质包括硬木、软木、植物茎秆、植物秸秆、或它们的组合。
实施方式129是实施方式126或实施方式127的方法,其中,木质纤维素生物质包括:麦秸、小麦粉、麦麸、玉米秸、甘蔗渣、硬木、软木或它们的组合。
实施方式130是实施方式125-129中任一方法,其中,葡萄糖通过包括如下的方法来制备:对木质纤维素生物质进行蒸汽处理、对木质纤维素生物质进行酶促处理或它们的组合。
实施方式131是实施方式125-130中任一方法,其中,纯化的半纤维素通过包括如下的方法来制备:对木质纤维素生物质进行蒸汽处理、对木质纤维素生物质进行酶促处理或它们的组合。
实施方式132是实施方式125-131任一方法,其中,半纤维素通过实施方式102-123中任一方法制备。
实施方式133是实施方式125-132任一的方法,其中,纯化的半纤维素是实施方式82-93中任一纯化的半纤维素。
实施方式134是实施方式125-132任一的方法,其中,以干重计约1至20份的葡萄糖与以干重计约1份的纯化的半纤维素混合。
实施方式135是实施方式125-133任一的方法,其中,以干重计约1份的葡萄糖与以干重计约1份的纯化的半纤维素混合。
实施方式136是实施方式125-135任一的方法,其中,纯化的半纤维素包括:木糖、低聚木糖和木聚糖。
实施方式137是实施方式125-135任一的方法,其中,纯化的半纤维素包括:木糖的水解产物、低聚木糖的水解产物或木聚糖的水解产物。
实施方式138是实施方式125-137任一的方法,其中,甜味剂组合物包含约30干重%至约75干重%的葡萄糖。
实施方式139是实施方式125-137任一的方法,其中,甜味剂组合物包含约40干重%至约60干重%的葡萄糖。
实施方式140是实施方式125-137任一的方法,其中,甜味剂组合物包含约45干重%至约55干重%的葡萄糖。
实施方式141是实施方式125-140中任一方法,其中,甜味剂组合物包含约30干重%至约75干重%的纯化的半纤维素。
实施方式142是实施方式125-140中任一方法,其中,甜味剂组合物包含约40干重%至约60干重%的纯化的半纤维素。
实施方式143是实施方式125-140中任一方法,其中,甜味剂组合物包含约45干重%至约55干重%的纯化的半纤维素。
实施方式144是实施方式125-143中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约20干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式145是实施方式125-143中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约30干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式146是实施方式125-143中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约50干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式147是实施方式125-143中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约80干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式148是实施方式125-143中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约87干重%的木聚糖。
实施方式149是实施方式135-148中任一方法,其中,木聚糖包含约70干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式150是实施方式135-148中任一方法,其中,木聚糖包含约80干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式151是实施方式135-148中任一方法,其中,木聚糖包含约90干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式152是实施方式135-148中任一方法,其中,木聚糖包含约95干重%至约99干重%的***木聚糖。
实施方式153是实施方式125-152中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约5干重%至约60干重%的低聚木糖。
实施方式154是实施方式125-152中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约5干重%至约30干重%的低聚木糖。
实施方式155是实施方式125-152中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约5干重%至约15干重%的低聚木糖。
实施方式156是实施方式125-152中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约9干重%的低聚木糖。
实施方式157是实施方式125-156中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约0.1干重%至约25干重%的木糖。
实施方式158是实施方式125-156中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约0.1干重%至约40干重%的木糖。
实施方式159是实施方式125-156中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约0.1干重%至约10干重%的木糖。
实施方式160是实施方式125-156中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含约4干重%的木糖。
实施方式161是实施方式125-160中任一方法,其中,纯化的半纤维素包括葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式162是实施方式125-161中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含低于10干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式163是实施方式125-161中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含低于5干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式164是实施方式125-161中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含低于1干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式165是实施方式125-164中任一方法,其中,甜味剂组合物包含低于10干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式166是实施方式125-164中任一方法,其中,甜味剂组合物包含低于5干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式167是实施方式125-164中任一方法,其中,甜味剂组合物包含低于1干重%的葡甘露聚糖、麦芽糖或其组合。
实施方式168是实施方式125-167中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含低于10干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式169是实施方式125-167中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含低于5干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式170是实施方式125-167中任一方法,其中,纯化的半纤维素包含低于1干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式171是实施方式125-170中任一方法,其中,甜味剂组合物包含低于10干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式172是实施方式125-170中任一方法,其中,甜味剂组合物包含低于5干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式173是实施方式125-170中任一方法,其中,甜味剂组合物包含低于1干重%的不是木糖、低聚木糖、木聚糖或其水解产物的糖或糖聚合物。
实施方式174是实施方式125-173中任一方法,其中,甜味剂组合物的DE为约35至约75。
实施方式175是实施方式125-173中任一方法,其中,甜味剂组合物的DE为约40至约65。
实施方式176是实施方式125-173中任一方法,其中,甜味剂组合物的DE为42、53或63。
实施方式177是实施方式125-173中任一方法,其中,甜味剂组合物的DE为42。
实施方式178是实施方式125-173中任一方法,其中,甜味剂组合物的DE为53。
实施方式179是实施方式125-173中任一方法,其中,甜味剂组合物的DE为63。
实施方式180是实施方式125-179中任一方法,其中,甜味剂组合物的升糖指数为约35至约50。
实施方式181是实施方式125-179中任一方法,其中,甜味剂组合物的升糖指数为约40至约45。
实施方式182是实施方式125-179中任一方法,其中,甜味剂组合物的升糖指数为42。
实施方式183是实施方式125-182中任一方法,其中,甜味剂组合物提供约175卡路里/100克甜味剂组合物至约225卡路里/100克甜味剂组合物。
实施方式184是实施方式125-182中任一方法,其中,甜味剂组合物提供约180卡路里/100克甜味剂组合物至约200卡路里/100克甜味剂组合物。
实施方式185是实施方式125-182中任一方法,其中,甜味剂组合物提供约190卡路里/100克甜味剂组合物。
实施方式186是实施方式125-185中任一方法,其中,甜味剂组合物包含可溶性纤维。
实施方式187是实施方式125-186中任一方法,其中,甜味剂组合物包含约20克至约60克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。
实施方式188是实施方式125-186中任一方法,其中,甜味剂组合物包含约35克至约45克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。
实施方式189是实施方式125-186中任一方法,其中,甜味剂组合物包含约41克的可溶性纤维/100克的甜味剂组合物。
实施方式190是实施方式125-189中任一方法,其中,甜味剂组合物包含益生元。
实施方式191是实施方式125-189中任一方法,其中,甜味剂组合物包含约2克至约6克的益生元/100克的甜味剂组合物。
实施方式192是实施方式125-189中任一方法,其中,甜味剂组合物包含约3克至约5克的益生元/100克的甜味剂组合物。
实施方式193是实施方式125-189中任一方法,其中,甜味剂组合物包含约4克的益生元/100克的甜味剂组合物。
实施方式194是实施方式125-193中任一方法,其中,甜味剂组合物不含不溶性纤维。
实施方式195是实施方式125-194中任一方法,其中,葡萄糖至少部分以右旋糖的形式提供。
实施方式196是实施方式125-195中任一方法,其中,甜味剂组合物是固体。
实施方式197是实施方式125-196中任一方法,其中,甜味剂组合物是糖浆。
实施方式198是实施方式197的方法,其中,甜味剂组合物在120℃温度下的粘度为约2500cp至约3000cp。
实施方式199是实施方式197的方法,其中,甜味剂组合物在120℃温度下的粘度为约2700cp至约2900cp。
实施方式200是实施方式197的方法,其中,甜味剂组合物在120℃温度下的粘度为约2800cp。
实施方式201是一种通过实施方式125-200中任一方法制备的甜味剂组合物。
实施方式202是包含由实施方式125-200中任一方法制备的甜味剂组合物的食品产品。
实施方式203是包含由实施方式125-200中任一方法制备的甜味剂组合物的药物组合物。
实施方式204是包含由实施方式125-200中任一方法制备的甜味剂组合物的膳食补充剂。
实施方式205是由实施方式125-200中任一方法制备的甜味剂组合物在食品产品中的用途。
实施方式206是由实施方式125-200中任一方法制备的甜味剂组合物在药物组合物中的用途。
实施方式207是由实施方式125-200中任一方法制备的甜味剂组合物在膳食补充剂中的用途。
实施方式208是一种食品产品,其包含:
一定量的权利要求1-68中任一项所述的甜味剂组合物,
其中,该食品产品的感官性质与包含一定量的除所述甜味剂组合物之外的替代性甜味剂组合物的类似食品产品相当,其中,食品产品中甜味剂组合物的量是类似食品产品中替代性甜味剂组合物的量的约50%至约150%。
实施方式209是权利要求208的方法,其中,甜味剂组合物的右旋糖当量(DE)是替代性甜味剂组合物的DE的约50%至约150%。
实施方式201是权利要求208-209中任一项所述的食品产品,其中,食品产品的卡路里含量为不超过类似食品产品的卡路里含量的约95%。
实施方式211是权利要求208-209中任一项所述的食品产品,其中,食品产品的卡路里含量为不超过类似食品产品的卡路里含量的约92%。
实施方式212是权利要求208-211中任一项所述的食品产品,其中,一份食品产品提供的膳食纤维比一份类似食品产品至少多一克。
实施方式213是权利要求208-211中任一项所述的食品产品,其中,一份食品产品提供的膳食纤维比一份类似食品产品至少多两克。
实施方式214是权利要求208-213中任一项所述的食品产品,其中,权利要求1-68中任一项所述的甜味剂组合物的DE为约30至约75。
实施方式215是权利要求208-213中任一项所述的食品产品,其中,权利要求1-68中任一项所述的甜味剂组合物的DE为42、53或63。
实施方式216是一种甜味剂组合物,其包含:
葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖。
实施方式217是实施方式216的甜味剂组合物,其中,葡萄糖、木糖、低聚木糖和木聚糖由木质纤维素生物质获得。
实施方式218是实施方式216或实施方式217的甜味剂组合物,其中,葡萄糖由纤维素获得,木糖、低聚木糖和木聚糖由半纤维素获得。
实施方式219是实施方式216-218中任一甜味剂组合物,其DE为35-75。
实施方式220是实施方式216-219中任一甜味剂组合物,其DE为42、53或63。
实施方式221是实施方式216-220中任一甜味剂组合物,其DE为53。
实施方式222是实施方式216的甜味剂组合物,其中,120℃下的粘度为约2800(cP)。
实施方式223是实施方式216-222中任一甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物每克的卡路里低于相同DE的玉米糖浆。
实施方式224是一种甜味剂组合物,其包含50.4重量%的右旋糖、2.1重量%的木糖、4.2重量%的低聚木糖和43.3重量%的木聚糖。
实施方式225是一种由木质纤维素生物质制备甜味剂的方法,所述方法包括:
获得葡萄糖;
获得纯化的半纤维素;以及
使得葡萄糖与纯化的半纤维素混合。
实施方式226是实施方式225的方法,其中,葡萄糖是由纤维素水解获得的右旋糖。
实施方式227是实施方式225的方法,其中,纯化的半纤维素包括:木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物。
实施方式228是实施方式225或227的方法,其中,纯化的半纤维素由木质纤维素生物质的蒸汽处理来制备。
实施方式229是实施方式225或227的方法,其中,纯化的半纤维素由木质纤维素生物质的酶促处理来制备。
实施方式230是实施方式225或227的方法,其中,纯化的半纤维素由木质纤维素生物质的蒸汽处理和酶促处理来制备。
实施方式231是实施方式225-230的任一方法,其中,葡萄糖与木糖、低聚木糖和木聚糖的混合物以一定比例混合,以提供具有所需右旋糖当量(DE)值的甜味剂。
实施方式232是实施方式231的方法,其中,DE值范围为35-75。
实施方式233是实施方式232的方法,其中,DE范围为40-64。
实施方式234是实施方式233的方法,其中,DE为53、42或63。
实施方式235是实施方式25-234中任一方法,其中,葡萄糖和纯化的半纤维素在相同的加工设备中和/或由相同的木质纤维素材料来源生产。
实施方式236是实施方式216-224中任一甜味剂在食品或饮料中的用途。
实施方式237是实施方式216-224中任一甜味剂在食品或饮料中的用途。
实施方式238是一种包含纯化的半纤维素的食品添加剂,其中,半纤维素通过用活性炭(以去除有机杂质)和随后的用于去除无机杂质的两级离子交换(阳离子/阳离子)依次进行处理来纯化。
实施方式239是实施方式238的食品添加剂,其中,纯化的半纤维素部分水解以提供木聚糖、低聚木糖和木糖的混合物。
实施方式240是实施方式238的食品添加剂,其中,木聚糖的量的范围可以为20-95%,低聚木糖的量的范围可以为5-60%,并且木糖的范围可以为1-40%。
实施方式240是实施方式239或240的食品添加剂,其中,纯化的半纤维素还包含其它糖聚合物,例如,葡糖醛酸木聚糖、***木聚糖、葡甘露聚糖和木葡聚糖,以及由其衍生的糖。
实施方式242是实施方式239的食品添加剂,所述食品添加剂包含约87%的木聚糖、约9%的低聚木糖和约4%的木糖。
实施方式243是实施方式238-241中任一食品添加剂,其中,纯化的半纤维素是可溶性纤维的来源。
实施方式244是实施方式238-241中任一食品添加剂,其中,纯化的半纤维素是益生元的来源。
实施方式245是根据实施方式238-244中任一项的食品添加剂在食品或饮料中的用途。
实施方式246是根据实施方式238-244中任一项的食品添加剂在药物或补充剂中的用途。
实施方式247是实施方式216-224中任一甜味剂组合物,其中,木糖、低聚木糖和木聚糖是可溶性纤维的来源。
实施方式248是实施方式216-224中任一甜味剂组合物,其中,木糖、低聚木糖和木聚糖是益生元的来源。
实施方式248是纯化的半纤维素组合物,其包含约85干重%至约95干重%的木聚糖、约5干重%至约25干重%的低聚木糖以及约0干重%至约5干重%的木糖。
实施方式250是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约85干重%至约93干重%的木聚糖。
实施方式251是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约85干重%至约91干重%的木聚糖。
实施方式252是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约85干重%至约89干重%的木聚糖。
实施方式253是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约85干重%至约87干重%的木聚糖。
实施方式254是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约87干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式255是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约89干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式256是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约91干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式257是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约93干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式258是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约87干重%至约93干重%的木聚糖。
实施方式259是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约86干重%至约88干重%的木聚糖。
实施方式260是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约88干重%至约92干重%的木聚糖。
实施方式261是实施方式249的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约90干重%至约95干重%的木聚糖。
实施方式262是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约5干重%至约20干重%的低聚木糖。
实施方式263是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约5干重%至约15干重%的低聚木糖。
实施方式264是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约5干重%至约10干重%的低聚木糖。
实施方式265是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约5干重%至约8干重%的低聚木糖。
实施方式266是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约10干重%至约25干重%的低聚木糖。
实施方式267是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约15干重%至约25干重%的低聚木糖。
实施方式268是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约20干重%至约25干重%的低聚木糖。
实施方式269是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约10干重%至约20干重%的低聚木糖。
实施方式270是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约6干重%至约12干重%的低聚木糖。
实施方式271是实施方式249-261中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约8干重%至约10干重%的低聚木糖。
实施方式272是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0干重%至约4干重%的木糖。
实施方式273是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0干重%至约2干重%的木糖。
实施方式274是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0干重%至约1干重%的木糖。
实施方式275是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0干重%至约0.5干重%的木糖。
实施方式276是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0干重%至约0.1干重%的木糖。
实施方式277是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.1干重%至约5干重%的木糖。
实施方式278是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.5干重%至约5干重%的木糖。
实施方式279是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约1干重%至约5干重%的木糖。
实施方式280是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约2干重%至约5干重%的木糖。
实施方式281是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约4干重%至约5干重%的木糖。
实施方式282是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.1干重%至约5干重%的木糖。
实施方式283是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.1干重%至约4干重%的木糖。
实施方式284是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.1干重%至约2干重%的木糖。
实施方式285是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.1干重%至约1干重%的木糖。
实施方式286是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.1干重%至约0.5干重%的木糖。
实施方式287是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.5干重%至约4干重%的木糖。
实施方式288是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.5干重%至约2干重%的木糖。
实施方式289是实施方式249-271中任一纯化的半纤维素,其中,纯化的半纤维素组合物包含约0.5干重%至约1干重%的木糖。
实施方式290是包含实施方式249-289中任一纯化的半纤维素组合物的甜味剂组合物。
实施方式291是包含实施方式249-289中任一纯化的半纤维素组合物的药物组合物。
实施方式292是包含实施方式249-289中任一纯化的半纤维素组合物的膳食添加剂。
实施方式293是实施方式249-289中任一纯化的半纤维素组合物在食品产品中的用途。
实施方式294是实施方式249-289中任一纯化的半纤维素组合物在甜味剂组合物中的用途。
实施方式295是实施方式249-289中任一纯化的半纤维素组合物在药物组合物中的用途。
实施方式296是实施方式249-289中任一纯化的半纤维素组合物在膳食补充剂中的用途。
实施例
实施例1
制备木质纤维素组合物,其包含与右旋糖混合的部分水解的半纤维素。该组合物以表1中所示的比例包含右旋糖、木糖、低聚木糖和木聚糖。
表1比较了由木质纤维素生物质“木质纤维素糖浆”衍生的甜味剂与标准玉米糖浆甜味剂的化学组成。由衍生自纤维素的葡萄糖和部分水解的半纤维素组合物来制备木质纤维素糖浆。纤维素和半纤维素源自相同的木质纤维素生物质来源。木质纤维素糖浆组合物包含50.4%的右旋糖、43.3%的木聚糖、4.2%的低聚木糖和2.1%的木糖,而玉米糖浆包含麦芽糖和麦芽三糖,但不含木糖或低聚木糖。此外,与木质纤维素糖浆中发现的C5多糖、木聚糖相比,玉米糖浆中发现的高级糖是聚合度为2::4的C6多糖。
表1
Figure BDA0002873454060000781
DP4+=聚合度为2::4
实施例2
表2比较了含有50.4%右旋糖的木质纤维素糖类和53DE玉米糖浆的化学和物理性质。如表2所示,表1中所述的木质纤维素糖浆在120℉下的粘度为2800(cP),这与由玉米糖浆观察到的1800粘度相当。组合物的粘度使用标准过程ASTM方法D7042测量。
表2
Figure BDA0002873454060000782
Figure BDA0002873454060000791
尽管两种甜味剂的粘度相似,但木质纤维素糖浆的热量要比玉米糖浆低得多。木质纤维素糖浆还具有更多的可溶性纤维和更低的升糖指数。木质纤维素糖浆也是益生元的来源,而玉米糖浆则不是。
提供相同程度的甜度和粘度的低卡路里甜味剂可用于减少所掺入食品的卡路里计数。该特征在生产用于在卡路里降低的饮食中使用的食品和饮料中是非常有利的,这在试图减轻体重或防止体重增加时是有利的。
实施例3
进一步发现,由木质纤维素产生的葡萄糖的总碳排放量比由淀粉产生的葡萄糖更低。特别是,相对于玉米粒基右旋糖,对来自玉米秸的右旋糖产生的排放进行了量化,并列于表3。如表3所示,玉米秸衍生的右旋糖导致的排放强度低于玉米粒基右旋糖。GHG减排量量化为0.61吨CO2-e/吨右旋糖。
表3:秸秆基右旋糖相对于玉米基右旋糖的排放量
Figure BDA0002873454060000792
(减排量=玉米粒排放量-玉米秸排放量;正值=排放量净减少。)
已计算出每吨半纤维素和木质素的减排量,并将其与甘蔗糖蜜生产产生的排放量进行比较。结果显示于表4。可以看出,半纤维素和木质素产生的排放强度与甘蔗糖蜜的排放强度相似。半纤维素和木质素的排放强度已量化为比甘蔗糖蜜高0.17吨和0.04吨核心(Core)/吨材料。
表4:半纤维素和木质素相对于甘蔗糖蜜
Figure BDA0002873454060000801
排放强度是根据多种因素的组合所计算的,所述因素包括预期的一次性设置和停运排放量以及正在进行的上游、原地和下游排放量。
实施例4
麦秆使用蒸汽在给定的温度和时间下进行处理(活化步骤;参见,例如,美国专利申请公开号US20180119188(A1)),使粗制/未纯化的半纤维素呈现水溶性。
该材料用水进行提取,并通过真空过滤去除液态未纯化半纤维素。
然后未纯化的半纤维素用碱性过氧化物条件和升高的温度进行处理。pH为约9.5至约11.5(例如,约10.5)。基于干AX含量,使用5-40%(例如,10-20%)(重量/重量)的过氧化物加载量。温度为60℃至80℃(例如,约60℃),进行约2小时至约4小时(例如,约2小时)。一般,温度越高,所用时间越少。通常,不使用高于100℃的温度,因为其常常包括更复杂且昂贵的加压体系。该处理用于从AX分子去除与木质素和降解产物有关的多元酚和其他有色化合物。在此步骤中,AX的分子量下降,因此可以针对给定的颜色去除和分子量来优化反应。分子量可以影响物理性质(例如,粘度、水/油结合力)以及益生元性质(例如,某些肠道细菌以不同的方式消化某些分子量AX)。分子量和脱色程度(例如在AX分子上残留多元酚的程度)会影响下游纯化;膜分离是优选的方法,但是如果AX的分子量与所去除的有色化合物的分子量相似,则可以使用其它方法,例如碳或离子交换(IX)(例如,吸附分离法)。当使用碳或IX时,仍附着在AX上的多元酚会吸附到碳和IX上,从而降低AX的回收率(产率)。
然后按以下步骤对经碱性过氧化物处理的半纤维素进行纯化,以去除AX中的杂质(这些步骤的顺序可以更改):
a.活性炭——可以去除有色化合物和降解产物以及蛋白质
b.IX——可以去除颜料、降解产物、盐
c.纳滤和/或反渗透——可以去除低分子量杂质和水(例如,从而在蒸发成糖浆或进行干燥之前使产物浓缩)
最终产物是纯度大于95%的AX,几乎没有或没有多元酚或颜色,并且可以蒸发成浓缩糖浆,或干燥成粉末。所制备AX的一些性质如表5所示。
表5
Figure BDA0002873454060000811
实施例6
开发了一种改进的方法,可以从农业副产品(例如玉米秸和麦秆)生产甜味剂糖浆。该糖浆具有类似于常规玉米糖浆的性质,但是具有降低的卡路里和增加的纤维含量。相对于标准商业成分,在目标应用中评估了63DE糖浆的性能。
63DE玉米糖浆通常用于烘焙和糕点应用中,以提供甜味、质地和粘合力。评估了科梅公司(Comet、)63DE糖浆相对于市售63DE玉米糖浆在派馅料、太妃咀嚼糖、软饼干和谷物棒应用中的性能。
结果:
1.科梅公司63DE糖浆在派馅料、太妃咀嚼糖、和谷物棒的应用中显示出良好的功能。
2.科梅公司糖浆导致软巧克力曲奇饼干中的铺展性明显降低。
3.在科梅公司派馅料(每份89克)和谷物棒中观察到适度(10%)的卡路里减少,但在咀嚼糖(每份40克)或饼干(每份30克)中并未观察到。
4.在科梅公司派馅料和太妃咀嚼糖中也观察到适度的糖减少。
5.在所有测试的科梅公司应用中,观察到纤维含量增加(每份1-3g)。
6.用科梅公司糖浆和固体代替在应用(例如在太妃咀嚼糖和谷物棒等应用)中使用的所有传统的玉米糖浆和糖,有可能导致更多的卡路里、碳水化合物和糖分减少,并增加纤维。
材料和方法:
樱桃派馅料。樱桃派馅料配方显示于表6中。
表6
Figure BDA0002873454060000831
用于樱桃派馅料的方案:
1.彻底混合淀粉和30%的水。搁置。
2.混合糖、玉米糖浆、盐、柠檬酸、20%的樱桃和剩余的70%水。慢慢煮沸。
3.加入淀粉浆。在搅拌的同时继续加热至190℉。
4.添加剩余樱桃和红色食用着色剂。搅拌直至樱桃和色素完全掺入。
软巧克力曲奇饼干。软巧克力曲奇饼干配方如表7所示。
表7
Figure BDA0002873454060000851
方案:
1.奶油起酥油和糖在KitchenAid搅拌器中使用速度1进行30秒,使用速度4进行1分钟。加入鸡蛋、玉米糖浆、香草和水,然后以速度1再次混合30秒,以速度4再次混合1分钟
2.搅拌面粉、苏打和盐。缓慢混合直至形成面团,并根据需要刮擦碗。
3.巧克力片低速搅拌15秒钟,或直至均匀分散在整个面团中。
4.将25-27g面团球放在衬有羊皮纸的锅上。在350°F下烘烤11分钟。从锅中取出之前先冷却1-2分钟,然后将其放在金属网架上完全冷却。
咀嚼糖。太妃咀嚼糖配方显示于表8中。
Figure BDA0002873454060000871
方案
1.在锅中混合水、糖、糖浆、椰子油和卵磷脂。
2.在继续搅拌的同时加热至252℉。
3.将混合物转移到经加热的(150℉)KitchenAid搅拌碗中。
4.加入甜炼乳,以速度4混合2分钟。
5.添加香料和颜料。以速度4混合13分钟。
6.将混合物倒入冷的大理石板上进行冷却。
7.切成块并包好。
谷物棒。谷物棒配方显示于表9和10。
Figure BDA0002873454060000891
Figure BDA0002873454060000901
方案
1.在小杯子中称量巧克力片,然后放入冰箱。
2.将燕麦片和米脆片称重入碗中。搁置。
3.将糖和糖浆称重入炖锅中。
4.用中高火烹煮糖浆以达到目标固体含量(按重量损失计)。
5.在经烹煮的糖浆中加入盐、油、卵磷脂和香草,然后充分搅拌。
6.将糖浆称重入燕麦和大米混合物中。充分混合。
7.加入冷冻的巧克力片并混合。
8.压入抹油的锅中。冷却、切割并包装成棒。
营养标签
营养标签牌是使用Genesis软件和成分数据库生成的。将科梅公司63DE的营养概要调整为60%固体量,并用于分析。
结果
樱桃派馅料
在这项研究中,对樱桃派馅料应用中,科梅公司63DE糖浆的糖浆固体量进行了评估,所述糖浆固含量与市售63DE玉米糖浆对照物相同。对照糖浆的固体量为82.5%,科梅公司63DE糖浆样品的固体量为60%,因此向对照配方中添加了一些水以使固体量相等。科梅公司63DE派馅料的外观和质感很好,在馅料的制备期间以及在成品烤派应用中均与对照相当(图2和3)。
计算出各馅料1/3杯(89克)的营养标签。分析表明,科梅公司派馅料的热量减少了10%(100相对110),糖略少(21g相对24g)和每份增加3g的纤维(图4)。
底覆果浆的酸奶(Fruit-On-The-Bottom Yogurt)
进行了纸上练习,以估算用糖和科梅公司63DE糖浆配制的简单的底覆草莓果浆的外观。首先,使用Genesis营养分析软件创建了与达能公司(Dannon)底覆草莓果浆酸奶的食用份量和营养状况相匹配的酸奶配方(表11)。
然后,假定科梅公司63DE的甜度是糖的70%,与常规63DE玉米糖浆相似,科梅公司63DE糖浆(78%的干燥固体)以相等的甜度代替糖和水。
表11
Figure BDA0002873454060000921
通过制备科梅公司替代物,卡路里减少了8%(120相对130千卡),糖减少了18%(18g相对22g),纤维每份增加到5g。总碳水化合物从每份25克微升至26克。营养标签牌显示在图5中以进行比较。
软巧克力曲奇饼干
饼干配方中使用玉米糖浆,以提供柔软而有嚼劲的质地。在这项研究中,在固体量和水含量相同的情况下对科梅公司糖浆与63DE玉米糖浆进行比较。未观察到生面团的外观和处理方面的差异。
在烘烤的饼干中,科梅公司糖浆的铺展性比对照糖浆小。科梅公司饼干的平均直径(n=11)为2.2英寸,而对照饼干的平均直径为2.6英寸(表12),并且这种差异在视觉上是显而易见的(图6和7)。科梅公司饼干具有更堆起的外观和饼状质地(cakey texture)。科梅公司饼干中观察到的铺展性下降可能归因于科梅公司糖浆中的纤维。可以进行配方修改以提高科梅公司饼干的铺展性。处理之间的褐变或烘烤时间没有差异。
表12
Figure BDA0002873454060000931
计算了两种曲奇配方的营养标签(图8)。饼干的卡路里或糖含量没有差异,但科梅公司饼干中确实含有2克纤维,而对照中只有1克。
太妃咀嚼糖
63DE玉米糖浆用于甜味、质地,并防止糕点咀嚼应用中的甜味。在这项研究中,在63DE和42DE的掺混物中,用科梅公司糖浆代替了固体量相等的63DE玉米糖浆,制成了有嚼劲的糖果原型。科梅公司糖浆掺混物在该应用中表现良好,外观和质地上与63DE玉米糖浆对照相当(图9)。
每40克食用量未观察到卡路里差异,但与对照相比,科梅公司咀嚼糖具有略低的糖含量(27克相对于28克)和2克纤维(图10)。
由于此太妃咀嚼糖配方中的大量糖和卡路里来自常规的42DE玉米糖浆,因此进行了纸上练习,以评估将科梅公司42DE糖浆替换为该咀嚼糖配方的影响。该练习表明,使用科梅公司63DE和科梅公司42DE糖浆的组合可以实现卡路里(130相对160)、总碳水化合物(32相对34)和糖(26相对28))的潜在降低(图10)。
谷物棒
玉米糖浆通常用于谷物棒、格兰诺拉麦片棒、蛋白质棒等中,以获取甜味、粘合力和质地。63DE、42DE糖浆及其组合均可使用,具体取决于具体棒配方和所需的性能。在这项研究中,在谷物棒应用中,相对于常规63DE玉米糖浆,以相同固体含量评估了科梅公司63DE糖浆。
由于科梅公司63DE糖浆的固体含量低于市售对照糖浆,因此需要煮更长的时间才能排出更多的水分,并达到与对照胶结糖浆相当的固体含量(87%)。科梅公司胶结糖浆看起来呈乳白色,尝起来甜,并将条状颗粒很好地粘合在一起。在该应用中,科梅公司63DE糖浆的初始性能似乎与对照相当(图11)。
营养标签牌的比较显示,用科梅公司63DE制成的棒具有较低的卡路里(150相对160)和较高的纤维(4g相对2g)。在总碳水化合物和糖中未观察到差异(图12)。
实施例7
麦秆在与活化步骤中用蒸汽在约110℃至约150℃(例如,约130℃)、约10psi至约20psi(例如,约15psi)下进行约5分钟至约30分钟(例如,约15分钟)处理。蒸汽与麦秆的比率为约0.1至约1.0(例如约0.1至约0.8、约0.1至约0.5、约0.1至约0.3、约0.3至约1、约0.5至约1、约0.8至约1、约0.3至约0.5、约0.3至约0.8、或约0.5至约0.8)。麦秆随后用蒸汽在约200℃至约240℃(例如,约222℃)、约300psi至约350psi(例如,约305psi至约335psi)下进行约5分钟至约20分钟(例如,约10分钟)处理。蒸汽与麦秆的比率为约0.1至约2.0(例如,约0.1至约1.5、约0.1至约1.0、约0.1至约0.5、约0.5至约2.0、约1.0至约2.0、约1.5至约2.0、约0.5至约1.5、约0.5至约1.0、或约1.0至约1.5)。
材料在约25℃至约95℃(例如,约25℃至约75℃、约25℃至约50℃、约50℃至约95℃、约75℃至约95℃、约25℃至约50℃、或约25℃至约75℃)的温度下用水进行提取,并且,通过真空过滤去除液态未纯化半纤维素。
实施例8
未纯化半纤维素(例如,实施例7的未纯化半纤维素)用碱性过氧化物条件和升高的温度进行处理(也称为脱色)。pH为约9.5至约11.5(例如,约10.5)。基于干AX含量,使用5-40%(例如,10-20%)(重量/重量)的过氧化物加载量。在一些情况下,温度为60℃至80℃(例如,约60℃),进行约2小时至约4小时(例如,约2小时)。一般,温度越高,所用时间越少。通常,不使用高于100℃的温度,因为其常常包括更复杂且昂贵的加压体系,用于去除多元醇和与AX分子降解产物和木质色相关的其它有色化合物。
然后按以下步骤对经碱性过氧化物处理的半纤维素进行纯化,以去除AX中的杂质(这些步骤的顺序可以更改):
a.活性炭——可以去除有色化合物和降解产物以及蛋白质
b.IX——可以去除颜料、降解产物、盐
c.纳滤和/或反渗透——可以去除低分子量杂质和水(例如,从而在蒸发成糖浆或进行干燥之前使产物浓缩)
在一些情况中,步骤a-c以如下顺序进行:a、b、c。在一些情况下,IX包括二级离子交换。最终产物是纯度大于95%的AX,几乎没有或没有多元酚或颜色,并且可以蒸发成浓缩糖浆,或干燥成粉末。所制备AX的一些性质如表13所示。
表13
Figure BDA0002873454060000951
实施例9
粗制半纤维素制剂可以由商业供应商获得。在氧化剂和可改善氧化剂性能的添加剂以及升高的温度存在或不存在的情况下,粗制半纤维素制剂(其可以具有附着的多元酚和更高的分子量,例如高于约20kDa(例如,约30至约300kDa),并且可以具有碱性pH(例如,约9至约14))在碱性条件下进行处理。在一些情况中,温度为60℃至200℃(例如,约90℃),进行约30分钟至约8小时(例如,约2至4小时)。一般,温度越高,所用时间越少。通常,不使用高于100℃的温度,因为其常常包括更复杂且昂贵的加压体系。所得半纤维素的分子量(Mw)为约1500Da至约4000Da。
实施例10
实施例8中制备的半纤维素与经受脱色处理但未进行其它纯化的半纤维素(例如,实施例8的脱色的半纤维素)混合。混合的半纤维素用活性炭处理,用离子交换进行纯化,并用具有纳滤的反渗透进行纯化,例如,如实施例8。
实施例11
实施例8中制备的半纤维素进行脱色,用活性炭处理,用离子交换进行纯化,并用具有纳滤的反渗透进行纯化,例如,如实施例8。
其它实施方式
一个或多个发明可以存在于本文的任何部分(包括其权利要求)中所公开的元素或处理步骤的任何组合或子组合。
尽管上文描述包括对某些特定实施方式的参考,但是其各种修改对于本领域技术人员是显而易见的。本文提供的任何实施例仅包括用于说明目的而非以任意方式进行限制。所附权利要求书的范围不应由上文描述中所列的优选实施方式来限制,而应以与本说明书整体一致的最宽泛解释来给出。本文引用的所有现有技术的公开内容通过引用全文纳入本文。

Claims (30)

1.一种甜味剂组合物,包含:
约5干重%至约95干重%的葡萄糖;和
约5干重%至约95干重%的纯化的半纤维素。
2.如权利要求1所述的甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包括:木糖、低聚木糖和木聚糖。
3.如权利要求1-2中任一项所述的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约40干重%至约60干重%的葡萄糖。
4.如权利要求1-3中任一项所述的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物包含约40干重%至约60干重%的纯化的半纤维素。
5.如权利要求1-4中任一项所述的甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约80干重%至约95干重%的木聚糖。
6.如权利要求2-5中任一项所述的甜味剂组合物,其中,木聚糖包含约90干重%至约99干重%的***木聚糖。
7.如权利要求1-6中任一项所述的甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约5干重%至约15干重%的低聚木糖。
8.如权利要求1-7中任一项所述的甜味剂组合物,其中,纯化的半纤维素包含约0.1干重%至约10干重%的木糖。
9.如权利要求1-8中任一项所述的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的DE为约35至约75。
10.如权利要求1-9中任一项所述的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的DE为42、53或63。
11.如权利要求1-10中任一项所述的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物的升糖指数为约35至约50。
12.如权利要求1-11中任一项所述的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物提供约175卡路里/100克甜味剂组合物至约225卡路里/100克甜味剂组合物。
13.如权利要求1-12中任一项所述的甜味剂组合物,其中,葡萄糖至少部分以右旋糖的形式提供。
14.如权利要求1所述的甜味剂组合物,其中,甜味剂组合物在120℃温度下的粘度为约2700cp至约2900cp。
15.一种甜味剂组合物,包含:
约48干重%至约53干重%的右旋糖;
约41干重%至约45干重%的木聚糖;
约4干重%至约5干重%的低聚木糖;和
约2干重%至约2.5干重%的木糖。
16.一种纯化的半纤维素组合物,包含:
约82干重%至约92干重%的木聚糖;
约8干重%至约9干重%的低聚木糖;和
约4干重%至约5干重%的木糖。
17.一种纯化的半纤维素组合物,包含:
约87干重%至约88干重%的木聚糖;
约8干重%至约9干重%的低聚木糖;和
约4干重%至约5干重%的木糖。
18.如权利要求16-17中任一项所述的纯化的半纤维素组合物,其中,纯化的半纤维素组合物的分子量(Mw)小于4000Da。
19.如权利要求16-18中任一项所述的纯化的半纤维素组合物,其中,木聚糖包含约90干重%至约99干重%的***木聚糖。
20.一种甜味剂组合物,包含权利要求16-19中任一项所述的纯化的半纤维素组合物。
21.一种制备纯化的半纤维素的方法,所述方法包括:
提供木质纤维素生物质;
使木质纤维素生物质与水混合;
使用包括第一温度和第一压力的条件来活化木质纤维素生物质和水,以形成第一活化纤维素流;
对第一活化纤维素流进行洗涤以形成经洗涤的第一活化纤维素流和第一可溶性提取物,其中,第一可溶性提取物包含半纤维素;和
对第一可溶性提取物进行纯化以形成纯化的半纤维素。
22.如权利要求21所述的方法,其中,纯化包括如下中的一种或多种:脱色、用碳处理、进行离子交换(IX)、进行反渗透、纳滤或它们的组合。
23.如权利要求21-22中任一项所述的方法,其中,脱色包括:碱性过氧化物处理。
24.如权利要求21-23中任一项所述的方法,其中,纯化依次包括:脱色、用碳处理、进行离子交换(IX)、和进行反渗透,以形成纯化的半纤维素。
25.如权利要求21-24中任一项所述的方法,所述方法还包括:将减量的半纤维素加入脱色的半纤维素中。
26.如权利要求21-25中任一项所述的方法,其中,木质纤维素生物质包括:麦秸、小麦粉、麦麸、玉米秸、甘蔗渣、硬木、软木或它们的组合。
27.一种制备甜味剂组合物的方法,所述方法包括:
提供葡萄糖;
提供纯化的半纤维素;以及
使葡萄糖与纯化的半纤维素混合以形成甜味剂组合物。
28.如权利要求27所述的方法,其中,半纤维素通过权利要求21-26中任一项所述的方法制备。
29.如权利要求27或权利要求28所述的方法,其中,纯化的半纤维素是权利要求16-19中任一项所述的纯化的半纤维素。
30.如权利要求27-29中任一项所述的方法,其中,以干重计约1至20份的葡萄糖与以干重计约1份的纯化的半纤维素混合。
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