CN101772518A - 高粘度β-葡聚糖产物及制备方法 - Google Patents

高粘度β-葡聚糖产物及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101772518A
CN101772518A CN200880101614A CN200880101614A CN101772518A CN 101772518 A CN101772518 A CN 101772518A CN 200880101614 A CN200880101614 A CN 200880101614A CN 200880101614 A CN200880101614 A CN 200880101614A CN 101772518 A CN101772518 A CN 101772518A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
slurry
remnants
aqueous alcohol
separate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200880101614A
Other languages
English (en)
Inventor
塔瓦拉特纳姆·瓦桑萨恩
费拉尔·特梅里
巴尔吉特·戈特拉
莫哈梅德·卡恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Alberta
Original Assignee
University of Alberta
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Alberta filed Critical University of Alberta
Publication of CN101772518A publication Critical patent/CN101772518A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0003—General processes for their isolation or fractionation, e.g. purification or extraction from biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/04—Alginic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase

Abstract

本发明描述了制备高浓度和高粘度β-葡聚糖浓缩物的改良方法。更具体地，本发明描述了如下方法，其中经由高浓度醇介质中利用多种酶组合的多个制浆步骤和碱处理步骤自麸、整谷物和胚乳面粉浓缩β-葡聚糖。

Description

高粘度β-葡聚糖产物及制备方法
发明领域
本发明描述了制备高浓度和高粘度β-葡聚糖浓缩物的改良方法。更具体地，本发明描述了如下方法，其中经由高浓度醇介质中利用多种酶组合的多个制浆(slurrying)步骤和碱处理步骤自麸、整谷物和胚乳面粉浓缩β-葡聚糖(glucan)。
发明背景
植物材料(包括谷物)含有许多有价值的成分，诸如淀粉、蛋白质、混合键1-4、1-3β-D-葡聚糖(下文的“β-葡聚糖”或“BG”)、纤维素、戊聚糖、脂质、母育酚等。这些成分及自这些成分衍生的产物具有许多食物和非食物用途。因此，对加工此类植物材料有强烈且持续的工业兴趣。
燕麦和大麦β-葡聚糖是可溶性纤维成分。它是由D-葡萄糖糖单元构成的粘性多糖。燕麦和大麦β-葡聚糖由混合键多肽构成。这意味着D-葡萄糖或D-吡喃葡萄糖基单元之间的键是β-1，3键或β-1，4键。这种类型的β-葡聚糖也称为混合键(1→3)，(1→4)-β-D-葡聚糖。
一般而言，食用纤维被视作对发达国家中突出的一系列疾病(包括结肠直肠癌、冠状动脉心脏病(coronary heart disease)、糖尿病、肥胖、和憩室病(diverticular disease))具有保护效果。术语“食用纤维”(dietary fiber)通常定义为抵抗由人消化道的分泌酶进行的消化，但是能由结肠中的微生物区系发酵的植物材料。增加的纤维食用与降低总血清胆固醇和LDL胆固醇、修饰糖尿病和胰岛素血症响应、保护大肠免于疾病和免疫系统增强有关。BG，即一种非淀粉多糖是食用纤维的水溶性成分，如此促成此类健康益处。
一般而言，认为食用β-葡聚糖提高肠内容物的粘度，如此减缓饮食胆固醇和葡萄糖以及胆汁酸朝向肠壁的移动，导致吸收降低。这些益处已经导致美国食品药品管理局(FDA)批准如下健康声明，其指明每日4份含有0.75克/份可溶性纤维(β-葡聚糖)的燕麦和大麦产品可以降低心脏病的风险。
认为心血管疾病(Cardio-Vascular Disease，CVD)是所有发达国家中死亡的主要原因，占全球死亡的20％。在美国，1997年有59.7％的人患有某种类型的CVD，而在加拿大，估计8百万人患有CVD。约1亿2百万美国成年人具有每分升200毫克及更高的总血液胆固醇水平(mg/dL)。这些人中，约4千1百万人具有240mg/dL或以上的水平。在成年人中，认为240mg/dL或更高的总胆固醇水平是高度风险。认为200至239mg/dL的水平是界线高风险。130mg/dL或更高的低密度脂蛋白(LDL)胆固醇水平与冠状动脉心脏病的风险增加有关，并在约45％的美国人中发生。约18％的美国人具有160mg/dL或更高的LDL胆固醇水平。高的LDL胆固醇水平与冠状动脉心脏病(CHD)的风险较高有关。
CVD不仅是死亡的首要原因，它还是大多数发达国家中最昂贵的疾病(参见“Economic Costs of Cardiovascular Diseases”American Heart Association，2002.2002Heart and Stroke Statistical Update)。在美国于2002年，在直接和间接花费中该疾病费用是3.292万亿(329.2billion)美元。直接费用是1.995万亿美元，其中药物费用总计318亿美国。加拿大费用统计(1993)指明总CVD费用为197亿美元。直接费用总计73亿美元，其中药物占此总数的16亿美元。这些统计表明CVD经由饮食手段降低CVD风险的重要性。可溶性纤维(特别是经由向多种食物产品中掺入作为成分的β-葡聚糖)的消费增加可以显著有助于此目的。然而，β-葡聚糖具有高粘度的特征以达到所要求的健康益处是至关重要的，因为有越来越多的如下证据，即β-葡聚糖的健康益处与其粘度联系在一起。
迄今，BG只限于高价值市场，诸如化妆品、医学应用、和健康补充物(health supplement)，这是由于提取的高花费，因此这已经妨碍了其作为食品工业中的成分的应用。市场中的当前食物产品含有低浓度的BG，要求按每日基础消耗不切实际量的此类产品来实现健康益处。
致力于从谷物浓缩BG，已经对这些谷物(包括大麦和燕麦)的分级实施了实验室和中试规模的许多调查。一般而言，常规方法利用水、酸化水和/或碱溶液(即NaOH、Na2CO3或NaHCO3)作为溶剂，用于全部碾碎的大麦、大麦粉(磨碎的全大麦)或大麦面粉(滚筒磨碎的大麦面粉或珍珠麦面粉(pearled-barley flour))以及类似的燕麦产品的制浆。然后通过诸如过滤、离心和乙醇沉淀的技术来处理这些浆体(其中BG被溶解)以将所述浆体分离成多种成分。这种用于大麦/燕麦分级的常规方法具有许多技术问题，同时实现有限的商业可行性已经受限于产品(特别是出于食物应用)的费用。
具体地，出现技术问题，这是由于在例如大麦或燕麦面粉中的β-葡聚糖是卓越的水结合剂(水状胶体)，因而添加水(中性、碱性或酸性环境)后，β-葡聚糖水合，而且使浆体变得非常地稠(增加粘度)。这种增稠在将浆体进一步加工成淀粉、蛋白质和纤维中富集的级分中强加许多技术问题，包括过滤过程中滤器的堵塞和离心过程中面粉成分的分离效率低。
通常，如下使这些技术问题最小化(若未消除的话)，即向稠的/粘性浆体添加大量的水以便稀释并使粘度降低至可以实施进一步加工的水平。然而，使用高体积的水导致数个别的问题，包括流出水体积的增加和所造成的处理成本增加。另外，通常通过用乙醇进行的沉淀来回收β-葡聚糖(其溶液化，并在离心过程中与上清液(水)分离)。这通过将等体积的纯乙醇添加入上清液中来完成。分离沉淀的β-葡聚糖后，优选回收乙醇用于再循环。然而，回收需要蒸馏，其从能源使用观点看也是昂贵的操作。
此外，已知碱溶液溶解和β-葡聚糖在乙醇中的随后沉淀(和在中间的离心步骤)促成β-葡聚糖链的分解，这导致较低级的、较低粘度的β-葡聚糖产物。
进一步地，还认为这些过去的技术的使用支持微生物生长和酶活性提高两者，这可以促成对β-葡聚糖链的水解。这些问题尤其在较大的分批操作中显示，其中可能变得难以控制酶活性，如此在实现批次间一致性方面产生问题。
因而，需要用于谷物的分级的有效方法，其能克服浆体粘度和水使用的具体问题。此外，需要提供接近天然状态(即高粘度)的高纯度、高粘度β-葡聚糖产物的方法，其中所述BG产物具有低的淀粉和蛋白质含量。
在申请人共同悬而未决的申请美国申请10/380,739和美国申请10/397,215中，记载了用于浓缩高质量β-葡聚糖的技术，其利用谷物胚乳级分的面粉作为起始材料进行提取。申请人过去的方法教导了在浓缩的醇介质中浓缩BG的使用，其中BG不被溶解，而且不需要BG的沉淀。另外，申请人先前的技术还教导了蛋白酶和淀粉酶在浓缩的醇介质中的使用以降低β-葡聚糖浓缩产物内的蛋白质和淀粉含量。虽然这些过去的方法已经有效地生成高质量和高产率的β-葡聚糖，但是仍需要别的或进一步的β-葡聚糖浓缩技术，其中生成高浓度BG的花费和效率继续得到改善。
如上文所记录的，申请人过去的技术已经教导了谷粒胚乳部分的面粉的使用。在过去，认为谷粒的麸部分的使用对于生成高质量BG是有问题的，这是由于在从麸浓缩BG中察觉到的困难，因为BG被嵌入麸的纤维素基质内，由此更难以分离。因此，过去的浓缩方法(包括申请人过去的方法)聚焦于从谷粒的胚乳部分的面粉浓缩BG。
然而，从成本观点看，有兴趣的是，能够利用谷粒的所有成分(包括麸、整谷粒面粉和胚乳面粉)作为起始材料来进行BG浓缩。
因此，持续需要改善自谷粒(包括燕麦和大麦)细胞壁浓缩的β-葡聚糖产物的产率、浓度和质量的方法，其能克服基于水的提取技术的各种问题。另外，持续需要用于改善浓缩β-葡聚糖的商业成本的提取技术。
发明概述
依照本发明，提供了一种从谷物材料浓缩β-葡聚糖(BG)的方法，其包括以下步骤：a)混合所述谷物材料和40-100％(v/v)含水醇(aqueous alcohol)以形成谷物/含水醇浆体，并与木聚糖酶、淀粉酶或蛋白酶一起温育所述谷物/含水醇浆体，其后分离第一纤维残余；b)混合所述第一纤维残余与高pH的40-100％(v/v)含水醇以形成第二纤维残余/含水醇浆体，其后分离第二纤维残余与所述第二纤维残余/含水醇浆体；c)混合所述第二纤维残余与40-100％(v/v)含水醇以形成第三纤维残余/含水醇浆体，其后分离最终纤维残余与所述第三纤维残余/含水醇浆体。
在进一步的实施方案中，所述最终纤维残余具有大于40％、45％、50％或55％(干基)(dry basis)的BG浓度。
在另一个实施方案中，在步骤b)前或后用木聚糖酶、淀粉酶或蛋白酶重复步骤a)，其中在所述重复步骤a)中所使用的所述木聚糖酶、淀粉酶或蛋白酶是与步骤a)中所使用的酶不同的酶。
在另一个实施方案中，本发明进一步包括步骤a)前的至少一次预清洗步骤，所述预清洗步骤包括混合所述谷物材料与40-100％(v/v)含水醇以形成谷物/含水醇浆体，并自所述谷物/含水醇浆体分离纤维残余作为步骤a)的起始谷物材料。可以重复预清洗步骤。
在进一步的实施方案中，可以在步骤c)后进行一次或多次后清洗步骤，所述后清洗步骤包括混合来自步骤c)的分离的纤维残余与40-100％(v/v)含水醇以形成进一步的纤维残余/含水醇浆体，其后分离进一步的最终纤维残余与所述进一步的纤维残余/含水醇浆体，其中所述进一步的最终纤维残余具有大于40％(干基)的BG浓度。
在一个优选的实施方案中，所述谷物材料是麸、胚乳面粉或整谷粒面粉的任一种或组合。在另一个实施方案中，麸是具有至少5.5％(干重基)的总β-葡聚糖含量的燕麦麸。
在又一个实施方案中，在步骤a)前使麸经受初步富集过程，其中所述总β-葡聚糖含量被提高到至少10％(按重量计)。所述初步富集过程是风选过程(air classification process)。
在多个实施方案中，所述最终纤维残余具有小于3％(按重量计)的蛋白质浓度和/或小于40％(按重量计)的戊聚糖浓度。
优选地，在129s-1的剪切速率于20℃所述最终纤维残余在溶解于水中时(0.5％β-葡聚糖，w/w)的粘度大于120cP。
在另一个实施方案中，颠倒步骤a)和b)的次序。
在又一个实施方案中，谷物材料/纤维残余与含水醇的比率是1份(按重量计)谷物材料/纤维残余对大于2份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇。
在一个更具体的实施方案中，本发明提供了一种自麸浓缩β-葡聚糖(BG)的方法，包括以下步骤：
a)混合具有至少5％(干重基)的初始β-葡聚糖含量的麸和浓缩的含水醇以形成第一浆体；
b)分离第一纤维残余与所述第一浆体；
c)混合所述第一纤维残余和浓缩的含水醇以形成第二浆体；
d)分离第二纤维残余与所述第二浆体；
e)混合所述第二纤维残余和浓缩的含水醇以形成第三浆体；
f)分离第三纤维残余与所述第三浆体；
g)混合所述第三纤维残余与浓缩的含水醇和淀粉酶以形成第四纤维浆体，并温育所述第四纤维浆体，其时间足以使所述淀粉酶降低所述第三纤维残余中的淀粉含量；
h)通过将所述第四纤维浆体的pH调节至酸性pH来使所述淀粉酶失活；
i)将所述第四纤维浆体的pH调节至中性pH，并分离第四纤维残余与所述第四纤维浆体；
j)混合所述第四纤维残余与浓缩的含水醇以形成第五纤维浆体；
k)将所述第五纤维浆体的pH调节至pH＞11，并温育所述第五纤维浆体，其时间足以降低所述第四纤维残余中的蛋白质含量；添加酸以达到中性pH，将所述第五纤维浆体的pH调节至中性pH；
l)分离第五纤维残余与所述第五纤维浆体；
m)混合所述第五纤维残余与浓缩的含水醇以形成第六纤维浆体；
n)分离第六纤维残余与所述第六纤维浆体；
o)混合所述第六纤维残余与浓缩的含水醇以形成第七纤维浆体；
p)分离最终纤维残余与所述第七纤维浆体，其中所述最终纤维残余具有大于45％(干基)的BG含量。
在又一个实施方案中，本发明提供了一种自麸浓缩β-葡聚糖(BG)的方法，包括以下步骤：
a)混合具有至少5％(干重基)的初始β-葡聚糖含量的麸和浓缩的含水醇以形成第一浆体；
b)分离第一纤维残余与所述第一浆体；
c)混合所述第一纤维残余和浓缩的含水醇以形成第二浆体；
d)分离第二纤维残余与所述第二浆体；
e)混合所述第二纤维残余和浓缩的含水醇以形成第三浆体；
f)分离第三纤维残余与所述第三浆体；
g)混合所述第三纤维残余与浓缩的含水醇和蛋白酶以形成第四纤维浆体，并温育所述第四纤维浆体，其时间足以使所述蛋白酶降低所述第三纤维残余中的蛋白质含量；
h)分离第四纤维残余与所述第四纤维浆体；
i)混合所述第四纤维残余与浓缩的含水醇和淀粉酶以形成第五纤维浆体，并温育所述第五纤维浆体，其时间足以使所述淀粉酶降低所述第四纤维残余中的淀粉含量；
j)通过将所述第五纤维浆体的pH调节至酸性pH来使所述淀粉酶失活；
k)将所述第五纤维浆体的pH调节至中性pH，并分离第五纤维残余与所述第五纤维浆体；
l)混合所述第五纤维残余与浓缩的含水醇，将所述第六纤维浆体的pH调节至pH＞11，并温育所述第六纤维浆体，其时间足以降低所述第五纤维残余中的蛋白质含量，并将所述第六纤维浆体的pH调节至中性pH；
m)分离第六纤维残余与所述第六纤维浆体；
n)混合所述第六纤维残余与浓缩的含水醇以形成第七纤维浆体；
o)分离最终纤维残余与所述第七纤维浆体，其中所述最终纤维残余具有大于45％(干基)的最终BG浓度。
在又一个实施方案中，本发明提供了一种自麸浓缩β-葡聚糖(BG)的方法，包括以下步骤：
a)混合具有至少5％(干重基)的初始β-葡聚糖含量的麸和浓缩的含水醇以形成第一浆体；
b)分离第一纤维残余与所述第一浆体；
c)混合所述第一纤维残余和浓缩的含水醇以形成第二浆体；
d)分离第二纤维残余与所述第二浆体；
e)混合所述第二纤维残余和浓缩的含水醇以形成第三浆体；
f)分离第三纤维残余与所述第三浆体；
g)混合所述第三纤维残余与浓缩的含水醇和木聚糖酶以形成第四纤维浆体，并温育所述第四纤维浆体，其时间足以使所述木聚糖酶降低所述第三纤维残余中的木聚糖含量；
h)分离第四纤维残余与所述第四纤维浆体；
i)混合所述第四纤维残余与浓缩的含水醇和淀粉酶以形成第五纤维浆体，并温育所述第五纤维浆体，其时间足以使所述淀粉酶降低所述第四纤维残余中的淀粉含量；
j)通过将所述第五纤维浆体的pH调节至酸性pH来使所述淀粉酶失活；
k)将所述第五纤维浆体的pH调节至中性pH，并分离第五纤维残余与所述第五纤维浆体；
l)混合所述第五纤维残余与浓缩的含水醇以形成第六纤维浆体，将所述第六纤维浆体的pH调节至pH＞11，并温育所述第六纤维浆体，其时间足以降低所述第五纤维残余中的蛋白质含量；并将所述第六纤维浆体的pH调节至中性pH；
m)分离第六纤维残余与所述第六纤维浆体；
n)混合所述第六纤维残余与浓缩的含水醇以形成第七纤维浆体；
o)分离最终纤维残余与所述第七纤维浆体，其中所述最终纤维残余具有大于45％(干基)的最终BG浓度。
附图简述
部分参照附图来描述本发明，其中：
图1的图形显示了依照本发明的一个实施方案经由连续清洗、酶和碱处理步骤的BG浓度的递增增加。
发明详述
依照本发明并参照图形，描述了用于从谷物材料浓缩β-葡聚糖的改良方法的实施方案。
总论
本技术与申请人过去的BG浓缩技术的不同之处在于：
a)以高碱性pH(优选大于11)进行方法的一部分；
b)掺入别的酶(包括木聚糖酶)的使用；并
c)利用麸、整谷粒面粉和胚乳面粉的任一种或组合作为起始材料。
定义
在本说明书中，利用用于已经自谷类颗粒衍生的麸、整谷粒面粉和胚乳面粉的以下定义。谷类颗粒通常被描述为具有4种主要谷物部分，包括外皮(husk)/外壳(hull)、麸、胚原基(即，胚)和胚乳(即，含有淀粉、蛋白质等的贮藏器官)。
一般而言，“整谷粒面粉”(whole grain flour)指通过磨碎(grinding)或碾磨(milling)降低了颗粒大小的脱壳谷物(即，除去纤维性外皮/外壳后)。
一般而言，“麸”指主要由通过磨碎或碾磨降低了颗粒大小的谷类颗粒的种皮、糊粉和糊粉下层组成的混合物。然而，由于难以精确分离谷物组织，商品化麸通常以某种程度污染有胚原基和胚乳。
一般而言，“胚乳面粉”指主要自谷类颗粒的胚乳部分衍生的面粉。
更具体地，在本说明书的上下文中，燕麦麸(如美国谷物化学家协会(American Association of Cereal Chemists)所认可的)被定义如下：“燕麦麸指如下生成的食物，即通过磨碎干净的去壳燕麦粒或燕麦片，并通过筛分(sieving)、筛选(bolting)、和/或其它合适的手段将所得的燕麦粉分离成各级分，使得燕麦麸不超过50％的初始起始材料并具有至少5.5％(干重基)的总β-葡聚糖含量和至少16.0％(干重基)的总食用纤维含量，并使得至少1/3的总食用纤维是可溶性纤维”。
虽然先前认为麸是商业上不可接受用于浓缩BG的起始材料，如申请人共同悬而未决的专利申请(通过提及而收入本文)中所理解的，在一系列实验中，主题应用研究麸作为BG商业上可行的来源的用途。
以下实施例利用燕麦麸作为起始材料来进行BG浓缩。还进行下文所描述的进一步实验，其中使用整谷粒面粉和胚乳面粉作为起始材料来进行BG浓缩。理解的是，也可以利用来自其它谷物(诸如大麦)的麸以及来自燕麦、大麦或其它合适的谷物的整谷粒面粉或胚乳面粉。
依照以下通用方法来制备作为起始材料的燕麦麸。使未加工的燕麦脱壳，并使去壳燕麦粒经受磨碎和筛分以产生依照上述定义的燕麦麸。
在主题申请中，以下实验中所利用的麸中的BG浓度是10-16％(按重量计)。相比于未加工燕麦中的60-65％(按重量计)，麸中的淀粉浓度是24-36wt％。
风选
在本发明的多个实施方案中，可以使起始谷物材料进一步经受其它初步浓缩步骤诸如风选以除去额外的淀粉，由此提供起始谷物材料内β-葡聚糖的初步浓缩效果。
例如，可以加工麸以降低淀粉浓度，并增加β-葡聚糖浓度(相对于未加工谷物中的淀粉和β-葡聚糖浓度而言)，并满足麸定义中所规定的最低限度BG浓度。
木聚糖酶
木聚糖酶指在将线性多糖β-1，4-木聚糖(也称作戊聚糖，因为它们由5碳糖构成)分解成较短的链木聚糖和木糖(这取决于反应时间)中有活性的一类酶。因此，木聚糖酶促成分解半纤维素，其是植物细胞壁的主要成分。
实验
一般而言，本文中所描述的方法包括麸或纤维残余在浓缩的醇介质(40-100％v/v，含水的)中的连续制浆、酶温育步骤、碱处理步骤及其富含BG的部分的分离。在本说明书内，本文中所描述的所有含水乙醇浓度指v/v基。
关于多种实验条件(包括依照本发明通用方法的多个制浆和分离步骤中所使用的特定醇浓度、温育时间、纤维残余比醇的比率、反应温度、pH值和筛选大小)，本领域技术人员理解的是，一个实验参数的变化可能需要调整另一个实验参数，以便达到生成具有大于40％(干基)、优选大于45-50％、且更优选大于55％的浓度的高浓度BG产物的目标。因而，普通技术人员会理解的是，本文中明确描述的实验条件的合理变化可以在无需过度实验的情况中实现高密度BG产物的目标。
在玻璃烧瓶内实施制浆和酶温育步骤以模拟用于较大规模生产的反应器。通过筛选来实现分离，并使用WS Tyler RX-8/7-CAN振动筛子仪(vibrational screen instrument)(Mentor，OH)，用WS Tyler(CAN/CGSB-8.1)75μm筛来实施。一般而言，自连续筛获得的保留物含有浓缩的BG纤维，而滤液含有淀粉粒、糊精、蛋白质和其它溶解的成分。分别使用LAUDA E100水浴加热器和ACCUMET自动温度补偿pH计来维持反应混合物的温度和pH。热稳定性淀粉酶购自Novozymes North America Inc.，USA。木聚糖酶购自EDC，NY。使用获自Megazyme Inc.(Ireland)的BG测定试剂盒来测定样品的BG含量。
分别依照AACC(1983)、McCleary和Glennie-Holmes(1985)、Holm等(1986)和FP-428氮测定仪(Leco Corp.，St.Joseph，MI)的方法一式两份测定干燥样品的湿度、β-葡聚糖、淀粉、和蛋白质(N x 6.25)的含量。依照由AACC(1982)和Hashimoto等，(1987)报告的测试来测定脂质和戊聚糖含量。
对于粘度测定，将适当量的BG浓缩物在水中于85℃溶解1小时以给出0.5％(w/w)β-葡聚糖溶液(分散体)(dispersion)。然后容许该分散体冷却至室温，接着进行离心以回收收集用于粘度测定的清澈上清液。使用PaarPhysica UDS 200流变仪(Glenn，VA)以连续的固定剪切速率1.29-129s-1(1-100rpm)测定粘度。粘度计装备有控制样品温度的Peltier加热系统。于20℃使用DG 27杯和秤锤几何学(cup and bob geometry)使用7±0.005g样品实施所有粘度测试。
进行以下实验来调查在进行和不进行多个加工步骤(包括淀粉酶、木聚糖酶、蛋白酶和碱处理步骤)的情况中使用麸作为起始材料来浓缩BG纤维的效果。
实施例
实施例1
这是本研究的其它实验(实施例2-6)的对照实验。在本实施例中，使燕麦麸在不进行酶或碱处理，但是仅应用其它实验过程中使用的相同温度和混合时间的情况中经受连续乙醇清洗步骤(即，制浆和筛选步骤)。
具体地，用50％(v/v)含水乙醇以1份(按重量计)麸比5.3份(按体积计)50％含水乙醇的比率对燕麦麸(40g)制浆。于室温(23℃)连续混合浆体达30分钟，并进行筛选(筛选-1)。收集筛选-1的保留物，并在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(part)(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率再次制浆。随后于室温混合浆体达5分钟，并进行筛选(筛选-2)。在新鲜的含水50％乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对筛选-2的保留物再次制浆。于室温混合浆体达5分钟，并进行筛选(筛选-3)。在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对来自筛选-3的保留物再次制浆。将温度提高至80℃，并将混合物于80℃保持60分钟。然后将混合物冷却至35℃，并进行筛选(筛选-4)。使用新鲜的50％(v/v)含水乙醇以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对来自筛选-4的保留物再次制浆，并重复加热处理。然后将混合物冷却至35℃，并进行筛选(筛选-5)。对筛选-5的保留物再次制浆，并与50％(v/v)含水乙醇以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率混合5分钟，并进行筛选(筛选-6)。收集筛选-6的保留物，并在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.5份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率再次制浆达5分钟，并进行筛选(筛选-7)。然后收集筛选-7的保留物，并于70℃干燥12小时。
实施例2
在本实施例中，调查作为起始材料的燕麦麸和连续蛋白酶和淀粉酶处理的使用。
用50％(v/v)含水乙醇对燕麦麸(40g)和各次的保留物制浆，并进行筛选，如实施例1中关于筛选1-3所描述的。在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对筛选-3的保留物再次制浆。将浆体的pH调节至pH6.5，并将温度维持在室温以进行蛋白酶(Deerland真菌蛋白酶)处理达2小时。然后筛选浆体(筛选-4)。在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对来自筛选-4的保留物再次制浆。将温度提高至80℃。添加氯化钙(CaCl2)(0.05％，w/w按起始麸基)和1.4％(w/w按起始麸基)热稳定性α-淀粉酶，并将反应混合物于80℃保持60分钟。通过用浓HCl将pH调节至3.5达10分钟来使酶失活。将混合物冷却至35℃，使用NaOH来中和溶液，并进行筛选(筛选-5)。对筛选-5的保留物再次制浆，并与50％(v/v)含水乙醇以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率混合5分钟，并进行筛选(筛选-6)。收集筛选6的保留物，并在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.5份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率再次制浆达5分钟，并进行筛选(筛选-7)。然后收集筛选-7的保留物，并于70℃干燥12小时。
实施例3
在本实验中，调查用木聚糖酶处理替换蛋白酶处理的效果。
用50％(v/v)含水乙醇对燕麦麸(40g)和各次的保留物制浆，并进行筛选，如实施例1中关于筛选1-3所描述的。在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对筛选-3的保留物再次制浆，并将温度提高至55℃。添加木聚糖酶(1％，w/w，麸基)，并温育混合物达1小时。然后将混合物冷却至35℃，并进行筛选(筛选-4)。随后处理来自筛选-4的保留物，如上文实施例2中关于剩余的淀粉酶处理和随后的筛选(筛选5-7)所描述的。
实施例4
在本实施例中，调查作为起始材料的燕麦麸和连续淀粉酶和碱处理的使用。
用50％(v/v)含水乙醇对燕麦麸(40g)和各次的保留物制浆，并进行筛选，如实施例1中关于筛选1-3所描述的。在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比1.5份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对筛选-3的保留物再次制浆。将温度提高至80℃。添加氯化钙(CaCl2)(0.05％，w/w按起始麸基)和1.4％(w/w按起始麸基)热稳定性α-淀粉酶，并将反应混合物于80℃保持60分钟。通过用浓HCl将pH调节至3.5达10分钟来使酶失活。将混合物冷却至35℃，使用NaOH来中和溶液，并进行筛选(筛选-4)。在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对筛选-4的保留物再次制浆，于60℃添加苛性碱，并将温度提高至80℃。将pH维持在11.3达75分钟，随后用HCl中和至pH7.5。筛选混合物(筛选-5)，并通过用50％EtOH进行制浆和筛选来清洗来自筛选5的保留物两次，如实施例2(筛选6和筛选7)中所描述的。最后收集筛选-7的保留物，并于70℃干燥12小时。
实施例5
在本实验中，调查酶(蛋白酶和淀粉酶)后碱处理步骤的效果。
用50％(v/v)含水乙醇对燕麦麸(40g)和各次的保留物制浆，并进行筛选，如实施例1中关于筛选1-3所描述的。使筛选-3的保留物经受连续的蛋白酶和淀粉酶处理，如实施例2(筛选4-5)中所描述的。在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对筛选-5的保留物再次制浆。于60℃添加苛性碱，并将温度提高至80℃。将pH维持在11.3达75分钟，随后用HCl中和至pH7.5。筛选混合物(筛选-6)，并在50％EtOH中以1份(按重量计)保留物比2.5份(按体积计)含水乙醇的比率再次制浆，并进行筛选(筛选-7)。最后收集筛选-7的保留物，并于70℃干燥12小时。
实施例6
在本实验中，调查酶(木聚糖酶和淀粉酶)后碱处理步骤的效果。
用50％(v/v)含水乙醇对燕麦麸(40g)和各次的保留物制浆，如实施例1中关于筛选1-3所描述的。使筛选-3的保留物经受连续的木聚糖酶和淀粉酶处理，如实施例3(筛选4-5)中所描述的。在新鲜的50％(v/v)含水乙醇中以1份(按重量计)起始麸比2.1份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇的比率对筛选-5的保留物再次制浆。如实施例4中的，于60℃添加苛性碱(caustic)，并将温度提高至80℃。将pH维持在11.3达75分钟，随后用HCl中和至pH7.5。筛选混合物(筛选-6)，并在50％EtOH中以1份(按重量计)保留物比2.5份(按体积计)含水乙醇的比率再次制浆，并进行筛选(筛选-7)。最后收集筛选-7的保留物，并于70℃干燥12小时。
结果和讨论
原材料麸的化学组成(％，db)如下：β-葡聚糖16.6％；蛋白质25.8％；淀粉24.5％；戊聚糖5.9％；和湿度4.2％。
表1中汇总来自实施例1-6的结果。
表1-来自实施例1-6的产物结果a的汇总表
Figure GPA00001011511500141
a数值是两个重复的均值
b产率基于原材料麸重量
cBG＝B-葡聚糖
图1中显示了连续清洗、酶和碱处理对每次处理后BG浓度的累积效应。
实施例1
来自筛选-7的干燥产物具有21.3g的总质量(53.3％的原材料麸重量)。如表1中所汇总的，β-葡聚糖浓度是干燥产物的总质量的23.3％(w/w，干基)。B-葡聚糖回收率是麸中总β-葡聚糖的74.8％。淀粉除去率是62％，蛋白质除去率是37.9％而戊聚糖除去率是5.1％。干燥的β-葡聚糖产物的水粘度(以0.5％(w/w)β-葡聚糖浓度制备的溶液)在129s-1的剪切速率是148厘泊。最终浓缩的β-葡聚糖产物是具有新鲜谷物气味和颜色的自由流动粉末。
作为对照，本实施例显示了，连续高浓度醇步骤中的严格清洗显示可以获得23.3(w/w，干基)的最大BG浓度。
实施例2
来自筛选-7的干燥产物具有8.8g总质量(22.0％的原材料麸重量)。如表1中所汇总的，β-葡聚糖浓度是干燥产物的总质量的39.0％(w/w，干基)。B-葡聚糖回收率是麸中总β-葡聚糖的49.8％。淀粉除去率是97.8％，蛋白质除去率是79.6％而戊聚糖除去率是58.3％。干燥的β-葡聚糖产物的水粘度(以0.5％(w/w)β-葡聚糖浓度制备的溶液)在129s-1的剪切速率是85厘泊。可以将较低的粘度归因于实验中所使用的真菌来源蛋白酶中残余的β-葡聚糖酶活性。最终浓缩的β-葡聚糖产物是具有新鲜谷物气味和颜色的自由流动粉末。
实施例3
来自筛选-7的干燥产物具有8.1g的总质量(20.3％的原材料麸重量)。如表1中所汇总的，β-葡聚糖浓度是干燥产物的总质量的41.5％(w/w，干基)。B-葡聚糖回收率是麸中总β-葡聚糖的49.4％。淀粉除去率是98.0％，蛋白质除去率是83.5％而戊聚糖除去率是56.2％。干燥的β-葡聚糖产物的水粘度(以0.5％(w/w)β-葡聚糖浓度制备的溶液)在129s-1的剪切速率是107厘泊。最终浓缩的β-葡聚糖产物是具有新鲜谷物气味和颜色的自由流动粉末。
实施例3指明，用木聚糖酶处理替换蛋白酶处理的效果在BG的总回收率或最终产物中的BG浓度方面不产生实质差异，但是与实施例2相比确实适度改善粘度。
实施例4
来自筛选-7的干燥产物具有5.9g的总质量(14.8％的原材料麸重量)。如表1中所汇总的，β-葡聚糖浓度是干燥产物的总质量的55.8％(w/w，干基)。B-葡聚糖回收率是麸中总β-葡聚糖的47.9％。淀粉除去率是98.4％，蛋白质除去率是97.8％而戊聚糖除去率是62.7％。干燥的β-葡聚糖产物的水粘度(以0.5％(w/w)β-葡聚糖浓度制备的溶液)在129s-1的剪切速率是139厘泊。
实施例4指明，碱处理的引入提供如与实施例1-3相比的BG浓度的显著增加，这主要是由于较高程度的蛋白质除去率。另外，β-葡聚糖浓缩物的粘度实质上较高。
实施例5
来自筛选-7的干燥产物具有5.2g的总质量(13.0％的原材料麸重量)。如表1中所汇总的，β-葡聚糖浓度是干燥产物的总质量的58.7％(w/w，干基)。B-葡聚糖回收率是麸中总β-葡聚糖的44.7％。淀粉除去率是99.0％，蛋白质除去率是97.9％而戊聚糖除去率是71.4％。干燥的β-葡聚糖产物的水粘度(以0.5％(w/w)β-葡聚糖浓度制备的溶液)在129s-1的剪切速率是135厘泊。最终浓缩的β-葡聚糖产物是具有新鲜谷物气味和颜色的自由流动粉末。
实施例5指明，蛋白酶和淀粉酶处理后的碱处理的效果实质上提高产物内的BG浓度(如与单独的蛋白酶和淀粉酶处理——实施例2相比的)。另外，β-葡聚糖浓缩物的粘度实质上较高。此外，在与实施例4的那些结果相比时实施例5的结果提示，蛋白酶处理在β-葡聚糖浓度方面具有优势。
实施例6
来自筛选-7的干燥产物具有5.7g的总质量(14.3％的原材料麸重量)。如表1中所汇总的，β-葡聚糖浓度是干燥产物的总质量的57.9％(w/w，干基)。B-葡聚糖回收率是麸中总β-葡聚糖的48.7％。淀粉除去率(removal)是98.7％，蛋白质除去率是97.4％而戊聚糖除去率是64.6％。干燥的β-葡聚糖产物的水粘度(以0.5％(w/w)β-葡聚糖浓度制备的溶液)在129s-1的剪切速率是121厘泊。最终浓缩的β-葡聚糖产物是具有新鲜谷物气味和颜色的自由流动粉末。
实施例6指明，木聚糖酶和淀粉酶处理后的碱处理的效果实质上提高产物内的BG浓度(与实施例3的方法相比)。另外，经再次制浆的产物的粘度基本上(substantially)较高。此外，在与实施例4的那些结果相比时实施例6的结果提示，木聚糖酶处理在β-葡聚糖浓度方面具有优势。
其它实验
进行进一步的实验以评估不同起始材料的效果、预清洗和后清洗步骤的效果和酶处理和碱处理的次序。
这些实验的结果表明，整谷粒面粉和胚乳面粉在被作为起始材料使用时有效获得浓缩的BG产物。
进行进一步的实验以确定预清洗和后清洗步骤在达到浓缩的BG产物中的重要性。
这些实验表明，对于生成浓缩的BG产物而言，预清洗步骤是优选的，但不是必须的。具体地，预清洗特别有效地从初始谷物材料/纤维残余除去实质量的游离淀粉颗粒。不包括预清洗的实验需要较长的温育时间和/或反应混合物内较大的酶浓度。随后，此类处理会需要额外的后清洗步骤以除去来自淀粉消化的糖残余物，其在实施过预清洗的情况中不可能存在。此外，产物的变色(discoloration)可能源自于糖残余物的褐变反应，尤其若以较高温度进行后续处理步骤。
还进行进一步的实验以测定酶和碱处理次序的效率。这些实验确定，虽然优选在酶处理后进行碱处理，因为这通过在结束时消除对酶失活步骤的需要来改善处理时间(因为酶在随后的碱处理过程中失活)，但是可以通过在酶处理前进行碱处理来生成高浓度BG产物。
生产成本
重要的是，与使用胚乳面粉作为起始材料(如申请人共同悬而未决的申请中所描述的)相比，可以通过使用麸作为起始材料来显著改善生产高浓度BG的生产成本。依照本方法的生产成本(售出商品成本-COGS)取决于生产周期中的固定成本和可变成本两者。一般而言，这些成本包括面粉和乙醇、酶和碱及其它试剂的原材料成本以及工厂运行成本。
从严格原材料观点看，在正常的市场条件下，全燕麦粉的基价一般是1X美元/kg(X＝市场价格)，麸一般是2X美元/kg，而经风选的面粉(胚乳面粉)可以是5X美元/kg(这取决于加工程度)。因此，从严格原材料成本看，全面粉会是优选的起始材料。
然而，一般而言，全燕麦粉具有相当高的淀粉含量，因此，要求基本上较大的加工水平(包括较大体积的乙醇用于清洗)。这可以增加工厂内固定的和可变的成本两者，因此在考虑促成生成高浓度BG产物的最终成本的所有花费时使用全燕麦粉中的总COGS会较高。
依照本方法，考虑总COGS和想要的BG产物，麸是最有成本效率的。
结论
结果显示，利用作为起始材料的麸以及多个酶处理步骤和碱处理步骤的组合实质上提高最终产物内的BG浓度(与对照实验相比)。具体地，与碱处理组合的淀粉酶、蛋白酶和/或木聚糖酶处理步骤提高产物内的BG浓度。另外，所述产物与在不进行碱处理的情况中的产物相比展现出基本上更高的粘度，指明BG产物的质量仍然较高。
虽然本发明已经参照其优选的实施方案和优选的用途进行了描述和例示，但是它不限于此，因为可以在其中进行修饰和变化，这些在本发明完整的、意图的范围内。
参考文献
1.American Association of Cereal Chemists.1983.Approved methods ofthe AACC，第9版The Association：St Paul，MN.
2.AACC.1982.Method 30-25.Approved Methods of the AmericanAssociation of Cereal Chemists.American Association of Cereal Chemists，Inc.Minnesota，USA.
3.Holm，J.，Bjorck，I.，Drews，A.，and Asp，N.G.1986.A rapid method forthe analysis of starch.Starch/Starke，38：224-226.
4.Hashimoto S.，Shogren，M.D.and Pomeranz，Y.1987.Cerealpentosans：their estimation and significance.I.pentosans in wheat and milledwheat products.Cereal Chem.64(1)：30-34.
5.McCleary，B.V.and Glennie-Holmes，M.1985.Enzymic quantificationof(1，3)(1，4)β-D-glucan in barley and malt.J.Inst.Brew.，91：285-295.

Claims (42)

1.一种自谷物材料浓缩β-葡聚糖(BG)的方法，包括以下步骤：
a)混合所述谷物材料与40-100％(v/v)含水醇以形成谷物/含水醇浆体，并与木聚糖酶、淀粉酶或蛋白酶一起温育所述谷物/含水醇浆体，其后分离第一纤维残余；
b)在高pH混合所述第一纤维残余与40-100％(v/v)含水醇以形成第二纤维残余/含水醇浆体，其后从所述第二纤维残余/含水醇浆体中分离第二纤维残余；
c)混合所述第二纤维残余与40-100％(v/v)含水醇以形成第三纤维残余/含水醇浆体，其后从所述第三纤维残余/含水醇浆体中分离最终纤维残余。
2.如在权利要求1中的方法，其中所述最终纤维残余具有大于40％(干基)的BG浓度。
3.如在权利要求1中的方法，其中在步骤b)前或后用木聚糖酶、淀粉酶或蛋白酶重复步骤a)，其中在所述重复步骤a)中所使用的所述木聚糖酶、淀粉酶或蛋白酶是与步骤a)中所使用的酶不同的酶。
4.如在权利要求1中的方法，其进一步包括步骤a)前的预清洗步骤，所述预清洗步骤包括混合所述谷物材料与40-100％(v/v)含水醇以形成谷物/含水醇浆体，并自所述谷物/含水醇浆体分离纤维残余作为步骤a)的起始谷物材料。
5.如在权利要求4中的方法，其中在步骤a)前重复所述预清洗步骤。
6.如在权利要求5中的方法，其中在步骤a)前重复所述预清洗步骤。
7.如在权利要求1中的方法，其进一步包括步骤c)后的后清洗步骤，所述后清洗步骤包括混合来自步骤c)的分离的纤维残余与40-100％(v/v)含水醇以形成进一步的纤维残余/含水醇浆体，其后分离进一步的最终纤维残余与所述进一步的纤维残余/含水醇浆体，其中所述进一步的最终纤维残余具有大于40％(干基)的BG浓度。
8.如在权利要求7中的方法，其中重复所述后清洗步骤。
9.如在权利要求1中的方法，其中所述谷物材料是麸。
10.如在权利要求1中的方法，其中所述谷物材料是胚乳面粉。
11.如在权利要求1中的方法，其中所述谷物材料是整谷粒面粉。
12.如在权利要求1中的方法，其中所述谷物材料是麸、胚乳面粉和整谷粒面粉中的两种或更多种的组合。
13.如在权利要求1中的方法，其中所述谷物材料是大麦。
14.如在权利要求9中的方法，其中所述麸是具有至少5.5％(干重基)的总β-葡聚糖含量的燕麦麸。
15.如在权利要求14中的方法，其中在步骤a)前使所述麸经受初步富集过程，其中所述总β-葡聚糖含量被提高到至少10％(按重量计)。
16.如在权利要求15中的方法，其中所述初步富集过程是风选过程。
17.如在权利要求1中的方法，其中所述最终纤维残余中的BG浓度大于45％(干基)。
18.如在权利要求1中的方法，其中所述最终纤维残余中的BG浓度大于50％(干基)。
19.如在权利要求1中的方法，其中所述最终纤维残余中的BG浓度大于55％(干基)。
20.如在权利要求1中的方法，其中所述最终纤维残余具有小于3％(按重量计)的蛋白质浓度。
21.如在权利要求1中的方法，其中所述最终纤维残余具有小于40％(按重量计)的戊聚糖浓度。
22.如在权利要求1中的方法，其中在129s-1的剪切速率于20℃所述最终纤维残余在溶解于水中时(0.5％w/w)的粘度大于120cP。
23.如在权利要求1中的方法，其中所述含水醇是乙醇。
24.如在权利要求1中的方法，其中颠倒步骤a)和b)的次序。
25.如在权利要求23中的方法，其中谷物材料/纤维残余与含水醇的比率是1份(按重量计)谷物材料/纤维残余对大于2份(按体积计)50％(v/v)含水乙醇。
26.一种自麸浓缩β-葡聚糖(BG)的方法，包括以下步骤：
a)混合具有至少5％(干重基)的初始β-葡聚糖含量的麸和浓缩的含水醇以形成第一浆体；
b)从所述第一浆体分离第一纤维残余；
c)混合所述第一纤维残余和浓缩的含水醇以形成第二浆体；
d)从所述第二浆体分离第二纤维残余；
e)混合所述第二纤维残余和浓缩的含水醇以形成第三浆体；
f)从所述第三浆体分离第三纤维残余；
g)混合所述第三纤维残余与浓缩的含水醇和淀粉酶以形成第四纤维浆体，并温育所述第四纤维浆体，其时间足以使所述淀粉酶降低所述第三纤维残余中的淀粉含量；
h)通过将所述第四纤维浆体的pH调节至酸性pH来使所述淀粉酶失活；
i)将所述第四纤维浆体的pH调节至中性pH，并从所述第四纤维浆体分离第四纤维残余；
j)混合所述第四纤维残余与浓缩的含水醇以形成第五纤维浆体；
k)将所述第五纤维浆体的pH调节至pH＞11，并温育所述第五纤维浆体，其时间足以降低所述第四纤维残余中的蛋白质含量；添加酸以达到中性pH，将所述第五纤维浆体的pH调节至中性pH；
l)从所述第五纤维浆体分离第五纤维残余；
m)混合所述第五纤维残余与浓缩的含水醇以形成第六纤维浆体；
n)从所述第六纤维浆体分离第六纤维残余；
o)混合所述第六纤维残余与浓缩的含水醇以形成第七纤维浆体；
p)从所述第七纤维浆体分离最终纤维残余，其中所述最终纤维残余具有大于45％(干基)的BG含量。
27.如在权利要求26中的方法，其中所述淀粉酶是热稳定性淀粉酶，并且于80℃完成步骤g)。
28.如在权利要求26中的方法，其中于60-80℃完成步骤k)。
29.如在权利要求26中的方法，其中所述浓缩的含水醇是50％(v/v)。
30.如在权利要求26中的方法，其中所述最终纤维残余具有大于50％(干基)的BG含量。
31.一种自麸浓缩β-葡聚糖(BG)的方法，包括以下步骤：
a)混合具有至少5％(干重基)的初始β-葡聚糖含量的麸和浓缩的含水醇以形成第一浆体；
b)从所述第一浆体分离第一纤维残余；
c)混合所述第一纤维残余和浓缩的含水醇以形成第二浆体；
d)从所述第二浆体分离第二纤维残余；
e)混合所述第二纤维残余和浓缩的含水醇以形成第三浆体；
f)从所述第三浆体分离第三纤维残余；
g)混合所述第三纤维残余与浓缩的含水醇和蛋白酶以形成第四纤维浆体，并温育所述第四纤维浆体，其时间足以使所述蛋白酶降低所述第三纤维残余中的蛋白质含量；
h)从所述第四纤维浆体分离第四纤维残余；
i)混合所述第四纤维残余与浓缩的含水醇和淀粉酶以形成第五纤维浆体，并温育所述第五纤维浆体，其时间足以使所述淀粉酶降低所述第四纤维残余中的淀粉含量；
j)通过将所述第五纤维浆体的pH调节至酸性pH来使所述淀粉酶失活；
k)将所述第五纤维浆体的pH调节至中性pH，并从所述第五纤维浆体分离第五纤维残余；
l)混合所述第五纤维残余与浓缩的含水醇，将所述第六纤维浆体的pH调节至pH＞11，并温育所述第六纤维浆体，其时间足以降低所述第五纤维残余中的蛋白质含量，并将所述第六纤维浆体的pH调节至中性pH；
m)从所述第六纤维浆体分离第六纤维残余；
n)混合所述第六纤维残余与浓缩的含水醇以形成第七纤维浆体；
o)从所述第七纤维浆体分离最终纤维残余，其中所述最终纤维残余具有大于45％(干基)的最终BG浓度。
32.如在权利要求31中的方法，其中所述淀粉酶是热稳定性淀粉酶，并且于80℃完成步骤g)。
33.如在权利要求31中的方法，其中于60-80℃完成步骤i)。
34.如在权利要求31中的方法，其中所述浓缩的醇是50％(v/v)。
35.如在权利要求31中的方法，其中所述最终的BG浓度大于50％(干基)。
36.如在权利要求31中的方法，其中所述最终的BG浓度大于55％(干基)。
37.一种自麸浓缩β-葡聚糖(BG)的方法，包括以下步骤：
a)混合具有至少5％(干重基)的初始β-葡聚糖含量的麸和浓缩的含水醇以形成第一浆体；
b)从所述第一浆体分离第一纤维残余；
c)混合所述第一纤维残余和浓缩的含水醇以形成第二浆体；
d)从所述第二浆体分离第二纤维残余；
e)混合所述第二纤维残余和浓缩的含水醇以形成第三浆体；
f)从所述第三浆体分离第三纤维残余；
g)混合所述第三纤维残余与浓缩的含水醇和木聚糖酶以形成第四纤维浆体，并温育所述第四纤维浆体，其时间足以使所述木聚糖酶降低所述第三纤维残余中的木聚糖含量；
h)从所述第四纤维浆体分离第四纤维残余；
i)混合所述第四纤维残余与浓缩的含水醇和淀粉酶以形成第五纤维浆体，并温育所述第五纤维浆体，其时间足以使所述淀粉酶降低所述第四纤维残余中的淀粉含量；
j)通过将所述第五纤维浆体的pH调节至酸性pH来使所述淀粉酶失活；
k)将所述第五纤维浆体的pH调节至中性pH，并从所述第五纤维浆体分离第五纤维残余；
l)混合所述第五纤维残余与浓缩的含水醇以形成第六纤维浆体，将所述第六纤维浆体的pH调节至pH＞11，并温育所述第六纤维浆体，其时间足以降低所述第五纤维残余中的蛋白质含量；并将所述第六纤维浆体的pH调节至中性pH；
m)从所述第六纤维浆体分离第六纤维残余；
n)混合所述第六纤维残余与浓缩的含水醇以形成第七纤维浆体；
o)从所述第七纤维浆体分离最终纤维残余，其中所述最终纤维残余具有大于45％(干基)的最终BG浓度。
38.如在权利要求37中的方法，其中所述淀粉酶是热稳定性淀粉酶，并且于80℃完成步骤g)。
39.如在权利要求37中的方法，其中于60-80℃完成步骤i)。
40.如在权利要求37中的方法，其中所述浓缩的醇是50％(v/v)。
41.如在权利要求37中的方法，其中所述最终的BG浓度大于50％(干基)。
42.如在权利要求37中的方法，其中所述最终的BG浓度大于55％(干基)。
CN200880101614A 2007-06-13 2008-06-12 高粘度β-葡聚糖产物及制备方法 Pending CN101772518A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US94375307P 2007-06-13 2007-06-13
US60/943,753 2007-06-13
PCT/CA2008/001138 WO2008151439A1 (en) 2007-06-13 2008-06-12 High viscosity beta-glucan products and methods of preparation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101772518A true CN101772518A (zh) 2010-07-07

Family

ID=40129186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880101614A Pending CN101772518A (zh) 2007-06-13 2008-06-12 高粘度β-葡聚糖产物及制备方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20080311243A1 (zh)
EP (1) EP2158224A4 (zh)
JP (1) JP2010528668A (zh)
CN (1) CN101772518A (zh)
AU (1) AU2008261526A1 (zh)
CA (1) CA2690543A1 (zh)
WO (1) WO2008151439A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT6145B (lt) 2014-04-14 2015-04-27 Uab "Biocentras" TERAPINĖ ß-GLIUKANŲ KOMPOZICIJA, MODULIUOJANTI ŽMOGAUS IMUNINĘ SISTEMĄ IR INICIJUOJANTI VĖŽINIŲ LĄSTELIŲ ARDYMĄ
CA2950501C (en) 2014-07-21 2022-08-09 Nestec S.A. Nutritional products to promote safe swallowing for individuals with dysphagia
GB201501799D0 (en) * 2015-02-03 2015-03-18 Tate & Lyle Sweden Ab Methods of producing liquid compositions
WO2022155730A1 (en) * 2021-01-19 2022-07-28 Thavaratnam Vasanthan Process for refining plant protein

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3950543A (en) * 1970-06-05 1976-04-13 United Nations Childrens' Fund Process for making foods and feeds
US3912590A (en) * 1973-01-03 1975-10-14 Novo Industri As Procedure for liquefying starch
US4211801A (en) * 1975-06-17 1980-07-08 Du Pont Of Canada Limited Process for the treatment of comminuted oats
US4018936A (en) * 1975-10-16 1977-04-19 Grain Processing Corporation Gluten treatment
GB1552012A (en) * 1975-12-16 1979-09-05 Du Pont Canada Process for the treatment of comminuted oats
US4431674A (en) * 1983-01-20 1984-02-14 General Foods Corporation Enzyme-saccharified all natural, ready-to-eat cereal derived from whole cereal grain
US4804545A (en) * 1984-08-10 1989-02-14 Barco, Inc. Production of beta-glucan, bran, protein, oil and maltose syrup from waxy barley
US5013561A (en) * 1984-08-10 1991-05-07 Barco, Inc. Process for recovery of products from waxy barley
US5312636A (en) * 1987-08-12 1994-05-17 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Process for fractioning crop into industrial raw material
FI85796C (fi) * 1989-01-06 1992-06-10 Alko Ab Oy Foerfarande foer framstaellning av en beta-glukananrikad spannmaolsfiber.
US5183677A (en) * 1989-01-06 1993-02-02 Oy Alko Ab Beta-glucane enriched alimentary fiber
US5063078A (en) * 1989-11-16 1991-11-05 General Mills, Inc. Method of dry milling and preparing high soluble fiber barley fraction
US4996063A (en) * 1989-06-30 1991-02-26 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Method for making a soluble dietary fiber composition from oats
US5061497A (en) * 1989-09-11 1991-10-29 Clovis Grain Processing, Ltd. Process for the co-production of ethanol and an improved human food product from cereal grains
CA2013190C (en) * 1990-03-27 2000-06-06 F. William Collins Method of producing stable bran and flour products from cereal grains
US5458893A (en) * 1992-03-06 1995-10-17 The Quaker Oats Company Process for treating water-soluble dietary fiber with beta-glucanase
US5312739A (en) * 1992-05-28 1994-05-17 National Science Council Production of high-maltose syrup and high-protein byproduct from materials that contain starch and protein by enzymatic process
JPH06121693A (ja) * 1992-08-25 1994-05-06 Akebono Brake Res & Dev Center Ltd 高重合度オリゴ糖の製造法
FI94015C (fi) * 1993-06-04 1995-07-10 Exavena Oy Menetelmä liukoisen ravintokuidun rikastamiseksi
US5518710A (en) * 1994-01-11 1996-05-21 University Of Saskatchewan Methods for extracting cereal β-glucans
US5512287A (en) * 1994-05-12 1996-04-30 Centennial Foods, Inc. Production of β-glucan and β-glucan product
US5614242A (en) * 1995-09-27 1997-03-25 Barkley Seed, Inc. Food ingredients derived from viscous barley grain and the process of making
ATE256472T1 (de) * 1996-09-25 2004-01-15 Gracelinc Ltd Beta-glukan produkte und deren extraktionsverfahren aus cerealien
US6197952B1 (en) * 1996-12-18 2001-03-06 Barkley Seed, Inc. Long chained beta glucan isolates derived from viscous barley grain, and the process of making
US6284886B1 (en) * 1998-05-27 2001-09-04 Ceapro Inc Cereal beta glucan compositions and methods of Formulation
AU6261999A (en) * 1998-09-25 2000-04-17 Collaborative Group, Ltd., The Very high molecular weight beta-glucans
US6083547A (en) * 1999-01-14 2000-07-04 Conagra, Inc. Method for obtaining a high beta-glucan barley fraction
US6323338B1 (en) * 1999-02-17 2001-11-27 Nurture, Inc. Method for concentrating β-glucan
US6113908A (en) * 1999-03-22 2000-09-05 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Agriculture Methods for processing oat groats and products thereof
ES2233394T3 (es) * 1999-05-06 2005-06-16 Ceapro Inc. Composiciones que contienen avenantramida de extractos de avena.
AU3623601A (en) * 2000-02-07 2001-08-14 Granate Seed Ltd Process for extraction of beta-glucan from cereals and products obtained therefrom
CA2345606A1 (en) * 2000-09-27 2002-03-27 The Governors Of The University Of Alberta Grain fractionation
DE60222802T2 (de) * 2001-12-11 2008-07-10 Ceapro Inc., Edmonton Zusammensetzungen auf der basis von beta glukan aus getreiden, verfahren zur herstellung und verwendungen
US6835558B2 (en) * 2002-02-04 2004-12-28 General Mills, Inc. Beta-glucan compositions and process therefore
CA2423711A1 (en) * 2003-03-27 2004-09-27 The Governors Of The University Of Alberta Preparation of high viscosity beta-glucan concentrates
PT1622627E (pt) * 2003-05-02 2013-06-04 Ceapro Inc Composições farmacêuticas que compreendem um (1-3)(1-4) glucano de cereal
US20060121131A1 (en) * 2003-05-02 2006-06-08 Ceapro Inc. Pharmaceutical compositions comprising cereal beta (1-3) beta (1-4) glucan
US20060251590A1 (en) * 2003-06-10 2006-11-09 Ceapro Inc. Oral cereal beta glucan compositions
CN100595587C (zh) * 2003-08-13 2010-03-24 希普洛有限公司 Ⅱ型糖尿病和葡糖耐量减退的诊断组合物和使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008151439A1 (en) 2008-12-18
JP2010528668A (ja) 2010-08-26
EP2158224A4 (en) 2012-02-01
EP2158224A1 (en) 2010-03-03
AU2008261526A1 (en) 2008-12-18
US20080311243A1 (en) 2008-12-18
CA2690543A1 (en) 2008-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Granfeldt et al. Glucose and insulin responses to barley products: influence of food structure and amylose-amylopectin ratio
EP0088498B1 (en) Processing aqueous treated cereals
US6962722B2 (en) High protein corn product production and use
Glitsø et al. Milling of whole grain rye to obtain fractions with different dietary fibre characteristics
Numfor et al. Physicochemical changes in cassava starch and flour associated with fermentation: effect on textural properties
Steinmacher et al. Bioconversion of brewer’s spent grains by reactive extrusion and their application in bread-making
CN102316751B (zh) 由谷物或谷物副流酶促产生寡糖
Rosicka-Kaczmarek et al. The influence of arabinoxylans on the quality of grain industry products
CA2438270A1 (en) Process for the fractionation of cereal brans
WO2005074704A1 (en) Protein concentrate and an aqueous stream containing water-soluble carbohydrates
Wronkowska Wet‐milling of cereals
Verbruggen et al. Water-unextractable cell wall material from sorghum: isolation and characterization
EP2168445A1 (en) Method for the treatment of bran for the obtention of a dietary fibre composition having an increased content of soluble fibre and the use of said composition in functional food products
Skendi et al. Recovery of high added-value compounds from brewing and distillate processing by-products
CN107105679A (zh) 酶促麸和胚芽风味以及质构改进
CN101772518A (zh) 高粘度β-葡聚糖产物及制备方法
NL8204924A (nl) Verbeteringen in en met betrekking tot een enzym voor de ontleding van een koolhydraat met groot molecuulgewicht, het geisoleerde koolhydraat met groot molecuulgewicht, een werkwijze voor het selecteren van een microoerganisme, dat een dergelijk enzym voortbrengt en een werkwijze voor de bereiding van een dergelijk enzym.
Jackson et al. Corn wet milling: separation chemistry and technology
Trogh et al. Isolation and characterization of water‐extractable arabinoxylan from hull‐less barley flours
Rosicka-Kaczmarek et al. The Functionality of wheat starch
Pérez‐Carrillo et al. Cell wall degrading enzymes and proteases improve starch yields of sorghum and maize
CN104797605A (zh) 涉及脱糠技术的用于由谷物粒制备戊糖和基于戊糖的可溶性寡糖/多糖的方法
WO1992007474A1 (en) High fiber and low ash cereal fibers
RU2611180C1 (ru) Способ производства ферментированного продукта из зерновой культуры, содержащего пищевые волокна
Abu-Ghannam et al. Biotechnological, food, and health care applications

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100707