CN104780987B - 提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产甘蔗衍生提取物的工艺，该工艺包括：i）将甘蔗衍生产品与乙醇混合以生产提取混合物，该提取混合物包括至少约50%v/v乙醇；ii）允许沉淀物形成在提取混合物中；iii）从提取混合物中除去沉淀物以得到上清液；和iv）从上清液中除去乙醇以生产甘蔗衍生提取物。本发明还涉及根据本发明的工艺所生产的提取物。本发明还涉及这种提取物在降低食品或饮料的可用热值的方法中的用途、在治疗或预防疾病的用途、和作为营养补剂、膳食补充剂、运动营养产品、食品涂层或药物产品的用途。

Description

提取方法
技术领域
本发明涉及从甘蔗中获得的提取物和随后的加工流（例如，粗糖、糖蜜、甘蔗渣、磨泥和夹杂物）。本发明还涉及用于生产提取物的工艺。本发明还涉及提取物降低食品或饮料的可用热值和/或血糖指数的用途，和提取物在治疗或预防诸如糖尿病和代谢综合征之类的疾病以及包括但不限于炎症在内的潜在症状的方法中的用途。
背景技术
机械化收割后，甘蔗被运送至初磨机并在齿形辊之间被粉碎。然后，粉碎后的甘蔗被压榨来提取粗糖汁，而甘蔗渣（剩余的纤维材料）则用作燃料。然后，将粗汁被加热至其沸点以提取任何杂质，然后加入石灰和漂白剂并且除去磨泥。粗汁在真空下被进一步加热以浓缩并提高白利糖度值。浓缩后的糖浆放入晶种以产生块状糖晶体和称为糖蜜的稠糖浆。两者通过离心分离并且收集糖蜜废流用作低级动物饲料。糖精制过程由此产生大量的产品，包括粗汁、甘蔗渣（bagasse）、磨泥，澄清的汁、糖蜜、残滓（dunder）和糖晶体。当在受控条件下发酵糖或糖蜜以生产乙醇时，就产生了残滓。
来自上述过程的块状糖晶体被进一步精制来生产许多可商业途径获得的糖产品。例如，进一步精制可以包括：使块状糖晶体与热浓缩糖浆混合以软化晶体上的外层。然后，晶体通过离心回收并且随后溶解于热水中，该步骤有时称为洗糖。然后，该糖液体通过碳化或磷化（phosfloatation）、过滤、脱色和然后放入精细糖晶体晶种来纯化。一旦晶体已经生长到所需尺寸，则通过离心从糖浆中分离晶体，然后干燥，分级并包装。可以重复若干次从糖液体中回收糖晶体。所有的糖晶体被回收之后剩下的深色糖浆也被称为精制的糖蜜。
糖蜜和糖精制过程的其它产物，特别是稠糖浆和汁，是复杂的物质混合物。通常，它们难以进一步精制并且组合物中常常含有损害标准分离材料的物质。糖蜜和其他稠糖浆和汁通常包括多酚、多糖、类黄酮、肽和蛋白质、矿物质、有机酸和单糖和二糖。在处理期间也形成了复杂聚合物（例如，蛋白黑素）。
重点考虑到初级糖碾磨操作是为了最大程度地增加提取物和提高蔗糖的回收率。类似地，炼糖厂重点考虑到处理初级碾磨糖是为了改善蔗糖纯度。乙醇已经用于从诸如糖蜜之类的废流中回收蔗糖（US 1,730,473）并且除去杂质（US 4,116,712；US 2,000,202）。乙醇也已经用于从残滓中分离单独的多酚，包括麦黄酮、木犀草素或芹菜素（WO 2004/014159）。在该现有技术工艺中，乙醇首先用在粗清理步骤以碰撞掉杂质，然后作为溶剂混合物的一部分来色谱分离包含特定多酚在内的级分（fraction）。
自从二十世纪早期，糖蜜、金色糖浆和糖稀已经作为健康食品被使用，并且已经宣称它们是许多疾病的良好疗法或治疗。最近的证据表明包含在甘蔗精制过程的产物中的新型甘蔗植物化学物质降低血糖指数（GI）并且因此降低肥胖症和糖尿病的风险。然而，含有高分子量着色剂的这些甘蔗衍生产品的强烈味道使它们对许多人而言是不适口的，而且糖稀和糖蜜的高粘度使它们难以处理和不稳定用于掺入其他食品。甘蔗精制的其它产物（诸如甘蔗渣和磨泥）已知包括潜在有用的物质，但它们至今难以处理的性质和不稳定性已经意味着它们通常作为废物被丢弃。
含有分离的多酚的甘蔗衍生提取物先前已经生产，但不如甘蔗衍生产品的复杂的多酚和类黄酮的混合物一样有效。含有多酚和类黄酮的混合物的甘蔗衍生提取物先前已经生产，但颜色暗和味道苦，从而降低了添加有它们的最终食品或饮料的适口性和/或外观。因此，人们希望开发出一种改进的提取方法，该改进的提取方法使甘蔗衍生提取物中的多酚的浓度提高、颜色变浅和苦味降低以避免与已知的提取物相关联的适口性问题。与当前供给品相比，具有这些改进的性质的提取物将会在食品、保健品和药品中得到更广泛的应用。
发明内容
本发明人已经研发出一种用于生产甘蔗衍生提取物的工艺，该甘蔗衍生提取物包括更多功能上有效的量的多酚和/或类黄酮并且味道改进、颜色变浅和多糖含量降低。本发明的提取物被认为是提供一种多酚和在现有技术中没有预见到的其它组分的协同组合。因此，提取物可以以更少的量加回到食品或饮料，而不明显地影响产品的味道和/或颜色。
因此，在一个方面中，本发明提供了一种用于生产甘蔗衍生提取物的工艺，该工艺包括：
i）将甘蔗衍生产品与乙醇混合以生产提取混合物，该提取混合物包括至少约50 %v/v乙醇；
ii）允许沉淀物形成在提取混合物中；
iii）从提取混合物中除去沉淀物以得到上清液；和
iv）从上清液中除去乙醇以生产甘蔗衍生提取物。
提取物可以为粉末，包括冷冻干燥粉末或脱水粉末。优选地，提取物为液体提取物，更优选地，为水提取物。
在一个实施例中，该工艺还可以包括：
i）将甘蔗衍生产品与乙醇混合以生产初步提取混合物（例如，包括至少约25 % v/v乙醇）；
ii）允许沉淀物形成在初步提取混合物中；和
iii）从初步提取混合物中除去沉淀物以得到初步上清液。
然后，可以对初步上清液进行上述本发明的工艺。
对本领域技术人员来说，显而易见的是，可以使用异丙醇代替乙醇。对本领域技术人员来说，还显而易见的是，也可以使用任何适当的食品级极性溶剂代替乙醇。适当的食品级极性溶剂包括丁醇、丙酮、乙酸乙酯和/或乙酸丙酯。
在一种实施例中，该工艺还包括：从提取物中除去水（优选地在真空下通过蒸发），以生产水提取物，该水提取物具有约65°Bx（白利糖度）。
来自甘蔗碾磨或精制过程中的任意适当的废品可以在本发明的工艺中用作甘蔗衍生产品。在一个实施例中，甘蔗衍生产品选自糖蜜、甘蔗渣、初榨汁、磨泥、澄清的糖汁、澄清的糖浆、糖稀、金色糖浆、夹杂物、甘蔗剥离物（cane stripping）和/或残滓（dunder）。
在一个特定的实施例中，甘蔗衍生产品为糖蜜或残滓，优选糖蜜。
本领域技术人员将理解的是，在一些实例中，甘蔗衍生产品与水混合以便使甘蔗产品和乙醇能够有效和/或均匀混合，以形成提取混合物。因此，在一个实施例中，甘蔗衍生产品包括水和选自糖蜜、甘蔗渣、初榨汁、磨泥、澄清的糖汁、澄清的糖浆、糖稀、金色糖浆、夹杂物、甘蔗剥离物和/或残滓的产物的混合物。
在甘蔗衍生产品包括固体组分的实例中，可能需要在混合甘蔗衍生产品和乙醇以形成提取混合物之前，首先掺混或均化甘蔗衍生产品。因此，在另一个实施例中，甘蔗衍生产品为与水掺混或均化的甘蔗渣、夹杂物和/或甘蔗剥离物。
本领域技术人员能够容易地确定适当的时间段，用于允许沉淀物形成在反应混合物中。在一个实施例中，在除去沉淀物之前，允许该沉淀物形成约10分钟至约24小时。
在一个实施例中，通过过滤、离心和/或通过允许沉淀物沉淀从提取混合物中除去该沉淀物。
在另一个实施例中，提取混合物的温度保持在约20 ℃至约30 ℃。
在再一个实施例中，在真空下通过蒸发从上清液中除去乙醇。
在一个实施例中，该工艺是分批执行的。在可选实施例中，该工艺以连续流动的方式执行。
在另一个实施例中，该工艺还包括：对上清液进行膜过滤和/或离子交换、疏水或尺寸排阻色谱并且收集一种或多种含有黄酮和/或多酚的级分以生产甘蔗衍生提取物。
优选地，甘蔗衍生提取物包括类黄酮和/或多酚的混合物。更优选地，提取物还包括与类黄酮和/或多酚一起存在于甘蔗中的组分，该组分包括矿物质、维生素、碳水化合物、有机酸和/或纤维。更优选地，提取物包括作为三萜苷元（aglycone）和低聚糖链（glycones）的类黄酮和/或多酚的混合物。
在一个实施例中，对上清液进行尺寸排阻膜过滤或尺寸排阻色谱。
在另一个实施例中，该工艺还包括：对上清液进行离子交换色谱、疏水相互作用色谱、液相色谱-质谱（LCMS）和/或基质辅助激光解吸/电离-飞行时间（MALDI-TOF）以生产提取物，优选疏水相互作用色谱。
在一个实施例中，该工艺还包括：在食品级树脂上对上清液进行疏水相互作用色谱，优选FPX66或类似等级。
在本发明的工艺的一个实施例中，提取混合物包括约70 %至约85 %乙醇。
在一个实施例中，提取物包括麦黄酮、芹菜素、木犀草素、咖啡酸、羟基肉桂酸、芥子酸、及其衍生物中的一种或多种。
在一个实施例中，当与现有技术的组合物相比较时，通过本发明的工艺所生产的提取物中每单位浓度的多酚的颜色减少。该提取物的颜色可以通过测量上清液在420 nm处的吸光度进行分析。优选地，上清液在420 nm处的吸光度为约800豪吸收（milliabsorbance）单位至约140豪吸收（m AU）单位。提取物的颜色也可以使用ICUMSA协议进行分析。
在另一方面中，本发明提供了一种通过本发明的工艺生产的提取物。
在一个实施例中，通过本发明的工艺生产的提取物包括至少25 mg/ml类黄酮和/或至少25 mg/ml多酚。
在一个特定实施例中，通过本发明的工艺生产的提取物包括麦黄酮、芹菜素、木犀草素、咖啡酸、羟基肉桂酸、芥子酸、及其衍生物中的一种或多种。
在一个实施例中，通过本发明的工艺生产的提取物具有α-葡萄糖苷酶抑制活性和/或α-淀粉酶抑制活性。
在一个实施例中，通过本发明的工艺生产的提取物具有抗炎活性。
在一个实施例中，通过本发明的工艺生产的提取物具有热值降低特性和/或活性，这就延缓了碳水化合物，尤其是单糖从肠道进入血液的通量。可选地，提取物还具有血糖指数降低特性。
在又一方面中，本发明提供了甘蔗衍生提取物，其中，该提取物包括至少25 mg/ml类黄酮、和/或至少25 mg/ml多酚。
在一个实施例中，甘蔗衍生提取物包括麦黄酮、芹菜素、木犀草素、咖啡酸、羟基肉桂酸、芥子酸、及其衍生物中的一种或多种。
在另一个实施例中，甘蔗衍生提取物具有α-葡萄糖苷酶抑制活性和/或α-淀粉酶抑制活性。
在一个实施例中，甘蔗衍生提取物具有抗炎活性。
在一个实施例中，甘蔗衍生提取物具有热值降低特性和/或活性，这就延缓了碳水化合物，尤其是单糖从肠道进入血液的通量。可选地，提取物还具有血糖指数降低特性。
在另一方面中，本发明提供了一种组合物，该组合物包括本发明的提取物。
在一个实施例中，该组合物为营养制剂、膳食补充剂、运动营养产品、食品涂层或药物组合物。优选地，该组合物为膳食补充剂或药物组合物。
在另一实施例中，该组合物可以包括一种或多种其它活性成分。活性成分可以包括但不限于岩藻多糖（fucoidan）和阿卡波糖（arcabose）。据信这种组合可能具有协同效应。
在另一方面中，本发明提供了一种食品或饮料，该食品或饮料包括本发明的提取物或本发明的组合物。
在一个实施例中，该食品或饮料选自烘焙产品、结晶糖、糖果、谷类早餐食品、天然来源纤维、化学来源纤维、乳制品、软饮料、水、咖啡、可可、茶、或酒精饮料。
在另一实施例中，该食品或饮料为软饮料，该软饮料选自含有果汁的饮料和碳酸软饮料。
在另一方面中，本发明提供了一种降低食品或饮料的血糖指数的方法，该方法包括：将本发明的提取物、和/或本发明的组合物添加到食品或饮料。
在另一方面中，本发明提供了一种降低食品或饮料的可用热值的方法，该方法包括：将本发明的提取物、和/或本发明的组合物添加到该食品或饮料。此外，或另选地，该方法包括：在消耗食品或饮料之前、同时、或之后，对受试者施用本发明的组合物。
在一个实施例中，食品或饮料选自烘焙食品、结晶糖、糖果、谷类早餐食品、天然来源纤维、化学来源纤维、乳制品、软饮料、水、咖啡、可可、茶、或酒精饮料。
在一个特定的实施例中，该食品为结晶糖。
在另一方面中，本发明提供了一种治疗或预防受试者疾病的方法，该方法包括：对受试者施用本发明的提取物、本发明的组合物、和/或本发明的食品或饮料。
在一个实施例中，所治疗或预防的疾病为糖尿病和/或代谢综合征。在一个特定的实施例中，糖尿病为II型糖尿病。在另一个实施例中，糖尿病为I型糖尿病。
在另一方面中，本发明提供了本发明的提取物、本发明的组合物、和/或本发明的食品或饮料，用于治疗或预防疾病。
在另一方面中，本发明提供了本发明提取物、本发明的组合物、和/或本发明的食品或饮料在制造用于治疗或预防疾病的药物中的用途。
显而易见的是，本发明的一个方面的优选特征和特点可适用于本发明的许多其它方面。
在本说明书中，术语“包括（comprise）”、或诸如“包括（comprises）”或“包括（comprising）”之类的变体可以理解为意指包括所陈述的要素、整数或步骤，或要素组、整数组或步骤组，但并不排除任何其它要素、整数或步骤，或者要素组、整数组或步骤组。
下文通过以下非限制性实施例并参照附图对本发明进行描述。
附图说明
图1为乙醇上清液样品中的多酚、麦黄酮和颜色（420 nm处）的分析。样品1为0 %乙醇，样品2为50 %乙醇，样品3为66 %乙醇，样品4为75 %乙醇，样品5为80 %乙醇，样品6为83%乙醇，样品7为86 %乙醇。
图2 是葡糖苷酶对岩藻多糖（对照）、残滓（样品6）和糖蜜（样品3）的抑制百分比对log 1.4 g/ml的曲线图。
图3是PGE2对阿司匹林（对照）、布洛芬（对照）、残滓（样品6）和糖蜜（样品3）的抑制百分比的对比图。
图4是（a）样品1；（b）样品2；（c）样品3；（d）样品4；（e）样品5；（f）样品6；（g）各保留时间时的酚类物质；和（h）各保留时间时的类黄酮的HPLC光谱。
图5是多酚（PP）回收百分比对乙醇除去百分比和颜色除去百分比对糖蜜原料样品的乙醇百分比的曲线图，该糖蜜原料样品的白利糖度为25和48。x轴为乙醇；y轴=多酚回收百分比和颜色除去百分比。
图6是根据本发明的生产标准化的提取物的提取方法的流程图。
具体实施方式
通用技术和定义
除非另有具体说明，否则本文使用的所有科技术语均应具有本领域（例如化学、生物化学、食品和营养科学、细胞培养、分子生物学、免疫学）普通技术人员通常理解的含义。
除非另外指出，在本发明中使用的重组蛋白、细胞培养和免疫技术均为标准程序，这些技术对于本领域技术人员来说是已知的。这些技术在以下来源的文献中有描述和解释，诸如J. Perbal，A Practical Guide to Molecular Cloning （分子克隆的实践指南），JohnWiley和Sons（约翰威立）（1984）；J. Sambrook等人，Molecular Cloning: ALaboratory Manual（分子克隆：实验室指南），3rd edn（第3版），Cold Spring HarbourLaboratory Press（冷泉港实验室出版社）（2001）；R. Scopes，Protein Purification-Principals and Practice （蛋白质提纯-主体和实践），3rd edn（第3版），Springer（施普林格）（1994）；T.A. Brown（编者），Essential Molecular Biology: A PracticalApproach（基础分子生物学：实用方法），Volumes 1 and 2（第1卷和第2卷），IRL Press（IRL出版社）（1991）；D-M. Glover和B.D. Hames（编者），DNA Cloning: A Practical Approach（DNA克隆：实用方法），Volumes 1-4（第1-4卷），IRLPress（IRL出版社）（1995和1996）；和F.M. Ausubel等人（编者），Current Protocols in Molecular Biology（精编分子生物学的实验指南），Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience（1988，包括到目前为止的所有更新），Ed Harlow和David Lane（编者）Antibodies: A LaboratoryManual（抗体：实验室指南），Cold Spring Harbour Laboratory Press（冷泉港实验室出版社）（1988）；和J.E. Coligan等人（编者），Current Protocols in Immunology（精编免疫学的实验指南），JohnWiley&Sons（约翰威立）（包括到目前为止的所有更新）。
本文所用的“施用”应被广泛地解释并且包括：对受试者施用提取物或包括如本文描述的提取物的组合物以及向细胞提供提取物或包括如本文描述的提取物的组合物。
如本文所用，术语“治疗（treating）”、“治疗（treat）”或“治疗(treatment)”包括：施用治疗有效量的提取物或治疗有效量的包括如本文所述的提取物的组合物，从而足以减少或延迟指定疾病的发作或发展、或者减少或消除该疾病的至少一种症状。
如本文所用，术语“预防（preventing）”、“预防（prevent）”或“预防（prevention）”包括：施用治疗有效量的提取物或治疗有效量的包括提取物的组合物，从而足以阻止或阻碍指定疾病的至少一种症状的发展。
本文所用的术语“大约”是指指定值的+/-5 %的范围。
本文所用的术语“膳食补充剂”应被广泛地解释并且是指一种制品或制剂，该制品或制剂被添加到或以其它方式包含在受试者的正常饮食中，并且除了正常饮食之外还存在。在消费食品或饮料之前、同时、或之后，可以对受试者施用膳食补充剂。
用于生产甘蔗衍生提取物的工艺
用于提取过程的原料
机械化收割后，甘蔗被运送至初磨机并在齿形辊之间被粉碎。然后，粉碎后的甘蔗被压榨来提取粗糖汁，而甘蔗渣（剩余的纤维材料）则用作燃料。然后，将粗汁被加热至其沸点以提取任何杂质，然后加入石灰和漂白剂并且除去磨泥。粗汁在真空下被进一步加热以浓缩并提高白利糖度值。浓缩后的糖浆放入晶种以产生块状糖晶体和称为糖蜜的稠糖浆。两者通过离心分离并且通常收集糖蜜废流用作低级动物饲料。
根据本发明的工艺生产的提取物可以衍生自任意甘蔗衍生产品，包括在甘蔗碾磨过程、甘蔗精制过程和使用甘蔗产品的其他过程中产生的那些。
因此，本文使用的术语“甘蔗衍生产品”是指甘蔗碾磨和精制过程中的产品，包括糖蜜、甘蔗渣、初榨汁、磨泥、澄清的糖汁、澄清的糖浆、糖稀、金色糖浆、夹杂物、甘蔗剥离物、生长锥（growing tip）、果肉和残滓。这些甘蔗衍生产品包括复杂的物质混合物，该物质包括类黄酮、黄酮、和多酚（Duarte-Almeida等人，2006；Colombo等人，2006；Payet等人，2006；US 2012/0115941）以及植物甾醇、寡糖、多糖、单糖和二糖、有机酸（例如顺式乌头酸和反式乌头酸）、肽和蛋白质。这些组分的类型和数量在不同甘蔗衍生产品之间变化。例如，糖蜜包括单糖和二糖，而残滓几乎不含糖组分。与味道苦并不太适口的残滓衍生提取物相比，这改善了糖蜜衍生提取物的适口性。与残滓相比，这也影响例如糖蜜衍生提取物中多酚的组成。糖蜜包括多酚，该多酚链接到单糖、二糖和多糖和纤维素物质和半纤维素物质（诸如木酚素等）的碳水化合物主链。因此，糖蜜和残滓中的多酚的组成不同。含有化合物（诸如多酚和类黄酮）的提取物可以用于生产例如功能性食品和饮料以及营养补充剂，该提取物提取自甘蔗衍生产品。有利地，与分离的组分的提取物（诸如麦黄酮、木犀草素或芹菜素、或合成化合物的组合）相比，包括复杂的物质混合物的提取物显示了改进的特点。因此，根据本发明的提取物可以包括麦黄酮、芹菜素、木犀草素、咖啡酸、羟基肉桂酸、芥子酸、及其衍生物中的一种或多种。据信，天然生物混合物可以具有协同效应，并且可以优于合成或单独分离的天然产物。
在本发明的工艺中，甘蔗衍生产品用作原料并与乙醇混合以形成提取混合物。乙醇用来提取类黄酮和/或多酚的混合物。相反，现有技术在提取蔗糖过程中或在分离单个多酚期间使用乙醇来碰撞掉杂质（WO 2004/014159）。本领域技术人员将理解，为了便于提取类黄酮和/或多酚的混合物，可能需要控制原料与乙醇的混合速率以及混合程度（即均匀性）。
本领域技术人员将理解的是，为了便于混合甘蔗衍生产品和乙醇，甘蔗衍生产品可能需要与液体（通常是水）混合，和/或被加热以便达到所需粘度。作为示例，糖蜜在室温下是粘性的，并且因此，除非调整糖蜜的粘度，否则糖蜜和乙醇的混合可能难以一致、有效、或均匀地实现。在本发明的实施例中，其中，甘蔗衍生产品是糖蜜，例如，糖蜜可以与水以糖蜜与水的比例为约75：25至约25：75下混合。在一个实施例中，糖蜜与水的比例为约50：50。
要么与水混合，要么不与水混合的甘蔗衍生产品可以被加热来降低粘度。例如，甘蔗衍生产品可以被加热至约25 ℃至约60 ℃，更优选地，约25 ℃至约40 ℃，更优选地，约26 ℃至约30 ℃。
对于包括固体材料（诸如甘蔗渣、夹杂物和甘蔗剥离物）的甘蔗衍生产品，理想的是产品在与乙醇混合以形成提取混合物之前，首先与水掺混或均化。本领域技术人员可以容易地确定与甘蔗衍生产品混合或均化的水的用量，以便实现具有适当的粘稠度用于与乙醇混合来形成提取混合物的甘蔗衍生产品。
优选地，甘蔗衍生产品的粘度将小于或等于约100厘泊，更优选地，约50厘泊至约100厘泊。
糖蜜的高粘度是由于高总固体（尤其是可溶性碳水化合物）并且这通常通过测定白利糖度来测量。优选地，甘蔗衍生产品将具有约20白利糖度至50白利糖度。具有高白利糖度的原料（>50 °）以不同的方式起作用，来通过提高乙醇的水平降低原料相对于多酚和颜色的分离的白利糖度（<30 °）。该观察在小规模分离工艺和大规模分离工艺这两者中均至关重要。
在本发明的工艺中，还希望的是，在提取混合物中避免出现pH的极端。极端pH可能对提取混合物的组分产生不利影响。因此，在一个实施例中，提取混合物的pH约为pH 4至pH7.5。
根据本发明的工艺获得的提取物可以在无需进一步纯化的情况下使用。可选地，可以对提取物进行提纯，优选疏水作用色谱。该纯化步骤除去杂质（诸如有助于提取物的颜色的颜料）。相反，现有技术使用色谱来分离单个多酚的级分（WO 2004/014159）。
向甘蔗衍生产品添加乙醇
为了提取诸如多酚和类黄酮之类的化合物，甘蔗衍生产品与乙醇混合来形成提取混合物。本发明人发现，生产包括至少50 % v/v乙醇的提取混合物导致形成在反应混合物中的沉淀物增加。一旦除去沉淀物，与由包括小于50 % v/v乙醇的提取混合物制备的上清液相比，保留的上清液的颜色有利地减少和苦味降低。
此外，本发明人发现，一旦已经除去沉淀物，增加乙醇在提取混合物中的浓度超过50 % v/v就会导致所保留的上清液的颜色进一步减少（图1）。因此，在一个实施例中，提取混合物包括至少50 % v/v乙醇。在另一个实施例中，提取混合物包括至少51 % v/v、52 %v/v、53 % v/v、54 % v/v、55 % v/v、56 % v/v、57 % v/v、58 % v/v、59 % v/v、60 % v/v、65 % v/v、70 % v/v或75 % v/v乙醇、或至少80 % v/v、81 % v/v、82 % v/v、83 % v/v、84% v/v或85 % v/v乙醇。
本发明人已经发现，乙醇在提取混合物中用于在最小化多酚的减少的同时除去颜色的最佳浓度为约75 % v/v到约85 % v/v。因此，在一个实施例中，提取混合物包括约75 %v/v至85 % v/v乙醇。在另一个实施例中，提取混合物包括约83 % v/v乙醇。
本发明人还发现，尽管使用包括约70 % v/v乙醇的反应混合物大体上实现了颜色脱除，但是包括约80 % v/v至约83 % v/v乙醇的提取混合物产生了稳定的提取物并且在6个月内无沉淀物产生。因此，在根据本发明的工艺的一个实施例中，提取混合物包括约80 %v/v至约83 % v/v乙醇。
沉淀物和乙醇的除去
在提取混合物中形成沉淀物之后，可以通过本领域中已知的任意适当的方法将沉淀物从混合物中除去。例如，可以通过离心除去沉淀物并且得到上清液。另选地，例如，可以允许沉淀物静置足够长的时间，从而在留下沉淀物的同时，允许获得上清液（诸如在重力下通过沉降）。本领域技术人员将理解，诸如过滤之类的其它技术可以单独使用或与离心或沉降组合使用，以便生产甘蔗衍生提取物。
一旦已经获得上清液，就使用本领域中已知的技术除去乙醇。作为非限制性示例，可以通过蒸发将乙醇从上清液中除去（诸如通过使用具有加热浴的旋转蒸发器，该加热浴的温度为约45 ℃或更高）。在一些实例中，还可能希望的是，进一步从上清液中除去水来获得水提取物，该水提取物具有约64 °Bx至65 °Bx（白利糖度）。
多提取工艺
在本发明的工艺的一个实施例中，该工艺包括多次提取。
在初步提取中，甘蔗衍生产品与乙醇混合以产生初步提取混合物（例如，包括至少约25 % v/v乙醇），允许沉淀物形成在初步提取混合物中并且从初步提取混合物中除去沉淀物以得到初步上清液。
然后，在进一步的提取中，初步上清液与乙醇混合以产生包括至少约50 % v/v乙醇的进一步提取混合物，允许沉淀物形成在进一步提取混合物中，从进一步提取混合物中除去沉淀物以得到进一步上清液并且从进一步上清液中除去乙醇以产生甘蔗衍生提取物。进一步地，可以将乙醇添加到50 %提取物上清液至乙醇水平介于75 %乙醇和83 %乙醇之间。进一步沉淀物形成并能够被回收。上清液可以成为最终提取物。
提取物的分级（fractionation）
在本发明的工艺的一个实施例中，对包括乙醇的上清液、或乙醇已经被除去的提取物进行分级以生产甘蔗衍生提取物。作为非限制性示例，可以对上清液或提取物进行膜过滤、尺寸排阻色谱、离子交换色谱、和/或疏水相互作用色谱。
在本领域中已知有用于基于尺寸分离化合物的若干种技术。例如，在本领域中已知的是，属于特定分子量范围的上清液或提取物的组分可以通过诸如凝胶渗透色谱或超滤之类的尺寸排阻处理方法来分离。
上清液或提取物中组分的分离也可以使用色谱技术或诸如离子交换色谱、疏水相互作用色谱之类的技术的组合来实现，诸如例如在XAD上或优选地在诸如FPX66树脂之类的食品级树脂上，这些技术可以通过逐步增加pH或使用适当的溶剂、液相色谱-质谱（LCMS）和/或基质辅助激光解吸/电离-飞行时间（MALDI-TOF）使用分级洗脱来生产提取物。
可以通过标准技术（诸如但不限于微滤、反渗透、凝胶渗透、真空蒸发和冷冻干燥，喷雾干燥和隧道干燥）对上清液或提取物进行进一步处理。
测试提取物的生物活性
可以使用已知的技术和试验来测试根据本发明的甘蔗衍生提取物的生物活性。例如，可以测试根据本发明的提取物的酶活性。作为非限制性示例，可以测试提取物的α-葡萄糖苷酶抑制活性和/或α-淀粉酶抑制活性。
如本领域所已知的，可以使用已知技术来测量α-葡萄糖苷酶抑制活性作为测试样品的防止酵母（酿酒酵母）α-葡糖苷酶水解4-甲基伞形酮-α-D-吡喃葡萄糖苷酶的能力。如本领域技术人员所理解的，阿卡波糖可以包含在试验中作为阳性对照。
此外，α-淀粉酶抑制活性可以通过样品的降低猪胰淀粉酶水解标记的淀粉的速率的能力来测量（E-11954，分子探针）。如在本领域中所理解的，阿卡波糖可以包括在试验内作为阳性对照。
还可以测试根据本发明的提取物的抗炎活性。作为非限制性示例，可以测试提取物的前列腺素E2（PGE2）活性。如本领域中所已知的，当使用钙离子载体刺激时，PGE2抑制活性可以通过测试样品的抑制PGE2在3T3细胞中产生的能力来测量。如在本领域中所理解的，阿司匹林和布洛芬可以包括在试验中作为阳性对照。
甘蔗衍生提取物的用途
根据本发明的工艺生产的提取物可以广泛用于各种经济上有用的应用。
食品和饮料
在本发明的一个实施例中，通过本发明的工艺生产的提取物被包含在食品或饮料产品中。本领域技术人员可以使用已知技术来制备根据本发明的食品或饮料。这种食品或饮料产品的非限制性示例为烘焙食品、乳类食品和饮料、零食等。因为提取物自身是营养成分，所以提取物在食品或饮料中的用量可以是可变的。
因此，提取物可以用于任何食品或食品产品，诸如但不限于糖，例如结晶糖、蜜饯（confectioneries）、零食（甜味和咸辣味）、含可可的食品、香料、乳制品（包括干酪、黄油、冰淇淋、酸奶和其它乳类涂抹料）；脂基产品，包括人造黄油、涂抹料、蛋黄酱、起酥油、烹饪和油炸用油、和佐料（dressing）；基于谷类的产品和烘焙产品包括面包和意大利面制品，无论这些商品是烹调的、烘焙的还是以其它方式加工的；蜜饯，包括巧克力、糖果、口香糖、甜点、非乳制浇头（non-dairy toppings）、果汁冻、挂糖衣和其它馅料；和其它五花八门的食品产品，包括蛋和蛋制品、诸如汤和预先准备的意大利面制品之类的加工食品。
因此，提取物可以掺入或添加到加工食品，包括但不限于面包、意大利面制品、饼干、沙司、汤、棒、乳制品（例如，牛奶、酸奶、奶酪、冰淇淋）、蛋糕、即食食品和早餐谷物。
此外，提取物可以用于饮料，无论热饮料还是冷饮料包括基于咖啡、茶、可可、谷物、菊苣和其它植物提取物的饮料、酒精或非酒精饮料并且包括可乐和其它碳酸和非碳酸软饮料、果汁、汁饮料、乳基饮料和膳食替代饮料。
提取物还可以添加到食品级成分，诸如可溶性纤维（例如，低聚果糖（oligofructosaccharide））、不溶性纤维（例如，可可豆纤维、甘蔗纤维、燕麦麸）、天然衍生纤维（例如，半纤维素、木素纤维素）、化学衍生纤维（例如，菊粉）、面粉、淀粉、改性淀粉、明胶、或其它食品，以生产一种独特的组合物或成分，该独特的组合物或成分的多酚、类黄酮、和/或其它甘蔗衍生植物化学物质的水平提高。
根据本发明的提取物特别用于提高咖啡产品的活性植物化学物质含量而不增加苦味。烘烤咖啡豆导致开发出了很多想要的咖啡香味。烘烤还导致了咖啡的苦味，这与抗氧化剂、绿原酸内酯和苯基林丹（phenylindanes）水平增加有关。咖啡豆越被烘烤，产生越多的绿原酸内酯和苯基林丹。本发明的提取物可以用来增加咖啡产品中活性植物化学物质（诸如多酚）的水平。
本发明的食品或饮料可以包括附加成分，该附加成分包括口服可摄取的稀释剂或载体。许多口服可摄取的稀释剂或载体在食品科学中是已知的。这些包括但不限于由谷物制成品、水果或蔬菜产品、饮料或饮料浓缩物、碾磨肉制品（ground meat product）或其蔬菜类似物、和任何惰性稀释剂、载体或在药物领域中是已知的赋形剂。
营养补充剂和运动营养产品
根据本发明的工艺生产的提取物可以添加到或包含营养补充剂中。如本文所用，“营养补充剂”为口服可摄取的产品，该产品被消耗以改善活动中的受试者的总体营养、健康、快乐或表现；和/或口服可摄取的产品，该产品向受试者提供其它感知的营养或生物益处。应当理解，营养补充剂可以以浓缩形式来提供，从而允许将营养补充剂添加到食品或饮料制品以允许在合理的食品量内消耗所需量的本发明的提取物。
在一个实施例中，营养补充剂为运动营养产品。因此，提取物可以添加到运动营养产品，作为非限制性示例，该运动营养产品包括运动粉末、运动饮料、能量饮料、预混物、汁、能量棒、能量凝胶、等渗饮料和明胶、基于淀粉的凝胶剂或果胶凝胶剂。
本发明的营养补充剂和运动营养产品可以包括附加成分。在一些实施例中，本发明的提取物中的一个以上的提取物可以包含在相同营养补充剂或运动营养制剂中。其它附加成分包括任意可摄取的产物。优选的附加成分包括但不限于诸如微量营养素（诸如维生素和矿物质）或常量营养物（诸如多不饱和脂肪酸或纤维）之类的其它活性食品补充剂成分。食品添加剂还可以包括可接受的分散剂和悬浮剂、和水。如果需要的话，则也可以包含其它常规营养补充剂。营养补充剂或运动营养产品可以采用多种形式，包括但不限于粉末、液体、片剂、胶囊剂、溶液剂、浓缩物、糖浆剂、混悬剂或分散剂。
低GI产品
血糖指数或GI根据它们对血糖水平的影响来排列碳水化合物。当消耗食品时，GI越低，血糖水平的升高就将会越慢。一些研究显示，通过食用具有较低GI的食物，例如患有糖尿病的人可以降低他们的平均血糖水平。这在降低发展糖尿病相关并发症的风险中是重要的。
为了确定食品的GI等级，在过夜禁食之后，将含有10克至50克的碳水化合物的测量份的食品喂食给至少10个健康人。在接下来的2小时内，间隔15分钟至30分钟通过手刺采集血样。这些血样用来构建两个小时的时间段的血糖反应曲线。计算曲线下面积（AUC）以反映食用测试食品之后血糖水平的总升高。通过测试食品的AUC除以参照食品（通常为葡萄糖或其白色面包）的AUC并且乘以100来计算GI等级（%）。55或更小的GI值被认为是“低”，56-69被认为是“中”并且70上被认为是“高”。
较低的血糖指数建议较低的消化和吸收碳水化合物的速率并且被认为等同于较低的胰岛素需求，更好的长期血糖控制和血脂降低。已经表明许多年内遵循低GI饮食的个体处于发展两种类型的糖尿病和相关疾病（诸如白内障）以及冠心病的显著较低风险。进餐后的高血糖水平或反复血糖“尖峰（spike）”可能通过增加对血管系统的氧化损伤并且经由直接提高胰岛素水平这两者来促进这些疾病的发生。餐后高血糖已经被认为是主要与糖尿病相关联的危险因素，但现在认为其在非糖尿病人群中也呈现出增加动脉粥样硬化和其它疾病的风险。
低GI饮食由于其缓慢消化和吸收引起血糖和胰岛素水平逐渐升高，并且已经显示出改善患有糖尿病（1型和2型）的人的葡萄糖和脂质水平以及因为它们帮助控制食欲并延缓饥饿，所以具有用于体重控制的益处。低GI饮食也降低了胰岛素水平和胰岛素抗性。
因此，根据本发明的工艺生产的提取物可以用于食品或饮料，例如，来降低或减少食品或饮料的GI值。作为示例，液体提取物形式的根据本发明的提取物可以被喷涂到标准糖（无论来自甘蔗还是甜菜）上，以生产低GI糖。液体提取物形式的根据本发明的提取物还可以被喷涂到其它载体（诸如面粉、淀粉、甘蔗渣或纤维）上，从而提高这些食品成分中的多酚和/或类黄酮的水平。
内源和“所吸收的”多酚和其它甘蔗植物化学物质使用纤维来保护这些化合物免受早期肠内代谢变化影响并增加输送到结肠中的特定部位，在这些特定部位中，这些化合物减少炎症和包括涉及肠道癌变或息肉形成的环氧合酶在内的其它疾病过程（Cai等人）。
低可用热值产品
食品或饮料的可用热值涉及当食品或饮料被消化时，可从食品或饮料获得的能量的数量。食品或饮料中的卡路里、以及食品或饮料的GI均有助于食品或饮料的可用热值，该ＧＩ影响消化和吸收的速率。例如，尽管巧克力为低GI食品，但是它含有大量的卡路里，因此具有如由包括弹式量热法在内的常规方法所测定的高可用热值。
根据本发明的工艺生产的提取物可以用于食品或饮料，例如，来降低或减少食品或饮料的可用热值。此外或另选地，本发明的工艺可以用来通过在消耗食品或饮料之前、同时、或之后对受试者施用本发明的组合物来降低或减少食品或饮料的可用热值，该组合物包括膳食补充剂和/或药物组合物。这样，当食品或饮料被消化时，所吸收的碳水化合物的数量则被减少。当食品或饮料被消化时，这有效地减少了可从食品或饮料获得的能量的数量。作为示例，液体提取物形式的根据本发明的提取物可以被喷涂到标准糖（无论来自甘蔗还是甜菜）上，以生产可用热值降低的糖。液体提取物形式的根据本发明的提取物还可以被喷涂到其它载体（诸如面粉、淀粉、甘蔗渣或纤维）上，从而提高这些食品成分中的多酚和/或类黄酮的水平。对于本领域技术人员来说，显而易见的是，粉末（诸如冷冻干燥的粉末或脱水的粉末）可以用来代替液体提取物。
治疗和预防方法
在西方饮食中，膳食卡路里的50 %至70 %来自碳水化合物。大约一半是来自简单糖（葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖和海藻糖），其余来自复合碳水化合物（半纤维素、半乳聚糖、甘露聚糖和淀粉）。除淀粉以外的复合碳水化合物被称为膳食纤维，该膳食纤维可以部分或全部大肠中消化。
膳食碳水化合物的消化是胃肠道中的生理调节过程。该过程中重要的酶包括唾液和胰腺α-淀粉酶和肠道α-葡萄糖苷酶。在口中开始，食品被咀嚼并与唾液α-淀粉酶混合。所释放的淀粉立即开始分解。由于pH的变化，在胃中减缓或停止这种水解过程，而在分泌胰腺α-淀粉酶的十二指肠中重新开始。结果是从淀粉酶中产生麦芽糖和麦芽三糖并且从支链淀粉中产生麦芽糖、麦芽三糖、葡萄糖和糊精。
在二十世纪六十年代和七十年代中，开始辩论关于蔗糖和果糖在糖尿病、肥胖症和心血管疾病中的可能协助作用。通过演示消耗大量的糖和果糖则升高了血脂、葡萄糖、胰岛素和尿酸，许多研究小组建议，糖和果糖增加了糖尿病和心脏病的风险。因此，美国Senate Select Committee on Nutrition推荐个体减少其膳食中的糖的量。
澳大利亚、英国和美国从1980年至2003年的糖消耗的分析表明，人均消耗的精制蔗糖分别下降了23 %、10 %和20 %。在相同时间段内有澳大利亚人的肥胖发病率增加了3倍。当考虑到所有来源的营养性甜味剂（包括高果糖玉米糖浆）时，澳大利亚的人均消耗还是下降（−16 %）和英国的人均消耗还是下降（−5 %），而美国的人均消耗则是增加（+23 %）。这表明，一旦考虑到总能量摄取，则来自蔗糖的能量的人均变化不能解释肥胖发病率的变化。当蔗糖、葡萄糖、或淀粉被替换成每天大于100 g的果糖时，观察到成年人的增重为每周0.44 kg。最新证据说明新型甘蔗植物化学物质降低GI并因此降低肥胖症和糖尿病的风险。
负责分解人体中的碳水化合物的主要酶为α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶并且这些酶中的一种或两种的这种抑制可以导致食品的GI降低。本发明的提取物表现出抑制α-葡糖苷酶和α-淀粉酶在体外的活性，将延迟碳水化合物在体内的吸收，从而降低餐后血糖增加。另外，本发明的提取物能够降低食品或饮料的GI。
因此，通过本发明的工艺生产的提取物用于调节与包括糖尿病和代谢综合征在内的疾病相关联的生物途径。因此，在一个方面中，本发明提供了通过对受试者施用本发明的提取物、本发明的组合物、和/或本发明的食品或饮料来治疗或预防疾病的方法。
组合物和给药
在特定实施例中，本发明提供了组合物，该组合物包括本发明的提取物和适当的载体或赋形剂。在一个实施例中，组合物为药物组合物，该药物组合物包括药学上可接受的载体。该提取物被掺入适于对哺乳类受试者（例如人类）施用的药物组合物中。该提取物可以通过包衣剂型的形式被掺入药物组合物中。这些组合物通常包括“活性”化合物（即，甘蔗衍生提取物）和“药学上可接受的载体”。如下文所用，语言“药学上可接受的载体”旨在包含与药物给药配伍的任意和所有溶剂、分散介质、包衣、抗细菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂等。这种介质和药剂的药学上活性物质的用途在本领域是公知的。除了在任何常规介质或药剂与活性化合物不配伍时之外，这种介质均可以用于本发明的组合物。补充性活性化合物还可以被掺入到组合物中。
由于当前提取物中的多酚的浓度（多酚（mg）/提取物（ml））较高和颜色相对于来自糖的其它提取物较浅，所以提取物在递送治疗量的生物活性化合物中“更高效”。根据本发明制备的某些糖浆的颜色较浅和口感涩味较轻拓宽了它们在食品和载体范围内的可能用途和应用。
示例
示例1. 提取物的制备
原料制备
在室温（RT）下将100 ml的麦基终端糖蜜（Mackay terminal molass）量入到玻璃烧杯中。重量为140 g。然后加入100 ml的蒸馏水，用玻璃搅拌棒手动搅拌直至大部分的粘性糖蜜与水混合为止。然后，将烧杯置于磁力搅拌器上并混合10分钟至15分钟。将温度保持在26 ℃至28 ℃。该溶液的pH为5.4至5.6。
最终体积为200 ml。将1 ml的样品移出，并用1 ml的水稀释，充分混合，然后放置一滴在Ella折射计上。白利糖度读数为48。
使用AR乙醇（100 % v/v）的处理
将原料（200 ml）放入磁力搅拌器上的玻璃烧杯中并且调整使得透明涡流形成，将乙醇缓慢加入到涡流中以确保原料与乙醇快速混合。经过约30分钟的时间，加入950 ml的乙醇。使温度维持在26 ℃至28 ℃。这导致混合物中的最终乙醇水平为83 % v/v。继续搅拌混合物30分钟。在添加乙醇期间，采集多个子样品以支持溶液颜色的变化时的观察和乙醇百分比增加时形成的不同颜色沉淀物的观察。
83 %乙醇上清液/提取物的回收
最终混合物是混浊的并且在烧杯的底部明显出现了凝固的黑色凝胶状沉淀物。移去上清液并在4000 rpm（2500×g）下离心5分钟。倾析澄清的黄色上清液在离心管中留下黑色沉淀物柱。对约950 ml的混合物进行离心并且所回收的上清液的最终体积为880 ml。
从上清液中除去乙醇
真空下使用Buchi旋转蒸发器除去乙醇。浴温为45 ℃。最终浓缩物（不含任何乙醇气味）体积为62 ml并且白利糖度水平为64至65。乙醇、其共沸物和水均在该过程中被除去。
生物活性提取物
最终生物活性提取物为暗色/黄色，不含任何颗粒物并且具有与金色糖浆或糖稀味道类似的鲜甜味道。
示例2. 提取物的制备
原料的制备
如上述示例1中所述，由麦基终端糖蜜制备出200 ml的原料。白利糖度水平为48。
AR乙醇（100 %）的添加
以200 ml的增量添加1000 ml的乙醇，以使得可以观察到乙醇百分比的增加时，沉淀物的形成、颜色和外观。在50 %、66 %、75 %、80 %和83 % 乙醇（v/v）时进行观察，但不收集样品。最终混合物体积（83 %乙醇，v/v）为1200 ml并且这在20 ℃至25 ℃下静置过夜（大约18小时）。如前所述，将乙醇缓慢加入到由快速磁力搅拌混合物产生的搅拌涡流中。
83 %上清液的回收
如示例1所述，以相同的方式回收上清液。体积为1050 ml。
乙醇的除去
如示例1所述，在真空下45 ℃时除去乙醇。最终糖浆体积为78 ml并且白利糖度水平为63至65。它具有与从示例1中回收的糖浆类似的、几乎相同的暗色/黄色和味道。
观察
在50 % v/v乙醇时，形成无定形状絮凝物/沉淀物并且混合物为暗色到灰色。其粒度类似于咖啡中的凝乳的外观。
因为粘性、凝胶状黑色团块从溶液中析出并且开始自发沉淀，所以再添加乙醇至66 % v/v导致明显的变化。它看起来是粘附在玻璃烧杯侧面，但是它也迅速沉降到烧杯的底部。当该黑色沉淀物形成时，混合物呈现出更清晰的黄色，但外观仍然是混浊的。在50 %时所形成的灰色无定形沉淀似乎已经消失或其已经被该新黑色沉淀所“捕获”。另一种可能性是，50 %沉淀物在50 %乙醇至66 %乙醇之间变化（或甚至再溶解）。高达66 %乙醇时的这些两种第一沉淀物在从溶液中除去的材料数量方面均相当明显。
当添加更多的乙醇时，另一种混浊焦糖色的细小沉淀物（少量）形成直到最后达到83 %上清液为止。介于66 %乙醇和75 %乙醇之间，形成另一种很小的粘性黑色沉淀物，类似于在高达66 %乙醇时出现的那个。
示例3. 提取物的制备
原料的制备
使用来自初磨糖机的100 ml的糖蜜。使用Atago-Pal 2数字折射计测量粗糖蜜的白利糖度为78。材料的重量为145 g。如先前实验所述，将100 ml蒸馏水添加到100 ml的糖蜜，混合并搅拌15分钟以确保形成均匀的原料。最终原料的白利糖度为49至50。
添加增加量的乙醇（100 % v/v）的影响
使用两个分开批次的离心管并且向每个离心管添加10 ml的原料。向第一批中的7个管添加蒸馏水如下：0 ml、10 ml、20 ml、30 ml、40 ml、50 ml和60 ml。向第二批中的7个管添加100 % v/v乙醇如下：0 ml、10 ml、20 ml、30 ml、40 ml、50 ml和60 ml。所有管进行混合并在室温（25 ℃）下放置90分钟期间振摇3次。
沉淀物的除去
如上所述，对所有管进行离心。回收并且测量上清液。初始混合物的外观以及上清液和沉淀物均通过摄影（数据未显示）和视觉描述记录下来。
对原料增加乙醇水平的总结
在50 %乙醇时形成的灰色沉淀物相对大于所有其它并且在外观上显得很不同。将乙醇增加到66 %导致产生体积较小的致密的黑色沉淀物并且在50 %乙醇时形成的初始灰色沉淀物的任何迹象消失。在66 %乙醇时，上清液为澄清黄色和深黄色。随着乙醇水平的提高，类似黑色沉淀物产生，可能稍微比在66 %时形成的沉淀物更多。随着百分比乙醇的提高，上清液变得更浅黄色。在从66 %以上乙醇时，所有上清液均是透明的（不含任何残留浊度），这些观察的总结在表1中提供。
表1. 观察结果的总结（ppt=沉淀物）
示例4. 提取物多酚和颜色的分析
分析上清液中的多酚（比色法）和颜色（420 nm处）以确定随着乙醇水平的提高多酚的回收率和颜色除去的程度。在表2中提供了上清液中的多酚水平的分析，在表3中提供了上清液样品中的麦黄酮的分析，并且在表4中提供了上清液样品颜色的分析。
表2. 上清液样品中多酚（PP）的分析
样品 %乙醇 上清液 (mL) 固体 % PP (mg/mL) 总PP (mg) 回收率% 每单位固体的PP (mg/mL)
1 0 9.5 44.8 12.71 120.70 100 28.36
2 50 15.5 33.6 5.71 88.57 73 17.01
3 66 27 13.5 2.99 80.61 67 22.12
4 75 36 8.8 1.89 67.96 56 21.45
5 80 46 6.3 1.39 64.06 53 22.11
6 83 55 4.8 0.97 53.54 44 20.28
7 86 65 4.2 0.83 54.08 45 19.81
表3. 上清液样品中麦黄酮的分析
样品 %乙醇 上清液体积(mL) 麦黄酮mg/g 每单位的固体 上清液中的麦黄酮(mg) 回收率%
1 0 9.5 0.113 0.252 1.25 100
2 50 15.5 0.062 0.186 0.92 74
3 66 27 0.039 0.288 0.92 74
4 75 36 0.018 0.206 0.45 61
5 80 46 0.016 0.246 0.60 48
6 83 55 0.010 0.200 0.43 35
7 86 65 0.006 0.149 0.33 26
表4. 上清液样品颜色的分析（在420 nm处的颜色单位）
样品 %乙醇 上清液体积(mL) 颜色单位/ml 总颜色 回收率%
1 0 9.5 318.8 3028.5 100
2 50 15.5 106.5 1650.1 54
3 66 27 40.0 1080.0 36
4 75 36 19.2 689.8 23
5 80 46 4.5 207.6 7
6 83 55 3.1 167.9 6
7 86 65 2.5 160.6 5
示例5. α-葡萄糖苷酶抑制
α-葡糖苷酶抑制活性被测量为测试样品的阻止酵母（酿酒酵母）α-葡糖苷酶水解4-甲基伞形酮-α-D-吡喃葡萄糖苷酶的能力。
表5列出了试验样品。将每种样品（0.5 mL）称重并冷冻干燥以确定其干物重。然后将样品重悬于二甲基亚砜（DMSO）或DMSO∶水（1：1）中至浓度为15 mg/mL，之后，连续稀释样品。
表5. 试验样品的组成
样品 样品描述 干物重（%） 溶剂
1 糖蜜，澄清的 27.50 DMSO
2 糖蜜，H2O中50 %至75 % ppt 10.91 DMSO-H2O
3 糖蜜，75 %上清液 43.46 DMSO
4 残滓，澄清的 22.42 DMSO
5 残滓，H2O中50 %至75 % ppt 23.92 DMSO-H2O
6 残滓，75 %上清液 32.07 DMSO
在试验缓冲液，即，乙酸钠缓冲液（pH为5.5）中制备底物4-甲基伞形酮-α-D-吡喃葡萄糖苷酶、和酶、酵母α-葡糖苷酶。将底物（最终浓度83 μM，45 μL）添加到96孔板，该96孔板含有45 μL的酶（最终浓度为1.7 mU/mL）和10 μL的样品。将板在定轨振荡器上混合30秒并且在37 ℃下孵育20分钟。通过添加100 mM甘氨酸纳缓冲液（100 μL，pH 10.6）来终止该反应，再振摇板30秒，在λex 355 nm和λem 460 nm处测定荧光强度。岩藻多糖作为阳性对照，乙酸钠缓冲液（pH 5.5）被用作阴性对照。
所有样品显示出一定程度的α-葡萄糖苷酶抑制活性。在IC50为64 µg/mL的样品4中观察到最高活性，和在IC50为1，037 µg/mL的样品3中观察到最低活性。所有样品显示出比阳性对照岩藻多糖（IC50为0.17 µg/mL）更低的活性。样品6的酶活性比样品3得到了更有效的降低。本领域技术人员将认识到，凭借进一步的浓缩，提取物可以含有更大量的多酚，并且因此更有效地抑制了α-葡糖苷酶活性。
示例6. PEG2抑制
从3T3细胞体外产生的PEG2使用Cayman Chemical前列腺素E2单克隆EIA（酶免疫测定）试剂盒来测定。将细胞暴露于样品3和6并用钙离子载体刺激。然后，将测定细胞上清液产生的PEG2。测试了样品对3T3细胞的细胞毒性以确认所观察到的PEG2抑制不是由于细胞毒性。阿司匹林和布洛芬被用作阳性对照。
所观察到的样品3和样品6在0.488 µg/mL时的最高PEG2抑制分别为29.90 %和42.33 %。如图3所示，样品6的PEG2抑制反应类似于布洛芬（在0.488 µg/mL时为42.14 %）。抑制PEG2在相对于未暴露于样品的对照细胞的细胞中的产生表明样品在体外起抗炎剂的作用。
示例7. 使用离子交换树脂从糖蜜中提取多酚
在炼糖厂中有时使用离子交换树脂以从洗炼液体中除去废着色剂，该洗炼液体是在准备生产白糖的第一步骤之后产生的。这些着色剂包括蛋白黑素、焦糖色素（这些是在温度和碱性pH的驱动下由糖和氨基酸所生成的美拉德反应产物）、和天然着色剂（诸如多酚和类黄酮）。使用树脂来处理洗炼液体并且糖以及少量的着色剂通过，然后该材料被进一步加工成食品级糖蜜（完全不同于初磨糖蜜）。使用酸洗来再生树脂并且丢弃含有一些着色剂和少量多酚的洗涤物。然后，使用pH为12-13的碱性溶液洗涤树脂，该碱性溶液除去所结合的多酚和类黄酮，并且使用酸来调节该废液的pH为6.5至7.0，或优选地，它通过酸性树脂柱以将碱“交换”为H+离子，所以废液的pH小于7。在实验室中小规模地再现该过程。
首先监测洗炼液体（pH为5.0至6.0）中多酚的液体色谱曲线图，然后检测碱性树脂提取物（pH为12至13）中多酚的液体色谱曲线图，然后再调节这些提取物（pH为6.5至7.0）。多酚对高pH条件下形成黄酮极为敏感。这种变化可以改变这些化合物的生物活性并且甚至将pH从碱性完全改变为中性并不一定使它们恢复到它们先前的生物活性性质。
来自碱性pH为12至13的提取物的液相色谱指纹明显不同于来自同一提取物的指纹，但是pH调节为6.5至7.0。碱性提取物中的大量主峰似乎已经移向色谱上较少的洗脱时间，从而可能反映了黄酮的结构变化。当这些碱性提取物的pH调至中性pH时，这些峰移向较长的洗脱时间并且本身与从原始液体原料中获得的峰对齐。
在室温下存储碱性提取物长达14天没有显著地改变液相色谱指纹，表明随着时间变化黄酮没有进一步变化。此外，如果碱性提取物立即返回到中性，则经过14天的储存，多酚峰还是保持稳定。
示例8. 颜色减少和多酚回收
本发明人意外地发现，颜色在没有显著损失多酚的情况下也能够有效地除去。当乙醇浓度增加到超过40 %时，生成了更适合的提取物。
表6详述了各种试验样品。
表6 测试样品的性质
样品1：汤斯维尔终端糖蜜（Townsville Terminal Molass），该汤斯维尔终端糖蜜已经通过离心澄清。粗糖蜜（白利糖度约为75）用水调整到25白利糖度并且离心（在4，000rpm下10分钟）。弃去沉淀物。首先澄清的原料仍为25 白利糖度并且用来产生75 %乙醇上清液，该75 %乙醇上清液为样品2。200 ml的澄清的原料用来制备75 %超级提取物。总CE/100g等于808 mg。ICUMSA 32，240。
样品2：该75 %超级提取物通过首先除去50 %沉淀物，回收50 %超级提取物，然后添加更多的乙醇至75 %来制备。除去沉淀物，回收75 %超级提取物并且除去乙醇。最终体积为80 ml并且它的白利糖度为40。总CE/100 mg等于1356 mg。ICUMSA 37，710。
样品3：白利糖度为22的残滓（因为所有糖都已被除去）。残滓如上所述进行离心并且弃去任何沉淀物。200 ml的澄清的残滓用来制备75 %超级提取物（样品4）。总CE/100 mg等于1169 mg。ICUMSA 65，210。
样品4：该75 %超级提取物通过首先除去50 %沉淀物，回收50 %超级提取物并且然后加入更多的乙醇至75 %来制备。除去沉淀物，回收75 %超级提取物并且除去乙醇。最终体积为80 ml并且它的白利糖度为32。
样品5：样品4的疏水色谱提取物。从15 ml的样品4中回收FPX66材料。用70 %乙醇所除去的峰变大（合并等分试样）并且除去乙醇。最终体积为25 ml。
样品6：样品2的疏水色谱提取物。15 ml的样品2中回收FPX66材料。用70 %乙醇除去的峰变大（合并等分试样）并且除去乙醇。最终体积为40 ml。
以下对多酚回收和颜色减少计算进行详述。
样品1和2：（i）多酚回收—200 ml的白利糖度为25的糖蜜为808 mg CE。稀释后，提取并减少，白利糖度从25增加至40（40/25=1.6）并且体积从200 ml减少至80 ml（200/80=2.5）。因此，如果达到酚的回收率为100 %，则总酚类物质将增加到808 mg CE×2.5=2020CE。检测到总酚1356 CE，这意味着1356 CE/2020 CE×100=67。13 %的总CE被回收。（ii）颜色减少—颜色应该理论上从32，240到80，600 ICUMSA增加了2.5倍。然而，所检测到的颜色仅为37，710 ICUMSA。因此，颜色减少了2.14倍（80，600/37，710）或42，890个ICUMSA单位。
样品3和4：（i）多酚回收—200 ml的白利糖度为22的残滓等于1，169 mg CE。稀释后，提取并减少，白利糖度从22增加至32（32/22=1.45）并且体积从200 ml减少至80 ml（200/80=2.5）。因此，如果达到酚的回收率为100 %，则总酚类物质将增加至1，169 mg CE×2.5=2，922 CE。检测到总酚1，797 CE，这意味着1，797 CE/2，922 CE×100=61。5 %的总CE被回收。（ii）颜色减少—颜色应该理论上从65，210到163，025 ICUMSA增加了2.5倍。然而，所检测到的颜色仅为66，030 ICUMSA。因此，颜色减少了2.5倍（163，025/66，030）或96，995个ICUMSA单位。
样品5：（i）多酚回收—由15 ml初始体积制备200 ml的样品4。因此，酚类物质的理论稀释为（15 ml/25 ml=0.6）或1，797×0.6=1，078 mg CE。样品5的分析为943 mg CE。这意味着（943 mg CE/1，078 mg CE）87.5 %的酚类物质被回收（损失了12.5 %的酚类物质）。（ii）颜色减少—颜色理论上应该从66，030至39，618 ICUMSA减少了40 %。然而，所检测到的颜色为32，440 ICUMSA。因此，颜色减少（39，618-32，440=7，178/39，618=18.1 %）或7，178个ICUMSA单位。因此，在没有酚类物质的等效损失的情况下，FPX66色谱方法在减少残滓颜色时更高效。12.5/18.1=69.1 %。这意味着对于所除去的每个ICUMSA颜色单位，只有30.9 %的酚类物质被除去。
样品6：（i）多酚回收—由15 ml初始体积制备40 ml的样品2。因此，酚类物质的理论稀释为（15 ml/40 ml=0.375）或1，356×0.375=508 mg CE。样品6的分析为349 mg CE。这意味着（349 mg CE/508 mg CE）68.7 %的总酚类物质被回收（损失了31.3 %的总酚类物质）。（ii）颜色减少—颜色理论上应该从37，710至25，907 ICUMSA减少了31.3 %。然而，所检测到的颜色为10，960 ICUMSA。因此，颜色减少（25，907-10，960=14，947/25，907=57.7 %）或14，947个ICUMSA单位。因此，在没有酚类物质的等效损失的情况下，FPX66色谱方法在减少残滓颜色时更高效。57.7/31.3=54.25 %。这意味着对于所除去的每个ICUMSA颜色单位，只有54.25 %的酚类物质被除去。
图4示出了样品的HPLC指纹以及在各保留时间时的未识别的酚类物质和类黄酮的一些光谱。
如图5所示，本发明人观察到，75 %至85 % EtOH为最佳浓度（其不同于在WO 2004/014159中所报道的），因为其在没有明显损失多酚的情况下实现了最大的颜色减少。
本发明人还观察到，当糖蜜被稀释至25白利糖度，然后稀释至48白利糖度，并且提取分为两个阶段进行时，最终提取物的颜色较浅并且多酚回收率较高。因此，产生标准化的提取物的提取方法如图6所述。
本领域技术人员将理解，在不背离本公开的宽泛范围的情况下，可以对上述实施例进行多种变化和/或修改。因此，本发明实施例在所有方面均被认为是说明性的和非限制性的。
本文公开或本申请的说明书中单独或共同指出的步骤、特征、整体、组合物和/或化合物，以及两个或更多个所述步骤或特征的任意和所有组合。
本文所讨论和/或引用的所有申请全文通过引用并入本文。
已经在本发明的说明书中包括的文献、操作、材料、器件、物品等的任何论述仅仅用于提供本发明的上下文。不应该被视为是承认了任何或所有这些事项由于其出现于本发明各权利要求的优先权日期之前，而认为任何或所有这些事项构成现有技术基础的一部分，或是本发明相关领域的常识。
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Claims (29)

1.一种用于生产甘蔗衍生提取物的工艺，该工艺包括：
i）将甘蔗衍生产品与乙醇混合以生产提取混合物，该提取混合物包括70 %至85% v/v乙醇；
ii）允许沉淀物形成在提取混合物中；
iii）从提取混合物中除去沉淀物以得到上清液；和
iv）从上清液中除去乙醇以生产甘蔗衍生提取物；
其中甘蔗衍生产品选自糖蜜、甘蔗渣、初榨汁、磨泥、澄清的糖汁、澄清的糖浆、金色糖浆、夹杂物和/或甘蔗剥离物。
2.权利要求1所述的工艺，其中，该提取混合物包括70 %乙醇。
3.权利要求1或2所述的工艺，其中，该工艺还包括：从提取物中除去水以提高该提取物的白利糖度（Bx）值。
4.权利要求3所述的工艺，其中，该提取物具有65°Bx的白利糖度值。
5.权利要求1或2所述的工艺，其中，提取混合物具有的pH为pH 4至pH 7.5。
6.权利要求1或2所述的工艺，其中，甘蔗衍生产品为糖蜜。
7.权利要求1或2所述的工艺，其中，该工艺还包括：对上清液进行离子交换色谱、疏水相互作用色谱、LCMS和/或MALDI-TOF以生产提取物。
8.权利要求7所述的工艺，其中，该工艺包括：对上清液进行疏水相互作用色谱以生产提取物。
9.权利要求8所述的工艺，其中，疏水相互作用色谱包括XAD或FPX66树脂。
10.权利要求1或2所述的工艺，其中，在(i)之前，甘蔗衍生产品与水混合和/或被加热。
11.一种通过前述权利要求中的任一项所述的工艺生产的提取物。
12.权利要求11所述的提取物，其中，提取物包括至少25 mg/ml类黄酮、和/或至少25mg/ml多酚。
13.权利要求11所述的提取物，其中，该提取物包括麦黄酮、芹菜素、木犀草素、咖啡酸、羟基肉桂酸、芥子酸、及其衍生物中的一种或多种。
14.权利要求13所述的提取物，其中，该提取物包括一种或多种羟基肉桂酸或其衍生物。
15.权利要求11-14中的任一项所述的提取物，其中，该提取物包括纤维。
16.权利要求11-14中的任一项所述的提取物，其中，该提取物为粉末。
17.权利要求11-14中的任一项所述的提取物，其中，该提取物为液体或糖浆。
18.权利要求11-14中的任一项所述的提取物，其中，提取物具有α-葡萄糖苷酶抑制活性和/或α-淀粉酶抑制活性。
19.权利要求11-14中的任一项所述的提取物，其中，提取物具有抗炎活性。
20.权利要求11-14中的任一项所述的提取物，其中，提取物具有热值降低特性。
21.权利要求11-14中的任一项所述的提取物，其中，提取物具有血糖指数（GI）降低特性。
22.一种组合物，该组合物包括权利要求11-21中的任一项所述的提取物。
23.权利要求22所述的组合物，其中，该组合物包括纤维。
24.权利要求22或23所述的组合物，其中，该组合物为营养制剂、膳食补充剂、运动营养产品、食品涂层或药物组合物。
25.一种包括权利要求11-21中的任一项所述的提取物或权利要求22-24中的任一项所述的组合物的食品或饮料。
26.一种降低食品或饮料的可用热值的方法，该方法包括：将权利要求11-21中的任一项所述的提取物或权利要求22-24中的任一项所述的组合物添加到食品或饮料。
27.一种降低食品或饮料的GI的方法，该方法包括：将权利要求11-21中的任一项所述的提取物添加到食品或饮料或将权利要求22-24中的任一项所述的组合物添加到食品或饮料。
28.权利要求11-21中的任一项所述的提取物、权利要求22-24中的任一项所述的组合物或权利要求25所述的食品或饮料，用于治疗或预防疾病。
29.权利要求11-21中的任一项所述的提取物、权利要求22-24中的任一项所述的组合物或权利要求25所述的食品或饮料在制造用于治疗或预防疾病的药物中的用途。
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